JPS6328861A - 表面処理装置 - Google Patents
表面処理装置Info
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- JPS6328861A JPS6328861A JP61171432A JP17143286A JPS6328861A JP S6328861 A JPS6328861 A JP S6328861A JP 61171432 A JP61171432 A JP 61171432A JP 17143286 A JP17143286 A JP 17143286A JP S6328861 A JPS6328861 A JP S6328861A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、真空中において基板に加速されたイオンビ
ームを照射することにより、あるいはそれと金属蒸気の
蒸着を併用することにより、基板の表面にイオン注入し
たり薄膜形成したりして基板の表面を処理する表面処理
装置に関する。
ームを照射することにより、あるいはそれと金属蒸気の
蒸着を併用することにより、基板の表面にイオン注入し
たり薄膜形成したりして基板の表面を処理する表面処理
装置に関する。
第４図は、従来の表面処理装置の一例を示す概略図であ
る。図示しない真空排気装置によって真空引きされる真
空容器２内にホルダ４が設けられており、そこに表面処
理すべき基板６が保持されている。また、基板６に対向
する位置の真空容器２には、基板６に加速された金属あ
るいは非金属のイオンビーム１０を照射するイオン源８
が取り付けられている。
る。図示しない真空排気装置によって真空引きされる真
空容器２内にホルダ４が設けられており、そこに表面処
理すべき基板６が保持されている。また、基板６に対向
する位置の真空容器２には、基板６に加速された金属あ
るいは非金属のイオンビーム１０を照射するイオン源８
が取り付けられている。
イオン源８からの上記のようなイオンビーム１０を基板
６に照射すると、基板６の表面にイオン注入層（被ＩＩ
Ｕ）が形成され、これによって基板６の表面処理が行わ
れる。その場合、基板６あるいはホルダ４のバイアスと
しては、図示例のように接地される場合（無バイアス）
と、負の直流バイアス電圧が印加される場合とがある。
６に照射すると、基板６の表面にイオン注入層（被ＩＩ
Ｕ）が形成され、これによって基板６の表面処理が行わ
れる。その場合、基板６あるいはホルダ４のバイアスと
しては、図示例のように接地される場合（無バイアス）
と、負の直流バイアス電圧が印加される場合とがある。
ところが上記のような装置においては、表面処理中に注
入イオンによって基板６の表面（被膜表面）が正電位に
帯電（チャージアップ）され、これが原因で処理表面と
ホルダ４間に電位差が生じて処理表面で微小放電が生じ
、その結果処理表面が破壊される等の不具合を生じると
いう問題がある。このような問題は、基板６に対するイ
オンビームｌＯの照射と金属蒸気の蒸着を併用して基板
６の表面に薄膜を形成するような表面処理装置において
も同様に存在する。
入イオンによって基板６の表面（被膜表面）が正電位に
帯電（チャージアップ）され、これが原因で処理表面と
ホルダ４間に電位差が生じて処理表面で微小放電が生じ
、その結果処理表面が破壊される等の不具合を生じると
いう問題がある。このような問題は、基板６に対するイ
オンビームｌＯの照射と金属蒸気の蒸着を併用して基板
６の表面に薄膜を形成するような表面処理装置において
も同様に存在する。
そこでこの発明は、基板表面での帯電を抑制することを
主たる目的とする。
主たる目的とする。
この発明の表面処理装置においては、ホルダ上の基板ま
たはホルダに、バイアス電源から、正のバイアス電圧あ
るいは正および負を含む交流のバイアス電圧を印加する
ようにしている。またそれに加えて、ホルダ上の基板に
、電子供給手段から電子を供給するようにもしている。
たはホルダに、バイアス電源から、正のバイアス電圧あ
るいは正および負を含む交流のバイアス電圧を印加する
ようにしている。またそれに加えて、ホルダ上の基板に
、電子供給手段から電子を供給するようにもしている。
基板等に正のバイアス電圧を印加することによって、イ
オンビーム照射に伴って基板等から放出された二次電子
が基板等に引き戻され、それによって基板表面での帯電
が抑制される。
オンビーム照射に伴って基板等から放出された二次電子
が基板等に引き戻され、それによって基板表面での帯電
が抑制される。
基板等に交流のバイアス電圧を印加することによって、
その正サイクルにおいて上記のような二次電子が基板等
に引き戻され、それによって基板表面での帯電が抑制さ
れる。しかも当該交流バイアス電圧によって、イオンビ
ームの加速・減速状態を精度良く制御することもできる
。
その正サイクルにおいて上記のような二次電子が基板等
に引き戻され、それによって基板表面での帯電が抑制さ
れる。しかも当該交流バイアス電圧によって、イオンビ
ームの加速・減速状態を精度良く制御することもできる
。
更に上記のようなバイアス電圧を印加するのに加えて、
基板に電子供給手段から電子を供給することによって、
当該電子と上記二次電子の両方により基板の帯電が一層
抑制される。
基板に電子供給手段から電子を供給することによって、
当該電子と上記二次電子の両方により基板の帯電が一層
抑制される。
第１図は、この発明に係る表面処理装置の一例を示す概
略図である。第４図と同一または同等部分には同一符号
を付してその説明を省略する。
略図である。第４図と同一または同等部分には同一符号
を付してその説明を省略する。
この例では、前述したような真空容器２内に更に、金属
蒸気１６を基板６上に蒸着させる蒸発源１４と、基板６
上に蒸着される膜厚をモニタする膜厚モニタ１８とを設
けている。またホルダ４とアース間には、基板６を処理
する際に、基板６に（それが導電性の場合）またはホル
ダ４に（基板６が非導電性の場合）後述するようなバイ
アス電圧を印加するバイアス電源１２を接続している。
蒸気１６を基板６上に蒸着させる蒸発源１４と、基板６
上に蒸着される膜厚をモニタする膜厚モニタ１８とを設
けている。またホルダ４とアース間には、基板６を処理
する際に、基板６に（それが導電性の場合）またはホル
ダ４に（基板６が非導電性の場合）後述するようなバイ
アス電圧を印加するバイアス電源１２を接続している。
上記のような装置においては、イオン源８を用いてイオ
ンビーム１０を単独で基板６に照射すれば、前述と同様
にイオン注入による基板６の表面処理が行われる。また
イオン源８と蒸発源１４を併用して、基板６に対して金
属蒸気１６の蒸着とイオンビーム１０の照射を同時に、
または交互に行えば、基板６の表面に薄膜が形成される
。その場合、注入イオンの押し込み（ノックオン）作用
により基板６と薄膜との界面付近に両者の混合層（ミキ
シング層）が形成されるため、回着性の高い薄膜が得ら
れる。
ンビーム１０を単独で基板６に照射すれば、前述と同様
にイオン注入による基板６の表面処理が行われる。また
イオン源８と蒸発源１４を併用して、基板６に対して金
属蒸気１６の蒸着とイオンビーム１０の照射を同時に、
または交互に行えば、基板６の表面に薄膜が形成される
。その場合、注入イオンの押し込み（ノックオン）作用
により基板６と薄膜との界面付近に両者の混合層（ミキ
シング層）が形成されるため、回着性の高い薄膜が得ら
れる。
上記の場合、バイアス電源１２から供給するバイアス電
圧としては次の二通りが採り得る。
圧としては次の二通りが採り得る。
一つは、正の直流バイアス電圧である。イオンビーム１
０の照射によって基板６あるいはホルダ４から二次電子
が放出されるが、基板６等に正の直流バイアス電圧を印
加しておくと、それによって当該二次電子が基板６等に
引き戻され（呼び込まれ）、それが基板６の処理表面に
おける正電荷を中和するため、基板６の表面での帯電が
抑制される。その結果、基板６の処理表面の微小放電に
よる破壊が防止される。
０の照射によって基板６あるいはホルダ４から二次電子
が放出されるが、基板６等に正の直流バイアス電圧を印
加しておくと、それによって当該二次電子が基板６等に
引き戻され（呼び込まれ）、それが基板６の処理表面に
おける正電荷を中和するため、基板６の表面での帯電が
抑制される。その結果、基板６の処理表面の微小放電に
よる破壊が防止される。
また、上記バイアス電圧の大きさを制御することによっ
て、基板６に照射されるイオンビーム１０のエネルギー
を精度良くかつ簡単に制御する（この場合は低減させる
）こともできる。
て、基板６に照射されるイオンビーム１０のエネルギー
を精度良くかつ簡単に制御する（この場合は低減させる
）こともできる。
上記の場合、正バイアス電圧の大きさは、数十Ｖ〜数百
ｖ程度、大きくてもＩＫＶ程度で良い。
ｖ程度、大きくてもＩＫＶ程度で良い。
その程度あれば、上述した二次電子引き戻しやイオンビ
ーム１０の制御を効果的に行うことができるからである
。
ーム１０の制御を効果的に行うことができるからである
。
バイアス電源１２から供給するバイアス電圧のもう一つ
は交流のバイアス電圧である。これには例えば、第２図
（Ａ）に示すような方形波、第２図（Ｂ）に示すような
正弦波、第２図（Ｃ）に示すような正弦波の一部分を抽
出したような波形のもの、更には図示しないが鋸歯状波
等が採り得る。
は交流のバイアス電圧である。これには例えば、第２図
（Ａ）に示すような方形波、第２図（Ｂ）に示すような
正弦波、第２図（Ｃ）に示すような正弦波の一部分を抽
出したような波形のもの、更には図示しないが鋸歯状波
等が採り得る。
いずれの交流バイアス電圧においても、その正サイクル
において、イオンビーム照射に伴って基板６等から放出
された二次電子が基板６等に引き戻されるため、それに
よって基板６の処理表面での帯電が抑制され、基板６の
処理表面の微小放電による破壊が防止される。しかも負
サイクルにおいては、当該バイアス電圧によってイオン
ビーム１０が加速されるので、前述したイオン注入層や
混合層の厚みを増大させることもできる。
において、イオンビーム照射に伴って基板６等から放出
された二次電子が基板６等に引き戻されるため、それに
よって基板６の処理表面での帯電が抑制され、基板６の
処理表面の微小放電による破壊が防止される。しかも負
サイクルにおいては、当該バイアス電圧によってイオン
ビーム１０が加速されるので、前述したイオン注入層や
混合層の厚みを増大させることもできる。
上記の場合、交流バイアス電圧のピーク値は前述と同様
に高々ＩＫＶ程度で良い。またそのピーク値や周期等を
制御することにより、基板６の帯電を抑制しつつイオン
ビーム１０の加速・減速状態を、イオン源８において制
御する場合よりも精度良くかつ簡単に制御することがで
きる。例えば、注入イオンの基板６中への飛程を精度良
く制御することができるし、また金属蒸気１６の蒸着と
イオンビーム１０の照射を併用する場合は、イオンビー
ム１０の過剰なエネルギーを低減させることによって蒸
着膜のスパッタ率を小さくすることもできる。その結果
、良質な処理面を得ることができる。
に高々ＩＫＶ程度で良い。またそのピーク値や周期等を
制御することにより、基板６の帯電を抑制しつつイオン
ビーム１０の加速・減速状態を、イオン源８において制
御する場合よりも精度良くかつ簡単に制御することがで
きる。例えば、注入イオンの基板６中への飛程を精度良
く制御することができるし、また金属蒸気１６の蒸着と
イオンビーム１０の照射を併用する場合は、イオンビー
ム１０の過剰なエネルギーを低減させることによって蒸
着膜のスパッタ率を小さくすることもできる。その結果
、良質な処理面を得ることができる。
特に、交流バイアス電圧に第２図（Ｂ）のような正弦波
を用いれば、第２図（Ａ）の場合に比べて、電子の呼び
込みやイオンビーム１０の加速・減速を連続的に滑らか
に行えるという利点がある。
を用いれば、第２図（Ａ）の場合に比べて、電子の呼び
込みやイオンビーム１０の加速・減速を連続的に滑らか
に行えるという利点がある。
更に、交流バイアス電圧に第２図（Ｃ）のようなものを
用いれば、第２図（Ｂ）の場合と同様にイオンビーム１
０の加速・減速を滑らかに行えるという利点の他に、基
板６の表面の処理状態を処理目的等に応じて様々に制御
できるという利点もある。これは、イオンビーム１０の
減速バイアス状態（期間Ｔ＋）および加速バイアス状態
（期間Ｔ２）に加えて、無バイアス状態（期間Ｔ３）も
得られるからであり、しかも公知の手段によって期間Ｔ
１〜Ｔ３をそれぞれ任意に設定することができるからで
ある。
用いれば、第２図（Ｂ）の場合と同様にイオンビーム１
０の加速・減速を滑らかに行えるという利点の他に、基
板６の表面の処理状態を処理目的等に応じて様々に制御
できるという利点もある。これは、イオンビーム１０の
減速バイアス状態（期間Ｔ＋）および加速バイアス状態
（期間Ｔ２）に加えて、無バイアス状態（期間Ｔ３）も
得られるからであり、しかも公知の手段によって期間Ｔ
１〜Ｔ３をそれぞれ任意に設定することができるからで
ある。
第３図は、この発明に係る表面処理装置の他の例を示す
概略図である。第１図の装置との相違点を主に説明する
と、ここでは、基板６の手前側近傍に、電子供給手段の
一例としてヒータ２０を設けており、これを加熱電源２
２によって加熱してそこから熱電子２４を発生させ、こ
れをホルダ４上の基板６に供給するようにしている。こ
の場合も第１図の場合と同様に、バイアス電源１２から
基板６等に印加するバイアス電圧としては、正の直流バ
イアス電圧あるいは前述したような交流バイアス電圧の
いずれも採り得る。
概略図である。第１図の装置との相違点を主に説明する
と、ここでは、基板６の手前側近傍に、電子供給手段の
一例としてヒータ２０を設けており、これを加熱電源２
２によって加熱してそこから熱電子２４を発生させ、こ
れをホルダ４上の基板６に供給するようにしている。こ
の場合も第１図の場合と同様に、バイアス電源１２から
基板６等に印加するバイアス電圧としては、正の直流バ
イアス電圧あるいは前述したような交流バイアス電圧の
いずれも採り得る。
上記装置においては、ヒータ２０からの熱電子２４は、
前述したイオンビーム照射による二次Ｗ子の場合と同様
に、基板６等が負にバイアスされている時に基板６等に
引き込まれる。そしてこの熱電子２４と前述した二次電
子の両方によって基板６上の正電荷が中和されるため、
基板６の表面の帯電を一層抑制することができる。
前述したイオンビーム照射による二次Ｗ子の場合と同様
に、基板６等が負にバイアスされている時に基板６等に
引き込まれる。そしてこの熱電子２４と前述した二次電
子の両方によって基板６上の正電荷が中和されるため、
基板６の表面の帯電を一層抑制することができる。
尚、第１図および第３図はいずれも蒸発源１４を備えて
いる例を示したが、蒸発源１４を備えない表面処理装置
においても、前述したようなバイアス電源１２、ヒータ
２０等によって上記のような作用効果が得られるのは勿
論である。
いる例を示したが、蒸発源１４を備えない表面処理装置
においても、前述したようなバイアス電源１２、ヒータ
２０等によって上記のような作用効果が得られるのは勿
論である。
以上のようにこの発明によれば、基板等に正のバイアス
電圧を印加することによって、基板の処理表面での帯電
が抑制され、ひいては微小放電による処理表面の破壊が
防止される。
電圧を印加することによって、基板の処理表面での帯電
が抑制され、ひいては微小放電による処理表面の破壊が
防止される。
また、基板等に交流のバイアス電圧を印加することによ
って、基板の処理表面での帯電が抑制されて微小放電に
よる処理表面の破壊が防止されると共に、イオンビーム
の加速・減速状態を精度良く制御することもできるため
、良質な処理面を得ることができる。
って、基板の処理表面での帯電が抑制されて微小放電に
よる処理表面の破壊が防止されると共に、イオンビーム
の加速・減速状態を精度良く制御することもできるため
、良質な処理面を得ることができる。
更に、上記のようなバイアス電圧を印加するのに加えて
基板に電子供給手段から電子を供給することによって、
基板の帯電が一層抑制される。
基板に電子供給手段から電子を供給することによって、
基板の帯電が一層抑制される。
第１図は、この発明に係る表面処理装置の一例を示す概
略図である。第２図は、交流バイアス電圧の波形の例を
示す図である。第３図は、この発明に係る表面処理装置
の他の例を示す概略図である。第４図は、従来の表面処
理装置の一例を示す概略図である。 ２・・・真空容器、４・・・ホルダ、６・・・基板、８
・・・イオン源、１０・・・イオンビーム、１２・・・
バイアス電源、１４・・・蒸発源、１６・・・金属蒸気
、２０・・・ ヒータ。
略図である。第２図は、交流バイアス電圧の波形の例を
示す図である。第３図は、この発明に係る表面処理装置
の他の例を示す概略図である。第４図は、従来の表面処
理装置の一例を示す概略図である。 ２・・・真空容器、４・・・ホルダ、６・・・基板、８
・・・イオン源、１０・・・イオンビーム、１２・・・
バイアス電源、１４・・・蒸発源、１６・・・金属蒸気
、２０・・・ ヒータ。
Claims (4)
- （１）真空容器と、真空容器内に設けられていて処理す
べき基板を保持するホルダと、ホルダ上の基板に加速さ
れたイオンビームを照射するイオン源と、ホルダ上の基
板またはホルダに正のバイアス電圧を印加するバイアス
電源とを備えることを特徴とする表面処理装置。 - （２）真空容器と、真空容器内に設けられていて処理す
べき基板を保持するホルダと、ホルダ上の基板に加速さ
れたイオンビームを照射するイオン源と、ホルダ上の基
板またはホルダに交流のバイアス電圧を印加するバイア
ス電源とを備えることを特徴とする表面処理装置。 - （３）真空容器と、真空容器内に設けられていて処理す
べき基板を保持するホルダと、ホルダ上の基板に加速さ
れたイオンビームを照射するイオン源と、ホルダ上の基
板またはホルダに正のバイアス電圧を印加するバイアス
電源と、ホルダ上の基板に電子を供給する電子供給手段
とを備えることを特徴とする表面処理装置。 - （４）真空容器と、真空容器内に設けられていて処理す
べき基板を保持するホルダと、ホルダ上の基板に加速さ
れたイオンビームを照射するイオン源と、ホルダ上の基
板またはホルダに交流のバイアス電圧を印加するバイア
ス電源と、ホルダ上の基板に電子を供給する電子供給手
段とを備えることを特徴とする表面処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61171432A JPH0774442B2 (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | 表面処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61171432A JPH0774442B2 (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | 表面処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6328861A true JPS6328861A (ja) | 1988-02-06 |
| JPH0774442B2 JPH0774442B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=15923017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61171432A Expired - Lifetime JPH0774442B2 (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | 表面処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0774442B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02162301A (ja) * | 1988-10-07 | 1990-06-21 | Valeo Vision | レンズに耐摩耗性を付与する方法及びそれによるレンズ |
| JP2003507906A (ja) * | 1999-08-06 | 2003-02-25 | アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド | イオン注入システム及び方法 |
| US10193116B2 (en) * | 2012-12-13 | 2019-01-29 | Applied Materials, Inc. | Ceramic coating on battery separators |
-
1986
- 1986-07-21 JP JP61171432A patent/JPH0774442B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02162301A (ja) * | 1988-10-07 | 1990-06-21 | Valeo Vision | レンズに耐摩耗性を付与する方法及びそれによるレンズ |
| JP2003507906A (ja) * | 1999-08-06 | 2003-02-25 | アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド | イオン注入システム及び方法 |
| US10193116B2 (en) * | 2012-12-13 | 2019-01-29 | Applied Materials, Inc. | Ceramic coating on battery separators |
| US10756321B2 (en) | 2012-12-13 | 2020-08-25 | Applied Materials, Inc. | Ceramic coating on battery separators |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0774442B2 (ja) | 1995-08-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |