JPH09120791A - 基板帯電防止用の電子シャワー装置 - Google Patents
基板帯電防止用の電子シャワー装置Info
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- JPH09120791A JPH09120791A JP7277931A JP27793195A JPH09120791A JP H09120791 A JPH09120791 A JP H09120791A JP 7277931 A JP7277931 A JP 7277931A JP 27793195 A JP27793195 A JP 27793195A JP H09120791 A JPH09120791 A JP H09120791A
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- 230000002265 prevention Effects 0.000 title description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 28
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- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 49
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 3
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】基板帯電防止用の電子シャワー装置において、
フィラメントがイオンにより衝撃・損傷されるのを防止
できるようにすること。 【解決手段】ビーム形成電極の前方に、正の電位に保持
されたイオンサプレッサ電極が設けられる。
フィラメントがイオンにより衝撃・損傷されるのを防止
できるようにすること。 【解決手段】ビーム形成電極の前方に、正の電位に保持
されたイオンサプレッサ電極が設けられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、成膜装置における
基板帯電防止用の電子シャワー装置に関するものであ
る。
基板帯電防止用の電子シャワー装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の電子シャワー装置の一例を図９に
示し、図においてＡは真空チャンバでその中に成膜すべ
き基板Ｂが配置されている。電子シャワー装置は、熱電
子を発生させるフィラメントＣと、フィラメントＣと同
じ負の電位に保持され、ビームの照射方向を制限するビ
ーム形成電極Ｄと、接地電位に保持されたアノードＥと
から成り、Ｆは電子ビームを表している。図９に示す装
置において、フィラメントＣに通電して加熱することに
よって熱電子を発生させ、フィラメントＣと同じ負電位
に保持されたビーム形成電極Ｄによりビームの照射方向
を制限し、接地電位に保持されたアノードＥにより電子
ビームを加速し、集束させる。こうしてアノードＥを通
過して加速、集束されてきた電子ビームＦは基板Ｂ付近
に照射され、基板Ｂの帯電を防止する。
示し、図においてＡは真空チャンバでその中に成膜すべ
き基板Ｂが配置されている。電子シャワー装置は、熱電
子を発生させるフィラメントＣと、フィラメントＣと同
じ負の電位に保持され、ビームの照射方向を制限するビ
ーム形成電極Ｄと、接地電位に保持されたアノードＥと
から成り、Ｆは電子ビームを表している。図９に示す装
置において、フィラメントＣに通電して加熱することに
よって熱電子を発生させ、フィラメントＣと同じ負電位
に保持されたビーム形成電極Ｄによりビームの照射方向
を制限し、接地電位に保持されたアノードＥにより電子
ビームを加速し、集束させる。こうしてアノードＥを通
過して加速、集束されてきた電子ビームＦは基板Ｂ付近
に照射され、基板Ｂの帯電を防止する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような基板帯電防
止用の従来の電子シャワー装置は、真空の圧力が高い領
域下での使用やプラズマ等イオンの発生量が多い状態で
の使用などにおいては、負電位のフィラメント等がイオ
ン衝撃を受け、損傷するという問題点がある。そこで、
本発明は、基板帯電防止用の従来の電子シャワー装置に
おける上記のような問題点を解決して、フィラメントが
衝撃・損傷されるのを防止できる電子シャワー装置を提
供することを目的としている。
止用の従来の電子シャワー装置は、真空の圧力が高い領
域下での使用やプラズマ等イオンの発生量が多い状態で
の使用などにおいては、負電位のフィラメント等がイオ
ン衝撃を受け、損傷するという問題点がある。そこで、
本発明は、基板帯電防止用の従来の電子シャワー装置に
おける上記のような問題点を解決して、フィラメントが
衝撃・損傷されるのを防止できる電子シャワー装置を提
供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、熱電子を発生させるフィラメン
トと、フィラメントと同じ負の電位に保持され、電子ビ
ームの照射方向を制限するビーム形成電極と、接地電位
に保持され、ビーム形成電極からの電子ビームを加速、
集束させる加速・集束電極とを備え、電子ビームを処理
すべき基板へ向って照射するように構成した電子シャワ
ー装置において、ビーム形成電極の前方に正の電位に保
持されたイオンサプレッサ電極を設けたことを特徴とし
ている。
めに、本発明によれば、熱電子を発生させるフィラメン
トと、フィラメントと同じ負の電位に保持され、電子ビ
ームの照射方向を制限するビーム形成電極と、接地電位
に保持され、ビーム形成電極からの電子ビームを加速、
集束させる加速・集束電極とを備え、電子ビームを処理
すべき基板へ向って照射するように構成した電子シャワ
ー装置において、ビーム形成電極の前方に正の電位に保
持されたイオンサプレッサ電極を設けたことを特徴とし
ている。
【０００５】本発明の別の特徴によれば、上記構成に加
えて、加速・集束電極を通過してきた電子ビームを磁気
偏向させる走査コイルが設けられる。
えて、加速・集束電極を通過してきた電子ビームを磁気
偏向させる走査コイルが設けられる。
【０００６】
【作用】このように構成した本発明による電子シャワー
装置においては、フィラメントに向けてイオンが飛来し
ようとすると、接地電位に保持されたアノードすなわち
加速・集束電極とその後に位置する正の電位に保持され
たイオンサプレッサ電極との間の電界によってイオンは
空間へ追い返される。一方、フィラメントから発生した
熱電子はフィラメントと同じ負の電位に保持されたビー
ム形成電極とその前に位置した接地電位に保持された第
１のアノードとの間の電界、及び第１のアノードとその
前に位置した正の電位に保持されたイオンサプレッサ電
極との間の電界によって加速され、正の電位に保持され
たイオンサプレッサ電極とその前にある接地電位に保持
された第２のアノードとの間の電界によって減速される
が、イオンサプレッサ電極を適切な位置に設置すること
でイオンサプレッサ電極がない場合と同様な電子ビーム
の運動エネルギ、拡がりを得ることができるこのように
イオンサプレッサ電極を挿入することでイオン衝撃が減
り、フィラメントの損傷は防ぐことができるようにな
る。また、第２のアノードを通過してきた電子ビームを
磁気偏向させる走査コイルを設けたことにより、電子ビ
ームを磁気偏向させて広い範囲に電子ビームを照射する
ことができるようになる。
装置においては、フィラメントに向けてイオンが飛来し
ようとすると、接地電位に保持されたアノードすなわち
加速・集束電極とその後に位置する正の電位に保持され
たイオンサプレッサ電極との間の電界によってイオンは
空間へ追い返される。一方、フィラメントから発生した
熱電子はフィラメントと同じ負の電位に保持されたビー
ム形成電極とその前に位置した接地電位に保持された第
１のアノードとの間の電界、及び第１のアノードとその
前に位置した正の電位に保持されたイオンサプレッサ電
極との間の電界によって加速され、正の電位に保持され
たイオンサプレッサ電極とその前にある接地電位に保持
された第２のアノードとの間の電界によって減速される
が、イオンサプレッサ電極を適切な位置に設置すること
でイオンサプレッサ電極がない場合と同様な電子ビーム
の運動エネルギ、拡がりを得ることができるこのように
イオンサプレッサ電極を挿入することでイオン衝撃が減
り、フィラメントの損傷は防ぐことができるようにな
る。また、第２のアノードを通過してきた電子ビームを
磁気偏向させる走査コイルを設けたことにより、電子ビ
ームを磁気偏向させて広い範囲に電子ビームを照射する
ことができるようになる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施例に基
づき本発明の実施の形態について説明する。図１には本
発明の一実施例による電子シャワー装置を示し、１は真
空チャンバで、この中には成膜すべき基板２が配置され
ている。図示電子シャワー装置において、３は熱電子を
発生するフィラメント、４はフィラメント３と同じ負の
電位に保持されたビーム形成電極、５は接地電位に保持
された加速・集束用の第１のアノード、６は正の電位に
保持されたイオンサプレッサ電極、７は第２のアノー
ド、８は磁気偏向により電子ビームを走査させる走査コ
イル、９は電子ビームであり、これらの各構成要素は図
２に示したように配列されている。
づき本発明の実施の形態について説明する。図１には本
発明の一実施例による電子シャワー装置を示し、１は真
空チャンバで、この中には成膜すべき基板２が配置され
ている。図示電子シャワー装置において、３は熱電子を
発生するフィラメント、４はフィラメント３と同じ負の
電位に保持されたビーム形成電極、５は接地電位に保持
された加速・集束用の第１のアノード、６は正の電位に
保持されたイオンサプレッサ電極、７は第２のアノー
ド、８は磁気偏向により電子ビームを走査させる走査コ
イル、９は電子ビームであり、これらの各構成要素は図
２に示したように配列されている。
【０００８】このように構成した図示装置の動作におい
て、フィラメント３にマイナス数Ｖ〜マイナス数十Ｖの
負の電圧を印加して加熱することによって熱電子が発生
され、発生した熱電子は、フィラメント３と同じ負の電
位に保持されたビーム形成電極４により照射方向の制限
された電子ビームに形成される。形成された電子ビーム
は０Ｖの接地電位に保持された第１のアノード５により
加速され、集束され、そしてプラス数Ｖ〜プラス数十Ｖ
の正の電位に保持されたイオンサプレッサ電極６及び第
２のアノード７を通る。第２のアノード７を通過した電
子ビームは、走査コイル７によって発生された交番磁界
で磁気偏向され、電子ビーム９として基板２付近に照射
され、それにより基板２の帯電を防止する。今イオン10
がフィラメント３に向けて飛来しようとすると、接地電
位に保持された第２のアノード７と正の電位に保持され
たイオンサプレッサ電極６との間に発生された電界によ
って図１に示すように追い返される。一方、フィラメン
ト３から発生した熱電子は、フィラメント３と同じ負の
電位に保持されたビーム形成電極４と接地電位に保持さ
れた第１のアノード５との間の電界、及び第１のアノー
ド５と正の電極に保持されたイオンサプレッサ電極６と
の間の電界によって加速され、そして正の電位に保持さ
れたイオンサプレッサ電極６と接地電位に保持された第
２のアノード７との間の電界によって減速されるが、イ
オンサプレッサ電極６を適切な位置に設けることによっ
てイオンサプレッサ電極６がない場合と同様な電子ビー
ムの運動エネルギ、拡がりを得ることができる。基板帯
電の原因としてはイオンが基板２に入射し、基板２から
２次電子が外へ飛び出すことが考えられ、電子シャワー
はこの基板２に入射するイオンに照射することでイオン
を中性粒子とすることができる。
て、フィラメント３にマイナス数Ｖ〜マイナス数十Ｖの
負の電圧を印加して加熱することによって熱電子が発生
され、発生した熱電子は、フィラメント３と同じ負の電
位に保持されたビーム形成電極４により照射方向の制限
された電子ビームに形成される。形成された電子ビーム
は０Ｖの接地電位に保持された第１のアノード５により
加速され、集束され、そしてプラス数Ｖ〜プラス数十Ｖ
の正の電位に保持されたイオンサプレッサ電極６及び第
２のアノード７を通る。第２のアノード７を通過した電
子ビームは、走査コイル７によって発生された交番磁界
で磁気偏向され、電子ビーム９として基板２付近に照射
され、それにより基板２の帯電を防止する。今イオン10
がフィラメント３に向けて飛来しようとすると、接地電
位に保持された第２のアノード７と正の電位に保持され
たイオンサプレッサ電極６との間に発生された電界によ
って図１に示すように追い返される。一方、フィラメン
ト３から発生した熱電子は、フィラメント３と同じ負の
電位に保持されたビーム形成電極４と接地電位に保持さ
れた第１のアノード５との間の電界、及び第１のアノー
ド５と正の電極に保持されたイオンサプレッサ電極６と
の間の電界によって加速され、そして正の電位に保持さ
れたイオンサプレッサ電極６と接地電位に保持された第
２のアノード７との間の電界によって減速されるが、イ
オンサプレッサ電極６を適切な位置に設けることによっ
てイオンサプレッサ電極６がない場合と同様な電子ビー
ムの運動エネルギ、拡がりを得ることができる。基板帯
電の原因としてはイオンが基板２に入射し、基板２から
２次電子が外へ飛び出すことが考えられ、電子シャワー
はこの基板２に入射するイオンに照射することでイオン
を中性粒子とすることができる。
【０００９】次にイオンサプレッサ電極６の作用につい
て、イオンサプレッサ電極６に印加する電圧によりイオ
ン衝撃がどのように変化するかを示す実験データに基づ
いて説明する。フィラメント３には−10kVの負の電圧、
第１、第２のアノード５、７には０Ｖの電圧をそれぞれ
印加し、イオンサプレッサ電極６に印加する電圧を０
Ｖ、100Ｖ、170Ｖ、300Ｖと変化させた。イオンサプレ
ッサ電極６に印加する電圧が０Ｖの時には、第１のアノ
ード５とビーム形成電極４との間の距離ｄ1を1.8mm、イ
オンサプレッサ電極６と第１のアノード５との間の距離
ｄ2を2.2mmに設定し、またイオンサプレッサ電極６に印
加する電圧を100Ｖ、170Ｖ、300Ｖにした時には、イオ
ンサプレッサ電極６と第１のアノード５との間の距離ｄ
2及び第１のアノード５とビーム形成電極４との間の距
離ｄ1をそれぞれ3.2mm、2.3mmに設定し、また第１のア
ノード５の穴径は５mmとした。イオンサプレッサ電極６
に印加する電圧が０Ｖの場合を実験例１、100Ｖの時を
実験例２、170Ｖの時を実験例３、300Ｖの時を実験例４
とする。この条件の下でのフィラメントの質量の減少量
を図３に、放電回数を図４に、また真空チャンバ内の圧
力を図５にそれぞれ示す。これらの実験結果から、イオ
ンサプレッサ電極６に印加する電圧が高くなるにつれて
フィラメントの質量の減少はすくなくることが認められ
た。また放電回数はイオンサプレッサ電極６に印加する
電圧が高くなるにつれて増加しており、放電回数が増加
すると、衝撃するイオン量も増加するため、イオンサプ
レッサ電極６に印加する電圧の上昇と共にイオン衝撃防
止効果が顕著に現れるものと認められる。
て、イオンサプレッサ電極６に印加する電圧によりイオ
ン衝撃がどのように変化するかを示す実験データに基づ
いて説明する。フィラメント３には−10kVの負の電圧、
第１、第２のアノード５、７には０Ｖの電圧をそれぞれ
印加し、イオンサプレッサ電極６に印加する電圧を０
Ｖ、100Ｖ、170Ｖ、300Ｖと変化させた。イオンサプレ
ッサ電極６に印加する電圧が０Ｖの時には、第１のアノ
ード５とビーム形成電極４との間の距離ｄ1を1.8mm、イ
オンサプレッサ電極６と第１のアノード５との間の距離
ｄ2を2.2mmに設定し、またイオンサプレッサ電極６に印
加する電圧を100Ｖ、170Ｖ、300Ｖにした時には、イオ
ンサプレッサ電極６と第１のアノード５との間の距離ｄ
2及び第１のアノード５とビーム形成電極４との間の距
離ｄ1をそれぞれ3.2mm、2.3mmに設定し、また第１のア
ノード５の穴径は５mmとした。イオンサプレッサ電極６
に印加する電圧が０Ｖの場合を実験例１、100Ｖの時を
実験例２、170Ｖの時を実験例３、300Ｖの時を実験例４
とする。この条件の下でのフィラメントの質量の減少量
を図３に、放電回数を図４に、また真空チャンバ内の圧
力を図５にそれぞれ示す。これらの実験結果から、イオ
ンサプレッサ電極６に印加する電圧が高くなるにつれて
フィラメントの質量の減少はすくなくることが認められ
た。また放電回数はイオンサプレッサ電極６に印加する
電圧が高くなるにつれて増加しており、放電回数が増加
すると、衝撃するイオン量も増加するため、イオンサプ
レッサ電極６に印加する電圧の上昇と共にイオン衝撃防
止効果が顕著に現れるものと認められる。
【００１０】次に、図６〜図８を参照して走査コイル７
の機能について説明する。走査コイルは図６に示すよう
に、鉄心11にコイル12を巻き、図示したようにＸ走査用
の交流の定電流源13及びＹ走査用の交流の定電流源14に
接続して構成されている。Ｘ走査用及びＹ走査用にそれ
ぞれ二つの走査コイルが直径上に相対して配置されてい
る。このように構成したＸ走査用の二つの走査コイルに
通電すると、図７に示すようにＹ方向に磁場が発生す
る。走査コイルに流す電流の向きを逆にすると、発生す
る磁場の向きも逆になる。その結果、図８に示すように
ビームを曲げる力の方向も逆になり、ビームはＸ方向に
走査される。Ｙ走査用のコイルについても同様に作用
し、ビームはＹ方向に走査される。こうして数mmの径の
ビームを走査することにより、ビームを偏向させて広い
面積に電子ビームを照射することができるようになる。
の機能について説明する。走査コイルは図６に示すよう
に、鉄心11にコイル12を巻き、図示したようにＸ走査用
の交流の定電流源13及びＹ走査用の交流の定電流源14に
接続して構成されている。Ｘ走査用及びＹ走査用にそれ
ぞれ二つの走査コイルが直径上に相対して配置されてい
る。このように構成したＸ走査用の二つの走査コイルに
通電すると、図７に示すようにＹ方向に磁場が発生す
る。走査コイルに流す電流の向きを逆にすると、発生す
る磁場の向きも逆になる。その結果、図８に示すように
ビームを曲げる力の方向も逆になり、ビームはＸ方向に
走査される。Ｙ走査用のコイルについても同様に作用
し、ビームはＹ方向に走査される。こうして数mmの径の
ビームを走査することにより、ビームを偏向させて広い
面積に電子ビームを照射することができるようになる。
【００１１】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による
電子シャワー装置においては、ビーム形成電極の前方
に、正の電位に保持されたイオンサプレッサ電極を設け
ているので、ビーム形成電極と同じ負の電位に保持され
たフィラメントがイオンにより衝撃・損傷を受けるのを
防止でき、フィラメントの寿命を大幅に延ばすことがで
きるようになる。また、本発明においては、走査コイル
によって発生される交番磁界により電子ビームを磁場偏
向させ広範囲にわたってビームを走査できるといった効
果が得られる。
電子シャワー装置においては、ビーム形成電極の前方
に、正の電位に保持されたイオンサプレッサ電極を設け
ているので、ビーム形成電極と同じ負の電位に保持され
たフィラメントがイオンにより衝撃・損傷を受けるのを
防止でき、フィラメントの寿命を大幅に延ばすことがで
きるようになる。また、本発明においては、走査コイル
によって発生される交番磁界により電子ビームを磁場偏
向させ広範囲にわたってビームを走査できるといった効
果が得られる。
【図１】 本発明の一実施例による電子シャワー装置を
示す概略線図。
示す概略線図。
【図２】 図１に示す電子シャワー装置の各電極の配置
を示す図。
を示す図。
【図３】 図１に示す電子シャワー装置を用いて実験し
た際のフィラメント質量の減少量を示すグラフ。
た際のフィラメント質量の減少量を示すグラフ。
【図４】 図１に示す電子シャワー装置を用いて実験し
た際の放電回数を示すグラフ。
た際の放電回数を示すグラフ。
【図５】 図１に示す電子シャワー装置を用いて実験し
た際の真空チャンバ内の圧力を示すグラフ。
た際の真空チャンバ内の圧力を示すグラフ。
【図６】 図１に示す電子シャワー装置における走査コ
イルの構成を示す図。
イルの構成を示す図。
【図７】 走査コイルの動作を示す説明図。
【図８】 走査コイルの動作を示す説明図。
【図９】 従来の電子シャワー装置の一例を示す概略線
図。
図。
１・・・真空チャンバ ２・・・成膜すべき基板 ３・・・フィラメント ４・・・ビーム形成電極 ５・・・第１のアノード ６・・・イオンサプレッサ電極 ７・・・第２のアノード ８・・・走査コイル ９・・・電子ビーム 10・・・イオン
Claims (2)
- 【請求項１】 熱電子を発生させるフィラメントと、フ
ィラメントと同じ負の電位に保持され、電子ビームの照
射方向を制限するビーム形成電極と、接地電位に保持さ
れ、ビーム形成電極からの電子ビームを加速、集束させ
る加速・集束電極とを備え、電子ビームを処理すべき基
板へ向って照射するように構成した電子シャワー装置に
おいて、ビーム形成電極の前方に、正の電位に保持され
たイオンサプレッサ電極を設けたことを特徴とする基板
帯電防止用の電子シャワー装置。 - 【請求項２】 熱電子を発生させるフィラメントと、フ
ィラメントと同じ負の電位に保持され、電子ビームの照
射方向を制限するビーム形成電極と、接地電位に保持さ
れ、ビーム形成電極からの電子ビームを加速、集束させ
る加速・集束電極とを備え、電子ビームを処理すべき基
板へ向って照射するように構成した電子シャワー装置に
おいて、ビーム形成電極の前方に、正の電位に保持され
たイオンサプレッサ電極を設け，また加速・集束電極を
通過してきた電子ビームを磁気偏向させる走査コイルを
設けたことを特徴とする基板帯電防止用の電子シャワー
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7277931A JPH09120791A (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 基板帯電防止用の電子シャワー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7277931A JPH09120791A (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 基板帯電防止用の電子シャワー装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09120791A true JPH09120791A (ja) | 1997-05-06 |
Family
ID=17590283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7277931A Pending JPH09120791A (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 基板帯電防止用の電子シャワー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09120791A (ja) |
-
1995
- 1995-10-25 JP JP7277931A patent/JPH09120791A/ja active Pending
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