JPH03194833A

JPH03194833A - イオンビーム照射装置

Info

Publication number: JPH03194833A
Application number: JP1332836A
Authority: JP
Inventors: Akira Oota; 太田　▲あきら▼
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-12-25
Filing date: 1989-12-25
Publication date: 1991-08-26

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はイオンビーム照射装置、特にイオンビームによ
るＣＶＤ、エツチング、アッシング等の処理を目的とす
るイオンビーム照射装置に関するものである。

（従来技術）第３図は従来の例えばＪ　Ｊ　Ａ　Ｐ　Ｖｏｌ、２５．
　Ｎｏ、３゜Ｍａｒｃｈ、　’８６．　ｐｐ、　Ｌ２５
２−Ｌ２５３に記載されているイオンビーム照射装置を
示し、１はＬａＢａ製カソード２はアノード、３はカソ
ード−アノード間に接続した放電用電源、４はグリッド
、５はアノードグリッド間に接続したプラズマ中の電子
引き出し用電源、６はターゲット、７は容器、８はアノ
ード−ターゲット間に接続したターゲット電源、９１０
はスリット、１）．１２はガス導入口、１３は電子ビー
ム、１４はイオンビーム、１５，１６１７．１８．１９
は空間、２０はポンプへの排気口である。

このような従来のイオンビーム照射装置においては容器
７内が減圧され、ガス導入口１）より放電用ガスが空間
１５にｌ　Ｔｏｒｒ程度に入れられる。

この時空間１６は１０ｍＴｏｒｒ、空間１７は１　ｍＴ
ｏｒｒとする。空間１８にはガス導入口１２よりワーキ
ングガス、例えば酸素ガスが１０−”Ｔｏｒｒ程度まで
入れられる。空間１９は１０−’〜Ｉ　Ｏ−’Ｔｏｒｒ
にポンプ２０により排気される。放電はカソードｌとア
ノード２間で開始させられ電子ビーム１３がＬａＢｈ製
カソード１から７ノード２に向かい形成される。空間１
８中のワーキングガスはアノード２とグリッド４とによ
り引き出された電子ビーム１３により電離され濃密なプ
ラズマになる。プラズマ中の所望イオンはターゲット電
源８により引き出されターゲット６に導かれ照射される
。この従来のイオンビーム照射装置においてはイオン引
き出しグリッド４の空間１８側に電子ビームが飛来しグ
リッド４にできるイオンの空間電荷層が中和され大電流
・低圧イオンビーム１４を引き出せる利点があった。

（発明が解決しようとする課題）然しなからこのような従来のイオンビーム照射装置にお
いてはカソードとしてＬａＢ１材を使用するためその保
守が大変であった。更に高濃度の電子ビームを生成する
ため、上述したような各室の圧力を維持するためスリッ
ト、電極を単孔形式にする必要があり、このため得られ
るイオンビーム径を大きくする事は不可能であった。

本発明は上記の欠点を除くようにしたものである。

（課題を解決するための手段）本発明イオンビーム照射装置はマイクロ波を導入せしめ
る導波管と、この導波管内にＥＣＲプラズマを形成せし
めるための第１の磁場発生手段と、上記導波管とターゲ
ット間に介挿した筒状電極と、この筒状電極内にプラズ
マ閉じ込め磁場を形成するための第２の磁場発生手段と
、上記筒状電極と上記ターゲット間に介挿せしめたイオ
ンビーム引き出し電極及び加速電極と、上記導波管と上
記筒状電極間に筒状電極が正電圧となるように直流電圧
を印加する第１の直流電圧源と、この第１の直流電圧源
とイオンビーム引き出し電極を接地に対し正の電圧に印
加する第２の直流電圧源と、イオンビーム加速電極に負
電圧を印加する第３の直流電圧源と、上記ターゲットに
上記第２の直流電圧源の電圧より若干低圧となるよう正
の電圧を印加する第４の直流電圧源とより成ることを特
徴とする。

（作　用）本発明のイオンビーム照射装置においては円形導波管内
にホイスラーモードで形成された濃密なＥＣＲプラズマ
から円筒電極内に電子が引き出され十分濃密なプラズマ
を得る事ができる。電子により生成されたプラズマから
は正イオンが引き出し電子とは逆方向に流れ空間電荷層
を打ち破る。

この循環により電子は無限に引き出され、更に濃密なプ
ラズマを生成出来る。

（実　施　例）以下図面によって本発明の詳細な説明する。

本発明においては第１図に示すように容器７の一端より
容器７内に非磁性体の円形導波管２１を挿入し、この円
形導波管２１を介して容器７内にマイクロ波を導入せし
め、上記円形導波管２１内に容器７外に設けたソレノイ
ドコイル等の第１の磁場発生手段２２によって上記円形
導波管２１内にＥＣＲプラズマを形成上める。

又上記容器７内において上記円形導波管２１とターゲッ
ト６間には非磁性体の円筒電極２３を配置し、容器７外
に設けた第２の磁場発生手段２４によって上記円筒電極
２３内に例えばマルチカスプ磁場を形成せしめると共に
、上記円形導波管２１と円筒電極２３に円筒電極２３が
正電圧となるよう第１の直流電圧源２５によって直流電
圧を印加せしめる。

更に上記円筒電極２３とターゲット６間にはイオンビー
ム引き出し電極２６と、イオンビーム加速電極２７と、
イオンビーム減速電極２８とをこの順序で配列し、上記
イオンビーム引き出し電極２６と上記第１の直流電圧源
２５には、第２の直流電圧′ａ２９によって正のイオン
ビーム引き出し電圧を印加し、上記イオンビーム加速電
極２７には負のイオンビーム加速電圧を第３の直流電圧
源３０により印加し、イオンビーム減速電極２８は接地
し、ターゲット６にはターゲット６が上記第２の直流電
圧源の電圧より若干低圧となるよう第４の直流電圧源３
１によって直流電圧を印加せしめる。

本発明のイオンビーム照射装置は上記のような構成であ
るから円形導波管２１内でオイスラーモードで形成され
た濃密なＥＣＲプラズマから円筒電極２３側に電子が引
き出され、円筒電極２３内に直流放電プラズマが生成さ
れ、このプラズマは円筒電極２３内に形成されるマルチ
カスブ磁場に外囲されて安定に閉じ込められイオンが多
量に発生するようになる。

又上記円筒電極２３内のプラズマからのイオンビームは
イオンビーム引き出し、加速電極２６゜２７によって加
速され、イオンビーム減速電極２８により集束されてタ
ーゲット６に照射される。

尚本発明の上記実施例では、ターゲット６には正の電圧
を印加しているが、この正電圧に高周波を重畳すると照
射効果の増大が認められる。

（発明の効果）上記ように本発明のイオンビーム照射装置によれば汚染
が無く長寿命で且つ効率の良いイオンビームを容易に得
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のイオンビーム照射装置の説明図、第２
図は従来のイオンビーム照射装置の説明図である。１・　・　・カソード、２・　・　・アノード、３．５
・・・電源、４・・・グリッド、６・・・ターゲット、
７・・・容器、８・・・ターゲット６間、９．１０・・
・スリット、１）．１２・・・ガス導入口、１３・・・
電子ビーム、１４・・・イオンビーム、１５．１６．１
７，１８．１９・・・空間、２０・・・・排気口、２１
・・・円形導波管、２２・・・第１の磁場発生手段、２
３・・・円筒電極、２４・・・第２の磁場発生手段、２
５２９．３０．３１・・・第１〜第４の直流電圧源、２
Ｇ・・・イオンビーム引き出し電極、２７・・・イオン
ビーム加速電極、２８・・・イオンビーム減速電極。叢

Claims

【特許請求の範囲】（１）マイクロ波を導入せしめる導波管と、この導波管
内にＥＣＲプラズマを形成せしめるための第１の磁場発
生手段と、上記導波管とターゲット間に介挿した筒状電
極と、この筒状電極内にプラズマ閉じ込め磁場を形成す
るための第２の磁場発生手段と、上記筒状電極と上記タ
ーゲット間に介挿せしめたイオンビーム引き出し電極及
び加速電極と、上記導波管と上記筒状電極間に筒状電極
が正電圧となるように直流電圧を印加する第１の直流電
圧源と、この第１の直流電圧源とイオンビーム引き出し
電極を接地に対し正の電圧に印加する第２の直流電圧源
と、イオンビーム加速電極に負電圧を印加する第３の直
流電圧源と、上記ターゲットに上記第２の直流電圧源の
電圧より若干低圧となるよう正の電圧を印加する第４の
直流電圧源とより成ることを特徴とするイオンビーム照
射装置（２）上記イオンビーム加速電極と上記ターゲッ
ト間にイオンビーム減速電極を介挿せしめた請求項１記
載のイオンビーム照射装置。（３）上記第１の磁場発生手段による発生磁場の方向が
マイクロ波の進入方向と同一であり、上記第２の磁場発
生手段により発生される磁場がマルチカプス磁場である
請求項１又は２記載のイオンビーム照射装置。（４）上記第１の磁場発生手段がソレノイドコイルであ
る請求項１、２又は３記載のイオンビーム照射装置。