JPH0340342A - イオンビーム照射装置 - Google Patents

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ＪＪ八へ　Ｖｏｌ、２５．　Ｎｏ
、３＋Ｍａｒｃｈ、　’８６．　ｐｌｌ、　Ｌ２５２−
Ｌ２５３に記載されているイオンビーム照射装置を示し
、１はＬａ１）．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はアノードグリノ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、８はアノード−ター
ゲット間に接続したターゲット電源、７は容器、９゜１
０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、１５，１６゜１７．１８．
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１０−↑ｏｒｒ、空間１７はｌ　＋ｍ
Ｔｏｒｒ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１０−１〜１０−５Ｔｏｒｒ
にポンプ２０により排気される。放電はカソード１とア
ノード２間で開始させられ電子ビーム１３がＬａＢ６製
カソード１からアノード２に向かい形式される。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
。このような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を引き出セる利点があっ
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Ｌａｖａ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１０−１〜１Ｏ−ＳＴｏ
ｒｒの圧力でプラズマを発生する機構と、このプラズマ
発生機構によってプラズマが発生されるプラズマ発生室
と、ターゲット電極と、前記プラズマ発生室と前記ター
ゲット電極間に互いに離間して順次介挿された第３．第
１及び第２電極と、この第１及び第２電極によって挟ま
れる空間に設けた電子ビームｈｌｔ促ａ横と、上記第３
電極と第１電極間及び第２？ｉｔ極とターゲット電極間
に夫々電圧を印加する電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１（装置においてはプラズマ発
生手段として低圧、例えば１０−５Ｔｏｒｒ〜１０−”
丁ｏｒｒでも十分濃密なプラズマを得る事の出来るＲＦ
又はＦ、ＣＲ法を使用するためワーキングガスの電離空
間の圧力制御が容易となり電極として多孔状電極を使用
出来る。更にワーキングガス電離空間を囲むよう電子捕
捉手段を設けた為電子が高効率に捕捉されワーキングガ
スを効率よく電離し高密度プラズマを生成することが出
来る為構成が簡単で然も大面積・低エネルギー大電流イ
オンビームを超長寿命に得る事ができる。

（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図に示すようにカソード１の代わ
りに容器５日外にプラズマ発生用の高周波コイル５１０
を配置し、この高周波コイル５１０に例えば１３．５６
　Ｍ）ｌｚの高周波電流を流すことによって容器５８内
にプラズマ発生室５１）を形成し、このプラズマ発生室
５１）とターゲソト電極５５間に互いに離間して第１．
第２７１）極５３．５４を介神し、上記プラズマ発生室
５１）と上記第１電極５３間に第３電極５１２を配置し
、この第３電極５１２と上記第１電極５３間に電圧源５
６を接続せしめる。

プラズマ発生室５１）に形成されるＲＦプラズマ中の電
子が第３電極５１２と第１電極５３間に電圧源５６によ
って印加される冗圧により引き出される電子ビームは第
１．第２電極５３．５４によって囲まれる空間に導入さ
れたワーキングガス５９をＮＨしプラズマを作る。

本発明ではその空間におけるプラズマ生成効率を高める
ため一例として空間を囲んでマルチカスプ磁場発生手段
５１３を設ける。

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
るから第１電極５３より飛来する電子ビームはプラズマ
を囲むマルチカスプ磁場によす捕）足され電子の飛行時
間が大幅に大きくなりその空間中のワーキングガスを高
効率で電離し濃密なプラズマを作る。

本実施例では電子捕捉手段としてマルチカスプ磁場配位
を用いるが、具体的には電子の飛行距離を効果的に伸ば
す手段なら何を使用しても良い。

又第１．第３電極５３，５１２としてはセラミック板の
両面に又はターゲット側の一面に銅板を被着し、電子ビ
ーム通過用の孔を多数設けたものを用いる。

本発明の第２の実施例においては第２図に示すように上
記プラズマ発生室５１）中にリジタノコイル５１５を配
置し、このリジタノコイル５１５に例えば２４００ＭＩ
Ｉｚのマイクロ波を流すようにすると共に、上記第１の
実施例における高周波コイル５１０の代わりに電子サイ
クロトロン共鳴条件を満足する磁場発生手段５１４を設
け、上記プラズマ発生室５１）に磁場を作用せしめる。

この第２の実施例によれば上記第１の実施例と同様の効
果を得ることが出来る。

（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
図は本発明の他の実施例におけるイオンビーム照射’Ａ
ＴＬの説明図、第３図は従来のイオンビーム照射装置の
説明図である。 ■・　・　・カソード、２・・・アノード、３．５・・
電源、４・・・グリソド、６・・・ターゲノト、７・　
・　・容器、８・　・　・ターゲット側源、９、ｌＯ・
・・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．
１７，１８．１９・・・空間、２０・・・・排気口、５
８・・・容器、５３・・・第１電極、５４・・・第２電
極、５５・・・ターゲット側極、５６・・・電圧源、５
９・・・ワーキングガス、５１Ｏ・・・高周波コイル、
５１）・・・プラズマ発生室、５１２・・・第３電極、
５１３，５１４・・・磁場発生手段、５１５・・・リジ
タノコイル。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）１０＾−＾１〜１０＾−＾５Ｔｏｒｒの圧力でプ
   ラズマを発生する機構と、このプラズマ発生機構によっ
   てプラズマが発生されるプラズマ発生室と、ターゲット
   電極と、前記プラズマ発生室と前記ターゲット電極間に
   互いに離間して順次介挿された第３，第１及び第２電極
   と、この第１及び第２電極によって挟まれる空間に設け
   た電子ビーム捕捉機構と、上記第３電極と第１電極間及
   び第２電極とターゲット電極間に夫々電圧を印加する電
   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. （２）上記プラズマ発生機構が高周波電流を流すように
   した高周波コイルである請求項１記載のイオンビーム照
   射装置。
3. （３）上記プラズマ発生機構が上記プラズマ発生室に配
   置したマイクロ波を流すようにした電極と、上記プラズ
   マ発生室を磁場を発生せしめるための磁場発生機構であ
   る請求項１記載のイオンビーム照射装置。
4. （４）上記第１，第３電極がセラミック板の両面に銅板
   を被着し、電子ビーム通過用の孔を多数設けたものであ
   る請求項１，２又は３記載のイオンビーム照射装置。
5. （５）上記第１，第３電極がセラミック板のターゲット
   側の一面に銅板を被着し、電子ビーム通過用の孔を多数
   設けたものである請求項１，２又は３記載のイオンビー
   ム照射装置。
6. （６）上記第２電極がセラミック板の両面に銅板を被着
   し、電子ビーム通過用の孔を多数設けたものである請求
   項１，２又は３記載のイオンビーム照射装置。
7. （７）上記第２電極がセラミック板のターゲット側の一
   面に銅板を被着し、電子ビーム通過用の孔を多数設けた
   ものである請求項１，２又は３記載のイオンビーム照射
   装置。
8. （８）上記電子ビーム捕捉機構がマルチカスプ磁場発生
   手段である請求項１，２，３，４，５，６又は７記載の
   イオンビーム照射装置。