CN112020900B - 原子束产生装置、接合装置、表面改性方法及接合方法 - Google Patents

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Abstract

原子束产生装置(10)具备：阴极(20)，其是具有设置有能够射出原子束的照射口(23)的射出面(22)的框体；阳极(40)，其配设于阴极(20)的内部，且与阴极(20)之间产生等离子体；以及磁场产生部(61、62)，其具有产生第一磁场(B1)的第一磁场产生部(61)和产生第二磁场(B2)的第二磁场产生部(62)，以从射出面(22)侧使第一磁场位于第二磁场的上方进行观察时的磁场的方向在第一磁场为向左、且在第二磁场为向右的方式，在阴极(20)内产生与射出面(22)平行的第一磁场和第二磁场，从而将在阴极(20)内生成的阳离子导向射出面。

Description

原子束产生装置、接合装置、表面改性方法及接合方法
技术领域
本发明涉及原子束产生装置、接合装置、表面改性方法及接合方法。
背景技术
以往，作为原子束产生装置，已知具备成为框体的阴极和配设在其内部的阳极的原子束产生装置。在这样的原子束产生装置中，导入稀薄气体，在阴极与阳极之间施加电压而形成放电空间时，产生等离子体。在等离子体内生成的气体离子被电场加速。其中，朝向设置于框体的一部分的照射口运动的气体离子从照射口壁接收电子而中性化，从照射口以原子束的形式射出。在这样的原子束产生装置中，例如，提出了如下内容：在端面设置有照射口的筒状阴极的内部，配设与阴极的中心轴平行的2根棒状阳极，在阴极的外周施加与中心轴垂直的磁场(参照专利文献1)。在专利文献1中，从阴极射出的电子以阳极为中心在阴极间振动，在其中途与大量气体分子碰撞而产生离子。进而，由于放电空间内的电子以缠绕磁力线的方式进行螺旋运动，因此电子的有效射程变大，通过与气体分子的碰撞而在放电空间内生成大量的离子。此外，例如，提出了如下内容：在端面设置有照射口的筒状阴极的内部，配设与阴极同轴的环状阳极，施加沿着轴的磁场(参照非专利文献1)。在非专利文献1中，电子会受到沿着轴的磁场而绕着轴进行螺旋运动，因此电子的移动距离增加，电子与气体分子碰撞而生成大量的阳离子。这些阳离子被认为会向阴极加速，其大多数会成为高速原子。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭62-180942号公报
非专利文献1：J.Appl.Phys.72(1),1July 1992,pp13-17
发明内容
(发明要解决的课题)
然而，专利文献1或非专利文献1的原子束产生装置虽然会生成大量的阳离子，但所生成的阳离子会在所有方向上向阴极加速，因此不朝向照射口的阳离子也很多，有时从照射口射出的原子的量不足。因此，期望能射出更多的原子。
本发明是为了解决这样的课题而完成的，其主要目的在于在原子束产生装置中射出更多的原子。
(用于解决课题的技术方案)
即，本发明的原子束产生装置具备：
阴极，其是具有射出面的框体，所述射出面设置有能够射出原子束的照射口；
阳极，其配设于上述阴极的内部，且与上述阴极之间产生等离子体；以及
磁场产生部，其具有产生第一磁场的第一磁场产生部和产生第二磁场的第二磁场产生部，以从上述射出面侧使上述第一磁场位于上述第二磁场上方进行观察时的磁场的方向在上述第一磁场为向左、且在上述第二磁场为向右的方式，在上述阴极内产生与上述射出面平行的上述第一磁场和上述第二磁场，从而将在上述阴极内生成的阳离子导向上述射出面。
在该原子束产生装置中，通过产生与射出面平行且朝向给定方向的第一磁场和第二磁场，从而在作为框体的阴极产生并在与射出面大致平行的路径上朝向阳极移动的电子因磁场而受到洛伦兹力而朝向射出面移动。阳离子被该电子的电荷吸引而被导向射出面。其结果是，能够从照射口射出更多的原子。应予说明，在本说明书中，所谓与射出面平行的磁场，除了包括与射出面完全平行的磁场之外，还包括与在阴极产生并朝向阳极移动的电子能够通过该磁场向射出面移动的程度的大致平行的磁场。另外，向右的磁场是指具有向右的分量的磁场，除了仅具有向右的分量而完全朝向右的磁场之外，还包括除了向右的分量以外还具有向上或向下的分量的磁场。向右的磁场包括例如大致向右的磁场、相对于完全朝向右的磁场在±45°以内的范围内倾斜的磁场等。向左的磁场也同样。另外，第一磁场也可以至少在第一磁场产生部的N极与S极之间的区域中与射出面平行地朝向给定的方向。同样，第二磁场也可以至少在第二磁场产生部的N极与S极之间的区域中与射出面平行地朝向给定的方向。
在本发明的原子束产生装置中，上述磁场产生部可以以在从上述射出面侧观察时在远离上述阳极的位置处夹设上述阳极的方式产生上述第一磁场和上述第二磁场。如此，能够通过磁场使在夹着阳极的两侧的阴极产生的电子朝向射出面移动，因此能够进一步增加从照射口射出的原子的数量。
在本发明的原子束产生装置中，也可以是，所述磁场产生部配设于所述阴极的内部空间中的靠近所述射出面的位置。如此，能够进一步增加从照射口射出的原子的数量。
本发明的原子束产生装置中，可以是上述阳极配设成在与上述射出面垂直的给定的假想平面呈面对称，上述磁场产生部以夹着上述假想平面的方式产生上述第一磁场和上述第二磁场。另外，也可以是在阴极内，从射出面侧，使第一磁场位于第二磁场上方进行观察时，在磁场的矢量的全部中，与假想平面平行的分量在比假想平面更靠近上侧的位置为向左，在比上述假想平面更靠近下侧的位置为向右。
本发明的原子束产生装置中，可以是上述阳极具备棒状的第一阳极和棒状的第二阳极，上述第一阳极的轴和上述第二阳极的轴与上述假想平面平行。如此，在与射出面大致平行的路径上从阴极朝向阳极移动的电子中的更多的电子入射到第一磁场、第二磁场，因此能够使更多的电子朝向射出面移动。
本发明的原子束产生装置中，上述第一阳极和上述第二阳极可以配设成轴位于上述假想平面上。如此，在第一阳极，电子从第一阳极的两侧的阴极移动，在第二阳极，电子从第二阳极的两侧的阴极移动，因此能够使更多的电子入射到第一磁场、第二磁场。
本发明的原子束产生装置中，上述第一阳极的轴和上述第二阳极的轴可以与上述射出面平行。
本发明的原子束产生装置中，上述照射口也可以设置于上述假想平面横切的位置。如此，通过第一磁场而被导向射出面的阳离子和通过第二磁场而被导向射出面的阳离子这两者被导向照射口附近，因此能够从照射口射出更多的原子。
本发明的原子束产生装置中，在从上述射出面侧观察时，上述照射口可以设置于连接上述第一磁场产生部的N极和上述第二磁场产生部的S极的直线与连接上述第一磁场产生部的S极和上述第二磁场产生部的N极的直线之间。认为在这样的范围内，由于通过第一磁场以及第二磁场而导入了更多的阳离子，因此通过在这样的范围设置照射口，能够从照射口射出更多的原子。
本发明的原子束产生装置可以具备配设于远离上述射出面的位置处的棒状的第一阳极和配设于更加远离上述射出面的位置处的棒状的第二阳极作为上述阳极。如此，由于从阴极以与射出面大致平行的路径朝向阳极移动的电子的比例较多，因此能够进一步增加从照射口射出的原子的数量。
本发明的接合装置具备上述的原子束产生装置。在该接合装置中，能够进一步增加从原子束产生装置的照射口射出的原子的数量，因此能够以更短的时间进行接合。
本发明的表面改性方法是使用原子束产生装置来进行改性的方法，
上述原子束产生装置具备：
阴极，其是具有射出面的框体，所述射出面设置有能够射出原子束的照射口；以及
阳极，其配设于上述阴极的内部，且与上述阴极之间产生等离子体，
在所述表面改性方法中，为了将在上述阴极内生成的阳离子导向上述射出面，以从上述射出面侧使第一磁场位于第二磁场的上方进行观察时的磁场的方向在上述第一磁场为向左、且在上述第二磁场为向右的方式在上述阴极内产生与上述射出面平行的上述第一磁场和上述第二磁场的状态下，对照射对象材料照射上述原子束来对上述照射对象材料的表面进行改性。
在该表面改性方法中，通过产生与原子束产生装置的射出面平行且朝向给定方向的第一磁场和第二磁场，从而在作为框体的阴极产生并在与射出面大致平行的路径上朝向阳极移动的电子受到磁场的洛伦兹力而朝向射出面移动。阳离子被该电子的电荷吸引而被导向射出面，其结果，能够从照射口射出更多的原子。由此，能够以更短的时间对照射对象材料的表面进行改性。改性包括例如清洁化、活化、非晶质化、去除等。
本发明的接合方法包括如下工序：改性工序，使用上述的表面改性方法对作为上述照射对象材料的第一构件和第二构件的表面进行改性；以及接合工序，将经改性的面彼此重叠来对所述第一构件与所述第二构件进行接合。该接合方法中，能够以更短的时间改性第一构件和第二构件的表面，因此能够更高效地接合第一构件与第二构件。
附图说明
图1是表示原子束产生装置10的结构的概略的立体图。
图2是表示磁轭63的结构的概略的立体图。
图3是表示阴极20的内部的结构的概略的立体图。
图4是表示原子束产生装置10的结构的概略的主视图。
图5是图4的A-A截面图(仅阴极20及其内部)。
图6是从图5的B-B截面观察阴极20及其内部的截面图。
图7是表示未施加磁场时的等离子体的情况的说明图。
图8是表示阴极20的内部的结构的另一例的概略的立体图。
图9是表示表面改性装置100的结构的概略的说明图。
图10是表示接合装置200的结构的概略的截面图。
图11是表示磁力线的情况的模拟结果。
图12是表示磁场的强度的模拟结果。
图13是实施例1和比较例1的实验结果。
图14是实施例2～10的阳极间隔P和磁轭位置Q的说明图。
图15是实施例2～10的晶片W的处理深度的分布。
图16是实施例2～10的晶片W的处理深度的曲线图。
具体实施方式
接着，使用附图对本发明的一个优选实施方式进行说明。
[原子束产生装置]
图1是表示原子束产生装置10的结构的概略的立体图，图2是表示磁轭63的结构的概略的立体图，图3是表示阴极20的内部结构的概略的立体图。在图3中，用虚线表示阴极20的内壁面以及存在于阴极20的内壁面的部分。另外，图4是表示原子束产生装置10的结构的概略的主视图，图5是图4的A-A截面图(仅阴极20及其内部)，图6是从图5的B-B截面观察阴极20及其内部的截面图。应予说明，在本实施方式中，左右方向、前后方向以及上下方向如图1所示。
原子束产生装置10具备作为框体的阴极20、配设在阴极20的内部的阳极40、以及在阴极20内产生磁场的磁场产生部60。原子束产生装置10例如被用作高速原子束枪(FAB枪)。
阴极20在与阳极40之间产生等离子体，与未图示的直流电源的低电位侧(接地侧)连接。阴极20是具有射出面22的箱状的构件，射出面22设置有能够射出原子束的照射口23，在阴极20的内部产生等离子体。阴极20由内衬有碳材料的金属制的水冷套构成。在阴极20设置有与气体管30连接的气体导入口24，穿过该气体导入口24向阴极20内导入等离子体生成所需的气体(例如氩气)。照射口23是开设于阴极20的射出面22的壁的贯通孔，照射口23的尺寸、数量、配置等被设定为能够将阴极20内的压力(气压)保持为稳定的等离子体生成所需的压力，且能够在所希望的范围内照射期望量的原子束。
阳极40配设在阴极20内，且与阴极20之间产生等离子体，与未图示的直流电源的高电位侧连接。该阳极40是利用配设在远离射出面22的位置处的棒状的第一阳极41和配设在更加远离射出面22的位置处的棒状的第二阳极42而构成的。第一、二阳极41、42分别以悬臂固定于配设在阴极20的外部的支撑构件43、44，从设置于阴极20的壁的未图示的贯通口插入到阴极20的内部。该贯通口是在图1的前后方向延伸的深孔，第一和第二阳极41、42配设于阴极20的给定的位置之后被未图示的绝缘材料密封。通过该绝缘材料，确保了第一阳极41与阴极20的壁之间、第二阳极42与阴极20的壁之间的绝缘。支撑构件43固定在沿着固定于阴极20的背面的移动轴47前后移动的移动构件45，支撑构件44固定于沿着固定于阴极20的背面的移动轴48前后移动的移动构件46。通过使移动构件45、46前后移动，能够改变第一和第二阳极41、42的位置、两者的间隔。该阳极由碳材料构成。
磁场产生部60在阴极20内产生与射出面22平行的磁场B1、B2，以将在阴极20内生成的阳离子导向射出面22。该磁场产生部60具备产生第一磁场B1的第一磁场产生部61和产生第二磁场B2的第二磁场产生部62，第一磁场产生部61和第二磁场产生部62分别由不同的磁轭63构成。在磁场产生部60中，以从射出面22侧使第一磁场B1位于第二磁场B2上方进行观察时的磁场的方向在第一磁场B1为向左、且在第二磁场B2为向右的方式，在阴极20内产生与射出面22平行的第一磁场B1和第二磁场B2。
如图2所示，磁轭63具备铁制的主体64和配设在主体64的中途的钕制的两个永久磁铁69。另外，在主体64的左右两侧设置有以肩65垂直向下弯曲的上臂66、以及从上臂66以肘67垂直向内弯曲的前臂68。它们也与主体64同样为铁制。上臂66朝向垂直方向，前臂朝向水平方向。另一方面，前臂68的端部为N极侧端部63N，另一个前臂68的端部为S极侧端部63S，两者以相同高度(上下方向的位置相同)隔开给定的间隔而彼此相对。将构成第一磁场产生部61的磁轭63的N极侧端部和S极侧端部分别称为N极侧端部61N、S极侧端部61S。此外，将构成第二磁场产生部62的磁轭63的N极侧端部和S极侧端部分别称为N极侧端部62N、S极侧端部62S。
构成第一磁场产生部61的磁轭63的主体64配设在阴极20的外部上方，N极侧端部61N从右侧插入到阴极20内，S极侧端部61S从左侧插入到阴极20内。构成第二磁场产生部62的磁轭63的主体64配设在阴极20的外部下方，N极侧端部62N从左侧插入到阴极20内，S极侧端部62S从右侧插入到阴极20内。由此，能够将配设于阴极20的外部的永久磁铁69的磁力引导至阴极20内。在N极侧端部61N与S极侧端部61S之间的区域、N极侧端部62N与S极侧端部62S之间的区域，产生从N极侧端部朝向S极侧端部笔直的磁场B1、B2(参照图5、6)。
第一磁场产生部61和第二磁场产生部62配设成在从射出面22侧观察时，由磁轭63产生的上述笔直的磁场B1、B2在远离阳极40的位置处夹设阳极40，此外，与射出面22平行(参照图6)。另外，配设S极和N极，使得在第一磁场产生部61中，产生从图5的纸面跟前朝向纸面里面的第一磁场B1，在第二磁场产生部62中，产生从图5的纸面里面朝向纸面跟前的第二磁场B2。由此，如图5所示，洛伦兹力作用于从阴极20射出的电子，电子朝向射出面22、设置于射出面22的照射口23移动。
此外，第一磁场产生部61和第二磁场产生部62配设成：在未施加磁场的情况下等离子体所产生的等离子体区域80与阴极20的壁之间存在的鞘流区域81(参照图7)，产生与射出面22平行的磁场B1、B2。在此，使用图7对等离子体区域80和鞘流区域81进行说明。如图7所示，在未施加磁场的情况下在阴极20与阳极40之间生成的等离子体形成为夹着包含第一阳极41的轴和第二阳极42的轴的假想平面P1对称、且相隔第一阳极41和第二阳极42的距离相等地、夹着与射出面22平行的假想平面P2对称。此外，该等离子体具有等离子体区域80和鞘流区域81。鞘流区域81为等离子体区域80与阴极20的壁之间的区域。鞘流区域81基本上比等离子体区域暗。鞘流区域81例如由存在于等离子体区域80的周围的第一暗部82、存在于第一暗部82的周围且比第一暗部82明亮的亮部83、以及有时存在于亮部83的周围且比亮部83暗的第二暗部84形成。磁场B1、B2优选在鞘流区域81中的靠近等离子体区域80的位置处施加，例如，更优选施加于第一暗部82、亮部83等。在与阴极20内部的A-A截面平行的截面，在其他截面都在未施加磁场的情况下观察到同样的等离子体。
构成第一磁场产生部61的磁轭63以使C字状构件的上侧的左右的臂部71由左右的臂抱住的方式卡止于固定在阴极20的左右两端的C字状构件70。此外，构成第二磁场产生部62的磁轭63以使C字状构件的下侧的左右的臂部71由左右的臂抱住的方式卡止于固定在阴极20的左右两端的C字状构件70。C字状构件70以臂部71朝向水平方向、C字的打开的部分朝向前方的方式固定于阴极20。磁轭63能够沿着C字状构件的臂部71在前后方向移动，能够使磁轭63接近射出面22、或远离射出面22。当磁轭63配设于所希望的位置时，利用固定构件72固定该位置。
接着，对于使用原子束产生装置10对作为处理对象材料的晶片的表面进行改性的表面改性方法(表面改性体的制造方法)，以使用表面改性装置100的情况为例进行说明。在此，对所照射的原子为氩原子的情况进行说明。图9是表示表面改性装置100的结构的概略的说明图。表面改性装置100具备腔室110、载置台120和原子束产生装置10。腔室110是将内部与环境隔绝而进行密封的真空容器。在腔室110设置有排气口112，在排气口112连接有未图示的真空泵，腔室110的内部的气体经由排气口112排出。原子束产生装置10配设于能够朝向载置于载置台120的晶片W照射原子束的位置处。
在该表面改性方法中，首先，将晶片W设置于载置台120，使腔室110的内部成为真空气氛。此时，一边调整来自排气口112的排气一边向原子束产生装置10导入氩气，使腔室110内以及原子束产生装置10内为给定的压力。腔室110内的压力例如优选为1Pa左右，原子束产生装置10内的压力优选为3Pa以上。原子束产生装置10内的压力由照射口23的压损、氩气的导入量、腔室110内的压力的平衡决定。因此，例如也可以在将腔室110的内部保持为1Pa的状态下，调整氩气的导入量，以使原子束产生装置10内的压力成为3Pa以上。另外，在将腔室110的内部保持为1Pa的状态下使原子束产生装置10内的压力为4Pa时的氩气导入量在一个例子中为60sccm左右。但是，优选的压力和氩导入量根据真空排气能力、照射口的压损而不同，因此适当变更即可。
接着，在原子束产生装置10的阴极20与阳极40之间使用直流电源施加高电压。由此，在原子束产生装置10内，通过阴极20与阳极40之间的高电场，生成包含氩离子的等离子体，其后等离子体稳定化。根据所设定的电流，决定原子束产生装置10的阴极20与阳极40之间的距离、原子束产生装置10内的气体压力、所施加的电压。电流经由电子、等离子体中的氩离子(Ar+、Ar2+)流动。
由于等离子体中包含的氩离子具有正电荷，因此，沿着电场从阴极20的中心部朝向阴极20呈放射状地运动。其中，只有到达照射口23的氩离子的射束通过与照射口23附近的电子的碰撞而被电中和(Ar++e-→Ar、Ar2++2e-→Ar)，并作为中性原子的射束而从原子束产生装置10射出。在此，在阴极20的内表面产生的电子朝向阳极40运动，但根据弗莱明左手法则，通过磁场B1、B2的作用朝向射出面22移动(参照图5)。被该电子的电荷吸引的氩离子被导向射出面22，其结果，从照射口23射出的氩原子的数量增加。如此，在原子束产生装置10中，能够照射更多的氩原子。
如此，若从原子束产生装置10朝向晶片照射氩原子的原子束，则可去除在晶片的表面形成的氧化物等，或去除附着在晶片的表面的杂质，或切断结合而活化，或非晶质化，从而表面被改性而得到表面改性体。
在以上说明的原子束产生装置10以及使用了该原子束产生装置10的表面改性方法中，通过产生与射出面22平行且朝向给定方向的第一磁场B1以及第二磁场B2，从而在阴极20产生并朝向阳极40移动的电子通过磁场B1、B2而朝向射出面22移动。由于阳离子被该电子的电荷吸引而被导向射出面22，其结果，能够从照射口23射出大量的原子，因此能够缩短晶片W的处理时间，能够高效地对晶片W的表面进行改性。另外，由于通过磁场B1、B2将阳离子导向射出面22，因此能够减少与阴极20、阳极40碰撞的阳离子，能够抑制阴极20、阳极40被溅射。由此，使原子束产生装置10的寿命变长且能够抑制阴极20、阳极40被溅射而产生的溅射粒子污染晶片。另外，认为通过产生与射出面22平行的磁场B1、B2，等离子体的位置、状态变得适当，因此能够增加从照射口23射出的原子的数量。
另外，在从射出面22侧观察时，以在远离阳极40的位置处夹设阳极40的方式产生磁场B1、B2，因此能够利用磁场B1、B2使夹着阳极40的两侧的阴极20产生的电子朝向射出面22移动。由此，能够进一步增加从照射口射出的原子的数量。
另外，由于在阴极20的内部空间中的靠近射出面22的位置处配设磁场产生部60，因此能够进一步增加从照射口射出的原子的数量。
另外，由于具备配设于远离射出面22的位置处的棒状的第一阳极41、和配设于从射出面22进一步远离的位置处的棒状的第二阳极42，因此能够增加从阴极以与射出面22大致平行的路径向阳极移动的电子的比例。由此，能够进一步增加从照射口射出的原子的数量。
此外，阳极40配设成在与射出面22垂直的给定的假想平面P0呈面对称，具备棒状的第一阳极41和棒状的第二阳极42，第一阳极41和第二阳极42的轴与假想平面P0平行，磁场产生部60以夹着假想平面P0的方式产生第一磁场B1和第二磁场B2。因此，在与射出面大致平行的路径从阴极朝向阳极移动的电子中的更多的电子入射到第一磁场、第二磁场，因此、能够使更多的电子朝向射出面移动。此外，第一阳极41和第二阳极42配设成轴位于假想平面P0上，因此在第一阳极41，电子从第一阳极41的两侧的阴极20移动，在第二阳极42，电子从第二阳极42的两侧的阴极20移动，因此能够使更多的电子入射到第一磁场B1、第二磁场B2。
此外，照射口23设置在假想平面P0横切的位置处，因此被第一磁场B1导向射出面22的阳离子和被第二磁场B2导向射出面22的阳离子这两者被导向照射口23附近，因此能够从照射口23射出更多的原子。
此外，从射出面22侧观察时，照射口23设置为包含连接第一磁场产生部61的N极和第二磁场产生部62的S极的直线与连接第一磁场产生部61的S极和第二磁场产生部62的N极的直线之间的区域。认为在这样的范围内更多的阳离子被第一磁场B1和第二磁场B2引导，因此认为通过在这样的范围设置照射口23，能够从照射口23射出更多的原子。
应予说明，本发明的原子束产生装置及表面改性方法并不限定于上述实施方式，只要属于本发明的技术范围，则能够以各种方式实施，这是不言自明的。
例如，阴极20并不限定于上述阴极，只要根据阳极的形状、尺寸、配置、照射对象材料的形状、尺寸、配置等适当构成，以使等离子体稳定地生成在所希望的范围内并生成使电子运动的所希望的电场即可。另外，阳极40并不限定于上述阳极，只要根据阴极的形状、尺寸、配置、照射对象材料的形状、尺寸、配置等适当构成，以使等离子体稳定地生成在所希望的范围内并生成使电子运动的所希望的电场即可。应予说明，所希望的电场是指以磁场产生部60的磁场容易作用的方式使电子运动的电场。
在上述的实施方式中，阴极20为箱状，但也可以为筒状等。在筒状的情况下，照射口可以设置于筒面，也可以设置于筒底面。阴极20的形状、尺寸优选具有在所希望的范围能够稳定地生成等离子体的内部空间，根据阳极的形状、尺寸、配置、照射对象材料的形状、尺寸、配置等适当设定即可。
在上述的实施方式中，阴极20由内衬有碳材料的金属制的水冷套构成，但也可以省略金属制的水冷套，也可以使用碳材料以外的材料。作为碳材料以外的材料，优选具有导电性、对阳离子(例如氩离子)的溅射具有耐久性的材料，例如可例示钨(W)、钼(Mo)、钛(Ti)、镍(Ni)、它们的化合物、它们的合金中的任一种。更具体而言，可举出钨(W)、钨合金(W合金)、碳化钨(WC)、钼(Mo)、钼合金(Mo合金)、硼化钛(TiB)。另外，阴极20的碳材料的表面也可以由对阳离子的溅射具有耐久性的上述材料包覆。
在上述的实施方式中，阴极20的照射口23设置于阴极20中的一面，但也可以设置于阴极20中的多个面。正方形的照射口23等间隔地进行设置，照射口的形状例如可以是圆形、椭圆形、多边形，也可以不以等间隔进行设置。通过对这些条件进行调整，还能够使原子束的照射分布变化。
在上述的实施方式中，主要对向阴极20内导入氩气的情况进行了说明，但向阴极20内导入的气体只要是形成等离子体的气体则不限定于氩气，但优选惰性气体。惰性气体例如可以是氦、氖、氙等。
在上述的实施方式中，在阳极40中，第二阳极42配设在比第一阳极41更远离射出面22的位置处，但第一阳极41和第二阳极42也可以配设在距离射出面22相同距离的位置处。在该情况下，第一阳极41和第二阳极42配设在上下方向有间隔的位置处。此外，第一阳极41和第二阳极22配设为两者平行且从射出面22观察时两者重叠，但两者也可以不平行，也可以在从射出面22观察时两者不重叠。此外，第一阳极41和第二阳极42与射出面22平行地配设，但也可以与射出面22垂直地配设，也可以相对于射出面22倾斜地配设。此外，第一阳极41和第二阳极42的轴与假想平面P0平行，但也可以与假想平面P0垂直，也可以相对于假想平面P0倾斜。另外，第一阳极41和第二阳极42为圆棒，但截面形状不限于圆，也可以是椭圆、多边形等，也可以是具有凹凸的形状。另外，虽然使用了第一阳极41和第二阳极42这2根棒状阳极，但棒状阳极的数量没有特别限定。
在上述的实施方式中，阳极40具备棒状的第一阳极41和棒状的第二阳极42，但也可以如图8所示具备环状阳极50。应予说明，在图8中，通过水平地配设环状阳极50，环的外径的一端配设于远离射出面22的位置处，环的外径的另一端配设在更加远离射出面22的位置处，但也可以垂直地配设环状阳极50，也可以倾斜配设环状阳极50。另外，在图8中，环状阳极50配设成在从射出面22观察时环的外径的一端与另一端重叠，但也可以在从射出面22观察时两者不重叠。
在上述实施方式中，阳极40由碳材料构成，但也可以使用碳材料以外的材料。作为碳材料以外的材料，优选具有导电性、对阳离子(例如氩离子)的溅射具有耐久性的材料，可举出在阴极20中例示的材料。另外，阳极40的碳材料的表面也可以利用作为对阳离子的溅射具有耐久性的材料的上述材料进行包覆。
另外，例如，磁场产生部60并不限于上述的磁场产生部，只要适当构成为得到将在阴极20内生成的阳离子导向射出面22的、与射出面22平行的方向的磁场即可。磁场的强度设定为使电子的运动变化所希望的量即可。
在上述的实施方式中，磁场产生部60具备第一磁场产生部61和第二磁场产生部62，但也可以追加新的磁场产生部。各磁场产生部产生的磁场的强度可以相同也可以不同。此外，磁场产生部60配设在阴极20的内部空间中的、射出面22与其相反侧的面的中央，但也可以配设为靠近射出面22，还可以配设为靠近与射出面22为相反侧的面。配设在靠近射出面22时，能够进一步增加从照射口23射出的原子的数量。此外，磁场产生部60在鞘流区域81产生与射出面22平行的磁场B1、B2，但也可以产生在等离子体区域80。另外，在产生在等离子体区域80的情况下，优选在图7的合适区域内、即接近鞘流区域81的区域产生。
在上述的实施方式中，磁场产生部60由磁轭63构成，但也可以省略磁轭63而在磁轭的N极侧端部和S极侧端部的位置处分别配设磁铁的N极和S极。另外，在磁场产生部60中，也可以取代磁轭63或者取代永久磁铁69而具备电磁铁。如果利用电磁铁，则容易调整磁场的强度，另外，也能够使磁场的强度经时变化。因此，能够根据电压、电流、气体量、阴极20内的压力等，施加更适当的磁场。
在上述的实施方式中，在磁场产生部60中，磁轭63的永久磁铁69以外的结构是铁制的，但只要是磁性体就没有特别限定，也可以是钢等。另外，永磁铁69为钕磁铁，但也可以为钐钴磁铁等。钕磁铁能够施加更强的磁场，因此优选。另一方面，在原子束产生装置10的温度为300℃以上等高温的情况下，优选居里温度高达700～800℃的钐钴磁铁。
在上述的实施方式中，阳极40、磁场产生部60可以移动，但也可以固定。
在上述的实施方式中，表面改性方法使用原子束产生装置10对晶片的表面进行改性，但也可以使用省略了磁场产生部60的原子束产生装置10。在该情况下，使用另外准备的磁铁或磁场产生装置等，在阴极20内产生与射出面22平行的磁场B1、B2，以将在阴极20内生成的阳离子导向射出面22，在该状态下，对晶片照射原子束来改性晶片的表面即可。
[接合装置]
接着，对使用了上述的原子束产生装置10的接合装置200进行说明。图10是表示接合装置200的结构的概略的截面图。该接合装置200也可以构成为常温接合装置。
接合装置200具备腔室210、第一载置台220、第二载置台230、第一原子束产生装置270和第二原子束产生装置280。
腔室210是将内部与环境隔绝而进行密封的真空容器。在腔室210设置有排气口212，在排气口212连接有真空泵214，腔室210的内部的气体经由排气口212排出。
第一载置台220配设在腔室210的底面。第一载置台220构成为在其上表面具备介电层，在该介电层与晶片W1之间施加电压，通过静电力将晶片W1吸附于该介电层的静电卡盘。
第二载置台230配设在与腔室210内的第一载置台220对置的位置，被与压接机构234连接的支撑构件232支撑为能够沿垂直方向移动。通过压接机构234的动作，第二载置台230从用于对晶片W2照射原子束的照射位置向用于将晶片W2按压并接合到晶片W1的接合位置移动，或从接合位置移动到照射位置。第二载置台230构成为如下的静电卡盘：在其下表面具备介电层，在该介电层与晶片W2之间施加电压，通过静电力将晶片W2吸附于该介电层。
第一原子束产生装置270与上述的原子束产生装置10同样地构成。第一原子束产生装置270配设于能够朝向载置于第一载置台220的晶片W1照射原子束的位置。
第二原子束产生装置280与上述的原子束产生装置10同样地构成。第二原子束产生装置280配设成在第二载置台230处于照射位置时能够朝向载置于第二载置台230的晶片W2照射原子束的位置。
接着，对使用接合装置200将作为照射对象材料的晶片W1(第一构件)与晶片W2(第二构件)接合的接合方法(接合体的制造方法)进行说明。在此，对所照射的原子为氩原子的情况进行说明。该接合方法包括(a)改性工序、(b)接合工序。
(a)改性工序
在该工序中，首先，将晶片W1设在第一载置台220上，将晶片W2设在第二载置台230上，使腔室210的内部成为真空气氛。此时，一边调整来自排气口212的排气，一边向第一、第二原子束产生装置270、280导入氩气，使腔室210内及第一、第二原子束产生装置270、280内为给定的压力。腔室内的压力、第一、二原子束产生装置270、280内的压力可以与上述的表面改性方法相同。
接着，在第二载置台230不位于照射位置的情况下，通过压接机构234使第二载置台移动到照射位置。然后，使用直流电源对第一、第二原子束产生装置270、280的阴极20与阳极40之间施加高电压。所施加的电流、电压可以与上述的表面改性方法相同。如此，与上述的表面改性方法同样地，在第一、第二原子束产生装置270、280中，能够照射更多的氩原子。
如此，从原子束产生装置270朝向载置于第一载置台220的晶片W1照射原子束，从原子束产生装置280朝向载置于第二载置台230的晶片W2照射氩原子的原子束。在照射了氩原子的面，形成于晶片W1、W2的表面的氧化物等被去除，或者附着在晶片W1、W2的表面的杂质被去除，从而表面被改性，得到各自的表面改性体。
(b)接合工序
在该工序中，使压接机构234动作而使第二载置台230移动至接合位置，使晶片W1、W2的经改性的面彼此重叠。由此，第一晶片W1与第二晶片W2接合，制造接合体。
在以上说明的接合装置200以及使用了该接合装置200的接合方法中，由于使用上述的原子束产生装置10、表面改性方法，因此可得到与它们同样的效果。而且，在该接合方法中，由于能够在更短时间内对第一构件和第二构件的表面进行改性，因此能够更高效地对第一构件和第二构件进行接合。
另外，本发明的接合装置200及使用该接合装置200的接合方法并不限定于上述实施方式，只要属于本发明的技术范围，能够以各种方式实施，这是不言自明的。
例如，接合装置200具备第一原子束产生装置270和第二原子束产生装置280这2个原子束产生装置，但也可以仅具备1个原子束产生装置。在该情况下，例如，使原子束产生装置移动或使第一、第二载置台220、230中的至少一方移动而依次进行晶片W1的表面改性和晶片W2的表面改性即可。另外，也可以具备3个以上的原子束产生装置。通过由多个原子束产生装置进行1片晶片的表面改性，能够在更短时间内进行表面改性。在由多个原子束产生装置进行1片晶片的表面改性的情况下，也可以按每个原子束产生装置对晶片表面的不同区域进行表面改性。另外，第一原子束产生装置270和第二原子束产生装置280与原子束产生装置10同样地构成，但也可以与上述的其他方式的原子束产生装置同样地构成。
在上述的实施方式中，接合方法使用接合装置200来接合晶片W1和晶片W2，但也可以不使用接合装置200。例如，在改性工序中，使用具备磁场产生部60的原子束产生装置270、280对晶片W1、W2的表面进行改性，但也可以使用省略了磁场产生部60的原子束产生装置。在该情况下，使用另外准备的磁铁、磁场产生装置等，在阴极20内产生与射出面22平行的磁场B1、B2，以将在阴极20内生成的阳离子导向射出面22，在该状态下，对晶片照射原子束来改性晶片的表面即可。例如，在接合工序中，使压接机构234动作而使第二载置台230移动至接合位置，使晶片W1、W2的经改性的面彼此重叠，但也可以不使用压接机构234等而使晶片W1、W2的经改性的面彼此重叠。
实施例
以下，作为实施例，对使用原子束产生装置10向晶片W照射氩原子的原子束的例子进行说明。应予说明，本发明并不限定于以下的实施例，只要属于本发明的技术范围，就能够以各种方式实施，这是不言自明的。
1.与未施加磁场的原子束产生装置的比较
[实施例1]
如图9所示，使用原子束产生装置10(参照图1～6)，在腔室110内对晶片W照射氩的原子束，测定氧化膜的去除轮廓图。另外，作为晶片W，使用从预先赋予了氧化膜的4英寸的Si晶片切出1/4而成的晶片，不是载置在载置台120而是载置在地面上。腔室内的压力设为1.2Pa。施加于电极间的电流设为100mA，电压设为750mV，Ar流量设为80sccm，Ar的照射时间设为1小时。另外，在此，在将原子束产生装置10、载置台120固定的状态下进行了处理。磁轭63除了永久磁铁69以外为铁制，永久磁铁69为450mT的钕制。在图11、12中示出在该原子束产生装置10中产生的磁场的模拟结果。图11是表示磁力线的情况的模拟结果，图12是表示电场强度的模拟结果。在图12中，如图的右侧所示，磁场以10mT为基准，磁场越强或者磁场越弱，越会较浓地表示浓淡。另外，在图12中，在左右两端部、中央部、中央部的上方和下方，远离中央部的部分的磁场弱，除此以外的部分的磁场强。用特斯拉计实测作用点处的磁场的强度，结果为25～40mT。在实施例1中，阳极间隔P和磁场的施加位置Q与后述的实施例2相同。
[比较例1]
除了使用不施加磁场的现有的原子束产生装置来代替原子束产生装置10以外，与实施例1相同。应予说明，在实施例1中使用的原子束产生装置中，以2根阳极夹设与射出面平行的面地进行对置的方式配设阳极，但在比较例1中使用的原子束产生装置中，以2根阳极夹着与射出面垂直的面进行对置的方式配设阳极。
[实验结果]
图13示出实施例1和比较例1的实验结果。膜厚分布是晶片W的氧化膜的膜厚分布，越是浓淡较浓的部分则膜厚越薄，氧化膜被去除得越多。另外，膜厚曲线图是表示膜厚分布的图的虚线所示的截面中的晶片W的氧化膜的膜厚的曲线图。由图13可知，在与射出面的面平行的方向上施加了磁场的实施例1中，与未施加磁场的比较例相比，能够从射出面射出更多的氩原子，能够较多地去除氧化膜。推测在原子束产生装置10中，由于氩离子从阴极被射出且被因磁场而运动方向被改变为朝向射出面的方向的电子e-的电荷吸引，而向射出面移动，因此能够将更多的氩原子从射出面射出。
然而，在不施加磁场的情况下，如比较例1那样，以在一方的阳极侧和另一方的阳极侧大致对称的方式形成等离子体。另一方面，在实施例1中，在靠近射出面的位置形成有等离子体。推测这表示氩离子大量存在于射出面侧。例如，推测电子e-的运动方向由于磁场而向朝向射出面的方向变化，氩离子被该电子吸引，或者氩原子由于与该电子的碰撞而离子化，从而射出面侧的氩离子浓度提高。如此，在实施例1中，认为由于氩离子大量存在于射出面侧，因此能够从射出面射出大量的氩原子。应予说明，在实施例1的等离子体的情况的图中，虽然隐藏于磁轭、阳极支撑部而没有显现整个等离子体，但在没有磁轭、阳极支撑部的左右上方等也几乎看不到等离子体，因此可以说等离子体形成为靠近射出面。
2.阳极间隔和磁场的施加位置的研究
[实施例2～10]
如图9所示，使用原子束产生装置10，在腔室110内对载置于载置台120的晶片W照射氩的原子束，测定氧化膜的去除轮廓图。作为晶片W，使用预先赋予了氧化膜的3英寸的Si晶片。腔室内的压力设为1.2Pa。施加于电极间的电流设为100mA，Ar流量设为80sccm，Ar的照射时间设为1小时。用特斯拉计实测作用点处的磁场的强度，结果为25～40mT。在实施例2中，将阳极间隔P设为1mm，将磁轭位置Q(磁场的施加位置)设为-15mm。阳极间隔P是阳极彼此最接近的部分的距离。磁轭位置Q是磁轭的中心的位置，将阴极的内部空间的中央设为基准(0mm)，将位于射出面侧时作为负，将位于射出面的相反侧时设为正。
在实施例3中，将阳极间隔P设为18mm，除此以外，与实施例2同样。在实施例4中，将阳极间隔P设为32mm，除此以外，与实施例2同样。
在实施例5中，将磁轭位置Q设为0mm，除此以外，与实施例2同样。在实施例6中，将阳极间隔P设为18mm，除此以外，与实施例5同样。在实施例7中，将阳极间隔P设为32mm，除此以外，与实施例5同样。
在实施例8中，将磁轭位置Q设为+15mm，除此以外，与实施例2同样。在实施例9中，将阳极间隔P设为18mm，除此以外，与实施例8同样。在实施例10中，将阳极间隔P设为32mm，除此以外，与实施例8同样。
[实验结果]
图14表示实施例2～10的阳极间隔P和磁轭位置Q的说明图，图15表示实施例2～10的晶片W的处理深度的分布，图16表示实施例2～10的晶片W的处理深度的曲线图。此外，在图15中，如图的右下部所示，在将中央值设为50时，越比中央值浅(越接近0)或者越比中央值深(越接近100)，越会较浓地表示浓淡。在图15中，由于朝向晶片W的中央部照射了原子束，因此，越是晶片W的中央部，处理深度越深。另外，在图16中，示出了右下部所示的X截面和Y截面中的处理深度，但两者没有发现大的差异。
由图14～16可知，根据阳极间隔P、磁轭位置Q不同，处理深度可观察到差异。可知在实施例2～10中，阳极间隔P最窄、且磁轭位置Q位于射出面侧的实施例2能够更多地射出氩原子，因此优选。另外可知，在磁轭位置Q位于射出面侧或中央的实施例2～7中，阳极间隔P越近，越能够更多地射出氩原子，因此优选。另一方面，可知在磁轭位置Q位于远离射出面的位置的实施例8～10中，在阳极间隔P为18mm左右的情况下，能够更多地射出氩原子，因此优选。
本申请将2018年4月26日提出申请的日本专利申请第2018-84961号作为主张优先权的基础，其全部内容通过引用而包含在本说明书中。
(工业实用性)
本发明能用于使用原子束对材料的表面进行改性、或者将经改性的表面彼此接合的技术领域、例如半导体制造领域等。
(符号说明)
10 原子束产生装置、
20 阴极、
22 射出面、
23 照射口、
24 气体导入口、
30 气体管、
40 阳极、
41 第一阳极、
42 第二阳极、
43、44 支撑构件、
45、46 移动构件、
47、48 移动轴、
50 环状阳极、
60 磁场产生部、
61 第一磁场产生部、
62 第二磁场产生部、
63 磁轭、
64 主体、
65 肩、
66 上臂、
67 肘、
68 前臂、
69 永久磁铁、
70 C字状构件、
71 臂部、
72 固定构件、
80 等离子体区域、
81 鞘流区域、
82 第一暗部、
83 亮部、
84 第二暗部、
85 第三暗部、
100 表面改性装置、
110 腔室、
112 排气口、
120 载置台、
200 接合装置、
210 腔室、
212 排气口、
214 真空泵、
220 第一载置台、
230 第二载置台、
232 支撑构件、
234 压接机构、
270 第一原子束产生装置、
280 第二原子束产生装置、
B1 第一磁场、
B2 第二磁场、
P0、P1、P2 假想平面、
W、W1、W2 晶片。

Claims (11)

1.一种原子束产生装置，具备：
阴极，其是具有射出面的框体，所述射出面设置有能够射出原子束的照射口；
阳极，其配设于所述阴极的内部，且与所述阴极之间产生等离子体；以及
磁场产生部，其具有产生第一磁场的第一磁场产生部和产生第二磁场的第二磁场产生部，以从所述射出面侧使所述第一磁场位于所述第二磁场的上方进行观察时的磁场的方向在所述第一磁场为向左、且在所述第二磁场为向右的方式，在所述阴极内产生与所述射出面平行的所述第一磁场和所述第二磁场，从而将在所述阴极内生成的阳离子导向所述射出面，
所述磁场产生部配设于所述阴极的内部空间中的靠近所述射出面的位置，
所述原子束产生装置具备配设于远离所述射出面的位置处的棒状的第一阳极和配设于更加远离所述射出面的位置处的棒状的第二阳极作为所述阳极，
所述第一阳极与所述第二阳极的阳极间隔为1mm以上且18mm以下。
2.根据权利要求1所述的原子束产生装置，其中，
所述磁场产生部以在从所述射出面侧观察时在远离所述阳极的位置处夹设所述阳极的方式产生所述第一磁场和所述第二磁场。
3.根据权利要求1或2所述的原子束产生装置，其中，
所述阳极配设成在与所述射出面垂直的给定的假想平面呈面对称，
所述磁场产生部以夹着所述假想平面的方式产生所述第一磁场和所述第二磁场。
4.根据权利要求3所述的原子束产生装置，其中，
所述阳极具备棒状的第一阳极和棒状的第二阳极，所述第一阳极的轴和所述第二阳极的轴与所述假想平面平行。
5.根据权利要求4所述的原子束产生装置，其中，
所述第一阳极和所述第二阳极配设成轴位于所述假想平面上。
6.根据权利要求4所述的原子束产生装置，其中，
所述第一阳极的轴和所述第二阳极的轴与所述射出面平行。
7.根据权利要求3所述的原子束产生装置，其中，
所述照射口设置于所述假想平面横切的位置。
8.根据权利要求3所述的原子束产生装置，其中，
在从所述射出面侧观察时，所述照射口设置于连接所述第一磁场产生部的N极和所述第二磁场产生部的S极的直线与连接所述第一磁场产生部的S极和所述第二磁场产生部的N极的直线之间。
9.一种接合装置，具备权利要求1～8中任一项所述的原子束产生装置。
10.一种表面改性方法，是使用原子束产生装置来进行改性的方法，
所述原子束产生装置具备：
阴极，其是具有射出面的框体，所述射出面设置有能够射出原子束的照射口；
阳极，其配设于所述阴极的内部，且与所述阴极之间产生等离子体；以及
磁场产生部，其产生第一磁场和第二磁场，
在所述表面改性方法中，为了将在所述阴极内生成的阳离子导向所述射出面，以从所述射出面侧使所述第一磁场位于所述第二磁场的上方进行观察时的磁场的方向在所述第一磁场为向左、且在所述第二磁场为向右的方式在所述阴极内产生与所述射出面平行的所述第一磁场和所述第二磁场的状态下，对照射对象材料照射所述原子束来对所述照射对象材料的表面进行改性，
所述磁场产生部配设于所述阴极的内部空间中的靠近所述射出面的位置，
所述原子束产生装置具备配设于远离所述射出面的位置处的棒状的第一阳极和配设于更加远离所述射出面的位置处的棒状的第二阳极作为所述阳极，
所述第一阳极与所述第二阳极的阳极间隔为1mm以上且18mm以下。
11.一种接合方法，包括如下工序：
改性工序，使用权利要求10所述的表面改性方法对作为所述照射对象材料的第一构件和第二构件的表面进行改性；以及
接合工序，将经改性的面彼此重叠来对所述第一构件与所述第二构件进行接合。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017038476A1 (ja) 2015-08-28 2017-03-09 日本碍子株式会社 原子線源
WO2024048717A1 (ja) * 2022-09-01 2024-03-07 ボンドテック株式会社 原子線発生装置および接合装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61183900A (ja) * 1985-02-12 1986-08-16 日本電信電話株式会社 高速原子線源
JPH08190995A (ja) * 1994-11-07 1996-07-23 Ebara Corp 高速原子線源
JP2001289982A (ja) * 2000-04-04 2001-10-19 Toshiba Corp イオン源および該イオン源を用いた中性粒子入射装置
WO2007023489A1 (en) * 2005-08-21 2007-03-01 Zvi Porat A plasma emitter and methods utilizing the same
CN101764021A (zh) * 2008-12-24 2010-06-30 株式会社昭和真空 离子管及离子束的引出方法
CN104319217A (zh) * 2014-10-20 2015-01-28 大连交通大学 低能量电子枪
JP2016141825A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング装置
CN106245077A (zh) * 2016-07-18 2016-12-21 江苏大学 一种锥形磁场与电场复合的定域沉积加工装置
CN106664790A (zh) * 2015-08-28 2017-05-10 日本碍子株式会社 原子束源
CN107604343A (zh) * 2017-08-25 2018-01-19 金华职业技术学院 一种原子沉积方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0750635B2 (ja) * 1985-02-12 1995-05-31 日本電信電話株式会社 粒子線源
JPH0668961B2 (ja) 1986-02-03 1994-08-31 日本電信電話株式会社 高速原子線源
US6094012A (en) * 1998-11-06 2000-07-25 The Regents Of The University Of California Low energy spread ion source with a coaxial magnetic filter
JP3758446B2 (ja) 2000-02-02 2006-03-22 日新イオン機器株式会社 イオン源
US7064491B2 (en) * 2000-11-30 2006-06-20 Semequip, Inc. Ion implantation system and control method
JP4810497B2 (ja) 2007-05-08 2011-11-09 パナソニック株式会社 原子線源および表面改質装置
JP5673924B2 (ja) * 2010-08-27 2015-02-18 国立大学法人名古屋大学 分子線エピタキシー装置
JP5527617B2 (ja) 2011-01-08 2014-06-18 日新イオン機器株式会社 イオン源
JP5855294B1 (ja) * 2015-02-06 2016-02-09 株式会社日立製作所 イオンポンプおよびそれを用いた荷電粒子線装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61183900A (ja) * 1985-02-12 1986-08-16 日本電信電話株式会社 高速原子線源
JPH08190995A (ja) * 1994-11-07 1996-07-23 Ebara Corp 高速原子線源
JP2001289982A (ja) * 2000-04-04 2001-10-19 Toshiba Corp イオン源および該イオン源を用いた中性粒子入射装置
WO2007023489A1 (en) * 2005-08-21 2007-03-01 Zvi Porat A plasma emitter and methods utilizing the same
CN101764021A (zh) * 2008-12-24 2010-06-30 株式会社昭和真空 离子管及离子束的引出方法
CN104319217A (zh) * 2014-10-20 2015-01-28 大连交通大学 低能量电子枪
JP2016141825A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング装置
CN106664790A (zh) * 2015-08-28 2017-05-10 日本碍子株式会社 原子束源
CN106245077A (zh) * 2016-07-18 2016-12-21 江苏大学 一种锥形磁场与电场复合的定域沉积加工装置
CN107604343A (zh) * 2017-08-25 2018-01-19 金华职业技术学院 一种原子沉积方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
铯原子喷泉钟NTSC-F1研制进展;阮军;王心亮;刘丹丹;管勇;张辉;陈江;林睿;余凤翔;施俊如;张首刚;;时间频率学报(第03期);全文 *

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