DE3834984A1 - Einrichtung zur erzeugung von elektrisch geladenen und/oder ungeladenen teilchen - Google Patents

Einrichtung zur erzeugung von elektrisch geladenen und/oder ungeladenen teilchen

Info

Publication number
DE3834984A1
DE3834984A1 DE3834984A DE3834984A DE3834984A1 DE 3834984 A1 DE3834984 A1 DE 3834984A1 DE 3834984 A DE3834984 A DE 3834984A DE 3834984 A DE3834984 A DE 3834984A DE 3834984 A1 DE3834984 A1 DE 3834984A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnetic field
glass vessel
coil
pot circle
resonance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE3834984A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3834984C2 (de
Inventor
Juergen Prof Dr Engemann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Original Assignee
Leybold AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leybold AG filed Critical Leybold AG
Priority to DE3834984A priority Critical patent/DE3834984A1/de
Priority to US07/420,243 priority patent/US5021919A/en
Publication of DE3834984A1 publication Critical patent/DE3834984A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3834984C2 publication Critical patent/DE3834984C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H7/00Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
    • H05H7/14Vacuum chambers
    • H05H7/18Cavities; Resonators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J27/00Ion beam tubes
    • H01J27/02Ion sources; Ion guns
    • H01J27/16Ion sources; Ion guns using high-frequency excitation, e.g. microwave excitation
    • H01J27/18Ion sources; Ion guns using high-frequency excitation, e.g. microwave excitation with an applied axial magnetic field
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H3/00Production or acceleration of neutral particle beams, e.g. molecular or atomic beams

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.
In der Mikrostrukturtechnik, etwa bei der Herstellung von Halbleiter-Bau­ elementen oder bei der Beschichtung von Materialien mit dünnen Filmen, werden geladene oder ungeladene Teilchen benötigt, die zum Ätzen bzw. Beschichten verwendet werden. Für die Herstellung dieser geladenen und ungeladenen Teilchen dienen steuerbare Plasma- oder Ionenquellen, die eine möglichst hohe Dichte der jeweils benötigten Teilchen bereitstellen sollen. Beispielsweise ist es für viele Anwendungsfälle erwünscht, daß Ionendichten von mehr als 1011 cm-3 bei akzeptabler Dichteverteilung innerhalb des Plasmas zugelassen werden, was beispielsweise einer Argon- Ionen-Sättigungsstromdichte von mehr als 10 mA/cm2 entspricht.
Um diese hohen Anforderungen erfüllen zu können, sind schon zahlreiche Plasma- und lonenquellen vorgeschlagen worden, die auf den verschieden­ sten Prinzipien beruhen. Bei den neueren Plasma- und Ionenquellen kommt insbesondere das Prinzip der Elektron-Zyklotron-Resonanz (= ECR) bei der technischen Mikrowellenfrequenz von 2,45 GHz zur Anwendung.
So sind zum Beispiel Plasmaprozessoren bekannt, die einen Hochfrequenz­ wellenleiter aufweisen, in dem sich ein Glasrohr für die Aufnahme des Plasmas befindet, wobei mittels stromdurchflossener Spulen ein Magnetfeld erzeugt wird, welches das Plasma durchsetzt (DE-OS 37 29 347). Nachteilig ist bei derartigen Plasmaprozessoren, daß Substrate mit großem Durchmesser nicht gleichmäßig mit einem Plasma bearbeitet werden können. Außerdem hat die Luftspule, die oft wasserdicht und in Edelstahl gekapselt sein muß, einen sehr hohen Leistungsbedarf.
Weiterhin ist eine multipolare Mikrowellenanordnung für die Erzeugung von Plasma zum Ätzen und Beschichten bekannt, bei welcher das magnetische Feld, das die ECR-Bedingung erfüllt, im Abstand von nur wenigen Millimetern von jeder Pol-Oberfläche in der Prozeßkammer vorliegt (R. Burke, C. Pomot: Microwave Multipolar Plasma for Etching and Deposition; Solid State Technology, Februar 1988, S. 67 bis 71). Mehrere zylindrische Leiter, von denen jeder wenige Millimeter über der Polfläche eines Magnets angeordnet ist, dienen hierbei als Zuführung der Mikrowellenenergie in das Plasma. Nachteilig ist bei dieser nur lokal wirksamen Permanentmagnetanordnung, daß die ECR-Zonen nur an der Peripherie der jeweiligen Plasmavolumina erzeugt werden. Das Verhältnis "ECR-Volumen" zum gesamten Plasma­ volumen reduziert sich bei größer werdenden Plasmaquellen zu immer kleineren Werten, d.h. diese Art der ECR-Anregung wird bei zunehmender Quellengröße immer ungünstiger.
Schließlich ist auch noch eine Plasmaquelle bekannt, die auf dem ECR- Prinzip beruht und bei der die Mikrowellenleistung in einem durch das Plasma belasteten Resonator appliziert wird (US-PS 37 78 656). Die Ab­ stimmung dieses Resonators erfolgt hierbei jedoch rein mechanisch, indem zum Beispiel eine Schraube mehr oder weniger tief in den Resonator ein­ geführt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine lonen- und Plasmaquelle zu schaffen, welche auch bei großen Dimensionen relativ wenig Energie benötigt und die schnell auf ihren maximalen Wirkungsgrad eingestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß der durch das Plasma belastete Resonator sehr schnell auf Resonanz gebracht werden kann, indem gyromagnetische Bauelemente in dem Resonator elek­ trisch verstimmt werden. Druckschwankungen, Kontaminationen und der­ gleichen während des Betriebs der Plasmaquelle werden auf diese Weise schnell ausgeregelt. Außerdem ist es möglich, eine Modulation der Plasma­ anregung willentlich herbeizuführen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine gyromagnetisch abstimmbare Quelle für die Erzeugung geladener Teilchen;
Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Topfkreis der Quelle gemäß Fig. 1;
Fig. 3 den Verlauf der elektrischen und magnetischen Feldlinien der Hauptmode in einem Topfkreis, der breiter als höher ist;
Fig. 4a einen Ausschnitt aus dem oberen Bereich des Topfkreises gemäß Fig. 1;
Fig. 4b eine Draufsicht auf die in der Fig. 4a gezeigte Anordnung.
In der Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine gyromagnetisch abstimmbare Ionen- und Plasmaquelle 1 dargestellt, bei welcher das Prinzip der Elektron- Zyklotron-Resonanz zur Anwendung kommt. Diese Ionen- und Plasmaquelle 1 weist ein Quarzgefäß 2 zur Aufnahme eines Plasmas auf, das auf seiner Oberseite eine Einbuchtung 3 besitzt und auf seiner Unterseite mit einem Extraktionsgitter versehen ist, mit dem Ionen abgezogen werden können. Bei einer reinen Plasmaextraktion entfällt dieses Gitter 4. Um das Quarz­ gefäß 2 herum ist ein Topfkreis 5 vorgesehen, der eine Öffnung 6 aufweist, durch die ein Mikrowellen-Einkoppler 7 in einen Raum 8 eintritt, der sich oberhalb des Quarzgefäßes 2 befindet. Die Einkopplung der Mikrowelle kann kapazitiv, induktiv oder über eine Leitung erfolgen. Die Fig. 1 zeigt eine kapazitive Einkopplung, bei der das Ende einer offenen Leitung in einen Hohlraum hineinragt. Die Einkopplung erfolgt zweckmäßigerweise dort, wo große elektrische Feldstärken auftreten.
Der Topfkreis 5 ist an die Einbuchtung 3 des Quarzgefäßes 2 angepaßt, d.h. er besitzt ebenfalls eine Einbuchtung 9, in der sich eine ringförmige Spule 10 befindet, die einen senkrechten Steg eines im Querschnitt T-förmigen Weicheisenkerns 11 umgibt. Diese Spule 10 dient dazu, die Elektron-Zyklotron-Resonanzbedingung herzustellen. Hat die eingekoppelte Mikrowelle eine Frequenz von 2,45 GHz, so beträgt die von der Spule 10 erzeugte magnetische Flußdichte 8,75×10-2V×s/m2, damit die ECR-Bedingung erfüllt ist.
Der Topfkreis 5 schmiegt sich im wesentlichen an die Außenkonturen des Quarzgefäßes an, wobei allerdings im oberen Bereich die beiden in der Längsschnittdarstellung erkennbaren Hohlräume 8 und 12 im Topfkreis 5 gebildet werden, die einen Ring bilden, der wenigstens teilweise die Spule 10 umgibt. Dieser Ring 8, 12 ist auf seiner Oberseite mit einem dünnen Ring 13, 14 eines gyromagnetischen Materials, z.B. Ferrit, abgeschlossen.
Oberhalb dieses Rings 13, 14 und auf dem Topfkreis 5 befindet sich ein rotationssymmetrischer Weicheisenkern 15, in den eine kreisringförmige Abstimmspule 16 zur gyromagnetischen Einstellung der Resonanzfrequenz des Topfkreises 5 eingelassen ist.
Der Topfkreis 5 stellt bei der Anordnung gemäß Fig. 1 einen kapazitiv belasteten Resonator dar, der nach außen vollständig durch leitende, aber magnetisch nicht abschirmende Wände, zum Beispiel aus Kupfer oder Aluminium, abgeschlossen ist. Durch Veränderung der Gesamthöhe A des Topfkreises 5 und/oder der Höhe a der den Boden der Einbuchtung 3 über­ ragenden Einbuchtung 9 und/oder des Gesamtdurchmessers D des Topf­ kreises 5 und/oder des Durchmessers d der Einbuchtung 9 läßt sich sowohl eine im Topfkreis 5 stabile Feldkonfiguration als auch eine kapazitive Last in weiten Grenzen variieren und so einem optimalen Arbeitspunkt der Plasma- und Ionenquelle 1 anpassen.
Die Spule 10 erzeugt ein rotationssymmetrisches toroidales Magnetfeld hinreichender Stärke, dessen Flußdichte zum Beispiel bei einer eingespeisten Mikrowelle durch die Formel
bestimmt wird, wobei m e die Masse eines Elektrons, e die Ladung eines Elektrons und f die Frequenz der eingespeisten Mikrowelle bedeuten. Dieses Magnetfeld erstreckt sich auch in die Plasmakammer, die vor dem Quarz­ gefäß 2 gebildet wird. Durch unterschiedliche Stromspeisung dieser Spule 10 läßt sich die interne Zone, in der Elektron-Zyklotron-Resonanz auftritt, in gewissen Grenzen einstellen.
Statt einer gewickelten Spule können für die Erzeugung eines ECR-Magnet­ felds auch Permanentmagnete in einer Multicuspanordnung, einer Linien­ anordnung oder in einer anderen geeigneten Anordnung vorgesehen sein.
Für die Erfindung wesentlich ist der gyromagnetische Ring 13, 14 in Verbindung mit der Spule 16, durch deren Magnetfeld eine Verstimmung des Topfkreises 5 bewirkt werden kann. Als gyromagnetischer Ring 13, 14 kommt, wie bereits erwähnt, zum Beispiel ein Ring aus Ferriten in Frage, die ausgeprägte magnetische Eigenschaften, aber nur geringe Leitfähigkeit haben, so daß in ihnen eine Wellenausbreitung möglich ist. Durch die Vor­ magnetisierung solcher Ferrite lassen sich die Permeabilität bzw. die Di­ elektrizitätskonstante verändern; man spricht dann von einer gyromagne­ tischen Permeabilität bzw. Dielektrizitätskonstanten, die sich durch einen Tensor beschreiben läßt. Der Topfkreis 5, der die gyromagnetischen Schei­ ben 13, 14 enthält, läßt sich folglich durch das Magnetfeld der Spule 16 über die Veränderung der Permeabilität bzw. der Dielektrizitätskonstanten verstimmen, wobei die Güte oder die Resonanzfrequenz oder beide in ge­ wissen Grenzen geändert werden kann. Magnetisch abstimmbare ferri­ magnetische Resonatoren weisen bekanntlich im Frequenzbereich zwischen 300 MHz bis etwa 100 GHz eine ausreichend hohe Resonanzgüte für den Einsatz als frequenzbestimmende Elemente in abstimmbaren Halbleiter­ oszillatoren und Filtern auf. Die Wirkungsweise der erwähnten Veränderung der Permeabilität beruht auf der Anregung der ferrimagnetischen Resonanz in vormagnetisierten Ferritkugeln oder -scheiben durch ein Wechselmagnet­ feld mit Richtung senkrecht zum Vormagnetisierungsfeld. Als Festkörper­ effekt ist die ferrimagnetische Resonanz unmittelbar mit der Kreiseleigen­ schaft des Elektronenspins verknüpft, die in der angeregten Ferritprobe zu einer Präzessionsbewegung der Drehimpulsachsen der Elektronenspins um die Richtung des Vormagnetisierungsfelds führt, was auch als gyro­ magnetischer Effekt bezeichnet wird (Meinke/Gundlach: Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, 4. Auflage, L 50, Punkt 9.8). Die Spinpräzessions­ resonanz hängt über das gyromagnetische Verhältnis γ = 35,2 KHz m/A linear mit dem Vormagnetisierungsfeld zusammen.
Dieses an sich aus der Hochfrequenztechnik für die elektrische Abstimmung von Sendern bekannte Prinzip wird gemäß der Erfindung für die Kompen­ sation der Resonanzfrequenzverschiebung eines durch ein Plasma belasteten Topfkreisresonators verwendet. Aus der Perturbationstheorie (R. F. Harrington: Time-Harmonic Electromagnetic Fields, McGraw-Hill Book Company, 1961, Kapitel 7) folgt für die Resonanzverschiebung Δ ω=ω-ω₀ eines mit einem gyromagnetischen Material des Volumens Δ τ belasteten Re­ sonators:
mit
ω₀ Resonanzfrequenz des unbelasteten Resonators, d. h. es befindet sich kein gyromagnetisches Material in dem Hohlraumresonator;
Δω Verschiebung der Resonanzfrequenz;
ε, μ Hochfrequenz-Dielektrizitäts- und Permeabilitätszahl einer ungestörten Substanz innerhalb des Resonators, d. h. es treten keine externen elektrischen und/oder magnetischen Felder auf;
Δε, Δμ Änderung von ε und μ aufgrund externer elektrischer und/oder magnetischer Felder;
E, H elektrisches bzw. magnetisches Feld innerhalb des gestörten Resonators, d. h. des durch den gyromagnetischen Werkstoff verstimmten Resonators;
E₀*, H₀* konjugiert komplexe elektrische bzw. magnetishe Felder innerhalb des verstimmten Resonators;
d τ Raumelement des Resonators.
Die größten Änderungen der Resonanzfrequenz treten dann auf, wenn die Perturbation, d. h. das gyromagnetische Material im Resonator, am Orte maximaler elektrischer Feldstärke E und verschwindendem magnetischem Feld H oder umgekehrt lokalisiert ist.
Ist das Verhältnis des Volumens Δ t des gyromagnetischen Materials zum Gesamtvolumen τ des Resonators klein, so gilt mit hinreichender Genauig­ keit E = E₀ und H = H₀. Für E und H können so mit guter Näherung die formabhängigen inneren Felder in dem gyromagnetischen Material E int. bzw. H int. angenommen werden.
Die Frequenzverschiebung, die sich durch eine Änderung der Dielektrizitäts­ ennzahl einstellt, ist durch
gegeben, während die Frequenzverschiebung, die sich durch eine Änderung der Permeabilität ergibt, durch die Gleichung
definiert ist.
Vereinfachend wurden hierbei in beiden Fällen die magnetische und die elektrische Feldenergie im Nenner der Ausgangsgleichung einander gleich­ gesetzt. Die stoffliche Zusammensetzung, die Form und die Positionierung des Rings 13, 14 aus gyromagnetischem Material werden so gewählt, daß Δ ω/ω₀ in Abhängigkeit von extern angelegten Feldern ein Maximum annimmt. Für die technisch bedeutsame Frequenzverschiebung durch Änderung der Hochfrequenz-Permeabilität sind im wesentlichen die Arbeitsfrequenz ω, die Formgebung des gyromagnetischen Werkstoffs, die Positionierung des gyromagnetischen Werkstoffs innerhalb des Resonators, die Arbeitsmode des Resonators, die Größe des externen statischen Magnetfelds und die Orientierung des externen Magnetfeld-Vektors relativ zum Hochfrequenz­ magnetfeldvektor, vorzugsweise der Hauptmode im Resonator, von Bedeutung.
In der Fig. 2 sind die Einbuchtung 3 des Quarzgefäßes 2, die Spule 10, der Weicheisenkern 11 und die Einbuchtung 9 des Topfkreises 5 noch einmal im einzelnen dargestellt. Die Richtung des Stromflusses durch die Spule 10 ist dabei durch die Symbole ⊙ bzw. ⊗ bei 17 und 18 angedeutet. Das Symbol bei 17 bedeutet hierbei den hineinfließenden Strom, während das Symbol bei 18 den herausfließenden Strom bedeutet. Durch diesen Strom­ fluß baut sich eine magnetische Flußdichte B auf, die durch die Linien 19, 20 schematisch dargestellt ist. Man erkennt hierbei, daß die Flußdichte 20 auf der rechten Seite im Uhrzeigersinn verläuft. Dagegen hat die Fluß­ dichte 19 eine Richtung im Gegenuhrzeigersinn. Dies bedeutet, daß sich die Flußdichten 19, 20 im Steg 21 des T-förmigen Weicheisenkerns 11 addieren. Der die Spule 10 durchfließende Strom ist stets ein Gleichstrom, so daß das hierdurch erzeugte magnetische Feld auch stets ein Gleichfeld ist.
Die in der Fig. 2 gezeigte Anordnung dient zur Erzeugung einer Feldstärke für die Elektron-Zyklotron-Resonanz und ist als solche im Prinzip nicht neu. Von Bedeutung ist indessen, daß die Spule 10 in der Einbuchtung 3 vor­ gesehen ist und daß der Durchmesser D des Topfkreises 5 zur Höhe A des Topfkreises 5 in einem bestimmten Verhältnis steht. Ist D größer als A, so stellt sich die Feldverteilung im Topfkreis 5 so ein, wie es die Fig. 3 zeigt. Man erkennt hierbei, daß die elektrischen Feldlinien 22, 23 der Hauptmode der Mikrowelle bogenförmig vom Quersteg 33 des Weicheisen­ kerns zur Resonatorwand 9 verlaufen, während andere elektrische Feldlinien 24 bis 32 vom Steg 21 des Weicheisenkerns 11 auf das Extraktionsgitter 4 gerichtet sind. Die magnetischen Feldlinien, von denen nur eine Feldlinie 45 dargestellt ist, verlaufen kreisringförmig um den Steg 21, d.h. am oberen Rand des Topfkreises 5 verlaufen die magnetischen Feldlinien parallel zur Topfkreis-Ebene.
An dem oberen Rand des Topfkreises 5 wird ein gyromagnetischer Kreis­ ring, von dem man die zwei Scheiben 13, 14 erkennt, so plaziert, daß das in ihm wirksame erzeugte Magnetfeld 39, 40 senkrecht zu den magnetischen Feldlinien 45 verläuft. Wie dieses externe Magnetfeld 39, 40 erzeugt wird, zeigt die Fig. 4a. Man erkennt aus dieser Darstellung, daß der Weich­ eisenkern 15 einen im wesentlichen E-förmigen Querschnitt hat, wobei zwischen den äußeren Stegen 34, 35 des E und um dessen Mittelsteg 36 herum die Spule 16 gewunden ist. Die Richtung des Stromes I, der durch die Spule 16 fließt, ist durch die Symbole 37, 38 dargestellt, wobei das Symbol 37 den hineinfließenden Strom und das Symbol 38 den heraus­ fließenden Strom I bezeichnet. Auch hier handelt es sich bei dem durch die Spule 16 fließenden Strom um einen Gleichstrom, so daß ein magne­ tisches Gleichfeld erzeugt wird. Die magnetischen Feldlinien, die sich auf­ bauen, sind mit 39 und 40 bezeichnet. Man erkennt, daß diese Feldlinien den Ring 13, 14 aus gyromagnetischem Material durchdringen und somit vormagnetisieren. Die Ausbuchtungen des Topfkreises 5 sind mit 41 und 42 bezeichnet, wobei diese Ausbuchtungen natürlich ein ringförmiges Gebilde darstellen.
In der Fig. 4b ist die Anordnung der Fig. 4a noch einmal in einer ge­ schnittenen Draufsicht dargestellt, wobei dicht oberhalb der Spule 16 ein Schnitt durchgeführt ist. Der Ring 34, 35 ist hierbei als kreisringförmiger Querschnitt des Weicheisenkerns 15 erkennbar. Das gyromagnetische Material, das in der Fig. 4a durch zwei Querschnitte 13 und 14 dargestellt war, ist hier deutlich als Kreisring 13, 14 zu erkennen. Entsprechendes gilt für die Ausbuchtungen 41, 42 des Topfkreises 5, die zwei Zylindermäntel 41, 42 bilden, welche das gyromagnetische Material einschließen. Die magne­ tischen Feldlinien 43 der Grundmode der eingespeisten Mikrowelle sind dabei als Kreis angedeutet, während die Feldlinien des externen Felds H ext mit 44 bezeichnet sind und radial von innen nach außen verlaufen. Ist e die Breite des Kreisrings 13, 14 und c seine Höhe, so lassen sich für e<c und eine hinreichende Dicke c des gyromagnetischen Materials bei Ver­ wendung von Ferriten Frequenzverstimmungen |Δ ω|/ω₀ in der Größen­ ordnung von 10% erzielen. Die dazu erforderlichen statischen Magnetfelder der Vormagnetisierung durch die Spule 16 liegen bei maximal 1 kOe und sind technisch problemlos zu realisieren.
Die Regeleinrichtung, welche den Strom durch die Spule 16 verändert, ist im einzelnen nicht dargestellt. Es kann jedoch eine Regeleinrichtung Ver­ wendung finden, wie sie in der Hochfrequenztechnik bei der gyromagne­ tischen Abstimmung von Sendern üblich ist.
Bei Verwendung von Dauermagneten anstelle des Elektromagneten 15, 16 ist eine schnelle Ausregelung der Belastungen des Topfkreises 5 durch das Plasma nicht ohne weiteres möglich. Es wäre allerdings denkbar, die ein­ zelnen Magnete mittels kleiner motorischer Antriebe dem Weicheisenkern 15 mehr oder weniger zu nähern. Die motorischen Antriebe könnten dann wieder mit denselben elektrischen Signalen angesteuert werden wie die Spule 16.

Claims (12)

1. Einrichtung zur Erzeugung von elektrisch geladenen und/oder ungeladenen Teilchen, bei der in einen mit einem Gas oder Gasgemisch gefüllten Hohl­ raumresonator elektromagnetische Energie eingeführt wird und bei der ein erstes Magnetfeld das Gas oder Gasgemisch durchsetzt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein zweites Magnetfeld (H ext ) vorgesehen ist, welches zur Resonanz-Abstimmung des Hohlraumresonators dient.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohl­ raumresonator durch einen Topfkreis (5) gebildet wird, in dem sich wenigstens ein Gegenstand aus gyromagnetischem Material befindet, der von dem zweiten Magnetfeld (H ext ) durchdrungen wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Magnetfeld (H ext ) durch einen Elektromagneten (16) erzeugt wird, dessen Spule in einem magnetisch leitenden Teil (15) angeordnet ist, wobei dieser magnetisch leitende Teil (15) einen Spalt aufweist, in dem sich der Gegenstand (13, 14) aus gyromagnetischem Material befindet.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Auf­ nahme der geladenen und/oder ungeladenen Teilchen ein Glasgefäß (2) vorgesehen ist, welches auf seiner Oberseite geschlossen ist und eine Einbuchtung (3) für die Aufnahme eines die ECR-Bedingung erfüllenden Erzeugers des ersten Magnetfelds aufweist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas­ gefäß (2) von dem Topfkreis (5) umgeben ist, wobei sich dieser Topfkreis (5) im wesentlichen den Konturen des Glasgefäßes (2) anpaßt und ledig­ lich in einem Bereich (8, 12), in dem die elektromagnetische Energie ein­ gespeist wird, einen freien Raum entstehen läßt.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Glasgefäß (2) abgewandten Oberseite des freien Raums (8, 12) gyromagne­ tisches Material (13, 14) vorgesehen ist.
7. Einrichtung nach einem oder nach mehreren der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasgefäß (2) und der Topfkreis (5) rotationssymmetrisch sind, daß das gyromagnetische Material die Form eines Kreisrings (13, 14) hat, der auf der Oberseite des freien Raums (8, 12) angeordnet ist und daß dieser Kreisring (13, 14) in einer Aussparung eines Weicheisenkerns (15) liegt, der von dem Feld eines Dauer- oder Elektromagneten (16) beaufschlagt wird.
8. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Erzeuger des für die ECR-Bedingung erforderlichen Magnetfelds ein Elektromagnet ist, der eine Spule (10) aufweist, welche um den senkrechten Schenkel (21) eines im Querschnitt T-förmigen Weicheisenteils (11) gewickelt ist, wobei der querverlaufende Schenkel des T parallel zum Boden der Einbuchtung (3) des Glasgefäßes (2) verläuft.
9. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas­ gefäß (2) auf seiner Unterseite mit einem Extraktionsgitter (4) abge­ schlossen ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf­ kreis (5) einen Durchmesser D und eine Höhe A hat, wobei die Einbuchtung dieses Topfkreises (5) einen Durchmesser d und eine Höhe a aufweist und die ungefähre Bedingung A = 2a bzw. D = 2d gilt.
11. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf­ kreis (5) eine Aussparung (6) aufweist, durch welche die Einkopplung der elektromagnetischen Energie erfolgt.
12. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ein­ richtung zur Erfassung der Resonanzbedingung vorgesehen ist, die bei Nicht­ vorliegen von Resonanz den Stromfluß durch eine Spule (16) derart beein­ flußt, daß das durch diesen Stromfluß erzeugte Magnetfeld ein gyromagne­ tisches Material (13, 14) durchdringt, welches hierauf seine magnetischen Eigenschaften verändert und die Resonanzbedingung wiederherstellt.
DE3834984A 1988-10-14 1988-10-14 Einrichtung zur erzeugung von elektrisch geladenen und/oder ungeladenen teilchen Granted DE3834984A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3834984A DE3834984A1 (de) 1988-10-14 1988-10-14 Einrichtung zur erzeugung von elektrisch geladenen und/oder ungeladenen teilchen
US07/420,243 US5021919A (en) 1988-10-14 1989-10-12 Device for the generation of electrically charged and/or uncharged particles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3834984A DE3834984A1 (de) 1988-10-14 1988-10-14 Einrichtung zur erzeugung von elektrisch geladenen und/oder ungeladenen teilchen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3834984A1 true DE3834984A1 (de) 1990-04-19
DE3834984C2 DE3834984C2 (de) 1992-08-13

Family

ID=6365096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3834984A Granted DE3834984A1 (de) 1988-10-14 1988-10-14 Einrichtung zur erzeugung von elektrisch geladenen und/oder ungeladenen teilchen

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5021919A (de)
DE (1) DE3834984A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3920835A1 (de) * 1989-06-24 1991-01-03 Leybold Ag Einrichtung zum beschichten von substraten
US5006219A (en) * 1989-06-24 1991-04-09 Leybold Aktiengesellschaft Microwave cathode sputtering arrangement
EP0429791A2 (de) * 1989-11-29 1991-06-05 AFT Advanced Ferrite Technology GmbH Anordnung zum Abstimmen eines Resonators
DE4113142A1 (de) * 1991-03-14 1992-09-17 Leybold Ag Vorrichtung zur erzeugung von glimmentladungen

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4037091C2 (de) * 1990-11-22 1996-06-20 Leybold Ag Vorrichtung für die Erzeugung eines homogenen Mikrowellenfeldes
GB9025695D0 (en) * 1990-11-27 1991-01-09 Welding Inst Gas plasma generating system
FR2839242B1 (fr) * 2002-04-25 2004-10-15 Rasar Holding N V Procede pour generer un plasma froid destine a la sterilisation de milieu gazeux et dispositif pour mettre en oeuvre ce procede
US8158016B2 (en) * 2004-02-04 2012-04-17 Veeco Instruments, Inc. Methods of operating an electromagnet of an ion source
US7557362B2 (en) * 2004-02-04 2009-07-07 Veeco Instruments Inc. Ion sources and methods for generating an ion beam with a controllable ion current density distribution
EP2587516A1 (de) * 2007-02-26 2013-05-01 Veeco Instruments Inc. Ionenquellen und Verfahren für den Betrieb eines Elektromagnets einer Ionenquelle
US10128083B2 (en) * 2016-06-01 2018-11-13 Vebco Instruments Inc. Ion sources and methods for generating ion beams with controllable ion current density distributions over large treatment areas

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2230391A1 (de) * 1972-06-22 1974-01-10 Philips Patentverwaltung Schneller elektromagnet fuer abstimmbare yig-komponenten
FR2385231A1 (fr) * 1977-03-21 1978-10-20 Tetra Pak Int Dispositif pour accorder la frequence de resonance des resonateurs
DE3316640A1 (de) * 1982-08-16 1984-02-16 Vac-Tec Systems, Inc., 80301 Boulder, Col. Zerstaeubungsvorrichtung
FR2536589A1 (fr) * 1982-11-22 1984-05-25 Radiotechnique Compelec Circuit magnetique pour resonateur d'oscillateur a bille de grenat de fer et d'yttrium
US4484161A (en) * 1982-05-24 1984-11-20 Varian Associates, Inc. Silicone rubber for relieving stress in magnetic material
EP0157216A1 (de) * 1984-03-08 1985-10-09 Sony Corporation Magnetische Vorrichtung
GB2161653A (en) * 1984-07-14 1986-01-15 Ferranti Plc Microwave device
DD247993A1 (de) * 1986-04-08 1987-07-22 Karl Marx Stadt Tech Hochschul Mikrowellenionenquelle
DD248904A1 (de) * 1986-04-10 1987-08-19 Karl Marx Stadt Tech Hochschul Mikrowellen-breitstrahl-ionenquelle
DE3732794A1 (de) * 1986-09-29 1988-03-31 Sony Corp Ferromagnetischer resonator mit einer temperatur-kompensationseinrichtung unter verwendung vorkodierter kompensationsdaten
EP0285326A2 (de) * 1987-04-02 1988-10-05 Raytheon Company Rauscharmer magnetisch abgestimmter Resonanzkreis
EP0286132A2 (de) * 1987-04-08 1988-10-12 Hitachi, Ltd. Plasmaerzeugungsgerät

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2147497A5 (de) * 1971-07-29 1973-03-09 Commissariat Energie Atomique
JPS5562734A (en) * 1978-11-01 1980-05-12 Toshiba Corp Ion source and ion etching method
US4342009A (en) * 1980-09-05 1982-07-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Electronically tuned Gunn oscillator and mixer including the same
JPS5779621A (en) * 1980-11-05 1982-05-18 Mitsubishi Electric Corp Plasma processing device
EP0054201B1 (de) * 1980-12-11 1986-11-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Apparat zum Trockenätzen und Verfahren
DE3376921D1 (en) * 1982-09-10 1988-07-07 Nippon Telegraph & Telephone Ion shower apparatus
FR2546358B1 (fr) * 1983-05-20 1985-07-05 Commissariat Energie Atomique Source d'ions a resonance cyclotronique des electrons
FR2553574B1 (fr) * 1983-10-17 1985-12-27 Commissariat Energie Atomique Dispositif de regulation d'un courant d'ions notamment metalliques fortement charges
JPH0693447B2 (ja) * 1983-12-23 1994-11-16 株式会社日立製作所 マイクロ波プラズマ処理装置
JPH0616384B2 (ja) * 1984-06-11 1994-03-02 日本電信電話株式会社 マイクロ波イオン源
JPS6118131A (ja) * 1984-07-04 1986-01-27 Hitachi Ltd プラズマ処理方法及び装置
US4727293A (en) * 1984-08-16 1988-02-23 Board Of Trustees Operating Michigan State University Plasma generating apparatus using magnets and method
FR2583250B1 (fr) * 1985-06-07 1989-06-30 France Etat Procede et dispositif d'excitation d'un plasma par micro-ondes a la resonance cyclotronique electronique
US4673456A (en) * 1985-09-17 1987-06-16 Machine Technology, Inc. Microwave apparatus for generating plasma afterglows
JPH0740566B2 (ja) * 1986-02-04 1995-05-01 株式会社日立製作所 プラズマ処理方法及びその装置
US4853102A (en) * 1987-01-07 1989-08-01 Hitachi, Ltd. Sputtering process and an apparatus for carrying out the same
EP0275965B1 (de) * 1987-01-19 1995-05-31 Hitachi, Ltd. Mit einem Plasma arbeitendes Gerät
US4859303A (en) * 1987-10-09 1989-08-22 Northern Telecom Limited Method and apparatus for removing coating from substrate
US4778561A (en) * 1987-10-30 1988-10-18 Veeco Instruments, Inc. Electron cyclotron resonance plasma source
US4948458A (en) * 1989-08-14 1990-08-14 Lam Research Corporation Method and apparatus for producing magnetically-coupled planar plasma

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2230391A1 (de) * 1972-06-22 1974-01-10 Philips Patentverwaltung Schneller elektromagnet fuer abstimmbare yig-komponenten
FR2385231A1 (fr) * 1977-03-21 1978-10-20 Tetra Pak Int Dispositif pour accorder la frequence de resonance des resonateurs
US4484161A (en) * 1982-05-24 1984-11-20 Varian Associates, Inc. Silicone rubber for relieving stress in magnetic material
DE3316640A1 (de) * 1982-08-16 1984-02-16 Vac-Tec Systems, Inc., 80301 Boulder, Col. Zerstaeubungsvorrichtung
FR2536589A1 (fr) * 1982-11-22 1984-05-25 Radiotechnique Compelec Circuit magnetique pour resonateur d'oscillateur a bille de grenat de fer et d'yttrium
EP0157216A1 (de) * 1984-03-08 1985-10-09 Sony Corporation Magnetische Vorrichtung
GB2161653A (en) * 1984-07-14 1986-01-15 Ferranti Plc Microwave device
DD247993A1 (de) * 1986-04-08 1987-07-22 Karl Marx Stadt Tech Hochschul Mikrowellenionenquelle
DD248904A1 (de) * 1986-04-10 1987-08-19 Karl Marx Stadt Tech Hochschul Mikrowellen-breitstrahl-ionenquelle
DE3732794A1 (de) * 1986-09-29 1988-03-31 Sony Corp Ferromagnetischer resonator mit einer temperatur-kompensationseinrichtung unter verwendung vorkodierter kompensationsdaten
EP0285326A2 (de) * 1987-04-02 1988-10-05 Raytheon Company Rauscharmer magnetisch abgestimmter Resonanzkreis
EP0286132A2 (de) * 1987-04-08 1988-10-12 Hitachi, Ltd. Plasmaerzeugungsgerät

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
- JP 59 147502 A. In: Patents Abstracts of Japan, E-285, December 18, 1984, Vol. 8, No. 277 *
- N.N.: YIG resonators and systems. In: Electronic Engineering, December 1983, S. 47-50,53,54,56 *
Appl. Phys. Letters Bd. 50(1987) S. 1864-1866 *
N.N.: YIG-Bauelemente und -Funktionsgruppen. In: radio fernsehen elektronik, 31, 1982, H. 10, S. 661 *
Nucl. Instrum. a. Methods Bd. 153(1978) S. 51-52 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3920835A1 (de) * 1989-06-24 1991-01-03 Leybold Ag Einrichtung zum beschichten von substraten
US5006219A (en) * 1989-06-24 1991-04-09 Leybold Aktiengesellschaft Microwave cathode sputtering arrangement
US5122252A (en) * 1989-06-24 1992-06-16 Leybold Aktiengesellschaft Arrangement for the coating of substrates
EP0429791A2 (de) * 1989-11-29 1991-06-05 AFT Advanced Ferrite Technology GmbH Anordnung zum Abstimmen eines Resonators
EP0429791A3 (en) * 1989-11-29 1992-05-06 Ant Nachrichtentechnik Gmbh Resonator tuning device
DE4113142A1 (de) * 1991-03-14 1992-09-17 Leybold Ag Vorrichtung zur erzeugung von glimmentladungen

Also Published As

Publication number Publication date
US5021919A (en) 1991-06-04
DE3834984C2 (de) 1992-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69736081T2 (de) Plasmabearbeitungsvorrichtung
EP0223284B1 (de) Hochfrequenz-Spulenanordnung für Kernspinresonanzgerät
EP0434932A2 (de) Einrichtung für die Erzeugung eines Plasmas
DE10118835A1 (de) Supraleitende Resonatoren für Anwendungen in der NMR
DE3237250A1 (de) Schaltungskreismaessig konzentrierter resonator
DE3834984C2 (de)
DE2237252A1 (de) Ionenquelle mit hochfrequenz-hohlraumresonator
CH707701A2 (de) Aktiv abgeschirmtes zylinderförmiges Gradientenspulensystem mit passiver HF-Abschirmung für NMR-Apparate.
DE1282102C2 (de) Einrichtung zur Verarbeitung elektrischer Signalenergie fuer Frequenzen bis einschliesslich des Millimeter- und Submillimeterwellen-laengengebietes
DE2307517C2 (de) Hohlraumresonator für Elektronenspinresonanzspektrometer
DE10121449A1 (de) MR-Gerät mit einem offenen Magnetsystem und einer Quadratur-Spulenanordnung
DE2828928A1 (de) Einrichtung zur kombination von hochfrequenzenergie
DE2113855A1 (de) Supraleitender Oszillator und Verfahren zur Herstellung desselben
DE1196731B (de) Nichtreziproke Einrichtung fuer elektro-magnetische Wellenenergie
DE2053677A1 (de) Y Zirkulator
DE3927347C2 (de) Ausgestaltung von Magneten für ferrimagnetische Resonatoren
DE1206522B (de) Vorrichtung zur Messung magnetischer Felder
DE2236234C3 (de) Dielektrisches Fenster für Mikrowellenenergie
DE3520410A1 (de) Resonatoranordnung
DE2005019C3 (de) Isolator für elektromagnetische Wellen
DE2706630B2 (de) Ablenkeinrichtung für einen Strahl geladener Teilchen
DE2811319C3 (de) HF-Resonator mit einstellbarer Resonanzfrequenz zum Versiegeln bzw. Verschweißen dünner, flächiger, insbesondere thermoplastischer Materialien, wie Verpackungsfolien
DE1789148C (de) Induktives Halbleiter-Bauelement, Verfahren zum Herstellen und Verwendung
EP0429791B1 (de) Anordnung zum Abstimmen eines Resonators
DE1789148B2 (de) Induktives halbleiter-bauelement, verfahren zum herstellen und verwendung

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: BALZERS UND LEYBOLD DEUTSCHLAND HOLDING AG, 63450

8339 Ceased/non-payment of the annual fee