JP2000030646A - Electron beam source - Google Patents

Electron beam source

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JP2000030646A
JP2000030646A JP10200536A JP20053698A JP2000030646A JP 2000030646 A JP2000030646 A JP 2000030646A JP 10200536 A JP10200536 A JP 10200536A JP 20053698 A JP20053698 A JP 20053698A JP 2000030646 A JP2000030646 A JP 2000030646A
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plasma generating
cathode
auxiliary
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Manabu Hamagaki
垣 学 浜
Shigekazu Tada
田 重 和 多
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NICHIMEN DENSHI KOKEN KK
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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NICHIMEN DENSHI KOKEN KK
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron beam source capable of extremely increasing a discharge current in a plasma generating porous anode without causing the thermal damage to the plasma generating porous anode. SOLUTION: A discharge power supply 12 is connected between a plasma generating cathode 1 and a plasma generating porous anode 3 via a second switching element SW2, and plasma can be generated between the plasma generating cathode 1 and the plasma generating porous anode 3. The discharge power supply 12 is connected to an auxiliary anode 2 via a first switching element SW1, and plasma (pilot) can be held between the plasma generating cathode 1 and the auxiliary anode 2 in the standby state when no plasma process is under way. When the first switching element SW1 is turned on or off interlockingly as the second switching element SW2 is turned on or off, plasma can be held between the plasma generating cathode 1 and the plasma generating porous anode 3 or between the plasma generating cathode 1 and the auxiliary anode 2 in turn.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電子ビーム源に係
り、とりわけ半導体等のドライエッチングや成膜、プラ
ズマ洗浄等の各種のプラズマ処理に用いられるプラズマ
発生用電子ビーム源に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam source, and more particularly, to an electron beam source for generating plasma used for various plasma processes such as dry etching and film formation of semiconductors and plasma cleaning.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体等のドライエッチングや成膜、プ
ラズマ洗浄等の各種のプラズマ処理に用いられるプラズ
マ発生用電子ビーム源としては、例えば特開平6−30
2291号公報に記載された電子ビーム源が知られてい
る。
2. Description of the Related Art As an electron beam source for generating plasma used in various plasma processes such as dry etching and film formation of semiconductors and plasma cleaning, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-30
An electron beam source described in Japanese Patent No. 2291 is known.

【0003】前記特開平6−302291号公報に記載
された電子ビーム源は、プラズマ発生用陰極と、プラズ
マ発生用陰極との間でプラズマを発生させるとともに発
生したプラズマ中の電子を透過させるための複数の貫通
孔を有するプラズマ発生用多孔陽極と、プラズマ発生用
多孔陽極との間でプラズマ発生用多孔陽極の各貫通孔を
介して引き出された電子を加速するとともに加速された
電子を透過させるための複数の貫通孔を有する電子加速
用多孔電極とを備えている。
The electron beam source described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-302291 generates a plasma between a cathode for plasma generation and a cathode for plasma generation and transmits electrons in the generated plasma. A plasma generating porous anode having a plurality of through holes, and between the plasma generating porous anode, for accelerating electrons extracted through each through hole of the plasma generating porous anode and transmitting the accelerated electrons. And a porous electrode for electron acceleration having a plurality of through holes.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の電子ビーム源では、電子が透過するプラズマ発
生用多孔陽極の厚さを所定の大きさ(約0.5〜1mm
程度)以下に抑える必要があるので、プラズマ発生用多
孔陽極内に冷却機構を組み込むことができず、またプラ
ズマ発生用多孔陽極の熱伝導特性が悪くなり、このため
プラズマ発生用多孔陽極の中心部分を十分に冷却するこ
とができない。従って、プラズマ発生用多孔陽極に流れ
る放電電流を所定の大きさ(約5A程度)以上にした場
合にはプラズマ発生用多孔陽極に過大な熱負荷が加えら
れ、プラズマ発生用多孔陽極に熱損傷が生じやすいとい
う問題がある。
However, in the above-described conventional electron beam source, the thickness of the plasma-generating porous anode through which electrons pass is set to a predetermined size (about 0.5 to 1 mm).
), The cooling mechanism cannot be built into the plasma-generating porous anode, and the thermal conduction characteristics of the plasma-generating porous anode deteriorate. Cannot be cooled sufficiently. Therefore, when the discharge current flowing through the plasma-generating porous anode is set to a predetermined value (about 5 A) or more, an excessive heat load is applied to the plasma-generating porous anode, and the plasma-generating porous anode is thermally damaged. There is a problem that it is easy to occur.

【0005】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、プラズマ発生用多孔陽極に熱損傷を生じさ
せることなくプラズマ発生用多孔陽極に流れる放電電流
を大電流化することができる電子ビーム源を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and can increase the discharge current flowing through the plasma generating porous anode without causing thermal damage to the plasma generating porous anode. It is intended to provide an electron beam source.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の特徴は、
プラズマ発生用陰極と、前記プラズマ発生用陰極との間
でプラズマを発生させるとともに発生したプラズマ中の
電子を透過させるための複数の貫通孔を有するプラズマ
発生用多孔陽極と、前記プラズマ発生用多孔陽極との間
で前記各貫通孔を介して引き出された電子を加速すると
ともに加速された電子を透過させるための複数の貫通孔
を有する電子加速用多孔電極と、前記プラズマ発生用陰
極と前記プラズマ発生用多孔陽極との間に印加される電
圧の大きさを切り替えるための電圧切替素子を有する電
気回路と、前記電気回路を制御して前記プラズマ発生用
陰極と前記プラズマ発生用多孔陽極との間で発生するプ
ラズマの状態を間欠的に変化させる電気回路制御装置と
を備えたことを特徴とする電子ビーム源である。
A first feature of the present invention is as follows.
A plasma generating cathode, a plasma generating porous anode having a plurality of through holes for generating plasma between the plasma generating cathode and transmitting electrons in the generated plasma, and the plasma generating porous anode A plurality of through holes for accelerating electrons extracted through the through holes and transmitting the accelerated electrons, a porous electrode for accelerating electrons, the cathode for plasma generation, and the plasma generation. An electric circuit having a voltage switching element for switching the magnitude of the voltage applied between the porous anode and the porous anode between the plasma generating cathode and the plasma generating porous anode by controlling the electric circuit. An electron beam source comprising: an electric circuit control device that intermittently changes a state of generated plasma.

【0007】本発明の第2の特徴は、上述した本発明の
第1の特徴において、前記プラズマ発生用陰極と前記プ
ラズマ発生用多孔陽極との間に配置されるとともにプラ
ズマを透過させるための貫通孔を有する補助陽極をさら
に備え、前記電気回路は前記プラズマ発生用陰極と前記
補助陽極との間に印加される電圧を切り替えるための補
助電圧切替素子をさらに有し、前記電気回路制御装置は
前記電気回路を制御して前記プラズマ発生用陰極と前記
プラズマ発生用多孔陽極との間または前記プラズマ発生
用陰極と前記補助陽極との間のそれぞれでプラズマを交
互に保持することを特徴とする電子ビーム源である。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there is provided a through-hole for allowing the plasma to pass therethrough, which is disposed between the plasma generating cathode and the plasma generating porous anode. The electric circuit further includes an auxiliary anode having a hole, the electric circuit further includes an auxiliary voltage switching element for switching a voltage applied between the plasma generating cathode and the auxiliary anode, and the electric circuit control device includes: An electron beam, comprising: controlling an electric circuit to alternately maintain plasma between the plasma generating cathode and the plasma generating porous anode or between the plasma generating cathode and the auxiliary anode. Source.

【0008】本発明の第3の特徴は、上述した本発明の
第2の特徴において、前記補助陽極はプラズマを透過さ
せるための第1貫通孔を有する第1補助陽極部と、前記
第1補助陽極部に隣り合うよう配置されるとともにプラ
ズマを透過させるための第2貫通孔を有する第2補助陽
極部とからなり、前記第1貫通孔と前記第2貫通孔とは
その開口面積が互いに異なることを特徴とする電子ビー
ム源である。なお、本発明の第3の特徴においては、前
記第1貫通孔は前記プラズマ発生用多孔陽極側から前記
プラズマ発生用陰極側へのガスの流入を防止することが
できる程度の開口面積を有し、前記第2貫通孔は前記プ
ラズマ発生用陰極と前記第2補助陽極部との間でプラズ
マを安定に保持することができるよう前記第1貫通孔の
開口面積に比べて十分大きな開口面積を有することが好
ましい。
According to a third aspect of the present invention, in the above-mentioned second aspect of the present invention, the auxiliary anode has a first auxiliary anode section having a first through hole for transmitting plasma, and the first auxiliary anode section has a first through-hole. A second auxiliary anode portion disposed adjacent to the anode portion and having a second through hole for transmitting plasma, wherein the first through hole and the second through hole have different opening areas from each other; An electron beam source characterized in that: In the third aspect of the present invention, the first through-hole has an opening area large enough to prevent gas from flowing from the plasma generating porous anode to the plasma generating cathode. The second through hole has an opening area sufficiently larger than the opening area of the first through hole so that the plasma can be stably held between the cathode for plasma generation and the second auxiliary anode portion. Is preferred.

【0009】本発明の第1の特徴によれば、プラズマ発
生用陰極とプラズマ発生用多孔陽極との間で発生するプ
ラズマの状態を間欠的に変化させることにより、プラズ
マ処理が行われていない待機状態においてプラズマ発生
用多孔陽極に放電電流が流れ続けないようにすることが
できるので、プラズマ発生用多孔陽極に加えられる熱負
荷を低減することができ、このためプラズマ発生用多孔
陽極に熱損傷を生じさせることなくプラズマ発生用多孔
陽極に流れる放電電流を大電流化することができる。
According to the first feature of the present invention, the state of the plasma generated between the cathode for plasma generation and the porous anode for plasma generation is intermittently changed, so that the plasma processing is not performed. In this state, the discharge current can be prevented from continuing to flow through the plasma-generating porous anode, so that the heat load applied to the plasma-generating porous anode can be reduced, thereby causing thermal damage to the plasma-generating porous anode. The discharge current flowing through the plasma-generating porous anode can be increased without causing the generation.

【0010】本発明の第2の特徴によれば、プラズマ処
理が行われていない待機状態においてプラズマ発生用陰
極と補助陽極との間でプラズマを保持するようにしてい
るので、連続運転時における待機状態からプラズマ処理
状態への移行をスムーズに行うことができ、このためプ
ラズマ処理状態におけるプラズマの再現性を高めること
ができる。
According to the second feature of the present invention, since the plasma is held between the plasma generating cathode and the auxiliary anode in the standby state where the plasma processing is not performed, the standby state during the continuous operation is maintained. The transition from the state to the plasma processing state can be performed smoothly, so that the reproducibility of plasma in the plasma processing state can be improved.

【0011】本発明の第3の特徴によれば、開口面積の
異なる貫通孔を有する少なくとも2つの補助陽極部から
補助陽極を構成し、このうち開口面積の大きな貫通孔を
有する補助陽極部とプラズマ発生用陰極との間でプラズ
マを保持するようにしているので、プラズマ処理状態に
おけるプラズマ発生用陰極およびプラズマ発生用多孔陽
極間の電圧と、プラズマ処理状態が行われていない待機
状態におけるプラズマ発生用陰極および補助陽極間の電
圧とが大きく変動せず、このため連続運転時におけるプ
ラズマ処理状態から待機状態への移行をスムーズに行う
ことができる。
According to a third feature of the present invention, an auxiliary anode is constituted by at least two auxiliary anode portions having through holes having different opening areas, and an auxiliary anode portion having a through hole having a large opening area and a plasma are formed. Since the plasma is held between the cathode for generation and the voltage between the cathode for plasma generation and the porous anode for plasma generation in the plasma processing state, the voltage for plasma generation in the standby state in which the plasma processing state is not performed. The voltage between the cathode and the auxiliary anode does not greatly fluctuate, so that the transition from the plasma processing state to the standby state during continuous operation can be smoothly performed.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】第1の実施の形態 以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明
する。図1および図2は本発明による電子ビーム源の第
1の実施の形態を示す図である。ここで、図1は電子ビ
ーム源を備えた電子ビーム励起プラズマ発生装置の全体
構成を示す概略図、図2は図1に示す電子ビーム源の作
用を説明するためのシーケンス図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are views showing a first embodiment of an electron beam source according to the present invention. Here, FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an electron beam excited plasma generator provided with an electron beam source, and FIG. 2 is a sequence diagram for explaining the operation of the electron beam source shown in FIG.

【0013】まず、図1により、電子ビーム源を備えた
電子ビーム励起プラズマ発生装置の全体構成について説
明する。
First, an overall configuration of an electron beam excited plasma generator having an electron beam source will be described with reference to FIG.

【0014】図1に示すように、電子ビーム励起プラズ
マ発生装置10は容器10aを備え、この容器10a内
には試料7に向けて電子ビームを放出するための電子ビ
ーム源として、プラズマ発生用陰極1と、プラズマを透
過させるための貫通孔2aを有する補助陽極2と、プラ
ズマ中の電子を透過させるための複数の貫通孔3aを有
するプラズマ発生用多孔陽極3と、プラズマ発生用多孔
陽極3の各貫通孔3aに対応して設けられプラズマ中の
電子を透過させるための複数の貫通孔4aを有する電子
加速用多孔電極4とが配置されている。
As shown in FIG. 1, an electron beam excited plasma generator 10 includes a container 10a, in which a plasma generating cathode is provided as an electron beam source for emitting an electron beam toward a sample 7. 1, an auxiliary anode 2 having a through hole 2a for transmitting plasma, a plasma generating porous anode 3 having a plurality of through holes 3a for transmitting electrons in the plasma, and a plasma generating porous anode 3. An electron accelerating porous electrode 4 having a plurality of through holes 4a provided corresponding to each of the through holes 3a for transmitting electrons in the plasma is provided.

【0015】また、プラズマ発生用陰極1、補助陽極
2、プラズマ発生用多孔陽極3および電子加速用多孔電
極4には電気回路5が接続されている。電気回路5は3
つの電源11,12,13と、3つのスイッチング素子
SW1,SW2,SW3と、2つの抵抗14,15とを
有し、このうちスイッチング素子SW1,SW2,SW
3は電気回路制御装置6により制御されるようになって
いる。
An electric circuit 5 is connected to the cathode 1 for plasma generation, the auxiliary anode 2, the porous anode 3 for plasma generation and the porous electrode 4 for electron acceleration. Electric circuit 5 is 3
Power supply 11, 12, 13; three switching elements SW1, SW2, SW3; and two resistors 14, 15, of which switching elements SW1, SW2, SW
Reference numeral 3 is controlled by the electric circuit control device 6.

【0016】ここで、プラズマ発生用陰極1には加熱電
源11が接続され、通電によりプラズマ発生用陰極1が
加熱されるようになっている。また、プラズマ発生用陰
極1とプラズマ発生用多孔陽極3との間には第2スイッ
チング素子(電圧切替素子)SW2を介して放電電源1
2が接続され、プラズマ発生用陰極1とプラズマ発生用
多孔陽極3との間でプラズマを発生させるようになって
いる。さらに、プラズマ発生用陰極1とプラズマ発生用
多孔陽極3との間に配置された補助陽極2には第1スイ
ッチング素子(補助電圧切替素子)SW1および抵抗1
5を介して放電電源12が接続され、プラズマ処理が行
われていない待機状態においてプラズマ発生用陰極1と
補助陽極2との間でプラズマ(種火)を保持することが
できるようになっている。さらにまた、プラズマ発生用
多孔陽極3と電子加速用多孔電極4との間には第3スイ
ッチング素子SW3を介して加速電源13が接続され、
プラズマ発生用多孔陽極3と電子加速用多孔電極4との
間でプラズマ発生用多孔陽極3の各貫通孔3aを介して
引き出された電子を加速するようになっている。
Here, a heating power supply 11 is connected to the plasma generating cathode 1, and the plasma generating cathode 1 is heated by energization. A discharge power source 1 is provided between the plasma generating cathode 1 and the plasma generating porous anode 3 via a second switching element (voltage switching element) SW2.
2 is connected to generate plasma between the cathode 1 for plasma generation and the porous anode 3 for plasma generation. Further, a first switching element (auxiliary voltage switching element) SW1 and a resistor 1 are connected to the auxiliary anode 2 disposed between the plasma generating cathode 1 and the plasma generating porous anode 3.
5, a discharge power supply 12 is connected, so that a plasma (a pilot flame) can be held between the plasma generating cathode 1 and the auxiliary anode 2 in a standby state where plasma processing is not performed. . Furthermore, an acceleration power supply 13 is connected between the plasma generating porous anode 3 and the electron accelerating porous electrode 4 via a third switching element SW3,
Electrons drawn between the plasma generating porous anode 3 and the electron accelerating porous electrode 4 through the through holes 3a of the plasma generating porous anode 3 are accelerated.

【0017】なお、第2スイッチング素子SW2はプラ
ズマ発生用陰極1とプラズマ発生用多孔陽極3との間に
印加される電圧の大きさを切り替えるためのものであ
り、この第2スイッチング素子SW2をON/OFFす
ることにより、プラズマ発生用陰極1とプラズマ発生用
多孔陽極3との間でプラズマを発生/消滅させることが
できる。また、第1スイッチング素子SW1はプラズマ
発生用陰極1と補助陽極2との間に印加される電圧の大
きさを切り替えるためのものであり、第2スイッチング
素子SW2のON/OFFに連動して第1スイッチング
素子SW1をOFF/ONすることにより、プラズマ発
生用陰極1とプラズマ発生用多孔陽極3との間またはプ
ラズマ発生用陰極1と補助陽極2との間のそれぞれでプ
ラズマを交互に保持することができる。
The second switching element SW2 is for switching the magnitude of the voltage applied between the plasma generating cathode 1 and the plasma generating porous anode 3, and the second switching element SW2 is turned on. By turning on / off, plasma can be generated / disappeared between the cathode 1 for plasma generation and the porous anode 3 for plasma generation. Further, the first switching element SW1 is for switching the magnitude of the voltage applied between the plasma generating cathode 1 and the auxiliary anode 2, and is linked to ON / OFF of the second switching element SW2. (1) The plasma is alternately held between the plasma generating cathode 1 and the plasma generating porous anode 3 or between the plasma generating cathode 1 and the auxiliary anode 2 by turning off / on the switching element SW1. Can be.

【0018】また、容器10aには供給口41a,41
bおよび排出口41cが設けられ、プラズマ発生用陰極
1と補助陽極2との間の領域には供給口41aを介して
アルゴンガス(Ar)が供給され、また電子加速用多孔
電極4と試料7との間の領域には供給口41bを介して
アルゴンガス(Ar)や酸素ガス(O2)、メタンガス
(CH4)等が供給されるようになっている。なお、供
給口41bを介して酸素ガス(O2)が供給されるよう
な場合には、プラズマ発生用多孔陽極3に放電電流が流
れていない待機状態においてプラズマ発生用多孔陽極3
および電子加速用多孔電極4の表面が酸化して絶縁物が
生じやすいので、このような場合には、プラズマ発生用
多孔陽極3および電子加速用多孔電極4の表面にニッケ
ルめっきまたは金めっき等の酸化防止用のめっきを施す
ようにするとよい。
The container 10a has supply ports 41a, 41a.
b and an outlet 41c are provided, an argon gas (Ar) is supplied to a region between the cathode 1 for plasma generation and the auxiliary anode 2 through a supply port 41a, and a porous electrode 4 for electron acceleration and a sample 7 are provided. Argon gas (Ar), oxygen gas (O 2 ), methane gas (CH 4 ), and the like are supplied to the region between them through the supply port 41b. In the case where oxygen gas (O 2 ) is supplied through the supply port 41b, the plasma generating porous anode 3 is kept in a standby state where no discharge current flows through the plasma generating porous anode 3.
In addition, since the surface of the porous electrode for electron acceleration 4 is oxidized and an insulator is easily generated, in such a case, the surface of the porous anode for plasma generation 3 and the surface of the porous electrode for electron acceleration 4 are formed by nickel plating or gold plating. It is preferable to perform plating for preventing oxidation.

【0019】さらに、容器10aのうち補助陽極2と試
料7との間の領域の内周面には絶縁部材40が被覆さ
れ、放電電流の大半がプラズマ発生用多孔陽極3に流れ
るようになっている。また、容器10aとプラズマ発生
用陰極1、補助陽極2、プラズマ発生用多孔陽極3およ
び電子加速用多孔電極4との間にも絶縁部材40が挿入
されている。
Further, an insulating member 40 is coated on the inner peripheral surface of the region between the auxiliary anode 2 and the sample 7 in the container 10a, so that most of the discharge current flows to the plasma generating porous anode 3. I have. An insulating member 40 is also inserted between the container 10a and the plasma generating cathode 1, the auxiliary anode 2, the plasma generating porous anode 3, and the electron accelerating porous electrode 4.

【0020】さらにまた、容器10aの壁面内および補
助陽極2内にはプラズマにより加熱される箇所を水冷す
るための冷却機構(図示せず)が設けられている。
Further, a cooling mechanism (not shown) is provided in the wall surface of the container 10a and in the auxiliary anode 2 for water-cooling a portion heated by the plasma.

【0021】次に、このような構成からなる本発明の第
1の実施の形態の作用について図1および図2により説
明する。
Next, the operation of the first embodiment of the present invention having such a configuration will be described with reference to FIGS.

【0022】まず、第1スイッチング素子SW1をO
N、第2スイッチング素子SW2をON、第3スイッチ
ング素子SW3をOFFとした状態で、加熱電源
(Vf)11、放電電源(Vd)12および加速電源(V
a)13の全てをONとする(時点(A))。これによ
り、加熱電源11によりプラズマ発生用陰極1に電圧V
fが与えられ、プラズマ発生用陰極1が加熱される。ま
た同時に、放電電源12によりプラズマ発生用陰極1と
補助陽極2との間およびプラズマ発生用陰極1とプラズ
マ発生用多孔陽極3との間に電圧Vdが与えられ、放電
電流によりプラズマ発生用陰極1とプラズマ発生用多孔
陽極3との間で供給口41aから供給されたアルゴンガ
ス(Ar)のプラズマが発生する。ただし、この時点で
は、第1スイッチング素子SW1をONとしているの
で、プラズマ発生用陰極1からの放電電流の大半が補助
陽極2側に流れ、プラズマ発生用陰極1とプラズマ発生
用多孔陽極3との間でプラズマが安定に発生していな
い。
First, the first switching element SW1 is set to O
N, with the second switching element SW2 turned on and the third switching element SW3 turned off, the heating power supply ( Vf ) 11, the discharge power supply ( Vd ) 12, and the acceleration power supply (V
a ) Turn on all of 13 (time (A)). Thereby, the voltage V is applied to the cathode 1 for plasma generation by the heating power supply 11.
f is given, and the plasma generating cathode 1 is heated. At the same time, a voltage Vd is applied between the cathode 1 for plasma generation and the auxiliary anode 2 and between the cathode 1 for plasma generation and the porous anode 3 for plasma generation by the discharge power supply 12, and the discharge current causes the cathode Vd for plasma generation to be applied. The plasma of the argon gas (Ar) supplied from the supply port 41a is generated between the plasma anode 1 and the plasma generating porous anode 3. However, at this point, since the first switching element SW1 is ON, most of the discharge current from the plasma generating cathode 1 flows to the auxiliary anode 2 side, and the discharge current between the plasma generating cathode 1 and the plasma generating porous anode 3 is increased. Plasma is not generated stably between the two.

【0023】その後、第1スイッチング素子SW1をO
FFとする(時点(B))。これにより、プラズマ発生
用陰極1からの放電電流の大半がプラズマ発生用多孔陽
極3側に流れ、プラズマ発生用陰極1とプラズマ発生用
多孔陽極3との間でプラズマが安定に発生するようにな
る。
Thereafter, the first switching element SW1 is set to O
FF (time (B)). Thereby, most of the discharge current from the plasma generating cathode 1 flows to the plasma generating porous anode 3 side, and the plasma is stably generated between the plasma generating cathode 1 and the plasma generating porous anode 3. .

【0024】次に、第3スイッチング素子SW3をON
とする(時点(C))。これにより、加速電源13によ
りプラズマ発生用多孔陽極3と電子加速用多孔電極4と
の間に電圧Vaが与えられ、プラズマ発生用多孔陽極3
と電子加速用多孔電極4との間でプラズマ発生用多孔陽
極3の各貫通孔3aを介して引き出された電子が加速さ
れる。
Next, the third switching element SW3 is turned on.
(Time (C)). Thus, the voltage V a applied between the plasma generation porous anode 3 and electrons accelerating porous electrode 4 by the acceleration power supply 13, plasma generating porous anodic 3
The electrons drawn between the electrode and the electron accelerating porous electrode 4 through the through holes 3a of the plasma generating porous anode 3 are accelerated.

【0025】なお、このようにして加速された電子は電
子加速用多孔電極4の各貫通孔4aを介して引き出さ
れ、この加速された電子により電子加速用多孔電極4と
試料7との間で供給口41bから供給されたアルゴンガ
ス(Ar)や酸素ガス(O2)、メタンガス(CH4)の
プラズマが発生し、試料7に対して所定のプラズマ処理
が行われる(時点(C)〜(D))。具体的には例え
ば、半導体や機械部品、磁気記録用部品等の試料7を配
置し、この試料7と電子加速用多孔電極4との間の領域
に酸素ガス(O2)を供給してプラズマを発生させるこ
とにより、試料7の表面をプラズマ洗浄することができ
る。また、試料7と電子加速用多孔電極4との間の領域
に炭素と水素とを含むガス(例えばメタンガス(C
4)やエチレンガス(C24)、トルエンガス(C7
8))を供給してプラズマを発生させることにより、試
料7の表面にダイヤモンドライクカーボン(DLC)の
薄膜を生成することができる。
The electrons accelerated in this manner are drawn out through the through holes 4a of the porous electrode 4 for electron acceleration, and the accelerated electrons cause the electrons between the porous electrode 4 for electron acceleration and the sample 7 to move. Plasma of argon gas (Ar), oxygen gas (O 2 ), and methane gas (CH 4 ) supplied from the supply port 41b is generated, and predetermined plasma processing is performed on the sample 7 (time (C) to (C). D)). Specifically, for example, a sample 7 such as a semiconductor, a mechanical component, a magnetic recording component, or the like is arranged, and an oxygen gas (O 2 ) is supplied to a region between the sample 7 and the electron accelerating porous electrode 4 to generate plasma. Is generated, the surface of the sample 7 can be plasma-cleaned. In addition, a gas containing carbon and hydrogen (for example, methane gas (C
H 4 ), ethylene gas (C 2 H 4 ), toluene gas (C 7 H
By supplying 8 )) to generate plasma, a thin film of diamond-like carbon (DLC) can be formed on the surface of the sample 7.

【0026】その後、試料7に対するプラズマ処理が終
了すると、第3スイッチング素子SW3をOFFとし
(時点(D))、次のプラズマ処理が開始されるまでの
間に試料7をロードロック等により交換する。なお、プ
ラズマ洗浄や成膜等のプラズマ処理の時間(時点(C)
〜(D))およびロードロック等による試料7の交換時
間(時点(D)〜(A))はともに約10〜20秒であ
る。
Thereafter, when the plasma processing on the sample 7 is completed, the third switching element SW3 is turned off (time point (D)), and the sample 7 is replaced by a load lock or the like until the next plasma processing is started. . The time of plasma processing such as plasma cleaning and film formation (time (C)
To (D)) and the time for exchanging the sample 7 by the load lock or the like (time points (D) to (A)) are about 10 to 20 seconds.

【0027】なお、第3スイッチング素子SW3のみを
OFFとした状態では、プラズマ発生用陰極1とプラズ
マ発生用多孔陽極3との間でプラズマが保持されるの
で、プラズマ発生用多孔陽極3に放電電流が流れ続け、
プラズマ発生用多孔陽極3に熱損傷が生じやすい状態と
なる。ここでは、第3スイッチング素子SW3をOFF
とした後(時点(D))、第1スイッチング素子SW1
をONとし(時点(E))、次いで第2スイッチング素
子SW2をOFF(時点(F))とすることにより、次
のプラズマ処理が開始されるまでの間(時点(F)〜
(A))、プラズマ発生用陰極1と補助陽極2との間で
プラズマ(種火)を保持する。ここで、補助陽極2内に
は冷却機構(図示せず)が設置されているので、プラズ
マ処理が行われていない待機状態における補助陽極2の
熱損傷等は最小限に抑えられる。なお、補助陽極2の貫
通孔2aはプラズマ発生用多孔陽極3側からプラズマ発
生用陰極1側へのガスの流入を防止することができる程
度の開口面積(直径約3mm程度)を有しており、プラ
ズマ処理が行われていない待機状態においてプラズマ発
生用陰極1との間でプラズマを保持するための陽極とし
て作用するとともに、プラズマ処理状態においてプラズ
マ発生用陰極1を酸素ガス(O2)等から保護するため
の隔壁として作用する。
When only the third switching element SW3 is turned off, plasma is held between the plasma generating cathode 1 and the plasma generating porous anode 3, so that the discharge current is applied to the plasma generating porous anode 3. Continues to flow,
The plasma generating porous anode 3 is in a state where thermal damage is likely to occur. Here, the third switching element SW3 is turned off.
(Time (D)), the first switching element SW1
Is turned on (time (E)), and then the second switching element SW2 is turned off (time (F)) until the next plasma processing is started (time (F)).
(A)), a plasma (a pilot flame) is held between the plasma generating cathode 1 and the auxiliary anode 2. Here, since a cooling mechanism (not shown) is provided in the auxiliary anode 2, thermal damage of the auxiliary anode 2 in a standby state where plasma processing is not performed is minimized. The through hole 2a of the auxiliary anode 2 has an opening area (about 3 mm in diameter) that can prevent gas from flowing from the plasma generating porous anode 3 side to the plasma generating cathode 1 side. In the standby state in which the plasma processing is not performed, the plasma processing cathode 1 functions as an anode for maintaining plasma between itself and the plasma generating cathode 1 in the plasma processing state, and the plasma generating cathode 1 is separated from oxygen gas (O 2 ) in the plasma processing state. Acts as a barrier for protection.

【0028】このように本発明の第1の実施の形態によ
れば、プラズマ発生用陰極1とプラズマ発生用多孔陽極
3との間で発生するプラズマの状態を間欠的に変化させ
ることにより、プラズマ処理が行われていない待機状態
においてプラズマ発生用多孔陽極3に放電電流が流れ続
けないようにすることができるので、プラズマ発生用多
孔陽極3に加えられる熱負荷を低減することができ、こ
のため供給口41bを介して酸素ガス(O2)が供給さ
れるような場合でも、プラズマ発生用多孔陽極3に熱損
傷を生じさせることなくプラズマ発生用多孔陽極3に流
れる放電電流を大電流化することができる。また、プラ
ズマ発生用多孔陽極3に加えられる熱負荷が小さいの
で、電極材料としてモリブデンやタンタル等の高融点金
属を用いる必要がなく、このためプラズマ発生用多孔陽
極3を銅や炭素等により安価に製作することができる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the state of the plasma generated between the cathode for plasma generation 1 and the porous anode for plasma generation 3 is intermittently changed, whereby the plasma is generated. Since the discharge current can be prevented from continuing to flow through the plasma-generating porous anode 3 in the standby state where the processing is not performed, the heat load applied to the plasma-generating porous anode 3 can be reduced, and therefore, Even when oxygen gas (O 2 ) is supplied via the supply port 41b, the discharge current flowing through the plasma generating porous anode 3 is increased without causing thermal damage to the plasma generating porous anode 3. be able to. Further, since the heat load applied to the plasma generating porous anode 3 is small, it is not necessary to use a high melting point metal such as molybdenum or tantalum as an electrode material. Can be manufactured.

【0029】また本発明の第1の実施の形態によれば、
プラズマ処理が行われていない待機状態においてプラズ
マ発生用陰極1と補助陽極2との間でプラズマ(種火)
を保持するようにしているので、連続運転時における待
機状態からプラズマ処理状態への移行をスムーズに行う
ことができ、このためプラズマ処理状態におけるプラズ
マの再現性を高めることができる。
According to the first embodiment of the present invention,
In the standby state in which the plasma processing is not performed, the plasma (seed flame) between the plasma generating cathode 1 and the auxiliary anode 2
Is maintained, the transition from the standby state to the plasma processing state during continuous operation can be smoothly performed, and therefore, the reproducibility of plasma in the plasma processing state can be improved.

【0030】なお、上述した第1の実施の形態において
は、プラズマ発生用陰極1とプラズマ発生用多孔陽極3
との間に印加される電圧、およびプラズマ発生用陰極1
と補助陽極2との間に印加される電圧を切り替えるため
の電圧切替素子としてスイッチング素子を用いている
が、これに限らず、電圧を連続的に変化させる可変抵抗
等を用いるようにしてもよい。
In the first embodiment, the plasma generating cathode 1 and the plasma generating porous anode 3 are used.
And the voltage applied between the cathode and the plasma generating cathode 1
Although a switching element is used as a voltage switching element for switching a voltage applied between the voltage and the auxiliary anode 2, the present invention is not limited to this, and a variable resistor or the like that continuously changes the voltage may be used. .

【0031】第2の実施の形態 次に、図3により、本発明による電子ビーム源の第2の
実施の形態について説明する。本発明の第2の実施の形
態は、開口面積の異なる貫通孔を有する少なくとも2つ
の補助陽極部から補助陽極を構成した点を除いて、他は
図1および図2に示す第1の実施の形態と略同一であ
る。本発明の第2の実施の形態において、図1および図
2に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付
して詳細な説明は省略する。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the electron beam source according to the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment of the present invention is the same as the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 except that the auxiliary anode is constituted by at least two auxiliary anode portions having through holes having different opening areas. It is almost the same as the form. In the second embodiment of the present invention, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.

【0032】図3に示すように、電子ビーム源を備えた
電子ビーム励起プラズマ発生装置10においては、プラ
ズマを透過させるための第1貫通孔21aを有する第1
補助陽極部21と、第1補助陽極部21に隣り合うよう
配置されるとともにプラズマを透過させるための第2貫
通孔22aを有する第2補助陽極部22とから補助陽極
2を構成している。
As shown in FIG. 3, in an electron beam excited plasma generator 10 provided with an electron beam source, a first through-hole 21a having a first through hole 21a for transmitting plasma is provided.
The auxiliary anode 2 is composed of the auxiliary anode part 21 and the second auxiliary anode part 22 which is arranged adjacent to the first auxiliary anode part 21 and has a second through-hole 22a for transmitting plasma.

【0033】ここで、第1補助陽極部21の第1貫通孔
21aはプラズマ発生用多孔陽極3側からプラズマ発生
用陰極1側へのガスの流入を防止することができる程度
の開口面積(直径約3mm程度)を有している。また、
第2補助陽極部22の第2貫通孔22aはプラズマ発生
用陰極1と第2補助陽極部22との間でプラズマを安定
に保持することができるよう第1貫通孔21aの開口面
積に比べて十分大きな開口面積(直径約30mm程度)
を有している。
Here, the first through-hole 21a of the first auxiliary anode portion 21 has an opening area (diameter) such that gas can be prevented from flowing from the plasma generating porous anode 3 side to the plasma generating cathode 1 side. (About 3 mm). Also,
The second through-hole 22a of the second auxiliary anode section 22 has a larger opening area than the first through-hole 21a so that the plasma can be stably held between the cathode 1 for plasma generation and the second auxiliary anode section 22. Large enough opening area (about 30mm in diameter)
have.

【0034】なお、第1補助陽極部21には抵抗15を
介して放電電源12が接続され、また第2補助陽極部2
2には第1スイッチング素子(補助電圧切替素子)SW
1および抵抗16を介して放電電源12が接続され、プ
ラズマ処理が行われていない待機状態においてプラズマ
発生用陰極1と第2補助陽極部22との間でプラズマ
(種火)を保持するようになっている。
The first auxiliary anode section 21 is connected to a discharge power supply 12 via a resistor 15, and the second auxiliary anode section 2
2 is a first switching element (auxiliary voltage switching element) SW
A discharge power supply 12 is connected via a resistor 1 and a resistor 16 so that a plasma (seed flame) is held between the plasma generating cathode 1 and the second auxiliary anode section 22 in a standby state where plasma processing is not performed. Has become.

【0035】このように本発明の第2の実施の形態によ
れば、開口面積の異なる貫通孔21a,22aを有する
少なくとも2つの補助陽極部21,22から補助陽極2
を構成し、このうち開口面積の大きな第2貫通孔22a
を有する第2補助陽極部22とプラズマ発生用陰極1と
の間でプラズマ(種火)を保持するようにしているの
で、プラズマ処理状態におけるプラズマ発生用陰極1お
よびプラズマ発生用多孔陽極3間の電圧と、プラズマ処
理が行われていない待機状態におけるプラズマ発生用陰
極1および補助陽極2(第2補助陽極部22)間の電圧
とが大きく変動せず、このため連続運転時におけるプラ
ズマ処理状態から待機状態への移行をスムーズに行うこ
とができる。また、第1補助陽極部21の第1貫通孔2
1aの開口面積が図1に示す補助陽極2の貫通孔2aと
同様に小さく保たれているので、第1補助陽極部21に
よりプラズマ発生用多孔陽極3側からプラズマ発生用陰
極1側へのガスの流入を防止することができ、このため
プラズマ発生用陰極1を酸素ガス(O2)等から効果的
に保護することができる。
As described above, according to the second embodiment of the present invention, at least two auxiliary anode portions 21 and 22 having through holes 21a and 22a having different opening areas are connected to the auxiliary anode 2
And a second through-hole 22a having a large opening area.
Between the plasma generating cathode 1 and the plasma generating porous anode 3 in the plasma processing state because the plasma (seed flame) is held between the second auxiliary anode portion 22 having The voltage and the voltage between the cathode for plasma generation 1 and the auxiliary anode 2 (second auxiliary anode section 22) in the standby state in which the plasma processing is not performed do not fluctuate greatly, and therefore, the state changes from the plasma processing state in the continuous operation. The transition to the standby state can be performed smoothly. In addition, the first through hole 2 of the first auxiliary anode portion 21
Since the opening area of 1a is kept small similarly to the through-hole 2a of the auxiliary anode 2 shown in FIG. 1, the gas from the plasma generating porous anode 3 side to the plasma generating cathode 1 side by the first auxiliary anode section 21. Can be prevented, and the cathode 1 for plasma generation can be effectively protected from oxygen gas (O 2 ) and the like.

【0036】[0036]

【実施例】次に、図3に示す電子ビーム源を備えた電子
ビーム励起プラズマ発生装置の具体的実施例について述
べる。
Next, a specific embodiment of an electron beam excited plasma generator equipped with an electron beam source shown in FIG. 3 will be described.

【0037】(実施例1)まず、第1の実施例として、
供給口41bを介して電子加速用多孔電極4と試料7と
の間の領域にアルゴンガス(Ar)を供給し、図2に示
すシーケンスに従って第3スイッチング素子SW3のO
N時間を10秒、0FF時間を10秒として動作テスト
を行った。なお、加熱電源11の電圧Vfは8V、放電
電源12の電圧Vdは60V、加速電源13の電圧Va
100Vとし、抵抗14は2〜5Ω、抵抗15,16は
200Ωとした。また、プラズマ発生用陰極1と補助陽
極2(第1補助陽極部21)との間の領域の圧力は0.
2Torr、補助陽極2(第2補助陽極部22)と試料
7との間の領域の圧力は2×10-3Torrとした。さ
らに、プラズマ発生用多孔陽極3としては、直径が10
cm、厚さが1mmの炭素からなる円板に直径約1〜2
mmの貫通孔4aを1200個程度穿設したものを用い
た。
(Embodiment 1) First, as a first embodiment,
Argon gas (Ar) is supplied to a region between the electron accelerating porous electrode 4 and the sample 7 through the supply port 41b, and O 3 of the third switching element SW3 is supplied according to the sequence shown in FIG.
An operation test was performed with the N time set to 10 seconds and the OFF time set to 10 seconds. The voltage V f of the heating power source 11 is 8V, the voltage V d of the discharge power supply 12 is 60V, the voltage V a of the acceleration power supply 13 is set to 100 V, the resistor 14 2~5Omu, the resistance 15 and 16 was set to 200 [Omega. The pressure in the region between the cathode 1 for plasma generation and the auxiliary anode 2 (first auxiliary anode portion 21) is set to 0.1.
The pressure in the region between the auxiliary anode 2 (second auxiliary anode portion 22) and the sample 7 was set to 2 × 10 −3 Torr at 2 Torr. Further, the plasma generating porous anode 3 has a diameter of 10
cm, a disk made of carbon with a thickness of 1 mm and a diameter of about 1-2
A hole having about 1200 mm through holes 4a was used.

【0038】この結果、このような動作テストを連続運
転で1時間以上継続した場合でも、再現性よくアルゴン
ガス(Ar)のプラズマを発生させることができ、かつ
放電電流が10Aでもプラズマ発生用多孔陽極3が赤熱
しないことを確認した。
As a result, even if such an operation test is continued for one hour or more in a continuous operation, a plasma of argon gas (Ar) can be generated with good reproducibility, and even if the discharge current is 10 A, the plasma generation pores can be generated. It was confirmed that the anode 3 did not glow.

【0039】また、プラズマ処理状態におけるプラズマ
発生用陰極1およびプラズマ発生用多孔陽極3間の電圧
は45V、待機状態におけるプラズマ発生用陰極1およ
び第2補助陽極部22間の電圧は44Vとなり、プラズ
マ処理状態から待機状態への移行をスムーズに行うこと
ができた。
The voltage between the plasma generating cathode 1 and the plasma generating porous anode 3 in the plasma processing state is 45 V, and the voltage between the plasma generating cathode 1 and the second auxiliary anode section 22 in the standby state is 44 V. The transition from the processing state to the standby state could be performed smoothly.

【0040】(実施例2)次に、第2の実施例として、
供給口41bを介して電子加速用多孔電極4と試料7と
の間の領域に酸素ガス(O2)を供給し、図2に示すシ
ーケンスに従って第3スイッチング素子のON時間を1
0秒、0FF時間を10秒として動作テストを行った。
(Embodiment 2) Next, as a second embodiment,
Oxygen gas (O 2 ) is supplied to the region between the electron accelerating porous electrode 4 and the sample 7 through the supply port 41b, and the ON time of the third switching element is set to 1 according to the sequence shown in FIG.
An operation test was performed with 0 second and 0 FF time set to 10 seconds.

【0041】この結果、このような動作テストを連続運
転で5時間以上継続した場合でも、再現性よく酸素ガス
(O2)のプラズマを発生させることができ、かつ放電
電流が10Aでもプラズマ発生用多孔陽極3が赤熱しな
いことを確認した。
As a result, even if such an operation test is continued for 5 hours or more in a continuous operation, a plasma of oxygen gas (O 2 ) can be generated with good reproducibility, and even if the discharge current is 10 A, the plasma for oxygen generation can be obtained. It was confirmed that the porous anode 3 did not glow red.

【0042】なお、プラズマ発生用多孔陽極3として、
同様の形状でかつ材料を銅に代えた円板を用いて上述し
た第1および第2の実施例と同様の動作テストを行った
が、この場合でも上述した第1および第2の実施例と同
様の良好な結果が得られた。
The porous anode 3 for plasma generation is
The same operation test as in the first and second embodiments was performed using a disk having the same shape and using copper instead of copper. Similar good results were obtained.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
ラズマ発生用多孔陽極に熱損傷を生じさせることなくプ
ラズマ発生用多孔陽極に流れる放電電流を大電流化する
ことができる。
As described above, according to the present invention, the discharge current flowing through the plasma generating porous anode can be increased without causing thermal damage to the plasma generating porous anode.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態による電子ビーム源
を備えた電子ビーム励起プラズマ発生装置の全体構成を
示す概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of an electron beam excited plasma generator including an electron beam source according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す電子ビーム源の作用を説明するため
のシーケンス図。
FIG. 2 is a sequence diagram for explaining the operation of the electron beam source shown in FIG.

【図3】本発明の第2の実施の形態による電子ビーム源
を備えた電子ビーム励起プラズマ発生装置の全体構成を
示す概略図。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an overall configuration of an electron beam excited plasma generator including an electron beam source according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プラズマ発生用陰極 2 補助陽極 2a 貫通孔 21 第1補助陽極部 21a 第1貫通孔 22 第2補助陽極部 22a 第2貫通孔 3 プラズマ発生用多孔陽極 3a 貫通孔 4 電子加速用多孔電極 4a 貫通孔 5 電気回路 6 電気回路制御装置 7 試料 10 電子ビーム励起プラズマ発生装置 11 加熱電源 12 放電電源 13 加速電源 SW1,SW2,SW3 スイッチング素子 Reference Signs List 1 cathode for plasma generation 2 auxiliary anode 2a through hole 21 first auxiliary anode part 21a first through hole 22 second auxiliary anode part 22a second through hole 3 plasma generation porous anode 3a through hole 4 electron acceleration porous electrode 4a penetration Hole 5 Electric circuit 6 Electric circuit controller 7 Sample 10 Electron beam excited plasma generator 11 Heating power supply 12 Discharge power supply 13 Acceleration power supply SW1, SW2, SW3 Switching element

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】プラズマ発生用陰極と、 前記プラズマ発生用陰極との間でプラズマを発生させる
とともに発生したプラズマ中の電子を透過させるための
複数の貫通孔を有するプラズマ発生用多孔陽極と、 前記プラズマ発生用多孔陽極との間で前記各貫通孔を介
して引き出された電子を加速するとともに加速された電
子を透過させるための複数の貫通孔を有する電子加速用
多孔電極と、 前記プラズマ発生用陰極と前記プラズマ発生用多孔陽極
との間に印加される電圧の大きさを切り替えるための電
圧切替素子を有する電気回路と、 前記電気回路を制御して前記プラズマ発生用陰極と前記
プラズマ発生用多孔陽極との間で発生するプラズマの状
態を間欠的に変化させる電気回路制御装置とを備えたこ
とを特徴とする電子ビーム源。
A plasma generating cathode; a plasma generating porous anode having a plurality of through holes for generating plasma between the plasma generating cathode and transmitting electrons in the generated plasma; An electron accelerating porous electrode having a plurality of through holes for transmitting electrons accelerated through the respective through holes between the plasma generating porous anode and the accelerated electrons; and An electric circuit having a voltage switching element for switching the magnitude of the voltage applied between the cathode and the plasma generating porous anode; and controlling the electric circuit to control the plasma generating cathode and the plasma generating porous. An electron beam source, comprising: an electric circuit control device that intermittently changes a state of plasma generated between the anode and the anode.
【請求項2】前記電気回路の前記電圧切替素子はスイッ
チング素子であることを特徴とする請求項1記載の電子
ビーム源。
2. The electron beam source according to claim 1, wherein said voltage switching element of said electric circuit is a switching element.
【請求項3】前記プラズマ発生用陰極と前記プラズマ発
生用多孔陽極との間に配置されるとともにプラズマを透
過させるための貫通孔を有する補助陽極をさらに備え、 前記電気回路は前記プラズマ発生用陰極と前記補助陽極
との間に印加される電圧を切り替えるための補助電圧切
替素子をさらに有し、前記電気回路制御装置は前記電気
回路を制御して前記プラズマ発生用陰極と前記プラズマ
発生用多孔陽極との間または前記プラズマ発生用陰極と
前記補助陽極との間のそれぞれでプラズマを交互に保持
することを特徴とする請求項1記載の電子ビーム源。
3. The plasma generating cathode according to claim 1, further comprising an auxiliary anode disposed between the plasma generating cathode and the plasma generating porous anode and having a through hole for transmitting plasma. And an auxiliary voltage switching element for switching a voltage applied between the auxiliary anode and the auxiliary anode, wherein the electric circuit controller controls the electric circuit to control the plasma generation cathode and the plasma generation porous anode. 2. The electron beam source according to claim 1, wherein plasma is alternately held between the anode and between the plasma generating cathode and the auxiliary anode.
【請求項4】前記電気回路の前記補助電圧切替素子はス
イッチング素子であることを特徴とする請求項3記載の
電子ビーム源。
4. The electron beam source according to claim 3, wherein said auxiliary voltage switching element of said electric circuit is a switching element.
【請求項5】前記補助陽極はプラズマを透過させるため
の第1貫通孔を有する第1補助陽極部と、前記第1補助
陽極部に隣り合うよう配置されるとともにプラズマを透
過させるための第2貫通孔を有する第2補助陽極部とか
らなり、前記第1貫通孔と前記第2貫通孔とはその開口
面積が互いに異なることを特徴とする請求項3記載の電
子ビーム源。
5. An auxiliary anode having a first through-hole for transmitting plasma and a second auxiliary anode disposed adjacent to said first auxiliary anode and for transmitting plasma. 4. The electron beam source according to claim 3, comprising a second auxiliary anode portion having a through hole, wherein the first through hole and the second through hole have different opening areas.
【請求項6】前記第1貫通孔は前記プラズマ発生用多孔
陽極側から前記プラズマ発生用陰極側へのガスの流入を
防止することができる程度の開口面積を有し、前記第2
貫通孔は前記プラズマ発生用陰極と前記第2補助陽極部
との間でプラズマを安定に保持することができるよう前
記第1貫通孔の開口面積に比べて十分大きな開口面積を
有することを特徴とする請求項5記載の電子ビーム源。
6. The first through hole has an opening area large enough to prevent gas from flowing from the plasma generating porous anode side to the plasma generating cathode side.
The through-hole has an opening area sufficiently larger than the opening area of the first through-hole so that plasma can be stably held between the cathode for plasma generation and the second auxiliary anode portion. The electron beam source according to claim 5, wherein
【請求項7】前記プラズマ発生用多孔陽極はその表面に
酸化防止用のめっきが施されていることを特徴とする請
求項1乃至6のいずれか記載の電子ビーム源。
7. The electron beam source according to claim 1, wherein the surface of the plasma generating porous anode is plated to prevent oxidation.
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