JP2526228B2 - 電子ビ―ム式プラズマ装置 - Google Patents
電子ビ―ム式プラズマ装置Info
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- JP2526228B2 JP2526228B2 JP62021304A JP2130487A JP2526228B2 JP 2526228 B2 JP2526228 B2 JP 2526228B2 JP 62021304 A JP62021304 A JP 62021304A JP 2130487 A JP2130487 A JP 2130487A JP 2526228 B2 JP2526228 B2 JP 2526228B2
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- electrode
- cathode electrode
- electron beam
- anode electrode
- discharge
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、半導体製造装置等に利用される電子ビーム
式プラズマ装置に関する。
式プラズマ装置に関する。
（従来の技術） 一般に半導体製造装置等に利用されるプラズマ装置で
は、密閉容器内でプラズマを発生させ、このプラズマに
より励起されたガスを利用して半導体ウエハ等の処理を
行なう。
は、密閉容器内でプラズマを発生させ、このプラズマに
より励起されたガスを利用して半導体ウエハ等の処理を
行なう。
このようなプラズマ装置には、密閉容器内に配置され
たアノード電極と、密閉容器壁からアノード電極へ向け
て突出したカソード電極との間に、電源装置から直流電
圧を印加してグロー放電を生じさせ、プラズマを発生さ
せるプラズマ装置がある。
たアノード電極と、密閉容器壁からアノード電極へ向け
て突出したカソード電極との間に、電源装置から直流電
圧を印加してグロー放電を生じさせ、プラズマを発生さ
せるプラズマ装置がある。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述の従来のプラズマ装置では、密閉
容器内に配置されたアノード電極と、密閉容器壁からア
ノード電極へ向けて突出したカソード電極の先端部との
間にグロー放電を集中させて発生させているが、この状
態を連続して維持することが非常に困難であり、カソー
ド電極が熱陰極とならず放電が安定しない、あるいは放
電を安定させるための放電維持電圧が高くなる等の問題
があった。
容器内に配置されたアノード電極と、密閉容器壁からア
ノード電極へ向けて突出したカソード電極の先端部との
間にグロー放電を集中させて発生させているが、この状
態を連続して維持することが非常に困難であり、カソー
ド電極が熱陰極とならず放電が安定しない、あるいは放
電を安定させるための放電維持電圧が高くなる等の問題
があった。
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもの
で、密閉容器内に配置されたアノード電極と、密閉容器
壁からアノード電極へ向けて突出したカソード電極の先
端部との間にグロー放電を集中させて発生させることが
でき、放電の安定化および放電を安定させるための放電
維持電圧の低下を図ることのできる電子ビーム式プラズ
マ装置を提供しようとするものである。
で、密閉容器内に配置されたアノード電極と、密閉容器
壁からアノード電極へ向けて突出したカソード電極の先
端部との間にグロー放電を集中させて発生させることが
でき、放電の安定化および放電を安定させるための放電
維持電圧の低下を図ることのできる電子ビーム式プラズ
マ装置を提供しようとするものである。
［発明の構成］ すなわち本発明の電子ビーム式プラズマ装置は、 密閉容器と、 前記密閉容器内に配設された電子通過用の透孔を有す
るアノード電極と、 前記密閉容器の前記アノード電極と対向する壁から、
前記アノード電極に向けて突出するように配設され、中
心部に放電用ガス導入用の貫通孔が配設された筒状のカ
ソード電極と、 前記カソード電極と前記アノード電極との間に配設さ
れ、中間電極を兼ねた隘路と、 前記アノード電極と所定間隔を設けて配設され、前記
カソード電極と前記アノード電極との間で生起した放電
により生成されたプラズマから電子を引き出して加速す
るための電子通過用の透孔を有する電子ビーム加速用電
極と、 前記電子ビーム加速用電極によって加速された電子ビ
ームを所定のガスに照射してイオンを発生させるための
イオンチャンバと、 前記カソード電極の前記密閉容器の壁に対する固定部
に配設され、前記カソード電極と前記壁との間に介在し
てこれらの間を電気的に絶縁するアルミナ系セラミック
スからなる絶縁性部材であって、前記壁面から前記気密
容器内に突出するよう延在し、前記カソード電極の固定
部側端部の外側面を覆う如く形成され、前記カソード電
極と前記壁との間の放電を防止するよう構成された絶縁
性部材と を具備したことを特徴とする。
るアノード電極と、 前記密閉容器の前記アノード電極と対向する壁から、
前記アノード電極に向けて突出するように配設され、中
心部に放電用ガス導入用の貫通孔が配設された筒状のカ
ソード電極と、 前記カソード電極と前記アノード電極との間に配設さ
れ、中間電極を兼ねた隘路と、 前記アノード電極と所定間隔を設けて配設され、前記
カソード電極と前記アノード電極との間で生起した放電
により生成されたプラズマから電子を引き出して加速す
るための電子通過用の透孔を有する電子ビーム加速用電
極と、 前記電子ビーム加速用電極によって加速された電子ビ
ームを所定のガスに照射してイオンを発生させるための
イオンチャンバと、 前記カソード電極の前記密閉容器の壁に対する固定部
に配設され、前記カソード電極と前記壁との間に介在し
てこれらの間を電気的に絶縁するアルミナ系セラミック
スからなる絶縁性部材であって、前記壁面から前記気密
容器内に突出するよう延在し、前記カソード電極の固定
部側端部の外側面を覆う如く形成され、前記カソード電
極と前記壁との間の放電を防止するよう構成された絶縁
性部材と を具備したことを特徴とする。
（作用） この問題について詳査してみると、アノード電極とカ
ソード電極を容器壁に固定支持しているステムとの間で
強い放電を起こしていることを見出した。本発明の電子
ビーム式プラズマ装置によれば、カソード電極を容器の
壁に固定するのに電気的絶縁体を用いるので、放電電源
により印加した電圧によりプラズマを安定に発生させる
ことができる。
ソード電極を容器壁に固定支持しているステムとの間で
強い放電を起こしていることを見出した。本発明の電子
ビーム式プラズマ装置によれば、カソード電極を容器の
壁に固定するのに電気的絶縁体を用いるので、放電電源
により印加した電圧によりプラズマを安定に発生させる
ことができる。
さらに、このプラズマから加速電極により引き出され
た電子ビームをチャンバ内へ導入してガスをプラズマ化
するに際し、ガス圧の少ない領域で電離断面積の大きな
電子ビームを用いてより濃いプラズマを発生させること
ができる。
た電子ビームをチャンバ内へ導入してガスをプラズマ化
するに際し、ガス圧の少ない領域で電離断面積の大きな
電子ビームを用いてより濃いプラズマを発生させること
ができる。
（実施例） 以下本発明の電子ビーム式プラズマ装置の一実施例を
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
図に示すプラズマ装置は、イオン注入装置として用い
られる電子ビームプラズマ生成装置である。
られる電子ビームプラズマ生成装置である。
密閉容器１内には、例えばモリブデンやタングステン
等の高融点金属等から、直径数cm、厚さ0.2mm〜0.5mm程
度の円板状に形成され、その周辺部を除く領域に、直径
0.5mm程度の透孔2b、3bが多数配置されたアノード電極
２および電子ビーム加速用電極３が、例えば0.3mm〜1.5
mmの所定間隔を設けて配置されている。
等の高融点金属等から、直径数cm、厚さ0.2mm〜0.5mm程
度の円板状に形成され、その周辺部を除く領域に、直径
0.5mm程度の透孔2b、3bが多数配置されたアノード電極
２および電子ビーム加速用電極３が、例えば0.3mm〜1.5
mmの所定間隔を設けて配置されている。
密閉容器１のアノード電極２と対向する側壁1aには、
例えばタンタル等からなり、中心部に貫通孔4aを備えた
円筒状のカソード電極４がアノード電極２へ向けて突出
するよう配置されている。このカソード電極４と側壁1a
との固定部には、例えばアルミナ系セラミックス等から
なる絶縁性部材５が介挿されており、カソード電極４と
側壁1aとは、電気的に絶縁されている。
例えばタンタル等からなり、中心部に貫通孔4aを備えた
円筒状のカソード電極４がアノード電極２へ向けて突出
するよう配置されている。このカソード電極４と側壁1a
との固定部には、例えばアルミナ系セラミックス等から
なる絶縁性部材５が介挿されており、カソード電極４と
側壁1aとは、電気的に絶縁されている。
カソード電極４とアノード電極２との間には、微小コ
ンダクタンスの隘路６例えば導電板にスリット状または
円形状の透孔が設けられている。
ンダクタンスの隘路６例えば導電板にスリット状または
円形状の透孔が設けられている。
この隘路６は、カソード電極４側の密閉容器１内のガ
ス圧を0.3Torr〜1.00Torr例えば、0.8Torr程度とし、ア
ノード電極２側の密閉容器１内のガス圧を0.01Torr〜0.
04Torr程度とする大きさであり中間電極の役割も兼ねて
いる。
ス圧を0.3Torr〜1.00Torr例えば、0.8Torr程度とし、ア
ノード電極２側の密閉容器１内のガス圧を0.01Torr〜0.
04Torr程度とする大きさであり中間電極の役割も兼ねて
いる。
また、隘路６の内面のうち、アノード電極２側の大部
分は、例えばアルミナ系セラミックス等の絶縁物７で覆
われており、カソード電極４とアノード電極２との放電
が容易になされるようにされている。
分は、例えばアルミナ系セラミックス等の絶縁物７で覆
われており、カソード電極４とアノード電極２との放電
が容易になされるようにされている。
そして、カソード電極４の貫通孔4aを通して、密閉容
器１内に放電用ガス、例えばアルゴンガス等が導入され
る。カソード電極４とアノード電極２との間には、放電
電源８から例えば500V程度の放電電圧が印加され、グロ
ー放電を起こし、プラズマが生成される。
器１内に放電用ガス、例えばアルゴンガス等が導入され
る。カソード電極４とアノード電極２との間には、放電
電源８から例えば500V程度の放電電圧が印加され、グロ
ー放電を起こし、プラズマが生成される。
アノード２に対して0.5〜1.5mmの間隙で設けられた電
子ビーム加速用電極３は、電源９により例えば300V程度
の加速電圧を印加され、放電により生じたプラズマの中
から電子を引出し、例えば50eV〜300eVに加速してイオ
ンチャンバ10内に入射させる。
子ビーム加速用電極３は、電源９により例えば300V程度
の加速電圧を印加され、放電により生じたプラズマの中
から電子を引出し、例えば50eV〜300eVに加速してイオ
ンチャンバ10内に入射させる。
なお、アノード２と電子ビーム加速用電極３との間
は、例えば0.03Torr程度のガス圧とされる。
は、例えば0.03Torr程度のガス圧とされる。
イオンチャンバ10内は、イオン注入のためのガス例え
ばヒ素（As）ガスがガス圧0.01Torr〜0.02Torrとなるよ
うに供給され、このイオンチャンバ10内に導入された電
子ビームは、ヒ素ガス分子に衝突し、濃いプラズマを発
生する。これは電離断面積の大きな電子ビームを用いて
ガス圧の少ない領域でプラズマを発生するためである。
ばヒ素（As）ガスがガス圧0.01Torr〜0.02Torrとなるよ
うに供給され、このイオンチャンバ10内に導入された電
子ビームは、ヒ素ガス分子に衝突し、濃いプラズマを発
生する。これは電離断面積の大きな電子ビームを用いて
ガス圧の少ない領域でプラズマを発生するためである。
イオンチャンバ10の電子ビーム加速用電極３に対向す
る側には、方形状のスリット11および楕円形状のスリッ
ト12が設けられている。
る側には、方形状のスリット11および楕円形状のスリッ
ト12が設けられている。
これらのスリット11、12の構成は、周知のイオン注入
装置のイオン源に用いられているイオン導出部の電極構
成で、スリット11は縦長の1.5mm×15.5mmの長方形状の
透孔であり、スリット12は短径0.5mm、長径20mmの楕円
形状である。
装置のイオン源に用いられているイオン導出部の電極構
成で、スリット11は縦長の1.5mm×15.5mmの長方形状の
透孔であり、スリット12は短径0.5mm、長径20mmの楕円
形状である。
これらのスリット11、12により、イオンチャンバ10内
から引出されたイオンビームは、イオン注入装置の質量
分析用の磁場中（図示せず）へ出射される。
から引出されたイオンビームは、イオン注入装置の質量
分析用の磁場中（図示せず）へ出射される。
すなわち、上記説明のこの実施例の電子ビーム式プラ
ズマ装置では、アノード電極２へ向けて突出された円筒
状のカソード電極４ステムのアノード電極２側表面が、
絶縁性部材５により被覆して密閉容器１の側壁1aに固定
され、密閉容器１と電気的に絶縁されているので、密閉
容器１の内壁と放電を起こすようなことがなく、アノー
ド電極２とカソード電極４の先端部との間にグロー放電
を集中させて発生させることができる。したがって、カ
ソード電極４の温度上昇を促進し、熱陰極として効率良
く作用させることができ、放電の安定化および放電を安
定させるための放電維持電圧の低下を図ることができ
る。
ズマ装置では、アノード電極２へ向けて突出された円筒
状のカソード電極４ステムのアノード電極２側表面が、
絶縁性部材５により被覆して密閉容器１の側壁1aに固定
され、密閉容器１と電気的に絶縁されているので、密閉
容器１の内壁と放電を起こすようなことがなく、アノー
ド電極２とカソード電極４の先端部との間にグロー放電
を集中させて発生させることができる。したがって、カ
ソード電極４の温度上昇を促進し、熱陰極として効率良
く作用させることができ、放電の安定化および放電を安
定させるための放電維持電圧の低下を図ることができ
る。
［発明の効果］ 上述のように本発明の電子ビーム式プラズマ装置によ
れば、カソード電極を容器の壁に固定するのに電気的絶
縁体を用いるので容器の壁と放電を起こしにくく、放電
電源により圧力が0.3Torr〜1.0Torrの範囲において、印
加した電圧によりプラズマを安定して発生させることが
できる。
れば、カソード電極を容器の壁に固定するのに電気的絶
縁体を用いるので容器の壁と放電を起こしにくく、放電
電源により圧力が0.3Torr〜1.0Torrの範囲において、印
加した電圧によりプラズマを安定して発生させることが
できる。
さらに、このプラズマから加速電極により引き出され
た電子ビームをチャンバ内へ導入してガスをプラズマ化
するに際し、チャンバ内のガス圧が0.2Torr以下の少な
い領域で電離断面積の大きな電子ビームを用いてより濃
いプラズマを発生させることができる。
た電子ビームをチャンバ内へ導入してガスをプラズマ化
するに際し、チャンバ内のガス圧が0.2Torr以下の少な
い領域で電離断面積の大きな電子ビームを用いてより濃
いプラズマを発生させることができる。
図は本発明の一実施例のプラズマ装置を示す構成図であ
る。 １……密閉容器、２……アノード電極、４……カソード
電極、５……絶縁性部材、８……放電電源。
る。 １……密閉容器、２……アノード電極、４……カソード
電極、５……絶縁性部材、８……放電電源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川村 剛平 東京都新宿区西新宿１丁目26番２号 東 京エレクトロン株式会社内 (72)発明者 原 民夫 和光市広沢２番１号 理化学研究所内 (72)発明者 浜垣 学 和光市広沢２番１号 理化学研究所内 (72)発明者 難波 進 和光市広沢２番１号 理化学研究所内 (72)発明者 青柳 克信 和光市広沢２番１号 理化学研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−11447（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−290629（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−273840（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−121248（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−110949（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】密閉容器と、 前記密閉容器内に配設された電子通過用の透孔を有する
アノード電極と、 前記密閉容器の前記アノード電極と対向する壁から、前
記アノード電極に向けて突出するように配設され、中心
部に放電用ガス導入用の貫通孔が配設された筒状のカソ
ード電極と、 前記カソード電極と前記アノード電極との間に配設さ
れ、中間電極を兼ねた隘路と、 前記アノード電極と所定間隔を設けて配設され、前記カ
ソード電極と前記アノード電極との間で生起した放電に
より生成されたプラズマから電子を引き出して加速する
ための電子通過用の透孔を有する電子ビーム加速用電極
と、 前記電子ビーム加速用電極によって加速された電子ビー
ムを所定のガスに照射してイオンを発生させるためのイ
オンチャンバと、 前記カソード電極の前記密閉容器の壁に対する固定部に
配設され、前記カソード電極と前記壁との間に介在して
これらの間を電気的に絶縁するアルミナ系セラミックス
からなる絶縁性部材であって、前記壁面から前記気密容
器内に突出するよう延在し、前記カソード電極の固定部
側端部の外側面を覆う如く形成され、前記カソード電極
と前記壁との間の放電を防止するよう構成された絶縁性
部材と を具備したことを特徴とする電子ビームプラズマ装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62021304A JP2526228B2 (ja) | 1987-01-31 | 1987-01-31 | 電子ビ―ム式プラズマ装置 |
| KR1019870004962A KR900003310B1 (ko) | 1986-05-27 | 1987-05-19 | 이온 발생 장치 |
| US07/054,496 US4749912A (en) | 1986-05-27 | 1987-05-27 | Ion-producing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62021304A JP2526228B2 (ja) | 1987-01-31 | 1987-01-31 | 電子ビ―ム式プラズマ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63190300A JPS63190300A (ja) | 1988-08-05 |
| JP2526228B2 true JP2526228B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=12051406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62021304A Expired - Lifetime JP2526228B2 (ja) | 1986-05-27 | 1987-01-31 | 電子ビ―ム式プラズマ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2526228B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5403501B2 (ja) * | 2008-06-13 | 2014-01-29 | スタンレー電気株式会社 | 強誘電体膜の製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5711447A (en) * | 1980-06-23 | 1982-01-21 | Toshiba Corp | Hollow cathode discharge device |
| JPS58110949U (ja) * | 1982-01-25 | 1983-07-28 | 日本電子株式会社 | イオン銃 |
| JPS61273840A (ja) * | 1985-05-28 | 1986-12-04 | Rikagaku Kenkyusho | 電子ビ−ム励起イオン照射装置 |
| JPS61290629A (ja) * | 1985-06-18 | 1986-12-20 | Rikagaku Kenkyusho | 電子ビ−ム励起イオン源 |
-
1987
- 1987-01-31 JP JP62021304A patent/JP2526228B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63190300A (ja) | 1988-08-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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