JP2661876B2 - プラズマイオン注入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプラズマイオン注入等の
プラズマイオン処理による材料の表面処理、特にこのよ
うな処理の効率および安全性の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】イオン注入は、イオンが静電位によって
加速され、対象物の表面に衝突するプロセスである。イ
オンのエネルギはそれらを表面下に埋設させる。十分な
濃度の注入イオンは表面の硬度を著しく高める。

【０００３】イオン注入は、イオンのビームを生成し、
十分に大きい静電位によって表面に向かってイオンを加
速することによって伝統的に達成される。この方法は、
動作可能であるが、イオンのビームが全表面にわたって
掃引するため、多数の大きいまたは不規則的な形状の対
象に対して使用することが困難である。表面が急峻な湾
曲、孔、点またはその他のこのような特徴を有している
場合、均一な注入を行なうことは困難である。

【０００４】別の方法は、米国特許第4,764,394 号明細
書に記載されているプラズマイオン注入（“ＰＩＩ”）
である。注入される対象物は真空室中に配置される。イ
オンのプラズマは、注入されるべき対象物の表面に隣接
して生成される。対象物は、イオンの電荷の極性と逆の
電位に静電的に充電される。例えば、正に帯電された窒
素イオンが注入された場合、対象物は典型的に約50,000
乃至300,000 ボルト（50乃至300 キロボルト）の反復的
な短期間の電圧パルスを使用して負に帯電させられる。
窒素イオンはこの加速電位によって対象物の表面に引付
けられ、対象物の表面および表面の下の領域中に駆動さ
れる。プラズマイオン注入はイオンのプラズマが対象物
の表面領域全体の周囲に分布されたソースを提供し、表
面領域全体にわたる均一な注入が同時に行われる利点を
有する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】表面にイオンが衝突し
た結果の１つとして、注入されたイオンのエネルギに対
応した高いエネルギによる２次電子が生成される。電子
は表面から弾き出され、ＰＩＩプロセスが行われている
真空室の壁に衝突する。２次電子は、真空室の壁を透過
することができない。その代りとして、それらは鋼製の
真空室の壁を通って真空室の壁の外に漏れるＸ線を生成
する。真空室から放出されたこれらのＸ線は人間に傷害
を与え、真空室の付近の装置を損傷させるために、鉛ま
たはコンクリート製遮蔽物が通常Ｘ線を吸収するために
設けられている。ＰＩＩシステムにおいて、Ｘ線の強度
は注入電圧および真空室の壁に入射した２次電子の合計
電流に依存している。直径４フィートおよび長さ８フィ
ートの真空室中のステンレス鋼対象物の典型的な 100キ
ロボルトのＰＩＩ注入において、１パルス当りの電子流
は 500アンペアに達する可能性がある。この電圧および
電流で生成されたＸ線の強度を吸収するために、約0.25
インチの厚さを持つ真空室の外壁上に直接配置された鉛
遮蔽物は、真空室の周辺および作業員に関して安全で合
法的な動作を行うのに十分であることが認められてい
る。100キロボルトより上の注入電圧に対して、鉛のＸ
線吸収は２次電子のエネルギの増加と共に減少する。し
たがって、遮蔽物の要求される厚さはプラズマイオン注
入プロセスで使用される電圧の増加と共に増加する。多
数の進歩した処理に対して、 300キロボルトの注入電圧
の使用は非常に有効であり、それは 100キロボルトの注
入電圧に対して必要とされるものの約10乃至20倍の厚さ
の鉛遮蔽を必要とする。したがって、プラズマイオン注
入室は厚い鉛遮蔽物により被覆されるか、或は鉛製の室
中に配置されるか、若しくは遠隔地に配置されなければ
ならない。この要求は高価で危険であり、実用的ではな
い。

【０００６】Ｘ線を生じさせることに加えて、２次電子
の生成はまたＰＩＩプロセスの効率を低下させる。それ
ぞれ注入されたイオンに対して、注入される材料、注入
電圧および注入されているイオンのタイプに応じて、 1
乃至10個の２次電子が生成される。各２次電子がエネル
ギを奪うためにプロセスの効率が低下する。２次電子は
それに対する実質的なエネルギ量を失わずに包囲してい
るプラズマを通過する。エネルギまたはパワーの大部分
は２次電子によって吸収され、プラズマイオン注入プロ
セスの効率を本質的に低下させる。

【０００７】したがって、プラズマイオン処理装置およ
びプロセスに対する改良が必要である。２次電子の生成
は、注入された対象物が形成される材料の自然の結果で
あり、したがって問題を回避するために対象物の性質の
変化に依存することは十分ではない。本発明は、この必
要性を満たし、さらに関連した利点を提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、真空室の壁か
らのＸ線の放出を大幅に減少または阻止する改良された
プラズマ処理装置およびプロセス、好ましくはプラズマ
イオン注入（“ＰＩＩ”）装置およびプロセスを提供す
る。この結果を達成するために、ＰＩＩプロセスで生成
された２次電子は対象物を包囲するプラズマ中に再導入
され、２次電子のエネルギはプラズマによって吸収され
る。この効果は別のソースからプラズマに入力されるパ
ワーの必要性を減少し、プロセスの効率を改良する。２
次電子はプラズマ中に再導入されるため、Ｘ線はそれ程
顕著に生成されない。したがって、本発明はそうでなけ
れば高エネルギプラズマイオン注入およびその他のタイ
プのプラズマ処理に関連する安全面でのリスクを減少
し、装置の重い遮蔽物およびＸ線露出を保護するための
その他の予防措置を不要にする。本発明の目的に対し
て、別のタイプのプラズマ処理も遮蔽を必要とするＸ線
を生成した場合にはプラズマ注入と等価なものである。

【０００９】本発明によると、対象物にプラズマイオン
注入するためのプラズマイオン注入装置は真空室の壁内
で対象物を受けるように構成された真空室と、対象物の
付近にプラズマを生成するように位置されたプラズマ源
と、プラズマからのイオンの注入を生じさせるように対
象物を電気的にバイアスするための手段とを含んでい
る。対象物によって放出された２次電子が真空室の壁に
達することを阻止するための手段もまた存在している。
プラズマが導出される包囲体中の開口を除いて対象物を
包囲する適切に電気的にバイアスされた金属包囲体がこ
の手段に含まれていることが好ましい。

【００１０】特に、プラズマイオン注入装置は、真空室
の壁の内部において対象物を受けるように構成された真
空室と、対象物の付近にプラズマを生成するように位置
されたプラズマ源とを含んでいる。プラズマ源はプラズ
マ源陰極と、選択されたプラズマ源陽極電位で動作する
プラズマ源陽極とを有している。導電性材料から形成さ
れた包囲体は、対象物と真空室の壁との間に位置されて
いる。プラズマ源陽極電位に関して対象物電位に対象物
を電気的にバイアスするための第１の電気的バイアス手
段と、対象物電位の正の倍数である包囲体電位に包囲体
を電気的にバイアスするための第２の電気的バイアス手
段とが設けられている。正の倍数は1.0であることが好
ましいが、それより大きくてもまたは小さくてもよく、
供給された電圧パルスの期間にわたって変化されてもよ
い。対象物電位および包囲体電位は、対象物または対象
物の支持ベースと電気的に接続されている包囲体を配置
することによって同じ電位に容易にバイアスされる。

【００１１】好ましいプラズマイオン注入装置は、真空
室の壁の内部において対象物を受けるように構成された
真空室と、対象物が支持されている導電性のベースとを
含み、ベースは真空室の壁から電気的に分離されてい
る。導電性の包囲体は対象物と真空室の壁との間に位置
され、ベース上に支持されている。プラズマ源は対象物
の付近にプラズマを生成するように位置され、電圧源は
真空室の壁に関してベースおよび包囲体に電圧を供給す
る。

【００１２】プラズマは、包囲体と注入されるべき対象
物との間の空間中に存在している。２次電子は、それが
注入されたイオンによって衝突されたときに対象物から
この空間中に放出される。包囲体が1.0 以上のベース電
位の正の倍数にバイアスされた場合、それは２次電子を
プラズマ中に反復的に反射する。２次電子のエネルギは
プラズマ中に徐々に吸収されるため、別のソースからプ
ラズマ中に入力されることが必要なエネルギは小さくて
すむ。２次電子は包囲体または真空室の壁のどちらにも
達することができず、その結果Ｘ線の放出が減少され
る。包囲体が1.0より少し小さいバイアス電位の正の倍
数にバイアスされたとき、２次電子は介在しているプラ
ズマを一度通過した後に包囲体の壁で吸収される。２次
電子は包囲体の壁に衝突するが、それらは低いエネルギ
で衝突し、結果としてＸ線を発生しない。

【００１３】ここに記載されている装置は、プラズマイ
オン注入技術において重要な進歩を提供する。２次電子
によって、安全面での危険性が減少され、対応的に遮蔽
の必要性が減少する。プロセスパワー効率は、プラズマ
を加熱するために２次電子のエネルギを使用することに
よってによって改良される。本発明の別の特徴および利
点は以下の好ましい実施例のさらに詳細な説明および本
発明の原理を例示した添付図面から明らかになる。

【００１４】

【実施例】本発明は対象物のプラズマイオン注入に使用
される。（ここで使用される“プラズマイオン注入”は
イオンを注入するプラズマプロセスおよびそうでなけれ
ば遮蔽が必要とされるＸ線を生じさせる別のプラズマプ
ロセスを含む。）図１は、本発明によって解決される問
題の性質を示すために本発明を使用しないプラズマイオ
ン注入装置20を示す。装置20は、ポンプ（示されていな
い）によって真空ライン24を通して排気される真空室22
を含む。注入されるべきイオンを供給するガスは、ガス
源（示されていない）からバックフィルライン26を通し
て導入される。この実施例において、正に帯電したイオ
ンを生成する窒素等のガスを使用するものとする。プラ
ズマ源28は、真空室22の内部にこの場合にはフィラメン
ト30である陰極を含む。電流はフィラメント30を通っ
て、フィラメントを加熱する。プラズマ源の陽極は真空
室22の壁32であり、接地されている。プラズマ処理され
るべき対象物34は真空室22の内部の導電性のベース36上
に支持されている。対象物34およびベース36は真空室の
壁から電気的に分離されている。

【００１５】プラズマ源28は、真空室22の内部の少なく
とも一部分を満たすプラズマ38を生成する。バックフィ
ルされたガスは部分的にイオン化され、プラズマ38内で
正イオンを生じさせる。ベース36およびしたがって対象
物34は、電源40からのパルスにより負にバイアスされ
る。プラズマ38中の正イオンは、このバイアス電圧によ
り加速されてプラズマからプラズマシース39を横切って
対象物34中に注入され、このバイアス電圧は典型的に接
地された壁32、したがってプラズマ源28の陽極およびプ
ラズマ38に関して約 -50乃至-300キロボルト（-50,000
乃至-300,000ボルト）である。この通常のプロセスにお
いて、プラズマシース39は対象物34の周囲でのみ発達す
る。バイアスした電圧により加速されたイオンは対象物
表面の性質、注入されるイオンのタイプおよび注入電圧
に応じた量で対象物34中に注入される。注入されたイオ
ンは対象物34の材料と相互作用して電子が生成され、対
象物34から放出される。“２次電子”と呼ばれるこれら
の電子は、符号42で示されている。各注入イオンは、注
入されたイオンのタイプ、使用される注入電圧および注
入されている材料に応じて典型的に 1乃至10個の２次電
子を生成する。少なくともいくつかの２次電子42は対象
物34を離れて、真空室22の内部を通って進行し、その壁
32に衝突する。プラズマ38によって吸収される２次電子
42のエネルギは非常に少ない。２次電子42が壁32に衝突
したとき、それらのエネルギは吸収され、Ｘ線44が生成
される。

【００１６】Ｘ線44は全方向に放出され、Ｘ線44の少な
くとも一部分は真空室22から外部に放出される。Ｘ線44
は人体に有害であり、近くに配置され敏感な電子装置に
損傷を与える可能性が高い。したがって、鉛、コンクリ
ート、土類等の広範囲にわたる遮蔽物46の中に真空室22
を収容することが必要とされる。遮蔽物46は、真空室22
から分離されてもよく、或はそれは真空室の外壁上に直
接配置されてもよい。鉛遮蔽物が使用された場合、その
厚さは使用される注入電圧および結果的に生じる２次電
子電流密度に依存する。典型的な例において、電源40に
よって与えられる100 キロボルトの加速電位パルスに関
して、３フィート×５フィートのステンレス鋼対象物中
に注入された窒素イオンに対して 500アンペアの１パル
ス当りのピーク２次電子電流が得られる。生成されたＸ
線を遮蔽するために、鉛遮蔽物が真空室の外壁上に直接
設けられた場合には、約0.25インチの鉛の厚さが要求さ
れる。より高い加速電位にはさらに厚い遮蔽物が必要で
ある。４フィートの直径および８フィート以上の長さを
有するような大型の真空室に対して、真空室22の全ての
素子の周囲にこのような鉛遮蔽物を設けることは非常に
不便である。２次電子42の生成およびＸ線44へのそれら
のエネルギの変換はまた非常に大量の電力を消費する。
この機構で失われた全電力はイオン注入またはプラズマ
の生成に役立たないため、プロセスのエネルギの浪費で
ある。この損失機構は、プラズマイオン注入プロセスを
全体の効率を低下させる。

【００１７】図２は、本発明によるプラズマイオン注入
装置50の１実施例を示す。装置50はポンプ（示されてい
ない）によって真空ライン54を通って排気される真空室
52を含む。注入されるべきイオン供給するガスは、バッ
クフィルライン56を通してガス源（示されていない）か
ら導入される。この実施例において、正に帯電したイオ
ンを生成する窒素等のガスが使用されるものとする。遠
隔プラズマ源58が使用される。遠隔プラズマ源58は、真
空室52の拡張部62に配置された陰極フィラメント60を含
む。電流はフィラメント60を通過してフィラメントを加
熱する。円筒型の導電性陽極64は拡張部62内に支持さ
れ、真空室の内部に突出している。陽極64は真空室52の
壁66から電気的に分離されているが、壁66のように接地
電位に維持されていることが好ましい。遠隔プラズマ源
58は、陽極64の円筒型空間内でプラズマ68を生成する。
注入されるべき対象物70は、真空室52の内部の導電性の
ベース72上に支持される。導電性の包囲体74は、対象物
70と真空室52の壁66との間において対象物70の周辺に設
けられている。図２の示された実施例において、包囲体
74はベース72上に位置している。したがって、対象物70
はその下のベース72と側面および上方の包囲体74によっ
て完全に包囲されている。包囲体の存在は、イオン注入
が発生する表面領域を増加させ、したがって対象物70の
イオン注入を完全にするために必要な時間を増加させ
る。包囲体の表面領域は、包囲体の壁上に注入されるべ
き対象物を配置するか、取付けることによって最も効果
的に使用される。遠隔プラズマ源58の陽極64は包囲体74
中に開口76を通って延在し、プラズマ68に通路を提供
し、包囲体の内部を満たす。陽極64の内部空間内で生成
されたプラズマ68は陽極64の外側へ包囲体74の内部空間
の少なくとも一部分まで拡大する。プラズマ68は対象物
70を包囲する。バックフィルガスは部分的にイオン化さ
れ、プラズマ68内で正イオンを生成する。ベース72、対
象物70および包囲体74は、電源78からのパルスにより電
気的に負にバイアスされる。プラズマ68中の正イオン
は、典型的にプラズマ源58の接地された陽極64、したが
ってプラズマ68に関して-50 乃至-300キロボルトである
このバイアス電圧によってプラズマ68から対象物70まで
加速される。このバイアス電圧により加速されたイオン
は対象物70および包囲体74の壁中に投射され、表面の性
質、注入されているイオンのタイプおよび注入電圧に依
存した量だけこれらの表面に注入される。注入されたイ
オンが対象物70および包囲体74の壁の材料と相互作用す
ると、２次電子80は対象物70および包囲体74の壁から生
成されて放出される。各注入イオンは、 1乃至10個の２
次電子を生成する。包囲体74はベース72および対象物70
と同じバイアス電圧および波形により電気的にバイアス
されている。図３は、この方法で包囲体74をバイアスし
た有効な効果を示している。対象物70および包囲体74の
壁から放出された２次電子80はプラズマ68を通過する
が、包囲体74の電位によって反撥される。したがって、
２次電子80は包囲体74の材料中に入らず、Ｘ線を生成す
ることができず、またそれらは真空室22の壁66に達して
Ｘ線を生成しない。したがって、Ｘ線の生成は大幅に減
らされるか、或は完全に回避される。したがって、外部
遮蔽物も著しく減少され、或は完全に除去される。２次
電子80は包囲体74または壁66の材料に入らずに、符号82
で示されているように反撥される。リバウンドされた２
次電子は、包囲体74、対象物70またはベース72の静電気
電位によって反撥される度に、何度も包囲体74にぶつか
る。２次電子の多数のリバウンドは、図１に示されてい
るような通常のＰＩＩプロセスの１方向進行と比較して
プラズマ68と相互作用する確率を著しく高める。したが
って、電子の多数のリバウンドは２次電子のエネルギが
２次電子からプラズマ68に伝達することを可能にする。
十分な数のリバウンドの後、２次電子のエネルギは低レ
ベルに減衰する。このようにして包囲体はプラズマを通
る２次電子の行路長を増加し、それによってエネルギが
２次電子からプラズマへ転送される。したがって、この
エネルギ転送によってプラズマが付勢され、プラズマ68
を維持するために別のソースから必要とされるエネルギ
が小さくできる。その結果、装置50の効率が改良され
る。本発明は、２次電子の生成を抑制をしようとしな
い。このような試みには、注入処理に悪影響を与える可
能性が高い装置50の動作パラメータの変化が必要であ
る。その代りとして、本発明の方法は好ましい注入プロ
セスの一部分として２次電子の生成を許容し、このよう
な２次電子生成の悪影響（パワー損失およびＸ線生成）
を抑制する。

【００１８】包囲体74に衝突したイオンもまた２次電子
を生成する。これらの２次電子は、包囲体74、ベース72
および注入されている対象物70の別の領域から反復的に
反射される。２次電子は、プラズマ源58の陽極に小さい
確率で衝突し、結果的にＸ線を生じさせる。Ｘ線生成量
および結果的に生じたＸ線のエネルギは、炭素のような
低いＺの材料から陽極を形成するか、陽極の周囲に十分
に強い磁界を生じさせるか、或は陽極の周辺に鉛遮蔽物
を配置することによって減少される。低いＺ材料の使用
により、Ｘ線スペクトルの実効的な平均エネルギが減少
される。磁界はプロセスにおいて生成されたエネルギを
帯びた２次電子がプラズマ源58の近くの領域に接近した
ときにそれらを回転し、反射し、一方において低エネル
ギプラズマ生成をそれ程抑制しない。プラズマ源の周辺
（真空室の外側）に配置された鉛遮蔽物は、そこで生成
されたＸ線の大部分を吸収する。図４は、本発明を使用
するための装置50' の別の実施例を示す。装置50' の構
造的な特徴は図２の装置50のものとほとんど同じであ
り、それらの特徴部分はプライム符号（' ）が符号に付
けられていることを除いて、図２と同じ参照符号を付け
られている。対応した従来技術の説明はここに含まれて
いる。装置50' は、包囲体74' が絶縁体90によってベー
ス72' から電気的に分離されている点で装置50と異なっ
ている。ベース72' および対象物70' は、第１のバイア
ス手段、この場合は第１の電源92によって陽極64' およ
び壁66' に関して負の電位に電気的にバイアスされる。
包囲体74' は、第２のバイアス手段、この場合第２の電
源94によって陽極64' および壁66' に関して異なる負の
電位に電気的にバイアスされる。この装置50' は、包囲
体74' が注入される対象物70' とは異なる電圧、電圧タ
イミングおよび、または電圧波形によりバイアスされる
ことを可能にする。以下の例は本発明の技術を説明する
ために選択されているが、本発明を制限するものではな
い。

【００１９】例１ 本発明は、図２に示されたものと同じ装置50を使用して
実施されている。この装置50において、真空室52は４フ
ィートの内径および８フィートの長さを持つほぼ円筒型
であった。バックフィルされたガスは窒素であった。電
源78は 200ヘルツのパルス列を伝送し、各パルスの期間
は約10マイクロ秒であった。包囲体、ベースおよび真空
室の壁は同じステンレス鋼材料から形成された。包囲体
74は、真空室の壁の内部から少なくとも約３インチの間
隔を有する大きさであった。包囲体74は、真空室52中に
配置され、前に説明された方法で使用されることが可能
であり、その存在効果を決定するために除去されること
が可能であった。真空室は0.25インチの厚さの鉛で遮蔽
された。真空室壁を通っている観察ポートが利用可能で
あった。第１の試験セットにおいて、注入電圧は50キロ
ボルトであり、電源78によって供給された合計電流は20
ミリアンペアであった。包囲体74がない場合、遮蔽され
ていない観察ポートの外側に位置されたＸ線量測定装置
は定常状態で１時間当り20ミリレムを読取った。包囲体
74が示された方法で同じシステム動作条件で使用された
場合、測定装置の数値は１時間当り 1ミリレム以下に減
少された。第２の試験セットにおいて、注入電圧は75キ
ロボルトであり、電源78によって供給された合計電流は
15ミリアンペアであった。包囲体74がない場合、測定装
置は定常状態で１時間当り85ミリレムを読取った。包囲
体が同じシステム動作条件で使用された場合、測定装置
の数値は定常状態で１時間当り20ミリレムに減少され
た。各場合において、包囲体の存在はＸ線の生成を著し
く減少させるか、或は除去した。

【００２０】例２ 例１において説明された作業中、ステンレス鋼試験見本
はベース72上に配置される対象物70として使用された。
窒素イオンは、包囲体の位置において１時間の間50キロ
ボルトの加速電位で注入された。例１の一部分として述
べられたＸ線量測定装置の検査がこの期間中に実施され
た。注入の最後に、見本は除去され、１平方センチメー
トル当りのイオン中の合計窒素注入量に対して２次イオ
ン量分光計（ＳＩＳＭ）によって解析された。実際の注
入量はまた包囲体の不存在時におけるシステムの経験に
基づいて１平方センチメートル当り1.0 ×10¹⁷であると
予測された。予測された量は実際の量と一致し、包囲体
の存在がイオン注入に悪影響を及ぼさないことを示し
た。

【００２１】例３ 例１において説明された作業の一部分として、包囲体の
内壁は注入がそれぞれの場合に終了した後、検討され
た。それらは、包囲体中への窒素イオンの不均一な注入
のために不均一に変色されることが認められた。包囲体
は対象物70と同じ方法でバイアスされるため、包囲体の
壁および注入されている対象物中への注入が発生するこ
とが予測される。包囲体自身は無害であり、何度でも再
利用できる。

【００２２】本発明の特定の実施例が説明のために詳細
に記載されてきたが、本発明の技術的範囲を逸脱するこ
となく種々の修正が実施されることができる。したがっ
て、本発明は添付された特許請求の範囲によってのみ制
限される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を使用しないプラズマイオン注入装置の
概略図。

【図２】本発明によるプラズマイオン注入装置の概略
図。

【図３】図２のプラズマイオン注入装置における２次電
子減衰のモードの説明図。

【図４】本発明のプラズマイオン注入装置の別の実施例
の概略図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・ディー・ウイリアムズ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 91301、アゴーラ・ヒルズ、ダブリュ・ コールド・スプリングス・ストリート 26802 (56)参考文献 特開 昭58−26441（ＪＰ，Ａ)

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空室の壁の内部において対象物を受け
   るように構成された真空室と、 プラズマ源陰極と、選択されたプラズマ源陽極電位で動
   作するプラズマ源陽極とを有する対象物の付近にプラズ
   マを生成するように位置されているプラズマ源と、 対象物と真空室の壁との間に位置されており、導電性材
   料から形成されている包囲体と、 プラズマ源陽極電位に関して対象物電位に対象物を電気
   的にバイアスするための第１の電気的バイアス手段と、 対象物電位の正の倍数である包囲体電位に包囲体を電気
   的にバイアスするための第２の電気的バイアス手段とを
   具備していることを特徴とするプラズマイオン注入装
   置。
2. 【請求項２】 包囲体は対象物と電気的に接続されてお
   り、第１の電気的バイアス手段および第２の電気的バイ
   アス手段は単一の電源で構成されている請求項１記載の
   プラズマイオン注入装置。
3. 【請求項３】 真空室の壁の内部において対象物を受け
   るように構成された真空室と、 対象物の付近にプラズマを生成するように位置されてい
   るプラズマ源と、 プラズマからイオンの注入を生じさせるために対象物を
   電気的にバイアスする手段と、 対象物によって放出された２次電子が真空室の壁に達す
   ることを阻止するために対象物と真空室の壁の間に配置
   された包囲体とを具備していることを特徴とするプラズ
   マイオン注入装置。
4. 【請求項４】 阻止するための手段は、対象物と真空室
   の壁との間に配置され、真空室の壁の電位と異なる電位
   に電気的にバイアスされている包囲体を備えている請求
   項３記載の装置。
5. 【請求項５】 包囲体は対象物と同じ電位にバイアスさ
   れている請求項４記載の装置。
6. 【請求項６】 真空室の壁の内部において対象物を受け
   るように構成された真空室と、 対象物を支持し、真空室の壁から電気的に分離されてい
   る導電性のベースと、 対象物と真空室の壁との間に位置され、ベース上に支持
   されており、導電性材料から形成された包囲体と、 対象物の付近にプラズマを生成するように位置されてい
   るプラズマ源と、 真空室の壁に関してベースおよび包囲体に負の電圧を供
   給する電圧源とを具備していることを特徴とするプラズ
   マイオン注入装置。
7. 【請求項７】 プラズマ源は、 プラズマ源陰極と、 選択されたプラズマ源陽極電位で動作するプラズマ源陽
   極とを具備している請求項６記載の装置。
8. 【請求項８】 選択されたプラズマ源陽極電位は真空室
   の壁の電位と同じである請求項７記載の装置。
9. 【請求項９】 さらに、真空室の壁が接地電位に接続さ
   れている請求項１、３または６のいずれか１項記載の装
   置。