JP5850829B2 - プラズマビーム発生方法並びにプラズマ源 - Google Patents
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Description
励磁面を備えた励磁電極を有する高周波電極装置と、抽出電極とに高周波電圧を印加し、電磁界によって生成されたプラズマからプラズマビームを抽出しており、
そこでは抽出電極と励磁面との間にプラズマ空間が設けられており、前記抽出電極に対してプラズマを、時間平均して、正のプラズマイオンを加速する高い電位となるようにし、プラズマと、抽出されたプラズマビームとが磁界によって制御されるようにした、プラズマビームを発生するための方法において、
磁界を生成するために、少なくとも一つのN磁極とS磁極が用いられ、前記N磁極とS磁極はそれぞれプラズマとは反対側の励磁電極後方に配置され、プラズマ空間の内方へ配向されており、それによって、プラズマ空間の内方へ突出する湾曲した磁界が形成されている。またN磁極とS磁極の少なくとも一つが縦長に構成されており、それによって、トンネル状の領域がプラズマ内で形成され、その中に帯電粒子が保持され、当該領域に沿って拡幅するように構成されている。
前記ε0は、真空の誘電率であり、
前記eは、電荷素量であり、
前記mionは、抽出されたイオンの質量である。
図1aには、真空チャンバー10内に組込まれた本発明による高周波プラズマ源1の断面が概略的に示されており、このプラズマ源1は、プラズマ容器2と、抽出電極3と、高周波電極装置4を有している。ガス供給装置12を介して、アルゴン、酸素などのプロセスガス、反応ガスがプラズマ容器2内に導入される。
Claims (16)
- 中性のプラズマビームを発生するための方法であって、
前記プラズマビームは、平面状の励磁面を備えた励磁電極を有する高周波電極装置と、抽出電極と、に高周波電圧を印加し、電磁界によって生成されたプラズマから抽出されており、
前記抽出電極と前記励磁面との間にプラズマ空間が設けられており、
前記抽出電極に対してプラズマを、時間平均して、正のプラズマイオンを加速する高い電位となるようにし、
プラズマと、抽出されたプラズマビームと、が磁界によって制御されるようにした、
方法において、
磁界を生成するために、中空電極を伴って構成されるマグネット装置を使用し、
前記マグネット装置を、プラズマとは反対側の前記励磁電極後方に配置し、
前記マグネット装置のN磁極とS磁極を、プラズマ空間の内方へ配向し、
それによって、プラズマ空間の内方へ突出する湾曲した磁界が形成されるようにした、
方法。 - 前記マグネット装置は、中央磁石(9b)と、前記中央磁石(9b)の周りの円形磁石(9e)と、を含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記励磁電極を固定するための電極支持体が設けられており、
前記電極支持体は、表側および裏側のある板状部材(5)を有しており、
前記励磁電極は、前記板状部材(5)の前記表側に設けられており、
前記マグネット装置は、前記板状部材(5)の前記裏側に設けられている、
請求項1または2に記載の方法。 - 請求項1、2または3記載の方法を実施するためのプラズマ源であって、
プラズマ容器と、
抽出電極と、
高周波電極装置と、
磁界を形成するためのマグネット装置と、
が設けられており、
前記高周波電極装置は、平面状の励磁面を備えた励磁電極を有し、整合ネットワークを介して高周波発生器と接続可能であるか若しくは接続されており、
前記励磁面と前記抽出電極との間にプラズマ空間が設けられ、前記プラズマ空間内ではプラズマが励磁可能であり、前記抽出電極面と前記励磁面のサイズは、前記抽出電極において高周波電圧全体が降下するように選定されている、
プラズマ源において、
前記マグネット装置が、中空電極を伴って構成されるマグネット装置として構成されており、
前記マグネット装置は、少なくとも一つのN磁極とS磁極を有しており、
前記N磁極及びS磁極は、それぞれ、プラズマ空間とは反対側の前記励磁電極後方に配置され、プラズマ空間の内方へ配向されており、それによって、プラズマ空間の内方へ突出する湾曲した磁界が形成され、それによって、トンネル状の領域が形成可能となり、前記トンネル状の領域において帯電粒子が保持され、前記領域に沿って拡幅されるように構成されていることを特徴とするプラズマ源。 - 前記励磁面の少なくとも一部領域が、プラズマ空間に対して凹部状に形成されている、
請求項4記載のプラズマ源。 - 前記励磁面の少なくとも一部領域は、プラズマ空間に対して凸部状に形成されている、
請求項4または5記載のプラズマ源。 - 前記励磁面の少なくとも一部は、平面的に形成されている、
請求項4から6いずれか1項記載のプラズマ源。 - 前記抽出電極の少なくとも一部は、凹面状若しくは凸面状に形成されている、
請求項4から7いずれか1項記載のプラズマ源。 - 前記励磁電極の底部領域と側壁が鍋状に形成され、さらに、少なくとも前記側壁は、プラズマ空間内に突出している、
請求項4から8いずれか1項記載のプラズマ源。 - 前記プラズマ容器の側壁と前記励磁電極の側壁との間に暗部空間遮蔽部が設けられている、
請求項4から9いずれか1項記載のプラズマ源。 - 前記励磁面の一部領域は、前記励磁電極の壁部内側に配置されるか若しくは前記壁部内側を形成し、前記励磁電極の壁部外側の少なくとも一部領域は、暗部空間遮蔽部の遮蔽面によって取り囲まれている、
請求項4から10いずれか1項記載のプラズマ源。 - プラズマに接触するプラズマ電極面のサイズと、前記抽出電極面のサイズと、前記励磁面のサイズと、が、前記抽出電極に対してプラズマが時間平均して正のプラズマイオンを加速する高い電位となるように、選定されている、
請求項10または11記載のプラズマ源。 - プラズマ容器の壁部の少なくとも一部が、暗部空間遮蔽部の部分及び/又は前記励磁電極の部分によって形成されている、
請求項10または11記載のプラズマ源。 - 磁界変更装置が設けられている、
請求項4から13いずれか1項記載のプラズマ源。 - N磁極又はS磁極の少なくとも一つの位置が前記励磁面に対して相対的に変更可能である、磁界変更装置が設けられている、
請求項14記載のプラズマ源。 - N磁極又はS磁極の少なくとも一つの磁界強度が変更可能である装置が設けられている、
請求項14または15記載のプラズマ源。
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