JP6985570B1 - イオンガン及び真空処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1実施形態によるイオンガンの構造について、図1乃至図3Bを用いて説明する。図1は、本実施形態によるイオンガンの構造を示す斜視図である。図2は、本実施形態によるイオンガンの構造を示す平面図である。図3A及び図3Bは、本実施形態によるイオンガンの構造を示す概略断面図である。図3Aは図2のA−A′線断面図であり、図3Bは図2のB−B′線断面図である。
本発明の第2実施形態によるイオンガンについて、図15及び図16を用いて説明する。図15は、本実施形態によるイオンガンの構造を示す斜視図である。図16は図15のC−C′線断面におけるイオンガンの動作を示している。第1実施形態によるイオンガンと同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。
本発明の第3実施形態によるイオンガンについて、図18乃至図21を用いて説明する。図18は射出口22の曲線部22b(図2のB−B′線断面に相当)におけるイオンガンの動作を示している。図19は、図18に示す磁極板20A,20Bの近傍の拡大図である。第1実施形態によるイオンガンと同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。
そのため、対面部の当該被処理物側の角部に面取りを行っていない場合に、イオンビームが磁極カバーに衝突し、効率よくイオンビームを射出できないことがある。そこで、磁極カバーの射出口22部分のイオンガンの外表面(アノード40とは反対の面)の角部の面取りを行うことで、磁極カバーへのイオンビームの衝突を防ぎ、効率よくイオンビームを射出できる。
本発明の第4実施形態による真空処理装置について、図22を用いて説明する。図22は、本実施形態による真空処理装置の概略図である。第1実施形態によるイオンガンと同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。
本発明は、上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
20A,20B…磁極板
22…射出口
22a…直線部
22b…曲線部
24…断面中心線
30…構造体
32…磁石
34…ヨーク
34A…第1ヨーク
34B…第2ヨーク
34C…調整ヨーク
36…凹部
38…ガス導入孔
40…アノード
42…磁性板
50…プラズマ
52…イオンビーム
60…磁力線
62…ボトム
64…磁気ミラー力
66…断面中心線と直交する面
70A,70B,71A,71B,72A,72B,73A,73B…磁極カバー
100…真空処理装置
110…真空チャンバ
120…真空ポンプ
130…ホルダ基板
132…被処理基板
140…イオンガン
Claims (35)
- アノードと、
前記アノードに対向する第1部分及び第2部分を有するカソードと、
前記第1部分と前記第2部分との間に空間磁場を形成する磁石と、を有し、
前記カソードの前記第1部分と前記第2部分との間に、曲線部を含む環状の間隙が設けられており、
前記磁石は、前記曲線部の前記第1部分と前記第2部分との間に、前記間隙の断面中心線よりも内側にボトムを有する磁力線を形成する
ことを特徴とするイオンガン。 - 前記アノードと前記カソードとの間に印加する電界により、前記ボトムの位置にプラズマが生成される
ことを特徴とする請求項1記載のイオンガン。 - 前記ボトムは、前記アノードの表面から1mmの高さである
ことを特徴とする請求項1又は2記載のイオンガン。 - 前記断面中心線と前記ボトムとの間の距離は、0.1mmから0.4mmの範囲である
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のイオンガン。 - アノードと、
前記アノードに対向する第1部分及び第2部分を有するカソードと、
前記第1部分と前記第2部分との間に空間磁場を形成する磁石と、を有し、
前記カソードの前記第1部分と前記第2部分との間に、曲線部を含む環状の間隙が設けられており、
前記第1部分は前記間隙に対して内側に配され、前記第2部分は前記間隙に対して外側に配されており、
前記磁石は、前記第1部分及び前記第2部分と前記アノードとの間の空間に、前記第2部分から前記第1部分の方向に向かう磁力線を形成し、
前記曲線部において、前記磁力線と前記間隙の断面中心線とが交差する点の磁場ベクトルは、前記断面中心線と直交する面に対して、前記第1部分及び前記第2部分の側に1.5度よりも小さく、前記アノードの側に0度よりも大きい第1の角度で傾斜している
ことを特徴とするイオンガン。 - 前記第1の角度は、前記アノードの側に0度から3.5度の範囲である
ことを特徴とする請求項5記載のイオンガン。 - 前記曲線部において、前記磁力線の磁場ベクトルが前記断面中心線と直交する面と平行になる点は、前記断面中心線よりも前記第2部分の側に位置しており、前記断面中心線からの距離が0.1mmから0.4mmの範囲である
ことを特徴とする請求項5又は6記載のイオンガン。 - 前記磁石は、前記曲線部において、前記間隙の前記断面中心線よりも外側に配置されている
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のイオンガン。 - 前記第2部分と前記磁石との間の磁路の長さは、前記第1部分と前記磁石との間の磁路の長さよりも短い
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のイオンガン。 - 前記間隙は、イオンビームを射出するための射出口である
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のイオンガン。 - 前記磁石は、前記磁石と前記第1部分及び前記第2部分とを磁気的に結合するヨークとともに、前記アノードを収容する環状の凹部が設けられた構造体を構成し、
前記カソードの前記第1部分及び前記第2部分は、前記環状の凹部に沿って前記間隙がその上に位置するように、前記構造体の前記環状の凹部が設けられた面の上に接合されている
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載のイオンガン。 - アノードと、
前記アノードに対向する第1部分及び第2部分を有するカソードと、
前記第1部分と前記第2部分との間に空間磁場を形成する磁石と、
前記第1部分と前記磁石とを磁気的に結合する第1ヨークと、
前記第2部分と前記磁石とを磁気的に結合する第2ヨークと、を有し、
前記カソードの前記第1部分と前記第2部分との間に、環状の間隙が設けられており、
前記第1ヨークの磁気抵抗と前記第2ヨークの磁気抵抗とが異なっており、
前記第1ヨーク又は前記第2ヨークの前記磁気抵抗は調整可能である
ことを特徴とするイオンガン。 - 前記第1ヨーク又は前記第2ヨークの外側に調整ヨークを有する
ことを特徴とする請求項12記載のイオンガン。 - 前記第1ヨークの厚さと前記第2ヨークの厚さとが異なる
ことを特徴とする請求項12記載のイオンガン。 - 前記第1ヨークの厚さは、前記磁石を介して前記第2ヨークと対向する部分の厚さである
ことを特徴とする請求項14記載のイオンガン。 - 前記第1ヨークの厚さ又は前記第2ヨークの厚さは、調整ヨークの厚さを含む
ことを特徴とする請求項14記載のイオンガン。 - 前記第1ヨークの厚さ又は前記第2ヨークの厚さが調整可能である
ことを特徴とする請求項14乃至16のいずれか1項に記載のイオンガン。 - 前記第1ヨークの断面積と前記第2ヨークの断面積とが異なっている
ことを特徴とする請求項12記載のイオンガン。 - 前記第1ヨーク又は前記第2ヨークの断面積は調整ヨークの断面積を含む
ことを特徴とする請求項18記載のイオンガン。 - 前記第1ヨークの断面積又は前記第2ヨークの断面積が調整可能である
ことを特徴とする請求項18又は19記載のイオンガン。 - 前記第1ヨークの透磁率と前記第2ヨークの透磁率とが異なっている
ことを特徴とする請求項12記載のイオンガン。 - 前記カソードは、前記第1部分と前記第2部分とが対向する表面を覆う第1カバーを有する
ことを特徴とする請求項1乃至21のいずれか1項に記載のイオンガン。 - 前記第1カバーは、前記アノードとは反対の面である外表面側に傾斜面を有する
ことを特徴とする請求項22記載のイオンガン。 - 前記カソードは、前記アノードとは反対の面である外表面を覆う第2カバーを有する
ことを特徴とする請求項1乃至23のいずれか1項に記載のイオンガン。 - 前記第2カバーは、前記第1部分と前記第2部分とが対向する表面側に傾斜面を有する
ことを特徴とする請求項24記載のイオンガン。 - 前記カソードは、前記第1部分と前記第2部分の表面全体を覆う第3カバーを有する
ことを特徴とする請求項1乃至21のいずれか1項に記載のイオンガン。 - 前記第3カバーは、前記第1部分と前記第2部分とが対向する表面側又は前記アノードとは反対の面である外表面側に傾斜面を有する
ことを特徴とする請求項26記載のイオンガン。 - 前記第1カバーは、非磁性材料で形成されている
ことを特徴とする請求項22または23に記載のイオンガン。 - 前記第2カバーは、非磁性材料で形成されている
ことを特徴とする請求項24または25に記載のイオンガン。 - 前記第3カバーは、非磁性材料で形成されている
ことを特徴とする請求項26または27に記載のイオンガン。 - 前記非磁性材料は、チタン、タンタル、タングステン、炭素のうちの少なくとも1つを含む材料で形成されている
ことを特徴とする請求項29乃至30のいずれか1項に記載のイオンガン。 - 真空状態を維持することが可能な処理室と、
前記処理室の中に配置され、被処理物を保持するホルダと、
前記処理室の中に配置され、イオンビームを用いて前記被処理物に対して所定の処理を施すための請求項1乃至31のいずれか1項に記載のイオンガンと
を有することを特徴とする真空処理装置。 - アノードと、前記アノードに対向する第1部分及び第2部分を有するカソードと、前記第1部分と前記第2部分との間に空間磁場を形成する磁石と、を有し、前記カソードの前記第1部分と前記第2部分との間に曲線部を含む環状の間隙が設けられたイオンガンにおいて、前記間隙から射出されるイオンビームを調整するイオンビームの調整方法であって、
前記曲線部の前記第1部分と前記第2部分との間に形成される磁力線のボトムの位置を前記間隙の断面中心線よりも内側方向にシフトすることにより、前記間隙から射出されるイオンビームの中心位置を調整する
ことを特徴とするイオンビームの調整方法。 - アノードと、前記アノードに対向する第1部分及び第2部分を有するカソードと、前記第1部分と前記第2部分との間に空間磁場を形成する磁石と、を有し、前記カソードの前記第1部分と前記第2部分との間に曲線部を含む環状の間隙が設けられており、前記第1部分が前記間隙に対して内側に配され、前記第2部分が前記間隙に対して外側に配されており、前記磁石が前記第1部分及び前記第2部分と前記アノードとの間の空間に前記第2部分から前記第1部分の方向に向かう磁力線を形成するイオンガンにおいて、前記間隙から射出されるイオンビームを調整するイオンビームの調整方法であって、
前記曲線部において、前記磁力線と前記間隙の断面中心線とが交差する点の磁場ベクトルを、前記断面中心線と直交する面に対して前記アノードの側に傾斜させることにより、前記間隙から射出されるイオンビームの中心位置を調整する
ことを特徴とするイオンビームの調整方法。 - アノードと、前記アノードに対向する第1部分及び第2部分を有するカソードと、前記第1部分と前記第2部分との間に空間磁場を形成する磁石と、前記第1部分と前記磁石を磁気的に結合する第1ヨークと、前記第2部分と前記磁石を磁気的に結合する第2ヨークと、を有し、前記カソードの前記第1部分と前記第2部分との間に環状の間隙が設けられたイオンガンにおいて、前記間隙から射出されるイオンビームを調整するイオンビームの調整方法であって、
前記第1ヨークと前記第2ヨークの磁気抵抗が異なり、
前記第1ヨーク又は前記第2ヨークの前記磁気抵抗は調整可能である
ことを特徴とするイオンビームの調整方法。
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