JPH02502594A - 高周波イオン源 - Google Patents

高周波イオン源

Info

Publication number
JPH02502594A
JPH02502594A JP63502394A JP50239488A JPH02502594A JP H02502594 A JPH02502594 A JP H02502594A JP 63502394 A JP63502394 A JP 63502394A JP 50239488 A JP50239488 A JP 50239488A JP H02502594 A JPH02502594 A JP H02502594A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plasma
ion
vessel
ion source
high frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP63502394A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2776855B2 (ja
Inventor
エクスナー,ハンス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of JPH02502594A publication Critical patent/JPH02502594A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2776855B2 publication Critical patent/JP2776855B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J27/00Ion beam tubes
    • H01J27/02Ion sources; Ion guns
    • H01J27/16Ion sources; Ion guns using high-frequency excitation, e.g. microwave excitation
    • H01J27/18Ion sources; Ion guns using high-frequency excitation, e.g. microwave excitation with an applied axial magnetic field
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
    • H01J37/08Ion sources; Ion guns

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 高周波イオン源 本発明は、例えばガス等のイオン化丁べき物質の九めの容器を備え、誘導性の高 周波エネルギーをプラズマの中に入力結合することができ、う弱な直流磁界が加 えられている、大面積のイオンビームを発生する曳めの高周波イオン源に関する 。
大面積のイオン源は種々の用途に用いられる。大面積のイオン源は2例えば、現 在の夛面及び薄膜技術の九めの不可欠な手段である。典型的な利用分野は例えば 、単−固体表面又は!造化するためマスクにより被覆されている固体表面の大面 積の腐食(イオン腐食)、又は表面薄膜又は薄膜系を形成する几めの1つ又は複 数の固体ターゲットの大面積のイオンビームスパッタリングである。
この几めに使用されている大面積のイオン源は通常は、プラズマ九対して負の極 性を有する1つ又は順次に位置するふるい状の複数の電極により低圧プラズマか ら抽出される多くの個々のイオンビームから成る1本の束を形成する。必要な低 圧プラダ!は公刊の方法でそれぞれの動作ガスの中で電子衝突によるイオン化に より発生される。必要な電子はほとんどの場合、電子加速区間が後置接続されて いる凛々の揖底の電子源が供給する。
しかしこのようなイオン源は連続動作において又は特定の動作ガスの場合に著し い欠点を有する。即ち例えば熱電子放射体(°グロー陰極″)は制限されている 寿命しか有しない。反応ガスヶ使用する場合にはこのようなイオン源は非常に迅 速χ損傷を受けるか又は完全に破壊される。電子放射体又はその他の電子源の横 方向の拡張は制限されているので、大きな横断面を有するプラズマは、互いに隣 接して位置する電子源によってのみ実現可能であり、その際にプラズマ密度の分 布が不均一になり、ひいては抽出されたイオンビーム束の中のイオン流密度の分 布が不均一になる。これに加え1.プラズマの発生に必要な電子源のために必要 な電流及び電圧の供給が原因で、このような供給源を高い電゛位で作動する即ち イオンビームを高い電位から、アースされている工作物に加速することは技術的 にコストがかかる。
本発明の課題は、任意の種類のイオンから、大面積であり流れが強く幾何学的形 状が任意でちるイオンビームを発生する1、冒頭に詳細に記載の形式の高周波イ オン源を提供することにちる。
この課題は本発明により、管状であり・所望のイオンビームの形状に−fi合さ れ担体板と終端板と、の間に挟持されているプラズマ容器の中で低ガス圧状態で プラズマ励起を電子サイクロトロン波共鳴により行うことができ、高周波発生器 と負荷回路コイルとの間に同調可能な中間回路を設け、直流磁界をヘルムホルツ コイル対により発生し、このヘルムホルツコイル対の幾何学的形状をプラズマ容 器の形状に整合し、担体板の中に、複数の電極から戊り所望のイオンビームの幾 何学的形状にイオン光学的に整合されているイオン抽出装置を配置することによ り解−決される。
本発明の別の1つの実施例においては、イオン抽出装置として第1及び第2の抽 出電極を設け、第1及び第2の抽出電極に、電圧を、後でイオン化され注入され 九プラズマイオンの外部粒子を分離する九めの電位段として印加することができ 、イオン加速電圧が印加されている別の電極と、抑圧電圧を有する抑圧!極とを 設ける。
本発明の別の1つの実施例においては、第1の抽出電極を非導電性゛材料から製 作し、別の電極の電圧を第2の抽出電極に対して印加する。
本発明の別の1つの実施例においては、プラズマ容器を長方体に1稜が丸味を帯 びた偽面と開いている端面で形成し、イオン抽出装置がスリット状の電極をπす る。
本発明の別の1つの実施例においては、終端板の上にスパッタターデッドを配置 する。
本発明の別1つの実施例においては、終端板を開口部!介して真空容器と連結し 、真空容器の中に抵抗蒸発器又は電子ビーム蒸発器な配置する。
本発明により得られる利点は特に、プラズマ発生を完全に電極なしに外部素子に よってのみプラズマ容器の中で簡単で任意の幾何学的形状で行われる点にある。
例えば付加的な電子源を有するイオン源におけるような経年変化又はがスによる 損傷は従って排除されている。従って、電子サイクpトロ°ン波共鳴を用いての 新しい高周波イオン源は他のイオン源に比して非常に長い寿命を有丁−る。幾何 学的に簡単な放電室の形状は真空技術的に著しい利点を可する。更に、強調丁べ きことは高周波イオン源の高い純度でおる、何故ならば幾何学的に簡単な形状の 放電容器は、容器壁における高周波誘電損失による熱により常時°加熱”され、 その際に発生する温度は100℃を通常は越えない。
更に別の利点は、プラズマ容器に低い高周波電圧のみが発生することである。こ れKより、壁部及び*g部材のスパッタを招くことのある障害高周波帯電が大幅 に回避される。
このような供給源の実際的な用途にとりて著しくl要なことは、その他の供給源 の型に比して動作圧が低いことである。これによフ、イオン抽出の几めに、大き い開口部なπする扁平に形成されたイオン光学系を用い、同時に衝撃室の中文′ は後続のイオン加速区間の中で所要低ガス圧を維持することが可能となる◎別の 著しい1つの利点は、プラズマ発生が純粋に誘導結合において行われることであ る。これにより、負荷回路をプラズマ容器と一緒に高周波発生器と結合回路とか ら゛直流電圧的に電気的に絶縁するこ、とが可能となる。このようにして高周波 プラズマを・、イオンを発生する素子として、アースの近傍で作動される高周波 発生器に対して実際の上で任意に高い電位にすることができる。この場合、電気 絶縁は、最後の結合コイルと負荷回路コイルとの間で行うことができるか、又は 段階的に高周波発生器の出力コイルと中間回路の第1の結合コイルとの間及び続 いて中間回路の第2のコイルと負荷回路コイルとの間で行うことができる。発生 された低圧プラズマは負荷回路コイルから“さえも、プラズマ容器における絶縁 材から成る壁により電気的に絶縁されている。所要直流磁界の発主に必要なコイ ル(有利にはへルムホルツ形状)は、本装置における電気的に高い部分(負荷回 路コイル又はプラズマ)に対して十分に大きい間隔で配置することができ、ひい ては同様にアース電位の近傍で作動することができる。
次に本発明な冥万例に基づき図を用いて説明する。
第1図及び第2図は高周波イオン源のブロック回路図、第3図及び第4図はプラ ズマ容器の側面図、第5図はイオン抽出装置を略示する断面図、第6図はスパッ タターデッドを肩する終端板の断面図、第7図は電子ビーム蒸発装置を有する真 空容器が7ランジ姥合されている、開口部=Xする終溝板の断面図である。
高周波イオン源はプラズマ発生の九めに電子サイクロトロン波共鳴の方法を用い る。この之めに、第1図に示すように、プラズマ容器10回りに配置され有利に は単−巻で壽り胛警可能なコンデンサ3と共働して電気振動回路を形成するコイ ル2により高周波エネルギーがプラズマの中に入力結合される。このいわゆる負 荷回路コイル2は誘導的に又は直接の電気接続(第2図)により高周波発生器4 と結合され、その際に高周波発生器4と負荷回路コイル2との間に別の1つの同 調可能な中間回路5を挿入接続することができる。
プラズマ容器1の中のガス圧が十分に高い(典型的には10−2−10−1mb ar )場合には、高側aう−t”を界の作用によりガス放電プラズマが発生す る。電子サイクロトロン波共鳴によるプラズマ励起の九めK][要なこ〜とは、 本装置に出来るだけ均一な微弱直流磁界B0を負荷回路コイル2の軸に対して垂 直に1畳することである◎このような直流磁界は有利にはへルムホルツコイル対 6(第3図、第4図)により発生され、このコイルの幾何学的形状はプラズマ容 器1の形状に整合することができる。Boの作用により、励起された低圧プラズ マはその電気的特性に関して非等方性になり、その際にBoの方向により非等方 軸が前もって与えられている。負荷回路コイル2から出発して電磁波が(現時点 で電気的に非等方性の導電性媒体′プラズマ”の中に進入し次場合、この場合に 対して計算された分散関係式は、電磁波伝播は公匂のように、直流磁界B。の存 在により変化されたプラズマ周波数ωplより上で行われることを示す。しかし 分散関係式を、進入平面波の゛右同成分と左円取分とに対して別個に見ると、当 該平面波の波ベクトルkが導電媒体の非等方しては電子サイクロトロン周波数ω C,eより下の周波数領域でも電磁波伝播は可能であることが分かる。周波数ω (くω。、e )を有するいわゆる電子サイクロトロン波による共鳴プラズマ励 起は、周囲の負荷回路コイル2により前もって与えられている境界条件を考慮す ると、方円電子サイクロトロン波の走行方向におけるプラズマ長dがその都度に 、この波の波長の172の奇数倍である即ち λres ”” 2 d/ (2z+1 )が厄立つと行われる。
但し2は共鳴の次数でおる。ω2くω。、eを有するその都度の共鳴周波数ωz  (z−0*  1,2・・−・・)に対して電子サイクロトロン局波数ω。、 eは集積点である。
これは、高周波発生器により前もって与えられている励起周波数ωにおいて所定 の次数2は、ω。、8を決める重畳され九直流磁界B。の強さの適当な選択によ り調整することができることを意味する。実際の上ではωOKおける基本共鳴又 はωlにおける第1の高調波共鳴による励起が1要である。
プラズマの相対誘を率DKは電子サイクロトロン波の伝播の領域において非常に 大きくなることを更に付は加えておく。これにより、DKからの根による除算に より真空時の波長から得られる電子サイクロトロン波の波長は、この波長がプラ ズマ容器1の寸法に匹敵する程に小さい。対応するDK値は電子密度即ち発生さ れ几低圧プラズマの密度と容器の幾何学的形状との関数である。
電子サイクロトロン波共鳴によるプラズマ励起は、ガス圧が低げれば低い程より 効果的になる、何故ならばこのようにしてプラズマ粒子の相互の衝突により共鳴 減衰の影響は常に僅かであるからである。この場合、電子サイクロトロン波によ る共鳴励起の九めの最小の動作圧力には、プラズマ体積中におけるガス密度が常 時小さくなっている状態において、イオン化することにより容器壁における粒子 損失を補償子゛る中性のガス原子がもはや十分に存在しなくなると違する。容器 の大きさに依存して動作ガスとしてのアルビンに対してこの下方限界圧は’10 −’ mbar rcあり、これに対して例えばキセノンに対しては10−’  mbar Kある。高周波!発生器4に対して、プラズマにより与えられる負荷 が十分に良好に整合し、本装置を高周波技術的に最適化した場合には、動作圧が I Q−’ mbarの領域にある場合にプラズマイオン化率は約10−2にす ることができる。
プラズマ励起の九めの電子サイクロトロン波共鳴による高周波イオン源の1つの 実用的な実施例を第3図及び第4゛スは示している。このイオン源によりリボン 状のイオンビームを発生することができ、この電子ビーム位置いて例えば、2つ のコンデンサ板から成る電気偏向装置によりその長手軸側面に対して垂直に周期 的に偏向することができるが、又はイオン衝撃装置の中で後続のスリット状電極 により更に加速し次いでリボン状の高エネルギーイオンビームとして、(図示さ れていない)打込むべき工作物に照射することができるb プラズマ容器1の形状は有利には、所望のリボン状のイオンビームの形状に整合 されている。プラズマ容器1は、丸みのつけられた稜をもつ次側面と開いている 端面とを有する、直方体形で管状のガラス容器から成る(第6図及び第4図)。
プラズマ容器1は担体板7と終端板8との間に挟持されている。
一方の端面の中には、イオンビームな発生するための抽出装置9が配置されてい る。抽出装置9もその幾何学的形状に関して、必要な方法でイオンビーム又はイ オンビーム束全体のその都度に必要な横断面形状に整合される。第3図及び第4 図に示されている実施例にお、いてイオン抽出装置9は、順次に位置し相互に位 置調整されスリット状の開口部を有する平らな2りのt極10からなり、その際 により広いスリット幅な有する電極10はプラズマ側に配置され、より挟いスリ ット幅を有する電極10は衝撃室側に配置されている。
第6図、第4図において14によりガス供給口が示されており、15は、プラズ マ圧力を求める九めの測定機器を接続するための短管である。16は、抽出電極 10を接続するためのリード線である。17により遮蔽部材が示されている。
プラズマ側の電極10は、プラズマに対して比較的低い電位にある(プラズマに 対して約50vだけ負);イオンの加速は主に、互いに数ミリの間隔な胃する第 1と第2の抽出を極10との間の電界の中で行われる。順次に取付られている2 つの抽出電極又はイオンレンズを極10の間の電気的な絶縁に依存して、抽出さ れたプラズマイオンを数キロ電子ボルトのエネルギー1で加速することができる 。
抽出装置9の開口部の上に位置する、イオンを放出するプラズマ境界面18と抽 出装置9の電極は一緒にイオン光学的゛浸漬系”を形成し、この゛浸漬系”によ り例えばビーム集束が可能である(第5図)。イオンを放出プラズマ境界面18 の有する、プラズマ19に向かつて湾曲している形状によフ、プラズマ側の抽出 を極E1の幾河学的開口部形状、に対応するより大きい領域からプラズマイオン は抽出される。抽出されたイオンビームの丸めの集束条件ひいてはイオンビーム の幾何学的横断面形状は、抽出電極21.E2における電位と、幾何学的配置( 電極開口部の幅、抽出電極の間の間隔等)により制御することができる。衝撃室 側の抽出1倭E2に、イオンビームを更に加速する九めに1つ又は複数の例えば 絞りのように形成されている電極E6・・・En f後続さセることができる。
電圧U2は、事後イオン化され注入された外部粒子をプラズマイオンから分離す る几めの電位段を発生する。
プラズマ1.9の中に戻るのを抑圧する次めの抑圧電極Esにおける電圧である 。
第5図に示されているように抽出電極E1・・・Enと抑圧を極Es  とにお ける電位を、プラズマ19と接触している別の1つの基準電極20に印加するこ とかできる。この基準電極20は、プラズマ1Sの端面におげろ、抽出装置9に 対向して位置する金属終端面でちることもある。しかし、抽出電圧を印加する九 めの基準電極20として、棒状でありプラズマの中に突出している別の、1つの 電極であることもあり、この電極は、プラズマ19に曝されている′、この電極 の幾何学的面な適当に選択することにより、この電極を取囲んでいるプラズマ1 9の電位にすることができる。
このような高周波イオン源の典形的実施例により、スリット状の2つの電極から 取るイオン抽出装置9を用いて、アルビンの中と窒素の中との低圧プラズマから 、203の幅を有するリボン状のイオンビームが抽出、され、衝撃室側の抽出電 極から出、る時のこのイオンビームの厚さは2I01であり九。イオン抽出エネ ルギー出され九イオン流全体は25mAと30 mAの間にあり几。動作圧が数 10“’ mbarである場合にプラズマの中の出力損失は約150Wである。
プラズマ励起は27−12 MHzの周波数で行われ穴。
イオン抽出のための別の1つの方法は、抽出装置9に具備されているプラズマ側 の第、1の電極E1をいわゆる絶縁され次電極として作動し、この電極に対して プラズマ19がその進中性を維持するために正の電位にそれ自身をti1整する ことから取る。
この場合、第2又はこれに後続の電極抽出電極CB2・・・・・・En )の間 の後続の電圧は1.プラズマ側の第2の抽出電極に対して印加されている。
このような絶縁されたt極E 11d、例えばスリットのある石英板の形の非導 電性材料から形成することもできる。”プラズマ19と絶縁された電極E1との 間にそして容器壁に対しても同様に電圧降下t”wが加わる(但しTeはプラズ マ電子の温度、m8は電子質量、M工はイオン質量、kはポルノiン定数、αは 約0.8の経験値係数、π−3,14・・・、eoは累電荷、1nは自然対数の 略号であ・る)。絶縁材から製作され例えばス゛リット形の前述の電極E1をプ ラズマ19に対して負の電位にする電圧降下UWにより、負のプラズマイオンは この電極に向かつて加速され、加工され几スリット又はスば別の形状に形成され た開口部を貫通して出る。続いて、出てきたプラズマイオンはイオン光学系(E 2・・・En)により更に加速され幾何学的に1本のイオン束に集束され、この イオン束の幾何学的形状は前述の構取部材の中の開口部及びイオン加速光学系の 中の開口部の形状により決まる。プラズマにおいて所要の準中性は、イオンと同 数の電子が、絶縁されているtiEiO中の開口部を貫通することにより保証さ れる。このようにしてtiE2・・・EnとEsとに障害荷電が発生するのを回 避することができる。
を子サイクロトロン波共鳴によるプラズマ励起の無!極方法によりプラズマ空間 の中に電極は必要でないので、イオン出口面21に対向して位置する終端板8を 含む、プラズマ容器1の残り全体χ同様に例えば石英等の絶縁材から形成するこ とができる。これKより、プラズマを発生するプラズマ容器1の壁全体を、化学 的に腐食性のガスに対して抵抗性!有する材料から製作することができる。従っ て高周波イオン源(1、任意の形状に形成され九人面積のイオンビーム又は腐食 性又は反応ガスのイオンから厄るイオンビーム束を発生するために用いることが できる。イオン出口面21の背後に配置されているイオン加速装置は、幾何学的 形状が1切であり電位が適切に与えられている場合には、抽出され次イオンビー ムが接触ゼず、従って同様に、抽出された反応性の又は化学的に腐食性のイオン に曝されない。
電子サイクロトロン波共鳴により励起された低圧プラズマの中の電子の温度Te の大きさに関する多数の調査により、T8は1.00000°にのオーダにあり 、プラズマ電子は非常に良好な近似でマクスウェルの速度分布に従うことが分か った。T8の値が高いので、このような低圧プラズマの電子成分は、プラズマの 中に持込1れた外部粒子をイオン化するためにも用いることができる。
例えばイオン源のプラズマ容器1の中に金属粒子(原子又は分子)ン、イオン出 口面21に対向して位置する、プラズマ容器1の終端板8の上に任意の金属から 成るスパッタターデッド10が配置される(第6図)ような形式で導入すること ができる。絶縁支持部材22の上に位置するこのスパッタターデッド10にプラ ズマ19に対して負の電位を与えると、スパッタターゲット10はプラズマイオ ンにより衝撃され、これによりターデッド面から金属原子が分離されプラズマ体 積の中に進入する。そこでこれらの金属原子は、1チのオーダの確率でプラズマ 電子との衝突によりイオン化される。これらの金属原子は次いで、プラズマイオ ン自身と類似にイオン光学装置によりイオンビームの形状で抽出することができ る。これに関連して特に重要なことは、イオン衝撃により分離さ−れ九(スパッ タされ九)金属原子又は金属分子が、プラズマイオン自身の運動エネルギーに比 して著しく高い運動エネルギーな有することである。スパッタされ念金属粒子の 平均エネルギーは通常は15−2[1eVでおり、これに対してプラズマイオン はプラズマを4−5eVの僅かなエネルギーで離れるに丁ぎない。
このようにして、イオン抽出の際に適当な電位段(U2)を形成することにより 、事後イオン化され次金属粒子を動作ガスのイオンから分離し、このようにして 純粋の金属イオンビームを発生することかできる。
金属原子をプラズマ19の中に導入する別の1つの方法は、抽出装置9に対向し て位置する、プラズマ容器1・の終端板8の背後Kg窒容器12を配置し、真全 容器12の中に抵抗蒸発装置、により又は電子ビーム蒸発器13により金属蒸気 流を発生し、この金属蒸気流は終端板8の中の適切な開口部11を貫流してプラ ズマ19の中に進入する。対応する装置が第7図に示されている。進入する金属 原子及び金属分子は同様にプラズマ電子によりイオン化され、このようにして動 作ガスのイオンと一緒に前述の方法で1本のイオンビームに抽出することができ る。この場合、種々の種類の粒子の運動エネルギーが互いに異ならないので、金 属イオンをプラズマイオンから分離することを可能にする付加的な手段を採らな ければならない。このような装置は例えば適切な形態に形成された直流磁界から 又は直流磁界と直流電界との組合せから成る。
このような分離方法は通常は、混合されている粒子ビームの中の異なる粒子取分 の質量の相違を利用するので、この場合には有利にはヘリウムをプラズマ発生の 九めの動作ガスとして用いる。ヘリウムプラズマは一方では特別に高い電子温度 T8を有し、これにより特別に高いイオン化vi率が、進入する金属原子に対し て保証される。他方ではヘリウムイオンは丁べての金属原子に比して小さい質量 を有し、これは動作ガスイオンと金属イオンとの分離に特に好都合でちる。
電子サイクロトロン波共鳴により励起されるプラズマの中に進入する粒子の種類 は、金属原子又は金属分子に制限されない、何故ならば適当な装置により非導電 性の材料も蒸気形態に移行させることができるからである。この九めに特に適当 なのはいわゆる高周波スパッタリング法であり、この方法にお6ては、プラズマ に対して絶縁する材料から取るターデッドに高周波電位が与えられる・。この高 周波スパッタリング法゛は簡単な方法で、開発され次高周波イオン源と組合せる ことができる。この九めに、終端板8(第6図)の上に載置しているスパッタタ ーゲット10は、対応する絶縁ターデッドにより置換することができ、この場合 にこの絶縁ターデッドに公知の方法でプラズマ19の電位に対ビて高周波電位が 与えられる。有利には、この九めに必要な高周波電圧は付加的に、電子サイクロ トロン波共鳴を用いてlzのプラズマ発生の九めに用いられる高周波発生器4か ら取出子ことができる。
前述のように高周波イオン源を用いて、任意の横断面形状例えばリボン状を有す る大面積のイオンビームな任意の種類のイオンから発生することができる。
FIG、I FIG、2 FIG、7 国@調査報告 5A    21254

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.イオン化すべき物質例えばガスのための容器を備え、高周波エネルギーを誘 導的にプラズマの中に入力結合することができ、微弱な直流磁界が加えられてい る、大面積のイオンビームを発生するための高周波イオン源において、 管状であり所望のイオンビームの形状に整合され担体板(7)と終端板(8)と の間に扶持されているプラズマ容器(1)の中で低ガス圧状態でプラズマ励起を 電子サイクロトロン波共嗚により行うことができ、高周波発生器(4)と負荷回 路コイル(2)との間に同調可能な中間回路(5)を設け、 直流磁界をヘルムホルツコイル対(6)により発生し、このヘルムホルツコイル 対(6)の幾何学的形状をプラズマ容器(1)の形状に整合し、 担体板(7)の中に、複数の電極から成り所望のイオンビームの幾何学的形状に イオン光学的に整合されているイオン抽出装置(9)を配置することを特徴とす る高周波イオン源。
  2. 2.イオン抽出装置(9)として第1及び第2の抽出電極(E1,E2)を設け 、第1及び第2の抽出電極(E1,E2)に電圧(U2)を、後でイオン化され 注入されたプラズマイオンの外部粒子を分離するための電位段として印加するこ とができ、イオン加速電圧(U3,U4,・・・Un)が印加されている号の電 極(E3,E4,・・・En)と、抑圧電圧(Us)を有する抑圧電極(Es) とを設けることを特徴とする請求項1記載の高周波イオン源。
  3. 3.第1の抽出電極(E1)を非導電性材料から製作し、別の電極の電圧(U3 ・・・Un)を第2の抽出電極(E2)に対抗して印加することを特徴とする請 求項2記載の高周波イオン源。
  4. 4.プラズマ容器(1)を長方体形に、稜の丸味を帯びた側面と開いている端面 で形成し、イォン抽出装置(9)がスリット状の電極(E1・・・En,Es) を有することを特徴とする請求項1記載の高周波イオン源。
  5. 5.終端板(8)の上にスパッタターゲット(10)を配置したことを特徴とす る請求項1記載の高周波イオン源。
  6. 6.終端板(8)を開口部(11)を介して真空容器(12)と連結し、真空容 器(12)の中に抵抗蒸発器又は電子ビーム蒸発器(13)を配置したことを特 徴とする請求項1記載の高周波イオン源。
JP63502394A 1987-03-18 1988-03-16 高周波イオン源 Expired - Fee Related JP2776855B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3708716A DE3708716C2 (de) 1987-03-18 1987-03-18 Hochfrequenz-ionenquelle
DE3708716.9 1987-03-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02502594A true JPH02502594A (ja) 1990-08-16
JP2776855B2 JP2776855B2 (ja) 1998-07-16

Family

ID=6323318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63502394A Expired - Fee Related JP2776855B2 (ja) 1987-03-18 1988-03-16 高周波イオン源

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5017835A (ja)
EP (1) EP0349555B1 (ja)
JP (1) JP2776855B2 (ja)
KR (1) KR960008925B1 (ja)
AT (1) ATE90811T1 (ja)
AU (1) AU1423888A (ja)
DE (2) DE3708716C2 (ja)
DK (1) DK171662B1 (ja)
WO (1) WO1988007259A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006115172A1 (ja) * 2005-04-22 2006-11-02 Masanobu Nunogaki 固体イオン源

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3900252C1 (ja) * 1989-01-05 1990-05-23 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung Ev, 8000 Muenchen, De
DE3942964A1 (de) * 1989-12-23 1991-06-27 Leybold Ag Einrichtung fuer die erzeugung eines plasmas
EP0523695B1 (en) * 1991-07-18 1999-05-06 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha A sputtering apparatus and an ion source
JP3137682B2 (ja) * 1991-08-12 2001-02-26 株式会社日立製作所 半導体装置の製造方法
US5216330A (en) * 1992-01-14 1993-06-01 Honeywell Inc. Ion beam gun
US5218210A (en) * 1992-02-18 1993-06-08 Eaton Corporation Broad beam flux density control
DE4241927C2 (de) * 1992-12-11 1994-09-22 Max Planck Gesellschaft Zur Anordnung in einem Vakuumgefäß geeignete selbsttragende isolierte Elektrodenanordnung, insbesondere Antennenspule für einen Hochfrequenz-Plasmagenerator
US5825035A (en) * 1993-03-10 1998-10-20 Hitachi, Ltd. Processing method and apparatus using focused ion beam generating means
FR2716573B1 (fr) * 1994-02-24 1996-05-03 Europ Propulsion Système d'optique ionique à trois grilles.
DE19539986A1 (de) * 1995-10-27 1997-04-30 Leybold Ag Vakuumbeschichtungsanlage mit einem in der Vakuumkammer angeordneten Tiegel zur Aufnahme von zu verdampfendem Material
US6087615A (en) * 1996-01-23 2000-07-11 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Ion source for an ion beam arrangement
DE19618734C2 (de) * 1996-01-23 1999-08-26 Fraunhofer Ges Forschung Ionenquelle für eine Ionenstrahlanlage
US5858477A (en) * 1996-12-10 1999-01-12 Akashic Memories Corporation Method for producing recording media having protective overcoats of highly tetrahedral amorphous carbon
AU3224297A (en) * 1996-05-31 1998-01-05 Akashic Memories Corporation Highly tetrahedral amorphous carbon films and methods for their production
GB9622127D0 (en) 1996-10-24 1996-12-18 Nordiko Ltd Ion gun
US5959396A (en) * 1996-10-29 1999-09-28 Texas Instruments Incorporated High current nova dual slit electrode enchancement
US6835279B2 (en) * 1997-07-30 2004-12-28 Hitachi Kokusai Electric Inc. Plasma generation apparatus
US6118407A (en) * 1999-03-23 2000-09-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Horizontal plasma antenna using plasma drift currents
US8048806B2 (en) * 2000-03-17 2011-11-01 Applied Materials, Inc. Methods to avoid unstable plasma states during a process transition
US6900596B2 (en) * 2002-07-09 2005-05-31 Applied Materials, Inc. Capacitively coupled plasma reactor with uniform radial distribution of plasma
US7196283B2 (en) 2000-03-17 2007-03-27 Applied Materials, Inc. Plasma reactor overhead source power electrode with low arcing tendency, cylindrical gas outlets and shaped surface
US7030335B2 (en) * 2000-03-17 2006-04-18 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with overhead RF electrode tuned to the plasma with arcing suppression
US7141757B2 (en) * 2000-03-17 2006-11-28 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with overhead RF source power electrode having a resonance that is virtually pressure independent
US8617351B2 (en) * 2002-07-09 2013-12-31 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with minimal D.C. coils for cusp, solenoid and mirror fields for plasma uniformity and device damage reduction
US6894245B2 (en) * 2000-03-17 2005-05-17 Applied Materials, Inc. Merie plasma reactor with overhead RF electrode tuned to the plasma with arcing suppression
US7220937B2 (en) * 2000-03-17 2007-05-22 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with overhead RF source power electrode with low loss, low arcing tendency and low contamination
US6528751B1 (en) 2000-03-17 2003-03-04 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with overhead RF electrode tuned to the plasma
US20070048882A1 (en) * 2000-03-17 2007-03-01 Applied Materials, Inc. Method to reduce plasma-induced charging damage
DE10018143C5 (de) * 2000-04-12 2012-09-06 Oerlikon Trading Ag, Trübbach DLC-Schichtsystem sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines derartigen Schichtsystems
DE10058326C1 (de) 2000-11-24 2002-06-13 Astrium Gmbh Induktiv gekoppelte Hochfrequenz-Elektronenquelle mit reduziertem Leistungsbedarf durch elektrostatischen Einschluss von Elektronen
JP2003124096A (ja) * 2001-10-11 2003-04-25 Advantest Corp 電子ビーム露光方法及び露光装置
US6771026B2 (en) * 2002-06-12 2004-08-03 Tokyo Electron Limited Plasma generation by mode-conversion of RF-electromagnetic wave to electron cyclotron wave
TWI283899B (en) * 2002-07-09 2007-07-11 Applied Materials Inc Capacitively coupled plasma reactor with magnetic plasma control
US6876155B2 (en) * 2002-12-31 2005-04-05 Lam Research Corporation Plasma processor apparatus and method, and antenna
US7795153B2 (en) * 2003-05-16 2010-09-14 Applied Materials, Inc. Method of controlling a chamber based upon predetermined concurrent behavior of selected plasma parameters as a function of selected chamber parameters
US7470626B2 (en) * 2003-05-16 2008-12-30 Applied Materials, Inc. Method of characterizing a chamber based upon concurrent behavior of selected plasma parameters as a function of source power, bias power and chamber pressure
US7910013B2 (en) 2003-05-16 2011-03-22 Applied Materials, Inc. Method of controlling a chamber based upon predetermined concurrent behavior of selected plasma parameters as a function of source power, bias power and chamber pressure
US7452824B2 (en) * 2003-05-16 2008-11-18 Applied Materials, Inc. Method of characterizing a chamber based upon concurrent behavior of selected plasma parameters as a function of plural chamber parameters
US7247218B2 (en) * 2003-05-16 2007-07-24 Applied Materials, Inc. Plasma density, energy and etch rate measurements at bias power input and real time feedback control of plasma source and bias power
US7901952B2 (en) * 2003-05-16 2011-03-08 Applied Materials, Inc. Plasma reactor control by translating desired values of M plasma parameters to values of N chamber parameters
US7192874B2 (en) * 2003-07-15 2007-03-20 International Business Machines Corporation Method for reducing foreign material concentrations in etch chambers
US7335521B2 (en) * 2004-07-02 2008-02-26 Oc Oerlikon Balzers Ag Method for the production of multilayer discs
US7359177B2 (en) * 2005-05-10 2008-04-15 Applied Materials, Inc. Dual bias frequency plasma reactor with feedback control of E.S.C. voltage using wafer voltage measurement at the bias supply output
US20070007844A1 (en) * 2005-07-08 2007-01-11 Levitronics, Inc. Self-sustaining electric-power generator utilizing electrons of low inertial mass to magnify inductive energy
DE102006062710A1 (de) * 2006-04-27 2007-11-15 Ipt Ionen- Und Plasmatechnik Gmbh Plasmaquelle
DE102008022181B4 (de) * 2008-05-05 2019-05-02 Arianegroup Gmbh Ionentriebwerk
DE102010055889B4 (de) * 2010-12-21 2014-04-30 Ushio Denki Kabushiki Kaisha Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung kurzwelliger Strahlung mittels einer gasentladungsbasierten Hochfrequenzhochstromentladung
US8541758B1 (en) * 2011-06-17 2013-09-24 Aqua Treatment Services, Inc. Ultraviolet reactor
US8674321B2 (en) * 2012-02-28 2014-03-18 Tiza Lab, L.L.C. Microplasma ion source for focused ion beam applications
US8481966B1 (en) * 2012-02-28 2013-07-09 Tiza Lab, L.L.C. Microplasma ion source for focused ion beam applications
CN104411082B (zh) * 2014-11-12 2017-12-19 中国科学院深圳先进技术研究院 等离子源系统和等离子生成方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3634704A (en) * 1970-09-02 1972-01-11 Atomic Energy Commission Apparatus for the production of highly stripped ions
JPS55141729A (en) * 1979-04-21 1980-11-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Ion-shower device
JPS61138432A (ja) * 1984-12-11 1986-06-25 Hitachi Ltd 高周波プラズマ発生装置
JPS6231857B2 (ja) * 1979-11-09 1987-07-10 Sony Corp

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1399603A (en) * 1971-09-07 1975-07-02 Boswell R W Christiansen P J N Ion sources
DE2633778C3 (de) * 1976-07-28 1981-12-24 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Ionentriebwerk
FR2475798A1 (fr) * 1980-02-13 1981-08-14 Commissariat Energie Atomique Procede et dispositif de production d'ions lourds fortement charges et une application mettant en oeuvre le procede
US4447773A (en) * 1981-06-22 1984-05-08 California Institute Of Technology Ion beam accelerator system
JPH0616384B2 (ja) * 1984-06-11 1994-03-02 日本電信電話株式会社 マイクロ波イオン源
JPS6134832A (ja) * 1984-07-26 1986-02-19 Hitachi Ltd 大口径イオン源
US4774437A (en) * 1986-02-28 1988-09-27 Varian Associates, Inc. Inverted re-entrant magnetron ion source
US4727298A (en) * 1986-07-14 1988-02-23 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Triggered plasma opening switch
US4859908A (en) * 1986-09-24 1989-08-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Plasma processing apparatus for large area ion irradiation
DE3632340C2 (de) * 1986-09-24 1998-01-15 Leybold Ag Induktiv angeregte Ionenquelle
DE3718244A1 (de) * 1987-05-30 1988-12-08 Grix Raimund Speicherionenquelle fuer flugzeit-massenspektrometer
JPH01132033A (ja) * 1987-11-17 1989-05-24 Hitachi Ltd イオン源及び薄膜形成装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3634704A (en) * 1970-09-02 1972-01-11 Atomic Energy Commission Apparatus for the production of highly stripped ions
JPS55141729A (en) * 1979-04-21 1980-11-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Ion-shower device
JPS6231857B2 (ja) * 1979-11-09 1987-07-10 Sony Corp
JPS61138432A (ja) * 1984-12-11 1986-06-25 Hitachi Ltd 高周波プラズマ発生装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006115172A1 (ja) * 2005-04-22 2006-11-02 Masanobu Nunogaki 固体イオン源

Also Published As

Publication number Publication date
US5017835A (en) 1991-05-21
KR960008925B1 (ko) 1996-07-09
EP0349555B1 (de) 1993-06-16
WO1988007259A1 (en) 1988-09-22
DK642888A (da) 1988-11-17
DK171662B1 (da) 1997-03-03
ATE90811T1 (de) 1993-07-15
AU1423888A (en) 1988-10-10
JP2776855B2 (ja) 1998-07-16
DE3881879D1 (de) 1993-07-22
DE3708716A1 (de) 1988-09-29
DE3708716C2 (de) 1993-11-04
KR890700918A (ko) 1989-04-28
EP0349555A1 (de) 1990-01-10
DK642888D0 (da) 1988-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH02502594A (ja) 高周波イオン源
JP2648235B2 (ja) イオン銃
US7863582B2 (en) Ion-beam source
US4417178A (en) Process and apparatus for producing highly charged large ions and an application utilizing this process
EP0621979B1 (en) Radio-frequency ion source
US5006218A (en) Sputtering apparatus
EP0710056B1 (en) Radio-frequency plasma source
EP1236381A1 (en) Device for hybrid plasma processing
US6936144B2 (en) High frequency plasma source
US4859909A (en) Process and apparatus for igniting an ultra-high frequency ion source
JP7361092B2 (ja) サイクロトロンのための低エロージョン内部イオン源
US20130305988A1 (en) Inline Capacitive Ignition of Inductively Coupled Plasma Ion Source
US20090166555A1 (en) RF electron source for ionizing gas clusters
US8698401B2 (en) Mitigation of plasma-inductor termination
Saadatmand et al. Performance of the Superconducting Super Collider H− rf volume ion source and Linac injector
RU2151438C1 (ru) Плазменный источник ионов с ленточным пучком (варианты)
JP6863608B2 (ja) プラズマ源及びプラズマ処理装置
Wartski et al. Recent trends in the design of large RF, microwave and ECR ion sources for the production of broad ion beams
Celona Microwave coupling to ECR and alternative heating methods
Perkins et al. Technique for the removal of electrons from an extracted, pulsed, H− ion beam
JPH06101308B2 (ja) マイクロ波プラズマ処理装置
Wada et al. Extraction of aluminum ions from a plasma-sputter-type ion source
Geller et al. Status report on ECR stripped ion sources at CEN Grenoble
JPS6364247A (ja) プラズマ装置
WO2013096517A1 (en) Method and apparatus for radio frequency (rf) discharge with control of plasma potential distribution

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees