JPH05205681A - Ion source device - Google Patents

Ion source device

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Publication number
JPH05205681A
JPH05205681A JP4035574A JP3557492A JPH05205681A JP H05205681 A JPH05205681 A JP H05205681A JP 4035574 A JP4035574 A JP 4035574A JP 3557492 A JP3557492 A JP 3557492A JP H05205681 A JPH05205681 A JP H05205681A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
ion beam
fragments
plasma
ion
Prior art date
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Pending
Application number
JP4035574A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoki Kubota
尚樹 久保田
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP4035574A priority Critical patent/JPH05205681A/en
Publication of JPH05205681A publication Critical patent/JPH05205681A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To eliminate eccentricity in the energy distribution and the surface density of ion beam to be drawn out from plasma and control the heading of the ion beam precisely by splitting a drawout electrode into a plurality of electrode fragments on one plane, and giving different potentials to these electrode fragments. CONSTITUTION:A drawout electrode 2 is formed from a plurality of electrode fragments 2a-2d concentrically on a circumference on one plane, and a number of thin holes 1 are provided over the whole area of the fragments 2a-2d. An electrode supporting insulative plate 3 is the base board of the electrode 2 and is made of ceramic material such as alumina. Different potentials are given by a power supply 4 to these fragments 2a-2d, and the potential is heightened outward little by little from the center of the electrode 2. An isopotential plane 5 is generated between the electrode 2 and a metal electrode 6. The heading of a moving charged particle, which receives a force in the direction along the line of electric force as perpendicular to the isopotential plane 5, can be varied into the direction along a line perpendicular to the center of the electrode 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマからイオンを
引き出してイオンビームを得るイオン源装置に係わり、
特に、イオンビームの面密度とエネルギー分布の偏りを
解消し、イオンビームの方向を正確に制御できるように
したイオン源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion source device for extracting ions from plasma to obtain an ion beam,
In particular, the present invention relates to an ion source device capable of accurately controlling the direction of an ion beam by eliminating the deviation of the surface density and energy distribution of the ion beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、イオン源装置は、直流や高周波
放電によって生じたプラズマから引き出し電極によって
イオンを引き出し、正イオンビームや負イオンビームを
得る構造になっている。このようなイオン源装置の従来
例としては、例えば特開昭61−75527号公報で開
示された装置が挙げられる。
2. Description of the Related Art Generally, an ion source device has a structure in which ions are extracted from plasma generated by direct current or high frequency discharge by extraction electrodes to obtain a positive ion beam or a negative ion beam. As a conventional example of such an ion source device, for example, the device disclosed in JP-A-61-75527 can be cited.

【0003】図8は、従来のイオン源装置を用いたエッ
チング装置の構成断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the structure of an etching apparatus using a conventional ion source device.

【0004】この図において、9はプラズマ発生室11
に導入されるガスの導入口であり、該導入口9から導入
されたガスは、該プラズマ発生室11でプラズマ化さ
れ、イオン引き出し電極18を通り、試料室21を経て
排気系15に導かれて排気されるようになっている。
又、16はプラズマ発生室11に穿設された開口に設け
られたマイクロ波導入用窓、7は該窓16に取付けられ
たマイクロ波導入のための矩形導波管、17は電子サイ
クロトロン共鳴を引き起こすに必要な磁場発生用の磁気
コイルである。
In this figure, 9 is a plasma generating chamber 11
The gas introduced through the introduction port 9 is turned into plasma in the plasma generation chamber 11, passes through the ion extraction electrode 18, and is introduced into the exhaust system 15 through the sample chamber 21. It is designed to be exhausted.
Further, 16 is a microwave introduction window provided in an opening formed in the plasma generation chamber 11, 7 is a rectangular waveguide for microwave introduction attached to the window 16, and 17 is electron cyclotron resonance. It is a magnetic coil for generating a magnetic field necessary to cause it.

【0005】このような構成からなるエッチング装置に
おいて、プラズマ発生室11の内部に発生したプラズマ
は、例えば3枚のメッシュ状電極板18a 〜18c から
なるイオン引き出し電極18を通ってシャワー状のイオ
ンビームを形成し、プラズマ発生室11に隣接して設け
た試料室21に導かれる。該試料室21には試料台19
が設けられ、その上にエッチングすべき試料20が載置
されている。従って、上述のようにしてプラズマ発生室
11から試料室21に導かれたシャワー状のイオンビー
ムが、試料台19上の試料20にイオン照射するように
なり、このようにして試料20のエッチングが行われ
る。
In the etching apparatus having such a structure, the plasma generated in the plasma generating chamber 11 passes through the ion extraction electrode 18 formed of, for example, three mesh-shaped electrode plates 18a to 18c, and a shower-shaped ion beam is formed. And is guided to the sample chamber 21 provided adjacent to the plasma generation chamber 11. A sample table 19 is provided in the sample chamber 21.
Is provided, on which the sample 20 to be etched is placed. Therefore, the shower-like ion beam guided from the plasma generation chamber 11 to the sample chamber 21 as described above irradiates the sample 20 on the sample table 19 with ions, and thus the sample 20 is etched. Done.

【0006】ところで、上記従来例においては、プラズ
マからイオンビームを引き出す場合、金属メッシュやパ
ンチングメタルのような細孔の開いた一枚若しくは複数
枚の板状電極をプラズマに接するように配置し、該電極
に電圧を印加して正イオンや負イオンを引き出すように
していた。なお、該電極は、通常、引き出し電極と呼ば
れており、プラズマを生成するプラズマ発生室自体に電
圧を印加し、該引き出し電極を接地する場合もあった。
By the way, in the above-mentioned conventional example, when the ion beam is extracted from the plasma, one or more plate-like electrodes such as a metal mesh or a punching metal with open pores are arranged so as to be in contact with the plasma, A voltage was applied to the electrode to extract positive ions and negative ions. The electrode is usually called an extraction electrode, and a voltage may be applied to the plasma generation chamber itself that generates plasma, and the extraction electrode may be grounded.

【0007】又、引き出し電極は通常平面状の構造とな
っており、一枚の引き出し電極内の電位は一定である。
しかし、プラズマの生成形状によってはプラズマから引
き出したイオンビームに面密度分布の偏りが生じたり、
イオンエネルギー分布の偏りが生じたりすることがあ
る。従って、このようなイオンビームを用いて何等かの
加工を行う場合には、面密度分布やイオンエネルギー分
布の偏りが加工形状に影響を及ぼし問題となることもあ
った。
Further, the extraction electrode usually has a planar structure, and the potential inside one extraction electrode is constant.
However, depending on the shape of plasma generation, the ion beam extracted from the plasma may have an uneven surface density distribution,
The ion energy distribution may be biased. Therefore, when performing some kind of processing using such an ion beam, the deviation of the areal density distribution or the ion energy distribution may affect the processed shape and may cause a problem.

【0008】このような問題を解決すべく、例えば特開
昭55−122342号公報等で示されているように、
引き出し電極をある曲率半径を有する球面状にするなど
三次元的に変形することも試みられていた。
In order to solve such a problem, for example, as disclosed in JP-A-55-122342,
It has also been attempted to deform the extraction electrode three-dimensionally by forming it into a spherical shape having a certain radius of curvature.

【0009】又、このように引き出し電極の形状を変え
ることは、例えば特開昭56−45600号公報で示さ
れているように、プラズマから引き出されたイオンビー
ムを収束させる場合にも行われていた。
Further, changing the shape of the extraction electrode in this way is also performed when the ion beam extracted from the plasma is converged, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 56-45600. It was

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の如く、イオンビームの面密度やエネルギー分布の
均一化を図ったり、イオンビームを収束させるために引
き出し電極の形状を変化させたりすると、特定のイオン
ビームの面密度、エネルギー分布の偏り、及びイオンビ
ームの方向に対応させて引き出し電極の形状を成形しな
ければならなくなり、該電極の加工が非常に難しくなる
欠点があった。
However, when the surface density and energy distribution of the ion beam are made uniform or the shape of the extraction electrode is changed in order to focus the ion beam as in the above-mentioned conventional example, it is possible to identify However, it is necessary to form the shape of the extraction electrode in accordance with the surface density of the ion beam, the bias of the energy distribution, and the direction of the ion beam, which makes it extremely difficult to process the electrode.

【0011】又、図9に拡大して示す如く、引き出し電
極22、23を複数枚用いる場合には、プラズマ24か
らイオンビーム25を引き出す細孔22a 〜22c 、2
3a〜23c を正確に合わせないと、引き出されたイオ
ンビーム25の軌道はこれら細孔のずれに従って偏向す
る。又、細孔22a 〜22c 、23a 〜23c の径は、
通常、数十ミクロンから数ミリメートル程度である。こ
のため、2枚以上の引き出し電極を用い、細孔の位置を
正確に重ね合わせて使用するのは非常に難しく、該電極
の三次元的構造を変化させてイオンビームの面密度を均
一化させるのは困難となっていた。従って、引き出し電
極を一枚用いる場合であれば製作可能であるが、平面状
の構造でない複数枚の引き出し電極を重ねて用いる場合
は製作が全く不可能となっていた。
Further, as shown in an enlarged view in FIG. 9, when a plurality of extraction electrodes 22 and 23 are used, pores 22a to 22c and 2 for extracting the ion beam 25 from the plasma 24 are used.
Unless 3a to 23c are correctly aligned, the trajectory of the extracted ion beam 25 is deflected according to the deviation of these pores. The diameters of the pores 22a to 22c and 23a to 23c are
Usually, it is about several tens of microns to several millimeters. For this reason, it is very difficult to use two or more extraction electrodes and to precisely overlap the positions of the pores, and to change the three-dimensional structure of the electrodes to make the areal density of the ion beam uniform. Had become difficult. Therefore, it is possible to manufacture if one extraction electrode is used, but it is completely impossible to manufacture if a plurality of extraction electrodes having a non-planar structure are stacked.

【0012】本発明は、かかる状況に鑑み、上記従来例
の欠点等を解決せんとしたなされたものであり、プラズ
マから引き出されるイオンビームの面密度やエネルギー
分布の偏りを解消し、該イオンビームの方向を正確に制
御できるイオン源装置を提供することを目的とする。
In view of the above situation, the present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks and the like of the conventional example, and eliminates the deviation of the areal density and energy distribution of the ion beam extracted from the plasma. It is an object of the present invention to provide an ion source device capable of accurately controlling the direction of the ion.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、イオン源装置
において、同一面上で複数の分割された複数個の電極片
を有し、これら電極片の各々に異なる電位を与えるよう
にした少くとも1枚のイオン引き出し電極を設けること
により、前記課題を解決したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an ion source device having a plurality of divided electrode pieces on the same surface, each of which is provided with a different potential. In both cases, the above problem is solved by providing one ion extraction electrode.

【0014】同様にして、本発明は、イオン源装置にお
いて、上記イオン引き出し電極を複数個対向して配置す
ることにより、前記課題を解決したものである。
Similarly, the present invention solves the above-mentioned problems by disposing a plurality of the above-mentioned ion extraction electrodes in an ion source device so as to face each other.

【0015】同様にして、本発明は、イオン源装置にお
いて、前記イオン引き出し電極と対向させて、分割され
ていない1枚の電極を配置することにより、前記課題を
解決したものである。
Similarly, the present invention solves the above problem by disposing one undivided electrode in the ion source device so as to face the ion extraction electrode.

【0016】[0016]

【作用】本発明は、次のように作用する。即ち、本発明
においては、同一面(平面又は曲面)上で複数に分割さ
れた複数個の電極片を有し、該電極片の各々に異なる電
位を与えるようにした少くとも1枚のイオン引き出し電
極が設けられており、該イオン引き出し電極によってプ
ラズマから引き出されるイオンビームの面密度とエネル
ギー分布の偏りが解消されるようになっている。
The present invention operates as follows. That is, in the present invention, at least one ion extractor having a plurality of electrode pieces divided into a plurality of parts on the same plane (flat surface or curved surface) and applying different potentials to each of the electrode pieces is provided. Electrodes are provided so that the ion extraction electrode can eliminate the bias in the areal density and energy distribution of the ion beam extracted from the plasma.

【0017】このため、イオン引き出し電極の構造が簡
単で製作し易くなると共に、プラズマから引き出される
イオンビームも正確且つ容易に制御できるようになる。
Therefore, the structure of the ion extracting electrode is simple and easy to manufacture, and the ion beam extracted from the plasma can be controlled accurately and easily.

【0018】[0018]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳しく説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0019】図1及び図2は、本実施例の要部構成説明
図であり、図1は本実施例の要部である平坦な引き出し
電極の平面構造を示し、図2は図1のA−A′断面を示
している。
FIGS. 1 and 2 are explanatory views of the structure of the main part of the present embodiment. FIG. 1 shows the planar structure of a flat lead electrode which is the main part of the present embodiment, and FIG. -A 'cross section is shown.

【0020】図1において、引き出し電極2は、同一平
面状で同心円状に複数個に分割された電極片2a 〜2d
から構成されており、各電極片2a 〜2d の全面に多数
の細孔1が設けられている。
In FIG. 1, the extraction electrode 2 has electrode pieces 2a to 2d which are divided into a plurality of concentric circles on the same plane.
And a large number of pores 1 are provided on the entire surface of each of the electrode pieces 2a to 2d.

【0021】又、図2に示した電極支持絶縁板3は、引
き出し電極2の基板であり、アルミナ等のセラミック材
料で構成されている。なお、多数の細孔1は、電極片2
a 〜2d と電極支持絶縁板3を貫通するようにして設け
られている。
The electrode supporting insulating plate 3 shown in FIG. 2 is a substrate for the extraction electrode 2 and is made of a ceramic material such as alumina. It should be noted that the large number of pores 1 corresponds to the electrode piece 2
It is provided so as to penetrate a to 2d and the electrode supporting insulating plate 3.

【0022】このような構成からなる平坦な引き出し電
極2は、次のようにして製造される。即ち、アルミナ等
の絶縁性セラミック材料でなる基板に、多数の細孔1を
設けておき、該基板の上に金属を同心円形に蒸着して電
極片2a 〜2d を形成する。この場合、金属としてステ
ンレスやニッケル等を用いると、ハロゲン系の腐食性ガ
スを用いて発生させたプラズマからであっても、引き出
し電極2の摩耗を少なくしてイオンビームを引き出すこ
とができる。
The flat lead electrode 2 having such a structure is manufactured as follows. That is, a large number of pores 1 are provided in a substrate made of an insulating ceramic material such as alumina, and metal is concentrically deposited on the substrate to form the electrode pieces 2a to 2d. In this case, when stainless steel, nickel, or the like is used as the metal, the ion beam can be extracted with less wear of the extraction electrode 2 even from plasma generated by using a halogen-based corrosive gas.

【0023】図3及び図4は、本実施例に関する等電位
面を説明するための図であり、図中、2′は引き出し電
極2と同様の引き出し電極、3′は電極支持絶縁板3と
同様の電極支持絶縁板、4、4′は電源、5、5′は等
電位面、6は一枚の平坦な金属電極をそれぞれ示してい
る。
FIGS. 3 and 4 are views for explaining the equipotential surface relating to the present embodiment, in which 2'is a lead electrode similar to the lead electrode 2 and 3'is an electrode supporting insulating plate 3. Similar electrode supporting insulating plates, 4 and 4'indicate power sources, 5 and 5'indicate equipotential surfaces, and 6 indicate a single flat metal electrode.

【0024】又、図3においては、同一平面上で複数に
分割された電極片に各々異なる電位差を与えた、図1及
び図2で詳述したような引き出し電極2と一枚の平坦な
金属電極6が対向配置され、等電位面5が形成されてい
る。即ち、図1及び図2の同心円状の電極片2a 〜2d
のうち、引き出し電極2の中心から外側に向かって順次
電位が高くなるように各電極片に異なった電位が与えら
れ、引き出し電極2と金属電極6の間に等電位面5が形
成されている。又、このように等電位面が分布している
場合には、等電位面5に垂直である電気力線の方向に力
を受ける荷電粒子の運動方向を、引き出し電極2の中心
に垂直な線の方向へ変化させることができる。
In FIG. 3, a plurality of divided electrode pieces on the same plane are provided with different potential differences, and the extraction electrode 2 as described in detail with reference to FIGS. 1 and 2 and one flat metal. The electrodes 6 are arranged so as to face each other, and the equipotential surface 5 is formed. That is, the concentric electrode pieces 2a to 2d shown in FIGS.
Among them, different potentials are applied to the electrode pieces so that the potentials become higher from the center of the extraction electrode 2 toward the outside, and the equipotential surface 5 is formed between the extraction electrode 2 and the metal electrode 6. .. Further, when the equipotential surfaces are distributed in this way, the movement direction of the charged particles which receives a force in the direction of the electric force line perpendicular to the equipotential surface 5 is a line perpendicular to the center of the extraction electrode 2. Can be changed in the direction of.

【0025】一方、図4においては、図1及び図2で詳
述したような引き出し電極2、2′が2枚対向するよう
に配置され、等電位面5′が形成されている。このよう
に2枚の引き出し電極2、2′を対向配置することによ
り、図3の場合よりも等電位の制御範囲を広くすること
ができ、その結果、イオンビームの方向制御の範囲も広
くすることができる。
On the other hand, in FIG. 4, two lead electrodes 2 and 2'as detailed in FIGS. 1 and 2 are arranged so as to face each other, and an equipotential surface 5'is formed. By arranging the two extraction electrodes 2 and 2'to face each other in this way, the equipotential control range can be made wider than in the case of FIG. 3, and as a result, the ion beam direction control range can also be made wider. be able to.

【0026】この場合、電源4、4′としては直流電圧
電源が用いられ、分割されて複数個の電極片に印加する
電圧の絶対値を、各電極片毎の印加電圧相対比を一定に
保持したままで変化させることにより、荷電粒子の運動
エネルギーを変化させることができる。
In this case, a DC voltage power source is used as the power sources 4 and 4 ', and the absolute value of the divided voltage applied to the plurality of electrode pieces is kept constant with the relative ratio of the applied voltage to each electrode piece kept constant. The kinetic energy of the charged particles can be changed by changing the state as it is.

【0027】このようにして、プラズマから引き出し電
極2、2′によって引き出されたイオンビームの方向と
エネルギーを制御できる。
In this way, the direction and energy of the ion beam extracted from the plasma by the extraction electrodes 2, 2'can be controlled.

【0028】なお、引き出し電極2、2′の各電極片
は、必ずしも図1で詳述したような分割方法で分割され
る必要はなく、例えば、生成しようとするイオンビーム
の形状やエネルギーに応じて分割方法を変えてもよい。
The electrode pieces of the extraction electrodes 2 and 2'do not necessarily have to be divided by the dividing method described in detail in FIG. 1, and, for example, depending on the shape and energy of the ion beam to be generated. You may change the division method.

【0029】図5及び図6は、本発明の他の実施例の要
部構成説明図であり、図5は該実施例の要部である円弧
状引き出し電極の平面構造を示し、図6は図5のA−
A′断面を示している。又、図5及び図6において、図
1及び図2と同一記号は同一意味を持たせて使用し、こ
こでの重複説明は省略する。
FIG. 5 and FIG. 6 are explanatory views of the structure of the main part of another embodiment of the present invention. FIG. 5 shows the planar structure of the arcuate lead electrode, which is the main part of the embodiment, and FIG. A- in FIG.
A'section is shown. Further, in FIGS. 5 and 6, the same symbols as those in FIGS. 1 and 2 are used with the same meanings, and the duplicated description is omitted here.

【0030】図6から明らかなように、この実施例にお
ける引き出し電極2は図2の場合のように平坦な平面状
構造ではなく、円弧状の湾曲面構造となっている。この
ように、引き出し電極2自体が平面状構造でないため、
分割された各電極片2a 〜2d に異なった電位を与えな
くとも、プラズマから引き出されるイオンビームは引き
出し電極2の三次元構造に応じた方向になる。又、図5
に示すように、分割された各電極片2a 〜2d が同心円
状となっている点は、図1の実施例の場合と共通する。
As is apparent from FIG. 6, the extraction electrode 2 in this embodiment does not have a flat planar structure as in the case of FIG. 2, but an arcuate curved surface structure. In this way, since the extraction electrode 2 itself does not have a planar structure,
Even if different potentials are not applied to the divided electrode pieces 2a to 2d, the ion beam extracted from the plasma has a direction corresponding to the three-dimensional structure of the extraction electrode 2. Also, FIG.
As shown in FIG. 3, the divided electrode pieces 2a to 2d are concentric with each other in common with the embodiment of FIG.

【0031】ところで、引き出し電極が平面状の構造で
なく、しかも該電極の形状を変化できるようにしたイオ
ン源装置は、例えば図10で示す特開昭55−1223
42号公報で開示されているが、その調整は容易ではな
い。
By the way, an ion source device in which the extraction electrode does not have a planar structure and the shape of the electrode can be changed is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-1223 shown in FIG.
Although it is disclosed in Japanese Patent Publication No. 42, the adjustment is not easy.

【0032】即ち、図10において、フィラメント23
に電流が供給されると熱電子効果のため電子が放射さ
れ、これによってガス導入口24から導入されたガスが
電離される。次に、真空壁25に加えられるアーク電圧
によって電離ガス中にアーク電流が流されて加熱を生
じ、加熱された電離ガスがプラズマ化される。次いで、
このプラズマは、加速電極26、減速電極27、及び接
地電極28を通って加速と収束が行われる。
That is, in FIG. 10, the filament 23
When a current is supplied to the gas, electrons are emitted due to the thermoelectron effect, and the gas introduced from the gas inlet 24 is ionized. Next, the arc voltage applied to the vacuum wall 25 causes an arc current to flow in the ionized gas to cause heating, and the heated ionized gas is turned into plasma. Then
The plasma is accelerated and converged through the acceleration electrode 26, the deceleration electrode 27, and the ground electrode 28.

【0033】図10から明らかなように、これらの電極
26〜28を平行に保つためには、絶縁スペーサ30a
、30b と、電極支持具29a 〜29c の各面の平行
度を精密に出す必要がある。又、各電極26〜28の間
隔を正確に保つためには、各部材29a 〜29c 、30
a 〜30b の面寸法を精密にしなければならない。更
に、3つの電極26〜28間で、該電極に多数設けられ
ている孔の方向を整合させたり、各部材29a 〜29c
、30a 〜30b の半径方向位置を精密に調整しなけ
ればならない等、極めて多くの加工工数を必要とし、イ
オン源装置の調整は容易でなかった。
As is apparent from FIG. 10, in order to keep these electrodes 26 to 28 parallel, an insulating spacer 30a is used.
, 30b and the respective surfaces of the electrode supports 29a to 29c must be precisely parallelized. Further, in order to keep the distance between the electrodes 26 to 28 accurately, the members 29a to 29c, 30
The surface dimensions a to 30b must be precise. Furthermore, among the three electrodes 26 to 28, the directions of the holes provided in the electrodes are aligned, and the members 29a to 29c are aligned.
, 30a to 30b must be precisely adjusted in the radial direction, which requires an extremely large number of processing steps, and adjustment of the ion source device has not been easy.

【0034】これに対し、図1〜図6を用いて詳述した
本発明のイオン源装置の場合は、引き出し電極2が複数
の電極片2a 〜2d 等に分割されているため、各電極片
の電位を変化させるだけで、極めて容易にイオンビーム
の面密度やエネルギー分布並びにイオンビームの方向を
制御できる。又、これらの制御に際して、引き出し電極
2の機械的な構造変化を伴わないため、かかる制御も精
密に行うことができる。
On the other hand, in the case of the ion source device of the present invention described in detail with reference to FIGS. 1 to 6, since the extraction electrode 2 is divided into a plurality of electrode pieces 2a to 2d, etc. The area density and energy distribution of the ion beam and the direction of the ion beam can be controlled very easily by simply changing the potential of the. Further, since the mechanical structure of the extraction electrode 2 is not changed in these controls, such control can be performed accurately.

【0035】図7は、本発明の使用例の構成説明図であ
って、本発明に係る引き出し電極2を用いたドライエッ
チング装置の構成断面図である。
FIG. 7 is a structural explanatory view of a usage example of the present invention, and is a structural sectional view of a dry etching apparatus using the extraction electrode 2 according to the present invention.

【0036】この図において、図1〜図6や図8〜図1
0で使用した記号と同一記号は同一意味で使用し、ここ
での重複説明は省略する。
In this figure, FIGS. 1 to 6 and 8 to 1
The same symbols as those used for 0 are used with the same meanings, and duplicate explanations are omitted here.

【0037】又、8はマイクロ波源としてのマグネトロ
ン、10は電磁石、13は基板12を保持する基板ホル
ダ、14はエッチング反応室である。
Further, 8 is a magnetron as a microwave source, 10 is an electromagnet, 13 is a substrate holder for holding the substrate 12, and 14 is an etching reaction chamber.

【0038】このような構成からなる本発明の使用例に
おいて、プラズマ発生室11ではECRプラズマが生成
され、該プラズマから引き出し電極2によってイオンビ
ームが引き出される。又、引き出し電極2に印加する電
圧の相対値を調整して、イオンビームの方向を基板12
に対して垂直となるようにする。更に、引き出し電極2
を構成している分割された各電極片間の印加電圧相対比
を一定に保持したままで、該印加電圧の絶対値を調整す
る。
In the use example of the present invention having such a structure, ECR plasma is generated in the plasma generation chamber 11, and the ion beam is extracted from the plasma by the extraction electrode 2. Further, the relative value of the voltage applied to the extraction electrode 2 is adjusted so that the direction of the ion beam is changed to the substrate 12.
Should be perpendicular to. Furthermore, the extraction electrode 2
The absolute value of the applied voltage is adjusted while keeping the relative ratio of the applied voltage between the divided electrode pieces constituting the above.

【0039】このような調整により、イオンビームのエ
ネルギーを調整し、エッチング反応室14において良好
なエッチングを行うことができた。
With this adjustment, the energy of the ion beam was adjusted, and good etching could be performed in the etching reaction chamber 14.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上詳しく説明したような本発明によれ
ば、引き出し電極を同一面上で複数の電極片に分割し、
該電極片毎に電位差を与えることにより、プラズマから
引き出されるイオンビームの面密度とエネルギー分布の
偏りを解消して、該イオンビームの方向を制御できる。
According to the present invention described in detail above, the extraction electrode is divided into a plurality of electrode pieces on the same surface,
By giving a potential difference to each of the electrode pieces, it is possible to eliminate the bias in the areal density and energy distribution of the ion beam extracted from the plasma and control the direction of the ion beam.

【0041】このため、引き出し電極の構造が簡単で製
作が極めて容易となるうえ、プラズマから引き出される
イオンビームも正確且つ容易に制御できる利点がある。
Therefore, there is an advantage that the structure of the extraction electrode is simple and the production is extremely easy, and the ion beam extracted from the plasma can be controlled accurately and easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明の実施例の要部である平坦な引
き出し電極の平面構造を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a planar structure of a flat lead electrode, which is an essential part of an embodiment of the present invention.

【図2】図2は、図1のA−A′断面を示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line AA ′ of FIG.

【図3】図3は、図1の引き出し電極と平坦な金属電極
を対向配置した場合の等電位面を説明するための図であ
る。
FIG. 3 is a diagram for explaining an equipotential surface when the extraction electrode of FIG. 1 and a flat metal electrode are arranged so as to face each other.

【図4】図4は、図1の引き出し電極を2枚対向配置し
た場合の等電位面を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining an equipotential surface when two extraction electrodes of FIG. 1 are arranged so as to face each other.

【図5】図5は、本発明の他の実施例の要部である円弧
状引き出し電極の平面構造を示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing a planar structure of an arc-shaped lead electrode, which is a main part of another embodiment of the present invention.

【図6】図6は、図5のA−A′断面を示す断面図であ
る。
6 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line AA ′ of FIG.

【図7】図7は、本発明の使用例の構成説明図である。FIG. 7 is a structural explanatory view of a usage example of the present invention.

【図8】図8は、従来例を用いたエッチング装置の構成
断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a configuration of an etching apparatus using a conventional example.

【図9】図9は、細孔のずれを説明するための拡大図で
ある。
FIG. 9 is an enlarged view for explaining the deviation of pores.

【図10】図10は、従来の他のイオン源装置を説明す
るための構成断面図である。
FIG. 10 is a configuration cross-sectional view for explaining another conventional ion source device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…細孔、 2…引き出し電極、 2a 〜2d …電極片、 3…電極支持絶縁板、 4、4′…電源、 5、5′…等電位面、 6…金属電極、 7…導波管、 8…マグネトロン、 9…ガス導入管、 10…電磁石、 11…プラズマ発生室、 12…基板、 13…基板ホルダ、 14…エッチング反応室、 15…真空排気系。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pore, 2 ... Extraction electrode, 2a-2d ... Electrode piece, 3 ... Electrode supporting insulating plate, 4, 4 '... Power supply, 5, 5' ... Equipotential surface, 6 ... Metal electrode, 7 ... Waveguide , 8 ... Magnetron, 9 ... Gas introduction tube, 10 ... Electromagnet, 11 ... Plasma generating chamber, 12 ... Substrate, 13 ... Substrate holder, 14 ... Etching reaction chamber, 15 ... Vacuum exhaust system.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】プラズマからイオンを引き出してイオンビ
ームを得るイオン源装置において、同一面上で複数の分
割された複数個の電極片を有し、これら電極片の各々に
異なる電位を与えるようにした少くとも1枚のイオン引
き出し電極を具備することを特徴とするイオン源装置。
1. An ion source device for extracting ions from plasma to obtain an ion beam, comprising a plurality of divided electrode pieces on the same surface, and applying different potentials to each of these electrode pieces. An ion source device comprising at least one ion extraction electrode.
【請求項2】請求項1において、前記イオン引き出し電
極を複数個対向して配置することを特徴とするイオン源
装置。
2. The ion source device according to claim 1, wherein a plurality of the ion extraction electrodes are arranged to face each other.
【請求項3】請求項1において、前記イオン引き出し電
極と対向させて、分割されていない1枚の電極を配置す
ることを特徴とするイオン源装置。
3. The ion source device according to claim 1, wherein one undivided electrode is arranged so as to face the ion extraction electrode.
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