JPH07118859A - イオン源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 イオン源を用いてラジカルのみを選択的に引
き出し、基板に良質の薄膜を形成し、イオン源を、イオ
ンとラジカルとを選択的に引き出せる複合装置として使
用できるようにする。 【構成】 プラズマ２６を生成する筺体１と、引出電極
系４とを備えた基板照射用イオン源において、電極系４
を全てフローティング電位とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板にイオン或いはラ
ジカルを照射して良質の薄膜を形成するＭＰカソード
型，バケット型等のイオン源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種イオン源装置，例えばＭＰ
（マイクロ波プラズマ）カソード型イオン源装置は、図
２に示すような構成になっている。同図において、１は
非磁性体金属材料の主筐体、２は主筐体１により形成さ
れた主プラズマ室、３は主筐体１の両側に形成された開
口部、４は一方の開口部３に取り付けられたイオンビー
ム引出電極系であり、電位の異なる加速電極５，減速電
極６，接地電極７から構成されている。８は主筐体１の
フランジ及び各電極５，６，７間に介在された絶縁体、
９は主筐体１の外側に設けられたカスプ磁場発生用の永
久磁石である。

【０００３】１０は他方の開口部３に取り付けられた非
磁性金属材料からなる副筐体、１１は副筐体１０により
形成された副プラズマ室、１２，１３は副筐体１０の両
側の磁性体又は非磁性金属材料の蓋板、１４は蓋板１３
の中央の電子放出孔、１５は副筐体１０と主筐体１間の
絶縁体、１６は副プラズマ室１１へのガスの導入口であ
る。

【０００４】１７はマイクロ波導入用の同軸ケーブル、
１８は同軸ケーブル１７の先端のアンテナ、１９は副筐
体１０の外側に設けられた環状の永久磁石であり、副プ
ラズマ室１１に電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）条件
以上の磁場を発生する。２０は副筐体１０，副プラズマ
室１１，蓋板１２，１３，電子放出孔１４，導入口１
６，同軸ケーブル１７，アンテナ１８，磁石１９からな
るＭＰカソードである。

【０００５】２１は負極が蓋板１２に接続された直流放
電用のアーク電源であり、正極が主筐体１に接続されて
いる。２２は正極がアーク電源２１の正極に接続された
加速電源であり、負極はアースされている。２３は加速
電源２２の正極と加速電極５との間に設けられた高抵抗
値の抵抗、２４は負極が減速電極６に接続された減速電
源であり、正極はアースされている。

【０００６】そして、イオン源装置を基板照射用イオン
源として使用する場合、副筐体１０をカソード電位に保
持し、導入口１６からガスを供給し、副プラズマ室１１
に同軸ケーブル１７，アンテナ１８を介してマイクロ波
を導入し、マイクロ波放電を発生させ、導入口１６から
のガスを電離して副プラズマ２５を生成する。

【０００７】つぎに、副プラズマ２５の生成で電離され
た電子を電子放出孔１４を通って主プラズマ室２に放出
し、主プラズマ室２内の希ガス等のイオン化ガスを電離
して主プラズマ２６を生成し、主プラズマ２６からイオ
ンを引出電極系４の引出し作用により引き出している。

【０００８】また、イオン源装置をラジカル源として使
用する場合、加速電源２２，減速電源２４を停止，即ち
ボリューム等により０Ｖに降下させ、圧力差で主プラズ
マ２６から電荷を持たないラジカルのみを選択的に放出
することが試みられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の前記装置におい
て、ラジカルを放出する場合、減速電極６，接地電極７
は接地電位であり、これに対して主プラズマ２６は接地
電位よりも正電位であるため、イオンが引き出され、基
板に照射される。これによりラジカル照射のみの場合と
比較して薄膜にダメージが生じたり、絶縁物基板が正に
帯電するという問題点がある。本発明は前記の点に留意
し、イオン源を用いてラジカルのみを選択的に放出し、
基板に良質の薄膜を形成し、イオン源を、イオンとラジ
カルとを選択的に引き出せる複合装置として使用できる
イオン源装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のイオン源装置は、プラズマを生成する筐体
と、引出電極系とを備えた基板照射用イオン源におい
て、電極系を全てフローティング電位とするものであ
る。

【００１１】

【作用】前記のように構成された本発明のイオン源装置
は、引出電極系を全てフローティング電位とするように
したため、イオンの放出が抑制され、ラジカルのみが選
択的に引き出され、基板に良質の薄膜が形成され、イオ
ン源が、イオンとラジカルとが引き出せる複合装置とし
て使用可能となる。

【００１２】

【実施例】実施例について図１を参照して説明する。同
図において、図２と同一符号は同一もしくは相当するも
のを示し、図２と異なる点は、加速電源２２と接地間，
減速電源２４と接地間，接地電極７と接地間にそれぞれ
スイッチ２７，２８，２９を設けた点である。

【００１３】そして、実施例１の場合、各スイッチ２
７，２８，２９を全て開にすると、加速電極５，減速電
極６，接地電極７の引出電極系４が全てフローティング
電位となり、イオンの放出が抑制され、ラジカルのみを
圧力差で選択的に放出する。

【００１４】つぎに、実施例２の場合、加速電源２２を
ボリュームにより０Ｖに降下させ、スイッチ２７を閉に
し、スイッチ２８，２９を開にすると、主筐体１は接地
電位となり、加速電極５は高抵抗２３を介することによ
りフローティング電位となり、減速電極６，接地電極７
もフローティング電位となり、実施例１と同様、ラジカ
ルのみ選択的に放出される。

【００１５】つぎに、実験結果について説明する。電極
系４から３００ｍｍ離れた位置に径が１００ｍｍの基板
を接地して配設し、従来例と実施例１，２の構成で基板
にラジカルを照射し、それぞれの基板電流をマイクロア
ンペア計で測定し、イオンの流入量を測定した。その結
果、実施例１，２では基板電流、即ちイオン流入量を検
出できなかったが、従来例では約１００μＡの基板電流
が検出された。

【００１６】以上のように、電極系４を全てフローティ
ング電位とするようにしたため、イオンの放出が抑制さ
れ、ラジカルのみが選択的に引き出され、基板に良質の
薄膜が形成される。また、電極系４を全てフローティン
グ電位とし、かつ、主筐体１を接地電位とすると、より
一層の効果を奏する。さらに、電極系４の電位を各スイ
ッチ２７，２８，２９により切り換えるようにしたた
め、電位の切換えが容易である。なお、スイッチ２７，
２８，２９の代わりにボリュームを用いて高抵抗を挿入
するようにしてもよく、また、スイッチ２７，２８，２
９の開閉は手動であっても自動であってもよい。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、つぎに記載する効果を奏する。本発明のイ
オン源装置は、引出電極系４を全てフローティング電位
とするようにしたため、イオンの放出を抑制し、ラジカ
ルのみを選択的に引き出すことができ、基板に良質の薄
膜を形成することができ、イオン源を、イオンとラジカ
ルとを引き出す複合装置として使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の切断正面図である。

【図２】従来例の切断正面図である。

【符号の説明】

１ 筐体 ４ 引出電極系 ２６ プラズマ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラズマを生成する筐体と、引出電極系
   とを備えた基板照射用イオン源において、 前記電極系を全てフローティング電位とすることを特徴
   とするイオン源装置。