JPH10106798A - 高速原子線源 - Google Patents
高速原子線源Info
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- JPH10106798A JPH10106798A JP8278664A JP27866496A JPH10106798A JP H10106798 A JPH10106798 A JP H10106798A JP 8278664 A JP8278664 A JP 8278664A JP 27866496 A JP27866496 A JP 27866496A JP H10106798 A JPH10106798 A JP H10106798A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 照射面内での被加工物の加工速度が均一であ
るような高速原子線源を提供する。 【解決手段】 内部にプラズマを生成する放電容器１２
に複数の原子放出孔１８を有する放出電極２０が設けら
れ、プラズマ中のイオンを放出電極２０に向けて加速
し、加速されたイオンを放出電極２０近傍において中性
化して高速原子として原子放出孔１８から放出するよう
にした高速原子線源において、放出電極２０は、厚みが
放出電極面内において所定の分布になるように形成さ
れ、これによって面内における中性化率及び／又は放出
原子線量が所定の分布になるようにした。
るような高速原子線源を提供する。 【解決手段】 内部にプラズマを生成する放電容器１２
に複数の原子放出孔１８を有する放出電極２０が設けら
れ、プラズマ中のイオンを放出電極２０に向けて加速
し、加速されたイオンを放出電極２０近傍において中性
化して高速原子として原子放出孔１８から放出するよう
にした高速原子線源において、放出電極２０は、厚みが
放出電極面内において所定の分布になるように形成さ
れ、これによって面内における中性化率及び／又は放出
原子線量が所定の分布になるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、半導体製
造プロセスなどにおいて、ドライエッチング、表面クリ
ーニング、薄膜デポジションなどを行うための高速原子
線源に関し、特に、大面積のウエハやガラス基板を加工
する際などに、照射範囲における加工速度が均一である
ことが要求されるような場合に好適な高速原子線源に関
する。
造プロセスなどにおいて、ドライエッチング、表面クリ
ーニング、薄膜デポジションなどを行うための高速原子
線源に関し、特に、大面積のウエハやガラス基板を加工
する際などに、照射範囲における加工速度が均一である
ことが要求されるような場合に好適な高速原子線源に関
する。
【０００２】
【従来の技術】常温の大気中で熱運動をしている原子・
分子は、おおむね０．０５ｅＶ前後の運動エネルギーを
有している。これに比べてはるかに大きな運動エネルギ
ーで飛翔する原子・分子を、高速原子と呼び、これが方
向性を持った原子状に放射される場合に高速原子線とい
う。
分子は、おおむね０．０５ｅＶ前後の運動エネルギーを
有している。これに比べてはるかに大きな運動エネルギ
ーで飛翔する原子・分子を、高速原子と呼び、これが方
向性を持った原子状に放射される場合に高速原子線とい
う。
【０００３】高速原子線は、固体表面を削りあるいは変
性させ得ることが特徴で、半導体の微細加工等に重用さ
れ、従来の加工装置と比較して固体表面を高アスペクト
比で高速加工することが可能となる。また、高速原子線
は電気的に中性であるが故に、組成分析や微細加工等に
おいて、金属、半導体ばかりでなく、イオンビーム加工
が不得意とするプラスチック、セラミックスなどの絶縁
物を対象とする場合にも帯電が抑制され、安定した処理
が行える。
性させ得ることが特徴で、半導体の微細加工等に重用さ
れ、従来の加工装置と比較して固体表面を高アスペクト
比で高速加工することが可能となる。また、高速原子線
は電気的に中性であるが故に、組成分析や微細加工等に
おいて、金属、半導体ばかりでなく、イオンビーム加工
が不得意とするプラスチック、セラミックスなどの絶縁
物を対象とする場合にも帯電が抑制され、安定した処理
が行える。
【０００４】従来の高速原子線源の例を図６に示す。図
中、符号１はガス導入管、２は直流高圧電源、３は陰
極、４は陰極である高速原子線放出用電極（以下、放出
電極と呼ぶ）、５は絶縁体であるセラミクスでできた外
筒、６は高速原子線、７は陽極、８は高密度プラズマ、
９は低密度プラズマである。放出電極４には、複数の放
出孔１０が形成されている。
中、符号１はガス導入管、２は直流高圧電源、３は陰
極、４は陰極である高速原子線放出用電極（以下、放出
電極と呼ぶ）、５は絶縁体であるセラミクスでできた外
筒、６は高速原子線、７は陽極、８は高密度プラズマ、
９は低密度プラズマである。放出電極４には、複数の放
出孔１０が形成されている。
【０００５】この高速原子線源を作動するには、電源２
以外の構成要素を真空容器に入れて十分に排気した後、
ガス導入管１から、たとえばアルゴンガスを導入する。
ここで、真空容器外に設置された直流高圧電源２によっ
て、陽極７に直流電圧を印加する。これにより陰極４，
３と陽極５との間にグロー放電が起きてプラズマ８，９
が発生し、アルゴンイオンと電子が生成される。こうし
て発生したアルゴンイオンは、放出電極４に向かって加
速されて、試料をスパッターするに十分なエネルギーを
得るに到る。
以外の構成要素を真空容器に入れて十分に排気した後、
ガス導入管１から、たとえばアルゴンガスを導入する。
ここで、真空容器外に設置された直流高圧電源２によっ
て、陽極７に直流電圧を印加する。これにより陰極４，
３と陽極５との間にグロー放電が起きてプラズマ８，９
が発生し、アルゴンイオンと電子が生成される。こうし
て発生したアルゴンイオンは、放出電極４に向かって加
速されて、試料をスパッターするに十分なエネルギーを
得るに到る。
【０００６】放出孔１０に入射したイオンは、残留して
いる中性アルゴン原子と軽い衝突をして電荷交換をし、
運動エネルギーをほとんど失うことなく高速原子とな
る。この高速原子は、放出電極４の放出孔１０から高速
原子線６となって放出される。図７に示すように、放出
電極４内に複数存在する放出孔１０の孔径は等しく、放
出電極４内における配置も均一になっている。また、放
出電極４の厚みは電極面内で一定となっている。
いる中性アルゴン原子と軽い衝突をして電荷交換をし、
運動エネルギーをほとんど失うことなく高速原子とな
る。この高速原子は、放出電極４の放出孔１０から高速
原子線６となって放出される。図７に示すように、放出
電極４内に複数存在する放出孔１０の孔径は等しく、放
出電極４内における配置も均一になっている。また、放
出電極４の厚みは電極面内で一定となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記の過程において、
ガス放電により電極３，７，４間で発生するプラズマ
８，９の密度は電子とガス間の衝突確率に依存する。こ
れは放電部の中心で高く周辺部で低いので、放出電極４
から放出される高速原子線量も、図８に示すように、上
記の放電部のプラズマ密度分布に対応した分布を有す
る。
ガス放電により電極３，７，４間で発生するプラズマ
８，９の密度は電子とガス間の衝突確率に依存する。こ
れは放電部の中心で高く周辺部で低いので、放出電極４
から放出される高速原子線量も、図８に示すように、上
記の放電部のプラズマ密度分布に対応した分布を有す
る。
【０００８】従って、ターゲットである試料面における
高速原子線の単位面積当たりの入射強度、及び、高速原
子線照射による試料の加工速度も、照射面内の中心部で
は高く周辺部では低くなり、上記の従来の装置では照射
面内での加工速度を均一にすることができないという欠
点があった。本発明の目的は、照射面内での被加工物の
加工速度が均一であるような高速原子線源を提供するこ
とにある。
高速原子線の単位面積当たりの入射強度、及び、高速原
子線照射による試料の加工速度も、照射面内の中心部で
は高く周辺部では低くなり、上記の従来の装置では照射
面内での加工速度を均一にすることができないという欠
点があった。本発明の目的は、照射面内での被加工物の
加工速度が均一であるような高速原子線源を提供するこ
とにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、内部にプラズマを生成する放電容器に複数の原子放
出孔を有する放出電極が設けられ、前記プラズマ中のイ
オンを放出電極に向けて加速し、加速された前記イオン
を放出電極近傍において中性化して高速原子として前記
原子放出孔から放出するようにした高速原子線源におい
て、前記放出電極は、厚みが該放出電極面内において所
定の分布になるように形成され、これによって面内にお
ける中性化率及び／又は放出原子線量が所定の分布にな
るようにしたことを特徴とする高速原子線源である。
は、内部にプラズマを生成する放電容器に複数の原子放
出孔を有する放出電極が設けられ、前記プラズマ中のイ
オンを放出電極に向けて加速し、加速された前記イオン
を放出電極近傍において中性化して高速原子として前記
原子放出孔から放出するようにした高速原子線源におい
て、前記放出電極は、厚みが該放出電極面内において所
定の分布になるように形成され、これによって面内にお
ける中性化率及び／又は放出原子線量が所定の分布にな
るようにしたことを特徴とする高速原子線源である。
【００１０】請求項１に記載の発明においては、原子を
引き出す放出電極の厚みが面内において分布をもつ。す
なわち、原子放出孔の長さが場所によって異なる。原子
放出孔の直径が一定である場合、原子放出孔から放出さ
れる原子の密度は、放出孔の長さが長くなるにしたがっ
て低くなる。これは、放出孔の長さが長い程、コンダク
タンスが悪くなり、放出孔内部の真空度が悪くなるた
め、粒子同士もしくは粒子と壁との衝突により粒子が運
動エネルギーを失う確率が増加するからである。
引き出す放出電極の厚みが面内において分布をもつ。す
なわち、原子放出孔の長さが場所によって異なる。原子
放出孔の直径が一定である場合、原子放出孔から放出さ
れる原子の密度は、放出孔の長さが長くなるにしたがっ
て低くなる。これは、放出孔の長さが長い程、コンダク
タンスが悪くなり、放出孔内部の真空度が悪くなるた
め、粒子同士もしくは粒子と壁との衝突により粒子が運
動エネルギーを失う確率が増加するからである。
【００１１】この性質を利用すると、原子放出孔の長さ
分布を面内で制御することで、引き出される原子の面内
分布を自由に制御できる。したがって、放出電極の厚さ
分布を所定のものとすれば、プラズマの分布もしくは引
き出す前の原子の密度分布にとらわれることなく所望の
密度分布をもつ原子を引き出すことができる。特に、面
内で均一な原子密度分布を引き出すことも可能である。
分布を面内で制御することで、引き出される原子の面内
分布を自由に制御できる。したがって、放出電極の厚さ
分布を所定のものとすれば、プラズマの分布もしくは引
き出す前の原子の密度分布にとらわれることなく所望の
密度分布をもつ原子を引き出すことができる。特に、面
内で均一な原子密度分布を引き出すことも可能である。
【００１２】請求項２に記載の発明は、前記原子放出孔
は長さが直径の２倍以上に設定されていることを特徴と
する請求項１に記載の高速原子線源である。
は長さが直径の２倍以上に設定されていることを特徴と
する請求項１に記載の高速原子線源である。
【００１３】請求項３に記載の発明は、内部にプラズマ
を生成する放電容器に、複数のガス導入孔を有するガス
導入電極と、これに対向する放出電極が設けられ、前記
プラズマ中のイオンを放出電極に向けて加速し、加速さ
れた前記イオンを放出電極近傍において中性化して高速
原子として前記原子放出孔から放出するようにした高速
原子線源において、前記ガス導入電極は、厚みが面内に
おいて所定の分布になるように形成され、これによって
前記プラズマ空間に生成するプラズマ密度が所定の面内
分布になるようにしたことを特徴とする高速原子線源で
ある。
を生成する放電容器に、複数のガス導入孔を有するガス
導入電極と、これに対向する放出電極が設けられ、前記
プラズマ中のイオンを放出電極に向けて加速し、加速さ
れた前記イオンを放出電極近傍において中性化して高速
原子として前記原子放出孔から放出するようにした高速
原子線源において、前記ガス導入電極は、厚みが面内に
おいて所定の分布になるように形成され、これによって
前記プラズマ空間に生成するプラズマ密度が所定の面内
分布になるようにしたことを特徴とする高速原子線源で
ある。
【００１４】これにより、ガス導入孔の長さが位置によ
って異なり、コンダクタンスも異なるのでプラズマ空間
に形成されるプラズマ中のイオン密度を制御することが
できる。例えば、面内中央のガス導入孔の長さを長くす
ると、コンダクタンスの小さい中心付近のガス密度が小
さくなり、ここは電子密度が大きいので結果としてイオ
ン密度が面内均一になる。
って異なり、コンダクタンスも異なるのでプラズマ空間
に形成されるプラズマ中のイオン密度を制御することが
できる。例えば、面内中央のガス導入孔の長さを長くす
ると、コンダクタンスの小さい中心付近のガス密度が小
さくなり、ここは電子密度が大きいので結果としてイオ
ン密度が面内均一になる。
【００１５】請求項４に記載の発明は、内部にプラズマ
を生成する放電容器に、複数のガス導入孔を有するガス
導入電極と、これに対向する放出電極が設けられ、前記
プラズマ中のイオンを放出電極に向けて加速し、加速さ
れた前記イオンを放出電極近傍において中性化して高速
原子として前記原子放出孔から放出するようにした高速
原子線源において、前記ガス導入電極の前記ガス導入孔
の開口面積が面内において所定の分布になるように形成
され、これによって前記プラズマ空間に生成するプラズ
マ密度が所定の面内分布になるようにしたことを特徴と
する高速原子線源である。
を生成する放電容器に、複数のガス導入孔を有するガス
導入電極と、これに対向する放出電極が設けられ、前記
プラズマ中のイオンを放出電極に向けて加速し、加速さ
れた前記イオンを放出電極近傍において中性化して高速
原子として前記原子放出孔から放出するようにした高速
原子線源において、前記ガス導入電極の前記ガス導入孔
の開口面積が面内において所定の分布になるように形成
され、これによって前記プラズマ空間に生成するプラズ
マ密度が所定の面内分布になるようにしたことを特徴と
する高速原子線源である。
【００１６】これにより、ガス導入孔の開口面積が位置
によって異なり、コンダクタンスも異なるのでプラズマ
空間に形成されるプラズマ中のイオン密度を制御するこ
とができる。開口面積の分布は各孔の大きさ及び／又は
単位面積当たりの数を変えることにより行なう。例え
ば、面内中央のガス導入孔の開口面積を小さくすると、
コンダクタンスの小さい中心付近のガス密度が小さくな
り、ここは電子密度が大きいので結果としてイオン密度
が面内均一になる。
によって異なり、コンダクタンスも異なるのでプラズマ
空間に形成されるプラズマ中のイオン密度を制御するこ
とができる。開口面積の分布は各孔の大きさ及び／又は
単位面積当たりの数を変えることにより行なう。例え
ば、面内中央のガス導入孔の開口面積を小さくすると、
コンダクタンスの小さい中心付近のガス密度が小さくな
り、ここは電子密度が大きいので結果としてイオン密度
が面内均一になる。
【００１７】請求項５に記載の発明は、プラズマを発生
させる手段と、該プラズマ中で発生したイオンを加速す
る手段である複数の電極と、該加速された前記イオンを
中性化して高速原子線を発生させる手段である、多数の
原子放出孔を有する高速原子線放出用電極とを同一の真
空容器中に有し、該電極の各々に所望の電圧を印加する
手段を有することを特徴とする高速原子線源において、
該高速原子線放出用電極に、１つ若しくは複数の末広が
り形状の原子放出孔を有することを特徴とする高速原子
線源である。
させる手段と、該プラズマ中で発生したイオンを加速す
る手段である複数の電極と、該加速された前記イオンを
中性化して高速原子線を発生させる手段である、多数の
原子放出孔を有する高速原子線放出用電極とを同一の真
空容器中に有し、該電極の各々に所望の電圧を印加する
手段を有することを特徴とする高速原子線源において、
該高速原子線放出用電極に、１つ若しくは複数の末広が
り形状の原子放出孔を有することを特徴とする高速原子
線源である。
【００１８】末広がりの穴を使用することで、高速原子
線の放射とプラズマ生成室で生成されたラジカル粒子や
解離した粒子が放出される。従って、これを放出用電極
に適宜分散させれば、内部のプラズマの密度の分布にと
らわれることなく、ラジカル粒子の分布を調整すること
ができる。ラジカル粒子は化学反応性が強いため、加工
速度を向上させる効果がある。したがって、所定の位置
に末広がりの原子放出孔を設置することにより、所望の
加工速度分布を設定することができる。たとえば、面内
で加工速度が均一にすることも可能である。
線の放射とプラズマ生成室で生成されたラジカル粒子や
解離した粒子が放出される。従って、これを放出用電極
に適宜分散させれば、内部のプラズマの密度の分布にと
らわれることなく、ラジカル粒子の分布を調整すること
ができる。ラジカル粒子は化学反応性が強いため、加工
速度を向上させる効果がある。したがって、所定の位置
に末広がりの原子放出孔を設置することにより、所望の
加工速度分布を設定することができる。たとえば、面内
で加工速度が均一にすることも可能である。
【００１９】特に、高速原子線放出孔の断面形状が超音
速ノズルや極超音速ノズル形状である場合には、断熱膨
脹により急激な密度減少を達成できるため、自由分子流
状態を形成できる。すなわち、ラジカル粒子の衝突確率
を急激に減少し、ラジカルの失活を防ぐことができる。
したがって、ラジカル粒子を効率よく被加工物表面に供
給することができる。
速ノズルや極超音速ノズル形状である場合には、断熱膨
脹により急激な密度減少を達成できるため、自由分子流
状態を形成できる。すなわち、ラジカル粒子の衝突確率
を急激に減少し、ラジカルの失活を防ぐことができる。
したがって、ラジカル粒子を効率よく被加工物表面に供
給することができる。
【００２０】請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５
に記載の高速原子線源の下流側に高速原子線の照射によ
り加工を受ける被加工物を支持する試料台が配置されて
いることを特徴とする加工装置である。
に記載の高速原子線源の下流側に高速原子線の照射によ
り加工を受ける被加工物を支持する試料台が配置されて
いることを特徴とする加工装置である。
【００２１】
【実施例】以下、図１ないし図５を参照して本発明によ
る高速原子線源及び加工装置の実施例を示す。図１は本
発明の第１の実施例を示すもので、同図（ａ）は破断し
て内部を示す図、（ｂ）は要部の断面図である。この高
速原子線源は、内部にプラズマ空間１０を有する放電容
器１２の一端に、複数のガス導入孔１４を有する平板状
のガス導入電極（上部カソード）１６が、他端に原子放
出孔１８を有する放出電極（下部カソード）２０が設け
られ、導入電極１６と放出電極２０の間には環状の陽極
２２が設けられている。
る高速原子線源及び加工装置の実施例を示す。図１は本
発明の第１の実施例を示すもので、同図（ａ）は破断し
て内部を示す図、（ｂ）は要部の断面図である。この高
速原子線源は、内部にプラズマ空間１０を有する放電容
器１２の一端に、複数のガス導入孔１４を有する平板状
のガス導入電極（上部カソード）１６が、他端に原子放
出孔１８を有する放出電極（下部カソード）２０が設け
られ、導入電極１６と放出電極２０の間には環状の陽極
２２が設けられている。
【００２２】この構成により、ガスはガス導入管２４か
らガス導入空間２６を経て導入孔１４よりプラズマ空間
１０に流入する。そして、直流高圧電源１６によって導
入されたガス中で放電を起こしてプラズマ空間１０にプ
ラズマを形成し、このプラズマ中のイオンを放出電極２
０に向けて加速し、加速された前記イオンを放出電極２
０近傍において中性化して高速原子として原子放出孔１
８から放出するようにしている。
らガス導入空間２６を経て導入孔１４よりプラズマ空間
１０に流入する。そして、直流高圧電源１６によって導
入されたガス中で放電を起こしてプラズマ空間１０にプ
ラズマを形成し、このプラズマ中のイオンを放出電極２
０に向けて加速し、加速された前記イオンを放出電極２
０近傍において中性化して高速原子として原子放出孔１
８から放出するようにしている。
【００２３】この放出電極２０は、厚みが該放出電極２
０面内において所定の分布を持つようになっており、従
って、原子放出孔１８の長さも面内で異なり、これによ
って各放出孔１８を通過するイオン原子の中性化率ひい
ては放出原子線量も放出孔１８の長さに対応する所定の
分布になるようになっている。この分布は、放出電極２
０の断面曲線の形状によって与えられる。なお、放出孔
１８の径は同じであり、数も面内に均一に分布してい
る。
０面内において所定の分布を持つようになっており、従
って、原子放出孔１８の長さも面内で異なり、これによ
って各放出孔１８を通過するイオン原子の中性化率ひい
ては放出原子線量も放出孔１８の長さに対応する所定の
分布になるようになっている。この分布は、放出電極２
０の断面曲線の形状によって与えられる。なお、放出孔
１８の径は同じであり、数も面内に均一に分布してい
る。
【００２４】この例では、放出電極２０の中心部の厚み
が最大になっており、周辺に行く程薄くなっている。高
速原子線源内部のプラズマ中のイオン密度は図２（ａ）
に示すように中心付近が最も大きく、周辺になるほど小
さいが、図２（ｂ）に示すようにこの例の放出電極２０
はこのようなプラズマ密度分布を相殺するようになって
おり、結果として、図２（ｃ）に示すように放出される
原子密度を均一にすることができる。
が最大になっており、周辺に行く程薄くなっている。高
速原子線源内部のプラズマ中のイオン密度は図２（ａ）
に示すように中心付近が最も大きく、周辺になるほど小
さいが、図２（ｂ）に示すようにこの例の放出電極２０
はこのようなプラズマ密度分布を相殺するようになって
おり、結果として、図２（ｃ）に示すように放出される
原子密度を均一にすることができる。
【００２５】この例では、加工の均一性を確保するため
に前記のような厚さ分布としたが、逆に特定のパターン
の分布を形成するようにしてもよい。また、この例で
は、放出孔１８の長さは電極面の半径方向にのみ分布を
持たせて周方向には均一としているが、周方向にも分布
を形成して方向性を持たせても良い。
に前記のような厚さ分布としたが、逆に特定のパターン
の分布を形成するようにしてもよい。また、この例で
は、放出孔１８の長さは電極面の半径方向にのみ分布を
持たせて周方向には均一としているが、周方向にも分布
を形成して方向性を持たせても良い。
【００２６】図３は、本発明の第２の実施例を示すもの
で、下部カソード２０は均一厚さの平板状であるが、上
部カソード１６の形状を中心部が厚く、周辺になるほど
薄い曲面にするものである。上部カソード１６には等径
のガス導入孔１４が均一に開けられている。ガスは、ガ
ス供給管からガス導入空間２６へ導入され、さらに上部
カソード１６のガス導入孔を通過して上部プラズマ空間
１０へ供給される。
で、下部カソード２０は均一厚さの平板状であるが、上
部カソード１６の形状を中心部が厚く、周辺になるほど
薄い曲面にするものである。上部カソード１６には等径
のガス導入孔１４が均一に開けられている。ガスは、ガ
ス供給管からガス導入空間２６へ導入され、さらに上部
カソード１６のガス導入孔を通過して上部プラズマ空間
１０へ供給される。
【００２７】すると、電極１６，２０，２２の間にプラ
ズマが発生する。本実施例の場合、ガスが上部カソード
１６を通過するとき、コンダクタンスの小さい中心付近
からよりも、コンダクタンスの大きい周辺部から多く流
入する。したがって、プラズマ空間１０内では、中心部
よりも周辺の方が、粒子密度が高い。このため、中心付
近は電子の濃度が高く、分子の濃度が低くなり、周辺部
は、電子の濃度が低く、分子の濃度が高い状態での衝突
となる。従って、プラズマ中に生成されるイオンの密度
は均一となり、そこから引き出される高速原子線も均一
となる。
ズマが発生する。本実施例の場合、ガスが上部カソード
１６を通過するとき、コンダクタンスの小さい中心付近
からよりも、コンダクタンスの大きい周辺部から多く流
入する。したがって、プラズマ空間１０内では、中心部
よりも周辺の方が、粒子密度が高い。このため、中心付
近は電子の濃度が高く、分子の濃度が低くなり、周辺部
は、電子の濃度が低く、分子の濃度が高い状態での衝突
となる。従って、プラズマ中に生成されるイオンの密度
は均一となり、そこから引き出される高速原子線も均一
となる。
【００２８】なお、本実施例では、プラズマを生成する
形態として、直流放電を用いたが、これによらず、容量
結合型高周波放電、誘導結合型高周波放電、マイクロ波
や磁場を利用してプラズマを生成してもよい。
形態として、直流放電を用いたが、これによらず、容量
結合型高周波放電、誘導結合型高周波放電、マイクロ波
や磁場を利用してプラズマを生成してもよい。
【００２９】図４（ａ），（ｂ）はこの発明のさらに他
の実施例を示すもので、ここではガス導入電極１６のみ
を示している。厚さは一定であるが、導入孔１４，１４
ａ，１４ｂ，１４ｃの開口面積を変えることでプラズマ
空間１０中のガス密度分布を所定の値に制御するように
なっている。図４（ａ）の実施例では、ガス導入孔１４
ａ，１４ｂ，１４ｃの単位面積当たりの数は均等であ
り、孔径を変えることによって所定の開口面積分布を得
ている。一方、図４（ｂ）の例では、各導入孔１４の径
は同一であるが開口する数が中心付近が少なく、周辺が
多くなっている。このようにして、結果として図３の実
施例と同じ効果を得ている。また、この分布をさらに極
端にして、図４（ｃ）に示すように中心付近には、全く
開口部を設けず、周辺付近のみに開口部を設けるように
してもよい。
の実施例を示すもので、ここではガス導入電極１６のみ
を示している。厚さは一定であるが、導入孔１４，１４
ａ，１４ｂ，１４ｃの開口面積を変えることでプラズマ
空間１０中のガス密度分布を所定の値に制御するように
なっている。図４（ａ）の実施例では、ガス導入孔１４
ａ，１４ｂ，１４ｃの単位面積当たりの数は均等であ
り、孔径を変えることによって所定の開口面積分布を得
ている。一方、図４（ｂ）の例では、各導入孔１４の径
は同一であるが開口する数が中心付近が少なく、周辺が
多くなっている。このようにして、結果として図３の実
施例と同じ効果を得ている。また、この分布をさらに極
端にして、図４（ｃ）に示すように中心付近には、全く
開口部を設けず、周辺付近のみに開口部を設けるように
してもよい。
【００３０】図５（ａ）はこの発明のさらに他の実施例
を示すもので、放出電極２０の厚さは一定であるが、周
辺に、末広がりの放出孔１８ａを設けている。末広がり
の放出孔１８ａは、超音速ノズルの役割を果たし、プラ
ズマ空間１０からフリージェットが放出され、化学反応
性の高いラジカルが放出される。図５（ｂ）に示すよう
に周辺では、高速原子線の原子密度が低いため、中心部
と比較して加工速度が遅くなるが、図５（ｃ）に示すよ
うに、化学反応性の高いラジカルが供給されるため、加
工速度を速くすることができ、面内で、加工速度を一定
にすることができる。
を示すもので、放出電極２０の厚さは一定であるが、周
辺に、末広がりの放出孔１８ａを設けている。末広がり
の放出孔１８ａは、超音速ノズルの役割を果たし、プラ
ズマ空間１０からフリージェットが放出され、化学反応
性の高いラジカルが放出される。図５（ｂ）に示すよう
に周辺では、高速原子線の原子密度が低いため、中心部
と比較して加工速度が遅くなるが、図５（ｃ）に示すよ
うに、化学反応性の高いラジカルが供給されるため、加
工速度を速くすることができ、面内で、加工速度を一定
にすることができる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、本質的に密度が不均一である高速原子線源におい
て、加工される基板の面内での加工速度を可能な限り均
一化することができ、これにより大径化する半導体ウエ
ハの加工処理に対応することができる。
ば、本質的に密度が不均一である高速原子線源におい
て、加工される基板の面内での加工速度を可能な限り均
一化することができ、これにより大径化する半導体ウエ
ハの加工処理に対応することができる。
【図１】この発明の第１の実施例を示す（ａ）斜視図、
（ｂ）要部の断面図である。
（ｂ）要部の断面図である。
【図２】図１の実施例の作用を示すグラフである。
【図３】この発明の第２の実施例を示す断面図である。
【図４】この発明の第３及び第４の実施例の要部を示す
図である。
図である。
【図５】この発明の第５の実施例の（ａ）要部を示す断
面図、（ｂ），（ｃ）その作用を示すグラフである。
面図、（ｂ），（ｃ）その作用を示すグラフである。
【図６】従来の例を示す図である。
【図７】図６従来例の要部を示す図である。
【図８】従来例の作用を示すグラフ図である。
１２ 放電容器 １４ ガス導入孔 １６ ガス導入電極 １８ 原子放出孔 ２０ 放出電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｈ０１Ｌ 21/205 21/3065 21/304 ３４１Ｄ 21/304 ３４１ 21/302 Ｂ
Claims (6)
- 【請求項１】 内部にプラズマを生成する放電容器に複
数の原子放出孔を有する放出電極が設けられ、前記プラ
ズマ中のイオンを放出電極に向けて加速し、加速された
前記イオンを放出電極近傍において中性化して高速原子
として前記原子放出孔から放出するようにした高速原子
線源において、 前記放出電極は、厚みが該放出電極面内において所定の
分布になるように形成され、これによって面内における
中性化率及び／又は放出原子線量が所定の分布になるよ
うにしたことを特徴とする高速原子線源。 - 【請求項２】 前記原子放出孔は長さが直径の２倍以上
に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の高
速原子線源。 - 【請求項３】 内部にプラズマを生成する放電容器に、
複数のガス導入孔を有するガス導入電極と、これに対向
する放出電極が設けられ、前記プラズマ中のイオンを放
出電極に向けて加速し、加速された前記イオンを放出電
極近傍において中性化して高速原子として前記原子放出
孔から放出するようにした高速原子線源において、 前記ガス導入電極は、厚みが面内において所定の分布に
なるように形成され、これによって前記プラズマ空間に
生成するプラズマ密度が所定の面内分布になるようにし
たことを特徴とする高速原子線源。 - 【請求項４】 内部にプラズマを生成する放電容器に、
複数のガス導入孔を有するガス導入電極と、これに対向
する放出電極が設けられ、前記プラズマ中のイオンを放
出電極に向けて加速し、加速された前記イオンを放出電
極近傍において中性化して高速原子として前記原子放出
孔から放出するようにした高速原子線源において、 前記ガス導入電極の前記ガス導入孔の開口面積が面内に
おいて所定の分布になるように形成され、これによって
前記プラズマ空間に生成するプラズマ密度が所定の面内
分布になるようにしたことを特徴とする高速原子線源。 - 【請求項５】 プラズマを発生させる手段と、該プラズ
マ中で発生したイオンを加速する手段である複数の電極
と、該加速された前記イオンを中性化して高速原子線を
発生させる手段である、多数の原子放出孔を有する高速
原子線放出用電極とを同一の真空容器中に有し、該電極
の各々に所望の電圧を印加する手段を有することを特徴
とする高速原子線源において、該高速原子線放出用電極
に、１つ若しくは複数の末広がり形状の原子放出孔を有
することを特徴とする高速原子線源。 - 【請求項６】 請求項１乃至５に記載の高速原子線源の
下流側に高速原子線の照射により加工を受ける被加工物
を支持する試料台が配置されていることを特徴とする加
工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27866496A JP3363040B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 高速原子線源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27866496A JP3363040B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 高速原子線源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10106798A true JPH10106798A (ja) | 1998-04-24 |
| JP3363040B2 JP3363040B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=17600445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27866496A Expired - Fee Related JP3363040B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 高速原子線源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3363040B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008113007A (ja) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Applied Materials Inc | フォトマスクのプラズマエッチング方法及び装置 |
| JP2010528488A (ja) * | 2007-05-30 | 2010-08-19 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 基板洗浄チャンバ及び構成部品 |
| TWI624196B (zh) * | 2015-08-28 | 2018-05-11 | Ngk Insulators Ltd | Atomic beam source |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2437820B (en) | 2006-04-27 | 2011-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fast atom bombardment source, fast atom beam emission method, and surface modification apparatus |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP27866496A patent/JP3363040B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008113007A (ja) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Applied Materials Inc | フォトマスクのプラズマエッチング方法及び装置 |
| JP2010528488A (ja) * | 2007-05-30 | 2010-08-19 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 基板洗浄チャンバ及び構成部品 |
| KR20150027848A (ko) * | 2007-05-30 | 2015-03-12 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 기판 세정 챔버 및 부품들 |
| US8980045B2 (en) | 2007-05-30 | 2015-03-17 | Applied Materials, Inc. | Substrate cleaning chamber and components |
| TWI624196B (zh) * | 2015-08-28 | 2018-05-11 | Ngk Insulators Ltd | Atomic beam source |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3363040B2 (ja) | 2003-01-07 |
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