(57)【要約】【課題】  本発明は、引き出し電極の製造が容易でコストが安く製造でき、引き出し電極間での異常放電が発生し難いイオン源を提供することを目的とする。【解決手段】  放電室と、プラズマを生成させるプラズマ生成手段と、前記放電室からイオンを引き出す複数の第１の貫通孔を有する平板状の第１の電極１、及び前記第１の電極よりも前記放電室から遠い位置に配置された複数の第２の貫通孔を有する平板状の第２の電極と、を備え、前記第１の電極及び／又は前記第２の電極は、電極の中央部における空孔の割合が前記中央部以外の空孔の割合より低く、前記第１の電極の中央部および前記第２の電極の中央部との間に、第１の絶縁性部材が設けられていることを特徴とするイオン源。【選択図】  図１
2020167107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電室と、
プラズマを生成させるプラズマ生成手段と、
前記放電室からイオンを引き出す複数の第１の貫通孔を有する平板状の第１の電極１、及び前記第１の電極よりも前記放電室から遠い位置に配置された複数の第２の貫通孔を有する平板状の第２の電極と、を備え、
前記第１の電極及び／又は前記第２の電極は、電極の中央部における空孔の割合が前記中央部以外の空孔の割合より低く、
前記第１の電極の中央部および前記第２の電極の中央部との間に、第１の絶縁性部材が設けられていることを特徴とするイオン源。
【請求項２】
前記第１の絶縁性部材は、リング形状であることを特徴とする請求項１に記載のイオン源。
【請求項３】
前記第１の絶縁性部材は、多孔質部材であることを特徴とする請求項１に記載のイオン源。
【請求項４】
前記複数の第２の貫通孔は、前記第１の電極の平板面に垂直な方向から見て前記第１の貫通孔と一部が重なり、かつ前記第１の貫通孔に対して中心軸がずれて配置された貫通孔を複数含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項５】
前記第２の電極よりも前記放電室から遠い位置に配置された複数の第３の貫通孔を有する第３の電極を更に備え、
前記第３の電極は、電極の中央部における空孔の割合が前記中央部以外の空孔の割合より低く、前記第２の電極の中央部および前記第３の電極の中央部との間に、第２の絶縁性部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項６】
前記第２の絶縁性部材は、リング形状であることを特徴とする請求項５に記載のイオン源。
【請求項７】
前記第２の絶縁性部材は、多孔質部材であることを特徴とする請求項５に記載のイオン源。
【請求項８】
前記２の絶縁性部材は、前記第１の絶縁性部材と同一の材質であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項９】
前記複数の第３の貫通孔は、前記第３の電極の平板面に垂直な方向から見て前記第２の貫通孔と一部が重なり、かつ前記第２の貫通孔に対して中心軸がずれて配置された貫通孔を複数含むことを特徴とする請求項５乃至８のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項１０】
チャンバーと、
前記チャンバーの内部に配置され、ワークを保持するホルダと、
前記ホルダに対向して配置された蒸着源と、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のイオン源と、を備えたことを特徴とする蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンを照射するイオン源およびイオン源を備える蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、イオン源はエッチングや薄膜形成時の膜質向上のためのアシストに用いられてきた。
【０００３】
イオン源は、例えばアルゴンプラズマや酸素プラズマを生成し、引き出し電極と呼ばれる多数の貫通孔が設けられた複数の電極を通して、アルゴンイオンビームや酸素イオンビームを照射する。電極に高電圧を印加することで、アルゴンイオンや酸素イオンにエネルギーを与えることができる。
【０００４】
特許文献１は、外側に向かって凸となる曲面領域を備えた板状の引き出し電極を有し、大直径イオンビームを照射できるイオン源を記載している。
【０００５】
特許文献２は、プラズマ密度が高い部分のグリッド開口率を減少させた引き出し電極を有し、引き出されるイオンビームが均一化したイオン源を記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２１０２４５号公報
【特許文献２】特開平８−１２９９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のイオン源の引き出し電極は、外側に向かって凸となる曲面領域を備えた形状なので、加工することが難しく製造コストが高いという課題があった。
【０００８】
また、特許文献２に記載のイオン源は、引き出し電極の開口率が低い箇所においてガスの抜けが悪いため滞留が起こりやすく、引き出し電極間での異常放電が発生するという課題があった。
【０００９】
本発明は、引き出し電極の製造が容易でコストを安く製造でき、引き出し電極間での異常放電が発生し難いイオン源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のイオン源は、放電室と、プラズマを生成させるプラズマ生成手段と、前記放電室からイオンを引き出す複数の第１の貫通孔を有する平板状の第１の電極１、及び前記第１の電極よりも前記放電室から遠い位置に配置された複数の第２の貫通孔を有する平板状の第２の電極と、を備え前記第１の電極及び／又は前記第２の電極は、電極の中央部における空孔の割合が前記中央部以外の空孔の割合より低く、前記第１の電極の中央部および前記第２の電極の中央部との間に、第１の絶縁性部材が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の蒸着装置は、チャンバーと、前記チャンバーの内部に配置され、ワークを保持するホルダと、前記ホルダに対向して配置された蒸着源と、上記のイオン源と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、引き出し電極の製造が容易でコストが安く製造でき、引き出し電極間での異常放電が発生し難いイオン源を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態のイオン源の概略図である。
【図２】本実施形態のイオン源を搭載した薄膜形成装置の概略図である。
【図３】実施例２のイオン源の概略図である。
【図４】実施例３のイオン源の概略図である。
【図５】実施例４のイオン源の概略図である。
【図６】実施例５のイオン源の概略図である。
【図７】実施例６のイオン源の概略図である。
【図８】実施例６のイオン源における第１の電極と第２の電極の概略図である。
【図９】比較例１のイオン源の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態におけるイオン源の一例を示す概略図である。図２は、本実施形態のイオン源を搭載した成膜装置の一例を示す概略図である。
【００１６】
まず、イオン源が設けられた成膜装置の概略を説明する。図２において成膜装置３０は、最初に補助排気系２４により、チャンバー１０を大気圧環境下から圧力が１００Ｐａ程度になるまでの排気を行う。
【００１７】
補助排気系２４により１００Ｐａ程度になるまで排気が完了した後に、主排気系２３により成膜可能な圧力までの排気を行う。一般的に、蒸着による成膜プロセスでは、１０−４Ｐａ〜１０−２Ｐａで成膜を行う。
【００１８】
所望の圧力になるまで主排気系２３により排気が完了したところで、ヒーター１８を用いてワーク２０の加熱を行う。ワーク２０はワークホルダ２１で保持されている。ワーク２０の加熱は、成膜を行うチャンバー１０で加熱しても良いが、別のチャンバーにてワーク２０を加熱した後に、成膜を行う真空のチャンバー１０に真空搬送しても良い。その場合、チャンバー１０は、ワーク２０の温度が低下しないように保温用にヒーター１８で保温することになる。
【００１９】
ワーク２０が所望の温度となるまで加熱をしたら、ワークファルダ２１に対向して設けられ、金属製のルツボに入れた蒸着源（蒸着材料）１３を加熱する。蒸着源１３の加熱方法として、電子ビームによるものや、ボートと呼ばれる金属容器上に蒸着源を乗せてボートに直接電流を流すことによりボートを加熱する方法や、シースヒーターまたはカートリッジヒーターによりルツボを加熱する方法を用いることができる。加熱された蒸着源１３は、真空のチャンバー１０内を蒸気となってワーク２０に堆積する。ワークに堆積した蒸着源１３の膜厚は、膜厚計１６で計測する。膜厚計１６は、水晶膜厚系等を用いることができる。ワーク２０はワークホルダ２１と共に回転する構造となっていて、ワーク２０の膜厚分布を均一化する装置構成となっている。
【００２０】
加熱された蒸着源１３はワーク２０に堆積するが、その際に膜質を高めるためイオン源１１から放出するイオンビームをワーク２０に対して照射する。イオンビームをワーク２０に対して照射することで、ワーク２０に堆積した蒸着源１３を緻密で密着性の高い膜にすることができる。イオン源１１より照射されるイオンビームは正電荷を帯びているため、ワーク２０に対してイオンビームだけを照射しているとワーク２０が正電荷に帯電してしまう。正電荷に帯電したままであると、静電気による静電破壊やパーティクルの付着による膜品質が低下する。ワーク２０の帯電を除去する目的で、電子を放出して電気的に中和するための電子放出装置１２が用いられる。電子放出装置１２は、電子が放出されればよく、タングステンの線に電流を流して熱電子を放出する方法でも良いし、イオン源と同様にプラズマを生成してプラズマ中から電子を放出させる方法でも良い。
【００２１】
次に、本実施形態のイオン源１１について図１を用いて説明する。イオン源１１は、プラズマ生成手段を用いて、プラズマを生成させる場所となる放電室７を有している。誘電体などで周囲が囲まれた放電室７内に、放電用ガス導入部９から放電用ガスを供給し、放電室外に設けられたＲＦコイル８に高周波を印加することで放電室７内にプラズマ５を生成する。図１においては、放電室７の底面側から放電用ガスを供給する構造とした。
【００２２】
放電用ガス導入部９は、ＲＦコイル８との距離が近くなるため、絶縁部材（不図示）で電気的にフローティング状態とし、ＲＦの投入効率が低下するのを防ぐことが好ましい。
【００２３】
ＲＦコイル８から高周波が印加され生成したプラズマ５は、イオンと電子に電離した状態となる。そのプラズマ５の中から引き出し電極によりイオンを引き出すことにより所望のイオンビームを作り出す。
【００２４】
図１において、プラズマ５を生成するためのＲＦコイル８は、放電室７の底面にスパイラル状のコイルとしたが、放電室７の側面にヘリカル状のコイルとしても良い。放電室７の側面に、プラズマを均一化するために磁石層（不図示）を配置して磁場を作り出しても良い。側面に磁石等を配置する場合は、底面スパイラルコイルを用いると配置しやすくなる。
【００２５】
イオン源１１は、放電室７からイオンを引出すために、複数の貫通孔を設けた複数枚の平板状の電極が配置されている。平板状の電極は、所定の間隔を設けた状態で通常２枚又は３枚設けられている。放電室７からイオンを引き出すために、放電室７から近い位置に複数の第１の貫通孔を有する第１の電極１と、第１の電極１よりも放電室７からと遠い位置に複数の第２の貫通孔を有する平板状の第２の電極２が設けられている。
【００２６】
図１（ｂ）にイオン源の電極を上面から見た図を示す。第１の電極１は、正電位が印加され、放出されるイオンにエネルギーを与える役割を果たす。第２の電極２は、負電位が印加され、イオンを引き寄せ加速させる役割を果たす。第１の電極１及び／第２の電極２は、貫通孔の直径φが０．２ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましく、φが１．０ｍｍ〜２．５ｍｍであることがより好ましい。貫通孔中心と貫通孔の中心のピッチは、貫通孔の直径の１．５〜３倍程度が好ましい。第１の電極１及び／又は第２の電極２は、イオンで腐食されにくい導電性材料のモリブデンや銅を用いることができる。
【００２７】
第１の電極１及び／又は第２の電極２は、電極の中央部における空孔の割合が、中央部の以外の空孔の割合よりも大きい。本明細書において、電極の中央部とは、電極の中心から電極の径Ｒの１／３の長さの領域を示す。空孔の割合は、電極の面積に対して、貫通孔によって生じる空孔の面積の割合を示す。第１の電極及び／又は第２の電極の中央部の空孔の割合は、２０％以下が好ましく、１０％以下がより好ましく、０％以下であることが更に好ましい。
【００２８】
複数の第２の貫通孔は、第１の電極の平板面に垂直な方向から見て第１の貫通孔と一部が重なり、かつ第１の貫通孔に対して中心軸がずれて配置された貫通孔を複数含むことが好ましい。このような構成をとると、平板状の電極を用いても、引き出されるイオンビーム径が大きくなる。
【００２９】
イオン源１１は、第１の電極の中央部および第２の電極の中央部との間に、第１の絶縁性部材１０１が設けられている。第１の絶縁性部材１０１は、第１の電極１と第２の電極２の間にガスが滞留することにより生じる異常放電を防止することができる。第１の絶縁性部材１０１は、石英、アルミナ、セラミックなどの耐熱性絶縁部材を用いることができる。第１の絶縁性部材１０１は、図４に示すようなリング形状のものを用いることもできる。リング形状の第１の絶縁性部材３０１を用いると、グリッド中央での荷重を少なくすることができるために平板グリッドにおいてもたわみ量を少なくすることができるので好ましい。図１における絶縁性部材１０１は、多孔質部材を用いても良い。絶縁性部材１０１は、中央部において空洞が無い部材や、中央部が中空になった部材を用いても良い。
【００３０】
また図５に示すように、３枚構成のイオン源において、第１の電極１と第３の電極３の間に絶縁性部材４０１を設けても良い。図５（ａ）において絶縁性部材４０１は空洞のない部材を用いており、図５（ｂ）において絶縁性部材４１１はリング状の中空部材を用いている。
【００３１】
更に図６に示すように、３枚構成のイオン源において、第１の電極１と第３の電極３の間に絶縁性部材５０２を設け、更に絶縁性部材５０２の周囲にギャップ調整部材５０１を第１電極１と第２の電極２の間及び第２の電極２と第３の電極３の間に配置した。このような配置にすることで、電極間のギャップ管理をすることが可能となる。
【００３２】
イオン源１１は、第２の電極２よりも放電室７から遠い位置に、第３の電極３を設けることができる。第３の電極３は、着膜防止等のために必要に応じて配置することが好ましい。第３電極３の電位はチャンバーと同電位であることが好ましい。
【００３３】
第３の電極３は、電極の中央部における空孔の割合が前記中央部以外の空孔の割合より低いことが好ましい。第２の電極２の中央部および第３の電極３の中央部との間に、第２の絶縁性部材が設けられていることが好ましい。第２の絶縁性部材は、第１の絶縁性部材２５と同一の形状および材質のものを用いることができる。
【実施例】
【００３４】
以下に、実施例を用いて本実施形態の発明を説明する。
【００３５】
（実施例１）
実施例１は、図１に示すイオン源を用いた。
【００３６】
イオン源１１は、内部に高純度の石英で囲まれた放電室７を有するものを用いた。放電室７は、プラズマ５生成用の放電用ガス導入部９から酸素を導入した。放電室７の一部には開口部が設けられており、放電室７の開口部分に複数枚の３枚の電極を配置した。放電室７に一番近い第１電極１には＋２００〜＋８００Ｖの正電位を印加した。第２の電極２には、−１，０００Ｖ〜−２５０Ｖを印加した。第３の電極３は接地した。
【００３７】
放電室７の下部にはＲＦコイル８を配置した。実施例１において、ＲＦコイル８は１／４インチサイズの銅パイプを用いており、パイプ内には冷却水を流した。冷却水を流す理由は高周波印加時に流れる電流により、ＲＦコイル８が発熱するのを抑えるためである。ＲＦコイル８は３ターンのスパイラル状に巻いた形状のものを用いた。このＲＦコイル８に高周波を印加することで誘導結合型のプラズマを生成した。実施例１においては、１３．５６ＭＨｚの周波数にて高周波を印加してプラズマを生成した。高周波の出力は２００〜１０００Ｗの範囲であり、引き出したいイオン電流量により出力を調整した。
【００３８】
ＲＦコイル８の周辺には、周囲に高周波が漏れ出すのを防ぐためにカバー６を設けた。整合器は真空チャンバー１０の外に配置されており、整合機との接続は銅部材により高周波電力を供給した。その導部材の周辺にも高周波漏えい防止用のカバー（不図示）を用いた。
【００３９】
放電室７の下部から放電用ガス導入部９を用いて放電室７内に酸素を導入した。放電用ガス導入部９は１／８インチのステンレス鋼製のパイプを用いた。放電用ガス導入部７は、ＲＦコイル８と距離が近いので、電気的にフローティング状態とすることでＲＦコイル８からの電界影響を抑えた。放電用ガス導入部９からは、１０〜１００ｓｃｃｍの酸素を放電室７内に導入してプラズマ５を生成した。放電室７に導入された酸素はＲＦコイル８により誘導結合型のプラズマを生成し、イオンと電子に電離した中からイオンが複数のグリッドを通過してワーク２０に到達した。このとき、放電用ガス導入部９で導入されたすべての酸素がプラズマとなるわけではなく、一部は中性ガスとして真空チャンバー１０内に放出される。その際に、グリッドの開口部を通過して真空チャンバー１０内に放出される中性ガスもあれば、電極間の閉口部に流れ込む中性ガスも存在する。グリッド電極間の閉口部に流れ込んだ中性ガスで圧力が高くなってしまうと、第１の電極１と第２の電極２の間でアーク的な放電を引き起こしてしまう。ガスの圧力が高くならないようにし異常放電を防ぐことを目的として絶縁性部材１０１を設けた。
【００４０】
実施例１では、電極外径の直径はφ１２０ｍｍ、中央部の直径をφ８０ｍｍのモリブデンの電極を用いた。貫通孔の直径は、φ２．５ｍｍであり空孔間のピッチは５ｍｍであった。第１の電極１の中央部と第２の電極２の中央部の間及び第２の電極の中央部２と第３の電極３の中央部の間には、絶縁性部材１０１として石英を設けた。
【００４１】
実施例１では、上記のイオン源１１を図２における薄膜形成装置に搭載した。図２の薄膜形成装置において、真空排気可能な真空チャンバー１０を設けた。真空チャンバー１０は大気圧環境下からまず補助排気系２４により荒引き排気が行われ、圧力が１００Ｐａ程度になるまでの排気を行った。補助排気系２４により１００Ｐａになるまで排気が完了したら、主排気系２３により成膜可能な圧力までの排気を行った。主排気系２３はターボ分子ポンプ（以下、ＴＭＰ）を用いているため、ＴＭＰの排気側は補助排気系２４にて排気を行う構成とした。実施例１では、６．６×１０−４Ｐａ以下となるまで排気を行ってから、プロセスガスを導入して１．３×１０−２Ｐａでイオン源１１の安定性を確認した。
【００４２】
実施例１では、放電室７内には３０ｓｃｃｍの酸素を導入した。イオン源１１内において酸素プラズマが生成したら、各グリッドに所定の電圧を印加してイオンビームを生成した。放電室７に近い第１の電極１に＋２５０〜＋１０００Ｖの間で印加し、第３の電極２に−２５０〜−１０００Ｖを印加した。またＲＦコイル８に印加する高周波は、初期値は４００Ｗであった。プラズマ生成後は、所望のイオン電流量となるようにＲＦコイル８に印加する電力量を調整した。イオン源１１から放出された酸素イオンをワーク２０に照射した。
【００４３】
実施例１で、イオン源における第１の電極１と第２の電極２の間に印加する電圧差を変化させた際の異常放電の有無を調べた結果を表１に示す。イオンビームの引き出し量は、第一グリッド電極１に流れる電流値とし、その値が３００ｍＡとなるようにＲＦコイル８に投入する高周波電力を調整することにより行った。また酸素導入量は３０ｓｃｃｍとした。
【００４４】
異常放電の確認方法としては、３０分間の連続放電中に第１の電極１および第２の電極２に接続された電源において、瞬間的に電流値が増大し且つ電圧が低下した時を異常放電としてカウントすることで異常放電回数を目視で確認した。
〇：異常放電が発生しない。
△：異常放電が１回〜４回
×：異常放電が５回以上
【００４５】
【表１】
2020167107.tif 000003
【００４６】
次に、酸素導入量を変化させたときに、グリッド電極間での異常放電の有無を調べた結果を表２に示す。イオンビームの引き出し量は、第一グリッド電極１に流れる電流値とし、その値が３００ｍＡとなるようにＲＦコイル８に投入する高周波電力を調整することにより行った。グリッド電極に与える電圧は、第一グリッド電極１に＋４５０Ｖ、第二グリッド電極２に−３００Ｖを印加して、グリッド電極間に７５０Ｖの電圧差を与えた。
【００４７】
【表２】
2020167107.tif 000004
【００４８】
（比較例１）
比較例１では、電極間に絶縁性部材の石英を設けない以外は実施例１と同様に行った。結果を表１と表２のようになった。
【００４９】
（実施例２）
実施例２は、図３に示すイオン源を用いた以外は実施例１と同様に行った。
【００５０】
実施例２では、図３（ｂ）に示す電極１及び電極２を用いた。実施例２では、図３（ａ）に示すように、電極は２枚構成で、放電室７に一番近い第１電極１には＋２００〜＋１０００Ｖの正電位を印加した。第２の電極２には−２５０〜−１，０００Ｖの負電位を印加した。
【００５１】
実施例２では、第１の電極１と第２の電２極の中央部に絶縁性部材２０１を配置した。実施例では、絶縁性部材２０１は高純度アルミナを使用した。
【００５２】
実施例２は、実施例１と同様の評価を行ったところ、実施例１と同様に異常放電を抑制できた。
【００５３】
（実施例３）
実施例３は、図４に示すイオン源を用いた以外は実施例１と同様に行った。
【００５４】
実施例３では、図４（ａ）に示すように、電極が３枚構成で、絶縁性部材３０１はリング形状のマシナブルセラミックを用いた。
【００５５】
実施例３は、実施例１と同様の評価を行ったところ、図４の構成において実施例１と同様に異常放電を抑制できた。
【００５６】
また、図４（ｂ）に示すように、電極が２枚構成で、絶縁性部材３０１はリング形状のマシナブルセラミックを用いた場合でも、同様に異常放電を抑制できた。
【００５７】
（実施例４）
実施例４は、図５に示すはイオン源を用いるとともに下記の条件に変更した以外は実施例１と同様に行った。
【００５８】
実施例４では、図５（ａ）に示すように電極は３枚構成で、放電室７に一番近い第１電極１には＋２００〜＋１０００Ｖの正電位を印加した。第２の電極２には−２５０〜−１，０００Ｖの負電位を印加した。実施例４では、第１電極１と第２電極の中央部に絶縁性部材４１０として高純度アルミナを配置した。また、第２の電極２と第３の電極３の間にも、絶縁性部材である高純度アルミナを設けた。
【００５９】
実施例４は、実施例１と同様の評価を行ったところ、実施例１と同様に異常放電を抑制できた。
【００６０】
また、図５（ａ）の電極では絶縁性部材４０１が中央部においても空洞が無い部材を使用したが、図５（ｂ）に示すように絶縁性部材４１１がリング形状の高純度アルミナを用いた場合でも、同様に異常放電を抑制できた。
【００６１】
（実施例５）
実施例５は、絶縁性部材の周囲にギャップ調整部材を設けるとともに下記の条件に変更する以外は実施例４と同様に行った。
【００６２】
実施例５では、図６（ａ）に示すように、絶縁性部材５０２として中央部においても空洞が無い高純度アルミナを設けた。実施例５では、第１電極１と第２電極２および第２電極２と第３電極３の間において絶縁性部材５０２の周囲にギャップ調整部材５０１を配置した。ギャップ調整部材５０１は絶縁性部材５０２と同じ高純度アルミナを用いた。
【００６３】
実施例５は、実施例４と同様の評価を行ったところ、実施例４と同様に異常放電を抑制できた。
【００６４】
また、図６（ｂ）に示すように、図６（ａ）の絶縁性部材５０２をリング形状の高純度アルミナの絶縁性部材５１２とした用いた場合でも、同様に異常放電を抑制できた。
【００６５】
（実施例６）
実施例６は、図７に示す電極を用いるとともに下記の条件に変更する以外は実施例１と同様に行った。実施例６で用いた電極の拡大図を図８に示す。
【００６６】
実施例６では、電極は、第１の電極１と、第２の電極２と、第３の電極３の３枚構成とした。実施例６では、放電室７に一番近い第１の電極１には＋２００〜＋１０００Ｖを印加の正電位を印加した。第２の電極２には−２５０〜−１，０００Ｖの負電位を印加した。第３の電極３は接地した。
【００６７】
実施例６は、図７に示すように第２の電極２の開口位置が、第１の電極１及び第３の電極３の貫通孔の中心をずらした配置にした。実施例６で、電極をこのような配置とすることにより、イオンビームの引き出し角度を曲げることができた。
【００６８】
第１の電極１と第３の電極３は、図８（ａ）に示すように、貫通孔が第１の電極穴ピッチで開いており、４．００ｍｍピッチであった。第２の電極２は、図８（ｂ）に示すように、貫通孔が第二の電極穴ピッチで孔が開いており、３．９９ｍｍピッチであり、貫通孔の径はφ３ｍｍであった。
【００６９】
実施例６は、実施例５と同様の評価を行ったところ、実施例５と同様に異常放電を抑制することができた。
【００７０】
（評価）
表１に示すように実施例１におけるイオン源１１においては、グリッド間電圧を２０００Ｖとしても異常放電することなく、安定したイオンビーム照射を行うことができることを確認した。電極間に絶縁性部材を設けなかった比較例１のイオン源においては、グリッド間電圧が５００Ｖであっても数回の異常放電を確認した。
【００７１】
表２に示すように、実施例１におけるイオン源においては、酸素導入量を増加させても異常放電を起こすことなく安定したイオンビーム照射を行うことができることを確認した。比較例１のイオン源においては、酸素導入量を減少させれば異常放電が発生しない場合もあるが、酸素導入量が少ないために引き出すことができるイオンビームの増加は見込めない。そのために実施例１における絶縁性部材２５を設置した構成にすることでグリッド電極間の電圧差を高められ、ガス導入量が増加した際にも異常放電がなく安定したイオン源を提供することができた。
【００７２】
実施例１〜６は、平板の中央部に貫通孔が無い閉口型の電極を用いたイオン源において、電極間に絶縁性部材を設けた。これにより、電極の中央閉口部を設けても、絶縁性部材により放電用ガスの滞留を抑制することができた。そして、グリッド閉口部におけるガス圧の上昇を抑えることができ、電極間での異常放電を防ぐことができた。
【符号の説明】
【００７３】
１  第１の電極
２  第２の電極
３  第３の電極
５  プラズマ
７  放電室
８  ＲＦコイル
９  放電用ガス導入部
１１  イオン源
２０  ワーク
２１  ワークホルダ
２５  絶縁性部材
【図１】
2020167107.tif 000005
【図２】
2020167107.tif 000006
【図３】
2020167107.tif 000007
【図４】
2020167107.tif 000008
【図５】
2020167107.tif 000009
【図６】
2020167107.tif 000010
【図７】
2020167107.tif 000011
【図８】
2020167107.tif 000012
【図９】
2020167107.tif 000013