(57)【要約】  本発明は、イオン源１０１、ターゲット１０２、傾斜角可変基板テーブル１０３および補助ポートを有するブロードビームイオン装置に関する。ターゲットは、複数のターゲットを運ぶ回転体の形であり、イオン源１０１は、ほぼ長方形状の断面をもつビーム１０５を生成するように構成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a)進路に沿ったイオンビームを供給するイオン源と、
(b)ターゲットが概ね長方形であり、前記イオン源が、断面が長方形状であるイオンビームを生成するように配置されたことを特徴とする前記イオンビームに連続的にターゲットを整列させる回転可能なターゲット支持体と、
を含むブロードイオンビームデポジション装置。
【請求項２】
第１の位置は、使用中の位置にあり、その後続の位置に衝突するビームをさえぎることを特徴とする複数のターゲット位置を前記ターゲット支持体が決定する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記支持体は、円形回転体である請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ターゲット位置は、分離され、ターゲット位置の数と同数の面である規則的な幾何学的形状のそれぞれの面に対して傾斜している請求項２または３に記載の装置。
【請求項５】
前記ターゲット位置は、８個である請求項４に記載の装置。
【請求項６】
進路に沿ったイオンビームを形成するイオン源と、
第１の位置は、使用中の位置にあり、その後続の位置に衝突するビームをさえぎることを特徴とする複数のターゲット位置を決定する回転可能なターゲット支持体と、
を含むブロードイオンビームデポジション装置。
【請求項７】
前記後続の位置は、ターゲットを保護するための保護部材を備える請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記進路の一方側にある基板の支持体と、
前記進路の他方側にある補助的なサポートと、
を有する請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記支持体は、基板を前記ポートあるいは前記ターゲットに向き合わすために、傾斜を変更することができる請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記イオン源は、
プラズマを包含し、かつイオンの出射口を有するチャンバーと、
前記出射口に配置され、前記プラズマからイオンの流れを引き出して、一方向のビームに形成するための加速器であり、スペースを空けた概ね平行な４つのグリッドを有し、前記の方向に順に番号を付けた第２〜４グリッドは、２セットの支持体により位置付けられ、そのうち１つのセットは、前記第２グリッドと前記第４グリッドを支持し、他方のセットは前記第３グリッドを支持する加速器と、
を有する請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記他のセットは、前記第３グリッドと前記第４グリッドを支持する請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１のセットの支持体の少なくとも１つは、前記出射口を規定する前記チャンバー壁またはその延張部分から前記第２グリッドまで達する絶縁体を含む請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１のセットの支持体の少なくとも１つは、前記第２グリッドから前記第４グリッドまで達する絶縁体を含む請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記第２のセットの支持体の少なくとも１つは、前記出射口を規定する前記チャンバー壁またはその延張部分から前記第３グリッドまで達する絶縁体を含む請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記第２のセットの支持体の少なくとも１つは、前記第３グリッドから前記第４グリッドまで広がった絶縁体を含む請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記絶縁体は、スパッタの影となる構造を含む請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記チャンバー壁またはその延張部分は、絶縁体を収容するための、少なくとも１つの溝を含む請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１グリッドは、プリストレス（ｐｒｅ−ｓｔｒｅｓｓ）を与えられ、少なくとも１つの軸の回りの方向に凸形状となっている請求項１０〜１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１グリッドは、概ね長方形状であり、かつ前記１つの軸が長手方向軸となる請求項１７のビーム源。
【請求項２０】
前記グリッド外周近くの開口の少なくともいくつかは、前記グリッドの中心領域にある開口よりも断面が小さい請求項１０〜１９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２１】
前記イオン源は、
プラズマのための空間を有するチャンバーと、
局所的な損失を発生するために前記空間内に位置し、その結果、局所的なプラズマ密度を減少させて、前記空間内のプラズマ密度勾配を決定する部材と、
を含むプラズマ発生器を含む請求項１〜２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
前記部材は、概ね平坦である請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記部材は、前記チャンバー内の概ね横方向平面に配置される請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記部材は、切り取り部あるいは開口を有する請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２５】
前記部材は、前記チャンバーの横平面において概ね中央に配置される請求項２１〜２４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２６】
前記部材は、絶縁体である請求項２１〜２５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２７】
前記部材は、導電体である請求項２１〜２６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２８】
前記プラズマ発生器は、使用中に前記チャンバー内で不均一なプラズマを発生し、
前記部材は、前記部材が無い場合には最大のプラズマ密度が生成されるであろう領域に配置されている、
請求項２１〜２７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２９】
前記部材は、概ね三角形状、円板状、ダイアモンド形状、正方形状、長方形状である請求項２１〜２８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３０】
前記部材は、複数個ある請求項２１〜２９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３１】
複数の前記部材は、スペースを空けて概ね並列である請求項２７に記載の装置。
【請求項３２】
進路に沿ったイオンビームを生成するイオン源と、
前記進路上のターゲット位置と、
前記進路の一方側に位置する基板支持体と、
前記進路の他方側に位置する補助プロセスポートと、
を含むイオンビームデポジション装置。
【請求項３３】
前記支持体は、基板を前記ポートや前記ターゲットに対して正しい位置に合わせるために傾斜角を変える請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記回転可能なターゲットは、
複数のターゲット位置と、
概ね半径方向の内側に延びる、前記ターゲット位置の間のスペースであり、前記配置の上流端から流出したイオンビームによりスパッタされた任意の物質を補足するために形成されるスペースと、
を規定する請求項１〜３３のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブロードイオンビームデポジション（ＢＩＢＤ）装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン源を有するＢＩＢＤ装置は、公知である。ＢＩＢＤ装置は、平行に配置された複数のグリッドを通してイオンビームを供給し、平行なビームを形成して、そのビームをターゲットに入射させて物質をスパッタリングして基板上に堆積させる。一般的にターゲットは、ビームの主軸に対して約４５度で配置され、この配置によるスパッタリングは、かなり広い円弧状に起こり、不均一な程度が比較的高くなる。そのように生成されたイオンビームは、断面が概ね円形状であり、多くのターゲットが利用されないか、もしくは多くのイオンビームがターゲット端の近傍を通過する結果、不要な物質がスパッタされる可能性がある。いずれにせよ効率が悪いので、イオンビームデポジションは、大部分研究用のツールであった。また、要素部品を製造するのみ用いられたが、この要素部品は、特殊な薄膜特性が必要であり、この技術によってのみ得られるというような薄膜を有するものであった。これは、現在まで処理能力が非常に低いものであったので、高価格商品だけがこの技術のコストに見合うことができるからである。
【０００３】
異なった物質の複数のターゲットを、回転体の上に搭載し、例えば６角形状の回転体に搭載することにより、連続してデポジションを行うことは公知である。しかし、これは、前後のターゲットへの余計な衝撃を避けるために、ターゲットに当たるビームの面積を減少させることになりがちである。
【発明の概要】
【０００４】
一態様では、本発明は、
（ａ）イオンビームを生成するイオン源と、
（ｂ）ターゲットが概ね長方形状であり、断面が長方形状のビームを生成するようにイオン源が配置されていることを特徴とするビームに対して連続してターゲットを調整するための回転可能なターゲット支持体と、
を含むブロードイオンビームデポジション装置からなる。
【０００５】
また他の態様では、本装置は、イオンビームを生成するためにイオン源と、第１の位置は使用中の位置にあり、その後続の位置に衝突するビームをさえぎることを特徴とする複数のターゲット位置を決定する回転可能なターゲット支持体と、を含むブロードイオンビームデポジション装置からなる。
【０００６】
好ましくは、ターゲットの位置は、分離され、ターゲット位置の数と同数の面である規則的な幾何学的形状のそれぞれの面に対して傾斜しているとよい。例えば、ターゲット位置の数を８個にできる。
【０００７】
さらに他の態様では、本発明は、進路に沿ったイオンビームを生成するイオン源と、
進路上のターゲット位置と、進路の一方側にある基板支持体と、進路他方側にある補助的な製造ポートと、を含むイオンビームデポジション装置を含む。
【０００８】
多くの場合、イオン源は、プラズマを包含し、かつイオンの出射口を有するチャンバーと、出射口に搭載され、プラズマからイオンの流れを引き出して一方向のビームへ形成する加速器と、を含む。ここで、加速器は、スペースを持った、概ね平行な４つのグリッドを有する。ビームの方向から順に番号を付けた第２〜４グリッドは、２つの支持体のセットにより位置付けられ、そのうち１つのセットは第２グリッドと第４グリッドを支持し、他方のセットは第３グリッドを支持する。
【０００９】
第２グリッドは、第１グリッドの上で支持される必要はない。しかしその代わりに第２グリッドの支持体は、第１グリッドの開口を貫通でき、チャンバー壁やその延張部分に係合する。そして、支持体は、チャンバー壁や延張部などの内部の溝に置くことができる。したがって、絶縁体の長さは、かなり広げられる。同様に第３グリッドの支持体は、第１グリッドを貫通できる。
【００１０】
好適な実施例として、第１のセットの支持体の少なくとも１つが、第２グリッドと第４グリッドの間に広がった絶縁体を含むか、それに加えてもしくは代替的に、第２グリッドの支持体の少なくとも１つが、出射口を規定するチャンバー壁またはその延張部から第３グリッドまで達した絶縁体を含む。選択的には、他方のセットの支持体の少なくとも１つが、第３グリッドから第４グリッドまで達した絶縁体を含むことができる。ここで述べた絶縁体が、全てのそれぞれの支持体の上にあることは、特に好ましい。
【００１１】
絶縁体の少なくともいくつかが、スパッタの影となり、絶縁体の全長に亘る導電路を形成する逆スパッタを防止する構造を有することは、好ましい。そのような構造は、絶縁体表面のトラッキング長を増加するという方法で、形成できる。
【００１２】
以上のいずれの場合でも、第１グリッドは、機械的にプリストレスが与えられ、ある軸方向に凹凸のプロファイルを示すことができる。機械的にプリストレスを与えることによって、正確な配置構造を得ることができることが分かった。この構造は、加熱下で変形せず、高価な加熱前処理を要しない。与えられたプリストレスは、１次元的であるので、第１グリッドを係合させることができるチャンバー壁や構成部材に機械的に加工できる。このため、高価な熱処理を避けることができる。米国特許６，３４５，７６８における教示とは逆に、凸型カーブが好ましいことが明らかになった。これは、プリストレスを与えられた第１グリッドは、配置された位置で固定されるため、ある範囲においてプラズマを不均一なものとして扱うことや、プラズマ密度を、特定の配置構造に一致させることを可能にするからである。凹面形状は、中空ビームを供給することに使用できる。
【００１３】
グリッドは、概ね長方形であり、その中心軸は長手方向軸である。
【００１４】
グリッド外周近くの開口の少なくともいくつかは、中心領域にある開口よりも断面が小さくできる。従来、プラズマ密度が減少するプラズマチャンバー壁近傍の電流を、増加させるために、外側の穴や開口は、より大きくすべきであると考えられてきた。しかし、発明者は、これは誤った考え方であることを見出した。発明者の提案により、ビームの発散を減少させることができる。一般に開口の断面は、予想される局所的なプラズマ密度に比例させることができる。イオン源は、複数のプラズマ発生器を含むことができ、イオン源が長方形や細長い形状である場合には、プラズマ発生器は、イオン源の長さ方向に沿ってスペースを開けて配置できる。
【００１５】
本イオン源は、プラズマ発生器と、プラズマの空間を有するチャンバーと、局所的損失を生じさせるためにチャンバー内の空間に位置し、局所的なプラズマ密度を減少させ、チャンバー内の空間のプラズマ密度の勾配を決定する部材と、を含む。
【００１６】
好ましい配置では、プラズマ密度は、チャンバー内に亘り、均一になる。
【００１７】
出願人は、プラズマの均一性に関する問題あるいは、好ましいプラズマの勾配を実現するために、従来とは全く異なった手法があることを見出した。それは、一般的にプラズマの中央部に向かって起きる、より高いプラズマ密度を減少させることである。これにより、必要に応じて、プラズマ全体の密度を著しく均一化したり、徐々に変化させたりすることができる。これは、従来の磁気的方法と組み合わせて使用することができるが、また、単独でも使用できる。
【００１８】
好適には、部材は、概ね平坦であり、チャンバー内の概ね横方向平面に置くことができる。部材は、１つまたは複数の切り取り部や開口を有することができ、実際には、複数の部材を配置できる。複数の部材は、共通の平面上に配置できる。代替的には、スペースを開けて、概ね平行に配置できる。
【００１９】
代替的な配置では、部材は、チャンバー内部の概ね軸方向に配置できる。また、複数の部材を、スペースを空けて概ね平行に配置できる。
【００２０】
ＲＦ電界に配置される場合は、部材は、絶縁体で形成されるべきである。一方、部材は、導体にできる。部材は、適当な任意の形状にできるが、製造上の理由から、例えば、三角形状、円板状、ダイアモンド形状、長方形状などの規則的な幾何学的形状が、特に適当である。３次元及び／又は不規則な形状を使用できる。
【００２１】
本プラズマ源は、イオン源の一部とすることができる。同様に、本プラズマ源は、アンテナ構造や他のプラズマ源と代替できる。適当な任意のプラズマ発生方法を使用できる。
【００２２】
他の態様では、本発明は、約１００Ｗを超える入力電力を有するプラズマ発生器と、プラズマチャンバーと、プラズマチャンバー内に位置し、チャンバー内に包含されたプラズマから電力を吸収するための、少なくともひとつの部材と、を含む１００Ｖまたは１００Ｖ以下の低電力イオンビームを生成するイオン源からなる。
【００２３】
この配置においては、低電力入力のイオン源を操作して、低電力ビームを生成することに関する問題は、イオン源を、より高い電力で操作して、部材を十分な電力を吸収するために使用して、イオンビームを目標のレベルに減ずることにより、解決できる。
【００２４】
本発明は、上記のとおりに規定されるが、これまでに述べられ、また以下に述べられる説明において提示される特徴の、進歩性があるどのような組合せも含むと理解するべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】イオンデポジション装置の概略図である。
【図２】イオン銃の概略図である。
【図３】図２の銃の加速器グリッドの拡大した概略図である。
【図４】図２のイオン銃に使用されるグリッド部品を正面斜めから見た図である。
【図５】図２のイオン銃に使用される１番グリッドの平面図である。
【図６】図５のA-A断面において曲率を誇張したグリッドの断面図である。
【図７】図５のグリッドの端面図である。
【図８】支持体の第１セットの１つを現した加速器グリッドの断面図である。
【図９】支持体の第２セットの１つにおける図８と同様な図である。
【図１０】図８の代替実施例である。
【図１１】図９の代替実施例である。
【図１２】マルチ−アンテナ・ソースの概略図である。
【図１３】イオン源の第１実施例の断面図である。
【図１４】第２実施例のイオン源の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１を参照すると、１００で概略的に示されたブロードイオンビームデポジション装置は、イオン源１０１、ターゲット１０２、傾斜角可変基板テーブル１０３、補助ポート１０４を含む。
【００２７】
以下に詳細に述べると、イオン源１０１は、ターゲット回転体１０２に向かう実質的に長方形の断面をもつビーム１０５を生成する。ターゲット回転体は、いくつかのターゲットを、例えば８個のターゲットなど、分離されて概ね放射状の脚部１０７上のテーブル１０６で運ぶ。脚部１０６とテーブル１０７はわずかにオフセットされている。その結果、テーブル１０７により規定されるターゲット位置は、ターゲット位置の数と同数の面をもつ規則的な幾何学的形状のそれぞれの面に対して傾斜しており、また回転体１０２の軸を中心としている。なお、ターゲット１０８は長方形状である。
【００２８】
長方形状の断面を持つビーム１０５と傾きを有する長方形状ターゲット１０８の組合せることにより、スパッタリングが実質的にターゲットの全域で起こるだけでなく、図１に示されるように、先行するターゲットは、現在のターゲットが使用中にはいつでもビームに対して影の中に位置するようになる。そのため、好ましくないスパッタリングは起こりえない。さらにターゲットシールド１０９を導入し、先行するターゲットを保護することができる。なお、このシールドはその先端を保護するターゲット面にできるだけ限り近づけるようにするために、本質的にはくさび状であり、オプションとして動作させることができる。
【００２９】
脚部間のスペース１０７ａは比較的高いアスペクト比を有しているため、ターゲットの上流端から漏れたビームはいずれもそのスペースに下降し、スパッタされた物質の結果物はいずれもそのスペースに留まることになる。
【００３０】
なお、ターゲットがお互いにスペースを保っているので、特に長方形状のビームを使用すると、ターゲットの全面を洗浄することもできる。使用中のターゲットからスパッタされた物質は、傾斜角可変基板テーブル１０３上に搭載された基板１１０に衝突する。基板上のスパッタされた層の均一性は基板の角度に非常に影響を受けやすく、最適な角度はターゲット物質に依存することが分かっている。そのために、傾斜角可変基板テーブルを用いると、正確に装置を設定することができる。なお、補助ポート１０４は、イオンビーム１０５に対して実質的に適正な角度に配置されるが、傾斜角可変基板テーブル１０３とは向き合っている。これによって、スパッタステップが実行されているときに、堆積やイオンビーム処理ができることになる。例えばスパッタステップの間にターゲット洗浄を行うことができる。基板は、そのような処理のために傾斜角可変基板テーブル１０３で最適な姿勢に傾けられ、その後にスパッタのための最適な姿勢に戻すことができる。代替的な方法として、イオンアシストデポジション（Ion Assisted Deposition）や表面修飾の目的でスパッタしている間に、補助ポートに配置されたイオン源を利用することができる。洗浄中は、基板シールド１１１は基板あるいは基板位置の上に置くことができる。
【００３１】
得られた装置は、ターゲット１０８は種々の物質から製造されることができるので、極めて自由度が高い。そして補助ポート１０４を使用することによりスパッタステップの間に他の処理ステップを行うことができることが理解できるだろう。したがって、ひとつのチャンバー内で連続する製造ステップを行うことができる。
【００３２】
特に好ましいイオン源の配置を、図２〜９により説明する。そして、他の実施形態を図１０〜１２により説明する。
【００３３】
イオン銃１０１を図２に概略的に示す。イオン銃は、ＲＦ電源１２により駆動されるプラズマ発生器１１と、出射口１４と、出射口を横切って取り付けられた加速器グリッド１５を有するプラズマチャンバーまたはソースチャンバー１３とを備える。加速器グリッド１５は４つの異なったグリッドを備える。出射口１４に一番近い第１グリッド１６はＤＣ電源１６ａにより正電圧に保たれており、第２グリッド１７はＤＣ電源１７ａにより負の高電圧に保たれている。第３グリッド１８はＤＣ電源１８ａにより負電圧に保たれているが、その電圧は第２グリッド１７よりもかなり低くなっている。そして第４グリッド１９は接地されている。
【００３４】
以下で明らかにされる理由で、使用者は第２グリッドを約−２０００Ｖないしそれ以上の電圧差で駆動することができる。このことは、平面１６と平面１７の間に優れた静電レンズを形成するという２重の効果を得ることができる。図３に示すように、イオンビーム２０がプレート１６とプレート１７の間で集束している。グリッド１７に印加された高い負電圧はまた、ビーム２０中のイオンを著しく加速し、その結果イオンビーム２０が操作可能な長さに亘って横方向の集束力の効果を引き起こすことによって、発散を減少させる。
【００３５】
グリッド１８は非常に小さな負電圧で、グリッド１９の接地電圧が２つの減速ステップで達成されるので、ビーム２０が大幅に発散する原因となることない。
【００３６】
正電圧、負電圧、負電圧、接地というグリッドの配列は、電圧低下や電圧が不安定となる原因となり得る、電子の逆流が発生する可能性をもまた著しく減ずる。
【００３７】
図４にグリッド組立体を示す。グリッド１４〜１９は、フレーム部品２１を介してチャンバー１３に取り付けることができ、これらのグリッドは、グリッド自体がフレーム２２と以下に説明するように接続されている。図５から図７を見ると、グリッド１６の開口２３が、中央部より周辺部の方が小さくなっていることが分かる。これは既に述べた理由によるものである。次に図８を見ると、グリッド１６は、図中では誇張されているが、プリストレスが与えられて細い縦長の凸曲面となっている。既に述べたように、このことにより耐熱構造となっている。この湾曲は、ほとんど視覚では確認できないが、好適には第１グリッドが取り付けられているチャンバー壁に対して機械的に加工することができるため、高価な熱処理を施す必要がない。代替的には、この曲面を凹曲面とすることができる。このことにより中空ビームを生成することができる。
【００３８】
なお、フレーム２２には支持体が貫通する開口２３があり、図４の２４に示すような電圧接続部が取り付けられる。
【００３９】
図８及び図９に見られるように、２つの異なった形状の支持体が使われることが提案されている。それぞれの支持体は、支持体をソースチャンバー１３の壁２５の中に位置させることができる中核部を含む。どちらの場合も、この中核部は、ねじ２６、ワッシャー２７、スリーブ２８、及びフレーム２２とすることができるクランプ２９を含む。当業者が良く理解しているように、この配列は、圧縮によりグリット１６〜１９を保持して使用することができ、その結果、これらのグリッドが水平及び垂直に相互関係を維持して位置づけることができる。
【００４０】
第１のセットを構成する支持体の１つは３０に示す。これはさらに、環状の絶縁体３１、３２を含んでいる。絶縁体３１は、グリッド１６を貫通することができ、チャンバー壁２５の溝３３の中に位置する。そして、絶縁体３１は、第２グリッド１７の開口３４を上方に貫通し、第３グリッド１８を支持する。絶縁体３２は、さらにグリッド１８の上に位置し、グリッド１９を支持する。これにより、第２グリッドと第３グリッドは、機械的関係で効果的に分離されると同時に、チャンバー２５と第３グリッド１８との間に長い絶縁体３３を備える。
【００４１】
支持体の第２のセットの一部材を図９の３５に示す。ここでは、下側の環状絶縁体３６が第２グリッド１７を支持し、上側の環状絶縁体３７がさらに第４グリッド１９を支持する。このような方法で、第２、第３グリッドは、壁２５及び第４グリッド１９に対して寸法的に基準としているが、両グリッドはお互いに係合することはない。これによって、絶縁体３６を第１グリッド１６の上に配置することなく、絶縁体３６を、第１グリッド１６を貫通させることができる。これにより、他のグリッドの位置に誤差を生ずることなく、溝３３の利点が得られ、グリッド１６を凸曲面状にすることができる。
【００４２】
図１０及び図１１に、代替の配置を示す。ここでは、第４グリッド１９は第３グリッド１８の上に支持されておらず、スリーブ２８はショルダー３８を有しており、第３グリッド１８を固定する。
【００４３】
グリッド１６〜１９は、グリッド１６が湾曲しているのにも関わらず、概ね平行なものとして描かれている。グリッド１６は構造上ほぼ平らなものであるので、当業者には良く理解されよう。
【００４４】
図１２では、単一の大きさ（例えば１５０ｍｍ  ×  ９００ｍｍ）のチャンバー１３に３つのプラズマ発生器１１が備えられている。ここでは、発生器１１は、Ａｖｉｚａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製のＭＯＲＩ（商標）で示されているが、適当な任意の発生器を使用することができる。加速グリッドは１５として表されている。このタイプのマルチ発生源は、例えば、スクリーンディスプレイのような大きな基板を処理するためのブロードビームを供給するために、利用することができる。
【００４５】
出願人はまた、イオン源内部の局所的プラズマ密度を調整するための非常に簡素なシステムを開発した。これにより、ソースの幅方向における均一性を高めることや、いくつかの特定の処理技術において、所定のプラズマ密度勾配を供給することができる。例えば、イオン源の中心に向かって最も密度が低くなるという逆転した密度分布を有することは魅力的であろう。
【００４６】
出願人は、チャンバー１３の概ね中心位置で横方向に伸びている部材３９を挿入した。部材３９の大きさ、形、及び位置は、チャンバー内で衝突するプラズマから十分な電力を吸収するように選択する。これによって、グリッド１５近辺でのプラズマ密度が、チャンバー１４の幅方向に実質的に均一になるように、プラズマ密度を局所的に減少し、また、要求された不均一な密度形状を実現する。
【００４７】
部材３９の大きさ、形、及び位置は、実験的に決定することができる。部材３９は、開口あるいは貫通孔４０を備えるので、局所的な微調整を可能とする。
【００４８】
このタイプの横向きの部材が使用されると、チャンバーを貫くイオンの流れに影響を与える。開口４０の有無も同様である。これによれば、さらに均一性を高めるためイオンの流れをチャンバー壁の方へ移動させることができる。複数の部材を使用でき、さらに多くの部材３９を追加しても大抵の場合、微調整できるだろう。
【００４９】
既に主張してきたように、イオン源は、プラズマ発生器のただの１例にすぎない。そして上記の主要な内容は、他のプラズマ発生デバイスに等しく当てはまる。
【００５０】
１つのまたは複数の部材３９は、プラズマ内部の不均一レベルの修正に使用されるのと同様に、イオンビームから電力を吸収することにも使用できる。これは、低エネルギー（例えば１００Ｖ以下）のプロセスビームが必要な用途において、特に効果的である。一般に低エネルギーでビームを処理することが必要な用途では、０．２ｍＡｃｍ−２程度のプラズマ密度が、良好な均一性とともに、求められる。しかし、そのような用途では、２０Ｗ程度の入力電力で操作される傾向にあり、プラズマ発生デバイスを制御するのが極めて難しくなる。これに対し、図１３に示す配置を利用して、イオン源を、制御性が良い領域で、例えば１５０Ｗの入力電圧で、操作できる。ここで、１つまたは複数の部材３９は、十分な電力を吸収し、適当な均一性を備えるように配置される。
【００５１】
電力吸収またはプラズマ密度の制御を単独で要する場合は、１つ、または複数の部材３９は、図１４に示すように、チャンバー１４の中で縦に一直線に並べられる。図１と図２の配置の中間的な配置も、利用できる。
【００５２】
配置する要件は、装置の形状により異なる。しかし、一般には初期プラズマ発生用アンテナ領域に近づき過ぎないように配置すべきである。これは、挿入部材が、プラズマのチャンバー１３への流入に影響を与えるためである。同様に、部材３９がグリッド１５や処理面に近づきすぎた場合は、グリッド１５を事実上ふさいでしまう。このような制約の中で、部材の縦方向の位置は、目的とする効果と合致して選択することができる。実験からいくつかのことが明らかになった。拡大ボックスの拡散距離は、５ｍｍのオーダーの挿入部材の軸方向位置の変化にとても敏感である。チャンバー１３の短軸方向に測定したところ、挿入物の半径の半分の拡散距離は、利用可能であることが分かった。一般にチャンバー１３の対称になるように挿入物を置くと利用しやすいことが分かった。
【図１】
2009544839.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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