(57)【要約】【課題】正イオン、負イオン、中性粒子等の各種のビームを大口径で均一に被処理物に照射することができるビーム源及びこれらのビーム源を用いて被処理物を処理するビーム処理装置を提供する。【解決手段】プラズマ生成室内にプラズマを生成するアンテナ２と、プラズマ生成室４内に配置された第１電極１と、第１電極１とアンテナ２との間に電位差を発生させる電位差発生手段とを具備し、アンテナ２と第１電極１との間に生成されたプラズマから第１電極１を介して粒子ビームを引き出すことを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ生成室内にプラズマを生成するアンテナと、前記プラズマ生成室内に配置された第１電極と、前記第１電極と前記アンテナとの間に電位差を発生させる電位差発生手段とを具備し、前記アンテナと前記第１電極との間に生成されたプラズマから前記第１電極を介して粒子ビームを引き出すことを特徴とするビーム源。
【請求項２】
前記第１電極とアンテナとの間に電位差を発生させる電位差発生手段が、前記アンテナに高周波電圧と直流電圧とを交互に印加する電圧印加手段であることを特徴とする請求項１に記載のビーム源。
【請求項３】
前記第１電極とアンテナとの間に電位差を発生させる電位差発生手段が、前記アンテナに高周波電圧と低周波電圧とを交互に印加する電圧印加手段であり、前記アンテナに隣接して誘電体を介在させたことを特徴とする請求項１に記載のビーム源。
【請求項４】
前記第１電極とアンテナとの間に電位差を発生させる電位差発生手段が、前記アンテナに高周波電圧と低周波電圧とを交互に印加する電圧印加手段であり、前記アンテナと第１電極との間に誘電体を介在させたことを特徴とする請求項１に記載のビーム源。
【請求項５】
前記アンテナの表面が誘電体により覆われていることを特徴とする請求項３に記載のビーム源。
【請求項６】
前記第１電極が多数の開口を備えたオリフィス電極であり、前記プラズマから引き出された粒子を前記開口にて中性化することを特徴とする請求項１記載のビーム源。
【請求項７】
前記アンテナは、その表面にグラファイトのコーティングを備えたものであることを特徴とする請求項１に記載のビーム源。
【請求項８】
ビーム源を用いて被処理物を処理するビーム処理装置であって、請求項１から７のいずれかのビーム源と、該ビーム源の第１電極に対面するように被処理物を支持するステージとを備えたことを特徴とするビーム処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路の製造工程などに用いられるビーム源及びビーム処理装置に係り、特に高密度プラズマから高指向性で且つ高密度の正イオン、負イオン、中性粒子等の各種のビームを生成するビーム源及びビーム処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体集積回路、ハードディスク等の情報記憶媒体、あるいはマイクロマシーン等の分野において、その加工パターンが著しく微細化されている。かかる分野の加工においては、直進性が高く（高指向性であり）、且つ比較的大口径で高密度のイオンビーム等のエネルギービームを照射して、被処理物の成膜またはエッチングなどを施す技術が注目されている。
【０００３】
このようなエネルギービームのビーム源としては、正イオン、負イオン、中性粒子等の各種のビームを生成するものが知られている。このような正イオン、負イオン、中性粒子等の各種のビームをビーム源から被処理物の任意の部位に照射することで、被処理物の局所的な成膜やエッチング、表面改質、接合、接着などを行うことができる。
【０００４】
正イオン、負イオン、中性粒子等の各種のビームを生成する装置、即ちビーム源、およびそのビーム源を用いたビーム処理装置については、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６などに開示されている。
【０００５】
これらの文献に開示されている装置の基本的な構成の一例を図１１に示す。この装置においては、ビーム生成室４０の外周に誘導結合型のコイル２０が配置され、ビーム生成室４０の下端には、グラファイトなどの導電体で形成された第１電極１０が配置され、この第１電極１０の上方に同じく導電体で形成された第２電極５０が配置されている。前記コイル２０に高周波電流を流すことで誘導磁場を生じさせ、磁界の時間変化が電界を誘導し、その電界で電子が加速されてビーム生成室４０にプラズマが生成される。前記第１電極１０と前記第２電極５０の間に適切に電圧を印加することにより、正イオン、負イオン、中性粒子等の各種のビームを生成して被処理物Ｘに照射することができる。
することが出来る。
【０００６】
また、プラズマを利用したプラズマ発生源またはプラズマ処理装置として、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４、特許文献１５、などが開示されている。さらに、中性粒子ビームを生成する他の装置が、特許文献１６によって開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２８９３９９号公報
【特許文献２】
特開２００２−２８９５８１号公報
【特許文献３】
特開２００２−２８９５８２号公報
【特許文献４】
特開２００２−２８９５８３号公報
【特許文献５】
特開２００２−２８９５８４号公報
【特許文献６】
特開２００２−２８９５８５号公報
【特許文献７】
特開平１０−１２５４９７号公報
【特許文献８】
特許第３１１４８７３号公報
【特許文献９】
特表２００１−５１１９４５号公報
【特許文献１０】
特表２００１−５０７０８１号公報
【特許文献１１】
特開平８−８３６９６号公報
【特許文献１２】
特開平９−８２６９２号公報
【特許文献１３】
特開２００１−３５６９７号公報
【特許文献１４】
特許第３０１７９４４号公報
【特許文献１５】
特許第３３１８６３８号公報
【特許文献１６】
米国特許第６３３１７０１号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
半導体集積回路などの量産化やコストダウン等のためには、半導体集積回路製造装置の大口径化が必須であるが、従来のビーム源を大口径化し、正イオン、負イオン、中性粒子等の各種のビームを生成しようとすると、次のような問題点がある。
【０００９】
まず、大面積で均一なビームを得るには、ビームの素となるプラズマの密度がビーム生成室の半径および周方向ともに均一に分布していることが望ましい。特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６などによって開示されている装置によると、ビーム生成室の外周に誘導結合型のコイルが配置されているので、コイルから供給されるエネルギーが周囲で大、中央で小となるため、生成されるプラズマの密度も周囲が密、中央が疎のように、半径方向に不均一が生じやすい傾向がある。口径がφ１００ｍｍ程度と小さい場合には、ビーム生成室の中央部にもコイルから十分なエネルギーが供給されるので、プラズマ密度の不均一がほとんど生じない。しかし、大口径化のためにビーム生成室を大きくすると、ビーム生成室の中央部にコイルから十分なエネルギーが供給されなくなり、プラズマ密度が半径方向に不均一となって、均一なビームを引き出すことが困難である。
【００１０】
大口径で均一なビームを引き出すには、大口径で均一なプラズマを生成する必要がある。大口径で均一なプラズマを得るには、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２などにより開示されているように、誘導結合型のコイルを被処理物に対向させて配置する構成をとることが知られている。
【００１１】
これらの装置では、適切な中性化手段を設けなければ、正イオンや負イオンなどの荷電粒子を被処理物に照射することとなる。正イオンや負イオンなどの荷電粒子を被処理物に照射するビーム源においては、被処理物に電荷が蓄積するため絶縁物を処理することができない（チャージアップ現象）。また、空間電荷効果でイオンビームが発散してしまうため微細な加工をすることが困難である。
これを防ぐためにイオンビームに電子を注ぎ込むことで電荷を中和することも考えられている。しかしながら、この方法では全体的な電荷のバランスは取れるものの、局所的には電荷のアンバランスが生じており、やはり微細な加工をすることが困難である。
【００１２】
また、プラズマ源からイオンを引き出して被処理物に照射する場合において、プラズマから発生する紫外線などの放射光が被処理物に照射されると、被処理物に悪影響を与えることとなるので、プラズマから放出される紫外線などの放射光を遮蔽する必要がある。
【００１３】
上記の問題を回避するために、正イオン、負イオン、中性粒子等の各種のビームを任意に均一に生成できる大口径のビーム源が望まれていた。中性粒子ビーム生成装置としては、均一なプラズマを得るために誘導結合型のコイルを被処理物に対向して配置し、かつ、適切な中性化手段を持ち、さらには、被処理物に照射される放射光を遮る構成を持った装置が特許文献１６に開示されている。この中性ビーム生成装置は、図１２に示すように、インピーダンス整合器９２を介してＲＦ電源９１に接続されたＲＦインダクタ９３と、ＲＦインダクタ９３に隣接して配置されたＲＦウインドウ９４と、ＲＦ加速回路９６に接続されＲＦインダクタに対向して配置されたＲＦ加速手段９７と、ＲＦ加速手段９７に対向して配置され接地電位にされたサブ−デバイ中性化グリッド１１２から構成されている。ＲＦインダクタ９３によりＲＦ電力を供給することによりプラズマ９５、９９が生成される。ＲＦ加速手段９７とサブ−デバイ中性化グリッド１１２の間に生じる電位差によりプラズマ９９からサブ−デバイ中性化グリッド１１２に向かって正イオンが加速される。サブ−デバイ中性化グリッド１１２にはグリッド穴１１７が開口されており、加速された正イオンがグリッド穴１１７を通過する際に中性化される。
【００１４】
しかし、中性化効率の高いコリメートされたビームを放出するためには、サブ−デバイ中性化グリッド１１２のグリッド穴がプラズマ９９とサブ−デバイ中性化グリッド１１２の間に形成されるシース１１１の厚さより小さい径で、かつ、１０前後の高いアスペクト比である必要があり、このために製造コストが上がり、製造できる材料も限られるという問題がある。そこで上記ビーム生成装置ではアルミを採用しているが、アルミは熱変形が大きいため、１０インチ程度の大きな口径のビーム源には不向きな材料である（第４欄第４５−４８行）。したがって、特許文献１６に開示の技術を利用して大口径で均一なビームを得ることは困難である。
【００１５】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、正イオン、負イオン、中性粒子等の各種のビームを大口径で均一に被処理物に照射することができるビーム源及びこれらのビーム源を用いて被処理物を処理するビーム処理装置を提供することを目的する。特に、被処理物に対しチャージアップ現象を引き起こさず（チャージフリー）、且つプラズマからの放射光を遮蔽することができる、ダメージフリーなビーム源及びこれらのビーム源を用いて被処理物を処理するビーム処理装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このような従来技術における問題点を解決するために、本発明の一態様は、プラズマ生成室内にプラズマを生成するアンテナと、前記プラズマ生成室内に配置された第１電極と、前記第１電極と前記アンテナとの間に電位差を発生させる電位差発生手段とを具備し、前記アンテナと前記第１電極との間に生成されたプラズマから前記第１電極を介して粒子ビームを引き出すことを特徴とするビーム源である。
このような構成により、粒子ビームを引き出すのに必要となる一対の電極の片方をアンテナが兼ねることとなり、電極とアンテナの取り合い（相互干渉）を考慮する必要が無くなる。したがって、プラズマ密度が均一になるように任意の場所にアンテナを配置することができるので、正イオン、負イオン、中性粒子等の各種のビームを大口径で均一に生成することができる。
【００１７】
この場合において、前記第１電極と前記アンテナとの間に電位差を発生させる電位差発生手段が、前記アンテナに高周波電圧と直流電圧を交互に印加する電圧印加手段であることが好ましい。直流電圧の印加により、プラズマ中のイオンを第１電極に向けて加速することができる。特に、負イオンを加速する場合には、負イオンを効率良く、且つ継続して生成することもできる。
【００１８】
また、前記第１電極と前記アンテナとの間に電位差を発生させる電位差発生手段が、前記アンテナに高周波電圧と低周波電圧を交互に印加する電圧印加手段であり、前記アンテナに隣接して誘電体を介在させることが好ましい。これにより、アンテナに隣接した誘電体の存在により、セルフバイアス電圧を発生させることができ、プラズマ中からイオンの引き出しを行うことができる。
【００１９】
また、本発明の他の一態様は、第１電極が粒子ビームの中性化手段であることを特徴とするビーム源である。このような構成により、プラズマから正イオン、または、負イオンを引き出し、これらを中性化して、大きな運動エネルギーを持ち、かつ、方向の揃った直進性の高い中性粒子ビームを大口径で均一に引き出すことが可能となる。
【００２０】
さらに、本発明の他の態様は、ビーム源を用いて被処理物を処理するビーム処理装置であって、上記構成のビーム源を備え、かつ該ビーム源の第１電極に対面するように被処理物を支持するステージを備えることを特徴とするものである。上述したそれぞれの特徴を有するビーム源の任意の一つを選択してビーム処理装置を構成することにより、大きな運動エネルギーを持ち、かつ、方向の揃った中性粒子等のビームを大口径で均一に直進性が高く引き出すことができる。このため、被処理物に対する処理速度が高く、かつ、被処理物全面に均一な処理が可能で、なおかつビーム処理装置それぞれの使用形態に合わせた特徴を発揮できる。そして、この装置によればチャージフリーで且つダメージフリーな加工が行える。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るビーム源の第１の実施形態について図１〜図３を参照して説明する。なお、各図中、同一の作用または機能を有する部材または要素には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２２】
図１に示すように、ビーム源は、円筒状のプラズマ生成室４と、前記プラズマ生成室４下端に配置された第１電極１と、前記プラズマ生成室４内にプラズマを生成するプラズマ生成室４内に配置されたアンテナ２とを備えている。
前記プラズマ生成室４の壁面７は、石英ガラス又はセラミック、金属などから選択された材料を用いて構成される。このプラズマ生成室４には、プラズマ生成室４内にガスを導入する図示しないガス導入ポートが設けられており、このガス導入ポートは図示しないガス供給配管と図示しないガス供給源とともにガス供給手段を構成している。このガス供給手段からはＳＦ６，ＣＨＦ３，ＣＦ４，Ｃｌ２，Ａｒ，Ｏ２，Ｎ２，Ｃ４Ｆ８などのガスがプラズマ生成室４内に供給される。
【００２３】
前記第１電極１は、グラファイトなどの導電体で形成されたオリフィス板（オリフィス電極）であり、このオリフィス電極は接地電位とされる。このオリフィス電極は第１電極として機能する他、ビームを構成する粒子の中性化手段としても機能するものである。ここで、このビーム源は、第１電極（オリフィス電極）１を介して図示しない真空チャンバに接続されており、該真空チャンバは、これに接続された真空ポンプにより減圧されている。プラズマ生成室４内の圧力は、主としてこの真空チャンバに接続された真空ポンプの排気量と、オリフィス電極のコンダクタンス、供給されるガスの種類やその流量によって決まる。
【００２４】
前記アンテナ２は、例えばプラズマ生成室４内部の上端に第１電極１に対向して配置された表面が導電体の誘導結合型のコイルである。このアンテナは、図示しないマッチングボックスを介して高周波電源３に接続されており、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電圧がアンテナに印加される。これらのアンテナ、マッチングボックス、高周波電源３によってプラズマ生成手段が構成されている。即ち、アンテナに高周波電流を流すことで誘導磁場を生じさせ、磁界の時間変化が電界を誘導し、その電界で電子が加速されてプラズマが生成される。このようにして、プラズマは、該プラズマを生成するアンテナをプラズマ生成室の適切な位置に配置することにより、プラズマ生成室内に均一に生成できる。
【００２５】
ここで、高周波電源３から供給される高周波電圧を図２（ａ）に示すように連続的にアンテナに印加したときに形成されるプラズマは、主として正イオンと加熱された電子とからなるプラズマである。一方、例えば高周波電源３から供給される高周波電圧を図２（ｂ）に示すように１０μ秒間アンテナに印加した後に、１００μ秒間停止するといった一連の操作を交互に繰り返すと、負イオンを効率よく且つ継続して生成することができ、正イオンと負イオンが共存したプラズマを生成することができる。ここで、負イオンは、高周波電圧の印加中に正イオン化せずに中性を保持していた粒子に、高周波電圧の印加中に加熱された電子が高周波電圧の印加を停止している間に衝突し、主に解離性付着を起こすことによって生成される。
【００２６】
このように、高周波電源３からの高周波電圧の供給方法により、主として正イオンと加熱された電子とからなるプラズマと、正イオンと負イオンが共存したプラズマの、二種類のプラズマを生成することができる。なお、このアンテナの形態は、自身の冷却のために水冷パイプの形態をもつものであってもよい。上記アンテナ２、および、高周波電源３は、電位差発生手段である直流のバイアス電源６と直列に接続されているので、アンテナ２の電位は、第１電極１の電位（接地電位）に対して、図２（ｃ）（ｄ）に示すような高周波電源３の電位とバイアス電源６の電位の和で与えられる電位だけ差が生じる。ここで、アンテナ２の表面が導電体であるので、アンテナ２によって生成されたプラズマから、この電位差によりビームを引き出すことが出来る。
【００２７】
例えば、主として正イオンと加熱された電子とからなるプラズマと、正イオンと負イオンが共存したプラズマにおいて、第１電極（オリフィス電極）１の電位がアンテナの電位より低いときは（図２（ｃ））、プラズマ中の正イオンがこの電位差によってオリフィス電極に向けて加速され、オリフィス電極に形成されたオリフィスに入っていく。オリフィス電極のオリフィスの内部を通過する正イオンは、主として、オリフィスの周壁の固体表面近傍において電子を与えられて中性化されるか、オリフィス電極の表面から放出された電子と衝突して再結合することで中性化されるか、あるいは、オリフィスの内部に残留しているガスとの電荷交換によって中性化されて中性粒子となり、中性粒子ビームを引き出すことが出来る。
【００２８】
同様に、正イオンと負イオンが共存したプラズマにおいて、第１電極（オリフィス電極）１の電位がアンテナの電位より高いときは（図２（ｄ））、プラズマ中の負イオンがこの電位差によってオリフィス電極に向けて加速され、オリフィス電極に形成されたオリフィスに入っていく。オリフィス電極のオリフィスの内部を通過する負イオンは、主として、オリフィスの周壁の固体表面近傍において電子を奪われて中性化され、あるいは、オリフィスの内部に残留しているガスとの電荷交換によって中性化され、中性粒子ビームを引き出すことが出来る。
【００２９】
なお、図３に示すように、アンテナ２は、銅パイプ２ａを他の導電体２ｂ、例えばグラファイトなどでコーティングするようにしてもよい。これによると、プラズマから銅パイプ２ａを保護することができるので、粒子ビームに銅の不純物が混入することを防ぐことができる。
【００３０】
また、アンテナ２の形状は、例えばプラズマ生成室の直径程度の寸法を持つ大口径のらせん状コイルや略円形のループ状コイルの形状であってもよいし、二つ以上のループ状のコイルを並列に接続した形状であってもよい。また、大口径のコイルはインピーダンスが大きくなるので、複数個の小型のアンテナを設置するようにしてもよい。このように、アンテナは、その適正配置によりプラズマ生成室内に均一なプラズマを生成できれば良いので、その構造、形態は問わない。
【００３１】
このようにして、中性粒子ビームを引き出すことができるので、被処理物に対しチャージアップ現象を引き起こさないチャージフリーなビーム源を実現でき、且つプラズマからの放射光を第１電極（オリフィス電極）で遮蔽することのできるビーム源を実現できる。即ち、チャージアップ現象に起因する損傷や放射光による損傷のないダメージフリーなビーム源が実現可能となった。加えて、ビームを引き出すのに必要となる一対の電極の片方をアンテナが兼ねることで、電極とアンテナの取り合い（相互干渉）を考慮する必要が無くなった。したがって、プラズマ密度が均一になるようにプラズマ生成室の任意の場所にアンテナ２を配置することができる。よって、大口径で均一なプラズマの生成と、プラズマからの中性粒子ビームの引き出しの両方が簡単な構成で実現可能である。
【００３２】
次に、本発明に係るビーム源の第２の実施形態について図４及び図５を参照して説明する。なお、上述の第１の実施形態における部材又は要素と同一の作用又は機能を有する部材又は要素には同一の符号を付し、特に説明しない部分については第１の実施形態と同様である。
【００３３】
図４に示すように、ビーム源は、円筒状のプラズマ生成室４と、前記プラズマ生成室４下端に配置された第１電極１と、前記プラズマ生成室４内にプラズマを生成するプラズマ生成室４内に配置されたアンテナ２を備えている。
前記プラズマ生成室４の壁面は、石英ガラス又はセラミック、金属などから選択されて構成される。このプラズマ生成室４には、プラズマ生成室４内にガスを導入する図示しないガス導入ポートが設けられており、このガス導入ポートは図示しないガス供給配管と図示しないガス供給源とともにガス供給手段を構成している。このガス供給手段からはＳＦ６，ＣＨＦ３，ＣＦ４，Ｃｌ２，Ａｒ，Ｏ２，Ｎ２，Ｃ４Ｆ８などのガスがプラズマ生成室４内に供給される。前記第１電極１は、グラファイトなどの導電体で形成されたオリフィス板（オリフィス電極）であり、このオリフィス電極は接地電位とされる。このオリフィス電極は第１電極として機能する他、ビームを構成する粒子の中性化手段としても機能するものである。
【００３４】
ここで、このビーム源は、第１電極（オリフィス電極）１を介して図示しない真空チャンバに接続されており、該真空チャンバは、これに接続された真空ポンプにより減圧されている。プラズマ生成室４内の圧力は、主としてこの真空チャンバに接続された真空ポンプの排気量と、オリフィス電極のコンダクタンス、供給されるガスの種類やその流量によって決まる。
【００３５】
前記アンテナ２は、例えばプラズマ生成室４内部の上端に第１電極１に対向して配置された表面が導電体の誘導結合型のコイルである。このアンテナ２は、図示しないマッチングボックスを介して高周波電源３に接続されており、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電圧がアンテナに印加される。これらのアンテナ２、マッチングボックス、高周波電源３によってプラズマ生成手段が構成されている。即ち、アンテナに高周波電流を流すことで誘導磁場を生じさせ、磁界の時間変化が電界を誘導し、その電界で電子が加速されてプラズマが生成される。このようにして、プラズマは、該プラズマを生成するアンテナをプラズマ生成室の適切な位置に配置することにより、プラズマ生成室内に均一に生成できる。
【００３６】
ここで、第１の実施形態において説明したように、高周波電源３からの高周波電圧の供給方法により、主として正イオンと加熱された電子とからなるプラズマと、正イオンと負イオンが共存したプラズマの、二種類のプラズマを生成することができる。なお、このアンテナの形態は、自身の冷却のために水冷パイプの形態をもつものであってもよい。
【００３７】
上記アンテナ２は、直流のバイアス電源６にも接続されている。このバイアス電源６は、高周波電源３と共に電圧印加手段を構成し、図５に示すように、高周波電源３からの高周波電圧とバイアス電源６からの直流電圧とを交互にアンテナに印加することができる。ここで、直流電圧を印加している時間は、プラズマが消滅するよりも十分に短い時間である。そうすると、アンテナの表面が導電体であるので、高周波電圧の印加によってプラズマを生成した後に、直流電圧の印加によりビームの引き出しを行なうという一連の操作の繰り返しを行なうことが出来る。
【００３８】
例えば、主として正イオンと加熱された電子とからなるプラズマと、正イオンと負イオンが共存したプラズマにおいて、バイアス電源６によってアンテナに印加する直流電圧を図５の実線のように正のバイアス電圧とすれば、すなわち第１電極（オリフィス電極）１の電位をアンテナ２の電位より低くすれば、プラズマ中の正イオンがこの電位差によってオリフィス電極に向けて加速され、オリフィス電極に形成されたオリフィスに入っていく。オリフィス電極１のオリフィスの内部を通過する正イオンは、主として、オリフィスの周壁の固体表面近傍において電子を与えられて中性化されるか、オリフィス電極の表面から放出された電子と衝突して再結合することで中性化されるか、あるいは、オリフィスの内部に残留しているガスとの電荷交換によって中性化されて中性粒子となり、中性粒子ビームを引き出すことが出来る。
【００３９】
同様に、正イオンと負イオンが共存したプラズマにおいて、バイアス電源６によって図５の破線のようにアンテナに負のバイアス電圧が印加されると、第１電極（オリフィス電極）１の電位がアンテナの電位より高くなるので、プラズマ中の負イオンがこの電位差によってオリフィス電極に向けて加速され、オリフィス電極に形成されたオリフィスに入っていく。オリフィス電極のオリフィスの内部を通過する負イオンは、主として、オリフィスの周壁の固体表面近傍において電子を奪われて中性化され、あるいは、オリフィスの内部に残留しているガスとの電荷交換によって中性化され、中性粒子ビームを引き出すことが出来る。ここで、図５の二点鎖線で示すように、高周波電圧の印加と直流電圧の印加の間に、例えば５０μ秒程度の電圧を印加しない負イオン生成時間を設けてもよい。このようにすると、直流電圧を印加した際にプラズマ中の負イオンの割合が高いので、効率よく大量の負イオンを加速することができる。
【００４０】
なお、第１の実施形態と同様に、アンテナ２を、図３に示すように銅パイプを他の導電体、例えばグラファイトなどでコーティングするようにしてもよい。これによると、プラズマから銅パイプを保護することができるので、ビームに銅の不純物が混入することを防ぐことができる。
また、アンテナの形状は、例えばプラズマ生成室の直径程度の寸法を持つ大口径のらせん状コイルや略円形のループ状コイルの形状であってもよいし、二つ以上のループ状のコイルを並列に接続した形状であってもよい。また、大口径のコイルはインピーダンスが大きくなるので、複数個の小型のアンテナを設置するようにしてもよい。このように、アンテナは、その適正配置によりプラズマ生成室内に均一なプラズマを生成できれば良いので、その構造、形態は問わない。
【００４１】
このように、中性粒子ビームを引き出すことができるので被処理物に対しチャージアップ現象を引き起こさないチャージフリーなビーム源を実現でき、且つプラズマからの放射光を第１電極（オリフィス電極）１で遮蔽することのできるビーム源を実現できる。即ち、チャージアップ現象に起因する損傷や放射光による損傷のないダメージフリーなビーム源が実現可能となった。加えて、ビームを引き出すのに必要となる一対の電極の片方をアンテナが兼ねることで、電極とアンテナの取り合い（相互干渉）を考慮する必要が無くなった。したがって、プラズマ密度が均一になるようにプラズマ生成室の任意の場所にアンテナを配置することができる。よって、大口径で均一なプラズマの生成と、プラズマからの中性粒子ビームの引き出しの両方が簡単な構成で実現可能となった。
【００４２】
次に、本発明に係るビーム源の第３の実施形態について図６及び図７を参照して説明する。なお、上述の第１の実施形態における部材又は要素と同一の作用又は機能を有する部材又は要素には同一の符号を付し、特に説明しない部分については第１の実施形態と同様である。
図６に示すように、ビーム源は、円筒状のプラズマ生成室４と、前記プラズマ生成室４下端に配置された第１電極１と、前記プラズマ生成室４内にプラズマを生成するアンテナ２と、アンテナと第１電極との間にアンテナに隣接して配置された誘電体膜１２を備えている。
【００４３】
前記プラズマ生成室４の壁面は、石英ガラス又はセラミック、金属などから選択された材料で構成される。このプラズマ生成室４には、プラズマ生成室４内にガスを導入する図示しないガス導入ポートが設けられており、このガス導入ポートは図示しないガス供給配管と図示しないガス供給源とともにガス供給手段を構成している。このガス供給手段からはＳＦ６，ＣＨＦ３，ＣＦ４，Ｃｌ２，Ａｒ，Ｏ２，Ｎ２，Ｃ４Ｆ８などのガスがプラズマ生成室４内に供給される。
前記第１電極１は、グラファイトなどの導電体で形成されたオリフィス板（オリフィス電極）であり、このオリフィス電極は接地電位とされる。このオリフィス電極は第１電極として機能する他、ビームを構成する粒子の中性化手段としても機能するものである。
【００４４】
ここで、このビーム源は、第１電極（オリフィス電極）１を介して図示しない真空チャンバに接続されており、該真空チャンバは、これに接続された真空ポンプにより減圧されている。プラズマ生成室４内の圧力は、主としてこの真空チャンバに接続された真空ポンプの排気量と、オリフィス電極のコンダクタンス、供給されるガスの種類やその流量によって決まる。
【００４５】
前記アンテナ２は、例えばプラズマ生成室４内部の上端に第１電極１に対向して配置された誘導結合型のコイルである。このアンテナは、図示しないマッチングボックスを介して高周波電源３に接続されており、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電圧がアンテナに印加される。これらのアンテナ、マッチングボックス、高周波電源３によってプラズマ生成手段が構成されている。即ち、アンテナ２に高周波電流を流すことで誘導磁場を生じさせ、磁界の時間変化が電界を誘導し、その電界で電子が加速されてプラズマが生成される。このようにして、プラズマは、該プラズマを生成するアンテナをプラズマ生成室の適切な位置に配置することにより、プラズマ生成室内に均一に生成できる。
【００４６】
ここで、第１の実施形態において説明したように、高周波電源３からの高周波電圧の供給方法により、主として正イオンと加熱された電子とからなるプラズマと、正イオンと負イオンが共存したプラズマの、二種類のプラズマを生成することができる。なお、このアンテナの形態は、自身の冷却のために水冷パイプの形態をもつものであってもよい。
【００４７】
上記アンテナ２は、例えば周波数６００ｋＨｚの低周波のバイアス電源６にも接続されている。このバイアス電源６は、高周波電源３と共に電圧印加手段を構成し、図７（ａ）に示すように、高周波電源３からの高周波電圧とバイアス電源６からの低周波電圧とを交互にアンテナに印加することができる。ここで、低周波電圧を印加している時間は、プラズマが消滅するよりも十分に短い時間である。そうすると、アンテナに隣接して配置された誘電体膜１２の存在により、低周波電圧の印加の際にアンテナ２と第１電極１の間にセルフバイアス電圧が発生しビームの引き出しを行なうことができる。したがって、高周波電圧の印加によってプラズマを生成した後に、低周波電圧の印加によってビームを引き出すという一連の操作の繰り返しを行なうことが出来る。
【００４８】
ここで、セルフバイアス電圧の直流成分ＶＤＣは、第１電極１の面積Ｓａと、誘電体膜の面積Ｓｋと、バイアス電源６の電圧の振幅Ｖによって、簡易的には式（１）の様になると考えられる。
【数１】
2004281231.tif 000003
ここで、αは係数である。
【００４９】
例えば、主として正イオンと加熱された電子とからなるプラズマと、正イオンと負イオンが共存したプラズマにおいて、Ｓａ＜αＳｋのようにすればＶＤＣは正となり、第１電極（オリフィス電極）１の電位がアンテナの電位より低くなるので、プラズマ中の正イオンがこの電位差によってオリフィス電極に向けて加速され、オリフィス電極に形成されたオリフィスに入っていく。オリフィス電極のオリフィスの内部を通過する正イオンは、主として、オリフィスの周壁の固体表面近傍において電子を与えられて中性化されるか、オリフィス電極の表面から放出された電子と衝突して再結合することで中性化されるか、あるいは、オリフィスの内部に残留しているガスとの電荷交換によって中性化されて中性粒子となり、中性粒子ビームを引き出すことが出来る。
【００５０】
同様に、正イオンと負イオンが共存したプラズマにおいて、Ｓａ＞αＳｋのようにすればＶＤＣは負となり、第１電極（オリフィス電極）１の電位がアンテナの電位より高くなるので、プラズマ中の負イオンがこの電位差によってオリフィス電極に向けて加速され、オリフィス電極に形成されたオリフィスに入っていく。オリフィス電極のオリフィスの内部を通過する負イオンは、主として、オリフィスの周壁の固体表面近傍において電子を奪われて中性化され、あるいは、オリフィスの内部に残留しているガスとの電荷交換によって中性化され、中性粒子ビームを引き出すことが出来る。ここで、図７（ｂ）で示すように、高周波電圧の印加と直流電圧の印加の間に、例えば５０μ秒程度の電圧を印加しない負イオン生成時間Ｔを設けてもよい。このようにすると、直流電圧を印加した際にプラズマ中の負イオンの割合が高いので、効率よく大量の負イオンを加速することができる。
【００５１】
また、アンテナの形状は、例えばプラズマ生成室の直径程度の寸法を持つ大口径のらせん状コイルや略円形のループ状コイルの形状であってもよいし、二つ以上のループ状のコイルを並列に接続した形状であってもよい。また、大口径のコイルはインピーダンスが大きくなるので、複数個の小型のアンテナを設置するようにしてもよい。このように、アンテナは、その適正配置によりプラズマ生成室内に均一なプラズマを生成できれば良いので、その構造、形態は問わない。
【００５２】
このように、中性粒子ビームを引き出すことができるので被処理物に対しチャージアップ現象を引き起こさないチャージフリーなビーム源を実現でき、且つプラズマからの放射光を第１電極（オリフィス電極）で遮蔽することのできるビーム源を実現できた。即ち、チャージアップ現象に起因する損傷や放射光による損傷のないダメージフリーなビーム源を実現できる。加えて、ビームを引き出すのに必要となる一対の電極の片方をアンテナが兼ねることで、電極とアンテナの取り合い（相互干渉）を考慮する必要が無くなる。したがって、プラズマ密度が均一になるようにプラズマ生成室の任意の場所にアンテナを配置することができる。よって、大口径で均一なプラズマの生成と、プラズマからの中性粒子ビームの引き出しの両方が簡単な構成で実現可能である。
【００５３】
次に、本発明に係るビーム源の第４の実施形態について図８を参照して説明する。なお、上述の第１の実施形態における部材又は要素と同一の作用又は機能を有する部材又は要素には同一の符号を付し、特に説明しない部分については第１の実施形態と同様である。
図８（ａ）に示すように、このビーム源は、円筒状のプラズマ生成室４と、前記プラズマ生成室４下端に配置された第１電極１と、前記プラズマ生成室４内にプラズマを生成する前記プラズマ生成室４内に配置されたアンテナ２を備えている。
【００５４】
前記プラズマ生成室４の壁面は、石英ガラス又はセラミック、金属などから選択された材料で構成される。このプラズマ生成室４には、プラズマ生成室４内にガスを導入する図示しないガス導入ポートが設けられており、このガス導入ポートは図示しないガス供給配管と図示しないガス供給源とともにガス供給手段を構成している。このガス供給手段からはＳＦ６，ＣＨＦ３，ＣＦ４，Ｃｌ２，Ａｒ，Ｏ２，Ｎ２，Ｃ４Ｆ８などのガスがプラズマ生成室４内に供給される。
前記第１電極１は、グラファイトなどの導電体で形成されたオリフィス板（オリフィス電極）であり、このオリフィス電極は接地電位とされる。このオリフィス電極は第１電極として機能する他、ビームを構成する粒子の中性化手段としても機能するものである。
【００５５】
ここで、このビーム源は、第１電極（オリフィス電極）１を介して図示しない真空チャンバに接続されており、該真空チャンバは、これに接続された真空ポンプにより減圧されている。プラズマ生成室４内の圧力は、主としてこの真空チャンバに接続された真空ポンプの排気量と、オリフィス電極のコンダクタンス、供給されるガスの種類やその流量によって決まる。
【００５６】
前記アンテナ２は、例えばプラズマ生成室４内部の上端に第１電極１に対向して配置された誘導結合型のコイルであり、表面が誘電体９により覆われている。このアンテナ２の形態は、自身の冷却のために水冷パイプの形態をもつものであってもよい。また、このアンテナ２の形態は、例えば図８（ｂ）に示すように銅パイプ２ａに石英などの一種以上の誘電体膜２ｃを被覆した形態でもよいし、図８（ｃ）に示すように銅パイプ２ａをガスや真空等の中空部２ｄを介して誘電体の管２ｅで覆った形態にしてもよい。
【００５７】
このアンテナは、図示しないマッチングボックスを介して高周波電源３に接続されており、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電圧がアンテナに印加される。これらのアンテナ、マッチングボックス、高周波電源３によってプラズマ生成手段が構成されている。即ち、アンテナに高周波電流を流すことで誘導磁場を生じさせ、磁界の時間変化が電界を誘導し、その電界で電子が加速されてプラズマが生成される。このようにして、プラズマは、該プラズマを生成するアンテナ２をプラズマ生成室の適切な位置に配置することにより、プラズマ生成室内に均一に生成できる。
ここで、第１の実施形態において説明したように、高周波電源３からの高周波電圧の供給方法により、主として正イオンと加熱された電子とからなるプラズマと、正イオンと負イオンが共存したプラズマの、二種類のプラズマを生成することができる。
【００５８】
上記アンテナ２は、例えば周波数６００ｋＨｚの低周波のバイアス電源６にも接続されている。このバイアス電源６は、高周波電源３と共に電圧印加手段を構成し、図７（ａ）に示すように、高周波電源３からの高周波電圧とバイアス電源６からの低周波電圧とを交互にアンテナに印加することができる。ここで、低周波電圧を印加している時間は、プラズマが消滅するよりも十分に短い時間である。そうすると、アンテナの表面が誘電体により覆われているので、低周波電圧の印加の際にアンテナ２と第１電極１の間にセルフバイアス電圧が発生しビームの引き出しを行なうことができる。したがって、高周波電圧の印加によってプラズマを生成した後に、低周波電圧の印加によってビームを引き出すという一連の操作の繰り返しを行なうことが出来る。
【００５９】
ここで、セルフバイアス電圧の直流成分ＶＤＣは、第１電極１の面積Ｓａと、アンテナを覆う誘電体の表面積Ｓｌと、バイアス電源６の電圧の振幅Ｖによって、簡易的には式（２）の様になると考えられる。
【数２】
2004281231.tif 000004
【００６０】
例えば、主として正イオンと加熱された電子とからなるプラズマと、正イオンと負イオンが共存したプラズマにおいて、Ｓａ＜ＳｌのようにすればＶＤＣは正となり、第１電極（オリフィス電極）１の電位がアンテナの電位より低くなるので、プラズマ中の正イオンがこの電位差によってオリフィス電極に向けて加速され、オリフィス電極に形成されたオリフィスに入っていく。オリフィス電極のオリフィスの内部を通過する正イオンは、主として、オリフィスの周壁の固体表面近傍において電子を与えられて中性化されるか、オリフィス電極の表面から放出された電子と衝突して再結合することで中性化されるか、あるいは、オリフィスの内部に残留しているガスとの電荷交換によって中性化されて中性粒子となり、中性粒子ビームを引き出すことが出来る。
【００６１】
同様に、正イオンと負イオンが共存したプラズマにおいて、Ｓａ＞ＳｌのようにすればＶＤＣは負となり、第１電極（オリフィス電極）１の電位がアンテナの電位より高くなるので、プラズマ中の負イオンがこの電位差によってオリフィス電極に向けて加速され、オリフィス電極に形成されたオリフィスに入っていく。オリフィス電極のオリフィスの内部を通過する負イオンは、主として、オリフィスの周壁の固体表面近傍において電子を奪われて中性化され、あるいは、オリフィスの内部に残留しているガスとの電荷交換によって中性化され、中性粒子ビームを引き出すことが出来る。ここで、図７（ｂ）で示すように、高周波電圧の印加と直流電圧の印加の間に、例えば５０μ秒程度の電圧を印加しない負イオン生成時間Ｔを設けてもよい。このようにすると、直流電圧を印加した際にプラズマ中の負イオンの割合が高いので、効率よく大量の負イオンを加速することができる。
【００６２】
また、アンテナの形状は、例えばプラズマ生成室の直径程度の寸法を持つ大口径のらせん状コイルや略円形のループ状コイルの形状であってもよいし、二つ以上のループ状のコイルを並列に接続した形状であってもよい。また、大口径のコイルはインピーダンスが大きくなるので、複数個の小型のアンテナを設置するようにしてもよい。このように、アンテナは、その適正配置によりプラズマ生成室内に均一なプラズマを生成できれば良いので、その構造、形態は問わない。
【００６３】
このように、中性粒子ビームを引き出すことができるので被処理物に対しチャージアップ現象を引き起こさないチャージフリーなビーム源を実現でき、且つプラズマからの放射光を第１電極（オリフィス電極）で遮蔽することのできるビーム源を実現できる。即ち、チャージアップ現象に起因する損傷や放射光による損傷のないダメージフリーなビーム源を実現できる。加えて、ビームを引き出すのに必要となる一対の電極の片方をアンテナが兼ねることで、電極とアンテナの取り合いを考慮する必要が無くなる。したがって、プラズマ密度が均一になるようにプラズマ生成室の任意の場所にアンテナを配置することができるので、大口径で均一なプラズマの生成と、プラズマからの中性粒子ビームの引き出しの両方が簡単な構成で実現可能である。
【００６４】
次に、本発明に係るビーム源の第５の実施形態について図９を参照して説明する。なお、上述の第１の実施形態における部材又は要素と同一の作用又は機能を有する部材又は要素には同一の符号を付し、特に説明しない部分については第１の実施形態と同様である。
図９に示すように、このビーム源は、円筒状のプラズマ生成室４と、前記プラズマ生成室４下端に配置された第１電極１と、前記プラズマ生成室４内にプラズマを生成する前記プラズマ生成室４内に配置されたアンテナ２とを備えている。
【００６５】
前記プラズマ生成室４の壁面は、石英ガラス又はセラミック、金属などから選択された材料で構成される。このプラズマ生成室４には、プラズマ生成室４内にガスを導入する図示しないガス導入ポートが設けられており、このガス導入ポートは図示しないガス供給配管と図示しないガス供給源とともにガス供給手段を構成している。このガス供給手段からはＳＦ６，ＣＨＦ３，ＣＦ４，Ｃｌ２，Ａｒ，Ｏ２，Ｎ２，Ｃ４Ｆ８などのガスがプラズマ生成室４内に供給される。
前記第１電極１は、グラファイトなどの導電体で形成されたオリフィス板（オリフィス電極）であり、このオリフィス電極は接地電位とされる。このオリフィス電極は第１電極として機能する他、ビームを構成する粒子の中性化手段としても機能するものである。
ここで、このビーム源は、第１電極（オリフィス電極）１を介して図示しない真空チャンバに接続されており、該真空チャンバは、これに接続された真空ポンプにより減圧されている。プラズマ生成室４内の圧力は、主としてこの真空チャンバに接続された真空ポンプの排気量と、オリフィス電極のコンダクタンス、供給されるガスの種類やその流量によって決まる。前記アンテナ２は、例えばプラズマ生成室４内部の上端に第１電極１に対向して配置された誘導結合型のコイルである。このアンテナ２の形態は、自身の冷却のために水冷パイプの形態をもつものであってもよい。
【００６６】
このアンテナ２は、図示しないマッチングボックスを介して高周波電源３に接続されており、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電圧がアンテナに印加される。これらのアンテナ２、マッチングボックス、高周波電源３によってプラズマ生成手段が構成されている。即ち、アンテナに高周波電流を流すことで誘導磁場を生じさせ、磁界の時間変化が電界を誘導し、その電界で電子が加速されてプラズマが生成される。このようにして、プラズマは、該プラズマを生成するアンテナをプラズマ生成室の適切な位置に配置することにより、プラズマ生成室内に均一に生成できる。ここで、第１の実施形態において説明したように、高周波電源３からの高周波電圧の供給方法により、主として正イオンと加熱された電子とからなるプラズマと、正イオンと負イオンが共存したプラズマの、二種類のプラズマを生成することができる。
【００６７】
上記アンテナ２は、例えば周波数６００ｋＨｚの低周波のバイアス電源６に例えばコンデンサなどの誘電体６ｃを介して接続されている。このバイアス電源６は、高周波電源３と共に電圧印加手段を構成し、図７（ａ）に示すように、高周波電源３からの高周波電圧とバイアス電源６からの低周波電圧とを交互にアンテナ２に印加することができる。ここで、低周波電圧を印加している時間は、プラズマが消滅するよりも十分に短い時間である。そうすると、アンテナが誘電体を介してバイアス電源６に接続されているので、低周波電圧の印加の際にアンテナ２と第１電極１の間にセルフバイアス電圧が発生しビームの引き出しを行なうことができる。したがって、高周波電圧の印加によってプラズマを生成した後に、低周波電圧の印加によってビームを引き出すという一連の操作の繰り返しを行なうことが出来る。
ここで、セルフバイアス電圧の直流成分ＶＤＣは、第１電極１の面積Ｓａと、アンテナ２の表面積Ｓｍと、バイアス電源６の電圧の振幅Ｖによって、簡易的には式（３）の様になると考えられる。
【数３】
2004281231.tif 000005
【００６８】
例えば、主として正イオンと加熱された電子とからなるプラズマと、正イオンと負イオンが共存したプラズマにおいて、Ｓａ＜ＳｍのようにすればＶＤＣは正となり、第１電極（オリフィス電極）１の電位がアンテナの電位より低くなるので、プラズマ中の正イオンがこの電位差によってオリフィス電極に向けて加速され、オリフィス電極に形成されたオリフィスに入っていく。オリフィス電極のオリフィスの内部を通過する正イオンは、主として、オリフィスの周壁の固体表面近傍において電子を与えられて中性化されるか、オリフィス電極の表面から放出された電子と衝突して再結合することで中性化されるか、あるいは、オリフィスの内部に残留しているガスとの電荷交換によって中性化されて中性粒子となり、中性粒子ビームを引き出すことが出来る。
【００６９】
同様に、正イオンと負イオンが共存したプラズマにおいて、Ｓａ＞ＳｍのようにすればＶＤＣは負となり、第１電極（オリフィス電極）１の電位がアンテナの電位より高くなるので、プラズマ中の負イオンがこの電位差によってオリフィス電極に向けて加速され、オリフィス電極に形成されたオリフィスに入っていく。オリフィス電極のオリフィスの内部を通過する負イオンは、主として、オリフィスの周壁の固体表面近傍において電子を奪われて中性化され、あるいは、オリフィスの内部に残留しているガスとの電荷交換によって中性化され、中性粒子ビームを引き出すことが出来る。ここで、図７（ｂ）で示すように、高周波電圧の印加と直流電圧の印加の間に、例えば５０μ秒程度の電圧を印加しない負イオン生成時間Ｔを設けてもよい。このようにすると、直流電圧を印加した際にプラズマ中の負イオンの割合が高いので、効率よく大量の負イオンを加速することができる。
【００７０】
また、アンテナの形状は、例えばプラズマ生成室の直径程度の寸法を持つ大口径のらせん状コイルや略円形のループ状コイルの形状であってもよいし、二つ以上のループ状のコイルを並列に接続した形状であってもよい。また、大口径のコイルはインピーダンスが大きくなるので、複数個の小型のアンテナを設置するようにしてもよい。このように、アンテナは、その適正配置によりプラズマ生成室内に均一なプラズマを生成できれば良いので、その構造、形態は問わない。
【００７１】
このように、中性粒子ビームを引き出すことができるので被処理物に対しチャージアップ現象を引き起こさないチャージフリーなビーム源を実現でき、且つプラズマからの放射光を第１電極（オリフィス電極）で遮蔽することのできるビーム源を実現できる。即ち、チャージアップ現象に起因する損傷や放射光による損傷のないダメージフリーなビーム源を実現できる。加えて、ビームを引き出すのに必要となる一対の電極の片方をアンテナが兼ねることで、電極とアンテナの取り合い（相互干渉）を考慮する必要が無い。したがって、プラズマ密度が均一になるようにプラズマ生成室の任意の場所にアンテナを配置することができる。よって、大口径で均一なプラズマの生成と、プラズマからの中性粒子ビームの引き出しの両方が簡単な構成で実現可能である。
【００７２】
また、これまで説明した実施形態では、正イオン、または、負イオンを引き出し、これを中性化して中性粒子ビームとした例を説明したが、第１電極１にオリフィス電極の代わりに例えばグラファイトなどの導電体で形成された薄板グリッド状のグリッド電極を用いることによって、正イオン、または、負イオンを引き出し、これを中性化せずにそのまま正イオンビーム又は負イオンビームとして引き出すこともできる。
【００７３】
次に、本発明に係るビーム処理装置の実施形態について図１０を参照して説明する。この図において、ビーム処理装置のビーム源としては、第１の実施の形態において説明したビーム源を用いた場合を示している。
【００７４】
すなわち、ビーム源は第１電極１、プラズマ生成室４、アンテナ２、高周波電源３、バイアス電源６を備え、さらに、プラズマ生成室４にガスを導入するためのガス導入ポート７、ガス供給管８、ガス供給源９を備えて構成される。
【００７５】
また、第１電極１の下部には、これに隣接して真空チャンバ３０が配置されており、該真空チャンバは、これに接続された真空ポンプ３１により減圧されている。プラズマ生成室４内の圧力は、主としてこの真空チャンバ３０に接続された真空ポンプ３１の排気量と、第１電極１のコンダクタンス、ガス供給源９から供給されるガスの種類やその流量によって決まる。
また、前記真空チャンバ３０内には、ステージ３２が備えられ、ここに被処理物３３を固定する。これにより、ビーム源から大口径で均一なビームを被処理物に照射することができるビーム処理装置を実現できる。
【００７６】
また、前記ビームを中性粒子ビームとすることにより、被処理物３３をチャージフリーに加工することができるから、例えば微細配線に生じる静電気由来の絶縁破壊等のチャージアップ現象に由来する欠陥の発生を最小限に抑えることができ、被処理物の歩留まりを格段に向上させることができる。さらに、被処理物３３に対するプラズマからの放射光を第１電極１で遮蔽することができるので、放射光に由来する欠陥の発生を最小限に抑えることができ、被処理物の歩留まりを格段に向上させることができる。
【００７７】
ここで、ステージ３２は、第１電極１との相対運動が、例えば回転運動や直進運動ができるように構成してもよい。ビーム源から大口径で均一なビームを照射しつつ、ステージ３２を第１電極１に対し適切に相対運動させることにより、被処理物３３を被処理面全体にわたって均一に迅速に処理することができる。
このように、本発明のビーム処理装置によれば、正イオン、負イオン、中性粒子等の各種のビームを大口径で均一に被処理物に照射することができる。また、被処理物に対しチャージアップ現象を引き起こさず（チャージフリー）、且つプラズマからの放射光を遮蔽することのできる、ダメージフリーなビーム処理装置を実現できる。
【００７８】
これまで本発明のビーム源およびビーム処理装置に関する実施形態について説明したが、本発明のビーム源およびビーム処理装置は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【００７９】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、正イオン、負イオン、中性粒子等の各種のビームを大口径で均一に被処理物に照射することができると共に、チャージフリー且つダメージフリーを実現するビーム源をコンパクトな構造で提供することができる。さらに、本発明のビーム源を搭載したビーム処理装置により、被処理物の処理が均一で迅速にでき、かつ、歩留まりの高い被処理物の処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるビーム源の全体構成を示す図である。
【図２】電圧の印加を示す波形図である。
【図３】表面に導電体を備えたアンテナの断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態におけるビーム源の全体構成を示す図である。
【図５】電圧の印加を示す波形図である。
【図６】本発明の第３の実施形態におけるビーム源の全体構成を示す図である。
【図７】電圧の印加を示す波形図である。
【図８】（ａ）は本発明の第４の実施形態におけるビーム源の全体構成を示す図であり、（ｂ）（ｃ）はアンテナの断面図である。
【図９】本発明の第５の実施形態におけるビーム源の全体構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態におけるビーム処理装置の全体の概略を示す図である。
【図１１】従来のビーム源の全体構成を示す図である。
【図１２】他の従来のビーム源の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
１    第１電極
２    アンテナ
２ｂ    導電体
２ｃ    誘電体
３    高周波電源
４    プラズマ生成室
６    直流電源
１２    誘電体膜
３２    ステージ
３３    被処理物
【図１】
2004281231.tif 000006
【図２】
2004281231.tif 000007
【図３】
2004281231.tif 000008
【図４】
2004281231.tif 000009
【図５】
2004281231.tif 000010
【図６】
2004281231.tif 000011
【図７】
2004281231.tif 000012
【図８】
2004281231.tif 000013
【図９】
2004281231.tif 000014
【図１０】
2004281231.tif 000015
【図１１】
2004281231.tif 000016
【図１２】
2004281231.tif 000017