高周波プラズマビーム源及び真空室及び表面の照射方法
本発明は、プラズマ用のプラズマ室（３）、プラズマの点火及び維持のための電気手段（８，９）、プラズマ室（３）からプラズマビーム（Ｉ）を抽出するためのイクストラクション格子（４）、並びに、イクストラクション格子（４）によって真空室（７）から分離された出口開口部を有する高周波プラズマビーム源に関する。プラズマビーム（Ｉ）は、ほぼ拡散ビーム特性で、高周波プラズマビーム源（１）から放射される。更に、本発明は、高周波プラズマビーム源のプラズマビーム（Ｉ）を用いて表面を照射するための方法に関する。その際、プラズマビーム（Ｉ）は、拡散されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波プラズマビーム源及び独立請求項上位概念に記載のプラズマビームを表面に照射する方法に関する。
【０００２】
基板の真空コーティング方法では、所謂高周波プラズマビーム源が使用されることがよくある。プラズマは、中性の原子及び/又は分子の他に、電子及び正イオンを荷電粒子として有している。荷電粒子は、電場及び/又は磁場によって所期のように加速され、例えば、表面の切除又は酸素のような反応性成分を、新たに成長されるコーティング内に入れるため等に使用される。材料源、例えば、蒸気源からの材料が蒸着されて、基板上に析出されるイオンサポート方法も知られている。基板上に成長する材料は、プラズマの反応性成分、例えば、酸素と一緒に供給され、例えば、酸化層を形成する。そのような方法は、例えば、光学的な用途用の透明層を製造する場合に通常用いられる。その際、そのような層の光学特性は、一般的に酸素含有量で強く変化するので、プラズマビームを層にどの程度均一に照射するかということが、著しく重要である。
【０００３】
マイクロエレクトロニクスでの薄膜製造又は光学用途の薄膜製造時には、一般的に、層厚、及び、例えば、析出される層の屈折率のような層特性をできる限り均一にするようにされる。その際、産業上の使用の際には、大きな面積及び/又は多数の基板が同時にコーティングされ、従って、層厚の均一性という問題が大きくなる。特に、光学層では、どんな場合でも数パーセントのコーティングチャージ部のある面又は基板に亘っての層厚の変動は、許容可能範囲と見なされる。
【０００４】
ヨーロッパ特許公告第３４９５５６号公報からは、平行性の高い原子又は分子ビームを用いて、できる限り大きな面積を均一に確実に照射するための高周波プラズマビーム源が公知である。その際、高周波プラズマビーム源の開口部には、プラズマを妨害しないために小さなメッシュ幅を有するイクストラクション格子（Ｅｘｔｒａｋｔｉｏｎｓｇｉｔｔｅｒ）が設けられている。イクストラクション格子は、高周波が案内される電極として、適切に構成されたワイヤネットの形式又は平行に延びた複数ワイヤの形式で構成される。プラズマと、イクストラクション格子との間には、イオンを加速する電位差が形成され、この電位差により、ビーム方向に対して横方向に完全に均一で、何ら変調構造を有していない中性のプラズマビームが形成可能となる。イクストラクション格子の表面の良好な平坦性を維持して、イクストラクション格子の変形によってプラズマビームが不利に影響されるのを回避するために、公知の高周波プラズマビーム源のイクストラクション格子の格子保持部に当該格子を再度引っ張って緊張させる装置”Ｎａｃｈｓｐａｎｎｖｏｒｒｉｃｈｔｕｎｇ”が設けられている。比較的大きな面積のビームを可能にするために、高周波プラズマビーム源の直径を拡大することが通常行われている。しかし、これにより、コストが大きくなり、しかも、直に構成上の限界に突き当たる。
【０００５】
蒸着過程で、各基板がドーム状部上に配置されるようにして、多数の基板が均一にコーティングされる。
【０００６】
公知の高周波プラズマビーム源が、そのようなドーム状部上又は別の湾曲面上に設けられた基板上の大きな面積に亘って層を析出するのに使われる場合、更に、高周波プラズマビーム源の直径を拡大する際にも、析出された層厚及び層特性の均一度を損なわざるを得ないことが分かっている。この結果、大面積の照射を、所望の品質要求を保って行うことはできない。
【０００７】
本発明の課題は、表面の大面積及び高品質照射を可能にする高周波プラズマ源、そのような高周波プラズマ源を備えた真空室、並びに、プラズマビームで表面を照射する方法を提供することにある。
【０００８】
この課題は、本発明によると、独立請求項記載の各要件により解決される。
【０００９】
本発明の有利なアスペクトにより、従来技術とは異なり、拡散された中性プラズマビームが形成される。
【００１０】
本発明の利点は、高周波プラズマビーム源の本発明の構成により、ドーム状部上に設けられた基板上にも、均一な大面積の層を析出又は大面積をクリーニングすることができるようになる。
【００１１】
本発明の別のアスペクトは、殊に、ドーム状部上に配置された基板の照射を改善するために、プラズマ空間の外側に設けられた少なくとも１つの絞りを有していて、該絞りを用いて、ドーム状部乃至基板上にプラズマビーム密度の不均一な領域が形成されるのが回避される、平行性の高いプラズマビームを照射する高周波プラズマ源である。同様に、このために、プラズマ空間の出口開口部を、部分領域内で絞りを用いて被覆することができる。
【００１２】
以下、本発明について、図示の実施例を用いて詳細に説明する。この説明から、特許請求の範囲とは別に、本発明の別の特徴、詳細及び利点が得られる。その際：
図１は、有利な高周波プラズマビーム源を備えたコーティング室の略図、
図２は、ｃｏｓｎビーム特性の分布特性曲線を示す略図、
図３は、基板がドーム状部上に設けられた、図１のコーティング室内の幾何的な状況を示す略図、
図４は、ドーム状部上のＴｉＯ２層の屈折率の分布を示す略図、
図５は、高周波プラズマビーム源の出口開口部の大きさ及びビーム拡散が、ドーム状部上のプラズマビーム密度の分布に及ぼす影響について示す略図、
図６は、従来技術の高周波プラズマビーム源の略図、
図７は、印加されたイクストラクション（抽出）電圧に依存する空間電荷領域の厚さの略図、
図８は、固定のイクストラクション（抽出）電圧での電流密度に依存する空間電荷領域の厚さの略図、
図９は、イクストラクション格子の有利な構成形態を示す略図、
図１０は、イクストラクション格子の別の有利な構成形態を示す略図
である。
【００１３】
図１は、拡散中性プラズマビームＩを形成する高周波プラズマビーム源１（以下、Ｈｆプラズマビーム源と呼ぶ）を略示する。Ｈｆプラズマビーム源１は、つぼ状に構成されており、コーティング室７として構成された真空室の領域内に設けられており、この真空室は、ケーシング２によって囲まれている。例えば、通常の真空ポンプ、ガス供給部、基板保持部、解析装置等のコーティング室７の詳細は図示していない。Ｈｆプラズマビーム源１は、プラズマ室３を有しており、このプラズマ室３内では、例えば、高周波照射によって、プラズマが点火される。プラズマの点火及び維持のために、電気手段８，例えば、高周波送信器８及び電気接続部９が設けられている。更に、少なくとも１つのマグネット５が設けられており、このマグネットは、通常のように、プラズマをプラズマ室３内に閉じ込めるのに使われる。Ｈｆプラズマビーム源１のガス供給のために、供給部６が設けられているプラズマ室３内で、プラズマから中性プラズマビームを抽出するために、出口開口部の領域内に、有利には高い透過率のイクストラクション格子４が設けられている。透過のために用いられる、殊に被覆されていない、イクストラクション格子４の面の領域は、ソースサイズ（”Ｑｕｅｌｌｅｎｇｒｏｅｓｓｅ”）と呼ばれる。一般的に、ソースサイズは、出口開口部の大きさによって決められる。平坦なイクストラクション格子を有していて、強く配向されたプラズマビームを形成するようなビーム源は、ヨーロッパ特許公告第３４９５５６号公報から公知である。有利には、比較的高い密度のプラズマを形成する、ＥＣＷＲ方式で作動するプラズマ源が用いられる。
【００１４】
本発明の拡散プラズマビームＩは、有利には、プラズマとイクストラクション格子４との間の交互作用によって形成される。イクストラクション格子４は、プラズマビームＩが、ほぼ拡散するビーム特性を有するように構成されている。相応のイクストラクション格子４のデテールは、図９及び１０に詳細に示されている。
【００１５】
拡散プラズマビームとは、主ビーム方向、つまり、最も高いプラズマビーム密度の方向に対して垂直な少なくとも１つの方向にも、かなり放射するプラズマビームのことである。通常、主ビーム方向は、ソースノーマル（”Ｑｕｅｌｌｅｎｎｏｒｍａｌｅ”）と呼ばれる。ビーム拡散は、近似的に、コサイン分布の指数ｎによって記述することができる。コサイン分布の指数ｎは、ビーム拡散の程度である。ｎが大きければ大きいほど、プラズマビームは配向され、ｎが小さければ小さいほど、プラズマビームは拡散される。そのような分布関数についての詳細な論文は、Ｇ．Ｄｅｐｐｉｓｃｈ：”Ｓｃｈｉｃｈｔｄｉｃｋｅｎｇｌｅｉｃｈｍａｅｓｓｉｇｋｅｉｔ ｖｏｎ ａｕｆｇｅｄａｍｐｆｔｅｎ Ｓｃｈｉｃｈｔｅｎ ｉｎ Ｔｈｅｏｒｉｅ ｕｎｄ Ｐｒａｘｉｓ”， Ｖａｋｕｕｍ Ｔｅｃｈｎｉｋ，３０巻（１９８１）第３号に記載されている。図２は、プラズマビームの相対的なイオン流のｃｏｓｎ分布曲線を、種々異なる値ｎでのソースノーマルに対する放射の角度の関数として示す。この分布は、どの程度の強さで、イオンビーム密度が角度に依存するかを示す数学的に算出された量である。強く拡散されたビーム（ｎ＝１）では、ソースノーマルに対して例えば４０°の角度で、ソースノーマルの方向に求められた値の７８％に達する。それに対して、ｎ＝８では、この角度で、１３％しか求められない。ｎ＝１６又はｎ＝３６のプラズマビームでは、４０°の角度で、実際にはプラズマビームは形成されない。
【００１６】
図３には、コーティング室として構成された真空室７内での幾何的な状況が示されている。コーティング室７内には、多数の基板１０．１，１０．２，１０．３，１０．４，１０．５，１０．６が、ほぼ球状のドーム状部１１上に設けられている。ドーム状部１１は、球状シャーレの一部分の形状に構成されている。基板１０．１，１０．２，１０．３，１０．４，１０．５，１０．６は、各々ドーム状部１１上の円上に置かれ、即ち、各参照番号は、ドーム状部１１上の各円上に設けられた多数の基板を示す。垂直方向の破線は、ソースノーマルの方向、乃至、ソースノーマルの方向に対して平行な方向に相応する。基板１０．１がある最も内側の円は、例えば、９°のドーム角度αに相応し、基板１０．２がある直ぐ次の円は、α＝１４°の角度に相応し、基板１０．３がある直ぐ次の円は、α＝２１°の角度に相応し、基板１０．４がある直ぐ次の円は、α＝２７°に相応し、次は、α＝３３°の角度に相応し、最も外側の円は、α＝３９°の角度に相応する。ドーム状部１１は、コーティング中、一層良好な層厚均一度を達成するために、回転してもよい。Ｈｆプラズマビーム源１は、この実施例では、ドーム状部１１の対称中心に対してずらされており、その際、ＲＱは、ソースと、ドーム状部１１の対称軸ＫＳとの半径方向の間隔を示す。ＲＱの他に、殊に、ソースノーマル及び/又は間隔ＹＱを変えて、所望のように、プラズマビームＩの強度が、基板１０．１，１０．２，１０．３，１０．４，１０．５，１０．６上に作用することができるようにされる。有利には、別の材料源をコーティング室７内に設けてもよく、殊に、蒸気源を設けてもよい。更に、このソースを、対称軸の方向に対して角度βで傾けてもよい。本発明の別の構成では、基板が設けられる表面を、有利には湾曲した別の形状にしてもよい。
【００１７】
通常、ドーム状部１１の、できる限り均一な大きな面を照射することができるようにするために、Ｈｆプラズマビーム源１は、できる限り大きな出口開口部と、配向されたプラズマビームとなるように選定されている。コーティングを実際に行った結果、並びに、シミュレーション計算によると、そのような装置構成に対して、出口開口部の拡大によって、制約されてしか、基板上に析出されるコーティングの層厚の十分な均一度は達成されないことが分かる。しかし、本発明によると、拡散プラズマビームＩを用いることによって、コーティングの品質、殊に、層厚の均一度を改善することができる。
【００１８】
図４は、ほぼ球状のドーム状部上でのＴｉＯ２層の屈折率分布を示す。その際、１６≦ｎ≦３２及び図１及び図２に示されているようなコーティング室７内の大きな出口開口のＨｆプラズマビーム源を用いて、二酸化チタンＴｉＯ２が析出される。ＴｉＯ２は、透明であり、使用されているプラズマビームの強度に依存する屈折率を有している。Ｈｆプラズマビーム源の出口開口部は、１８．７５０ｍｍ２の面積を有している。ドーム状部１１の均一な照射時に、光の屈折率は、ドーム状部１１上で均一でなければならない。プラズマ照射しない場合、屈折率は、約２．２であり、プラズマビームの非常に高いビーム密度で、２．４もの屈折率に達する。図４の測定結果から、プラズマビーム密度の変化により、位置１及び６上のコーティング時の屈折率は、位置２〜５上のコーティング時の屈折率よりも約３０％だけ小さく、その際、位置は、図２のドーム状部１１上の前述の円１０．１，．．．．．及びドーム状部１１上の対応付けられた角度に相応している。
【００１９】
図５には、Ｈｆプラズマビーム源の出口開口部の大きさの影響、並びに、ドーム状部上のプラズマビーム密度の分布でのビーム拡散についてのシミュレーション計算結果が示されている。ｎ＝１６及び比較的小さな出口開口部（図４に示されたような面の１／１０だけ）のＨｆプラズマビーム源では、プラズマビーム密度は、ドーム角度に最も強く依存している（最も上の曲線）。ｎ＝１６の同じ拡散ではあるが、大きな出口開口部のＨｆプラズマビーム源では、角度依存性は少し小さい。ｎ＝８及びｎ＝４の曲線は、同様に小さな出口開口部で算出されている。拡散が増大すると、つまり、指数ｎが低減すると、プラズマビーム密度は、ドーム角度によってあまり変化しなくなる。従って、プラズマビームの均一度は、ドーム状部上で増大する。
【００２０】
拡散プラズマビームＩにより、簡単に、ドーム状部１１の均一な大きな面の照射が可能となる。基板上での材料の析出及び/又はプラズマビームでの基板の照射（例えば、基板を変えるため）の際、拡散プラズマビームによると、比較的大きな出口開口部及び平行性の高いプラズマビームのＨｆプラズマビーム源での通常の解決手段よりもかなり均一な結果が得られる。平坦な表面では、拡散プラズマビームを用いると、照射の比較的小さな均一度を予期することができるが、例えば、表面のクリーニングのような多数の用途のためには、未だ不十分である。
【００２１】
表面の照射用の本発明の方法では、高周波プラズマ源のプラズマビームＩは、高いビーム拡散、有利には、高々ｎ＝１６、殊に、ｎ＝４及びｎ＝１０の拡散の程度で使用され、その際、ｎは、ビーム拡散を記述するコサイン分布関数ｃｏｓｎの指数である。このようなビーム特性のプラズマビームＩにより、例えば、ドーム状部１１上の基板１０．１，．．．上を高い均一度のプラズマビーム密度にすることができ、コーティングを変え、及び/又は、各コンポーネント、例えば、酸素を供給することができる。
【００２２】
本発明は、分散ビーム特性を、コサイン分布関数によって特徴付けることができるＨｆプラズマビーム源に制限されず、所望の適切な、どんな分散特性も有することができる。
【００２３】
所望の分散ビームのビーム分散性は、Ｈｆプラズマビーム源１を所期のように構成的に実施することにより達成することができる。その際、有利には、イクストラクション格子４が、Ｈｆプラズマビーム源１の出口開口部の領域内で、従来技術から公知の構成形態とは異なるように変えられている。３つの手段が有利である。イクストラクション格子４は、大きなメッシュ幅のメッシュを有するか、又は、平坦ではないが、プラズマに対して凹面状又は凸面状に構成されている。更に、イクストラクション格子４は、凹面状又は凸面状の形状、並びに、大きなメッシュ幅のメッシュを有することができる。イクストラクション格子４は、有利には、約０．０２−３ｍｍの、有利には、０．１−１ｍｍの太さの線のタングステン網から形成される。有利には、イクストラクション格子の面の少なくとも１つの部分領域が、円筒状の、殊に、円筒形の空間体の外套面の一部分であるようにされる。例えば、イクストラクション格子４は、Ｈｆプラズマビーム源１の相応に構成された出口開口部に相応する矩形の基底面を有するようにしてもよい。円筒形の空間体では、円筒の長手方向軸は、矩形部の各側面の１つに対して平行に設けるとよい。円筒形の外套部を湾曲することによって、プラズマに対して各々凹面状乃至凸面状の形状にすることができる。
【００２４】
比較のために、図６には、出口開口部の領域内に平坦なイクストラクション格子４を有するＨｆプラズマビーム源１、及び、従来技術の高い平行性のプラズマビームＩが略示されている。イクストラクション格子４でのプラズマのエッジの層は、ほぼ平坦である。例えば、ヨーロッパ特許公告第３４９５５６号公報から公知の一般的な技術思想によると、イクストラクション格子４は、プラズマが当該のイクストラクション格子４によって影響されないように微細なメッシュ状に構成されている。従って、メッシュ幅は、イクストラクション格子４とプラズマとの間の空間電荷領域の厚みよりも小さく選定される。
【００２５】
空間電荷領域の厚みｄは、多くの刊行物から分かる。それによると、この厚みｄは、電流密度ｊと、プラズマのエッジとイクストラクション格子４との間の電圧降下Ｕとに依存している：
【００２６】
【数１】
但し、
ε０：真空の誘電率、
ｅ：電気素量、
ｍｉｏｎ：関与イオンの質量、
Ｕ：プラズマエッジとイクストラクション格子４との電圧降下（イクストラクション電圧に相応する）
である。
【００２７】
本発明により拡大された、イクストラクション格子４のメッシュ幅を決めるために、以下のように行われる：
そのようなコーティング装置の作動用の通常の値を示す１０Ａ／ｍ２のイオン電流では、０．１ｍ２の出口開口部のＨｆプラズマビーム源で、空間電荷領域の厚みｄが算出される。これは、図７に示されている。それによると、空間電荷領域の厚みｄは、電圧降下の増大に連れて大きくなり、約５０ボルト〜約３７０ボルトの電圧降下で、０．５ｍｍ〜２．５ｍｍ変化する。５０〜２００ボルトの有利な電圧領域内での厚みｄは、明らかに２ｍｍよりも小さい。
【００２８】
空間電荷領域の厚みｄと、固定のイクストラクション電圧、例えば、１５０ボルトで、イオン電流密度との依存性に注目すると、図８に示された曲線が得られる。空間電荷領域（層）の厚みｄは、固定のイクストラクション電圧では、電流密度の上昇に連れて減小する。４Ａ／ｍ２〜２５Ａ／ｍ２の有利な領域内では、空間電荷領域の厚みｄは、２ｍｍよりも小さい。
【００２９】
図９には、拡大されたメッシュ幅のメッシュを有するイクストラクション格子４が有利に構成された本発明のプラズマビーム源１が略示されている。メッシュ幅が、空間電荷領域の厚みｄよりも大きいと、イクストラクション格子４の下側の波状の曲線によって示されているように、この領域内でのプラズマエッジ層が変形する。これにより、プラズマビームＩの拡散が大きくなる。有意義にも、メッシュ幅は、まだ十分に小さく、従って、プラズマは、出口開口部を通って、さほど漏出しない。メッシュ幅は、有利には高々３０ｍｍ、殊に、空間電荷領域の厚みが０．５〜２．５ｍｍの範囲内である場合、特に有利には、高々２０ｍｍにすると、目的に適っている。
【００３０】
図１０には、平坦ではないが、プラズマ室３から見て凹状に形成されたイクストラクション格子４の有利な構成が略示されている。それにより、湾曲したプラズマエッジ層が形成され、放出されたプラズマビームＩは、拡散ビーム特性を示す。ここでは、イクストラクション格子４のメッシュ幅は、比較的小さく、殊に、空間電荷領域の厚みよりも小さく選定することができる。イクストラクション格子４は、凸状に構成してもよい。
【００３１】
別の実施例では、イクストラクション格子４は、その面の少なくとも一部分領域に亘って不均一に構成するとよい。このために、例えば、メッシュ幅を変えることができ、その結果、エッジに向かうに連れて小さくなるメッシュ幅を設けるとよい。更に、プラズマビームの変調のために、プラズマ室３の外側に、１つ又は複数の絞りを設けるとよい。同様に、部分領域内の出口開口部を絞りで被覆し、それにより、表面の、さもないと不均一に照射される領域をマスキングするようにしてもよい。絞りには、プラズマビームを付加的に変調するために、付加的に電位を加えてもよい。
【００３２】
本発明の択一的な実施例では、ヨーロッパ特許公告第３４９５５６号公報から公知の、平坦なイクストラクション格子を有するＨｆプラズマビーム源が、ドーム状部上に設けられた基板の照射のために用いられ、その際、ソースのプラズマ室の外側の所定の空間領域内に、少なくとも１つの絞りが設けられている。この絞りは、さもないと不均一に照射されるドーム状部上の領域が照射されないように、プラズマビームを変調する。これは、同様に、出口開口部の部分領域を被覆することによって行うとよい。使用される絞りの形状は、有利には、達成された照射結果を用いて経験的に決められる。付加的に、絞りに電位を印加して、プラズマビームを変調するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】有利な高周波プラズマビーム源を備えたコーティング室の略図
【図２】ｃｏｓｎビーム特性の分布特性曲線を示す略図
【図３】基板がドーム状部上に設けられた、図１のコーティング室内の幾何的な状況を示す略図
【図４】ドーム状部上のＴｉＯ２層の屈折率の分布を示す略図
【図５】高周波プラズマビーム源の出口開口部の大きさ及びビーム拡散が、ドーム状部上のプラズマビーム密度の分布に及ぼす影響について示す略図
【図６】従来技術の高周波プラズマビーム源の略図
【図７】印加されたイクストラクション（抽出）電圧に依存する空間電荷領域の厚さの略図
【図８】固定のイクストラクション（抽出）電圧での電流密度に依存する空間電荷領域の厚さの略図
【図９】イクストラクション格子の有利な構成形態を示す略図
【図１０】イクストラクション格子の別の有利な構成形態を示す略図
【符号の説明】
【００３４】
１ 高周波プラズマビーム源
２ ケーシング
３ プラズマ室
４ イクストラクション格子
５ マグネット
６ ガス供給部
７ コーティング室
８ 高周波送信器
９ 電気接続部
１０ 基板
１１ ドーム状部
Ｉ プラズマビーム
ＫＳ ドーム対称軸
α ドーム角度
ＲＱ ソース−対称軸の放射方向間隔
ＹＱ ソース−対称中心の垂直方向間隔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波プラズマビーム源及び独立請求項上位概念に記載のプラズマビームを表面に照射する方法に関する。
【０００２】
基板の真空コーティング方法では、所謂高周波プラズマビーム源が使用されることがよくある。プラズマは、中性の原子及び/又は分子の他に、電子及び正イオンを荷電粒子として有している。荷電粒子は、電場及び/又は磁場によって所期のように加速され、例えば、表面の切除又は酸素のような反応性成分を、新たに成長されるコーティング内に入れるため等に使用される。材料源、例えば、蒸気源からの材料が蒸着されて、基板上に析出されるイオンサポート方法も知られている。基板上に成長する材料は、プラズマの反応性成分、例えば、酸素と一緒に供給され、例えば、酸化層を形成する。そのような方法は、例えば、光学的な用途用の透明層を製造する場合に通常用いられる。その際、そのような層の光学特性は、一般的に酸素含有量で強く変化するので、プラズマビームを層にどの程度均一に照射するかということが、著しく重要である。
【０００３】
マイクロエレクトロニクスでの薄膜製造又は光学用途の薄膜製造時には、一般的に、層厚、及び、例えば、析出される層の屈折率のような層特性をできる限り均一にするようにされる。その際、産業上の使用の際には、大きな面積及び/又は多数の基板が同時にコーティングされ、従って、層厚の均一性という問題が大きくなる。特に、光学層では、どんな場合でも数パーセントのコーティングチャージ部のある面又は基板に亘っての層厚の変動は、許容可能範囲と見なされる。
【０００４】
ヨーロッパ特許公告第３４９５５６号公報からは、平行性の高い原子又は分子ビームを用いて、できる限り大きな面積を均一に確実に照射するための高周波プラズマビーム源が公知である。その際、高周波プラズマビーム源の開口部には、プラズマを妨害しないために小さなメッシュ幅を有するイクストラクション格子（Ｅｘｔｒａｋｔｉｏｎｓｇｉｔｔｅｒ）が設けられている。イクストラクション格子は、高周波が案内される電極として、適切に構成されたワイヤネットの形式又は平行に延びた複数ワイヤの形式で構成される。プラズマと、イクストラクション格子との間には、イオンを加速する電位差が形成され、この電位差により、ビーム方向に対して横方向に完全に均一で、何ら変調構造を有していない中性のプラズマビームが形成可能となる。イクストラクション格子の表面の良好な平坦性を維持して、イクストラクション格子の変形によってプラズマビームが不利に影響されるのを回避するために、公知の高周波プラズマビーム源のイクストラクション格子の格子保持部に当該格子を再度引っ張って緊張させる装置”Ｎａｃｈｓｐａｎｎｖｏｒｒｉｃｈｔｕｎｇ”が設けられている。比較的大きな面積のビームを可能にするために、高周波プラズマビーム源の直径を拡大することが通常行われている。しかし、これにより、コストが大きくなり、しかも、直に構成上の限界に突き当たる。
【０００５】
蒸着過程で、各基板がドーム状部上に配置されるようにして、多数の基板が均一にコーティングされる。
【０００６】
公知の高周波プラズマビーム源が、そのようなドーム状部上又は別の湾曲面上に設けられた基板上の大きな面積に亘って層を析出するのに使われる場合、更に、高周波プラズマビーム源の直径を拡大する際にも、析出された層厚及び層特性の均一度を損なわざるを得ないことが分かっている。この結果、大面積の照射を、所望の品質要求を保って行うことはできない。
【０００７】
本発明の課題は、表面の大面積及び高品質照射を可能にする高周波プラズマ源、そのような高周波プラズマ源を備えた真空室、並びに、プラズマビームで表面を照射する方法を提供することにある。
【０００８】
この課題は、本発明によると、独立請求項記載の各要件により解決される。
【０００９】
本発明の有利なアスペクトにより、従来技術とは異なり、拡散された中性プラズマビームが形成される。
【００１０】
本発明の利点は、高周波プラズマビーム源の本発明の構成により、ドーム状部上に設けられた基板上にも、均一な大面積の層を析出又は大面積をクリーニングすることができるようになる。
【００１１】
本発明の別のアスペクトは、殊に、ドーム状部上に配置された基板の照射を改善するために、プラズマ空間の外側に設けられた少なくとも１つの絞りを有していて、該絞りを用いて、ドーム状部乃至基板上にプラズマビーム密度の不均一な領域が形成されるのが回避される、平行性の高いプラズマビームを照射する高周波プラズマ源である。同様に、このために、プラズマ空間の出口開口部を、部分領域内で絞りを用いて被覆することができる。
【００１２】
以下、本発明について、図示の実施例を用いて詳細に説明する。この説明から、特許請求の範囲とは別に、本発明の別の特徴、詳細及び利点が得られる。その際：
図１は、有利な高周波プラズマビーム源を備えたコーティング室の略図、
図２は、ｃｏｓｎビーム特性の分布特性曲線を示す略図、
図３は、基板がドーム状部上に設けられた、図１のコーティング室内の幾何的な状況を示す略図、
図４は、ドーム状部上のＴｉＯ２層の屈折率の分布を示す略図、
図５は、高周波プラズマビーム源の出口開口部の大きさ及びビーム拡散が、ドーム状部上のプラズマビーム密度の分布に及ぼす影響について示す略図、
図６は、従来技術の高周波プラズマビーム源の略図、
図７は、印加されたイクストラクション（抽出）電圧に依存する空間電荷領域の厚さの略図、
図８は、固定のイクストラクション（抽出）電圧での電流密度に依存する空間電荷領域の厚さの略図、
図９は、イクストラクション格子の有利な構成形態を示す略図、
図１０は、イクストラクション格子の別の有利な構成形態を示す略図
である。
【００１３】
図１は、拡散中性プラズマビームＩを形成する高周波プラズマビーム源１（以下、Ｈｆプラズマビーム源と呼ぶ）を略示する。Ｈｆプラズマビーム源１は、つぼ状に構成されており、コーティング室７として構成された真空室の領域内に設けられており、この真空室は、ケーシング２によって囲まれている。例えば、通常の真空ポンプ、ガス供給部、基板保持部、解析装置等のコーティング室７の詳細は図示していない。Ｈｆプラズマビーム源１は、プラズマ室３を有しており、このプラズマ室３内では、例えば、高周波照射によって、プラズマが点火される。プラズマの点火及び維持のために、電気手段８，例えば、高周波送信器８及び電気接続部９が設けられている。更に、少なくとも１つのマグネット５が設けられており、このマグネットは、通常のように、プラズマをプラズマ室３内に閉じ込めるのに使われる。Ｈｆプラズマビーム源１のガス供給のために、供給部６が設けられているプラズマ室３内で、プラズマから中性プラズマビームを抽出するために、出口開口部の領域内に、有利には高い透過率のイクストラクション格子４が設けられている。透過のために用いられる、殊に被覆されていない、イクストラクション格子４の面の領域は、ソースサイズ（”Ｑｕｅｌｌｅｎｇｒｏｅｓｓｅ”）と呼ばれる。一般的に、ソースサイズは、出口開口部の大きさによって決められる。平坦なイクストラクション格子を有していて、強く配向されたプラズマビームを形成するようなビーム源は、ヨーロッパ特許公告第３４９５５６号公報から公知である。有利には、比較的高い密度のプラズマを形成する、ＥＣＷＲ方式で作動するプラズマ源が用いられる。
【００１４】
本発明の拡散プラズマビームＩは、有利には、プラズマとイクストラクション格子４との間の交互作用によって形成される。イクストラクション格子４は、プラズマビームＩが、ほぼ拡散するビーム特性を有するように構成されている。相応のイクストラクション格子４のデテールは、図９及び１０に詳細に示されている。
【００１５】
拡散プラズマビームとは、主ビーム方向、つまり、最も高いプラズマビーム密度の方向に対して垂直な少なくとも１つの方向にも、かなり放射するプラズマビームのことである。通常、主ビーム方向は、ソースノーマル（”Ｑｕｅｌｌｅｎｎｏｒｍａｌｅ”）と呼ばれる。ビーム拡散は、近似的に、コサイン分布の指数ｎによって記述することができる。コサイン分布の指数ｎは、ビーム拡散の程度である。ｎが大きければ大きいほど、プラズマビームは配向され、ｎが小さければ小さいほど、プラズマビームは拡散される。そのような分布関数についての詳細な論文は、Ｇ．Ｄｅｐｐｉｓｃｈ：”Ｓｃｈｉｃｈｔｄｉｃｋｅｎｇｌｅｉｃｈｍａｅｓｓｉｇｋｅｉｔ ｖｏｎ ａｕｆｇｅｄａｍｐｆｔｅｎ Ｓｃｈｉｃｈｔｅｎ ｉｎ Ｔｈｅｏｒｉｅ ｕｎｄ Ｐｒａｘｉｓ”， Ｖａｋｕｕｍ Ｔｅｃｈｎｉｋ，３０巻（１９８１）第３号に記載されている。図２は、プラズマビームの相対的なイオン流のｃｏｓｎ分布曲線を、種々異なる値ｎでのソースノーマルに対する放射の角度の関数として示す。この分布は、どの程度の強さで、イオンビーム密度が角度に依存するかを示す数学的に算出された量である。強く拡散されたビーム（ｎ＝１）では、ソースノーマルに対して例えば４０°の角度で、ソースノーマルの方向に求められた値の７８％に達する。それに対して、ｎ＝８では、この角度で、１３％しか求められない。ｎ＝１６又はｎ＝３６のプラズマビームでは、４０°の角度で、実際にはプラズマビームは形成されない。
【００１６】
図３には、コーティング室として構成された真空室７内での幾何的な状況が示されている。コーティング室７内には、多数の基板１０．１，１０．２，１０．３，１０．４，１０．５，１０．６が、ほぼ球状のドーム状部１１上に設けられている。ドーム状部１１は、球状シャーレの一部分の形状に構成されている。基板１０．１，１０．２，１０．３，１０．４，１０．５，１０．６は、各々ドーム状部１１上の円上に置かれ、即ち、各参照番号は、ドーム状部１１上の各円上に設けられた多数の基板を示す。垂直方向の破線は、ソースノーマルの方向、乃至、ソースノーマルの方向に対して平行な方向に相応する。基板１０．１がある最も内側の円は、例えば、９°のドーム角度αに相応し、基板１０．２がある直ぐ次の円は、α＝１４°の角度に相応し、基板１０．３がある直ぐ次の円は、α＝２１°の角度に相応し、基板１０．４がある直ぐ次の円は、α＝２７°に相応し、次は、α＝３３°の角度に相応し、最も外側の円は、α＝３９°の角度に相応する。ドーム状部１１は、コーティング中、一層良好な層厚均一度を達成するために、回転してもよい。Ｈｆプラズマビーム源１は、この実施例では、ドーム状部１１の対称中心に対してずらされており、その際、ＲＱは、ソースと、ドーム状部１１の対称軸ＫＳとの半径方向の間隔を示す。ＲＱの他に、殊に、ソースノーマル及び/又は間隔ＹＱを変えて、所望のように、プラズマビームＩの強度が、基板１０．１，１０．２，１０．３，１０．４，１０．５，１０．６上に作用することができるようにされる。有利には、別の材料源をコーティング室７内に設けてもよく、殊に、蒸気源を設けてもよい。更に、このソースを、対称軸の方向に対して角度βで傾けてもよい。本発明の別の構成では、基板が設けられる表面を、有利には湾曲した別の形状にしてもよい。
【００１７】
通常、ドーム状部１１の、できる限り均一な大きな面を照射することができるようにするために、Ｈｆプラズマビーム源１は、できる限り大きな出口開口部と、配向されたプラズマビームとなるように選定されている。コーティングを実際に行った結果、並びに、シミュレーション計算によると、そのような装置構成に対して、出口開口部の拡大によって、制約されてしか、基板上に析出されるコーティングの層厚の十分な均一度は達成されないことが分かる。しかし、本発明によると、拡散プラズマビームＩを用いることによって、コーティングの品質、殊に、層厚の均一度を改善することができる。
【００１８】
図４は、ほぼ球状のドーム状部上でのＴｉＯ２層の屈折率分布を示す。その際、１６≦ｎ≦３２及び図１及び図２に示されているようなコーティング室７内の大きな出口開口のＨｆプラズマビーム源を用いて、二酸化チタンＴｉＯ２が析出される。ＴｉＯ２は、透明であり、使用されているプラズマビームの強度に依存する屈折率を有している。Ｈｆプラズマビーム源の出口開口部は、１８．７５０ｍｍ２の面積を有している。ドーム状部１１の均一な照射時に、光の屈折率は、ドーム状部１１上で均一でなければならない。プラズマ照射しない場合、屈折率は、約２．２であり、プラズマビームの非常に高いビーム密度で、２．４もの屈折率に達する。図４の測定結果から、プラズマビーム密度の変化により、位置１及び６上のコーティング時の屈折率は、位置２〜５上のコーティング時の屈折率よりも約３０％だけ小さく、その際、位置は、図２のドーム状部１１上の前述の円１０．１，．．．．．及びドーム状部１１上の対応付けられた角度に相応している。
【００１９】
図５には、Ｈｆプラズマビーム源の出口開口部の大きさの影響、並びに、ドーム状部上のプラズマビーム密度の分布でのビーム拡散についてのシミュレーション計算結果が示されている。ｎ＝１６及び比較的小さな出口開口部（図４に示されたような面の１／１０だけ）のＨｆプラズマビーム源では、プラズマビーム密度は、ドーム角度に最も強く依存している（最も上の曲線）。ｎ＝１６の同じ拡散ではあるが、大きな出口開口部のＨｆプラズマビーム源では、角度依存性は少し小さい。ｎ＝８及びｎ＝４の曲線は、同様に小さな出口開口部で算出されている。拡散が増大すると、つまり、指数ｎが低減すると、プラズマビーム密度は、ドーム角度によってあまり変化しなくなる。従って、プラズマビームの均一度は、ドーム状部上で増大する。
【００２０】
拡散プラズマビームＩにより、簡単に、ドーム状部１１の均一な大きな面の照射が可能となる。基板上での材料の析出及び/又はプラズマビームでの基板の照射（例えば、基板を変えるため）の際、拡散プラズマビームによると、比較的大きな出口開口部及び平行性の高いプラズマビームのＨｆプラズマビーム源での通常の解決手段よりもかなり均一な結果が得られる。平坦な表面では、拡散プラズマビームを用いると、照射の比較的小さな均一度を予期することができるが、例えば、表面のクリーニングのような多数の用途のためには、未だ不十分である。
【００２１】
表面の照射用の本発明の方法では、高周波プラズマ源のプラズマビームＩは、高いビーム拡散、有利には、高々ｎ＝１６、殊に、ｎ＝４及びｎ＝１０の拡散の程度で使用され、その際、ｎは、ビーム拡散を記述するコサイン分布関数ｃｏｓｎの指数である。このようなビーム特性のプラズマビームＩにより、例えば、ドーム状部１１上の基板１０．１，．．．上を高い均一度のプラズマビーム密度にすることができ、コーティングを変え、及び/又は、各コンポーネント、例えば、酸素を供給することができる。
【００２２】
本発明は、分散ビーム特性を、コサイン分布関数によって特徴付けることができるＨｆプラズマビーム源に制限されず、所望の適切な、どんな分散特性も有することができる。
【００２３】
所望の分散ビームのビーム分散性は、Ｈｆプラズマビーム源１を所期のように構成的に実施することにより達成することができる。その際、有利には、イクストラクション格子４が、Ｈｆプラズマビーム源１の出口開口部の領域内で、従来技術から公知の構成形態とは異なるように変えられている。３つの手段が有利である。イクストラクション格子４は、大きなメッシュ幅のメッシュを有するか、又は、平坦ではないが、プラズマに対して凹面状又は凸面状に構成されている。更に、イクストラクション格子４は、凹面状又は凸面状の形状、並びに、大きなメッシュ幅のメッシュを有することができる。イクストラクション格子４は、有利には、約０．０２−３ｍｍの、有利には、０．１−１ｍｍの太さの線のタングステン網から形成される。有利には、イクストラクション格子の面の少なくとも１つの部分領域が、円筒状の、殊に、円筒形の空間体の外套面の一部分であるようにされる。例えば、イクストラクション格子４は、Ｈｆプラズマビーム源１の相応に構成された出口開口部に相応する矩形の基底面を有するようにしてもよい。円筒形の空間体では、円筒の長手方向軸は、矩形部の各側面の１つに対して平行に設けるとよい。円筒形の外套部を湾曲することによって、プラズマに対して各々凹面状乃至凸面状の形状にすることができる。
【００２４】
比較のために、図６には、出口開口部の領域内に平坦なイクストラクション格子４を有するＨｆプラズマビーム源１、及び、従来技術の高い平行性のプラズマビームＩが略示されている。イクストラクション格子４でのプラズマのエッジの層は、ほぼ平坦である。例えば、ヨーロッパ特許公告第３４９５５６号公報から公知の一般的な技術思想によると、イクストラクション格子４は、プラズマが当該のイクストラクション格子４によって影響されないように微細なメッシュ状に構成されている。従って、メッシュ幅は、イクストラクション格子４とプラズマとの間の空間電荷領域の厚みよりも小さく選定される。
【００２５】
空間電荷領域の厚みｄは、多くの刊行物から分かる。それによると、この厚みｄは、電流密度ｊと、プラズマのエッジとイクストラクション格子４との間の電圧降下Ｕとに依存している：
【００２６】
【数１】
但し、
ε０：真空の誘電率、
ｅ：電気素量、
ｍｉｏｎ：関与イオンの質量、
Ｕ：プラズマエッジとイクストラクション格子４との電圧降下（イクストラクション電圧に相応する）
である。
【００２７】
本発明により拡大された、イクストラクション格子４のメッシュ幅を決めるために、以下のように行われる：
そのようなコーティング装置の作動用の通常の値を示す１０Ａ／ｍ２のイオン電流では、０．１ｍ２の出口開口部のＨｆプラズマビーム源で、空間電荷領域の厚みｄが算出される。これは、図７に示されている。それによると、空間電荷領域の厚みｄは、電圧降下の増大に連れて大きくなり、約５０ボルト〜約３７０ボルトの電圧降下で、０．５ｍｍ〜２．５ｍｍ変化する。５０〜２００ボルトの有利な電圧領域内での厚みｄは、明らかに２ｍｍよりも小さい。
【００２８】
空間電荷領域の厚みｄと、固定のイクストラクション電圧、例えば、１５０ボルトで、イオン電流密度との依存性に注目すると、図８に示された曲線が得られる。空間電荷領域（層）の厚みｄは、固定のイクストラクション電圧では、電流密度の上昇に連れて減小する。４Ａ／ｍ２〜２５Ａ／ｍ２の有利な領域内では、空間電荷領域の厚みｄは、２ｍｍよりも小さい。
【００２９】
図９には、拡大されたメッシュ幅のメッシュを有するイクストラクション格子４が有利に構成された本発明のプラズマビーム源１が略示されている。メッシュ幅が、空間電荷領域の厚みｄよりも大きいと、イクストラクション格子４の下側の波状の曲線によって示されているように、この領域内でのプラズマエッジ層が変形する。これにより、プラズマビームＩの拡散が大きくなる。有意義にも、メッシュ幅は、まだ十分に小さく、従って、プラズマは、出口開口部を通って、さほど漏出しない。メッシュ幅は、有利には高々３０ｍｍ、殊に、空間電荷領域の厚みが０．５〜２．５ｍｍの範囲内である場合、特に有利には、高々２０ｍｍにすると、目的に適っている。
【００３０】
図１０には、平坦ではないが、プラズマ室３から見て凹状に形成されたイクストラクション格子４の有利な構成が略示されている。それにより、湾曲したプラズマエッジ層が形成され、放出されたプラズマビームＩは、拡散ビーム特性を示す。ここでは、イクストラクション格子４のメッシュ幅は、比較的小さく、殊に、空間電荷領域の厚みよりも小さく選定することができる。イクストラクション格子４は、凸状に構成してもよい。
【００３１】
別の実施例では、イクストラクション格子４は、その面の少なくとも一部分領域に亘って不均一に構成するとよい。このために、例えば、メッシュ幅を変えることができ、その結果、エッジに向かうに連れて小さくなるメッシュ幅を設けるとよい。更に、プラズマビームの変調のために、プラズマ室３の外側に、１つ又は複数の絞りを設けるとよい。同様に、部分領域内の出口開口部を絞りで被覆し、それにより、表面の、さもないと不均一に照射される領域をマスキングするようにしてもよい。絞りには、プラズマビームを付加的に変調するために、付加的に電位を加えてもよい。
【００３２】
本発明の択一的な実施例では、ヨーロッパ特許公告第３４９５５６号公報から公知の、平坦なイクストラクション格子を有するＨｆプラズマビーム源が、ドーム状部上に設けられた基板の照射のために用いられ、その際、ソースのプラズマ室の外側の所定の空間領域内に、少なくとも１つの絞りが設けられている。この絞りは、さもないと不均一に照射されるドーム状部上の領域が照射されないように、プラズマビームを変調する。これは、同様に、出口開口部の部分領域を被覆することによって行うとよい。使用される絞りの形状は、有利には、達成された照射結果を用いて経験的に決められる。付加的に、絞りに電位を印加して、プラズマビームを変調するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】有利な高周波プラズマビーム源を備えたコーティング室の略図
【図２】ｃｏｓｎビーム特性の分布特性曲線を示す略図
【図３】基板がドーム状部上に設けられた、図１のコーティング室内の幾何的な状況を示す略図
【図４】ドーム状部上のＴｉＯ２層の屈折率の分布を示す略図
【図５】高周波プラズマビーム源の出口開口部の大きさ及びビーム拡散が、ドーム状部上のプラズマビーム密度の分布に及ぼす影響について示す略図
【図６】従来技術の高周波プラズマビーム源の略図
【図７】印加されたイクストラクション（抽出）電圧に依存する空間電荷領域の厚さの略図
【図８】固定のイクストラクション（抽出）電圧での電流密度に依存する空間電荷領域の厚さの略図
【図９】イクストラクション格子の有利な構成形態を示す略図
【図１０】イクストラクション格子の別の有利な構成形態を示す略図
【符号の説明】
【００３４】
１ 高周波プラズマビーム源
２ ケーシング
３ プラズマ室
４ イクストラクション格子
５ マグネット
６ ガス供給部
７ コーティング室
８ 高周波送信器
９ 電気接続部
１０ 基板
１１ ドーム状部
Ｉ プラズマビーム
ＫＳ ドーム対称軸
α ドーム角度
ＲＱ ソース−対称軸の放射方向間隔
ＹＱ ソース−対称中心の垂直方向間隔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ用のプラズマ室（３）、前記プラズマの点火及び維持のための電気手段（８，９）、前記プラズマ室（３）からプラズマビーム（Ｉ）を抽出するための、高周波電位が印加されたイクストラクション格子（４）、並びに、有利には、真空室（７）に対する、出口開口部を有する高周波プラズマビーム源であって、前記イクストラクション格子（４）は、前記出口開口部の領域内に設けられている高周波プラズマビーム源において、
プラズマビーム（Ｉ）は、プラズマとイクストラクション格子（４）との適切な交互作用によって拡散するように形成されていることを特徴とする高周波プラズマビーム源。
【請求項２】
プラズマビーム（Ｉ）の拡散は、イクストラクション格子（４）の平坦でない形状及び/又はメッシュ幅によって生じる請求項１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項３】
湾曲された、殊に、球状の、照射すべき表面の少なくとも一部分領域上にプラズマ流密度の高い均一性を達成するために、プラズマビーム（Ｉ）は、前記表面の少なくとも一部分領域の形状に合致されている請求項１又は２記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項４】
イクストラクション格子（４）は、プラズマ室（３）から見て凹面状に形成されており、有利には、イクストラクション格子（４）の面の少なくとも一部分領域が、円筒状の空間体の外套面の一部分である請求項１から３迄の何れか１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項５】
イクストラクション格子（４）は、当該イクストラクション格子（４）の面の少なくとも一部分領域に亘って不均一に形成されている請求項１から４迄の何れか１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項６】
プラズマ室（３）の外側に設けられた、少なくとも１つの絞りが設けられている請求項１から５迄の何れか１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項７】
出口開口部は、部分領域内で絞りを用いて被覆されている請求項１から６迄の何れか１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項８】
イクストラクション格子（４）は、当該イクストラクション格子（４）とプラズマ室（３）内のプラズマとの間の空間電荷領域の厚みよりも小さいメッシュ幅のメッシュを有している請求項１から７迄の何れか１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項９】
イクストラクション格子（４）は、少なくとも、当該イクストラクション格子（４）とプラズマ室（３）内のプラズマとの間の空間電荷領域の厚みと同じ大きさのメッシュ幅のメッシュを有している請求項１から８迄の何れか１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項１０】
イクストラクション格子（４）は、高々、プラズマが未だほぼプラズマ空間（３）内に残っているような大きさのメッシュ幅のメッシュを有している請求項９記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項１１】
プラズマビーム（Ｉ）の変調のために、少なくとも１つの絞りに電位が印加される請求項１から１０迄の何れか１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項１２】
出口開口部にほぼ対向しているコーティング室内の、湾曲表面、有利には、ドーム状部（１１）に、基板（１０．１，１０．２，１０．３，１０．４，１０．５，１０．６）が設けられている請求項１から１１迄の何れか１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項１３】
高周波プラズマ源（１）に対して付加的に、蒸発源が設けられている請求項１から１２迄の何れか１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項１４】
イクストラクション格子（４）は、ほぼ０．０２−３ｍｍ、有利には、０．１−１ｍｍの線の太さのタングステンから構成されている請求項１から１３迄の何れか１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項１５】
少なくとも１つのマグネット（５）が、プラズマ室（３）の領域内にプラズマを閉じ込めるために設けられている請求項１から１４迄の何れか１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項１６】
ケーシング（２）、高周波プラズマ源及び照射すべき表面とを有する真空室において、
高周波プラズマ源（１）は、請求項１から１６迄の何れか１に従って構成されていることを特徴とする真空室。
【請求項１７】
照射すべき表面は、湾曲されており、有利には、ドーム状部（１１）を形成していて、１つ又は複数の基板（１０．１，１０．２，１０．３，１０．４，１０．５，１０．６）を有している請求項１７記載の真空室。
【請求項１８】
高周波プラズマビーム源のプラズマビームを用いて、表面を照射する方法において、
拡散プラズマビーム（Ｉ）を使い、請求項１から１５迄の何れか１記載の高周波プラズマ源に従って構成することを特徴とする方法。
【請求項１９】
プラズマビーム（Ｉ）は、高々ｎ＝１６、有利には、ｎ＝４の拡散の程度を有するビーム特性を有しており、ｎは、コサイン分布関数の指数である請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
プラズマビーム（Ｉ）のビーム特性を、プラズマとイクストラクション格子（４）との間の所期の交互作用によって形成する請求項１８又は１９記載の方法。
【請求項２１】
抽出されたプラズマと、プラズマ室（３）の外側に設けられた少なくとも１つの絞りとの所期の交互作用を設定する請求項１８から２０迄の何れか１記載の方法。
【請求項２２】
表面の少なくとも一部分上に、プラズマビーム密度の高い均一性を達成するために、プラズマビーム（Ｉ）のビーム特性を、照射される表面の少なくとも１つの部分領域に適合させる請求項１８から２１迄の何れか１記載の方法。
【請求項２３】
湾曲した表面、有利には、ドーム状部（１１）が設けられている請求項１８から２２迄の何れか１記載の方法。
【請求項２４】
表面の照射によって、表面をコーティングする請求項１８から２３迄の何れか１記載の方法。
【請求項２５】
表面の照射によって、表面を変化及び/又はクリーニングする請求項１８から２４迄の何れか１記載の方法。
【請求項１】
プラズマ用のプラズマ室（３）、前記プラズマの点火及び維持のための電気手段（８，９）、前記プラズマ室（３）からプラズマビーム（Ｉ）を抽出するための、高周波電位が印加されたイクストラクション格子（４）、並びに、有利には、真空室（７）に対する、出口開口部を有する高周波プラズマビーム源であって、前記イクストラクション格子（４）は、前記出口開口部の領域内に設けられている高周波プラズマビーム源において、
プラズマビーム（Ｉ）は、プラズマとイクストラクション格子（４）との適切な交互作用によって拡散するように形成されていることを特徴とする高周波プラズマビーム源。
【請求項２】
プラズマビーム（Ｉ）の拡散は、イクストラクション格子（４）の平坦でない形状及び/又はメッシュ幅によって生じる請求項１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項３】
湾曲された、殊に、球状の、照射すべき表面の少なくとも一部分領域上にプラズマ流密度の高い均一性を達成するために、プラズマビーム（Ｉ）は、前記表面の少なくとも一部分領域の形状に合致されている請求項１又は２記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項４】
イクストラクション格子（４）は、プラズマ室（３）から見て凹面状に形成されており、有利には、イクストラクション格子（４）の面の少なくとも一部分領域が、円筒状の空間体の外套面の一部分である請求項１から３迄の何れか１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項５】
イクストラクション格子（４）は、当該イクストラクション格子（４）の面の少なくとも一部分領域に亘って不均一に形成されている請求項１から４迄の何れか１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項６】
プラズマ室（３）の外側に設けられた、少なくとも１つの絞りが設けられている請求項１から５迄の何れか１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項７】
出口開口部は、部分領域内で絞りを用いて被覆されている請求項１から６迄の何れか１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項８】
イクストラクション格子（４）は、当該イクストラクション格子（４）とプラズマ室（３）内のプラズマとの間の空間電荷領域の厚みよりも小さいメッシュ幅のメッシュを有している請求項１から７迄の何れか１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項９】
イクストラクション格子（４）は、少なくとも、当該イクストラクション格子（４）とプラズマ室（３）内のプラズマとの間の空間電荷領域の厚みと同じ大きさのメッシュ幅のメッシュを有している請求項１から８迄の何れか１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項１０】
イクストラクション格子（４）は、高々、プラズマが未だほぼプラズマ空間（３）内に残っているような大きさのメッシュ幅のメッシュを有している請求項９記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項１１】
プラズマビーム（Ｉ）の変調のために、少なくとも１つの絞りに電位が印加される請求項１から１０迄の何れか１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項１２】
出口開口部にほぼ対向しているコーティング室内の、湾曲表面、有利には、ドーム状部（１１）に、基板（１０．１，１０．２，１０．３，１０．４，１０．５，１０．６）が設けられている請求項１から１１迄の何れか１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項１３】
高周波プラズマ源（１）に対して付加的に、蒸発源が設けられている請求項１から１２迄の何れか１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項１４】
イクストラクション格子（４）は、ほぼ０．０２−３ｍｍ、有利には、０．１−１ｍｍの線の太さのタングステンから構成されている請求項１から１３迄の何れか１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項１５】
少なくとも１つのマグネット（５）が、プラズマ室（３）の領域内にプラズマを閉じ込めるために設けられている請求項１から１４迄の何れか１記載の高周波プラズマビーム源。
【請求項１６】
ケーシング（２）、高周波プラズマ源及び照射すべき表面とを有する真空室において、
高周波プラズマ源（１）は、請求項１から１６迄の何れか１に従って構成されていることを特徴とする真空室。
【請求項１７】
照射すべき表面は、湾曲されており、有利には、ドーム状部（１１）を形成していて、１つ又は複数の基板（１０．１，１０．２，１０．３，１０．４，１０．５，１０．６）を有している請求項１７記載の真空室。
【請求項１８】
高周波プラズマビーム源のプラズマビームを用いて、表面を照射する方法において、
拡散プラズマビーム（Ｉ）を使い、請求項１から１５迄の何れか１記載の高周波プラズマ源に従って構成することを特徴とする方法。
【請求項１９】
プラズマビーム（Ｉ）は、高々ｎ＝１６、有利には、ｎ＝４の拡散の程度を有するビーム特性を有しており、ｎは、コサイン分布関数の指数である請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
プラズマビーム（Ｉ）のビーム特性を、プラズマとイクストラクション格子（４）との間の所期の交互作用によって形成する請求項１８又は１９記載の方法。
【請求項２１】
抽出されたプラズマと、プラズマ室（３）の外側に設けられた少なくとも１つの絞りとの所期の交互作用を設定する請求項１８から２０迄の何れか１記載の方法。
【請求項２２】
表面の少なくとも一部分上に、プラズマビーム密度の高い均一性を達成するために、プラズマビーム（Ｉ）のビーム特性を、照射される表面の少なくとも１つの部分領域に適合させる請求項１８から２１迄の何れか１記載の方法。
【請求項２３】
湾曲した表面、有利には、ドーム状部（１１）が設けられている請求項１８から２２迄の何れか１記載の方法。
【請求項２４】
表面の照射によって、表面をコーティングする請求項１８から２３迄の何れか１記載の方法。
【請求項２５】
表面の照射によって、表面を変化及び/又はクリーニングする請求項１８から２４迄の何れか１記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公表番号】特表２００６−５２２８７０（Ｐ２００６−５２２８７０Ａ）
【公表日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５０５０８１（Ｐ２００６−５０５０８１）
【出願日】平成１６年４月８日（２００４．４．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／００３７９６
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０９１２６４
【国際公開日】平成１６年１０月２１日（２００４．１０．２１）
【出願人】（５０２２３９９００）ライボルト オプティクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (22)
【氏名又は名称原語表記】Ｌｅｙｂｏｌｄ Ｏｐｔｉｃｓ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓｓｔｒａｓｓｅ ８８， Ｄ−６３７５５ Ａｌｚｅｎａｕ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年４月８日（２００４．４．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／００３７９６
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０９１２６４
【国際公開日】平成１６年１０月２１日（２００４．１０．２１）
【出願人】（５０２２３９９００）ライボルト オプティクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (22)
【氏名又は名称原語表記】Ｌｅｙｂｏｌｄ Ｏｐｔｉｃｓ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓｓｔｒａｓｓｅ ８８， Ｄ−６３７５５ Ａｌｚｅｎａｕ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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