本發(fā)明涉及原子束源。

背景技術(shù)：

以往，作為這種原子束源，提出了使配置于作為陰極的筒狀體內(nèi)部的陽(yáng)極位移，控制放電空間內(nèi)的電子密度的原子束源(參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1的原子束源，可以以低價(jià)且在短時(shí)間內(nèi)獲得所期望的每單位時(shí)間的發(fā)射原子密度分布，對(duì)于表面改性裝置，能夠進(jìn)行良好的表面處理。

然而，專利文獻(xiàn)1的原子束源，有時(shí)會(huì)因在放電空間內(nèi)生成的離子等致使陰極或陽(yáng)極被濺射而發(fā)生脫落，導(dǎo)致脫落的粒子從原子束源射出。因此，提出了一種電子束源，其具備成為陰極的框體、設(shè)置在框體內(nèi)并成為使電場(chǎng)產(chǎn)生的陽(yáng)極的電極體，在框體、電極體的至少一部分應(yīng)用了難以被電場(chǎng)內(nèi)生成的離子濺射的材料(參照專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)2的原子束源能夠抑制不必要的粒子的射出。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2007-317650號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2014-86400號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的問(wèn)題

然而，專利文獻(xiàn)2的電子束源雖然通過(guò)應(yīng)用難以被濺射的材料，從而能夠抑制不必要的粒子的射出，但是有時(shí)仍然會(huì)有不必要的粒子射出，期望進(jìn)一步抑制不必要的粒子的射出。

本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而提出的，其主要目的在于提供一種能夠更加抑制不必要的粒子的射出的原子束源。

用于解決問(wèn)題的方法

本發(fā)明的原子束源，為了實(shí)現(xiàn)上述主要目的而采取以下方法。

本發(fā)明的原子束源具備：

筒狀的陰極，其具有設(shè)置了能夠射出原子束的射出口的射出部；

設(shè)置在所述陰極的內(nèi)部的棒狀的第一陽(yáng)極；以及

與第一陽(yáng)極分開設(shè)置在所述陰極的內(nèi)部的棒狀的第二陽(yáng)極；

通過(guò)將從所述陰極的形狀、所述第一陽(yáng)極的形狀、所述第二陽(yáng)極的形狀、以及所述陰極與所述第一陽(yáng)極和所述第二陽(yáng)極的位置關(guān)系組成的組中選擇的至少一個(gè)設(shè)為預(yù)定的構(gòu)成，從而抑制濺射粒子的射出，其中濺射粒子是由所述第一陽(yáng)極與所述第二陽(yáng)極之間的等離子體生成的陽(yáng)離子與所述陰極、所述第一陽(yáng)極及所述第二陽(yáng)極中的至少一個(gè)發(fā)生碰撞而產(chǎn)生的。

本發(fā)明的原子束源能夠更加抑制不必要的粒子的射出。能夠獲得這樣的效果的原因推測(cè)如下。即，可推測(cè)為：通過(guò)將陰極的形狀、各陽(yáng)極的形狀、陰極與第一陽(yáng)極和第二陽(yáng)極的位置關(guān)系等設(shè)為預(yù)定的構(gòu)成，從而能夠抑制濺射粒子本身的產(chǎn)生，或抑制濺射粒子的堆積，或抑制所產(chǎn)生的濺射粒子從陰極、陽(yáng)極脫落、飛散，或抑制脫落、飛散的濺射粒子的射出。

附圖說(shuō)明

圖1為表示第一實(shí)施方式的一個(gè)例子即原子束源10的構(gòu)成概要的立體圖。

圖2為圖1的A-A端面圖。

圖3為表示原子束源10的使用狀態(tài)的說(shuō)明圖。

圖4為第二實(shí)施方式的一個(gè)例子即原子束源110的相當(dāng)于圖2的截面圖。

圖5為第二實(shí)施方式的一個(gè)例子即原子束源210的相當(dāng)于圖2的截面圖。

圖6為第三實(shí)施方式的一個(gè)例子即原子束源310的相當(dāng)于圖2的截面圖。

圖7為第四實(shí)施方式的一個(gè)例子即原子束源410的相當(dāng)于圖2的截面圖。

圖8為第五實(shí)施方式的一個(gè)例子即原子束源510的相當(dāng)于圖2的截面圖。

圖9為第六實(shí)施方式的一個(gè)例子即原子束源610的相當(dāng)于圖2的截面圖。

圖10為原子束源610的射出口632的立體圖。

圖11為表示通常的原子束源在使用后的內(nèi)部狀態(tài)的示意圖。

圖12為表示通常的原子束源在角部的堆積物的情況的示意圖。

圖13為表示設(shè)置有R面的原子束源在角部的堆積物的情況的示意圖。

具體實(shí)施方式

[第一實(shí)施方式]

圖1為表示第一實(shí)施方式的一個(gè)例子即原子束源10的構(gòu)成概要的立體圖。圖2為圖1的A-A截面圖。圖3為表示原子束源10的使用狀態(tài)的說(shuō)明圖。

如圖1、圖2所示，原子束源10具備：兩端封閉的筒狀的陰極20、設(shè)置在陰極20的內(nèi)部的棒狀的第一陽(yáng)極40、以及與第一陽(yáng)極40分開設(shè)置在陰極20的內(nèi)部的棒狀的第二陽(yáng)極50。陰極20在筒狀的面中的一部分具有設(shè)置了能夠射出原子束的多個(gè)射出口32的射出部30，并配置在框體60的內(nèi)部，所述框體60的與該射出部30對(duì)應(yīng)的部分為開口。另外，陰極20在與射出部30相反一側(cè)的面上具有供給原料氣體(例如Ar氣體)的供給部36。第一陽(yáng)極40及第二陽(yáng)極50的兩端均通過(guò)絕緣部件62固定在陰極20的一端及另一端。另外，在圖1中，用雙點(diǎn)劃線表示框體60與陰極20的邊界線，用網(wǎng)點(diǎn)表示陰極20的內(nèi)部。

原子束源10在使用時(shí)，配置在例如10^-2Pa以下的減壓氣氛下，優(yōu)選配置在10^-3Pa以下，并且如圖3所示，陰極20與直流電源的負(fù)極連接，第一陽(yáng)極40及第二陽(yáng)極50分別與直流電源的正極連接，施加例如0.1kV～10kV左右的高電壓。通過(guò)這樣產(chǎn)生的電場(chǎng)，從而由供給部36供給的原料氣體發(fā)生電離，在第一陽(yáng)極40與第二陽(yáng)極50之間生成等離子體。由等離子體產(chǎn)生的陽(yáng)離子(例如Ar⁺)被吸引至射出部30而通過(guò)射出口32，并從陰極20接受電子而作為原子束(例如Ar束)射出至外部。這樣作為原子束源而發(fā)揮作用。

在原子束源10中，第一陽(yáng)極40及第二陽(yáng)極50以中心軸C1、C2位于與射出部30平行的預(yù)定配置面P上的方式相互平行地配置。另外，對(duì)于第一陽(yáng)極40及第二陽(yáng)極50，將中心軸C1、C2之間的距離設(shè)為L(zhǎng)，并將配置面P與射出部30之間的距離設(shè)為H時(shí)，以使(H+L)×H²/L的值成為750以上1670以下的范圍內(nèi)的方式配置。(H+L)×H²/L的值優(yōu)選750以上，更優(yōu)選800以上，進(jìn)一步優(yōu)選850以上。另外，(H+L)×H²/L的值優(yōu)選1670以下，更優(yōu)選1050以下，進(jìn)一步優(yōu)選1000以下。中心軸C1、C2之間的距離L優(yōu)選例如10mm以上50mm以下，更優(yōu)選12mm以上40mm以下，進(jìn)一步優(yōu)選12mm以上35mm以下。另外，配置面P與射出部30之間的距離H優(yōu)選例如10mm以上50mm以下，更優(yōu)選15mm以上45mm以下，進(jìn)一步優(yōu)選20mm以上30mm以下。另外，第一陽(yáng)極40與第二陽(yáng)極50優(yōu)選以中心軸C1和C2在陰極20的軸方向上平行的方式配置。另外，優(yōu)選以中心軸C1和C2的中間的位置與陰極20的寬度方向的中心位置一致的方式配置，更優(yōu)選其差為±5mm以內(nèi)。

對(duì)于陰極20的形狀，當(dāng)觀察與陰極20的軸方向垂直的截面時(shí)，截面可以為圓形、橢圓形，也可以為三角形、四邊形、五邊形、六邊形等多邊形，也可以為其他形狀。陰極20的內(nèi)側(cè)與外側(cè)的截面形狀既可以相同也可以不同。陰極的尺寸可以設(shè)為：例如其內(nèi)側(cè)尺寸在高度方向上為20mm以上100mm以下、在寬度方向上為20mm以上100mm以下、在長(zhǎng)度方向上為50mm以上300mm以下等。另外，高度方向?yàn)榕c形成有射出部30的面垂直的方向，寬度方向?yàn)榕c縱方向垂直且與軸方向垂直的方向，長(zhǎng)度方向?yàn)榕c陰極20的軸方向平行的方向(以下相同)。陰極20的厚度可以設(shè)為0.5mm以上10mm以下等。

陰極20的材質(zhì)可以是石墨、玻璃狀碳等碳材料。碳材料的電子發(fā)射性良好，其價(jià)格低且加工性良好，因此合適。除此之外，陰極20的材質(zhì)還可以設(shè)為例如鎢、鉬、鈦、鎳、它們的合金，它們的化合物等。

射出部30可以以預(yù)定的寬度形成于在長(zhǎng)度方向上延伸的區(qū)域。例如，陰極20的內(nèi)側(cè)截面為多邊形的情況下，可以形成在其一面上。射出部30的尺寸可以設(shè)為寬度5mm以上90mm以下，長(zhǎng)度5mm以上90mm以下等。該射出部30也可以分割成多個(gè)。射出口32的形狀可以為圓形、橢圓形，也可以為三角形、四邊形、五邊形、六邊形等多邊形，也可以為其他形狀。射出口32的尺寸可以設(shè)為寬度方向及長(zhǎng)度方向(圓形的情況下為直徑)分別為0.05mm以上5mm以下等。另外，射出口32也可以是寬度0.05mm以上5mm以下的狹縫形狀。射出部30的厚度可以設(shè)為0.5mm以上10mm以下等，可以與陰極20的其他部分的厚度相同也可以不同。射出部30的材質(zhì)可以是在陰極20中所例示的材質(zhì)等，可以與射出部30相同也可以不同。

供給部36與未圖示的供給原料氣體的供給裝置連接。供給部36的位置、尺寸、形狀等沒(méi)有特別限定，進(jìn)行適宜設(shè)定使等離子體穩(wěn)定即可。

框體60覆蓋陰極20中除射出部30以外的部分即可，優(yōu)選覆蓋陰極20中除射出部30、供給部36以外的所有部分?？蝮w60的材質(zhì)可設(shè)為鋁合金、銅合金、不銹鋼等。

對(duì)于第一陽(yáng)極40及第二陽(yáng)極50的形狀，當(dāng)觀察與陰極20的軸方向垂直的截面時(shí)，截面可以是圓形、橢圓形，也可以是三角形、四邊形、五邊形、六邊形等多邊形，也可以是其他形狀。第一陽(yáng)極40及第二陽(yáng)極50的尺寸沒(méi)有特別限定，可以設(shè)為例如在高度方向及寬度方向(圓形的情況下為直徑)上分別為1mm以上20mm以下，在長(zhǎng)度方向上為50mm以上400mm以下。另外，第一陽(yáng)極40與第二陽(yáng)極50的形狀、尺寸可以相同也可以不同。

第一陽(yáng)極40及第二陽(yáng)極50的材質(zhì)可以是石墨、玻璃狀碳等碳材料。碳材料的電子發(fā)射性良好，其價(jià)格低且加工性良好，因此合適。除此之外，第一陽(yáng)極40及第二陽(yáng)極50的材質(zhì)還可以設(shè)為例如鎢、鉬、鈦、鎳、它們的合金、它們的化合物等。

該原子束源10，可以在減壓氣氛的處理室內(nèi)，對(duì)配置在該處理室內(nèi)的被處理材料照射原子束，從而對(duì)被處理材料實(shí)施所期望的處理。處理室優(yōu)選設(shè)定為10^-2Pa以下，更優(yōu)選設(shè)定為10^-3Pa以下。作為被處理材料，可例舉如Si、LiTaO₃、LiNbO₃、SiC、SiO₂、Al₂O₃、GaN、GaAs、GaP等化合物、金屬等。原子束源10可通過(guò)原子束照射來(lái)除去被處理材料表面的氧化物、吸附分子，也可以使被處理材料表面活化。例如，通過(guò)對(duì)兩個(gè)被處理材料的表面，利用原子束照射除去氧化物、吸附分子而使其活化，使原子束照射面彼此相對(duì)而進(jìn)行疊加，并根據(jù)需要進(jìn)行加壓，從而能夠?qū)蓚€(gè)被處理材料直接接合。原子束源10可以用作所謂的高速原子束(FAB)源。

在以上說(shuō)明的原子束源10中，陰極20與第一陽(yáng)極40和第二陽(yáng)極50的位置關(guān)系為預(yù)定的構(gòu)成，具體地，(H+L)×H²/L的值為750以上1670以下。這樣，若(H+L)×H²/L的值為750以上1670以下，則原子束的提取效率(取り出し効率)得到提高，因此能夠減小用于獲得所期望的原子束提取效率所需要的直流電源的輸出功率。由此，與陰極20的除射出部30以外的部分碰撞的陽(yáng)離子的比例減少，并且如果減少直流電源的輸出，則碰撞的陽(yáng)離子的數(shù)量也會(huì)減少，因此原子束源10能夠在維持原子束的提取效率的情況下抑制濺射粒子的產(chǎn)生。結(jié)果，能夠更加抑制不必要的粒子的射出。

[第二實(shí)施方式]

圖4表示第二實(shí)施方式的一個(gè)例子即原子束源110的相當(dāng)于圖2的截面圖。另外，對(duì)于與原子束源10的構(gòu)成相同的構(gòu)成，賦予相同的符號(hào)，省略詳細(xì)的說(shuō)明。另外，由于在圖4中未呈現(xiàn)的構(gòu)成與原子束源10的構(gòu)成相同，因此省略立體圖，由于原子束源的使用方法、使用其的被處理材料的處理方法與原子束源10相同，因此省略說(shuō)明(以下在各實(shí)施方式中相同)。

如圖4所示，原子束源110具備：兩端封閉的筒狀的陰極120、設(shè)置在陰極120的內(nèi)部的棒狀的第一陽(yáng)極140、以及與第一陽(yáng)極140分開設(shè)置在陰極120的內(nèi)部的棒狀的第二陽(yáng)極150。陰極120在筒狀的面中的一部分具有設(shè)置有能夠射出原子束的多個(gè)射出口32的射出部30，并配置在框體60的內(nèi)部，該框體60的與該射出部30對(duì)應(yīng)的部分為開口。另外，陰極120在與射出部30相反一側(cè)的面上具有供給部36。第一陽(yáng)極140及第二陽(yáng)極150的兩端均通過(guò)絕緣部件62固定在陰極120的一端及另一端。在原子束源110中，(H+L)×H²/L的值可以與原子束源10相同也可以不同。例如可以適宜設(shè)定為500以上4000以下等范圍。

在原子束源110中，當(dāng)觀察與陰極120的軸方向垂直的截面時(shí)，陰極120的內(nèi)側(cè)為四邊形且四邊形的各角為倒角形狀，具體為R面。該四邊形優(yōu)選為正方形或長(zhǎng)方形。R面的半徑優(yōu)選為1mm以上，更優(yōu)選為5mm以上，進(jìn)一步優(yōu)選為10mm以上。另外，R面的半徑可以為50mm以下，也可以為30mm以下，也可以為20mm以下。當(dāng)觀察與陰極120的軸方向垂直的截面時(shí)，陰極120從中心O至內(nèi)側(cè)為止的距離的最小值X_min與從中心O至內(nèi)側(cè)為止的距離的最大值X_max優(yōu)選滿足0.5≤X_min/X_max≤1。這樣的構(gòu)成能夠進(jìn)一步抑制不必要的粒子的射出。中心O可以設(shè)為觀察與陰極120的軸方向垂直的截面時(shí)的內(nèi)側(cè)的四邊形的重心位置。X_min/X_max的值優(yōu)選0.68以上，更優(yōu)選0.7以上。陰極120的尺寸可以設(shè)為：例如其內(nèi)側(cè)尺寸在高度方向上為20mm以上100mm以下，在寬度方向上為20mm以上100mm以下，在長(zhǎng)度方向上為50mm以上300mm以下等。

當(dāng)觀察與陰極120的軸方向垂直的截面時(shí)，陰極120的外側(cè)形狀可以是圓形、橢圓形，也可以是三角形、四邊形、五邊形、六邊形等多邊形，也可以是其他形狀。陰極120的內(nèi)側(cè)與外側(cè)的截面形狀可以相同也可以不同。陰極20的厚度可以設(shè)為0.5mm以上10mm以下等。陰極120的材質(zhì)可以使用在陰極20中例示的材料。

第一陽(yáng)極140及第二陽(yáng)極150可以以各中心軸位于與射出部30平行的預(yù)定配置面上的方式相互平行地配置。另外，中心軸中的至少一個(gè)可以例如相對(duì)于配置面P向縱方向傾斜地配置，中心軸中的至少一個(gè)也可以例如相對(duì)于與寬度方向垂直的面向?qū)挾确较騼A斜地配置，也可以設(shè)為這兩種方式。中心軸相對(duì)于配置面P的傾斜度可設(shè)為例如0°以上10°以下。另外，中心軸相對(duì)于與寬度方向垂直的面的傾斜度可設(shè)為例如0°以上10°以下。第一陽(yáng)極140及第二陽(yáng)極150的形狀、尺寸、材質(zhì)可以與第一陽(yáng)極40及第二陽(yáng)極50同樣。

在如上所說(shuō)明的原子束源110中，陰極120的形狀為預(yù)定的構(gòu)成，具體地，陰極120具有倒角形狀的角部。角部存在濺射粒子容易堆積的傾向，但在陰極120中，由于具有倒角形狀的角部，因此能夠抑制濺射粒子向角部的堆積集中。因此，在陰極120內(nèi)堆積的濺射粒子的堆積層厚度變得更加均勻，能夠抑制因變形導(dǎo)致的龜裂的發(fā)生，能夠抑制堆積物的掉落、飛散。另外，靠近等離子體的部分(例如陰極的角部以外的部分)存在因陽(yáng)離子的碰撞而容易磨耗的傾向，但陰極120的倒角形狀的角部與非倒角形狀的情況相比更靠近等離子體，使得陰極120與等離子體之間的距離均勻化，因而磨耗量變得更加均勻。這樣，在原子束源110中，堆積物在陰極120的堆積量、因陽(yáng)離子的碰撞導(dǎo)致的陰極120的磨耗量變得更加均勻，能夠抑制有可能發(fā)生掉落、飛散的堆積物的生長(zhǎng)本身。結(jié)果，能夠抑制不必要的粒子的射出。

另外，原子束源110中，當(dāng)觀察與陰極120的軸方向垂直的截面時(shí)，陰極120的內(nèi)側(cè)為四邊形且四邊形的各角為R面，但各角的形狀也可以為切角(chamfer)面。如此也可以獲得與原子束源110同樣的效果。圖5為第二實(shí)施方式的一個(gè)例子即原子束源210的相當(dāng)于圖2的截面圖。對(duì)于與原子束源110的構(gòu)成相同的構(gòu)成賦予相同的符號(hào)，省略詳細(xì)的說(shuō)明。在原子束源210中，切角面的高度h和寬度w優(yōu)選分別大于10mm，更優(yōu)選15mm以上。切角面的高度h和寬度w分別可以為50mm以下，也可以為30mm以下，也可以為20mm以下。在原子束源210中，四邊形也優(yōu)選正方形或長(zhǎng)方形。另外，當(dāng)觀察與陰極220的軸方向垂直的截面時(shí)，陰極220從中心O至內(nèi)側(cè)為止的距離的最小值X_min與從中心O至內(nèi)側(cè)為止的距離的最大值X_max優(yōu)選滿足0.5≤X_min/X_max≤1。X_min/X_max的值，可以為0.68以上，也可以為0.7以上，優(yōu)選大于0.75，優(yōu)選0.77以上，更優(yōu)選0.79以上。

另外，對(duì)于原子束源110、原子束源210，當(dāng)觀察與陰極的軸方向垂直的截面時(shí)，陰極內(nèi)側(cè)為四邊形且四邊形的各角為倒角形狀，但例如觀察與陰極的軸方向垂直的截面時(shí)，陰極內(nèi)側(cè)也可以為圓形或橢圓形。這樣也能獲得與原子束源110、原子束源210同樣的效果。這種情況下，觀察與陰極的軸方向垂直的截面時(shí)，從中心O至內(nèi)側(cè)為止的距離的最小值X_min與從中心O至內(nèi)側(cè)為止的距離的最大值X_max優(yōu)選滿足0.5≤X_min/X_max≤1。X_min/X_max的值可設(shè)為0.68以上，也可設(shè)為0.7以上。另外，此時(shí)，中心O的位置可以是觀察與陰極的軸方向垂直的截面時(shí)的內(nèi)側(cè)的圓或橢圓的中心位置。

[第三實(shí)施方式]

圖6為第三實(shí)施方式的一個(gè)例子即原子束源310的相當(dāng)于圖2的截面圖。另外，對(duì)于與原子束源10、原子束源110的構(gòu)成相同的構(gòu)成賦予相同的符號(hào)，省略詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖6所示，原子束源310具備：兩端封閉的筒狀的陰極320、設(shè)置在陰極320的內(nèi)部的棒狀的第一陽(yáng)極140、以及與第一陽(yáng)極140分開設(shè)置在陰極320的內(nèi)部的棒狀的第二陽(yáng)極150。陰極320在筒狀的面中的一部分具有設(shè)置有能夠射出原子束的多個(gè)射出口332的射出部330，并配置在框體60的內(nèi)部，該框體60的與該射出部30對(duì)應(yīng)的部分為開口。另外，陰極320在與射出部330相反一側(cè)的面上具有供給部36。第一陽(yáng)極140及第二陽(yáng)極150，它們的兩端均通過(guò)絕緣部件62固定在陰極320的一端及另一端。

在原子束源310中，在陰極320的射出部330設(shè)置的射出口332形成為開口面積從陰極320的外表面朝向內(nèi)表面減小的傾向。對(duì)于射出口，將外表面與內(nèi)表面連接的直線相對(duì)于與射出部330垂直的方向的傾斜度S大于0°即可，優(yōu)選4°以上，更優(yōu)選6°以上。這樣，如果傾斜度S大于0°，則例如與傾斜度S為0°時(shí)相比，內(nèi)表面?zhèn)鹊拈_口面積減小，外表面?zhèn)鹊拈_口面積增大。由此，在原子束源310中，在內(nèi)表面?zhèn)饶軌蛞种茷R射粒子的射出，并且由于外表面?zhèn)鹊拈_口比內(nèi)表面?zhèn)鹊拈_口大，陽(yáng)離子、原子不易碰撞開口部332，因此能夠抑制原子束的提取效率的降低。另外，傾斜度S優(yōu)選20°以下，進(jìn)一步優(yōu)選15°以下，更加優(yōu)選10°以下。如果傾斜度S為20°以下，則內(nèi)表面?zhèn)鹊拈_口不會(huì)變得過(guò)小，能夠防止與相鄰孔洞的貫通。開口面積從陰極320的外表面朝向內(nèi)表面減小的傾向，例如可以從外表面朝向內(nèi)表面以直線狀按照固定的角度減小，也可以不斷改變角度以曲線狀減小，也可以階梯性地減小。傾斜度S可以在射出口332的整周是固定的，也可以是不固定的。

射出口332的形狀可以是圓形、橢圓形，也可以是三角形、四邊形、五邊形、六邊形等多邊形，也可以是其他形狀。射出口332的尺寸，在陰極320的內(nèi)表面中，在寬度方向及長(zhǎng)度方向(圓形的情況下為直徑)上分別可以設(shè)為0.05mm以上5mm以下等。另外，射出口32也可以為狹縫形狀。狹縫形狀的情況下，優(yōu)選在陰極320的內(nèi)表面中為寬度0.05mm以上5mm以下的狹縫。狹縫的延伸方向沒(méi)有特別限定。

除了射出口332以外，射出部330的形狀、尺寸、材質(zhì)、形成部位可以與射出部30同樣。另外，除了射出部330及射出口332以外，陰極320的形狀、尺寸、材質(zhì)等可以與陰極20同樣。

以上說(shuō)明的原子束源310中，陰極320的形狀為預(yù)定的構(gòu)成，具體地，在陰極320的射出部330設(shè)置的射出口332，形成為開口面積從陰極320的外表面朝向內(nèi)表面減小的傾向。這樣，在原子束源310中，由于內(nèi)表面?zhèn)鹊拈_口面積小，因此在內(nèi)表面?zhèn)饶軌蛞种茷R射粒子的射出，并且外表面?zhèn)鹊拈_口比內(nèi)表面?zhèn)鹊拈_口大，陽(yáng)離子、原子不易與射出口332碰撞，因此能夠抑制原子束的提取效率降低。結(jié)果，能夠抑制不必要的粒子的射出。

[第四實(shí)施方式]

圖7為第四實(shí)施方式的一個(gè)例子即原子束源410的相當(dāng)于圖2的截面圖。另外，對(duì)于與原子束源10、原子束源110的構(gòu)成相同的構(gòu)成賦予相同的符號(hào)，省略詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖7所示，原子束源410具備：兩端封閉的筒狀的陰極420、設(shè)置在陰極420的內(nèi)部的棒狀的第一陽(yáng)極140、以及與第一陽(yáng)極140分開設(shè)置在陰極420的內(nèi)部的棒狀的第二陽(yáng)極150。陰極420在筒狀的面中的一部分具有設(shè)置了能夠射出原子束的多個(gè)射出口32的射出部30，并配置在框體60的內(nèi)部，該框體60的與該射出部30對(duì)應(yīng)的部分為開口。另外，陰極420在與射出部30相反一側(cè)的面上具有供給部36。第一陽(yáng)極140及第二陽(yáng)極150，它們的兩端均通過(guò)絕緣部件62固定在陰極420的一端及另一端。

在原子束源410中，陰極420具備：捕集濺射粒子的捕集部422、以及與捕集部422連接并將濺射粒子排出至外部的排出部424。使用原子束源410時(shí)，在排出部424處連接排出管等，例如將濺射粒子排出至處理室外等適當(dāng)?shù)奈恢?。排出?24可以直接或介由排出管等與吸引裝置等連接，但在陰極420的內(nèi)部氣壓比介由排出部424的外部的氣壓高的情況下，即使沒(méi)有吸引裝置等，也能夠從排出部424將濺射粒子排出至外部。

捕集部422優(yōu)選設(shè)置在濺射粒子易于堆積的部分，例如，當(dāng)觀察與陰極420的軸方向垂直的截面時(shí)內(nèi)側(cè)為具有角部的形狀(多邊形等)的情況下，優(yōu)選設(shè)置在角部。關(guān)于捕集部422，優(yōu)選濺射粒子從陰極420的內(nèi)部進(jìn)入的入口比捕集部422的內(nèi)部窄。這樣，能夠更加抑制在捕集部422捕集的濺射粒子向陰極420內(nèi)部脫落、飛散。

捕集部422的形狀，可以是在觀察與陰極420的軸方向垂直的截面時(shí)一部分開口的圓形、橢圓形，也可以是三角形、四邊形、五邊形、六邊形等多邊形，也可以是其他形狀。開口優(yōu)選為將上述截面的各形狀(未開口的)的中心與開口部連接的兩根直線所形成的角θ為90°以上180°以下。捕集部422的尺寸在高度方向及寬度方向(圓形的情況下為直徑)上分別優(yōu)選5mm以上，更優(yōu)選10mm以上，進(jìn)一步優(yōu)選15mm以上。另外，該尺寸可設(shè)為70mm以下，優(yōu)選35mm以下，更優(yōu)選30mm以下，進(jìn)一步優(yōu)選25mm以下。例如，捕集部422的截面為一部分開口的圓形的情況下，該圓形的直徑D優(yōu)選10mm以上70mm以下，該圓形的半徑r優(yōu)選5mm以上35mm以下。捕集部422，可以沿著長(zhǎng)度方向，以截面形狀固定的方式或以截面形狀不斷變化的方式連續(xù)地形成，也可以斷續(xù)地形成，也可以在一部分形成。

陰極420除了具備捕集部422及排出口424這點(diǎn)以外，可以設(shè)為與陰極20同樣。

以上說(shuō)明的原子束源410中，陰極420的形狀為預(yù)定的構(gòu)成，具體地，具備捕集部422及排出口424。因此，通過(guò)將濺射粒子聚集于捕集部422中并從排出部424適當(dāng)?shù)嘏懦?，從而能夠抑制濺射粒子的堆積或所堆積的濺射粒子的掉落、飛散。結(jié)果，能夠抑制不必要的粒子的射出。

[第五實(shí)施方式]

圖8為第五實(shí)施方式的一個(gè)例子即原子束源510的相當(dāng)于圖2的截面圖。另外，對(duì)于與原子束源10相同的構(gòu)成賦予相同的符號(hào)，省略詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖8所示，原子束源510具備：兩端封閉的筒狀的陰極20、設(shè)置在陰極20的內(nèi)部的棒狀的第一陽(yáng)極540、以及與第一陽(yáng)極540分開設(shè)置在陰極20的內(nèi)部的棒狀的第二陽(yáng)極550。陰極20在筒狀的面中的一部分具有設(shè)置有能夠射出原子束的多個(gè)射出口32的射出部30，并配置在框體60的內(nèi)部，該框體60的與該射出部30對(duì)應(yīng)的部分為開口。另外，陰極20在與射出部30相反一側(cè)的面上具有供給部36。第一陽(yáng)極540及第二陽(yáng)極550的兩端均通過(guò)絕緣部件62固定在陰極20的一端及另一端。

在原子束源510中，第一陽(yáng)極540及第二陽(yáng)極550在主體542、552的相互相對(duì)一側(cè)的相反側(cè)具有突起544、554。主體542、552的形狀、尺寸、材質(zhì)、配置可以與第一陽(yáng)極40及第二陽(yáng)極50同樣。突起544、554的形狀可以是前端為尖銳的形狀，也可以是前端為圓角的形狀，也可以是如前端成為平面那樣的形狀。另外，突起544、554可以沿著長(zhǎng)度方向以截面形狀固定的方式或以截面形狀不斷變化的方式連續(xù)地形成，也可以斷續(xù)地形成。另外，突起544、554可以在整個(gè)長(zhǎng)度方向上形成，也可以在一部分形成。突起544、554，優(yōu)選以其前端與陰極20的距離P為0.5mm以上5mm以下的方式形成，更優(yōu)選0.5mm以上3mm以下，進(jìn)一步優(yōu)選0.5mm以上2mm以下。突起544、554的高度優(yōu)選0.5mm以上3mm以下，更優(yōu)選1mm以上3mm以下，進(jìn)一步優(yōu)選2mm以上3mm以下。

第一陽(yáng)極540及第二陽(yáng)極550可以以主體542及主體552的各中心軸位于與射出部30平行的預(yù)定配置面上的方式相互平行地配置。另外，中心軸中的至少一個(gè)可以例如相對(duì)于配置面P向縱方向傾斜地配置，中心軸中的至少一個(gè)也可以例如相對(duì)于與寬度方向垂直的面向?qū)挾确较騼A斜地配置，也可以設(shè)為這兩種方式。中心軸相對(duì)于配置面P的傾斜度可以為例如0°以上10°以下。另外，中心軸相對(duì)于與寬度方向垂直的面的傾斜度可以為例如0°以上10°以下。

以上說(shuō)明的原子束源510中，第一陽(yáng)極540及第二陽(yáng)極550的形狀為預(yù)定的構(gòu)成，具體地，第一陽(yáng)極540及第二陽(yáng)極550在相互相對(duì)一側(cè)的相反側(cè)具有突起544、554。對(duì)于這樣的原子束源510，通過(guò)電場(chǎng)集中，與沒(méi)有突起544、554時(shí)相比，能夠在低電壓下產(chǎn)生等離子體，射出原子束。若電壓低，則陽(yáng)離子的移動(dòng)速度減慢，因此即使陽(yáng)離子與陰極20、第一陽(yáng)極540、第二陽(yáng)極550碰撞，也難以產(chǎn)生濺射粒子，能夠抑制濺射粒子的產(chǎn)生本身。結(jié)果，能夠抑制不必要的粒子的射出。

[第六實(shí)施方式]

圖9為第六實(shí)施方式的一個(gè)例子即原子束源610的相當(dāng)于圖2的截面圖。此外，圖10為原子束源610的射出口632的立體圖。在圖10中，雙點(diǎn)劃線為與射出部630主體部分之間的虛擬邊界線。另外，對(duì)于與原子束源10、110相同的構(gòu)成賦予相同的符號(hào)，省略詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖9所示，原子束源610具備：兩端封閉的筒狀的陰極620、設(shè)置在陰極620的內(nèi)部的棒狀的第一陽(yáng)極140、以及與第一陽(yáng)極140分開設(shè)置在陰極620的內(nèi)部的棒狀的第二陽(yáng)極150。陰極620在筒狀的面中的一部分具有設(shè)置了能夠射出原子束的多個(gè)射出口632的射出部630，并配置在框體60的內(nèi)部，該框體60的與該射出部630對(duì)應(yīng)的部分為開口。另外，陰極620在與射出部630相反一側(cè)的面上具有供給部36。第一陽(yáng)極140及第二陽(yáng)極150的兩端均通過(guò)絕緣部件62固定在陰極620的一端及另一端。

對(duì)于原子束源610，與第三實(shí)施方式的原子束源310同樣地，在陰極620的射出部630設(shè)置的射出口632形成為開口面積從陰極620的外表面朝向內(nèi)表面減小的傾向。然而，通過(guò)在陰極620的內(nèi)表面?zhèn)仍O(shè)置過(guò)濾器部從而射出口632形成為開口面積從陰極620的外表面朝向內(nèi)表面減小的傾向，在這一點(diǎn)上，與原子束源310不同。原子束源610中，在陰極620的射出部630設(shè)置的射出口632中，在陰極620的內(nèi)表面?zhèn)热鐖D10所示設(shè)有過(guò)濾器部634。該過(guò)濾器部634具有開口面積比射出口632小的2個(gè)以上的開口636。過(guò)濾器部634的開口636的形狀可以是圓形、橢圓形，也可以是三角形、四邊形、五邊形、六邊形等多邊形，也可以是其他形狀。過(guò)濾器部634的開口636的尺寸在寬度方向及長(zhǎng)度方向(在圓形的情況下為直徑)上分別優(yōu)選0.01mm以上0.1mm以下，更優(yōu)選0.01mm以上0.08mm以下，進(jìn)一步優(yōu)選0.03mm以上0.06mm以下。過(guò)濾器部634的開口636也可以為狹縫狀。在狹縫狀的情況下，優(yōu)選寬度為0.01mm以上0.1mm以下的狹縫。狹縫的延伸方向沒(méi)有特別限定。過(guò)濾器部634的厚度只要是小于射出部630的厚度即可，優(yōu)選0.1mm以上3mm以下，更優(yōu)選0.3mm以上2mm以下，進(jìn)一步優(yōu)選0.5mm以上1mm以下。過(guò)濾器部634的材質(zhì)可以設(shè)為如在陰極20中所例示的材質(zhì)等，可以與射出部630相同也可以不同。過(guò)濾器部634優(yōu)選與射出部630一體形成。

射出口632的除了過(guò)濾器部634以外的形狀，可以與射出口32同樣。除了射出口632以外，射出部630的形狀、尺寸、形成部位，可以與射出部30同樣。另外，除了射出部630及射出口632以外，陰極620的形狀、尺寸、材質(zhì)等可以與陰極20同樣。

以上說(shuō)明的原子束源610中，陰極620的形狀為預(yù)定的構(gòu)成，具體地，在陰極620的射出部630設(shè)置的射出口632在陰極620的內(nèi)表面?zhèn)染邆溥^(guò)濾器部634。由此，原子束源610中，在內(nèi)表面?zhèn)饶軌蛲ㄟ^(guò)過(guò)濾器部634來(lái)抑制濺射粒子的射出，而且在外表面?zhèn)扔捎跊](méi)有過(guò)濾器部634，陽(yáng)離子、原子不易與射出口632碰撞，因此能夠抑制原子束的提取效率的降低。結(jié)果，能夠抑制不必要的粒子的射出。

另外，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，不言而喻，只要屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)就可以以各種方式實(shí)施。

例如，在上述的實(shí)施方式中，對(duì)第一實(shí)施方式～第六實(shí)施方式分別進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以將第一實(shí)施方式～第六實(shí)施方式中的兩個(gè)以上進(jìn)行組合。在上述實(shí)施方式中，原子束源10～原子束源610具有框體60，但也可以省略框體60。在上述實(shí)施方式中，陰極20～陰極620為兩端封閉的筒狀，但也可以為一端封閉一端開口的筒狀，也可以為兩端開口的筒狀。在這種情況下，通過(guò)框體60來(lái)封閉陰極20～陰極620的開口。在上述實(shí)施方式中，第一陽(yáng)極40～第一陽(yáng)極540及第二陽(yáng)極50～第二陽(yáng)極550的兩端均通過(guò)絕緣部件62固定在陰極20～陰極620的一端及另一端，但并不限于此。第一陽(yáng)極40～第一陽(yáng)極540及第二陽(yáng)極50～第二陽(yáng)極550中的至少一個(gè)也可以通過(guò)絕緣部件62僅固定在陰極20～陰極620的一端，也可以以其他方法進(jìn)行固定。在上述的實(shí)施方式中，作為原料氣體例示了Ar氣體，但也可以是例如He、Ne、Kr、Xe、O₂、H₂、N₂等。另外，原料氣體是由供給部36供給的，但也可以預(yù)先存在于陰極20～陰極620的內(nèi)部。這種情況下，可以省略供給部36。

[實(shí)施例]

以下，對(duì)于使用本發(fā)明的原子束源產(chǎn)生原子束的情況，作為實(shí)驗(yàn)例進(jìn)行說(shuō)明。另外，實(shí)驗(yàn)例1-2、1-5、1-8、1-11、1-12、2-2～2-7、3-2～3-5、4-2、4-3、5-1、5-2相當(dāng)于本發(fā)明的實(shí)施例，實(shí)驗(yàn)例1-1、1-3、1-4、1-6、1-7、1-9、1-10、2-1、3-1、4-1、5-3、5-4相當(dāng)于比較例。

[實(shí)驗(yàn)例1-1～1-12]

在實(shí)驗(yàn)例1-1～1-12中，使用了圖1～3所示的原子束源10。陰極20使用了如下兩端封閉的筒狀的碳陰極，其在觀察與陰極20的軸方向垂直的截面時(shí)，截面為四邊形，且內(nèi)側(cè)尺寸為高度60mm、寬度50mm、長(zhǎng)度100mm，厚度為5mm。在射出部30中，將直徑2mm的射出口32在寬度方向上設(shè)置10個(gè)，在長(zhǎng)度方向上設(shè)置15個(gè)。第一陽(yáng)極40及第二陽(yáng)極50使用了直徑10mm、長(zhǎng)度120mm的棒狀的碳電極。第一陽(yáng)極40與第二陽(yáng)極50的中心之間的距離L、配置面P與射出部30的距離H及(H+L)×H²/L的值如表1所示。將該原子束源10配置在保持于10^-6Pa真空的處理室內(nèi)，對(duì)作為處理對(duì)象的Si基板照射原子束。照射時(shí)，通過(guò)連接于陰極20與第一陽(yáng)極40以及第二陽(yáng)極50的高壓直流電源，以100mA的電流施加1000V的電壓。另外，從供給部36以30cc/min供給作為原料氣體的Ar氣體。

[表1]

※“A”為優(yōu)、“B”為良、“C”為一般(與現(xiàn)有產(chǎn)品同等水平)、“D”為差、“-”為未評(píng)價(jià)

在表1中，示出了確認(rèn)基板表面時(shí)的不必要的粒子(碳粒子，以下也稱為顆粒)的評(píng)價(jià)結(jié)果和射束(原子束)照射的評(píng)價(jià)結(jié)果。另外，通過(guò)利用顆粒計(jì)數(shù)器確認(rèn)基板表面，并將顆粒量與現(xiàn)有產(chǎn)品(例如實(shí)驗(yàn)例1-1)進(jìn)行比較，從而進(jìn)行顆粒的評(píng)價(jià)。將顆粒遠(yuǎn)少于現(xiàn)有產(chǎn)品的情況評(píng)價(jià)為“A”，將顆粒少于現(xiàn)有產(chǎn)品的情況評(píng)價(jià)為“B”，將顆粒為與現(xiàn)有產(chǎn)品同等水平的情況評(píng)價(jià)為“C”，將顆粒多于現(xiàn)有產(chǎn)品的情況評(píng)價(jià)為“D”。另外，通過(guò)膜厚儀測(cè)定蝕刻率，并將蝕刻率與現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行比較，從而進(jìn)行射束照射的評(píng)價(jià)。在表中，將蝕刻率遠(yuǎn)高于現(xiàn)有產(chǎn)品的情況評(píng)價(jià)為“A”，將蝕刻率高于現(xiàn)有產(chǎn)品的情況評(píng)價(jià)為“B”，將蝕刻率為與現(xiàn)有產(chǎn)品同等水平的情況評(píng)價(jià)為“C”，將蝕刻率低于現(xiàn)有產(chǎn)品的情況評(píng)價(jià)為“D”。如表1所示，(H+L)×H²/L為750以上1670以下的實(shí)驗(yàn)例1-2、1-5、1-8、1-11、1-12的射束照射和顆粒的評(píng)價(jià)結(jié)果比現(xiàn)有產(chǎn)品好。由此可知第一實(shí)施方式的形態(tài)能夠抑制不必要的粒子的射出。另外，可知(H+L)×H²/L的值優(yōu)選750以上，更優(yōu)選800以上，進(jìn)一步優(yōu)選850以上。并且可知(H+L)×H²/L的值優(yōu)選1670以下，更加優(yōu)選1050以下，進(jìn)一步優(yōu)選1000以下。

[實(shí)驗(yàn)例2-1～2-7]

實(shí)驗(yàn)例2-1與實(shí)驗(yàn)例1-1同樣。在實(shí)驗(yàn)例2-2～2-4中，使用了如圖4所示的原子束源110。在實(shí)驗(yàn)例2-5～2-7中，使用了圖5所示的原子束源210。在陰極120及陰極220中，將實(shí)驗(yàn)例2-1的陰極20的角部設(shè)為表2所示的形狀。除此之外的條件，設(shè)為與實(shí)驗(yàn)例2-1同樣，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。另外，表2的R5表示半徑5mm的R面，C5表示高度和寬度為5mm的切角面。

[表2]

※“A”為優(yōu)、“B”為良、“C”為一般(與現(xiàn)有產(chǎn)品同等水平)、“D”為差

在表2中示出了確認(rèn)基板表面時(shí)的顆粒的評(píng)價(jià)結(jié)果。如表2所示，在角部為倒角形狀的情況下，顆粒的評(píng)價(jià)結(jié)果為良好，由此可知能夠抑制不必要的粒子的射出。據(jù)此可知，第二實(shí)施方式的形態(tài)能夠抑制不必要的粒子的射出。另外可知，R面優(yōu)選半徑5mm以上，切角面的高度及寬度優(yōu)選分別為15mm以上。另外，在實(shí)驗(yàn)例2-5、2-6中，顆粒的評(píng)價(jià)結(jié)果為C，但顆粒與實(shí)驗(yàn)例2-1相比稍少，可知也獲得了一定的效果。

圖11表示通常的原子束源在使用后的內(nèi)部狀態(tài)的示意圖。圖12表示通常的原子束源在角部處的堆積物(濺射粒子)的情況的示意圖。另外，圖13表示設(shè)置R面時(shí)在角部處的堆積物的情況的示意圖。在圖11中，用一點(diǎn)劃線圍繞的部分表示碳粒子大量堆積的部分，用虛線圍繞的部分表示陰極20大量磨耗的部分。如圖11、圖12所示，角部存在濺射粒子容易堆積的傾向，但在實(shí)驗(yàn)例2-2～2-7中，由于各角為倒角形狀，因此可以推測(cè)如圖13所示，能夠抑制濺射粒子向角部處的堆積集中。另外，如圖11所示，靠近等離子體的部分(例如陰極的角部以外的部分)，存在因陽(yáng)離子的碰撞而容易磨耗的傾向，但在實(shí)驗(yàn)例2-2～2-7中，由于各角為倒角形狀，使得陰極120與等離子體的距離均勻化，因此可以推測(cè)磨耗量變得更加均勻。從該觀點(diǎn)、即從抑制濺射粒子向角部處的堆積集中，或?qū)㈥帢O與等離子體的距離均勻化的觀點(diǎn)出發(fā)，可以推測(cè)陰極在觀察與陰極的軸方向垂直的截面時(shí)內(nèi)側(cè)也可以為圓形或橢圓形。

另外可知，對(duì)于陰極，優(yōu)選從認(rèn)為靠近等離子體中心的位置的陰極中心至陰極的內(nèi)側(cè)為止的距離盡可能均勻，例如上述的X_min/X_max的值優(yōu)選滿足0.5≤X_min/X_max≤1。可知X_min/X_max的值優(yōu)選0.68以上，更優(yōu)選0.7以上。可知倒角形狀為切角面的情況下，X_min/X_max的值優(yōu)選大于0.75，更優(yōu)選0.77以上，進(jìn)一步優(yōu)選0.79以上。

[實(shí)驗(yàn)例3-1～3-5]

實(shí)驗(yàn)例3-1～3-5中使用了圖6所示的原子束源310。對(duì)于陰極320，將射出口332的角度S設(shè)為如表3所示的值，并將內(nèi)表面?zhèn)鹊拈_口的直徑設(shè)為0.05mm。除此之外的條件，設(shè)為與實(shí)驗(yàn)例1-1同樣，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。

[表3]

※“A”為優(yōu)、“B”為良、“C”為一般(與現(xiàn)有產(chǎn)品同等水平)、“D”為差

表3中示出了確認(rèn)基板表面時(shí)的顆粒的評(píng)價(jià)結(jié)果和射束照射的評(píng)價(jià)結(jié)果。如表3所示，在角度S為4°以上的實(shí)驗(yàn)例3-3～3-5中，射束照射的評(píng)價(jià)結(jié)果與現(xiàn)有產(chǎn)品為同等水平，顆粒的評(píng)價(jià)結(jié)果非常好。在角度S為3°的實(shí)驗(yàn)例3-2中，雖然射束照射的評(píng)價(jià)結(jié)果比現(xiàn)有產(chǎn)品差，但顆粒的評(píng)價(jià)結(jié)果非常好，因此可推測(cè)即使調(diào)整射出口直徑、輸出功率等而使射束照射良好，顆粒的評(píng)價(jià)結(jié)果也會(huì)良好。據(jù)此可知，第三實(shí)施方式的形態(tài)能夠合適地抑制不必要的粒子的射出。另外，可知角度S優(yōu)選4°以上20°以下。另外，圖9所示的原子束源610，也與原子束源310同樣地，在陰極620的射出部630設(shè)置的射出口632形成為開口面積從陰極620的外表面朝向內(nèi)表面減小的傾向，因此可推測(cè)能夠獲得與原子束源310同樣的效果。

[實(shí)驗(yàn)例4-1～4-3]

實(shí)驗(yàn)例4-1～4-3中，使用了圖7所示的原子束源410。對(duì)于陰極420，將捕集部422設(shè)為表1所示的半徑r的圓形且一部分欠缺的形狀。角度θ設(shè)為90°。除此之外的條件，設(shè)為與實(shí)驗(yàn)例1-1同樣，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。

[表4]

※“A”為優(yōu)、“B”為良、“C”為一般(與現(xiàn)有產(chǎn)品同等水平)、“D”為差

表4中示出了確認(rèn)基板表面時(shí)的顆粒的評(píng)價(jià)結(jié)果。如表4所示，具備捕集部422及排出部423的實(shí)驗(yàn)例4-2、4-3的顆粒的評(píng)價(jià)結(jié)果均良好，由此可知能夠抑制不必要的粒子的射出。由此可知，第四實(shí)施方式的形態(tài)能夠抑制不必要的粒子的射出。

[實(shí)驗(yàn)例5-1～5-4]

在實(shí)驗(yàn)例5-1～5-4中，使用了圖8所示的原子束源510。作為陽(yáng)極540、550，使用了如下碳電極，其在直徑10mm的棒狀主體上沿著陽(yáng)極的整個(gè)長(zhǎng)度方向連續(xù)設(shè)置有圖5所示高度的突起，以使得突起前端與陰極之間的距離為表5所示的距離P。另外，將施加電壓設(shè)為800V。除此之外，設(shè)為與實(shí)驗(yàn)例1-1同樣，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。

[表5]

※“A”為優(yōu)、“B”為良、“C”為一般(與現(xiàn)有產(chǎn)品同等水平)、“D”為差

表5中示出了確認(rèn)表面基板時(shí)的顆粒的評(píng)價(jià)結(jié)果和射束照射的評(píng)價(jià)結(jié)果。如圖5所示，在設(shè)置有突起的實(shí)驗(yàn)例5-1～5-2中，顆粒的評(píng)價(jià)結(jié)果及射束照射的評(píng)價(jià)結(jié)果雙方均良好。據(jù)此可知，第五實(shí)施方式的形態(tài)能夠抑制不必要的粒子的射出。此外，作為未設(shè)置突起而僅改變距離P的實(shí)驗(yàn)例5-3、5-4，射束照射的評(píng)價(jià)結(jié)果及顆粒的評(píng)價(jià)結(jié)果與現(xiàn)有產(chǎn)品為同等水平，因此可以推測(cè)實(shí)驗(yàn)例5-1、5-2中射束照射的評(píng)價(jià)結(jié)果、顆粒的評(píng)價(jià)結(jié)果良好是突起的存在所帶來(lái)的效果。

另外，本發(fā)明不受上述實(shí)驗(yàn)例的任何限定，不言而喻，只要屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍，就能夠以各種方式實(shí)施。

本申請(qǐng)以2015年8月28日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)第2015-168429號(hào)為優(yōu)先權(quán)主張的基礎(chǔ)，并通過(guò)引用將其內(nèi)容全部涵括在本說(shuō)明書中。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明可應(yīng)用于利用原子束的技術(shù)領(lǐng)域中。

符號(hào)說(shuō)明

10原子束源、20陰極、30射出部、32射出口、36供給部、40第一陽(yáng)極、50第二陽(yáng)極、60框體、62絕緣部件、110原子束源、120陰極、140第一陽(yáng)極、150第二陽(yáng)極、210原子束源、220陰極、310原子束源、320陰極、330射出部、332射出口、410原子束源、420陰極、422捕集部、424排出部、510原子束源、540第一陽(yáng)極、542主體、544突起、550第二陽(yáng)極、552主體、554突起、610原子束源、620陰極、630射出部、632射出口、634過(guò)濾器部、636開口。