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公開番号2025006613
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023107511
出願日2023-06-29
発明の名称原子線発生装置
出願人国立大学法人東海国立大学機構
代理人個人
主分類H05H 3/02 20060101AFI20250109BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】改良された原子線発生装置を提供する。
【解決手段】原子線発生装置10は、原子線を発生させるための原子線発生室14の内側面に設けられたカソード12と、原子線発生室14の内部に設けられたアノード11と、原子線発生室14の内部に気体を導入するための気体導入部15と、アノード11とカソード12との間に高電圧を印加し、気体の原子線を発生させるための電源20と、アノード11の長軸方向に垂直な方向の磁場を発生させる磁場発生部17と、カソード12に設けられ、発生した原子線を照射するための照射口16と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
原子線を発生させるための原子線発生室の内側面に設けられたカソードと、
前記原子線発生室の内部に設けられたアノードと、
前記原子線発生室の内部に気体を導入するための気体導入部と、
前記アノードと前記カソードとの間に高電圧を印加し、前記気体の原子線を発生させるための電源と、
前記アノードの長軸方向に垂直な方向の磁場を発生させる磁場発生部と、
前記カソードに設けられ、発生した原子線を照射するための照射口と、
を備える
原子線発生装置。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記磁場発生部は、少なくとも前記アノードと前記照射口の間の空間に磁場を発生させる
請求項１に記載の原子線発生装置。
【請求項３】
前記磁場発生部は、前記原子線発生室の内部において、一様な方向の磁場を発生させる
請求項１又は２に記載の原子線発生装置。
【請求項４】
前記磁場発生部は、前記原子線発生室の内部において、交互に逆転した方向の磁場を発生させる
請求項１又は２に記載の原子線発生装置。
【請求項５】
前記磁場発生部は、ハルバッハ配列を有する
請求項１又は２に記載の原子線発生装置。
【請求項６】
前記磁場発生部の外側に配置されたヨークを備える
請求項１に記載の原子線発生装置。
【請求項７】
前記磁場発生部及び前記ヨークは前記原子線発生室の外側まで延設される
請求項６に記載の原子線発生装置。
【請求項８】
前記カソードは、前記原子線発生室の内部で発生したプラズマの衝突によって磁性を示すようになる非磁性材料により構成される
請求項１又は２に記載の原子線発生装置。
【請求項９】
前記原子線発生室、前記アノード、前記磁場発生部、及び前記照射口は、前記アノードの長軸方向に長い形状を有する
請求項１又は２に記載の原子線発生装置。
【請求項１０】
前記原子線発生室は、中空筒の少なくとも一部を構成する形状を有する
請求項１又は２に記載の原子線発生装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、原子線を発生させる原子線発生装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
ウエハを接合するための技術として、ウエハ表面の汚染物や酸化膜などを高速原子ビーム（Fast Atom Beam：ＦＡＢ）の照射により除去し、表面活性化を行うことで常温接合する技術が利用されている。原子線発生装置において、希薄ガスを導入し、陰極と陽極との間に電圧を印加して放電空間を形成すると、プラズマが発生する。プラズマ内で生成したガスイオンは、電場によって加速される。このうち、筐体の一部に設けられた照射口に向かって運動するガスイオンは、照射口壁から電子を受け取って中性化し、照射口から原子線として放出される。
【０００３】
このような原子線発生装置として、例えば特許文献１には、原子線を放出可能な照射口が設けられた放出面を有する筐体である陰極と、陰極の内部に配設され、陰極との間でプラズマを発生させる陽極と、第１磁場を発生させる第１磁場発生部と第２磁場を発生させる第２磁場発生部とを有し、放出面側から第１磁場を第２磁場よりも上にして見たときの磁場の向きが第１磁場では左向きで第２磁場では右向きとなるように放出面に平行な第１磁場及び第２磁場を前記陰極内に発生させて、陰極内で生成した陽イオンを放出面に導く磁場発生部とを備えた原子線発生装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１９／２０７９５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発生したプラズマが陰極などに衝突し、スパッタリングによって微粒子が発生すると、発生した微粒子が原子線とともにウエハに照射され、ウエハの接合不良が発生しうる。これは、とくに三次元集積回路への適用において問題となる。
【０００６】
本開示は、このような課題に鑑みてなされ、その目的は、改良された原子線発生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示のある態様の原子線発生装置は、原子線を発生させるための原子線発生室の内側面に設けられたカソードと、原子線発生室の内部に設けられたアノードと、原子線発生室の内部に気体を導入するための気体導入部と、アノードとカソードとの間に高電圧を印加し、気体の原子線を発生させるための電源と、アノードの長軸方向に垂直な方向の磁場を発生させる磁場発生部と、カソードに設けられ、発生した原子線を照射するための照射口と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、改良された原子線発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の実施の形態に係る原子線発生装置の構成を模式的に示す図である。
磁場を印加しない場合と磁場を印加した場合の原子線発生室の内部の電位分布を示す図である。
計算に使用した原子線発生室のモデルを示す図である。
計算に使用した原子線発生室のモデルの寸法を示す図である。
原子線発生室の内部におけるフラックスの計算結果を示す図である。
実施の形態に係る原子線発生装置の磁場発生部の例を示す図である。
実施の形態に係る原子線発生装置の磁場発生部の例を示す図である。
実施の形態に係る原子線発生装置の磁場発生部の例を示す図である。
比較実施例の原子線発生装置を用いた実験結果を示す図である。
一様磁場タイプの原子線発生装置を用いた実験結果を示す図である。
交互磁場タイプの原子線発生装置を用いた実験結果を示す図である。
比較実施例の原子線発生装置を用いて原子線を２００回照射した後の原子線発生室の内部を示す図である。
一様磁場タイプの原子線発生装置を用いて原子線を４００回照射した後の原子線発生室の内部を示す図である。
磁場発生部の別の例を示す図である。
磁場発生部の別の例を示す図である。
図６に示した磁場発生部により発生される磁場を解析した結果を示す図である。
図１４に示した磁場発生部により発生される磁場を解析した結果を示す図である。
図１５に示した磁場発生部により発生される磁場を解析した結果を示す図である。
原子線発生装置における磁場の磁束密度を示す図である。
実施の形態に係る原子線発生装置の別の構成例を示す図である。
実施の形態に係る原子線発生装置の別の構成例を示す図である。
図２１に示した原子線発生装置により高速原子ビームをウエハに照射する様子を示す図である。
図２１に示した原子線発生装置における磁場を解析した結果を示す図である。
図２１に示した原子線発生装置における電位分布を示す図である。
図２１に示した原子線発生装置におけるフラックス分布を示す図である。
図２１に示した原子線発生装置により照射されるＡｒの高速原子ビームのフラックス分布を示す図である。
実施の形態に係る原子線発生装置の別の構成例を示す図である。
実施の形態に係る原子線発生装置の別の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本開示の実施の形態に係る原子線発生装置の構成を模式的に示す。図１の左側は、正面視概略断面図を示し、図１の右側は、側面視概略断面図を示す。原子線発生装置１０は、アノード１１と、カソード１２と、原子線発生室１４と、電源２０と、絶縁体１３と、磁場発生部１７と、気体導入部１５とを備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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