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CN116134577A - 离子枪和真空处理设备 - Google Patents

离子枪和真空处理设备 Download PDF

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CN116134577A
CN116134577A CN202180059511.9A CN202180059511A CN116134577A CN 116134577 A CN116134577 A CN 116134577A CN 202180059511 A CN202180059511 A CN 202180059511A CN 116134577 A CN116134577 A CN 116134577A
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yoke
ion gun
anode
magnet
magnetic
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广石勉
坂本怜士
药师神弘士
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Canon Anelva Corp
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Abstract

一种离子枪，具有：阳极；面对阳极的具有第一部分和第二部分的阴极；在第一部分和第二部分之间形成空间磁场的磁体。在阴极的第一部分和第二部分之间设置包括曲线部的环状间隙。在曲线部的第一部分和第二部分之间，磁体形成磁力线，该磁力线具有比间隙的截面中心线靠近内侧的底部。

Description

离子枪和真空处理设备
技术领域
本发明涉及离子枪和真空处理设备。
背景技术
离子枪是用于将产生的离子作为离子束射出的设备，并且用在用于制造半导体器件等的真空处理设备等中。其中，被称为闭合漂移离子源的一种离子枪具有文字上形成了闭环的离子束的射出口，并且利用离子枪的面积可以很容易地增加的特征而被用于各个领域。
虽然闭合漂移型离子枪具有等离子体生成和离子加速能够同时进行的优点，但由于其结构，一些加速的离子不可避免地与构成射出口的磁极碰撞。因此，磁极随着时间的推移被侵蚀，放电稳定性逐渐降低，最终无法维持放电。除了磁极的侵蚀，这也会导致诸如由于被侵蚀的磁极材料而导致被处理物的污染、磁极发热以及由于离子束损失而导致蚀刻速率降低等问题。
作为用于解决这样的问题的方法，专利文献1公开了一种离子枪，其中射出口附近的磁镜比增大。另外，专利文献2公开了一种离子枪，其中磁极涂布有具有高溅射耐性的构件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开No.2005/0247885
专利文献2：美国专利申请公开No.2004/0016640
发明内容
发明要解决的问题
作为闭合漂移型离子枪，已知存在具有直线部和曲线部在形状上组合的环状射出口的离子枪。然而，本发明人首次清楚地发现，在这样的离子枪中，如果以相同的方式设计直线部和曲线部，则与磁极碰撞的离子量在直线部小，但在曲线部非常大。在专利文献1和专利文献2中，没有对射出口的形状进行特别的考虑。
本发明的目的是提供一种能够改善离子束的射出效率和均一性并在长时间段内稳定操作的离子枪，以及使用该离子枪的真空处理设备。
用于解决问题的方案
根据本公开的一个方面，提供了一种离子枪，其包括：阳极；阴极，其与所述阳极相对并且具有第一部分和第二部分；以及磁体，其被构造为在所述第一部分和所述第二部分之间形成磁场空间，其中，在所述阴极的所述第一部分和所述第二部分之间设置包括曲线部的环状间隙，并且所述磁体被构造为在所述曲线部的所述第一部分和所述第二部分之间形成磁力线，所述磁力线的底部在所述间隙的截面中心线内侧。
根据本公开的另一方面，提供了一种离子枪，其包括：阳极；阴极，其与所述阳极相对并且具有第一部分和第二部分；以及磁体，其被构造为在所述第一部分和所述第二部分之间形成磁场空间，其中，在所述阴极的所述第一部分和所述第二部分之间设置包括曲线部的环状间隙，所述第一部分相对于所述间隙配置在内侧，所述第二部分相对于所述间隙配置在外侧，所述磁体被构造为在所述第一部分和所述第二部分与所述阳极之间的空间中形成从所述第二部分到所述第一部分的方向上的磁力线，并且在所述曲线部中，所述磁力线与所述间隙的截面中心线彼此交叉的点处的磁场矢量相对于与所述截面中心线正交的平面以关于所述第一部分和所述第二部分所在侧小于1.5度且关于所述阳极所在侧大于0度的第一角度倾斜。
根据本公开的又一方面，提供了一种离子束调整方法，其调整从离子枪的间隙发出的离子束，所述离子枪包括阳极、与所述阳极相对并且具有第一部分和第二部分的阴极、以及被构造为在所述第一部分和所述第二部分之间形成磁场空间的磁体，其中所述间隙是包括曲线部并且设置在所述阴极的所述第一部分和所述第二部分之间的环状间隙，所述方法包括：通过使形成在所述曲线部的所述第一部分和所述第二部分之间的磁力线的底部的位置朝向所述间隙的截面中心线的内侧转移，调整从所述间隙射出的离子束的中心位置。
根据本公开的又一方面，提供了一种离子束调整方法，其调整从离子枪的间隙发出的离子束，所述离子枪包括阳极、与所述阳极相对并且具有第一部分和第二部分的阴极、以及被构造为在所述第一部分和所述第二部分之间形成磁场空间的磁体，其中所述间隙是包括曲线部并且设置在所述阴极的所述第一部分和所述第二部分之间的环状间隙，其中，所述第一部分相对于所述间隙配置在内侧并且所述第二部分相对于所述间隙配置在外侧，并且所述磁体被构造为在所述第一部分和所述第二部分与所述阳极之间的空间中形成从所述第二部分到所述第一部分的方向上的磁力线，所述方法包括：通过在所述曲线部中使所述磁力线与所述间隙的截面中心线彼此交叉的点处的磁场矢量相对于与所述截面中心线正交的平面朝向所述阳极所在侧倾斜，调整从所述间隙射出的离子束的中心位置。
发明的效果
根据本发明，可以改善离子束的射出效率和均一性。此外，可以抑制离子束与磁极的碰撞，并且实现诸如减少经时变化、改善维护周期、降低运行成本等的优异效果。
附图说明
[图1]图1是示出根据本发明的第一实施方式的离子枪的结构的立体图。
[图2]图2是示出根据本发明的第一实施方式的离子枪的结构的平面图。
[图3A]图3A是示出根据本发明的第一实施方式的离子枪的结构的示意性截面图(部分1)。
[图3B]图3B是示出根据本发明的第一实施方式的离子枪的结构的示意性截面图(部分2)。
[图4]图4是示出根据本发明的第一实施方式的离子枪的射出口的附近的结构的放大示意性截面图。
[图5A]图5A是示出根据本发明的第一实施方式的离子枪的操作的图(部分1)。
[图5B]图5B是示出根据本发明的第一实施方式的离子枪的操作的图(部分2)。
[图6]图6是示出由磁镜场产生的磁镜力的示意图。
[图7A]图7A是示出根据参考例的离子枪的结构和操作的图(部分1)。
[图7B]图7B是示出根据参考例的离子枪的结构和操作的图(部分2)。
[图8]图8是示出在射出口的曲线部中产生的磁镜力的示意图。
[图9]图9是示出射出口的曲线部中的等离子体、阳极和磁极板之间的电关系的示意图。
[图10]图10是示出在射出口的截面中心线上的磁场矢量方向的示意图。
[图11]图11是示出在磁极板和阳极之间的空间中的电子运动的示意图。
[图12]图12是示出当磁力线的底部位置改变时的磁极板的侵蚀量的模拟结果的图表。
[图13]图13是示出磁体下的距离与磁力线的底部位置之间关系的模拟结果的图表。
[图14]图14是示出通过模拟获得的磁力线的倾斜角度与射出口的截面中心线上的到阳极的距离之间的关系的图表。
[图15]图15是示出本发明的第二实施方式的结构的立体图。
[图16]图16是示出本发明的第二实施方式的离子枪的操作的图。
[图17]图17是示出对由第一磁轭的截面积中的变化引起的磁极板的侵蚀量进行模拟的结果的图表。
[图18]图18是示出根据本发明的第三实施方式的离子枪的操作的图。
[图19]图19是覆盖有第一磁极盖的磁极板周围的放大图。
[图20]图20是覆盖有第二磁极盖的磁极板周围的放大图。
[图21]图21是覆盖有第三磁极盖的磁极板周围的放大图。
[图22]图22是示出根据本发明的第四实施方式的真空处理设备的示意图。
[图23]图23是示出离子枪的结构的立体图，其中环状开口具有完美的圆形形状。
具体实施方式
(第一实施方式)
将参考图1至图3B说明根据本发明的第一实施方式的离子枪的结构。图1是示出根据本实施方式的离子枪的结构的立体图。图2是示出根据本实施方式的离子枪的结构的平面图。图3A和图3B是示出根据本实施方式的离子枪的结构的示意性截面图。图3A是沿着图2的线A-A'截取的截面图，图3B是沿着图2的线B-B'截取的截面图。
如图1至图3B所示，根据本实施方式的离子枪10包括磁极板20A和20B、磁体32、磁轭34和阳极40，并且具有基本上为长方体形状的外观。如图1所示，在离子枪10的一个主表面上设置用于射出离子束的射出口22。
磁极板20A和磁极板20B是由具有导电性的高磁导率磁性材料制成的板状体。磁极板20B是具有与磁极板20A的外周形状相对应的开口的环状的板状体。磁极板20A以确保磁极板20A与磁极板20B之间的预定间隙的方式配置在磁极板20B的开口内侧。磁极板20A和磁极板20B可以用作通过在磁极板20A和磁极板20B之间配置有预定间隙而形成磁场空间的磁极。磁极板20A和磁极板20B还用作与阳极40相对的阴极。磁极板20A构成阴极的第一部分，磁极板20B构成阴极的第二部分。
磁极板20A和磁极板20B之间的间隙沿着磁极板20A的外周和磁极板20B的内周形成环状开口。以该方式形成的环状开口构成离子束的射出口22。例如，如图1和图2所示，射出口22可以包括直线部22a和半圆状的曲线部22b。为了维持放电，射出口22优选地为环状，但射出口22的形状没有特别的限制。诸如如图23所示的正圆形状的一部分或椭圆形状的一部分等的任意形状可以应用于曲线部22b。曲线形状的曲率可以是恒定的，也可以是非恒定的。
当在平面图中从射出口22的中心观察时，如图2所示，磁极板20A位于环状射出口22的内侧，磁极板20B位于环状射出口22的外侧。在本说明书中，射出口22的“内侧”这一表述表示相对于射出口22在磁极板20A的那侧，射出口22的“外侧”这一表述表示相对于射出口22在磁极板20B的那侧。
磁极板20A和磁极板20B没有特别的限制，只要它们是具有导电性的高磁导率磁性材料即可，例如可以由诸如SUS430等的铁磁不锈钢、SmCo合金、NdFe合金等组成。
如图2和图3所示，磁体32和磁轭34构成具有环状凹陷部36的结构体30。磁极板20A和磁极板20B以使得射出口22沿着凹陷部36位于凹陷部36上方的方式粘接到结构体30的设置有凹陷部36的表面上。磁轭34磁耦合到磁体32以及磁极板20A和20B，并用作用于将磁体32产生的磁通量引导到磁极板20A和20B的磁导体。磁体32和磁轭34配置成使得凹陷部36位于由磁极板20A和20B、磁体32和磁轭34形成的磁回路(磁路)内侧。磁体32经由磁轭34在磁极板20A和磁极板20B之间形成磁场空间。磁轭34和磁体32可以电连接到磁极板20A和20B。
磁轭34没有特别的限制，只要是具有导电性的高磁导率磁性材料即可，例如可以由诸如SUS430等的铁磁不锈钢、SmCo合金、NdFe合金等组成。磁体32可以是永磁体或电磁体。磁体32在磁极板20A与磁极板20B之间形成的磁场中的最大磁通密度优选地为大约1000[Gauss]。
磁轭34设置有从结构体30的外部与凹陷部36连通的进气口38。虽然图3A和图3B示出了在结构体30的底部设置的多个进气口38，但进气口38的数量和配置没有特别限制。
如图3A所示，在射出口22的直线部22a中，磁体32位于射出口22的截面中心线24上。也就是说，磁体32与磁极板20B之间的距离基本上等于磁体32与磁极板20A之间的距离。可替代地，磁体32和磁极板20B之间的磁路长度基本上等于磁体32和磁极板20A之间的磁路长度。在本说明书中，射出口22的截面中心线24是指与离子束穿过射出口22的宽度方向中心的射出方向(Z方向)平行的直线。
如图3B所示，在射出口22的曲线部22b中，磁体32位于射出口22的截面中心线24外侧。也就是说，磁体32与磁极板20B之间的距离短于磁体32与磁极板20A之间的距离。可替代地，磁体32与磁极板20B之间的磁路长度短于磁体32与磁极板20A之间的磁路长度。
阳极40是与凹陷部36的形状相对应的环状结构体，并且与磁极板20A、磁极板20B、磁体32和磁轭34分离地被收容在凹陷部36中。阳极40与作为阴极的磁极板20A和20B相对，并且用作与磁极板20A和20B一起加速在磁极板20A和20B与阳极40之间的空间中产生的等离子体中的离子的加速电极。阳极40没有特别的限制，但例如可以通过由绝缘材料制成的间隔件(未示出)固定到结构体30。阳极40可以导电并且不需要考虑磁性，并且例如可以由非磁性不锈钢组成。
接下来，将参考图4说明磁极板20A和20B的面向阳极40的部分的具体形状。图4是从概念上说明磁极板20A和20B面向阳极40的部分的形状的截面图。
从射出口22射出的离子束的特性根据磁极板20A和20B的末端形状、磁极板20A和20B与阳极40之间的位置关系等大幅变化。因此，磁极板20A和20B的末端形状、磁极板20A和20B与阳极40之间的位置关系等根据离子束所需的特性适当地设定，典型地设定为如图4所示的关系。
例如，如图4所示，磁极板20A和20B的末端可以形成为在面向阳极40的一侧具有倒角部的锥状。当射出口22的宽度为G时，磁极板20A和20B的最薄部的厚度为T1，锥部的厚度为T2，并且磁极板20A和20B与阳极40之间的间隙为S，所有这些尺寸均可设定为大约几毫米的尺寸。锥角θ可以设定为大约45度。磁极板20A和20B的末端的形状和各个部分的尺寸仅仅是示例，并没有特别的限制。依据离子枪，磁极板20A和20B的在与阳极40相反的那侧的角部可以被倒角。
接下来，将参考图5A和图5B说明根据本实施方式的离子枪的操作。图5A和图5B示出了根据本实施方式的离子枪的操作。图5A对应于沿着图2的线A-A'截取的截面图，图5B对应于沿着图2的线B-B'截取的截面图。假设图5A和图5B所示的截面是沿射出口22宽度变得最小的方向切割离子枪10时出现的面。此外，本申请中的离子枪的截面是当在射出口22的宽度最小的方向上切断离子枪10时出现的表面。
首先，诸如氩气(Ar)等的放电气体通过进气口38被供应到凹陷部36，以将离子枪10内部的压力调整到大约0.1Pa。当使用环境中的压力(例如，安装离子枪10的真空处理设备的腔室中的压力)已经为大约0.1Pa，并且在该状态下可以放电时，可以省略供气操作。
接下来，作为阴极的磁极板20A和20B以及磁轭34被设定为接地电位(0V)，并且从电源(未示出)向阳极40施加例如大约1000V至4000V的电压。由此，阳极40与磁极板20A和20B之间产生电场，导入离子枪10内的气体被电场激励、解离、电离，从而产生等离子体50。
另一方面，从磁体32的N极发出的磁通量(磁力线60)穿过磁轭34和磁极板20B，并从磁极板20B的末端发出。从磁极板20B的末端发出的磁力线60被斥力扩散，然后被吸入磁极板20A。结果，在磁极板20A与磁极板20B之间的间隙空间中，如图5A和图5B所示，磁力线60上下凸出。具有这种形状的磁场空间被称为磁镜场。磁镜场起到将带电粒子限制在其中的作用。
图6是示出由磁镜场产生的磁镜力的示意图。如图6所示，当磁力线60具有密集部和稀疏部时，磁镜场中的带电粒子在从磁力线60的密集部向磁力线的稀疏部的方向上接收磁镜力64。因此，带电粒子被限制在磁镜场中。此外，当在磁镜场中产生等离子体50时，等离子体50的密度高于不存在磁场时的密度。
等离子体50中的电子被磁极板20A和20B与阳极40之间的电场拉到阳极40中。等离子体50中的正离子被磁极板20A和20B与阳极40之间的电位差加速而形成离子束52。
如上所述，根据本实施方式的离子枪10的特征在于在射出口22的曲线部22b中磁体32配置在射出口22的截面中心线24外侧。本实施方式的离子枪10以该方式构造的原因将在下面说明，同时与参考例的离子枪进行比较。
图7A和图7B是示出根据参考例的离子枪的结构和操作的示意性截面图。图7A对应于沿着图1的线A-A'截取的截面图，图7B对应于沿着图1的线B-B'截取的截面图。除了磁体32的配置不同，根据图7A和图7B所示的参考例的离子枪与根据本实施方式的离子枪10相同。也就是说，在根据参考例的离子枪中，磁体32配置在与射出口22相对的位置上，其中阳极40介于射出口22和磁体32之间。也就是说，在射出口22的直线部22a和曲线部22b两者中，磁体32都位于射出口22的截面中心线24上。
在通常的离子枪中，磁场被设计为使得磁场相对于射出口22的截面中心线24是对称的。通过这样设计磁场，产生的等离子体50的中心位于射出口22的截面中心线24上，使得离子束52与磁极板20A和20B的碰撞可以被最小化，离子束52可以被有效率地射出。为此目的，例如，如在根据图7A和图7B示出的参考例的离子枪中那样，磁体32经常被配置在与射出口22相对的位置，其中阳极40介于射出口22和磁体32之间。
然而，当在射出口22的曲线部22b中以与直线部22a相同的方式设计磁场时，如图7B所示，产生的等离子体50的中心转移到射出口22的截面中心线24外侧，并且与磁极板20B碰撞的离子束52增加。因此，离子束52不能有效率地从射出口22射出。
另外，通过与磁极板20A和20B碰撞的离子束52的溅射作用，磁极板20A和20B随着时间的推移被侵蚀，放电稳定性逐渐降低，最终无法维持放电。因此，磁极板20A和20B需要定期更换，但当碰撞离子束52增加时，磁极板20A和20B被侵蚀的量增加，维护周期缩短。另外，由于溅射磁极板20A和20B产生的粒子引起处理设备的污染，因此期望与磁极板20A和20B碰撞的离子束52的量尽可能小。
将参考图8和图9说明在射出口22的曲线部22b中等离子体50的中心从射出口22的截面中心转移到外侧的原因。图8是示出在射出口22的曲线部22b中产生的磁镜力的示意图。图9是示出射出口22的曲线部22b中的等离子体50与阳极40以及磁极板20A和20B之间的电关系的示意图。
如图8所示，在与磁极板20A和20B平行的平面(XY平面)中，曲线部22b的磁力线60之间的间隔从磁极板20A朝向磁极板20B逐渐扩散。也就是说，磁力线60在磁极板20A侧(射出口22内侧)密集，在磁极板20B侧(射出口22外侧)稀疏。结果，如图7B所示，等离子体50通过磁镜像效应接收指向外侧的磁镜力64，并朝向磁极板20B侧(射出口22的截面中心线24外侧)转移。
当在曲线部22b中比较磁极板20A和20B与等离子体50接触的面积时，磁极板20B与等离子体50接触的面积(电极面积)大于磁极板20A与等离子体50接触的面积(电极面积)。因此，当比较等离子体50与磁极板20A之间的阻抗RA和等离子体50与磁极板20B之间的阻抗RB时，具有比磁极板20A大的电极面积的磁极板20B与等离子体50之间的阻抗变小(RA>RB)。也就是说，磁极板20B比磁极板20A更强地起到阴极的作用。结果，较大的电流量朝向磁极板20B侧流动，并且等离子体50在磁极板20B侧产生较多。
由于这两种作用，在射出口22的曲线部22b中，等离子体50的中心从射出口22的截面中心线24向外侧转移。
从这一观点来看，在根据本实施方式的离子枪10中，磁场被设计成使得在射出口22的曲线部22b中磁力线60的底部62位于比射出口22的截面中心线24靠近磁极板20A的位置(参见图5B)。也就是说，调整从射出口22中射出的离子束52的中心位置，使得曲线部22b的磁极板20A和磁极板20B之间形成的磁力线60的底部62从射出口11的截面中心线24转移到内侧。在本说明书中，磁力线60的底部62意味着磁极板20A和20B与阳极40之间的空间中的磁力线60上的一个点，在该点处，磁力线60的切线方向平行于阳极40的面向射出口22的表面。
从另一个观点来看，在曲线部22b的磁极板20A、20B与阳极40之间的空间中，从磁极板20B朝向磁极板20A的磁力线60的方向(磁场矢量)在射出口22的截面中心线24和磁力线60彼此交叉的点处相对于与截面中心线24正交的平面66朝向阳极40侧倾斜(参见图10)。也就是说，在曲线部22b中，调整从射出口22射出的离子束52的中心位置，使得磁力线60与射出口22的截面中心线24交叉的点处的磁场矢量相对于与截面中心线24正交的平面朝向阳极40侧倾斜。
图11是示出在磁极板20A和20B与阳极40之间的空间中的电子的运动的示意图。在等离子体中，电子和离子通过电离不断地产生。产生的电子e被磁极板20A和20B与阳极40之间的电位差吸引到阳极40，但也经受磁场力(洛伦兹力)，并且由此以与磁力线60纠缠的方式沿着磁力线60移动，并以底部62为中心往复运动。往复运动的电子e由于与气体碰撞而逐渐失去能量，最终被阳极40收集。当电子e位于磁力线60的底部62时，电子e的动能在往复运动期间最高。因此，电离的发生频率、即等离子体50的密度在磁力线60的底部62附近最高。因此，如果磁场被设计为使得磁力线60的底部62的位置从射出口22的截面中心线24转移，则等离子体50和离子束52的中心也可以从射出口22的截面中心线24转移。
因此，通过将磁力线60的底部62的位置朝向射出口22的截面中心线24的内侧转移，以便抵消等离子体50由于磁镜像效应而朝向外侧的移动，可以将等离子体50的中心转移到射出口22的截面中心线24附近。由此，在射出口22的曲线部22b以及在直线部22a中，可以最小化离子束52与磁极板20A和20B的碰撞，并且可以有效率地射出离子束52。
由于磁力线60以无限数量存在，因此磁力线60的底部62也以无限数量存在。在本发明中重要的是，如可以从机构中看到的，磁力线60的底部62的位置处于产生等离子体50的高度处。在许多情况下，等离子体50产生在距离阳极40的表面大约1mm的高度附近。因此，在一个示例中，磁力线60的底部62的位置可以定义为磁力线60的底部62的位置在距离阳极40的表面1mm的高度处。
接下来，将说明磁力线60的底部62的位置从射出口22的截面中心线24向内侧转移的量。通过使用作为通用磁场分析软件的ELF/MAGIC和作为通用等离子体分析软件的PEGASUS对底部62的转移量进行了模拟检测。作为模拟条件，用于产生等离子体的气体为Ar，腔室内的压力为0.07Pa，施加到阳极40的电压为3000V。
图12是示出当磁力线60的底部62的位置改变时磁极板20A和20B的侵蚀量的模拟结果的图表。纵轴表示磁极板20A的侵蚀量与磁极板20B的侵蚀量之比(侵蚀的内外比)。纵轴表示通过用磁极板20A的侵蚀量和磁极板20B的侵蚀量中的较大值除以较小值而得到的值。当磁极板20B的侵蚀量大于磁极板20A的侵蚀量时纵轴表示的为正值，并且当磁极板20A的侵蚀量大于磁极板20B的侵蚀量时纵轴表示的为负值。横轴表示从射出口22的截面中心线到磁力线60的底部62的距离(磁力线的底部的位置)。横轴以正值表示底部62的位置相对于射出口22的截面中心线24向外侧转移时的转移量，并且以负值表示底部62的位置相对于射出口22的截面中心线24向内侧转移时的转移量。
如图12所示，磁极板20A和20B的侵蚀的内外比大致与磁力线60的底部62的位置成比例。随着磁力线60的底部62的位置沿外侧方向转移，侵蚀的内外比沿正向增大，随着磁力线60的底部62的位置沿内侧方向转移，侵蚀的内外比沿负向增大。
例如，当射出口22的曲线部22b中的磁力线60的底部62位于射出口22的截面中心线24上(转移量＝0mm)时，等离子体50和离子束52的中心如上所述从射出口22的截面中心线24向外侧转移。在这种情况下，磁极板20B的侵蚀量大约为磁极板20A的侵蚀量的2.1倍。
为了均等地转移磁极板20A和20B的侵蚀量，即为了将等离子体50和离子束52的中心转移到射出口22的截面中心线24附近，可以将磁力线60的底部62朝向射出口22的截面中心线24的内侧转移。在图12的示例中，已经发现磁力线60的底部62的位置优选地从射出口22的截面中心朝向内侧方向转移大约0.1mm至0.4mm，最优选的是从射出口22的截面中心朝向内侧方向转移0.25mm。
在侵蚀的内外比均等的位置，磁极板20A和20B的绝对侵蚀量趋于小。在发明人的研究中，通过将底部62的转移量设定为0.1mm至0.4mm，与底部62的转移量设定为0mm的情况相比，磁极板20A和20B的侵蚀量最多可以减少大约20％。这意味着磁极板20A和20B的发热、被处理物的污染、离子束损失等最多可以减少大约20％。
另外，在本发明人的研究中，通过将底部62的转移量设定为0.1mm至0.4mm，可以将侵蚀率峰值减少到底部62的转移量被设定为0mm情况下的从大约1/1.3到大约1/1.8。这相当于将部件的寿命和维护周期增加大约1.3至1.8倍。
注意，磁力线60的底部62的位置的适当转移量依据离子枪10的结构、放电条件等而改变。例如，当离子枪10的尺寸或射出口22的曲线部22b的曲率增大时，则认为最佳转移量大于上述值。根据离子枪10的结构、放电条件等，优选适当设定磁力线60的底部62的位置的转移量。
虽然用于在射出口22的曲线部22b中转移磁力线60的底部62的位置的方法没有特别限制，但一个示例是如本实施方式中所述那样改变磁体32位置的方法。转移磁力线60的底部62的位置就是破坏磁场相对于射出口22的截面中心线24的对称性，可以说移动磁体32的位置是最直接的方法。
图13是示出磁体下的距离与磁力线的底部位置之间的关系的模拟结果的图表。纵轴上的“磁体下的距离”表示从结构体30的下表面到磁体32的下表面的距离x(参见图5B)。在横轴上的“磁力线的底部位置”中，当底部62位于射出口22的截面中心线24上表示为0时，截面中心线24内侧的位置用负号表示，截面中心线24外侧的位置用正号表示。在模拟中，在不改变磁体32的尺寸的情况下，改变磁体32下的距离x。
如图13所示，磁体下的距离x与磁力线60的底部62的位置大致彼此成比例。通过改变磁体下的距离x，磁极附近的磁场的内外平衡改变，并且磁力线60的底部62的位置改变。通过增大磁体下的距离x，可以使磁力线60的底部62的位置朝向射出口22的内侧方向转移。根据模拟结果，通过将磁体下的距离x设定为Y，磁力线60的底部62的位置可以向内侧转移0.25mm。Y的大小可以设定为几十毫米。
图14是示出射出口22的截面中心线24上的到阳极40的距离与磁力线60的倾斜角度之间的关系的图表。图14示出了当将磁力线60的底部62的位置分别设定为-0.1mm、-0.4mm和-0.56mm时的模拟结果。用负号表示磁力线60的底部62的位置在射出口22的截面中心线24内侧的位置处，用正号表示磁力线60的底部62的位置在射出口22的截面中心线24外侧的位置处。当磁力线60平行于与射出口22的截面中心线24正交的平面66(图10)时，磁力线60的倾斜角度为0度，当磁力线60朝向阳极40倾斜时由负号表示，当磁力线60朝向磁极板20A和20B倾斜时由正号表示。
如图14所示，随着磁力线60靠近阳极40，磁力线60在与射出口22的截面中心线24交叉的点处朝向阳极40的倾斜角度变大。另外，随着磁力线60的底部62位置的转移量沿内侧方向增大，在与射出口22的截面中心线24交叉的点处朝向阳极40的倾斜角度增大。根据模拟结果，发现磁力线60在转移量-0.1mm至-0.4mm范围内的倾斜角度在1.5度至-3.5度范围内，在转移量-0.1mm至-0.4mm范围内，看到磁极板20A和20B的绝对侵蚀量和侵蚀率峰值有所改善。
也就是说，在曲线部22b中，期望的是磁力线60和射出口22的截面中心线24交叉的点处的磁场矢量相对于与截面中心线24正交的平面66以第一角度倾斜，该第一角度在0度至1.5度范围内朝向磁极板20A和20B侧倾斜，并且在0度至3.5度的范围内朝向阳极40侧倾斜。另外，在直线部22a中，期望的是在磁力线60和射出口22的截面中心线24彼此交叉的点处的磁场矢量相对于与截面中心线24正交的平面66形成小于第一角度的第二角度。在磁场矢量平行于平面66的情况下，第二角度的最佳值是0度。
通过破坏磁场的对称性来转移磁力线60的底部62的位置的方法不限于移动磁体32的位置的方法。其它方法包括例如当电磁体用作磁体32时控制施加的电流的方法。
如上所述，根据本实施方式，可以改善离子束的喷出效率和均一性。此外，还可以抑制离子束与磁极的碰撞，实现诸如减少经时变化、改善维护周期和降低运行成本等优异效果。
(第二实施方式)
将参考图15和图16说明根据本发明的第二实施方式的离子枪。图15是示出根据本实施方式的离子枪的结构的立体图。图16示出了在沿着图15的线C-C'截取的截面中的离子枪的操作。与根据第一实施方式的离子枪中的部件相同的部件用相同的附图标记来标示，并且将省去或简化其描述。
如图15和图16所示，根据本实施方式的离子枪10包括磁极板20A、20B、磁体32、第一磁轭34A、第二磁轭34B、调整磁轭34C和阳极40。如图15所示，离子枪10的一个主表面设置有射出口22，从该射出口22发出离子束。
如图16所示，磁极板20A经由第一磁轭34A与磁体32磁耦合。此外，磁极板20B经由第二磁轭34B与磁体32磁耦合。调整磁轭34C设置成与第一磁轭34A、第二磁轭34B和/或磁体32接触。在本实施方式中，如图15和图16所示，调整磁轭34C配置在第一磁轭34A的外周表面的一部分上。然而，调整磁轭34C的配置不限于上述。例如，调整磁轭34C可以设置在第二磁轭34B的外周表面的一部分上、可以设置在磁体32和第一磁轭34A的外周表面的部分上、可以设置在第二磁轭34B的整个外周表面上、或者可以间接设置到第一磁轭34A。替选地，调整磁轭34C也可以安装在结构体30的内侧，例如，安装在凹陷部36的内壁上或者安装在具有中空内部的第一磁轭34的内侧。此外，可以使用具有不同厚度的多个调整磁轭34C或具有相同厚度的多个调整磁轭34C，并从而构造成使得可以调整与调整磁轭34C接触的磁轭的磁阻。
在第一实施方式中，如图5B和图13所示，磁体32相对于射出口22的截面中心线24配置在外侧，磁体下的距离x被调整，并由此控制磁力线60的线的底部62的位置。即，通过改变磁体下的距离x来调整磁极板20A、20B的侵蚀的内外比。然而，对于离子枪的一些结构，在组装离子枪或真空处理设备之后，可能难以改变磁体下的距离x。
因此，在本实施方式中，调整磁轭34C用于实现在不改变磁体下的距离x的情况下调整磁力线60的线的底部62的位置。磁力线60的线的底部62的位置可以根据从磁极板20A、20B的末端到磁体的相应的磁阻的比而变化。具体地，磁场的线的底部倾向于转移到较大的磁阻侧。在此，磁阻与磁极板或磁轭(其是磁性材料)的截面积和磁导率成反比，且与其长度成比例。
在本实施方式中，通过使用上述性质来调整磁力线60的线的底部62的位置。如图16所示，本实施方式的离子枪10形成为使得具有相同厚度的第一磁轭34A和第二磁轭34B配置在磁体32的上方和下方。为了调整从磁极板20A、20B的末端到磁体32的磁阻比，在本实施方式中，调整磁轭34C配置到结构体30。第一磁轭34A和第二磁轭34B的实际厚度和实际截面积包括所接触的调整磁轭34C的厚度和截面积。因此，使用调整磁轭34C可以在不改变磁体下的距离x的情况下调整磁阻的比并调整磁力线60的线的底部62的位置。
图17是示出对由第一磁轭的截面积的变化引起的磁极板的侵蚀量进行模拟的结果的图表。横轴表示第一磁轭的截面积变化率，以及纵轴表示侵蚀的内外比。注意，在本实施方式中，第一磁轭的截面积变化率对应于第一磁轭34A和调整磁轭34C的截面积相对于第二磁轭34B的截面积的比。
如图17所示，随着第一磁轭34A的截面积变化率的增大，侵蚀的内外比向正侧转移。因此，通过适当地调整第一磁轭34A的截面积，可以将磁极板20A、20B的侵蚀的内外比优化为±1。
例如，当在组装离子枪或真空处理设备之后磁极板20A、20B的侵蚀的内外比已经从±1向负侧转移时，磁场的线的底部位置已经向内侧转移。因此，在这种情况下，通过增加调整磁轭34C的厚度来增加第一磁轭34A的截面积变化率，导致磁场的线的底部位置向外转移。相反，当在组装离子枪或真空处理设备之后磁极板20A、20B的侵蚀的内外比已经从±1向正侧转移时，磁场的线的底部位置已经向外转移。因此，在这种情况下，通过减小调整磁轭34C的厚度来减小第一磁轭34A的截面积变化率，导致磁场的线的底部位置向内侧转移。通过以这种方式适当地增加或减小调整磁轭34C的厚度，可以将磁极板20A、20B的侵蚀的内外比调整到为最优值的±1附近的值。
注意，可以通过使用调整磁轭34C改变第一磁轭34A的截面积来调整磁场的线的底部位置，或可以通过使用调整磁轭34C改变第一磁轭34A和第二磁轭34B的截面积两者来调整磁场的线的底部位置。
如上所述，在本实施方式中，可以通过使用调整磁轭34C来控制磁力线60的线的底部62的位置。因此，在本实施方式中，即使在已经组装离子枪或真空处理设备之后，也可以调整磁场的线的底部位置。
注意，在本实施方式中，作为示例已描述了在组装离子枪或真空处理设备之后调整磁极板20A、20B的侵蚀的内外比的情况。然而，根据本实施方式的调整不限于此。例如，也可以在离子枪的设计阶段控制磁力线60的线的底部62的位置，以调整磁极板20A、20B的侵蚀的内外比。即，在离子枪的设计阶段，通过单独地设计磁极板20A、20B或第一磁轭34A和第二磁轭34B的截面积、长度或磁导率，可以调整磁极板20A、20B的侵蚀的内外比。例如，第一磁轭34A和第二磁轭34B可以被设计成具有大致相同的磁导率，或者第一磁轭34A和第二磁轭34B可以被设计成具有不同的磁导率。
(第三实施方式)
将参考图18至图21描述根据本发明的第三实施方式的离子枪。图18示出了在射出口22的曲线部22b中的离子枪的操作(对应于沿着图2的线B-B'截取的截面)。图19是图18所示的磁极板20A、20B周围的放大图。与根据第一实施方式的离子枪中的部件相同的部件用相同的附图标记来标示，并且将省去或简化其描述。
根据本实施方式的离子枪还具有第一磁极盖70A、70B。第一磁极盖70A、70B覆盖磁极板20A和磁极板20B的整个表面。即，磁极板20A、20B和第一磁极盖70A、70B一体地形成根据本实施方式的离子枪的阴极。由于第一磁极盖70A、70B设置成覆盖磁极板20A、20B的整个表面，所以磁极板20A、20B不会直接与等离子体或离子接触。由此可以减少由于喷溅引起的磁极板20A、20B的侵蚀并且抑制离子束特性和磁极板20A、20B的经时变化。此外，可以抑制由于来自离子枪的外部的影响而对磁极板20A、20B的污染。此外，通过优化形成第一磁极盖70A、70B的材料的选择，可以避免不需要的材料沉积到被处理物(被处理基板132)上。此外，为磁极盖选择低喷溅率的材料可以减少被离子束侵蚀的磁极盖的材料沉积到阳极上，这能够改善阳极的维护周期并且降低运行成本。
本实施方式中使用的磁极盖不限于具有图18和图19所示的第一磁极盖70A、70B的形状等，并且例如如图20和图21所示的各种变化是可行的。图20是覆盖有第二磁极盖71A、71B的磁极板20A、20B周围的放大图。第二磁极盖71A、71B以与第一磁极盖70A、70B相同的方式覆盖磁极板20A、20B的整个表面。第二磁极盖71A、71B均在与阳极40相反的表面侧上(在本实施方式中，在面对被处理物(被处理基板132)的表面侧上)具有倒角，并且均在覆盖磁极板20A和磁极板20B彼此面对的表面的部分中具有倾斜表面。离子束以发散角从离子枪发出。由此，如果面对被处理物侧的部分的角部未被倒角，离子束可能与磁极盖碰撞并且不能高效地发出。因此，磁极盖的射出口22部分的离子枪外表面(与阳极40相反的表面)的角部被倒角，从而可以防止离子束与磁极盖的碰撞，并且离子束可以高效地发出。
图21是覆盖有第三磁极盖72A、72B、73A、73B的磁极板20A、20B周围的放大图。第三磁极盖72A、72B覆盖磁极板20A、20B的与阳极40相反的表面侧(面对被处理物(被处理基板132)的表面侧)的外表面。此外，第三磁极盖73A、73B分别覆盖磁极板20A和磁极板20B彼此面对的表面侧的表面。与图18至图20所示的磁极盖不同，第三磁极盖72A、72B、73A、73B在磁极板20A和磁极板20B的表面之外仅覆盖与阳极40相反的表面侧(面对被处理物(被处理基板132)的表面侧)的外表面以及磁极板20A和磁极板20B彼此面对的表面侧的表面。覆盖有磁极盖72A、72B的磁极板20A、20B的外表面是因喷溅而被侵蚀的被处理物的材料易于沉积的部分。此外，覆盖有磁极盖73A、73B的磁极板20A、20B的表面是易于被离子束侵蚀的部分。因此，通过将覆盖有磁极盖的部限制为易于被侵蚀的部分，可以减少由于设置磁极盖而引起的对磁力线的影响。此外，在维护期间不再需要拆卸磁极板20A、20B，减少了安装磁极盖所需的部件数量，并且因此提高了可操作性。此外，由于磁极盖的结构被简化，可以减小磁极盖的安装中的附接误差，并且可以增大制造磁极盖中的公差。
注意，在图21所示的构造示例中，第三磁极盖72A和第三磁极盖73A形成为单独的部件，且第三磁极盖72B和第三磁极盖73B形成为单独的部件。然而，第三磁极盖72A、73A和第三磁极盖72B、73B可以分别形成为一体的部件。此外，尽管在图21所示的构造示例中仅对第三磁极盖73A、73B施加倒角，但是第三磁极盖72A、72B的射出口22侧的角可以根据离子束的发散角被倒角以具有倾斜表面。
考虑到对磁力线的影响，期望用非磁性材料形成磁极盖。此外，为了抑制被离子束侵蚀的磁极盖的材料再沉积到阳极上，期望用低喷溅率的材料形成磁极盖。例如，钛、钽、钨、单碳或包含这些元素的化合物可以用于形成磁极盖。此外，热喷涂沉积物或板状体也可以用于形成磁极盖。当使用板状体形成磁极盖时，可以设定较长的维护周期，并且可以容易地更换磁极盖。此外，在使用板状体作为磁极盖的情况下，可以通过使用紧固构件将磁极盖固定到磁极板，或者也可以在不使用紧固构件的情况下通过燕尾榫和燕尾槽将磁极盖固定到磁极板。
(第四实施方式)
将参考图22描述根据本发明的第四实施方式的真空处理设备。图22是根据本实施方式的真空处理设备的示意图。与根据第一实施方式的离子枪的构成要素相同的构成要素用相同的附图标记表示，并且将省略或简化其说明。
在本实施方式中，作为应用根据第一实施方式至第三实施方式的离子枪10的设备的示例，将说明作为一个用于制造半导体装置或类似物的真空处理设备的离子束蚀刻设备。根据第一实施方式的离子枪的应用例不限于离子束蚀刻设备，并且可以是诸如离子束溅射设备等的成膜设备。另外，根据第一实施方式至第三实施方式的离子枪的应用例不限于真空处理设备，而可以是包括该离子枪的其它设备。
如图22所示，根据本实施方式的真空处理设备100可以包括作为主要构成要素的真空室110、真空泵120、保持被处理基板132的保持件130和离子枪140。真空泵120连接到真空室110。保持件130和离子枪140安装在真空室110中。
真空室110是处理室，其内部可以维持在真空状态，并且可以在真空室110内部执行各种处理，诸如蚀刻、表面改性和表面清洁。
真空泵120是用于排出真空室110中的气体并使真空室110的内部进入真空状态的排气装置。通过真空泵120排出真空室110中的气体，可以使真空室内部进入大约10-3至10- 6pa的高真空状态。
保持件130是用于保持由例如Si、Ga、碳或类似物制成的被处理物(被处理基板132)的构件。保持件130可包括摆动机构。由于保持件130包括摆动机构，因此可以使被处理基板132经受高平面均一性处理。保持件130还可以具有其它功能，例如，用于加热被处理基板132的加热功能。
离子枪140是在第一实施方式中说明的离子枪，并且被配置在与由保持件130保持的被处理基板132相对的位置。离子枪140朝向被处理基板132照射正离子束52。从离子枪140发出的离子束52以高动能与被处理基板132碰撞。由此，被处理基板132的表面可以经受诸如蚀刻等预定处理。
通过使用根据第一实施方式至第三实施方式的离子枪10构造真空处理设备100，可以以高均一性用离子束52照射被处理基板132，从而改善处理品质。此外，由于可以减少离子束52与磁极板20A和20B的碰撞，因此可以延长维护周期。由此，可以改善生产成本，并且可以改善被处理基板132的处理能力。此外，可以抑制由离子束52溅射磁极板20A和20B所产生的粒子对真空室110内部和被处理基板132的污染。
(变形实施方式)
本发明不限于上述实施方式，并且可以进行各种变形。
例如，将任何实施方式的一部分的构造追加到其它实施方式或其它实施方式的一部分的构造被置换的示例也是本发明的实施方式。此外，该技术领域中的已知技术或公知技术可以适当地应用于特定说明或实施方式中未示出的部分。
另外，在上述实施方式中，虽然在射出口22的直线部22a中磁体32配置在射出口22的截面中心线24上，但如果磁场相对于射出口22的截面中心线24对称，则不必要求将磁体32配置在截面中心线24上。
虽然在上述实施方式中氩气被例示为放电气体，但放电气体不限于诸如氩气等的稀有气体，并且可以是以氧气或氮气为代表的反应性气体。放电气体可以依据离子枪10的使用目的等而适当地选择。
[附图标记说明]
10…离子枪
20A、20B…磁极板
22…射出口
22a…直线部
22b…曲线部
24…截面中心线
30…结构体
32…磁体
34…磁轭
34A…第一磁轭
34B…第二磁轭
34C…调整磁轭
36…凹陷部
38…进气口
40…阳极
42…磁性板
50…等离子体
52…离子束
60…磁力线
62…底部
64…磁镜力
66…与截面中心线正交的平面
70A、70B、71A、71B、72A、72B、73A、73B…磁极盖
100…真空处理设备
110…真空室
120…真空泵
130…保持件
132…被处理基板
140…离子枪

Claims (38)

1.一种离子枪，其包括：
阳极；
阴极，其与所述阳极相对并且具有第一部分和第二部分；以及
磁体，其被构造为在所述第一部分和所述第二部分之间形成磁场空间，
其中，在所述阴极的所述第一部分和所述第二部分之间设置包括曲线部的环状间隙，并且
所述磁体被构造为在所述曲线部的所述第一部分和所述第二部分之间形成磁力线，所述磁力线的底部在所述间隙的截面中心线内侧。
2.根据权利要求1所述的离子枪，其特征在于，通过施加在所述阳极和所述阴极之间的电场，在所述底部的位置产生等离子体。
3.根据权利要求1或2所述的离子枪，其特征在于，所述底部距离所述阳极的表面的高度为1mm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的离子枪，其特征在于，所述截面中心线与所述底部之间的距离在0.1mm至0.4mm的范围内。
5.一种离子枪，其包括：
阳极；
阴极，其与所述阳极相对并且具有第一部分和第二部分；以及
磁体，其被构造为在所述第一部分和所述第二部分之间形成磁场空间，
其中，在所述阴极的所述第一部分和所述第二部分之间设置包括曲线部的环状间隙，
所述第一部分相对于所述间隙配置在内侧，所述第二部分相对于所述间隙配置在外侧，
所述磁体被构造为在所述第一部分和所述第二部分与所述阳极之间的空间中形成从所述第二部分到所述第一部分的方向上的磁力线，并且
在所述曲线部中，所述磁力线与所述间隙的截面中心线彼此交叉的点处的磁场矢量相对于与所述截面中心线正交的平面以关于所述第一部分和所述第二部分所在侧小于1.5度且关于所述阳极所在侧大于0度的第一角度倾斜。
6.根据权利要求5所述的离子枪，其特征在于，所述第一角度是相对于所述阳极所在侧在0度到3.5度的范围内的角度。
7.根据权利要求5或6所述的离子枪，其特征在于，在所述曲线部中，所述磁力线的磁场矢量平行于与所述截面中心线正交的平面的点位于比所述截面中心线靠近所述第二部分的位置，并且位于距离所述截面中心线在0.1mm至0.4mm范围内的位置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的离子枪，其特征在于，在所述曲线部中，所述磁体配置在所述间隙的截面中心线外侧。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的离子枪，其特征在于，所述第二部分和所述磁体之间的磁路的长度短于所述第一部分和所述磁体之间的磁路的长度。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的离子枪，其特征在于，所述间隙是用于射出离子束的射出口。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的离子枪，其特征在于，
所述磁体与用于将所述磁体与所述第一部分和所述第二部分磁耦合的磁轭一起构成具有用于收容所述阳极的环状凹陷部的结构体，并且
所述阴极的所述第一部分和所述第二部分结合在所述结构体的设置有所述环状凹陷部的表面上，使得所述间隙沿着所述环状凹陷部位于所述环状凹陷部上方。
12.一种离子枪，包括：
阳极；
阴极，其与所述阳极相对并且具有第一部分和第二部分；以及
磁体，其被构造为在所述第一部分和所述第二部分之间形成磁场空间，
第一磁轭，其将所述第一部分与所述磁体彼此磁耦合；以及
第二磁轭，其将所述第二部分与所述磁体彼此磁耦合；
其中，在所述阴极的所述第一部分和所述第二部分之间设置环状间隙，并且
其中，所述第一磁轭和所述第二磁轭具有不同的磁阻。
13.根据权利要求12所述的离子枪，其中，所述第一磁轭或所述第二磁轭的所述磁阻是能调整的。
14.一种离子枪，包括：
阳极；
阴极，其与所述阳极相对并且具有第一部分和第二部分；以及
磁体，其被构造为在所述第一部分和所述第二部分之间形成磁场空间，
第一磁轭，其将所述第一部分与所述磁体彼此磁耦合；以及
第二磁轭，其将所述第二部分与所述磁体彼此磁耦合；
其中，在所述阴极的所述第一部分和所述第二部分之间设置间隙，并且
其中，所述第一磁轭的磁阻或所述第二磁轭的磁阻是能调整的。
15.根据权利要求14所述的离子枪，还包括在所述第一磁轭或所述第二磁轭的外侧的调整磁轭。
16.一种离子枪，包括：
阳极；
阴极，其与所述阳极相对并且具有第一部分和第二部分；
磁体，其被构造为在所述第一部分和所述第二部分之间形成磁场空间，
第一磁轭，其将所述第一部分与所述磁体彼此磁耦合；以及
第二磁轭，其将所述第二部分与所述磁体彼此磁耦合；
其中，在所述阴极的所述第一部分和所述第二部分之间设置环状间隙，并且
其中，所述第一磁轭的厚度和所述第二磁轭的厚度彼此不同。
17.根据权利要求16所述的离子枪，其中，所述第一磁轭的所述厚度是经由所述磁体面对所述第二磁轭的部分的厚度。
18.根据权利要求16所述的离子枪，其中，所述第一磁轭的所述厚度或所述第二磁轭的所述厚度包括调整磁轭的厚度。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的离子枪，其中，所述第一磁轭的所述厚度或所述第二磁轭的所述厚度是能调整的。
20.一种离子枪，包括：
阳极；
阴极，其与所述阳极相对并且具有第一部分和第二部分；
磁体，其被构造为在所述第一部分和所述第二部分之间形成磁场空间，
第一磁轭，其将所述第一部分与所述磁体彼此磁耦合；以及
第二磁轭，其将所述第二部分与所述磁体彼此磁耦合；
其中，在所述阴极的所述第一部分和所述第二部分之间设置环状间隙，并且
其中，所述第一磁轭的截面积和所述第二磁轭的截面积彼此不同。
21.根据权利要求20所述的离子枪，其中，所述第一磁轭或所述第二磁轭的所述截面积包括调整磁轭的截面积。
22.根据权利要求20或21所述的离子枪，其中所述第一磁轭的所述截面积或所述第二磁轭的所述截面积是能调整的。
23.一种离子枪，包括：
阳极；
阴极，其与所述阳极相对并且具有第一部分和第二部分；
磁体，其被构造为在所述第一部分和所述第二部分之间形成磁场空间，
第一磁轭，其将所述第一部分与所述磁体彼此磁耦合；以及
第二磁轭，其将所述第二部分与所述磁体彼此磁耦合；
其中，在所述阴极的所述第一部分和所述第二部分之间设置环状间隙，并且
其中，所述第一磁轭的磁导率和所述第二磁轭的磁导率彼此不同。
24.根据权利要求1至23中任一项所述的离子枪，其中，所述阴极具有第一盖，所述第一盖覆盖所述第一部分和所述第二部分彼此面对的表面。
25.根据权利要求24所述的离子枪，其中，所述第一盖在外表面侧具有倾斜表面，且所述外表面是与所述阳极相反的表面。
26.根据权利要求1至25中任一项所述的离子枪，其中，所述阴极具有第二盖，所述第二盖覆盖为与所述阳极相反的表面的外表面。
27.根据权利要求26所述的离子枪，其中，所述第二盖在所述第一部分和所述第二部分彼此面对的表面侧具有倾斜表面。
28.根据权利要求1至23中任一项所述的离子枪，其中，所述阴极具有第三盖，所述第三盖覆盖所述第一部分和所述第二部分的整个表面。
29.根据权利要求28所述的离子枪，其中，所述第三盖在所述第一部分和所述第二部分彼此面对的表面侧或在外表面侧具有倾斜表面，且所述外表面是与所述阳极相反的表面。
30.根据权利要求24或25所述的离子枪，其中，所述第一盖由非磁性材料制成。
31.根据权利要求26或27所述的离子枪，其中所述第二盖由非磁性材料制成。
32.根据权利要求28或29所述的离子枪，其中，所述第三盖由非磁性材料制成。
33.根据权利要求30至32中任一项所述的离子枪，其中，所述非磁性材料由含有钛、钽、钨和碳中的至少一者的材料制成。
34.一种真空处理设备，其包括：
处理室，其能够维持真空状态；
保持件，其配置在所述处理室中并且保持被处理物；以及
根据权利要求1至33中任一项所述的离子枪，其配置在所述处理室中，并通过使用离子束对所述被处理物执行预定处理。
35.一种离子束调整方法，其调整从离子枪的间隙发出的离子束，所述离子枪包括阳极、与所述阳极相对并且具有第一部分和第二部分的阴极、以及被构造为在所述第一部分和所述第二部分之间形成磁场空间的磁体，其中所述间隙是包括曲线部并且设置在所述阴极的所述第一部分和所述第二部分之间的环状间隙，
所述方法包括：
通过使形成在所述曲线部的所述第一部分和所述第二部分之间的磁力线的底部的位置朝向所述间隙的截面中心线的内侧转移，调整从所述间隙射出的离子束的中心位置。
36.一种离子束调整方法，其调整从离子枪的间隙发出的离子束，所述离子枪包括阳极、与所述阳极相对并且具有第一部分和第二部分的阴极、以及被构造为在所述第一部分和所述第二部分之间形成磁场空间的磁体，其中所述间隙是包括曲线部并且设置在所述阴极的所述第一部分和所述第二部分之间的环状间隙，其中，所述第一部分相对于所述间隙配置在内侧并且所述第二部分相对于所述间隙配置在外侧，并且所述磁体被构造为在所述第一部分和所述第二部分与所述阳极之间的空间中形成从所述第二部分到所述第一部分的方向上的磁力线，
所述方法包括：
通过在所述曲线部中使所述磁力线与所述间隙的截面中心线彼此交叉的点处的磁场矢量相对于与所述截面中心线正交的平面朝向所述阳极所在侧倾斜，调整从所述间隙射出的离子束的中心位置。
37.一种离子束调整方法，其调整从离子枪的间隙发出的离子束，所述离子枪包括阳极、与所述阳极相对并且具有第一部分和第二部分的阴极、以及被构造为在所述第一部分和所述第二部分之间形成磁场空间的磁体、将所述第一部分与所述磁体彼此磁耦合的第一磁轭、以及将所述第二部分与所述磁体彼此磁耦合的第二磁轭，其中，在所述阴极的所述第一部分和所述第二部分之间设置环状间隙，
其中，所述第一磁轭和所述第二磁轭具有不同的磁阻。
38.一种离子束调整方法，其调整从离子枪的间隙发出的离子束，所述离子枪包括阳极、与所述阳极相对并且具有第一部分和第二部分的阴极、以及被构造为在所述第一部分和所述第二部分之间形成磁场空间的磁体、将所述第一部分与所述磁体彼此磁耦合的第一磁轭、以及将所述第二部分与所述磁体彼此磁耦合的第二磁轭，其中，所述间隙是在所述阴极的所述第一部和所述第二部之间设置的环状间隙，
其中，所述第一磁轭或所述第二磁轭的所述磁阻是能调整的。
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