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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-09
(45)【発行日】2023-11-17
(54)【発明の名称】負イオン生成装置
(51)【国際特許分類】
H01J 37/08 20060101AFI20231110BHJP
C23C 14/32 20060101ALI20231110BHJP
H05H 1/48 20060101ALI20231110BHJP
H01J 27/02 20060101ALI20231110BHJP
【ＦＩ】
H01J37/08
C23C14/32 Z
H05H1/48
H01J27/02
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2020056491
(22)【出願日】2020-03-26
(65)【公開番号】P2021157943
(43)【公開日】2021-10-07
【審査請求日】2022-12-14
(73)【特許権者】
【識別番号】000002107
【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100162640
【弁理士】
【氏名又は名称】柳 康樹
(72)【発明者】
【氏名】北見 尚久
(72)【発明者】
【氏名】酒見 俊之
(72)【発明者】
【氏名】前原 誠
(72)【発明者】
【氏名】木下 公男
(72)【発明者】
【氏名】山本 哲也
(72)【発明者】
【氏名】古林 寛
【審査官】大門 清
(56)【参考文献】
【文献】特開平２－５０９５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１７８２５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１７８２８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１７７８３４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｊ ３７／００
Ｃ２３Ｃ １４／００
Ｈ０５Ｈ １／００
Ｈ０１Ｊ ２７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
負イオンを生成して対象物に照射する負イオン生成装置であって、内部で前記負イオンの生成が行われるチャンバと、
前記チャンバ内においてラジカルを生成するラジカル供給源と、
前記対象物を配置させると共に、前記ラジカル供給源から供給される前記ラジカルを用いてマグネトロン放電を行う放電部と、を備え、
前記放電部は、前記マグネトロン放電によって前記対象物に照射する前記負イオンを生成する、負イオン生成装置。
【請求項2】
前記放電部は、磁場を形成する磁場形成部を備え、前記磁場形成部は、前記対象物を載置する載置面に沿った方向の前記磁場を形成する、請求項１に記載の負イオン生成装置。
【請求項3】
前記ラジカル供給源は、前記チャンバ内においてプラズマを生成するプラズマ生成部を有する、請求項１又は２に記載された負イオン生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、負イオン生成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、負イオン生成装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。この負イオン生成装置は、チャンバ内へ負イオンの原料となるガスを供給するガス供給部と、チャンバ内において、プラズマを生成することで負イオンを生成する負イオン生成部と、を備えている。負イオン生成部は、プラズマによってチャンバ内で負イオンを生成することで、当該負イオンを対象物へ照射している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１７－０２５４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、対象物に対して負イオンを照射する技術として、上述のような負イオン生成装置とは異なる方法にて、負イオンを照射することが求められていた。
【0005】
そこで本発明は、新たな方法にて対象物に負イオンを照射することができる負イオン生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するため、本発明に係る負イオン生成装置は、負イオンを生成して対象物に照射する負イオン生成装置であって、内部で負イオンの生成が行われるチャンバと、チャンバ内においてラジカルを生成するラジカル供給源と、対象物を配置させると共に、ラジカル供給源から供給されるラジカルを用いてマグネトロン放電を行う放電部と、を備え、放電部は、マグネトロン放電によって対象物に照射する負イオンを生成する。
【0007】
本発明に係る負イオン生成装置は、チャンバ内においてラジカルを生成するラジカル供給源を備えている。従って、ラジカル供給源は、対象物の近くにラジカルを供給することができる。これに対し、放電部は、対象物を配置させると共に、ラジカル供給源から供給されるラジカルを用いてマグネトロン放電を行う。従って、放電部は、対象物の付近でマグネトロン放電を行うことによって、対象物に照射する負イオンを生成することができる。そのため、当該負イオンは、対象物に照射される。以上より、新たな方法にて対象物に負イオンを照射することができる。
【0008】
放電部は、磁場を形成する磁場形成部を備え、磁場形成部は、対象物を載置する載置面に沿った方向の磁場を形成してよい。これにより、対象物付近において、放電部がマグネトロン放電を行う(磁場と電場で放電するため)。
【0009】
ラジカル供給源は、チャンバ内においてプラズマを生成するプラズマ生成部を有してよい。これにより、ラジカル供給源が、プラズマを用いて効率良くラジカルを供給することができる。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、新たな方法にて対象物に負イオンを照射することができる負イオン生成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本実施形態に係る負イオン生成装置の構成を示す概略断面図である。
【図2】変形例に係る負イオン生成装置の構成を示す概略断面図である。
【図3】開口率調整部材の例を示す概略図である。
【図4】変形例に係る負イオン生成装置の構成を示す概略断面図である。
【図5】プラズマＰのＯＮ／ＯＦＦのタイミングと正イオン及び負イオンの対象物への飛来状況を示すグラフである。
【図6】変形例に係る負イオン生成装置の基板周辺の構造を示す概略拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態に係る負イオン生成装置について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0013】
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る負イオン生成装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る負イオン生成装置の構成を示す概略断面図である。なお、説明の便宜上、図１には、ＸＹＺ座標系を示す。Ｘ軸方向は、対象物である基板の厚さ方向である。Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、Ｘ軸方向と直交すると共に互いに直交する方向である。
【0014】
図１に示すように、本実施形態の負イオン生成装置１は、チャンバ２、対象物配置部３、ラジカル供給源４、ガス供給部６、回路部７、電圧印加部８、及び制御部５０を備えている。
【0015】
チャンバ２は、基板１１（対象物）を収納し負イオンの照射処理を行うための部材である。チャンバ２は、内部で負イオンの生成が行われる部材である。チャンバ２は、導電性の材料からなり接地電位に接続されている。
【0016】
チャンバ２は、Ｘ軸方向に対向する一対の壁部２ａ，２ｂと、Ｙ軸方向に対向する一対の壁部２ｃ，２ｄと、Ｚ軸方向に対向する一対の壁部（不図示）と、を備える。なお、Ｘ軸方向の負側に壁部２ａが配置され、正側に壁部２ｂが配置される。Ｙ軸方向の負側に壁部２ｃが配置され、正側に壁部２ｄが配置される。また、チャンバ２は、壁部２ｂをＹ軸方法の負側へ延長させた壁部２ｅと、壁部２ｃからＹ軸方向の負側へ延びる壁部２ｆと、壁部２ｅ，２ｆのＹ軸方向の負側の端部同士を接続する壁部２ｇと、を備える。
【0017】
チャンバ２は、プラズマＰを生成するためのプラズマ室ＲＭ１と、基板１１に対する負イオンの照射を行う照射室ＲＭ２と、を備えている。照射室ＲＭ２は、壁部２ａ～２ｄに囲まれる空間によって形成される。プラズマ室ＲＭ１は、照射室ＲＭ２のＸ軸方向の正側の端部において、Ｙ軸方向の負側へ延びる空間によって形成される。具体的に、プラズマ室ＲＭ１は、壁部２ｅ～２ｇに囲まれる空間によって形成される。
【0018】
対象物配置部３は、負イオンの照射対象物となる基板１１を配置させる。対象物配置部３は、チャンバ２の壁部２ａに設けられる。対象物配置部３は、載置部材１２と、接続部材１３と、を備える。載置部材１２及び接続部材１３は、導電性の材料によって構成される。載置部材１２は、載置面１２ａに基板１１を載置するための部材である。載置部材１２は、壁部２ａに取り付けられて、チャンバ２の内部空間内に配置される。載置面１２ａは、Ｘ軸方向と直交するように広がる平面である。これにより、基板１１は、Ｘ軸方向と直交するように、ＺＹ平面と平行となるように、載置面１２ａ上に載置される。接続部材１３は、載置部材１２と電圧印加部８とを電気的に接続する部材である。接続部材１３は、壁部２ａを貫通してチャンバ２外まで延びている。なお，接続部材１３の位置関係は、ラジカル供給源４であるプラズマガン１４と陽極１６に干渉しない位置で、プラズマ室ＲＭ１以外であれば、どのような位置関係が採用されても良い。
【0019】
負イオン照射の対称となる基板１１として、例えば、基材の表面にＩＴＯ、ＩＷＯ、ＺｎＯ、Ｇａ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＳｉＯＮなどの膜を形成したものが採用される。基材として、例えばガラス基板、プラスチック基板やＳｉ、Ａｌ２Ｏ３、ＧａＡｓなどの半導体基板など板状部材が採用される。
【0020】
続いて、ラジカル供給源４の構成について詳細に説明する。ラジカル供給源４は、チャンバ２内において、プラズマＰ及び電子を生成し、これによって負イオン及びラジカル（不対電子を有する原子、分子）等を生成する。ラジカル供給源４は、プラズマガン１４（プラズマ生成部）と、陽極１６と、を有している。
【0021】
プラズマガン１４は、例えば圧力勾配型のプラズマガンであり、その本体部分がチャンバ２の壁部２ｅに設けられて、チャンバ２の内部空間に接続されている。プラズマガン１４は、チャンバ２のプラズマ室ＲＭ１内でプラズマＰを生成する。プラズマガン１４において生成されたプラズマＰは、プラズマ口からチャンバ２のプラズマ室ＲＭ１の内部空間へビーム状に出射される。これにより、チャンバ２のプラズマ室ＲＭ１の内部空間にプラズマＰが生成される。
【0022】
陽極１６は、プラズマガンからのプラズマＰを所望の位置へ導く機構である。陽極１６は、プラズマＰを誘導するための電磁石もしくは磁石を有する機構である。陽極１６は、チャンバの壁部２ｆ設けられて、プラズマガン１４とＸ軸方向に向かい合う位置に配置されている。これにより、プラズマＰは、プラズマガン１４から出射されてＸ軸方向の負側へ向かいながらチャンバ２のプラズマ室ＲＭ１の内部空間で広がった後、収束しながら陽極１６へ導かれる。なお、プラズマガン１４と陽極１６との位置関係は、上述のものに限定されず、ラジカルを生成することができる限り、どのような位置関係が採用されてもよい。
【0023】
ガス供給部６は、チャンバ２の外部に配置されている。ガス供給部６は、壁部２ｄに形成されたガス供給口２６を通し、チャンバ２内へガスを供給する。ガス供給口２６は、ラジカル供給源４と対象物配置部３との間に形成される。ただし、ガス供給口２６の位置は、特に限定されない。ガス供給部６は、ラジカル及び負イオンの原料となるガスを供給する。ガスとして、例えば、Ｏ－などの負イオンの原料となるＯ２、ＮＨ－などの窒化物の負イオンの原料となるＮＨ２、ＮＨ４、その他、Ｃ－やＳｉ－などの負イオンの原料となるＣ２Ｈ６、ＳｉＨ４などが採用される。つまり、電子親和力が正である原料が採用されると言える。なお、ガスは、放電を安定されるキャリアガスとしてＡｒなどの希ガスも含む。
【0024】
回路部７は、可変電源３０と、第１の配線３１と、第２の配線３２と、抵抗器Ｒ１～Ｒ３と、スイッチＳＷ１と、を有している。可変電源３０は、接地電位にあるチャンバ２を挟んで、負電圧をプラズマガン１４の陰極２１に、正電圧を陽極１６に印加する。これにより、可変電源３０は、プラズマガン１４の陰極２１と陽極１６との間に電位差を発生させる。第１の配線３１は、プラズマガン１４の陰極２１を、可変電源３０の負電位側と電気的に接続している。第２の配線３２は、陽極１６を、可変電源３０の正電位側と電気的に接続している。抵抗器Ｒ１は、第１の中間電極２２と可変電源３０との間において直列接続されている。抵抗器Ｒ２は、第２の中間電極２３と可変電源３０との間において直列接続されている。抵抗器Ｒ３は、チャンバ２と可変電源３０との間において直列接続されている。スイッチＳＷ１は、制御部５０からの指令信号を受信することにより、ＯＮ／ＯＦＦ状態が切り替えられる。スイッチＳＷ１は、抵抗器Ｒ２に並列接続されている。スイッチＳＷ１は、プラズマＰを生成するときはＯＦＦ状態とされる。一方、スイッチＳＷ１は、プラズマＰを停止するときはＯＮ状態とされる。
【0025】
電圧印加部８は、基板１１にバイアス電圧を印加する。電圧印加部８は、基板１１にバイアス電圧を印加する電源３６と、電源３６と対象物配置部３とを接続する第３の配線３７と、第３の配線３７に設けられたスイッチＳＷ２とを有している。電源３６は、バイアス電圧として、正の電圧を印加する。第３の配線３７は、一端が電源３６の正電位側に接続されていると共に、他端が接続部材１３に接続されている。これにより、第３の配線３７は、電源３６と基板１１とを、接続部材１３及び載置部材１２を介して電気的に接続する。スイッチＳＷ２は、制御部５０によってそのＯＮ／ＯＦＦ状態が切り替えられる。スイッチＳＷ２は、負イオン生成時に所定のタイミングでＯＮ状態とされる。スイッチＳＷ２がＯＮ状態とされると、接続部材１３と電源３６の正電位側とが互いに電気的に接続され、接続部材１３にバイアス電圧が印加される。一方、スイッチＳＷ２は、所定のタイミングにおいてＯＦＦ状態とされる。スイッチＳＷ２がＯＦＦ状態とされると、接続部材１３と電源３６とが互いに電気的に切断され、接続部材１３にはバイアス電圧が印加されず、接続部材１３は浮遊状態となる。接続部材１３が浮遊状態となると、例えばプラズマＯＮ時に基板１１に流れ込む粒子は正負がバランスして最小限となる。
【0026】
制御部５０は、負イオン生成装置１全体を制御する装置であり、装置全体を統括的に管理するＥＣＵ[Electronic Control Unit]を備えている。ＥＣＵは、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]、ＣＡＮ［Controller Area Network］通信回路等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵでは、例えば、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。ＥＣＵは、複数の電子ユニットから構成されていてもよい。
【0027】
制御部５０は、チャンバ２の外部に配置されている。また、制御部５０は、ガス供給部６によるガス供給を制御するガス供給制御部５１と、ラジカル供給源４によるプラズマＰの生成を制御するプラズマ制御部５２と、電圧印加部８によるバイアス電圧の印加を制御する電圧制御部５３と、を備えている。制御部５０は、プラズマＰの生成と停止を繰り返す間欠運転を行うように、制御を行う。
【0028】
プラズマ制御部５２の制御により、スイッチＳＷ１がＯＦＦ状態とされているとき、プラズマガン１４からのプラズマＰがチャンバ２内に出射されるため、チャンバ２内にプラズマＰが生成される。プラズマＰは、中性粒子、正イオン、負イオン（酸素ガスなどの負性気体が存在する場合）、及び電子を構成物質としている。これにより、プラズマ室ＲＭ１でラジカルが生成され、照射室ＲＭ２へ供給される。
【0029】
ここで、負イオン生成装置１は、磁場を形成する磁場形成部８０を備える。磁場形成部８０は、壁部２ｃ,２ｄのＸ軸方向の負側の端部の位置にて、チャンバ２を挟むように、Ｙ軸方向の正側と負側にそれぞれ設けられた磁場発生装置８１を備えている。磁場形成部８０は、載置部材１２の載置面１２ａに沿った方向の磁場を形成する。すなわち、磁場形成部８０は、基板１１の被照射面１１ａに沿った方向の磁場を形成する。載置面１２ａ及び被照射面１１ａに沿った方向とは、これらの面と略平行な方向を意味する。ここでは、磁場発生装置８１が発生する磁束Ｂが、Ｙ軸方向と略平行に延びている。
【0030】
磁場形成部８０、対象物配置部３、及び電圧印加部８の組み合わせに係る構成は、マグネトロンを行う放電部９０として機能することができる。放電部９０は、ラジカル供給源４から供給されるラジカルを用いてマグネトロン放電を行うことができる機構である。これにより、放電部９０は、マグネトロン放電によって、基板１１に照射する負イオンを生成することができる。
【0031】
具体的に、磁場形成部８０は、基板１１の被照射面１１ａに対して略平行な磁場を印加できる。すなわち、被照射面１１ａ（及び載置面１２ａ）の位置にて、被照射面１１ａに略平行な磁場が形成されている。そして、電圧印加部８は、基板１１の被照射面１１ａに対して垂直なバイアス電圧を印加できる。すると、放電部９０は、被照射面１１ａ付近の位置において「Ｅ×Ｂ」のマグネトロン放電を行うことができる。また、ラジカル供給源４は、高密度のプラズマＰから大量のラジカルを供給することができる。これにより、基底状態のガスなどとは異なり、放電を行い易くなり、プラズマ照射による改質が可能となる。このようなマグネトロン放電により、陽極となる基板１１には、新たに生成された負イオン及び電子が照射される。
【0032】
なお、負イオン及び電子は、磁束Ｂの周りを旋回するような挙動を示す。このとき、電子は小さい径で磁束Ｂの周りを旋回するのに対し、負イオンは大きい径で磁束Ｂの周りを旋回する。そのため、磁場形成部８０の磁場を調整しておくことで、大きく旋回する負イオンは、なるべく基板１１に当たるようにしつつ、小さく旋回する電子はなるべく基板１１に当たらないようにしてよい。これにより、電子よりも負イオンが基板１１に照射され易くなる。また、磁場形成部８０は、電子照射量を抑制するため、図５に示す様なプラズマＰの間欠制御を行うことなく、プラズマＰを連続的に発生させてもよくなる。
【0033】
次に、本実施形態に係る負イオン生成装置１の作用・効果について説明する。
【0034】
本実施形態に係る負イオン生成装置１は、チャンバ２内においてラジカルを生成するラジカル供給源４を備えている。従って、ラジカル供給源４は、基板１１の近くにラジカルを供給することができる。これに対し、放電部９０は、基板１１を配置させると共に、ラジカル供給源４から供給されるラジカルを用いてマグネトロン放電を行う。従って、放電部９０は、基板１１の付近でマグネトロン放電を行うことによって、基板１１に照射する負イオンを生成することができる。そのため、当該負イオンは、基板１１に照射される。以上より、新たな方法にて基板１１に負イオンを照射することができる。
【0035】
放電部９０は、磁場を形成する磁場形成部８０を備え、磁場形成部８０は、基板１１を載置する載置面１２ａに沿った方向の磁場を形成してよい。これにより、基板１１付近において、放電部９０がマグネトロン放電を行う。
【0036】
ラジカル供給源４は、チャンバ２内においてプラズマＰを生成するプラズマガン１４を有してよい。これにより、ラジカル供給源４が、プラズマＰを用いて効率良くラジカルを供給することができる。
【0037】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【0038】
例えば、図２に示す負イオン生成装置１の構成を採用してもよい。図２に示す構成では、開口率調整機構６０は、チャンバ２内においてラジカル供給源４と対象物配置部３との間に配置された、プラズマＰを抑制する開口率調整部材６１Ａ，６１Ｂ（部材）を有する。開口率調整部材６１Ａ，６１Ｂは、ラジカル等の供給物ＰＭの通過を許容する。
【0039】
開口率調整部材６１Ａ，６１Ｂは、それぞれ貫通部を有する板状部材である。開口率調整部材６１Ａ，６１Ｂは、照射方向と直交するように、すなわちＹＺ平面と平行に広がるように配置される。また、開口率調整部材６１Ａ，６１Ｂは、照射方向に互いに対向するように配置される。ここでは、開口率調整部材６１Ａが照射方向における上流側に配置され、開口率調整部材６１Ｂが照射方向における下流側に配置される。６１Ｂまた、開口率調整部材６１Ａ，６１Ｂは、照射方向から見て、互いの貫通部をずらすように配置させることで、開口率を事前に調整しておくことができる。
【0040】
図３を参照して、開口率調整部材６１Ａ，６１Ｂの一例について説明する。図３（ａ）は、開口率調整部材６１Ａと開口率調整部材６１Ｂとが重なっている様子を照射方向における上流側から見た概略図である。図３（ｂ）は、開口率調整部材６１Ａを取り除いて、開口率調整部材６１Ｂのみを照射方向における上流側から見た概略図である。図３（ａ）に示すように、開口率調整部材６１Ａは、所定のパターンで分布する円形の貫通部６２Ａを有している。また、図３（ｂ）に示すように、開口率調整部材６１Ｂは、所定のパターンで分布する円形の貫通部６２Ｂを有している。貫通部６２Ａと貫通部６２Ｂとは、照射方向から見て、互いにずれるように配置されている。従って、開口率調整部材６１Ａの貫通部６２Ａは、開口率調整部材６１Ｂの板部（貫通部６２Ｂ以外の部分）で塞がれた状態となる。
【0041】
上述のように、開口率調整部材６１Ａ，６１Ｂは、照射方向から見たときに、開口部分が存在しないような構成となっている。従って、プラズマＰからの電荷を持った粒子は開口率調整部材６１Ａ，６１Ｂの組み合わせによって遮断される。その一方、開口率調整部材６１Ａ，６１Ｂは照射方向に互いに隙間をあけて離間している。従って、開口率調整部材６１Ａ，６１ＢよりもプラズマＰ側の空間ＳＰ１（図２参照）と、開口率調整部材６１Ａ，６１Ｂよりも基板１１側の空間ＳＰ２（図２参照）とは、貫通部６２Ａ、隙間、及び貫通部６２Ｂを介して、空間的には連通されている。そのため、空間ＳＰ１からの供給物ＰＭは、部材間での反射などを繰り返すことで、空間ＳＰ２へ進入することができる。これにより、供給物ＰＭであるラジカルは、開口率調整部材６１Ａ，６１Ｂの通過を許容されて、空間ＳＰ２に到達し、放電部９０においてマグネトロン放電を行う。従って、放電部９０は、基板１１の付近でマグネトロン放電を行うことによって、基板１１に照射する負イオンを生成することができる。そのため、当該負イオンは、基板１１に照射される。
【0042】
図３（ａ）（ｂ）では、開口率調整部材６１Ａ，６１Ｂの組み合わせ構造は、照射方向から見て、開口部が存在していなかった。しかし、供給物ＰＭの通過量を増やすために、開口部が形成されてもよい。具体的には、図３（ｂ）に示すように、貫通部６２Ａ（仮想線）と貫通部６２Ｂとを一部重ねることで、開口部ＯＰ（ハッチングで示す領域）を形成してよい。また、開口部ＯＰの大きさは、開口率調整部材６１Ａと開口率調整部材６１Ｂとのずれ量を調整することで、制御可能である。このように、開口率調整部材６１Ａ，６１Ｂは、互いのずれ量を調整することで、開口率を調整することができる。
【0043】
ここで、開口率調整部材６１Ａ，６１Ｂの開口率について説明する。当該開口率は、照射方向から見たときの基準領域の面積を１００％とした時の、当該基準領域内に形成された開口部ＯＰの面積の合計の割合である。ここで、基準領域とは、図２において「Ｅ１」で示す、基板１１と重なる部分の領域としてよい。あるいは、基板１１が載せられていない状態では、載置部材１２と重なる部分の領域を基準領域としてよい。図３（ａ）に示す例では、開口率調整部材６１Ａ，６１Ｂの組み合わせ構造は、開口部ＯＰを有していないため、開口率は０％となる。開口率調整部材６１Ａ，６１Ｂのずれ量を調整したり、貫通部６２Ａ，６２Ｂの大きさを調整して開口部ＯＰを大きくすることで開口率が大きくなってゆく。なお、開口率調整部材６１Ａ，６１Ｂの組み合わせ構造では、貫通部６２Ａ，６２Ｂを完全に重ね合わせたときが、開口率の上限値となる。すなわち、貫通部６２Ａ，６２Ｂを完全に重ね合わせても、基準領域Ｅ１は、開口率調整部材６１Ａの貫通部６２Ａ以外の部分の板部により塞がれる。従って、開口率の上限値は、１００％以下となっている。ただし、場面によっては、基準領域Ｅ１から開口率調整部材６１Ａ，６１Ｂ自体を取り除くことで、開口率を１００％としてもよい。
【0044】
また、開口率調整部材の枚数が１枚でも良い。この場合、図６（ａ）に示す様に基板１１の上部を覆う一枚の板２００で塞ぐ構造が採用される。当該構造では、板２００の外側から供給物ＰＭを回り込ませて照射する。図６（ａ）の構造では、基準領域Ｅ１を基準としたときの開口率は０％となる。しかし、供給物ＰＭが回り込む開口部の大きさは大きく、仮に当該開口部を基準領域Ｅ１と照らし合わせた場合、開口部の大きさは、開口率１００％に相当する大きさとなってもよい。このような構成では、チャンバ２の断面積に対しての開口部の割合を調整する。電子の照射を許容する場合は、図５に示すようなプラズマＰの間欠制御を行うことなく、プラズマＰを連続的に発生させてもよい。
【0045】
例えば、図３に示す形態では、貫通部の大きさが基板１１に比べて小さかった。ただし、開口率調整部材２０１，２０２の貫通部は、図６（ｂ）に示すように大きく形成されてもよい。例えば、貫通部の大きさは、「基板１１のサイズ／２」の大きさなどとなってもよい。この場合、開口率調整部材２０１，２０２の重ね合わせ態様を調整することで、分布斑を抑制する。
【0046】
なお、開口率調整部材の形状は特に限定されるものではない。例えば、図３（ｃ）（ｄ）に示すように、櫛歯状の貫通部６４Ａ，６４Ｂを有する開口率調整部材６３Ａ，６３Ｂを採用してもよい。開口率調整部材６３Ａ，６３Ｂの貫通部６４Ａ，６４Ｂのずれ量を調整することで、図３（ｃ）に示すように、開口率を０％としてもよく、図３（ｄ）に示すように、開口率を大きくしてもよい。なお、平板の入れ子構造を採用してもよい。また、図３に示す例以外でも、様々な貫通部の形状が採用されてもよい。また、開口率調整部材の枚数も更に増やしてもよい。様々な組み合わせを採用することで、開口率調整部材の組み合わせに係る構造は、開口率を０％から１００％まで調整可能であってよい。
【0047】
また、例えば、図４に示す負イオン生成装置１の構成を採用してもよい。図１に示す例では、照射室ＲＭ２はプラズマ室ＲＭ１よりもＸ軸方向の負側に広がっていた。ラジカル供給源４と基板１１との間には段差が設けられており、基板１１がプラズマＰに対してＸ軸方向の負側にずれた位置に配置されていた。これに対し、図４に示す負イオン生成装置１では、プラズマ室ＲＭ１と照射室ＲＭ２とのＸ軸方向の大きさが等しく、ラジカル供給源４と基板１１との間には段差が設けられていない。磁場発生装置１８１によって、基板１１に対して略平行な磁場が形成される。
【0048】
例えば、上記実施形態では、プラズマガン１４を圧力勾配型のプラズマガンとしたが、プラズマガン１４は、チャンバ２内にプラズマを生成できればよく、圧力勾配型のものには限られない。
【0049】
また、上記実施形態では、プラズマガン１４とプラズマＰを導く陽極１６の組がチャンバ２内に一組だけ設けられていたが、複数組設けてもよい。また、一箇所に対して、複数のプラズマガン１４からプラズマＰを供給してもよい。
【0050】
また、上述の実施形態では、ラジカル供給源として、プラズマＰを用いてラジカルを生成するものが採用された。これに代えて、ラジカル供給源として、他の方法によってラジカルを生成するものを採用してよい。
【符号の説明】
【0051】
１…負イオン生成装置、２…チャンバ、４…ラジカル供給源、１４…プラズマガン（プラズマ生成部）、８０…磁場形成部、９０…放電部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】