JPH01120738A - マイクロ波イオン源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばイオンビームエツチング、イオンビ
ームスパッタリング、イオンビームデポジション等に用
いられるものであって、プラズマ生成容器内にマイクロ
波を導入してマイクロ波放電によってプラズマを発生さ
せるマイクロ波イオン源に関し、特に当該プラズマ生成
容器内にマイクロ波を導入する部分の改良に関する。

〔従来の技術〕

第３図は、従来のマイクロ波イオン源の一例を示す断面
図である。

このマイクロ波イオン源は、例えばＥＣＲ型イオン源で
あり、プラズマ生成容器２内にガス導入口８からガス２
０を導入すると共に、磁場コイルｌＯによってプラズマ
生成容器２内にイオンビーム２６引出し軸方向に磁場を
発生させ、かつプラズマ生成容器２内にマイクロ波導入
口６を通して導波管１６からのマイクロ波１８を導入す
ることによって、プラズマ生成容器２内にマイクロ波放
電を起こさせてプラズマ２２を発生させる。このとき、
ＥＣＲ型イオン源の場合は、電子サイクロトロン共鳴を
利用する。そしてこのプラズマ２２から、プラズマ生成
容器２のイオン引出し口４の近傍に設けた引出し電極系
２４によって電界の作用でイオンビーム２６を引き出す
。

その場合、プラズマ生成容器２内は通常は高真空（例え
ばＥＣＲ型の場合は１０−５〜１０−’Ｔ　ｏ　ｒ　ｒ
程度）に真空排気され、一方導波管１６は大気側にある
ため、プラズマ生成容器２のマイクロ波導入口６を、マ
イクロ波１８の導入に支障の無い例えばセラミンク板の
ような耐熱性絶縁板１４および０リング１２を用いて真
空シールしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが上記のようなマイクロ波イオン源においては、
イオンビーム２６の引出しの際にプラズマ２２中の高エ
ネルギー電子が磁場コイル１０による磁力線に沿ってマ
イクロ波供給側へ進行してマイクロ波導入口６部分の耐
熱性絶縁板１４の表面に衝突し、それによって当該耐熱
性絶縁板１４がｔｒ４傷を受け、主に当該電子による局
部的加熱によって熱歪が生じてそれが破損するという問
題が起こる。そのようなことが起これば、当該耐熱性絶
縁板１４から真空リークが起こり、プラズマ生成容器２
内はもはや真空が維持できなくなり、当該イオン源の動
作は不可能になる。

そこでこの発明は、このような点を改良したマイクロ波
イオン源を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明のマイクロ波イオン源は、プラズマ生成容器に
設けたマイクロ波導入口を第１の耐熱性絶縁板を用いて
真空シールすると共に、当該耐熱性絶縁板のプラズマ生
成容器内側の面であって少なくともマイクロ波導入口部
分を第２の耐熱性絶縁板で覆っていることを特徴とする
。

〔作用〕

上記構成によれば、第２の耐熱性絶縁板によって、プラ
ズマ生成容器内で発生した高エネルギー電子が真空シー
ル用の第１の耐熱性絶縁板に衝突するのが阻止され、そ
れによって高エネルギー電子による当該第１の耐熱性絶
縁板の破損等が防止される。その場合、高エネルギー電
子の衝突によって第２の耐熱性絶縁板が破損するような
ことが起こったとしても、マイクロ波導入口の真空シー
ル作用は第１の耐熱性絶縁板によって維持されているた
め、当該イオン源の動作に支障は生じない。

その結果、当該イオン源の長時間運転が可能になる。

〔実施例〕

第１図は、この発明の一実施例に係るマイクロ波イオン
源を示す断面図である。第３図の例と同一または相当す
る部分には同一符号を付し、以下においてはそれとの相
違点を主に説明する。

この実施例においては、プラズマ生成容器２のマイクロ
波導入口６を第１の前述したような耐熱性絶縁板１４を
用いて真空シールすると共に、当該プラズマ生成容器２
のマイクロ波導入口６の周囲に外側から段落し部２８を
設けてその中に第２の耐熱性絶縁板３０を嵌め込み、そ
れによって耐熱性絶縁板１４のプラズマ生成容器２内例
の面であって少なくともマイクロ波導入口６の部分を覆
うようにしている。

両市熱性絶縁板１４．３０は、耐熱性が大きく、しかも
マイクロ波１８の吸収を抑えるために誘電率が小さいも
のが好ましく、従ってこれらには例えばアルミナのよう
なセラミック板や石英板等を用いるのが好ましい。

上記構成によれば、導波管１６からのマイクロ波１８を
両市熱性絶縁板１４．３０を通して支障無くプラズマ生
成容器２内へ導入することができる。

しかも、プラズマ生成容器２内で発生して磁場コイルｌ
Ｏによる磁力線に沿ってマイクロ波供給側へ進行する高
エネルギー電子が真空シール用の耐熱性絶縁板１４に衝
突するのを、耐熱性絶縁板３０によって阻止することが
できる。従って当該高エネルギー電子による耐熱性絶縁
板１４のｔ４傷や破損は起こらない。

もっとも、耐熱性絶縁板３０は、高エネルギー電子の衝
突によって損傷を受け、当該電子による局部的加熱によ
る熱歪によって破損する（クランクが入る）場合もある
が、そのようなことが起こったとしても、マイクロ波導
入口６の真空シール作用は耐熱性絶縁板１４によって維
持されているため、従来のような真空リークは発生せず
、従って当該イオン源の動作に支障は生じない。それゆ
え、当該イオン源を長時間に亘り安定して動作させるこ
とができるようになる。

尚、上記耐熱性絶縁板３０は、例えば第２図に示すよう
な２枚重ね、あるいはそれ以上の複数枚重ねにしても良
く、そのようにすれば１枚の場合に比べてより長時間の
運転に耐えることができるようになる。これは、高エネ
ルギー電子の耐熱性絶縁板３０への進入深さは当該耐熱
性絶縁板３０の厚さに比べて著しく小さく、主に当該電
子による局部的加熱による熱歪によって当該耐熱性絶縁
板３０にクラックが入るようなことが起こるが、そのク
ラックは隣接する耐熱性絶縁板３０までは進行しないの
で、厚みの薄い耐熱性絶縁板３０を複数枚重ねた方が全
体の寿命が長くなるからである。

また、上記耐熱性絶縁板３０の取付は方は、前述したよ
うにマイクロ波導入口６の周囲に段落し部２８を設けて
そこに嵌め込むのが簡単で良いが、その他の手段によっ
ても良いのは勿論である。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、マイクロ波導入口の真
空シール用の第１の耐熱性絶縁板が高エネルギー電子に
よって損傷を受けたり破損したりするのを、第２の耐熱
性絶縁板によって防止することができる。その結果、当
該イオン源の長時間運転が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係るマイクロ波イオン
源を示す断面図である。第２図は、この発明の他の実施
例に係るマイクロ波イオン源を部分的に示す断面図であ
る。第３図は、従来のマイクロ波イオン源の一例を示す
断面図である。 ２・・・プラズマ生成容器、６・・・マイクロ波導入口
、１４・・・第１の耐熱性絶縁板、１６・・・導波管、
１８・・・マイクロ波、２２・・・プラズマ、３０・・
・第２の耐熱性絶縁板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）プラズマ生成容器内にマイクロ波を導入してマイ
   クロ波放電によってプラズマを発生させるマイクロ波イ
   オン源において、プラズマ生成容器に設けたマイクロ波
   導入口を第１の耐熱性絶縁板を用いて真空シールすると
   共に、当該耐熱性絶縁板のプラズマ生成容器内側の面で
   あって少なくともマイクロ波導入口部分を第２の耐熱性
   絶縁板で覆っていることを特徴とするマイクロ波イオン
   源。