JPH05205691A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
- Publication number
- JPH05205691A JPH05205691A JP4011498A JP1149892A JPH05205691A JP H05205691 A JPH05205691 A JP H05205691A JP 4011498 A JP4011498 A JP 4011498A JP 1149892 A JP1149892 A JP 1149892A JP H05205691 A JPH05205691 A JP H05205691A
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- Japan
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- filament
- ion beam
- electrode
- ion
- cylindrical surface
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Abstract
(57)【要約】
【目的】イオン注入装置のイオンビーム中和機構におい
て、効率良く、安定したイオンビームの中和性能を得
る。 【構成】イオンビーム中和機構を、イオンビームの中心
軸と同軸円筒面上に配置されたフィラメント２と、フィ
ラメントのさらに外側の同軸円筒面上に配置した電極１
と、フィラメントを加熱するフィラメント電源４と、電
極の電位を該フィラメントの電位より低電位にする電極
電源５とを具備して構成する。 【効果】中和する電子のエネルギーが低いため、イオン
ビームの中和が効率良く行なわれる。又、構成部品の表
面状態の影響を受けにくいため、安定した性能を維持で
きる。
て、効率良く、安定したイオンビームの中和性能を得
る。 【構成】イオンビーム中和機構を、イオンビームの中心
軸と同軸円筒面上に配置されたフィラメント２と、フィ
ラメントのさらに外側の同軸円筒面上に配置した電極１
と、フィラメントを加熱するフィラメント電源４と、電
極の電位を該フィラメントの電位より低電位にする電極
電源５とを具備して構成する。 【効果】中和する電子のエネルギーが低いため、イオン
ビームの中和が効率良く行なわれる。又、構成部品の表
面状態の影響を受けにくいため、安定した性能を維持で
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はイオン注入装置に係わ
り、特に、イオン注入装置において正に荷電したイオン
ビームを中和する中和機構に関する。
り、特に、イオン注入装置において正に荷電したイオン
ビームを中和する中和機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】イオン注入装置のイオンビーム中和機構
の従来技術の構成例を図４に示す。同図において、イオ
ンビームの中心軸に対し直角の方向にフィラメント２２
を載置し、このフィラメントをフィラメント電源２４に
より加熱して熱電子を発生させる。電極２１は電極電源
２５によりフィラメント２２より約２０Ｖ低電位にある
為に、熱電子は移動方向をイオンビーム側に強制され、
かつ、加速電源２７によりフィラメント２２より約３０
０Ｖ高電位にある二次電子放出板２８に向って移動しそ
こに衝突して二次電子を放出させる。
の従来技術の構成例を図４に示す。同図において、イオ
ンビームの中心軸に対し直角の方向にフィラメント２２
を載置し、このフィラメントをフィラメント電源２４に
より加熱して熱電子を発生させる。電極２１は電極電源
２５によりフィラメント２２より約２０Ｖ低電位にある
為に、熱電子は移動方向をイオンビーム側に強制され、
かつ、加速電源２７によりフィラメント２２より約３０
０Ｖ高電位にある二次電子放出板２８に向って移動しそ
こに衝突して二次電子を放出させる。
【０００３】そこでこの二次電子や加速された熱電子の
群の中を正に帯電したイオンビームが通る事により、こ
れらの電子と結合し、結果的にイオンビームは中和され
る。電流計２６はイオンビームの中和に使用された電子
の量を定量的に指示する。
群の中を正に帯電したイオンビームが通る事により、こ
れらの電子と結合し、結果的にイオンビームは中和され
る。電流計２６はイオンビームの中和に使用された電子
の量を定量的に指示する。
【０００４】なお上述のイオン注入装置のイオンビーム
中和機構のうち、各電源２４，２５，２７および電流計
２７は大気中に通常設置されるが、他は真空中に設置さ
れる。
中和機構のうち、各電源２４，２５，２７および電流計
２７は大気中に通常設置されるが、他は真空中に設置さ
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のイオン
注入装置のイオンビーム中和機構では、中和する電子の
エネルギーが二次電子でも約２０ｅＶ、それ以外の電子
では約３００ｅＶと高く、高速で移動している為、イオ
ンビームと接する時間が短かく、イオンビームと電子と
の結合が効率良く行なわれない。したがって、十分にイ
オンビームを中和する事ができなかった。
注入装置のイオンビーム中和機構では、中和する電子の
エネルギーが二次電子でも約２０ｅＶ、それ以外の電子
では約３００ｅＶと高く、高速で移動している為、イオ
ンビームと接する時間が短かく、イオンビームと電子と
の結合が効率良く行なわれない。したがって、十分にイ
オンビームを中和する事ができなかった。
【０００６】又、二次電子の放出は、二次電子放出板の
表面状態に大きく依存する為、表面の汚れにより放出比
が変化し、安定した二次電子の放出が困難となり、した
がってイオンビームの中和性能にも安定性が無かった。
表面状態に大きく依存する為、表面の汚れにより放出比
が変化し、安定した二次電子の放出が困難となり、した
がってイオンビームの中和性能にも安定性が無かった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、正に荷
電したイオンビームを中和するイオンビーム中和機構を
有するイオン注入装置において、前記イオンビーム中和
機構は、イオンビームの中心軸と同軸円筒面上に配置さ
れたフィラメントと、該フィラメントのさらに外側の同
軸円筒面上に配置した電極と、該フィラメントを加熱す
るフィラメント電源と、該電極の電位を該フィラメント
の電位より低電位にする電極電源とを有したイオン注入
装置にある。
電したイオンビームを中和するイオンビーム中和機構を
有するイオン注入装置において、前記イオンビーム中和
機構は、イオンビームの中心軸と同軸円筒面上に配置さ
れたフィラメントと、該フィラメントのさらに外側の同
軸円筒面上に配置した電極と、該フィラメントを加熱す
るフィラメント電源と、該電極の電位を該フィラメント
の電位より低電位にする電極電源とを有したイオン注入
装置にある。
【０００８】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【０００９】図１は本発明の第１の実施例の構成を示す
図である。図１は真空中に設置する部分について示し、
大気中に設置する電源等は省略してある。このイオン注
入装置のイオンビーム中和機構は図１に示すように、イ
オンビームの同軸円筒面上に置かれたコイル状のフィラ
メント２と、さらにその外側の同軸円筒面上に置かれた
円筒状の電極１と、フィラメント２と電極１を電気的に
絶縁する絶縁体３とを有して構成される。フィラメント
２はイオンビームの大きさより約１．５倍大きい内径と
なっており、一方、電極１の両端面の開口はイオンビー
ムの大きさより約１．２倍大きい内径となっているか
ら、フィラメント２にイオンビームが衝突するのを防ぐ
ことができる。
図である。図１は真空中に設置する部分について示し、
大気中に設置する電源等は省略してある。このイオン注
入装置のイオンビーム中和機構は図１に示すように、イ
オンビームの同軸円筒面上に置かれたコイル状のフィラ
メント２と、さらにその外側の同軸円筒面上に置かれた
円筒状の電極１と、フィラメント２と電極１を電気的に
絶縁する絶縁体３とを有して構成される。フィラメント
２はイオンビームの大きさより約１．５倍大きい内径と
なっており、一方、電極１の両端面の開口はイオンビー
ムの大きさより約１．２倍大きい内径となっているか
ら、フィラメント２にイオンビームが衝突するのを防ぐ
ことができる。
【００１０】図２は図１の全体の構成を示す縦断面図で
あり、この図を用いて動作について説明する。まず、フ
ィラメント２は通常タングステンで作られ、フィラメン
ト電源４からの電流により加熱される。又、電極１は電
極電源５により、フィラメント２の電位よりも数Ｖ〜数
十Ｖの低い電位となっている。イオンビームが無い状態
では、フィラメント２より発生した数ｅＶの熱電子は電
極１の電位がそれより低い為、電極１の近くでは反発力
を生じ、フィラメント２の周囲にたまる。ここで正の数
十ＫｅＶに荷電されたイオンビームが通ると先の熱電子
はイオンビームとの間に吸引力を生じ、イオンビーム中
に混合、結合され、結果的にイオンビームを中和するこ
ととなる。
あり、この図を用いて動作について説明する。まず、フ
ィラメント２は通常タングステンで作られ、フィラメン
ト電源４からの電流により加熱される。又、電極１は電
極電源５により、フィラメント２の電位よりも数Ｖ〜数
十Ｖの低い電位となっている。イオンビームが無い状態
では、フィラメント２より発生した数ｅＶの熱電子は電
極１の電位がそれより低い為、電極１の近くでは反発力
を生じ、フィラメント２の周囲にたまる。ここで正の数
十ＫｅＶに荷電されたイオンビームが通ると先の熱電子
はイオンビームとの間に吸引力を生じ、イオンビーム中
に混合、結合され、結果的にイオンビームを中和するこ
ととなる。
【００１１】図３は本発明の第２の実施例の全体の構成
を示す縦断面図である。尚、図３において図１、図２と
同じ、もしくは類似の箇所は同一の符号で示してある。
を示す縦断面図である。尚、図３において図１、図２と
同じ、もしくは類似の箇所は同一の符号で示してある。
【００１２】本実施例では、フィラメント及びその電源
について改善を行なったものであり、複数の小さいコイ
ル状のフィラメント１２ａ、１２ｂをイオンビームの同
軸円筒面状に配置したものである。この場合、各フィラ
メントの電気的特性が不揃いになる事を考慮して、フィ
ラメント電源１４もフィラメントと同数だけ複数個配置
している。本実施例の場合、先に延べた実施例に比べフ
ィラメントの小型化が可能な為、フィラメントの全長を
短かくすることができる。従って、フィラメント電源の
電圧を低くすることが可能となり、イオンビーム軸方向
に生じるフィラメト電位の差が小さくなる。これによ
り、イオンビームの中和がさらに効率良く行なわれるよ
うになる。
について改善を行なったものであり、複数の小さいコイ
ル状のフィラメント１２ａ、１２ｂをイオンビームの同
軸円筒面状に配置したものである。この場合、各フィラ
メントの電気的特性が不揃いになる事を考慮して、フィ
ラメント電源１４もフィラメントと同数だけ複数個配置
している。本実施例の場合、先に延べた実施例に比べフ
ィラメントの小型化が可能な為、フィラメントの全長を
短かくすることができる。従って、フィラメント電源の
電圧を低くすることが可能となり、イオンビーム軸方向
に生じるフィラメト電位の差が小さくなる。これによ
り、イオンビームの中和がさらに効率良く行なわれるよ
うになる。
【００１３】又、先に述べた２つの実施例ではコイル状
のフィラメントを使用しているが、棒状のフィラメント
でも動作は同様である。しかし、コイル状フラメントを
用いた方が、フィラメント電流による磁界により、熱電
子は円運動を行ないながらイオンビームに移動するた
め、イオンビームとの接触時間が長くなり効率が良くな
る。
のフィラメントを使用しているが、棒状のフィラメント
でも動作は同様である。しかし、コイル状フラメントを
用いた方が、フィラメント電流による磁界により、熱電
子は円運動を行ないながらイオンビームに移動するた
め、イオンビームとの接触時間が長くなり効率が良くな
る。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、イオンビ
ームの中和に二次電子や加速された熱電子を用いない
で、エネルギーの低い熱電子を用いるようにしたので、
イオンビームの中和を効率良く行なうことが可能とな
る。又、熱電子を発生するフィラメントは汚れにくい構
造であり、かつ、構成部品の表面状態に依存しにくい電
子放出原理を用いるため、動作安定性が高いという効果
を有する。
ームの中和に二次電子や加速された熱電子を用いない
で、エネルギーの低い熱電子を用いるようにしたので、
イオンビームの中和を効率良く行なうことが可能とな
る。又、熱電子を発生するフィラメントは汚れにくい構
造であり、かつ、構成部品の表面状態に依存しにくい電
子放出原理を用いるため、動作安定性が高いという効果
を有する。
【図１】本発明の第１の実施例のイオン注入装置のイオ
ンビーム中和機構の構成図。
ンビーム中和機構の構成図。
【図２】本発明の第１の実施例のイオン注入装置の全体
を示す縦断面図。
を示す縦断面図。
【図３】本発明の第２の実施例のイオン注入装置の全体
を示す縦断面図。
を示す縦断面図。
【図４】従来のイオン注入装置の構成図。
１，２１ 電極 ２，１２ａ，１２ｂ，２２ フィラメント ３ 絶縁体 ４，１４，２４ フィラメント電源 ５，２５ 電極電源 ６，２６ 電流計 ２７ 加速電源 ２８ 二次電子放出板
Claims (1)
- 【請求項１】 正に荷電したイオンビームを中和するイ
オンビーム中和機構を有するイオン注入装置において、
前記イオンビーム中和機構は、イオンビームの中心軸と
同軸円筒面上に配置されたフィラメントと、該フィラメ
ントのさらに外側の同軸円筒面上に配置した電極と、該
フィラメントを加熱するフィラメント電源と、該電極の
電位を該フィラメントの電位より低電位にする電極電源
とを有することを特徴とするイオン注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4011498A JPH05205691A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4011498A JPH05205691A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | イオン注入装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05205691A true JPH05205691A (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=11779694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4011498A Pending JPH05205691A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05205691A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6891174B2 (en) * | 2003-07-31 | 2005-05-10 | Axcelis Technologies, Inc. | Method and system for ion beam containment using photoelectrons in an ion beam guide |
| CN106229248A (zh) * | 2015-08-26 | 2016-12-14 | 成都森蓝光学仪器有限公司 | 水冷环形热阴极离子源中和器 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63221547A (ja) * | 1987-03-09 | 1988-09-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | イオン中和器 |
| JPS63221539A (ja) * | 1987-03-10 | 1988-09-14 | Mitsubishi Electric Corp | イオンビ−ム中性化装置 |
| JPS63225455A (ja) * | 1987-03-13 | 1988-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | イオンビ−ム中性化装置 |
| JPH01296545A (ja) * | 1988-05-24 | 1989-11-29 | Mitsubishi Electric Corp | イオンビーム中性化装置 |
-
1992
- 1992-01-27 JP JP4011498A patent/JPH05205691A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63221547A (ja) * | 1987-03-09 | 1988-09-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | イオン中和器 |
| JPS63221539A (ja) * | 1987-03-10 | 1988-09-14 | Mitsubishi Electric Corp | イオンビ−ム中性化装置 |
| JPS63225455A (ja) * | 1987-03-13 | 1988-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | イオンビ−ム中性化装置 |
| JPH01296545A (ja) * | 1988-05-24 | 1989-11-29 | Mitsubishi Electric Corp | イオンビーム中性化装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6891174B2 (en) * | 2003-07-31 | 2005-05-10 | Axcelis Technologies, Inc. | Method and system for ion beam containment using photoelectrons in an ion beam guide |
| CN106229248A (zh) * | 2015-08-26 | 2016-12-14 | 成都森蓝光学仪器有限公司 | 水冷环形热阴极离子源中和器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980818 |