JPH05266845A - イオン源 - Google Patents
イオン源Info
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- JPH05266845A JPH05266845A JP4058272A JP5827292A JPH05266845A JP H05266845 A JPH05266845 A JP H05266845A JP 4058272 A JP4058272 A JP 4058272A JP 5827292 A JP5827292 A JP 5827292A JP H05266845 A JPH05266845 A JP H05266845A
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- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
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Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 イオン源は、蒸気状の金属イオン種が導入さ
れるプラズマ生成室７を形成するプラズマチャンバー４
を備えている。そして、このイオン源は、プラズマチャ
ンバー４のプラズマ生成室７に面した内壁面部となるラ
イナー１０および発熱部材９を備えている。このライナ
ー１０は、発熱部材９によって金属イオン種の蒸発温度
以上に昇温されるようになっている。 【効果】 プラズマ生成室７に面したライナー１０が発
熱部材９によって金属イオン種の蒸発温度以上に昇温さ
れているため、プラズマ生成室７に導入された蒸気状の
金属イオン種がライナー１０に付着して凝固することが
ない。よって、金属イオン種が汚染物質として作用する
ことを防止できることになる。
れるプラズマ生成室７を形成するプラズマチャンバー４
を備えている。そして、このイオン源は、プラズマチャ
ンバー４のプラズマ生成室７に面した内壁面部となるラ
イナー１０および発熱部材９を備えている。このライナ
ー１０は、発熱部材９によって金属イオン種の蒸発温度
以上に昇温されるようになっている。 【効果】 プラズマ生成室７に面したライナー１０が発
熱部材９によって金属イオン種の蒸発温度以上に昇温さ
れているため、プラズマ生成室７に導入された蒸気状の
金属イオン種がライナー１０に付着して凝固することが
ない。よって、金属イオン種が汚染物質として作用する
ことを防止できることになる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオン注入装置等にお
いて使用されるイオンを生成するイオン源に関するもの
である。
いて使用されるイオンを生成するイオン源に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】イオン源には、例えばマイクロ波型や高
周波型、ＰＩＧ（Penning IonizationGauge）型等の多
くの種類が存在しており、これらの各種のイオン源は、
必要とされるイオン種やエネルギー、電流等に応じて最
適の機種が使い分けられるようになっている。
周波型、ＰＩＧ（Penning IonizationGauge）型等の多
くの種類が存在しており、これらの各種のイオン源は、
必要とされるイオン種やエネルギー、電流等に応じて最
適の機種が使い分けられるようになっている。
【０００３】例えばマイクロ波型のイオン源は、図２に
示すように、マイクロ波を出力するマグネトロン５１
と、このマグネトロン５１に導波管５２を介して接続さ
れたプラズマチャンバー５３とを有しており、プラズマ
チャンバー５３の導波管５２側の壁面には、プラズマチ
ャンバー５３によって形成されたプラズマ生成室５６と
導波管５２とを隔離するウインドウ５４が設けられてい
る。そして、このイオン源は、マグネトロン５１から出
力されたマイクロ波を導波管５２およびウインドウ５４
を介してプラズマ生成室５６に導入させ、プラズマ生成
室５６内に導入されているＢＦ3 等のガスイオン種や蒸
気状の金属イオン種をマイクロ波放電によりプラズマ化
させ、このプラズマからイオンを生成するようになって
いる。
示すように、マイクロ波を出力するマグネトロン５１
と、このマグネトロン５１に導波管５２を介して接続さ
れたプラズマチャンバー５３とを有しており、プラズマ
チャンバー５３の導波管５２側の壁面には、プラズマチ
ャンバー５３によって形成されたプラズマ生成室５６と
導波管５２とを隔離するウインドウ５４が設けられてい
る。そして、このイオン源は、マグネトロン５１から出
力されたマイクロ波を導波管５２およびウインドウ５４
を介してプラズマ生成室５６に導入させ、プラズマ生成
室５６内に導入されているＢＦ3 等のガスイオン種や蒸
気状の金属イオン種をマイクロ波放電によりプラズマ化
させ、このプラズマからイオンを生成するようになって
いる。
【０００４】この際、上記のガスイオン種は、プラズマ
チャンバー５３の隔壁に対して腐食性を有している場合
が多いことから、従来のイオン源は、ライナー５５をプ
ラズマチャンバー５３の内壁面に設けることによって、
プラズマチャンバー５３の隔壁を腐食性のガスイオン種
から保護するようになっている。
チャンバー５３の隔壁に対して腐食性を有している場合
が多いことから、従来のイオン源は、ライナー５５をプ
ラズマチャンバー５３の内壁面に設けることによって、
プラズマチャンバー５３の隔壁を腐食性のガスイオン種
から保護するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のイオン源では、低出力のマイクロ波によって金属イ
オン種をプラズマ化してイオンを生成する場合、マイク
ロ波の出力がプラズマ生成室５６の温度に比例している
ため、プラズマ生成室５６に面したライナー５５の温度
が金属イオン種の蒸発温度よりも低下し、蒸気状の金属
イオン種がライナー５５に付着して凝固することにな
る。そして、このライナー５５に付着した金属イオン種
は、他種類の金属イオン種やガスイオン種が高出力のマ
イクロ波によってプラズマ化される際に蒸発して汚染物
質として作用するという問題がある。
来のイオン源では、低出力のマイクロ波によって金属イ
オン種をプラズマ化してイオンを生成する場合、マイク
ロ波の出力がプラズマ生成室５６の温度に比例している
ため、プラズマ生成室５６に面したライナー５５の温度
が金属イオン種の蒸発温度よりも低下し、蒸気状の金属
イオン種がライナー５５に付着して凝固することにな
る。そして、このライナー５５に付着した金属イオン種
は、他種類の金属イオン種やガスイオン種が高出力のマ
イクロ波によってプラズマ化される際に蒸発して汚染物
質として作用するという問題がある。
【０００６】従って、本発明においては、金属イオン種
のライナー５５への付着を防止することによって、金属
イオン種が汚染物質となることを防止することができる
イオン源を提供することを目的としている。
のライナー５５への付着を防止することによって、金属
イオン種が汚染物質となることを防止することができる
イオン源を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のイオン源は、上
記課題を解決するために、蒸気状の金属イオン種が導入
されるプラズマ生成室を形成するプラズマチャンバーを
備えたものであり、下記の特徴を有している。
記課題を解決するために、蒸気状の金属イオン種が導入
されるプラズマ生成室を形成するプラズマチャンバーを
備えたものであり、下記の特徴を有している。
【０００８】即ち、イオン源は、プラズマチャンバーの
プラズマ生成室に面した内壁面部を金属イオン種の蒸発
温度以上に昇温させる発熱手段である発熱部材および加
熱電源を有していることを特徴としている。
プラズマ生成室に面した内壁面部を金属イオン種の蒸発
温度以上に昇温させる発熱手段である発熱部材および加
熱電源を有していることを特徴としている。
【０００９】
【作用】上記の構成によれば、プラズマ生成室に面した
内壁面部が発熱手段によって金属イオン種の蒸発温度以
上に昇温されているため、たとえマイクロ波が低出力で
あっても、プラズマ生成室に導入された蒸気状の金属イ
オン種が内壁面部に付着して凝固することがない。従っ
て、このイオン源は、続けて他種類の金属イオン種やガ
スイオン種がプラズマ生成室に導入されてイオンの生成
が行なわれた場合でも、前に使用されていた金属イオン
種がプラズマチャンバーの内壁面部に付着していないた
め、金属イオン種が汚染物質として作用することがな
い。
内壁面部が発熱手段によって金属イオン種の蒸発温度以
上に昇温されているため、たとえマイクロ波が低出力で
あっても、プラズマ生成室に導入された蒸気状の金属イ
オン種が内壁面部に付着して凝固することがない。従っ
て、このイオン源は、続けて他種類の金属イオン種やガ
スイオン種がプラズマ生成室に導入されてイオンの生成
が行なわれた場合でも、前に使用されていた金属イオン
種がプラズマチャンバーの内壁面部に付着していないた
め、金属イオン種が汚染物質として作用することがな
い。
【００１０】
【実施例】本発明の一実施例を図１に基づいて説明すれ
ば、以下の通りである。
ば、以下の通りである。
【００１１】本実施例に係るイオン源は、図１に示すよ
うに、ＢＦ3 等のガスイオン種や蒸気状の金属イオン種
をマイクロ波放電によりプラズマ化させてイオンを生成
するものであり、例えばイオン注入装置に搭載されるよ
うになっている。このイオン源は、例えば2.４５ＧＨｚ
のマイクロ波を出力するマグネトロン１と、このマグネ
トロン１を作動させるマグネトロン電源２とを有してお
り、マグネトロン１は、導波管３を介してプラズマチャ
ンバー４に接続されている。
うに、ＢＦ3 等のガスイオン種や蒸気状の金属イオン種
をマイクロ波放電によりプラズマ化させてイオンを生成
するものであり、例えばイオン注入装置に搭載されるよ
うになっている。このイオン源は、例えば2.４５ＧＨｚ
のマイクロ波を出力するマグネトロン１と、このマグネ
トロン１を作動させるマグネトロン電源２とを有してお
り、マグネトロン１は、導波管３を介してプラズマチャ
ンバー４に接続されている。
【００１２】上記のプラズマチャンバー４は、プラズマ
生成室７を形成しており、このプラズマ生成室７には、
上述のガスイオン種や金属イオン種が導入されるように
なっている。また、プラズマチャンバー４の導波管３側
の内壁面には、ウインドウ８が配設されており、このウ
インドウ８は、導波管３とプラズマ生成室７とを隔離す
るようになっていると共に、マグネトロン１から導波管
３を介して出力されたマイクロ波をプラズマ生成室７に
導入させるようになっている。
生成室７を形成しており、このプラズマ生成室７には、
上述のガスイオン種や金属イオン種が導入されるように
なっている。また、プラズマチャンバー４の導波管３側
の内壁面には、ウインドウ８が配設されており、このウ
インドウ８は、導波管３とプラズマ生成室７とを隔離す
るようになっていると共に、マグネトロン１から導波管
３を介して出力されたマイクロ波をプラズマ生成室７に
導入させるようになっている。
【００１３】また、プラズマチャンバー４の他の内壁面
には、ＢＦ3 等のガスに対して耐蝕性を有したライナー
１０…が設けられており、これらのライナー１０…は、
プラズマチャンバー４のプラズマ生成室７に面する内壁
面部を構成するようになっている。これらの各ライナー
１０…には、例えばセラミック系の発熱部材（発熱手
段）９…がプラズマチャンバー４側の一方面に設けられ
ており、各発熱部材９…は、図示しない加熱電源（発熱
手段）から電力が供給されることによって発熱し、金属
イオン種の蒸発温度以上の温度（例えば砒素であれば７
００℃程度の温度）を維持するようになっている。そし
て、これらの発熱部材９…は、ライナー１０を加熱する
ことによって、金属イオン種がライナー１０に付着する
ことを防止するようになっている。尚、上記の発熱部材
９は、板状に形成され、ライナー１０の全面に貼設され
ていても良いし、或いは、棒状に形成され、ライナー１
０の特定の部分に貼設されていても良い。
には、ＢＦ3 等のガスに対して耐蝕性を有したライナー
１０…が設けられており、これらのライナー１０…は、
プラズマチャンバー４のプラズマ生成室７に面する内壁
面部を構成するようになっている。これらの各ライナー
１０…には、例えばセラミック系の発熱部材（発熱手
段）９…がプラズマチャンバー４側の一方面に設けられ
ており、各発熱部材９…は、図示しない加熱電源（発熱
手段）から電力が供給されることによって発熱し、金属
イオン種の蒸発温度以上の温度（例えば砒素であれば７
００℃程度の温度）を維持するようになっている。そし
て、これらの発熱部材９…は、ライナー１０を加熱する
ことによって、金属イオン種がライナー１０に付着する
ことを防止するようになっている。尚、上記の発熱部材
９は、板状に形成され、ライナー１０の全面に貼設され
ていても良いし、或いは、棒状に形成され、ライナー１
０の特定の部分に貼設されていても良い。
【００１４】上記のプラズマチャンバー４には、プラズ
マ生成室７からイオンを放出させる引出し口４ａが形成
されている。この引出し口４ａからイオンの放出方向に
は、負電圧を印加された引出し電極１２および正電圧を
印加された減速電極１１がこの順に配設されており、引
出し電極１２は、プラズマ生成室７に形成されたイオン
を引き出してイオンビーム１３とするようになってい
る。
マ生成室７からイオンを放出させる引出し口４ａが形成
されている。この引出し口４ａからイオンの放出方向に
は、負電圧を印加された引出し電極１２および正電圧を
印加された減速電極１１がこの順に配設されており、引
出し電極１２は、プラズマ生成室７に形成されたイオン
を引き出してイオンビーム１３とするようになってい
る。
【００１５】上記の減速電極１１、引出し電極１２、お
よびプラズマチャンバー４は、気密状態にされたイオン
源チャンバー５に内蔵されており、このイオン源チャン
バー５は、図示しない真空排気手段によって高真空状態
に減圧されるようになっている。また、イオン源チャン
バー５の周囲には、ソースマグネット６・６が配設され
ており、これらのソースマグネット６・６は、イオン源
チャンバー５に内蔵されたプラズマチャンバー４のプラ
ズマ生成室７に電界を形成するようになっている。
よびプラズマチャンバー４は、気密状態にされたイオン
源チャンバー５に内蔵されており、このイオン源チャン
バー５は、図示しない真空排気手段によって高真空状態
に減圧されるようになっている。また、イオン源チャン
バー５の周囲には、ソースマグネット６・６が配設され
ており、これらのソースマグネット６・６は、イオン源
チャンバー５に内蔵されたプラズマチャンバー４のプラ
ズマ生成室７に電界を形成するようになっている。
【００１６】上記の構成において、イオン源の動作につ
いて説明する。
いて説明する。
【００１７】先ず、イオン源チャンバー５が図示しない
真空排気手段によって減圧され、高真空状態にされるこ
とになる。また、図示しない加熱電源の電力が発熱部材
９に供給されることによって、発熱部材９…が発熱を開
始し、これらの発熱部材９…がライナー１０…を加熱す
ることになる。そして、加熱されたライナー１０…の温
度が金属イオン種の蒸発温度以上に到達すると、プラズ
マ生成室７に蒸気状の金属イオン種が導入されることに
なる。この際、プラズマ生成室７に導入された金属イオ
ン種は、ライナー１０…が蒸発温度以上に昇温されてい
るため、ライナー１０…に付着して凝固することがな
く、逆に、ライナー１０…によって加熱されることにな
る。
真空排気手段によって減圧され、高真空状態にされるこ
とになる。また、図示しない加熱電源の電力が発熱部材
９に供給されることによって、発熱部材９…が発熱を開
始し、これらの発熱部材９…がライナー１０…を加熱す
ることになる。そして、加熱されたライナー１０…の温
度が金属イオン種の蒸発温度以上に到達すると、プラズ
マ生成室７に蒸気状の金属イオン種が導入されることに
なる。この際、プラズマ生成室７に導入された金属イオ
ン種は、ライナー１０…が蒸発温度以上に昇温されてい
るため、ライナー１０…に付着して凝固することがな
く、逆に、ライナー１０…によって加熱されることにな
る。
【００１８】この後、ソースマグネット６によってプラ
ズマ生成室７に電界が形成されることになると共に、マ
グネトロン１が作動され、マイクロ波の出力が開始され
ることになる。このマイクロ波は、導波管３を介してウ
インドウ８に到達し、このウインドウ８を通過してプラ
ズマ生成室７に導入されることになる。そして、ＥＣＲ
（Electron Cyclotron Resonance) 現象によるマイクロ
波放電によって、プラズマ生成室７に導入されている金
属蒸気がプラズマ化されることになり、このプラズマ中
のイオンが引出し電極１２の負電圧によって引き出され
てイオンビーム１３とされることになる。
ズマ生成室７に電界が形成されることになると共に、マ
グネトロン１が作動され、マイクロ波の出力が開始され
ることになる。このマイクロ波は、導波管３を介してウ
インドウ８に到達し、このウインドウ８を通過してプラ
ズマ生成室７に導入されることになる。そして、ＥＣＲ
（Electron Cyclotron Resonance) 現象によるマイクロ
波放電によって、プラズマ生成室７に導入されている金
属蒸気がプラズマ化されることになり、このプラズマ中
のイオンが引出し電極１２の負電圧によって引き出され
てイオンビーム１３とされることになる。
【００１９】このように、本実施例のイオン源は、ライ
ナー１０に発熱部材９を設け、この発熱部材９によって
ライナー１０を金属イオン種の蒸発温度以上に加熱させ
るようになっている。従って、このイオン源は、たとえ
マイクロ波が低出力であっても、金属イオン種のライナ
ー１０への付着が防止されることになり、続けて他種類
の金属イオン種やガスイオン種を導入してイオンを生成
した場合でも、前に使用した金属イオン種がライナー１
０から汚染物質として蒸発することがない。これによ
り、このイオン源は、金属イオン種のライナー１０への
付着を防止することによって、金属イオン種が汚染物質
として作用することを防止できるようになっている。
ナー１０に発熱部材９を設け、この発熱部材９によって
ライナー１０を金属イオン種の蒸発温度以上に加熱させ
るようになっている。従って、このイオン源は、たとえ
マイクロ波が低出力であっても、金属イオン種のライナ
ー１０への付着が防止されることになり、続けて他種類
の金属イオン種やガスイオン種を導入してイオンを生成
した場合でも、前に使用した金属イオン種がライナー１
０から汚染物質として蒸発することがない。これによ
り、このイオン源は、金属イオン種のライナー１０への
付着を防止することによって、金属イオン種が汚染物質
として作用することを防止できるようになっている。
【００２０】また、本実施例のイオン源は、マイクロ波
によって金属イオン種やガスイオン種等のイオン種を加
熱する前に、ライナー１０がイオン種を加熱しているた
め、プラズマからイオンを充分に生成できるまでの立ち
上げ時間を短縮化することも可能になっている。
によって金属イオン種やガスイオン種等のイオン種を加
熱する前に、ライナー１０がイオン種を加熱しているた
め、プラズマからイオンを充分に生成できるまでの立ち
上げ時間を短縮化することも可能になっている。
【００２１】尚、本実施例においては、発熱部材９がラ
イナー１０に設けられているが、これに限定されること
はない。即ち、発熱部材９は、ライナー１０を金属イオ
ン種の蒸発温度以上に昇温できるのであれば、プラズマ
チャンバー４の隔壁の外面または内面の少なくとも一方
に設け、このプラズマチャンバー４の隔壁を介してライ
ナー１０を加熱するようになっていても良い。また、本
実施例においては、マイクロ波型のイオン源について説
明しているが、これに限定されるものでもない。
イナー１０に設けられているが、これに限定されること
はない。即ち、発熱部材９は、ライナー１０を金属イオ
ン種の蒸発温度以上に昇温できるのであれば、プラズマ
チャンバー４の隔壁の外面または内面の少なくとも一方
に設け、このプラズマチャンバー４の隔壁を介してライ
ナー１０を加熱するようになっていても良い。また、本
実施例においては、マイクロ波型のイオン源について説
明しているが、これに限定されるものでもない。
【００２２】
【発明の効果】本発明のイオン源は、以上のように、蒸
気状の金属イオン種が導入されるプラズマ生成室を形成
するプラズマチャンバーを備えたものであり、上記プラ
ズマチャンバーのプラズマ生成室に面した内壁面部を金
属イオン種の蒸発温度以上に昇温させる発熱手段を有し
ている構成である。
気状の金属イオン種が導入されるプラズマ生成室を形成
するプラズマチャンバーを備えたものであり、上記プラ
ズマチャンバーのプラズマ生成室に面した内壁面部を金
属イオン種の蒸発温度以上に昇温させる発熱手段を有し
ている構成である。
【００２３】これにより、プラズマ生成室に面した内壁
面部が発熱手段によって金属イオン種の蒸発温度以上に
昇温されているため、たとえマイクロ波が低出力であっ
ても、プラズマ生成室に導入された蒸気状の金属イオン
種が内壁面部に付着して凝固することがない。よって、
金属イオン種が汚染物質となることを防止できるという
効果を奏する。
面部が発熱手段によって金属イオン種の蒸発温度以上に
昇温されているため、たとえマイクロ波が低出力であっ
ても、プラズマ生成室に導入された蒸気状の金属イオン
種が内壁面部に付着して凝固することがない。よって、
金属イオン種が汚染物質となることを防止できるという
効果を奏する。
【図１】本発明のイオン源の概略構成図である。
【図２】従来例を示すものであり、イオン源の概略構成
図である。
図である。
１ マグネトロン ２ マグネトロン電源 ３ 導波管 ４ プラズマチャンバー ４ａ 引出し口 ５ イオン源チャンバー ６ ソースマグネット ７ プラズマ生成室 ８ ウインドウ ９ 発熱部材（発熱手段） １０ ライナー １１ 減速電極 １２ 引出し電極 １３ イオンビーム
Claims (1)
- 【請求項１】蒸気状の金属イオン種が導入されるプラズ
マ生成室を形成するプラズマチャンバーを備えたイオン
源であって、 上記プラズマチャンバーのプラズマ生成室に面した内壁
面部を金属イオン種の蒸発温度以上に昇温させる発熱手
段を有していることを特徴とするイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4058272A JPH05266845A (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4058272A JPH05266845A (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05266845A true JPH05266845A (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=13079551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4058272A Pending JPH05266845A (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05266845A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0732729A2 (en) * | 1995-03-16 | 1996-09-18 | Hitachi, Ltd. | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
| CN103779155A (zh) * | 2012-10-18 | 2014-05-07 | 日新离子机器株式会社 | 等离子体源 |
-
1992
- 1992-03-16 JP JP4058272A patent/JPH05266845A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0732729A2 (en) * | 1995-03-16 | 1996-09-18 | Hitachi, Ltd. | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
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