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)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
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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