JP2558362Y2 - フリーマン型イオン源 - Google Patents
フリーマン型イオン源Info
- Publication number
- JP2558362Y2 JP2558362Y2 JP1991090685U JP9068591U JP2558362Y2 JP 2558362 Y2 JP2558362 Y2 JP 2558362Y2 JP 1991090685 U JP1991090685 U JP 1991090685U JP 9068591 U JP9068591 U JP 9068591U JP 2558362 Y2 JP2558362 Y2 JP 2558362Y2
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- Japan
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- filament
- magnetic field
- current
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、フィラメントの消耗に
よるプラズマ及びイオンビ−ムの特性変化を抑えること
ができるフリーマン型イオン源に関する。
よるプラズマ及びイオンビ−ムの特性変化を抑えること
ができるフリーマン型イオン源に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来のフリーマン型イオン源の一
例を示す要部断面図であり、アークチェンバ１の側壁に
イオン引出し孔（スリット）２、イオン物質源蒸気、ガ
スの導入口３が形成されている。タングステン、タンタ
ル線等で作った直線状の熱電子放出用フィラメント４が
アークチェンバ１の端壁に絶縁部材５を用いて取り付け
られて、アークチェンバ１の中心からずれたイオン引出
し孔２に近いところに配置されており、フィラメント４
は電流導入端子６を介して図示しない電源に接続されて
いる。
例を示す要部断面図であり、アークチェンバ１の側壁に
イオン引出し孔（スリット）２、イオン物質源蒸気、ガ
スの導入口３が形成されている。タングステン、タンタ
ル線等で作った直線状の熱電子放出用フィラメント４が
アークチェンバ１の端壁に絶縁部材５を用いて取り付け
られて、アークチェンバ１の中心からずれたイオン引出
し孔２に近いところに配置されており、フィラメント４
は電流導入端子６を介して図示しない電源に接続されて
いる。
【０００３】フィラメント４はアノードとなるアークチ
ェンバ１に対して負電位にバイアスされており、アーク
チェンバ１の外部よりフィラメント４に平行に２０〜１
００Gauss の外部磁界が作用している。所定の真空雰囲
気中において、フィラメント４に１５０〜２００Ａのフ
ィラメント電流を供給し、ガス導入口３からイオン物質
源ガスを供給する。フィラメント４とアークチェンバ１
間にアーク放電が生じ、アークチェンバ１内にイオン物
質のプラズマを生成する。プラズマ生成後はアーク電流
が一定となるようにフィラメント電流を制御する。フィ
ラメント電流によってフィラメント４の周囲に同心円状
に磁界、すなわち回転磁界ができ、この磁界とフィラメ
ント４と平行な外部磁界との合成磁界によってイオン引
出し孔２の近くに密度の高いプラズマが生成され、静電
引出し方式によってイオン引出し孔２からイオンビ−ム
が引出される。
ェンバ１に対して負電位にバイアスされており、アーク
チェンバ１の外部よりフィラメント４に平行に２０〜１
００Gauss の外部磁界が作用している。所定の真空雰囲
気中において、フィラメント４に１５０〜２００Ａのフ
ィラメント電流を供給し、ガス導入口３からイオン物質
源ガスを供給する。フィラメント４とアークチェンバ１
間にアーク放電が生じ、アークチェンバ１内にイオン物
質のプラズマを生成する。プラズマ生成後はアーク電流
が一定となるようにフィラメント電流を制御する。フィ
ラメント電流によってフィラメント４の周囲に同心円状
に磁界、すなわち回転磁界ができ、この磁界とフィラメ
ント４と平行な外部磁界との合成磁界によってイオン引
出し孔２の近くに密度の高いプラズマが生成され、静電
引出し方式によってイオン引出し孔２からイオンビ−ム
が引出される。
【０００４】かかるフリーマン型イオン源は、一般に、
イオンビ−ムの安定度がよい、イオンビ−ム量の可変範
囲が広い、板状のイオンビ−ムが容易に引出せる、メン
テナンスも容易であるという利点を有し、大電流のイオ
ン注入装置に利用されているところである。
イオンビ−ムの安定度がよい、イオンビ−ム量の可変範
囲が広い、板状のイオンビ−ムが容易に引出せる、メン
テナンスも容易であるという利点を有し、大電流のイオ
ン注入装置に利用されているところである。
【０００５】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、フィラ
メント４はイオン源の運転に伴い、スパッタ等により消
耗していく。フィラメント４が消耗すると、抵抗値が増
加し、所要の熱電子放出のためのフィラメント温度は、
より小さいフィラメント電流で維持することができ、フ
ィラメントの消耗に伴い、フィラメント電流は当初の例
えば１５０Ａ程度から５０〜６０Ａ程度でも充分な状態
へと変化する。かかるフィラメント電流の変化は、回転
磁界強度の変化をもたらし、生成されるプラズマ、した
がって引出されるイオンビ−ムの特性を変化させる。イ
オン注入装置にあっては、かかる特性が変化するという
現象によって、最適なイオンビ−ムを得るためのイオン
源以降の運転パラメータが変化し、装置の完全自動化が
困難になっている。
メント４はイオン源の運転に伴い、スパッタ等により消
耗していく。フィラメント４が消耗すると、抵抗値が増
加し、所要の熱電子放出のためのフィラメント温度は、
より小さいフィラメント電流で維持することができ、フ
ィラメントの消耗に伴い、フィラメント電流は当初の例
えば１５０Ａ程度から５０〜６０Ａ程度でも充分な状態
へと変化する。かかるフィラメント電流の変化は、回転
磁界強度の変化をもたらし、生成されるプラズマ、した
がって引出されるイオンビ−ムの特性を変化させる。イ
オン注入装置にあっては、かかる特性が変化するという
現象によって、最適なイオンビ−ムを得るためのイオン
源以降の運転パラメータが変化し、装置の完全自動化が
困難になっている。
【０００６】本考案は、フィラメントの消耗によるプラ
ズマ及びイオンビ−ムの特性の変化を抑えることができ
るフリーマン型イオン源を提供することを目的とするも
のである。
ズマ及びイオンビ−ムの特性の変化を抑えることができ
るフリーマン型イオン源を提供することを目的とするも
のである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本考案は、フリーマン型
イオン源において、アークチェンバ内に設けられ、この
アークチェンバに対し負電位にバイアスされている熱電
子放出用フィラメントと、この熱電子放出用フィラメン
トの近傍に平行して並設され、前記アークチェンバと同
電位の磁界調整用フィラメントとを備えてなることを特
徴とするものである。
イオン源において、アークチェンバ内に設けられ、この
アークチェンバに対し負電位にバイアスされている熱電
子放出用フィラメントと、この熱電子放出用フィラメン
トの近傍に平行して並設され、前記アークチェンバと同
電位の磁界調整用フィラメントとを備えてなることを特
徴とするものである。
【０００８】
【作用】熱電子放出用フィラメントの消耗に伴い、その
電流が減少すると同フィラメント周囲の回転磁界が減少
するが、同フィラメントの近傍に平行して並設された磁
界調整用フィラメントに熱電子放出用フィラメントの電
流と同方向の磁界調整電流を流し、熱電子放出用フィラ
メントの周囲の回転磁界の減少を補償し、両フィラメン
ト周囲の回転磁界強度を一定に保つ。プラズマの特性、
したがってイオン源から引出されるイオンビ−ムの特性
の変化が抑えられる。磁界調整用フィラメントは熱電子
放出用フィラメントとは異なり、アークチェンバと同電
位にあり、高温状態になっても熱電子を放出しない。
電流が減少すると同フィラメント周囲の回転磁界が減少
するが、同フィラメントの近傍に平行して並設された磁
界調整用フィラメントに熱電子放出用フィラメントの電
流と同方向の磁界調整電流を流し、熱電子放出用フィラ
メントの周囲の回転磁界の減少を補償し、両フィラメン
ト周囲の回転磁界強度を一定に保つ。プラズマの特性、
したがってイオン源から引出されるイオンビ−ムの特性
の変化が抑えられる。磁界調整用フィラメントは熱電子
放出用フィラメントとは異なり、アークチェンバと同電
位にあり、高温状態になっても熱電子を放出しない。
【０００９】
【実施例】本考案の実施例について図面を参照して説明
する。図１は一実施例の要部断面図であり、図２と同一
符号は同等部分を示す。アークチェンバ１内に設けられ
た熱電子放出用フィラメント４の近傍に、同フィラメン
トと平行に、やはりタングステン、タンタル等で作られ
た直線状の磁界調整用フィラメント７が並設され、この
フィラメント７は、アークチェンバ１の端部に絶縁部材
８によって絶縁して取り付けられている。熱電子放出用
フィラメント４と磁界調整用フィラメント７には、その
図示を省略した独立の電源から電流導入端子６、９を介
してそれぞれフィラメント電流が供給される。アークチ
ェンバ１に対し熱電子放出用フィラメント４は負電位に
バイアスされ、磁界調整用フィラメント７はアークチェ
ンバ１と同電位にされる。
する。図１は一実施例の要部断面図であり、図２と同一
符号は同等部分を示す。アークチェンバ１内に設けられ
た熱電子放出用フィラメント４の近傍に、同フィラメン
トと平行に、やはりタングステン、タンタル等で作られ
た直線状の磁界調整用フィラメント７が並設され、この
フィラメント７は、アークチェンバ１の端部に絶縁部材
８によって絶縁して取り付けられている。熱電子放出用
フィラメント４と磁界調整用フィラメント７には、その
図示を省略した独立の電源から電流導入端子６、９を介
してそれぞれフィラメント電流が供給される。アークチ
ェンバ１に対し熱電子放出用フィラメント４は負電位に
バイアスされ、磁界調整用フィラメント７はアークチェ
ンバ１と同電位にされる。
【００１０】熱電子放出用フィラメント４には従来のフ
リーマン型イオン源の場合と同様にフィラメント電流を
供給する。イオン源の運転に伴い同フィラメント４が消
耗すると、そのフィラメント電流は減少する。このフィ
ラメント電流の減少により回転磁界強度が減少するが、
熱電子放出用フィラメント電流の減少分に応じた磁界調
整電流を磁界調整用フィラメント７に、熱電子放出用フ
ィラメント４と同方向に流し、この磁界調整電流の回転
磁界によって、熱電子放出用フィラメント４の電流によ
る回転磁界強度の減少を補償し、両フィラメント周囲の
回転磁界の強度を一定に保つ。熱電子放出用フィラメン
ト４と磁界調整用フィラメント７は並設関係にあるか
ら、熱電子放出用フィラメントに電流が流れてできる磁
界と磁界調整用フィラメントに電流が流れてできる磁界
の磁力線位置には違いが生ずるが、磁界調整用フィラメ
ントを熱電子放出用フィラメントの近傍に平行して並設
することにより磁力線位置の違いを小さくすることがで
きる。磁界調整用フィラメント７は熱電子放出用フィラ
メント４とは異なり、アークチェンバ１と同電位にされ
ているから、高温状態になっても熱電子を放出しない
し、スパッタによる消耗が殆ど生じない。
リーマン型イオン源の場合と同様にフィラメント電流を
供給する。イオン源の運転に伴い同フィラメント４が消
耗すると、そのフィラメント電流は減少する。このフィ
ラメント電流の減少により回転磁界強度が減少するが、
熱電子放出用フィラメント電流の減少分に応じた磁界調
整電流を磁界調整用フィラメント７に、熱電子放出用フ
ィラメント４と同方向に流し、この磁界調整電流の回転
磁界によって、熱電子放出用フィラメント４の電流によ
る回転磁界強度の減少を補償し、両フィラメント周囲の
回転磁界の強度を一定に保つ。熱電子放出用フィラメン
ト４と磁界調整用フィラメント７は並設関係にあるか
ら、熱電子放出用フィラメントに電流が流れてできる磁
界と磁界調整用フィラメントに電流が流れてできる磁界
の磁力線位置には違いが生ずるが、磁界調整用フィラメ
ントを熱電子放出用フィラメントの近傍に平行して並設
することにより磁力線位置の違いを小さくすることがで
きる。磁界調整用フィラメント７は熱電子放出用フィラ
メント４とは異なり、アークチェンバ１と同電位にされ
ているから、高温状態になっても熱電子を放出しない
し、スパッタによる消耗が殆ど生じない。
【００１１】上述の実施例では熱電子放出用フィラメン
ト４に１個の磁界調整用フィラメント７を並設するもの
を示したが、複数個の磁界調整用フィラメントを熱電子
放出用フィラメントの周囲に適宜分散配置しても良い。
ト４に１個の磁界調整用フィラメント７を並設するもの
を示したが、複数個の磁界調整用フィラメントを熱電子
放出用フィラメントの周囲に適宜分散配置しても良い。
【００１２】
【考案の効果】本考案は以上説明したように構成したの
で、熱電子放出用フィラメントが消耗し、同フィラメン
トの電流が減少した場合にあっても、熱電子放出用フィ
ラメントの近傍に平行に並設した磁界調整用フィラメン
トに電流を流すことにより、熱電子放出用フィラメント
の周囲の回転磁界の減少を補償し、回転磁界強度を一定
に維持することができるから、アークチェンバ内におけ
るイオン引出し孔付近のプラズマ生成状態の変化を抑え
ることができ、特性が一定のイオンビ−ムを引出すこと
ができる。また、回転磁界調整用フィラメントは、アー
クチェンバと同電位にあるから、スパッタによるフィラ
メントの消耗が殆ど生じない。したがって、イオン注入
装置にあっては、運転パラメータの完全自動化を達成す
ることができる。
で、熱電子放出用フィラメントが消耗し、同フィラメン
トの電流が減少した場合にあっても、熱電子放出用フィ
ラメントの近傍に平行に並設した磁界調整用フィラメン
トに電流を流すことにより、熱電子放出用フィラメント
の周囲の回転磁界の減少を補償し、回転磁界強度を一定
に維持することができるから、アークチェンバ内におけ
るイオン引出し孔付近のプラズマ生成状態の変化を抑え
ることができ、特性が一定のイオンビ−ムを引出すこと
ができる。また、回転磁界調整用フィラメントは、アー
クチェンバと同電位にあるから、スパッタによるフィラ
メントの消耗が殆ど生じない。したがって、イオン注入
装置にあっては、運転パラメータの完全自動化を達成す
ることができる。
【図１】本考案の実施例の要部断面図である。
【図２】従来のフリーマン型イオン源の一例の要部断面
図である。
図である。
1 アークチェンバ 2 イオン引出し孔 3 ガス導入口 4 熱電子放出用フィラメント 5、8 絶縁部材 6、9 電流導入端子 7 磁界調整用フィラメント
Claims (1)
- 【請求項１】 アークチェンバ内に設けられ、このアー
クチェンバに対し負電位にバイアスされている熱電子放
出用フィラメントと、この熱電子放出用フィラメントの
近傍に平行して並設され、前記アークチェンバと同電位
の磁界調整用フィラメントとを備えてなることを特徴と
するフリーマン型イオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991090685U JP2558362Y2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | フリーマン型イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991090685U JP2558362Y2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | フリーマン型イオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0533447U JPH0533447U (ja) | 1993-04-30 |
| JP2558362Y2 true JP2558362Y2 (ja) | 1997-12-24 |
Family
ID=14005396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991090685U Expired - Fee Related JP2558362Y2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | フリーマン型イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2558362Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4533112B2 (ja) * | 2004-11-30 | 2010-09-01 | 株式会社Ｓｅｎ | ウエハ帯電抑制装置及びこれを備えたイオン注入装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62105340A (ja) * | 1985-10-31 | 1987-05-15 | Mitsubishi Electric Corp | イオン発生装置 |
-
1991
- 1991-10-09 JP JP1991090685U patent/JP2558362Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0533447U (ja) | 1993-04-30 |
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| RU2008738C1 (ru) | Источник ионов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |