JP2869557B2 - 電子ビーム励起イオン源 - Google Patents
電子ビーム励起イオン源Info
- Publication number
- JP2869557B2 JP2869557B2 JP3901789A JP3901789A JP2869557B2 JP 2869557 B2 JP2869557 B2 JP 2869557B2 JP 3901789 A JP3901789 A JP 3901789A JP 3901789 A JP3901789 A JP 3901789A JP 2869557 B2 JP2869557 B2 JP 2869557B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron
- electrons
- generation chamber
- porous electrode
- plasma
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電子ビーム励起イオン源に関する。
（従来の技術） 例えば半導体装置の製造等に利用されるイオン注入装
置ではICの生産性向上のため、大電流、長寿命のイオン
源の開発が求められている。
置ではICの生産性向上のため、大電流、長寿命のイオン
源の開発が求められている。
電子ビームによって原料ガスをイオン化する電子ビー
ム励起イオン源は公知である。
ム励起イオン源は公知である。
すなわち、このような電子ビーム励起イオン源では、
放電用ガス例えばアルゴンガス雰囲気とされた電子生成
室内で放電により第１のプラズマを発生させる。そし
て、この電子生成室に設けられた直径例えば1mmの円孔
からなる電子引き出し口から、例えば電子引き出し口に
対向する如く間隔例えば30mm程度を設けて配設された多
孔電極により第１のプラズマ中の電子を引き出し、多孔
電極に連設されたイオン生成室内に導入した所定の原料
ガス、例えばBF3にこの電子を照射してイオン（第２の
プラズマ）を発生させる。そして、このイオンをイオン
生成室に設けたイオン引き出し用スリットから外部に引
き出し、例えばイオン注入等の所望の処理に用いる。
放電用ガス例えばアルゴンガス雰囲気とされた電子生成
室内で放電により第１のプラズマを発生させる。そし
て、この電子生成室に設けられた直径例えば1mmの円孔
からなる電子引き出し口から、例えば電子引き出し口に
対向する如く間隔例えば30mm程度を設けて配設された多
孔電極により第１のプラズマ中の電子を引き出し、多孔
電極に連設されたイオン生成室内に導入した所定の原料
ガス、例えばBF3にこの電子を照射してイオン（第２の
プラズマ）を発生させる。そして、このイオンをイオン
生成室に設けたイオン引き出し用スリットから外部に引
き出し、例えばイオン注入等の所望の処理に用いる。
このような電子ビーム励起イオン源は、低いイオンエ
ネルギーで高いイオン電流密度を得ることができるとい
う特徴を有する。
ネルギーで高いイオン電流密度を得ることができるとい
う特徴を有する。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記説明の電子ビーム励起イオン源に
おいても、さらにイオン電流密度を高め、処理時間の短
縮およびスループットの向上を図ることが当然要求され
る。
おいても、さらにイオン電流密度を高め、処理時間の短
縮およびスループットの向上を図ることが当然要求され
る。
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもの
で、従来に較べて効率的に所望のイオンを発生させるこ
とができ、高いイオン電流密度を得ることにより、処理
時間の短縮およびスループットの向上を図ることのでき
る電子ビーム励起イオン源を提供しようとするものであ
る。
で、従来に較べて効率的に所望のイオンを発生させるこ
とができ、高いイオン電流密度を得ることにより、処理
時間の短縮およびスループットの向上を図ることのでき
る電子ビーム励起イオン源を提供しようとするものであ
る。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち、本発明は、電子を引き出すための第１のプ
ラズマを発生させる電子生成室と、この電子生成室に設
けられた電子引き出し口に対向する如く設けられ該電子
引き出し口から前記電子を引き出すための多孔電極と、
この多孔電極に連設され所定の原料ガスに前記電子を照
射し第２のプラズマを発生させイオンを生成するイオン
生成室とを備えた電子ビーム励起イオン源において、 前記多孔電極と前記電子引き出し口との間隔を、10mm
以下とし、かつ、前記第２のプラズマの径が、前記電子
引き出し口の径の１〜６倍の範囲となるよう構成したこ
とを特徴とする。
ラズマを発生させる電子生成室と、この電子生成室に設
けられた電子引き出し口に対向する如く設けられ該電子
引き出し口から前記電子を引き出すための多孔電極と、
この多孔電極に連設され所定の原料ガスに前記電子を照
射し第２のプラズマを発生させイオンを生成するイオン
生成室とを備えた電子ビーム励起イオン源において、 前記多孔電極と前記電子引き出し口との間隔を、10mm
以下とし、かつ、前記第２のプラズマの径が、前記電子
引き出し口の径の１〜６倍の範囲となるよう構成したこ
とを特徴とする。
請求項２の発明は、電子を引き出すための第１のプラ
ズマを発生させる電子生成室と、この電子生成室に設け
られた１つの円孔からなる電子引き出し口に対向する如
く設けられ該電子引き出し口から前記電子を引き出すた
めの多孔電極と、この多孔電極に連設され所定の原料ガ
スに前記電子を照射し第２のプラズマを発生させイオン
を生成するイオン生成室とを備えた電子ビーム励起イオ
ン源において、 前記多孔電極と前記電子引き出し口との間隔を、10mm
以下としたことを特徴とする。
ズマを発生させる電子生成室と、この電子生成室に設け
られた１つの円孔からなる電子引き出し口に対向する如
く設けられ該電子引き出し口から前記電子を引き出すた
めの多孔電極と、この多孔電極に連設され所定の原料ガ
スに前記電子を照射し第２のプラズマを発生させイオン
を生成するイオン生成室とを備えた電子ビーム励起イオ
ン源において、 前記多孔電極と前記電子引き出し口との間隔を、10mm
以下としたことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の電子ビーム
励起イオン源において、 前記多孔電極と前記電子引き出し口との間隔を、5mm
〜6mmとしたことを特徴とする。
励起イオン源において、 前記多孔電極と前記電子引き出し口との間隔を、5mm
〜6mmとしたことを特徴とする。
（作用） 本発明者等が詳査したところ、一般に電子ビーム励起
イオン源では、電子生成室の電子引き出し口から例えば
多孔電極によって引き出した電子は放射状に拡散し、こ
のためこの電子の照射によって発生するプラズマの径が
大きくなり、その密度が低下するため、イオンの引き出
しが効率的に行われず、高いイオン電流密度を得ること
ができないことが判明した。
イオン源では、電子生成室の電子引き出し口から例えば
多孔電極によって引き出した電子は放射状に拡散し、こ
のためこの電子の照射によって発生するプラズマの径が
大きくなり、その密度が低下するため、イオンの引き出
しが効率的に行われず、高いイオン電流密度を得ること
ができないことが判明した。
そこで本発明の電子ビーム励起イオン源では、例えば
多孔電極を電子引き出し口に近接させ、例えば多孔電極
と電子引き出し口との間隔が10mm以下例えば５〜6mmと
することにより（前述の如く従来は例えば30mm程度とさ
れている）、電子の拡散を抑制し、第２のプラズマの径
を、電子引き出し口の径の１〜６倍の範囲となるよう構
成することにより、従来に較べて高いイオン電流密度を
得ることができ、処理時間の短縮およびスループットの
向上を図ることができるようにしたものである。
多孔電極を電子引き出し口に近接させ、例えば多孔電極
と電子引き出し口との間隔が10mm以下例えば５〜6mmと
することにより（前述の如く従来は例えば30mm程度とさ
れている）、電子の拡散を抑制し、第２のプラズマの径
を、電子引き出し口の径の１〜６倍の範囲となるよう構
成することにより、従来に較べて高いイオン電流密度を
得ることができ、処理時間の短縮およびスループットの
向上を図ることができるようにしたものである。
（実施例） 以下、本発明の電子ビーム励起イオン源の一実施例を
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
電子発生室１は、導電性高融点材料例えばモリブデン
から各辺の長さが例えば数センチ程度の矩形容器状に形
成されている。また、この電子発生室１の１側面には、
開口部が設けられており、この開口部を閉塞する如く例
えばSi3N4、BN等からなる板状の耐熱性絶縁性部材２が
設けられ、電子発生室１が気密に構成されている。
から各辺の長さが例えば数センチ程度の矩形容器状に形
成されている。また、この電子発生室１の１側面には、
開口部が設けられており、この開口部を閉塞する如く例
えばSi3N4、BN等からなる板状の耐熱性絶縁性部材２が
設けられ、電子発生室１が気密に構成されている。
また、上記絶縁性部材２には、例えばＵ字状に形成さ
れた高融点材質例えばタングステンからなるフィラメン
ト３が電子発生室１内に突出する如く設けられている。
さらに、電子発生室１の上部には、プラズマを生起させ
電子を発生させるためのガス、例えばアルゴン（Ar）ガ
ス等の放電用ガスを導入するための放電用ガス導入孔４
が設けられており、電子発生室１の下部には、電子発生
室１内で発生させたプラズマ中から電子を引き出すため
の直径例えば1mmの円孔5aが設けられている。
れた高融点材質例えばタングステンからなるフィラメン
ト３が電子発生室１内に突出する如く設けられている。
さらに、電子発生室１の上部には、プラズマを生起させ
電子を発生させるためのガス、例えばアルゴン（Ar）ガ
ス等の放電用ガスを導入するための放電用ガス導入孔４
が設けられており、電子発生室１の下部には、電子発生
室１内で発生させたプラズマ中から電子を引き出すため
の直径例えば1mmの円孔5aが設けられている。
また、上記電子発生室１の下部には、円孔5aに連続し
て隘路5bを形成する如く、絶縁性部材７が設けられてお
り、円孔5aと隘路5bとによって電子引き出し口５が構成
されている。さらに、絶縁性部材７には、高融点材質例
えばタングステンからなり、多数の透孔を有する多孔電
極８が、電子引き出し口５に対向する如く接続されてお
り、第２図に示すように、多孔電極８と電子引き出し口
５との間隔Ｄは、10mm以下例えば５〜6mmとされてい
る。
て隘路5bを形成する如く、絶縁性部材７が設けられてお
り、円孔5aと隘路5bとによって電子引き出し口５が構成
されている。さらに、絶縁性部材７には、高融点材質例
えばタングステンからなり、多数の透孔を有する多孔電
極８が、電子引き出し口５に対向する如く接続されてお
り、第２図に示すように、多孔電極８と電子引き出し口
５との間隔Ｄは、10mm以下例えば５〜6mmとされてい
る。
なお、放電用ガス導入孔４および電子引き出し口５
は、電子発生室１の中心から後述するイオン引き出し用
スリット14側に偏心して配設され、イオンを効率良く引
き出せるよう構成されている。また、フィラメント３
は、放電用ガス導入孔４および電子引き出し口５を結ぶ
線上に位置しないよう配設されており、電子引き出し口
５から逆流したイオンがフィラメント３に到達しにくく
することにより、この逆流したイオンによりフィラメン
ト３がスパッタリングされ、消耗することを防止するよ
う構成されている。
は、電子発生室１の中心から後述するイオン引き出し用
スリット14側に偏心して配設され、イオンを効率良く引
き出せるよう構成されている。また、フィラメント３
は、放電用ガス導入孔４および電子引き出し口５を結ぶ
線上に位置しないよう配設されており、電子引き出し口
５から逆流したイオンがフィラメント３に到達しにくく
することにより、この逆流したイオンによりフィラメン
ト３がスパッタリングされ、消耗することを防止するよ
う構成されている。
さらに、上記多孔電極８の下部には、絶縁性部材９を
介してイオン生成室10が接続されている。このイオン生
成室10は、導電性高融点材料、例えばモリブデンから容
器状に形成されており、その内部は、直径および高さが
共に数センチ程度の円筒形状とされている。
介してイオン生成室10が接続されている。このイオン生
成室10は、導電性高融点材料、例えばモリブデンから容
器状に形成されており、その内部は、直径および高さが
共に数センチ程度の円筒形状とされている。
そして、多孔電極８と対向するイオン生成室10の底部
には、絶縁性部材11を介し、このイオン生成室10の側壁
部とは電気的に隔離された状態（フローティング状態）
で例えば高融点材料の底板12が固定されており、電子の
照射によりこの底板12が帯電し、電子を反射するよう構
成されている。なお、例えば底板12を絶縁性部材から構
成して電子反射面を形成することもできる。
には、絶縁性部材11を介し、このイオン生成室10の側壁
部とは電気的に隔離された状態（フローティング状態）
で例えば高融点材料の底板12が固定されており、電子の
照射によりこの底板12が帯電し、電子を反射するよう構
成されている。なお、例えば底板12を絶縁性部材から構
成して電子反射面を形成することもできる。
また、上記イオン生成室10の側面には、所望のイオン
を生成するための原料ガス例えばBF3等をこのイオン生
成室10内に導入するための原料ガス導入口13が設けられ
ており、この原料ガス導入口13に対向する如く、イオン
引き出し用スリット14が設けられている。
を生成するための原料ガス例えばBF3等をこのイオン生
成室10内に導入するための原料ガス導入口13が設けられ
ており、この原料ガス導入口13に対向する如く、イオン
引き出し用スリット14が設けられている。
上記構成のこの実施例の電子ビーム励起イオン源で
は、図示しない磁場生成手段により、図示矢印Ｂの如く
垂直方向に電子をガイドするための磁場を印加した状態
で、次のようにして所望のイオンを発生させる。
は、図示しない磁場生成手段により、図示矢印Ｂの如く
垂直方向に電子をガイドするための磁場を印加した状態
で、次のようにして所望のイオンを発生させる。
すなわち、フィラメント３にフィラメント電圧Vfを印
加し通電加熱するとともに、このフィラメント３に対し
て、抵抗Ｒを介して電子発生室１に放電電圧Vdを印加
し、多孔電極８に放電電圧Vdを印加し、多孔電極８とイ
オン生成室10との間に加速電圧Va印加する。
加し通電加熱するとともに、このフィラメント３に対し
て、抵抗Ｒを介して電子発生室１に放電電圧Vdを印加
し、多孔電極８に放電電圧Vdを印加し、多孔電極８とイ
オン生成室10との間に加速電圧Va印加する。
そして、放電用ガス導入孔４から電子発生室１内に、
放電用ガス例えばアルゴンガスを導入し、放電電圧Vdに
より放電を生じさせ、プラズマを発生させる。すると、
このプラズマ中の電子は、加速電圧Vaにより、電子引き
出し口５、多孔電極８の透孔を通過してイオン生成室10
内に引き出される。
放電用ガス例えばアルゴンガスを導入し、放電電圧Vdに
より放電を生じさせ、プラズマを発生させる。すると、
このプラズマ中の電子は、加速電圧Vaにより、電子引き
出し口５、多孔電極８の透孔を通過してイオン生成室10
内に引き出される。
一方、イオン生成室10内には、原料ガス導入口13から
予め所定の原料ガス例えばBF3を導入しておき、このイ
オン生成室10内を所定圧力例えば0.001〜0.02 Torrの原
料ガス雰囲気としておく。
予め所定の原料ガス例えばBF3を導入しておき、このイ
オン生成室10内を所定圧力例えば0.001〜0.02 Torrの原
料ガス雰囲気としておく。
したがって、イオン生成室10内に流入した電子は、加
速電界により加速され、BF3と衝突し、濃いプラズマを
発生させる。
速電界により加速され、BF3と衝突し、濃いプラズマを
発生させる。
この時、第２図に示すように、多孔電極８と電子引き
出し口５との間隔が10mm以下、例えば５〜6mmとなるよ
う多孔電極８が電子引き出し口５に近接して配設されて
いるので、図示矢印で示すように電子がほとんど拡散し
ない状態で原料ガスに照射され、発生するプラズマ（第
２のプラズマ）の径Ａが電子引き出し口５の径に対して
１〜６倍、例えば２倍程度の高密度のプラズマが形成さ
れる。したがって、この高密度のプラズマからイオン引
き出し用スリット14により効率良くイオンを引き出すこ
とができ、従来に較べて高いイオン電流密度を得ること
ができ、例えばイオン注入装置によるイオン注入操作等
において、処理時間の短縮およびスループットの向上を
図ることができる。
出し口５との間隔が10mm以下、例えば５〜6mmとなるよ
う多孔電極８が電子引き出し口５に近接して配設されて
いるので、図示矢印で示すように電子がほとんど拡散し
ない状態で原料ガスに照射され、発生するプラズマ（第
２のプラズマ）の径Ａが電子引き出し口５の径に対して
１〜６倍、例えば２倍程度の高密度のプラズマが形成さ
れる。したがって、この高密度のプラズマからイオン引
き出し用スリット14により効率良くイオンを引き出すこ
とができ、従来に較べて高いイオン電流密度を得ること
ができ、例えばイオン注入装置によるイオン注入操作等
において、処理時間の短縮およびスループットの向上を
図ることができる。
［発明の効果］ 上述のように、本発明の電子ビーム励起イオン源によ
れば、従来に較べて効率的に所望のイオンを発生させる
ことができ、高いイオン電流密度を得ることにより、処
理時間の短縮およびスループットの向上を図ることがで
きる。
れば、従来に較べて効率的に所望のイオンを発生させる
ことができ、高いイオン電流密度を得ることにより、処
理時間の短縮およびスループットの向上を図ることがで
きる。
第１図は本発明の電子ビーム励起イオン源の一実施例の
構成を示す切り欠き斜視図、第２図は電子の流れおよび
プラズマの状態を説明するための電子ビーム励起イオン
源の縦断面図である。 １……電子発生室、２……絶縁性部材、３……フィラメ
ント、４……放電用ガス導入孔、５……電子引き出し
口、７……絶縁性部材、８……多孔電極、９……絶縁性
部材、10……イオン生成室、11……絶縁性部材、12……
底板。
構成を示す切り欠き斜視図、第２図は電子の流れおよび
プラズマの状態を説明するための電子ビーム励起イオン
源の縦断面図である。 １……電子発生室、２……絶縁性部材、３……フィラメ
ント、４……放電用ガス導入孔、５……電子引き出し
口、７……絶縁性部材、８……多孔電極、９……絶縁性
部材、10……イオン生成室、11……絶縁性部材、12……
底板。
Claims (3)
- 【請求項１】電子を引き出すための第１のプラズマを発
生させる電子生成室と、この電子生成室に設けられた電
子引き出し口に対向する如く設けられ該電子引き出し口
から前記電子を引き出すための多孔電極と、この多孔電
極に連設され所定の原料ガスに前記電子を照射し第２の
プラズマを発生させイオンを生成するイオン生成室とを
備えた電子ビーム励起イオン源において、 前記多孔電極と前記電子引き出し口との間隔を、10mm以
下とし、かつ、前記第２のプラズマの径が、前記電子引
き出し口の径の１〜６倍の範囲となるよう構成したこと
を特徴とする電子ビーム励起イオン源。 - 【請求項２】電子を引き出すための第１のプラズマを発
生させる電子生成室と、この電子生成室に設けられた１
つの円孔からなる電子引き出し口に対向する如く設けら
れ該電子引き出し口から前記電子を引き出すための多孔
電極と、この多孔電極に連設され所定の原料ガスに前記
電子を照射し第２のプラズマを発生させイオンを生成す
るイオン生成室とを備えた電子ビーム励起イオン源にお
いて、 前記多孔電極と前記電子引き出し口との間隔を、10mm以
下としたことを特徴とする電子ビーム励起イオン源。 - 【請求項３】請求項１又は２記載の電子ビーム励起イオ
ン源において、 前記多孔電極と前記電子引き出し口との間隔を、5mm〜6
mmとしたことを特徴とする電子ビーム励起イオン源。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3901789A JP2869557B2 (ja) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | 電子ビーム励起イオン源 |
| GB9003454A GB2230644B (en) | 1989-02-16 | 1990-02-15 | Electron beam excitation ion source |
| KR1019900001933A KR0158875B1 (ko) | 1989-02-16 | 1990-02-16 | 전자비임 여기(勵起) 이온 원(源) |
| US07/480,765 US5089747A (en) | 1989-02-16 | 1990-02-16 | Electron beam excitation ion source |
| US07/486,256 US5028791A (en) | 1989-02-16 | 1990-02-28 | Electron beam excitation ion source |
| US07/786,009 US5252892A (en) | 1989-02-16 | 1991-10-31 | Plasma processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3901789A JP2869557B2 (ja) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | 電子ビーム励起イオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02216814A JPH02216814A (ja) | 1990-08-29 |
| JP2869557B2 true JP2869557B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=12541339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3901789A Expired - Lifetime JP2869557B2 (ja) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | 電子ビーム励起イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2869557B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7064491B2 (en) * | 2000-11-30 | 2006-06-20 | Semequip, Inc. | Ion implantation system and control method |
| US7122966B2 (en) * | 2004-12-16 | 2006-10-17 | General Electric Company | Ion source apparatus and method |
-
1989
- 1989-02-16 JP JP3901789A patent/JP2869557B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02216814A (ja) | 1990-08-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2819420B2 (ja) | イオン源 | |
| US5252892A (en) | Plasma processing apparatus | |
| US5028791A (en) | Electron beam excitation ion source | |
| US20180166250A1 (en) | High Brightness Ion Beam Extraction | |
| KR0158875B1 (ko) | 전자비임 여기(勵起) 이온 원(源) | |
| JPH04264346A (ja) | イオン注入用のプラズマソース装置 | |
| JP2873693B2 (ja) | イオン源 | |
| JP2869557B2 (ja) | 電子ビーム励起イオン源 | |
| US5821677A (en) | Ion source block filament with laybrinth conductive path | |
| JP2889925B2 (ja) | 電子ビーム励起イオン源およびイオン引き出し方法 | |
| JPS62278736A (ja) | 電子ビ−ム励起イオン源 | |
| JPH10188833A (ja) | イオン発生装置及びイオン照射装置 | |
| JP2794602B2 (ja) | 電子ビーム励起イオン源 | |
| JP2822249B2 (ja) | イオン源 | |
| JPH08190995A (ja) | 高速原子線源 | |
| JP2724461B2 (ja) | 電子ビーム励起イオン源 | |
| JP2791911B2 (ja) | イオン源 | |
| JPH0374034A (ja) | プラズマ装置 | |
| JP2605031B2 (ja) | 電子ビーム励起イオン源 | |
| JP2879342B2 (ja) | 電子ビーム励起イオン源 | |
| JPH05258710A (ja) | イオン注入装置 | |
| JPH03194832A (ja) | イオン源 | |
| JP2733629B2 (ja) | イオン生成方法およびイオン生成装置 | |
| KR0140522B1 (ko) | 전자비임여기 이온원 | |
| JPH0754680B2 (ja) | 電子ビーム励起イオン源 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100108 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 11 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100108 |