JP3379151B2 - Microwave ion source - Google Patents

Microwave ion source

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JP3379151B2
JP3379151B2 JP15382293A JP15382293A JP3379151B2 JP 3379151 B2 JP3379151 B2 JP 3379151B2 JP 15382293 A JP15382293 A JP 15382293A JP 15382293 A JP15382293 A JP 15382293A JP 3379151 B2 JP3379151 B2 JP 3379151B2
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  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えばイオン注入装置
等に供され、磁界中のマイクロ波放電によりプラズマを
生成してそのプラズマからイオンを引き出すマイクロ波
型イオン源に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave type ion source which is used in, for example, an ion implantation apparatus and produces a plasma by a microwave discharge in a magnetic field to extract ions from the plasma.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、元素をプラズマ化し、プラズマ中
のイオンをイオンビームとして引き出すイオン源は、イ
オン注入装置をはじめとして様々な分野に利用されてい
る。このイオン源には、磁界中のマイクロ波放電により
プラズマを発生させるマイクロ波型のイオン源がある。
2. Description of the Related Art In recent years, ion sources for converting elements into plasma and extracting ions in the plasma as ion beams have been used in various fields including an ion implantation apparatus. This ion source includes a microwave type ion source that generates plasma by microwave discharge in a magnetic field.

【0003】このマイクロ波型イオン源は、図5に示す
ように、マグネトロンから出力されるマイクロ波電力を
伝達するウェーブガイド56が接続されたプラズマチャ
ンバ54を有している。また、上記プラズマチャンバ5
4には、固体イオン源物質を蒸発させてチャンバ内に導
入するためのベーパライザや、ガスイオン源物質やアル
ゴンガス等のキャリアガスをチャンバ内に導入するため
のガス導入管等も接続されている。
As shown in FIG. 5, this microwave type ion source has a plasma chamber 54 to which a waveguide 56 for transmitting microwave power output from a magnetron is connected. In addition, the plasma chamber 5
A vaporizer for evaporating the solid ion source substance and introducing it into the chamber, a gas introducing pipe for introducing a carrier gas such as a gas ion source substance and argon gas into the chamber 4 are also connected to 4. .

【0004】上記プラズマチャンバ54のウェーブガイ
ド56側の壁面には、該ウェーブガイド56によって伝
達されてきたマイクロ波電力をチャンバ内に導入するた
めの窒化ボロン(BN)等の高誘電性物質からなるマイ
クロ波導入窓部55が設けられている。
The wall surface of the plasma chamber 54 on the side of the waveguide 56 is made of a high dielectric material such as boron nitride (BN) for introducing the microwave power transmitted by the waveguide 56 into the chamber. A microwave introduction window 55 is provided.

【0005】また、上記プラズマチャンバ54の周囲に
は、チャンバ内にビーム引き出し方向と略平行な磁界を
形成するソースマグネット59が配設されている。
A source magnet 59 is provided around the plasma chamber 54 to form a magnetic field substantially parallel to the beam extraction direction inside the chamber.

【0006】そして、このイオン源は、マグネトロンか
ら出力されたマイクロ波電力をウェーブガイド56およ
びマイクロ波導入窓部55を介してプラズマチャンバ5
4内に導入させ、上記ソースマグネット59の形成する
磁界中において、チャンバ内に導入されているイオン種
をマイクロ波放電によりプラズマ化させるようになって
いる。
In this ion source, the microwave power output from the magnetron is transmitted through the waveguide 56 and the microwave introduction window 55 to the plasma chamber 5.
In the magnetic field formed by the source magnet 59, the ion species introduced into the chamber are turned into plasma by microwave discharge.

【0007】このプラズマチャンバ54のマイクロ波導
入窓部55と対向する壁面には、例えばスリット状のイ
オン引出口51aが穿設されたプラズマスリット51が
形成されており、プラズマチャンバ54の外部には、上
記プラズマスリット51と対向して配置された引出電極
57が設けられている。
A plasma slit 51 having, for example, a slit-shaped ion outlet 51a is formed on the wall surface of the plasma chamber 54 facing the microwave introduction window 55, and outside the plasma chamber 54. An extraction electrode 57 is provided so as to face the plasma slit 51.

【0008】そして、イオン源は、プラズマチャンバ5
4と引出電極57との間に、プラズマチャンバ54が引
出電極57より正となる電位差を生じさせて強い外部電
界をかけ、この外部電界によりプラズマスリット51の
イオン引出口51aからイオンを引き出すことにより、
イオンビームを形成するようになっている。
The ion source is the plasma chamber 5
4 and the extraction electrode 57, the plasma chamber 54 generates a positive potential difference from the extraction electrode 57 to apply a strong external electric field, and by this external electric field, ions are extracted from the ion extraction port 51a of the plasma slit 51. ,
It is designed to form an ion beam.

【0009】ところで、プラズマチャンバ54内でプラ
ズマが生成されると、プラズマ形成物質によってチャン
バ内壁がスパッタリングされ、その結果発生する物質が
マイクロ波導入窓部55やチャンバ内壁に付着すること
になる。もし、上記マイクロ波導入窓部55に導電性物
質が付着すると、マイクロ波が導電性物質に吸収され、
マイクロ波のプラズマチャンバ54内への入射効率が低
下するといった不都合が生じるので、通常、上記スパッ
タリングによって生成される物質が絶縁物となるよう
に、プラズマチャンバ54の内部は、窒化ボロン(B
N)等の絶縁物からなるシールド部材52で被われてい
る。
By the way, when plasma is generated in the plasma chamber 54, the inner wall of the chamber is sputtered by the plasma forming substance, and the resulting substance adheres to the microwave introduction window 55 and the inner wall of the chamber. If a conductive substance adheres to the microwave introduction window 55, the microwave is absorbed by the conductive substance,
Since there is a problem in that the efficiency of incidence of microwaves on the inside of the plasma chamber 54 decreases, the inside of the plasma chamber 54 is usually made of boron nitride (B) so that the substance generated by the sputtering becomes an insulator.
It is covered with a shield member 52 made of an insulating material such as N).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記のようにプラズマ
チャンバ54の内面部を絶縁物で被っていても、マイク
ロ波導入窓部55に導電性物質が完全に付着しないよう
にすることは困難であり、イオン源の運転時間と共に、
上記マイクロ波導入窓部55に付着する導電性物質は徐
々に増加して行き、マイクロ波のプラズマチャンバ54
内への入射効率が下がるのは避けられない。
Even if the inner surface of the plasma chamber 54 is covered with an insulating material as described above, it is difficult to prevent the conductive material from completely adhering to the microwave introduction window 55. Yes, with the operating time of the ion source,
The conductive material adhering to the microwave introduction window 55 gradually increases, and the microwave plasma chamber 54
It is unavoidable that the efficiency of incidence on the inside will drop.

【0011】これは、イオン種となる物質が導電性であ
ったり、あるいは、上記シールド部材52中に含まれ
る、材料(BN)生成時に使用されるバインダ物質が、
プラズマ形成物質によってスパッタリングされ、導電性
物質が発生することがあるからである。
This is because the substance serving as an ionic species is conductive, or the binder substance contained in the shield member 52 and used at the time of producing the material (BN) is
This is because the plasma-forming substance may cause sputtering to generate a conductive substance.

【0012】上記のように、マイクロ波導入窓部55に
導電性物質が付着することによって、マイクロ波のプラ
ズマチャンバ54内への入射効率が下がると、プラズマ
チャンバ54内で生成されるプラズマが不安定となり、
したがって、プラズマチャンバ54から引き出されるビ
ーム電流が低下し、不安定となる。そして、最終的に
は、プラズマを生成することができなくなってしまう。
As described above, when the conductive material adheres to the microwave introduction window 55 to reduce the incidence efficiency of microwaves into the plasma chamber 54, the plasma generated in the plasma chamber 54 becomes inadequate. Becomes stable,
Therefore, the beam current drawn from the plasma chamber 54 decreases and becomes unstable. And finally, it becomes impossible to generate plasma.

【0013】従来のイオン源では、上記の現象によって
その使用時間が制約され、寿命が短いものとなってい
る。
In the conventional ion source, the use time is restricted by the above phenomenon and the life is short.

【0014】本発明は、上記に鑑みなされたものであ
り、その目的は、長寿命化が図れ、長時間安定なイオン
ビームが得られるマイクロ波型イオン源を提供すること
にある。
The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a microwave type ion source capable of extending the life and obtaining a stable ion beam for a long time.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明のマイクロ波型イ
オン源は、マイクロ波を伝搬する導波手段と、該導波手
段によって伝搬されてきたマイクロ波をチャンバ内に導
くための誘電性のマイクロ波導入窓部を有するプラズマ
チャンバとを備えているものであって、上記の課題を解
決するために、以下の手段が講じられていることを特徴
としている。
The microwave type ion source of the present invention comprises a waveguide means for propagating a microwave and a dielectric for guiding the microwave propagated by the waveguide into the chamber. A plasma chamber having a microwave introduction window is provided, and in order to solve the above problems, the following measures are taken.

【0016】即ち、上記マイクロ波導入窓部におけるチ
ャンバ内部側には、表面部にマイクロ波の伝搬方向に対
して傾斜を有するコーン型の突起部が形成されている。
That is, a cone-shaped protrusion having an inclination with respect to the microwave propagation direction is formed on the surface of the inside of the chamber in the microwave introduction window.

【0017】さらに、上記突起部は、複数形成されてい
ることが好ましい。
Further, a plurality of protrusions are formed.
Preferably.

【0018】[0018]

【作用】上記の構成によれば、マイクロ波導入窓部のチ
ャンバ内面側には突起部が形成されているので、マイク
ロ波導入窓部のチャンバ内面側の表面積は、従来のフラ
ットタイプと比較して大きくなっている。このため、マ
イクロ波導入窓部における単位面積当たりの導電性物質
の付着速度が従来よりも低下する。
According to the above structure, since the projection portion is formed on the chamber inner surface side of the microwave introduction window portion, the surface area of the microwave introduction window portion on the chamber inner surface side is smaller than that of the conventional flat type. Is getting bigger. For this reason, the deposition rate of the conductive substance per unit area in the microwave introduction window portion is lower than in the conventional case.

【0019】上記マイクロ波導入窓部のチャンバ内部側
の表面部の面積拡大により、マイクロ波導入窓部に導電
性物質が付着することによって生じる引き出しビーム電
流の低下を抑制でき、引き出しビーム電流の安定性の向
上が図れ、イオン源の長寿命化を実現することができ
る。
By increasing the area of the surface portion of the microwave introduction window portion on the inner side of the chamber, it is possible to suppress the decrease of the extraction beam current caused by the adhesion of the conductive material to the microwave introduction window portion, and to stabilize the extraction beam current. Of the ion source, and the life of the ion source can be extended.

【0020】また、突起部を複数形成することにより、
マイクロ波導入窓部のチャンバ内部側の表面部の面積を
さらに拡大し、イオン源の長寿命化効果を大きくするこ
とができる。
Further, by forming a plurality of protrusions,
The area of the surface of the microwave introduction window inside the chamber
To further expand the life of the ion source and increase its effect.
You can

【0021】[0021]

【実施例】本発明の一実施例について図1ないし図4に
基づいて説明すれば、以下の通りである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following will describe one embodiment of the present invention with reference to FIGS.

【0022】本実施例のマイクロ波型イオン源は、電子
サイクロトロン共鳴(ECR:Electron Cyclotron Res
onance)条件の磁界中でマイクロ波放電を生じさせてプ
ラズマを生成し、このプラズマからイオンをビームとし
て引き出すECRイオン源であり、例えばイオン注入装
置に搭載されるようになっている。
The microwave type ion source of this embodiment is an electron cyclotron resonance (ECR).
An ECR ion source that generates a plasma by generating a microwave discharge in a magnetic field under the onance condition and extracts ions from the plasma as a beam, and is mounted on, for example, an ion implantation apparatus.

【0023】上記イオン源は、例えば2.45GHzのマ
イクロ波を出力するマグネトロン(図示せず)と、この
マグネトロンを作動させるマグネトロン電源(図示せ
ず)とを有しており、上記マグネトロンは、図1に示す
ように、マイクロ波を伝搬する導波手段としてのウェー
ブガイド6を介してプラズマチャンバ4に接続されてい
る。
The ion source has, for example, a magnetron (not shown) that outputs a microwave of 2.45 GHz and a magnetron power supply (not shown) that operates the magnetron. As shown in FIG. 1, it is connected to the plasma chamber 4 via a waveguide 6 as a wave guide means for propagating microwaves.

【0024】上記プラズマチャンバ4のウェーブガイド
6側の壁面には、マイクロ波電力をチャンバ内に導入す
るためのマイクロ波導入窓部5が設けられている。この
マイクロ波導入窓部5は、例えばBN等のように、マイ
クロ波が通過可能な比較的高い誘電率を有し、且つ、耐
腐食性が高く、高温にも強い高融点物質により形成され
ている。
A microwave introducing window 5 for introducing microwave power into the chamber is provided on the wall surface of the plasma chamber 4 on the side of the waveguide 6. The microwave introduction window portion 5 is made of a high melting point material, such as BN, which has a relatively high permittivity through which microwaves can pass, and has high corrosion resistance and high temperature resistance. There is.

【0025】本実施例のマイクロ波導入窓部5は、従来
のように表面部がフラットではなく、そのチャンバ内部
側に、表面部にマイクロ波の伝搬方向に対して傾斜を有
するコーン型の突起部5aが形成されている。
The microwave introduction window portion 5 of this embodiment is not a flat surface portion as in the conventional case, but a cone-shaped protrusion having an inclined surface with respect to the microwave propagation direction on the inside surface of the chamber. The part 5a is formed.

【0026】また、上記プラズマチャンバ4には、固体
イオン源物質を蒸発させてチャンバ内に導入するための
ベーパライザ(図示せず)と、BF3 等のガスイオン源
物質やAr等のキャリアガスをチャンバ内に導入するた
めのガス導入管(図示せず)とがそれぞれ接続されてい
る。
In the plasma chamber 4, a vaporizer (not shown) for evaporating the solid ion source material and introducing it into the chamber, and a gas ion source material such as BF3 and a carrier gas such as Ar are stored in the chamber. A gas introduction pipe (not shown) for introducing the gas into the inside is connected to each.

【0027】上記プラズマチャンバ4の外壁部は、ステ
ンレス等の金属により形成されている一方、その全内面
部が、BN等の絶縁物からなるシールド部材3によって
被われている。
The outer wall of the plasma chamber 4 is made of metal such as stainless steel, while the entire inner surface is covered with a shield member 3 made of an insulating material such as BN.

【0028】上記プラズマチャンバ4のマイクロ波導入
窓部5と対向する壁面には、スリット状のイオン引出口
1aが穿設されたプラズマスリット1が形成されてい
る。
A plasma slit 1 having a slit-shaped ion outlet 1a is formed on the wall surface of the plasma chamber 4 facing the microwave introduction window 5.

【0029】上記プラズマスリット1からイオンの引き
出し方向には、ビーム通過孔7aが形成された引出電極
7およびビーム通過孔8aが形成された減速電極8がこ
の順に配設されている。
In the ion extraction direction from the plasma slit 1, an extraction electrode 7 having a beam passage hole 7a and a deceleration electrode 8 having a beam passage hole 8a are arranged in this order.

【0030】上記減速電極8は接地されて大地電位に、
そして、引出電極7減速電極8よりも負電位になるよ
うに、減速電源13より負の電圧Vd が印加されてい
る。そして、上記プラズマチャンバ4には、引出電源1
4の正極端子が接続されており、この引出電源14より
高電圧の引出電圧Ve が印加されるようになっている。
これにより、プラズマチャンバ4(プラズマチャンバ4
のプラズマスリット1)と引出電極7との間に電位差
(Ve +Vd )が生じて強い外部電界が形成され、この
外部電界により、プラズマチャンバ4内で生成されたプ
ラズマ中の正イオンが、プラズマスリット1のイオン引
出口1aから引き出され、イオンビームが形成されるよ
うになっている。上記のように、引出電極7を減速電極
8よりも負電位にすることにより、引出電極7よりも下
流で発生した電子の逆流(電子がプラズマチャンバ4内
に流れ込む現象)を防ぐことができるようになってい
る。
The deceleration electrode 8 is grounded to the ground potential,
A negative voltage Vd is applied from the deceleration power supply 13 so that the extraction electrode 7 has a negative potential than the deceleration electrode 8 . Then, the plasma chamber 4 has a drawing power source 1
4 is connected to a positive electrode terminal, and a high-voltage extraction voltage Ve is applied from the extraction power source 14.
Accordingly, the plasma chamber 4 (the plasma chamber 4
Potential difference (Ve + Vd) is generated between the plasma slit 1) of the plasma slit 1) and the extraction electrode 7, and a strong external electric field is formed. This external electric field causes positive ions in the plasma generated in the plasma chamber 4 The ion beam is extracted from the first ion extraction port 1a to form an ion beam. As described above, by setting the extraction electrode 7 to a negative potential than the deceleration electrode 8, it is possible to prevent the backflow of electrons (a phenomenon in which electrons flow into the plasma chamber 4) generated downstream of the extraction electrode 7. It has become.

【0031】上記の引出電極7および減速電極8は、上
記プラズマチャンバ4と共に、高真空状態にされた真空
チャンバ(図示せず)内に設けられている。
The extraction electrode 7 and the deceleration electrode 8 are provided together with the plasma chamber 4 in a vacuum chamber (not shown) in a high vacuum state.

【0032】また、上記プラズマチャンバ4の周囲に
は、ソレノイドコイルを備えたソースマグネット9が配
設されており、このソースマグネット9は、プラズマチ
ャンバ4内に、ビーム引き出し方向と略平行な磁界を形
成するようになっている。上記ソレノイドコイルには、
図示しないソースマグネット電源が接続されており、ソ
ースマグネット電源よりソースマグネット電流が供給さ
れるようになっている。
A source magnet 9 having a solenoid coil is arranged around the plasma chamber 4, and the source magnet 9 generates a magnetic field in the plasma chamber 4 which is substantially parallel to the beam extraction direction. To form. The solenoid coil has
A source magnet power supply (not shown) is connected, and a source magnet current is supplied from the source magnet power supply.

【0033】上記の構成において、イオン源の動作につ
いて説明する。
The operation of the ion source in the above structure will be described.

【0034】先ず、プラズマチャンバ4内にイオン源物
質が導入されると共に、ソースマグネット9のソレノイ
ドコイルにソースマグネット電源よりソースマグネット
電流が供給され、プラズマチャンバ4内にビーム引き出
し方向と略平行な磁界が形成される。また、マグネトロ
ンが作動され、マイクロ波電力の出力が開始されること
になる。
First, an ion source material is introduced into the plasma chamber 4, and a source magnet current is supplied to the solenoid coil of the source magnet 9 from a source magnet power source, so that a magnetic field substantially parallel to the beam extraction direction is introduced into the plasma chamber 4. Is formed. In addition, the magnetron is activated, and the output of microwave power is started.

【0035】上記マイクロ波電力は、ウェーブガイド6
によって伝達され、マイクロ波導入窓部5に到達し、こ
のマイクロ波導入窓部5を通過してプラズマチャンバ4
内に導入されることになる。そして、ECR現象による
マイクロ波放電によって、プラズマチャンバ4内に導入
されているイオン源物質がプラズマ化される。
The microwave power is applied to the waveguide 6
Is transmitted by the plasma chamber 4, reaches the microwave introduction window 5, passes through the microwave introduction window 5, and passes through the plasma chamber 4
Will be introduced in. Then, the ion source material introduced into the plasma chamber 4 is turned into plasma by the microwave discharge due to the ECR phenomenon.

【0036】上記プラズマチャンバ4のプラズマスリッ
ト1と引出電極7との間には、電位差(Ve +Vd )が
生じており、この電位差によって形成される強い外部電
界によってプラズマチャンバ4内のプラズマ中から正イ
オンが引き出され、イオンビームが形成される。
A potential difference (Ve + Vd) is generated between the plasma slit 1 of the plasma chamber 4 and the extraction electrode 7, and a strong external electric field formed by this potential difference causes a positive electric field in the plasma in the plasma chamber 4. Ions are extracted and an ion beam is formed.

【0037】尚、プラズマチャンバ4内でプラズマが生
成されると、プラズマ形成物質によって上記シールド部
材3がスパッタリングされることにより、該シールド部
材3中に含まれるバインダ物質等の導電性物質がプラズ
マチャンバ4内に発生し、これがマイクロ波導入窓部5
に付着することがあるのは従来技術で述べた通りであ
る。また、導電性のイオン種が用いられたときも、マイ
クロ波導入窓部5に導電性物質が付着する。
When the plasma is generated in the plasma chamber 4, the shield member 3 is sputtered by the plasma forming substance, so that the conductive substance such as the binder substance contained in the shield member 3 is converted into the plasma chamber. 4 is generated in the microwave introduction window 5
As described in the prior art, it may be attached to the. Also, when a conductive ionic species is used, the conductive substance adheres to the microwave introduction window portion 5.

【0038】しかしながら、本実施例のマイクロ波導入
窓部5のチャンバ内面側には突起部5aが形成されてお
り、従来のフラットタイプと比較して、チャンバ内面側
の表面積が大きくなっている。このため、本実施例で
は、マイクロ波導入窓部5における単位面積当たりの導
電性物質の付着速度が従来よりも低下する。
However, since the projection portion 5a is formed on the chamber inner surface side of the microwave introduction window portion 5 of this embodiment, the surface area on the chamber inner surface side is larger than that of the conventional flat type. Therefore, in this embodiment, the deposition rate of the conductive substance per unit area in the microwave introduction window portion 5 is lower than that in the conventional case.

【0039】尚、上記コーン型突起部5aのマイクロ波
の伝搬方向に対する傾斜角度は、鋭角であるほど、表面
部の面積が大きくなるが、それだけ反射されるマイクロ
波も多くなり、マイクロ波の利用効率が低下するので、
上記傾斜角度は、実験的に最良な角度に設定することが
望ましい。
As the inclination angle of the cone-shaped protrusion 5a with respect to the microwave propagation direction becomes more acute, the surface becomes
Although the area of the part becomes large , the amount of reflected microwaves also increases and the utilization efficiency of microwaves decreases, so
It is desirable to experimentally set the tilt angle to the optimum angle.

【0040】上記のように、本実施例のECRイオン源
は、マイクロ波を伝搬するウェーブガイド6と、該ウェ
ーブガイド6によって伝搬されてきたマイクロ波をチャ
ンバ内に導くための誘電性のマイクロ波導入窓部5を有
するプラズマチャンバ4を備えているものであって、上
記マイクロ波導入窓部5におけるチャンバ内部側には、
表面部にマイクロ波の伝搬方向に対して傾斜を有するコ
ーン型の突起部5aが形成されている構成であるので、
マイクロ波導入窓部5のチャンバ内部側の表面部の面積
拡大および発熱により、マイクロ波導入窓部5に導電性
物質が付着することによって生じる引き出しビーム電流
の低下を抑制でき、引き出しビーム電流の安定性の向上
が図れ、イオン源の長寿命化を実現することができる。
As described above, the ECR ion source of this embodiment has the waveguide 6 for propagating the microwave and the dielectric microwave for guiding the microwave propagated by the waveguide 6 into the chamber. A plasma chamber 4 having an introduction window portion 5 is provided, and the inside of the chamber in the microwave introduction window portion 5 is
Since the cone-shaped protrusion 5a having an inclination with respect to the microwave propagation direction is formed on the surface portion,
The increase of the area of the surface of the microwave introduction window 5 on the inner side of the chamber and the heat generation can suppress the decrease in the extraction beam current caused by the adherence of the conductive material to the microwave introduction window 5, thus stabilizing the extraction beam current. Of the ion source, and the life of the ion source can be extended.

【0041】尚、上記では、マイクロ波導入窓部5の中
央部にコーン型の突起部5aを1つだけ形成している
が、これに限定されるものではない。上記マイクロ波導
入窓部5の変形例を、図2ないし図4に示す。図2およ
び図3に示すように、マイクロ波導入窓部5に突起部5
aを2つまたはそれ以上形成してもよい。突起部5aの
形成数が多くなるほど、表面部の面積が増大するので、
イオン源の長寿命化効果も大きくなる。
Although only one cone-shaped protrusion 5a is formed in the central portion of the microwave introduction window 5 in the above description, the invention is not limited to this. Modifications of the microwave introduction window 5 are shown in FIGS. As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the protruding portion 5 is formed in the microwave introduction window portion 5.
Two or more a's may be formed. The more the formation of the projecting portion 5a is increased, the area of the surface portion is increased,
The effect of extending the life of the ion source is also increased.

【0042】上記実施例は、あくまでも、本発明の技術
内容を明らかにするものであって、そのような具体例に
のみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発
明の精神と特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実
施することができるものである。
The above-mentioned embodiments are merely for clarifying the technical contents of the present invention, and should not be construed in a narrow sense by limiting only to such specific examples. Various modifications can be made within the scope of the claims.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明のマイクロ波型イオン源は、以上
のように、マイクロ波を伝搬する導波手段と、該導波手
段によって伝搬されてきたマイクロ波をチャンバ内に導
くための誘電性のマイクロ波導入窓部を有するプラズマ
チャンバを備えているものであって、上記マイクロ波導
入窓部におけるチャンバ内部側には、表面部にマイクロ
波の伝搬方向に対して傾斜を有するコーン型の突起部が
形成されている構成である。
As described above, the microwave ion source of the present invention has a dielectric for guiding the microwave propagating into the chamber and the microwave propagated by the waveguide. And a plasma chamber having a microwave introduction window part, wherein a cone-shaped projection having a surface portion inclined with respect to a microwave propagation direction is provided inside the chamber in the microwave introduction window part. This is a structure in which a part is formed.

【0044】それゆえ、マイクロ波導入窓部のチャンバ
内面側の表面積は、従来のフラットタイプと比較して大
きくなっている。このため、マイクロ波導入窓部におけ
る単位面積当たりの導電性物質の付着速度が従来よりも
低下する。したがって、本マイクロ波型イオン源では、
マイクロ波導入窓部に導電性物質が付着することによっ
て生じる引き出しビーム電流の低下を抑制でき、引き出
しビーム電流の安定性の向上が図れ、イオン源の長寿命
化を実現することができるという効果を奏する。
Therefore, the surface area of the microwave introduction window portion on the inner surface side of the chamber is larger than that of the conventional flat type. Therefore, the deposition rate of conductive material per unit area in the microwave introducing window portion lower than conventional. Therefore, in this microwave type ion source,
It is possible to suppress the decrease in the extraction beam current caused by the adhesion of the conductive material to the microwave introduction window, to improve the stability of the extraction beam current, and to achieve the effect of extending the life of the ion source. Play.

【0045】また、本発明のマイクロ波型イオン源は、
上記構成のマイクロ波型イオン源において、突起部が複
数形成されている構成である。
Further , the microwave type ion source of the present invention is
In the microwave type ion source with the above configuration,
It is a structure in which a number of units are formed.

【0046】それゆえ、マイクロ波導入窓部のチャンバ
内面側の表面積をさらに拡大し、イオン源の長寿命化効
果を大きくすることができるという効果を奏する。
Therefore, the chamber of the microwave introduction window
The surface area on the inner surface side is further expanded to increase the life of the ion source.
This has the effect of making the fruit larger.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示すものであり、マイクロ
波型イオン源(ECRイオン源)の概略の横断面図であ
る。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention and is a schematic cross-sectional view of a microwave type ion source (ECR ion source).

【図2】上記イオン源におけるマイクロ波導入窓部の一
変形例を示す横断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a modified example of a microwave introduction window portion of the ion source.

【図3】上記イオン源におけるマイクロ波導入窓部のそ
の他の変形例を示す横断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another modification of the microwave introduction window portion of the ion source.

【図4】上記イオン源におけるマイクロ波導入窓部のさ
らに他の変形例を示す横断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing still another modified example of the microwave introduction window portion of the ion source.

【図5】従来例を示すものであり、マイクロ波型イオン
源(ECRイオン源)の概略の横断面図である。
FIG. 5 shows a conventional example and is a schematic cross-sectional view of a microwave ion source (ECR ion source).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プラズマスリット 1a イオン引出口 3 シールド部材 4 プラズマチャンバ 5 マイクロ波導入窓部 5a 突起部 6 ウェーブガイド(導波手段) 7 引出電極 8 減速電極 13 減速電源 14 引出電源 1 plasma slit 1a Ion outlet 3 Shield member 4 Plasma chamber 5 Microwave introduction window 5a protrusion 6 Waveguide 7 Extraction electrode 8 Deceleration electrode 13 Deceleration power supply 14 Drawout power source

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】マイクロ波を伝搬する導波手段と、該導波
手段によって伝搬されてきたマイクロ波をチャンバ内に
導くための誘電性のマイクロ波導入窓部を有するプラズ
マチャンバとを備えているマイクロ波型イオン源におい
て、 上記マイクロ波導入窓部におけるチャンバ内部側には、
表面部にマイクロ波の伝搬方向に対して傾斜を有する
ーン型の突起部が形成されていることを特徴とするマイ
クロ波型イオン源。
1. A plasma chamber having a waveguide for propagating microwaves and a dielectric microwave introduction window for guiding the microwaves propagated by the waveguide into the chamber. In the microwave ion source, on the inside of the chamber in the microwave introduction window,
On the surface, a coil having an inclination with respect to the microwave propagation direction
A microwave-type ion source, characterized in that a horn- shaped protrusion is formed.
【請求項2】上記突起部が複数形成されていることを特
徴とする請求項1に記載のマイクロ波型イオン源。
2. A plurality of protrusions are formed.
The microwave type ion source according to claim 1, which is a characteristic.
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