JP3519023B2 - 酸素イオンビーム用マイクロ波イオン源 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマから大電
流イオンビームを引き出すマイクロ波イオン源に係り、
特に、酸素の大電流イオンビームを長時間安定に引き出
すに好適な酸素イオンビーム用マイクロ波イオン源に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、２．４５ＧＨｚのマイクロ波
を使った磁場中のマイクロ波プラズマから大電流イオン
ビームを引き出すマイクロ波イオン源は、フィラメント
等のイオン源損耗部分が少ないことから半導体素子作製
用イオン注入装置のイオン源として利用されてきてい
る。特に、酸素イオンビームをシリコン半導体にイオン
打ち込みし、シリコン基板内にいわゆる埋め込み酸化膜
（ＳｉＯ₂）を形成するための酸素イオン注入装置で
は、マイクロ波イオン源の使用は特に好適である。これ
は、熱フィラメント等を含むプラズマ源ではフィラメン
トが酸素により短時間で損耗するのに対し、マイクロ波
プラズマではこのような損耗部分がないからである。

【０００３】ところで、従来の酸素イオン注入装置にお
ける埋め込み酸化膜形成のための酸素イオン注入量は、
通常の半導体素子作製用のボロン，リン，砒素イオン注
入に比べて、２〜３桁以上多い１０¹⁷〜１０¹⁸個／ｃｍ
²の桁である。また、実用的な生産量を得るため、従来
の酸素イオン注入装置におけるイオン注入電流は、通常
の半導体素子作製用イオン注入電流より約１桁高い１０
０ｍＡ級の酸素イオン電流値で注入が行われる。注入は
多数枚のシリコンウエハに同時注入するバッチ処理注入
で行われる。このような大電流ビーム注入でも注入処理
に要する時間は、半導体素子作製用が典型的には１０分
以内であるのに対し、約３時間以上の長時間を必要とす
る。従って、イオン源に対してはとりわけ長時間安定に
動作することが求められている。

【０００４】一方、イオン源の定期的メインテナンス
は、イオン引き出し電極等が汚れ、電極間で放電が多発
し、安定にビームが引き出せなくなった場合に実施され
る。イオン源の清掃には、取り外し，分解，清掃，組み
込み，ビーム出し調整等を含め数日を要するので、イオ
ン源寿命が短く，清掃周期間隔が短いと、頻繁にメイン
テナンス清掃を行わなければならずイオン注入処理枚数
が著しく減ることになる。清掃回数を減らし装置稼動時
間を長くするためには、汎用の半導体イオン注入装置用
マイクロ波イオン源の寿命（＞＞１２０時間）と同等以
上の長寿命化が要求される。

【０００５】しかしながら、従来の酸素イオン注入装置
のイオン源においては、長時間（１２０時間以上）酸素
イオンビームを引き出すと、徐々に電極間で放電を多発
するようになり最後には安定にビームが引き出せなくな
っていた。

【０００６】そこで、例えば、特開平９−１７３６７号
公報に記載されているように、イオン源の引き出し電極
の基材をモリブデン等で構成するとともに、その表面を
白金の薄膜で覆うことにより、引き出し電極表面に酸化
物が形成されることを低減することが知られている。酸
化物の形成を低減することにより、従来よりもイオン源
の寿命を長くすることが可能である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
９−１７３６７号公報に記載されているように、引き出
し電極の表面を白金の薄膜で覆う方法では、白金の膜厚
は、せいぜい１０μｍ程度の薄いものである。ところ
で、１００ｍＡを越える大電流酸素イオンビームを引き
出す場合、ビーム自身の空間電荷によるビーム広がりが
大きくなるため、電極にビームを全く当てることなくイ
オンを引き出すことは現実には不可能であり、数ｍＡレ
ベルの酸素ビームが当たることは通常避けられないもの
である。従って、引き出し電極の表面に、イオンビーム
が衝突することにより、引き出し電極表面に形成された
白金薄膜はスパッタリングされ、除去される。その結
果、その下の基材電極であるモリブデン等が露出するこ
ととなり、モリブデンの表面に酸化膜が形成されるた
め、従来と同様に、安定なビームが引き出せなくなるこ
とが判明した。

【０００８】本発明の目的は、さらに、寿命の長い酸素
イオンビーム用マイクロ波イオン源を提供することにあ
る。

【０００９】（１）上記目的を達成するために、本発明
は、酸素ガスのプラズマを発生するプラズマ室と、この
プラズマ室において発生したプラズマから酸素イオンビ
ームを引き出す引き出し電極とを有する酸素イオンビー
ム用マイクロ波イオン源において、上記引き出し電極の
少なくとも表面を形成する金属材料として、ニッケル若
しくはイリジウムを用い、上記引き出し電極の材料にニ
ッケルを用いた際には該引き出し電極の温度を１００℃
以下に保つための手段を備え、上記引き出し電極の材料
にイリジウムを用いた際には該引き出し電極の温度を７
００℃以上に保つための手段を備えるようにしたもので
ある。 かかる構成により、引き出し電極表面の酸化の
影響を低減して、イオン源の寿命を長寿命化し得るもの
となる。

【００１０】（２）上記目的を達成するために、本発明
は、酸素ガスのプラズマを発生するプラズマ室と、この
プラズマ室において発生したプラズマから酸素イオンビ
ームを引き出す引き出し電極とを有する酸素イオンビー
ム用マイクロ波イオン源において、上記引き出し電極を
支持する支持ベースの少なくとも表面を形成する金属材
料としてニッケルを用いるとともに、上記引き出し電極
の温度が１００℃以下となるように、上記支持ベースに
温度制御手段を設けたものである。かかる構成により、
引き出し電極表面の酸化の影響を低減して、イオン源の
寿命を長寿命化し得るものとなる。

【００１１】（３）上記（２）において、好ましくは、
上記支持ベースの基材を銅として、その表面にニッケ
ル薄膜を形成するようにしたものである。かかる構成に
より、引き出し電極の温度を低下させて、ニッケルの表
面に形成される酸化ニッケルを安定化して、イオン源の
寿命を長寿命化し得るものとなる。

【００１２】（４）上記（２）において、好ましくは、
上記支持ベースの温度制御手段は、上記支持ベースを冷
却する冷却手段を備え、上記支持ベースの熱抵抗と上記
支持ベースの冷却温度は、上記引き出し電極の温度を１
００℃以下に保つように設定されているものである。

【００１３】（５）上記目的を達成するために、本発明
は、酸素ガスのプラズマを発生するプラズマ室と、この
プラズマ室において発生したプラズマから酸素イオンビ
ームを引き出す引き出し電極とを有する酸素イオンビー
ム用マイクロ波イオン源において、上記引き出し電極を
支持する支持ベースの少なくとも表面を形成する金属材
料としてイリジウムを用いるとともに、上記引き出し電
極の温度が７００℃以上となるように、上記支持ベース
に温度制御手段を設けたものである。

【００１４】（６）上記（５）において、好ましくは、
上記支持ベースの基材をＳＵＳとして、その表面にイリ
ジウム薄膜を形成したものである。

【００１５】（７）上記（５）において、好ましくは、
上記支持ベースの温度制御手段は、上記引き出し電極の
温度が７００℃以上となるように、上記支持ベースの熱
抵抗が設定されているものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を用いて、本発
明の一実施形態による酸素イオンビーム用マイクロ波イ
オン源の構成について説明する。最初に、図１を用い
て、本実施形態による酸素イオンビーム用マイクロ波イ
オン源の構成について説明する。

【００１７】本実施形態による酸素イオンビーム用マイ
クロ波イオン源１００は、プラズマ室１１０と、コイル
１２０と、引き出し電極１３０，１３２，１３４とを備
えている。

【００１８】プラズマ室１１０は、円筒型をしており、
その直径は、約１０ｃｍである。プラズマ室１１０に
は、絶縁物からなるマイクロ波窓１４０を通して、周波
数２．４５ＧＨｚのマイクロ波が、円筒軸方向から供給
される。円筒プラズマ室１１０には、コイル１２０によ
って発生した磁場が印加される。コイル１２０によって
印加される磁場強度は、プラズマ室１１０の軸中心にお
いて、約０．１テスラである。プラズマ室１１０に、バ
ルブ１４５を開いて酸素ガスを流すと、マイクロ波放電
が起き、プラズマ室１１０は酸素プラズマで満たされ
る。

【００１９】プラズマ室１１０に形成された酸素プラズ
マから、３枚の引き出し電極１３０，１３２，１３４を
用いて、酸素イオンビームが引き出される。ここで、３
枚の引き出し電極を、それぞれ、加速電極１３０，減速
電極１３２，接地電極１３４と称する。加速電極１３０
には、電源１５０から正の電圧（通常３０〜８０ｋＶ程
度）が印加されている。減速電極１３２には、電源１５
５から負の電圧（通常−０．５〜−５ｋＶ程度）が印加
されている。接地電極１３４は、接地電位に保たれてい
る。プラズマ室１１０からは、加速電極１３０の加速電
圧に対応したエネルギーの酸素イオンビームが引き出さ
れる。

【００２０】ここで、引き出し電極１３０，１３２，１
３４の簡単な構成について説明する。なお、詳細な構成
については、図２を用いて後述する。加速電極１３０，
減速電極１３２，接地電極１３４は、それぞれ、円盤状
であり、その中央付近に、酸素イオンビームが通過する
ための複数のイオン引き出し穴が形成されている。減速
電極１３２は、減速電極支持ベース１４２によって固定
支持されている。接地電極１３４は、接地電極支持ベー
ス１４４によって固定支持されている。加速電極１３０
は、プラズマ室１１０に固定されている。減速電極支持
ベース１４２及び接地電極支持ベース１４４は、それぞ
れ、絶縁碍子１６１，１６３を介して、プラズマ室１１
０に対して固定されているとともに、加速電極１３０，
減速電極１３２，接地電極１３４は、互いに絶縁されて
いる。

【００２１】減速電極支持ベース１４２には、水冷管１
７２が接触している。水冷管１７２の中には、冷却水が
流通しており、減速電極支持ベース１４２を介して、減
速電極１３２を冷却している。接地電極支持ベース１４
４には、水冷管１７４が接触している。水冷管１７４の
中には、冷却水が流通しており、接地電極支持ベース１
４４を介して、接地電極１３４を冷却している。

【００２２】次に、図２を用いて、本実施形態による酸
素イオンビーム用マイクロ波イオン源の中の引き出し電
極１３０，１３２，１３４の構成について説明する。な
お、図１と同一符号は、同一部分を示している。加速電
極１３０は、プラズマ室１１０に固定されている。加速
電極１３０は、酸素イオンビームが通過するための複数
のイオン引き出し穴１３０Ｃが形成されている。また、
加速電極１３０は、基材１３０Ａと、基材１３０Ａの表
面（両面）に形成された薄膜１３０Ｂとから形成されて
いる。ここで、基材１３０Ａとしては、モリブデン（Ｍ
ｏ）を用い、薄膜１３０Ｂとしては、ニッケル（Ｎｉ）
を用いている。薄膜１３０Ｂは、めっきにより、基材１
３０Ａの表面に約１０μｍの膜厚で形成されている。

【００２３】減速電極１３２は、減速電極支持ベース１
４２により固定支持され、さらに、減速電極支持ベース
１４２は、絶縁碍子１６１，１６３に固定されている。
減速電極支持ベース１４２には、水冷管１７２が接触し
ており、減速電極支持ベース１４２を介して、減速電極
１３２を冷却している。減速電極１３２は、酸素イオン
ビームが通過するための複数のイオン引き出し穴１３２
Ｃが形成されている。また、減速電極１３２は、基材１
３２Ａと、基材１３２Ａの表面（両面）に形成された薄
膜１３２Ｂとから形成されている。ここで、基材１３２
Ａとしては、モリブデン（Ｍｏ）を用い、薄膜１３２Ｂ
としては、ニッケル（Ｎｉ）を用いている。薄膜１３２
Ｂは、めっきにより、基材１３２Ａの表面に約１０μｍ
の膜厚で形成されている。

【００２４】接地電極１３４は、接地電極支持ベース１
４４により固定支持され、さらに、接地電極支持ベース
１４４は、絶縁碍子１６３に固定されている。接地電極
支持ベース１４４には、水冷管１７４が接触しており、
接地電極支持ベース１４４を介して、接地電極１３４を
冷却している。接地電極１３４は、酸素イオンビームが
通過するための複数のイオン引き出し穴１３４Ｃが形成
されている。また、接地電極１３４は、基材１３４Ａ
と、基材１３４Ａの表面（両面）に形成された薄膜１３
４Ｂとから形成されている。ここで、基材１３４Ａとし
ては、モリブデン（Ｍｏ）を用い、薄膜１３４Ｂとして
は、ニッケル（Ｎｉ）を用いている。薄膜１３４Ｂは、
めっきにより、基材１３４Ａの表面に約１０μｍの膜厚
で形成されている。

【００２５】減速電極支持ベース１４２は、円筒部１４
２Ｘと円盤部１４２Ｙとから構成されている。円筒部１
４２Ｘは、円筒型のプラズマ室１１０の中心軸と同軸で
あるとともに、一方の端部に減速電極１３２が固定さ
れ、他方の端部に円盤部１４２Ｙが固定されている。円
盤部１４２Ｙは、リング状であり、プラズマ室１１０の
中心軸と同軸であるとともに、一方の端部に円筒部１４
２Ｘが固定され、他方の端部は絶縁碍子１６１，１６３
に固定されている。円筒部１４２Ｘ及び円盤部１４２Ｙ
は、ともに、基材１４２Ａと、基材１４２Ａの表面（両
面）に形成された薄膜１４２Ｂとから形成されている。
ここで、基材１４２Ａとしては、銅（Ｃｕ）を用い、薄
膜１４２Ｂとしては、ニッケル（Ｎｉ）を用いている。
薄膜１４２Ｂは、めっきにより、基材１４２Ａの表面に
約１０μｍの膜厚で形成されている。

【００２６】接地電極支持ベース１４４は、円筒部１４
４Ｘと円盤部１４４Ｙとから構成されている。円筒部１
４４Ｘは、円筒型のプラズマ室１１０の中心軸と同軸で
あるとともに、一方の端部に接地電極１３４が固定さ
れ、他方の端部に円盤部１４４Ｙが固定されている。円
盤部１４４Ｙは、リング状であり、プラズマ室１１０の
中心軸と同軸であるとともに、一方の端部に円筒部１４
４Ｘが固定され、他方の端部は絶縁碍子１６３に固定さ
れている。円筒部１４４Ｘ及び円盤部１４４Ｙは、とも
に、基材１４４Ａと、基材１４４Ａの表面（両面）に形
成された薄膜１４４Ｂとから形成されている。ここで、
基材１４４Ａとしては、銅（Ｃｕ）を用い、薄膜１４４
Ｂとしては、ニッケル（Ｎｉ）を用いている。薄膜１４
４Ｂは、めっきにより、基材１４４Ａの表面に約１０μ
ｍの膜厚で形成されている。

【００２７】以上説明したように、本実施形態において
は、加速電極１３０，減速電極１３２，接地電極１３４
及び減速電極支持ベース１４２，接地電極支持ベース１
４４の表面は、ニッケルの薄膜１３０Ｂ，１３２Ｂ，１
３４Ｂ，１４２Ｂ，１４４Ｂによって被覆している。プ
ラズマ室１１０から引き出し電極１３０，１３２，１３
４によって酸素イオンビームを引き出すと、１００ｍＡ
を越える大電流酸素イオンビームを引き出す場合、ビー
ム自身の空間電荷によるビーム広がりが大きくなるた
め、引き出し電極にも、数ｍＡレベルの酸素ビームが当
たる。その結果、ニッケルの薄膜１３０Ｂ，１３２Ｂ，
１３４Ｂ，１４２Ｂ，１４４Ｂの表面は酸化して、酸化
ニッケルが形成される。本発明者らの研究によると、引
き出し電極１３０，１３２，１３４の表面に形成された
酸化ニッケルは、極めて安定しており、イオン源の稼働
時間が長くなっても、膜厚が増えないことが判明した。

【００２８】従って、従来の薄膜として白金等を用いる
場合には、白金がスパッタリングにより除去され、基材
が露出することによる基材の酸化の問題が生じていた
が、本実施形態では、かかる基材の酸化を防止すること
ができ、イオン源の寿命を長くすることができる。

【００２９】また、ニッケルの薄膜１３０Ｂ，１３２
Ｂ，１３４Ｂ，１４２Ｂ，１４４Ｂの表面に形成された
酸化ニッケルは、引き出し電極１３２，１３４の温度が
１００℃以下であると、安定性が優れていることが判明
した。引き出し電極１３２，１３４の温度を１００℃以
下にするために、本実施形態においては、減速電極支持
ベース１４２及び接地電極支持ベース１４４の基材１４
２Ａ，１４４Ａとして、熱伝導率の良い銅を用いてい
る。また、減速電極１３２及び接地電極１３４の温度
は、イオン源引き出し電流が大きいほど、減速電極１３
２及び接地電極１３４へのイオンビームの衝突量が増え
るため、高くなる。そこで、引き出し電極１３２，１３
４の温度を１００℃以下にするために、イオン源引き出
し電流Ｉと、減速電極支持ベース１４２及び接地電極支
持ベース１４４の熱抵抗Ｒの関係が次のようになるよう
に設定している。

【００３０】プラズマ室１１０から引き出された酸素イ
オンビームが引き出し電極１３２，１３４に衝突すると
きのビームパワーＧは、以下の式（１）によって、 Ｇ＝Ｉ・Ｃｏ・Ｖ …（１） として与えられる。ここで、Ｉはイオン引き出し電流で
あり、Ｃｏはプラズマ室１１０から引き出されたイオン
ビームが引き出し電極に衝突する割合であり、Ｖはイオ
ン源の加速電圧である。

【００３１】イオン引き出し電流Ｉは、通常１００ｍＡ
程度であるが、将来的には、２００ｍＡ程度まで用いら
れる可能性がある。また、プラズマ室１１０から引き出
されたイオンビームが引き出し電極に衝突する割合Ｃｏ
は、２〜３％である。プラズマ室１１０から引き出され
たイオンビームの内、残りの９８〜９７％は、イオン引
き出し穴１３０Ｃを通過する。さらに、イオン源の加速
電圧Ｖは、通常、４０〜７０ｋＶである。

【００３２】従って、例えば、イオン引き出し電流Ｉを
２００ｍＡとし、引き出し電極に衝突する割合Ｃｏが３
％とし、イオン源の加速電圧Ｖを７０ｋＶとすると、ビ
ームパワーＧは、４２０Ｗ（＝２００ｍＡ×０．０３×
７０ｋＶ）となる。

【００３３】また、引き出し電極１３２，１３４の温度
Ｔは、引き出し電極支持ベース１４２，１４４を冷却す
る冷却水の温度をＴ０とすると、平衡状態において、以
下の式（２）によって、 Ｔ＝Ｔ０＋（Ｌ／（λ・Ｓ））×Ｇ …（２） として求めることができる。ここで、Ｌは、引き出し電
極支持ベース１４２，１４４の長さである。図２に示す
例では、円筒部１４２Ｘ，１４４Ｘの長さをＬとしてい
る。円盤部１４２Ｙ、１４４Ｙは、円筒部１４２Ｘ、１
４４Ｙに比べて断面積が大きいため、熱抵抗も小さいも
のである。λは、熱伝導率（Ｗ／ｃｍ・Ｋ）である。Ｓ
は、引き出し電極支持ベース１４２，１４４の断面積で
ある。

【００３４】さらに、式（２）において、熱抵抗Ｒは、
（Ｌ／（λ・Ｓ））で定義されるため、式（２）は、以
下の式（３）によって、 Ｔ＝Ｔ０＋Ｒ・Ｇ …（３） として表すことができる。

【００３５】従って、引き出し電極支持ベース１４２，
１４４の熱抵抗Ｒは、以下の式（４）から、 Ｒ＝（Ｔ−Ｔ０）／Ｇ …（４） として求められる。

【００３６】従って、冷却水の温度Ｔ０を２０℃とし、
ビームパワーＧが、上述したように４２０Ｗの場合に、
引き出し電極１３２，１３４の温度Ｔを１００℃以下に
抑えるための条件としての熱抵抗Ｒは、０．１９（Ｋ／
Ｗ）（＝（１００−２０）／４２０）となる。

【００３７】そして、この熱抵抗Ｒを満たすための具体
的な寸法を求めると、引き出し電極支持ベース１４２，
１４４の材質を銅（Ｃｕ）とし、長さＬを１０ｃｍとす
ると、円筒部１４２Ｘ，１４４Ｘの内径ｒ１が４ｃｍ
で、外径ｒ２を５ｃｍにすればよいことになる。

【００３８】次に、図３を用いて、本実施形態による酸
素イオンビーム用マイクロ波イオン源の性能を評価する
ためのイオン源評価試験機の構成について説明する。イ
オン源１００は、図１及び図２に示した構成を有する本
実施形態によるイオン源である。イオン源１００は、高
電圧シールドケース１０の中に配置されている。イオン
源１００の出口には、引き出しビームを受ける可動板２
０が置かれる。可動板２０によって受けられたイオンビ
ームは、電流計２２によって、イオン源引き出し電流と
して測定される。ビーム引き出しの途中には、イオン成
分を調べるために、質量分離器３０が配置されている。
質量分離器３０の偏向角は、７５度である。質量分離器
３０によって分離された特定成分のイオンビームは、フ
ァラデーカップ４０によって受けられる。ファラデーカ
ップ４０で受けられたイオンビームは、電流計４２によ
ってイオン電流として測定される。質量分離器３０によ
って分離されたイオンの質量をスキャンすることによ
り、質量分離スペクトルを得ることができる。以上の構
成のイオン源評価試験機を用いて、本実施形態によるイ
オン源１００の運転寿命，動作特性等を測定した。

【００３９】次に、本実施形態によるイオン源の試験評
価結果について説明する。最初に、従来のイオン源の評
価結果について説明する。ここで、従来のイオン源とし
ては、引き出し電極の材料としてモリブデンを用い、電
極支持ベースの材料としてＳＵＳを用いている。引き出
し電極の表面に薄膜は形成されていないものである。

【００４０】実験条件としては、マイクロ波電力，酸素
ガス流量，引き出し電圧等は全て同一としている。従来
のイオン源を用いて１２０〜３００時間運転した場合、
モリブデン電極（直径約５０ｍｍ、厚み２〜５ｍｍ）表
面には数１０μｍの厚みの酸化物が付着した。また、電
極温度は、４００〜５００℃以上に上がっていた。

【００４１】一方、図１及び図２に示した本実施形態に
よるイオン源の結果は、次のようになった。電極温度は
１００℃以下になることが実測された。また、引き出し
電極の表面に形成される酸化ニッケルの膜厚は、イオン
源の動作時間が長くなっても増加しないものである。そ
の結果、安定に連続運転できる時間は、７００時間以上
に改善された。安定運転時間は、引き出し条件（マイク
ロ波電力，ガス圧力，磁場強度等）によっては１０００
時間を超える場合もあった。

【００４２】次に、図４を用いて、本実施形態による酸
素イオンビーム用マイクロ波イオン源を用いた酸素イオ
ン注入装置の構成について説明する。イオン源１００
は、図１及び図２に示した構成を有する本実施形態によ
るイオン源である。マイクロ波イオン源１００から引き
出された酸素イオンビームは、質量分離器３０で質量分
離され、原子状酸素イオンビームだけが選別される。選
別された酸素イオンビームは、後段加速管５０で追加速
され、通常は１２０〜２００ｋｅＶのエネルギーで使わ
れる。その後、レンズ６０，偏向器７０を通って注入室
８０に導入される。注入室８０内には、回転円盤８２の
円周方向に複数枚のシリコンウエハ８４が取り付けられ
ており、シリコンウエハ８４にイオン打ち込みされる。
打ち込まれるイオン電流は、ファラデーカップ４０によ
って測定される。イオン打ち込みの終了したシリコンウ
エハ８４は、ウエハ搬送装置８６によって外部に取り出
される。

【００４３】次に、本発明の第２の実施形態による酸素
イオンビーム用マイクロ波イオン源の構成について説明
する。なお、本実施形態における酸素イオンビーム用マ
イクロ波イオン源の構成は、図１及び図２に示したもの
と同様である。

【００４４】本実施形態においては、加速電極１３０
は、基材１３０Ａと、基材１３０Ａの表面（両面）に形
成された薄膜１３０Ｂとから形成されている。ここで、
基材１３０Ａとしては、モリブデン（Ｍｏ）を用い、薄
膜１３０Ｂとしては、イリジウム（Ｉｒ）を用いてい
る。薄膜１３０Ｂは、めっきにより、基材１３０Ａの表
面に約１０μｍの膜厚で形成されている。

【００４５】減速電極１３２は、基材１３２Ａと、基材
１３２Ａの表面（両面）に形成された薄膜１３２Ｂとか
ら形成されている。ここで、基材１３２Ａとしては、モ
リブデン（Ｍｏ）を用い、薄膜１３２Ｂとしては、イリ
ジウム（Ｉｒ）を用いている。薄膜１３２Ｂは、めっき
により、基材１３２Ａの表面に約１０μｍの膜厚で形成
されている。

【００４６】接地電極１３４は、酸素イオンビームが通
過するための複数のイオン引き出し穴１３４Ｃが形成さ
れている。また、接地電極１３４は、基材１３４Ａと、
基材１３４Ａの表面（両面）に形成された薄膜１３４Ｂ
とから形成されている。ここで、基材１３４Ａとして
は、モリブデン（Ｍｏ）を用い、薄膜１３４Ｂとして
は、イリジウム（Ｉｒ）を用いている。薄膜１３４Ｂ
は、めっきにより、基材１３４Ａの表面に約１０μｍの
膜厚で形成されている。

【００４７】減速電極支持ベース１４２は、円筒部１４
２Ｘと円盤部１４２Ｙとから構成され、円筒部１４２Ｘ
及び円盤部１４２Ｙは、ともに、基材１４２Ａと、基材
１４２Ａの表面（両面）に形成された薄膜１４２Ｂとか
ら形成されている。ここで、基材１４２Ａとしては、Ｓ
ＵＳを用い、薄膜１４２Ｂとしては、イリジウム（Ｉ
ｒ）を用いている。薄膜１４２Ｂは、めっきにより、基
材１４２Ａの表面に約１０μｍの膜厚で形成されてい
る。

【００４８】接地電極支持ベース１４４は、円筒部１４
４Ｘと円盤部１４４Ｙとから構成され、円筒部１４４Ｘ
及び円盤部１４４Ｙは、ともに、基材１４４Ａと、基材
１４４Ａの表面（両面）に形成された薄膜１４４Ｂとか
ら形成されている。ここで、基材１４４Ａとしては、Ｓ
ＵＳを用い、薄膜１４４Ｂとしては、イリジウム（Ｉ
ｒ）を用いている。薄膜１４４Ｂは、めっきにより、基
材１４４Ａの表面に約１０μｍの膜厚で形成されてい
る。

【００４９】以上説明したように、本実施形態において
は、加速電極１３０，減速電極１３２，接地電極１３４
及び減速電極支持ベース１４２，接地電極支持ベース１
４４の表面は、イリジウムの薄膜１３０Ｂ，１３２Ｂ，
１３４Ｂ，１４２Ｂ，１４４Ｂによって被覆している。
プラズマ室１１０から引き出し電極１３０，１３２，１
３４によって酸素イオンビームを引き出すと、１００ｍ
Ａを越える大電流酸素イオンビームを引き出す場合、ビ
ーム自身の空間電荷によるビーム広がりが大きくなるた
め、引き出し電極にも、数ｍＡレベルの酸素ビームが当
たる。その結果、イリジウムの薄膜１３０Ｂ，１３２
Ｂ，１３４Ｂ，１４２Ｂ，１４４Ｂの表面は酸化して、
酸化膜が形成される。しかしながら、本発明者らの研究
によると、表面がイリジウムの場合、形成された酸化膜
の蒸気圧が高く、速やかに気化するため、イオン源の稼
働時間が長くなっても、常に、表面はきれいなイリジウ
ムの状態が保たれていることが判明した。 従って、イ
オン源の寿命を長くすることができる。

【００５０】また、イリジウムの薄膜１３０Ｂ，１３２
Ｂ，１３４Ｂ，１４２Ｂ，１４４Ｂの表面に形成される
た酸化膜は、引き出し電極１３２，１３４の温度が７０
０℃以上であると、速やかに蒸発することが判明した。
引き出し電極１３２，１３４の温度を７００℃以上にす
るために、本実施形態においては、減速電極支持ベース
１４２及び接地電極支持ベース１４４の基材１４２Ａ，
１４４Ａとして、銅に比べて熱伝導率の悪いＳＵＳを用
いている。また、減速電極１３２及び接地電極１３４の
温度は、イオン源引き出し電流が大きいほど、減速電極
１３２及び接地電極１３４へのイオンビームの衝突量が
増えるため、高くなる。そこで、引き出し電極１３２，
１３４の温度を７００℃以上にするために、イオン源引
き出し電流Ｉと、減速電極支持ベース１４２及び接地電
極支持ベース１４４の熱抵抗Ｒの関係が次のようになる
ように設定している。

【００５１】引き出し電極支持ベース１４２，１４４の
熱抵抗Ｒは、上述した式（４）によって求められるた
め、冷却水の温度Ｔ０を２０℃とし、ビームパワーＧ
が、上述したように４２０Ｗの場合に、引き出し電極１
３２，１３４の温度Ｔを７００℃以上に保持するための
条件としての熱抵抗Ｒは、１．６（Ｋ／Ｗ）（＝（７０
０−２０）／４２０）となる。

【００５２】次に、図３に示した評価試験機を用いた本
実施形態によるイオン源の試験評価結果について説明す
る。実験条件としては、マイクロ波電力，酸素ガス流
量，引き出し電圧等は、上述の例と全て同一としてい
る。

【００５３】電極温度は７００℃以上になることが実測
された。また、引き出し電極の表面にはイリジウムの酸
化膜は、イオン源の動作時間が長くなっても殆ど形成さ
れないものである。その結果、安定に連続運転できる時
間は、７００時間以上に改善された。安定運転時間は、
引き出し条件（マイクロ波電力，ガス圧力，磁場強度
等）によっては１０００時間を超える場合もあった。

【００５４】次に、図５を用いて、本発明の第３の実施
形態による酸素イオンビーム用マイクロ波イオン源の構
成について説明する。なお、本実施形態における酸素イ
オンビーム用マイクロ波イオン源の全体構成は、図１に
示したものと同様である。また、図２と同一符号は同一
部分を示している。

【００５５】加速電極１３０’は、プラズマ室１１０に
固定されている。加速電極１３０’は、酸素イオンビー
ムが通過するための複数のイオン引き出し穴１３０Ｃが
形成されている。また、加速電極１３０は、ニッケル
（Ｎｉ）によって形成されている。

【００５６】減速電極１３２’は、減速電極支持ベース
１４２’により固定支持され、さらに、減速電極支持ベ
ース１４２’は、絶縁碍子１６１，１６３に固定されて
いる。減速電極支持ベース１４２’には、水冷管１７２
が接触しており、減速電極支持ベース１４２’を介し
て、減速電極１３２’を冷却している。減速電極１３
２’は、酸素イオンビームが通過するための複数のイオ
ン引き出し穴１３２Ｃが形成されている。また、減速電
極１３２は、ニッケル（Ｎｉ）によって形成されてい
る。

【００５７】接地電極１３４’は、接地電極支持ベース
１４４’により固定支持され、さらに、接地電極支持ベ
ース１４４’は、絶縁碍子１６３に固定されている。接
地電極支持ベース１４４’には、水冷管１７４が接触し
ており、接地電極支持ベース１４４’を介して、接地電
極１３４’を冷却している。接地電極１３４’は、酸素
イオンビームが通過するための複数のイオン引き出し穴
１３４Ｃが形成されている。また、接地電極１３４は、
ニッケル（Ｎｉ）によって形成されている。

【００５８】減速電極支持ベース１４２’は、円筒部１
４２Ｘ’と円盤部１４２Ｙ’とから構成されている。円
筒部１４２Ｘ’は、円筒型のプラズマ室１１０の中心軸
と同軸であるとともに、一方の端部に減速電極１３２’
が固定され、他方の端部に円盤部１４２Ｙ’が固定され
ている。円盤部１４２Ｙ’は、リング状であり、プラズ
マ室１１０の中心軸と同軸であるとともに、一方の端部
に円筒部１４２Ｘ’が固定され、他方の端部は絶縁碍子
１６１，１６３に固定されている。円筒部１４２Ｘ’及
び円盤部１４２Ｙ’は、ともに、ニッケル（Ｎｉ）によ
って形成されている。

【００５９】接地電極支持ベース１４４’は、円筒部１
４４Ｘ’と円盤部１４４Ｙ’とから構成されている。円
筒部１４４Ｘ’は、円筒型のプラズマ室１１０の中心軸
と同軸であるとともに、一方の端部に接地電極１３４’
が固定され、他方の端部に円盤部１４４Ｙ’が固定され
ている。円盤部１４４Ｙ’は、リング状であり、プラズ
マ室１１０の中心軸と同軸であるとともに、一方の端部
に円筒部１４４Ｘ’が固定され、他方の端部は絶縁碍子
１６３に固定されている。円筒部１４４Ｘ’及び円盤部
１４４Ｙ’は、ともに、ニッケル（Ｎｉ）によって形成
されている。

【００６０】以上説明したように、本実施形態において
は、加速電極１３０’，減速電極１３２’，接地電極１
３４’及び減速電極支持ベース１４２’，接地電極支持
ベース１４４’は、ニッケルによって形成されている。
プラズマ室１１０から引き出し電極１３０’，１３
２’，１３４’によって酸素イオンビームを引き出す
と、１００ｍＡを越える大電流酸素イオンビームを引き
出す場合、ビーム自身の空間電荷によるビーム広がりが
大きくなるため、引き出し電極にも、数ｍＡレベルの酸
素ビームが当たる。その結果、ニッケルの表面は酸化し
て、酸化ニッケルが形成される。引き出し電極１３
０’，１３２’，１３４’の表面に形成された酸化ニッ
ケルは、極めて安定しており、イオン源の稼働時間が長
くなっても、膜厚が増えないことが判明した。従って、
イオン源の寿命を長くすることができる。

【００６１】また、ニッケルの表面に形成された酸化ニ
ッケルは、引き出し電極１３２’，１３４’の温度が１
００℃以下であると、安定性が優れていることが判明し
た。引き出し電極１３２’，１３４’の温度を１００℃
以下にするために、本実施形態においては、減速電極支
持ベース１４２’及び接地電極支持ベース１４４’とし
て、ニッケルを用いている。また、減速電極１３２’及
び接地電極１３４’の温度は、イオン源引き出し電流が
大きいほど、減速電極１３２’及び接地電極１３４’へ
のイオンビームの衝突量が増えるため、高くなる。そこ
で、引き出し電極１３２’，１３４’の温度を１００℃
以下にするために、イオン源引き出し電流Ｉと、減速電
極支持ベース１４２’及び接地電極支持ベース１４４’
の熱抵抗Ｒは、式（４）を満たすように設定している。

【００６２】次に、図３に示した評価試験機を用いた本
実施形態によるイオン源の試験評価結果について説明す
る。実験条件としては、マイクロ波電力，酸素ガス流
量，引き出し電圧等は、上述の例と全て同一としてい
る。

【００６３】電極温度は１００℃以下になることが実測
された。また、引き出し電極の表面に形成される酸化ニ
ッケルの膜厚は、イオン源の動作時間が長くなっても増
加しないものである。その結果、安定に連続運転できる
時間は、７００時間以上に改善された。安定運転時間
は、引き出し条件（マイクロ波電力，ガス圧力，磁場強
度等）によっては、１０００時間を超える場合もあっ
た。

【００６４】次に、本発明の第４の実施形態による酸素
イオンビーム用マイクロ波イオン源の構成について説明
する。なお、本実施形態における酸素イオンビーム用マ
イクロ波イオン源の構成は、図１に示したものと同様で
ある。

【００６５】本実施形態においては、図５に示したよう
に、加速電極１３０’は、イリジウム（Ｉｒ）によって
形成されている。減速電極１３２’は、イリジウム（Ｉ
ｒ）によって形成されている。接地電極１３４’は、イ
リジウム（Ｉｒ）によって形成されている。

【００６６】また、図２に示したように、減速電極支持
ベース１４２は、円筒部１４２Ｘと円盤部１４２Ｙとか
ら構成され、円筒部１４２Ｘ及び円盤部１４２Ｙは、と
もに、基材１４２Ａと、基材１４２Ａの表面（両面）に
形成された薄膜１４２Ｂとから形成されている。ここ
で、基材１４２Ａとしては、ＳＵＳを用い、薄膜１４２
Ｂとしては、イリジウム（Ｉｒ）を用いている。薄膜１
４２Ｂは、めっきにより、基材１４２Ａの表面に約１０
μｍの膜厚で形成されている。

【００６７】接地電極支持ベース１４４は、円筒部１４
４Ｘと円盤部１４４Ｙとから構成され、て円筒部１４４
Ｘ及び円盤部１４４Ｙは、ともに、基材１４４Ａと、基
材１４４Ａの表面（両面）に形成された薄膜１４４Ｂと
から形成されている。ここで、基材１４４Ａとしては、
ＳＵＳを用い、薄膜１４４Ｂとしては、イリジウム（Ｉ
ｒ）を用いている。薄膜１４４Ｂは、めっきにより、基
材１４４Ａの表面に約１０μｍの膜厚で形成されてい
る。

【００６８】以上説明したように、本実施形態において
は、加速電極１３０，減速電極１３２，接地電極１３４
は、イリジウムにより形成するとともに、減速電極支持
ベース１４２，接地電極支持ベース１４４は、イリジウ
ムの薄膜１４２Ｂ，１４４Ｂによって被覆している。プ
ラズマ室１１０から引き出し電極１３０，１３２，１３
４によって酸素イオンビームを引き出すと、１００ｍＡ
を越える大電流酸素イオンビームを引き出す場合、ビー
ム自身の空間電荷によるビーム広がりが大きくなるた
め、引き出し電極にも、数ｍＡレベルの酸素ビームが当
たる。その結果、イリジウムの表面は酸化して、酸化膜
が形成される。しかしながら、本発明者らの研究による
と、表面がイリジウムの場合、形成された酸化膜は速や
かに蒸発されるため、イオン源の稼働時間が長くなって
も、常に、表面はきれいなイリジウムの状態が保たれて
いることが判明した。従って、イオン源の寿命を長くす
ることができる。

【００６９】また、イリジウムの表面に形成されるた酸
化膜は、引き出し電極１３２’，１３４’の温度が７０
０℃以上であると、速やかに蒸発することが判明した。
引き出し電極１３２’，１３４’の温度を７００℃以上
にするために、本実施形態においては、減速電極支持ベ
ース１４２及び接地電極支持ベース１４４の基材１４２
Ａ，１４４Ａとして、銅に比べて熱伝導率の悪いＳＵＳ
を用いている。また、減速電極１３２’及び接地電極１
３４’の温度は、イオン源引き出し電流が大きいほど、
減速電極１３２’及び接地電極１３４’へのイオンビー
ムの衝突量が増えるため、高くなる。そこで、引き出し
電極１３２，１３４の温度を７００℃以上にするため
に、イオン源引き出し電流Ｉと、減速電極支持ベース１
４２及び接地電極支持ベース１４４の熱抵抗Ｒは、式
（４）を満たすように設定している。

【００７０】次に、図３に示した評価試験機を用いた本
実施形態によるイオン源の試験評価結果について説明す
る。実験条件としては、マイクロ波電力，酸素ガス流
量，引き出し電圧等は、上述の例と全て同一としてい
る。

【００７１】電極温度は７００℃以上になることが実測
された。また、引き出し電極の表面にはイリジウムの酸
化膜は、イオン源の動作時間が長くなっても殆ど形成さ
れないものである。その結果、安定に連続運転できる時
間は、７００時間以上に改善された。安定運転時間は、
引き出し条件（マイクロ波電力，ガス圧力，磁場強度
等）によっては、１０００時間を超える場合もあった。

【００７２】次に、本発明の第５の実施形態による酸素
イオンビーム用マイクロ波イオン源の構成について説明
する。なお、本実施形態における酸素イオンビーム用マ
イクロ波イオン源の構成は、図１及び図５に示したもの
と同様である。

【００７３】本実施形態においては、図５に示したよう
に、加速電極１３０’は、白金（Ｐｔ）によって形成さ
れている。減速電極１３２’は、白金（Ｐｔ）によって
形成されている。接地電極１３４’は、白金（Ｐｔ）に
よって形成されている。

【００７４】また、図２に示したように、減速電極支持
ベース１４２は、円筒部１４２Ｘと円盤部１４２Ｙとか
ら構成され、円筒部１４２Ｘ及び円盤部１４２Ｙは、と
もに、基材１４２Ａと、基材１４２Ａの表面（両面）に
形成された薄膜１４２Ｂとから形成されている。ここ
で、基材１４２Ａとしては、銅（Ｃｕ）を用い、薄膜１
４２Ｂとしては、白金（Ｐｔ）を用いている。薄膜１４
２Ｂは、めっきにより、基材１４２Ａの表面に約１０μ
ｍの膜厚で形成されている。

【００７５】接地電極支持ベース１４４は、円筒部１４
４Ｘと円盤部１４４Ｙとから構成され、て円筒部１４４
Ｘ及び円盤部１４４Ｙは、ともに、基材１４４Ａと、基
材１４４Ａの表面（両面）に形成された薄膜１４４Ｂと
から形成されている。ここで、基材１４４Ａとしては、
銅（Ｃｕ）を用い、薄膜１４４Ｂとしては、白金（Ｐ
ｔ）を用いている。薄膜１４４Ｂは、めっきにより、基
材１４４Ａの表面に約１０μｍの膜厚で形成されてい
る。

【００７６】以上説明したように、本実施形態において
は、加速電極１３０，減速電極１３２，接地電極１３４
は、白金により形成するとともに、減速電極支持ベース
１４２，接地電極支持ベース１４４は、白金の薄膜１４
２Ｂ，１４４Ｂによって被覆している。プラズマ室１１
０から引き出し電極１３０，１３２，１３４によって酸
素イオンビームを引き出すと、１００ｍＡを越える大電
流酸素イオンビームを引き出す場合、ビーム自身の空間
電荷によるビーム広がりが大きくなるため、引き出し電
極にも、数ｍＡレベルの酸素ビームが当たる。その結
果、白金の表面への酸化膜の形成は抑制される。また、
白金の表面は、酸素イオンビームによってスパッタリン
グされるが、加速電極１３０，減速電極１３２，接地電
極１３４は、白金により形成しているので、表面的に白
金が除去されても、常に、表面はきれいな白金の状態が
保たれている。従って、イオン源の寿命を長くすること
ができる。

【００７７】また、支持ベースの表面の白金薄膜がスパ
ッタリングにより除去された場合でも、支持ベースの温
度を低くしておくことにより、基材である銅の表面に酸
化膜が形成されるのを低減することができる。そこで、
支持ベースの温度を１００℃以下にするために、本実施
形態においては、減速電極支持ベース１４２及び接地電
極支持ベース１４４の基材１４２Ａ，１４４Ａとして、
熱伝導率の良い銅を用いている。また、減速電極１３
２’及び接地電極１３４’の温度は、イオン源引き出し
電流が大きいほど、減速電極１３２’及び接地電極１３
４’へのイオンビームの衝突量が増えるため、高くな
る。そこで、引き出し電極１３２，１３４の温度を１０
０℃以下にするために、イオン源引き出し電流Ｉと、減
速電極支持ベース１４２及び接地電極支持ベース１４４
の熱抵抗Ｒは、式（４）から０．１９（Ｋ／Ｗ）以下を
満たすように設定している。

【００７８】次に、図３に示した評価試験機を用いた本
実施形態によるイオン源の試験評価結果について説明す
る。実験条件としては、マイクロ波電力，酸素ガス流
量，引き出し電圧等は、上述の例と全て同一としてい
る。

【００７９】電極温度は１００℃以下になることが実測
された。また、引き出し電極の表面には白金の酸化膜
は、イオン源の動作時間が長くなっても殆ど形成されな
いものである。その結果、安定に連続運転できる時間
は、７００時間以上に改善された。

【００８０】なお、引き出し電極１３０，１３２，１３
４の基材の材料としては、モリブデン（Ｍｏ）の他に、
高融点金属であるタングステンやタンタルを用いる場合
もあり、これらの金属材料に対しても、本発明は同様に
適用できるものである。

【００８１】また、上述した各実施形態では、３枚の引
き出し電極にニッケルメッキやイリジウムメッキを施し
たが、電極間の放電は、主に加速電極と減速電極の間で
発生することから、加速電極及び減速電極、若しくは、
減速電極のみにニッケルメッキやイリジウムメッキを施
したり、ニッケル，イリジウム，白金で構成するように
しても、従来に比べて長寿命化を図ることができる。

【００８２】

【発明の効果】本発明によれば、酸素イオンビーム用マ
イクロ波イオン源の寿命をさらに長くすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による酸素イオンビーム用
マイクロ波イオン源の構成を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施形態による酸素イオンビーム用
マイクロ波イオン源の中の引き出し電極の構成を示す断
面図である。

【図３】本発明の一実施形態による酸素イオンビーム用
マイクロ波イオン源の性能を評価するためのイオン源評
価試験機の構成の説明図である。

【図４】本発明の一実施形態による酸素イオンビーム用
マイクロ波イオン源を用いた酸素イオン注入装置の構成
の説明図である。

【図５】本発明の第３の実施形態による酸素イオンビー
ム用マイクロ波イオン源の構成の説明図である。

【符号の説明】

１０…シールドケース ２０…ビーム受け板 ２６…真空排気装置 ３０…質量分離器 ４０…ファラデーカップ ５０…後段加速管 ６０…レンズ ７０…偏向器 ８０…イオン注入室 ８２…回転円盤 ８４…シリコンウエハ ８６…ウエハ搬送装置 １００…マイクロ波イオン源 １１０…プラズマ室 １２０…コイル １３０…加速電極 １３０Ａ，１３２Ａ，１３４Ａ…基材 １３０Ｂ，１３２Ｂ，１３４Ｂ…薄膜 １３２…減速電極 １３４…接地電極 １４０…マイクロ波窓 １４２…減速電極支持ベース １４４…接地電極支持ベース １６１，１６３…絶縁碍子 １７２，１７４…水冷管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブレント オネイ 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (56)参考文献 特開 平９−115455（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−63492（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−149789（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−243954（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−18568（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 27/02 H01J 27/18 H01J 37/08

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】酸素ガスのプラズマを発生するプラズマ室
   と、 このプラズマ室において発生したプラズマから酸素イオ
   ンビームを引き出す引き出し電極とを有する酸素イオン
   ビーム用マイクロ波イオン源において、 上記引き出し電極の少なくとも表面を形成する金属材料
   として、ニッケル若しくはイリジウムを用い、 上記引き出し電極の材料にニッケルを用いた際には該引
   き出し電極の温度を１００℃以下に保つための手段を備
   え、上記引き出し電極の材料にイリジウムを用いた際に
   は該引き出し電極の温度を７００℃以上に保つための手
   段を備えることを特徴とする酸素イオンビーム用マイク
   ロ波イオン源。
2. 【請求項２】酸素ガスのプラズマを発生するプラズマ室
   と、 このプラズマ室において発生したプラズマから酸素イオ
   ンビームを引き出す引き出し電極とを有する酸素イオン
   ビーム用マイクロ波イオン源において、 上記引き出し電極を支持する支持ベースの少なくとも表
   面を形成する金属材料としてニッケルを用いるととも
   に、上記引き出し電極の温度が１００℃以下となるよう
   に、上記支持ベースに温度制御手段を設けたことを特徴
   とする酸素イオンビーム用マイクロ波イオン源。
3. 【請求項３】請求項２記載の酸素イオンビーム用マイク
   ロ波イオン源において、 上記支持ベースの基材を銅として、その表面にニッケル
   薄膜を形成することを特徴とする酸素イオンビーム用マ
   イクロ波イオン源。
4. 【請求項４】請求項２記載の酸素イオンビーム用マイク
   ロ波イオン源において、 上記支持ベースの温度制御手段は、上記支持ベースを冷
   却する冷却手段を備え、上記支持ベースの熱抵抗と上記
   支持ベースの冷却温度は、上記引き出し電極の温度を１
   ００℃以下に保つように設定されていることを特徴とす
   る酸素イオンビーム用マイクロ波イオン源。
5. 【請求項５】酸素ガスのプラズマを発生するプラズマ室
   と、 このプラズマ室において発生したプラズマから酸素イオ
   ンビームを引き出す引き出し電極とを有する酸素イオン
   ビーム用マイクロ波イオン源において、 上記引き出し電極を支持する支持ベースの少なくとも表
   面を形成する金属材料としてイリジウムを用いるととも
   に、上記引き出し電極の温度が７００℃以上となるよう
   に、上記支持ベースに温度制御手段を設けたことを特徴
   とする酸素イオンビーム用マイクロ波イオン源。
6. 【請求項６】請求項５記載の酸素イオンビーム用マイク
   ロ波イオン源において、 上記支持ベースの基材をＳＵＳとして、その表面にイリ
   ジウム薄膜を形成したことを特徴とする酸素イオンビー
   ム用マイクロ波イオン源。
7. 【請求項７】請求項５記載の酸素イオンビーム用マイク
   ロ波イオン源において、 上記支持ベースの温度制御手段は、上記引き出し電極の
   温度が７００℃以上となるように、上記支持ベースの熱
   抵抗が設定されていることを特徴とする酸素イオンビー
   ム用マイクロ波イオン源。