JPH01120738A - Microwave ion source - Google Patents
Microwave ion sourceInfo
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- JPH01120738A JPH01120738A JP27874587A JP27874587A JPH01120738A JP H01120738 A JPH01120738 A JP H01120738A JP 27874587 A JP27874587 A JP 27874587A JP 27874587 A JP27874587 A JP 27874587A JP H01120738 A JPH01120738 A JP H01120738A
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、例えばイオンビームエツチング、イオンビ
ームスパッタリング、イオンビームデポジション等に用
いられるものであって、プラズマ生成容器内にマイクロ
波を導入してマイクロ波放電によってプラズマを発生さ
せるマイクロ波イオン源に関し、特に当該プラズマ生成
容器内にマイクロ波を導入する部分の改良に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is used, for example, in ion beam etching, ion beam sputtering, ion beam deposition, etc. The present invention relates to a microwave ion source that generates plasma by microwave discharge, and particularly relates to improvements in the part that introduces microwaves into the plasma generation container.
第３図は、従来のマイクロ波イオン源の一例を示す断面
図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a conventional microwave ion source.
このマイクロ波イオン源は、例えばＥＣＲ型イオン源で
あり、プラズマ生成容器２内にガス導入口８からガス２
０を導入すると共に、磁場コイルｌＯによってプラズマ
生成容器２内にイオンビーム２６引出し軸方向に磁場を
発生させ、かつプラズマ生成容器２内にマイクロ波導入
口６を通して導波管１６からのマイクロ波１８を導入す
ることによって、プラズマ生成容器２内にマイクロ波放
電を起こさせてプラズマ２２を発生させる。このとき、
ＥＣＲ型イオン源の場合は、電子サイクロトロン共鳴を
利用する。そしてこのプラズマ２２から、プラズマ生成
容器２のイオン引出し口４の近傍に設けた引出し電極系
２４によって電界の作用でイオンビーム２６を引き出す
。This microwave ion source is, for example, an ECR type ion source, and a gas 2 is introduced into the plasma generation container 2 from a gas inlet 8.
At the same time, a magnetic field is generated in the direction of the extraction axis of the ion beam 26 in the plasma generation container 2 by the magnetic field coil IO, and the microwave 18 from the waveguide 16 is introduced into the plasma generation container 2 through the microwave inlet 6. By introducing it, microwave discharge is caused in the plasma generation container 2 and plasma 22 is generated. At this time,
In the case of an ECR type ion source, electron cyclotron resonance is used. Then, an ion beam 26 is extracted from this plasma 22 by the action of an electric field by an extraction electrode system 24 provided near the ion extraction port 4 of the plasma generation container 2.
その場合、プラズマ生成容器２内は通常は高真空（例え
ばＥＣＲ型の場合は１０−５〜１０−’Ｔ ｏ ｒ ｒ
程度）に真空排気され、一方導波管１６は大気側にある
ため、プラズマ生成容器２のマイクロ波導入口６を、マ
イクロ波１８の導入に支障の無い例えばセラミンク板の
ような耐熱性絶縁板１４および０リング１２を用いて真
空シールしている。In that case, the inside of the plasma generation vessel 2 is usually in a high vacuum (for example, in the case of an ECR type, 10-5 to 10-' Torr
On the other hand, since the waveguide 16 is located on the atmosphere side, the microwave inlet 6 of the plasma generation container 2 is connected to a heat-resistant insulating plate 14 such as a ceramic board that does not interfere with the introduction of the microwave 18. and an O-ring 12 for vacuum sealing.
ところが上記のようなマイクロ波イオン源においては、
イオンビーム２６の引出しの際にプラズマ２２中の高エ
ネルギー電子が磁場コイル１０による磁力線に沿ってマ
イクロ波供給側へ進行してマイクロ波導入口６部分の耐
熱性絶縁板１４の表面に衝突し、それによって当該耐熱
性絶縁板１４がｔｒ４傷を受け、主に当該電子による局
部的加熱によって熱歪が生じてそれが破損するという問
題が起こる。そのようなことが起これば、当該耐熱性絶
縁板１４から真空リークが起こり、プラズマ生成容器２
内はもはや真空が維持できなくなり、当該イオン源の動
作は不可能になる。However, in the microwave ion source as mentioned above,
When the ion beam 26 is extracted, the high-energy electrons in the plasma 22 travel along the magnetic field lines of the magnetic field coil 10 toward the microwave supply side and collide with the surface of the heat-resistant insulating plate 14 at the microwave inlet 6 portion. This causes a problem in that the heat-resistant insulating plate 14 is damaged by tr4 damage, and thermal strain occurs mainly due to localized heating by the electrons, resulting in damage. If such a thing occurs, a vacuum leak will occur from the heat-resistant insulating plate 14, and the plasma generation vessel 2 will be damaged.
A vacuum can no longer be maintained inside, and the ion source becomes inoperable.
そこでこの発明は、このような点を改良したマイクロ波
イオン源を提供することを目的とする。Therefore, it is an object of the present invention to provide a microwave ion source that is improved in these respects.
この発明のマイクロ波イオン源は、プラズマ生成容器に
設けたマイクロ波導入口を第１の耐熱性絶縁板を用いて
真空シールすると共に、当該耐熱性絶縁板のプラズマ生
成容器内側の面であって少なくともマイクロ波導入口部
分を第２の耐熱性絶縁板で覆っていることを特徴とする
。In the microwave ion source of the present invention, a microwave inlet provided in a plasma generation container is vacuum-sealed using a first heat-resistant insulating plate, and at least It is characterized in that the microwave inlet portion is covered with a second heat-resistant insulating plate.
上記構成によれば、第２の耐熱性絶縁板によって、プラ
ズマ生成容器内で発生した高エネルギー電子が真空シー
ル用の第１の耐熱性絶縁板に衝突するのが阻止され、そ
れによって高エネルギー電子による当該第１の耐熱性絶
縁板の破損等が防止される。その場合、高エネルギー電
子の衝突によって第２の耐熱性絶縁板が破損するような
ことが起こったとしても、マイクロ波導入口の真空シー
ル作用は第１の耐熱性絶縁板によって維持されているた
め、当該イオン源の動作に支障は生じない。According to the above configuration, the second heat-resistant insulating plate prevents high-energy electrons generated within the plasma generation container from colliding with the first heat-resistant insulating plate for vacuum sealing, thereby preventing the high-energy electrons from colliding with the first heat-resistant insulating plate for vacuum sealing. This prevents damage to the first heat-resistant insulating plate due to In that case, even if the second heat-resistant insulating plate is damaged by collision with high-energy electrons, the vacuum sealing effect of the microwave inlet is maintained by the first heat-resistant insulating plate. There is no problem in the operation of the ion source.
その結果、当該イオン源の長時間運転が可能になる。As a result, the ion source can be operated for a long time.
第１図は、この発明の一実施例に係るマイクロ波イオン
源を示す断面図である。第３図の例と同一または相当す
る部分には同一符号を付し、以下においてはそれとの相
違点を主に説明する。FIG. 1 is a sectional view showing a microwave ion source according to an embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same or corresponding parts as in the example of FIG. 3, and the differences therefrom will be mainly explained below.
この実施例においては、プラズマ生成容器２のマイクロ
波導入口６を第１の前述したような耐熱性絶縁板１４を
用いて真空シールすると共に、当該プラズマ生成容器２
のマイクロ波導入口６の周囲に外側から段落し部２８を
設けてその中に第２の耐熱性絶縁板３０を嵌め込み、そ
れによって耐熱性絶縁板１４のプラズマ生成容器２内例
の面であって少なくともマイクロ波導入口６の部分を覆
うようにしている。In this embodiment, the microwave inlet 6 of the plasma generation vessel 2 is vacuum-sealed using the first heat-resistant insulating plate 14 as described above, and the plasma generation vessel 2 is
A stepped portion 28 is provided from the outside around the microwave inlet 6, and the second heat-resistant insulating plate 30 is fitted into the stepped portion 28, whereby the surface of the heat-resistant insulating plate 14 inside the plasma generation container 2 is At least a portion of the microwave inlet 6 is covered.
両市熱性絶縁板１４．３０は、耐熱性が大きく、しかも
マイクロ波１８の吸収を抑えるために誘電率が小さいも
のが好ましく、従ってこれらには例えばアルミナのよう
なセラミック板や石英板等を用いるのが好ましい。It is preferable that the thermal insulating plates 14.30 have high heat resistance and low dielectric constant in order to suppress the absorption of microwaves 18. Therefore, it is preferable to use ceramic plates such as alumina, quartz plates, etc. for these. is preferred.
上記構成によれば、導波管１６からのマイクロ波１８を
両市熱性絶縁板１４．３０を通して支障無くプラズマ生
成容器２内へ導入することができる。According to the above configuration, the microwave 18 from the waveguide 16 can be introduced into the plasma generation container 2 through the two heat insulating plates 14 and 30 without any trouble.
しかも、プラズマ生成容器２内で発生して磁場コイルｌ
Ｏによる磁力線に沿ってマイクロ波供給側へ進行する高
エネルギー電子が真空シール用の耐熱性絶縁板１４に衝
突するのを、耐熱性絶縁板３０によって阻止することが
できる。従って当該高エネルギー電子による耐熱性絶縁
板１４のｔ４傷や破損は起こらない。Moreover, the magnetic field coil l generated in the plasma generation container 2
The heat-resistant insulating plate 30 can prevent high-energy electrons traveling toward the microwave supply side along the magnetic field lines caused by O from colliding with the heat-resistant insulating plate 14 for vacuum sealing. Therefore, t4 damage or damage to the heat-resistant insulating plate 14 due to the high-energy electrons does not occur.
もっとも、耐熱性絶縁板３０は、高エネルギー電子の衝
突によって損傷を受け、当該電子による局部的加熱によ
る熱歪によって破損する（クランクが入る）場合もある
が、そのようなことが起こったとしても、マイクロ波導
入口６の真空シール作用は耐熱性絶縁板１４によって維
持されているため、従来のような真空リークは発生せず
、従って当該イオン源の動作に支障は生じない。それゆ
え、当該イオン源を長時間に亘り安定して動作させるこ
とができるようになる。However, the heat-resistant insulating plate 30 may be damaged by collisions with high-energy electrons, and may also be damaged (cranked) due to thermal distortion caused by localized heating by the electrons, but even if such an event occurs, Since the vacuum sealing effect of the microwave inlet 6 is maintained by the heat-resistant insulating plate 14, vacuum leaks as in the conventional case do not occur, and therefore the operation of the ion source is not hindered. Therefore, the ion source can be stably operated for a long period of time.
尚、上記耐熱性絶縁板３０は、例えば第２図に示すよう
な２枚重ね、あるいはそれ以上の複数枚重ねにしても良
く、そのようにすれば１枚の場合に比べてより長時間の
運転に耐えることができるようになる。これは、高エネ
ルギー電子の耐熱性絶縁板３０への進入深さは当該耐熱
性絶縁板３０の厚さに比べて著しく小さく、主に当該電
子による局部的加熱による熱歪によって当該耐熱性絶縁
板３０にクラックが入るようなことが起こるが、そのク
ラックは隣接する耐熱性絶縁板３０までは進行しないの
で、厚みの薄い耐熱性絶縁板３０を複数枚重ねた方が全
体の寿命が長くなるからである。Note that the heat-resistant insulating board 30 may be stacked, for example, in two layers as shown in FIG. 2, or in a plurality of layers. Be able to withstand driving. This is because the penetration depth of high-energy electrons into the heat-resistant insulating plate 30 is extremely small compared to the thickness of the heat-resistant insulating plate 30, and the heat-resistant insulating plate is mainly affected by thermal strain caused by local heating by the electrons. 30 may develop a crack, but the crack will not propagate to the adjacent heat-resistant insulating board 30, so stacking multiple thin heat-resistant insulating boards 30 will extend the overall lifespan. It is.
また、上記耐熱性絶縁板３０の取付は方は、前述したよ
うにマイクロ波導入口６の周囲に段落し部２８を設けて
そこに嵌め込むのが簡単で良いが、その他の手段によっ
ても良いのは勿論である。Further, the heat-resistant insulating plate 30 can be easily attached by providing a stepped portion 28 around the microwave inlet 6 and fitting it there as described above, but other methods may also be used. Of course.
以上のようにこの発明によれば、マイクロ波導入口の真
空シール用の第１の耐熱性絶縁板が高エネルギー電子に
よって損傷を受けたり破損したりするのを、第２の耐熱
性絶縁板によって防止することができる。その結果、当
該イオン源の長時間運転が可能になる。As described above, according to the present invention, the second heat-resistant insulating plate prevents the first heat-resistant insulating plate for vacuum sealing the microwave inlet from being damaged or broken by high-energy electrons. can do. As a result, the ion source can be operated for a long time.
第１図は、この発明の一実施例に係るマイクロ波イオン
源を示す断面図である。第２図は、この発明の他の実施
例に係るマイクロ波イオン源を部分的に示す断面図であ
る。第３図は、従来のマイクロ波イオン源の一例を示す
断面図である。
２・・・プラズマ生成容器、６・・・マイクロ波導入口
、１４・・・第１の耐熱性絶縁板、１６・・・導波管、
１８・・・マイクロ波、２２・・・プラズマ、３０・・
・第２の耐熱性絶縁板。FIG. 1 is a sectional view showing a microwave ion source according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view partially showing a microwave ion source according to another embodiment of the invention. FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a conventional microwave ion source. 2... Plasma generation container, 6... Microwave inlet, 14... First heat-resistant insulating plate, 16... Waveguide,
18...Microwave, 22...Plasma, 30...
-Second heat-resistant insulating board.
Claims (1)
クロ波放電によってプラズマを発生させるマイクロ波イ
オン源において、プラズマ生成容器に設けたマイクロ波
導入口を第１の耐熱性絶縁板を用いて真空シールすると
共に、当該耐熱性絶縁板のプラズマ生成容器内側の面で
あって少なくともマイクロ波導入口部分を第２の耐熱性
絶縁板で覆っていることを特徴とするマイクロ波イオン
源。(1) In a microwave ion source that introduces microwaves into a plasma generation container and generates plasma by microwave discharge, the microwave inlet provided in the plasma generation container is vacuum-sealed using a first heat-resistant insulating plate. A microwave ion source characterized in that the heat-resistant insulating plate has a second heat-resistant insulating plate covering at least a portion of the microwave inlet, which is a surface of the heat-resistant insulating plate inside the plasma generation container.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27874587A JPH01120738A (en) | 1987-11-04 | 1987-11-04 | Microwave ion source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27874587A JPH01120738A (en) | 1987-11-04 | 1987-11-04 | Microwave ion source |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01120738A true JPH01120738A (en) | 1989-05-12 |
Family
ID=17601611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27874587A Pending JPH01120738A (en) | 1987-11-04 | 1987-11-04 | Microwave ion source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01120738A (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60264032A (en) * | 1984-06-11 | 1985-12-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Microwave ion source |
| JPS6443950A (en) * | 1987-08-10 | 1989-02-16 | Nippon Telegraph & Telephone | Microwave ion source |
-
1987
- 1987-11-04 JP JP27874587A patent/JPH01120738A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60264032A (en) * | 1984-06-11 | 1985-12-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Microwave ion source |
| JPS6443950A (en) * | 1987-08-10 | 1989-02-16 | Nippon Telegraph & Telephone | Microwave ion source |
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