JPH027331A - マイクロ波イオン源 - Google Patents

マイクロ波イオン源

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JPH027331A
JPH027331A JP63156423A JP15642388A JPH027331A JP H027331 A JPH027331 A JP H027331A JP 63156423 A JP63156423 A JP 63156423A JP 15642388 A JP15642388 A JP 15642388A JP H027331 A JPH027331 A JP H027331A
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JP
Japan
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ion source
microwave
flange
vacuum
source head
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Pending
Application number
JP63156423A
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English (en)
Inventor
Genichi Katagiri
源一 片桐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH027331A publication Critical patent/JPH027331A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、イオン打込み装置や、エツチング装置、ス
パッタリング装置などに用いられるマイクロ波イオン源
であって、マイクロ波発振器のほか、イオン源となるプ
ラズマ生成部を構成する構造物として、一方の端面にリ
ング状のフランジが形成された筒状の真空容器と、この
真空容器に挿入可能な外形寸法を有する。内部でプラズ
マが生成される筒状体として形成され挿入時の先方端側
底面にイオン引出し口を備えるとともに後方端側底面に
前記プラズマを生成するためのマイクロ波が導入される
開口が形成されかつ該底面が面方向外方へ延びて前記真
空容器のフランジと締結されるフランジを形成するイオ
ン源ヘッドとを備えたマイクロ波イオン源に関する。
〔従来の技術〕
マイクロ波と磁界とによって試料ガスをプラズマ化し、
このプラズマからイオンを引き・出し利用するイオン源
は、長時間の使用により、前記プラズマ生成部の構造物
壁面などに試料ガスが付着。
堆積したり、荷電粒子のスパッタによって汚れてくるこ
とが原因となり、イオン源ヘッドから引き出されるイオ
ンのビームが不安定になったり、引き出しビーム量が減
少したりする。このような場合、イオン源ヘッドはその
挿入された真空容器から取り外し、ヘッド及び容器内部
等をクリーニングした後、再び容器に取り付けて使用す
る。このときのイオン源ヘッドと真空容器との結合部の
従来の構造例を第3図に示す。
第3図において、筒状の真空容器5の一方の端面に形成
されたリング状のフランジ5aには2個の案内ピン8a
が所定の間隔をおいてフランジ5aの直径上に植設され
、このフランジ5aと締結されるイオン源ヘッド1のフ
ランジ1aには案内ピン8aが陥入するピン穴8bが形
成されている。イオン源ヘッド1を真空容器5に取り付
けるときには、イオン源ヘッドlの筒状部を真空容器5
の内側に挿入してフランジ5aのピン8aをフランジ1
aのピン穴8bに陥入させ、真空容器5のフランジ5a
の端面に形成された円形の溝に嵌め込まれているOリン
グ9をイオン源ヘッドlのフランジ1aの面で押圧、変
形させながらフランジ1aを複数のボルトを用いてフラ
ンジ5aに両フランジの面が互いに当接するまで締め付
け、これによりOリング9を所定量変形させ、両フラン
ジ間の気密を得ている。
(発明が解決しようとする!Iff) このような従来の結合部構造の問題点は次の通りである
。すなわち、イオン源ヘッドlの7ランジ1aを真空容
器5のフランジ5aに締め付ける際の締め付は不足や、
複数のボルトが一様に締め付けられず0リング9が片寄
って変形し両フランジ間にすき間が生じたような場合に
は、このすき間からマイクロ波が漏洩する。漏洩したマ
イクロ波はすき間で放電を起こし構造材を傷めたり、高
周波加熱によって人体へ損傷を与えるため、極めて問題
であった。
この発明の目的は、フランジの締め付は不足や片線めな
どがあってもマイクロ波の漏洩を防止することのできる
結合部の構造と、万一マイクロ波が漏洩するおそれのあ
る場合にはあらかじめ自動的にマイクロ波による危険防
止の処置がとられるマイクロ波イオン源の構成とを提供
することである。
〔課題を解決するための手段〕
上82 tIifiを解決するために、この発明によれ
ば、イオン源ヘッドの筒状部からフランジ部への移行部
を階段状に形成するとともに真空容器のフランジ部の内
側をこの階段に密に嵌合する階段状に形成しかつ真空容
器内圧力を検出する手段を設けてその出力信号によりマ
イクロ波発振器の発振出力が制御されるようにマイクロ
波イオン源を構成するものとする。
〔作用〕
イオン源ヘッドと真空容器との結合部をこのように構成
し、組立て時に互いに嵌め合わされる階段の高さを一定
値以上1例えばイオン源ヘッドのフランジと真空容器の
フランジとの間の気密パツキンの締めしろより大きく設
定することにより、両フランジの締付は開始の時点にお
いて両フランジはすでに密に嵌め合わされている状態と
なり、このため、締め付は不足や片線めなどがあっても
マイクロ波が外部へ漏洩することはない、さらに、締め
付は不足や片線めなどにより気密が保持されず、運転の
ために真空引きされた容器内が所定の圧力に違すること
ができない場合には、これを検出してマイクロ波が発振
されないようにマイクロ波発振器を制御すれば、万一前
記階段部の嵌合いが不完全状態のままイオン源ヘッドの
組み付けが行われている場合にもおのずからマイクロ波
漏洩の危険が防止され、マイクロ波漏洩の危険は構造的
、電気的に二重に防止されることになる。シ、がも、真
空容器内圧力の検出は、真空容器内に4人される試料ガ
ス流量の異常、前記フランジ部以外のイオン源部分の気
密不良などイオン源全体の不具合検出をも可能にし、こ
の不具合に基づくマイクロ波の漏洩があるときは、この
漏洩によるマイクロ波の危険をも防止することが可能に
なる。
〔実施例〕
第1図および第2図に本発明の一実施例を示す。
第1図は本発明によるマイクロ波イオン源の全体構成を
示し、第2図は第1図中プラズマ生成部を構成する真空
容器とイオン源ヘッドとの結合部の構造を示す、イオン
源ヘッド11は真空容器55にそれぞれのフランジ11
a、55aを図示されない複数のボルトを用いて締結す
ることにより取り付けられる。マイクロ波発振器30は
、発振源であるマグネトロン31と、発振出力を制御す
る制御部32と、マグネトロン31.制御部32に動作
電圧を供給する電源部33とに大別でき、ここで発振さ
れたマイクロ波は、マイクロ波の伝達路を形成する導波
管2と、到達したマイクロ波を効率よくイオン源ヘッド
11に導入するための整合器21とを経てイオン源へラ
ド11に導入される。なお、アイソレータ20は、イオ
ン源ヘッド11側から反射されて戻ってくるマイクロ波
を吸収してマイクロ波発振器を保護するためのものであ
る。また、この図には示していないが、イオン源ヘッド
11内に静磁界を印加するための1例えば真空容器55
を取り囲むソレノイドコイルのような磁界発生手段と、
イオン源ヘッド11に試料ガスを導入するための配管系
とが図示のマイクロ波イオン源に付加される。なお、符
号7はイオン源ヘッドに発生した試料ガスプラズマから
イオンビーム100を引き出すための引出し電極系を示
す、そして、真空容器55の容器壁には容器内圧力を検
出するための圧力検出器34が取り付けられ、その出力
信号はマイクロ波発振器30を構成する制御部32に入
力される。圧力検出器34には、例えば電離真空測定子
のようにイオン源圧力測定用のものを用いる。電離真空
測定子はたとえば熱陰極とグリッドとイオンコレクタと
の3電掻により構成され、熱陰極を出てグリッドに捕獲
される電子電流と、電子が熱陰極からグリッドに達する
間に一部の電子が気体分子を電離し、生成した正イオン
がコレクタに達して形成するイオン電流との比が、電子
電流を一定に保った場合、気体分子の密度すなわち圧力
に比例することを利用し、イオンコレクタに流れる電流
を計測して圧力を検出するものであり、精度の高い検出
が可能で″ある。
一方、マイクロ波イオン源のプラズマ生成部を構成し、
分解と再組立てとが繰り返し行われるイオン源へラド1
1と真空容器55との結合構造は、第2図に示されるよ
うに、イオン源ヘッド11の筒状部11bからフランジ
llaへの移行部をllcのように階段状に形成し、こ
の階段11cの高さすなわち寸法Hを0リング9の圧縮
しろよりも大きく形成するとともに、真空容器55のフ
ランジ55aの内側を階段11cに密に嵌合する階段状
に形成し、イオン源ヘッド11を真空容器55に挿入し
てOリング9の圧縮を開始する時点では両フランジはす
でに密に嵌め合わされている構造としている。従って両
フランジの締め付は不足や片線めなどがあってもマイク
ロ波は外部へ漏洩することはできない。
以上は本発明の一実施例であるが、圧力検出器34の取
付は位置は真空容器55の容器壁にかぎらず、真空容器
55内の圧力が測定可能な位置であればどこでもよい、
また、圧力検出器34の出力信号によって制御されるの
は制御部32ではなく1[部33として電源の出力を直
接ロックする構成としてもよい。
〔発明の効果〕
以上に述べたように、本発明によれば、一方の端面にリ
ング状のフランジが形成された筒状の真空容器と、この
真空容器に挿入可能な外形寸法を有する。内部でプラズ
マが生成される筒状体として形成され挿入時の先方端側
底面にイオン引出し口を備えるとともに後方端側底面に
前記プラズマを生成するためのマイクロ波が導入される
開口が形成されかつ該底面が面方向外方へ延びて前記真
空容器のフランジと締結されるフランジを形成するイオ
ン源ヘッドとを備えてなるマイクロ波イオン源を、前記
イオン源ヘッドの筒状部からフランジ部への移行部が階
段状に形成されるとともに前記真空容器のフランジ部の
内側がこの階段に密に嵌合する階段状に形成されかつ前
記真空容器内圧力を検出する手段を備えて該検出手段の
出力信号により前記マイクロ波発振器の発振出力が制御
される構成としたので、イオン源ヘッドの真空容器への
組み付は時に互いに嵌め合わされる前記階段の高さを一
定値以上1例えば上述の実施例ではイオン源ヘッドのフ
ランジと真空容器のフランジとの間に介装される0リン
グの締めしろより大きく設定することにより、両フラン
ジの締付は開始の時点では両フランジはすでに密に嵌め
合わされている状態となり、このため、締め付は不足や
片線めなどがあってもマイクロ波は外部へ漏洩すること
はできず、この結合部からのマイクロ波漏洩の危険を確
実に防止することができる。さらに、本発明のマイクロ
波イオン源には真空容器内の圧力を検出する圧力検出器
が設けられているから、イオン源ヘッドの組み付けが不
完全で気密が保持できない場合には、真空容器内が所定
の圧力に到達しないから、これを検出してマイクロ波の
発振をロックすることができ、マイクロ波漏洩の危険を
あらかじめ防止することが可能になる。従って、前記階
段構造によるマイクロ波の漏洩防止と、真空容器内圧力
の検出によるマイクロ波発振の制御とにより、マイクロ
波漏洩の危険が構造的、1lft気的に二重に防止され
、しかも真空容器内圧力の検出は、真空容器内に導入さ
れる試料ガス流量の異常、真空容器とイオン源ヘッドと
の結合部以外のイオン源部分の気密不良などイオン源全
体の不具合検出をも可能にし、かつこの検出は装置の運
転中も行われるから、マイクロ波イオン源自体として、
また、かかる構成のマイクロ波イオン源を用いる装置の
運転安全性を著しく向上せしめうる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるマイクロ波イオン源の
構成図、第2図は第1図に示すイオン源へ、ドと真空容
器との結合部の構造を示すものであって(blは結合部
の断面図、(a)はこの断面図のB−B位置において矢
印方向にみた真空容器の正面図 (但し0リングは省略
)、第3図は従来のイオン源ヘッドと真空容器との結合
部の構造を示すものであって山)は結合部の断面図、(
5)はこの断面図のA−A位置において矢印方向にみた
真空容器の正面図(但しOリングは省略)である。 l、U:イオン源ヘッド、la、41a:フランジ、5
.55:真空容器、5a、55a :フランジ、llb
  :筒状部、llc :階段、30:マイクロ波発振
器〜34:圧力検出器(圧力検出手段)、100:イオ
ンビー第1図 (a) (b) 第2図 (a) (b) 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)マイクロ波発振器と、一方の端面にリング状のフラ
    ンジが形成された筒状の真空容器と、この真空容器に挿
    入可能な外形寸法を有する、内部でプラズマが生成され
    る筒状体として形成され挿入時の先方端側底面にイオン
    引出し口を備えるとともに後方端側底面に前記プラズマ
    を生成するためのマイクロ波が導入される開口が形成さ
    れかつ該底面が面方向外方へ延びて前記真空容器のフラ
    ンジと締結されるフランジを形成するイオン源ヘッドと
    を備えてなるマイクロ波イオン源において、前記イオン
    源ヘッドの筒状部からフランジ部への移行部が階段状に
    形成されるとともに前記真空容器のフランジ部の内側が
    この階段に密に嵌合する階段状に形成されかつ前記真空
    容器内圧力を検出する手段を備えて該検出手段の出力信
    号により前記マイクロ波発振器の発振出力が制御される
    構成としたことを特徴とするマイクロ波イオン源。
JP63156423A 1988-06-24 1988-06-24 マイクロ波イオン源 Pending JPH027331A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008258084A (ja) * 2007-04-09 2008-10-23 Seiko Instruments Inc イオンビーム検査装置、イオンビーム検査方法、半導体製造装置、及びイオン源装置

Cited By (2)

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JP2008258084A (ja) * 2007-04-09 2008-10-23 Seiko Instruments Inc イオンビーム検査装置、イオンビーム検査方法、半導体製造装置、及びイオン源装置
KR101421737B1 (ko) * 2007-04-09 2014-07-22 세이코 인스트루 가부시키가이샤 이온 빔 검사 장치, 이온 빔 검사 방법, 반도체 제조 장치,및 이온 소스 장치

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