JPH03257747A - イオン源 - Google Patents
イオン源Info
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- JPH03257747A JPH03257747A JP2053678A JP5367890A JPH03257747A JP H03257747 A JPH03257747 A JP H03257747A JP 2053678 A JP2053678 A JP 2053678A JP 5367890 A JP5367890 A JP 5367890A JP H03257747 A JPH03257747 A JP H03257747A
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Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
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。
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〕
本発明は、半導体製造や材料改質等に用いられるイオン
源の動作を改良する装置に関する。
源の動作を改良する装置に関する。
近年、半導体製造におけるイオンドーピングや、イオン
打込み及びミキシング等による新機能性材料の開発や表
面改質など、広い分野にわたってイオン源が用いられる
ようになってきた。
打込み及びミキシング等による新機能性材料の開発や表
面改質など、広い分野にわたってイオン源が用いられる
ようになってきた。
中でも、マイクロ波イオン源は、長寿命で大電流のイオ
ンビームが得られるため、良く用いられている。マイク
ロ波イオン源は、マイクロ波電界と磁界との相互作用に
よりプラズマを生成するため、適当な磁界発生手段を構
成要素の一つとしている。
ンビームが得られるため、良く用いられている。マイク
ロ波イオン源は、マイクロ波電界と磁界との相互作用に
よりプラズマを生成するため、適当な磁界発生手段を構
成要素の一つとしている。
従来のマイクロ波イオン源では、磁界発生手段として励
磁コイル、永久磁石等の磁性体、あるいは、両者を組み
合わせたものが用いられている。
磁コイル、永久磁石等の磁性体、あるいは、両者を組み
合わせたものが用いられている。
それらの中で、磁界発生手段として永久磁石を用いるも
のま、励磁コイルを用いるものに比べ小型。
のま、励磁コイルを用いるものに比べ小型。
軽量、安価であるが、永久磁石が固定であるため磁界の
強度、あるいは、分布の調整ができないという欠点があ
った。
強度、あるいは、分布の調整ができないという欠点があ
った。
なお、この種の装置として関連するものには、例えば、
特公昭５９−１６７０３号、特開昭６３−８６８６４号
公報、第６回イオン工学特別シンポジウム’８９（日刊
工業新聞、イオン工学振興財団）第７３頁から第８０頁
等が挙げられる。
特公昭５９−１６７０３号、特開昭６３−８６８６４号
公報、第６回イオン工学特別シンポジウム’８９（日刊
工業新聞、イオン工学振興財団）第７３頁から第８０頁
等が挙げられる。
上記従来技術は、放電ガスの種類や圧力など稚拙の動作
条件の違いにより、安定なイオンビームを得るために最
適な磁界強度、あるいは１分布が変化する点について考
慮がされておらず、磁性体が固定されているため、動作
条件の変化に対してイオン源を、常に、安定に動作させ
ることが困難であるという問題があった。
条件の違いにより、安定なイオンビームを得るために最
適な磁界強度、あるいは１分布が変化する点について考
慮がされておらず、磁性体が固定されているため、動作
条件の変化に対してイオン源を、常に、安定に動作させ
ることが困難であるという問題があった。
本発明の目的は、磁界発生手段として励磁コイルを用い
る場合や用いない場合に関らず、様々な動作条件に対、
して、常に、安定なイオンビームが得られるイオン源を
提供することにある。
る場合や用いない場合に関らず、様々な動作条件に対、
して、常に、安定なイオンビームが得られるイオン源を
提供することにある。
上記目的を達成するために、磁界発生手段の一部、ある
いは、全部を構成する磁性体の位置や向き、あるいは、
形状を外部から操作できる磁性体駆動機構、あるいは、
磁性体の透磁率を外部から操作できる透磁率調整機構を
設けたものである。
いは、全部を構成する磁性体の位置や向き、あるいは、
形状を外部から操作できる磁性体駆動機構、あるいは、
磁性体の透磁率を外部から操作できる透磁率調整機構を
設けたものである。
磁界発生手段の一部、あるいは、全部を構成する磁性体
の位置や向きや形状、あるいは、透磁率を外部から操作
することによって、放電室内の磁界強度、あるいは、分
布を、励磁コイルのあるなしにかかわらず調整できる。
の位置や向きや形状、あるいは、透磁率を外部から操作
することによって、放電室内の磁界強度、あるいは、分
布を、励磁コイルのあるなしにかかわらず調整できる。
それによって、放電ガスの種類や圧力等種々の放電条件
の違いに対してイオン源を常に安定動作させることがで
き、安定イオンビームを得ることが可能となる。
の違いに対してイオン源を常に安定動作させることがで
き、安定イオンビームを得ることが可能となる。
以下、本発明の一実施例を、第１図を用いて説明する。
第１図は、本実施例の縦断面図を示したものである。同
図において、図示していないマイクロ波発生源で発生し
導波管２を通ってきたマイクロ波は、真空中に置かれた
窒化硼素のような誘電体４を通って、放電電極５，５間
に形成された放電室１内に導入され、強いマイクロ波電
界を発生する。さらに、放電室１内にマイクロ波電界と
直交する方向（第１図において横方向）に磁界を印加す
るため、放電室１の外部に永久磁石７が設置されている
。図示していないガス導入管により放電室１内に導入さ
れた三弗化硼素（ＢＦ３）のような試料ガスは、マイク
ロ波電界と磁界の相互作用により高密度のプラズマとな
る。プラズマ中のイオンは、引き出し電極系６によりイ
オンビーム８として引き出される。本実施例の特徴は、
磁性体駆動機構１１を設けて、永久磁石７の位置を外部
から操作できるようにしたことである。このような構成
とすることにより、励磁コイルを用いない場合でも、放
電室１内の磁界強度、あるいは、分布を調整することが
でき、安定なイオンビームを得ることができる。磁性体
の駆動方法は、モータや高圧ガスを利用するものなど、
磁性体を機械的に動かせる方法であればどの様な方法で
あってもよい。なお１本実施例では、永久磁石７を図面
の左右方向に動かしているが、図面の上、下方向や図面
に垂直な方向、あるいは、それらを組み合わせた任意の
方向に移動させても良いことは言うまでもない。
図において、図示していないマイクロ波発生源で発生し
導波管２を通ってきたマイクロ波は、真空中に置かれた
窒化硼素のような誘電体４を通って、放電電極５，５間
に形成された放電室１内に導入され、強いマイクロ波電
界を発生する。さらに、放電室１内にマイクロ波電界と
直交する方向（第１図において横方向）に磁界を印加す
るため、放電室１の外部に永久磁石７が設置されている
。図示していないガス導入管により放電室１内に導入さ
れた三弗化硼素（ＢＦ３）のような試料ガスは、マイク
ロ波電界と磁界の相互作用により高密度のプラズマとな
る。プラズマ中のイオンは、引き出し電極系６によりイ
オンビーム８として引き出される。本実施例の特徴は、
磁性体駆動機構１１を設けて、永久磁石７の位置を外部
から操作できるようにしたことである。このような構成
とすることにより、励磁コイルを用いない場合でも、放
電室１内の磁界強度、あるいは、分布を調整することが
でき、安定なイオンビームを得ることができる。磁性体
の駆動方法は、モータや高圧ガスを利用するものなど、
磁性体を機械的に動かせる方法であればどの様な方法で
あってもよい。なお１本実施例では、永久磁石７を図面
の左右方向に動かしているが、図面の上、下方向や図面
に垂直な方向、あるいは、それらを組み合わせた任意の
方向に移動させても良いことは言うまでもない。
本発明の他の実施例を第２図を用いて説明する。
同図は本実施例の主要部分を示したものであり、その他
の部分の構成は第１図と同しである。本実施例の特徴は
、永久磁石７の位置そのものは動かさずに、任意の位置
に設けた回転軸１２を中心Ｕこ永久磁石７の向きを調整
できるようにしたことである。このような構成とするこ
とにより、第１図に示した実施例と同様に、放電室内の
磁界強度、あるいは、分布を調整することができる。永
久磁石７の向きを変えるための駆動方法としては、第１
図に示した実施例と同様、モーターや高圧ガスなどによ
るものが適当である。
の部分の構成は第１図と同しである。本実施例の特徴は
、永久磁石７の位置そのものは動かさずに、任意の位置
に設けた回転軸１２を中心Ｕこ永久磁石７の向きを調整
できるようにしたことである。このような構成とするこ
とにより、第１図に示した実施例と同様に、放電室内の
磁界強度、あるいは、分布を調整することができる。永
久磁石７の向きを変えるための駆動方法としては、第１
図に示した実施例と同様、モーターや高圧ガスなどによ
るものが適当である。
本発明の他の実施例を第３図を用いて説明する。
同図は本実施例の主要部分を示したものであり。
その他の部分の構成は第１図と同じである。本実施例の
特徴は、放電室内の磁界強度や分布を調整するために磁
性体の透磁率を変えることのできる透磁率調整機構２１
を設けたことである。本実施例では、透磁率の調整方法
として、ヒータ等による磁性体の温度制御によるものを
示している。このような構成とすることにより、第１図
、あるいは、第２図に示した実施例と同様に、放電室内
の磁界強度あるいは分布を調整することができる。
特徴は、放電室内の磁界強度や分布を調整するために磁
性体の透磁率を変えることのできる透磁率調整機構２１
を設けたことである。本実施例では、透磁率の調整方法
として、ヒータ等による磁性体の温度制御によるものを
示している。このような構成とすることにより、第１図
、あるいは、第２図に示した実施例と同様に、放電室内
の磁界強度あるいは分布を調整することができる。
本発明の他の実施例を第４図を用いて説明する。
同図は、放電室１の外周に、放電室１内にプラズマを閉
じ込めておくためのカスプ磁界発生用永久磁石７を配置
したものの横断面図である。本実施例の特徴は、カスプ
磁界発生用の永久磁石７を、放電室１の周囲を円周方向
に任意の速度で回転させるようにしたことである。この
ような構成とすることにより、永久磁石７の配置の仕方
や強度のばらつきなどから来るカスプ磁界の不均一性を
補正でき、均一なプラズマ、及び、イオンビームを得る
ことができる。また、カスプ磁界発生用の永久磁石７は
、通常、六個あるいは八個の磁石が用いられるが、永久
磁石の回転速度を速めることにより永久磁石の数を減ら
すことも可能である。
じ込めておくためのカスプ磁界発生用永久磁石７を配置
したものの横断面図である。本実施例の特徴は、カスプ
磁界発生用の永久磁石７を、放電室１の周囲を円周方向
に任意の速度で回転させるようにしたことである。この
ような構成とすることにより、永久磁石７の配置の仕方
や強度のばらつきなどから来るカスプ磁界の不均一性を
補正でき、均一なプラズマ、及び、イオンビームを得る
ことができる。また、カスプ磁界発生用の永久磁石７は
、通常、六個あるいは八個の磁石が用いられるが、永久
磁石の回転速度を速めることにより永久磁石の数を減ら
すことも可能である。
本発明の他の実施例を第５図を用いて説明する。
同図は磁界発生手段を除く以外は、第１図と同しである
。本実施例の特徴は、磁界発生手段である励磁コイル９
の外部からの操作により動かすことのできるコイル駆動
機構１３を設けることである。
。本実施例の特徴は、磁界発生手段である励磁コイル９
の外部からの操作により動かすことのできるコイル駆動
機構１３を設けることである。
このような構成とすることにより、放電室１内の磁界の
分布を調整することができる。
分布を調整することができる。
以上、リッジ型マイクロ波イオン源を例に用いて説明し
てきたが、同軸型マイクロ波イオン源やフィラメント型
イオン源にも本発明が適用できることは言うまでもない
。
てきたが、同軸型マイクロ波イオン源やフィラメント型
イオン源にも本発明が適用できることは言うまでもない
。
なお、第１図ないし第３図に示した実施例で、複数個の
永久磁石または磁性体を、連動させて同時に操作しても
、あるいは、個別に操作しても良いことは言うまでもな
い。
永久磁石または磁性体を、連動させて同時に操作しても
、あるいは、個別に操作しても良いことは言うまでもな
い。
さらに、複数の実施例の組み合せも可能である。
本発明によれば、励磁コイルの電流調整によらなくても
磁界強度、あるいは、分布を調整できるので、磁界発生
手段としてコイルを用いず磁性体のみを用いるコンパク
トな構造のイオン源を常に安定動作させることができる
。
磁界強度、あるいは、分布を調整できるので、磁界発生
手段としてコイルを用いず磁性体のみを用いるコンパク
トな構造のイオン源を常に安定動作させることができる
。
第１図は本発明の一実施例のマイクロ波イオン源の側面
図、第２図ないし第４図はそれぞれ本発明による磁界調
整機構の実施例の説明図、第５図は本発明による一実施
例のマイクロ波イオン源の側面図である。 １・・・放電室、２・・導波管、５・放電電極、６・弓
き出し電極系、７ ・磁性体または永久磁石、８・イオ
ンビーム、９・励磁コイル、１１・・・磁性体駆ｔｊ＋
機構、１２・・磁性体回転軸、１３・コイル駆動第 １ 図 グ １ 第２図 第３図 １ ｌ 第４図 第５図 デ
図、第２図ないし第４図はそれぞれ本発明による磁界調
整機構の実施例の説明図、第５図は本発明による一実施
例のマイクロ波イオン源の側面図である。 １・・・放電室、２・・導波管、５・放電電極、６・弓
き出し電極系、７ ・磁性体または永久磁石、８・イオ
ンビーム、９・励磁コイル、１１・・・磁性体駆ｔｊ＋
機構、１２・・磁性体回転軸、１３・コイル駆動第 １ 図 グ １ 第２図 第３図 １ ｌ 第４図 第５図 デ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、真空中に置かれた放電室内にプラズマを生成させる
ためのプラズマ生成手段と、前記放電室内に前記プラズ
マを効率良く生成、あるいは、閉じ込めておくための磁
界発生手段と、前記放電室内のプラズマ中からイオンを
引き出すための引き出し系より成るイオン源において、 前記磁界発生手段の一部である磁性体の位置や向き、あ
るいは、形状を外部からの操作によつて変えることによ
り放電室内の磁界強度、あるいは、分布を調整すること
のできる磁性体駆動機構を設けたことを特徴とするイオ
ン源。 ２、請求項１において、移動させる磁性体がカスプ磁界
発生用磁性体であるイオン源。 ３、真空中に置かれた放電室内にプラズマを生成させる
ためのプラズマ生成手段と、前記放電室内に前記プラズ
マを効率良く生成、あるいは、閉じ込めておくための磁
界発生手段と、前記放電室内のプラズマ中からイオンを
引き出すための引き出し系より成るイオン源において、 前記磁界発生手段の一部である磁性体の透磁率を外部か
らの操作により変えることのできる透磁率調整機構を設
けたことを特徴とするイオン源。 ４、請求項１、２または３において、前記磁性体の一部
あるいは全部が永久磁石であるイオン源。 ５、請求項１、２、３または４において、前記磁界発生
手段としてコイルを用いるイオン源。 ６、請求項６において、前記コイルの位置あるいは向き
を外部からの操作により変えることのできるコイル駆動
機構を設けたイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2053678A JPH03257747A (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2053678A JPH03257747A (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03257747A true JPH03257747A (ja) | 1991-11-18 |
Family
ID=12949481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2053678A Pending JPH03257747A (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03257747A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0612996A (ja) * | 1992-06-30 | 1994-01-21 | Hitachi Ltd | イオンビーム処理方法および装置 |
| JP2003059415A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-02-28 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | プラズマイオン源装置 |
| JP2014225355A (ja) * | 2013-05-15 | 2014-12-04 | 住友重機械工業株式会社 | マイクロ波イオン源及びその運転方法 |
| JP2015011890A (ja) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | 住友重機械工業株式会社 | マイクロ波イオン源 |
-
1990
- 1990-03-07 JP JP2053678A patent/JPH03257747A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0612996A (ja) * | 1992-06-30 | 1994-01-21 | Hitachi Ltd | イオンビーム処理方法および装置 |
| JP2003059415A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-02-28 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | プラズマイオン源装置 |
| JP2014225355A (ja) * | 2013-05-15 | 2014-12-04 | 住友重機械工業株式会社 | マイクロ波イオン源及びその運転方法 |
| JP2015011890A (ja) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | 住友重機械工業株式会社 | マイクロ波イオン源 |
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