JPH0622107B2 - イオン源 - Google Patents
イオン源Info
- Publication number
- JPH0622107B2 JPH0622107B2 JP59049065A JP4906584A JPH0622107B2 JP H0622107 B2 JPH0622107 B2 JP H0622107B2 JP 59049065 A JP59049065 A JP 59049065A JP 4906584 A JP4906584 A JP 4906584A JP H0622107 B2 JPH0622107 B2 JP H0622107B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion source
- discharge chamber
- gas
- exit slit
- slit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/16—Ion sources; Ion guns using high-frequency excitation, e.g. microwave excitation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
- H01J37/08—Ion sources; Ion guns
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はイオン源に係り、特に、イオン打込み機，イオ
ン加工機等に使用され、試料ガスの導入方式を採用して
いるイオン源に関する。
ン加工機等に使用され、試料ガスの導入方式を採用して
いるイオン源に関する。
第１図に従来の試料ガス導入口を有するイオン源（マイ
クロ液イオン源）を示す。また、その中の、放電室５，
ガス導入口６，イオンビーム出口スリツト７の部分を第
２図に示す。従来のイオン源では、ガス導入口６が放電
室５の中央付近になつていたため、ＢＦ３等のハロゲン
化ガスでプラズマを発生させると、放電室５を構成して
いるＢＮ（窒化硼素）５ａの中でも特にガス導入口６附
近が、エツチングされ、他の部分、特にイオンビーム出
口スリツト７の部分にエツチング時の生成物（大部分が
ＢＮ）が析出し、スリツト巾が挟まり、結果的に電流が
減少してしまうという欠点があつた。さらに、この析出
物がプラズマやイオンビームにたたかれた時、イオンビ
ーム出口スリツト７からはがされてイオンを引出すため
の電界のかかつている空間に飛び出すことがあり、これ
が、引出し電極８ａ，８ｂ間の異常放電につながつてイ
オン源の安定性を悪くする原因にもなつていた。
クロ液イオン源）を示す。また、その中の、放電室５，
ガス導入口６，イオンビーム出口スリツト７の部分を第
２図に示す。従来のイオン源では、ガス導入口６が放電
室５の中央付近になつていたため、ＢＦ３等のハロゲン
化ガスでプラズマを発生させると、放電室５を構成して
いるＢＮ（窒化硼素）５ａの中でも特にガス導入口６附
近が、エツチングされ、他の部分、特にイオンビーム出
口スリツト７の部分にエツチング時の生成物（大部分が
ＢＮ）が析出し、スリツト巾が挟まり、結果的に電流が
減少してしまうという欠点があつた。さらに、この析出
物がプラズマやイオンビームにたたかれた時、イオンビ
ーム出口スリツト７からはがされてイオンを引出すため
の電界のかかつている空間に飛び出すことがあり、これ
が、引出し電極８ａ，８ｂ間の異常放電につながつてイ
オン源の安定性を悪くする原因にもなつていた。
本発明の目的は、ＢＦ３，ＢＣｌ３等のハロゲン化ガス
を使用しても、出口スリツトが狭まらず、長時間、安定
にイオンビームを引出せるイオン源を提供することあ
る。
を使用しても、出口スリツトが狭まらず、長時間、安定
にイオンビームを引出せるイオン源を提供することあ
る。
試料ガスにＢＦ３やＢＣｌ３を使用する場合、放電室内
の壁がエツチングされるのは、ある程度やむを得ないこ
とと考え、そこで、放電室内の壁のエッチングを抑える
のではなく、放電室内の壁と同じように出口スリットも
エッチングされる状態をつくれば良いという考えのもと
に、本発明では出口スリット近傍に、放電室への試料ガ
ス導入口を設置し、上記目的を達成するようになしたも
のである。
の壁がエツチングされるのは、ある程度やむを得ないこ
とと考え、そこで、放電室内の壁のエッチングを抑える
のではなく、放電室内の壁と同じように出口スリットも
エッチングされる状態をつくれば良いという考えのもと
に、本発明では出口スリット近傍に、放電室への試料ガ
ス導入口を設置し、上記目的を達成するようになしたも
のである。
以下、本発明の実施例を図面により説明する。第３図，
第４図は、本発明による放電室の構造を示すもので、プ
ラズマを発生させる手段として磁場中のマイクロ波放電
を用いている。マイクロ波は、第３図において左側か
ら、放電電極４の間を伝わつて、放電室５内に導かれ
る。さらに、このマイクロ波による電界と直交する方向
に磁場が印加されており、これらの相互作用により放電
室５内に試料ガスのプラズマを発生させる。そして、イ
オンビームは、放電室５の１端面に設けられたイオンビ
ーム出口スリツト７から引き出される。試料ガスは、イ
オンビーム出口スリツト７の近くに設けられた、複数個
（図では５個）のガス導入口６を通して放電室５内に導
かれる。ガス導入口６と、イオンビーム出口スリツト７
の距離は、放電室５へのガス吹出口と、対向する放電室
５の壁面間距離よりも短いことが望ましい。本実施例に
よれば、試料ガスとしてＢＦ３のようなハロゲン化ガス
を用いた場合、ガス導入口６付近の放電室５内壁と、イ
オンビーム出口スリツト７でプラズマにさらされている
面がエツチング効果を受けるため、イオンビーム出口ス
リツト７への析出を減らすことができる。
第４図は、本発明による放電室の構造を示すもので、プ
ラズマを発生させる手段として磁場中のマイクロ波放電
を用いている。マイクロ波は、第３図において左側か
ら、放電電極４の間を伝わつて、放電室５内に導かれ
る。さらに、このマイクロ波による電界と直交する方向
に磁場が印加されており、これらの相互作用により放電
室５内に試料ガスのプラズマを発生させる。そして、イ
オンビームは、放電室５の１端面に設けられたイオンビ
ーム出口スリツト７から引き出される。試料ガスは、イ
オンビーム出口スリツト７の近くに設けられた、複数個
（図では５個）のガス導入口６を通して放電室５内に導
かれる。ガス導入口６と、イオンビーム出口スリツト７
の距離は、放電室５へのガス吹出口と、対向する放電室
５の壁面間距離よりも短いことが望ましい。本実施例に
よれば、試料ガスとしてＢＦ３のようなハロゲン化ガス
を用いた場合、ガス導入口６付近の放電室５内壁と、イ
オンビーム出口スリツト７でプラズマにさらされている
面がエツチング効果を受けるため、イオンビーム出口ス
リツト７への析出を減らすことができる。
また、第５図は別の実施例を示すもので、試料ガスは第
３図に示す実施例と同じ方法で導入されるが、本実施例
ではさらに、イオンビーム出口スリツトを分割構造に
し、イオンビーム出口スリツト７の中でもプラズマにさ
らされる部分７ａの温度が上がるようにしている。本実
施例によれば試料ガスによるイオンビーム出口スリツト
７へのエツチング効果をさらに増大させることができ、
イオンビーム出口スリツト７への析出をなくすることが
できる。
３図に示す実施例と同じ方法で導入されるが、本実施例
ではさらに、イオンビーム出口スリツトを分割構造に
し、イオンビーム出口スリツト７の中でもプラズマにさ
らされる部分７ａの温度が上がるようにしている。本実
施例によれば試料ガスによるイオンビーム出口スリツト
７へのエツチング効果をさらに増大させることができ、
イオンビーム出口スリツト７への析出をなくすることが
できる。
また、第６図は別の実施例を示すもので、試料ガスは、
イオンビーム出口スリツト７の近くに設けられたガス導
入口６と、放電室５の奥の面（第６図では左側面）の近
くに追加して設けられたガス導入口６ａの２カ所から導
入される。さらに、これら２つのガス導入口６，６ａ
は、それぞれ別別のガス流量コントロールバルブ９ａ，
９ｂを持つており、独自にガス流量をコントロールでき
るようになつている。本実施例によれば、イオンビーム
出口スリツト７と放電室５の奥の面への析出状態に合わ
せて、それぞれのガス流量をコントロールすることによ
り放電室５内の析出をバランス良く減らすことができ
る。
イオンビーム出口スリツト７の近くに設けられたガス導
入口６と、放電室５の奥の面（第６図では左側面）の近
くに追加して設けられたガス導入口６ａの２カ所から導
入される。さらに、これら２つのガス導入口６，６ａ
は、それぞれ別別のガス流量コントロールバルブ９ａ，
９ｂを持つており、独自にガス流量をコントロールでき
るようになつている。本実施例によれば、イオンビーム
出口スリツト７と放電室５の奥の面への析出状態に合わ
せて、それぞれのガス流量をコントロールすることによ
り放電室５内の析出をバランス良く減らすことができ
る。
次に、本発明による試料ガス導入口の設置について詳細
に検討する。
に検討する。
第７図は、試料ガス導入口の設置場所とイオンビーム出
口スリツトにおける析出量との関係をあらわしたもので
ある。第７図の横軸は、イオンビーム出口スリツトとガ
ス吹出口の距離に対するガス吹出口とそれに対向する放
電室の内壁までの距離の比（Ｒ）をあらわし、縦軸は、
析出温度（mm／hr）をあらわしている。ここで、イオン
ビーム出口スリツトと放電室の構成は同じとし、プラズ
マに投入するマイクロ波パワーを８００Ｗとし、磁場強
度は５００ガウムとし、ガイ導入量は１×１０−１Ｐａ
とし、これらも一定に保つとする。析出速度がマイナス
であることは、イオンビーム出口スリツトがエツチング
されることを示す。Ｒ＞２の部分においては、析出が多
い。０≦Ｒ≦２において、本発明の効果が生じており、
Ｒが小さいほど析出量が減少している。特に、Ｒ≦１の
部分では、イオン打込み機用イオン源として実用に供す
るレベルの寿命を得ることができる。すなわち、（打込
み電流）×（打込み時間）＝４０ｍＡ・hrを確保でき
る。従来のものによれば、１０ｍＡ・hrが限度であつ
た。さらに、実験によれば、最大寿命はＲ＝０．２５の
ときに、１２０ｍＡ・hr（４ｍＡ・３０hr）であつた。
口スリツトにおける析出量との関係をあらわしたもので
ある。第７図の横軸は、イオンビーム出口スリツトとガ
ス吹出口の距離に対するガス吹出口とそれに対向する放
電室の内壁までの距離の比（Ｒ）をあらわし、縦軸は、
析出温度（mm／hr）をあらわしている。ここで、イオン
ビーム出口スリツトと放電室の構成は同じとし、プラズ
マに投入するマイクロ波パワーを８００Ｗとし、磁場強
度は５００ガウムとし、ガイ導入量は１×１０−１Ｐａ
とし、これらも一定に保つとする。析出速度がマイナス
であることは、イオンビーム出口スリツトがエツチング
されることを示す。Ｒ＞２の部分においては、析出が多
い。０≦Ｒ≦２において、本発明の効果が生じており、
Ｒが小さいほど析出量が減少している。特に、Ｒ≦１の
部分では、イオン打込み機用イオン源として実用に供す
るレベルの寿命を得ることができる。すなわち、（打込
み電流）×（打込み時間）＝４０ｍＡ・hrを確保でき
る。従来のものによれば、１０ｍＡ・hrが限度であつ
た。さらに、実験によれば、最大寿命はＲ＝０．２５の
ときに、１２０ｍＡ・hr（４ｍＡ・３０hr）であつた。
本発明によれば、試料ガスとしてＢＦ３のようなハロゲ
ン化化合物を用いても、イオンビーム出口スリツトへの
析出を防ぐことできるので、長時間安定なイオン引出し
が可能となる。
ン化化合物を用いても、イオンビーム出口スリツトへの
析出を防ぐことできるので、長時間安定なイオン引出し
が可能となる。
第１図は従来の試料ガス導入口を有するイオン源（マイ
クロ波イオン源）を示す図、第２図は第１図の中の放電
室付近の詳細を示す図、第３図は本発明に基づく実施例
を示す図、第４図は第３図におけるＡ−Ａ線断面図、第
５図，第６図は本発明に基づく別の実施例を示す図であ
る。第７図はガス導入口の位置と析出速度の関係を示す
図である。 １……マイクロ波発生器、２ａ，２ｂ……矩形導波管、
３……マイクロ波導入フランジ、４……放電電極、５…
…放電室、５ａ……放電電極内に放電室を形成するため
の誘電体充填物、６，６ａ……試料ガス導入口、７，７
ａ，７ｂ，７ｃ……イオンビーム出口スリツト、８ａ，
８ｂ，８ｃ……イオンビーム引き出し電極系、９，９ａ
……ガス流量コントロールバルブ、１１……誘電体充填
物、１２……絶縁碍子、１３……ソレノイドコイル。
クロ波イオン源）を示す図、第２図は第１図の中の放電
室付近の詳細を示す図、第３図は本発明に基づく実施例
を示す図、第４図は第３図におけるＡ−Ａ線断面図、第
５図，第６図は本発明に基づく別の実施例を示す図であ
る。第７図はガス導入口の位置と析出速度の関係を示す
図である。 １……マイクロ波発生器、２ａ，２ｂ……矩形導波管、
３……マイクロ波導入フランジ、４……放電電極、５…
…放電室、５ａ……放電電極内に放電室を形成するため
の誘電体充填物、６，６ａ……試料ガス導入口、７，７
ａ，７ｂ，７ｃ……イオンビーム出口スリツト、８ａ，
８ｂ，８ｃ……イオンビーム引き出し電極系、９，９ａ
……ガス流量コントロールバルブ、１１……誘電体充填
物、１２……絶縁碍子、１３……ソレノイドコイル。
フロントページの続き (72)発明者 小笹 進 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 岡田 修身 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 実公 昭41−10320（ＪＰ，Ｙ１)
Claims (5)
- 【請求項１】ハロゲン化ガスを窒化硼素で形成される放
電室に導入してプラズマを発生させ、前記放電室の出口
スリットからイオンを引出す型のイオン源において、 前記出口スリットを導電性窒化硼素で形成すると共に、
該出口スリットの近傍に、前記放電室へのガス導入口を
設けたことを特徴とするイオン源。 - 【請求項２】前記放電室の前記出口スリット近傍以外の
位置に他のガス導入口を追加したことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のイオン源。 - 【請求項３】前記出口スリット近傍へのガス導入系と、
別に追加したガス導入系を別々の配管で構成し、各々に
ガス流量コントロールバルブを設置して独自に流量を調
整できるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
２項記載のイオン源。 - 【請求項４】前記出口スリットが複数個に分割されて熱
的絶縁構造になっていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項ないし第３項のいずれかに記載のイオン源。 - 【請求項５】プラズマ発生手段が磁場中のマイクロ波を
用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
４項のいずれかに記載のイオン源。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59049065A JPH0622107B2 (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | イオン源 |
| DE8585101560T DE3584105D1 (de) | 1984-03-16 | 1985-02-13 | Ionenquelle. |
| EP85101560A EP0154824B1 (en) | 1984-03-16 | 1985-02-13 | Ion source |
| KR1019850001084A KR920003156B1 (ko) | 1984-03-16 | 1985-02-21 | 이온빔을 안정적으로 인출할 수 있는 마이크로파 방전형의 이온원 |
| US06/711,824 US4658143A (en) | 1984-03-16 | 1985-03-14 | Ion source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59049065A JPH0622107B2 (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | イオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60195854A JPS60195854A (ja) | 1985-10-04 |
| JPH0622107B2 true JPH0622107B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=12820676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59049065A Expired - Lifetime JPH0622107B2 (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0622107B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2635028B2 (ja) * | 1986-10-24 | 1997-07-30 | 株式会社日立製作所 | マイクロ波イオン源 |
| JP4289837B2 (ja) | 2002-07-15 | 2009-07-01 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | イオン注入方法及びｓｏｉウエハの製造方法 |
| JP4328067B2 (ja) | 2002-07-31 | 2009-09-09 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | イオン注入方法及びｓｏｉウエハの製造方法、並びにイオン注入装置 |
| JP7463804B2 (ja) | 2020-03-30 | 2024-04-09 | ブラザー工業株式会社 | 印刷装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4110320Y1 (ja) * | 1964-01-20 | 1966-05-16 |
-
1984
- 1984-03-16 JP JP59049065A patent/JPH0622107B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60195854A (ja) | 1985-10-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |