JPH06333523A - Ｅｃｒ放電イオン源 - Google Patents
Ｅｃｒ放電イオン源Info
- Publication number
- JPH06333523A JPH06333523A JP5123819A JP12381993A JPH06333523A JP H06333523 A JPH06333523 A JP H06333523A JP 5123819 A JP5123819 A JP 5123819A JP 12381993 A JP12381993 A JP 12381993A JP H06333523 A JPH06333523 A JP H06333523A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge tube
- magnetic field
- permanent magnets
- peripheral surface
- discharge
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】大電力を必要とせず、全体の小形化が図れ、か
つ電気絶縁の問題も無いＥＣＲ放電イオン源を提供す
る。 【構成】放電管１０の外周面には、複数のリング状の永
久磁石１６が、互いに所定の間隔を有して同軸的に取着
されている。各永久磁石１６は、内周面１６ａと外周面
１６ｂとで異なる極性を有するように形成されている。
これら永久磁石１６は、隣り合うもの相互の内周面１６
ａの極性が反対となるようにして、配設されて、ミラー
磁界を放電管１０内の内周面近くに発生している。この
ミラー磁界は、内周面１６ａがＮ極の永久磁石１６から
内周面１６ａがＳ極の永久磁石１６に、放電管１０の軸
方向に沿って延び、これら永久磁石１６の間では放電管
１０の中心軸に向かって凸状に湾曲し、供給されるマイ
クロ波とで電子サイクロトロン共鳴条件を満たす共鳴域
が形成されている。
つ電気絶縁の問題も無いＥＣＲ放電イオン源を提供す
る。 【構成】放電管１０の外周面には、複数のリング状の永
久磁石１６が、互いに所定の間隔を有して同軸的に取着
されている。各永久磁石１６は、内周面１６ａと外周面
１６ｂとで異なる極性を有するように形成されている。
これら永久磁石１６は、隣り合うもの相互の内周面１６
ａの極性が反対となるようにして、配設されて、ミラー
磁界を放電管１０内の内周面近くに発生している。この
ミラー磁界は、内周面１６ａがＮ極の永久磁石１６から
内周面１６ａがＳ極の永久磁石１６に、放電管１０の軸
方向に沿って延び、これら永久磁石１６の間では放電管
１０の中心軸に向かって凸状に湾曲し、供給されるマイ
クロ波とで電子サイクロトロン共鳴条件を満たす共鳴域
が形成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加速器におけるイオン
源、特に、分析、医療、電子機器、工具製造等の分野で
使用され、半導体や金属材料等にイオンを注入する（イ
オン・インプランテーション）ためのＥＣＲ放電イオン
源に関する。
源、特に、分析、医療、電子機器、工具製造等の分野で
使用され、半導体や金属材料等にイオンを注入する（イ
オン・インプランテーション）ためのＥＣＲ放電イオン
源に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、多価イオンの生成のためには、
電子サイクロトロン共鳴プラズマ（ＥＣＲ）や電子ビー
ムによるプラズマ等、１０〜１００ＫｅＶの高エネルギ
ーの電子を数％以上含んだ高電子プラズマが利用されて
いる。このようなプラズマを発生するために、使用上の
簡便さの点で、ミニマフィオスと呼ばれるＥＣＲプラズ
マ発生装置が、広く使用されている。この従来の装置の
原理を以下に図１ないし図３を参照して説明する。
電子サイクロトロン共鳴プラズマ（ＥＣＲ）や電子ビー
ムによるプラズマ等、１０〜１００ＫｅＶの高エネルギ
ーの電子を数％以上含んだ高電子プラズマが利用されて
いる。このようなプラズマを発生するために、使用上の
簡便さの点で、ミニマフィオスと呼ばれるＥＣＲプラズ
マ発生装置が、広く使用されている。この従来の装置の
原理を以下に図１ないし図３を参照して説明する。
【０００３】この装置では、図１に示す様に、円筒状の
放電管１の外周に、軸方向に所定間隔を有して１対のの
ミラーコイル２，２が配置されている。そして、これら
ミラーコイル２，２の間には、互いに周方向に所定間隔
を有して複数（この例の場合には６個）の永久磁石３，
３…が配置されている。これら永久磁石３，３…は、図
２に示すように、互いに隣合うもの同志が、放電管１の
面する側の極性が異なるようにして、放電管１に取着さ
れている。
放電管１の外周に、軸方向に所定間隔を有して１対のの
ミラーコイル２，２が配置されている。そして、これら
ミラーコイル２，２の間には、互いに周方向に所定間隔
を有して複数（この例の場合には６個）の永久磁石３，
３…が配置されている。これら永久磁石３，３…は、図
２に示すように、互いに隣合うもの同志が、放電管１の
面する側の極性が異なるようにして、放電管１に取着さ
れている。
【０００４】前記ミラーコイル２，２により発生される
磁界Ｂ１は、図３（ａ）に示すように、放電管の軸方向
に沿って、ミラーコイル２，２側で強くなり、これらの
間で弱くなるような軸方向ミラー磁界となる。また、隣
り合う永久磁石３，３相互により発生される磁界Ｂ２
は、図３（ｂ）に示すように、放電管の周方向に延び、
永久磁石の極側で強くなり、これらの間で弱くなるよう
な周方向局部ミラー磁界となる。
磁界Ｂ１は、図３（ａ）に示すように、放電管の軸方向
に沿って、ミラーコイル２，２側で強くなり、これらの
間で弱くなるような軸方向ミラー磁界となる。また、隣
り合う永久磁石３，３相互により発生される磁界Ｂ２
は、図３（ｂ）に示すように、放電管の周方向に延び、
永久磁石の極側で強くなり、これらの間で弱くなるよう
な周方向局部ミラー磁界となる。
【０００５】上記装置の使用に際しては、放電管１内を
排気管４を介して真空ポンプで排気した後、この放電管
１内にガス導入管５から所定のプロセスガスを供給す
る。また、この放電管１内に、マイクロ波放射器６よ
り、高電力のマイクロ波（周波数ｆＨｚ，ω＝２πｆ
ｒａｄ・Ｓ-1）を発振する。ここで、前記ミラーコイル
２，２と永久磁石３，３…とで作る合成磁界Ｂとする
と、電子サイクロトロン共鳴条件であるＢ＝Ｂｃｅ＝ω
・ｍe ／ｅを満たす領域、即ち共鳴域７が放電管１内に
形成されるように、前記ミラーコイル２，２と、永久磁
石３，３…とマイクロ波放射器６とを設定する。尚、こ
こで、ｍe とｅとは、電子の質量（９．１×１０-31 Ｋ
ｇ）と電荷（１．６×１０-19 クーロン）である。この
共鳴域７では、電子がマイクロ波から共鳴的にエネルギ
ーを獲得し、ガス分子を電離して電子を増殖し、この増
殖を損失と釣合うまで行って、定常的なプラズマが維持
される。この共鳴域では、電子は、図３に示すように、
ミラー磁界の磁力線に巻き付いて、つる巻状の螺旋運動
を行うが、その速度成分のうち、磁力線にほぼ垂直な速
度成分のおおきいものは、磁界の強い所、即ち、ミラー
コイル２並びに永久磁石３，３…側で反射される。この
結果、電子は、ミラー捕捉として知られるように、磁界
の弱い所（共鳴域７）に捕らえられる。この共鳴域７
で、このミラー捕捉された電子は、磁力線に沿って何度
も往復し、その都度エネルギーを吸収して高エネルギー
となる。尚、このとき、マイクロ波の電界の位相と、電
子の運動の位相との関係で、電子の加速と減速の両方が
起こり、統計的平均として加速が行われて（統計的加速
と呼ばれる）、高エネルギーの電子が生成される。
排気管４を介して真空ポンプで排気した後、この放電管
１内にガス導入管５から所定のプロセスガスを供給す
る。また、この放電管１内に、マイクロ波放射器６よ
り、高電力のマイクロ波（周波数ｆＨｚ，ω＝２πｆ
ｒａｄ・Ｓ-1）を発振する。ここで、前記ミラーコイル
２，２と永久磁石３，３…とで作る合成磁界Ｂとする
と、電子サイクロトロン共鳴条件であるＢ＝Ｂｃｅ＝ω
・ｍe ／ｅを満たす領域、即ち共鳴域７が放電管１内に
形成されるように、前記ミラーコイル２，２と、永久磁
石３，３…とマイクロ波放射器６とを設定する。尚、こ
こで、ｍe とｅとは、電子の質量（９．１×１０-31 Ｋ
ｇ）と電荷（１．６×１０-19 クーロン）である。この
共鳴域７では、電子がマイクロ波から共鳴的にエネルギ
ーを獲得し、ガス分子を電離して電子を増殖し、この増
殖を損失と釣合うまで行って、定常的なプラズマが維持
される。この共鳴域では、電子は、図３に示すように、
ミラー磁界の磁力線に巻き付いて、つる巻状の螺旋運動
を行うが、その速度成分のうち、磁力線にほぼ垂直な速
度成分のおおきいものは、磁界の強い所、即ち、ミラー
コイル２並びに永久磁石３，３…側で反射される。この
結果、電子は、ミラー捕捉として知られるように、磁界
の弱い所（共鳴域７）に捕らえられる。この共鳴域７
で、このミラー捕捉された電子は、磁力線に沿って何度
も往復し、その都度エネルギーを吸収して高エネルギー
となる。尚、このとき、マイクロ波の電界の位相と、電
子の運動の位相との関係で、電子の加速と減速の両方が
起こり、統計的平均として加速が行われて（統計的加速
と呼ばれる）、高エネルギーの電子が生成される。
【０００６】上記のようなミニマフィオスでは、プラズ
マに対して、磁力線が内向きに凸になっているので、電
磁流体力学的に安定なプラズマが保たれる特徴がある。
このために、多量の高エネルギーの電子が共鳴域７に存
在することになり、内殻の電子までもガス分子から電離
した多価イオンが発生できる。
マに対して、磁力線が内向きに凸になっているので、電
磁流体力学的に安定なプラズマが保たれる特徴がある。
このために、多量の高エネルギーの電子が共鳴域７に存
在することになり、内殻の電子までもガス分子から電離
した多価イオンが発生できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のＥ
ＣＲ放電イオン源においては、合成磁界を形成するため
にミラーコイルを使用しているので、このコイルを励磁
するための大電力が必要となり、かつ装置全体も大型化
しまた、ミラーコイルと放電管との間の電気絶縁が大変
である。
ＣＲ放電イオン源においては、合成磁界を形成するため
にミラーコイルを使用しているので、このコイルを励磁
するための大電力が必要となり、かつ装置全体も大型化
しまた、ミラーコイルと放電管との間の電気絶縁が大変
である。
【０００８】本発明は、前記課題に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、大電力を必要とせず、
全体の小形化が図れ、かつ電気絶縁の問題も無いＥＣＲ
放電イオン源を提供することにある。
ので、その目的とするところは、大電力を必要とせず、
全体の小形化が図れ、かつ電気絶縁の問題も無いＥＣＲ
放電イオン源を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる一態様の
ＥＣＲ放電イオン源は、プロセスガスが導入される放電
管と、この放電管の外周に、この放電管の軸方向に互い
に所定間隔を有して配設され、放電管内にミラー磁界を
形成する複数のリング状の永久磁石と、前記放電管にマ
イクロ波を供給し、プロセスガスのイオンの高エネルギ
ー化を果たすような、前記ミラー磁界とで電子サイクロ
トロン共鳴条件を満たす共鳴域を電子管内に発生するよ
うに、前記放電管にマイクロ波を供給する手段とを具備
し、前記複数の永久磁石は、内周面と外周面とで異なる
極性を有し、これら永久磁石間で、放電管の中心に向か
って凸となるミラー磁界を形成することを特徴とする。
ＥＣＲ放電イオン源は、プロセスガスが導入される放電
管と、この放電管の外周に、この放電管の軸方向に互い
に所定間隔を有して配設され、放電管内にミラー磁界を
形成する複数のリング状の永久磁石と、前記放電管にマ
イクロ波を供給し、プロセスガスのイオンの高エネルギ
ー化を果たすような、前記ミラー磁界とで電子サイクロ
トロン共鳴条件を満たす共鳴域を電子管内に発生するよ
うに、前記放電管にマイクロ波を供給する手段とを具備
し、前記複数の永久磁石は、内周面と外周面とで異なる
極性を有し、これら永久磁石間で、放電管の中心に向か
って凸となるミラー磁界を形成することを特徴とする。
【００１０】また、本発明に係わる他の態様のＥＣＲ放
電イオン源は、プロセスガスが導入される放電管と、こ
の放電管の外周に、この放電管の軸方向に互いに所定間
隔を有して配設され、放電管内にミラー磁界を形成する
複数のリング状の永久磁石と、前記放電管にマイクロ波
を供給し、プロセスガスのイオンの高エネルギー化を果
たすような、前記ミラー磁界とで電子サイクロトロン共
鳴条件を満たす共鳴域を電子管内に発生するように、前
記放電管にマイクロ波を供給する手段とを具備し、前記
永久磁石は、一端面と他端面とで異なる極性を有し、隣
り合うもの相互の、互いに対面する端面の極性が反対と
なるようにして、配設されており、これら永久磁石によ
り、放電管の中心に向かって凸となるミラー磁界を形成
することを特徴とする。
電イオン源は、プロセスガスが導入される放電管と、こ
の放電管の外周に、この放電管の軸方向に互いに所定間
隔を有して配設され、放電管内にミラー磁界を形成する
複数のリング状の永久磁石と、前記放電管にマイクロ波
を供給し、プロセスガスのイオンの高エネルギー化を果
たすような、前記ミラー磁界とで電子サイクロトロン共
鳴条件を満たす共鳴域を電子管内に発生するように、前
記放電管にマイクロ波を供給する手段とを具備し、前記
永久磁石は、一端面と他端面とで異なる極性を有し、隣
り合うもの相互の、互いに対面する端面の極性が反対と
なるようにして、配設されており、これら永久磁石によ
り、放電管の中心に向かって凸となるミラー磁界を形成
することを特徴とする。
【００１１】
【作用】共鳴域で、電離された中性の分子は電子−イオ
ン対を作り、このうち電子がマイクロ波から共鳴的にエ
ネルギーを獲得し、プロセスガスをさらに電離して電子
−イオン対を増殖し、この増殖を損失と釣合うまで行っ
て、定常的なプラズマが維持される。この共鳴域では、
電子は、磁界の磁力線に巻き付いて、つる巻状の螺旋運
動を行うが、その速度成分のうち、磁力線にほぼ垂直な
速度成分の大きいものは、磁界の強い所、即ち、永久磁
石近くでで反射される。この結果、電子は、ミラー捕捉
され、共鳴域に捕らえられる。この共鳴域で、このミラ
ー捕捉された電子は、磁力線に沿って往復し、エネルギ
ーを吸収して高エネルギーとなる。このとき、マイクロ
波の電界の位相と、電子の運動の位相との関係で、電子
の加速と減速の両方が起こり、統計的加速により、高エ
ネルギーのイオンが生成される。
ン対を作り、このうち電子がマイクロ波から共鳴的にエ
ネルギーを獲得し、プロセスガスをさらに電離して電子
−イオン対を増殖し、この増殖を損失と釣合うまで行っ
て、定常的なプラズマが維持される。この共鳴域では、
電子は、磁界の磁力線に巻き付いて、つる巻状の螺旋運
動を行うが、その速度成分のうち、磁力線にほぼ垂直な
速度成分の大きいものは、磁界の強い所、即ち、永久磁
石近くでで反射される。この結果、電子は、ミラー捕捉
され、共鳴域に捕らえられる。この共鳴域で、このミラ
ー捕捉された電子は、磁力線に沿って往復し、エネルギ
ーを吸収して高エネルギーとなる。このとき、マイクロ
波の電界の位相と、電子の運動の位相との関係で、電子
の加速と減速の両方が起こり、統計的加速により、高エ
ネルギーのイオンが生成される。
【００１２】
【実施例】以下に、図４並びに図５を参照して第１の実
施例に係わるＥＣＲ放電イオン源を説明する。図４にお
いて、符号１０は一端が閉塞し他端が開口し、金属でで
きた円筒状の放電管を示し、この閉塞端にはガス導入管
１１と、マイクロ波放射器の導波管１２とが設けられて
いる。また、放電管１０の開口端には、中央部にイオン
引き出し開口が形成された１対の引き出し電極１３，１
４が設けられている。内側の電極１３は放電管１０に電
気的に接続されており、これと同電位となっている。ま
た、外側の電極１４は放電管１０と電気的に絶縁されて
おり、動作時には、内側の電極１３側が高電位となるよ
うに電圧が設定される。さらに、放電管１０には、真空
ポンプに接続されて、この中を所定の圧力に排気するた
めの排気管１５が設けられている。
施例に係わるＥＣＲ放電イオン源を説明する。図４にお
いて、符号１０は一端が閉塞し他端が開口し、金属でで
きた円筒状の放電管を示し、この閉塞端にはガス導入管
１１と、マイクロ波放射器の導波管１２とが設けられて
いる。また、放電管１０の開口端には、中央部にイオン
引き出し開口が形成された１対の引き出し電極１３，１
４が設けられている。内側の電極１３は放電管１０に電
気的に接続されており、これと同電位となっている。ま
た、外側の電極１４は放電管１０と電気的に絶縁されて
おり、動作時には、内側の電極１３側が高電位となるよ
うに電圧が設定される。さらに、放電管１０には、真空
ポンプに接続されて、この中を所定の圧力に排気するた
めの排気管１５が設けられている。
【００１３】前記放電管１０の中央部外周面には、複数
（この実施例では４個）のリング状の永久磁石１６が、
放電管１０の軸方向に互いに所定の間隔を有して同軸的
に取着されている。各永久磁石１６は、内周面１６ａと
外周面１６ｂとで異なる極性を有するように形成されて
いる。従って、例えば、外周面１６ｂがＳ極に、そして
内周面１６ａがＮ極になるように形成された永久磁石１
６は、図５に示すように、Ｎ極の内周面１６ａからＳ極
の外周面１６ｂに向う磁界Ｈが発生する（この磁界は、
リング状の電極の全周に渡って発生されるが、図ではそ
の一部のみが示されている）。また、４個の永久磁石１
６は、隣り合うもの相互の内周面１６ａの極性が反対と
なるようにして、配設されており、かくして、これら永
久磁石１６によりミラー磁界Ｈが図４に示すように放電
管１０内に、これの内周面近くで発生される。このミラ
ー磁界は、内周面１６ａがＮ極の永久磁石１６から内周
面１６ａがＳ極の永久磁石１６に、放電管１０の軸方向
に沿って延び、これら永久磁石１６の間では放電管１０
の中心軸に向かって凸状に湾曲している。
（この実施例では４個）のリング状の永久磁石１６が、
放電管１０の軸方向に互いに所定の間隔を有して同軸的
に取着されている。各永久磁石１６は、内周面１６ａと
外周面１６ｂとで異なる極性を有するように形成されて
いる。従って、例えば、外周面１６ｂがＳ極に、そして
内周面１６ａがＮ極になるように形成された永久磁石１
６は、図５に示すように、Ｎ極の内周面１６ａからＳ極
の外周面１６ｂに向う磁界Ｈが発生する（この磁界は、
リング状の電極の全周に渡って発生されるが、図ではそ
の一部のみが示されている）。また、４個の永久磁石１
６は、隣り合うもの相互の内周面１６ａの極性が反対と
なるようにして、配設されており、かくして、これら永
久磁石１６によりミラー磁界Ｈが図４に示すように放電
管１０内に、これの内周面近くで発生される。このミラ
ー磁界は、内周面１６ａがＮ極の永久磁石１６から内周
面１６ａがＳ極の永久磁石１６に、放電管１０の軸方向
に沿って延び、これら永久磁石１６の間では放電管１０
の中心軸に向かって凸状に湾曲している。
【００１４】以下に上記構成のＥＣＲ放電イオン源を使
用して、半導体プロセスでのボロンの高エネルギー注入
につき説明する。まず、放電管１０内を排気管１５を介
して真空ポンプで排気した後、この放電管１０内にガス
導入管１１から所定のＢＦ3 ガスを供給する。また、こ
の放電管１０内に、マイクロ波放射器より１２、高電力
のマイクロ波（μ波：周波数２．４５ＧＨｚ，）を発振
する。ここで、前記永久磁石１６は、これらが放電管１
０内に形成する共鳴磁場が８７５Ｇとなるように設定さ
れており、この結果、電子サイクロトロン共鳴条件を満
たす領域、即ち共鳴域が放電管１０内に、これの中心軸
に沿って形成される。したがって、この共鳴域で、電離
された電子−ボロンイオン対等のうち電子がマイクロ波
から共鳴的にエネルギーを獲得し、ＢＦ3 ガスをさらに
電離してボロンイオンを増殖し、この増殖を損失と釣合
うまで行って、定常的なプラズマが維持される。この共
鳴域では、電子は、磁界の磁力線に巻き付いて、つる巻
状の螺旋運動を行うが、その速度成分のうち、磁力線に
ほぼ垂直な速度成分の大きいものは、磁界の強い所、即
ち、永久磁石１６近くでで反射される。この結果、電子
は、ミラー捕捉され、磁界の弱い所（共鳴域）に捕らえ
られる。この共鳴域で、このミラー捕捉された電子は、
磁力線に沿って何度も往復し、その都度エネルギーを吸
収して高エネルギーとなる。このとき、マイクロ波の電
界の位相と、電子の運動の位相との関係で、電子の加速
と減速の両方が起こり、統計的加速により、高エネルギ
ーの電子が生成される。この生成された高電子群は多価
イオンを生成する。生成されたボロンの多価イオン（例
えばＢ2+）は、半導体のイオン注入源として、電極１
３，１４の引きき出し開口より外部に射出される。
用して、半導体プロセスでのボロンの高エネルギー注入
につき説明する。まず、放電管１０内を排気管１５を介
して真空ポンプで排気した後、この放電管１０内にガス
導入管１１から所定のＢＦ3 ガスを供給する。また、こ
の放電管１０内に、マイクロ波放射器より１２、高電力
のマイクロ波（μ波：周波数２．４５ＧＨｚ，）を発振
する。ここで、前記永久磁石１６は、これらが放電管１
０内に形成する共鳴磁場が８７５Ｇとなるように設定さ
れており、この結果、電子サイクロトロン共鳴条件を満
たす領域、即ち共鳴域が放電管１０内に、これの中心軸
に沿って形成される。したがって、この共鳴域で、電離
された電子−ボロンイオン対等のうち電子がマイクロ波
から共鳴的にエネルギーを獲得し、ＢＦ3 ガスをさらに
電離してボロンイオンを増殖し、この増殖を損失と釣合
うまで行って、定常的なプラズマが維持される。この共
鳴域では、電子は、磁界の磁力線に巻き付いて、つる巻
状の螺旋運動を行うが、その速度成分のうち、磁力線に
ほぼ垂直な速度成分の大きいものは、磁界の強い所、即
ち、永久磁石１６近くでで反射される。この結果、電子
は、ミラー捕捉され、磁界の弱い所（共鳴域）に捕らえ
られる。この共鳴域で、このミラー捕捉された電子は、
磁力線に沿って何度も往復し、その都度エネルギーを吸
収して高エネルギーとなる。このとき、マイクロ波の電
界の位相と、電子の運動の位相との関係で、電子の加速
と減速の両方が起こり、統計的加速により、高エネルギ
ーの電子が生成される。この生成された高電子群は多価
イオンを生成する。生成されたボロンの多価イオン（例
えばＢ2+）は、半導体のイオン注入源として、電極１
３，１４の引きき出し開口より外部に射出される。
【００１５】上記構成のＥＣＲ放電イオン源によれば、
ミラー磁界発生手段として、永久磁石のみを使用し、ミ
ラーコイルは使用していないので、このコイルを励磁す
るための電力源を全く必要としない。この結果、装置の
駆動のための消費電力が少なく、かつ装置全体の小形化
が可能である。また、放電管１０と永久磁石１６との間
の電気的絶縁を考慮する必要が無いので、これらの組み
合わせに何等面倒な手段を講じる必要が無い。
ミラー磁界発生手段として、永久磁石のみを使用し、ミ
ラーコイルは使用していないので、このコイルを励磁す
るための電力源を全く必要としない。この結果、装置の
駆動のための消費電力が少なく、かつ装置全体の小形化
が可能である。また、放電管１０と永久磁石１６との間
の電気的絶縁を考慮する必要が無いので、これらの組み
合わせに何等面倒な手段を講じる必要が無い。
【００１６】次に、図６並びに図７を参照して、本発明
の第２の実施例に係わるＥＣＲ放電イオン源を説明す
る。尚、この実施例にて、前記第１の実施例と実質的に
同一な部材は、同参照符号を付して説明を省略する。
の第２の実施例に係わるＥＣＲ放電イオン源を説明す
る。尚、この実施例にて、前記第１の実施例と実質的に
同一な部材は、同参照符号を付して説明を省略する。
【００１７】図６に示すように、放電管１０の中央部外
周面には、複数（この実施例では４個）のリング状の永
久磁石２６が、放電管１０の軸方向に互いに所定の間隔
を有して同軸的に取着されている。各永久磁石２６は、
一端面２６ａと他端面２６ｂとで異なる極性を有するよ
うに形成されている。従って、例えば一端面面２６ａが
Ｎ極に、そして他端面２６ｂがＳ極になるように形成さ
れた永久磁石２６は図７に示すように、Ｎ極の一端面２
６ａからＳ極の他端面２６ｂに向う磁界Ｈが発生する
（この磁界は、リング状の電極の全周に渡って発生され
るが、図ではその一部のみが示されている）。また、４
個の永久磁石１６は、隣り合うもの相互の、互いに対面
する端面の極性が反対となるようにして、配設されてお
り、かくして、これら永久磁石２６によりミラー磁界Ｈ
が図６に示すように放電管１０内に、放電管１０の中心
軸に向かって凸状に湾曲して、これの内周面近くで発生
される。
周面には、複数（この実施例では４個）のリング状の永
久磁石２６が、放電管１０の軸方向に互いに所定の間隔
を有して同軸的に取着されている。各永久磁石２６は、
一端面２６ａと他端面２６ｂとで異なる極性を有するよ
うに形成されている。従って、例えば一端面面２６ａが
Ｎ極に、そして他端面２６ｂがＳ極になるように形成さ
れた永久磁石２６は図７に示すように、Ｎ極の一端面２
６ａからＳ極の他端面２６ｂに向う磁界Ｈが発生する
（この磁界は、リング状の電極の全周に渡って発生され
るが、図ではその一部のみが示されている）。また、４
個の永久磁石１６は、隣り合うもの相互の、互いに対面
する端面の極性が反対となるようにして、配設されてお
り、かくして、これら永久磁石２６によりミラー磁界Ｈ
が図６に示すように放電管１０内に、放電管１０の中心
軸に向かって凸状に湾曲して、これの内周面近くで発生
される。
【００１８】この第２の実施例の装置においても、前記
第１の実施例と同様に、マイクロ波と、永久磁石２６と
を、電子サイクロトロン共鳴条件を満たすように選定す
れば、放電管１０内に、これの中心軸に沿って共鳴域が
形成され、高電子プラズマが発生される。
第１の実施例と同様に、マイクロ波と、永久磁石２６と
を、電子サイクロトロン共鳴条件を満たすように選定す
れば、放電管１０内に、これの中心軸に沿って共鳴域が
形成され、高電子プラズマが発生される。
【００１９】上記実施例では、便宜上４個の永久磁石を
使用した場合につき説明したが、これに限定されること
はなく複数個であれば良いが、できるだけ多くすること
が望ましい。また、ＥＣＲ放電イオン源をボロンイオン
源で説明したが、このイオンに限定されることは無い。
使用した場合につき説明したが、これに限定されること
はなく複数個であれば良いが、できるだけ多くすること
が望ましい。また、ＥＣＲ放電イオン源をボロンイオン
源で説明したが、このイオンに限定されることは無い。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、装置の駆動のために大
電力を必要とせず、かつ装置全体の小形化が可能であ
る。また、放電管ととの組み合わせに何等面倒な手段を
講じる必要が無い。
電力を必要とせず、かつ装置全体の小形化が可能であ
る。また、放電管ととの組み合わせに何等面倒な手段を
講じる必要が無い。
【図１】従来のＥＣＲ放電イオン源の全体を概略的に示
す縦断面図。
す縦断面図。
【図２】従来のＥＣＲ放電イオン源の永久磁石の配置を
示す縦断面図。
示す縦断面図。
【図３】従来のイオン源における磁界を説明するための
図で（ａ）はコイルによる磁界を、また（ｂ）は永久磁
石による磁界を、夫々示す。
図で（ａ）はコイルによる磁界を、また（ｂ）は永久磁
石による磁界を、夫々示す。
【図４】本発明の第１の実施例に係わるＥＣＲ放電イオ
ン源を概略的に示す図。
ン源を概略的に示す図。
【図５】図４に示すＥＣＲ放電イオン源で使用されてい
る永久磁石を示す斜視図。
る永久磁石を示す斜視図。
【図６】本発明の第２の実施例に係わるＥＣＲ放電イオ
ン源を概略的に示す図。
ン源を概略的に示す図。
【図７】図６に示すＥＣＲ放電イオン源で使用されてい
る永久磁石を示す斜視図。
る永久磁石を示す斜視図。
１０…放電管、１１…ガス導入管、１２…導波管、１
３，１４…引き出し電極、１５…排気管、１６，２６…
永久磁石、
３，１４…引き出し電極、１５…排気管、１６，２６…
永久磁石、
Claims (2)
- 【請求項１】 プロセスガスが導入される放電管と、こ
の放電管の外周に、この放電管の軸方向に互いに所定間
隔を有して配設され、放電管内にミラー磁界を形成する
複数のリング状の永久磁石と、前記放電管にマイクロ波
を供給し、前記ミラー磁界とで、プロセスガスのイオン
の高エネルギー化を果たすような、電子サイクロトロン
共鳴条件を満たす共鳴域を電子管内に発生するように、
前記放電管にマイクロ波を供給する手段とを具備し、前
記複数の永久磁石は、内周面と外周面とで異なる極性を
有し、これら永久磁石間で、放電管の中心に向かって凸
となるミラー磁界を形成することを特徴とするＥＣＲ放
電イオン源。 - 【請求項２】 プロセスガスが導入される放電管と、こ
の放電管の外周に、この放電管の軸方向に互いに所定間
隔を有して配設され、放電管内にミラー磁界を形成する
複数のリング状の永久磁石と、前記放電管にマイクロ波
を供給し、前記ミラー磁界とで、プロセスガスのイオン
の高エネルギー化を果たすような、電子サイクロトロン
共鳴条件を満たす共鳴域を電子管内に発生するように、
前記放電管にマイクロ波を供給する手段とを具備し、前
記永久磁石は、一端面と他端面とで異なる極性を有し、
隣り合うもの相互の、互いに対面する端面の極性が反対
となるようにして、配設されており、これら永久磁石に
より、放電管の中心に向かって凸となるミラー磁界を形
成することを特徴とするＥＣＲ放電イオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5123819A JPH06333523A (ja) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | Ｅｃｒ放電イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5123819A JPH06333523A (ja) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | Ｅｃｒ放電イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06333523A true JPH06333523A (ja) | 1994-12-02 |
Family
ID=14870139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5123819A Pending JPH06333523A (ja) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | Ｅｃｒ放電イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06333523A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007511041A (ja) * | 2003-11-04 | 2007-04-26 | コミサリヤ・ア・レネルジ・アトミク | Ｅｃｒプラズマ中の電子温度制御装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6396283A (ja) * | 1986-10-11 | 1988-04-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | イオン源 |
| JPS6424346A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-26 | Nippon Telegraph & Telephone | Ion source |
| JPH01139762A (ja) * | 1987-11-25 | 1989-06-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スパッタリング装置 |
| JPH02123640A (ja) * | 1988-11-01 | 1990-05-11 | Anelva Corp | 放電装置 |
| JPH02239557A (ja) * | 1989-03-10 | 1990-09-21 | Nissin Electric Co Ltd | イオン源装置 |
-
1993
- 1993-05-26 JP JP5123819A patent/JPH06333523A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6396283A (ja) * | 1986-10-11 | 1988-04-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | イオン源 |
| JPS6424346A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-26 | Nippon Telegraph & Telephone | Ion source |
| JPH01139762A (ja) * | 1987-11-25 | 1989-06-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スパッタリング装置 |
| JPH02123640A (ja) * | 1988-11-01 | 1990-05-11 | Anelva Corp | 放電装置 |
| JPH02239557A (ja) * | 1989-03-10 | 1990-09-21 | Nissin Electric Co Ltd | イオン源装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007511041A (ja) * | 2003-11-04 | 2007-04-26 | コミサリヤ・ア・レネルジ・アトミク | Ｅｃｒプラズマ中の電子温度制御装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2866815B2 (ja) | 変動する磁極を用いた平坦プラズマ発生装置 | |
| EP0286132B1 (en) | Plasma generating apparatus | |
| US5859428A (en) | Beam generator | |
| JPH0654644B2 (ja) | イオン源 | |
| JP2005527941A (ja) | ある体積内にプラズマを閉じ込める装置 | |
| US6320321B2 (en) | Ion beam processing apparatus for processing work piece with ion beam being neutralized uniformly | |
| US5519213A (en) | Fast atom beam source | |
| EP0502429A2 (en) | Fast atom beam source | |
| US4093856A (en) | Method of and apparatus for the electrostatic excitation of ions | |
| RU2246035C1 (ru) | Ионный двигатель кошкина | |
| JPH06333523A (ja) | Ｅｃｒ放電イオン源 | |
| US2953750A (en) | Magnetic cable | |
| JPH01310179A (ja) | Ｅｃｒ型イオンスラスタ | |
| JPS62235484A (ja) | 薄膜装置 | |
| JP3045619B2 (ja) | プラズマ発生装置 | |
| US2611882A (en) | Electron discharge device | |
| JPH11121198A (ja) | プラズマ生成装置 | |
| JPH11354299A (ja) | サイクロトロン加速装置 | |
| JPH01161699A (ja) | 高速原子線源 | |
| JPH06101308B2 (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 | |
| JP2808977B2 (ja) | 荷電粒子加速装置 | |
| JPH0644007Y2 (ja) | イオン処理装置 | |
| JPS6369127A (ja) | 高速原子線源 | |
| JPH06140184A (ja) | マイクロ波イオン源 | |
| JPH07201493A (ja) | マグネトロンプラズマエッチング用磁場発生装置 |