JPH0635363Y2 - イオン源 - Google Patents
イオン源Info
- Publication number
- JPH0635363Y2 JPH0635363Y2 JP1988109893U JP10989388U JPH0635363Y2 JP H0635363 Y2 JPH0635363 Y2 JP H0635363Y2 JP 1988109893 U JP1988109893 U JP 1988109893U JP 10989388 U JP10989388 U JP 10989388U JP H0635363 Y2 JPH0635363 Y2 JP H0635363Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- extraction
- anode
- ion source
- electrode system
- 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
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、例えばイオン注入装置等に用いられるもの
であって、陰極、陽極、この両者間に配置された中間電
極および陽極の下流側に配置された引出し電極系を有す
る、いわゆるデュオプラズマトロン型およびその変形で
あるデュオピガトロン型等のイオン源に関する。
であって、陰極、陽極、この両者間に配置された中間電
極および陽極の下流側に配置された引出し電極系を有す
る、いわゆるデュオプラズマトロン型およびその変形で
あるデュオピガトロン型等のイオン源に関する。
この種のイオン源が例えば「電子・イオンビームハンド
ブック」（第２版），日刊工業新聞社，頁214〜218に開
示されている。
ブック」（第２版），日刊工業新聞社，頁214〜218に開
示されている。
その一例を第３図を参照して説明すると、このイオン源
はデュオプラズマトロン型のものであり、陰極（フィラ
メント）４、陽極12、この両者間に配置された中間電極
８および陽極12の下流側に配置された引出し電極系14等
を有しており、全体が真空容器24内に収納されている。
図中の２はガス導入管、６は励磁コイル、10および20は
絶縁物である。
はデュオプラズマトロン型のものであり、陰極（フィラ
メント）４、陽極12、この両者間に配置された中間電極
８および陽極12の下流側に配置された引出し電極系14等
を有しており、全体が真空容器24内に収納されている。
図中の２はガス導入管、６は励磁コイル、10および20は
絶縁物である。
引出し電極系14はこの例では、イオンビーム22引出し用
の接地電位される接地電極18および下流側からの逆流電
子抑制用の負電位にされる抑制電極16を備えており、電
極支持板21によって真空容器24内に固定されている。
の接地電位される接地電極18および下流側からの逆流電
子抑制用の負電位にされる抑制電極16を備えており、電
極支持板21によって真空容器24内に固定されている。
このイオン源の動作例を簡単に説明すると、陰極４を点
灯すると共に、ガス導入管２から中間電極８内にガスを
導入し、かつ陽極12と陰極４間にアーク電圧を印加する
と、両者間に放電が生じてその放電路に沿ってプラズマ
が生じる。
灯すると共に、ガス導入管２から中間電極８内にガスを
導入し、かつ陽極12と陰極４間にアーク電圧を印加する
と、両者間に放電が生じてその放電路に沿ってプラズマ
が生じる。
そしてこのプラズマは、中間電極８によって幾何学的に
圧縮されると共にその磁場によって強く圧縮されるた
め、静電二重層が生じ、それを境にして陰極プラズマと
陽極プラズマが作られ、この陽極プラズマから、陽極12
と接地電極18間に印加した引出し電圧によって、イオン
ビーム22が引き出される。
圧縮されると共にその磁場によって強く圧縮されるた
め、静電二重層が生じ、それを境にして陰極プラズマと
陽極プラズマが作られ、この陽極プラズマから、陽極12
と接地電極18間に印加した引出し電圧によって、イオン
ビーム22が引き出される。
上記のようなイオン源においては、与えられた引出し電
圧に対してイオンビーム22の引き出しが最適となるよう
な陽極12と引出し電極系14との間の電極間隔があり、当
該電極間隔はそのようなものに設定固定されている。
圧に対してイオンビーム22の引き出しが最適となるよう
な陽極12と引出し電極系14との間の電極間隔があり、当
該電極間隔はそのようなものに設定固定されている。
ところが、イオン注入装置等においては、イオンビーム
22のエネルギーを変化させる等のために上記引出し電圧
を変化させる必要がある場合が多いが、引出し電圧をあ
る特定なものから変化させると、上記のような従来のイ
オン源では、上記のような理由から、特定の引出し電圧
以外ではイオンビーム22の引き出しが最適とならず、そ
の効率が悪くなって引き出し得るビーム量が低下する
他、発散角が大になりかつビーム量分布の均一性が低下
する等質的にも悪化するという問題がある。
22のエネルギーを変化させる等のために上記引出し電圧
を変化させる必要がある場合が多いが、引出し電圧をあ
る特定なものから変化させると、上記のような従来のイ
オン源では、上記のような理由から、特定の引出し電圧
以外ではイオンビーム22の引き出しが最適とならず、そ
の効率が悪くなって引き出し得るビーム量が低下する
他、発散角が大になりかつビーム量分布の均一性が低下
する等質的にも悪化するという問題がある。
そこでこの考案は、このような点を改善したイオン源を
提供することを目的とする。
提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、この考案のイオン源は、前記
引出し電極系を電極支持軸によって支持し、かつ前記真
空容器外に、引出し電極系を電極支持軸を介して機械的
に駆動して少なくとも引出し電極系と陽極との間の電極
間隔を調整する電極駆動機構を設けたことを特徴とす
る。
引出し電極系を電極支持軸によって支持し、かつ前記真
空容器外に、引出し電極系を電極支持軸を介して機械的
に駆動して少なくとも引出し電極系と陽極との間の電極
間隔を調整する電極駆動機構を設けたことを特徴とす
る。
上記構成によれば、電極駆動機構によって、引出し電極
系と陽極と間の電極間隔を調整することができ、それに
よって当該電極間隔を引出し電圧に応じたものに設定す
ることが可能になる。
系と陽極と間の電極間隔を調整することができ、それに
よって当該電極間隔を引出し電圧に応じたものに設定す
ることが可能になる。
第１図は、この考案の一実施例に係るデュオプラズマト
ロン型の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
ては従来例との相違点を主に説明する。
ロン型の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
ては従来例との相違点を主に説明する。
この実施例においては、真空容器24の外側に電極駆動機
構26を設けて、これから真空容器24内に延びる電極支持
軸28によって前述したような引出し電極系14を支持し、
それによって当該引出し電極系14を大気圧側から機械的
に駆動することができるようにしている。
構26を設けて、これから真空容器24内に延びる電極支持
軸28によって前述したような引出し電極系14を支持し、
それによって当該引出し電極系14を大気圧側から機械的
に駆動することができるようにしている。
この電極駆動機構26の詳細例を第２図を参照して説明す
ると、真空容器24の外側に、可動板30をＯリング32によ
って真空シールした状態で設けており、この可動板30に
電極支持軸28をＯリング34によって真空シールした状態
で貫通させている。
ると、真空容器24の外側に、可動板30をＯリング32によ
って真空シールした状態で設けており、この可動板30に
電極支持軸28をＯリング34によって真空シールした状態
で貫通させている。
この可動板30にはボールねじ36が連結されており、真空
容器24に取り付けたモータ48を左右に回転させると、そ
の回転軸に取り付けられた歯車40およびそれに噛み合う
歯車41が回転して、歯車41の内部に設けられたボールナ
ット（図示省略）が回転し、それによってボールねじ36
および可動板30が、更にはこの可動板30に取り付けられ
た電極支持軸28を含む全てのものが矢印Ａのように往復
直線駆動される。その結果、電極支持軸28に取り付けら
れた引出し電極系14をイオンビーム22の引き出し方向に
沿う方向に駆動して、それと陽極12との間の電極間隔を
調整することができる。
容器24に取り付けたモータ48を左右に回転させると、そ
の回転軸に取り付けられた歯車40およびそれに噛み合う
歯車41が回転して、歯車41の内部に設けられたボールナ
ット（図示省略）が回転し、それによってボールねじ36
および可動板30が、更にはこの可動板30に取り付けられ
た電極支持軸28を含む全てのものが矢印Ａのように往復
直線駆動される。その結果、電極支持軸28に取り付けら
れた引出し電極系14をイオンビーム22の引き出し方向に
沿う方向に駆動して、それと陽極12との間の電極間隔を
調整することができる。
また、可動板30に取り付けたモータ49を左右に回転させ
ると、その回転軸に取り付けられた歯車42およびそれに
噛み合う歯車43が回転して、歯車43の内部に設けられた
ボールナット（図示省略）が回転し、それによって電極
支持軸28に連結されたボールねじ38が矢印Ｂのように往
復直線駆動される。その結果、電極支持軸28に取り付け
られた引出し電極系14をイオンビーム22の引き出し方向
に直交する方向に駆動して、その陽極12に対する水平位
置を調整することができる。
ると、その回転軸に取り付けられた歯車42およびそれに
噛み合う歯車43が回転して、歯車43の内部に設けられた
ボールナット（図示省略）が回転し、それによって電極
支持軸28に連結されたボールねじ38が矢印Ｂのように往
復直線駆動される。その結果、電極支持軸28に取り付け
られた引出し電極系14をイオンビーム22の引き出し方向
に直交する方向に駆動して、その陽極12に対する水平位
置を調整することができる。
更に、可動板30に取り付けたモータ50を左右に回転させ
ると、その回転軸に取り付けられた歯車44およびそれに
噛み合う歯車45が回転して電極支持軸28が矢印Ｃのよう
に往復回転駆動される。その結果、電極支持軸28に取り
付けられた引出し電極系14と陽極12との間の角度を調整
することができる。
ると、その回転軸に取り付けられた歯車44およびそれに
噛み合う歯車45が回転して電極支持軸28が矢印Ｃのよう
に往復回転駆動される。その結果、電極支持軸28に取り
付けられた引出し電極系14と陽極12との間の角度を調整
することができる。
従って、上記構成によれば、電極駆動機構26によって大
気圧側すなわち真空容器24外側から、引出し電極系14と
陽極12との間の電極間隔を調整することができ、それに
よって当該電極間隔を陽極12と接地電極18間に印加する
引出し電圧に応じたものに設定することが可能になる。
気圧側すなわち真空容器24外側から、引出し電極系14と
陽極12との間の電極間隔を調整することができ、それに
よって当該電極間隔を陽極12と接地電極18間に印加する
引出し電圧に応じたものに設定することが可能になる。
例えば、一般的には引出し電圧を低くする場合は電極間
隔を狭くし、引出し電圧を高くする場合は電極間隔を広
くする。これは、引出し電圧が高い場合にあまり電極間
隔を狭くすると陽極12と引出し電極系14との間で放電が
発生して安定したイオンビーム22の引き出しが困難にな
るからであり、逆に引出し電圧が低い場合は電極間隔を
狭くしても放電が発生する恐れは少なく、しかも電極間
隔が広すぎると十分なイオンビーム22の引き出しができ
なくなるからである。
隔を狭くし、引出し電圧を高くする場合は電極間隔を広
くする。これは、引出し電圧が高い場合にあまり電極間
隔を狭くすると陽極12と引出し電極系14との間で放電が
発生して安定したイオンビーム22の引き出しが困難にな
るからであり、逆に引出し電圧が低い場合は電極間隔を
狭くしても放電が発生する恐れは少なく、しかも電極間
隔が広すぎると十分なイオンビーム22の引き出しができ
なくなるからである。
従って電極駆動機構26によって電極間隔をその時々の引
出し電圧に応じたものに調整することにより、広い範囲
の（例えば数KV〜数十KV程度の）引出し電圧に対して、
イオンビーム22を常に最適な状態で引き出すことが可能
になる。即ち、多量のイオンビーム22を効率良く引き出
すことができると共に、発散角が小さくかつビーム量分
布の均一性が良い等の良質のイオンビーム22を引き出す
ことが可能になる。
出し電圧に応じたものに調整することにより、広い範囲
の（例えば数KV〜数十KV程度の）引出し電圧に対して、
イオンビーム22を常に最適な状態で引き出すことが可能
になる。即ち、多量のイオンビーム22を効率良く引き出
すことができると共に、発散角が小さくかつビーム量分
布の均一性が良い等の良質のイオンビーム22を引き出す
ことが可能になる。
しかもこの実施例では、引出し電極系14と陽極12との間
の電極間隔のみならず、水平位置および角度も調整可能
としているので、調整の自由度が大きく、従ってイオン
ビーム22を一層良好な形で引き出すことが可能である。
の電極間隔のみならず、水平位置および角度も調整可能
としているので、調整の自由度が大きく、従ってイオン
ビーム22を一層良好な形で引き出すことが可能である。
もっとも、第２図に示した電極駆動機構26は一例であ
り、これより多くの自由度を有するもの（例えば電極支
持軸28すなわち引出し電極系14を更に上下方向に動かす
ことができるもの）でも良いし、少ない自由度を有する
ものでも良く、また機構的に他の構成のものでも良く、
要は少なくとも電極間隔を調整することができるもので
あれば良い。
り、これより多くの自由度を有するもの（例えば電極支
持軸28すなわち引出し電極系14を更に上下方向に動かす
ことができるもの）でも良いし、少ない自由度を有する
ものでも良く、また機構的に他の構成のものでも良く、
要は少なくとも電極間隔を調整することができるもので
あれば良い。
また、電極８、12、16および18の孔の形状は、従来のイ
オン源では単孔（場合によっては多孔）であり、この実
施例においてもそのようなものでも良いが、これをスリ
ット状（例えば第１図において紙面の表裏方向に細長く
延びるもの）としても良い。
オン源では単孔（場合によっては多孔）であり、この実
施例においてもそのようなものでも良いが、これをスリ
ット状（例えば第１図において紙面の表裏方向に細長く
延びるもの）としても良い。
これは、単孔または多孔の場合はイオンビーム22の発散
角をスリットの場合よりも小さくすることができるもの
の、上記のように引出し電極系14を可動式にする場合に
はそれと陽極12との間の正確な中心軸合わせが要求され
るのに対して、スリットの場合はイオンビーム22の引出
し面積が大であるため中心軸のずれ（特にスリットの長
手方向のずれ）等に対する許容度が大きくなるので、単
孔または多孔の場合に比して電極駆動機構26にあまり高
い精度を要求しなくて済むからである。
角をスリットの場合よりも小さくすることができるもの
の、上記のように引出し電極系14を可動式にする場合に
はそれと陽極12との間の正確な中心軸合わせが要求され
るのに対して、スリットの場合はイオンビーム22の引出
し面積が大であるため中心軸のずれ（特にスリットの長
手方向のずれ）等に対する許容度が大きくなるので、単
孔または多孔の場合に比して電極駆動機構26にあまり高
い精度を要求しなくて済むからである。
また、引出し電極系14は、上記例とは違って、抑制電極
16を設けずに接地電極18のみで構成される場合もあるが
（その場合は接地電極18は通常は引出し電極と呼ばれ
る）、その場合は勿論、当該接地電極18を電極駆動機構
26で上記のように駆動すれば良い。
16を設けずに接地電極18のみで構成される場合もあるが
（その場合は接地電極18は通常は引出し電極と呼ばれ
る）、その場合は勿論、当該接地電極18を電極駆動機構
26で上記のように駆動すれば良い。
また、上記ではいずれもデュオプラズマトロン型のイオ
ン源を例に説明したが、この考案はそれに限定されるも
のではなく、その変形であるデュオピガトロン型やその
他のタイプのイオン源にも適用することができる。
ン源を例に説明したが、この考案はそれに限定されるも
のではなく、その変形であるデュオピガトロン型やその
他のタイプのイオン源にも適用することができる。
以上のようにこの考案によれば、電極駆動機構によって
真空容器外から引出し電極系と陽極との間の電極間隔を
調整することができるので、引出し電圧を変化させる場
合にでも、電極間隔をその時々の引出し電圧に応じたも
のに設定することができる。その結果、デュオプラズマ
トロン型およびその変形であるデュオピガトロン型等の
イオン源において、広い範囲の引出し電圧に対して、発
散角が小さくかつビーム量分布の均一性が良い等といっ
た良質のイオンビームを効率良く引き出すことができる
ようになる。
真空容器外から引出し電極系と陽極との間の電極間隔を
調整することができるので、引出し電圧を変化させる場
合にでも、電極間隔をその時々の引出し電圧に応じたも
のに設定することができる。その結果、デュオプラズマ
トロン型およびその変形であるデュオピガトロン型等の
イオン源において、広い範囲の引出し電圧に対して、発
散角が小さくかつビーム量分布の均一性が良い等といっ
た良質のイオンビームを効率良く引き出すことができる
ようになる。
第１図は、この考案の一実施例に係るデュオプラズマト
ロン型のイオン源を示す断面図である。第２図は、第１
図の電極駆動機構の詳細例を示す図である。第３図は、
従来のデュオプラズマトロン型のイオン源の一例を示す
断面図である。 ４…陰極、８…中間電極、12…陽極、14…引出し電極
系、16…抑制電極、18…接地電極、22…イオンビーム、
26…電極駆動機構、28…電極支持軸。
ロン型のイオン源を示す断面図である。第２図は、第１
図の電極駆動機構の詳細例を示す図である。第３図は、
従来のデュオプラズマトロン型のイオン源の一例を示す
断面図である。 ４…陰極、８…中間電極、12…陽極、14…引出し電極
系、16…抑制電極、18…接地電極、22…イオンビーム、
26…電極駆動機構、28…電極支持軸。
Claims (1)
- 【請求項１】陰極、陽極、この両者間に配置された中間
電極および陽極の下流側に配置された引出し電極系を真
空容器内に有するイオン源において、前記引出し電極系
を電極支持軸によって支持し、かつ前記真空容器外に、
引出し電極系を電極支持軸を介して機械的に駆動して少
なくとも引出し電極系と陽極との間の電極間隔を調整す
る電極駆動機構を設けたことを特徴とするイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988109893U JPH0635363Y2 (ja) | 1988-08-22 | 1988-08-22 | イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988109893U JPH0635363Y2 (ja) | 1988-08-22 | 1988-08-22 | イオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0231055U JPH0231055U (ja) | 1990-02-27 |
| JPH0635363Y2 true JPH0635363Y2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=31346557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988109893U Expired - Lifetime JPH0635363Y2 (ja) | 1988-08-22 | 1988-08-22 | イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0635363Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9515090D0 (en) * | 1995-07-21 | 1995-09-20 | Applied Materials Inc | An ion beam apparatus |
| EP1105908B1 (en) * | 1999-06-23 | 2005-03-02 | Applied Materials, Inc. | Ion beam generation apparatus |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5882447A (ja) * | 1981-11-11 | 1983-05-18 | Ulvac Corp | イオン源における引出電極の位置および姿勢調整装置 |
-
1988
- 1988-08-22 JP JP1988109893U patent/JPH0635363Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0231055U (ja) | 1990-02-27 |
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