JPH07335163A - Method and device for generation of ion beam - Google Patents

Method and device for generation of ion beam

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JPH07335163A
JPH07335163A JP6155383A JP15538394A JPH07335163A JP H07335163 A JPH07335163 A JP H07335163A JP 6155383 A JP6155383 A JP 6155383A JP 15538394 A JP15538394 A JP 15538394A JP H07335163 A JPH07335163 A JP H07335163A
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JP
Japan
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electrode
plasma
ion beam
power supply
potential
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JP6155383A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Okute
康弘 奥手
Yasunori Ando
靖典 安東
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Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To establish a method and device for generating an ion beam, with which the current density in the ion beam drawn out of an ion source can be made smaller than the lower limit according to the conventional arrangement. CONSTITUTION:An ion beam generating device is equipped with an ion source 2 emitting an ion beam 40 and a power supply device 30a which impresses a voltage for ion beam extraction. The ion source 2 has a plasma source part 4 to produce plasma 14 and an extracting electrode system 20 which extracts the ion beam 40 from the source part, while the power supply device 30a has the first power supply 31 to impress a positive high voltage with reference to the grounding potential on the first electrode 21 constituting the extracting electrode system 20, the second power supply 32a with variable output voltage to impress a positive voltage with reference to the potential of the first electrode 21 on the second electrode 22, and the third power supply 33 which impresses a negative voltage with reference to the grounding potential on the third electrode 23. This allows suppressing extraction of ions from the plasma through the electrode situated nearest the plasma.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えばイオン注入装
置、イオンドーピング装置(非質量分離型イオン注入装
置)、イオン照射と真空蒸着を併用する薄膜形成装置等
のように、イオンビームを処理対象物に照射して処理を
行う場合に用いられるイオンビーム発生方法およびその
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion beam processing object such as an ion implantation apparatus, an ion doping apparatus (non-mass separation type ion implantation apparatus), and a thin film forming apparatus using both ion irradiation and vacuum deposition. The present invention relates to an ion beam generation method and apparatus used when irradiating an object for processing.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9は、従来のイオンビーム発生装置を
用いたイオン注入装置の一例を示す断面図である。この
イオン注入装置は、イオンビーム40を射出するイオン
源2と、それにイオンビーム引出し用の電圧を印加する
電源装置30とを有するイオンビーム発生装置のイオン
源2を、処理室42の上部に取り付けた構造をしてい
る。
2. Description of the Related Art FIG. 9 is a sectional view showing an example of an ion implantation apparatus using a conventional ion beam generator. In this ion implantation apparatus, an ion source 2 of an ion beam generator having an ion source 2 for ejecting an ion beam 40 and a power supply device 30 for applying a voltage for extracting the ion beam thereto is attached to an upper part of a processing chamber 42. It has a different structure.

【0003】処理室42内には、処理対象物の一例であ
る基板46を保持するホルダ44が設けられている。ま
た、この処理室42は、図示しない真空排気装置によっ
て真空排気される。
A holder 44 for holding a substrate 46, which is an example of an object to be processed, is provided in the processing chamber 42. The processing chamber 42 is evacuated by a vacuum exhaust device (not shown).

【0004】イオン源2は、図示例のものは高周波イオ
ン源であり、ガスが導入されそれを高周波放電によって
電離させてプラズマ14を発生させるプラズマソース部
4と、このプラズマソース部4の出口付近に設けられて
いて、プラズマソース部4内のプラズマ14から電界の
作用でイオンビーム40を引き出す引出し電極系20と
を有している。
The ion source 2 shown in the figure is a high frequency ion source, and a plasma source section 4 for generating a plasma 14 by ionizing the gas by a high frequency discharge and a vicinity of an outlet of the plasma source section 4 And an extraction electrode system 20 for extracting the ion beam 40 from the plasma 14 in the plasma source section 4 by the action of an electric field.

【0005】プラズマソース部4は、側壁6aと、それ
に絶縁碍子8を介して取り付けられた背面板6bとを有
するプラズマ生成容器6を備えており、その内部に、こ
の例では引出し電極系20を通して下流側からガスが導
入される。また、この例では側壁6aおよび背面板6b
がそれぞれ電極(放電電極)を兼ねており、両者間に整
合回路18を介して高周波電源16が接続されている。
但し、ガスは、プラズマ生成容器6内に直接導入される
場合もある。
The plasma source part 4 is provided with a plasma generating container 6 having a side wall 6a and a back plate 6b attached to the side wall 6a with an insulator 8 interposed therebetween. Gas is introduced from the downstream side. Also, in this example, the side wall 6a and the back plate 6b
Also serve as electrodes (discharge electrodes), and a high frequency power supply 16 is connected between them via a matching circuit 18.
However, the gas may be directly introduced into the plasma generation container 6.

【0006】引出し電極系20は、この例では、最プラ
ズマ側から下流側に向けて配置された第1電極21、第
2電極22、第3電極23および第4電極24を有して
いる。26は絶縁碍子である。これらの各電極21〜2
4は、この例では多孔電極であるが、イオン引出しスリ
ットを有する場合もある。
In this example, the extraction electrode system 20 has a first electrode 21, a second electrode 22, a third electrode 23 and a fourth electrode 24 arranged from the most plasma side toward the downstream side. Reference numeral 26 is an insulator. Each of these electrodes 21 to 2
Although 4 is a porous electrode in this example, it may have an ion extraction slit.

【0007】第1電極21は、引き出すイオンビーム4
0のエネルギーを決める電極であり、電源装置30を構
成する第1電源31から、接地電位を基準にして正の高
電圧が印加される。この第1電極21はプラズマ電極ま
たは加速電極とも呼ばれ、第1電源31は加速電源とも
呼ばれる。
The first electrode 21 is used for extracting the ion beam 4
It is an electrode for determining the energy of 0, and a positive high voltage is applied from the first power supply 31 constituting the power supply device 30 with the ground potential as a reference. The first electrode 21 is also called a plasma electrode or an acceleration electrode, and the first power supply 31 is also called an acceleration power supply.

【0008】第2電極22は、第1電極21との間に電
位差を生ぜしめそれによる電界によってプラズマ14か
らイオンビーム40を引き出す電極であり、電源装置3
0を構成する第2電源32から、第1電極21の電位を
基準にして負の電圧が印加される。この第2電極22は
引出し電極とも呼ばれ、第2電源32は引出し電源とも
呼ばれる。
The second electrode 22 is an electrode that produces a potential difference between the second electrode 22 and the first electrode 21 and extracts the ion beam 40 from the plasma 14 by the electric field generated by the potential difference.
A negative voltage based on the potential of the first electrode 21 is applied from the second power source 32 forming 0. The second electrode 22 is also called an extraction electrode, and the second power supply 32 is also called an extraction power supply.

【0009】第3電極23は、下流側からの逆流電子を
抑制する電極であり、電源装置30を構成する第3電源
33から、接地電位を基準にして負の電圧が印加され
る。この第3電極23は抑制電極とも呼ばれ、第3電源
33は抑制電源とも呼ばれる。
The third electrode 23 is an electrode for suppressing backflow electrons from the downstream side, and a negative voltage is applied from the third power supply 33 constituting the power supply device 30 with reference to the ground potential. The third electrode 23 is also called a suppression electrode, and the third power supply 33 is also called a suppression power supply.

【0010】第4電極24は、接地されており、接地電
極とも呼ばれる。
The fourth electrode 24 is grounded and is also called a ground electrode.

【0011】上記イオン源2における電位の一例を図1
0に示す。第1電極21および背面板6bの電位は第1
電源31の出力電圧V1によって決められ、それより第
2電源32の出力電圧V2だけ下がった所に第2電極2
2の電位があり、第3電極23の電位は第3電源33の
出力電圧V3によって決められる。また、プラズマ14
を構成する電子の移動速度の方がイオンのそれよりも遙
かに大きいため、多数の電子によって背面板6bおよび
第1電極21はプラズマ14に対して負の電位になる。
見方を変えれば、プラズマ14は背面板6bおよび第1
電極21に対して正の電位になる。
An example of the electric potential in the ion source 2 is shown in FIG.
It shows in 0. The potentials of the first electrode 21 and the back plate 6b are the first
It is determined by the output voltage V1 of the power source 31, and the second electrode 2 is placed at a position lower than the output voltage V2 of the second power source 32 by that.
There is a potential of 2, and the potential of the third electrode 23 is determined by the output voltage V3 of the third power supply 33. In addition, the plasma 14
Since the moving speed of the electrons that make up the substrate is much higher than that of the ions, the back plate 6b and the first electrode 21 have a negative potential with respect to the plasma 14 due to the large number of electrons.
From a different point of view, the plasma 14 is generated by the back plate 6b and the first plate.
It has a positive potential with respect to the electrode 21.

【0012】図9のイオン注入装置の動作例を説明する
と、処理室42内のホルダ44上に所望の基板46を保
持して処理室42内を真空排気しながら、イオン源2の
プラズマソース部4内に引出し電極系20の下流側から
所望のガスを導入し、側壁6aと背面板6b間に高周波
電源16から例えば13.56MHzの周波数の高周波
電力を供給すると、側壁6aと背面板6b間で高周波放
電が起こりそれによってガスが分解されてプラズマ14
が作られる。このプラズマ14中のイオンは、引出し電
極系20によってイオンビーム40として引き出され
る。引き出されたイオンビーム40は、質量分離を行う
ことなくそのまま基板46に照射され、イオン注入(イ
オンドーピング)が行われる。
Explaining an operation example of the ion implantation apparatus of FIG. 9, while holding a desired substrate 46 on a holder 44 in the processing chamber 42 and evacuating the inside of the processing chamber 42, a plasma source part of the ion source 2 is provided. When a desired gas is introduced into the inside of 4 from the downstream side of the extraction electrode system 20 and a high frequency power of, for example, 13.56 MHz is supplied from the high frequency power supply 16 between the side wall 6a and the back plate 6b, a space between the side wall 6a and the back plate 6b is obtained. High-frequency discharge occurs in the plasma 14
Is made. Ions in the plasma 14 are extracted as an ion beam 40 by the extraction electrode system 20. The extracted ion beam 40 is directly applied to the substrate 46 without mass separation, and ion implantation (ion doping) is performed.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】例えば多結晶シリコン
薄膜トランジスタを製造するような場合、1011〜10
12イオン/cm2 台の低ドーズ量の注入を行う必要があ
る。
For example, in the case of manufacturing a polycrystalline silicon thin film transistor, 10 11 to 10 10
Implantation with a low dose of 12 ions / cm 2 is required.

【0014】このような低ドーズ量注入に上記イオンビ
ーム発生装置を用いるためには、そのイオン源2から引
き出すイオンビーム40のイオン電流密度を小さくしな
ければならないが、従来のイオンビーム発生装置では当
該イオン電流密度を小さくするには限界があった。
In order to use the above ion beam generator for such a low dose implantation, the ion current density of the ion beam 40 extracted from the ion source 2 must be reduced, but in the conventional ion beam generator. There was a limit in reducing the ion current density.

【0015】これは、プラズマソース部4内で生成した
プラズマ14は、前述したような作用によって必然的に
第1電極21より高い電位になるため、第2電源32の
出力電圧V2を0にしても、プラズマ14と第1電極2
1との間に存在する上記電位差でイオンが引き出され、
イオンビーム40のイオン電流密度を0にすることはで
きないからである。そのため従来は、イオンビーム40
のイオン電流密度を下げる際には、プラズマ14の密度
を下げることを併用していたが、プラズマ14の密度を
下げるためにはプラズマ14への投入電力、即ち高周波
電源16からプラズマ14に供給する電力を下げる必要
があり、そのようにすると、プラズマ14が維持できな
くなったり、維持できたとしても維持できる下限がある
ため、イオンビーム40のイオン電流密度を小さくする
には限界があった。
This is because the plasma 14 generated in the plasma source section 4 is inevitably at a potential higher than that of the first electrode 21 due to the above-mentioned action, so that the output voltage V2 of the second power supply 32 is set to 0. Also the plasma 14 and the first electrode 2
Ions are extracted due to the above potential difference existing between 1 and
This is because the ion current density of the ion beam 40 cannot be zero. Therefore, conventionally, the ion beam 40
In order to reduce the density of the plasma 14, the reduction of the density of the plasma 14 was also used. However, in order to reduce the density of the plasma 14, the power supplied to the plasma 14, that is, the high frequency power supply 16 supplies the plasma 14 to the plasma 14. It is necessary to reduce the electric power, and if so, there is a limit in reducing the ion current density of the ion beam 40 because the plasma 14 cannot be maintained or has a lower limit that can be maintained.

【0016】図11は、上記の状況を図示したものであ
り、プラズマ14への投入電力をプラズマ維持の下限よ
り下げると、プラズマが消え、イオンビーム40を引き
出せなくなる。
FIG. 11 illustrates the above situation. When the power supplied to the plasma 14 is lowered below the lower limit for maintaining the plasma, the plasma disappears and the ion beam 40 cannot be extracted.

【0017】なお、電源装置30の構成には、従来は図
12に示すようなものもあったが、この場合も、第2電
源32の出力電圧V2を0にしても、図9の場合と同様
の理由から、イオンビーム40のイオン電流密度をある
下限以下にすることはできない。
Although the power supply device 30 has a configuration as shown in FIG. 12 in the related art, in this case as well, even if the output voltage V2 of the second power supply 32 is set to 0, it is the same as in the case of FIG. For the same reason, the ion current density of the ion beam 40 cannot be below a certain lower limit.

【0018】イオンビーム40のイオン電流密度をあま
り小さくできないと、低ドーズ量注入を行う場合には、
注入時間が例えば数秒あるいは1秒以下となり、所定の
ドーズ量注入を行うための制御性および再現性が悪くな
ってしまう。
When the ion current density of the ion beam 40 cannot be made too small, when low dose implantation is performed,
The implantation time becomes, for example, several seconds or 1 second or less, and the controllability and reproducibility for performing the prescribed dose implantation deteriorate.

【0019】そこでこの発明は、イオン源から引き出す
イオンビームのイオン電流密度を従来の下限よりも更に
小さくすることができるイオンビーム発生方法およびそ
の装置を提供することを主たる目的とする。
Therefore, it is a main object of the present invention to provide an ion beam generating method and apparatus capable of making the ion current density of an ion beam extracted from an ion source smaller than the conventional lower limit.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のイオンビーム発生方法は、イオン源の引
出し電極系を構成する電極の内の最プラズマ側の電極よ
りも下流側にある電極の電位を、当該最プラズマ側の電
極の電位よりも高くなるように設定してイオンビームを
引き出すことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the ion beam generating method of the present invention is an electrode located downstream of the most plasma side electrode among the electrodes constituting the extraction electrode system of the ion source. Is set so as to be higher than the potential of the electrode on the most plasma side, and the ion beam is extracted.

【0021】また、この発明のイオンビーム発生装置
は、その電源装置が、イオン源の引出し電極系を構成す
る電極の内の最プラズマ側の電極よりも下流側にある電
極の電位を当該最プラズマ側の電極の電位よりも高くす
る出力電圧可変の電源を有することを特徴とする。
Further, in the ion beam generator of the present invention, the power supply unit controls the electric potential of the electrode downstream of the electrode on the most plasma side of the electrodes forming the extraction electrode system of the ion source to the maximum plasma. It is characterized by having a power supply whose output voltage is variable so as to be higher than the potential of the side electrode.

【0022】[0022]

【作用】上記イオンビーム発生方法によれば、最プラズ
マ側の電極よりも下流側にある電極の電位を、当該最プ
ラズマ側の電極の電位よりも高くなるように設定してイ
オンビームを引き出すので、この二つの電極間の電位差
による電界は、イオンビーム引出し方向とは逆向きの電
界となり、最プラズマ側の電極を介してプラズマからイ
オンが引き出されるのを抑制する作用をする。その結
果、プラズマへの投入電力を下げなくても、イオン源か
ら引き出すイオンビームのイオン電流密度を従来の下限
よりも更に小さくすることができる。
According to the above ion beam generating method, the ion beam is extracted by setting the potential of the electrode downstream of the electrode on the most plasma side to be higher than the potential of the electrode on the most plasma side. The electric field due to the potential difference between the two electrodes becomes an electric field in the direction opposite to the ion beam extraction direction, and acts to suppress the extraction of ions from the plasma via the electrode on the most plasma side. As a result, the ion current density of the ion beam extracted from the ion source can be made smaller than the conventional lower limit without lowering the power supplied to the plasma.

【0023】また、上記イオンビーム発生装置によれ
ば、その電源装置が、イオン源の最プラズマ側の電極よ
りも下流側にある電極の電位を当該最プラズマ側の電極
の電位よりも高くする出力電圧可変の電源を有するの
で、最プラズマ側の電極の電位よりもその下流側の電極
の電位を高く設定してイオンビームを引き出すことがで
き、その際、この二つの電極間の電位差による電界は、
イオンビーム引出し方向とは逆向きの電界となるので、
最プラズマ側の電極を介してプラズマからイオンが引き
出されるのを抑制する作用をする。その結果、プラズマ
への投入電力を下げなくても、イオン源から引き出すイ
オンビームのイオン電流密度を従来の下限よりも更に小
さくすることができる。
Further, according to the above ion beam generator, the power supply device outputs the potential of the electrode on the downstream side of the electrode on the most plasma side of the ion source higher than the potential of the electrode on the most plasma side. Since it has a variable voltage power supply, it is possible to extract the ion beam by setting the potential of the electrode on the downstream side higher than the potential of the electrode on the most plasma side, and at that time, the electric field due to the potential difference between these two electrodes is ,
Since the electric field is in the opposite direction to the extraction direction of the ion beam,
It acts to suppress extraction of ions from the plasma via the electrode on the most plasma side. As a result, the ion current density of the ion beam extracted from the ion source can be made smaller than the conventional lower limit without lowering the power supplied to the plasma.

【0024】[0024]

【実施例】図1は、この発明に係るイオンビーム発生装
置を用いたイオン注入装置の一例を示す断面図である。
図9の従来例と同一または相当する部分には同一符号を
付し、以下においては当該従来例との相違点を主に説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a sectional view showing an example of an ion implantation apparatus using the ion beam generator according to the present invention.
The same or corresponding portions as those of the conventional example in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and the differences from the conventional example will be mainly described below.

【0025】この実施例においては、従来の電源装置3
0に相当するものであって、前述したようなイオン源2
と共にイオンビーム発生装置を構成する次のような構成
の電源装置30aを設けている。
In this embodiment, the conventional power supply device 3 is used.
Which is equivalent to 0, and is the ion source 2 as described above.
A power supply device 30a having the following configuration that constitutes the ion beam generator is also provided.

【0026】即ち、この電源装置30aは、イオン源2
の引出し電極系20を構成する第1電極21に接地電位
を基準にして正の高電圧を印加する第1電源31と、第
2電極22に第1電極21の電位を基準にして正の電圧
を印加する出力電圧可変の第2電源32aと、第3電極
23に接地電位を基準にして負の電圧を印加する第3電
源33とを有している。第2電源32aは、その負側の
出力端子が第1電極21につながるラインに接続されて
おり、正側の出力端子が第2電極22に接続されてい
る。その出力電圧V2aは可変である。第1電源31お
よび第3電源33は、従来例のものと同じであるが、そ
れらの出力電圧V1およびV3を可変とするか固定とす
るかは任意である。
That is, the power supply device 30a is composed of the ion source 2
A first power source 31 for applying a positive high voltage to the first electrode 21 constituting the extraction electrode system 20 with reference to the ground potential, and a positive voltage to the second electrode 22 with reference to the potential of the first electrode 21. And a third power supply 33 for applying a negative voltage to the third electrode 23 with reference to the ground potential. The second power supply 32a has its negative output terminal connected to the line connected to the first electrode 21, and its positive output terminal connected to the second electrode 22. The output voltage V2a is variable. The first power supply 31 and the third power supply 33 are the same as those of the conventional example, but it is arbitrary whether their output voltages V1 and V3 are variable or fixed.

【0027】このような電源装置30aを用いた場合の
イオン源2における電位の一例を図2に示す。第1電極
21および背面板6bの電位は第1電源31の出力電圧
V1によって決められ、それより第2電源32aの出力
電圧V2aだけ上がった所に第2電極22の電位があ
り、第3電極23の電位は第3電源33の出力電圧V3
によって決められる。また、プラズマ14が背面板6b
および第1電極21に対して正の電位になるのは前述の
とおりである。
FIG. 2 shows an example of the potential of the ion source 2 when the power supply device 30a as described above is used. The potentials of the first electrode 21 and the back plate 6b are determined by the output voltage V1 of the first power supply 31, and the potential of the second electrode 22 is higher than that by the output voltage V2a of the second power supply 32a. The potential of 23 is the output voltage V3 of the third power supply 33.
Determined by In addition, the plasma 14 causes the back plate 6b.
As described above, the potential becomes positive with respect to the first electrode 21.

【0028】この実施例においては、第1電極21の電
位よりもその下流側の第2電極22の電位を、第2電源
32aの出力電圧V2aだけ高く設定してイオンビーム
40を引き出すことができる。第2電源32aの出力電
圧V2aは可変であるから、出力電圧V2aをほぼ0に
することによって、第2電極22の電位を第1電極21
の電位とほぼ等しくすることもできるし、出力電圧V2
aを大きくすることによって、第2電極22の電位をプ
ラズマ14の電位と同等もしくはそれより高くすること
もできる。
In this embodiment, the ion beam 40 can be extracted by setting the potential of the second electrode 22 on the downstream side of the potential of the first electrode 21 to be higher by the output voltage V2a of the second power source 32a. . Since the output voltage V2a of the second power supply 32a is variable, the potential of the second electrode 22 is set to almost zero by setting the output voltage V2a to almost zero.
Of the output voltage V2
By increasing a, the electric potential of the second electrode 22 can be made equal to or higher than the electric potential of the plasma 14.

【0029】この第2電極22と第1電極21との間の
電位差(これはこの実施例では第2電源32aの出力電
圧V2aに等しい)による電界は、イオンビーム40の
引出し方向とは逆向きの電界となるので、第1電極21
を介してプラズマソース部4内のプラズマ14からイオ
ンが引き出されるのを抑制する作用をする。その結果、
プラズマ14への投入電力を下げなくても、イオン源2
から引き出すイオンビーム40のイオン電流密度を従来
の下限よりも更に小さくすることができる。
The electric field due to the potential difference between the second electrode 22 and the first electrode 21 (which is equal to the output voltage V2a of the second power source 32a in this embodiment) is opposite to the extraction direction of the ion beam 40. Therefore, the first electrode 21
It acts to suppress the extraction of ions from the plasma 14 in the plasma source unit 4 via the. as a result,
Even if the input power to the plasma 14 is not reduced, the ion source 2
It is possible to further reduce the ion current density of the ion beam 40 to be extracted from the conventional lower limit.

【0030】その場合のイオン電流密度は、第2電源3
2aの出力電圧V2aに依存する。両者の関係の概略例
を図3中に実線で示す。
The ion current density in that case is determined by the second power source 3
2a depends on the output voltage V2a. A schematic example of the relationship between the two is shown by a solid line in FIG.

【0031】この図3から分かるように、出力電圧V2
aを大きくすることで、より具体的には出力電圧V2a
を大きくして第2電極22の電位をプラズマ14の電位
よりも高くすることで、イオン電流密度の下限を0まで
広げることができる。出力電圧V2aが0のときのイオ
ン電流密度J0 が従来の下限であり、この実施例では、
出力電圧V2aを可変にすることで、イオン電流密度を
従来の下限J0 から0まで可変にすることができる。ち
なみに、図3中に破線で示した、出力電圧V2aが負側
の領域が、従来のイオンビーム発生装置におけるイオン
電流密度の可変範囲である。
As can be seen from FIG. 3, the output voltage V2
By increasing a, more specifically, the output voltage V2a
By increasing the potential of the second electrode 22 higher than that of the plasma 14, the lower limit of the ion current density can be extended to zero. The ion current density J 0 when the output voltage V2a is 0 is the conventional lower limit, and in this embodiment,
By varying the output voltage V2a, the ion current density can be varied from the conventional lower limit J 0 to 0. Incidentally, the region on the negative side of the output voltage V2a shown by the broken line in FIG. 3 is the variable range of the ion current density in the conventional ion beam generator.

【0032】イオンビーム40のイオン電流密度は、プ
ラズマ14への投入電力にも依存することは前述のとお
りである。この投入電力を変えた場合の、第2電源32
aの出力電圧V2aとイオン電流密度との関係の実測結
果の一例を図4に示す。
As described above, the ion current density of the ion beam 40 also depends on the electric power supplied to the plasma 14. The second power supply 32 when this input power is changed
FIG. 4 shows an example of actual measurement results of the relationship between the output voltage V2a of a and the ion current density.

【0033】この図から、投入電力を小さくするほど、
カーブの傾きが緩やかになるので、出力電圧V2aによ
るイオン電流密度の制御性が良くなることが分かる。
From this figure, the smaller the input power, the more
Since the slope of the curve becomes gentle, it is understood that the controllability of the ion current density by the output voltage V2a is improved.

【0034】また、従来の電源装置30を構成する第2
電源32の出力電圧V2は、例えば数KV台の高い電圧
であったが、上記図4から、この実施例の電源装置30
aを構成する第2電源32aの出力電圧V2aは、数百
V以下という比較的低い電圧でイオン電流密度を0まで
小さくできることが分かる。
The second component of the conventional power supply unit 30
The output voltage V2 of the power supply 32 is a high voltage of, for example, several KV, but from FIG. 4 described above, the power supply device 30 of this embodiment is
It can be seen that the output voltage V2a of the second power supply 32a that constitutes a can reduce the ion current density to 0 at a relatively low voltage of several hundreds V or less.

【0035】上記のようにして、イオン源2から引き出
すイオンビーム40のイオン電流密度を従来の下限より
も更に小さくすることができる結果、基板46に対して
低ドーズ量注入を行う場合に注入時間を長くすることが
できるので、所定のドーズ量注入を行う場合の制御性お
よび再現性が向上する。
As described above, the ion current density of the ion beam 40 extracted from the ion source 2 can be made smaller than the lower limit of the prior art, and as a result, the implantation time when the substrate 46 is implanted at a low dose amount. Since it can be made longer, the controllability and reproducibility in the case of implanting a predetermined dose amount are improved.

【0036】図5は、この発明に係るイオンビーム発生
装置を構成する電源装置の他の例を示す図である。この
例の電源装置30aは、イオン源2の引出し電極系20
を構成する第2電極22に接地電位を基準にして正の高
電圧を印加する第1電源31と、第1電極21に第2電
極22の電位を基準にして負の電圧を印加する出力電圧
可変の第2電源32aと、第3電極23に接地電位を基
準にして負の電圧を印加する第3電源33とを有してい
る。第2電源32aは、その負側の出力端子が第1電極
21に接続されており、正側の出力端子が第2電極22
につながるラインに接続されている。各電源の出力電圧
は、それぞれV1、V2aおよびV3である。
FIG. 5 is a diagram showing another example of the power supply device constituting the ion beam generator according to the present invention. The power supply device 30 a of this example is the extraction electrode system 20 of the ion source 2.
And a first power supply 31 for applying a positive high voltage to the second electrode 22 that constitutes the second electrode 22, and an output voltage for applying a negative voltage to the first electrode 21 with respect to the potential of the second electrode 22. It has a variable second power supply 32a and a third power supply 33 that applies a negative voltage to the third electrode 23 with reference to the ground potential. The second power supply 32a has a negative output terminal connected to the first electrode 21, and a positive output terminal connected to the second electrode 22.
Is connected to the line leading to. The output voltage of each power supply is V1, V2a, and V3, respectively.

【0037】このような電源装置30aを用いた場合の
イオン源2における電位の一例を図6に示す。第2電極
22の電位は第1電源31の出力電圧V1によって決め
られ、それより第2電源32aの出力電圧V2aだけ下
がった所に第1電極21および背面板6bの電位があ
り、第3電極23の電位は第3電源33の出力電圧V3
によって決められる。
FIG. 6 shows an example of the potential of the ion source 2 when the power supply device 30a as described above is used. The potential of the second electrode 22 is determined by the output voltage V1 of the first power source 31, and the potential of the first electrode 21 and the back plate 6b is lower than that by the output voltage V2a of the second power source 32a. The potential of 23 is the output voltage V3 of the third power supply 33.
Determined by

【0038】この場合も、第1電極21の電位よりもそ
の下流側の第2電極22の電位を、第2電源32aの出
力電圧V2aだけ高く設定してイオンビーム40を引き
出すことができるので、図1に示した例の場合と同様
に、イオンビーム40のイオン電流密度を従来の下限よ
りも更に小さくすることができる。その場合の出力電圧
V2aとイオン電流密度との関係は、図3中に実線で示
したものと同様である。
Also in this case, the ion beam 40 can be extracted by setting the potential of the second electrode 22 on the downstream side of the potential of the first electrode 21 to be higher by the output voltage V2a of the second power source 32a. As in the case of the example shown in FIG. 1, the ion current density of the ion beam 40 can be made smaller than the conventional lower limit. The relationship between the output voltage V2a and the ion current density in that case is the same as that shown by the solid line in FIG.

【0039】なお、図5に示した電源装置30aを用い
る場合は、第2電源32aの出力電圧V2aを変化させ
ることによって第1電極21およびプラズマ14の電位
が上下するので、そのぶん、イオン源2から引き出され
るイオンビーム40のエネルギー(これは第1電極21
の電位、より厳密にはプラズマ14の電位によって決ま
る)が変化することになる。図1に示した電源装置30
aの場合は、第1電極21およびプラズマ14の電位は
第1電源31の出力電圧V1によって定まっているの
で、そのようなことは起こらない。もっとも、第1電源
31の出力電圧V1に比べて第2電源32aの出力電圧
V2aは通常は遙かに小さいので、上記によるイオンビ
ーム40のエネルギー変化は通常は殆ど問題にならな
い。
When the power supply device 30a shown in FIG. 5 is used, the potentials of the first electrode 21 and the plasma 14 rise and fall by changing the output voltage V2a of the second power supply 32a. The energy of the ion beam 40 extracted from 2 (this is the first electrode 21
(More precisely, the potential of the plasma 14 is determined). The power supply device 30 shown in FIG.
In the case of “a”, since the potentials of the first electrode 21 and the plasma 14 are determined by the output voltage V1 of the first power supply 31, such a thing does not occur. However, since the output voltage V2a of the second power source 32a is usually much smaller than the output voltage V1 of the first power source 31, the energy change of the ion beam 40 due to the above is usually not a problem.

【0040】図7は、この発明に係るイオン注入装置を
構成する電源装置の更に他の例を示す図である。この例
の電源装置30aは、イオン源2の引出し電極系20を
構成する第1電極21に接地電位を基準にして正の高電
圧を印加する第1電源31と、第2電極22に第1電極
21の電位を基準にして正の電圧を印加する出力電圧可
変の第2電源32aと、第3電極23に接地電位を基準
にして負の電圧を印加する第3電源33と、第2電極2
2に第1電極21の電位を基準にして負の電圧を印加す
る第4電源34と、第2電極22に印加される電圧を第
2電源32aからのものと第4電源34からのものとで
択一的に切り換えるスイッチ36とを有している。
FIG. 7 is a diagram showing still another example of the power supply device constituting the ion implantation device according to the present invention. The power supply device 30a of this example has a first power supply 31 for applying a positive high voltage to the first electrode 21 constituting the extraction electrode system 20 of the ion source 2 with reference to the ground potential, and a first power supply 31 for the second electrode 22. A variable output voltage second power source 32a that applies a positive voltage based on the potential of the electrode 21, a third power source 33 that applies a negative voltage to the third electrode 23 based on the ground potential, and a second electrode Two
The second power supply 34 applies a negative voltage to the second electrode 21 with reference to the potential of the first electrode 21, and the voltage applied to the second electrode 22 is from the second power supply 32a and the fourth power supply 34. And a switch 36 for selectively switching with.

【0041】第2電源32aの正側の出力端子と第4電
源34の負側の出力端子が共に第2電極22に接続され
ており、第2電源32の負側の出力端子と第4電源34
の正側の出力端子はスイッチ36の一方および他方の端
子にそれぞれ接続されており、スイッチ36の共通端子
は第1電極21につながるラインに接続されている。各
電源の出力電圧は、それぞれV1、V2a、V3および
V4である。第4電源34およびその出力電圧V4は、
従来の電源装置30の第2電源32およびその出力電圧
V2に相当するものである。この第4電源34の出力電
圧V4は、可変にする方が、イオンビーム40のイオン
電流密度の可変幅がより広がるので好ましい。
Both the positive output terminal of the second power source 32a and the negative output terminal of the fourth power source 34 are connected to the second electrode 22, and the negative output terminal of the second power source 32 and the fourth power source. 34
The positive output terminal of the switch 36 is connected to one and the other terminals of the switch 36, respectively, and the common terminal of the switch 36 is connected to the line connected to the first electrode 21. The output voltage of each power supply is V1, V2a, V3 and V4, respectively. The fourth power supply 34 and its output voltage V4 are
It corresponds to the second power supply 32 of the conventional power supply device 30 and its output voltage V2. It is preferable to make the output voltage V4 of the fourth power source 34 variable, because the variable range of the ion current density of the ion beam 40 becomes wider.

【0042】このような電源装置30aを用いた場合の
イオン源2における電位の一例を図8に示す。第1電極
21および背面板6bの電位は第1電源31の出力電圧
V1によって決められ、それより第2電源32aの出力
電圧V2aだけ上がった所に、あるいはスイッチ36を
切り換えることによって第4電源34の出力電圧V4だ
け下がった所に、第2電極22の電位があり、第3電極
23の電位は第3電源33の出力電圧V3によって決め
られる。
FIG. 8 shows an example of the potential of the ion source 2 when using the power supply device 30a. The potentials of the first electrode 21 and the back plate 6b are determined by the output voltage V1 of the first power source 31, and are raised by the output voltage V2a of the second power source 32a, or by switching the switch 36, the fourth power source 34. The potential of the second electrode 22 is at a position where the output voltage V4 of the third power source 33 is reduced by the output voltage V3 of the third power source 33.

【0043】スイッチ36を第2電源32a側に切り換
えることによって、第1電極21の電位よりもその下流
側の第2電極22の電位を、第2電源32aの出力電圧
V2aだけ高く設定してイオンビーム40を引き出すこ
とができるので、図1に示した例の場合と同様に、イオ
ンビーム40のイオン電流密度を従来の下限よりも更に
小さくすることができる。その場合の出力電圧V2aと
イオン電流密度との関係は、図3中に実線で示したもの
と同様である。
By switching the switch 36 to the side of the second power source 32a, the potential of the second electrode 22 on the downstream side of the potential of the first electrode 21 is set higher by the output voltage V2a of the second power source 32a. Since the beam 40 can be extracted, the ion current density of the ion beam 40 can be made smaller than the conventional lower limit, as in the case of the example shown in FIG. The relationship between the output voltage V2a and the ion current density in that case is the same as that shown by the solid line in FIG.

【0044】また、スイッチ36を第4電源34側に切
り換えることによって、第1電極21の電位よりもその
下流側の第2電極22の電位を、第4電源34の出力電
圧V4だけ低く設定してイオンビーム40を引き出すこ
とができるので、図9に示した従来例の場合と同様に、
引き出すイオンビーム40のイオン電流密度を大きくす
ることができる。その場合の出力電圧V4とイオン電流
密度との関係は、図3中に破線で示したものと同様であ
る。
By switching the switch 36 to the side of the fourth power source 34, the potential of the second electrode 22 on the downstream side of the potential of the first electrode 21 is set lower by the output voltage V4 of the fourth power source 34. Since the ion beam 40 can be extracted by using the same method as in the case of the conventional example shown in FIG.
The ion current density of the extracted ion beam 40 can be increased. The relationship between the output voltage V4 and the ion current density in that case is the same as that shown by the broken line in FIG.

【0045】この図7に示すような電源装置30aを用
いれば、イオンビーム40のイオン電流密度を、従来の
下限よりも更に小さい値から、従来と同様の大きな値ま
で変化させることができるようになるので、イオン電流
密度の可変範囲が広くなる。その結果、様々な基板46
に対して、制御性および再現性を良好にしながらの低ド
ーズ量注入だけでなく、短い時間での高ドーズ量注入も
可能になる。
By using the power supply device 30a as shown in FIG. 7, it is possible to change the ion current density of the ion beam 40 from a value smaller than the lower limit of the prior art to a large value similar to the conventional value. Therefore, the variable range of the ion current density is widened. As a result, various substrates 46
On the other hand, not only low-dose implantation with good controllability and reproducibility but also high-dose implantation in a short time becomes possible.

【0046】図7の第2電源32a、第4電源34およ
びスイッチ36の代わりに、出力電圧が正から負まで連
続的に可変の、いわゆるバイポーラ電源を用いても、同
様の作用効果が得られる。
Even if a so-called bipolar power supply whose output voltage is continuously variable from positive to negative is used instead of the second power supply 32a, the fourth power supply 34 and the switch 36 of FIG. 7, the same effect can be obtained. .

【0047】なお、イオン源2のプラズマソース部4
は、上記例のように高周波放電によってガスを電離させ
てプラズマ14を生成する方式のものに限定されるもの
ではなく、それ以外の方式のもの、例えばマイクロ波放
電によってガスを電離させてプラズマ14を生成する方
式のもの、あるいは直流のアーク放電によってガスを電
離させてプラズマ14を生成する方式のもの等でも良
い。
The plasma source section 4 of the ion source 2
Is not limited to the method of ionizing gas by high frequency discharge to generate plasma 14 as in the above example, but other methods, for example, plasma 14 by ionizing gas by microwave discharge. A method of generating plasma or a method of generating plasma 14 by ionizing gas by DC arc discharge may be used.

【0048】また、イオン源2の引出し電極系20を構
成する電極の枚数も、上記例のような4枚に限定される
ものではなく、それ以外の複数枚、例えば2枚、3枚、
5枚等でも良い。
Further, the number of electrodes constituting the extraction electrode system 20 of the ion source 2 is not limited to four as in the above example, and a plurality of other electrodes, for example, two or three,
5 or the like may be used.

【0049】[0049]

【発明の効果】この発明は、上記のとおり構成されてい
るので、次のような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0050】請求項1のイオンビーム発生方法によれ
ば、最プラズマ側の電極よりも下流側にある電極の電位
を、当該最プラズマ側の電極の電位よりも高くなるよう
に設定してイオンビームを引き出すので、この二つの電
極間の電位差による電界は、最プラズマ側の電極を介し
てプラズマからイオンが引き出されるのを抑制する作用
をし、その結果、プラズマへの投入電力を下げなくて
も、イオン源から引き出すイオンビームのイオン電流密
度を従来の下限よりも更に小さくすることができる。
According to the ion beam generating method of the first aspect, the potential of the electrode on the downstream side of the electrode on the most plasma side is set to be higher than the potential of the electrode on the most plasma side. Therefore, the electric field due to the potential difference between these two electrodes acts to suppress the extraction of ions from the plasma through the electrode on the most plasma side, and as a result, it is possible to reduce the input power to the plasma. The ion current density of the ion beam extracted from the ion source can be made smaller than the conventional lower limit.

【0051】従ってこのようなイオンビーム発生方法を
例えばイオン注入に用いれば、基板に対して低ドーズ量
注入を行う場合に注入時間を長くすることができるの
で、所定のドーズ量注入を行う場合の制御性および再現
性が向上する。
Therefore, if such an ion beam generating method is used for ion implantation, for example, the implantation time can be lengthened when a low dose implantation is performed on a substrate, so that when a predetermined dose implantation is performed. Controllability and reproducibility are improved.

【0052】請求項2のイオンビーム発生装置によれ
ば、その電源装置が、イオン源の最プラズマ側の電極よ
りも下流側にある電極の電位を当該最プラズマ側の電極
の電位よりも高くする出力電圧可変の電源を有するの
で、最プラズマ側の電極の電位よりもその下流側の電極
の電位を高く設定してイオンビームを引き出すことがで
き、その際、この二つの電極間の電位差による電界は、
最プラズマ側の電極を介してプラズマからイオンが引き
出されるのを抑制する作用をし、その結果、プラズマへ
の投入電力を下げなくても、イオン源から引き出すイオ
ンビームのイオン電流密度を従来の下限よりも更に小さ
くすることができる。
According to another aspect of the ion beam generator of the present invention, the power supply device makes the potential of the electrode on the downstream side of the electrode on the most plasma side of the ion source higher than the potential of the electrode on the most plasma side. Since it has a variable output voltage power supply, the ion beam can be extracted by setting the potential of the electrode on the downstream side higher than the potential of the electrode on the most plasma side, and at that time, the electric field due to the potential difference between the two electrodes can be extracted. Is
It acts to suppress the extraction of ions from the plasma through the electrode on the most plasma side, and as a result, the ion current density of the ion beam extracted from the ion source can be reduced to the lower limit of the conventional level without lowering the power input to the plasma. Can be made even smaller.

【0053】従ってこのようなイオンビーム発生装置を
例えばイオン注入に用いれば、基板に対して低ドーズ量
注入を行う場合に注入時間を長くすることができるの
で、所定のドーズ量注入を行う場合の制御性および再現
性が向上する。
Therefore, if such an ion beam generator is used for ion implantation, for example, the implantation time can be lengthened when a low dose implantation is performed on a substrate, so that when a predetermined dose implantation is performed. Controllability and reproducibility are improved.

【0054】請求項3のイオンビーム発生装置によれ
ば、請求項2の装置と同様の効果に加えて、第2電源の
出力電圧を変化させても、第1電極およびプラズマの電
位は変化しないので、イオン源から引き出すイオンビー
ムのエネルギーが変化しないという更なる効果が得られ
る。
According to the ion beam generator of claim 3, in addition to the same effect as the device of claim 2, even if the output voltage of the second power supply is changed, the potentials of the first electrode and the plasma do not change. Therefore, a further effect is obtained that the energy of the ion beam extracted from the ion source does not change.

【0055】請求項4のイオンビーム発生装置によれ
ば、請求項2の装置と同様の効果が得られる。
According to the ion beam generator of the fourth aspect, the same effect as that of the apparatus of the second aspect can be obtained.

【0056】請求項5のイオンビーム発生装置によれ
ば、イオンビームのイオン電流密度は、従来の下限より
も更に小さい値から従来と同様の大きな値まで変化させ
ることができるようになるので、イオン電流密度の可変
範囲が広くなる。
According to the ion beam generator of the fifth aspect, the ion current density of the ion beam can be changed from a value smaller than the conventional lower limit to a large value similar to the conventional one. The variable range of the current density is widened.

【0057】従ってこのようなイオンビーム発生装置を
例えばイオン注入に用いれば、様々な基板に対して、制
御性および再現性を良好にしながらの低ドーズ量注入だ
けでなく、短い時間での高ドーズ量注入も可能になる。
Therefore, if such an ion beam generator is used for, for example, ion implantation, not only low dose implantation with good controllability and reproducibility but also high dose in a short time can be applied to various substrates. It is also possible to inject a dose.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明に係るイオンビーム発生装置を用いた
イオン注入装置の一例を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of an ion implantation apparatus using an ion beam generator according to the present invention.

【図2】図1中のイオン源における電位の一例を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a potential in the ion source in FIG.

【図3】図1中のイオン源における第2電源の出力電圧
とイオン電流密度との関係の一例を示す概略図である。
3 is a schematic diagram showing an example of a relationship between an output voltage of a second power supply and an ion current density in the ion source in FIG.

【図4】図1中のイオン源における第2電源の出力電圧
とイオン電流密度との関係の実測結果の一例を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing an example of an actual measurement result of a relationship between an output voltage of a second power source and an ion current density in the ion source in FIG.

【図5】この発明に係るイオンビーム発生装置を構成す
る電源装置の他の例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing another example of a power supply device constituting the ion beam generator according to the present invention.

【図6】図5の電源装置を用いた場合のイオン源におけ
る電位の一例を示す図である。
6 is a diagram showing an example of a potential in an ion source when the power supply device of FIG. 5 is used.

【図7】この発明に係るイオンビーム発生装置を構成す
る電源装置の更に他の例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing still another example of the power supply device constituting the ion beam generator according to the present invention.

【図8】図7の電源装置を用いた場合のイオン源におけ
る電位の一例を示す図である。
8 is a diagram showing an example of a potential in an ion source when the power supply device of FIG. 7 is used.

【図9】従来のイオンビーム発生装置を用いたイオン注
入装置の一例を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of an ion implanter using a conventional ion beam generator.

【図10】図9中のイオン源における電位の一例を示す
図である。
10 is a diagram showing an example of a potential in the ion source in FIG.

【図11】図9中のイオン源における投入電力とイオン
電流密度との関係の一例を示す概略図である。
11 is a schematic diagram showing an example of the relationship between the input power and the ion current density in the ion source in FIG.

【図12】従来のイオンビーム発生装置を構成する電源
装置の他の例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing another example of a power supply device constituting a conventional ion beam generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 イオン源 4 プラズマソース部 14 プラズマ 16 高周波電源 20 引出し電極系 21 第1電極 22 第2電極 23 第3電極 24 第4電極 30a 電源装置 31 第1電源 32a 第2電源 33 第3電源 34 第4電源 36 スイッチ 40 イオンビーム 42 処理室 46 基板 2 Ion Source 4 Plasma Source Part 14 Plasma 16 High Frequency Power Supply 20 Extraction Electrode System 21 First Electrode 22 Second Electrode 23 Third Electrode 24 Fourth Electrode 30a Power Supply Device 31 First Power Supply 32a Second Power Supply 33 Third Power Supply 34 Fourth Power supply 36 Switch 40 Ion beam 42 Processing chamber 46 Substrate

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/268 Z Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 21/268 Z

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガスが導入されそれを放電によって電離
させてプラズマを発生させるプラズマソース部と、この
プラズマソース部内のプラズマから電界の作用でイオン
ビームを引き出すものであって複数枚の電極を有する引
出し電極系とを有するイオン源を用いて、その引出し電
極系を構成する電極の内の最プラズマ側の電極よりも下
流側にある電極の電位を、当該最プラズマ側の電極の電
位よりも高くなるように設定してイオンビームを引き出
すことを特徴とするイオンビーム発生方法。
1. A plasma source part which introduces a gas and ionizes it by discharge to generate plasma, and an ion beam which is extracted from the plasma in the plasma source part by the action of an electric field and has a plurality of electrodes. By using an ion source having an extraction electrode system, the potential of the electrode on the downstream side of the electrode on the most plasma side of the electrodes forming the extraction electrode system is set higher than the potential of the electrode on the most plasma side. A method for generating an ion beam, characterized in that the ion beam is extracted by setting as follows.
【請求項2】 ガスが導入されそれを放電によって電離
させてプラズマを発生させるプラズマソース部およびこ
のプラズマソース部内のプラズマから電界の作用でイオ
ンビームを引き出すものであって複数枚の電極を有する
引出し電極系を有するイオン源と、このイオン源の引出
し電極系を構成する電極にイオンビーム引出し用の電圧
を印加する電源装置とを備えるイオンビーム発生装置に
おいて、前記電源装置が、イオン源の引出し電極系を構
成する電極の内の最プラズマ側の電極よりも下流側にあ
る電極の電位を当該最プラズマ側の電極の電位よりも高
くする出力電圧可変の電源を有することを特徴とするイ
オンビーム発生装置。
2. A plasma source part which introduces gas and ionizes it by discharge to generate plasma, and an ion beam which is extracted from the plasma in the plasma source part by the action of an electric field and has a plurality of electrodes. An ion beam generator comprising: an ion source having an electrode system; and a power supply device for applying a voltage for extracting an ion beam to an electrode forming an extraction electrode system of the ion source, wherein the power supply device is an extraction electrode for the ion source. Ion beam generation characterized by having a variable output voltage power supply that makes the potential of the electrode on the downstream side of the electrode on the most plasma side of the electrodes constituting the system higher than the potential of the electrode on the most plasma side apparatus.
【請求項3】 前記引出し電極系が、最プラズマ側から
下流側に向けて配置された第1電極、第2電極、第3電
極および第4電極を有していて、第4電極は接地されて
おり、前記電源装置が、第1電極に接地電位を基準にし
て正の電圧を印加する第1電源と、第2電極に第1電極
の電位を基準にして正の電圧を印加する出力電圧可変の
第2電源と、第3電極に接地電位を基準にして負の電圧
を印加する第3電源とを有している請求項2記載のイオ
ンビーム発生装置。
3. The extraction electrode system has a first electrode, a second electrode, a third electrode and a fourth electrode arranged from the most plasma side toward the downstream side, and the fourth electrode is grounded. The power supply device applies a positive voltage to the first electrode with reference to the ground potential, and an output voltage to apply a positive voltage to the second electrode with reference to the potential of the first electrode. The ion beam generator according to claim 2, further comprising a variable second power source and a third power source for applying a negative voltage to the third electrode with reference to the ground potential.
【請求項4】 前記引出し電極系が、最プラズマ側から
下流側に向けて配置された第1電極、第2電極、第3電
極および第4電極を有していて、第4電極は接地されて
おり、前記電源装置が、第2電極に接地電位を基準にし
て正の電圧を印加する第1電源と、第1電極に第2電極
の電位を基準にして負の電圧を印加する出力電圧可変の
第2電源と、第3電極に接地電位を基準にして負の電圧
を印加する第3電源とを有している請求項2記載のイオ
ンビーム発生装置。
4. The extraction electrode system has a first electrode, a second electrode, a third electrode and a fourth electrode arranged from the most plasma side toward the downstream side, and the fourth electrode is grounded. The power supply device applies a positive voltage to the second electrode with reference to the ground potential, and an output voltage to apply a negative voltage to the first electrode with reference to the potential of the second electrode. The ion beam generator according to claim 2, further comprising a variable second power source and a third power source for applying a negative voltage to the third electrode with reference to the ground potential.
【請求項5】 前記引出し電極系が、最プラズマ側から
下流側に向けて配置された第1電極、第2電極、第3電
極および第4電極を有していて、第4電極は接地されて
おり、前記電源装置が、第1電極に接地電位を基準にし
て正の電圧を印加する第1電源と、第2電極に第1電極
の電位を基準にして正の電圧を印加する出力電圧可変の
第2電源と、第3電極に接地電位を基準にして負の電圧
を印加する第3電源と、第2電極に第1電極の電位を基
準にして負の電圧を印加する第4電源と、第2電極に印
加される電圧を第2電源からのものと第4電源からのも
のとで択一的に切り換えるスイッチとを有している請求
項2記載のイオンビーム発生装置。
5. The extraction electrode system has a first electrode, a second electrode, a third electrode and a fourth electrode arranged from the most plasma side toward the downstream side, and the fourth electrode is grounded. The power supply device applies a positive voltage to the first electrode with reference to the ground potential, and an output voltage to apply a positive voltage to the second electrode with reference to the potential of the first electrode. A variable second power source, a third power source that applies a negative voltage to the third electrode with reference to the ground potential, and a fourth power source that applies a negative voltage to the second electrode with respect to the potential of the first electrode. 3. The ion beam generator according to claim 2, further comprising: a switch for selectively switching the voltage applied to the second electrode between the one from the second power source and the one from the fourth power source.
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