JPH0746588B2 - Microwave ion source - Google Patents

Microwave ion source

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JPH0746588B2
JPH0746588B2 JP21238286A JP21238286A JPH0746588B2 JP H0746588 B2 JPH0746588 B2 JP H0746588B2 JP 21238286 A JP21238286 A JP 21238286A JP 21238286 A JP21238286 A JP 21238286A JP H0746588 B2 JPH0746588 B2 JP H0746588B2
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plasma
microwave
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electrode system
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JP21238286A
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勝 嶋田
巌 渡辺
康弘 鳥居
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日本電信電話株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば半導体層への不純物のドーピング、材料合成、表面改質あるいは新材料開発などに使用されるイオン注入装置、イオンビーム照射加工装置等に用いるマイクロ波イオン源に関する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention [relates], for example the doping of impurities into the semiconductor layer, materials synthesis, ion implantation apparatus used for such surface modification or new materials developed, ion beam irradiation processing for Microwave ion source used in the device.

〔従来の技術〕 [Prior art]

イオン注入装置は、半導体製造プロセスには不可欠で、 Ion implantation apparatus, essential to the semiconductor manufacturing process,
必要な不純物ドーズ量に応じて種々の実用装置が開発されている。 Various practical devices have been developed in accordance with the impurity dose amount required. しかしながら、従来不純物ドーズ量は高濃度のものでも10 16イオン/cm 2であつたため、大電流イオン注入装置といわれるものでもそのイオン電流は、1〜 However, since the conventional impurity dose amount been filed at high concentrations be of 10 16 ions / cm 2, even the ion current what is referred to as high-current ion implantation apparatus, 1
10mAであつた。 Atsuta at 10mA. これに対し、例えばシリコン基板内部に In contrast, for example, a silicon substrate inside
SiO層を合成するSIMOX(Separation by IMplanted OXyg SIMOX the synthesis of the SiO layer (Separation by IMplanted OXyg
en)基板形成技術、金属表面を表面改質(窒化・酸化処理等)して表面物性を変える技術のように、ドーズ量10 en) substrate forming techniques, as in the technique of changing the surface properties of the metal surface surface modification (nitride oxidation treatment) to a dose of 10
18イオン/cm 2以上のイオン打ち込みを要する半導体製造技術が進展しており、それに伴い50〜100mAの大電流イオン注入装置の開発が切望されている。 18 ion / cm 2 or more has a semiconductor manufacturing technology advances requiring ion implantation, the development of high-current ion implanter of 50~100mA with it has been desired.

この種の装置を開発するためには、総イオン電流が10〜 To develop this type of apparatus, the total ion current 10
200mA以上でしかも酸素などの活性ガスに対して長寿命のイオン源が不可欠である。 Is essential ion source life active gases yet such as oxygen at 200mA or more. マイクロ波イオン源は、その引出しイオン電流の高密度化・大電流化さえ実現できれば、無電極放電であることからこの種の用途に最適とされている。 Microwave ion source, if realized even density and a large current of the drawer ion current, which is ideal for this type of application since it is electrodeless discharge. 引出しイオン電流の高電流化・大電流化か実現出来ればこの種の用途に最適とみなされている。 If possible realization or higher current and larger current of drawer ion current is considered ideal for this type of application.

第12図に従来のマイクロ波イオン源の基本構成を示す(特開昭第60-264032号)。 It shows the basic structure of a conventional microwave ion source in FIG. 12 (JP Sho 60-264032). 図において、1はプラズマ発生室、2はマイクロ波導入窓、3は導波管、4は磁気コイル、5はガス導入口、6はイオン引出し電極系、7 In the figure, 1 is the plasma generating chamber, 2 is a microwave introduction window, 3 waveguide, the magnetic coil 4, 5 gas inlet, 6 is the ion extraction electrode system, 7
は引き出されたイオンビームである。 Is extracted ion beam. プラズマ発生室1 Plasma generating chamber 1
にガス導入口5よりガスを、導波管3からマイクロ波(例えば2.45GHz)をそれぞれ導入し(図にはマイクロ波発振源、アイソレータ、整合器、マイクロ波電力計を省略してある)、磁気コイル4によつて電子サイクロトロン共鳴(ECR)条件(875ガウス)の直流磁場をマイクロ波電界に対して直角方向に印加すると、これらの相互作用で、プラズマ発生室1に導入されたガスはプラズマとなる。 The gas from the gas inlet 5, to introduce microwaves (e.g. 2.45 GHz) from each of the waveguide 3 (in Fig microwave oscillation source, an isolator, matching device are omitted microwave power meter), the When applying a DC magnetic field by connexion electron cyclotron resonance in a magnetic coil 4 (ECR) condition (875 gauss) in a direction perpendicular to the microwave electric field, in these interactions, the gas introduced into the plasma generation chamber 1 is plasma to become. このように生成されたプラズマから、加速・減速系で構成したイオン引出し電極系6によつてイオンビーム7を引き出す。 Thus from the generated plasma, elicit by connexion ion beam 7 to the ion extraction electrode system 6 configured in acceleration and deceleration system.

〔発明が解決しようとする問題点〕 [Problems to be Solved by the Invention]

上述したような構成により、第13図に示すように、従来困難とされていたイオン電流が得られた。 With the configuration as described above, as shown in FIG. 13, difficulties and that had been ion current is obtained conventionally. なお、ガスとしてはO 2を用い、イオン引出し電極開口は4.2mmφ×7 As the gas used O 2, the ion extraction electrode aperture 4.2mmφ × 7
個の透孔で構成し、その面積は0.969cm 2であつた。 Constituted by pieces of holes, the area was found to be 0.969cm 2. しかしながら、同図から明らかなように、マイクロ波パワーに対してイオン電流は飽和する傾向を示している。 However, as is apparent from the figure, the ion current to the microwave power shows a tendency to saturate. このため、マイクロ波パワーのイオンビームへの変換効率の向上・飽和現象の除去などにより一層の低消費電力化・ Therefore, further reduction in power consumption, due to the removal of the improvement and saturation phenomenon of conversion efficiency to the ion beam of microwave power
高電流密度化を達成した大電流イオン源の実現が強く望まれている。 Realization of high current ion source to achieve a high current density is strongly desired. このような改善がなされれば、大電流マイクロ波イオン源の用途は益々増大するものと予想される。 If made such improvements, the application of high current microwave ion source is expected to increasingly increased.

なお、従来より高密度プラズマの生成には、導入窓近傍とイオン引出し電極近傍の2か所で磁場強度の強い(1 Note that the generation of conventionally high-density plasma, strong magnetic field strength in two places of introduction window near the ion extraction electrode near (1
〜1.2kG)電子閉じ込め効果のあるミラータイプのイオン源が有効とされている。 ~1.2KG) ion source of the mirror type having an electron confining effect is valid. しかしこのタイプは、種々の価数のイオンが混在して得られるもので、各価数のイオンビームの電流密度は必ずしも高くなかつた。 However, this type, in which various valence of ions is obtained by mixing, the current density of the ion beam for each valence has Nakatsu necessarily high.

〔問題点を解決するための手段〕 [Means for Solving the Problems]

本発明は、プラズマ発生室の中心軸上でしかもプラズマが流出する出口近傍に配置されるイオン引出し電極の配置位置を、プラズマ密度が最も高い領域近傍としたものである。 The present invention, the position of the ion extracting electrode and the central axis Moreover the plasma in the plasma generating chamber is disposed near the outlet to flow, in which the plasma density was highest region near.

〔作用〕 [Action]

従来一般に発散磁界を用いた共振モード構成のイオン源では、高密度プラズマに対してプラズマ発生室の大きさがマイクロ波を吸収して高密度プラズマを生成する領域と一致していなかつた。 In the ion source of the resonance mode configuration using a conventional general divergent magnetic field, the size of the plasma generation chamber for the high density plasma has failed to have been absorbed microwave match the region for generating a high density plasma. そのため、磁場分布に依存して、イオン引出し電極系近傍でプラズマ密度が低下していたり、高密度プラズマが生成できなかつたりしたため、高密度イオンビームを得ることができなかつたのに対し、本発明では、プラズマ密度分布の最も高い領域からイオンビームが引出される。 Therefore, depending on the magnetic field distribution, relative or plasma density is not reduced by the ion extraction electrode system near, since or Nakatsu can generate high-density plasma, it was unable to be worked to obtain a high density ion beam, the present invention in the ion beam is drawn from the highest region of the plasma density distribution.

〔実施例〕 〔Example〕

第2図は本発明の一実施例を示す構成図である。 Figure 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. 同図において、11は円筒状の空洞を有するステンレス鋼(Su In the figure, 11 is stainless steel having a cylindrical cavity (Su
S)からなるプラズマ発生室、12は積層構造のマイクロ波導入窓、13は導波管、14は磁気コイル、15はガス導入口、16はプラズマリミツタ、17は複数の透孔(円形もしくは矩形)からなるイオン引出し電極系、18はイオンビームである。 Plasma generation chamber consisting of S), 12 is a microwave introduction window of the laminated structure, 13 is the waveguide, 14 is a magnetic coil, 15 a gas introduction port, 16 is a plasma Limi ivy, 17 a plurality of through holes (circular or ion extraction electrode system consisting of rectangular), 18 is an ion beam. 導波管13は、矩形が一般的であるが、それに限定されることはない。 The waveguide 13 is rectangular is common, it is not limited thereto. プラズマ発生室11の空洞も円筒に限定されることなく直方体状であつても良い。 May be filed in a rectangular parallelepiped shape without a cavity of the plasma generation chamber 11 is also limited to the cylinder. プラズマリミツタ16は、マイクロ波の遮蔽・プラズマの遮蔽(閉じ込め)を行ないイオンビームの安定性、引出し電極の温度上昇の緩和などに有効であるが、高密度イオン源として必ずしも設けなければならないものではない。 Plasma Limited ivy 16, the stability of the ion beam performs shielding plasma shielding the microwave (confinement), it is effective in such relaxation of the temperature rise of the extraction electrode, which must necessarily be provided as a high-density ion source is not.

マイクロ波導入窓12は、石英とアルミナとの2層構造の誘電体により構成されている。 Microwave introduction window 12 is composed of a dielectric two-layer structure of silica and alumina. この石英+アルミナに、 In this quartz + alumina,
さらに例えばBNを積層し3層構造としてもよい。 It may further for example by laminating BN 3-layer structure. このように2種以上の誘電体の積層構造とすることにより、イオン引出し電極系17の近傍で生成する電子もしくはイオン源の外部から流入する電子がイオン引出し電極系で加速され、マイクロ波導入窓に衝突しマイクロ波導入窓を昇温・破壊させるのを防いでいる。 By thus a laminated structure of two or more dielectric, electrons flowing from the outside of the electron or ion source generating in the vicinity of the ion extraction electrode system 17 is accelerated by the ion extraction electrode system, the microwave introducing window impinges on is prevented from increasing the temperature, destroying the microwave introducing window. その目的から、プラズマに接している誘電体材料は、高融点材で、熱衝撃に強く、熱伝導の良い材料が望ましい。 From its purpose, the dielectric material in contact with the plasma, a high melting point material, resistant to thermal shock, heat conductive materials is desirable. さらに、本発明者は、積層構造のマイクロ波導入窓が、高密度プラズマの生成に密接に関係していることを見いだしている。 Furthermore, the present inventor has microwave introduction window of the laminated structure is found to be closely related to the generation of high-density plasma. これは、マイクロ波のプラズマに対するインピーダンス整合と密接に関係していると思われる。 This seems to be closely related to the impedance matching of the microwave to the plasma. 通常、マイクロ波の導入側で誘電率の低い材料を、プラズマ発生室側で誘電率の高い材料を用いることが高密度プラズマの生成には有効である。 Usually, a material having a low dielectric constant in the introduction side of the microwave in the plasma generation chamber side using a high dielectric constant material is effective to generate the high density plasma. もつとも、プラズマに接触する部分の誘電体材は耐熱性を優先するため必ずしも誘電率の高い材料を選定できないが、中間に誘電率の高い部分があれば有効である。 HOWEVER, dielectric material of the portion in contact with the plasma is not always select a high dielectric constant material to preferentially heat resistance, it is effective if there is a portion with high middle dielectric constant. この際、形状(大きさ・厚み)に関しては、 At this time, with respect to the shape (size and thickness),
インピーダンス整合をとつてマイクロ波の反射が小さくなるように設計するのが良い。 The impedance matching is good to design so that the reflected microwave decreases Te convex.

なお、21はイオン引出し電極17を相互に電気的に絶縁しながら支持する絶縁体、22は冷却水用のパイプである。 Incidentally, 21 is an insulator which supports while electrically insulated from one another the ion extraction electrode 17, 22 is a pipe for cooling water.

イオン引出し電極系17の、イオン引出し開口171を設けた部分と絶縁体21による支持部とを連結する側壁部172 Side wall portions 172 for connecting the ion extraction electrode system 17, and a support portion by portion and the insulator 21 provided with an ion extraction aperture 171
は、プラズマ発生室11から離れるに従つて広くなるようにややテーパをつけてある。 We are, are given the slightly tapered so as to follow connexion become widely away from the plasma generating chamber 11. また、図においては省略したが、この側避部には、排気用の開口が縦長のスリツト状に設けてある。 Although omitted in FIG, this side 避部, opening for exhaust is provided in the vertically long slit shape.

上記構成において、プラズマ発生室11は、マイクロ波導入窓12で真空封じされており、ガス導入口15からイオン化すべきガスが導入される。 In the above configuration, the plasma generation chamber 11 is vacuum sealed in a microwave introduction window 12, the gas to be ionized from the gas inlet 15 is introduced. マイクロ波(通常2.45GH Microwave (usually 2.45GH
z)は、矩形導波管13よりマイクロ波導入窓12を通つてプラズマ発生室11に導入される。 z) is introduced microwave introducing window 12 from the rectangular waveguide 13 in the through connexion plasma generation chamber 11. 磁気コイル14は、マイクロ波導入窓12とプラズマ発生室11の中心近傍との間で最大磁界をとり、イオン引出し電極系17の方向で弱くなる発散磁界を発生させるように配置してある。 Magnetic coil 14 takes the maximum magnetic field between the center near the microwave introduction window 12 and the plasma generating chamber 11, it is arranged to generate a weaker diverging magnetic field in the direction of the ion extraction electrode system 17. 周波数2. Frequency 2.
45GHzのマイクロ波に対して、ECR条件を満足する磁場強度は875ガウスであるため、磁気コイルは最大1000ガウス以上得られるようなものを用いている。 To microwaves of 45 GHz, for the magnetic field strength which satisfy the ECR condition is 875 gauss, magnetic coil is used as such as obtained up to 1000 gauss. プラズマ発生室11にガスおよびマイクロ波を導入し、プラズマ発生室 Introducing a gas and the microwave in the plasma generating chamber 11, a plasma generation chamber
11の内部において少なくともECR条件を起こす875ガウスの磁界を与えるとプラズマ発生室11にプラズマが発生する。 Plasma is generated in the plasma generating chamber 11 Given a 875 gauss magnetic field to cause at least ECR condition in the interior of 11. さらに、この生成されるプラズマ密度が最大になるように、最適な磁場強度・磁場分布に設定する。 Further, the plasma density which this is generated so that a maximum is set to the optimum magnetic field strength and magnetic field distribution.

この発生したプラズマ(イオンおよび電子)は、上述したような磁気コイル14の発散磁界のため、またプラズマ自体の電界およびガス導入口15から流入するガスの流れによつて、イオン引出し電極系17の方向に移動して行く。 The generated plasma (ions and electrons), because of the divergent magnetic field of the magnetic coil 14 as described above, also Yotsute the flow of gas flowing from the electric field and the gas inlet port 15 of the plasma itself, the ion extraction electrode system 17 It moves in the direction.

第1図は、このようなマイクロ波イオン源の構成とプラズマ発生室11内部におけるプラズマ密度分布との関係を示したものである。 Figure 1 is a graph showing the relationship between the plasma density distribution in the internal structure and the plasma generating chamber 11 in such a microwave ion source. 同図(b)において、プラズマ発生室11内部において、プラズマ発生室11の中心軸上における単位体積当りのプラズマの生成率が、曲線Iで示すように変化する一方、プラズマの消滅率が曲線IIで示すように変化し、正味のプラズマ生成率は曲線IIで示すように分布する。 In FIG. (B), inside the plasma generating chamber 11, the plasma generation rate per unit volume on the central axis of the plasma generation chamber 11, while the changes as indicated by curve I, the plasma disappearance rate of the curve II changes as shown by the net plasma generation rate is distributed as shown by curve II. 上述したように、生成したプラズマはイオン引出し電極系13の方向に移動して行くから、プラズマ密度は、近似的に曲線IIIを積分した曲線IVのような分布を示す。 As described above, since the generated plasma moves in the direction of the ion extraction electrode system 13, the plasma density shows a distribution as shown by the curve IV obtained by integrating the approximate curvilinear III. つまり、プラズマ発生室11の内部では、常にプラズマ発生率>プラズマ消滅率を満足し、プラズマ生成率が零以上となつており、その結果、プラズマ発生室 That is, in the interior of the plasma generation chamber 11, always satisfying the plasma generation rate> plasma disappearance rate, and summer and the plasma generation rate is zero or more, as a result, the plasma generation chamber
11内部ではプラズマ密度は次第に増加する傾向になつている。 Plasma density within 11 are summer tends to increase gradually. そして、イオン引出し電極系17はプラズマ発生室 Then, the ion extraction electrode system 17 is the plasma generation chamber
11に近接して(d0)配置してある。 Close to 11 (d0) is disposed. これにより、プラズマ密度が最も高い領域から、イオンビーム14が引出される。 Accordingly, the plasma density is highest region, the ion beam 14 is withdrawn.

これに対し、第12図に示したように従来の構成では、第1図(b)において、プラズマ発生室中心軸上でマイクロ波導入窓12からイオン引出し電極系17までの距離が大きくなり、いつたんピークに到つたプラズマ密度が下降し始めて後の領域からイオンビームを引出すことになる。 In contrast, in the conventional configuration as shown in FIG. 12, in Fig. 1 (b), the distance from the microwave introduction window 12 to the ion extraction electrode system 17 is increased over the plasma generation chamber central axis, the plasma density was Itatsu to Itsutan peak is to draw an ion beam from the area after starting to descend.

特に高密度イオンビームが得られるときの磁気コイル14 Magnetic coil 14 when particularly high density ion beam is obtained
による磁場分布は、第3図に示すように、マイクロ波導入窓近傍で900−1000ガウスでプラズマ発生室11の内部でほぼ平坦かもしくはひとつのピークもち、また引出し電極の近傍で800−1000ガウスでその場所での磁場分布の勾配は負になつている。 Magnetic field distribution by, as shown in FIG. 3, 800-1000 Gauss substantially flat or or one peak having within the plasma generation chamber 11 at 900-1000 gauss microwave introduction window near, and in the vicinity of the extraction electrode the gradient of magnetic field distribution in at that location are decreased to negative. 図から明らかなように、一般にECR条件を満足する磁場強度であるB ECR =875ガウス(中心軸上の値)は、イオン引出し電極系17の近傍で表われており、プラズマ発生室11の内部では、この値よりも高くなつている。 As can be seen, generally B ECR = 875 gauss is the magnetic field strength which satisfy the ECR condition (value on the central axis) is our table in the vicinity of the ion extraction electrode system 17, the interior of the plasma generation chamber 11 in, it is higher summer than this value. 最も単純には、プラズマ発生室11の全域にわたり、ECR条件を満足する875ガウスであるときに最も高密度のイオンビームが得られるとも考えられるが、そのような分布となつていないのは、ECR条件になるとプラズマの屈折率が高くなるすぎ、マイクロ波が反射されるためと考えられる。 Most simply, over the entire area of ​​the plasma generation chamber 11, the although the most dense of the ion beam is also considered to be obtained when a 875 gauss which satisfies the ECR condition, not summer with such distribution, ECR cedar becomes a condition plasma refractive index of the increases, the microwave is considered to be reflected. 特に、高密度プラズマになると、ECR条件よりわずかに強い磁場でも、マイクロ波の吸収すなわち入射マイクロ波のプラズマへの変換効率が大きいためこの現象が顕著になるものと推測される。 In particular, high density the plasma to become even slightly stronger magnetic field than ECR conditions, this phenomenon because the conversion efficiency of the absorption i.e. the incident microwave plasma microwave is large is assumed to be significant.
もちろん、ドツプラシフトなどの影響でみかけのマイクロ波周波数がシフトしている可能性もある。 Of course, there is a possibility that the microwave frequency apparent due to the influence of such Dotsupurashifuto is shifted. また、マイクロ波導入窓近傍で磁場強度をECR条件よりも高くするのがよいのは、マイクロ波が高密度プラズマ中に反射されずに効率良く導入するためと考えられる。 Also, the better to be higher than the field strength ECR condition in a microwave introduction window near the microwave is considered to efficiently introduced without being reflected in the high-density plasma. また、プラズマ引出し電極系17近傍で磁場分布の勾配が負になつていることは、発生したプラズマ(イオンおよび電子) It gradient of the magnetic field distribution in the plasma extraction electrode system 17 near is decreased to negative, generated plasma (ions and electrons)
が、発散磁界のためイオン引出し電極系の方向に動きやすくなりイオンビームとして取り出しやすくなる効果をもたらしている。 But it has resulted in easily becomes effective extraction of an ion beam becomes easy to move in the direction of the ion extraction electrode system for divergence field.

なお、ここでは、最も高密度プラズマが得られる磁場分布・磁場強度を示したが、他にも、相対的な磁場分布は上述したものとほぼ同一にして(つまり第3図の曲線を縦軸に添つて平行移動した形)、マイクロ波導入窓12の近傍での磁界強度をECR共鳴に相当する875ガウスにしたときも、比較的高密度のイオンビームが得られた。 Here, the highest density plasma showed a magnetic field distribution, magnetic field strength obtained, Additional relative magnetic field distribution in the substantially the same as that described above (i.e. the vertical axis the curve of FIG. 3 Attachment connexion the translated form), when the magnetic field strength in the vicinity of the microwave introducing window 12 to 875 gauss which corresponds to ECR resonance also, relatively high density of the ion beam is obtained. 第4 4th
図に、このマイクロ波導入窓12近傍での磁界強度とイオン電流(イオン電極密度はイオン電流/イオン引出し電極開口面積との関係を示したが、932ガウスに最大点を有するとともに、875ガウスにも極大点を有している。 Figure, this field strength and the ion current (ion electrode density of the microwave introduction window 12 near showing a relationship between the ion current / ion extraction electrode opening area, which has a maximum point at 932 gauss, 875 gauss and have a maximum point.
この点に関しては、上述した理由とは別の何らかの要因が作用しているものと考えられる。 In this regard, it is believed that some other factors are acting to the reasons described above.

イオン引出し電極系17は、複数(通常は図示のように3 Ion extraction electrode system 17 includes a plurality (usually as shown 3
枚電極構成)の電極板からなる加速−減速電極構成であり、本実施例は相互に絶縁材21で絶縁した3枚の電極からなる構成例を示してあるが、これ以上の多段電極構成でもよいことはいうまでもない。 Accelerating consisting electrode plate of a single electrode configuration) - a deceleration electrode arrangement, this embodiment is shows a configuration example including three electrodes insulated from each other by an insulating material 21, even more multistage electrode arrangement good it is needless to say. 本実施例では加速電極 Accelerating electrode in this embodiment
17Aに5〜40kVの高電圧を、減速電極17Bに−0.5〜−5kV A high voltage of 5~40kV to 17A, -0.5 to-5 kV to the deceleration electrode 17B
の負電圧を印加し、接地電極17Cはアース電位に接地する。 A negative voltage is applied, the ground electrode 17C are grounded to the earth potential. なお、減速電極17Bは、引出しビームの拡がりを制御するとともに、イオン源外部からの電子の流入を防止する機能を有している。 Incidentally, the deceleration electrode 17B controls the spread of the drawer beam, and has a function of preventing the electrons flowing from the ion source externally. また、引出し電極系17のイオン引出し開口は、通常複数の透孔から構成されている。 The ion extraction aperture of the extraction electrode system 17 is constructed from some holes. 円形イオンビームを得るためには、7,13,19個の細密充填の配置をし、矩形ビームを得るためには、2×5,3×5 To obtain a circular ion beam, to the arrangement of 7,13,19 amino close-packed, to obtain a rectangular beam, 2 × 5,3 × 5
個のように配置すれば良い。 Number of may be placed so. 例えば、5mmφ×7個の透孔で20mmφのイオンビームが得られた。 For example, ion beam 20mmφ was obtained in 5 mm.phi × 7 amino holes.

本実施例のイオン源を第12図の従来のイオン源と比較して、基本的な相違点は以下の2点である。 The ion source of the present embodiment as compared with the conventional ion source of Figure 12, the basic difference is the following two points.

プラズマ発生室11の形状が、その内径よりも軸長が短いものとなつている。 The shape of the plasma generation chamber 11, the axial length is short and summer than the inner diameter thereof.

プラズマ発生室11内部の磁場分布が、平坦か1つのピークをもち、しかもマイクロ波導入窓12近傍とイオン引出し電極系17近傍とにおける磁場強度の差が小さく、かつイオン引出し電極17の近傍でわずかな発散磁界となつている。 Plasma generation chamber 11 inside the magnetic field distribution has a flat or one peak, yet the difference in magnetic field strength in the microwave introducing window 12 near the ion extraction electrode system 17 near is small and only in the vicinity of the ion extraction electrode 17 divergent magnetic field and are summer Do not.

第5図に、第2図のイオン源について、プラズマ発生室 In FIG. 5, the ion source of FIG. 2, the plasma generation chamber
11の内径を108mmφ、軸長L1を90mmとし、磁場分布を第3図のようにして動作させたときに得られるイオン電流密度を示す。 11 108Mmfai the inner diameter of the axial length L1 is 90 mm, showing an ion current density obtained when operating as Figure 3 the magnetic field distribution. ガスとしてO 2を用い、イオン引出し電極開口は5mmφ×7個の透孔で構成し、その面積は1.37cm 2であつた。 The O 2 used as a gas, an ion extraction electrode apertures constituted by 5 mm.phi × 7 amino holes, the area was found to be 1.37cm 2. また、マイクロ波導入窓12は石英とアルミナとの2層構造で、イオン電流は、500Wのマイクロ波電力に対して180mAという従来の例のない値が得られている。 Further, the microwave introduction window 12 is a two-layer structure of a quartz and alumina, ion current, the value to that of a conventional example of 180mA are obtained for microwave power 500 W.
また、マイクロ波導入窓12を石英、アルミナおよびBNの3層構造にしたものについても、1kWのマイクロ波パワーに対して180mA以上の電流は容易に得られ、本実施例のイオン源では、単に従来のイオン源においてプラズマ密度が最も高い領域からイオンビームを引出しているというのみならず、プラズマ発生室内におけるプラズマ生成率ないしプラズマ密度の値そのものも、大きくなつているものと考えられる。 Also, for those in which the microwave introducing window 12 of quartz, the 3-layer structure of alumina and BN also, 180 mA or more current to 1kW of microwave power readily available, in the ion source of the present embodiment is simply not only that the plasma density is pulled out ion beam from the highest region in the conventional ion source, the value itself of the plasma generation rate to the plasma density in the plasma generation chamber are also contemplated as being large summer. それには、第3図に示した磁場分布などが影響しているものと考えられる。 To do this, it is considered that such a magnetic field distribution shown in FIG. 3 is affecting.

次に、プラズマ発生室11の軸長がイオン電流密度に与える影響について、詳細に検討する。 Then, the axial length of the plasma generating chamber 11 is the impact on the ion current density, are discussed in detail.

第6図は、イオン引出し電極系17近傍のプラズマ密度を測定するために作製した平板形のラングミユアプローブ付きのイオン源である。 6 is a ion source with flat-plate rung Mi Your probe prepared in order to measure the plasma density of the ion extraction electrode system 17 near. 基本的には、第2図のイオン源の構成と同一であるが、第2図の引出し電極系17の代わりに、プラズマ密度測定用のプローブ31が設置されている。 Is basically the same as that of the ion source of FIG. 2, instead of the second view of the extraction electrode system 17, a probe 31 for plasma density measurement is provided. このプローブ31は、上下に可動であるとともにイオンビーム引出し電極系17の透孔と同一形状・面積の開口を有しており、第2図のプラズマ発生室11の条件に出来るだけ近づけてある。 The probe 31 is vertically has an opening hole of the same shape and area of ​​the ion beam extraction electrode system 17 with a movable, it is close as possible to the condition of the plasma generation chamber 11 of FIG. 2. ここで、プローブ31に負の電圧V B Here, the negative probe 31 voltage V B
を印加したときに得られるイオン飽和電流密度Jとプラズマ密度N 0との間には、近似的に Between the ion saturation current density J and the plasma density N 0 obtained when applying the approximately の関係が成り立つ。 Relationship is established. 第2図のイオン源で引き出されるイオンビームの電流密度も同様な関係があるので、イオン引出し電極系17近傍のイオン飽和電流密度を測定すれば、イオン源の高イオン電流密度化、大電流化の評価をすることが可能である。 Since there is current density as well the relationship of the ion beam is drawn out in the ion source of Figure 2, by measuring the ion saturation current density of the ion extraction electrode system 17 near the high ion current density of the ion source, large current it is possible to make the evaluation.

第6図のプローブを動かしてプラズマ発生室11の軸長L1 Axial length of the plasma generating chamber 11 by moving the probe of FIG. 6 L1
を変化させたときのイオン飽和電流密度の変化の様子を第7図に示した。 The state of a change in the ion saturation current density with respect to a change in the shown in FIG. 7. プローブ31に印加した負電圧−80V、 Negative voltage -80V was applied to the probe 31,
マイクロ波電力は310Wである。 Microwave power is 310W. このとき、プラズマ発生室11には第3図に示した分布の磁場が付与されており、 At this time, it has been granted magnetic field distribution shown in FIG. 3 is the plasma generation chamber 11,
その強さはガス圧・マイクロ波電力・軸長等に応じて最適化が図られている。 Its strength is reduced is optimized in accordance with the gas pressure, the microwave power, axial length, and the like. 第7図から明らかなように、軸長を短くしてゆくとイオン飽和電流密度は増大する。 As apparent from FIG. 7, the ion saturation current density when slide into shorter axial length is increased. 特に、プラズマ発生室11の内径108mmより短くなると、この効果は顕著である。 In particular, when shorter than the inner diameter 108mm of the plasma generation chamber 11, this effect is remarkable.

なお、内径108mmに対する真空中のマイクロ波の共振モードTE 112に相当する軸長は各々164mmで、この近傍でもイオン飽和電流密度が高くなつており、これは共振モードに関係しているようにも思われる。 In axial length each 164mm corresponding to the resonance mode TE 112 of the microwave in a vacuum to the inner diameter 108 mm, the ion saturation current density has high summer in this neighborhood, which also appears to be related to the resonant mode Seem. つまり、プラズマが生成するとプラズマ室11の屈折率が高くなり、マイクロ波の管内波長が短くなるとの予測とは矛盾するが、プラズマ密度が薄い時の共振モードの効果を示している可能性も考えられる。 That is, when the plasma is generated becomes high refractive index of the plasma chamber 11, while the guide wavelength of the microwave is inconsistent with the prediction of the shorter, considered also indicate the effect of the resonant mode when the plasma density is thin It is. もちろん、軸長を共振モードに合わせただけでは高密度プラズマは生成されず、磁場分布が重要な役割を果たしていることはいうまでもない。 Of course, high-density plasma by merely combined axial length resonance mode is not generated, it goes without saying that the magnetic field distribution plays an important role.

第8図に、各軸長でのイオン飽和電流密度のマイクロ波電力依存性を示す。 In Figure 8 shows the microwave power dependence of the ion saturation current density at each axial length. この図から明らかなように、軸長が短い方が同一電力に対してイオン飽和電流密度が高く、 As is apparent from this figure, the ion saturation current density is high relative to it is the same power axial length is short,
マイクロ波電力のプラズマへの変換効率が高い。 Conversion efficiency of the microwave power into the plasma is high. このように軸長を短くしてイオン電流密度が増大するのは、導入されたマイクロ波がプラズマに吸収される領域にプラズマ室11の軸長を近づけることにより、最も高密度のプラズマが生成されているところからイオンを引き出すようになるからと考えられる。 The reason why the ion current density by shortening the axial length increases, by a region introduced microwaves are absorbed by the plasma closer to the axial length of the plasma chamber 11, the most high-density plasma is generated It is considered because so extracting ions from the place is. また、軸長は以上の説明からも明らかなように短すぎても高密度化は困難と予想されるが、本実験では軸長50mmまでその有効性が確認できた。 Further, axial length is expected and densification difficult or too short as is clear from the above description, it was confirmed the effectiveness of up axial length 50mm in the present experiment.

次に、前述したように本発明のイオン源のイオン引出し特性は、プラズマ発生室に印加されている磁場の分布と密接に関係しているので、この磁場分布依存性について検討する。 Next, ion extraction properties of the ion source of the present invention as described above, since the closely related to the distribution of the magnetic field is applied to the plasma generating chamber, consider the this magnetic field distribution dependent.

第9図に、第2図のイオン源を用いて磁場分布を変化させたときのイオン電流の変化の様子を示す。 In FIG. 9 shows a change of the ion current when changing the magnetic field distribution by using the ion source of Figure 2. 使用したガスはN eで、イオン引出し電極開口の構成は第5図の場合と同様である。 Gas used was N e, structure of an ion extraction electrode apertures are the same as the case of Figure 5. 磁場分布を第9図(a)のI,II,IIIのようなものとたとき、それぞれ同図(b)に示すI,II,III When the magnetic field distribution was the first I of FIG. 9 (a), II, like III, I shown in FIG respectively (b), II, III
のようなイオン電流が得られる。 Ion current, such as is obtained. なお、第9図(a)の磁場強度(絶対値)は、相対的に同一の磁場分布のうち、最も大きいイオン電流が得られたときの値を示してある。 Incidentally, the magnetic field intensity of FIG. 9 (a) (absolute value), of the same relative magnetic field distribution is shown the value when highest ion current is obtained.

第9図から明らかなように、マイクロ波導入窓12近傍の磁界強度は900〜1000ガウスの間にあり、強いて言えばある一定の値(950ガウス近傍)の時イオン電流は最大になつている。 As apparent from FIG. 9, the magnetic field intensity of the microwave introduction window 12 near is between 900 to 1000 gauss, the ion current when the constant value (950 gauss vicinity) with speaking by force is decreased to the maximum . 一方、イオン引出し電極系17の近傍では磁場強度の分布の勾配が負になつており、かつECR条件を満足する875ガウス前後以上の磁場強度で高い電流が得られている。 Meanwhile, in the vicinity of the ion extraction electrode system 17 has decreased to the negative gradient of the distribution of magnetic field strength, and a high current at a field strength of more than 875 gauss before and after satisfying an ECR condition is obtained. またプラズマ室内部の中間では、両端よりわずかに磁場強度が高い方が望ましい結果が得られている。 In the middle of the plasma chamber unit, slightly results better field strength is higher is desirable from both ends is obtained. 上述したように、磁場強度分布は、相対的に同一の磁場分布曲線で最もイオンビームが引き出せたときの磁場強度で示したが、一般に、第9図(a)の磁場分布を保持したまま(磁気コイル14の配置を固定)磁場強度のみを変えると、マイクロ波導入窓12近傍の磁場強度が約850〜1000ガウスの範囲でイオンビームが引き出せる。 As described above, the magnetic field intensity distribution, while showed at a field strength when the most ion beam pulled out by the relatively same magnetic field distribution curve, typically holding the magnetic field distribution of FIG. 9 (a) ( When changing only the fixed) magnetic field strength arrangement of magnetic coils 14, the ion beam is drawn out in the range field strength of about 850 to 1000 gauss microwave introduction window 12 near. また、先にも触れたが、マイクロ波導入窓12近傍の磁界強度がECR条件である875ガウスの時には、安定で比較的電流密度の高いイオンビームが得られることを言及しておく。 Although mentioned earlier, when the field strength of the microwave introducing window 12 near the 875 gauss is ECR condition, it is noted that the high ion beam relatively current density and stable is obtained.

第10図は、本発明の他の実施例を示すマイクロ波イオン源を示す構成図である。 FIG. 10 is a block diagram showing a microwave ion source according to still another embodiment of the present invention. 41,42は磁気コイル、43はイオン引出し電極系、44,45は絶縁体であり、第2図の構成とは、イオン引出し電極系43の構成と、それに伴つて磁気コイル41,42の配置とが異なつている。 41 magnetic coil, 43 is an ion extraction electrode system, 44 and 45 an insulator, the structure of FIG. 2, the configuration of the ion extraction electrode system 43, arranged accompaniment with magnetic coils 41, 42 door is different from one.

すなわち、第2図と比較して、イオン引出し電極系43の中央の開口部を支持している支持部が短くなつている。 That is, as compared with FIG. 2, the supporting portion supporting the central opening of the ion extraction electrode system 43 is summer short.
このように支持部が短くなつているため、イオン引出し電極系部が加熱されて(特にプラズマの衝撃をうける一枚目のスクリーン電極)電極支持部の温度が上昇しても、熱変形による電極間の開口の位置の狂いが第3図のイオン源に比較してはるかに生じにくく、イオン引出し電極各葉間の相互の開口位置を合わせるときに合わせやすく、しかも外部からの衝撃のような外部要因に対して位置ずれが起こりにくくなつている。 Because and thus summer support portion is short, even if the temperature of the (first-sheet screen electrode particularly shocked plasma) electrode support portion is heated ion extraction electrode system portion is raised, the electrode due to thermal deformation deviation of the position of the opening between hardly occurs much compared to the ion source of FIG. 3, easy to fit when aligning the mutual opening position between the ion extraction electrodes each leaf, yet outside such as external impact the positional deviation is summer less likely to occur with respect to factors. また、イオン引出し電極系をプラズマ発生室11の内部に挿入するという制約がないため、プラズマ発生室11の内径を小さくできる利点もある。 Moreover, since there is no restriction of inserting ion extraction electrode system inside the plasma generating chamber 11, there is also the advantage of reducing the inside diameter of the plasma generating chamber 11. なお、図では省略したが、本実施例も、 Although not shown in the figure, this embodiment also
第2図の場合と同様にイオン引出し電極系の側壁部には、スリツト状の排気用開口が設けてある。 The side wall portion of the ion extraction electrode system as in the case of FIG. 2, slit-shaped exhaust opening is provided. また、本実施例では、プラズマ発生室11に最も近い加速電極の支持部がプラズマリミツタを兼ねている。 Further, in this embodiment, the supporting portion of the closest acceleration electrode in the plasma generating chamber 11 also serves as a plasma Limi ivy.

イオン引出し電極系をこのような構成としたことに伴い、磁気コイルを、第2図のようにイオン引出し電極系の下方まで連続して配置することができなくなり(もちろん、絶縁体44の外側に配置することは可能であるが、 With an ion extraction electrode system that has such a configuration, the magnetic coil, to below the ion extraction electrode system as in the second view can not be arranged in succession (of course, on the outside of the insulator 44 While it is possible to arrange,
その場合、同じ磁場強度を得るために大きな電流が必要となる)、このために本実施例では磁気コイル41を、イオン引出し電極系43の上方に配置した。 In that case, a large current is required to obtain the same magnetic field strength), the magnetic coil 41 in this embodiment because this was placed above the ion extraction electrode system 43. しかし、これのみでは第3図に示したような磁場分布を得ることができないため、さらに下方に配置した磁気コイル42と組み合せることにより、所望の磁場分布を得ている。 However, in this only can not be obtained a magnetic field distribution as shown in FIG. 3, by combining a magnetic coil 42 which further arranged below, to obtain the desired magnetic field distribution. なお、磁気コイル41と42との間隔を狭くするほど少ない電力で所望の磁場分布が得られるため、高電圧による放電が生じない範囲内で近づけた方がよい。 Since the desired magnetic field distribution at the smaller power to reduce the distance of the magnetic coil 41 and 42 is obtained, it is better to discharge by a high voltage closer within a range not occur.

このイオン源の動作原理・動作条件は第2図と全く同一で、第2図のイオン源と同一の操作で第5図に示したイオン電流を得ることができる。 Operation principle and operation conditions of the ion source is identical to Figure 2, it is possible to obtain the ion current shown in FIG. 5 by the ion source and the same operation of the second view.

本発明は、イオン注入装置等の高電圧引出しが可能なイオン源を得ることを第1の目的として行なつたが、本発明のマイクロ波イオン源は、イオン引出し電極系を単葉電極にすることにより、低イオンエネルギーを有するイオン源としても有効である。 The present invention, it is to obtain a high voltage drawer capable ion source such as an ion implantation apparatus was rows summer as a first object, a microwave ion source of the present invention, to monoplane electrode ion extraction electrode system Accordingly, it is also effective as an ion source with a low ion energy. さらに、イオン引出し電極系を除去することによりプラズマの生成源として用いることもでき、例えばイオン付着、膜形成あるいはエツチング用などのイオン源・プラズマ源としても有用である。 Furthermore, it can be used as a plasma generating source by removing the ion extraction electrode system, for example ion deposition, it is also useful as an ion source, plasma source, such as for film formation or etching.

第11図に、プラズマ流を引出す場合の構成例を示す。 In FIG. 11 shows a configuration example when pulling out the plasma stream. 51 51
はプラズマ引出し口で、52はプラズマ流であり、プラズマ引出し口51は第2図のプラズマリミツタ16と類似のものである。 The plasma outlet, 52 is a plasma flow, plasma outlet 51 is of a similar plasma Limi ivy 16 of FIG. 2. このプラズマ生成源の動作原理は第2図のイオン源と全く同一で、プラズマ引出し口51近傍からプラズマ生成源の外側に向けて磁場が弱くなる発散磁界になつており、プラズマ流52はプラズマ発生室11から引き出される。 In this operation principle of the plasma generation source is identical to the ion source of Figure 2, toward the vicinity of the plasma outlet 51 to the outside of the plasma generating source is decreased to the divergent magnetic field the magnetic field is weakened, the plasma flow 52 is plasma generating It is withdrawn from the chamber 11.

〔発明の効果〕 〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明は無電極のマイクロ波放電で高密度プラズマを生成する構成にするとともに、この生成された高密度プラズマの最も密度の高い部分からイオンを引き出すようにしたイオン源構成となつているので、従来実現されていなかつた高イオン電流密度・大電流を有するイオンビームを得ることができる利点がある。 As described above, the present invention as well as the arrangement for generating a high density plasma in microwave discharge electrodeless ion source configuration in which the densest part of the generated high-density plasma to extract ions since the preparative summer, there is an advantage that it is possible to obtain an ion beam having a high ion current density and large current has failed has been conventionally realized. 特に、酸素・ホウ素などの活性ガスに対して安定で長寿命な大電流イオン源として使用可能であり、50〜20 In particular, it can be used as a high current ion source long life and stable and active gases such as oxygen, boron, 50-20
0mA級の大電流イオン注入装置用イオン源として有効である。 It is effective as an ion source for high current ion implantation system of class 0 mA. さらに、単葉引出し電極もしくは引出し電極無しの低エネルギー(200eV以下程度)のイオン源もしくはプラズマの生成源としてエツチング・付着に用いれば、 Further, by using the ion source or etching, deposited as generating source of the plasma low energy without monoplane extraction electrode or extraction electrode (lower than about 200 eV),
高密度のイオン・プラズマを照射出来るため、その処理速度(エツチング速度・付着速度)を高めることができる。 Since it irradiating high-density ion plasma, it is possible to increase the processing speed (etching speed and deposition rate).

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

第1図は本発明の一実施例を示すマイクロ波イオン源の構成とプラズマ密度分布との関係を示す図、第2図はマイクロ波イオン源の構成図、第3図はプラズマ発生室内の磁場分布を示す図、第4図は磁場強度とイオン電流との関係を示す図、第5図はイオン引出し特性を示す図、 Figure Figure 1 is showing the relationship between the structure and the plasma density distribution of the microwave ion source of an embodiment of the present invention, configuration diagram of FIG. 2 microwave ion source, FIG. 3 is a magnetic field in the plasma generation chamber shows the distribution, Figure 4 is a diagram showing the relationship between magnetic field strength and the ion current, Fig. 5 shows an ion extraction properties,
第6図は本発明のイオン源の有効性を検証するための測定プローブ付きのイオン源を示す構成図、第7図はイオン飽和電流密度のプラズマ発生室軸長に対する依存性を示す図、第8図はイオン引出し特性のプラズマ発生室軸長に対する依存性を示す図、第9図は磁場分布とイオン引出し特性との関係を示す図、第10図は本発明の他の実施例を示すマイクロ波イオン源の構成図、第11図はプラズマ生成源に応用した例を示す構成図、第12図は従来のマイクロ波イオン源の構成例を示す構成図、第13図はそのイオン引出し特性を示す図である。 Figure 6 is a configuration diagram showing an ion source with a measuring probe for verifying the effectiveness of the ion source of the present invention, FIG. 7 is a diagram showing the dependence on the plasma generation chamber axial length of the ion saturation current density, the 8 figure shows the dependence on the plasma generation chamber axial length of the ion extraction characteristics, Figure 9 shows the relationship between the magnetic field distribution and the ion extraction characteristics diagram, Fig. 10 micro showing another embodiment of the present invention diagram of the wave the ion source, FIG. 11 is a configuration diagram showing an example of applying the plasma generating source, FIG. 12 is a configuration diagram showing a configuration example of a conventional microwave ion source Fig. 13 the ion extraction properties It illustrates. 11……プラズマ発生室、12……マイクロ波導入窓、14,4 11 ...... plasma generation chamber, 12 ...... microwave introducing window, 14,4
1,42……磁気コイル、15……ガス導入口、17,43……イオン引出し電極系。 1,42 ...... magnetic coil, 15 ...... gas inlet, 17,43 ...... ion extraction electrode system.

Claims (4)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】10cm以下の軸長を有するプラズマ発生室と、 このプラズマ発生室にマイクロ波を導入するマイクロ波導入窓と、 前記プラズマ発生室の中心軸上であってプラズマが流出する出口近傍に配置され、プラズマ発生室で発生したプラズマからイオンビームを引出すイオン引出し電極系と、 前記プラズマ発生室の中心軸上であってマイクロ波導入窓からイオン引出し電極系に向けて、プラズマ発生室のマイクロ波導入窓近傍で1.03〜1.14BECR(BECRは電子サイクロトロン共鳴条件の磁束密度)の磁束密度を有し、 And 1. A plasma generation chamber having an axial length of less 10 cm, and the microwave introduction window for introducing microwaves into the plasma generation chamber, an outlet near the plasma even on the central axis of the plasma generation chamber flows out disposed, and the ion extraction electrode system to draw an ion beam from a plasma generated in the plasma generating chamber, towards the ion extraction electrode system from the microwave introducing window a on the center axis of the plasma generation chamber, the plasma generation chamber 1.03~1.14BECR microwave introduction window near (BECR magnetic flux density of the electron cyclotron resonance condition) has a magnetic flux density of,
    かつマイクロ波導入窓近傍における磁場勾配が負でない磁場分布を発生させる磁気回路とを備えることを特徴とするマイクロ波イオン源。 And a microwave ion source; and a magnetic circuit for generating a magnetic field distribution field gradient is not negative in the microwave introducing window vicinity.
  2. 【請求項2】磁気回路が、前記プラズマ発生室の軸上であってマイクロ波導入窓からイオン引出し電極系に向けて、1つのピークを有するとともにイオン引出し電極系近傍で0.91BECR以上の磁束密度を有し、かつイオン引出し電極系近傍における磁場勾配が正でない磁場分布を発生させるものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のマイクロ波イオン源。 2. A magnetic circuit, wherein towards an axis of the plasma generation chamber from a microwave introducing window into the ion extraction electrode system, 0.91BECR more of the magnetic flux density at the ion extraction electrode system near which has one peak It has, and a microwave ion source claims paragraph 1, wherein a is intended to generate a magnetic field distribution field gradient is not positive in the vicinity ion extraction electrode system.
  3. 【請求項3】マイクロ波導入窓が、前記マイクロ波導入窓側に最も近い第1の誘電体層と、1層以上のその他の誘電体層からなる積層構造を有し、かつ前記その他の誘電体層が、第1の誘電体層より高誘電率の誘電体層を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のマイクロ波イオン源。 3. A microwave introducing window, the closest first dielectric layer on the microwave introducing window side, has a laminated structure comprising one or more layers of other dielectric layers, and said other dielectric layer, a microwave ion source in the range first claim of claims, characterized in that it comprises a first dielectric layer of a dielectric layer of high dielectric constant.
  4. 【請求項4】磁気回路が、前記イオン引出し電極系を境にして少なくとも2つに分割され、分割された各磁気回路がイオン引出し電極系の支持部を挟んで配設されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のマイクロ波イオン源。 4. The magnetic circuit is divided into at least two by the boundary of the ion extraction electrode system, characterized in that each magnetic circuit is divided are disposed to sandwich the supporting portion of the ion extraction electrode system Patent microwave ion source ranges first claim of claim to.
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