JPH08138595A

JPH08138595A - イオン源

Info

Publication number: JPH08138595A
Application number: JP6276743A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Hikawa; 和紀飛川; Takao Matsumoto; 貴雄松本
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 1994-11-10
Filing date: 1994-11-10
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【構成】プラズマチャンバ４のプラズマスリット１と
その他の部位とが絶縁スペーサ１１によって隔離され、
それらの間にスパッタ電源１５が接続されている。上記
スパッタ電源１５の印加電圧は、プラズマ点灯動作中は
ゼロまたはプラズマ点灯に支障のないほど十分低い電圧
とし、プラズマ点灯後に所定の電圧値になるように制御
する。【効果】イオン源の運転中、イオン引出口１ａ付近に
堆積した付着物がプラズマ中の正イオンによるスパッタ
リングによって除去され、イオン源の長寿命化が図れ
る。イオン引出口１ａが付着物で塞がれて開口面積が変
化することもなく、安定なイオンビームが長時間にわた
って得られる。プラズマ点灯動作中はスパッタ電源１５
の印加電圧を抑制しているので、イオン源立ち上げの際
のプラズマ点灯が困難になることはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばイオン注入装置
等に供され、プラズマを生成してそのプラズマからイオ
ンを引き出すイオン源に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、元素をプラズマ化し、プラズマ中
のイオンをイオンビームとして引き出すイオン源は、イ
オン注入装置をはじめとして様々な分野に利用されてい
る。このイオン源には、磁界中のマイクロ波放電により
プラズマを発生させるマイクロ波型のイオン源がある。

【０００３】このマイクロ波型のイオン源は、図４に示
すように、マグネトロンから出力されるマイクロ波電力
を伝達する導波管５６と、固体イオン源物質を蒸発させ
てチャンバ内に導入するためのベーパライザ６０と、ガ
スイオン源物質やアルゴンガス等のキャリアガスをチャ
ンバ内に導入するためのガス導入管６１とが接続された
プラズマチャンバ５４を有している。

【０００４】上記プラズマチャンバ５４の導波管５６側
の壁面には、マイクロ波電力をチャンバ内に導入するた
めの窒化ボロン（ＢＮ）等からなるマイクロ波導入窓部
材５５が設けられている。

【０００５】また、上記プラズマチャンバ５４の周囲に
は、チャンバ内にビーム引き出し方向と略平行な磁界を
形成するソースマグネット５９が配設されている。

【０００６】そして、このイオン源は、マグネトロンか
ら出力されたマイクロ波電力を導波管５６およびマイク
ロ波導入窓部材５５を介してプラズマチャンバ５４内に
導入させ、上記ソースマグネット５９の形成する磁界中
において、チャンバ内に導入されているＢＦ₃等のガス
イオン種をマイクロ波放電によりプラズマ化させるよう
になっている。

【０００７】このプラズマチャンバ５４のマイクロ波導
入窓部材５５と対向する壁面には、例えばスリット状の
イオン引出口６２ａが穿設されたプラズマスリット６２
が形成されており、プラズマチャンバ５４の外部には、
上記プラズマスリット６２と対向して配置された引出電
極５７が設けられている。

【０００８】そして、イオン源は、プラズマチャンバ５
４と引出電極５７との間に、プラズマチャンバ５４が引
出電極５７より正となる電位差を生じさせて強い外部電
界をかけ、この外部電界によりプラズマスリット６２の
イオン引出口６２ａからイオンを引き出すことにより、
イオンビームを形成するようになっている。

【０００９】ところで、プラズマチャンバ５４内に、例
えばＢＦ₃ガスを使用してプラズマを生成すると、プラ
ズマ形成物質によってチャンバ内壁がスパッタリングさ
れ、その結果発生する物質がマイクロ波導入窓部材５５
やチャンバ内壁に付着することになる。もし、上記マイ
クロ波導入窓部材５５に導電性物質が付着すると、マイ
クロ波が反射されてプラズマチャンバ５４内にマイクロ
波電力が供給されなくなってしまうといった不都合が生
じるので、通常、スパッタリングによって生成される物
質が絶縁物となるように、プラズマチャンバ５４の内壁
は、窒化ボロン（ＢＮ）等からなるライナー５３にて形
成され、プラズマスリット６２の内側にもＢＮ等からな
るシールド部材５２が貼着されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成におい
て、プラズマチャンバ５４内に、例えばＢＦ₃ガスを使
用してプラズマを生成すると、上述のように、プラズマ
チャンバ５４の内壁を形成するライナー５３やシールド
部材５２がスパッタリングされることになるが、その結
果発生する物質が、図５に示すように、プラズマスリッ
ト６２のイオン引出口６２ａ付近にも付着する。

【００１１】上記の付着物質７０がＢやＢＮ等の高融点
物質の場合、イオン源使用時間とともにその付着量が増
大して、やがてイオン引出口６２ａを塞いでしまい、イ
オン引出口６２ａの面積が減少することになり、ひいて
はイオン源から引き出せるイオン電流量の低下を引き起
こすといった不都合が生じる。

【００１２】従来のイオン源では、上記の現象によって
その使用時間が制約され、寿命が短いものとなってい
る。また、引き出し電流量が時間とともに低下するた
め、従来のイオン源により得られるイオンビームは、安
定性が悪いものとなっている。

【００１３】そこで、本願出願人は、先の出願（平成５
年６月１０日出願の特願平５−１３８３３０号）で、プ
ラズマチャンバのイオン引出口付近をプラズマチャンバ
の他の部位と電気的に絶縁して隔離し、イオン引出口付
近にスパッタ電圧を印加して他の部位との間に電位差を
生じさせることにより、スパッタリング効果によってイ
オン引出口付近に堆積する付着物の低減を図ることを提
案した。これは、イオン源の長寿命化、イオンビームの
安定性に優れた効果を発揮するが、プラズマ消灯状態か
らプラズマ点灯の初期段階においては、スパッタ電圧の
印加により、生成されたプラズマ中のイオンがすぐに電
極に引き込まれてしまうので、プラズマ点灯が困難にな
ることもある。

【００１４】本発明は、上記に鑑みなされたものであ
り、その目的は、長寿命化が図れ、且つ、長時間安定な
イオンビームが得られると共に、そのプラズマ点灯が容
易なイオン源を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に係るイオン源
は、プラズマを生成するプラズマチャンバを備え、該プ
ラズマチャンバに形成されたイオン引出口からプラズマ
中のイオンを引き出すことによってイオンビームを形成
するものであって、上記の課題を解決するために、以下
の手段上記プラズマチャンバのイオン引出口付近が講じ
られていることを特徴としている。

【００１６】即ち、上記プラズマチャンバのイオン引出
口付近がプラズマチャンバの他の部位と絶縁されてい
る。そして、本イオン源は、上記イオン引出口付近とプ
ラズマチャンバの他の部位との間に電位差を生じさせる
スパッタ電源と、上記プラズマチャンバ内でプラズマが
点灯したことを検知するプラズマ点灯検知手段と、上記
プラズマチャンバ内でプラズマを点灯させるプラズマ点
灯動作の間は、上記スパッタ電源の印加電圧が零または
プラズマ点灯に支障のないほど十分低い電圧になるよう
に該スパッタ電源を制御する一方、上記プラズマ点灯検
知手段によるプラズマ点灯の検知後にその印加電圧が所
定の電圧値になるように該スパッタ電源を制御する制御
手段とを備えている。

【００１７】

【作用】上記の構成によれば、プラズマチャンバのイオ
ン引出口付近が他の部位と絶縁され、プラズマ点灯中、
これらの間にスパッタ電源の印加電圧によって電位差が
生じている。これにより、イオン引出口付近とその他の
部位との間に生じる電界により、プラズマチャンバ内の
荷電粒子が、イオン引出口付近へと引き込まれ、イオン
引出口付近に堆積した付着物が荷電粒子によってスパッ
タリングされる現象が起こる。

【００１８】このように、イオン源の運転中、イオン引
出口付近に堆積した付着物が、スパッタリングによって
除去されるので、イオン引出口付近に堆積する付着物
は、従来と比較して大幅に減少し、イオン引出口が付着
物により覆われることによってイオン源の使用が不可能
となるといった事態が回避され、イオン源の寿命が従来
よりも延長する。

【００１９】また、イオン源を長時間運転しても、イオ
ン引出口が付着物の堆積によって塞がらないので、イオ
ン引出口の面積が変化することもなく、引き出し電流量
の時間的な変化が少ない安定なイオンビームが長時間に
わたって得られる。

【００２０】さらに、プラズマ消灯状態からプラズマを
点灯させるためのプラズマ点灯動作の間は、スパッタ電
源の印加電圧が零またはプラズマ点灯に支障のないほど
十分低い電圧になるようにし、プラズマ点灯の検知後に
所定のスパッタ電圧を印加するようになっているので、
イオン源立ち上げの際のプラズマ点灯が困難になること
もない。尚、一旦、プラズマが点灯すれば、その後スパ
ッタ電圧を印加してもプラズマが消灯することはない。

【００２１】

【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図３に
基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００２２】本実施例のイオン源は、電子サイクロトロ
ン共鳴（ＥＣＲ：Electron Cyclotron Resonance）条件
の磁界中でマイクロ波放電を生じさせてプラズマを生成
し、このプラズマからイオンをビームとして引き出すマ
イクロ波型のイオン源（ＥＣＲイオン源）であり、例え
ばイオン注入装置に搭載される。

【００２３】上記イオン源は、例えば2.４５ＧＨｚのマ
イクロ波を出力するマグネトロン（図示せず）と、この
マグネトロンを作動させるマグネトロン電源（図示せ
ず）とを有しており、上記マグネトロンは、図１に示す
ように、導波管６を介してプラズマチャンバ４に接続さ
れている。

【００２４】上記プラズマチャンバ４の導波管６側の壁
面には、マイクロ波電力をチャンバ内に導入するための
マイクロ波導入窓部材５が設けられている。このマイク
ロ波導入窓部材５は、例えばＢＮ等のように、マイクロ
波が通過可能な比較的高い誘電率を有し、且つ、耐腐食
性が高く、高温にも強い高融点物質により形成されてい
る。

【００２５】上記プラズマチャンバ４には、固体イオン
源物質を蒸発させてチャンバ内に導入するためのベーパ
ライザ１０と、ＢＦ₃等のガスイオン源物質やＡｒ等の
キャリアガスを図示しないガスボックスからプラズマチ
ャンバ４内に導入するためのガス導入管１２とがそれぞ
れ接続されている。

【００２６】上記プラズマチャンバ４は、その外壁部が
ステンレス等の金属により形成されていると共に、その
内側が絶縁性の高いＢＮからなるＢＮライナー３によっ
て被われている。

【００２７】上記プラズマチャンバ４のマイクロ波導入
窓部材５と対向する壁面には、スリット状のイオン引出
口１ａが穿設されたプラズマスリット１が形成されてお
り、このプラズマスリット１の内側にもＢＮからなるＢ
Ｎシールド２が設けられている。また、上記プラズマス
リット１は、ＢＮからなるリング状の絶縁スペーサ１１
によってプラズマチャンバ４の他の部位と絶縁されてい
る。そして、上記プラズマスリット１がプラズマチャン
バ４の他の部位よりも負電位になるように、スパッタ電
源１５の負極端子がプラズマスリット１に、その正極端
子がプラズマスリット１の他の部位にそれぞれ接続され
ている。上記スパッタ電源１５がプラズマスリット１へ
印加するスパッタ電圧Ｖ_sは、−0.５ｋＶ〜−３ｋＶ程
度である。

【００２８】上記プラズマスリット１からイオンの引き
出し方向には、ビーム通過孔７ａが形成された引出電極
７およびビーム通過孔８ａが形成された減速電極８がこ
の順に配設されている。

【００２９】上記減速電極８は接地されて大地電位に、
そして、上記引出電極７は減速電極８よりも負電位にな
るように、減速電源１３より負の電圧Ｖ_dが印加されて
いる。そして、上記プラズマチャンバ４には、引出電源
１４の正極端子が接続されており、この引出電源１４か
ら高電圧の引出電圧Ｖ_eが印加されるようになってい
る。これにより、プラズマチャンバ４（プラズマチャン
バ４のプラズマスリット１）と引出電極７との間に所定
の電位差が生じて強い外部電界が形成され、この外部電
界により、プラズマチャンバ４内で生成されたプラズマ
中の正イオンが、プラズマスリット１のイオン引出口１
ａから引き出され、イオンビームが形成されるようにな
っている。上記のように、引出電極７を減速電極８より
も負電位にすることにより、引出電極７よりも下流で発
生した電子の逆流（電子がプラズマチャンバ４内に流れ
込む現象）を防ぐことができるようになっている。

【００３０】プラズマチャンバ４内でプラズマが点灯
（発生）すれば、電界によって引き出されたイオンビー
ムの一部が引出電極７の電極面にあたり、ビーム通過孔
７ａを通過したイオンビームのみが後段へ輸送される。
ビーム通過孔７ａを通過せずに引出電極７の電極面にあ
たったイオンビームは、接地側へ流れてしまう。したが
って、引出電極７に流れる電流（これを引出電流と称す
る）を確認することによって、プラズマが点灯したか否
かの判断が可能である。本実施例では、引出電極７と接
地部との間に設けられる減速電源１３の内部に、電流検
出用抵抗等からなる図示しない引出電流検出部（プラズ
マ点灯検知手段）を設けている。上記減速電源１３の引
出電流検出部で検出された引出電流データは、後述のコ
ントローラ１７へ送られる。

【００３１】尚、上記の引出電極７および減速電極８
は、上記プラズマチャンバ４と共に、高真空状態にされ
た真空チャンバ（図示せず）内に設けられている。

【００３２】また、上記プラズマチャンバ４の周囲に
は、ソレノイドコイルを備えたソースマグネット９・９
が配設されており、これらのソースマグネット９・９
は、プラズマチャンバ４内にビーム引き出し方向と略平
行な磁界を形成するようになっている。上記ソースマグ
ネット９・９のソレノイドコイルには、ソースマグネッ
ト電源１６・１６よりソースマグネット電流が供給され
るようになっている。

【００３３】また、イオン源は、上記の各部の動作を制
御してプラズマを点灯させるための各種パラメータを調
整し、イオン源自動立ち上げを実現するコントローラ
（制御手段）１７を備えている。

【００３４】上記の構成において、イオン源の動作を以
下に説明する。

【００３５】先ず、コントローラ１７の制御によりイオ
ン源の自動立ち上げが行われる。この自動立ち上げを、
コントローラ１７によるプラズマ点灯動作制御を示す図
３のフローチャートに基づいて説明する。

【００３６】先ず、コントローラ１７は、図示しないガ
スボックスを制御してガス流量の設定を行い、プラズマ
チャンバ４内にＢＦ₃ガス等のイオン源物質を導入させ
る（Ｓ１）。また、引出電源１４および減速電源１３の
設定を行う（Ｓ２）。また、ソースマグネット電源１６
・１６を制御して、ソースマグネット９・９のソレノイ
ドコイルに供給するソースマグネット電流を設定する
（Ｓ３）。これにより、プラズマチャンバ４内にビーム
引き出し方向と略平行な磁界が形成される。さらに、図
示しないマグネトロン電源を制御して、マイクロ波入力
の設定を行う（Ｓ４）。これにより、マイクロ波が導波
管６を介してマイクロ波導入窓部材５に到達し、このマ
イクロ波導入窓部材５を通過してプラズマチャンバ４内
に導入されることになる。もし、上記の各設定が適切な
らば、ＥＣＲ現象によるマイクロ波放電によって、プラ
ズマチャンバ４内に導入されているイオン源物質がプラ
ズマ化される（プラズマ点灯）。

【００３７】次に、上記のＳ１〜Ｓ４のプラズマ点灯動
作制御によってプラズマが点灯したか否かを、減速電源
１３の引出電流検出部からの引出電流データによって判
断する（Ｓ５）。上記引出電流データは、検出された引
出電流値そのものでもよいが、検出される引出電流値が
予め定められたしきい値を越えたか否かの２値のデータ
（“０”または“１”）でもよい。

【００３８】上記Ｓ５においてプラズマの点灯が確認で
きなければ（引出電流が流れていなければ）、再度Ｓ１
〜Ｓ４のプラズマ点灯動作制御に戻り、プラズマの点灯
が確認できるまで該プラズマ点灯動作制御を繰り返す。

【００３９】尚、上記のＳ１〜Ｓ４のプラズマ点灯動作
制御中は、スパッタ電源１５をＯＦＦとする。

【００４０】上記Ｓ５においてプラズマの点灯が確認で
きた場合、イオン源物質としてＢＦ₃ガスが選択されて
いるか否かを判断し（Ｓ６）、ＢＦ₃ガスが選択されて
いる場合にはスパッタ電源１５を投入する（Ｓ７）。こ
れにより、所定のスパッタ電圧Ｖ_sがプラズマスリット
１へ印加される。

【００４１】上記の処理によってプラズマ点灯動作が完
了する。

【００４２】上記のように、プラズマ点灯動作中はスパ
ッタ電源１５をＯＦＦにし、プラズマ点灯を確認した後
にスパッタ電圧を印加すれば、プラズマ点灯が困難にな
ることはない。そして、一旦、プラズマが点灯すれば、
その後スパッタ電圧を印加してもプラズマが消灯するこ
とはない。

【００４３】尚、上記では、プラズマ消灯時はスパッタ
電源１５をＯＦＦにしてスパッタ電圧を印加しない構成
にしているが、スパッタ電圧を０Ｖにしなくても、プラ
ズマ点灯に支障のないほど十分低い電圧（例えば−５０
０Ｖ以下）までスパッタ電圧を下げてもよい。

【００４４】イオン源物質としてＢＦ₃ガスを使用して
プラズマを生成すると、プラズマ形成物質によってチャ
ンバ内壁のＢＮライナー３がスパッタリングされ、その
結果発生するＢやＢＮ等の高融点物質が、図２に示すよ
うに、プラズマスリット１の内側部分にも付着すること
になる。しかしながら、本実施例では、スパッタ電圧の
印加によりプラズマスリット１がプラズマチャンバ電位
よりも負電位になっているため、これらの間に生じる電
界により、プラズマチャンバ４内のプラズマ中の正イオ
ンが、プラズマスリット１へと引っぱられ、プラズマス
リット１に堆積した付着物２０が正イオンによってスパ
ッタリングされる現象が起こる。これにより、イオン源
の運転中、プラズマスリット１へ付着した付着物２０が
除去される。

【００４５】以上のように、本実施例のイオン源は、プ
ラズマを生成するプラズマチャンバ４を備え、上記プラ
ズマチャンバ４におけるプラズマスリット１のイオン引
出口１ａからプラズマ中のイオンを引き出すことによっ
てイオンビームを形成するものであって、上記プラズマ
チャンバ４のプラズマスリット１が、絶縁スペーサ１１
によってプラズマチャンバ４の他の部位と絶縁されてお
り、上記プラズマスリット１とプラズマチャンバ４の他
の部位との間に電位差を生じさせるスパッタ電源１５
と、上記プラズマチャンバ４内でプラズマが点灯したこ
とを検知するプラズマ点灯検知手段（減速電源１３のプ
ラズマ点灯検知手段）と、プラズマ消灯状態からプラズ
マを点灯させるためのプラズマ点灯動作の間は、上記ス
パッタ電源１５の印加電圧が零（０Ｖ）またはプラズマ
点灯に支障のないほど十分低い電圧になるようにする一
方、上記プラズマ点灯検知手段によるプラズマ点灯の検
知後にその印加電圧が所定の電圧値になるように上記ス
パッタ電源１５を制御するコントローラ１７とを備えて
いる構成である。

【００４６】また、本実施例に係るイオン源のプラズマ
点灯制御方法は、プラズマチャンバ４のイオン引出口付
近がプラズマチャンバ４の他の部位と絶縁されていると
共に、上記イオン引出口付近とその他の部位との間に電
位差を生じさせるスパッタ電源１５を有しているイオン
源のプラズマ点灯を制御する方法であって、プラズマ消
灯状態からプラズマを点灯させるためのプラズマ点灯動
作の間は、上記スパッタ電源１５の印加電圧を零または
プラズマ点灯に支障のないほど十分低い電圧にし、プラ
ズマ点灯後にその印加電圧を所定の電圧値にすることを
特徴としている。

【００４７】また、本実施例に係るイオン源の長寿命化
方法は、プラズマチャンバ４のイオン引出口付近をプラ
ズマチャンバ４の他の部位と絶縁し、プラズマ点灯後に
イオン引出口付近とプラズマチャンバ４の他の部位との
間に所定のスパッタ電圧を印加し、プラズマ消灯状態か
らプラズマを点灯させるためのプラズマ点灯動作の間
は、上記スパッタ電圧を零またはプラズマ点灯に支障の
ないほど十分低い電圧にすることを特徴としている。

【００４８】このため、イオン源の運転中（プラズマ点
灯中）、プラズマスリット１に堆積した付着物２０が、
プラズマ中の正イオンによってスパッタリングされるこ
とによって除去されるので、プラズマスリット１に堆積
する付着物２０は、従来と比較して大幅に減少し、プラ
ズマスリット１のイオン引出口１ａが付着物２０によっ
て覆われることによってイオン源の使用が不可能となる
といった事態が回避され、イオン源の寿命が従来よりも
延長する。

【００４９】また、イオン源を長時間運転しても、プラ
ズマスリット１のイオン引出口１ａが付着物２０の堆積
によって塞がらないので、イオン引出口１ａの面積が変
化することもなく、引き出し電流量の時間的な変化が少
ない安定なイオンビームが長時間にわたって得られる。

【００５０】さらに、プラズマ点灯動作中はスパッタ電
源１５の印加電圧が零またはプラズマ点灯に支障のない
ほど十分低い電圧になるようにし、プラズマ点灯を確認
した後にスパッタ電圧を印加するようになっているの
で、イオン源立ち上げの際のプラズマ点灯が困難になる
こともない。

【００５１】尚、プラズマスリット１のイオン引出口１
ａ付近のスパッタリング効率をよくするために、図２に
示すように、ＢＮシールド２のイオン引出口１ａのため
の開口部は、イオン引出口１ａのサイズよりも大きくす
ることが望ましい。

【００５２】また、スパッタ電源１５のスパッタ電圧Ｖ
_s（プラズマスリット１の電位とプラズマチャンバ電位
との差）は、付着物２０が堆積する速度とスパッタリン
グによって付着物２０が削り取られる速度とがほぼ平衡
となるように設定することが望ましい。この電圧Ｖ
_sは、生成プラズマおよびプラズマチャンバ４の内壁の
材質によって決まるものである。

【００５３】また、上記実施例では、プラズマスリット
１をプラズマチャンバ４の他の部位よりも負電位にし
て、プラズマスリット１が正イオンによってスパッタリ
ングされるようにしているが、これに限定されるもので
はない。即ち、プラズマスリット１をプラズマチャンバ
４の他の部位よりも正電位にして、プラズマスリット１
がプラズマ中の負イオンや電子によってスパッタリング
されるようにしてもよい。

【００５４】また、上記実施例は、本発明をＥＣＲイオ
ン源に適用した例を示したものであり、その他のイオン
源にも適用できる。上記実施例は、あくまでも、本発明
の技術内容を明らかにするものであって、そのような具
体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではな
く、本発明の精神と特許請求の範囲内で、いろいろと変
更して実施することができるものである。

【００５５】

【発明の効果】本発明のイオン源は、以上のように、プ
ラズマを生成するプラズマチャンバを備え、該プラズマ
チャンバに形成されたイオン引出口からプラズマ中のイ
オンを引き出すことによってイオンビームを形成するも
のであって、上記プラズマチャンバのイオン引出口付近
がプラズマチャンバの他の部位と絶縁されており、上記
イオン引出口付近とプラズマチャンバの他の部位との間
に電位差を生じさせるスパッタ電源と、上記プラズマチ
ャンバ内でプラズマが点灯したことを検知するプラズマ
点灯検知手段と、上記プラズマチャンバ内でプラズマを
点灯させるプラズマ点灯動作の間は、上記スパッタ電源
の印加電圧が零またはプラズマ点灯に支障のないほど十
分低い電圧になるように該スパッタ電源を制御する一
方、上記プラズマ点灯検知手段によるプラズマ点灯の検
知後にその印加電圧が所定の電圧値になるように該スパ
ッタ電源を制御する制御手段とを備えている構成であ
る。

【００５６】それゆえ、イオン源の運転中、イオン引出
口付近に堆積した付着物が、プラズマチャンバ内で生成
されたプラズマ中の荷電粒子によるスパッタリングによ
って除去されるので、イオン引出口付近に堆積する付着
物は、従来と比較して大幅に減少し、イオン引出口が付
着物により覆われることによってイオン源の使用が不可
能となるといった事態が回避され、イオン源の寿命が従
来よりも延長するという効果を奏する。

【００５７】また、イオン源を長時間運転しても、イオ
ン引出口が付着物の堆積によって塞がらないので、イオ
ン引出口の面積が変化することもなく、引き出し電流量
の時間的な変化が少ない安定なイオンビームが長時間に
わたって得られるという効果も併せて奏する。

【００５８】さらに、プラズマ消灯状態からプラズマを
点灯させるためのプラズマ点灯動作の間は、スパッタ電
源の印加電圧がゼロまたはプラズマ点灯に支障のないほ
ど十分低い電圧になるようにし、プラズマ点灯の検知後
に所定のスパッタ電圧を印加するようになっているの
で、イオン源立ち上げの際のプラズマ点灯が困難になる
こともないという効果も併せて奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すものであり、イオン源
の概略の横断面図である。

【図２】上記イオン源におけるプラズマスリット付近の
拡大横断面図である。

【図３】上記イオン源のコントローラによるプラズマ点
灯動作制御を示すフローチャートである。

【図４】従来例を示すものであり、イオン源の概略の横
断面図である。

【図５】上記イオン源におけるプラズマスリット付近の
拡大横断面図である。

【符号の説明】

１プラズマスリット１ａイオン引出口４プラズマチャンバ７引出電極８減速電極１１絶縁スペーサ１３減速電源１４引出電源１５スパッタ電源１７コントローラ（制御手段）２０付着物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラズマを生成するプラズマチャンバを備
え、該プラズマチャンバに形成されたイオン引出口から
プラズマ中のイオンを引き出すことによってイオンビー
ムを形成するイオン源において、上記プラズマチャンバのイオン引出口付近がプラズマチ
ャンバの他の部位と絶縁されており、上記イオン引出口付近とプラズマチャンバの他の部位と
の間に電位差を生じさせるスパッタ電源と、上記プラズマチャンバ内でプラズマが点灯したことを検
知するプラズマ点灯検知手段と、上記プラズマチャンバ内でプラズマを点灯させるプラズ
マ点灯動作の間は、上記スパッタ電源の印加電圧が零ま
たはプラズマ点灯に支障のないほど十分低い電圧になる
ように該スパッタ電源を制御する一方、上記プラズマ点
灯検知手段によるプラズマ点灯の検知後にその印加電圧
が所定の電圧値になるように該スパッタ電源を制御する
制御手段とを備えていることを特徴とするイオン源。