JPH08236056A - イオン源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長時間の自動運転の際にも、適切な量のイオ
ンビームをターゲットや基板等に照射することができる
ようにする。 【構成】 本発明のイオン源装置は、加速電源電流検出
器１８により検出された加速電源１０の電流の検出値
と、加速電源電流設定器１９により設定された加速電源
１０の電流の設定値とが、制御回路２０により比較さ
れ、その比較値によりフィラメント電源４或いはマイク
ロ波電源２７又はアーク電源５の出力を制御し、加速電
源１０の電流値を一定に保つようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所望のイオンビーム量
を得るようにしたＩＢＳ装置，ＩＶＤ装置等に用いられ
るイオン源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のイオン源装置の回路構成について
図３を参照して説明する。１は筐体を形成したアノー
ド、２はアノード１に形成されたガス導入口、３はアノ
ード１内に設けられたフィラメント、４はアノード１か
ら導出されたフィラメント３の両端に接続されたフィラ
メント電源、５は＋極がアノード１に接続され，−極が
フィラメント電源４の−極に接続されたアーク電源であ
る。

【０００３】６，７，８は引出電極９を構成する加速電
極，減速電極，接地電極、１０は＋極が抵抗１１を介し
て加速電極６に接続された加速電源であり、−極が接地
され、さらに＋極がアーク電源５の−極に接続されてい
る。１２は−極が減速電極７に接続され，＋極が接地さ
れた減速電源である。

【０００４】そして、フィラメント３にフィラメント電
源４から加熱電流が供給され、アーク電源５によりアー
ク電圧が印加されることにより、フィラメント３から放
出された熱電子がフィラメント３・アノード１間で加速
され、この電子が、ガス導入口２よりアノード１内に導
入されたイオン化ガスに衝突し、プラズマ１３を生成
し、引出電極９によりプラズマ１３からイオンビーム１
４を引き出す。

【０００５】つぎに、自動運転時における制御について
図４を参照して説明する。同図において、１５はアーク
電源５からのアーク電流を検出するアーク電流検出器、
１６はアーク電流を設定するアーク電流設定器、１７は
アーク電流検出器１５により検出された検出値とアーク
電流設定器１６により設定された設定値とを比較する制
御回路であり、検出値と設定値とを比較した比較値によ
り、フィラメント電源４又はアーク電源５の出力を制御
し、アーク電流を一定に保っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の前記イオン源装
置の場合、長時間の運転により、アノード１の内壁が汚
れたり、絶縁膜が付着したりし、プラズマ１３を生成す
ることが困難になり、加速電源１０からの加速電源電流
が減少する。そこで、一定の加速電源電流を得るため
に、一定の密度のプラズマ１３を維持しようとすると、
より大きなアーク電流が必要になる。

【０００７】しかし、従来の制御システムでは、アーク
電流を一定に保つような制御を行っており、短時間運転
では問題がないが、長時間運転を行うと、アノード１の
内壁の汚れや絶縁膜の付着等により、加速電源電流が次
第に減少していき、所望の量のイオンビーム１４をター
ゲットや基板等に照射することができないという問題点
がある。

【０００８】本発明は、前記の点に留意し、長時間の運
転の際にも、所望の量のイオンビームをターゲットや基
板等に照射することができるイオン源装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のイオン源装置は、筐体を形成したアノード
内にイオン化ガスを導入し，フィラメント電源により加
熱されたフィラメントより放出された熱電子を、アノー
ドに接続されたアーク電源によりフィラメント・アノー
ド間で加速し、熱電子をイオン化ガスに衝突させてプラ
ズマを生成し，加速電源が接続された加速電極，減速電
極等からなる引出電極系により、プラズマからイオンビ
ームを引き出すイオン源装置において、加速電源の電流
を検出し，検出値を出力する加速電源電流検出器と、加
速電源の電流を所望の値に設定し，設定値を出力する加
速電源電流設定器と、検出値及び設定値が入力され，検
出値と設定値とを比較した比較値によりフィラメント電
源又はアーク電源の出力を制御し，加速電源の電流値を
一定に保つ制御回路とを備えたものである。

【００１０】または、筐体を形成したアノード内にイオ
ン化ガスを導入し、マイクロ波電源により形成されたマ
イクロ波プラズマをカソードとし、アノードに接続され
たアーク電源によりマイクロ波プラズマより電子を引き
出して加速し、電子をイオン化ガスに衝突させて主プラ
ズマを生成し、加速電源が接続された加速電極，減速電
極等からなる引出電極系により主プラズマからイオンビ
ームを引き出すイオン源装置において、加速電源の電流
を検出し，検出値を出力する加速電源電流検出器と、加
速電源の電流を所望の値に設定し，設定値を出力する加
速電源電流設定器と、検出値及び設定値が入力され，検
出値と設定値とを比較した比較値によりマイクロ波電源
又はアーク電源の出力を制御し，加速電源の電流値を一
定に保つ制御回路とを備えたものである。

【００１１】

【作用】前記のように構成された本発明のイオン源装置
は、加速電源電流検出器により検出された加速電源の電
流の検出値と、加速電源電流設定器により設定された加
速電源の電流の設定値とが、制御回路により比較され、
その比較値によりフィラメント電源或いはマイクロ波電
源又はアーク電源の出力を制御し、加速電源の電流値を
一定に保つため、長時間の運転の際にも、所望の量のイ
オンビームをターゲットや基板等に照射することができ
る。

【００１２】

【実施例】実施例について図１ないし図２を参照して説
明する。それらの図において、図４と同一符号は同一も
しくは相当するものを示す。図１は実施例１のブロック
図であり、図３に示す回路構成のイオン源装置に適用さ
れ、図１において、１８は加速電源電流検出器であり、
加速電源１０からの加速電源電流を検出し、検出値を出
力する。１９は加速電源電流設定器であり、所望のイオ
ンビーム量を得る加速電源電流を設定し、その設定値を
出力する。２０は制御回路であり、前記検出値と前記設
定値が入力され、前記検出値と前記設定値とを比較した
比較値により、フィラメント電源４又はアーク電源５の
出力を制御し、加速電源電流を一定に保ち、所望の量の
イオンビーム１４をターゲットや基板等に照射する。

【００１３】なお、この実施例１は、図３の加速電源１
０の＋極がアーク電源５の＋極に接続された場合にも、
同様に適用される。図２は実施例２のブロック図であ
り、図５に示す回路構成のイオン源装置に適用される。

【００１４】まず、図５の回路構成について説明する。
２１はアノード１の電極６，７，８からなる引出電極９
と反対側に形成された開口部、２２は開口部２１に取り
付けられた副筐体、２３は副筐体２２により形成された
カソード室、２４はカソード室２３へのガス導入口、２
５はカソード室２３に設けられたアンテナ、２６は一端
がアンテナ２５に接続されたマイクロ波伝送ケーブル、
２７は伝送ケーブル２６の他端に接続されたマイクロ波
電源であり、加速電源１０の＋極がアーク電源５の＋極
に接続されている。

【００１５】そして、導入口２４からカソード室２３に
ガスが供給され、カソード室２３にマイクロ波電源２７
から伝送ケーブル２６，アンテナ２５を介してマイクロ
波が導入され、マイクロ波放電が発生し、導入口２４か
らのガスが電離され、マイクロ波プラズマ（図示せず）
が生成される。

【００１６】つぎに、前記マイクロ波プラズマの生成で
電離された電子をアノード１内に放出し、アノード１内
のイオン化ガスを電離して主プラズマ２８を生成し、引
出電極９により主プラズマ２８からイオンビーム１４を
引き出す。

【００１７】つぎに、実施例２のブロック図において、
実施例１を示した図１と異なる点は、制御回路２０によ
り制御される電源の一方が、図１のフィラメント電源４
からマイクロ波電源２７になっている点である。

【００１８】そして、加速電源電流検出器１８により検
出された加速電源電流の検出値と、加速電源電流設定器
１９により設定された加速電源電流の設定値とが制御回
路２０により比較され、その比較値によりマイクロ波電
源２７又はアーク電源５の出力を制御し、加速電源電流
を一定に保ち、所望の量のイオンビーム１４を得る。

【００１９】なお、この実施例２は、図５の加速電源１
０の＋極がアーク電源５の−極に接続された場合にも同
様に適用される。

【００２０】また、以上の実施例１，２において、フィ
ラメント３及びフィラメント電源４，またはアンテナ２
５及びマイクロ波電源２７は、１個１台とは限らず、何
個何台であってもよく、さらに、電源４，２７等が複数
個の場合、制御回路２０から同一の制御信号を個々の電
源４，２７に送って同一の制御を行ってもよく、また、
個々に違う制御信号を送り、個々の電源４，２７に対し
別々の制御を行ってもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載する効果を奏する。本発明のイ
オン源装置は、加速電源電流検出器１８により検出され
た加速電源１０の電流の検出値と、加速電源電流設定器
１９により設定された加速電源１０の電流の設定値と
が、制御回路２０により比較され、その比較値によりフ
ィラメント電源４或いはマイクロ波電源２７又はアーク
電源５の出力を制御し、加速電源１０の電流値を一定に
保つため、長時間の運転の際にも、所望の量のイオンビ
ーム１４をターゲットや基板等に照射することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のブロック図である。

【図２】本発明の実施例２のブロック図である。

【図３】従来のイオン源装置の回路構成図である。

【図４】図３のブロック図である。

【図５】従来の他のイオン源装置の回路構成図である。

【符号の説明】

１ アノード ３ フィラメント ４ フィラメント電源 ５ アーク電源 ６ 加速電極 ７ 減速電極 ９ 引出電極 １０ 加速電源 １３ プラズマ １４ イオンビーム １８ 加速電源電流検出器 １９ 加速電源電流設定器 ２０ 制御回路 ２７ マイクロ波電源 ２８ 主プラズマ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体を形成したアノード内にイオン化ガ
   スを導入し、 フィラメント電源により加熱されたフィラメントより放
   出された熱電子を、アノードに接続されたアーク電源に
   よりフィラメント・アノード間で加速し、 熱電子をイオン化ガスに衝突させてプラズマを生成し、 加速電源が接続された加速電極，減速電極等からなる引
   出電極系によりプラズマからイオンビームを引き出すイ
   オン源装置において、 加速電源の電流を検出し，検出値を出力する加速電源電
   流検出器と、 加速電源の電流を所望の値に設定し，設定値を出力する
   加速電源電流設定器と、 前記検出値及び前記設定値が
   入力され，前記検出値と前記設定値とを比較した比較値
   によりフィラメント電源又はアーク電源の出力を制御
   し，加速電源の電流値を一定に保つ制御回路とを備えた
   イオン源装置。
2. 【請求項２】 筐体を形成したアノード内にイオン化ガ
   スを導入し、 マイクロ波電源により形成されたマイクロ波プラズマを
   カソードとし、 アノードに接続されたアーク電源によりマイクロ波プラ
   ズマより電子を引き出して加速し、 電子をイオン化ガスに衝突させて主プラズマを生成し、 加速電源が接続された加速電極，減速電極等からなる引
   出電極系により主プラズマからイオンビームを引き出す
   イオン源装置において、 加速電源の電流を検出し，検出値を出力する加速電源電
   流検出器と、 加速電源の電流を所望の値に設定し，設定値を出力する
   加速電源電流設定器と、 前記検出値及び前記設定値が
   入力され，前記検出値と前記設定値とを比較した比較値
   によりマイクロ波電源又はアーク電源の出力を制御し，
   加速電源の電流値を一定に保つ制御回路とを備えたイオ
   ン源装置。