JPH0824031B2 - イオン源 - Google Patents
イオン源Info
- Publication number
- JPH0824031B2 JPH0824031B2 JP61152810A JP15281086A JPH0824031B2 JP H0824031 B2 JPH0824031 B2 JP H0824031B2 JP 61152810 A JP61152810 A JP 61152810A JP 15281086 A JP15281086 A JP 15281086A JP H0824031 B2 JPH0824031 B2 JP H0824031B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge chamber
- sub
- gas
- main discharge
- main
- Prior art date
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、イオン注入装置、イオンマイクロアナライ
ザその他イオンを利用する装置に適用されるイオン源に
関する。
ザその他イオンを利用する装置に適用されるイオン源に
関する。
（従来の技術） 従来、代表的なイオン源としてタングステンフイラメ
ントを使用してプラズマを発生させるフリーマン型イオ
ン源が知られている。このイオン源は、タングステンフ
イラメントがイオンによりスパツタされ、或は化学的に
活性なガスを放電ガスとして使用するとフイラメントが
化学反応してその損耗が甚だしく、フイラメントの交換
のためにイオン源の作動を停止しなければならない。こ
れに伴ない該イオン源を使用する装置の停止も要求さ
れ、装置の稼動効率が低下する不都合がある。
ントを使用してプラズマを発生させるフリーマン型イオ
ン源が知られている。このイオン源は、タングステンフ
イラメントがイオンによりスパツタされ、或は化学的に
活性なガスを放電ガスとして使用するとフイラメントが
化学反応してその損耗が甚だしく、フイラメントの交換
のためにイオン源の作動を停止しなければならない。こ
れに伴ない該イオン源を使用する装置の停止も要求さ
れ、装置の稼動効率が低下する不都合がある。
そこで出願人等は、先に、イオン源の放電室を、細孔
を備えた隔壁電極により主放電室と副放電室に区画し、
フイラメントを設けた副配電室には希ガスを導入し、ま
た主放電室には所望のイオンを発生する放電ガスを導入
し、副放電室の圧力を主放電室の圧力よりも高め、フイ
ラメントと隔壁電極と主放電室の陽極との間で複合放電
を行なうことによりイオンを発生させ、フイラメントの
寿命を長くするようにしたものを提案した（特開昭60−
189841）。
を備えた隔壁電極により主放電室と副放電室に区画し、
フイラメントを設けた副配電室には希ガスを導入し、ま
た主放電室には所望のイオンを発生する放電ガスを導入
し、副放電室の圧力を主放電室の圧力よりも高め、フイ
ラメントと隔壁電極と主放電室の陽極との間で複合放電
を行なうことによりイオンを発生させ、フイラメントの
寿命を長くするようにしたものを提案した（特開昭60−
189841）。
（発明が解決しようとする問題点） 前記提案のものは化学的に活性な放電ガスを使用出
来、しかも比較的長時間の使用に耐える有利性がある
が、主放電室には一側の細孔から副放電室で発生したプ
ラズマを導入するので、細孔の反対側の壁面にプラズマ
が接触して拡散し、主放電室に於ける放電ガスの電離も
減少し勝ちであると共に主放電室内に於けるイオンの分
布も均一になり難く、イオン引出し口から引き出される
イオンビームの密度の分布が不均一となる等の欠点があ
つた。
来、しかも比較的長時間の使用に耐える有利性がある
が、主放電室には一側の細孔から副放電室で発生したプ
ラズマを導入するので、細孔の反対側の壁面にプラズマ
が接触して拡散し、主放電室に於ける放電ガスの電離も
減少し勝ちであると共に主放電室内に於けるイオンの分
布も均一になり難く、イオン引出し口から引き出される
イオンビームの密度の分布が不均一となる等の欠点があ
つた。
本発明は、こうした欠点を解消することを目的とする
ものである。
ものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明では、放電室を、隔壁により主放電室と副放電
室とに区画すると共にこれら両室を該隔壁に形成した細
孔を介して連通させ、該副放電室に希ガスを導入すると
共に主放電室に所望のイオンを発生させる放電ガス導入
し、該副放電室の圧力を主放電室の圧力よりも高く保持
して副放電室内に発生させたプラズマを主放電室内に導
入することにより該放電ガスを電離させ、該主放電室に
設けたイオン引き出し口からイオンを引き出すイオン源
に於て、該副放電室を主放電室を挾んで対向して配置し
た２室とし、各副放電室と主放電室の間の各隔壁の互に
対向する位置に細孔を夫々形成することにより前記問題
点を解決するようにした。
室とに区画すると共にこれら両室を該隔壁に形成した細
孔を介して連通させ、該副放電室に希ガスを導入すると
共に主放電室に所望のイオンを発生させる放電ガス導入
し、該副放電室の圧力を主放電室の圧力よりも高く保持
して副放電室内に発生させたプラズマを主放電室内に導
入することにより該放電ガスを電離させ、該主放電室に
設けたイオン引き出し口からイオンを引き出すイオン源
に於て、該副放電室を主放電室を挾んで対向して配置し
た２室とし、各副放電室と主放電室の間の各隔壁の互に
対向する位置に細孔を夫々形成することにより前記問題
点を解決するようにした。
（作用） 各副放電室にArガス等の希ガスを導入すると共に主放
電室にO2ガス等の化学活性の高い放電ガスを導入し、各
副放電室の圧力を主放電室の圧力よりも高める。そして
例えば各副放電室内に設けたフイラメントへ通電すると
共に細孔を形成した各アーノド電極及び主放電室にアノ
ード電圧を印加すると、各副放電室内ではフイラメント
からの熱電子の供給を受けてアノード電極との間でプラ
ズマが夫々発生する。このプラズマは副放電室の圧力が
高いので各細孔から主放電室内へと噴き出し、この噴出
プラズマと主放電室との間で放電ガスが電離し、イオン
が発生する。発生したイオンは主放電室の側方のイオン
ビーム引出し口から引出し電極によりビーム状に引き出
される。
電室にO2ガス等の化学活性の高い放電ガスを導入し、各
副放電室の圧力を主放電室の圧力よりも高める。そして
例えば各副放電室内に設けたフイラメントへ通電すると
共に細孔を形成した各アーノド電極及び主放電室にアノ
ード電圧を印加すると、各副放電室内ではフイラメント
からの熱電子の供給を受けてアノード電極との間でプラ
ズマが夫々発生する。このプラズマは副放電室の圧力が
高いので各細孔から主放電室内へと噴き出し、この噴出
プラズマと主放電室との間で放電ガスが電離し、イオン
が発生する。発生したイオンは主放電室の側方のイオン
ビーム引出し口から引出し電極によりビーム状に引き出
される。
この場合、主放電室内に於ては両側の副放電室から夫
々細孔を介して噴出して来るプラズマ同士が重合し、そ
の密度と温度が大きく高まるので、放電ガスの電離度が
上り、プラズマ噴出方向にイオンの分布が均一化され、
イオンビームの電流密度も増し、均一なイオン分布でし
かも大電流のイオン源となし得る。
々細孔を介して噴出して来るプラズマ同士が重合し、そ
の密度と温度が大きく高まるので、放電ガスの電離度が
上り、プラズマ噴出方向にイオンの分布が均一化され、
イオンビームの電流密度も増し、均一なイオン分布でし
かも大電流のイオン源となし得る。
（実施例） 本発明の実施例を添府図面について説明すると、符号
（１）は円筒形室内を有する放電室、（２）（２）は該
放電室（１）を、中間の主放電室（３）と、これを挾ん
で上下に対向する副放電室（４）（４）とに区画する隔
壁を示し、図示の例では各隔壁（２）を副放電室（４）
の側壁（５）と中間にアノード電極（６）を介在させた
セラミック板（７）（７）とで構成した。主放電室
（３）は、上下の隔壁（２）（２）と円筒形空室を有す
る第２アノード電極（８）とで構成され、該第２アノー
ド電極（８）に上下方向のスリツト状のイオン引出し口
（９）と、その反対側に位置してAsF5ガス、O2ガス等の
活性ガスやArガス等の不活性ガスの放電ガスを導入する
放電ガス導入孔（10）とが形成される。
（１）は円筒形室内を有する放電室、（２）（２）は該
放電室（１）を、中間の主放電室（３）と、これを挾ん
で上下に対向する副放電室（４）（４）とに区画する隔
壁を示し、図示の例では各隔壁（２）を副放電室（４）
の側壁（５）と中間にアノード電極（６）を介在させた
セラミック板（７）（７）とで構成した。主放電室
（３）は、上下の隔壁（２）（２）と円筒形空室を有す
る第２アノード電極（８）とで構成され、該第２アノー
ド電極（８）に上下方向のスリツト状のイオン引出し口
（９）と、その反対側に位置してAsF5ガス、O2ガス等の
活性ガスやArガス等の不活性ガスの放電ガスを導入する
放電ガス導入孔（10）とが形成される。
（11）（11）はアノード電極（６）を通るように隔壁
（２）（２）に形成した細孔で、各隔壁（２）の細孔
（11）は互に対向するような位置に開孔される。（12）
（12）は各副放電室（４）（４）に形成したArガス等の
希ガスの導入孔、（13）（13）は各副放電室（４）内に
設けたトリウム入りタングステン線のフイラメント、
（14）（15）はイオン引出し口（９）の前方に設けた引
出し電極である。
（２）（２）に形成した細孔で、各隔壁（２）の細孔
（11）は互に対向するような位置に開孔される。（12）
（12）は各副放電室（４）（４）に形成したArガス等の
希ガスの導入孔、（13）（13）は各副放電室（４）内に
設けたトリウム入りタングステン線のフイラメント、
（14）（15）はイオン引出し口（９）の前方に設けた引
出し電極である。
また、図示の電気配線に於て、（16）（16）は各アノ
ード電極（６）に副放電室（４）内での放電のための電
位を与える副放電用電源、（17）は第２アノード電極
（８）に主放電室（３）内での放電のための電位を与え
る主放電用電源、（18）（18）は各フイラメント（13）
の発熱用のフイラメント電源、（19）は引出し電極（1
4）（15）にイオン引出し用の電位を与える引出し電
源、（20）は減速電源である。
ード電極（６）に副放電室（４）内での放電のための電
位を与える副放電用電源、（17）は第２アノード電極
（８）に主放電室（３）内での放電のための電位を与え
る主放電用電源、（18）（18）は各フイラメント（13）
の発熱用のフイラメント電源、（19）は引出し電極（1
4）（15）にイオン引出し用の電位を与える引出し電
源、（20）は減速電源である。
以上の構成のものに於ける作動は次の通りである。
まず、各副放電室（４）の真空度が１〜0.1Torrとな
るようにArガスを導入孔（12）から夫々流し込み、主放
電室（３）の真空度が10-2〜10-3Torrとなるように放電
ガス導入孔（10）からAsF5ガスを導入し、放電室（１）
の外部の真空度を10-4〜10-5Torrとした。次で各電源
（16）（17）（18）（19）を作動させると、フイラメン
ト（13）からの電子の供給を受け、これとアノード電極
（６）との間で放電し、Arガスのプラズマが各副放電室
（４）内に発生する。この副放電室（４）内のプラズマ
は圧力の低い主放電室（３）内へと各細孔（11）を介し
て流れ込み、主放電室（３）内ではこの流れ込んだプラ
ズマと第２アノード電極（８）との間で放電し、AsF5ガ
スのプラズマが生ずる。各副放電室（４）からのプラズ
マは細孔（11）が互に対向して形成されているので、主
放電室（３）の中間で各細孔（11）からのプラズマが衝
突重合し、プラズマ密度と温度とが高まり、主放電室
（３）内のAsF5ガスを効率良く電離することが出来、イ
オの分布が細孔（11）の軸方向に均一化される。従つて
イオン引出し口（９）から大きなイオン電流でイオン分
布の均一なイオンビームを得ることが出来る。
るようにArガスを導入孔（12）から夫々流し込み、主放
電室（３）の真空度が10-2〜10-3Torrとなるように放電
ガス導入孔（10）からAsF5ガスを導入し、放電室（１）
の外部の真空度を10-4〜10-5Torrとした。次で各電源
（16）（17）（18）（19）を作動させると、フイラメン
ト（13）からの電子の供給を受け、これとアノード電極
（６）との間で放電し、Arガスのプラズマが各副放電室
（４）内に発生する。この副放電室（４）内のプラズマ
は圧力の低い主放電室（３）内へと各細孔（11）を介し
て流れ込み、主放電室（３）内ではこの流れ込んだプラ
ズマと第２アノード電極（８）との間で放電し、AsF5ガ
スのプラズマが生ずる。各副放電室（４）からのプラズ
マは細孔（11）が互に対向して形成されているので、主
放電室（３）の中間で各細孔（11）からのプラズマが衝
突重合し、プラズマ密度と温度とが高まり、主放電室
（３）内のAsF5ガスを効率良く電離することが出来、イ
オの分布が細孔（11）の軸方向に均一化される。従つて
イオン引出し口（９）から大きなイオン電流でイオン分
布の均一なイオンビームを得ることが出来る。
尚、副放電室（４）内でプラズマを発生させる手段と
して高周波放電装置や電子共鳴形放電装置を使用するこ
とも可能である。
して高周波放電装置や電子共鳴形放電装置を使用するこ
とも可能である。
（発明の効果） 以上のように本発明によるときは、主放電室に副放電
室のプラズマを導入してイオンを発生させるようにした
イオン源に於て、副放電室を主放電室を挾んで２室設
け、各副放電室と主放電室の間の各隔壁に互に対向する
ように細孔を設けたので、副放電室から主放電室に導入
されるプラズマの密度と温度を高めることが出来、プラ
ズマ噴出方向にイオン分布が均一化され、均一なイオン
分布でしかも大電流のイオンビームを得ることが出来る
等の効果がある。
室のプラズマを導入してイオンを発生させるようにした
イオン源に於て、副放電室を主放電室を挾んで２室設
け、各副放電室と主放電室の間の各隔壁に互に対向する
ように細孔を設けたので、副放電室から主放電室に導入
されるプラズマの密度と温度を高めることが出来、プラ
ズマ噴出方向にイオン分布が均一化され、均一なイオン
分布でしかも大電流のイオンビームを得ることが出来る
等の効果がある。
図面は本発明の実施例の断面線図である。 （１）……放電室、（２）……隔壁 （３）……主放電室、（４）……副放電室 （11）……細孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福井 了太 神奈川県秦野市北矢名119 第２塙荘１− １ (72)発明者 菊池 理一 神奈川県茅ヶ崎市萩園2267−２ (56)参考文献 特開 昭60−189841（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−102162（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】放電室を、隔壁により主放電室と副放電室
とに区画すると共にこれら両室を該隔壁に形成した細孔
を介して連通させ、該副放電室に希ガスを導入すると共
に主放電室に所望のイオンを発生させる放電ガスを導入
し、該副放電室の圧力を主放電室の圧力よりも高く保持
して副放電室内に発生させたプラズマを主放電室内に導
入することにより該放電ガスを電離させ、該主放電室に
設けたイオン引き出し口からイオンを引き出すイオン源
に於て、該副放電室を主放電室を挟んで対向して配置し
た２室とし、各副放電室と主放電室の間の各隔壁の互に
対向する位置に細孔を夫々形成したことを特徴とするイ
オン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61152810A JPH0824031B2 (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61152810A JPH0824031B2 (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | イオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6310432A JPS6310432A (ja) | 1988-01-18 |
| JPH0824031B2 true JPH0824031B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=15548646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61152810A Expired - Fee Related JPH0824031B2 (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0824031B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7999479B2 (en) * | 2009-04-16 | 2011-08-16 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Conjugated ICP and ECR plasma sources for wide ribbon ion beam generation and control |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55102162A (en) * | 1979-01-31 | 1980-08-05 | Toshiba Corp | Ion source |
| JPS60189841A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-27 | Tokai Daigaku | イオン源 |
-
1986
- 1986-07-01 JP JP61152810A patent/JPH0824031B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6310432A (ja) | 1988-01-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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