JPH0935648A - イオン源 - Google Patents
イオン源Info
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- JPH0935648A JPH0935648A JP7207634A JP20763495A JPH0935648A JP H0935648 A JPH0935648 A JP H0935648A JP 7207634 A JP7207634 A JP 7207634A JP 20763495 A JP20763495 A JP 20763495A JP H0935648 A JPH0935648 A JP H0935648A
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 イオン引出しスリットの長手方向におけるプ
ラズマ密度の不均一性に起因するイオンビーム発散の不
均一性を解消することができるイオン源を提供する。 【解決手段】 フィラメント８をプラズマ生成容器２の
片側のみに設けたイオン源において、プラズマ生成容器
２の側壁に設けたイオン引出しスリット４の幅Ｗを、フ
ィラメント８に近い側からその反対側に向かうにつれて
広くした。
ラズマ密度の不均一性に起因するイオンビーム発散の不
均一性を解消することができるイオン源を提供する。 【解決手段】 フィラメント８をプラズマ生成容器２の
片側のみに設けたイオン源において、プラズマ生成容器
２の側壁に設けたイオン引出しスリット４の幅Ｗを、フ
ィラメント８に近い側からその反対側に向かうにつれて
広くした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、プラズマ生成容
器の一方側にフィラメントを、他方側に反射電極を、か
つフィラメントと反射電極とを結ぶ線に沿う方向に長い
イオン引出しスリットをそれぞれ有するイオン源に関
し、より具体的には、イオンビームの発散をイオン引出
しスリットの長手方向において一様にするための改良に
関する。
器の一方側にフィラメントを、他方側に反射電極を、か
つフィラメントと反射電極とを結ぶ線に沿う方向に長い
イオン引出しスリットをそれぞれ有するイオン源に関
し、より具体的には、イオンビームの発散をイオン引出
しスリットの長手方向において一様にするための改良に
関する。
【０００２】
【従来の技術】イオン源の一つに、プラズマ生成容器の
側壁に設けたイオン引出しスリットのすぐ後ろに、当該
イオン引出しスリットと平行に棒状のフィラメントを配
置した構造の、いわゆるフリーマン型イオン源がある。
側壁に設けたイオン引出しスリットのすぐ後ろに、当該
イオン引出しスリットと平行に棒状のフィラメントを配
置した構造の、いわゆるフリーマン型イオン源がある。
【０００３】このタイプのイオン源は、プラズマ生成容
器内のプラズマの密度が濃い中央部をフィラメントが貫
通していて、プラズマによってフィラメントがスパッタ
され易いため、フィラメントの寿命が短いという課題が
ある。
器内のプラズマの密度が濃い中央部をフィラメントが貫
通していて、プラズマによってフィラメントがスパッタ
され易いため、フィラメントの寿命が短いという課題が
ある。
【０００４】この課題を解決したものに、いわゆるバー
ナス（Ｂｅｒｎｕｓ）型イオン源がある。その一例を図
４および図５を参照して説明する。
ナス（Ｂｅｒｎｕｓ）型イオン源がある。その一例を図
４および図５を参照して説明する。
【０００５】このイオン源は、アノードを兼ねていてガ
ス導入口６を有するプラズマ生成容器２と、このプラズ
マ生成容器２内の一方側に設けられたフィラメント８
と、プラズマ生成容器２内の他方側に設けられた反射電
極１０と、プラズマ生成容器２の側壁に設けられていて
フィラメント８と反射電極１０とを結ぶ線に沿う方向に
長いイオン引出しスリット４とを備えている。イオン引
出しスリット４の出口近傍には、プラズマ生成容器２内
から（より具体的にはそこに生成されたプラズマ１２か
ら）イオンビーム１６を引き出す引出し電極１４が設け
られている。
ス導入口６を有するプラズマ生成容器２と、このプラズ
マ生成容器２内の一方側に設けられたフィラメント８
と、プラズマ生成容器２内の他方側に設けられた反射電
極１０と、プラズマ生成容器２の側壁に設けられていて
フィラメント８と反射電極１０とを結ぶ線に沿う方向に
長いイオン引出しスリット４とを備えている。イオン引
出しスリット４の出口近傍には、プラズマ生成容器２内
から（より具体的にはそこに生成されたプラズマ１２か
ら）イオンビーム１６を引き出す引出し電極１４が設け
られている。
【０００６】プラズマ生成容器２の外部には、その軸方
向に磁界Ｂを発生させる磁界発生器１８が配置されてい
る。この磁界発生器１８は、コイル、コイルを巻いた磁
極または永久磁石等である。磁界Ｂの向きは図示とは逆
でも良い。
向に磁界Ｂを発生させる磁界発生器１８が配置されてい
る。この磁界発生器１８は、コイル、コイルを巻いた磁
極または永久磁石等である。磁界Ｂの向きは図示とは逆
でも良い。
【０００７】フィラメント８は、例えばＵ字状またはコ
イル状をしており、その両端にはフィラメント電源２０
が接続されている。このフィラメント８の一端とプラズ
マ生成容器２との間には、前者を負側にして直流のアー
ク電源２２が接続されている。
イル状をしており、その両端にはフィラメント電源２０
が接続されている。このフィラメント８の一端とプラズ
マ生成容器２との間には、前者を負側にして直流のアー
ク電源２２が接続されている。
【０００８】反射電極１０は、フィラメント８から放出
された電子をはね返す作用をするものであり、図示例の
ようにどこにも接続せずに浮遊電位にしても良いし、フ
ィラメント８に接続してフィラメント電位に固定しても
良い。浮遊電位にしても、この反射電極１０には、プラ
ズマ１２中の軽くて移動度の高い電子が、イオンよりも
遙かに多く入射して負電位に帯電するので、フィラメン
ト８から放出された電子をはね返す作用をする。２４お
よび２５は絶縁物である。
された電子をはね返す作用をするものであり、図示例の
ようにどこにも接続せずに浮遊電位にしても良いし、フ
ィラメント８に接続してフィラメント電位に固定しても
良い。浮遊電位にしても、この反射電極１０には、プラ
ズマ１２中の軽くて移動度の高い電子が、イオンよりも
遙かに多く入射して負電位に帯電するので、フィラメン
ト８から放出された電子をはね返す作用をする。２４お
よび２５は絶縁物である。
【０００９】このような反射電極１０を設けておくと、
フィラメント８から放出された電子は、プラズマ生成容
器２内に印加されている軸方向の磁界Ｂとこれに直角方
向の電界の作用を受けて、磁界Ｂの周りを旋回しなが
ら、フィラメント８と反射電極１０との間を往復運動す
るようになり、その結果、当該電子とガス分子との衝突
確率が高くなってガスの電離効率が高まり、プラズマ生
成容器２内に密度の高いプラズマ１２を生成することが
できる。
フィラメント８から放出された電子は、プラズマ生成容
器２内に印加されている軸方向の磁界Ｂとこれに直角方
向の電界の作用を受けて、磁界Ｂの周りを旋回しなが
ら、フィラメント８と反射電極１０との間を往復運動す
るようになり、その結果、当該電子とガス分子との衝突
確率が高くなってガスの電離効率が高まり、プラズマ生
成容器２内に密度の高いプラズマ１２を生成することが
できる。
【００１０】このイオン源では、フィラメント８がプラ
ズマ生成容器２の片側に設けられていて、フィラメント
８がプラズマ１２の密度の濃い部分に曝されないので、
フィラメント８の長寿命化を図ることができる。例え
ば、フィラメント８の寿命はフリーマン型の場合の３倍
程度になる。
ズマ生成容器２の片側に設けられていて、フィラメント
８がプラズマ１２の密度の濃い部分に曝されないので、
フィラメント８の長寿命化を図ることができる。例え
ば、フィラメント８の寿命はフリーマン型の場合の３倍
程度になる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところが、先に述べた
フリーマン型イオン源では、フィラメントは棒状をして
いてイオン引出しスリットに沿っているため、イオン引
出しスリットの長手方向においてプラズマ密度はほぼ一
様であるけれども、上記バーナス型イオン源では、フィ
ラメント８はプラズマ生成容器２の片側のみに設けられ
ているため、反射電極１０を設けることによって緩和さ
れるとしても、プラズマ１２はフィラメント８に近い側
がその反対側よりも必然的に濃くなり、プラズマ密度は
イオン引出しスリット４の長手方向において不均一にな
る。
フリーマン型イオン源では、フィラメントは棒状をして
いてイオン引出しスリットに沿っているため、イオン引
出しスリットの長手方向においてプラズマ密度はほぼ一
様であるけれども、上記バーナス型イオン源では、フィ
ラメント８はプラズマ生成容器２の片側のみに設けられ
ているため、反射電極１０を設けることによって緩和さ
れるとしても、プラズマ１２はフィラメント８に近い側
がその反対側よりも必然的に濃くなり、プラズマ密度は
イオン引出しスリット４の長手方向において不均一にな
る。
【００１２】イオン引出しスリット４の正面形状は、従
来は図５に示すように、その長手方向において幅Ｗが一
様な長方形をしており、このようなイオン引出しスリッ
ト４を通して、その長手方向において密度の不均一なプ
ラズマ１２からイオンビーム１６を引き出すと、イオン
ビーム１６の幅方向（即ちイオン引出しスリット４の幅
Ｗに対応する方向）の発散（以下、発散という場合はす
べてこの方向を指す）が、イオン引出しスリット４の長
手方向において一様でなくなる。
来は図５に示すように、その長手方向において幅Ｗが一
様な長方形をしており、このようなイオン引出しスリッ
ト４を通して、その長手方向において密度の不均一なプ
ラズマ１２からイオンビーム１６を引き出すと、イオン
ビーム１６の幅方向（即ちイオン引出しスリット４の幅
Ｗに対応する方向）の発散（以下、発散という場合はす
べてこの方向を指す）が、イオン引出しスリット４の長
手方向において一様でなくなる。
【００１３】その結果、このようなイオンビーム１６を
ビーム光学系を通して効率良く（即ち構造物に衝突して
損失する割合を小さくして）輸送することが困難になる
ため、輸送ビーム量が低下する。
ビーム光学系を通して効率良く（即ち構造物に衝突して
損失する割合を小さくして）輸送することが困難になる
ため、輸送ビーム量が低下する。
【００１４】また、イオンビーム１６のビームプロファ
イル（ビーム電流密度分布）が不均一になるため、当該
イオンビーム１６をターゲットに照射してイオン注入を
行う場合に注入均一性を悪化させる要因になる。
イル（ビーム電流密度分布）が不均一になるため、当該
イオンビーム１６をターゲットに照射してイオン注入を
行う場合に注入均一性を悪化させる要因になる。
【００１５】そこでこの発明は、上記のようなイオン引
出しスリットの長手方向におけるプラズマ密度の不均一
性に起因するイオンビーム発散の不均一性を解消するこ
とができるイオン源を提供することを主たる目的とす
る。
出しスリットの長手方向におけるプラズマ密度の不均一
性に起因するイオンビーム発散の不均一性を解消するこ
とができるイオン源を提供することを主たる目的とす
る。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明のイオン源は、
前記イオン引出しスリットの幅を、前記フィラメントに
近い側からその反対側に向かうにつれて広くしたことを
特徴としている。
前記イオン引出しスリットの幅を、前記フィラメントに
近い側からその反対側に向かうにつれて広くしたことを
特徴としている。
【００１７】イオン引出しスリット付近におけるプラズ
マのイオン放出面の曲率半径は、プラズマ密度とスリッ
ト幅との積を一定に近づけることによって、一定に近づ
けることができる。
マのイオン放出面の曲率半径は、プラズマ密度とスリッ
ト幅との積を一定に近づけることによって、一定に近づ
けることができる。
【００１８】プラズマ密度は、前述したように、フィラ
メントに近い側がその反対側よりも必然的に濃くなるの
で、それとは逆に、イオン引出しスリットの幅を、フィ
ラメントに近い側からその反対側に向かうにつれて広く
することによって、イオン引出しスリットの長手方向に
おいて、プラズマ密度とスリット幅との積を一定に、ひ
いてはイオン放出面の曲率半径を一定に近づけることが
できる。その結果、イオンビームの発散がイオン引出し
スリットの長手方向において一様になる。
メントに近い側がその反対側よりも必然的に濃くなるの
で、それとは逆に、イオン引出しスリットの幅を、フィ
ラメントに近い側からその反対側に向かうにつれて広く
することによって、イオン引出しスリットの長手方向に
おいて、プラズマ密度とスリット幅との積を一定に、ひ
いてはイオン放出面の曲率半径を一定に近づけることが
できる。その結果、イオンビームの発散がイオン引出し
スリットの長手方向において一様になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は、この発明に係るイオン源
の一例を側面方向から見て示す断面図である。図２は、
図１のイオン源のイオン引出しスリット周りの正面図で
ある。図４および図５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。
の一例を側面方向から見て示す断面図である。図２は、
図１のイオン源のイオン引出しスリット周りの正面図で
ある。図４および図５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。
【００２０】この実施例においては、前述したプラズマ
生成容器２の側壁に設けているイオン引出しスリット４
の幅Ｗを、図２に示すように、フィラメント８に近い側
からその反対側に（即ち反射電極１０側に）向かうにつ
れて広くしている。
生成容器２の側壁に設けているイオン引出しスリット４
の幅Ｗを、図２に示すように、フィラメント８に近い側
からその反対側に（即ち反射電極１０側に）向かうにつ
れて広くしている。
【００２１】イオン引出しスリット４付近におけるプラ
ズマ１２のイオン放出面の曲率半径ρは、おおよそ次式
で表される。
ズマ１２のイオン放出面の曲率半径ρは、おおよそ次式
で表される。
【００２２】
【数１】ρ＝Ｋ／（α−ｎ・Ｗ） ここで、ｎはプラズマ密度、Ｗはスリット幅、αはプラ
ズマ生成容器２と引出し電極１４間のギャップ長および
引出し電圧によって定まる定数、Ｋは定数である。
ズマ生成容器２と引出し電極１４間のギャップ長および
引出し電圧によって定まる定数、Ｋは定数である。
【００２３】従って、ｎＷを一定に近づけることによっ
て、イオン引出しスリット４の長手方向におけるイオン
放出面の曲率半径ρを一定に近づけることができる。例
えば、ｎＷ＝αとすることによって、イオン放出面の曲
率半径ρはイオン引出しスリット４の長手方向の場所に
よらず無限大になり、イオンビーム１６の発散角は一様
でしかも最も小さくなる。
て、イオン引出しスリット４の長手方向におけるイオン
放出面の曲率半径ρを一定に近づけることができる。例
えば、ｎＷ＝αとすることによって、イオン放出面の曲
率半径ρはイオン引出しスリット４の長手方向の場所に
よらず無限大になり、イオンビーム１６の発散角は一様
でしかも最も小さくなる。
【００２４】プラズマ１２の密度ｎは、前述したよう
に、フィラメント８を片側に設けている関係上、フィラ
メント８に近い側がその反対側よりも必然的に高くなる
ので、それとは逆に、イオン引出しスリット４の幅Ｗ
を、上記のようにフィラメント８に近い側からその反対
側に向かうにつれて大きくすることによって、イオン引
出しスリット４の長手方向において、ｎＷを一定に近づ
けることができる。
に、フィラメント８を片側に設けている関係上、フィラ
メント８に近い側がその反対側よりも必然的に高くなる
ので、それとは逆に、イオン引出しスリット４の幅Ｗ
を、上記のようにフィラメント８に近い側からその反対
側に向かうにつれて大きくすることによって、イオン引
出しスリット４の長手方向において、ｎＷを一定に近づ
けることができる。
【００２５】より具体的には、当該イオン源におけるイ
オン引出しスリット４の長手方向におけるプラズマ密度
の分布ｎ（ｙ）をプローブ測定等によって予め求め（ｙ
はイオン引出しスリット４の長手方向の座標）、それに
基づいて、イオン引出しスリット４の長手方向位置にお
ける幅Ｗ（ｙ）を、概ね次式を満たすように定めるのが
好ましい。
オン引出しスリット４の長手方向におけるプラズマ密度
の分布ｎ（ｙ）をプローブ測定等によって予め求め（ｙ
はイオン引出しスリット４の長手方向の座標）、それに
基づいて、イオン引出しスリット４の長手方向位置にお
ける幅Ｗ（ｙ）を、概ね次式を満たすように定めるのが
好ましい。
【００２６】
【数２】Ｗ（ｙ）∝１／ｎ（ｙ）
【００２７】一例を示せば、イオン引出しスリット４の
長さが１２．５ｍｍ〜１５ｍｍ程度の場合、イオン引出
しスリット４の幅Ｗは、イオン源８に近い側で１．８ｍ
ｍ〜２．５ｍｍ程度、その反対側で３ｍｍ〜３．５ｍｍ
程度にすれば良い。
長さが１２．５ｍｍ〜１５ｍｍ程度の場合、イオン引出
しスリット４の幅Ｗは、イオン源８に近い側で１．８ｍ
ｍ〜２．５ｍｍ程度、その反対側で３ｍｍ〜３．５ｍｍ
程度にすれば良い。
【００２８】イオン引出しスリット４の幅Ｗを上記のよ
うに定めることによって、イオン放出面の曲率半径ρを
イオン引出しスリット４の長手方向において一定に近づ
けることができ、その結果、イオンビーム１６の発散が
イオン引出しスリット４の長手方向において一様にな
る。
うに定めることによって、イオン放出面の曲率半径ρを
イオン引出しスリット４の長手方向において一定に近づ
けることができ、その結果、イオンビーム１６の発散が
イオン引出しスリット４の長手方向において一様にな
る。
【００２９】その結果、このようなイオンビーム１６を
ビーム光学系を通して輸送する場合、イオンビーム１６
の発散が一様なため、良好な、即ちビーム損失の少ない
ビーム光学系を作り易く、イオンビーム１６を効率良く
輸送することができるため、輸送ビーム量の増大を図る
ことができる。
ビーム光学系を通して輸送する場合、イオンビーム１６
の発散が一様なため、良好な、即ちビーム損失の少ない
ビーム光学系を作り易く、イオンビーム１６を効率良く
輸送することができるため、輸送ビーム量の増大を図る
ことができる。
【００３０】また、イオンビーム１６の発散角はアーク
電流によっても変わるが、従来のように発散角がイオン
引出しスリット４の長手方向で一様でないと、イオンビ
ーム１６のどの部分を目標にしてアーク電流を設定して
良いかが不明確であるが、このイオン源ではイオンビー
ム１６の発散角が一様であるので、ビーム量増大を実現
するアーク電流の設定が容易になる。
電流によっても変わるが、従来のように発散角がイオン
引出しスリット４の長手方向で一様でないと、イオンビ
ーム１６のどの部分を目標にしてアーク電流を設定して
良いかが不明確であるが、このイオン源ではイオンビー
ム１６の発散角が一様であるので、ビーム量増大を実現
するアーク電流の設定が容易になる。
【００３１】また、イオンビーム１６のビームプロファ
イルが一様になるため、イオンビーム１６をターゲット
に照射してイオン注入を行う場合の注入均一性の向上を
図ることかできる。
イルが一様になるため、イオンビーム１６をターゲット
に照射してイオン注入を行う場合の注入均一性の向上を
図ることかできる。
【００３２】また、イオンビーム１６の発散が一様にな
るため、Ｑレンズ等のビーム光学系の調整が容易にな
る。
るため、Ｑレンズ等のビーム光学系の調整が容易にな
る。
【００３３】なお、イオン引出しスリット４の幅Ｗ以外
のパラメータ、例えばフィラメント８とプラズマ生成容
器２間に供給するアーク電圧およびアーク電流、フィラ
メント８に供給するフィラメント電圧およびフィラメン
ト電流、プラズマ生成容器２と引出し電極１４間に印加
する引出し電圧等は、イオンビーム１６の発散角の一様
化のためには、特に積極的に変更する必要はない。プラ
ズマ生成容器２と引出し電極１４間のギャップ長も同じ
（即ちイオン引出しスリット４の長手方向において一
様）で良い。
のパラメータ、例えばフィラメント８とプラズマ生成容
器２間に供給するアーク電圧およびアーク電流、フィラ
メント８に供給するフィラメント電圧およびフィラメン
ト電流、プラズマ生成容器２と引出し電極１４間に印加
する引出し電圧等は、イオンビーム１６の発散角の一様
化のためには、特に積極的に変更する必要はない。プラ
ズマ生成容器２と引出し電極１４間のギャップ長も同じ
（即ちイオン引出しスリット４の長手方向において一
様）で良い。
【００３４】図３は、この発明に係るイオン源の他の例
を正面方向から見て示す断面図である。図１のイオン源
との相違点を主体に説明すると、このイオン源は、プラ
ズマ生成容器２内にフィラメント８を設ける代わりに、
プラズマ生成容器３０をこのプラズマ生成容器２の一方
側に隣接させ、その内部にフィラメント８を設け、この
プラズマ生成容器３０内で第１段階目のプラズマ３２を
生成し、そこからノズル状の中間電極３４を通してプラ
ズマ生成容器２内に電子を引き出し、この電子によって
プラズマ生成容器２内で第２段階目の（即ちメインの）
プラズマ１２を生成する構造をしている。従ってこのイ
オン源は、２段階プラズマ生成型のイオン源である。
を正面方向から見て示す断面図である。図１のイオン源
との相違点を主体に説明すると、このイオン源は、プラ
ズマ生成容器２内にフィラメント８を設ける代わりに、
プラズマ生成容器３０をこのプラズマ生成容器２の一方
側に隣接させ、その内部にフィラメント８を設け、この
プラズマ生成容器３０内で第１段階目のプラズマ３２を
生成し、そこからノズル状の中間電極３４を通してプラ
ズマ生成容器２内に電子を引き出し、この電子によって
プラズマ生成容器２内で第２段階目の（即ちメインの）
プラズマ１２を生成する構造をしている。従ってこのイ
オン源は、２段階プラズマ生成型のイオン源である。
【００３５】ガスは、ガス導入口６からプラズマ生成容
器３０内に導入されるが、中間電極３４を通してプラズ
マ生成容器２内にも流入し、そこで上記電子によって電
離されてプラズマ１２が作られる。
器３０内に導入されるが、中間電極３４を通してプラズ
マ生成容器２内にも流入し、そこで上記電子によって電
離されてプラズマ１２が作られる。
【００３６】中間電極３４は、通常は非磁性材から成
り、プラズマ生成容器３０と同電位に保たれる。２６は
絶縁物である。プラズマ生成容器２とプラズマ生成容器
３０ひいては中間電極３４との間には抵抗３６が接続さ
れている。
り、プラズマ生成容器３０と同電位に保たれる。２６は
絶縁物である。プラズマ生成容器２とプラズマ生成容器
３０ひいては中間電極３４との間には抵抗３６が接続さ
れている。
【００３７】プラズマ生成容器３０内においてフィラメ
ント８とプラズマ生成容器３０間にアーク放電が起こる
と、抵抗３６に電流が流れ、それによってその両端に電
位差が生じ、その分、プラズマ生成容器２の電位が中間
電極３４に比べて高くなり、従って、電位はフィラメン
ト８、中間電極３４、プラズマ生成容器２の順に高くな
る。この電位差によって、プラズマ３２中の電子は、中
間電極３４を通してプラズマ生成容器２内に引き出さ
れ、磁界Ｂの周りを旋回しながら、中間電極３４と反射
電極１０間を往復運動し、ガスを電離してプラズマ１２
を生成する。
ント８とプラズマ生成容器３０間にアーク放電が起こる
と、抵抗３６に電流が流れ、それによってその両端に電
位差が生じ、その分、プラズマ生成容器２の電位が中間
電極３４に比べて高くなり、従って、電位はフィラメン
ト８、中間電極３４、プラズマ生成容器２の順に高くな
る。この電位差によって、プラズマ３２中の電子は、中
間電極３４を通してプラズマ生成容器２内に引き出さ
れ、磁界Ｂの周りを旋回しながら、中間電極３４と反射
電極１０間を往復運動し、ガスを電離してプラズマ１２
を生成する。
【００３８】このイオン源は、プラズマ生成容器２内
に、プラズマ生成容器３０内のプラズマ３２に比べて高
密度のプラズマ１２を生成することができるので、プラ
ズマ生成容器３０内で生成するプラズマ３２の密度が比
較的低くても良く、従ってプラズマ３２によるフィラメ
ント８のスパッタリングが抑えられるため、高い放電電
圧を必要とする多価イオン源としても有効である。
に、プラズマ生成容器３０内のプラズマ３２に比べて高
密度のプラズマ１２を生成することができるので、プラ
ズマ生成容器３０内で生成するプラズマ３２の密度が比
較的低くても良く、従ってプラズマ３２によるフィラメ
ント８のスパッタリングが抑えられるため、高い放電電
圧を必要とする多価イオン源としても有効である。
【００３９】このイオン源においても、フィラメント８
や中間電極３４がプラズマ生成容器２の片側のみに設け
られているため、プラズマ１２はフィラメント８や中間
電極３４に近い側がその反対側よりも必然的に濃くな
り、図１のイオン源の場合と同様、プラズマ密度はイオ
ン引出しスリット４の長手方向において不均一になる。
や中間電極３４がプラズマ生成容器２の片側のみに設け
られているため、プラズマ１２はフィラメント８や中間
電極３４に近い側がその反対側よりも必然的に濃くな
り、図１のイオン源の場合と同様、プラズマ密度はイオ
ン引出しスリット４の長手方向において不均一になる。
【００４０】従って、このイオン源の場合も、図１のイ
オン源の場合と同様、イオン引出しスリット４の幅Ｗを
フィラメント８に近い側からその反対側に向かうにつれ
て広くしている。その広くする仕方の好ましい例は、先
に数２に示したとおりである。このイオン源において
も、図１のイオン源の場合と同様の作用効果が得られ
る。
オン源の場合と同様、イオン引出しスリット４の幅Ｗを
フィラメント８に近い側からその反対側に向かうにつれ
て広くしている。その広くする仕方の好ましい例は、先
に数２に示したとおりである。このイオン源において
も、図１のイオン源の場合と同様の作用効果が得られ
る。
【００４１】なお、引出し電極１４は、複数枚の電極で
構成される場合もある。
構成される場合もある。
【００４２】また、プラズマ生成容器２、３０および引
出し電極１４は、更に場合によっては磁界発生器１８の
先端部も、真空容器内に収納されるが、上記例ではこの
真空容器の図示は省略した。
出し電極１４は、更に場合によっては磁界発生器１８の
先端部も、真空容器内に収納されるが、上記例ではこの
真空容器の図示は省略した。
【００４３】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、イオン
引出しスリットの幅をフィラメントに近い側からその反
対側に向かうにつれて広くしたので、イオン引出しスリ
ットの長手方向におけるプラズマ密度の不均一性に起因
するイオンビーム発散の不均一性を解消して、イオンビ
ームの発散をイオン引出しスリットの長手方向において
一様にすることができる。
引出しスリットの幅をフィラメントに近い側からその反
対側に向かうにつれて広くしたので、イオン引出しスリ
ットの長手方向におけるプラズマ密度の不均一性に起因
するイオンビーム発散の不均一性を解消して、イオンビ
ームの発散をイオン引出しスリットの長手方向において
一様にすることができる。
【００４４】その結果、この発明のイオン源によれば、
輸送ビーム量の増大、注入均一性の向上、ビーム光学系
の調整の容易化等を図ることができる。
輸送ビーム量の増大、注入均一性の向上、ビーム光学系
の調整の容易化等を図ることができる。
【図１】この発明に係るイオン源の一例を側面方向から
見て示す断面図である。
見て示す断面図である。
【図２】図１のイオン源のイオン引出しスリット周りの
正面図である。
正面図である。
【図３】この発明に係るイオン源の他の例を正面方向か
ら見て示す断面図である。
ら見て示す断面図である。
【図４】従来のイオン源の一例を側面方向から見て示す
断面図である。
断面図である。
【図５】図４のイオン源のイオン引出しスリット周りの
正面図である。
正面図である。
２ プラズマ生成容器 ４ イオン引出しスリット ８ フィラメント １０ 反射電極 １２ プラズマ １４ 引出し電極 １６ イオンビーム ３０ プラズマ生成容器 ３４ 中間電極
Claims (1)
- 【請求項１】 アノードを兼ねるプラズマ生成容器と、
このプラズマ生成容器の一方側の内部または外部に設け
られていてプラズマ生成容器内に電子を供給するフィラ
メントと、プラズマ生成容器内の他方側に設けられてい
てフィラメント電位または浮遊電位に保たれる反射電極
と、プラズマ生成容器の側壁に設けられていてフィラメ
ントと反射電極とを結ぶ線に沿う方向に長いイオン引出
しスリットとを備えるイオン源において、前記イオン引
出しスリットの幅を、前記フィラメントに近い側からそ
の反対側に向かうにつれて広くしたことを特徴とするイ
オン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7207634A JPH0935648A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7207634A JPH0935648A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0935648A true JPH0935648A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16543047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7207634A Pending JPH0935648A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0935648A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6633133B1 (en) | 1999-07-22 | 2003-10-14 | Nissin Electric Co., Ltd. | Ion source |
| US6696793B2 (en) | 2001-11-16 | 2004-02-24 | Nissin Electric Co., Ltd. | Ion source |
| EP1672670A2 (en) * | 2004-12-16 | 2006-06-21 | The General Electric Company | Ion source apparatus and method of making the ion source apparatus |
| KR100642353B1 (ko) * | 2000-02-25 | 2006-11-03 | 닛신 이온기기 가부시기가이샤 | 이온 소스 및 그 동작방법 |
| JP2013196985A (ja) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Sen Corp | イオン源装置及びイオンビーム生成方法 |
| KR20150114338A (ko) * | 2014-04-01 | 2015-10-12 | 엑스퍼트(주) | 이온생성장치에 대한 자기장 보상형의 소스 마그넷 장치 |
-
1995
- 1995-07-21 JP JP7207634A patent/JPH0935648A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6633133B1 (en) | 1999-07-22 | 2003-10-14 | Nissin Electric Co., Ltd. | Ion source |
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| US6696793B2 (en) | 2001-11-16 | 2004-02-24 | Nissin Electric Co., Ltd. | Ion source |
| KR100497825B1 (ko) * | 2001-11-16 | 2005-07-01 | 닛신덴키 가부시키 가이샤 | 이온원 |
| EP1672670A2 (en) * | 2004-12-16 | 2006-06-21 | The General Electric Company | Ion source apparatus and method of making the ion source apparatus |
| EP1672670A3 (en) * | 2004-12-16 | 2008-05-28 | General Electric Company | Ion source apparatus and method of making the ion source apparatus |
| JP2013196985A (ja) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Sen Corp | イオン源装置及びイオンビーム生成方法 |
| US9153405B2 (en) | 2012-03-22 | 2015-10-06 | Sen Corporation | Ion source device and ion beam generating method |
| KR20150114338A (ko) * | 2014-04-01 | 2015-10-12 | 엑스퍼트(주) | 이온생성장치에 대한 자기장 보상형의 소스 마그넷 장치 |
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