JPS5867869A - Controlling means for ion source - Google Patents

Controlling means for ion source

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JPS5867869A
JPS5867869A JP16413381A JP16413381A JPS5867869A JP S5867869 A JPS5867869 A JP S5867869A JP 16413381 A JP16413381 A JP 16413381A JP 16413381 A JP16413381 A JP 16413381A JP S5867869 A JPS5867869 A JP S5867869A
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voltage
output
power source
comparator
ion
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Katsunobu Abe
安部 勝信
Fumihiko Nakajima
中島 文彦
Yukichi Ueno
上野 雄吉
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Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To project the improvement in operatability such as adjusting the maximum dose of ion beams and the inhibition of misoperation, by operating an indicating lamp when the detected value of voltage of a drawing-out accelerating source is above predetermined reference voltage, and reducing the output of a magnetron or the intensity of a magnetic field. CONSTITUTION:AC voltage to be inputted to a drawing-out accelerating power source 21 is inputted through a rectifying circuit 23 and a filter 24 to a transformer 25. Differential voltage between an output voltage-setting instrument 31 and detected voltage is inputted to an oscillator 26, a high-frequency signal corresponding to the differential voltage is outputted from the oscillator 26, and input voltage to the transformer 25 is transduced into high frequency. The AC high voltage is then changed into DC high voltage by passing it through a rectifying circuit 27 and a filter 28 and charged to the accelerating electrode 20 of an ion source. An output current from the power source 21 is hence detected by a resistor R2 and compared with reference voltage 33 by a comparator 32 through an amplifier 31. When the former becomes larger than the latter, a luminous diode 36 is lighted and at least one of outputs of a magnetron and a magnet coil 41 is automatically reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、イオン源に係わり、特にイオン打込み機およ
びイオンエツチング装置などに用いられるイオン源の制
御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an ion source, and more particularly to a control device for an ion source used in an ion implanter, an ion etching device, and the like.

従来よりこの種のイオン源としては、第1図に示すマイ
クロ波イオン源が知られている。
A microwave ion source shown in FIG. 1 has been known as this type of ion source.

図示したように、マイクロ波を発生するマグネトロン1
は、導波管2および筒状絶縁材から成るチョークフラン
ジ3を介して、筒状に形成された加速電極4の筒端に取
付けられている。該加速電極4の他端は平板4Aにより
閉塞され、該平板の中心部にスリットが穿設されている
。また、該平板4Aと筒状部に内設された中心部に開口
部を有する仕切板4Bとによりイオン化室5が形成され
ている。該イオン化室5には試料ガス導入管6が接続さ
れている。加速電極4はイオン化室5が筒状絶縁体7に
内挿されるよう支持材を介して該筒状絶縁体7の一端に
支持固定されている。該筒状絶縁体7の他端は分析管部
8に接続されている。
As shown, magnetron 1 that generates microwaves
is attached to the cylindrical end of a cylindrical accelerating electrode 4 via a waveguide 2 and a choke flange 3 made of a cylindrical insulating material. The other end of the accelerating electrode 4 is closed by a flat plate 4A, and a slit is bored in the center of the flat plate. Further, an ionization chamber 5 is formed by the flat plate 4A and a partition plate 4B provided inside the cylindrical portion and having an opening in the center. A sample gas introduction tube 6 is connected to the ionization chamber 5 . The accelerating electrode 4 is supported and fixed to one end of the cylindrical insulator 7 via a support material so that the ionization chamber 5 is inserted into the cylindrical insulator 7. The other end of the cylindrical insulator 7 is connected to an analysis tube section 8.

アース電極9および減速電極10は平板により形成され
ており、中心部にスリットが穿設されたものである。ア
ース電極9と減速電極10相互は絶縁材により所定の離
間距離を有して固定され、加速電極4のスリットが設け
られた端面に対向させ且つそれらのスリットの軸心を一
致させて配置されている。アース電極9は分析管部8に
支持固定されている。前記筒状絶縁体7の外周には磁石
コイル11が設けられている0 また、分析管部8は図示していないイオン打込み機、あ
るいはイオンエツチング装置等と接続されている。上記
イオン打込み機およびイオンエツチング装置などにはイ
オンビーム検出器12が設けられている。
The ground electrode 9 and the deceleration electrode 10 are formed of a flat plate, with a slit bored in the center. The ground electrode 9 and the deceleration electrode 10 are fixed with an insulating material at a predetermined distance from each other, and are arranged so as to face the end surface of the acceleration electrode 4 in which the slit is provided and to align the axes of the slit. There is. The earth electrode 9 is supported and fixed to the analysis tube section 8. A magnet coil 11 is provided on the outer periphery of the cylindrical insulator 7.The analysis tube section 8 is also connected to an ion implanter or an ion etching device (not shown). An ion beam detector 12 is provided in the ion implanter, ion etching device, and the like.

マグネトロン1にはマグネトロン電源13が、加速電極
4には引出加速電源14が、磁石コイル11には磁場発
生電源15がそれぞれ接続され、これらの電源の他端は
接地されている。アース電極9は分析管部8を介して接
地されている。
A magnetron power supply 13 is connected to the magnetron 1, an extraction acceleration power supply 14 is connected to the acceleration electrode 4, a magnetic field generation power supply 15 is connected to the magnet coil 11, and the other ends of these power supplies are grounded. The earth electrode 9 is grounded via the analysis tube section 8.

以下動作について説明する。The operation will be explained below.

マグネトロン1により発生されたマイクロ波出力は導波
管2とチョークフランジ3を通ってイオン化室5に導入
され、つづいて該イオン化室5に試料ガス導入管6を通
して試料ガスが注入されると、磁石コイル11により生
じた磁場によってサイクロトロン共鳴が生じて、ガスが
プラズマ化されプラズマイオンとなる。該プラズマイオ
ンは加速電極4とアース電極9間に形成された電界によ
って、イオン化室5よp引き出され且つ加速され減速電
極10およびアース電極9のスリットを通ってイオンビ
ームとなり分析管部8へ出力される。
The microwave output generated by the magnetron 1 is introduced into the ionization chamber 5 through the waveguide 2 and the choke flange 3, and then when the sample gas is injected into the ionization chamber 5 through the sample gas introduction pipe 6, the magnetron The magnetic field generated by the coil 11 causes cyclotron resonance, and the gas is turned into plasma and becomes plasma ions. The plasma ions are pulled out of the ionization chamber 5 by the electric field formed between the acceleration electrode 4 and the earth electrode 9, are accelerated, pass through the slits of the deceleration electrode 10 and the earth electrode 9, become an ion beam, and are output to the analysis tube section 8. be done.

イオン打込み機などの場合には、分析管部へ導入された
イオンビームの中から所望とするガスのイオンビームを
選択分離し、イオン打込み系へ供給している0該イオン
ビームの量はビーム検出器12で検出され、メータ(M
l)に表示される。
In the case of an ion implanter, etc., the ion beam of the desired gas is selectively separated from the ion beam introduced into the analysis tube section and supplied to the ion implantation system.The amount of the ion beam is determined by beam detection. is detected by the meter 12, and the meter (M
l).

該ビーム検出器に流入したビーム電流は接地回路を経て
引出加速電源14へ戻る。また、所望とするガスのイオ
ン以外のイオンは、分析系などの管壁などから接地回路
を通して、引出域J電源14へ戻される。即ち、イオン
源から出力された全イオンビーム量は、引出加速電源1
4の出力電流値に等しく、該電源14内に設けられたメ
ータ(M2)に表示される。全イオンビーム量と所望ガ
スのイオンビーム量との比率は、所望とするカスのイ、
オンの種類によって異なる。例えば、実測例でid、 
PHIlガスを用いてP イオンを得ようとした場合、
全イオンビーム量の約1/3が戸イオンとしてビーム検
出器に検出された。
The beam current flowing into the beam detector returns to the extraction accelerating power source 14 via a grounding circuit. In addition, ions other than those of the desired gas are returned to the extraction region J power supply 14 from the pipe wall of the analysis system, etc., through the ground circuit. That is, the total amount of ion beam output from the ion source is
4, and is displayed on a meter (M2) provided within the power supply 14. The ratio of the total ion beam amount to the ion beam amount of the desired gas is determined by the amount of the desired gas,
Depends on the type of on. For example, in the actual measurement example, id,
When trying to obtain P ions using PHIl gas,
Approximately 1/3 of the total ion beam amount was detected by the beam detector as door ions.

イオン源より最大イオンビーム量を引出すには。To extract the maximum amount of ion beam from the ion source.

メータ(M□)を監視しながら、マグネトロンノ(ワー
、磁場強度、および試料ガス流量などを調整して、それ
らを最適値にする必要がある。このとき、プラズマが消
失しないように特に注意しなければならない。従って、
メータ(M、)によりプラズマの状態を監視しながら、
上述の調整を行わなければならず、2つのメータを同時
に見ながら調整するという極めて煩雑な操作となり、誤
操作の原因にもなっていた。特にイオン打込み機などの
装置は大型のものであり、引出加速電源が独立して別置
されることが多く、このよう々場合には一層上述の調整
操作は困難を極めたものとなる。
While monitoring the meter (M□), it is necessary to adjust the magnetron pressure, magnetic field strength, sample gas flow rate, etc. to the optimum values. At this time, be especially careful not to dissipate the plasma. Therefore,
While monitoring the plasma condition with a meter (M,),
The above-mentioned adjustment has to be made while simultaneously looking at two meters, which is an extremely complicated operation and can lead to erroneous operation. In particular, devices such as ion implanters are large-sized, and the extraction acceleration power source is often installed separately.In such cases, the above-mentioned adjustment operation becomes even more difficult.

また、一般にプラズマの点火時には強いマイクロ波出力
と強い磁場が必要であるが、一旦プラズマが点火された
後はマイクロ波出力あるいは磁場強度を約1/2に低減
させても、プラズマの発生を持続させることができる。
Additionally, although a strong microwave output and strong magnetic field are generally required to ignite plasma, once the plasma has been ignited, it is necessary to continue generating plasma even if the microwave output or magnetic field strength is reduced to approximately 1/2. can be done.

従って、従来はメータ(M、)によりプラズマの発生を
確認後、マグネトロン出力と磁場強度、またはいずれか
一方を低減させる操作を行っている。
Therefore, conventionally, after confirming the generation of plasma using a meter (M), an operation is performed to reduce the magnetron output and/or the magnetic field strength.

しかし、前述したようにメータ(M、)とマグネトロン
や磁場発生電源の設置場所が離れている場合には、前述
の最大イオンビーム量の調整と同様に操作は困難なもの
であった。
However, as described above, if the meter (M) is located far from the magnetron or the magnetic field generating power source, the operation is difficult, as is the case with the adjustment of the maximum ion beam amount described above.

本発明の目的は、最大イオンビーム量の調整等における
操作性を向上させ、誤操作の防止を図ることができるイ
オン源の制御装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an ion source control device that can improve operability in adjusting the maximum ion beam amount and prevent erroneous operations.

本発明は、引出加速電源の出力電流を検出し。The present invention detects the output current of the extraction acceleration power source.

該検出電流値と所定の基準電流値とを比較して、検出電
流値が基準電圧以上のときに表示灯を動作させるととも
に、マグネトロン出力および磁場強度の少くとも一方を
自動的に低減させることにより、最大イオンビーム量の
調整等における操作性を向上させて誤操作の防止を図ろ
うとするものである。
By comparing the detected current value and a predetermined reference current value, and operating an indicator light when the detected current value is equal to or higher than the reference voltage, and automatically reducing at least one of the magnetron output and the magnetic field strength. This is intended to improve operability in adjusting the maximum ion beam amount, etc., and to prevent erroneous operations.

以下1本発明を図示実施例に基づいて説明する。The present invention will be explained below based on illustrated embodiments.

第2図に本発明が適用されたイオン源の引出加速′電源
および磁場発生電源の回路図を示す。
FIG. 2 shows a circuit diagram of an extraction acceleration power source and a magnetic field generation power source of an ion source to which the present invention is applied.

引出加速電源21には交流入力電源がスイッチ22を介
して整流回路23に接続されている。該整流回路23は
フィルタ24を介してトランス25に接続されている0
該トランス25には発振器26の出力が入力されており
、該トランス25の出力端は整流回路27を介してフィ
ルタ28に接続されている。フィルタ28の出力端の一
方は直接、他方は出力電流検出抵抗R□を介して、それ
ぞれ引出加速電源21の出力端29A、2913に接続
されている。該出力端29Aは加速電極20に接続され
、出力端29Bは接地されている。
An AC input power source is connected to the extraction acceleration power source 21 via a switch 22 to a rectifier circuit 23 . The rectifier circuit 23 is connected to a transformer 25 via a filter 24.
The output of an oscillator 26 is input to the transformer 25, and the output end of the transformer 25 is connected to a filter 28 via a rectifier circuit 27. One of the output ends of the filter 28 is connected directly to the output ends 29A and 2913 of the extraction acceleration power source 21, and the other is connected to the output ends 29A and 2913 of the extraction acceleration power source 21, respectively, through an output current detection resistor R□. The output end 29A is connected to the accelerating electrode 20, and the output end 29B is grounded.

出力電圧検出抵抗R9はフィルタ28の正負の出力端間
に接続され、該抵抗R2の中間端子は抵抗R11を介し
て増巾器30の入力端子に接続されている。該入力端子
には出力電圧設定器31から基準電圧が抵抗R4を介し
て入力され、寸だ該増巾器30の出力が抵抗R,を介し
て帰還されている。
The output voltage detection resistor R9 is connected between the positive and negative output terminals of the filter 28, and the intermediate terminal of the resistor R2 is connected to the input terminal of the amplifier 30 via the resistor R11. A reference voltage from the output voltage setter 31 is inputted to this input terminal via a resistor R4, and the output of the amplifier 30 is fed back via a resistor R.

該増巾器30の他の入力端子は抵抗R6を介して接地さ
れている。増巾器30の出力は発振器26に入力されて
いる。
The other input terminal of the amplifier 30 is grounded via a resistor R6. The output of the amplifier 30 is input to the oscillator 26.

増巾器31の入力端子は抵抗R7を介して、出力電流検
出抵抗R0の反接地側に接続されている。
The input terminal of the amplifier 31 is connected to the anti-ground side of the output current detection resistor R0 via a resistor R7.

該増巾器31の他の入力端子は抵抗R8を介して接地さ
れ、また抵抗1らを介して該増巾器31の出力端子と接
続されている。増巾器31の出力端子は抵抗鴇。を介し
てコンパレータ32の入力端子に接続されており、該入
力端子は順方向に接続されるダイオードD、と抵抗1(
□1Q直列回路により該コンパレータ32の出力端子と
接続されている。上記ダイオードI)1 と抵抗R1□
の接続点は抵抗■(・12を介して制御電源■、に接続
されている。
The other input terminal of the amplifier 31 is grounded via a resistor R8, and is also connected to the output terminal of the amplifier 31 via a resistor 1 and the like. The output terminal of the amplifier 31 is a resistor. is connected to the input terminal of the comparator 32 via a diode D connected in the forward direction and a resistor 1 (
□Connected to the output terminal of the comparator 32 by a 1Q series circuit. Above diode I)1 and resistor R1□
The connection point of is connected to the control power supply ■ through the resistor ■ (.12).

コンパレータ32の他の入力端子は基準電圧源33と、
また抵抗R18を介して該コンパレータ32の出力端子
と接続されている。コンパレータ32の出力端子は抵抗
R口を介して増巾器34゜35の入力端子に接続されて
いる。該増巾器3435の入力端子は順方向に接続され
るダイオードI)、を介して制御電源V、に接続され、
また逆方向に接続されるダイオードD8を介して接地さ
れている。増巾器34の出力端子は任意な場所に設けら
れた発光ダイオード36のカソードに接続され、該発光
ダイオードのアノードは制御電源V。
The other input terminal of the comparator 32 is a reference voltage source 33,
It is also connected to the output terminal of the comparator 32 via a resistor R18. The output terminal of the comparator 32 is connected to the input terminal of the amplifier 34, 35 through a resistor R. The input terminal of the amplifier 3435 is connected to the control power supply V through a forward-connected diode I),
It is also grounded via a diode D8 connected in the opposite direction. The output terminal of the amplifier 34 is connected to the cathode of a light emitting diode 36 provided at an arbitrary location, and the anode of the light emitting diode is connected to the control power supply V.

に接続されている。It is connected to the.

一方、磁場発生′電源37には9.匠′電源がスイッチ
38を介して整流回路39に接続されている。
On the other hand, the magnetic field generation' power source 37 has 9. A power source is connected to a rectifier circuit 39 via a switch 38.

該整流回路39はフィルタ40に接続されている。The rectifier circuit 39 is connected to a filter 40.

該フィルタ40の一方の出力端は磁石コイル41に接続
されており、他の出力端はトランジスタ42と電流検出
抵抗&aを介して磁石コイル41に接続されている。上
記トランジスタ42と電流検出抵抗E3r、5の接続点
は接地されている。該電流検出抵抗R15の反接地側は
、抵抗R26を介して増巾器43の入力端子に接続され
ている。該入力端子は抵抗I(17を介して該増巾器4
3の出力端子と、また抵抗1%tsを介して可変抵抗か
らなる出力電流設定器44の可動端子とにそれぞれ接続
されている。該出力電流設定器44の固定抵抗は抵抗)
tl。
One output end of the filter 40 is connected to a magnet coil 41, and the other output end is connected to the magnet coil 41 via a transistor 42 and a current detection resistor &a. The connection point between the transistor 42 and the current detection resistor E3r, 5 is grounded. The anti-ground side of the current detection resistor R15 is connected to the input terminal of the amplifier 43 via a resistor R26. The input terminal is connected to the amplifier 4 via a resistor I (17).
3 and a movable terminal of an output current setting device 44 made of a variable resistor via a resistor 1%ts. The fixed resistance of the output current setting device 44 is a resistance)
tl.

を介して制御電源veに接続され、該固定抵抗の他端は
接地されている。上記抵抗)t119と並列にリレー4
5の接点45Aが接続されている。該リレー45は前記
引出加速電源21内の増巾器35の出力端子と、制御・
電源Vcとにそれぞれ接続されている。前記増巾器43
の他の入力端子は抵抗R2oを介して接地されており、
出力端子は抵抗R21を介してトランジスタ46のペー
スと接続されている。該トランジスタ46のエミッタは
接地されており、コレクタは前記トランジスタ42のベ
ースと、また抵抗I(2□を介して制御電源V、とに接
続されている。
The other end of the fixed resistor is grounded. Relay 4 in parallel with the above resistance) t119
No. 5 contact 45A is connected. The relay 45 is connected to the output terminal of the amplifier 35 in the extraction acceleration power supply 21 and the control/control terminal.
They are respectively connected to a power supply Vc. The amplifier 43
The other input terminal of is grounded via the resistor R2o,
The output terminal is connected to the base of the transistor 46 via a resistor R21. The emitter of the transistor 46 is grounded, and the collector is connected to the base of the transistor 42 and to the control power supply V via a resistor I (2□).

以下、動作について説明する。The operation will be explained below.

引出加速電源21に入力された父流屯圧は、整流回路2
3およびフィルタ24により整流およびろ彼されてトラ
ンス25に入力される。このとき、出力′電圧設定器3
1から与えられる出力の設層′屯圧と、出力電圧検出抵
抗R2により検出された検出電圧との差電圧が発振器2
6に入力される。該発振器26からは上記差電圧に応じ
たパルス巾の高周波信号(20KH2)が出力され、ト
ランス25の入力電圧を高周波゛電圧に変換する。これ
により、トランス25から設定電圧に応じた交流高電圧
が出力される。該交流高゛亀圧は整流回路27およびフ
ィルタ28により電流・ろ波されて直流高電圧として出
力され、イオン源の加速゛電極20に印加される。図示
していないイオン化室にて発生されたプラズマイオンは
、卯速電極に昼゛亀圧が印加されたことにより、イオン
化室より引出され更に加速されイオンビームとなってイ
オン源から出力される。イオン源から出力されたイオン
ビームは、イオン打込み慎などにおいて消費されるが、
該出力イオンビーム量に応じた引出加速電源21の出力
′電流が接地回路を社で、出力電圧検出抵抗凡。
The father current pressure input to the extraction acceleration power supply 21 is transferred to the rectifier circuit 2.
3 and filter 24 and is then rectified and filtered and input to a transformer 25. At this time, the output 'voltage setting device 3
The difference voltage between the output layer pressure given from oscillator 1 and the detection voltage detected by output voltage detection resistor R2 is
6 is input. The oscillator 26 outputs a high frequency signal (20KH2) with a pulse width corresponding to the voltage difference, and converts the input voltage of the transformer 25 into a high frequency voltage. As a result, the transformer 25 outputs an AC high voltage according to the set voltage. The AC high voltage is current-filtered by a rectifier circuit 27 and a filter 28, outputted as a DC high voltage, and applied to the accelerating electrode 20 of the ion source. Plasma ions generated in an ionization chamber (not shown) are pulled out of the ionization chamber by applying a diurnal pressure to the high-velocity electrode, are further accelerated, and are outputted from the ion source as an ion beam. The ion beam output from the ion source is consumed during ion implantation, etc.
The output current of the extraction accelerating power source 21 corresponding to the output ion beam amount is connected to the ground circuit and output voltage detection resistor.

に流れる。イオン化室にてプラズマイオンが点火されて
いないときは、イオンビームが出力されないことから、
前記出力電流は小さなものとなる。
flows to When plasma ions are not ignited in the ionization chamber, no ion beam is output.
The output current becomes small.

従って、引出加速゛電源の出力′電流によ゛リプラズマ
イオン点火の有無を検知することができる。該出力電流
は出力′亀流慣出抵抗几2により構出され、この検出電
圧は増巾器31により所定のレベルに増巾されてコンパ
レータ32に入力されている。
Therefore, the presence or absence of plasma ion ignition can be detected based on the output current of the extraction acceleration power source. The output current is formed by an output current run-in resistor 2, and this detected voltage is amplified to a predetermined level by an amplifier 31 and input to a comparator 32.

該コンパレータ32にはプラズマ点火状態の検出基準と
なる基準電圧3′3が入力されており、前記の検出電圧
が基準電圧以上になったときコンパレータ32からプラ
ズマの点火信号が出力される。
A reference voltage 3'3 serving as a detection standard for the plasma ignition state is input to the comparator 32, and when the detection voltage exceeds the reference voltage, the comparator 32 outputs a plasma ignition signal.

また、該コンパレータ32はヒステリシス特性を有して
おり、微小な検出電圧の変動などに対しては安定な特性
を有したものである。前記プラズマの点火信号は増巾器
34によシ増巾され、該増巾された信号VCより発光ダ
イオード36が点灯される。これに対し検出電圧が基準
電圧以下のときは発光ダイオード36が消灯される。こ
れにより、イオン化室におけるプラズマ点火状態を知覚
することができる。
Further, the comparator 32 has hysteresis characteristics, and has stable characteristics against minute fluctuations in the detection voltage. The plasma ignition signal is amplified by an amplifier 34, and a light emitting diode 36 is turned on by the amplified signal VC. On the other hand, when the detected voltage is lower than the reference voltage, the light emitting diode 36 is turned off. This allows the plasma ignition state in the ionization chamber to be perceived.

まだ、磁場発生電源37に入力された交流電源は整流回
路39およびフィルタ40にシ整流・ろ波される。該フ
ィルタ40の直流出力電圧がトランジスタ42および電
流検出抵抗R15を介して磁石コイル41に印カロされ
ている。このとき、電流検出抵抗用、により検出された
検出゛電圧と、出力電流設定器44から与えられる設定
電圧とを増巾器43から形成された演其増巾回路によシ
演算増巾し、該出力電圧によりトランジスタ46を動作
させる。これにより、抵抗R2□の屯圧すなわちトラン
ジスタ42のベース電圧が制御され、磁石コイル41に
は設定電流に応じた出力電流が流される。磁石コイル4
1によりイオン化室に強い磁場が生ずると、イオン化室
に導入されたマイクロ波出力と試料ガスはサイクロトロ
ン共鳴を起し、試料ガスはプラズマ化される。発生され
たプラズマは前述したように引出加速電源21の出力゛
電流により検知され、該検知信号は増巾器35により増
巾されリレー45を励磁させる。該リレー45が励磁さ
れることによ、!lll接点45Aが閉路して、抵抗R
19が短絡される。これにより、設定電圧はプラズマを
持続するに所要な値に切換えられ、出力′電流が低減さ
れる。また、何らかの原因によりプラズマが消失される
と、前記コンノくレータ32から消失信号が出力され、
増巾器35の作動によりリレー45が消磁されて、接点
45Aが開路されて前述の初期の状態になる。リレー4
5に遅延リレーを用いることにより、上記動作の安定を
更に図ることができる。
The AC power input to the magnetic field generating power supply 37 is still rectified and filtered by the rectifier circuit 39 and filter 40. The DC output voltage of the filter 40 is applied to the magnet coil 41 via a transistor 42 and a current detection resistor R15. At this time, the detected voltage detected by the current detection resistor and the set voltage given from the output current setter 44 are amplified by an amplification circuit formed from an amplifier 43, The output voltage causes the transistor 46 to operate. As a result, the voltage of the resistor R2□, that is, the base voltage of the transistor 42 is controlled, and an output current corresponding to the set current is caused to flow through the magnet coil 41. magnet coil 4
When a strong magnetic field is generated in the ionization chamber by 1, the microwave output introduced into the ionization chamber and the sample gas cause cyclotron resonance, and the sample gas is turned into plasma. The generated plasma is detected by the output current of the extraction accelerating power source 21 as described above, and the detection signal is amplified by the amplifier 35 to excite the relay 45. By energizing the relay 45,! llll contact 45A is closed, and the resistance R
19 is shorted. Thereby, the set voltage is switched to a value necessary to sustain the plasma, and the output current is reduced. Further, when the plasma disappears due to some reason, a disappearance signal is output from the heater 32,
The relay 45 is demagnetized by the operation of the amplifier 35, and the contact 45A is opened to enter the above-mentioned initial state. relay 4
By using a delay relay in 5, the above operation can be further stabilized.

なお、磁場発生電源の出力゛電流の設定値は予め実測等
により求めて設定されている。笑測例によれば、プラズ
マ点火時の磁場強度を800ガウスとするために′電流
40Aを流す必要があったが、点火後は電流を2OAに
低減してもプラズマの点火状態を持続させることができ
た。
Note that the set value of the output current of the magnetic field generating power supply is determined and set in advance through actual measurements or the like. According to a measurement example, it was necessary to flow a current of 40A to make the magnetic field strength 800 Gauss at the time of plasma ignition, but after ignition, even if the current was reduced to 2OA, the plasma ignition state could be maintained. was completed.

また、マグネトロンは、図示していないマグネトロン′
眠源に設けられた出力設足器から出力された設定電圧に
より、マグネトロ/のアノード電流を制御して、マグネ
トロン出力を制御させることができる。従って、上述の
磁場発生電源と同様にプラズマ点火の信号によシ、マグ
ネトロン出力の設定電圧を切換えることによシ、マグネ
トロン出力を低減させることができる。この場合もマイ
クロ波出力の設定値は予め実測等により求めて設定され
る。実測例によれば、プラズマ点火時にはマグネトロン
出力300mAが必要であるが、点火後は150mAに
低減させてもプラズマ点火状態を持続させることができ
た。
In addition, the magnetron is a magnetron′ not shown in the figure.
The magnetron output can be controlled by controlling the anode current of the magnetron by the set voltage output from the output equipment installed in the sleep source. Therefore, similarly to the magnetic field generating power supply described above, the magnetron output can be reduced by switching the set voltage of the magnetron output according to the plasma ignition signal. In this case as well, the set value of the microwave output is determined and set in advance by actual measurement or the like. According to an actual measurement example, a magnetron output of 300 mA is required at the time of plasma ignition, but even if the output was reduced to 150 mA after ignition, the plasma ignition state could be maintained.

従って、イオン源よシ所望とするガスの最大イオンビー
ムを引き吊すために行われる、マグネトロ/出力および
磁場強度の調整操作において、プ全イオンビーム量に相
当する引出カ目速電源の出力電流が指示されるメータ(
M2)により行っていたので、ビーム検出器のメータ(
M、)と上記メータ(M2)の2つのメータ指示を同一
時に読まなければならないことから、前凸己の調整操作
は極めて煩雑なものであシ、また該操作によりプラズマ
が消失してしまうことがあったが、本実施例によれば、
引出加速電源の出力・電流が所定の電流値以上のときに
発光ダイオードを点灯させることにょシ、プラズマ点火
の状薦を極めて容易且つ確実に知覚することができるこ
とから、最大イオンビーム量の調整時の操作が極めて芥
易なものとなり、ひいては、誤操作の防止を図ることが
できる。
Therefore, when adjusting the magnetron/output and magnetic field strength to draw the maximum ion beam of the desired gas from the ion source, the output current of the extraction power supply corresponding to the total amount of ion beam is The indicated meter (
M2), so the beam detector meter (
Since two meter readings, M, ) and the meter (M2), must be read at the same time, the adjustment operation of the front convexity is extremely complicated, and the plasma may disappear due to this operation. However, according to this example,
By lighting the light emitting diode when the output/current of the extraction accelerating power source exceeds a predetermined current value, the recommendation for plasma ignition can be perceived very easily and reliably, so when adjusting the maximum ion beam amount. This makes the operation extremely easy, and furthermore, it is possible to prevent erroneous operations.

また、従来はプラズマ点火後、前記メータCM2)の指
示によシプラズマ点火の状態を確認しながら、磁場強度
またはマグネトロン出方を低減させる操作を行なってい
たが、本冥淵例によれば、上記操作が自動的に行われる
ので極めて操作性が向上されるという効果がある。
In addition, conventionally, after plasma ignition, operations were performed to reduce the magnetic field strength or the direction of magnetron output while checking the plasma ignition state according to the instructions from the meter CM2), but according to the present example, the above-mentioned Since the operation is performed automatically, there is an effect that the operability is greatly improved.

更に、省エネルギーが達成されるので運転費が低減され
るという効果があシ、そのうえ、出刃を低減させて作用
することから、様器の耐用年数が助長され且つ信頼性が
同上されるという効果がある。
Furthermore, since energy saving is achieved, the operating cost is reduced, and in addition, since the cutting edge is reduced, the service life of the cutting machine is promoted and the reliability is improved. be.

なお、本実施例では、プラズマ点火後磁場強度丑たはマ
グネトロ/出力のいずれが一方を低減させる方法につい
て説明したが、設定値を適当な値にすれば、磁場強度お
よびマグネトロン出カを同時に低減させることも可能で
あり、上記実施例と同様の効果がある。
In this example, we have explained how to reduce either the magnetic field strength or the magnetron output after plasma ignition, but if the set value is set to an appropriate value, the magnetic field strength and the magnetron output can be reduced at the same time. It is also possible to do so, and the same effect as in the above embodiment can be obtained.

以」二、本発明によれば、プラズマ点火の状態が表示灯
により極めて容易に且つ確実に知覚することができるの
で、最大イオンビーム量の調整等における操作が極めて
答易なものとなり、誤操作の防止を図ることができる。
Second, according to the present invention, the state of plasma ignition can be perceived extremely easily and reliably using the indicator light, so operations such as adjusting the maximum ion beam amount are extremely easy, and erroneous operations can be avoided. This can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来例の断面図、第2図は本発明が適用された
一実施例の回路図をボす。 20・・・加速゛電極、21・・・引出カロ速′電源、
32・・・コンパレータ、33・・・基準電圧、36・
・・発光ダイオード(表示灯)、37・・・磁場発生′
U1.41・・・磁石コイル、44・・・出カ゛電流設
d145・・・リレー、R1°°°出力′屯流電流抵抗
FIG. 1 is a sectional view of a conventional example, and FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment to which the present invention is applied. 20... Acceleration 'electrode, 21... Extraction Karo speed' power supply,
32... Comparator, 33... Reference voltage, 36.
...Light emitting diode (indicator light), 37...Magnetic field generation'
U1.41...Magnet coil, 44...Output current setting d145...Relay, R1°°°output current resistance.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、磁場内に設けられたイオン化室に導入される試料ガ
スにマイクロ波を作用させて該試料ガスをプラズマ化さ
せ、引出加速電源に接続された加速電極とアース電極と
により形成される電界によシ前記イオン化室内のプラズ
マガスを加速させてイオンビームとして出力するイオン
源において、前記引出加速電源の出力電流に応じた検出
電圧を出力する検出回路と、該検出電圧と所定の基準電
圧との比較を行うコンパレータと、該コンバレーpの出
力信号により動作される表示灯とを備えたことを特徴と
するイオン源の制御装置。 2、電磁石により形成された磁場内に設けられたイオン
化室に導入される試料ガスに、マグネトロ/から出力さ
れるマイクロ波を作用させて前記試料ガスをプラズマ化
させ、引出加速電源に接続された加速電極とアース電極
とにより形成される電界により前記イオン化室内のプラ
ズマガスを加速させてイオンビームとして出力するイオ
ン源において、前記引出加速電源の出力電流に応じた検
出電圧を出力する検出回路と該検出電圧と所定の基準電
圧との比較を行うコンパレータと該コンパレータの出力
信号により動作される表示灯と前記コンパレータの出力
信号により前記電磁石の出力および前記マグネトロンの
出ツノの少くとも一方を制御する手段とを備えたことを
特徴とするイオン源の制御装置。
[Claims] 1. Apply microwaves to a sample gas introduced into an ionization chamber provided in a magnetic field to turn the sample gas into plasma, and connect an acceleration electrode and a ground electrode connected to an extraction acceleration power source. In the ion source that accelerates plasma gas in the ionization chamber by an electric field formed and outputs it as an ion beam, the detection circuit outputs a detection voltage according to the output current of the extraction acceleration power source; An ion source control device comprising: a comparator that performs comparison with a predetermined reference voltage; and an indicator light operated by an output signal of the comparator p. 2. The sample gas introduced into the ionization chamber provided in the magnetic field formed by the electromagnet is subjected to microwaves output from the magneto/ to turn the sample gas into plasma, and the sample gas is connected to the extraction accelerating power source. In an ion source that accelerates plasma gas in the ionization chamber and outputs it as an ion beam by an electric field formed by an accelerating electrode and a ground electrode, a detection circuit that outputs a detection voltage according to an output current of the extraction acceleration power source; A comparator for comparing the detected voltage with a predetermined reference voltage, an indicator light operated by the output signal of the comparator, and means for controlling at least one of the output of the electromagnet and the output of the magnetron by the output signal of the comparator. An ion source control device comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01149960A (en) * 1987-12-08 1989-06-13 Ulvac Corp Ion implantation device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01149960A (en) * 1987-12-08 1989-06-13 Ulvac Corp Ion implantation device
JP2662960B2 (en) * 1987-12-08 1997-10-15 日本真空技術株式会社 Ion implanter

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