JPS5916703B2 - microwave ion source - Google Patents

microwave ion source

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JPS5916703B2
JPS5916703B2 JP17728880A JP17728880A JPS5916703B2 JP S5916703 B2 JPS5916703 B2 JP S5916703B2 JP 17728880 A JP17728880 A JP 17728880A JP 17728880 A JP17728880 A JP 17728880A JP S5916703 B2 JPS5916703 B2 JP S5916703B2
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Japan
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waveguide
microwave
discharge
ion source
magnetic field
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訓之 作道
克己 登木口
英己 小池
一郎 鹿又
文彦 中島
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/08Ion sources; Ion guns

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はイオン源ζこ関し、特に、半導体ウェハへのイ
オン打込みに適したマイクロ波イオン源の改良lこ関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to ion sources, and more particularly to improvements in microwave ion sources suitable for implanting ions into semiconductor wafers.

マイクロ波イオン源は長寿命で大電流が得やすいためl
こイオン打込み機用イオン源に適しておシ、実際に利用
されている。
Microwave ion sources have a long life and are easy to obtain large currents, so
This is suitable as an ion source for ion implanters and is actually used.

第1図は従来のイオン打込み機用マイクロ波イオン源の
概略構成を示したものである。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a conventional microwave ion source for an ion implanter.

同図ζこおいて、マグネトロンのようなマイクロ波発生
源(図示せず)で発生した周波数が2.45GHzのマ
イクロ波は内側にリッジ8,8を有する導波管2を通っ
て放電箱1に導入される。
In the figure ζ, microwaves with a frequency of 2.45 GHz generated by a microwave generation source (not shown) such as a magnetron pass through a waveguide 2 having ridges 8, 8 inside and reach a discharge box 1. will be introduced in

放電箱1は真空封止用のセラミックのような誘電体から
なる円板3を介して導波管2と接続されている。
The discharge box 1 is connected to a waveguide 2 via a disc 3 made of a dielectric material such as ceramic for vacuum sealing.

また、放電箱1は放電電極5,5と、放電電極5,5間
に形成された放電室と、イオン化すべきガスの導入口と
、放電室以外の空間暑こ充填された窒化硼素のような誘
電体とから構成されており、放電箱1に導入されたマイ
クロ波は放電電極5,5間に形成された放電室番こ強い
マイクロ波電界を発生する。
The discharge box 1 also includes discharge electrodes 5, 5, a discharge chamber formed between the discharge electrodes 5, 5, an inlet for a gas to be ionized, and a space other than the discharge chamber, such as boron nitride, which is filled with heat. Microwaves introduced into the discharge box 1 generate a strong microwave electric field in the discharge chamber formed between the discharge electrodes 5, 5.

さらに、放電室番こは放電電極5,5間に生じるマイク
ロ波電界と直交する方向(第1図において軸方向)に強
い磁界が印加されている。
Further, a strong magnetic field is applied to the discharge chamber in a direction (axial direction in FIG. 1) perpendicular to the microwave electric field generated between the discharge electrodes 5, 5.

この磁界を発生するため、放電箱1の外周にはソレノイ
ドコイル(図示せず)が設置されている。
In order to generate this magnetic field, a solenoid coil (not shown) is installed around the outer periphery of the discharge box 1.

放電室でプラズマを生成するにはリークパルプ9を開い
てホスフィンガス(PH3)のような試別ガスを放電室
lこ導入し、マイクロ波電界と磁界との相互作用により
放電室内に高密度なプラズマを発生させる。
To generate plasma in the discharge chamber, open the leak pulp 9 and introduce a sample gas such as phosphine gas (PH3) into the discharge chamber, and the interaction between the microwave electric field and the magnetic field creates a high density inside the discharge chamber. Generate plasma.

イオンビーム22はこのようにして生成された高密度プ
ラズマからイオン引き出し電極系6,7゜7′ζこより
引き出される。
The ion beam 22 is extracted from the high-density plasma thus generated through the ion extraction electrode system 6,7°7'ζ.

4′はスリットを持つ窒化硼素のような誘電体からなる
円板であり、これによりマイクロ波電界がイオンビーム
引き出し部分で最も強くなり、従って、引き出し部分で
最も高いプラズマ密度が達成される。
4' is a disc made of a dielectric material such as boron nitride with slits, so that the microwave electric field is strongest in the ion beam extraction part, and therefore the highest plasma density is achieved in the extraction part.

イオン引き出し電極系6,7.7’において、電極6に
は+50KV。
In the ion extraction electrode system 6, 7.7', +50 KV is applied to the electrode 6.

電極1には一2KV、電極7′にはOvの電圧が印加さ
れている。
A voltage of -2 KV is applied to the electrode 1, and a voltage of Ov is applied to the electrode 7'.

従って、電極6と接続されている放電箱1、導波管2も
また電極6と同電位となり、これらは高電圧側を形成し
、これに対して、電極7.7′は低電圧側を形成するこ
とlこなる。
Therefore, the discharge box 1 and the waveguide 2, which are connected to the electrode 6, are also at the same potential as the electrode 6 and form the high voltage side, whereas the electrodes 7, 7' have the low voltage side. It is necessary to form.

さて、イオン打込み機は今後ますます大電流化し、引き
出し電圧の高電圧化が予想されているが、しかしながら
、マイクロ波イオン源の大電流化やイオン引き出し電圧
の高電圧化をはかる場合に上述したような従来タイプの
マイクロ波イオン源では次のような難点がある。
Now, it is expected that ion implanters will have higher currents and higher voltage extraction voltages in the future. Conventional microwave ion sources have the following drawbacks:

すなわち、上述したように高電位に保持されるべき放電
箱1の外側にこれを囲むように零電位のソレノイドコイ
ルが配置されており、しかも、このソレノイドコイルは
その中心部分、すなわち放電室で約1キロガウスの磁界
を発生する必要がある。
That is, as mentioned above, a zero potential solenoid coil is placed outside and surrounding the discharge box 1 which is to be held at a high potential, and this solenoid coil is approximately It is necessary to generate a magnetic field of 1 kilogauss.

上述したマイクロ波イオン源(スリット長4Q1ml、
イオン引き出し電圧50KV)では内径180mm、外
径350+otのソレノイドコイルを使用しているが、
イオン源の大電流化(これはスリット長を大きくするこ
とにつながり、大きな放電室が必要となる)のためには
ソレノイドコイルの内径を大きくする必要がある。
The microwave ion source mentioned above (slit length 4Q1ml,
For ion extraction voltage 50KV), a solenoid coil with an inner diameter of 180mm and an outer diameter of 350+ ot is used.
In order to increase the current of the ion source (this leads to an increase in the slit length and a large discharge chamber is required), it is necessary to increase the inner diameter of the solenoid coil.

しかも、この場合、その中心部分すなわち放電室の磁場
強度は同じにしなければならないので、ソレノイドコイ
ルの外径は益々大きくなり、また、このソレノイドコイ
ルを励磁するための電源の容量も非常に大きなものが必
要となる。
Moreover, in this case, the magnetic field strength in the central part, that is, the discharge chamber, must be kept the same, so the outer diameter of the solenoid coil becomes increasingly large, and the capacity of the power supply to excite this solenoid coil is also extremely large. Is required.

さらに、上述のマイクロ波イオン源では第2図ζこ示し
た模式図のように放電領域20(放電電極5,5間に形
成された放電室)IIこ平行な磁力線21を有する磁場
あるいはイオン引き出し方向22に向って発散する磁力
線を有する磁場が必要である。
Furthermore, in the above-mentioned microwave ion source, as shown in the schematic diagram shown in FIG. A magnetic field with field lines diverging in direction 22 is required.

このためlこ、放電領域20fこ対して第2図に示した
ように3つのソレノイドコイル17,18,19を配置
している。
For this reason, three solenoid coils 17, 18, and 19 are arranged for the discharge region 20f as shown in FIG.

ところがソレノイドコイル17.18は上述したように
高電圧側23に配置する必要があり、また、ソレノイド
コイル19も高電圧側23と低電圧側24とにまたがっ
て配置する必要がある。
However, the solenoid coils 17 and 18 need to be placed on the high voltage side 23 as described above, and the solenoid coil 19 also needs to be placed across the high voltage side 23 and the low voltage side 24.

しかしながら、このような配置関係にあると、+50K
Vという高電圧側を形成する導波管2、放電箱1、電極
5とアース電位(こあるソレノイドコイル17,18゜
19との間の放電防止のための絶縁対策が難しく、高電
圧化をはかる場合はより一層困難となる。
However, with this arrangement, +50K
It is difficult to take insulation measures to prevent discharge between the waveguide 2, discharge box 1, electrode 5 that forms the high voltage side (V) and the ground potential (solenoid coils 17, 18, 19), It is even more difficult to measure.

この問題を解決するためには互いの間隔を難せばよいが
、そうするとソレノイドコイル17,18゜19の内、
外径が大きくなり、上述したような問題が発生すること
になる。
In order to solve this problem, it is possible to make the distance between them narrower, but in that case, among the solenoid coils 17, 18 and 19,
The outer diameter becomes large and the above-mentioned problems occur.

従って、本発明の目的は上述した問題点を解消した、小
形で低消費電力のマイクロ波イオン源を提供することに
ある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a small-sized microwave ion source with low power consumption, which solves the above-mentioned problems.

上記目的を達成するために、本発明においては、上述し
たマイクロ波イオン源において引出W系の低電圧側に電
磁石を設け、かつ、導波管側(こ位置してマイクロ波の
伝播を妨げない領域に高透磁率部材を設けて放電室にお
いて必要な磁界形状と磁界強度とを有する磁界を形成さ
ぜるよ壇こ構成したことを特徴としている。
In order to achieve the above object, in the present invention, an electromagnet is provided on the low voltage side of the extraction W system in the microwave ion source described above, and an electromagnet is provided on the waveguide side (this position does not impede the propagation of microwaves). The present invention is characterized in that a high magnetic permeability member is provided in the region to form a magnetic field having the required magnetic field shape and magnetic field strength in the discharge chamber.

かかる本発明の特徴的な構成により、イオン源の高電圧
化を図っても電磁石であるソレノイドコイルの内、外径
は高電圧側を形成する電極、放電箱、導波管の寸法、形
状の影響を受けない。
Due to the characteristic configuration of the present invention, even if the ion source is made to have a high voltage, the inner and outer diameters of the solenoid coil, which is an electromagnet, will be smaller than the dimensions and shape of the electrode, discharge box, and waveguide that form the high voltage side. Not affected.

その結果、マイクロ波イオン源全体を小形化することが
できると同時に、消費電力の増加も抑えることができる
As a result, the entire microwave ion source can be downsized, and at the same time, an increase in power consumption can be suppressed.

さらζこ、ソレノイドコイルを低電圧側に配置すること
によって、従来構成で必要であった高電圧部との絶縁が
不必要になり、その結果、絶縁が非常に容易になる。
Furthermore, by arranging the solenoid coil on the low voltage side, insulation from the high voltage section, which was necessary in the conventional configuration, becomes unnecessary, and as a result, insulation becomes very easy.

また、高透磁率部材とソレノイドコイルとの配置構成に
よって、放電領域に形成される磁場形状が理想的なミラ
ー状になり、その結果、高密度なプラズマが得られる。
Further, due to the arrangement of the high magnetic permeability member and the solenoid coil, the shape of the magnetic field formed in the discharge region becomes an ideal mirror shape, and as a result, high-density plasma can be obtained.

以下、本発明を図面を使用して詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.

第3図は本発明(こよるマイクロ波イオン源の原理的な
構成を示したものである。
FIG. 3 shows the basic configuration of the microwave ion source according to the present invention.

本発明によるマイクロ波イオン源は放電領域20に磁場
を形成するための磁場発生手段の構成を除−°く以外は
第1図に示した従来の構成と同じである。
The microwave ion source according to the present invention has the same structure as the conventional structure shown in FIG. 1, except for the structure of the magnetic field generating means for forming a magnetic field in the discharge region 20.

従って、第3図には第1図における放電箱1の放電電極
5,5間に形成される放電室を放電領域20として代表
して示している。
Therefore, in FIG. 3, the discharge chamber formed between the discharge electrodes 5, 5 of the discharge box 1 in FIG. 1 is shown as a representative discharge area 20.

第3図に示したように、本発明によるマイクロ波イオン
源は低電圧側24にソレノイドコイル25を配置し、ソ
レノイドコイル25によって発生した磁力線21の磁束
密度を高めてマイクロ波放電に必要な磁場形状と磁場強
度とを有する磁場を放電領域20に形成するため、純鉄
のような透磁率の大きな磁性体12を放電領域20に対
してマイクロ波26の進入側、すなわち導波管側に配置
したものである。
As shown in FIG. 3, the microwave ion source according to the present invention has a solenoid coil 25 disposed on the low voltage side 24, and increases the magnetic flux density of the magnetic lines of force 21 generated by the solenoid coil 25 to generate a magnetic field necessary for microwave discharge. In order to form a magnetic field having a specific shape and magnetic field strength in the discharge region 20, a magnetic material 12 with high magnetic permeability, such as pure iron, is arranged on the side where the microwave 26 enters, that is, the waveguide side, with respect to the discharge region 20. This is what I did.

ここで、高透磁率部材12はマイクロ波26の進入を妨
げないような形状、配置であることが望ましい。
Here, it is desirable that the high magnetic permeability member 12 has a shape and arrangement that does not prevent the microwave 26 from entering.

このような配置構成とすること瘉こよって、上述したよ
・うな数々の優れた特徴を有するマイクロ波イオン源を
実現することが可能となる。
By adopting such an arrangement, it is possible to realize a microwave ion source having a number of excellent features as described above.

以下、具体的な実施例によって本発明をさらに説明する
The present invention will be further explained below using specific examples.

実施例 1 第4図は本発明によるマイクロ波イオン源の1実施例で
ある断面構造を示したものである。
Embodiment 1 FIG. 4 shows a cross-sectional structure of an embodiment of a microwave ion source according to the present invention.

本実施例の特徴点は導波管と放電箱とのマイクロ波整合
をとるために導波管2の内側に設けられているリッジを
純鉄のような磁性体からなるリッジ8′。
The feature of this embodiment is that the ridge 8' is made of a magnetic material such as pure iron, and is provided inside the waveguide 2 to achieve microwave matching between the waveguide and the discharge box.

「に置換したことと、低電圧側にソレノイドコイル25
を設けたことである。
"Solenoid coil 25 on the low voltage side
This is because we have established the following.

このような構成とすることにより、導波管2、放電箱、
引き出し電極系6 、7 、7’などを全く変えること
なくソレノイドコイル25に弱い励磁電流を流しても放
電電極5.5間に形成される放電室には放電に必要な形
状と強度とを有する磁場を発生させることができる。
With such a configuration, the waveguide 2, the discharge box,
Even if a weak excitation current is applied to the solenoid coil 25 without changing the extraction electrode system 6, 7, 7', etc., the discharge chamber formed between the discharge electrodes 5.5 has the shape and strength necessary for discharge. Can generate a magnetic field.

なお、10は高電圧絶縁碍子である。実施例 2 第5図は本発明によるマイクロ波イオン源の他の実施例
である断面構造を示したものである。
Note that 10 is a high voltage insulator. Embodiment 2 FIG. 5 shows a cross-sectional structure of another embodiment of the microwave ion source according to the present invention.

本実施例の特徴点は放電箱1′にある。The feature of this embodiment is the discharge box 1'.

放電箱1′はL形に整形された矩形導波管に窒化硼素の
ような誘電体4を放電領域のみを残して充填したもので
ある。
The discharge box 1' is an L-shaped rectangular waveguide filled with a dielectric material 4 such as boron nitride, leaving only the discharge area.

放電領域に適当な磁場を発生させる手段は低電圧側に設
けたソレノイドコイル25と放電箱1′のし形部分の近
くに設けた純鉄のような磁性体12とから構成されてい
る。
The means for generating a suitable magnetic field in the discharge area is comprised of a solenoid coil 25 provided on the low voltage side and a magnetic material 12 such as pure iron provided near the rhombic portion of the discharge box 1'.

なお、本実施例における導波管もまた矩形導波管1を用
いていることは言うまでもない。
It goes without saying that the waveguide in this embodiment also uses the rectangular waveguide 1.

実施例 3 第6図は本発明によるマイクロ波イオン源の他の実施例
である断面構造を示したものである。
Embodiment 3 FIG. 6 shows a cross-sectional structure of another embodiment of the microwave ion source according to the present invention.

本実施例の特徴点は放電箱1〃にある。The feature of this embodiment is the discharge box 1.

すなわち、放電箱1〃はL形に整形された矩形リッジ導
波管のリッジ間に窒化硼素のような誘電体4を放電領域
のみを残して充填したものである。
That is, the discharge box 1 is a rectangular ridge waveguide shaped into an L shape, and a dielectric material 4 such as boron nitride is filled between the ridges of the waveguide, leaving only the discharge region.

つまシ、第5図において示した実施例2の放電箱1′に
リッジ(放電電極)5,5をつけたものである。
This is the discharge box 1' of the second embodiment shown in FIG. 5 with ridges (discharge electrodes) 5, 5 added thereto.

放電領域をこ適当な磁場を発生させる手段は実施例2と
全く同じ構成である。
The means for generating an appropriate magnetic field in the discharge region has exactly the same structure as in the second embodiment.

実施例 4 第7図は本発明によるマイクロ波イオン源の他の実施例
である断面構造を示したものである。
Embodiment 4 FIG. 7 shows a cross-sectional structure of another embodiment of the microwave ion source according to the present invention.

本実施例の特徴点は導波管として同軸形溝波管’2’y
x用いたことと、これに応じて放電箱も同軸形の放電箱
1″′としたことおよび引き出し電極系を多孔形の電極
6′、γ′、γ″としたことである。
The feature of this embodiment is that a coaxial groove wave tube '2'y is used as a waveguide.
Accordingly, the discharge box was also a coaxial discharge box 1'', and the extraction electrode system was made of porous electrodes 6', γ', and γ''.

放電領域に適当な磁場を発生させる手段は低電圧側に設
けたソレノイドコイル25と放電箱1″′の近くの同軸
形導波管1を囲むようにして設けた純鉄のような円筒形
磁性体12′とから構成されている。
The means for generating an appropriate magnetic field in the discharge region are a solenoid coil 25 provided on the low voltage side and a cylindrical magnetic material 12 such as pure iron provided surrounding the coaxial waveguide 1 near the discharge box 1''. ′.

なお、11はアンテナである。Note that 11 is an antenna.

実施例 5 第8図は本発明によるマイクロ波イオン源の他の実施例
である断面構造を示したものである。
Embodiment 5 FIG. 8 shows a cross-sectional structure of another embodiment of the microwave ion source according to the present invention.

本実施例の特徴点は実施例1において使用しているソレ
ノイドコイル25をなくして他の励磁手段に置換したこ
とにある。
The feature of this embodiment is that the solenoid coil 25 used in the first embodiment is eliminated and replaced with other excitation means.

ソレノイドコイル25にかわる励磁手段はイオン引き出
し電極系6,7.7’のうちの電極6を純鉄のような磁
性体からなる電極Cにし、同様の磁性体からなるリッジ
8’ 、 8’と電極6〃とを外部磁路13,13で結
び、その外部磁路13,13の中間に永久磁石あるいは
コイル14を設けてなるものである。
The excitation means in place of the solenoid coil 25 is such that the electrode 6 of the ion extraction electrode system 6, 7.7' is an electrode C made of a magnetic material such as pure iron, and the ridges 8' and 8' are made of a similar magnetic material. The electrode 6 is connected with external magnetic paths 13, 13, and a permanent magnet or coil 14 is provided between the external magnetic paths 13, 13.

このような励磁機構とすることによって放電電極5,5
間に形成される放電室に放電を起すために必要な磁場を
形成することができる。
By using such an excitation mechanism, the discharge electrodes 5, 5
A magnetic field necessary for causing a discharge can be created in the discharge chamber formed between the two.

上述の励磁機構は実施例2〜4においてもソレノイドコ
イル25に置換して設けることができるのはもちろんで
ある。
Of course, the above-described excitation mechanism can be provided in place of the solenoid coil 25 in the second to fourth embodiments as well.

実施例 6 第9図は本発明によるマイクロ波イオン源の他の実施例
である断面構造を示したものである。
Embodiment 6 FIG. 9 shows a cross-sectional structure of another embodiment of the microwave ion source according to the present invention.

本実施例の特徴点は実施例1において使用しているソレ
ノイドコイル25をなくして他の励磁手段に置換したこ
とにある。
The feature of this embodiment is that the solenoid coil 25 used in the first embodiment is eliminated and replaced with other excitation means.

さらに、本実施例では磁場の印加方向を軸方向ではなく
放電電極5,5間において軸と直角方向にし、かつ磁場
印加部分を放電電極5,5間のみに局在させている。
Furthermore, in this embodiment, the direction in which the magnetic field is applied is not in the axial direction but in the direction perpendicular to the axis between the discharge electrodes 5, 5, and the magnetic field application portion is localized only between the discharge electrodes 5, 5.

すなわち、第1図における従来構成では窒化硼素のよう
な誘電体4が充填されていた部分にフェライト15゜1
5を充填し、その外部に磁路13を設け、コイル14に
よって励磁する。
That is, in the conventional structure shown in FIG.
5, a magnetic path 13 is provided outside it, and it is excited by a coil 14.

このように構成することによって磁場はフエライN5,
15の間にのみ発生し、マイクロ波電界とその磁場方向
B(!:は直交する。
With this configuration, the magnetic field is
15, and the microwave electric field and its magnetic field direction B (!: are perpendicular to each other).

この場合、フェライト15,15の透磁率が大きいので
コイル14による励磁が少なくてもフェライト15.1
5間(こは強磁場が発生する。
In this case, since the magnetic permeability of the ferrites 15, 15 is high, even if the excitation by the coil 14 is small, the ferrites 15.1
5 hours (a strong magnetic field is generated).

また、コイル140代りに磁路13の途中に永久磁石を
設けてもよい。
Further, instead of the coil 140, a permanent magnet may be provided in the middle of the magnetic path 13.

なお、フェライト15゜15は半円形状でなく、放電電
極5,5間に形成される放電室の幅に対応する部分にの
み設けてもよい。
Note that the ferrite 15.degree. 15 is not semicircular and may be provided only in a portion corresponding to the width of the discharge chamber formed between the discharge electrodes 5, 5.

もちろん、この場合は残りの空間に窒化硼素のような誘
電体を充填することが必要である。
Of course, in this case it is necessary to fill the remaining space with a dielectric such as boron nitride.

上述の励磁機構は実施例2〜3における矩形導波管形放
電箱にも適用できることは言うまでもない。
It goes without saying that the above-described excitation mechanism can also be applied to the rectangular waveguide discharge boxes in Examples 2 and 3.

以上述べた如く、本発明によって小形化、省電力化され
たマイクロ波イオン源を実現することができた。
As described above, the present invention has made it possible to realize a microwave ion source that is smaller in size and consumes less power.

なお、磁性体としては上述した純鉄の他にパーマロイの
ようfxFe−Ni系合金、フェライト、珪素鋼などが
適当である。
In addition to the above-mentioned pure iron, suitable magnetic materials include fxFe-Ni alloys such as permalloy, ferrite, and silicon steel.

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

第1図は従来のマイクロ波イオン源の概略構成図、第2
図は第1図に示した従来のマイクロ波イオン源の磁場発
生機構を説明するための模式図、第3図は本発明による
マイクロ波イオン源の磁場発生機構を説明するための原
理的説明図、第4〜9図はそれぞれ本発明によるマイク
ロ波イオン源の実施例を示す概略構成図である。 1・・・放電箱、2・・・導波管、3・・・真空封止用
セラミック円板、4・・・誘電体、5・・・放電電極、
6,7・・引き出し電極系、8・・・リッジ、9・・・
リークバルブ、10・・・絶縁碍子、12・・・高透磁
率部材、11・・・アンテナ、14・・・コイルまたは
永久磁石、15・・・フェライト、17,18,19,
25・・・ソレノイドコイル、20・・・放電領域。
Figure 1 is a schematic configuration diagram of a conventional microwave ion source, Figure 2
The figure is a schematic diagram for explaining the magnetic field generation mechanism of the conventional microwave ion source shown in Figure 1, and Figure 3 is a principle explanatory diagram for explaining the magnetic field generation mechanism of the microwave ion source according to the present invention. , and FIGS. 4 to 9 are schematic configuration diagrams showing embodiments of the microwave ion source according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Discharge box, 2... Waveguide, 3... Ceramic disc for vacuum sealing, 4... Dielectric, 5... Discharge electrode,
6, 7... Extraction electrode system, 8... Ridge, 9...
Leak valve, 10... Insulator, 12... High magnetic permeability member, 11... Antenna, 14... Coil or permanent magnet, 15... Ferrite, 17, 18, 19,
25...Solenoid coil, 20...Discharge area.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 マイクロ波を発生するための源と、上記マイクロ波
を伝播するため上記源に接続された導波管と、上記導波
管の端部に設けられ、かつ、室内に導入された放電ガス
壷こ上記マイクロ波による電界と磁界とを印加すること
によってプラズマを形成する放電室と、上記プラズマか
らイオンを引き出すため上記放電室に隣接して設けられ
た引出電極系と、上記放電室lこ上記磁界を形成するた
め上記引出電極系の低電圧側に設けられた電磁石と、上
記磁界の形状を整えるため上記導波管側に位置し、かつ
、上記マイクロ波の伝播を妨げない領域Iこ設けられた
高透磁率部材とを備えてなることを特徴とするマイクロ
波イオン源。 2 上記導波管がリッジ導波管であって、かつ、上記高
透磁率部材が上記リッジを構成するように設けられてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のマイク
ロ波イオン源。 3 上記導波管が同軸導波管であって、かつ、上記高透
磁率部材が上記同軸導波管の周囲を取り囲むように設け
られていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
のマイクロ波イオン源。 4 上記高透磁率部材が純鉄からなることを特徴とする
特許請求の範囲第1項から第3項までのいずれか一つの
項に記載のマイクロ波イオン源。
[Claims] 1. A source for generating microwaves, a waveguide connected to the source for propagating the microwaves, and a waveguide provided at the end of the waveguide and located indoors. a discharge chamber that forms plasma by applying an electric field and a magnetic field generated by the microwave to the introduced discharge gas bottle; an extraction electrode system provided adjacent to the discharge chamber for extracting ions from the plasma; The discharge chamber 1 includes an electromagnet installed on the low voltage side of the extraction electrode system to form the magnetic field, and an electromagnet placed on the waveguide side to adjust the shape of the magnetic field and to prevent the propagation of the microwave. A microwave ion source comprising a high magnetic permeability member provided with an unobstructed region. 2. The microwave ion according to claim 1, wherein the waveguide is a ridge waveguide, and the high magnetic permeability member is provided so as to constitute the ridge. source. 3. Claim 1, wherein the waveguide is a coaxial waveguide, and the high magnetic permeability member is provided to surround the coaxial waveguide. microwave ion source. 4. The microwave ion source according to any one of claims 1 to 3, wherein the high magnetic permeability member is made of pure iron.
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