JPS62165839A - イオン源用ア−クチヤンバ−装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はイオン源用アークチャンバー装置に関する。

（従来の技術） 周知のようにイオン注入装置などに使用されるイオン源
用のアークチャンバー装置は、真空とされたチャンバー
内でアーク放電を起させ、外側に取り付けである磁石に
よって形成されるカスプ磁場によって効率良くイオンを
生成するように構成されである。

第２図は従来のこの種チャンバー装置を示し、１はパケ
ット型のチャンバー、２はフィラメント、３はソースガ
スをチャンバー１内に供給するための供給管、４はカス
プ磁場を形成するための磁石（たとえば永久磁石）で、
チャンバー１の外側に複数取り付けられである。５はチ
ャンバー１の外側特に磁石４の取付位置付近を冷却する
ための冷却パイプで、これによる冷却によって、温度上
昇による減磁を避けるようにしている。６は引出電極で
ある。

真空とされたチャンバー１の内部に供給管３よリソース
ガスを供給するとともに、チャンバー１とフィラメント
２との間でアーク放電を起させることによって、ソース
ガスを電離させてイオンを発生させる。このとき磁石４
によるカスプ磁場によってイオンは効率よく発生する。

発生したイオンは引出ｆｆ１ｔ！６によってイオンビー
ムとして外部に引出される。

ところでこのような構成におけるチャンバー装置では、
使用するソースガスとしてたとえば燐のガスを室温程度
のチャンバー１内に導入した場合、チャンバー１内の飽
和蒸気圧がアーク放電に必要な圧力とならない。すなわ
ちガスがチャンバー１の内壁に触れると、そのガスは冷
却されて固体化し付着してしまう、そのためチャンバー
１に圧力上昇の目的でガス導入量を更に増しても、内部
の圧力は上昇しにくくなる。

一般にチャンバー１の内部圧力がガス種およびアークチ
ャンバー構造で決定される一定の値以上となると、アー
ク放電が開始されるものとされている。したがって前記
のようにガスが固体化してチャンバー１の内部圧力が上
昇しないようになると、アーク放電が発生しないように
なり、これではガスのイオン化は期待できなくなってし
まう。

これを回避するにはチャンバー１の内面を充分に高温化
すればよいのであるが、チャンバー１は磁石４をその外
側に取り付けているため、これを高温化すれば磁石４が
減磁されてしまうので、その高温化は避けなければなら
ない。

（発明が解決しようとする問題点） この発明はチャンバーの外側に磁石を取り付けておいて
も、チャンバーの内部圧力をアーク放電の発生の可能な
範囲内に維持できるようにすることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明はチャンバーの内側に、チャンバーとは同電位
に固定されてあって非磁性体の金属からなり、フィラメ
ントとの間でアーク放電を発生させるための内張り板を
、チャンバーとは熱的に絶縁して取り付けたことを特徴
とする。

（作用） アーク放電はこの内張り板とフィラメントとの間で発生
させる。そして内張り板はフィラメントからの輻射熱お
よび発生したアーク放電の熱によって充分に加熱されて
温度は上昇する。この温度上昇によ・ってこの内張り板
にはソースガスあるいは放電生成物などの付着が防止さ
れるようになる。

チャンバーは内張り板とは熱的に絶縁されているので、
チャンバーを充分に冷却しても内張り板が冷却されるこ
とはない。したがってチャンバーの冷却によって磁石の
減磁を充分に回避させることができるようになる。

（実施例） この発明の実施例を第１図によって説明する。

なお第２図と同じ符号を附した部分は同一または対応す
る部分を示す。この発明にしたがいチャンバー１の内側
に、チャンバー１と同電位に固定されてあって、しかも
チャンバー１とは熱的に絶縁された、たとえば厚さ約２
ｍｍ以下の内張り板７を、フィラメント２の絶縁部分で
支持するようにして設置する。内張り板７はたとえばモ
リブデンのような非磁性体で高融点の金属からなるもの
が好適である。また内張りＦｉ７はイオン生成効率の低
下を招くことのないように、磁石４のの表面、すなわち
チャンバー１の内面に近接（５〜１０ｍｎ＋程度以下）
する位置に設置するのが好ましい。

以上の構成において、イオン生成のためのアーク放電は
フィラメント２と、内張り板７との間で発生させる。そ
して磁石４により形成されるカスプ磁場とによって従来
と同じくソースガスは効率良くイオン化される。

一方内張り板７はフィラメント２からの輻射熱および発
生したアーク放電による熱によって充分に加熱される。

これによって内張り板７の温度は上昇するので、飽和蒸
気圧の低いソースガスが供給されでも、これが内張り板
７に付着するようなこと起らない。したがってチャンバ
ーの内部圧力は確実に上昇するようシーなる。これによ
ってアーク放電の維持は確実となる。

これらの説明から理解されろように、この発明によるチ
ャンバー１はその内部の真空化によって、アーク放電の
発生の場を形成するとともに、磁石の取り付けのために
主として利用するようにし、その内部に設けた内張り抜
７は、従来のチャンバーがその役を担っていたアーク放
電発生のための一方の放電電極の役を果すようにしてい
る。このように従来のチャンバーの使用目的の一部を内
張り板７が担うことによって、チャンバー１の冷却は充
分に行われると同時に、放電の維持に必要な内部圧力の
上昇化が可能となるのである。

（発明の効果） 以上詳述したようにこの発明によれば、チャンバーを冷
却しても、なおアーク放電発生に必要な内部圧力の維持
を可能とすることができるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す断面図、第２図は従来
例の断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外側にカスプ磁場を形成するための磁石を取り付けると
   ともに、その取付箇所が冷却されてあって、かつ内部を
   真空化してなるチャンバーの内側に、前記チャンバーと
   は同電位に固定されてあって非磁性体の金属からなり、
   フィラメントとの間でアーク放電を発生させるための内
   張り板を、前記チャンバーとは熱的に絶縁して取り付け
   てなるイオン源用アークチャンバー装置。