JPS62278736A - Electron beam excited ion source - Google Patents

Electron beam excited ion source

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JPS62278736A
JPS62278736A JP61121967A JP12196786A JPS62278736A JP S62278736 A JPS62278736 A JP S62278736A JP 61121967 A JP61121967 A JP 61121967A JP 12196786 A JP12196786 A JP 12196786A JP S62278736 A JPS62278736 A JP S62278736A
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ion
electron beam
anode
cathode
electrode
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Tamio Hara
民夫 原
Manabu Hamagaki
浜垣 学
Katsunobu Aoyanagi
克信 青柳
Susumu Nanba
難波 進
Naoki Takayama
直樹 高山
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Tokyo Electron Ltd
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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Abstract

PURPOSE:To aim at simplification and miniaturization in a system structure, by installing a narrow path between a cathode and an anode, and installing an evacuation port in only the more downstream side than an ion drawing out electrode. CONSTITUTION:A narrow path 4 of minute conductance is installed between a cylindrical anode 1 and a porous anode 2. At a lower stage of this anode 2, there are provided with a electron beam accelerating electrode 6 and ion drawing out electrodes 7 and 7'. And, an evacuation port 10 exhausting gas inside the system is installed only the downstream side of these ion drawing out electrodes 7 and 7'. When the inside of the system is decompressed via the exhaust port 10, each part so far intercepted by the narrow path 4 comes to the desired vacuum value. Therefore, necessity for installing an opening for exhausting between the narrow path 4 and these drawing out electrodes 7 and 7' is no longer required, so that a system construction becomes simplified and, what is more, miniaturization and low-unit cost of production can be well promoted.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子ビームによってイオンを生成し、生成され
たイオンを引き出し放射する電子ビーム励起イオン源に
関し、更に詳細には空間電荷制限の影響を受けない、低
エネルギーかつ大電流のイオンビームを発生することの
できる電子ビーム励起イオン源に関する。
[Detailed Description of the Invention] 3. Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electron beam-excited ion source that generates ions using an electron beam and extracts and emits the generated ions. relates to an electron beam-excited ion source that is not affected by space charge limitations and is capable of generating a low-energy, high-current ion beam.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

電子を加速するための加速陰極付近に生じる空間電荷の
制限をなくして、低エネルギーかつ大電流のイオンビー
ムを発生することのできる電子ビーム励起イオン源を本
出願人は先に提案した(特願昭60−132138号参
照)。このイオン源においては、プラズマ領域、加速陰
極、電子ビーム加速領域、加速陽極、イオン生成領域お
よびターゲット陰極がこの順で設けられており、前記加
速陽極に対して負の電位を前記ターゲット陰極に与える
手段と、前記イオン生成領域において生成された正イオ
ンまたは負イオンを吸引し、このイオンを引き畠すイオ
ン引出電極とが備えられている。この様にイオン源が構
成されていると、プラズマ領域中の電子は加速陽極によ
って引き出され、イオン生成領域内に突入する。突入し
た電子はイオン生成領域内の不活性ガス(又は金属蒸気
)と衝突してイオンを生成するが、このイオンの逆流に
よって、加速陰極の出口付近に形成される負のポテンシ
ャルバリヤが中和される。従って、プラズマ密度に比例
する大電流電子ビームがイオン生成領域に流入する。イ
オン生成領域においては、流入した電子ビームの電流値
に比例した数のイオンが発生し、発生されたプラズマ中
のイオンはイオン引出電極によって吸引され、イオン生
成領域外へと放射される。
The applicant previously proposed an electron beam-excited ion source that can generate a low-energy, high-current ion beam by eliminating the limitations of space charges generated near the accelerating cathode for accelerating electrons (patent application). (See No. 132138, 1983). In this ion source, a plasma region, an acceleration cathode, an electron beam acceleration region, an acceleration anode, an ion generation region, and a target cathode are provided in this order, and a negative potential is applied to the target cathode with respect to the acceleration anode. and an ion extraction electrode that attracts positive ions or negative ions generated in the ion generation region and extracts the ions. When the ion source is configured in this manner, electrons in the plasma region are extracted by the accelerating anode and rush into the ion generation region. The incoming electrons collide with the inert gas (or metal vapor) in the ion generation region and generate ions, but the backflow of these ions neutralizes the negative potential barrier that is formed near the exit of the accelerating cathode. Ru. Therefore, a large current electron beam proportional to the plasma density flows into the ion generation region. In the ion generation region, ions are generated in a number proportional to the current value of the incoming electron beam, and the generated ions in the plasma are attracted by the ion extraction electrode and emitted outside the ion generation region.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述した様なイオン源においても、装置構造の簡略化、
小型化、低コスト化が当然要求される。
Even in the above-mentioned ion source, it is possible to simplify the device structure,
Naturally, miniaturization and cost reduction are required.

〔問題点を解決しようとするための手段〕上述した問題
点は、 カソード、アノード(加速陰極)、電子ビーム加速用電
極(加速陽極)およびイオン引出電極がこの順で配置さ
れており、 前記カソードとアノードとの間に隘路が設けられており
、 前記イオン引出電極よりも下流側にのみ真空排気口が設
けられている電子ビーム励起イオン源を用いることによ
って解決される。
[Means for solving the problem] The problem mentioned above is that a cathode, an anode (accelerating cathode), an electron beam acceleration electrode (accelerating anode), and an ion extraction electrode are arranged in this order, and the cathode This can be solved by using an electron beam excited ion source in which a bottleneck is provided between the ion extraction electrode and the anode, and a vacuum exhaust port is provided only downstream of the ion extraction electrode.

〔作 用〕[For production]

本発明にふいては、カソードとアノードとの間に隘路が
設けられているので、イオン引出電極よりも下流側から
装置内を真空排気することにより、隘路よりも下流側を
高真空状態にすることができる。
In the present invention, since a bottleneck is provided between the cathode and the anode, by evacuating the inside of the device from the downstream side of the ion extraction electrode, the area downstream of the bottleneck is brought into a high vacuum state. be able to.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

隘路とイオン引出電極との間に排気用の開口を設ける必
要がな(なるので、装置の構造が簡略になり、小型化お
よび低コスト化の要求が満足される。また、電子ビーム
加速電極とイオン引出電極との間に02を導入しても、
隘路による圧力差の為この02がカソード側へ流入しに
くくカソードが傷まないので、O゛ ビームを発生する
ことができるという利点も有する。
There is no need to provide an exhaust opening between the bottleneck and the ion extraction electrode, which simplifies the structure of the device and satisfies the demands for miniaturization and cost reduction. Even if 02 is introduced between the ion extraction electrode,
Because of the pressure difference caused by the bottleneck, it is difficult for this O2 to flow into the cathode side and the cathode is not damaged, so it also has the advantage of being able to generate an O beam.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。第1図は本発明の好ましい実施例の概略図である。放
電を行うための一方の電極であるカソード1は材質例え
ばタンタルにより円筒状形状を有しており、このカソー
ドの貫通孔1′を通して放電用ガス例えばアルゴンガス
が装置内に流入される。円筒状カソード1と多孔伏アノ
ード2との間には放電電源3により放電電圧例えば50
0■が印加され放電が行われてブレークダウンし、グロ
ーディスチアージによるプラズマ生成が行われる。この
放電電圧は、このように低電圧でもよい。円筒状カソー
ド1と多孔アノード2との間には微小コンダクタンスの
隘路4例えば導74Viにスリット状または円形状の透
孔が設けられている。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a preferred embodiment of the invention. A cathode 1, which is one electrode for performing discharge, is made of a material such as tantalum and has a cylindrical shape, and a discharge gas such as argon gas flows into the apparatus through a through hole 1' of the cathode. A discharge voltage of, for example, 50°C is applied between the cylindrical cathode 1 and the porous anode 2 by a discharge power supply 3.
0■ is applied, discharge occurs and breakdown occurs, and plasma is generated by glow discharge. This discharge voltage may be as low as this. A slit-like or circular through hole is provided between the cylindrical cathode 1 and the porous anode 2 in a micro-conductance bottleneck 4, such as a conductor 74Vi.

この隘路4はカソード1側の室のガス圧を0.3乃至1
.0Torr例えば0.8Torrにおさえ、アノード
2側の室のガス圧をQ、Q ITorr乃至0.04T
orrにおさえる大きさであり、中間電極の役割も兼ね
ている。隘路4の孔の内面のうち、アノード側の大部分
が絶縁物5例えばアルミナ系セラミックスで覆われてお
り、カソード1とアノード2との放電が容易になされる
ようにされている。アノード2の下段には電子ビーム加
速用電極6、イオン引出電極7.7′が設けられている
。アノード2と電子ビーム加速用電極6との間は0.5
乃至1.5+nmの間隔を有し、電源8により加速電圧
が印加され、この間は、カソード1とアノード2の間の
放電により生じたプラズマの内から電子を引き出し、更
にこの電子を加速する電子ビーム加速頭載として機能す
る。また、電子ビーム加速用電極6とイオン引出電極7
.7′との間にはそれぞれ電極9.9′によりイオン引
出電圧が印加される。この電子ビーム加速用電極6とイ
オン引出電極7.7′との間は加速された電子が中性気
体と衝突してイオンおよび電子が生成され、さらに生成
されたイオンが加速されるイオン生成領域として機能す
る。
This bottleneck 4 maintains the gas pressure in the chamber on the cathode 1 side from 0.3 to 1.
.. 0 Torr, for example, 0.8 Torr, and the gas pressure in the chamber on the anode 2 side is Q, Q ITorr to 0.04T.
It has a size that can be held within the range of 100 to 300 mm, and also serves as an intermediate electrode. Most of the inner surface of the hole in the bottleneck 4 on the anode side is covered with an insulator 5, such as alumina ceramics, so that discharge between the cathode 1 and the anode 2 can easily occur. At the lower stage of the anode 2, an electron beam acceleration electrode 6 and an ion extraction electrode 7,7' are provided. The distance between the anode 2 and the electron beam acceleration electrode 6 is 0.5
The acceleration voltage is applied by the power source 8, and during this period, an electron beam is generated which extracts electrons from the plasma generated by the discharge between the cathode 1 and the anode 2, and further accelerates the electrons. Functions as an acceleration head. In addition, an electron beam acceleration electrode 6 and an ion extraction electrode 7
.. An ion extraction voltage is applied between electrodes 9 and 7' by electrodes 9 and 9', respectively. Between the electron beam acceleration electrode 6 and the ion extraction electrode 7.7', accelerated electrons collide with neutral gas to generate ions and electrons, and an ion generation region where the generated ions are further accelerated. functions as

装置内のガスを排気する真空排気口10はイオン引出電
極7.7′の下流のみに設けられている。
A vacuum exhaust port 10 for exhausting gas within the apparatus is provided only downstream of the ion extraction electrode 7,7'.

この排気口10を介して装萱内が減圧されると、隘路4
、電極によって遮られた各部分が所望の真空値になる。
When the pressure inside the equipment is reduced through this exhaust port 10, the bottleneck 4
, each section intercepted by the electrodes has the desired vacuum value.

具体的に得られた値は、カソード1と隘路4との間が0
.8Torr、隘路4とアノード2との間がQ、17o
rr、電子ビーム加速陰極6とイオン引出電極7との間
が0. OITorrであった。
The specifically obtained value is 0 between cathode 1 and bottleneck 4.
.. 8Torr, Q between bottleneck 4 and anode 2, 17o
rr, the distance between the electron beam accelerating cathode 6 and the ion extraction electrode 7 is 0. It was OITorr.

アノード2と電子ビーム加速用電極6との間に印加可能
な電圧値は、アノード2付近の圧力Pとアノード2と電
子ビーム加速用電極6との間の距離dの積(P−d)の
値が小さいほど大きいが、アノード2と電子ビーム加速
用電極6との間の距離を充分小さくすれば、この間で特
に排気しなくても高電圧の印加が可能である。電極間が
短い場合は、両方の電極の開口が充分に一致する必要が
あるが、多孔セラミック板の両面に金属を蒸着させた電
極を使用することによってこのような状態を容易に実現
することができる。なお、電子ビーム加速用電極とイオ
ン引出電極との間に金属蒸気発生器からの蒸気を導入す
ることにより、金属イオンビームを発生できる。
The voltage value that can be applied between the anode 2 and the electron beam acceleration electrode 6 is the product (P-d) of the pressure P near the anode 2 and the distance d between the anode 2 and the electron beam acceleration electrode 6. The smaller the value, the larger the value, but if the distance between the anode 2 and the electron beam accelerating electrode 6 is made sufficiently small, a high voltage can be applied between the anode 2 and the electron beam accelerating electrode 6 without evacuation. If the distance between the electrodes is short, the apertures of both electrodes must match well, but this condition can be easily achieved by using electrodes with metal vapor-deposited on both sides of a porous ceramic plate. can. Note that a metal ion beam can be generated by introducing vapor from a metal vapor generator between the electron beam acceleration electrode and the ion extraction electrode.

アノード2の前面に浮動電位に保ったメツシュを設置す
るとより安定してビームを加速することができる。
If a mesh kept at a floating potential is installed in front of the anode 2, the beam can be accelerated more stably.

また、通常のカソードの他にフィラメントを設置するこ
とにより放電開始電圧を低くすることができる。フィラ
メントをカソードとして使用してもカソード領域のガス
圧が高いため比較的長い寿命が期待できる。さらにLa
Bg をカソード材として使えばより長寿命の運転が可
能となる。
Further, by installing a filament in addition to the usual cathode, the discharge starting voltage can be lowered. Even if a filament is used as a cathode, a relatively long life can be expected due to the high gas pressure in the cathode region. Furthermore, La
If Bg is used as a cathode material, longer life operation is possible.

円筒状カソードのかわりに棒状カソードを使用し、放電
用ガスをカソードの先端とは異なる導入口より供給する
ことも可能である。
It is also possible to use a rod-shaped cathode instead of the cylindrical cathode, and to supply the discharge gas from an inlet different from the tip of the cathode.

さらに、外部磁場をイオン生成領域に印加して、この領
域により高密度なプラズマを生成することも可能である
Furthermore, it is also possible to apply an external magnetic field to the ion generation region to generate a more dense plasma in this region.

例えば、 ■ イオン生成領域をイオン引き出しスリット部を除く
壁面を多極磁場で覆い、さらにその電位を浮動電位に保
つ、 ■ イオン生成領域に電子ビームの入射方向に対して垂
直に磁場を印加し、磁場方向に対して垂直方向または平
行方向にイオンを引き出す、■ イオン生成領域に電子
ビームの入射方向に対して平行に磁場を印加し、電子ビ
ームやプラズマの径方向拡散を防ぎ、入射電子ビームの
方向またはこれに垂直な方向にイオンビームを引き出す
、 等の方法が有効である。■、■いずれの場合も、スリッ
ト付近を除き、磁場に平行な壁は浮動電位また:まプラ
ズマ電位より高い電位に保つ。また磁場に垂直な壁はプ
ラズマ電位により充分負に保つことがを用である。もち
ろん、■と■、■と■を組み合せることも可能である。
For example, ■ Covering the wall surface of the ion generation region except for the ion extraction slit part with a multipolar magnetic field and further maintaining the potential at a floating potential; ■ Applying a magnetic field to the ion generation region perpendicular to the incident direction of the electron beam; Extracting ions in a direction perpendicular or parallel to the direction of the magnetic field, ■ Applying a magnetic field parallel to the incident direction of the electron beam to the ion generation region, preventing radial diffusion of the electron beam or plasma, and Effective methods include extracting the ion beam in this direction or in a direction perpendicular to this direction. In both cases, except near the slit, the wall parallel to the magnetic field is kept at a floating potential or a potential higher than the plasma potential. It is also necessary to keep the wall perpendicular to the magnetic field sufficiently negative by the plasma potential. Of course, it is also possible to combine ■ and ■, or ■ and ■.

次に、本発明イオン源をイオン注入装置用イオン源に適
用した実施例を第2図を参照して説明する。第2図にお
いて第1図と同様な構成Beは同一番号を付して説明す
る。
Next, an embodiment in which the ion source of the present invention is applied to an ion source for an ion implantation device will be described with reference to FIG. In FIG. 2, components Be similar to those in FIG. 1 are given the same numbers and will be explained.

気密容器例えば円筒状気密容器の一端にはカソード1(
例えばグロー放電用ガスの供給管を兼用)が設けられて
いる。このカソード1側の室のガス圧を例えば0.8T
orrに維持するようにオリフィス例えばスリット4が
設けられ、このスリット4を介した位置にはアノード例
えば厚さ0.2乃至0.5mmの導電板に直径Q、5m
m程度の透孔を多数設けた多孔状または本電極上に既に
設けられた穴径よりもさらに目の細かい細目状の導電体
を有するアノード2が設けられている。このアノード2
と上記スリット4とで構成する室のガス圧は例えば0.
04Torrに設定する。このアノード2とカソード1
により電子ビーム発生源を構成する。この電子ビーム発
生源はスリット4により異なるガス圧に設定されている
ことが特徴である。この電子ビーム発生源のアノード2
と平行して微小間隙例えば1mmの位置に電子ビームを
加速する加速電極6が設けられ、この加速電極6は上記
電子ビーム発生源からの電子ビームを引き出し、低エネ
ルギー5QeV乃至300eVに加速して、イオンチャ
ンバ11に入射させる作用を有する。
A cathode 1 (
For example, a pipe (also used as a supply pipe for glow discharge gas) is provided. For example, set the gas pressure in the chamber on the cathode 1 side to 0.8T.
An orifice, e.g., a slit 4, is provided so as to maintain the anode at a position through the slit 4, and an anode, e.g., a conductive plate having a thickness of 0.2 to 0.5 mm and a diameter Q of 5 m.
The anode 2 is provided with a porous conductor having a large number of through-holes of about m diameter or a conductor having a finer diameter than the holes already provided on the main electrode. This anode 2
The gas pressure in the chamber constituted by the slit 4 and the slit 4 is, for example, 0.
Set to 04 Torr. This anode 2 and cathode 1
This constitutes an electron beam source. This electron beam source is characterized in that gas pressures are set at different levels by the slits 4. Anode 2 of this electron beam source
An accelerating electrode 6 for accelerating the electron beam is provided in parallel with a micro gap, for example, 1 mm, and this accelerating electrode 6 extracts the electron beam from the electron beam generation source and accelerates it to a low energy of 5 QeV to 300 eV. It has the effect of making the ions enter the ion chamber 11.

上記加速領域のガス圧は例えば0.03Torrである
、上記イオンチャンバ11にはイオン注入のためのガス
例えばヒ素(As )ガスがガス圧0.01乃至0.0
2Torrに設定して供給され、このヒ素ガス雰囲気に
低エネルギーの電子ビームが入射する。
The gas pressure in the acceleration region is, for example, 0.03 Torr, and the ion chamber 11 is filled with a gas for ion implantation, such as arsenic (As) gas, at a gas pressure of 0.01 to 0.0.
A low energy electron beam is supplied to the arsenic gas atmosphere set at 2 Torr.

この入射した低エネルギー電子ビームはヒ素ガス分子に
衝突し、濃いプラズマを発生する。これは電離断面積の
大きい電子ビームを用いてガス圧の少ない領域でプラズ
マを発生するために濃いプラズマを発生できるものであ
る。
This incident low-energy electron beam collides with arsenic gas molecules and generates a dense plasma. This uses an electron beam with a large ionization cross section to generate plasma in a region with low gas pressure, making it possible to generate dense plasma.

このようにして発生したプラズマからイオン注入装置用
のイオンを引張り出す。
Ions for the ion implantation device are extracted from the plasma thus generated.

このイオン導出部には方形状のスリット21及び楕円形
状のスリット22が設けられている。
This ion extraction section is provided with a rectangular slit 21 and an elliptical slit 22.

このスリット21.22の構成は周知のイオン注入装置
のイオン源に用いられているイオン導出部の電極構成で
スリット21は縦長の1.5mmX20mmの長方形状
の透孔であり、スリット22は短径5vn長径2Q+n
mの楕円形状である。
The configuration of the slits 21 and 22 is the electrode configuration of the ion extraction section used in the ion source of a well-known ion implantation device. 5vn major axis 2Q+n
It has an elliptical shape of m.

このスリット21.22を経たイオンビームはイオン注
入装置の質量分析用の磁場中(図示せず)へ出射する。
The ion beam that has passed through the slits 21 and 22 is emitted into a magnetic field (not shown) for mass analysis of the ion implanter.

第3図に電子加速電極6の電子ビーム電流IAIと加速
電極6に印加する加速電圧Vacとの関係を示す。
FIG. 3 shows the relationship between the electron beam current IAI of the electron accelerating electrode 6 and the accelerating voltage Vac applied to the accelerating electrode 6.

加速電圧約100■で飽和傾向が現われている。A tendency to saturation appears at an acceleration voltage of about 100 μ.

電子ビームの飽和値は放電電流1dの約18%程度であ
る。これは電極2.6の開口比にt目当する。
The saturation value of the electron beam is about 18% of the discharge current 1d. This corresponds to the aperture ratio of the electrode 2.6.

電子ビーム電流はガス圧を変化させても近似的に一定で
ある。電子ビーム加速電圧の最大値は放電々流とガス圧
に依存している。この値は電子加速領域においてガス圧
0.03Torr以上でガス圧の増加とともに減少する
The electron beam current remains approximately constant even if the gas pressure is changed. The maximum value of the electron beam acceleration voltage depends on the discharge current and gas pressure. This value decreases as the gas pressure increases above 0.03 Torr in the electron acceleration region.

第4図は放電々流1dと加速電l!!!電流(電子ビー
ム電流)IAIの関係を示す。この電子ビーム電流IA
Iは放電々流に比例して増加する。電子ビームの電流と
エネルギーは独立に制御可能であることがプラズマイオ
ン源として最大の利点である。 電子ビーム励起された
プラズマとイオン抽出の特性は次の通りである。
Figure 4 shows the discharge current 1d and the accelerating electric current l! ! ! The relationship between current (electron beam current) IAI is shown. This electron beam current IA
I increases in proportion to the discharge current. The biggest advantage of a plasma ion source is that the current and energy of the electron beam can be controlled independently. The characteristics of electron beam excited plasma and ion extraction are as follows.

イオンチャンバにおけるプラズマ密度は電子ビーム加速
電極6の電位に対するイオン抽出スリット21.22の
電位に大きく影響する。これは1次電子ビームが追い返
されるのに充分な電界が印加された時プラズマ密度によ
り高くなる。例えば放電々源(I d ) 0.5 A
、加速電極電圧(Vac)300■の条件でラングマイ
ヤープローブを用いてプラズマパラメータを測定した。
The plasma density in the ion chamber greatly influences the potential of the ion extraction slit 21,22 relative to the potential of the electron beam accelerating electrode 6. This becomes higher due to the plasma density when a sufficient electric field is applied to repel the primary electron beam. For example, the discharge source (I d ) 0.5 A
, plasma parameters were measured using a Langmeyer probe under the conditions of accelerating electrode voltage (Vac) of 300 μ.

即ちスリット21の電位がアノード2の電位に等しい時
、イオンの飽和電流は22mA/c++l電子密度は4
×108 / cIll、電子温度は0.85eVであ
る。
That is, when the potential of the slit 21 is equal to the potential of the anode 2, the ion saturation current is 22 mA/c++l, and the electron density is 4.
×108/cIll, the electron temperature is 0.85 eV.

他の例として、スリット21の電位がフローティングの
時の各パラメータはイオンの飽和電流が13mA/cm
、電子密度が2X10H/cut、電子温度0.62e
Vである。
As another example, each parameter when the potential of the slit 21 is floating is such that the ion saturation current is 13 mA/cm.
, electron density 2X10H/cut, electron temperature 0.62e
It is V.

第5図はイオン抽出実験の結果を示めし、イオンビーム
電流(fib)はラングマイヤーチャイルドの法則によ
り増加する。
FIG. 5 shows the results of an ion extraction experiment, where the ion beam current (fib) increases according to Langmeyer-Child's law.

イオン抽出はスリット21のサイズが上記したように幅
1.5mm、長さ2Qmmの長方形状の透孔を用いてい
る。
For ion extraction, the slit 21 uses a rectangular through hole having a width of 1.5 mm and a length of 2 Q mm as described above.

イオンビーム電流密度は次の条件において2.5m A
 / cfflである。
The ion beam current density is 2.5 mA under the following conditions.
/cffl.

条件、放電々流: L 5 A 電子ビーム加速電圧:250V イオン抽出電極(スリット21)の電圧:gkv このようにして構成されたイオンチャンバの容量は13
4 cnlである。
Conditions, discharge current: L 5 A Electron beam acceleration voltage: 250V Voltage of ion extraction electrode (slit 21): gkv The capacity of the ion chamber configured in this way is 13
4 cnl.

より小さなチャンバを用いた時最も大きなプラズマ密度
と充分なイオン注入用イオンビーム電極密度を得ること
ができる。
The highest plasma density and sufficient ion beam electrode density for ion implantation can be obtained when a smaller chamber is used.

このイオン源はコンパクトに構成でき、長寿命、高い電
流密度のイオンビームを得ることができる。
This ion source can be configured compactly, and can provide an ion beam with a long life and high current density.

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

第1図は本発明の一実施例の側断面図である。 第2図は本発明をイオン注入装置用イオン源に適用した
実施例の側断面図であり、電子加速電極と電子ビーム電
流と加速電極に印加する加速電圧との関係を竿3図に、
放電電流と加速電極電流との関係を第4図に、イオン抽
出実験の結果を第5図にそれぞれ示す。 1・・・・・・カソード、  2・・・・・・アノード
、4・・・・・・隘路、   5・・・・・・絶縁物、
6・・・・・・電子ビーム加速用電極、7.7′・・・
・・・イオン引出電極。 第3図 Vac(V) 第4図 Id(A) Vex(kV) 手続補正書く方式) 特許庁長官  黒 1)明 雄  殿圓1、事件の表示
   昭和61年特許願第121967号2、発明の名
称   電子ビーム励起イオン源3、補正をする者 事件との関係  出願人 名称 (679)理化学研究所 同      東京エレクトロン株式会社4、代理人
FIG. 1 is a side sectional view of one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side cross-sectional view of an embodiment in which the present invention is applied to an ion source for an ion implantation device, and FIG.
The relationship between the discharge current and the accelerating electrode current is shown in FIG. 4, and the results of the ion extraction experiment are shown in FIG. 5, respectively. 1... cathode, 2... anode, 4... bottleneck, 5... insulator,
6...Electron beam acceleration electrode, 7.7'...
...Ion extraction electrode. Figure 3 Vac (V) Figure 4 Id (A) Vex (kV) Procedure amendment writing method) Commissioner of the Patent Office Kuro 1) Akio Tonoen 1, Indication of the case Patent Application No. 121967 of 1985 2, Invention Name: Electron Beam Excited Ion Source 3, Relationship to the Amendment Person Case: Applicant Name (679) RIKEN Tokyo Electron Co., Ltd. 4, Agent

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] カソード、アノード、電子ビーム加速用電極およびイオ
ン引出電極がこの順で配置されており、前記カソードと
アノードとの間に隘路が設けられており、前記イオン引
出電極よりも下流側にのみ真空排気口が設けられている
電子ビーム励起イオン源。
A cathode, an anode, an electron beam acceleration electrode, and an ion extraction electrode are arranged in this order, a bottleneck is provided between the cathode and the anode, and a vacuum exhaust port is provided only downstream of the ion extraction electrode. An electron beam-excited ion source equipped with
JP12196786A 1986-05-27 1986-05-27 Electron beam excited ion source Expired - Lifetime JPH0762989B2 (en)

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