JPH0533447U - Freeman type ion source - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フィラメントの消耗によるイオンビ−ムの特
性変化を抑えること。
【構成】 アークチェンバ1のイオン引出し孔2に近い
ところに熱電子放出用フィラメント4が設けられ、この
フィラメントと平行に磁界調整用フィラメント7を並設
する。スパッタ等によるフィラメント4の消耗に伴い、
そのフィラメント電流は減らされるが、磁界調整用フィ
ラメントに電流を流し、フィラメント4の電流によって
生ずる回転磁界強度の減少を補償する。回転磁界強度の
変化によるイオン引出し孔付近のプラズマ生成状態の変
化を抑え、特性が一定のイオンビ−ムを引出すことがで
きる。
(57) [Summary] [Purpose] To suppress changes in the characteristics of ion beams due to filament consumption. A thermoelectron emission filament 4 is provided near the ion extraction hole 2 of the arc chamber 1, and a magnetic field adjusting filament 7 is arranged in parallel with the filament 4. As the filament 4 is consumed by spattering,
Although the filament current is reduced, a current is passed through the magnetic field adjusting filament to compensate for the reduction in the rotating magnetic field strength caused by the current in the filament 4. It is possible to suppress the change in the plasma generation state in the vicinity of the ion extraction hole due to the change in the rotating magnetic field strength and to extract the ion beam having a constant characteristic.
Description
【0001】[0001]
本考案は、フィラメントの消耗によるプラズマ及びイオンビ−ムの特性変化を 抑えることができるフリーマン型イオン源に関する。 The present invention relates to a Freeman type ion source capable of suppressing changes in characteristics of plasma and ion beams due to consumption of filaments.
【0002】[0002]
図2は従来のフリーマン型イオン源の一例を示す要部断面図であり、アークチ ェンバ1の側壁にイオン引出し孔(スリット)2、イオン物質源蒸気、ガスの導 入口3が形成されている。タングステン、タンタル線等で作った直線状の熱電子 放出用フィラメント4がアークチェンバ1の端壁に絶縁部材5を用いて取り付け られて、アークチェンバ1の中心からずれたイオン引出し孔2に近いところに配 置されており、フィラメント4は電流導入端子6を介して図示しない電源に接続 されている。 FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part showing an example of a conventional Freeman-type ion source. An ion extraction hole (slit) 2, an ion substance source vapor, and a gas inlet 3 are formed in a side wall of an arc chamber 1. A linear thermionic emission filament 4 made of tungsten, tantalum wire, etc. is attached to the end wall of the arc chamber 1 using an insulating member 5, and is close to the ion extraction hole 2 deviated from the center of the arc chamber 1. The filament 4 is connected to a power source (not shown) via the current introducing terminal 6.
【0003】 フィラメント4はアノードとなるアークチェンバ1に対して負電位にバイアス されており、アークチェンバ1の外部よりフィラメント4に平行に20〜100 Gauss の外部磁界が作用している。所定の真空雰囲気中において、フィラメント 4に150〜200Aのフィラメント電流を供給し、ガス導入口3からイオン物 質源ガスを供給する。フィラメント4とアークチェンバ1間にアーク放電が生じ 、アークチェンバ1内にイオン物質のプラズマを生成する。プラズマ生成後はア ーク電流が一定となるようにフィラメント電流を制御する。フィラメント電流に よってフィラメント4の周囲に回転磁界ができ、この磁界とフィラメント4と平 行な外部磁界との合成磁界によってイオン引出し孔2の近くに密度の高いプラズ マが生成され、静電引出し方式によってイオン引出し孔2からイオンビ−ムが引 出される。The filament 4 is biased to a negative potential with respect to the arc chamber 1 serving as an anode, and an external magnetic field of 20 to 100 Gauss acts from the outside of the arc chamber 1 in parallel with the filament 4. In a predetermined vacuum atmosphere, a filament current of 150 to 200 A is supplied to the filament 4 and an ion material source gas is supplied from the gas inlet 3. An arc discharge is generated between the filament 4 and the arc chamber 1, and a plasma of an ionic substance is generated in the arc chamber 1. After plasma generation, the filament current is controlled so that the arc current becomes constant. A rotating magnetic field is generated around the filament 4 by the filament current, and a high density plasma is generated near the ion extraction hole 2 by the combined magnetic field of this magnetic field and the filament 4 and the normal external magnetic field, and the electrostatic extraction method is used. Thus, the ion beam is extracted from the ion extraction hole 2.
【0004】 かかるフリーマン型イオン源は、一般に、イオンビ−ムの安定度がよい、イオ ンビ−ム量の可変範囲が広い、板状のイオンビ−ムが容易に引出せる、メンテナ ンスも容易であるという利点を有し、大電流のイオン注入装置に利用されている ところである。Such a Freeman type ion source generally has good ion beam stability, a wide variable range of the ion beam amount, a plate-like ion beam can be easily extracted, and maintenance is also easy. It has the advantage of being used in a high-current ion implanter.
【0005】[0005]
しかしながら、フィラメント4はイオン源の運転に伴い、スパッタ等により消 耗していく。フィラメント4が消耗すると、抵抗値が増加し、所要の熱電子放出 のためのフィラメント温度は、より小さいフィラメント電流で維持することがで き、フィラメントの消耗に伴い、フィラメント電流は当初の例えば150A程度 から50〜60A程度でも充分な状態へと変化する。かかるフィラメント電流の 変化は、回転磁界強度の変化をもたらし、生成されるプラズマ、したがって引出 されるイオンビ−ムの特性を変化させる。イオン注入装置にあっては、かかる特 性が変化するという現象によって、最適なイオンビ−ムを得るためのイオン源以 降の運転パラメータが変化し、装置の完全自動化が困難になっている。 However, the filament 4 is worn away by spatter and the like as the ion source is operated. When the filament 4 is consumed, the resistance value increases, and the filament temperature for the required thermionic emission can be maintained at a smaller filament current. With the consumption of the filament, the filament current is initially about 150 A, for example. From 50 to 60 A, it changes to a sufficient state. Such a change in the filament current causes a change in the rotating magnetic field strength, which changes the characteristics of the generated plasma, and thus the extracted ion beam. In the ion implanter, due to such a phenomenon that the characteristics change, operating parameters below the ion source for obtaining the optimum ion beam are changed, making it difficult to completely automate the device.
【0006】 本考案は、フィラメントの消耗によるプラズマ及びイオンビ−ムの特性の変化 を抑えることができるフリーマン型イオン源を提供することを目的とするもので ある。It is an object of the present invention to provide a Freeman type ion source capable of suppressing changes in plasma and ion beam characteristics due to filament consumption.
【0007】[0007]
本考案は、フリーマン型イオン源において、熱電子放出用フィラメントの近傍 に磁界調整用フィラメントを並設したことを特徴とするものである。 The present invention is characterized in that, in the Freeman type ion source, a magnetic field adjusting filament is arranged in parallel near the thermionic emission filament.
【0008】[0008]
熱電子放出用フィラメントの消耗に伴い、その電流が減少すると磁界調整用フ ィラメントに電流を流し、フィラメント周囲の回転磁界の強度を一定に保つ。プ ラズマの特性、したがってイオン源から引出されるイオンビ−ムの特性の変化が 抑えられる。 When the current decreases as the thermionic emission filament is consumed, a current is passed through the magnetic field adjustment filament to keep the strength of the rotating magnetic field around the filament constant. Changes in the characteristics of the plasma, and thus the characteristics of the ion beam extracted from the ion source, are suppressed.
【0009】[0009]
【実施例】 本考案の実施例について図面を参照して説明する。図1は一実施例の要部断面 図であり、図2と同一符号は同等部分を示す。熱電子放出用フィラメント4の近 傍に、同フィラメントと平行に、やはりタングステン、タンタル等で作られた直 線状の磁界調整用フィラメント7が並設され、このフィラメント7は、アークチ ェンバ1の端部に絶縁部材8によって絶縁して取り付けられている。熱電子放出 用フィラメント4と磁界調整用フィラメント7には、その図示を省略した独立の 電源から電流導入端子6、9を介してそれぞれフィラメント電流が供給される。 アークチェンバ1に対し熱電子放出用フィラメント4は負電位にバイアスされ、 磁界調整用フィラメント7はアークチェンバ1と同電位にされる。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part of one embodiment, and the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same parts. A linear magnetic field adjusting filament 7 also made of tungsten, tantalum, or the like is provided in parallel near the thermionic emission filament 4 in parallel with the filament 4, and the filament 7 is connected to the end of the arc chamber 1. It is insulated and attached to the portion by an insulating member 8. Filament currents are supplied to the thermionic emission filament 4 and the magnetic field adjusting filament 7 from independent power sources (not shown) through the current introducing terminals 6 and 9, respectively. The thermionic emission filament 4 is biased to a negative potential with respect to the arc chamber 1, and the magnetic field adjusting filament 7 is set to the same potential as the arc chamber 1.
【0010】 熱電子放出用フィラメント4には従来のフリーマン型イオン源の場合と同様に フィラメント電流を供給する。イオン源の運転に伴い同フィラメント4が消耗す ると、そのフィラメント電流は減少する。この電流の減少により回転磁界強度が 減少するが、磁界調整用フィラメント7に熱電子放出用フィラメント4と同方向 の電流を流し、この電流の回転磁界によって、熱電子放出用フィラメント4の電 流による回転磁界強度の減少を補償し、両フィラメント周囲の回転磁界の強度を 一定に保つ。A filament current is supplied to the thermionic emission filament 4 as in the case of the conventional Freeman type ion source. When the filament 4 is consumed by the operation of the ion source, the filament current decreases. Although the rotating magnetic field strength decreases due to the decrease in this current, a current in the same direction as the thermionic emission filament 4 is caused to flow through the magnetic field adjusting filament 7, and the rotating magnetic field of this current causes the current in the thermionic emission filament 4 to change. It compensates the decrease of the rotating magnetic field strength and keeps the strength of the rotating magnetic field around both filaments constant.
【0011】 上述の実施例では熱電子放出用フィラメント4に1個の磁界調整用フィラメン ト7を並設するものを示したが、複数個の磁界調整用フィラメントを熱電子放出 用フィラメントの周囲に適宜分散配置しても良い。In the above embodiment, one filament 7 for magnetic field adjustment is arranged in parallel with the filament 4 for thermoelectron emission, but a plurality of filaments for magnetic field adjustment are provided around the thermoelectron emission filament. They may be dispersed and arranged as appropriate.
【0012】[0012]
本考案は以上説明したように構成したので、熱電子放出用フィラメントの消耗 した場合にあっても、回転磁界の強度を一定に維持することができるから、アー クチェンバ内におけるイオン引出し孔付近のプラズマ生成状態の変化を抑えるこ とができ、特性が一定のイオンビ−ムを引出すことができる。また、回転磁界調 整用フィラメントは、アークチェンバのアノードと同電位にあるから、スパッタ によるフィラメントの消耗が殆ど生じない。したがって、イオン注入装置にあっ ては、運転パラメータの完全自動化を達成することができる。 Since the present invention is configured as described above, the strength of the rotating magnetic field can be maintained constant even when the thermionic emission filament is exhausted, so that the plasma in the vicinity of the ion extraction hole in the arc chamber is maintained. It is possible to suppress the change in the generation state, and it is possible to extract an ion beam having a constant characteristic. Further, since the rotating magnetic field adjusting filament has the same potential as the anode of the arc chamber, the filament is hardly consumed by sputtering. Therefore, in the ion implanter, complete automation of operating parameters can be achieved.
【図1】本考案の実施例の要部断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an essential part of an embodiment of the present invention.
【図2】従来のフリーマン型イオン源の一例の要部断面
図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of an example of a conventional Freeman type ion source.
1 アークチェンバ 2 イオン引出し孔 3 ガス導入口 4 熱電子放出用フィラメント 5、8 絶縁部材 6、9 電流導入端子 7 磁界調整用フィラメント 1 Arc chamber 2 Ion extraction hole 3 Gas inlet 4 Thermionic emission filament 5, 8 Insulation member 6, 9 Current introduction terminal 7 Magnetic field adjustment filament
Claims (1)
調整用フィラメントを並設したことを特徴とするフリー
マン型イオン源。1. A Freeman-type ion source comprising a filament for magnetic field adjustment arranged in parallel in the vicinity of a filament for emitting thermoelectrons.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991090685U JP2558362Y2 (en) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | Freeman ion source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991090685U JP2558362Y2 (en) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | Freeman ion source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0533447U true JPH0533447U (en) | 1993-04-30 |
| JP2558362Y2 JP2558362Y2 (en) | 1997-12-24 |
Family
ID=14005396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991090685U Expired - Fee Related JP2558362Y2 (en) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | Freeman ion source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2558362Y2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006156142A (en) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Sumitomo Eaton Noba Kk | Wafer electrification suppression apparatus and ion implantation apparatus equipped with the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62105340A (en) * | 1985-10-31 | 1987-05-15 | Mitsubishi Electric Corp | Ion generator |
-
1991
- 1991-10-09 JP JP1991090685U patent/JP2558362Y2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62105340A (en) * | 1985-10-31 | 1987-05-15 | Mitsubishi Electric Corp | Ion generator |
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|---|---|---|---|---|
| JP2006156142A (en) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Sumitomo Eaton Noba Kk | Wafer electrification suppression apparatus and ion implantation apparatus equipped with the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2558362Y2 (en) | 1997-12-24 |
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