JPH065100U - Ion source - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 イオン源は質量分析装置の前段に設けられて
おり、質量分析装置からは所望の単一のイオンから成る
イオンビームが出射される。イオン源は、プラズマ生成
室７内を加熱するヒータ線１４を備えている。プラズマ
生成室７内で生成される複数種類のイオンの構成比は、
室内温度により変化する。例えば、ＢＦ3がプラズマ生
成室７内に導入された場合、温度が高くなる程、Ｂ+ の
構成比がＢＦ2 + のそれに比べて大きくなるので、質量
分析装置からＢ+ を取り出す場合、ヒータ線１４により
プラズマ生成室１６内を加熱することにより、効率よく
Ｂ+を取り出すことができる。
【効果】 質量分析装置において効率よく所望のイオン
を取り出すことができるので、所望イオンのビーム量を
増加させることができ、且つイオン源の負担を軽減でき
る。
(57) [Summary] [Constitution] The ion source is provided in front of the mass spectrometer, and an ion beam composed of a desired single ion is emitted from the mass spectrometer. The ion source includes a heater wire 14 that heats the inside of the plasma generation chamber 7. The composition ratio of plural types of ions generated in the plasma generation chamber 7 is
It changes depending on the room temperature. For example, when BF 3 is introduced into the plasma generation chamber 7, the higher the temperature, the larger the composition ratio of B + compared to that of BF 2 +. Therefore, when B + is taken out from the mass spectrometer, a heater is used. By heating the inside of the plasma generation chamber 16 with the wire 14, B + can be efficiently taken out. [Effect] Since the desired ions can be efficiently extracted in the mass spectrometer, the beam amount of the desired ions can be increased and the burden on the ion source can be reduced.
Description
【０００１】[0001]
本考案は、イオン注入装置等において使用される、イオンを生成してイオンビ ームとして引き出すイオン源に関し、特に、所望のイオンを選択的に取り出す質 量分析手段の前段に設けられるイオン源に関するものである。 The present invention relates to an ion source used in an ion implanter or the like to generate ions to be extracted as an ion beam, and more particularly to an ion source provided in front of a mass analysis means for selectively extracting desired ions. Is.
【０００２】[0002]
イオン源には、例えばマイクロ波型や高周波型、ＰＩＧ（Penning Ionization Gauge）型等の多くの種類が存在しており、これらの各種のイオン源は、必要と されるイオン種やエネルギー、電流等に応じて最適の機種が使い分けられるよう になっている。 There are many types of ion sources such as microwave type, high frequency type, PIG (Penning Ionization Gauge) type, etc. These various ion sources have required ion species, energy, current, etc. The most suitable model can be used according to your needs.
【０００３】 例えばマイクロ波型のイオン源は、図７に示すように、マイクロ波を出力する マグネトロン５１と、このマグネトロン５１に導波管５２を介して接続されたプ ラズマチャンバー５３とを有しており、プラズマチャンバー５３の導波管５２側 の壁面には、プラズマチャンバー５３によって形成されたプラズマ生成室５６と 導波管５２とを隔離するウインドウ５４が設けられている。そして、このイオン 源は、マグネトロン５１から出力されたマイクロ波を導波管５２およびウインド ウ５４を介してプラズマ生成室５６に導入させ、プラズマ生成室５６内に導入さ れているＢＦ3 等のガスをマイクロ波放電によりプラズマ化させるようになって いる。これにより、導入ガスに応じた複数種類のイオン（例えば、導入ガスがＢ Ｆ3 の場合、Ｂ+ 、ＢＦ2 + 等）がプラズマ生成室５６内に生成される。As shown in FIG. 7, for example, a microwave type ion source has a magnetron 51 for outputting a microwave and a plasma chamber 53 connected to the magnetron 51 via a waveguide 52. On the wall surface of the plasma chamber 53 on the side of the waveguide 52, there is provided a window 54 which separates the plasma generation chamber 56 formed by the plasma chamber 53 from the waveguide 52. Then, this ion source introduces the microwave output from the magnetron 51 into the plasma generation chamber 56 via the waveguide 52 and the window 54, such as BF 3 introduced into the plasma generation chamber 56. The gas is made into plasma by microwave discharge. Thereby, a plurality of types of ions corresponding to the introduced gas (for example, B + , BF 2 +, etc. when the introduced gas is BF 3 ) are generated in the plasma generation chamber 56.
【０００４】 また、上記プラズマ生成室５６にプラズマが生成された後、上記プラズマチャ ンバー５３と引出し電極５７との間に高電圧を印加して所定の電位差を生じさせ ることにより、上記プラズマ生成室５６内から複数種類の同極性のイオンを引出 してイオンビームを形成するようになっている。After the plasma is generated in the plasma generation chamber 56, a high voltage is applied between the plasma chamber 53 and the extraction electrode 57 to generate a predetermined potential difference, thereby generating the plasma. A plurality of types of ions of the same polarity are extracted from the chamber 56 to form an ion beam.
【０００５】 上記のようなイオン源が、例えばイオン注入装置に用いられる場合、プラズマ 生成室５６内から引出された複数種類のイオンから成るイオンビームは、図示し ない質量分析装置において所望のイオンのみが選別され、この選別された所望の イオンのみが図示しないターゲットに照射されるようになっている。When the ion source as described above is used in, for example, an ion implantation apparatus, an ion beam composed of a plurality of types of ions extracted from the inside of the plasma generation chamber 56 is used only for desired ions in a mass spectrometer (not shown). Are selected, and only the selected desired ions are irradiated to a target (not shown).
【０００６】 そして、ターゲット上におけるイオンビーム（所望の単一イオンから成るイオ ンビーム）の電流量を調整するには、マグネトロン５１から出力されるマイクロ 波電力を変化させ、プラズマ生成室５６内に生成されるブラズマ密度（即ち、イ オンの密度）を調整することにより行われている。Then, in order to adjust the current amount of the ion beam (ion beam composed of desired single ions) on the target, the microwave power output from the magnetron 51 is changed to generate in the plasma generation chamber 56. It is performed by adjusting the plasma density (that is, the density of ions) that is generated.
【０００７】[0007]
ここで、例えば、プラズマ生成室５６内にＢＦ3 を導入してＢ+ 、ＢＦ2 + を 含む複数種類のイオンを生成し、質量分析部においてＢ+ あるいはＢＦ2 + のみ を選択的に取り出してＢ+ あるいはＢＦ2 + から成るイオンビームを得ようとす る場合を考えてみる。例えば、大電流のイオンビーム（Ｂ+ またはＢＦ2 + の単 一イオンから成るイオンビーム）を得ようとする場合、所望のイオンがＢ+ であ っても、ＢＦ2 + であっても、従来では、単にマグネトロン５１から出力される マイクロ波電力をアップし、プラズマ生成室５６内に生成されるブラズマ密度（ 即ち、イオンの密度）を高めることのみしか行われていない。したがって、例え ばＢ+ のイオンビームを得ようとするとき、Ｂ+ 以外の不要イオン（ＢＦ2 + 等 ）を生成するためにも多量のマイクロ波電力が消費されるため、効率が悪く大電 流のイオンビームが得られないと共に、それだけイオン源の負担も大きくなる。Here, for example, B + by introducing BF 3 into the plasma generation chamber 56, to generate a plurality of types of ions including BF 2 +, and B + or BF 2 + only selectively taken out in the mass analyzer Consider the case of trying to obtain an ion beam composed of B + or BF 2 + . For example, when trying to obtain a high-current ion beam (an ion beam composed of a single ion of B + or BF 2 + ), whether the desired ion is B + or BF 2 + , Conventionally, only the microwave power output from the magnetron 51 is increased to increase the plasma density (that is, the density of ions) generated in the plasma generation chamber 56. Therefore, for example, when an ion beam of B + is to be obtained, a large amount of microwave power is consumed to generate unnecessary ions other than B + (BF 2 + etc.), resulting in poor efficiency and high power consumption. The current ion beam cannot be obtained, and the burden on the ion source is increased accordingly.
【０００８】 本考案は上記に鑑みなされたものであり、その目的は、プラズマ生成室内に生 成されるプラズマを構成する複数のイオンの構成比を調整することにより、所望 イオンのビーム形成を効率的に行い、所望イオンのビーム量の増大を図り、イオ ン源の負担を軽減することができるイオン源を提供することにある。The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to efficiently form a beam of desired ions by adjusting a composition ratio of a plurality of ions forming plasma generated in a plasma generation chamber. The present invention aims to provide an ion source capable of increasing the beam amount of desired ions and reducing the burden on the ion source.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】 請求項１の本考案のイオン源は、上記の課題を解決するために、所望のイオン を選択的に取り出す質量分析手段の前段に設けられるものであり、導入されたイ オン源物質を電離させて複数種類のイオンを含むプラズマを生成するプラズマ生 成室を有し、このプラズマ生成室からイオンを引き出してイオンビームを形成す るイオン源であって、以下の手段を講じている。In order to solve the above-mentioned problems, the ion source of the present invention according to claim 1 is provided before the mass spectrometric means for selectively extracting desired ions. An ion source that has a plasma generation chamber that ionizes the generated ion source material to generate plasma containing multiple types of ions, and that extracts ions from the plasma generation chamber to form an ion beam. Is taking measures.
【００１０】 即ち、上記質量分析手段により取り出されるイオンに応じて、上記プラズマ生 成室内を加熱する加熱手段を備えている。That is, the heating means is provided for heating the inside of the plasma generation chamber according to the ions extracted by the mass analysis means.
【００１１】 請求項２の本考案のイオン源は、上記の課題を解決するために、所望のイオン を選択的に取り出す質量分析手段の前段に設けられるものであり、導入されたイ オン源物質を電離させて複数種類のイオンを含むプラズマを生成するプラズマ生 成室を有し、このプラズマ生成室からイオンを引き出してイオンビームを形成す るイオン源であって、以下の手段を講じている。In order to solve the above-mentioned problems, the ion source of the present invention according to claim 2 is provided before the mass spectrometric means for selectively extracting desired ions. It is an ion source that has a plasma generation chamber that ionizes ions to generate a plasma containing multiple types of ions, and that extracts ions from the plasma generation chamber to form an ion beam. .
【００１２】 即ち、上記質量分析手段により取り出されるイオンに応じて、上記プラズマ生 成室内を冷却する冷却手段を備えている。That is, a cooling means is provided for cooling the inside of the plasma generation chamber according to the ions extracted by the mass analysis means.
【００１３】 請求項３の本考案のイオン源は、上記の課題を解決するために、所望のイオン を選択的に取り出す質量分析手段の前段に設けられるものであり、導入されたイ オン源物質を電離させて複数種類のイオンを含むプラズマを生成するプラズマ生 成室を有し、このプラズマ生成室からイオンを引き出してイオンビームを形成す るイオン源であって、以下の手段を講じている。In order to solve the above-mentioned problems, the ion source of the present invention according to claim 3 is provided before the mass spectrometric means for selectively extracting desired ions. It is an ion source that has a plasma generation chamber that ionizes ions to generate a plasma containing multiple types of ions, and that extracts ions from the plasma generation chamber to form an ion beam. .
【００１４】 即ち、上記プラズマ生成室内を加熱する加熱手段と、上記プラズマ生成室内を 冷却する冷却手段とを有する温度調整手段を備え、上記温度調整手段は、上記質 量分析手段により取り出されるイオンに応じてプラズマ生成室内の温度を調整す るようになっている。That is, a temperature adjusting means having a heating means for heating the plasma generating chamber and a cooling means for cooling the plasma generating chamber is provided, and the temperature adjusting means applies the ions extracted by the mass analyzing means. The temperature in the plasma generation chamber is adjusted accordingly.
【００１５】[0015]
上記請求項１の構成によれば、イオン源は質量分析手段の前段に設けられてお り、イオン源において生成された複数種類のイオンを含むイオンビームは、質量 分析手段において所望のイオンのみが選択的に取り出され、単一のイオンから成 るイオンビームになる。 According to the structure of claim 1, the ion source is provided in front of the mass spectrometric means, and the ion beam containing a plurality of kinds of ions generated in the ion source includes only desired ions in the mass spectrometric means. It is selectively ejected into an ion beam consisting of a single ion.
【００１６】 ところで、プラズマ生成室内で生成される複数種類のイオンの構成比は、プラ ズマ生成室内の温度により変化する。例えば、イオン源物質としてＢＦ3 が用い られた場合、プラズマ生成室内温度が高くなる程、Ｂ+ の構成比がＢＦ2 + のそ れに比べて大きくなる。By the way, the composition ratio of plural kinds of ions generated in the plasma generation chamber changes depending on the temperature in the plasma generation chamber. For example, when BF 3 is used as the ion source material, the higher the temperature inside the plasma generation chamber, the larger the composition ratio of B + compared to that of BF 2 + .
【００１７】 本イオン源は、プラズマ生成室内を加熱する加熱手段を有しているので、質量 分析手段により取り出されるイオンが、温度が高い方がプラズマ生成室内での構 成比が大きくなるようなイオン（例えば上記Ｂ+ 等）である場合、上記加熱手段 によりプラズマ生成室内を加熱することにより、そのイオンのイオン源から引き 出されたイオンビーム中の構成比も大きくなる。したがって、質量分析手段によ り取り出されるイオンのビーム量が増加する。即ち、質量分析手段において効率 よく所望のイオンを取り出すことができ、イオン源の負担が軽減される。Since this ion source has a heating means for heating the inside of the plasma generation chamber, the higher the temperature of the ions extracted by the mass analysis means, the larger the composition ratio in the plasma generation chamber. In the case of ions (for example, B + or the like), by heating the plasma generation chamber by the heating means, the composition ratio of the ions in the ion beam extracted from the ion source also increases. Therefore, the beam amount of the ions extracted by the mass spectrometric means increases. That is, desired ions can be efficiently taken out by the mass spectrometric means, and the burden on the ion source is reduced.
【００１８】 上記請求項２の構成によれば、プラズマ生成室内を冷却する冷却手段を有して いるので、質量分析手段により取り出されるイオンが、温度が低い方がプラズマ 生成室内での構成比が大きくなるようなイオン（例えば上記ＢＦ2 + 等）である 場合、上記冷却手段によりプラズマ生成室内を冷却することにより、そのイオン のイオン源から引き出されたイオンビーム中の構成比も大きくなる。したがって 、質量分析手段により取り出されるイオンのビーム量が増加する。即ち、質量分 析手段において効率よく所望のイオンを取り出すことができ、イオン源の負担が 軽減される。According to the structure of the above-mentioned claim 2, since the cooling means for cooling the inside of the plasma generation chamber is provided, the ions taken out by the mass analysis means have a lower composition ratio in the plasma generation chamber when the temperature is lower. In the case of large ions (for example, BF 2 +, etc.), by cooling the plasma generation chamber by the cooling means, the composition ratio of the ions in the ion beam extracted from the ion source also increases. Therefore, the beam amount of the ions extracted by the mass spectrometric means increases. That is, desired ions can be efficiently taken out by the mass analysis means, and the burden on the ion source is reduced.
【００１９】 上記請求項３の構成によれば、上記プラズマ生成室内を加熱する加熱手段と、 上記プラズマ生成室内を冷却する冷却手段とを有する温度調整手段を備えている ので、質量分析手段により取り出されるイオンに応じて、プラズマ生成室内での 構成比が大きくなるように、上記加熱手段または冷却手段によりプラズマ生成室 内の温度を調整すれば、質量分析手段において効率よく所望のイオンを取り出す ことができ、質量分析手段により取り出されるイオンのビーム量を増加させるこ とができると共に、イオン源の負担が軽減される。According to the configuration of the third aspect, since the temperature adjusting means having the heating means for heating the inside of the plasma generation chamber and the cooling means for cooling the inside of the plasma generation chamber is provided, it is taken out by the mass spectrometric means. If the temperature in the plasma generation chamber is adjusted by the heating means or the cooling means so that the composition ratio in the plasma generation chamber is increased according to the generated ions, the desired ions can be efficiently extracted in the mass analysis means. As a result, the beam amount of the ions extracted by the mass spectrometric means can be increased, and the burden on the ion source can be reduced.
【００２０】[0020]
〔実施例１〕 本考案の一実施例について図１に基づいて説明すれば、以下の通りである。 [First Embodiment] The following will describe one embodiment of the present invention with reference to FIG.
【００２１】 本実施例のイオン源は、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ：Electron Cyclotr on Resonance）条件の磁界中でマイクロ波放電を生じさせてプラズマを生成し、 このプラズマからイオンをビームとして引き出すマイクロ波型のイオン源（ＥＣ Ｒイオン源）であり、例えばイオン注入装置に搭載されるようになっている。The ion source of the present embodiment is a microwave type in which a microwave discharge is generated in a magnetic field under an electron cyclotron resonance (ECR) condition to generate plasma, and ions are extracted from the plasma as a beam. Ion source (ECR ion source), and is mounted on, for example, an ion implantation device.
【００２２】 上記イオン源は、図１に示すように、例えば2.４５ＧＨｚのマイクロ波を出力 するマグネトロン１と、このマグネトロン１を作動させるマグネトロン電源２と を有しており、マグネトロン１は、導波管３を介してプラズマチャンバ４に接続 されている。As shown in FIG. 1, the ion source has, for example, a magnetron 1 that outputs a microwave of 2.45 GHz and a magnetron power supply 2 that operates the magnetron 1. It is connected to the plasma chamber 4 via the wave tube 3.
【００２３】 上記のプラズマチャンバ４は、プラズマ生成室７を形成しており、このプラズ マ生成室７には、ＢＦ3 等のイオン源物質が導入されるようになっている。また 、プラズマチャンバ４の導波管３側の内壁面には、ウインドウ５が配設されてお り、このウインドウ５は、導波管３とプラズマ生成室７とを隔離するようになっ ていると共に、マグネトロン１から導波管３を介して出力されたマイクロ波をプ ラズマ生成室７に導入させるようになっている。The plasma chamber 4 forms a plasma generation chamber 7, and an ion source material such as BF 3 is introduced into the plasma generation chamber 7. Further, a window 5 is provided on the inner wall surface of the plasma chamber 4 on the waveguide 3 side, and the window 5 separates the waveguide 3 and the plasma generation chamber 7. At the same time, the microwave output from the magnetron 1 through the waveguide 3 is introduced into the plasma generation chamber 7.
【００２４】 また、プラズマチャンバー４の他の内壁面には、ＢＦ3 等のガスに対して耐蝕 性を有した、例えばＢＮ等から成るライナー１３…が設けられている。これらの 各ライナー１３…のプラズマチャンバー４側の一方面には、溝部が刻み込まれて おり、この溝部に加熱手段としてのヒータ線１４（例えばニクロム線、Ｔａ線等 ）が嵌合されている（即ち、ヒータ線１４が各ライナー１３…に巻回されている ）。上記ヒータ線１４は、図示しない加熱電源（加熱手段）から電力が供給され ることによって発熱し、プラズマ生成室７内の温度を上昇させる。Further, on the other inner wall surface of the plasma chamber 4, liners 13 made of, for example, BN or the like having corrosion resistance to a gas such as BF 3 are provided. A groove is engraved on one surface of each of the liners 13 on the side of the plasma chamber 4, and a heater wire 14 (for example, a nichrome wire, a Ta wire, etc.) as a heating means is fitted in the groove ( That is, the heater wire 14 is wound around each liner 13 ... The heater wire 14 generates heat when power is supplied from a heating power source (heating means) (not shown), and raises the temperature in the plasma generation chamber 7.
【００２５】 また、プラズマチャンバー４の一部位には、プラズマ生成室７内の温度を測定 するための熱電対１５が設けられている。上記熱電対１５は、図示しない制御装 置に接続されており、この制御装置は、熱電対１５からの温度情報に基づいて、 プラズマ生成室７内が設定温度になるように加熱電源（加熱手段）の出力を調整 するようになっている。尚、プラズマ生成室７内の温度を測定する温度測定手段 として、上記熱電対１５以外のものが使用されてもよい。A thermocouple 15 for measuring the temperature in the plasma generation chamber 7 is provided at one part of the plasma chamber 4. The thermocouple 15 is connected to a control device (not shown). This control device uses a heating power source (heating means) so that the inside of the plasma generation chamber 7 reaches a set temperature based on temperature information from the thermocouple 15. ) Output is adjusted. Incidentally, as the temperature measuring means for measuring the temperature in the plasma generation chamber 7, other than the thermocouple 15 may be used.
【００２６】 上記のプラズマチャンバ４は、後述の引出電極８および減速電極９等と共に、 気密状態にされたイオン源チャンバ１２に内蔵されており、このイオン源チャン バ１２は、図示しない真空排気手段によって高真空状態にされるようになってい る。The plasma chamber 4 is housed in an airtight ion source chamber 12 together with an extraction electrode 8 and a deceleration electrode 9 which will be described later. The ion source chamber 12 is a vacuum exhaust unit (not shown). The high vacuum state has been set up.
【００２７】 また、プラズマチャンバ４の周囲には、ソレノイドコイル６ａ・６ｂを備えた ソースマグネット６が配設されており、このソースマグネット６は、プラズマ生 成室７内に、ビーム引き出し方向と平行な磁界を形成するようになっている。上 記ソレノイドコイル６ａ・６ｂには、図示しないソースマグネット電源が接続さ れており、ソースマグネット電源よりソースマグネット電流が供給されるように なっている。A source magnet 6 having solenoid coils 6 a and 6 b is arranged around the plasma chamber 4, and the source magnet 6 is placed in the plasma generation chamber 7 in parallel with the beam extraction direction. It is designed to generate a strong magnetic field. A source magnet power source (not shown) is connected to the solenoid coils 6a and 6b so that a source magnet current is supplied from the source magnet power source.
【００２８】 また、プラズマチャンバ４のウインドウ５と対向する壁面には、外部にイオン を放出させるイオン引出スリット４ａが形成されている。このイオン引出スリッ ト４ａからイオンの放出方向には、ビーム通過孔８ａが形成された引出電極８お よびビーム通過孔９ａが形成された減速電極９がこの順に配設されている。Further, on the wall surface of the plasma chamber 4 facing the window 5, an ion extraction slit 4 a for emitting ions to the outside is formed. An extraction electrode 8 having a beam passage hole 8a and a deceleration electrode 9 having a beam passage hole 9a are arranged in this order in the ion emission direction from the ion extraction slit 4a.
【００２９】 上記減速電極９は接地されて大地電位に、そして、引出電極８は減速電極９よ りも負電位になるように、減速電源１０より負電圧が印加されている。そして、 プラズマチャンバ４には、引出電源１１の正極端子が接続されており、この引出 電源１１より高電圧の引出電圧が印加されるようになっている。これにより、プ ラズマチャンバ４と引出電極８との間に所定の電位差が生じ、プラズマ生成室７ に強い外部電界が形成され、この外部電界により、プラズマ生成室７内のプラズ マからイオンが引き出され、イオンビームが形成されるようになっている。また 、上記のように、引出電極８を減速電極９よりも負電位にすることにより、引出 電極８よりも下流で発生した電子の逆流を防ぐことができるようになっている。A negative voltage is applied from the deceleration power supply 10 so that the deceleration electrode 9 is grounded to the ground potential and the extraction electrode 8 has a negative potential more than the deceleration electrode 9. The plasma chamber 4 is connected to the positive electrode terminal of the extraction power supply 11, and a high extraction voltage is applied from the extraction power supply 11. As a result, a predetermined potential difference is generated between the plasma chamber 4 and the extraction electrode 8, and a strong external electric field is formed in the plasma generation chamber 7, and this external electric field causes ions to be extracted from the plasma inside the plasma generation chamber 7. And an ion beam is formed. Further, as described above, by setting the extraction electrode 8 to a negative potential than that of the deceleration electrode 9, it is possible to prevent the backflow of electrons generated in the downstream of the extraction electrode 8.
【００３０】 上記引出電極８によりプラズマ生成室７から引き出されたイオンビームの進行 方向には、図示しない質量分析装置（質量分析手段）が配設されている。この質 量分析装置は、特定質量のイオンのみを選択的に取り出すようになっている。し たがって、プラズマ生成室７から引き出されたイオンビームは、この質量分析装 置を通過することにより、単一イオンから成るイオンビームとなる。例えば、イ オン注入装置の場合、質量分析装置を通過後の単一イオンから成るイオンビーム が、必要により加速、偏向、整形、走査され、ターゲットに照射される。A mass spectrometer (not shown) (mass analyzer) is arranged in the traveling direction of the ion beam extracted from the plasma generation chamber 7 by the extraction electrode 8. This mass spectrometer is designed to selectively take out only ions of a specific mass. Therefore, the ion beam extracted from the plasma generation chamber 7 becomes an ion beam composed of single ions by passing through the mass analysis device. For example, in the case of an ion implanter, an ion beam consisting of a single ion that has passed through the mass spectrometer is accelerated, deflected, shaped, and scanned as necessary to irradiate the target.
【００３１】 上記の構成において、イオン源の動作について説明する。The operation of the ion source in the above configuration will be described.
【００３２】 先ず、イオン源チャンバ１２が図示しない真空排気手段によって排気され、高 真空状態にされる。また、図示しない加熱電源の電力がヒータ線１４に供給され ることによって、ヒータ線１４が発熱を開始し、このヒータ線１４がライナー１ ３…を介してプラズマ生成室７内の温度を、プラズマによる加熱で平衡となる温 度付近まで上昇させる。次に、プラズマ生成室７内にイオン源物質が導入される 。ここでは、イオン源物質としてＢＦ3 を用いて説明する。そして、ソースマグ ネット６のソレノイドコイル６ａ・６ｂにソースマグネット電源よりソースマグ ネット電流が供給され、プラズマ生成室７にビーム引き出し方向と略平行な磁界 が形成される。この後、マグネトロン１が作動され、マイクロ波電力の出力が開 始されることになる。First, the ion source chamber 12 is evacuated by a vacuum evacuation unit (not shown) to be in a high vacuum state. In addition, when the electric power of the heating power source (not shown) is supplied to the heater wire 14, the heater wire 14 starts to generate heat, and the heater wire 14 changes the temperature in the plasma generation chamber 7 via the liner 13 ... The temperature is raised to near equilibrium by heating with. Next, the ion source material is introduced into the plasma generation chamber 7. Here, BF 3 is used as an ion source substance for description. Then, the source magnet current is supplied from the source magnet power supply to the solenoid coils 6a and 6b of the source magnet 6, and a magnetic field substantially parallel to the beam extraction direction is formed in the plasma generation chamber 7. After this, the magnetron 1 is activated and the output of microwave power is started.
【００３３】 このマイクロ波は、導波管３を介してウインドウ８に到達し、このウインドウ ８を通過してプラズマ生成室７に導入されることになる。そして、ＥＣＲ現象に よるマイクロ波放電によって、プラズマ生成室７に導入されているＢＦ3 がプラ ズマ化され、Ｂ+ 、ＢＦ2 + を含む複数種類のイオンが生成される。This microwave reaches the window 8 via the waveguide 3, passes through the window 8 and is introduced into the plasma generation chamber 7. Then, BF 3 introduced into the plasma generation chamber 7 is plasmatized by microwave discharge due to the ECR phenomenon, and a plurality of types of ions including B + and BF 2 + are generated.
【００３４】 ところで、プラズマを構成するＢ+ およびＢＦ2 + の構成比は、温度により変 化する。具体的には、温度が高くなる程、Ｂ+ の構成比がＢＦ2 + のそれに比べ て大きくなる。したがって、プラズマ生成室７内の温度を調整すれば、プラズマ を構成するＢ+ およびＢＦ2 + の構成比を調整することができる。By the way, the composition ratio of B + and BF 2 + forming the plasma changes depending on the temperature. Specifically, the higher the temperature, the larger the composition ratio of B + becomes compared to that of BF 2 + . Therefore, if the temperature in the plasma generation chamber 7 is adjusted, the composition ratio of B + and BF 2 + forming the plasma can be adjusted.
【００３５】 そこで、本実施例では、Ｂ+ からなるイオンビームを形成しようとする場合、 ヒータ線１４の発熱量を多くし、プラズマ生成室７内の温度を強制的に高くする 。即ち、制御装置は、熱電対１５からの温度情報に基づいて、プラズマ生成室７ 内が設定温度になるように加熱電源の出力を調整する。これにより、マイクロ波 電力が従来と同じでも、プラズマ生成室７内のＢ+ の構成比が従来よりも大きく なる。一方、ＢＦ2 + からなるイオンビームを形成しようとする場合、ヒータ線 １４の発熱をゼロにし（または、少なくし）、プラズマ生成室７内の温度を強制 的に高めたりせず、プラズマ生成室７内のＢＦ2 + の構成比を比較的高い状態に する。Therefore, in the present embodiment, when an ion beam of B + is to be formed, the heating value of the heater wire 14 is increased and the temperature inside the plasma generation chamber 7 is forcibly increased. That is, the control device adjusts the output of the heating power source based on the temperature information from the thermocouple 15 so that the inside of the plasma generation chamber 7 reaches the set temperature. Thereby, even if the microwave power is the same as the conventional one, the composition ratio of B + in the plasma generation chamber 7 becomes larger than the conventional one. On the other hand, when an ion beam made of BF 2 + is to be formed, the heat generation of the heater wire 14 is set to zero (or reduced), and the temperature inside the plasma generation chamber 7 is not forcibly raised. The composition ratio of BF 2 + in 7 is made relatively high.
【００３６】 上記のように、得ようとするイオンビームに応じてプラズマ生成室７内のＢ+ 、ＢＦ2 + の構成比がコントロールされた状態で、引出電源１１が投入されるこ とにより、上記プラズマチャンバ４と引出電極８との間に所定の電位差が生じ、 プラズマ生成室７に強い外部電界が形成され、この外部電界により、プラズマ生 成室７内のプラズマからＢ+ およびＢＦ2 + を含む正のイオンが引き出され、イ オンビームが形成される。As described above, the extraction power source 11 is turned on while the composition ratio of B + and BF 2 + in the plasma generation chamber 7 is controlled according to the ion beam to be obtained, A predetermined potential difference is generated between the plasma chamber 4 and the extraction electrode 8, and a strong external electric field is formed in the plasma generation chamber 7, and this external electric field causes B + and BF 2 + from the plasma in the plasma generation chamber 7. Positive ions including are extracted and an ion beam is formed.
【００３７】 上記イオンビームは、引出電極８のビーム通過孔８ａ、および減速電極９のビ ーム通過孔９ａを通過した後、質量分析装置へと移送される。そして、この質量 分析装置において所望のイオンが選別され、所望の単一イオンからなるイオンビ ームが形成される。The ion beam passes through the beam passage hole 8 a of the extraction electrode 8 and the beam passage hole 9 a of the deceleration electrode 9, and then is transferred to the mass spectrometer. Then, desired ions are selected in this mass spectrometer, and an ion beam composed of desired single ions is formed.
【００３８】 このように、本実施例のイオン源は、プラズマ生成室７内を加熱するヒータ線 １４を有し、このヒータ線１４によってプラズマ生成室７内の温度を得ようとす るイオンビームに応じて調整することにより、プラズマ生成室７に生成されるプ ラズマを構成する複数のイオンの構成比を、所望イオンの構成比が大きくなるよ うに調整するようになっている。したがって、所望イオンのビーム形成を効率的 に行うことができるので、マイクロ波電力が従来と同じでも、所望イオンのビー ム量の増大が図れる。また、これにより、イオン源の負担を軽減することができ る。As described above, the ion source of the present embodiment has the heater wire 14 for heating the inside of the plasma generation chamber 7, and the ion beam for trying to obtain the temperature inside the plasma generation chamber 7 by this heater wire 14. The composition ratio of a plurality of ions forming the plasma generated in the plasma generation chamber 7 is adjusted so as to increase the composition ratio of the desired ion. Therefore, the beam formation of the desired ions can be efficiently performed, and the beam amount of the desired ions can be increased even if the microwave power is the same as the conventional one. This also reduces the burden on the ion source.
【００３９】 尚、本実施例では、イオン源物質としてＢＦ3 を用いた場合について説明した が、これに限定されるものではない。即ち、本実施例のイオン源は、その他のイ オン源物質を用いた場合でも、温度が高い方がプラズマ生成室内での構成比が大 きくなるようなイオンのビームを発生させるときには非常に有効である。In the present embodiment, the case where BF 3 is used as the ion source substance has been described, but the present invention is not limited to this. That is, the ion source of the present embodiment is very effective when generating a beam of ions such that the composition ratio in the plasma generation chamber becomes higher when the temperature is higher, even when other ion source materials are used. Is.
【００４０】 また、本実施例のイオン源は、マイクロ波によってイオン源物質を加熱する前 に、ヒータ線１４によりイオン源物質を加熱しているため、立ち上げ時のビーム 引出電流安定待ち時間を短縮することも可能になっている。Further, in the ion source of the present embodiment, since the ion source material is heated by the heater wire 14 before the ion source material is heated by the microwave, the beam extraction current stabilization wait time at startup is It can be shortened.
【００４１】 また、本実施例ではライナー１３に直接溝部を刻んでこの溝部にヒータ線１４ を嵌合させているため、ライナー１３全体がヒータの役割を果たし、プラズマ生 成室７内の温度が上昇し易いと共に、構造が簡単でスペース的にも余裕が大きく なる。Further, in this embodiment, since the groove is directly formed in the liner 13 and the heater wire 14 is fitted in this groove, the entire liner 13 functions as a heater, and the temperature inside the plasma generation chamber 7 is increased. Not only is it easy to lift, but the structure is simple and the space is large.
【００４２】 また、ベーパライザーを備え、イオン源物質としてＡｓ等の金属イオン種を使 用できるイオン源の場合、上記ヒータ線１４によってプラズマ生成室７内を金属 イオン種の蒸発温度以上に加熱することにより、金属イオン種の凝固（ライナー への付着）が防止される。これにより、プラズマ生成室７内におけるプラズマの 生成が安定し、安定なビームを得ることができる。In the case of an ion source equipped with a vaporizer and capable of using a metal ion species such as As as an ion source substance, the inside of the plasma generation chamber 7 is heated by the heater wire 14 to a temperature equal to or higher than the evaporation temperature of the metal ion species. This prevents the metal ion species from solidifying (adhering to the liner). As a result, plasma generation in the plasma generation chamber 7 is stabilized, and a stable beam can be obtained.
【００４３】 尚、本実施例では加熱手段としてヒータ線１４が用いられているが、これに限 定されるものではない。例えば、各ライナー１３…のプラズマチャンバー４側の 一方面に、セラミック系の板状の発熱部材を設けてもよい。また、本実施例では 加熱手段（ヒータ線１４）がライナー１３に設けられているが、これに限定され ることはない。即ち、加熱手段は、プラズマチャンバー４の隔壁の外面または内 面の少なくとも一方に設け、このプラズマチャンバー４の隔壁を介してプラズマ 生成室７を加熱するようになっていれば良い。In this embodiment, the heater wire 14 is used as the heating means, but the heating means is not limited to this. For example, a ceramic plate-shaped heat generating member may be provided on one surface of each liner 13 on the plasma chamber 4 side. Further, the heating means (heater wire 14) is provided on the liner 13 in this embodiment, but the present invention is not limited to this. That is, it suffices that the heating means is provided on at least one of the outer surface and the inner surface of the partition of the plasma chamber 4, and heats the plasma generation chamber 7 via the partition of the plasma chamber 4.
【００４４】 〔実施例２〕 次に、本考案の他の実施例について図２に基づいて説明すれば、以下の通りで ある。尚、便宜上、前記実施例１と同一の構成を有する部材には同一の参照番号 を付してその説明を省略する。Second Embodiment Next, another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. For the sake of convenience, members having the same configurations as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【００４５】 本実施例のイオン源は、前記実施例１におけるヒータ線１４（図１）および加 熱電源が設けられていない代わりに、図２に示すように、冷却水が通る冷却パイ プ（冷却手段）１６がプラズマチャンバー４の周囲に巻き付けられている以外は 、図１に示す前記実施例１と同様の構成であり、質量分析装置の前段に設けられ ている。In the ion source of the present embodiment, the heater wire 14 (FIG. 1) and the heating power source in the first embodiment are not provided, but as shown in FIG. The cooling unit 16 has the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG. 1 except that the cooling unit 16 is wound around the plasma chamber 4, and is provided in the front stage of the mass spectrometer.
【００４６】 上記の構成において、本実施例のイオン源においても、ヒータ線１４による加 熱を行わない以外は前記実施例１と同様にプラズマ生成室内にプラズマを発生さ せ、イオンビームを形成する。このとき、例えば、プラズマ生成室内に導入され るイオン源物質としてＢＦ3 を用い、ＢＦ2 + から成るイオンビームを得ようと する場合、上記冷却パイプ１６に常に冷却水を流し、プラズマ生成室内の温度を 強制的に下げる。これにより、マイクロ波電力が従来と同じでも、プラズマ生成 室７内のＢＦ2 + の構成比が従来よりも大きくなり、ＢＦ2 + からなるイオンビ ームの形成を効率的に行うことができ、ビーム量の増大が図れると共に、イオン 源の負担を軽減することができる。With the above-described structure, also in the ion source of this embodiment, plasma is generated in the plasma generation chamber to form an ion beam as in the first embodiment except that heating by the heater wire 14 is not performed. . At this time, for example, when BF 3 is used as the ion source substance introduced into the plasma generation chamber and an ion beam composed of BF 2 + is to be obtained, cooling water is constantly flown through the cooling pipe 16 to generate an ion beam in the plasma generation chamber. Force the temperature down. As a result, even if the microwave power is the same as the conventional one, the composition ratio of BF 2 + in the plasma generation chamber 7 becomes larger than that of the conventional one, and the ion beam composed of BF 2 + can be efficiently formed. The beam quantity can be increased and the burden on the ion source can be reduced.
【００４７】 尚、本実施例では、イオン源物質としてＢＦ3 を用いてＢＦ2 + からなるイオ ンビームを形成する場合について説明したが、これに限定されるものではない。 即ち、本実施例のイオン源は、その他のイオン源物質を用いた場合でも、温度が 低い方がプラズマ生成室内での構成比が大きくなるようなイオンのビームを発生 させる（質量分析装置により取り出す）ときには非常に有効である。In this embodiment, the case where BF 3 is used as the ion source material to form the ion beam of BF 2 + has been described, but the present invention is not limited to this. That is, the ion source of the present example generates a beam of ions such that the composition ratio in the plasma generation chamber becomes larger when the temperature is lower, even when other ion source materials are used (extracted by the mass spectrometer). ) Sometimes very effective.
【００４８】 〔実施例３〕 次に、本考案の他の実施例について図３ないし図６に基づいて説明すれば、以 下の通りである。尚、便宜上、前記実施例１および実施例２と同一の構成を有す る部材には同一の参照番号を付してその説明を省略する。Third Embodiment Next, another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 3 to 6. For the sake of convenience, members having the same configurations as those of the first and second embodiments are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【００４９】 本実施例のイオン源には、図３に示すように、前記実施例２における冷却パイ プ１６（図２）と同様に、冷却水が通る冷却パイプ（温度調整手段、冷却手段） １６′がプラズマチャンバー４の周囲に巻き付けられている。また、上記冷却パ イプ１６′の内部には、ヒータ線（温度調整手段、加熱手段）１７が設けられて おり、このヒータ線１７とこれにに電力を供給する図示しない加熱電源（温度調 整手段、加熱手段）を有する以外は、前記実施例２と同様の構成となっている。 また、本イオン源は、質量分析装置の前段に設けられている。As shown in FIG. 3, the ion source of this embodiment has a cooling pipe (temperature adjusting means, cooling means) through which cooling water passes, as in the cooling pipe 16 (FIG. 2) of the second embodiment. 16 'is wrapped around the plasma chamber 4. Further, inside the cooling pipe 16 ', a heater wire (temperature adjusting means, heating means) 17 is provided, and the heater wire 17 and a heating power source (temperature adjusting means not shown) for supplying electric power to the heater wire 17 are provided. Means, heating means) and has the same configuration as that of the second embodiment. Further, the present ion source is provided in the front stage of the mass spectrometer.
【００５０】 上記ヒータ線１７は、図４に示すように、ヒータ芯線１７ａと、このヒータ芯 線１７ａを覆う絶縁体１７ｂと、この絶縁体１７ｂを覆うヒータ被覆１７ｃとか ら構成されている。このヒータ線１７は、冷却パイプ１６′のプラズマチャンバ ー４への巻き付け開始部分付近（図３中のＡで示す）において、図５に示すよう に、気密溶接により冷却パイプ１６′内から外部に取り出され、その端部が図示 しない加熱電源に接続されている。また、このヒータ線１７の他端は、冷却パイ プ１６′のプラズマチャンバー４への巻き付け終了部分付近（図３中のＢで示す ）において、図６に示すように、ヒータ芯線１７ａが冷却パイプ１６′の内壁に 接続されている（電気的に短絡されている）。As shown in FIG. 4, the heater wire 17 is composed of a heater core wire 17a, an insulator 17b that covers the heater core wire 17a, and a heater coating 17c that covers the insulator 17b. As shown in FIG. 5, the heater wire 17 is provided from the inside of the cooling pipe 16 'to the outside by airtight welding in the vicinity of the winding start portion of the cooling pipe 16' around the plasma chamber 4 (indicated by A in FIG. 3). It is taken out and its end is connected to a heating power source (not shown). Further, as shown in FIG. 6, the other end of the heater wire 17 has a heater core wire 17a near the end of winding the cooling pipe 16 'around the plasma chamber 4 (indicated by B in FIG. 3). It is connected to the inner wall of 16 '(electrically short-circuited).
【００５１】 尚、上記冷却パイプ１６′は、所定の基準電位（高電位）に保持されたプラズ マチャンバー４に接触しており、また、上記加熱電源のヒータ線１７と接続され ている側と反対側の端子も基準電位（プラズマチャンバー４と同電位）に接続さ れている。上記構成により、上記ヒータ線１７は、上記加熱電源から電力が供給 されることによって発熱し、冷却パイプ１６′およびプラズマチャンバー４の隔 壁を介してプラズマ生成室内の温度を上昇させる。The cooling pipe 16 ′ is in contact with the plasma chamber 4 held at a predetermined reference potential (high potential), and is connected to the heater wire 17 of the heating power source. The terminal on the opposite side is also connected to the reference potential (the same potential as the plasma chamber 4). With the above configuration, the heater wire 17 generates heat when supplied with electric power from the heating power source, and raises the temperature in the plasma generation chamber via the cooling pipe 16 ′ and the partition wall of the plasma chamber 4.
【００５２】 上記の構成において、本実施例のイオン源においても、前記実施例２と同様に プラズマ生成室内にプラズマを発生させ、イオンビームを形成する。このとき、 例えば、プラズマ生成室内に導入されるイオン源物質としてＢＦ3 を用い、ＢＦ2 + から成るイオンビームを得ようとする場合、前記実施例２と同様に上記冷却 パイプ１６′に常に冷却水を流し、プラズマ生成室内の温度を強制的に下げる。 これにより、マイクロ波電力が従来と同じでも、プラズマ生成室７内のＢＦ2 + の構成比が従来よりも大きくなり、ＢＦ2 + からなるイオンビームの形成を効率 的に行うことができる。With the above configuration, also in the ion source of this embodiment, plasma is generated in the plasma generation chamber to form an ion beam as in the second embodiment. At this time, for example, when BF 3 is used as the ion source material introduced into the plasma generation chamber and an ion beam composed of BF 2 + is to be obtained, the cooling pipe 16 ′ is always cooled as in the second embodiment. Flowing water to forcefully lower the temperature inside the plasma generation chamber. Thereby, even if the microwave power is the same as the conventional one, the composition ratio of BF 2 + in the plasma generation chamber 7 becomes larger than that of the conventional one, and the ion beam made of BF 2 + can be efficiently formed.
【００５３】 一方、イオン源物質としてＢＦ3 を用いた場合でも、Ｂ+ から成るイオンビー ムを得ようとする場合は、冷却パイプ１６′内に入っている冷却水をオートパー ジシステムにより抜き、加熱電源より上記ヒータ線１７に電力を供給してプラズ マ生成室内の温度を強制的に上げる。これにより、マイクロ波電力が従来と同じ でも、プラズマ生成室７内のＢ+ の構成比が従来よりも大きくなり、Ｂ+ からな るイオンビームの形成を効率的に行うことができる。On the other hand, even when BF 3 is used as the ion source substance, when an ion beam composed of B + is to be obtained, the cooling water contained in the cooling pipe 16 ′ is drained by the auto purge system and heated. Electric power is supplied from the power source to the heater wire 17 to forcibly raise the temperature in the plasma generation chamber. Thereby, even if the microwave power is the same as the conventional one, the composition ratio of B + in the plasma generation chamber 7 becomes larger than that of the conventional one, and the ion beam made of B + can be efficiently formed.
【００５４】 また、ベーパライザーを備え、イオン源物質としてＡｓ等の金属イオン種を使 用できるイオン源の場合、上記ヒータ線１７によってプラズマ生成室内を金属イ オン種の蒸発温度以上に加熱することにより、金属イオン種の凝固（ライナーへ の付着）が防止され、プラズマ生成室内におけるプラズマの生成が安定し、安定 なビームを得ることができる。Further, in the case of an ion source equipped with a vaporizer and capable of using a metal ion species such as As as an ion source substance, the plasma generation chamber is heated by the heater wire 17 to a temperature equal to or higher than the evaporation temperature of the metal ion species. As a result, the solidification of metal ion species (adhesion to the liner) is prevented, plasma generation in the plasma generation chamber is stabilized, and a stable beam can be obtained.
【００５５】 以上のように、本実施例のイオン源は、プラズマチャンバー４の冷却・加熱機 能を備えたものであり、前記実施例１および実施例２の両方の効果を得ることが できる。As described above, the ion source of this embodiment is provided with the cooling / heating function of the plasma chamber 4, and the effects of both the first embodiment and the second embodiment can be obtained.
【００５６】 また、本実施例ではヒータ線１７を冷却パイプ１６′内に設けたことにより、 スペース的に有利である。勿論、ヒータ線１７を冷却パイプ１６′内に設けるこ とには限定されず、前記実施例１同様に、プラズマチャンバー４の隔壁の内面側 に設けてもよい。また、加熱手段も上記ヒータ線１７に限定されず、例えばセラ ミック系の板状の発熱部材であってもよい。Further, in this embodiment, the heater wire 17 is provided in the cooling pipe 16 ′, which is advantageous in terms of space. Of course, the heater wire 17 is not limited to being provided in the cooling pipe 16 ', but may be provided on the inner surface side of the partition wall of the plasma chamber 4 as in the first embodiment. Further, the heating means is not limited to the heater wire 17, and may be, for example, a ceramic plate-shaped heat generating member.
【００５７】 尚、上記各実施例においては、マイクロ波型のイオン源について説明している が、これに限定されるものではなく、例えばフリーマン型イオン源等、他の方式 のイオン源にも適応できる。Although the microwave type ion source is described in each of the above embodiments, the present invention is not limited to this, and is applicable to other types of ion sources such as a Freeman type ion source. it can.
【００５８】[0058]
請求項１の本考案のイオン源は、以上のように、所望のイオンを選択的に取り 出す質量分析手段の前段に設けられるものであり、上記質量分析手段により取り 出されるイオンに応じて、プラズマ生成室内を加熱する加熱手段を備えている構 成である。 As described above, the ion source of the present invention according to claim 1 is provided in front of the mass spectrometric means for selectively extracting desired ions. According to the ion extracted by the mass spectrometric means, This is a configuration including a heating means for heating the plasma generation chamber.
【００５９】 それゆえ、上記加熱手段によりプラズマ生成室内を加熱することにより、温度 が高い方がプラズマ生成室内での構成比が大きくなるようなイオン（例えばＢＦ3 をイオン源物質としたときのＢ+ 等）を質量分析手段において取り出す場合に 、質量分析手段において効率よくそのイオンを取り出すことができる。したがっ て、質量分析手段により取り出されるイオンのビーム量を増加させることができ ると共に、イオン源の負担を軽減することができるという効果を奏する。Therefore, by heating the inside of the plasma generation chamber by the above-mentioned heating means, ions having a higher composition ratio in the plasma generation chamber when the temperature is higher (for example, when BF 3 is used as the ion source substance, B (+ Etc.) is taken out by the mass spectrometric means, the ions can be taken out efficiently by the mass spectrometric means. Therefore, the beam amount of the ions extracted by the mass spectrometric means can be increased, and the burden on the ion source can be reduced.
【００６０】 請求項２の本考案のイオン源は、以上のように、所望のイオンを選択的に取り 出す質量分析手段の前段に設けられるものであり、上記質量分析手段により取り 出されるイオンに応じて、プラズマ生成室内を冷却する冷却手段を備えている構 成である。As described above, the ion source of the present invention according to claim 2 is provided in front of the mass spectrometric means for selectively extracting desired ions. Accordingly, the cooling means for cooling the plasma generation chamber is provided.
【００６１】 それゆえ、上記冷却手段によりプラズマ生成室内を冷却することにより、温度 が低い方がプラズマ生成室内での構成比が大きくなるようなイオン（例えばＢＦ3 をイオン源物質としたときのＢＦ2 + 等）を質量分析手段において取り出す場 合に、質量分析手段において効率よくそのイオンを取り出すことができる。した がって、質量分析手段により取り出されるイオンのビーム量を増加させることが できると共に、イオン源の負担を軽減することができるという効果を奏する。Therefore, by cooling the inside of the plasma generation chamber by the cooling means, ions having a higher composition ratio in the plasma generation chamber when the temperature is lower (for example, BF 3 when BF 3 is used as the ion source substance). 2 + etc.) can be efficiently extracted by the mass spectrometric analysis means. Therefore, it is possible to increase the beam amount of the ions extracted by the mass spectrometric means and reduce the burden on the ion source.
【００６２】 請求項３の本考案のイオン源は、以上のように、所望のイオンを選択的に取り 出す質量分析手段の前段に設けられるものであり、プラズマ生成室内を加熱する 加熱手段と、上記プラズマ生成室内を冷却する冷却手段とを有する温度調整手段 を備え、上記温度調整手段は、上記質量分析手段により取り出されるイオンに応 じてプラズマ生成室内の温度を調整するような構成である。As described above, the ion source of the present invention according to claim 3 is provided in front of the mass spectrometric means for selectively extracting desired ions, and includes heating means for heating the inside of the plasma generation chamber, A temperature adjusting means having a cooling means for cooling the plasma generating chamber is provided, and the temperature adjusting means is configured to adjust the temperature in the plasma generating chamber according to the ions extracted by the mass spectrometric means.
【００６３】 それゆえ、質量分析手段により取り出されるイオンに応じて、プラズマ生成室 内での構成比が大きくなるように、上記加熱手段または冷却手段によりプラズマ 生成室内の温度を調整すれば、質量分析手段において効率よく所望のイオンを取 り出すことができる。したがって、質量分析手段により取り出されるイオンのビ ーム量を増加させることができると共に、イオン源の負担を軽減することができ るという効果を奏する。Therefore, if the temperature in the plasma generation chamber is adjusted by the heating unit or the cooling unit so that the composition ratio in the plasma generation chamber becomes large according to the ions extracted by the mass analysis unit, the mass analysis will be performed. The desired ion can be efficiently extracted by the means. Therefore, the beam amount of the ions extracted by the mass spectrometric means can be increased, and the burden on the ion source can be reduced.
【図１】本考案の一実施例を示すものであり、マイクロ
波型イオン源の要部構成を示す概略の横断面図である。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a main part of a microwave ion source.
【図２】本考案の他の実施例を示すものであり、マイク
ロ波型イオン源の要部構成を示す概略の説明図である。FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, and is a schematic explanatory view showing a main configuration of a microwave ion source.
【図３】本考案のさらに他の実施例を示すものであり、
マイクロ波型イオン源の要部構成を示す概略の説明図で
ある。FIG. 3 shows another embodiment of the present invention,
It is a schematic explanatory drawing which shows the principal part structure of a microwave type ion source.
【図４】図３のイオン源に備えられている冷却パイプ内
に設けられているヒータ線を示す横断面図である。4 is a cross-sectional view showing a heater wire provided in a cooling pipe provided in the ion source of FIG.
【図５】図３のイオン源に備えられている冷却パイプの
プラズマチャンバーへの巻き付け開始部分付近を示す概
略の縦断面図である。5 is a schematic vertical cross-sectional view showing the vicinity of a winding start portion around a plasma chamber of a cooling pipe provided in the ion source of FIG.
【図６】図３のイオン源に備えられている冷却パイプの
プラズマチャンバーへの巻き付け終了部分付近を示す概
略の縦断面図である。6 is a schematic vertical cross-sectional view showing the vicinity of a winding end portion around a plasma chamber of a cooling pipe provided in the ion source of FIG.
【図７】従来例を示すものであり、マイクロ波型イオン
源の要部構成を示す概略の横断面図である。FIG. 7 shows a conventional example, and is a schematic transverse cross-sectional view showing the configuration of a main part of a microwave ion source.
４ プラズマチャンバー ７ プラズマ生成室 １３ ライナー １４ ヒータ線（加熱手段） １５ 熱電対 １６ 冷却パイプ（冷却手段） １６′ 冷却パイプ（温度調整手段、冷却手段） １７ ヒータ線（温度調整手段、加熱手段） 4 plasma chamber 7 plasma generation chamber 13 liner 14 heater wire (heating means) 15 thermocouple 16 cooling pipe (cooling means) 16 'cooling pipe (temperature adjusting means, cooling means) 17 heater wire (temperature adjusting means, heating means)
Claims (3)
手段の前段に設けられるものであり、導入されたイオン
源物質を電離させて複数種類のイオンを含むプラズマを
生成するプラズマ生成室を有し、このプラズマ生成室か
らイオンを引き出してイオンビームを形成するイオン源
であって、 上記質量分析手段により取り出されるイオンに応じて、
上記プラズマ生成室内を加熱する加熱手段を備えている
ことを特徴とするイオン源。1. A plasma generating chamber, which is provided in front of a mass spectrometric means for selectively extracting desired ions, and which ionizes an introduced ion source material to generate plasma containing a plurality of kinds of ions. And an ion source for extracting ions from the plasma generation chamber to form an ion beam, in accordance with the ions extracted by the mass spectrometric means,
An ion source comprising a heating means for heating the inside of the plasma generation chamber.
手段の前段に設けられるものであり、導入されたイオン
源物質を電離させて複数種類のイオンを含むプラズマを
生成するプラズマ生成室を有し、このプラズマ生成室か
らイオンを引き出してイオンビームを形成するイオン源
であって、 上記質量分析手段により取り出されるイオンに応じて、
上記プラズマ生成室内を冷却する冷却手段を備えている
ことを特徴とするイオン源。2. A plasma generating chamber, which is provided in front of a mass spectrometric means for selectively extracting desired ions, and which ionizes the introduced ion source material to generate plasma containing a plurality of types of ions. And an ion source for extracting ions from the plasma generation chamber to form an ion beam, in accordance with the ions extracted by the mass spectrometric means,
An ion source, comprising a cooling means for cooling the inside of the plasma generation chamber.
手段の前段に設けられるものであり、導入されたイオン
源物質を電離させて複数種類のイオンを含むプラズマを
生成するプラズマ生成室を有し、このプラズマ生成室か
らイオンを引き出してイオンビームを形成するイオン源
であって、 上記プラズマ生成室内を加熱する加熱手段と、上記プラ
ズマ生成室内を冷却する冷却手段とを有する温度調整手
段を備え、上記温度調整手段は、上記質量分析手段によ
り取り出されるイオンに応じてプラズマ生成室内の温度
を調整することを特徴とするイオン源。3. A plasma generating chamber which is provided in front of a mass spectrometric means for selectively extracting desired ions and has a plasma generating chamber for ionizing the introduced ion source material to generate plasma containing a plurality of kinds of ions. And an ion source for extracting ions from the plasma generation chamber to form an ion beam, the temperature control unit having a heating unit for heating the plasma generation chamber and a cooling unit for cooling the plasma generation chamber. The ion source characterized in that the temperature adjusting means adjusts the temperature in the plasma generation chamber according to the ions extracted by the mass analyzing means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4428292U JP2580943Y2 (en) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Ion source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4428292U JP2580943Y2 (en) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Ion source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH065100U true JPH065100U (en) | 1994-01-21 |
| JP2580943Y2 JP2580943Y2 (en) | 1998-09-17 |
Family
ID=12687158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4428292U Expired - Lifetime JP2580943Y2 (en) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Ion source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2580943Y2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007115704A (en) * | 1999-12-13 | 2007-05-10 | Semequip Inc | Ion implanted ion source, system, and method |
| JP2013211232A (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Microwave ion source |
-
1992
- 1992-06-25 JP JP4428292U patent/JP2580943Y2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007115704A (en) * | 1999-12-13 | 2007-05-10 | Semequip Inc | Ion implanted ion source, system, and method |
| JP2013211232A (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Microwave ion source |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2580943Y2 (en) | 1998-09-17 |
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