JPH0982231A - Microwave ion source - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばイオン注入
装置等に供され、プラズマを生成してそのプラズマから
イオンを引き出すマイクロ波イオン源に関し、特に、プ
ラズマチャンバの内壁面が誘電体で被われているマイク
ロ波イオン源に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave ion source for use in, for example, an ion implantation apparatus to generate plasma and extract ions from the plasma. In particular, the inner wall surface of the plasma chamber is covered with a dielectric material. The present invention relates to a microwave ion source.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、元素をプラズマ化し、プラズマ中
のイオンをイオンビームとして引き出すイオン源は、イ
オン注入装置をはじめとして様々な分野に利用されてい
る。このイオン源には、ECR(Electron Cyclotron R
esonance)イオン源などのマイクロ波型や、フリーマン
イオン源などのPIG(Penning Ionization Gauge)型
といった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、電流な
ど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。2. Description of the Related Art In recent years, ion sources for converting elements into plasma and extracting ions in the plasma as ion beams have been used in various fields including an ion implantation apparatus. This ion source is equipped with ECR (Electron Cyclotron R
There are many types such as microwave type such as esonance) ion source and PIG (Penning Ionization Gauge) type such as Freeman ion source. These various ion sources are required to have required ion species and energy, The most suitable model can be used according to the current.
【0003】例えばフリーマンイオン源などのフィラメ
ントを有するイオン源の場合、当該フィラメントの消耗
によって比較的寿命が短く、保守を頻繁に行う必要があ
る。これに対して、マイクロ波を利用したECRイオン
源などでは、フィラメントを使用しないため、寿命の面
では有利である。以下に、ECRイオン源を例に挙げて
その構成を説明する。For example, in the case of an ion source having a filament such as a Freeman ion source, the life of the ion source is relatively short due to the consumption of the filament, and frequent maintenance is required. On the other hand, an ECR ion source using microwaves does not use a filament and is advantageous in terms of life. The structure of the ECR ion source will be described below as an example.
【0004】図12に示すように、上記ECRイオン源
は、図示しないマグネトロンから出力されたマイクロ波
をマイクロ波導入ロッド53およびウインドウ(マイク
ロ波導入窓)54を介してプラズマチャンバ51の内部
(プラズマ室)に導入し、電子サイクロトロン共鳴(E
CR)条件の磁場中でマイクロ波放電を生じさせ、ガス
フィードスルー57を通して内部に導入されているガス
状のイオン源物質をプラズマ化させるようになってい
る。As shown in FIG. 12, the ECR ion source uses the microwave output from a magnetron (not shown) through a microwave introducing rod 53 and a window (microwave introducing window) 54 inside the plasma chamber 51 (plasma). Electron cyclotron resonance (E
Microwave discharge is generated in a magnetic field of (CR) condition, and the gaseous ion source material introduced inside through the gas feedthrough 57 is made into plasma.
【0005】また、上記プラズマチャンバ51内でプラ
ズマが生成された後、該プラズマチャンバ51とその外
部に設けられた引出電極系60との間に高電圧(引出し
電圧)を印加して電界を生じさせることにより、プラズ
マチャンバ51のプラズマスリット52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。このようにして形成されたイオンビームは、例えば
イオン注入等の処理に用いられる。After the plasma is generated in the plasma chamber 51, a high voltage (extraction voltage) is applied between the plasma chamber 51 and the extraction electrode system 60 provided outside the plasma chamber 51 to generate an electric field. By doing so, ions are extracted from the plasma slit 52 of the plasma chamber 51, and an ion beam is formed. The ion beam formed in this way is used for processing such as ion implantation.
【0006】上記プラズマチャンバ51の内壁はBNな
どの誘電体で被われている。これは、もしも導電性のプ
ラズマチャンバ51の内壁が誘電体で覆われていなけれ
ば、プラズマ形成物質によるスパッタによってチャンバ
内壁から飛び出した導電性物質がウインドウ54に付着
してマイクロ波が反射され、チャンバ内へのマイクロ波
の導入効率が低下するといった不都合が生じるからであ
る。The inner wall of the plasma chamber 51 is covered with a dielectric such as BN. This is because if the inner wall of the conductive plasma chamber 51 is not covered with a dielectric, the conductive material that has jumped out of the inner wall of the chamber due to sputtering by the plasma-forming substance adheres to the window 54 and the microwave is reflected. This is because there is a disadvantage that the efficiency of introducing microwaves into the interior is reduced.
【0007】通常、誘電体よりなるプラズマ室内壁は、
上述のウインドウ54、プラズマチャンバ51の側壁の
内面を被うライナ55、およびプラズマスリット52の
内側の面を被うシールド56の3つに分割されている。Normally, the plasma chamber inner wall made of a dielectric material is
The window 54, the liner 55 covering the inner surface of the side wall of the plasma chamber 51, and the shield 56 covering the inner surface of the plasma slit 52 are divided into three parts.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上記のようなECRイ
オン源では、累積運転時間の増加とともに、プラズマ室
内壁が、イオン種物質、或いはプラズマスリット52や
引出電極系60などを構成する材質であるカーボン等の
導電性物質によって汚染されるため、定期的なメンテナ
ンスが必要になる。ECRイオン源のプラズマ室の場
合、フィラメントを使用していないので、イオン源のメ
ンテナンス作業は、主にプラズマ室内壁の清掃を目的と
してなされる。このため、当該内壁部分の清掃時間がメ
ンテナンス時間を決定する大きな要因となる。In the above ECR ion source, the plasma chamber inner wall is made of an ion species substance or a material forming the plasma slit 52, the extraction electrode system 60, or the like as the cumulative operating time increases. Since it is contaminated by conductive materials such as carbon, it requires regular maintenance. In the case of the plasma chamber of the ECR ion source, since the filament is not used, the maintenance work of the ion source is performed mainly for cleaning the inner wall of the plasma chamber. Therefore, the cleaning time of the inner wall portion is a major factor in determining the maintenance time.
【0009】尚、プラズマ室内壁の清掃とは、プラズマ
室へのマイクロ波の導入を妨げるウインドウ54への付
着物の除去を主目的としたものであるため、メンテナン
ス作業にあたってはプラズマチャンバ51内からウイン
ドウ54を取り出す必要がある。The cleaning of the inner wall of the plasma chamber is mainly intended to remove deposits on the window 54 which hinders the introduction of microwaves into the plasma chamber. It is necessary to take out the window 54.
【0010】上記従来の構成では、ウインドウ54とラ
イナ55とが分離されているため、メンテナンス作業
時、プラズマチャンバ51内からウインドウ54を取り
出そうとすると、プラズマ室外壁まで取り外さなければ
ならない。通常でもプラズマ室外壁を取り外すとすれば
手間がかかるが、今日では、プラズマ室外壁面に加熱用
のヒーター線58が取り付けられているタイプのものも
あり、そのようなタイプでは特にその取り外しに複雑な
作業を要し、時間がかかる。In the above conventional structure, since the window 54 and the liner 55 are separated from each other, if the window 54 is to be taken out of the plasma chamber 51 during maintenance work, the window 54 must be removed to the outer wall of the plasma chamber. Normally, it takes time and effort to remove the outer wall of the plasma chamber, but today, there is also a type in which a heater wire 58 for heating is attached to the outer wall surface of the plasma chamber. In such a type, the removal is particularly complicated. It takes work and takes time.
【0011】尚、ウインドウ54とライナ55とを一体
とすると、ライナ55を引き出せばプラズマ室外壁を取
り外さずにウインドウ54を取り出すことができるが、
この一体物はコップ状の形状となるため、コップの底部
にあたるウインドウ54表面の汚れの清掃(やすり等で
表面の付着物を削り取る作業)が困難となる。If the window 54 and the liner 55 are integrated, the window 54 can be taken out without removing the outer wall of the plasma chamber by pulling out the liner 55.
Since this one-piece product has a cup-like shape, it is difficult to clean dirt on the surface of the window 54, which is the bottom of the cup (a work of scraping off adhered substances on the surface with a file or the like).
【0012】また、プラズマ室内壁の側面を形成するラ
イナ55は、プラズマチャンバ51内において特別な位
置決め機構を持たないので、例えば水平方向引出のイオ
ン源においては、図13に示すように、ライナ55は自
重によってプラズマチャンバ51内で下側に偏った位置
をとる。このように、プラズマチャンバ51内における
ライナ55の位置ずれが生じると、以下のような不都合
が生じる。Further, since the liner 55 forming the side surface of the inner wall of the plasma does not have a special positioning mechanism in the plasma chamber 51, for example, in a horizontal extraction ion source, as shown in FIG. Is positioned downward in the plasma chamber 51 due to its own weight. If the liner 55 is displaced in the plasma chamber 51 in this manner, the following inconvenience occurs.
【0013】すなわち、実質的にプラズマ室の内部空間
を形成するライナ55と、プラズマスリット52に形成
されたイオン引出孔52aとの位置関係にずれが生じる
ので、プラズマシース面の状態に悪影響を与え、良好な
ビーム引出系を形成することが困難になると同時に、位
置の再現性がビームの再現性に影響してくる。特に、イ
オン源をコンパクトに設計する場合、プラズマチャンバ
51の直径に対するイオン引出孔52aのスリット長手
方向の長さの割合が大きくなり、イオン引出孔52aの
端部とライナ55との距離が近くなるので、ライナ55
とイオン引出孔52aとの位置関係は重要となる。That is, since the liner 55 that substantially forms the internal space of the plasma chamber and the ion extraction hole 52a formed in the plasma slit 52 are displaced from each other, the state of the plasma sheath surface is adversely affected. At the same time, it becomes difficult to form a good beam extraction system, and at the same time, the position reproducibility affects the beam reproducibility. In particular, when the ion source is designed to be compact, the ratio of the length of the ion extraction hole 52a in the slit longitudinal direction to the diameter of the plasma chamber 51 becomes large, and the distance between the end of the ion extraction hole 52a and the liner 55 becomes short. So the liner 55
And the position of the ion extraction hole 52a are important.
【0014】上記のような不都合を解消する方法とし
て、プラズマ室外壁であるプラズマチャンバ51の内径
とプラズマ室内壁であるライナ55の外径とを略同じに
して、両者の嵌合によってプラズマチャンバ51内にお
けるライナ55の位置決めを行うことが考えられる。し
かしながら、この場合、標準的なパイプをそのまま使用
することはできず、高精度の加工が必要となるのでコス
ト高を招来する。また、プラズマチャンバ51とライナ
55との嵌合部分が長いので、かなりの加工精度が要求
される。さらに、この場合、プラズマチャンバ51の内
径とライナ55の外径とを略同径に加工しているので、
プラズマチャンバ51に対するライナ55の着脱を容易
に行うことはできず、メンテナンス作業が困難になると
いう問題もある。As a method of solving the above-mentioned inconvenience, the inner diameter of the plasma chamber 51, which is the outer wall of the plasma chamber, and the outer diameter of the liner 55, which is the inner wall of the plasma chamber, are made substantially the same, and the plasma chamber 51 is fitted by fitting them. It is conceivable to position the liner 55 inside. However, in this case, the standard pipe cannot be used as it is, and high-precision processing is required, resulting in high cost. Further, since the fitting portion between the plasma chamber 51 and the liner 55 is long, considerable machining accuracy is required. Further, in this case, since the inner diameter of the plasma chamber 51 and the outer diameter of the liner 55 are processed to have substantially the same diameter,
There is also a problem that the liner 55 cannot be easily attached to and detached from the plasma chamber 51, which makes maintenance work difficult.
【0015】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、誘電体よりなるプラズマ室内壁を、プ
ラズマ室前方(イオン引出側)より全て取り外せる構成
にすることによって、メンテナンス性の向上を図ること
ができるイオン源を提供することにある。また、本発明
のその他の目的は、プラズマ室内壁の側面を形成するラ
イナ55のプラズマチャンバ51内における位置決めを
簡単且つ確実に行うことができるマイクロ波イオン源を
提供することにある。The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to maintain the plasma chamber inner wall made of a dielectric material from the front side (ion extraction side) of the plasma chamber to improve maintainability. It is to provide an ion source that can be improved. Another object of the present invention is to provide a microwave ion source capable of easily and reliably positioning the liner 55 forming the side surface of the inner wall of the plasma inside the plasma chamber 51.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係るマ
イクロ波イオン源は、一壁面にマイクロ波導入部を有す
ると共に、それと対向する壁面にイオン引出部を有し、
内部がプラズマを生成するためのプラズマ室となるプラ
ズマチャンバを備え、当該プラズマチャンバの内壁面
が、プラズマ室内壁を形成する誘電体にて被われている
ものであって、上記の課題を解決するために、以下の手
段が講じられていることを特徴としている。A microwave ion source according to the invention of claim 1 has a microwave introducing portion on one wall surface and an ion extracting portion on a wall surface opposite to the microwave introducing portion.
A plasma chamber, which is a plasma chamber for generating plasma, is provided, and an inner wall surface of the plasma chamber is covered with a dielectric material forming the inner wall of the plasma chamber. To this end, the following measures are taken.
【0017】すなわち、上記マイクロ波導入部を有する
プラズマチャンバの内壁面を被う第1のプラズマ室内壁
部分と、マイクロ波導入部およびイオン引出部が存在し
ないプラズマチャンバの側壁面を被う筒状の第2のプラ
ズマ室内壁部分とが、着脱自在に形成されている。That is, the first plasma chamber inner wall portion covering the inner wall surface of the plasma chamber having the microwave introducing portion and the cylindrical shape covering the side wall surface of the plasma chamber in which the microwave introducing portion and the ion extracting portion are not present. The second plasma chamber inner wall portion is detachably formed.
【0018】上記の構成によれば、第1のプラズマ室内
壁部分と第2のプラズマ室内壁部分とが着脱自在に形成
されているので、メンテナンス時にプラズマチャンバか
らプラズマ室内壁を取り出すときには、第1のプラズマ
室内壁部分と第2のプラズマ室内壁部分とが一体構造で
ある一方、取り出し後の清掃時には両者を分割して別体
として扱うことができる。According to the above construction, since the first plasma chamber inner wall portion and the second plasma chamber inner wall portion are detachably formed, the first plasma chamber inner wall portion is taken out from the plasma chamber during maintenance. While the plasma chamber inner wall portion and the second plasma chamber inner wall portion have an integrated structure, they can be separated and handled as separate bodies at the time of cleaning after taking out.
【0019】このため、イオン源のメンテナンス作業の
際、プラズマチャンバのイオン引出部側の壁面を取り外
してイオン引出側だけを開放し、第2のプラズマ室内壁
部分を引き出せば、同時に第1のプラズマ室内壁部分も
プラズマチャンバ内より取り出すことができる。このよ
うに、プラズマチャンバを完全に分解することなく、プ
ラズマ室内壁を容易に取り出すことができるので、従来
よりもメンテナンス性に優れている。Therefore, during maintenance work of the ion source, if the wall surface on the ion extraction side of the plasma chamber is removed and only the ion extraction side is opened, and the second plasma chamber inner wall portion is extracted, the first plasma is simultaneously released. The indoor wall portion can also be taken out from the plasma chamber. As described above, the inner wall of the plasma chamber can be easily taken out without completely disassembling the plasma chamber, which is superior to the conventional one in maintainability.
【0020】また、プラズマチャンバ内よりプラズマ室
内壁を取り出した後は、第1のプラズマ室内壁部分と第
2のプラズマ室内壁部分とを分割して別々に清掃するこ
とができるので、実際の清掃作業には何ら支障は生じな
い。Further, after the plasma chamber inner wall is taken out from the plasma chamber, the first plasma chamber inner wall portion and the second plasma chamber inner wall portion can be separated and separately cleaned. There is no hindrance to the work.
【0021】請求項2の発明に係るマイクロ波イオン源
は、上記請求項1の発明の構成において、上記マイクロ
波導入部からプラズマ室へマイクロ波を導入するための
誘電体よりなるマイクロ波導入ロッドを備え、上記マイ
クロ波導入ロッドと上記第1のプラズマ室内壁部分との
何れか一方に位置決め用凸部、他方に当該位置決め用凸
部と嵌合する位置決め用凹部が形成されていることを特
徴としている。A microwave ion source according to a second aspect of the present invention is the microwave introduction rod according to the first aspect of the invention, wherein the microwave introduction rod is made of a dielectric material for introducing microwaves from the microwave introduction part into the plasma chamber. A positioning projection is formed on one of the microwave introducing rod and the first plasma chamber inner wall portion, and a positioning recess is formed on the other of the positioning projection to be fitted with the positioning projection. I am trying.
【0022】上記の構成によれば、マイクロ波導入ロッ
ドと第1のプラズマ室内壁部分とに形成された位置決め
用凸部と位置決め用凹部との嵌合によって、プラズマチ
ャンバ内における第1のプラズマ室内壁部分の位置決め
がなされ、これにより、第1のプラズマ室内壁部分と一
体構成の第2のプラズマ室内壁部分もプラズマチャンバ
内において位置決めがなされる。この構成では、プラズ
マチャンバ自体を位置決めに使用しないので、第1およ
び第2のプラズマ室内壁部分とプラズマチャンバとの嵌
め合い公差を別段気にせずにイオン源を設計製作でき、
プラズマ室内壁の位置決めのための加工精度が大幅に緩
和される。According to the above structure, the positioning convex portion and the positioning concave portion formed on the microwave introducing rod and the first plasma chamber inner wall portion are fitted to each other, whereby the first plasma chamber in the plasma chamber is fitted. The wall portion is positioned, so that the second plasma chamber inner wall portion integrally formed with the first plasma chamber inner wall portion is also positioned in the plasma chamber. In this configuration, since the plasma chamber itself is not used for positioning, the ion source can be designed and manufactured without considering the fitting tolerance between the first and second plasma chamber inner wall portions and the plasma chamber,
The processing accuracy for positioning the plasma chamber inner wall is greatly eased.
【0023】さらに、第1および第2のプラズマ室内壁
の外径をプラズマチャンバから余裕をもって引き出せる
寸法にすることができるので、第1および第2のプラズ
マ室内壁をプラズマチャンバのイオン引出側から出し入
れする場合、プラズマチャンバの内壁に引っ掛かること
なく容易に出し入れすることができる。したがって、メ
ンテナンス性のさらなる向上が図れる。Furthermore, since the outer diameters of the first and second plasma chamber inner walls can be set to a size that allows them to be withdrawn from the plasma chamber with a margin, the first and second plasma chamber inner walls can be taken in and out from the ion extraction side of the plasma chamber. In this case, it can be easily taken in and out without being caught on the inner wall of the plasma chamber. Therefore, the maintainability can be further improved.
【0024】[0024]
〔実施の形態1〕発明の実施の一形態について図1ない
し図10に基づいて説明すれば、以下の通りである。[Embodiment 1] The following will describe one embodiment of the present invention in reference to FIGS. 1 to 10.
【0025】本実施形態のマイクロ波イオン源は、電子
サイクロトロン共鳴条件の磁場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ECRイオン源であり、例えばイ
オン注入装置等のイオンビーム応用装置に適用される。The microwave ion source of this embodiment is an ECR ion source that generates a plasma by generating a microwave discharge in a magnetic field under the electron cyclotron resonance condition and extracts ions from the plasma as a beam. It is applied to ion beam application equipment such as equipment.
【0026】上記イオン源は、例えば2.45GHzのマ
イクロ波を出力するマグネトロンと、このマグネトロン
を作動させるマグネトロン電源とを有しており、図2に
示すように、マグネトロンが発生したマイクロ波は、図
示しない導波管およびこの導波管と接続されたセラミッ
クなどの誘電体よりなるマイクロ波導入ロッド3を介し
て円筒状のプラズマチャンバ1へと導かれる。The ion source has, for example, a magnetron that outputs a microwave of 2.45 GHz and a magnetron power supply that operates the magnetron. As shown in FIG. 2, the microwave generated by the magnetron is It is guided to the cylindrical plasma chamber 1 via a waveguide (not shown) and a microwave introduction rod 3 made of a dielectric material such as ceramic connected to the waveguide.
【0027】上記のプラズマチャンバ1は、その内部が
イオン源物質をプラズマ化するためのプラズマ室になっ
ており、このプラズマチャンバ1には、BF3 等のガス
状のイオン源物質をプラズマ室へ導入するためのガス導
入管13、および金属等の固体イオン源物質を蒸気化す
る固体オーブン14が接続されている。The inside of the plasma chamber 1 is a plasma chamber for converting the ion source material into plasma. In the plasma chamber 1, a gaseous ion source material such as BF 3 is supplied to the plasma chamber. A gas introducing pipe 13 for introducing and a solid oven 14 for vaporizing a solid ion source material such as metal are connected.
【0028】上記マイクロ波導入ロッド3は、金属性の
トランジションチューブ20内に嵌挿されてプラズマチ
ャンバ1に接続されている。そして、上記プラズマチャ
ンバ1のマイクロ波導入ロッド3と接続される壁面(マ
イクロ波導入部を有する一壁面)には、BN等の誘電体
よりなるウインドウ4(第1のプラズマ室内壁部分)が
配設されている。このウインドウ4は、マイクロ波導入
ロッド3を通ってきたマイクロ波をプラズマチャンバ1
内に導入させるものである。また、このウインドウ4
は、後述のように、誘電体からなるプラズマ室内壁の後
面を形成する部材でもある。The microwave introducing rod 3 is inserted into the metallic transition tube 20 and connected to the plasma chamber 1. A window 4 (first plasma chamber inner wall portion) made of a dielectric material such as BN is arranged on a wall surface (one wall surface having a microwave introducing portion) connected to the microwave introducing rod 3 of the plasma chamber 1. It is set up. This window 4 allows the microwave that has passed through the microwave introducing rod 3 to pass through the plasma chamber 1.
It is to be introduced inside. Also, this window 4
As will be described later, is also a member forming the rear surface of the plasma inner wall made of a dielectric material.
【0029】上記プラズマチャンバ1のウインドウ4と
対向する壁面は、スリット状のイオン引出孔2aが穿設
されたプラズマスリット2(イオン引出部)にて形成さ
れている。A wall surface of the plasma chamber 1 facing the window 4 is formed by a plasma slit 2 (ion extraction portion) having a slit-shaped ion extraction hole 2a.
【0030】プラズマ室の外壁を形成する上記プラズマ
チャンバ1は、ステンレスやモリブデン等の金属により
形成されている。そして、プラズマチャンバ1の内壁は
BN等の誘電体にて被われている。すなわち、プラズマ
チャンバ1の後面(マイクロ波導入側)は上記ウインド
ウ4により、その側面はBN等の誘電体からなるライナ
5(第2のプラズマ室内壁部分)により、その前面(イ
オン引出側)はBN等の誘電体からなるシールド6によ
ってそれぞれ被われている。The plasma chamber 1 forming the outer wall of the plasma chamber is made of metal such as stainless steel or molybdenum. The inner wall of the plasma chamber 1 is covered with a dielectric material such as BN. That is, the rear surface (microwave introduction side) of the plasma chamber 1 is formed by the window 4, the side surface is formed by the liner 5 (second plasma chamber inner wall portion) made of a dielectric material such as BN, and the front surface (ion extraction side) is formed. It is covered with a shield 6 made of a dielectric material such as BN.
【0031】上記ウインドウ4とライナ5とは、着脱可
能な構成となっている。The window 4 and the liner 5 are detachable.
【0032】その一具体例としては、図3に示すよう
に、ウインドウ4およびライナ5の接続部に切りかき加
工を施したものがある。尚、ウインドウ4に穿設された
貫通孔4bは、ガス導入管13より供給されるガスの導
入口であり、貫通孔4cは、固体オーブン14より供給
される蒸気の導入口である。上記ウインドウ4の詳細を
図4および図5に、ライナ5の詳細を図6および図7に
示す。As a specific example thereof, as shown in FIG. 3, there is one in which the connection portion of the window 4 and the liner 5 is cut. The through hole 4b formed in the window 4 is an inlet for gas supplied from the gas inlet pipe 13, and the through hole 4c is an inlet for steam supplied from the solid oven 14. Details of the window 4 are shown in FIGS. 4 and 5, and details of the liner 5 are shown in FIGS. 6 and 7.
【0033】図4はウインドウ4をライナ5との接続側
から見たときの平面図であり、図5は当該ウインドウ4
の正面図である。ウインドウ4の周縁部は、ライナ5の
外径と略同じかそれより若干大きい大径部4dと、ライ
ナ5の内径と略同じかそれより若干小さい小径部4eと
からなり、小径部4eには2つの凸部4a・4aが形成
されている。上記凸部4aの先端の中心からの距離は、
ライナ5の内径の半径より大きく、且つ、ライナ5の外
径の半径より小さく形成されている。FIG. 4 is a plan view of the window 4 as seen from the side connected to the liner 5, and FIG.
FIG. The peripheral portion of the window 4 is composed of a large-diameter portion 4d that is substantially the same as or slightly larger than the outer diameter of the liner 5 and a small-diameter portion 4e that is approximately the same as or slightly smaller than the inner diameter of the liner 5, and the small-diameter portion 4e Two convex portions 4a and 4a are formed. The distance from the center of the tip of the convex portion 4a is
It is formed to be larger than the radius of the inner diameter of the liner 5 and smaller than the radius of the outer diameter of the liner 5.
【0034】図6は、ライナ5をウインドウ4との接続
側から見たときの平面図であり、図7は図6のライナ5
のA−A矢視断面図である。ライナ5のウインドウ4と
の接続端付近の内壁面には、上記の凸部4a・4aが入
り込む係合溝5aが形成されている。また、ライナ5の
ウインドウ4との接続端には、上記ウインドウ4の凸部
4a・4aを係合溝5aに導くための切りかき部5b・
5bが形成されている。FIG. 6 is a plan view of the liner 5 as viewed from the side connected to the window 4, and FIG. 7 is a plan view of the liner 5 of FIG.
FIG. 7 is a sectional view taken along line AA of FIG. On the inner wall surface near the connection end of the liner 5 with the window 4, an engagement groove 5a into which the above-mentioned convex portions 4a, 4a enter is formed. Further, at the connection end of the liner 5 with the window 4, a cutout portion 5b for guiding the convex portions 4a, 4a of the window 4 to the engaging groove 5a.
5b are formed.
【0035】図3に示すように、ウインドウ4の凸部4
a・4aをライナ5の切りかき部5b・5bと一致させ
て嵌め込んだ後、周方向に回せば、ウインドウ4とライ
ナ5とを簡単に一体化できる。また、これと逆の操作を
行えば、ウインドウ4とライナ5とを簡単に分離するこ
ともできる。As shown in FIG. 3, the convex portion 4 of the window 4 is
The window 4 and the liner 5 can be easily integrated by fitting the a and 4a into the cutouts 5b and 5b of the liner 5 and then turning them in the circumferential direction. Further, if the reverse operation is performed, the window 4 and the liner 5 can be easily separated.
【0036】ウインドウ4とライナ5とが着脱可能なそ
の他の具体例としては、図8に示すように、ウインドウ
4およびライナ5の接続部に螺子加工を施したものがあ
る。すなわち、ウインドウ4の小径部4eに凸螺子、ラ
イナ5側にそれと螺合する凹螺子を形成したものであ
る。この構成でも切りかき加工の場合と同様に、ウイン
ドウ4とライナ5とを簡単に一体化および分離すること
ができる。As another specific example in which the window 4 and the liner 5 are attachable / detachable, as shown in FIG. 8, there is one in which the connection portion of the window 4 and the liner 5 is threaded. That is, a convex screw is formed on the small-diameter portion 4e of the window 4, and a concave screw to be screwed with the convex screw is formed on the liner 5 side. Even with this configuration, the window 4 and the liner 5 can be easily integrated and separated from each other as in the case of cutting.
【0037】図2に示すように、上記プラズマチャンバ
1の外部には、プラズマスリット2と対向する位置に引
出電極系10が配設されている。この引出電極系10
は、中央部にビーム通過孔8a・9aがそれぞれ形成さ
れた引出電極8および接地電極9からなる。上記接地電
極9とプラズマチャンバ1との間には引出電源11、そ
して引出電極8と接地電極9との間には減速電源12が
接続されている。上記接地電極9は大地電位に、そし
て、接地電極9よりもプラズマチャンバ1側に設けられ
た引出電極8は、減速電源12によって接地電極9より
も負電位になっている。As shown in FIG. 2, an extraction electrode system 10 is arranged outside the plasma chamber 1 at a position facing the plasma slit 2. This extraction electrode system 10
Consists of an extraction electrode 8 and a ground electrode 9 each having a beam passage hole 8a, 9a formed in the center thereof. An extraction power source 11 is connected between the ground electrode 9 and the plasma chamber 1, and a deceleration power source 12 is connected between the extraction electrode 8 and the ground electrode 9. The ground electrode 9 has a ground potential, and the extraction electrode 8 provided closer to the plasma chamber 1 than the ground electrode 9 has a lower potential than the ground electrode 9 by the deceleration power supply 12.
【0038】上記引出電源11によって引出電極系10
がプラズマチャンバ1よりも負電位になるような高電圧
が印加されると、プラズマスリット2の周囲に強い外部
電界が形成され、この外部電界により、プラズマチャン
バ1内の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。尚、上記のように、引出電極8を
接地電極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。The extraction electrode system 10 is operated by the extraction power source 11.
When a high voltage is applied to the plasma chamber 1 so as to have a negative potential higher than that of the plasma chamber 1, a strong external electric field is formed around the plasma slit 2, and the external electric field pulls out the ions in the plasma chamber 1 to generate an ion beam. Are formed. As described above, by setting the extraction electrode 8 to a negative potential than the ground electrode 9, the extraction electrode 8
It is possible to prevent the backflow of electrons generated downstream.
【0039】上記プラズマチャンバ1は、図示しない真
空排気手段によって高真空状態に保持されている。ま
た、プラズマチャンバ1は、引出電極系10と共に図示
しないイオン源チャンバに内蔵されており、このイオン
源チャンバの内部も、図示しない真空排気手段によって
高真空状態に保持されている。The plasma chamber 1 is maintained in a high vacuum state by a vacuum exhaust means (not shown). Further, the plasma chamber 1 is built in an ion source chamber (not shown) together with the extraction electrode system 10, and the inside of the ion source chamber is also kept in a high vacuum state by a vacuum exhaust means (not shown).
【0040】また、プラズマチャンバ1の周囲には、ソ
レノイドコイルを備えたソースマグネット15が配設さ
れており、このソースマグネット15は、プラズマチャ
ンバ1内に、ビームの引き出し方向と略平行な電子サイ
クロトロン共鳴条件の磁場を形成するようになってい
る。A source magnet 15 having a solenoid coil is arranged around the plasma chamber 1, and the source magnet 15 is located inside the plasma chamber 1 and is substantially parallel to the beam extraction direction. It is designed to form a magnetic field under resonance conditions.
【0041】また、プラズマチャンバ1の外壁面には、
プラズマチャンバ1を加熱するためのヒーター線16が
巻回されている。On the outer wall surface of the plasma chamber 1,
A heater wire 16 for heating the plasma chamber 1 is wound.
【0042】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 structure will be described.
【0043】先ず、プラズマチャンバ1およびイオン源
チャンバが真空排気手段によって高真空に保持された状
態で、ソースマグネット15にてプラズマチャンバ1内
に電子サイクロトロン共鳴条件の磁場を形成し、マグネ
トロンより出力されて導波管を通ってきたマイクロ波を
マイクロ波導入ロッド3およびウインドウ4を介してプ
ラズマチャンバ1内へ導入し、プラズマチャンバ1内に
ガス状のイオン源物質を導入する。これにより、ECR
現象によるマイクロ波放電が生じ、プラズマチャンバ1
内に導入されているイオン源物質がプラズマ化してイオ
ンが発生する。プラズマの点灯後は、プラズマチャンバ
1内に導入されたマイクロ波がプラズマに吸収され、プ
ラズマが維持される。その後、電界によってプラズマス
リット2のイオン引出孔2aからプラズマチャンバ1内
のイオンを引き出してイオンビームを形成する。このイ
オンビームはイオン注入処理等に用いられる。First, in a state where the plasma chamber 1 and the ion source chamber are kept in a high vacuum by the vacuum exhaust means, the source magnet 15 forms a magnetic field under the electron cyclotron resonance condition in the plasma chamber 1, and the magnetic field is output from the magnetron. The microwave that has passed through the waveguide is introduced into the plasma chamber 1 through the microwave introduction rod 3 and the window 4, and a gaseous ion source material is introduced into the plasma chamber 1. This allows ECR
Microwave discharge occurs due to the phenomenon, and plasma chamber 1
The ion source material introduced into the inside is turned into plasma to generate ions. After the plasma is turned on, the microwave introduced into the plasma chamber 1 is absorbed by the plasma and the plasma is maintained. After that, ions in the plasma chamber 1 are extracted from the ion extraction hole 2a of the plasma slit 2 by an electric field to form an ion beam. This ion beam is used for ion implantation processing and the like.
【0044】上記のイオン源が長時間使用されると、プ
ラズマ室内壁が、イオン種物質、或いはプラズマスリッ
ト2や引出電極系10などを構成する材質であるカーボ
ン等の導電性物質によって汚染される。そこで、次に、
イオン源のメンテナンス作業について説明する。When the above-mentioned ion source is used for a long time, the inner wall of the plasma is contaminated with an ion species substance or a conductive substance such as carbon which is a material forming the plasma slit 2 and the extraction electrode system 10. . So, next,
The maintenance work of the ion source will be described.
【0045】先ず、図1に示すように、プラズマ室の前
方側(イオン引出側)を開放するため、プラズマチャン
バ1本体よりプラズマスリット2およびシールド6を取
り外す。例えば、プラズマスリット2の取り付けに螺子
が用いられている場合は、その螺子の取り外しを行う。
また、図9に示すように、プラズマチャンバ1の径より
も大きな径を有する円筒状のプラズマチャンバカバー1
7と、このプラズマチャンバカバー17をイオン引出方
向とは反対方向に付勢する複数のバネフック18…とを
用いて、バネの付勢力によってプラズマスリット2を固
定している場合、プラズマチャンバカバー17を取り外
せば、プラズマスリット2およびシールド6を容易に取
り外すことができる。First, as shown in FIG. 1, in order to open the front side (ion extraction side) of the plasma chamber, the plasma slit 2 and the shield 6 are removed from the main body of the plasma chamber 1. For example, when a screw is used to attach the plasma slit 2, the screw is removed.
Further, as shown in FIG. 9, a cylindrical plasma chamber cover 1 having a diameter larger than that of the plasma chamber 1.
7 and a plurality of spring hooks 18 for urging the plasma chamber cover 17 in the direction opposite to the ion extraction direction, the plasma chamber cover 17 is fixed when the plasma slit 2 is fixed by the urging force of the spring. If removed, the plasma slit 2 and the shield 6 can be easily removed.
【0046】次に、図1に示すように、開放されたプラ
ズマ室の前方側からライナ5を引き出す。この場合、ラ
イナ5とウインドウ4とは一体構造であるため、ライナ
5を引き出すことによってウインドウ4も同時にプラズ
マチャンバ1から取り出すことが可能である。Next, as shown in FIG. 1, the liner 5 is pulled out from the front side of the opened plasma chamber. In this case, since the liner 5 and the window 4 have an integrated structure, the window 4 can be taken out of the plasma chamber 1 at the same time by pulling out the liner 5.
【0047】一体構造のライナ5およびウインドウ4を
プラズマチャンバ1から取り出した後は、図3または図
8に示すように、ウインドウ4とライナ5とを分離す
る。そして、ウインドウ4とライナ5とを別々に清掃
(やすり等で内表面の付着物を削り取る作業)する。ま
た、先に取り外したシールド6の内側の面の清掃も行
う。After taking out the liner 5 and the window 4 having the integral structure from the plasma chamber 1, the window 4 and the liner 5 are separated as shown in FIG. 3 or 8. Then, the window 4 and the liner 5 are separately cleaned (the work of scraping off the adhered matter on the inner surface with a file or the like). In addition, the inner surface of the shield 6 that was previously removed is also cleaned.
【0048】上記の清掃作業が完了すれば、再度、ウイ
ンドウ4とライナ5とを結合して一体化し、これをプラ
ズマ室の前方側より挿入する。その後、プラズマスリッ
ト2およびシールド6を取り付ければメンテナンス作業
は完了する。When the above cleaning work is completed, the window 4 and the liner 5 are again joined and integrated, and this is inserted from the front side of the plasma chamber. After that, the maintenance work is completed by attaching the plasma slit 2 and the shield 6.
【0049】以上のように、本実施形態のイオン源は、
ウインドウ4とライナ5とが着脱可能に形成されてお
り、プラズマチャンバ1からウインドウ4とライナ5と
を取り出すときには両者が一体構造である一方、取り出
し後の清掃時には分割して別体として扱うことができる
ようになっている。このため、プラズマチャンバ1を完
全に分解することなく、プラズマ室の前方側だけ開放す
れば容易にウインドウ4とライナ5とをプラズマチャン
バ1から同時に取り出すことができ、且つ、ウインドウ
4およびライナ5の内面の清掃も通常通り行うことがで
きる。したがって、本実施形態のイオン源は、従来より
もメンテナンス性を向上させることができる。As described above, the ion source of this embodiment is
The window 4 and the liner 5 are detachably formed, and when the window 4 and the liner 5 are taken out from the plasma chamber 1, the both have an integral structure, but when cleaning after taking out, they can be divided and handled as separate bodies. You can do it. Therefore, the window 4 and the liner 5 can be easily taken out simultaneously from the plasma chamber 1 by opening only the front side of the plasma chamber without completely disassembling the plasma chamber 1, and the window 4 and the liner 5 can be easily removed. The inner surface can be cleaned normally. Therefore, the ion source of the present embodiment can improve the maintainability as compared with the conventional one.
【0050】尚、上記の構成において、図10に示すよ
うに、プラズマチャンバ1のマイクロ波導入側の壁面に
当接するウインドウ4の大径部4dの直径を、ライナ5
の外径よりも大きくすると共に、当該大径部4dの直径
とプラズマチャンバ1の内径とを略同じにして、ウイン
ドウ4の大径部4dとプラズマチャンバ1との嵌合状態
によってプラズマチャンバ1内におけるライナ5の位置
決めを行うことが好ましい。In the above structure, as shown in FIG. 10, the diameter of the large diameter portion 4d of the window 4 which abuts the wall surface of the plasma chamber 1 on the microwave introduction side is set to the liner 5 diameter.
The outer diameter of the plasma chamber 1 is made larger than the outer diameter of the plasma chamber 1, and the diameter of the large diameter portion 4d and the inner diameter of the plasma chamber 1 are set to be substantially the same. It is preferable to position the liner 5 in.
【0051】上記のように、取り付け時にウインドウ4
とライナ5とを一体構造にできる場合、嵌合部分が少な
いウインドウ4とプラズマチャンバ1との位置関係によ
ってライナ5のアライメントを出す構成にすれば、嵌合
部分が広いライナ5とプラズマチャンバ1との位置関係
を用いる場合よりも要求される加工精度が緩和される。
さらに、プラズマチャンバ1の内径よりもライナ5の外
径の方が小さいので、プラズマチャンバ1に対するライ
ナ5の着脱を比較的容易に行うことが可能となり、メン
テナンス性も向上する。As described above, the window 4 is attached at the time of installation.
If the liner 5 and the liner 5 can be integrally formed, if the liner 5 is aligned according to the positional relationship between the window 4 and the plasma chamber 1 having a small number of fitting portions, the liner 5 and the plasma chamber 1 having a wide fitting portion can be formed. The required processing accuracy is relaxed as compared with the case of using the positional relationship of.
Furthermore, since the outer diameter of the liner 5 is smaller than the inner diameter of the plasma chamber 1, the liner 5 can be attached to and detached from the plasma chamber 1 relatively easily, and the maintainability is also improved.
【0052】〔実施の形態2〕本発明のその他の実施の
形態について、図11に基づいて説明すれば、以下の通
りである。尚、説明の便宜上、前記の実施の形態1で用
いた図面に示した部材と同一の構成・機能を有する部材
には同一の符号を付記し、その説明を省略する。[Second Embodiment] The following will describe another embodiment of the present invention in reference to FIG. For convenience of description, members having the same configurations and functions as the members shown in the drawings used in the first embodiment will be designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【0053】上述のように、図10に示す構成にするこ
とによって、ライナ5の位置決めのための加工精度をあ
る程度緩和することが可能となるが、この場合、円筒状
のプラズマチャンバ1の内壁面におけるウインドウ4と
の嵌合部分の切削加工が必要になる。このような円筒内
壁の切削加工には比較的高いコストを要する。また、ラ
イナ5の位置決めにウインドウ4とプラズマチャンバ1
との位置関係を利用しているので、一体構造のウインド
ウ4とライナ5とをプラズマチャンバ1から取り外すま
たは挿入する場合、ウインドウ4の部分がプラズマチャ
ンバ1の内壁に引っ掛かり易くなるのは避けられない。As described above, by adopting the configuration shown in FIG. 10, it is possible to relax the processing accuracy for positioning the liner 5 to some extent. In this case, however, the inner wall surface of the cylindrical plasma chamber 1 is reduced. It is necessary to cut the fitting portion of the window 4 with the window 4. The cutting of such an inner wall of the cylinder requires a relatively high cost. Further, the window 4 and the plasma chamber 1 are used for positioning the liner 5.
Therefore, when the window 4 and the liner 5 having an integral structure are removed or inserted from the plasma chamber 1, it is inevitable that the window 4 portion is easily caught on the inner wall of the plasma chamber 1. .
【0054】そこで、本実施形態では、ライナ5の位置
決めのための加工精度をさらに緩和することができると
共に、メンテナンス性をさらに向上させることができる
イオン源の構成を示す。Therefore, in this embodiment, the construction of the ion source is shown, which can further reduce the processing accuracy for positioning the liner 5 and further improve the maintainability.
【0055】図11に示すように、本実施形態のイオン
源は、基本的な構成は前記の実施形態1と同様である
が、さらに、マイクロ波導入ロッド3の先端がプラズマ
チャンバ1内へと突出していると共に、当該マイクロ波
導入ロッド3の突出部3a(位置決め用凸部)と嵌合す
る凹部4f(位置決め用凹部)がウインドウ4のマイク
ロ波導入面側に形成されており、マイクロ波導入ロッド
3の突出部3aとウインドウ4の凹部4fとの嵌合によ
ってアライメントをとることができる構成になってい
る。すなわち、上記の突出部3aと凹部4fとを嵌合す
れば、プラズマチャンバ1内におけるウインドウ4の位
置決めがなされ、これにより、ウインドウ4と一体構成
のライナ5もプラズマチャンバ1内において位置決めが
なされる。As shown in FIG. 11, the ion source of this embodiment has the same basic structure as that of the first embodiment, but the tip of the microwave introducing rod 3 is further extended into the plasma chamber 1. A recessed portion 4f (positioning recessed portion) that is protruding and fits into the protruding portion 3a (positioning protruding portion) of the microwave introduction rod 3 is formed on the microwave introduction surface side of the window 4 and is used for microwave introduction. The projection 3a of the rod 3 and the recess 4f of the window 4 are fitted to each other so that alignment can be achieved. That is, by fitting the protrusion 3a and the recess 4f, the window 4 in the plasma chamber 1 is positioned, and thus the liner 5 integrated with the window 4 is also positioned in the plasma chamber 1. .
【0056】この場合、プラズマチャンバ1を位置決め
に使用しないので、ウインドウ4とプラズマチャンバ
1、およびライナ5とプラズマチャンバ1との嵌め合い
公差を別段気にせずにイオン源を設計製作できる。すな
わち、ライナ5の位置決めのための加工精度が大幅に緩
和される。したがって、プラズマチャンバ1の内面の切
削加工も不要となり、例えば市販の標準的なパイプを利
用してプラズマチャンバ1を安価に作成することが可能
である。In this case, since the plasma chamber 1 is not used for positioning, the ion source can be designed and manufactured without paying special attention to the fitting tolerances of the window 4 and the plasma chamber 1 and the liner 5 and the plasma chamber 1. That is, the processing accuracy for positioning the liner 5 is significantly eased. Therefore, it is not necessary to cut the inner surface of the plasma chamber 1, and the plasma chamber 1 can be manufactured at low cost by using, for example, a commercially available standard pipe.
【0057】また、図11に示しているように、ライナ
5だけでなくウインドウ4の外径もプラズマチャンバ1
から余裕をもって引き出せる寸法にすることができるの
で、一体構造のウインドウ4とライナ5とをプラズマチ
ャンバ1の前方から出し入れする場合、プラズマチャン
バ1の内壁に引っ掛かることなく容易に出し入れするこ
とができる。したがって、メンテナンス性のさらなる向
上が期待できる。Further, as shown in FIG. 11, not only the liner 5 but also the outer diameter of the window 4 is changed to the plasma chamber 1
Since the window 4 and the liner 5 having an integral structure can be pulled out from the front of the plasma chamber 1, the window 4 and the liner 5 can be easily pulled in and out without being caught by the inner wall of the plasma chamber 1. Therefore, further improvement in maintainability can be expected.
【0058】尚、ここでは、マイクロ波導入ロッド3を
突出させ、それに嵌合する凹部4fをウインドウ4側に
形成した例を示したが、それとは逆に、ウインドウ4に
凸部を形成し、マイクロ波導入ロッド3側に凹部を形成
しても、アライメントをとることができる。Here, an example is shown in which the microwave introducing rod 3 is projected and the concave portion 4f fitted therein is formed on the window 4 side. On the contrary, a convex portion is formed on the window 4, Even if a concave portion is formed on the microwave introducing rod 3 side, alignment can be taken.
【0059】上記の各実施形態では、プラズマチャンバ
1を円筒状としたが、勿論、方形状であってもよい。ま
た、マイクロ波導入ロッド3の形状も円柱状でも角柱状
でもよい。また、ECRイオン源を例に挙げて説明した
が、プラズマチャンバ1内にプラズマ室内壁が設けられ
るその他のマイクロ波型イオン源にも適用可能である。
上記の実施形態は、あくまでも、本発明の技術内容を明
らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定
して狭義に解釈されるべきものではなく、特許請求の範
囲内で、いろいろと変更して実施することができるもの
である。In each of the above embodiments, the plasma chamber 1 has a cylindrical shape, but of course, it may have a rectangular shape. Further, the microwave introducing rod 3 may be cylindrical or prismatic in shape. Further, the ECR ion source has been described as an example, but the present invention is also applicable to other microwave ion sources in which the plasma chamber inner wall is provided in the plasma chamber 1.
The above-described embodiments are merely for clarifying the technical contents of the present invention, and should not be construed in a narrow sense by limiting only to such specific examples. Can be changed and implemented.
【0060】[0060]
【発明の効果】請求項1の発明のマイクロ波イオン源
は、以上のように、マイクロ波導入部を有するプラズマ
チャンバの内壁面を被う第1のプラズマ室内壁部分と、
マイクロ波導入部およびイオン引出部が存在しないプラ
ズマチャンバの側壁面を被う筒状の第2のプラズマ室内
壁部分とが、着脱自在に形成されている構成である。As described above, the microwave ion source according to the first aspect of the present invention includes the first plasma chamber inner wall portion that covers the inner wall surface of the plasma chamber having the microwave introduction portion,
The second plasma chamber inner wall portion, which covers the side wall surface of the plasma chamber without the microwave introduction portion and the ion extraction portion, is detachably formed.
【0061】それゆえ、メンテナンス時にプラズマチャ
ンバからプラズマ室内壁を取り出すときには、第1のプ
ラズマ室内壁部分と第2のプラズマ室内壁部分とが一体
構造である一方、取り出し後の清掃時には両者を分割し
て別体として扱うことができる。したがって、プラズマ
チャンバを完全に分解することなく、プラズマ室前方
(イオン引出側)よりプラズマ室内壁を容易に取り出せ
るため、従来よりもメンテナンス性の向上を図ることが
できるという効果を奏する。Therefore, when the plasma chamber inner wall is taken out from the plasma chamber at the time of maintenance, the first plasma chamber inner wall portion and the second plasma chamber inner wall portion have an integral structure, while at the time of cleaning after taking out, both are separated. Can be treated as a separate body. Therefore, the plasma chamber inner wall can be easily taken out from the front side (ion extraction side) of the plasma chamber without completely disassembling the plasma chamber, so that the maintainability can be improved more than ever before.
【0062】請求項2の発明のマイクロ波イオン源は、
上記請求項1の発明の構成において、上記マイクロ波導
入部からプラズマ室へマイクロ波を導入するための誘電
体よりなるマイクロ波導入ロッドを備え、上記マイクロ
波導入ロッドと上記第1のプラズマ室内壁部分との何れ
か一方に位置決め用凸部、他方に当該位置決め用凸部と
嵌合する位置決め用凹部が形成されている構成である。The microwave ion source according to the invention of claim 2 is
The structure of the invention according to claim 1, further comprising: a microwave introduction rod made of a dielectric material for introducing microwaves from the microwave introduction part into the plasma chamber, wherein the microwave introduction rod and the first plasma chamber inner wall are provided. One of the parts is provided with a positioning projection, and the other is provided with a positioning recess that fits with the positioning projection.
【0063】それゆえ、上記請求項1の発明の効果に加
えて、プラズマチャンバ自体を位置決めに使用しないの
で、第1および第2のプラズマ室内壁部分とプラズマチ
ャンバとの嵌め合い公差を別段気にせずにイオン源を設
計製作でき、プラズマ室内壁の位置決めのための加工精
度が大幅に緩和されるという効果を併せて奏する。さら
に、第1および第2のプラズマ室内壁の外径をプラズマ
チャンバから余裕をもって引き出せる寸法にすることが
できるので、第1および第2のプラズマ室内壁をプラズ
マチャンバのイオン引出側から出し入れする場合、プラ
ズマチャンバの内壁に引っ掛かることなく容易に出し入
れすることができ、メンテナンス性のさらなる向上が図
れる。Therefore, in addition to the effect of the first aspect of the invention, since the plasma chamber itself is not used for positioning, the fitting tolerance between the first and second plasma chamber inner wall portions and the plasma chamber must be taken into consideration. The ion source can be designed and manufactured without the need for processing, and the processing accuracy for positioning the plasma chamber inner wall can be greatly relaxed. Furthermore, since the outer diameters of the first and second plasma chamber inner walls can be made to have a size that allows them to be withdrawn from the plasma chamber with a margin, when the first and second plasma chamber inner walls are taken in and out from the ion extraction side of the plasma chamber, It can be easily taken in and out without being caught on the inner wall of the plasma chamber, and the maintainability can be further improved.
【図1】本発明の一実施形態を示すものであり、ECR
イオン源のメンテナンスの際にプラズマチャンバ内から
プラズマ室内壁を取り出すときの手順を説明するための
概略の横断面図である。1 shows an embodiment of the present invention, which is an ECR
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining a procedure for taking out the plasma chamber inner wall from the plasma chamber during maintenance of the ion source.
【図2】上記ECRイオン源の概略構成を示す横断面図
である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the ECR ion source.
【図3】上記ECRイオン源における着脱自在に形成さ
れたウインドウとライナとを示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a window and a liner that are detachably formed in the ECR ion source.
【図4】図3に示されるウインドウをライナとの接続側
から見たときの平面図である。FIG. 4 is a plan view of the window shown in FIG. 3 as viewed from the side connected to the liner.
【図5】図4に示されるウインドウの正面図である。5 is a front view of the window shown in FIG. 4. FIG.
【図6】図3に示されるライナをウインドウとの接続側
から見たときの平面図である。FIG. 6 is a plan view of the liner shown in FIG. 3 as viewed from the side connected to the window.
【図7】図6に示されるライナのA−A矢視断面図であ
る。7 is a cross-sectional view of the liner shown in FIG. 6 taken along the line AA.
【図8】上記ECRイオン源における着脱自在に形成さ
れたウインドウとライナとの一変形例を示す斜視図であ
る。FIG. 8 is a perspective view showing a modified example of a window and a liner that are detachably formed in the ECR ion source.
【図9】上記ECRイオン源において、プラズマスリッ
トの取り付け構造の一例を示すための概略の横断面図で
ある。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing an example of a plasma slit mounting structure in the ECR ion source.
【図10】上記ECRイオン源のその他の実施形態を示
す概略の縦断面図である。FIG. 10 is a schematic longitudinal sectional view showing another embodiment of the ECR ion source.
【図11】上記ECRイオン源のさらに他の実施形態を
示す概略の縦断面図である。FIG. 11 is a schematic vertical sectional view showing still another embodiment of the ECR ion source.
【図12】従来のECRイオン源の概略構成を示す横断
面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a conventional ECR ion source.
【図13】上記従来のECRイオン源の要部の構成を示
す縦断面図である。FIG. 13 is a vertical cross-sectional view showing a configuration of a main part of the conventional ECR ion source.
1 プラズマチャンバ 2 プラズマスリット(イオン引出部) 2a イオン引出孔 3 マイクロ波導入ロッド 3a 突出部(位置決め用凸部) 4 ウインドウ(第1のプラズマ室内壁部分) 4f 凹部(位置決め用凹部) 5 ライナ(第2のプラズマ室内壁部分) 6 シールド 10 引出電極系 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma chamber 2 Plasma slit (ion extraction part) 2a Ion extraction hole 3 Microwave introduction rod 3a Projection part (positioning convex part) 4 Window (1st plasma chamber inner wall part) 4f Recessed part (positioning concave part) 5 Liner ( Second plasma chamber inner wall portion) 6 shield 10 extraction electrode system
Claims (2)
に、それと対向する壁面にイオン引出部を有し、内部が
プラズマを生成するためのプラズマ室となるプラズマチ
ャンバを備え、 当該プラズマチャンバの内壁面が、プラズマ室内壁を形
成する誘電体にて被われているマイクロ波イオン源にお
いて、 上記マイクロ波導入部を有するプラズマチャンバの内壁
面を被う第1のプラズマ室内壁部分と、マイクロ波導入
部およびイオン引出部が存在しないプラズマチャンバの
側壁面を被う筒状の第2のプラズマ室内壁部分とが、着
脱自在に形成されていることを特徴とするマイクロ波イ
オン源。1. A plasma chamber having a microwave introduction portion on one wall surface and an ion extraction portion on a wall surface opposite to the microwave introduction portion, the inside being a plasma chamber for generating plasma, and the inside of the plasma chamber. In a microwave ion source whose wall surface is covered with a dielectric forming a plasma chamber inner wall, a first plasma chamber inner wall portion covering the inner wall surface of the plasma chamber having the microwave introducing portion and a microwave chamber Ion source, and a cylindrical second plasma chamber inner wall portion that covers the side wall surface of the plasma chamber in which the ion extraction portion is not present are detachably formed.
イクロ波を導入するための誘電体よりなるマイクロ波導
入ロッドを備え、 上記マイクロ波導入ロッドと上記第1のプラズマ室内壁
部分との何れか一方に位置決め用凸部、他方に当該位置
決め用凸部と嵌合する位置決め用凹部が形成されている
ことを特徴とする請求項1記載のマイクロ波イオン源。2. A microwave introducing rod made of a dielectric material for introducing microwaves from the microwave introducing portion into the plasma chamber, wherein either the microwave introducing rod or the first plasma chamber inner wall portion is provided. 2. The microwave ion source according to claim 1, wherein a positioning projection is formed on one side, and a positioning recess that fits with the positioning projection is formed on the other side.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7232930A JPH0982231A (en) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | Microwave ion source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7232930A JPH0982231A (en) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | Microwave ion source |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0982231A true JPH0982231A (en) | 1997-03-28 |
Family
ID=16947081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7232930A Pending JPH0982231A (en) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | Microwave ion source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0982231A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120130681A (en) * | 2009-04-03 | 2012-12-03 | 베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크. | Ion source |
| JP2013211232A (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Microwave ion source |
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| JP2015230832A (en) * | 2014-06-05 | 2015-12-21 | 住友重機械工業株式会社 | Microwave ion source and ion generation method |
| JP2019169327A (en) * | 2018-03-23 | 2019-10-03 | 日新イオン機器株式会社 | Ion source, ion beam irradiation apparatus |
-
1995
- 1995-09-11 JP JP7232930A patent/JPH0982231A/en active Pending
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