JPH0982231A - マイクロ波イオン源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラズマ室内壁（ウインドウ４、ライナ５、
シールド６）を、プラズマチャンバ１のイオン引出側よ
り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。 【解決手段】 ウインドウ４とライナ５とが、切りかき
加工や螺子加工などによって着脱自在に形成されてお
り、メンテナンスの際にプラズマチャンバ１からプラズ
マ室内壁を取り出すときにはウインドウ４とライナ５と
が一体構造である一方、取り出し後の清掃時にはそれら
を分割して別体として扱うことができるような構成とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００２４】

【発明の実施の形態】

〔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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図２】上記ＥＣＲイオン源の概略構成を示す横断面図
である。

【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。

【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。

【図５】図４に示されるウインドウの正面図である。

【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。

【図７】図６に示されるライナのＡ−Ａ矢視断面図であ
る。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【符号の説明】

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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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。
2. 【請求項２】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
   ことを特徴とする請求項１記載のマイクロ波イオン源。