JPS5836456B2 - マイクロ波プラズマイオン源 - Google Patents
マイクロ波プラズマイオン源Info
- Publication number
- JPS5836456B2 JPS5836456B2 JP50126357A JP12635775A JPS5836456B2 JP S5836456 B2 JPS5836456 B2 JP S5836456B2 JP 50126357 A JP50126357 A JP 50126357A JP 12635775 A JP12635775 A JP 12635775A JP S5836456 B2 JPS5836456 B2 JP S5836456B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge
- ion
- ion source
- plasma ion
- microwave plasma
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はマイクロ波放電を利用したイオン源の改良に関
する。
する。
第１図は従来のマイクロ波放電形イオン源を示す図で、
１が放電電極であり、２はマイクロ波が放電電極間に入
ってくるために必要なマイクロ波マッチング用空隙であ
り、ここにはこの中で放電がおこらないようにするため
に絶縁物３が充填されている。
１が放電電極であり、２はマイクロ波が放電電極間に入
ってくるために必要なマイクロ波マッチング用空隙であ
り、ここにはこの中で放電がおこらないようにするため
に絶縁物３が充填されている。
又、３′も絶縁物であるが真空封止の役割をもち、この
部分に放電が広がらないようにしている。
部分に放電が広がらないようにしている。
４は試料ガス導入パイプで、５はイオン引出し電極、６
はレンズ電極である。
はレンズ電極である。
なお、５は矩形の開口を有している。
しかるに、このような従来のマイクロ波放電形イオン源
においては放電電極１の表面がイオン衝撃によりスパツ
タし、これがイオン化されるために引出されたイオンビ
ーム中に放電電極を構成する元素のイオンが混入してし
まったり、マイクロ波導入用の絶縁物表面を覆ってマイ
クロ波の導入をさまたげてしまう。
においては放電電極１の表面がイオン衝撃によりスパツ
タし、これがイオン化されるために引出されたイオンビ
ーム中に放電電極を構成する元素のイオンが混入してし
まったり、マイクロ波導入用の絶縁物表面を覆ってマイ
クロ波の導入をさまたげてしまう。
本発明は従来のイオン源におけるこのような欠点をなく
シ、且つイオンスパツタ効果を積極的に利用し、効率よ
く固体物質のイオンを得ることを目的とするものである
。
シ、且つイオンスパツタ効果を積極的に利用し、効率よ
く固体物質のイオンを得ることを目的とするものである
。
第２図は本発明に用いたイオンスパツタ効果の原理を説
明する図である。
明する図である。
放電電極間にはプラズマＴが発生しているが、放電電極
１とプラズマ境界９の間にはイオンシース８が存在する
。
１とプラズマ境界９の間にはイオンシース８が存在する
。
そしてプラズマは放電電極１に対して、いわゆる浮遊電
位分だけ正の電位になっている。
位分だけ正の電位になっている。
この浮遊電位はプラズマパラメータの函数であるが一般
に数ボルトから数１０ボルトである。
に数ボルトから数１０ボルトである。
したがってプラズマ境界をとび出したイオンは放電電極
に向って加速され、この浮遊電位分のエネルギーでこの
電極に衝突する。
に向って加速され、この浮遊電位分のエネルギーでこの
電極に衝突する。
この時スパツタされる原子の単位面積当りの個数をｎ（
ケ／ｄ）とすると、次式が成り立つ。
ケ／ｄ）とすると、次式が成り立つ。
但しＪ（Ａ／ｉ）は単位面積のプラズマ境界から流出す
るイオン電流で、αはイオン１個当りのスパツタ率であ
り、イオンは１価とした。
るイオン電流で、αはイオン１個当りのスパツタ率であ
り、イオンは１価とした。
αはイオン種、スパツタされる固体元素の種類およびイ
オン加速電圧の函数である。
オン加速電圧の函数である。
一般にスパッタリングのおこる閾値電圧は数ボルトであ
るから上記の条件ではαはゼロでない値をとる。
るから上記の条件ではαはゼロでない値をとる。
例えば文献（ Ｍ ． ＫａｍｉｓｋｙのＡｔｏｍｉｃ
ａｎｄ ＩｏｎｉｃＩｍｐａｃｔ Ｐｈｅｎｏｍｅｎ
ａ ｏｒ Ｍｅｔａｌ Ｓｕｒｆａｃｅｓ ＋Ｓｐｒ
ｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｉａｇ ． Ｂｅｒｌｉｎ （ １
９６５）Ｐ１５１）に示されているごとく、アルゴンイ
オンで金属クロムをたたんだときには４０Ｖでαは約０
．１である。
ａｎｄ ＩｏｎｉｃＩｍｐａｃｔ Ｐｈｅｎｏｍｅｎ
ａ ｏｒ Ｍｅｔａｌ Ｓｕｒｆａｃｅｓ ＋Ｓｐｒ
ｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｉａｇ ． Ｂｅｒｌｉｎ （ １
９６５）Ｐ１５１）に示されているごとく、アルゴンイ
オンで金属クロムをたたんだときには４０Ｖでαは約０
．１である。
したがってもし電流密度として０．ＩＡ／ｉという値を
使えばｎは約６Ｘ１０１６個／ｓｅｃとなる。
使えばｎは約６Ｘ１０１６個／ｓｅｃとなる。
固体の原子間距離を数Ａとすれば、１秒間にほぼ１層の
割合でスパツタされることになる。
割合でスパツタされることになる。
第３図は本発明の実施例を示す図である。
放電電極１および絶縁物３，３′等により囲まれた放電
空間の内壁面に設けられた被覆材１０は上記スパツタ効
果を利用するためにつけられたもので、たとえばボロン
イオンを得たいときには試料ガスとしてＢＣ＃３ｔ Ｂ
ＦｓまたはＢ２Ｈ６などの蒸気をガス導入パイプ４を通
して導入すると共に、この被覆材１０としてボロンの結
晶または窒化ボロンのような化合物を使えばよい。
空間の内壁面に設けられた被覆材１０は上記スパツタ効
果を利用するためにつけられたもので、たとえばボロン
イオンを得たいときには試料ガスとしてＢＣ＃３ｔ Ｂ
ＦｓまたはＢ２Ｈ６などの蒸気をガス導入パイプ４を通
して導入すると共に、この被覆材１０としてボロンの結
晶または窒化ボロンのような化合物を使えばよい。
この１０は放電電極１と絶縁物３，３′の内壁面に密接
されている。
されている。
いまＢＣｌ３の蒸気を導入した場合を考えるとマイクロ
波放電で生成されるイオン種は主としてＢ＋＋＋＋ ＢＣＩＩ ，ＢＣ／ｌ２，Ｃｌ およびＣｌ２＋な
どであり、全イオン中に占めるＢ＋の割合は０．２〜０
．１である。
波放電で生成されるイオン種は主としてＢ＋＋＋＋ ＢＣＩＩ ，ＢＣ／ｌ２，Ｃｌ およびＣｌ２＋な
どであり、全イオン中に占めるＢ＋の割合は０．２〜０
．１である。
また一般に放電箱中で生成されたイオンの殆んどが放電
電極や放電箱の壁に衝突してしまうことを考慮すれば、
いまかりに上記各イオン種がボロン結晶に衝突するとき
にスパッタ効率αを０．０５〜０．１と仮定した場合に
は壁に衝突するＢ＋の数とほぼ同じ数のボロン原子がス
パッタされることになる。
電極や放電箱の壁に衝突してしまうことを考慮すれば、
いまかりに上記各イオン種がボロン結晶に衝突するとき
にスパッタ効率αを０．０５〜０．１と仮定した場合に
は壁に衝突するＢ＋の数とほぼ同じ数のボロン原子がス
パッタされることになる。
したがって放電箱内のプラズマ中に占め＋
るＢ の割合が増大するので引出されるＢ＋イオンも増
大する。
大する。
このように本発明の装置では電極構成元素の混入をふせ
ぐと共に、目的とする元素イオンを、スパツタ効果を利
用することにより有効に得ることができる。
ぐと共に、目的とする元素イオンを、スパツタ効果を利
用することにより有効に得ることができる。
第１図は従来のマイクロ波放電形イオン源を示す図、第
２図は本発明に利用するイオンスパッタ作用を説明する
図、第３図は本発明の実施例を示す図である。 図中、１・・・・・・放電電極、２・・・・・・マイク
ロ波マッチング用空隙、３・・・・・・絶縁性充填物、
３′・・・・・・真空封止用絶縁板、４・・・・・・試
料ガス導入孔、５・曲・イオン引出し電極、６・・・・
・・レンズ電極、７・・・・・・プラズマ、８・・・・
・・イオンシース、９・・旧プラズマ境界、１０・・・
・・・イオン化すべき元素を含む固体物質よりなる被覆
材。
２図は本発明に利用するイオンスパッタ作用を説明する
図、第３図は本発明の実施例を示す図である。 図中、１・・・・・・放電電極、２・・・・・・マイク
ロ波マッチング用空隙、３・・・・・・絶縁性充填物、
３′・・・・・・真空封止用絶縁板、４・・・・・・試
料ガス導入孔、５・曲・イオン引出し電極、６・・・・
・・レンズ電極、７・・・・・・プラズマ、８・・・・
・・イオンシース、９・・旧プラズマ境界、１０・・・
・・・イオン化すべき元素を含む固体物質よりなる被覆
材。
Claims (1)
- １ 放電容器内にイオン化すべき元素を含む蒸気を導入
し、該放電容器内にマイクロ波放電プラズマを生成させ
ることにより、上記のイオン化すべき元素をイオン化せ
しめるようにしたマイクロ波プラズマイオン源において
、上記放電容器の内壁面を上記のイオン化すべき元素を
含む固体物質よりなる被覆材にて覆ってなることを特徴
とするマイクロ波プラズマイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50126357A JPS5836456B2 (ja) | 1975-10-22 | 1975-10-22 | マイクロ波プラズマイオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50126357A JPS5836456B2 (ja) | 1975-10-22 | 1975-10-22 | マイクロ波プラズマイオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5252099A JPS5252099A (en) | 1977-04-26 |
| JPS5836456B2 true JPS5836456B2 (ja) | 1983-08-09 |
Family
ID=14933169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50126357A Expired JPS5836456B2 (ja) | 1975-10-22 | 1975-10-22 | マイクロ波プラズマイオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5836456B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58137943A (ja) * | 1982-02-10 | 1983-08-16 | Jeol Ltd | イオン源 |
| JPS5974659U (ja) * | 1982-11-10 | 1984-05-21 | 東京エレクトロン株式会社 | イオン注入装置のイオン発生装置 |
| JP4289837B2 (ja) | 2002-07-15 | 2009-07-01 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | イオン注入方法及びｓｏｉウエハの製造方法 |
| JP4328067B2 (ja) | 2002-07-31 | 2009-09-09 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | イオン注入方法及びｓｏｉウエハの製造方法、並びにイオン注入装置 |
-
1975
- 1975-10-22 JP JP50126357A patent/JPS5836456B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5252099A (en) | 1977-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Koenig et al. | Application of RF discharges to sputtering | |
| Nelson et al. | Atomic collision sequences in crystals of copper, silver and gold revealed by sputtering in energetic ion beams | |
| Waits | Planar magnetron sputtering | |
| Uchiike et al. | Secondary electron emission characteristics of dielectric materials in AC-operated plasma display panels | |
| US3514391A (en) | Sputtering apparatus with finned anode | |
| US3913320A (en) | Electron-bombardment ion sources | |
| US3562142A (en) | R.f.sputter plating method and apparatus employing control of ion and electron bombardment of the plating | |
| KennetháMarcus | Operation principles and design considerations for radiofrequency powered glow discharge devices. A review | |
| US3501393A (en) | Apparatus for sputtering wherein the plasma is confined by the target structure | |
| Walk et al. | Ion energy analysis of a bipolar HiPIMS discharge using a retarding field energy analyser | |
| JPS5836456B2 (ja) | マイクロ波プラズマイオン源 | |
| Abril et al. | Energy transfer processes in glow discharges | |
| Shandrikov et al. | Low-pressure high-current pulsed magnetron discharge with electron injection from a vacuum arc plasma emitter | |
| JPH11329336A (ja) | イオン注入装置 | |
| Hirsch | On the mechanism of the Penning discharge | |
| EP0378970B1 (en) | Cold-cathode, ion-generating and ion-accelerating universal device | |
| Shandrikov et al. | Parameters and ion mass-to-charge composition of a high-power impulse magnetron discharge with electron injection | |
| US6682634B1 (en) | Apparatus for sputter deposition | |
| Maniv | Generalization of the model for the J‐V characteristics of dc sputtering discharges | |
| Keller et al. | Metal beam production using a high current ion source | |
| JPH05242820A (ja) | ２次放出の高い係数の材料から構成され或いはその材料によって被覆された電離室付イオン発生器 | |
| Hoareau et al. | Generation of silver cluster using the inert-gas condensation technique-observation of doubly charged clusters | |
| JPH0770512B2 (ja) | 低エネルギイオン化粒子照射装置 | |
| Pandey et al. | Positive ion speed at the plasma–sheath boundary of a negative ion‐emitting electrode | |
| JP3360590B2 (ja) | 高周波イオン源 |