JPS6313248A - イオン源 - Google Patents
イオン源Info
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- JPS6313248A JPS6313248A JP61155201A JP15520186A JPS6313248A JP S6313248 A JPS6313248 A JP S6313248A JP 61155201 A JP61155201 A JP 61155201A JP 15520186 A JP15520186 A JP 15520186A JP S6313248 A JPS6313248 A JP S6313248A
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- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 33
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 32
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
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- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
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Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、イオン注入装置、イオンマイクロアナライザ
その他イオンを利用する装置に適用されるイオン源に関
する。
その他イオンを利用する装置に適用されるイオン源に関
する。
（従来の技術）
従来、代表的なイオン源としてタングステンフィラメン
トを使用してプラズマを発生させるフリーマン型イオン
源が知られている。このイオン源は、タングステンフィ
ラメントがイオンによりスパッタされ、或は化学的に活
性なガスを放電ガスとして使用するとフィラメントが化
学反応してその損耗が甚だしく、フィラメントの交換の
ためにイオン源の作動を停止しなければならない。これ
に伴ない該イオン源を使用する装置の停止も要求され、
装置の稼動効率が低下する不都合がある。
トを使用してプラズマを発生させるフリーマン型イオン
源が知られている。このイオン源は、タングステンフィ
ラメントがイオンによりスパッタされ、或は化学的に活
性なガスを放電ガスとして使用するとフィラメントが化
学反応してその損耗が甚だしく、フィラメントの交換の
ためにイオン源の作動を停止しなければならない。これ
に伴ない該イオン源を使用する装置の停止も要求され、
装置の稼動効率が低下する不都合がある。
そこで出願人等は、先に、イオン源の放電室を、細孔を
備えた渦電電極により主放電室と副放電室に区画し、フ
ィラメントを設けた副放電室には希ガスを導入し、また
主放電室には所望のイオンを発生する放電ガスを導入し
、副放電室の圧力を主放電室の圧力よりも高め、フィラ
メントと隔壁電極と主放電室の陽極との間で複合放電を
行なうことによりイオンを発生させ、フィラメントの寿
命を長くするようにしたものを提案した（特開昭６Ｏ−
１８９８４１）。
備えた渦電電極により主放電室と副放電室に区画し、フ
ィラメントを設けた副放電室には希ガスを導入し、また
主放電室には所望のイオンを発生する放電ガスを導入し
、副放電室の圧力を主放電室の圧力よりも高め、フィラ
メントと隔壁電極と主放電室の陽極との間で複合放電を
行なうことによりイオンを発生させ、フィラメントの寿
命を長くするようにしたものを提案した（特開昭６Ｏ−
１８９８４１）。
（発明が解決しようとする問題点）
前記提案のものは化学的に活性な放電ガスを使用出来、
しかも比較的長時間の使用に耐える有利性があるが、大
きなイオン電流を得るにはまだ光分でかい。
しかも比較的長時間の使用に耐える有利性があるが、大
きなイオン電流を得るにはまだ光分でかい。
本発明の目的は、長寿命でしかも大きなイオン電流が得
られるイオン源を提供することにある。
られるイオン源を提供することにある。
（問題点全解決するための手段〕
前記の問題点の解決のために、本発明の第１発明では、
放電室を、隔壁によりイオン引出し口を備えた主放を室
と、フィラメントその他のプラズマ発生装置を備えた副
放電室とに区画すると共にこれら両室を該隔壁に設けた
細孔を介して連通させ、該副放電室に希ガスを導入する
と共に主放電室に所望のイオンを発生させる放電ガスを
導入し、該副放電室の圧力を主放電室の圧力よりも高く
保持するようにしたものに於て、主放電室のイオン引出
し口と前記細孔及び副放電室を頚次同−軸線上に存する
ように配置するようＫＬ、第２発明ではこの構成に加え
て更に前記軸線に略潰った磁場を形成する磁石を主放電
室の外側に設けるようにした。
放電室を、隔壁によりイオン引出し口を備えた主放を室
と、フィラメントその他のプラズマ発生装置を備えた副
放電室とに区画すると共にこれら両室を該隔壁に設けた
細孔を介して連通させ、該副放電室に希ガスを導入する
と共に主放電室に所望のイオンを発生させる放電ガスを
導入し、該副放電室の圧力を主放電室の圧力よりも高く
保持するようにしたものに於て、主放電室のイオン引出
し口と前記細孔及び副放電室を頚次同−軸線上に存する
ように配置するようＫＬ、第２発明ではこの構成に加え
て更に前記軸線に略潰った磁場を形成する磁石を主放電
室の外側に設けるようにした。
（作用）
副放電室にＡｒガス等の希ガスを導入すると共に主放電
室に０□ガス等の化学活性の高い放１！ガスを導入し、
該副放電室の圧力を主放電室の圧力よりも高める。そし
て副放電室のフィラメントとアノード電極への通電等に
よりプラズマ発生装置ｔを作動させ、主放電室にアノー
ド電圧を印加すると、副放電室内で希ガスのプラズマが
発生し、そのプラズマは副放電室内の圧力が高いので隔
壁に形成した細孔から主放電室内へと噴き出す。この噴
出プラズマと主放電室との間で放電ガスが電離し、イオ
ンが発生する。発生したイオンは主放電室のイオン引出
し口からその外方に設けた引出し電極によりビーム状に
引き出される。
室に０□ガス等の化学活性の高い放１！ガスを導入し、
該副放電室の圧力を主放電室の圧力よりも高める。そし
て副放電室のフィラメントとアノード電極への通電等に
よりプラズマ発生装置ｔを作動させ、主放電室にアノー
ド電圧を印加すると、副放電室内で希ガスのプラズマが
発生し、そのプラズマは副放電室内の圧力が高いので隔
壁に形成した細孔から主放電室内へと噴き出す。この噴
出プラズマと主放電室との間で放電ガスが電離し、イオ
ンが発生する。発生したイオンは主放電室のイオン引出
し口からその外方に設けた引出し電極によりビーム状に
引き出される。
副放電室及び細孔は、主放電室のイオン引出し口と対向
する位置に設けられているので、細孔を介して副放電室
から主放電室へと噴出するプラズマはその噴出方向に位
置するイオン引出し口へと接近し、イオン引出し口の近
くでイオンを発生させることが出来、発生したイオンの
多くをイオン引出し口からビーム状に引き出せる。
する位置に設けられているので、細孔を介して副放電室
から主放電室へと噴出するプラズマはその噴出方向に位
置するイオン引出し口へと接近し、イオン引出し口の近
くでイオンを発生させることが出来、発生したイオンの
多くをイオン引出し口からビーム状に引き出せる。
また主放電室の外側に、該細孔とイオン引出し口全結ぶ
軸線方向のカスプ磁場等の磁場を形成する磁石を設けて
おくことにより細孔から主放電室に噴出するプラズマを
拡散させずにイオン引出し口へと導くことが出来、密度
と温度の高い光軸状のプラズマを形成出来るので、主放
電室内での放゛亀ガスの電離が促進され、大量のイオン
を発生させ、従ってイオン引出し口から大電流のイオン
ビームを得ることが出来る。
軸線方向のカスプ磁場等の磁場を形成する磁石を設けて
おくことにより細孔から主放電室に噴出するプラズマを
拡散させずにイオン引出し口へと導くことが出来、密度
と温度の高い光軸状のプラズマを形成出来るので、主放
電室内での放゛亀ガスの電離が促進され、大量のイオン
を発生させ、従ってイオン引出し口から大電流のイオン
ビームを得ることが出来る。
（実施例）
本発明の実施例を別紙図面につき説明すると、符号（１
）は横方向の中心軸線を有する円筒形の放電室、（２）
は該放電室（１）を右方の主放電室（３）と左方の副放
電室（４）とに区画する隔壁、（５）は主放電室（３）
の円形の端壁（６）に形成したスリット状のイオン引出
し口で、該イオン引出し口（５）と対向する位置に細孔
（７）を形成し、さらに核細孔（７）の後方に副放電室
（４）を配置して順次に同一軸線上（（存するようにし
た。（８）は主放電室（３）と副放電室（４）を連通ず
る細孔（７）の内周に設けたアノード電極、（９）は副
放電室（４）に設けたフィラメントで、該アノード電極
（８）とフィラメント（９）とでプラズマ発生装置αａ
ｔ構成するようにした。
）は横方向の中心軸線を有する円筒形の放電室、（２）
は該放電室（１）を右方の主放電室（３）と左方の副放
電室（４）とに区画する隔壁、（５）は主放電室（３）
の円形の端壁（６）に形成したスリット状のイオン引出
し口で、該イオン引出し口（５）と対向する位置に細孔
（７）を形成し、さらに核細孔（７）の後方に副放電室
（４）を配置して順次に同一軸線上（（存するようにし
た。（８）は主放電室（３）と副放電室（４）を連通ず
る細孔（７）の内周に設けたアノード電極、（９）は副
放電室（４）に設けたフィラメントで、該アノード電極
（８）とフィラメント（９）とでプラズマ発生装置αａ
ｔ構成するようにした。
（ロ）は副放電室（４）にＡｒガス等の不活性ガスを導
入するガス導入孔、（２）は主放電室（３）に０□ガス
、Ａ ｓ Ｆ ５ガス等の活性ガスやＡｒガス等の不活
性ガスの放電ガスを導入する放電ガス導入孔を示し、各
ガス導入孔（ロ）（６）に導入する各ガスの流量と放電
室（１）の外部の真空度を調節することにより主放電室
（３）の圧力よシも副放電室（４）の圧力が高く保持さ
れる。
入するガス導入孔、（２）は主放電室（３）に０□ガス
、Ａ ｓ Ｆ ５ガス等の活性ガスやＡｒガス等の不活
性ガスの放電ガスを導入する放電ガス導入孔を示し、各
ガス導入孔（ロ）（６）に導入する各ガスの流量と放電
室（１）の外部の真空度を調節することにより主放電室
（３）の圧力よシも副放電室（４）の圧力が高く保持さ
れる。
（至）はイオン引出し口（５）と細孔（７）及び副放電
室（４）を結ぶ軸線α→にほぼ治った磁場αυを形成す
るための磁石を示し、該磁場（至）はイオン引出し口（
５）に於て零に近くなるよりなカスプ磁場であることが
好ましい。（至）αηはイオン引出し口（５）の前方に
設けたイオンの引出し電極である。また電気配線に於て
、（ト）はアノード電極（８）に副放電室（４）内での
副放電のための電位を与える副放電用電源、α傷は主放
電室（３）の室壁に主放電室（３）内での主放電のため
の電位を与える主放電用電源、翰はフィラメント（９）
の発熱用電源ａｌ）はイオン引出し用の引出し電源を示
す。
室（４）を結ぶ軸線α→にほぼ治った磁場αυを形成す
るための磁石を示し、該磁場（至）はイオン引出し口（
５）に於て零に近くなるよりなカスプ磁場であることが
好ましい。（至）αηはイオン引出し口（５）の前方に
設けたイオンの引出し電極である。また電気配線に於て
、（ト）はアノード電極（８）に副放電室（４）内での
副放電のための電位を与える副放電用電源、α傷は主放
電室（３）の室壁に主放電室（３）内での主放電のため
の電位を与える主放電用電源、翰はフィラメント（９）
の発熱用電源ａｌ）はイオン引出し用の引出し電源を示
す。
尚、細孔（７）は、イオン引出し口（５）のスリット状
の形状に対応するように、スリット状に形成することも
可能である。
の形状に対応するように、スリット状に形成することも
可能である。
図示の実施例の作動に於て、まず副放電室（４）内の真
空度が１〜０．１ Ｔｏｒｒとなるようにガス導入孔（
ロ）からＡｒガスを導入し、主放電室（４）の真空度が
１０ 〜１Ｏ−３ＴｏｒｒとなるようにＡｓ Ｆ５ガス
を放電ガス導入孔（２）から導入すると共に放電室（１
）の外部の真空度か１０ 〜１０−５となるように調整
する。次で各電源（至）α■Ｉを作動させると副放電室
（４）内ではフィラメント（９）から熱電子の供給を受
け、これとアノード電極（８）との間で放電し、発生し
たＡｒガスのプラズマは圧力の低い主放電室（４）へ細
孔（７）を介して流れ込む。
空度が１〜０．１ Ｔｏｒｒとなるようにガス導入孔（
ロ）からＡｒガスを導入し、主放電室（４）の真空度が
１０ 〜１Ｏ−３ＴｏｒｒとなるようにＡｓ Ｆ５ガス
を放電ガス導入孔（２）から導入すると共に放電室（１
）の外部の真空度か１０ 〜１０−５となるように調整
する。次で各電源（至）α■Ｉを作動させると副放電室
（４）内ではフィラメント（９）から熱電子の供給を受
け、これとアノード電極（８）との間で放電し、発生し
たＡｒガスのプラズマは圧力の低い主放電室（４）へ細
孔（７）を介して流れ込む。
主放電室（４）内では、細孔（７）から流れ込むプラズ
マとアノード電位の室壁との間で主放電が生じ、これに
より生じたイオンがイオン引出し口（５）から外部へビ
ーム状に引き出され、副放電室（４）のフィラメント（
９）が主放電室（３）のイオンと化学反応したりするこ
とが防げるので、イオン源を長時間運転出来る。
マとアノード電位の室壁との間で主放電が生じ、これに
より生じたイオンがイオン引出し口（５）から外部へビ
ーム状に引き出され、副放電室（４）のフィラメント（
９）が主放電室（３）のイオンと化学反応したりするこ
とが防げるので、イオン源を長時間運転出来る。
この場合、イオン引出し口（５）と細孔（７）及び副放
電室（４）は同一軸線α→上に配置されているので、副
放電室（４）で発生し之プラズマは細孔（７）を介して
その前方のイオン引出し口（５）に近づくように噴出し
、主放電がイオン引出し口（５）の近くで行なわれるた
め、これにより発生したイオンの多くを引出し口（５）
から引き出せ、大きなイオン電流が得られる。
電室（４）は同一軸線α→上に配置されているので、副
放電室（４）で発生し之プラズマは細孔（７）を介して
その前方のイオン引出し口（５）に近づくように噴出し
、主放電がイオン引出し口（５）の近くで行なわれるた
め、これにより発生したイオンの多くを引出し口（５）
から引き出せ、大きなイオン電流が得られる。
更に該軸線（１４）に溢って磁石（至）により磁場αυ
を形成すると、細孔（７）から主放電室（３）へと噴出
するプラズマの拡散が抑制され、密度と温度の高い光軸
状のプラズマを主放電室（３）内に形成出来るので放電
ガスの電離率が高まり、多量のイオンを発生させること
が出来、より一層イオン電流を大きく出来る。
を形成すると、細孔（７）から主放電室（３）へと噴出
するプラズマの拡散が抑制され、密度と温度の高い光軸
状のプラズマを主放電室（３）内に形成出来るので放電
ガスの電離率が高まり、多量のイオンを発生させること
が出来、より一層イオン電流を大きく出来る。
副放電室（４）内でプラズマを発生させるプラズマ発生
装置αＱはＲＦ放電形電極等の放電手段を使用すること
も可能である。
装置αＱはＲＦ放電形電極等の放電手段を使用すること
も可能である。
（発明の効果）
以上のように、本発明では副放電室で発生させた希ガス
のプラズマを圧力の低い主放電室へ導き、そこで放電ガ
ス全電離して所望のイオジを得るようにしたイオン源に
於て、主放電室のイオン引出し口と細孔と副放電室を軸
線上に配置するようにしたので、副放電室のプラズマを
イオン引出し口に近づくように導入出来、引き出し易い
主放電室内のイオン引出し口付近でイオンを生成させ得
、大きなイオン電流を得ることが出来、また第２発明に
よれば、前記軸線に略溢った磁場を形成する磁石を設け
たので細孔を介して主放電室へ噴出するプラズマの拡散
を防止出来、大量のイオンを発生させることが出来、よ
り一層大きなイオン電流を得られる等の効果がある。
のプラズマを圧力の低い主放電室へ導き、そこで放電ガ
ス全電離して所望のイオジを得るようにしたイオン源に
於て、主放電室のイオン引出し口と細孔と副放電室を軸
線上に配置するようにしたので、副放電室のプラズマを
イオン引出し口に近づくように導入出来、引き出し易い
主放電室内のイオン引出し口付近でイオンを生成させ得
、大きなイオン電流を得ることが出来、また第２発明に
よれば、前記軸線に略溢った磁場を形成する磁石を設け
たので細孔を介して主放電室へ噴出するプラズマの拡散
を防止出来、大量のイオンを発生させることが出来、よ
り一層大きなイオン電流を得られる等の効果がある。
図面は本発明の実施例の裁断側面図である。
（１）・・・放電室 （２）・・・隔壁（３）
・・・主放電室 （４）・・・副放電室（５）・
・・イオン引出し口 （７）・・・細孔＠・・・磁石
α→・・・軸線α均・・・磁場
・・・主放電室 （４）・・・副放電室（５）・
・・イオン引出し口 （７）・・・細孔＠・・・磁石
α→・・・軸線α均・・・磁場
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、放電室を、隔壁によりイオン引出し口を備えた主放
電室と、フィラメントその他のプラズマ発生装置を備え
た副放電室とに区画すると共にこれら両室を該隔壁に設
けた細孔を介して連通させ、該副放電室に希ガスを導入
すると共に主放電室に所望のイオンを発生させる放電ガ
スを導入し、該副放電室の圧力を主放電室の圧力よりも
高く保持するようにしたものに於て、主放電室のイオン
引出し口と前記細孔及び副放電室を順次同一軸線上に存
するように配置したことを特徴とするイオン源。 ２、放電室を、隔壁によりイオン引出し口を備えた主放
電室と、フィラメントその他のプラズマ発生装置を備え
た副放電室とに区画すると共にこれら両室を該隔壁に設
けた細孔を介して連通させ、該副放電室に希ガスを導入
すると共に主放電室に所望のイオンを発生させる放電ガ
スを導入し、該副放電室の圧力を主放電室の圧力よりも
高く保持するようにしたものに於て、主放電室のイオン
引出し口と前記細孔及び副放電室を順次同一軸線上に存
するように配置し、該軸線に略沿った磁場を形成する磁
石を主放電室の外側に設けたことを特徴とするイオン源
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61155201A JPH088072B2 (ja) | 1986-07-03 | 1986-07-03 | イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61155201A JPH088072B2 (ja) | 1986-07-03 | 1986-07-03 | イオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6313248A true JPS6313248A (ja) | 1988-01-20 |
| JPH088072B2 JPH088072B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=15600707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61155201A Expired - Fee Related JPH088072B2 (ja) | 1986-07-03 | 1986-07-03 | イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088072B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63152838A (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-25 | Fujitsu Ltd | 圧力勾配型イオン源 |
| JP2011501382A (ja) * | 2007-10-22 | 2011-01-06 | アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド | ダブルプラズマイオンソース |
| JP2011065969A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Ulvac Japan Ltd | イオン源及びイオン照射方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5740845A (en) * | 1980-08-26 | 1982-03-06 | Citizen Watch Co Ltd | Ion beam generator |
| JPS60189841A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-27 | Tokai Daigaku | イオン源 |
-
1986
- 1986-07-03 JP JP61155201A patent/JPH088072B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5740845A (en) * | 1980-08-26 | 1982-03-06 | Citizen Watch Co Ltd | Ion beam generator |
| JPS60189841A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-27 | Tokai Daigaku | イオン源 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63152838A (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-25 | Fujitsu Ltd | 圧力勾配型イオン源 |
| JP2011501382A (ja) * | 2007-10-22 | 2011-01-06 | アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド | ダブルプラズマイオンソース |
| JP2011065969A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Ulvac Japan Ltd | イオン源及びイオン照射方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH088072B2 (ja) | 1996-01-29 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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