JPS63228549A - マイクロ波多価イオン源 - Google Patents
マイクロ波多価イオン源Info
- Publication number
- JPS63228549A JPS63228549A JP62061029A JP6102987A JPS63228549A JP S63228549 A JPS63228549 A JP S63228549A JP 62061029 A JP62061029 A JP 62061029A JP 6102987 A JP6102987 A JP 6102987A JP S63228549 A JPS63228549 A JP S63228549A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- plasma
- plasma chamber
- microwave
- generated
- 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.)
- Granted
Links
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〕
本発明は試料ガスを多価に電離しイオンビームとして効
率良く取得することが可能なマイクロ波イオン源に係り
、特にプラズマ室から大電流の多価イオンビームを引出
すのに好適なマイクロ波多価イオン源に関する。
率良く取得することが可能なマイクロ波イオン源に係り
、特にプラズマ室から大電流の多価イオンビームを引出
すのに好適なマイクロ波多価イオン源に関する。
マイクロ波イオン源のプラズマ室構造としては、特公昭
５７−４０５６号、同１１０９３号、同１１０９４号、
特公昭５９−８９５９号等に記載されているような同軸
構造、リッジ構造のものや、特公昭５３−３４４６１号
に記載されているような円筒構造のものなどがある。
５７−４０５６号、同１１０９３号、同１１０９４号、
特公昭５９−８９５９号等に記載されているような同軸
構造、リッジ構造のものや、特公昭５３−３４４６１号
に記載されているような円筒構造のものなどがある。
一方、上記マイクロ波イオン源とは多少異なるが二島−
クリア・インストルメンツ・アンド・メソッズ・イン・
フィジックス・リサーチＢ１０／１１（１９８５年）第
７７５頁から第７７８頁（Ｎｕｃｌ、工ｎ５ｔｒ、ａｎ
ｄ Ｍｅｔｈ、ｊｎ Ｐｈｙｓ、 Ｒｅｓ。
クリア・インストルメンツ・アンド・メソッズ・イン・
フィジックス・リサーチＢ１０／１１（１９８５年）第
７７５頁から第７７８頁（Ｎｕｃｌ、工ｎ５ｔｒ、ａｎ
ｄ Ｍｅｔｈ、ｊｎ Ｐｈｙｓ、 Ｒｅｓ。
Ｂ１０／１１（１９８５）ＰＰ７７５−７７８）におい
て論じられている様に、ソレノイドコイルによるイオン
ビーム引出し方向の磁場の他に、プラズマ室外壁に８極
磁場を設けることにより多価イオン引出し電流が大幅に
向上することが分っている。これはＥＣＲイオン源と呼
ばれているものである。
て論じられている様に、ソレノイドコイルによるイオン
ビーム引出し方向の磁場の他に、プラズマ室外壁に８極
磁場を設けることにより多価イオン引出し電流が大幅に
向上することが分っている。これはＥＣＲイオン源と呼
ばれているものである。
上記マイクロ波イオン源と同様に磁場中のマイクロ波放
電で発生したプラズマからイオンビームとして引き出す
イオン源である。
電で発生したプラズマからイオンビームとして引き出す
イオン源である。
以上の背景からマイクロ波イオン源においても、多価イ
オン生成効率を上げるため、プラズマ室外周壁に磁石等
を配置する考案がなされてきた。しかしＥＣＲイオン源
や多極磁場°の着いたマイクロ波イオン源においては、
大電流ビーム引出しの為のイオン引出しｉ！！極配置の
最適化は工夫されていなかった。
オン生成効率を上げるため、プラズマ室外周壁に磁石等
を配置する考案がなされてきた。しかしＥＣＲイオン源
や多極磁場°の着いたマイクロ波イオン源においては、
大電流ビーム引出しの為のイオン引出しｉ！！極配置の
最適化は工夫されていなかった。
本発明の目的は、多極磁場を持つマイクロ波イオン源に
適した引出し電極配置を持つイオン源を提供することに
より、大電流多価イオンビームを取得することにある。
適した引出し電極配置を持つイオン源を提供することに
より、大電流多価イオンビームを取得することにある。
マイクロ波イオン源を使って試料ガスの多価イオンを効
率良く発生させる為にはプラズマ室外壁近傍に磁場を発
生させるもの、例えば永久磁石や電磁石を配置すること
により達成される。
率良く発生させる為にはプラズマ室外壁近傍に磁場を発
生させるもの、例えば永久磁石や電磁石を配置すること
により達成される。
一方発生したプラズマから多価イオンビームを大電流と
して引出す為には、多極磁場を付加した構成に応じた最
適が電極取付は方法を設ける必要がある。この目的はイ
オンビーム引出し方向に発生させた磁場と、プラズマ室
外壁近傍に発生させた磁場との合成磁場で形成するプラ
ズマ閉じ込め領域形状に合わせて、引出し電極上に設け
た引出しスリット方向を配置することにより達成される
。
して引出す為には、多極磁場を付加した構成に応じた最
適が電極取付は方法を設ける必要がある。この目的はイ
オンビーム引出し方向に発生させた磁場と、プラズマ室
外壁近傍に発生させた磁場との合成磁場で形成するプラ
ズマ閉じ込め領域形状に合わせて、引出し電極上に設け
た引出しスリット方向を配置することにより達成される
。
イオンビームが引出される方向に磁場を印加するソレノ
イドコイルの他に、プラズマ室外壁近傍に別の磁場を発
生させるものを配置すればマイクロ波放電によって発生
したプラズマを有効に閉じ込めることができる。閉じ込
め効率が上るとイオンの寿命が長くなり、このイオンと
マイクロ波放電で発生した高速電子との衝突回数が増し
、多価イオンを効率良く発生させることが可能となる。
イドコイルの他に、プラズマ室外壁近傍に別の磁場を発
生させるものを配置すればマイクロ波放電によって発生
したプラズマを有効に閉じ込めることができる。閉じ込
め効率が上るとイオンの寿命が長くなり、このイオンと
マイクロ波放電で発生した高速電子との衝突回数が増し
、多価イオンを効率良く発生させることが可能となる。
一方ルノイドコイルによる軸方向磁場と、プラズマ室外
壁近傍に発生させた磁場との合成磁場が形成するプラズ
マ閉じ込め領域断面形状に合わせて、引出し電極スリッ
ト方向を決めれば、イオンは上記合成磁場の磁力線に沿
って運動している為、プラズマ中で発生した多価イオン
は効率良く引出し電極スリットに向かうことになる。従
って効率良く大電流多価イオンビームを取得することが
可能となる。
壁近傍に発生させた磁場との合成磁場が形成するプラズ
マ閉じ込め領域断面形状に合わせて、引出し電極スリッ
ト方向を決めれば、イオンは上記合成磁場の磁力線に沿
って運動している為、プラズマ中で発生した多価イオン
は効率良く引出し電極スリットに向かうことになる。従
って効率良く大電流多価イオンビームを取得することが
可能となる。
以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図により説明
する。プラズマ室３への印加磁場は、ソレノイドコイル
１と永久磁石６によって発生させる。マイクロ波は絶縁
物４を通してプラズマ室３に導入される。プラズマ室３
で発生したプラズマは引出し電極系５から引出されイオ
ンビーム２を得る。第２図に示した周辺磁石の配列で実
験を行ったところプラズマ粒子が多く存在するプラズマ
閉じ込め形状は７で示す形状になることが、実験的に分
った。このため、引出し電極スリット８の向きを、本実
施例では対向したＳ極磁石の方向に配置した。なお配列
を同じにしてソレノイドコイルに流す電流の向きだけを
変えると、第２図に斜線で示した形状が４５ 傾いたプ
ラズマ閉じ込め形状となり、Ｎ極方向に細長くなるプラ
ズマ閉じ込め形状となった。との場合は、スリット８の
方向を対向するＮ極の方向に一致する様に配置した。
する。プラズマ室３への印加磁場は、ソレノイドコイル
１と永久磁石６によって発生させる。マイクロ波は絶縁
物４を通してプラズマ室３に導入される。プラズマ室３
で発生したプラズマは引出し電極系５から引出されイオ
ンビーム２を得る。第２図に示した周辺磁石の配列で実
験を行ったところプラズマ粒子が多く存在するプラズマ
閉じ込め形状は７で示す形状になることが、実験的に分
った。このため、引出し電極スリット８の向きを、本実
施例では対向したＳ極磁石の方向に配置した。なお配列
を同じにしてソレノイドコイルに流す電流の向きだけを
変えると、第２図に斜線で示した形状が４５ 傾いたプ
ラズマ閉じ込め形状となり、Ｎ極方向に細長くなるプラ
ズマ閉じ込め形状となった。との場合は、スリット８の
方向を対向するＮ極の方向に一致する様に配置した。
また、第２図に示したプラズマ閉じ込め形状７に対し、
スリット８を回転させて引出されるイオンビーム電流を
測定したところ、第２図の配置で最大の値が得られた。
スリット８を回転させて引出されるイオンビーム電流を
測定したところ、第２図の配置で最大の値が得られた。
なお、第１図の実施例でのプラズマ室内径は直径約９２
ｍｍ、長さは２００ｍｍである。またマイクロ波として
は２．４５ ＧＨｚのものを使用した。ソレノイドコイ
ルで発生する磁場強度としては０．５〜１．５キロガウ
ス、永久磁石としてはサマリウム・コバルト製を使い、
その表面磁束密度は９キロガウスである。第２図の配置
で３ｋＶの引出し電圧を電極に印加したところ、２ｍｍ
×４０ｍｍのスリット寸法に対し、従来にない１ ｍＡ
／ ｃｍ２以上の高い引出し電流密度が得られた。本
発明によれば、マイクロ波多価イオン源に対し大電流ビ
ームを効率良く引出せる効果がある０ 〔発明の効果〕 本発明によれば、マイクロ波放電によって試料ガスの多
価イオンを発生させることができ、かつ発生させた多価
イオンを効率良くイオンビームとして引出すことができ
るので、高エネルギーイオン打込み装置用イオン源の実
用に際し、性能向上に関し著しい効果がある。
ｍｍ、長さは２００ｍｍである。またマイクロ波として
は２．４５ ＧＨｚのものを使用した。ソレノイドコイ
ルで発生する磁場強度としては０．５〜１．５キロガウ
ス、永久磁石としてはサマリウム・コバルト製を使い、
その表面磁束密度は９キロガウスである。第２図の配置
で３ｋＶの引出し電圧を電極に印加したところ、２ｍｍ
×４０ｍｍのスリット寸法に対し、従来にない１ ｍＡ
／ ｃｍ２以上の高い引出し電流密度が得られた。本
発明によれば、マイクロ波多価イオン源に対し大電流ビ
ームを効率良く引出せる効果がある０ 〔発明の効果〕 本発明によれば、マイクロ波放電によって試料ガスの多
価イオンを発生させることができ、かつ発生させた多価
イオンを効率良くイオンビームとして引出すことができ
るので、高エネルギーイオン打込み装置用イオン源の実
用に際し、性能向上に関し著しい効果がある。
高エネルギーでイオンを打込むことにより、表面奥深く
の材料改質や３次元的な表層改質が可能となる。一方短
時間で必要なイオン１を材料に打込めるということは、
それだけ生産性が向上するということであり、コストが
安く済むことにも連がる。
の材料改質や３次元的な表層改質が可能となる。一方短
時間で必要なイオン１を材料に打込めるということは、
それだけ生産性が向上するということであり、コストが
安く済むことにも連がる。
第１図は本発明の基本的な実施例の構成図であり、第２
図は第１図の断面概念図である。 １・・・ソレノイドコイル、２・・・イオンビーム、３
・・・プラズマ室、４・・・絶縁物、５・・・引出し電
極系、６・・・永久磁石、７・・・プラズマ領域、８・
・・引出し電極スリット
図は第１図の断面概念図である。 １・・・ソレノイドコイル、２・・・イオンビーム、３
・・・プラズマ室、４・・・絶縁物、５・・・引出し電
極系、６・・・永久磁石、７・・・プラズマ領域、８・
・・引出し電極スリット
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、マイクロ波を供給し試料ガスのプラズマを生成する
プラズマ室、このプラズマ室内に磁場を発生させるソレ
ノイドコイル及びプラズマ室外壁近傍に複数個設けた永
久磁石又は電磁石、プラズマ室からイオンビームを引出
すための引出し電極系とからなるマイクロ波イオン源に
おいて、上記ソレノイドコイルの作る磁場と上記永久磁
石又は電磁石の作る磁場との合成磁場で形成されるプラ
ズマ閉じ込め領域断面形状の長手方向と引出し電極スリ
ット方向とを一致させて配置したことを特徴とするマイ
クロ波多価イオン源。 ２、プラズマ室外壁近傍に配置する永久磁石あるいは電
磁石を、イオンビーム引出し方向に沿って二個以上一列
に並べて配置すると共に、これらの一群の極性は全て同
極とし、且つこの様な一群をプラズマ室外壁周方向に沿
って配置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のマイクロ波多価イオン源。 ３、プラズマ室外壁周方向に設ける永久磁石又は電磁石
の磁場の極性が交互になるように配置したことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のマイクロ波多価イオン
源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62061029A JP2667826B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | マイクロ波多価イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62061029A JP2667826B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | マイクロ波多価イオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63228549A true JPS63228549A (ja) | 1988-09-22 |
| JP2667826B2 JP2667826B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=13159460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62061029A Expired - Lifetime JP2667826B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | マイクロ波多価イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2667826B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001160368A (ja) * | 1999-12-01 | 2001-06-12 | Sumitomo Eaton Noba Kk | イオン源 |
| WO2011007546A1 (ja) * | 2009-07-16 | 2011-01-20 | キヤノンアネルバ株式会社 | イオンビーム発生装置、基板処理装置及び電子デバイスの製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5679900A (en) * | 1979-12-05 | 1981-06-30 | Hitachi Ltd | Ion source |
| JPS60140635A (ja) * | 1983-12-07 | 1985-07-25 | コミツサリア ア レネルジイ アトミツク | マルチチヤージイオン源 |
| JPS61151952A (ja) * | 1984-12-26 | 1986-07-10 | Ulvac Corp | 集束ビ−ム発生用イオン源引出しスリツト装置 |
-
1987
- 1987-03-18 JP JP62061029A patent/JP2667826B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5679900A (en) * | 1979-12-05 | 1981-06-30 | Hitachi Ltd | Ion source |
| JPS60140635A (ja) * | 1983-12-07 | 1985-07-25 | コミツサリア ア レネルジイ アトミツク | マルチチヤージイオン源 |
| JPS61151952A (ja) * | 1984-12-26 | 1986-07-10 | Ulvac Corp | 集束ビ−ム発生用イオン源引出しスリツト装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001160368A (ja) * | 1999-12-01 | 2001-06-12 | Sumitomo Eaton Noba Kk | イオン源 |
| WO2011007546A1 (ja) * | 2009-07-16 | 2011-01-20 | キヤノンアネルバ株式会社 | イオンビーム発生装置、基板処理装置及び電子デバイスの製造方法 |
| JP5216918B2 (ja) * | 2009-07-16 | 2013-06-19 | キヤノンアネルバ株式会社 | イオンビーム発生装置、基板処理装置及び電子デバイスの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2667826B2 (ja) | 1997-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0184812B1 (en) | High frequency plasma generation apparatus | |
| RU2344577C2 (ru) | Плазменный ускоритель с закрытым дрейфом электронов | |
| US6346768B1 (en) | Low energy ion gun having multiple multi-aperture electrode grids with specific spacing requirements | |
| US4587430A (en) | Ion implantation source and device | |
| CN101257944B (zh) | 改进低能量大电流带状束注入机中的束中和 | |
| EP0639939B1 (en) | Fast atom beam source | |
| US6242749B1 (en) | Ion-beam source with uniform distribution of ion-current density on the surface of an object being treated | |
| Goncharov et al. | Manipulating large-area, heavy metal ion beams with a high-current electrostatic plasma lens | |
| KR101378384B1 (ko) | 사이클로트론 | |
| RU149963U1 (ru) | Ионный триод для генерации нейтронов | |
| JP2667826B2 (ja) | マイクロ波多価イオン源 | |
| JP3504290B2 (ja) | 低エネルギー中性粒子線発生方法及び装置 | |
| US20020033446A1 (en) | Neutral beam processing apparatus and method | |
| JP3213135B2 (ja) | 高速原子線源 | |
| JPS60133646A (ja) | マイクロ波イオン源 | |
| JP2804024B2 (ja) | マイクロ波イオン源 | |
| JPH04181636A (ja) | 金属イオン源 | |
| White et al. | CUSPIG Ion Source for Large and Very Large Ribbon Ion Beam Systems | |
| JP2834147B2 (ja) | 荷電粒子ビームの形成方法 | |
| Spädtke et al. | The influence of axial magnetic fields on the extraction of an ion beam from a plasma source | |
| Schlapp et al. | A 14 GHz electron-cyclotron-resonance (ECR) ion source for ion-electron collision studies | |
| RU2214016C2 (ru) | Мультикасповый источник ионов с двухступенчатым электрическим разрядом | |
| JPS598949B2 (ja) | イオン源装置 | |
| JPH06101394B2 (ja) | 高速原子線源 | |
| SU1294189A1 (ru) | Ионный источник |