JP2876213B2 - Ion source - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマルチアパーチャタイプのイオン源に係り、
特に広いプロセス条件や広い範囲に均一にビームを出力
するのに好適なイオン源に関する。The present invention relates to a multi-aperture type ion source,
In particular, the present invention relates to an ion source suitable for uniformly outputting a beam over a wide range of process conditions and a wide range.
一般にイオン源は、プラズマ室に導入されるガスをイ
オン化し、このイオンを引出し電極で外部へ引出してイ
オンビームを形成するものである。このイオンビームの
ビーム分布は均一であることが望ましいが、実際には不
均一なビーム分布が形成されてしまう。Generally, an ion source ionizes a gas introduced into a plasma chamber and extracts the ions to the outside with an extraction electrode to form an ion beam. Although it is desirable that the ion beam has a uniform beam distribution, a non-uniform beam distribution is actually formed.
そこで、従来のイオン源では、日新電機（株）のカタ
ログ「イオン蒸着薄膜形成装置」 にも示されているように、引出し電極の穴明け密度を変
えること、すなわちビーム電流密度の高い箇所の穴をな
くすことにより、ビーム分布の均一化が行なわれてい
る。Therefore, in the conventional ion source, the catalog “Ion vapor deposition thin film forming device” of Nissin Electric Co., Ltd. As shown in FIG. 1, the beam distribution is made uniform by changing the hole punching density of the extraction electrode, that is, by eliminating holes at locations where the beam current density is high.
〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上記従来技術では、ビームの引出条件
である引出し電圧・ビーム電流・ガス圧等によりビーム
発散角が異なるため、ある特定の条件の時にのみビーム
分布を均一にするだけで、広範囲の使用条件に対応でき
ない等の問題がある。なお、実開昭61−149266号公報に
記載されているように、引出電極系に属するプラズマ電
極の荷電粒子引出し側の面に、プラズマ電極の孔よりも
小さい複数の微小孔を有する微小孔電極を設ける構成を
採用することもできるが、この構成では、広範囲の使用
条件に対して、プラズマ電極近傍のプラズマ密度を調整
することはできない。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-described conventional technology, the beam divergence angle varies depending on the beam extraction conditions such as extraction voltage, beam current, gas pressure, and the like. However, there is a problem that it is not possible to cope with a wide range of use conditions. As described in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 61-149266, a micropore electrode having a plurality of micropores smaller than the pores of the plasma electrode on the surface of the plasma electrode belonging to the extraction electrode system on the side where the charged particles are extracted. Can be adopted, but with this configuration, the plasma density in the vicinity of the plasma electrode cannot be adjusted over a wide range of use conditions.
本発明の目的は、広範囲の使用条件に対して、均一な
ビーム分布を形成することができるイオン源を提供する
ことにある。It is an object of the present invention to provide an ion source capable of forming a uniform beam distribution over a wide range of use conditions.
上記目的を達成するためには、イオンの引出しに対し
て、電気的なマスクを設けることにより達成される。The above object can be achieved by providing an electric mask for extracting ions.
すなわち、電気的なマスクを有する手段として、本発
明は、内部にフィラメントが取付けられたプラズマ室の
一側に、マルチアパーチャを有する複数の引出し電極を
配置したイオン源において、 前記複数の引出し電極よりはプラズマ室側に、該引出
し電極とは絶縁され、かつ、前記引出し電極とは所定の
間隙をもち互いに離れた２つの電極を配置すると共に、
該各々の電極は、該電極と前記引出し電極との間に各々
異なった電圧を印加する電源装置と接続されていること
を特徴とするイオン源を構成したものである。That is, as a means having an electric mask, the present invention provides an ion source in which a plurality of extraction electrodes having a multi-aperture are arranged on one side of a plasma chamber in which a filament is attached, Is arranged on the plasma chamber side, and two electrodes that are insulated from the extraction electrode and separated from each other with a predetermined gap from the extraction electrode,
Each of the electrodes is connected to a power supply for applying a different voltage between the electrode and the extraction electrode, thereby constituting an ion source.
プラズマ室からイオンを引き出す際に、イオンに対し
て電気的なマスクとなる２つの電極と引出し電極との間
には、電源装置により相異なる電圧が印加されているの
で、引出し電極近傍のプラズマ密度を変化させることが
でき、ピーム分布を均一にすることができる。When ions are extracted from the plasma chamber, different voltages are applied between the two electrodes serving as an electrical mask for the ions and the extraction electrode by a power supply device. Can be changed, and the beam distribution can be made uniform.
以下に、本発明の一実施例を図面に従って説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明に係るイオン源の一実施例を第１図および第２
図に示す。本実施例は電気的マスクによりビーム調整を
行なう場合である。図に示すように、円筒形のプラズマ
室１の上部にはフィラメント３とガス供給５が設けられ
ている。またプラズマ室１の下部にはマルチアパーチャ
を有する２つの引出し電極7,9が配設されている。引出
し電極７のプラズマ室１側には引出し電極７とは絶縁さ
れた円環状の２つの電極11,13が同心的に配設されてい
る。そして、電極11,13と引出し電極７は電圧可変の直
流電源15,17にそれぞれ接続され、電極11,13と引出し電
極７との間に電圧を印加することができる。なお、電極
11と電極13との間も絶縁されている。FIGS. 1 and 2 show an embodiment of an ion source according to the present invention.
Shown in the figure. In the present embodiment, beam adjustment is performed using an electric mask. As shown in the figure, a filament 3 and a gas supply 5 are provided above a cylindrical plasma chamber 1. Further, two extraction electrodes 7 and 9 having a multi-aperture are provided below the plasma chamber 1. On the plasma chamber 1 side of the extraction electrode 7, two annular electrodes 11, 13 insulated from the extraction electrode 7 are arranged concentrically. The electrodes 11 and 13 and the extraction electrode 7 are connected to variable-voltage DC power supplies 15 and 17, respectively, so that a voltage can be applied between the electrodes 11 and 13 and the extraction electrode 7. The electrode
Also between the electrode 11 and the electrode 13 is insulated.
このように構成されたイオン源において、電極11,13
と引出し電極７との間に各々異なった電圧を印加する
と、電極11,13近傍のプラズマ密度が変化し、引出し電
極７からのビーム電流が制御される。すなわち、電極1
1,13に加える電圧を調整することにより、ビーム全面に
わたって均一なビームを得ることが可能となる。In the ion source configured as described above, the electrodes 11, 13
When different voltages are applied between the electrode and the extraction electrode 7, the plasma density near the electrodes 11, 13 changes, and the beam current from the extraction electrode 7 is controlled. That is, electrode 1
By adjusting the voltages applied to 1, 13 it is possible to obtain a uniform beam over the entire beam.
その様子を第３図を用いて説明する。第３図は引出し
電極７から所定距離だけ離れた所のビーム分布を示して
いる。図において、Ａ〜Ｃは電極11,13に電圧を加えな
いときのビーム分布で、ＢはＡより出力を大きくした場
合、ＣはＡより出力を小さくした場合である。B,C共に
Ａに比べビームの分布状態が悪くなっているが、これは
ビーム発散角が変わるためであり、イオン源の一般的特
性である。D,Eは電極11,13に電圧を加えたときのビーム
分布であり、両者とも電圧を加えないときに比べてビー
ム分布が均一になっていることが判る。This will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a beam distribution at a position separated from the extraction electrode 7 by a predetermined distance. In the figure, A to C are beam distributions when no voltage is applied to the electrodes 11 and 13, B is a case where the output is larger than A, and C is a case where the output is smaller than A. The distribution state of the beam is worse in both B and C than in A, because the beam divergence angle changes, which is a general characteristic of the ion source. D and E are beam distributions when a voltage is applied to the electrodes 11 and 13, and it can be seen that the beam distributions of both are more uniform than when no voltage is applied.
なお、本実施例では、電極11,13は円環状としたが、
これに限定されることなく電極は線体を角形に折曲げた
形状であってもよい。In the present embodiment, the electrodes 11 and 13 are annular,
Without being limited to this, the electrode may have a shape obtained by bending a linear body into a square shape.
本実施例によれば、機械的可動部分がないため構造が
簡単で、しかも電気的制御であるから微調整が容易で制
御性に優れている。According to this embodiment, since there is no mechanically movable part, the structure is simple, and since it is an electrical control, fine adjustment is easy and the controllability is excellent.
以上詳述したように、本発明によれば、イオンに対し
て電気的なマスクとなる２つの電極と引出し電極との間
に相異なる電圧を印加して引出し電極近傍のプラズマ密
度を調整するようにしたため、ビーム分布を均一にする
ことができる。As described in detail above, according to the present invention, different voltages are applied between the two electrodes serving as an electric mask for ions and the extraction electrode to adjust the plasma density near the extraction electrode. Therefore, the beam distribution can be made uniform.
第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第２図は
第１図のII−II線に沿った矢視図、第３図はビームの分
布状況を示す線図である。 １……プラズマ室、３……フィラメント、 ７、９……引出し電極、11、13……電極、 15、17……直流電源。FIG. 1 is an overall configuration diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view taken along the line II-II of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing a beam distribution state. 1 ... plasma chamber, 3 ... filament, 7, 9 ... extraction electrode, 11, 13 ... electrode, 15, 17 ... DC power supply.
Claims (1)
マ室の一側に、マルチアパーチャを有する複数の引出し
電極を配置したイオン源において、 前記複数の引出し電極よりはプラズマ室側に、該引出し
電極とは絶縁され、かつ、前記引出し電極とは所定の間
隙をもち互いに離れた２つの電極を配置すると共に、該
各々の電極は、該電極と前記引出し電極との間に各々異
なった電圧を印加する電源装置と接続されていることを
特徴とするイオン源。1. An ion source having a plurality of extraction electrodes having a multi-aperture disposed on one side of a plasma chamber in which a filament is attached, wherein the extraction electrodes are provided on the plasma chamber side of the plurality of extraction electrodes. Are insulated, and two electrodes are arranged apart from each other with a predetermined gap from the extraction electrode, and each of the electrodes applies a different voltage between the electrode and the extraction electrode. An ion source, which is connected to a power supply device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63305307A JP2876213B2 (en) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | Ion source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63305307A JP2876213B2 (en) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | Ion source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02152150A JPH02152150A (en) | 1990-06-12 |
| JP2876213B2 true JP2876213B2 (en) | 1999-03-31 |
Family
ID=17943525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63305307A Expired - Lifetime JP2876213B2 (en) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | Ion source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2876213B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111105982B (en) * | 2019-12-27 | 2022-04-05 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | A kind of preparation method of thin film type porous ion source |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6033618A (en) * | 1983-08-05 | 1985-02-21 | Nippon Denki Keiki Kenteishiyo | Ac constant current supply device |
| JPS6162856A (en) * | 1984-09-05 | 1986-03-31 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Strength measurement method of duplex steel plate |
-
1988
- 1988-12-02 JP JP63305307A patent/JP2876213B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02152150A (en) | 1990-06-12 |
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