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JP3409397B2 - Ion source - Google Patents
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JP3409397B2 - Ion source - Google Patents

Ion source

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JP3409397B2
JP3409397B2 JP29444293A JP29444293A JP3409397B2 JP 3409397 B2 JP3409397 B2 JP 3409397B2 JP 29444293 A JP29444293 A JP 29444293A JP 29444293 A JP29444293 A JP 29444293A JP 3409397 B2 JP3409397 B2 JP 3409397B2
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ion source
electrodes
molybdenum plate
molybdenum
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靖典 安東
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  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えばイオン注入装
置やイオンビームを用いた表面処理装置等に用いられる
イオン源に関し、より具体的には、その引出し電極系を
構成する電極の熱歪を低減する手段に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion source used in, for example, an ion implantation apparatus, a surface treatment apparatus using an ion beam, or the like, and more specifically, a thermal strain of an electrode constituting its extraction electrode system. Regarding means for reducing.

【0002】[0002]

【従来の技術】イオン源は、フィラメント等を用いてプ
ラズマを作るプラズマソース部と、このプラズマソース
部からイオンビームを引き出すものであって1枚以上の
電極を有する引出し電極系とで構成されている。
2. Description of the Related Art An ion source is composed of a plasma source section for producing plasma by using a filament and an extraction electrode system for extracting an ion beam from the plasma source section and having one or more electrodes. There is.

【0003】このようなイオン源の引出し電極系を構成
する電極の材料として、従来から、カーボン、銅、モリ
ブデン等が使用されている。
Conventionally, carbon, copper, molybdenum, etc. have been used as the material of the electrodes constituting the extraction electrode system of such an ion source.

【0004】特に、モリブデンは、多孔電極を用いた大
面積イオンビームを発生させるためのイオン源におい
て、熱的安定性が大きく、しかもスパッタ率が小さくて
スパッタリングによる形状変化が小さくかつ不純物発生
が少ない、等の理由からよく使用されている。
In particular, molybdenum has a large thermal stability in an ion source for generating a large area ion beam using a porous electrode, and has a small sputtering rate, a small change in shape due to sputtering, and a small amount of impurities. It is often used for reasons such as.

【0005】しかし、イオン源では、プラズマを発生さ
せるために高温のフィラメントを使用するため、フィラ
メントからの熱輻射によって電極の温度が上昇する。あ
るいは、下流側の電極では、発散によって入射するイオ
ンによって温度が上昇する。特に後者による温度上昇
は、プラズマ加熱や表面処理用のイオン源のように、イ
オン電流密度の大きな場合に著しい。
However, since the ion source uses a high-temperature filament to generate plasma, the temperature of the electrode rises due to heat radiation from the filament. Alternatively, at the downstream electrode, the temperature rises due to the incident ions due to divergence. In particular, the temperature rise due to the latter is remarkable when the ion current density is large as in an ion source for plasma heating or surface treatment.

【0006】そこで、このような原因による温度上昇か
ら生じる電極の変形を抑えるため、従来は通常は、電極
を冷媒によって冷却する冷却構造にして、電極の冷却を
行うようにしている。
Therefore, in order to suppress the deformation of the electrode caused by the temperature rise due to such a cause, conventionally, the electrode is usually cooled by a cooling structure in which the electrode is cooled by a cooling medium.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、電極を冷却
構造にすると、電極周りの構造が複雑になり、ひいては
イオン源のコストが上昇するという問題がある。また、
冷媒を供給する冷却系が必要になるため、そのぶんコス
トが上昇するという問題もある。
However, when the electrode has a cooling structure, the structure around the electrode becomes complicated, and the cost of the ion source increases. Also,
Since a cooling system for supplying the refrigerant is required, there is also a problem that the cost increases accordingly.

【0008】そこでこの発明は、電極の温度上昇による
変形を小さくして、電極の冷却構造を簡略化することが
できるイオン源を提供することを主たる目的とする。
Therefore, the main object of the present invention is to provide an ion source capable of simplifying the cooling structure of the electrode by reducing the deformation of the electrode due to the temperature rise.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る第1のイオン源は、引出し電極系を
構成する電極の少なくとも1枚を、結晶構造が板面と平
行な層状構造を有するモリブデン板で構成していること
を特徴とする。
In order to achieve the above object, the first ion source according to the present invention has a layered structure in which at least one of the electrodes constituting the extraction electrode system has a crystal structure parallel to the plate surface. It is characterized by comprising a molybdenum plate having.

【0010】また、この発明に係る第2のイオン源は、
引出し電極系を構成する電極の少なくとも1枚を、X線
回折測定による(200)面からの回折ピークを主ピー
クとして有するモリブデン板で構成していることを特徴
とする。
The second ion source according to the present invention is
At least one of the electrodes forming the extraction electrode system is formed of a molybdenum plate having a diffraction peak from the (200) plane measured by X-ray diffraction as a main peak.

【0011】[0011]

【作用】上記のような層状構造を有する、あるいは回折
ピークを有するモリブデン板で構成した電極を用いてイ
オンビームを発生させた後、当該電極の歪量を測定した
結果、当該電極の歪量が非常に小さいことを発見した。
従って、電極に上記のようなモリブデン板を用いること
により、当該電極の温度上昇による変形を小さくして、
電極の冷却構造を簡略化することができる。
After the ion beam is generated using the electrode composed of the molybdenum plate having the above-mentioned layered structure or having the diffraction peak, the strain amount of the electrode is measured, and the strain amount of the electrode is I found it very small.
Therefore, by using the molybdenum plate as described above for the electrode, the deformation due to the temperature rise of the electrode is reduced,
The electrode cooling structure can be simplified.

【0012】[0012]

【実施例】図1は、高周波型のイオン源の一例を電源と
共に示す概略図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic view showing an example of a high frequency type ion source together with a power source.

【0013】このイオン源2は、高周波放電によってプ
ラズマ14を作るプラズマソース部4と、このプラズマ
ソース部4(より具体的にはそのプラズマ14)から電
界の作用でイオンビーム22を引き出す引出し電極系1
6とを備えている。
The ion source 2 includes a plasma source section 4 for producing a plasma 14 by high frequency discharge, and an extraction electrode system for extracting an ion beam 22 from the plasma source section 4 (more specifically, the plasma 14) by the action of an electric field. 1
6 and.

【0014】プラズマソース部4は、この例では、ガス
12が導入されるプラズマ生成容器6と、その背面部に
絶縁物8を介して取り付けられた高周波電極7とを有し
ている。高周波電極7はプラズマ生成容器6の背面板を
兼ねており、プラズマ生成容器6は他方の高周波電極を
兼ねている。このプラズマ生成容器6と高周波電極7間
に高周波電源23から整合回路24を経由して高周波電
力を供給すると、プラズマ生成容器6内において高周波
放電が起こりそれによってガス12が分解されてプラズ
マ14が作られる。
In this example, the plasma source part 4 has a plasma generating container 6 into which a gas 12 is introduced, and a high frequency electrode 7 attached to the back surface part thereof via an insulator 8. The high frequency electrode 7 also serves as the back plate of the plasma production container 6, and the plasma production container 6 also serves as the other high frequency electrode. When high-frequency power is supplied from the high-frequency power supply 23 through the matching circuit 24 between the plasma generation container 6 and the high-frequency electrode 7, high-frequency discharge occurs in the plasma generation container 6 and the gas 12 is decomposed to generate plasma 14. To be

【0015】引出し電極系16は、この例では、最プラ
ズマ側(最上流側)にあって引出し電源27からイオン
ビーム引き出し用の正電圧が印加される引出し電極1
7、その下流側にあって加速電源28からイオンビーム
加速用の正電圧が印加される加速電極18、その下流側
にあって抑制電源29から逆流電子抑制用の負電圧が印
加される抑制電極19およびその下流側にあって接地電
位にされる接地電極20で構成されている。各電極17
〜20は、イオンビーム引き出し用の多数の小孔または
スリットを有している。
In this example, the extraction electrode system 16 is on the most plasma side (most upstream side) and the extraction electrode 1 to which a positive voltage for extracting the ion beam is applied from the extraction power source 27.
7. An acceleration electrode 18 on the downstream side thereof to which a positive voltage for ion beam acceleration is applied from an acceleration power supply 28; and a suppression electrode on the downstream side thereof to which a negative voltage for backflow electron suppression is applied from a suppression power supply 29. 19 and a ground electrode 20 on the downstream side thereof and set to the ground potential. Each electrode 17
˜20 have a large number of small holes or slits for extracting the ion beam.

【0016】このような引出し電極系16を構成する電
極17〜20の内で、イオンビーム22の引き出しに伴
って温度上昇が特に大きいのは、上流側から2枚目の加
速電極18である。これは、2枚目の加速電極18は、
引出し電極17から引き出されたイオンビーム22が発
散して当たる割合が大きく、それによって大きな熱入力
を受けるからである。
Among the electrodes 17 to 20 constituting the extraction electrode system 16 as described above, it is the second acceleration electrode 18 from the upstream side that the temperature rise is particularly large with the extraction of the ion beam 22. This is because the second acceleration electrode 18
This is because the ion beam 22 extracted from the extraction electrode 17 has a large divergence ratio and hits, and a large heat input is thereby received.

【0017】また、この例のようなフィラメントを用い
ないイオン源2はそうでもないが、図9に示すフィラメ
ント式のイオン源2aの場合は、フィラメント10から
の熱輻射のため、1枚目の引出し電極17の温度上昇も
大きい。
Further, the ion source 2 which does not use a filament as in this example is not so, but in the case of the filament type ion source 2a shown in FIG. The temperature rise of the extraction electrode 17 is also large.

【0018】このようなイオン源2において、引出し電
極系16を構成する電極17〜19に次のようなモリブ
デン板AおよびBを用いて、かつ電極に冷却構造を採用
しないで、引出し電極17と接地電極20間の電圧が5
KV〜110KVの範囲でイオンビーム22を発生させ
た後の、各電極17〜19の歪量を測定した。なお、元
の板材の歪量は、両モリブデン板とも±0.1mm程度
であった。
In such an ion source 2, the following molybdenum plates A and B are used for the electrodes 17 to 19 constituting the extraction electrode system 16, and the cooling structure is not adopted for the electrodes and the extraction electrode 17 is used. The voltage between the ground electrodes 20 is 5
The amount of strain of each of the electrodes 17 to 19 after the ion beam 22 was generated in the range of KV to 110 KV was measured. The strain amount of the original plate material was about ± 0.1 mm for both molybdenum plates.

【0019】モリブデン板Aは、従来から電極に用いら
れているような通常のモリブデン板であり、顕微鏡によ
る組織観察の結果、図2および図3に示すように、表面
および断面共に大きな結晶粒が観察された。
The molybdenum plate A is an ordinary molybdenum plate which has been conventionally used for an electrode, and as a result of microscopic observation of the structure, as shown in FIG. 2 and FIG. Was observed.

【0020】モリブデン板Bは、この発明に係るイオン
源の電極を構成するものであり、顕微鏡による組織観察
の結果、図4および図5に示すように、表面および断面
共に結晶粒は観られなかった。表面で観られたのは研磨
時の傷である。断面については、表面に沿った層状の結
晶構造が確認できた。
The molybdenum plate B constitutes the electrode of the ion source according to the present invention. As a result of microscopic observation of the structure, no crystal grains are observed on the surface and the cross section as shown in FIGS. It was What was seen on the surface was scratches during polishing. As for the cross section, a layered crystal structure along the surface was confirmed.

【0021】上記モリブデン板Aをイオン源2の電極1
7〜19に使用した場合の各電極17〜19の歪両の測
定結果の一例を図6に示す。この歪両の測定には隙間ゲ
ージを使用した。横軸の測定位置は、電極の面内の測定
位置である(図7においても同様)。
The molybdenum plate A is used as the electrode 1 of the ion source 2.
FIG. 6 shows an example of the measurement results of both strains of the electrodes 17 to 19 when used in Nos. 7 to 19. A gap gauge was used to measure both strains. The measurement position on the horizontal axis is the measurement position in the plane of the electrode (the same applies to FIG. 7).

【0022】この図からも分かるように、上記モリブデ
ン板Aを使用した場合の歪量は非常に大きく、最大で
2.4mmの場所が観られた。
As can be seen from this figure, when the molybdenum plate A was used, the amount of strain was very large, and a maximum of 2.4 mm was observed.

【0023】一方、上記モリブデン板Bをイオン源2の
電極17〜19に使用した場合の電極17および18の
歪量の測定結果の一例を図7に示す。この歪量の測定
は、歪量が小さいので、隙間ゲージよりも精度の高い三
次元測定器を使用した。なお、電極19については歪量
がほぼ0であったので測定結果の図示を省略した。ま
た、この三次元測定器の場合は測定点を多くすることが
容易なため、測定位置を多くした。
On the other hand, FIG. 7 shows an example of the measurement results of the strain amounts of the electrodes 17 and 18 when the molybdenum plate B is used as the electrodes 17 to 19 of the ion source 2. Since the amount of strain is small in measuring the amount of strain, a three-dimensional measuring device having higher accuracy than the gap gauge was used. Since the amount of strain of the electrode 19 was almost 0, illustration of the measurement result was omitted. Further, in the case of this three-dimensional measuring device, it is easy to increase the number of measuring points, so the number of measuring positions is increased.

【0024】この図からも分かるように、上記モリブデ
ン板Bを使用した場合の歪量は、+0.3mm〜−0.
1mm程度と、上記モリブデン板Aに比べて著しく小さ
いことが確かめられた。
As can be seen from this figure, the strain amount when the molybdenum plate B is used is +0.3 mm to −0.
It was confirmed that it was about 1 mm, which was significantly smaller than that of the molybdenum plate A.

【0025】このように、結晶構造が板面と平行な層状
構造を有するモリブデン板で構成された電極は、熱歪が
非常に小さいことが確認された。これは次のような理由
によるものと考えられる。即ち、モリブデン板は、通常
は、粉末モリブデンの焼結および圧延で製造される。そ
の場合、モリブデンが再結晶化せずに、かつ十分な圧力
が加えられて圧延された場合、モリブデン板の断面に結
晶粒は観察できず、結晶構造は板面と平行な層状構造を
成す。このような状態では、機械的強度が高く、そのた
め温度上昇による変形量も小さいものと考えられる。
As described above, it was confirmed that the electrode composed of the molybdenum plate having a layered structure whose crystal structure is parallel to the plate surface has a very small thermal strain. This is considered to be due to the following reasons. That is, the molybdenum plate is usually manufactured by sintering and rolling powdered molybdenum. In that case, when molybdenum is not recrystallized and is rolled under sufficient pressure, no crystal grains can be observed in the cross section of the molybdenum plate, and the crystal structure forms a layered structure parallel to the plate surface. In such a state, it is considered that the mechanical strength is high and therefore the amount of deformation due to the temperature rise is small.

【0026】従って、引出し電極系16を構成する電極
に上記モリブデン板Bのような材質のモリブデン板を用
いることにより、当該電極の温度上昇による変形を小さ
くして、電極の冷却構造を簡略化することができる。フ
ィラメントを用いない高周波型のイオン源においては、
電極の冷却構造を省略することも可能である。その結
果、電極周りの構造が簡略化されるので、イオン源のコ
ストを下げることができる。かつ、電極の冷却構造の簡
略化に伴って、それに冷媒を供給する冷媒系の低コスト
化も可能になる。
Therefore, by using a molybdenum plate made of a material such as the molybdenum plate B for the electrodes constituting the extraction electrode system 16, the deformation of the electrode due to the temperature rise is reduced and the electrode cooling structure is simplified. be able to. In a high-frequency ion source that does not use a filament,
It is also possible to omit the electrode cooling structure. As a result, the structure around the electrodes is simplified, and the cost of the ion source can be reduced. In addition, as the cooling structure of the electrode is simplified, the cost of the refrigerant system for supplying the refrigerant to the electrode can be reduced.

【0027】なお、引出し電極系が複数枚の電極で構成
されている場合、その全ての電極に上記のようなモリブ
デン板を用いるのが熱歪低減の観点からは一番好ましい
のは勿論であるが、そのようにせずに、特に熱入力の大
きい電極、例えば上記イオン源2の例でいえば2枚目の
加速電極18に、更に必要に応じてその上下流側の電極
17および19に、上記のようなモリブデン板を用いて
も良く、そのようにすれば少なくともその電極について
は、上述した熱歪量低減による冷却構造の簡略化の効果
が得られる。更に一般的にいえば、特にどの電極という
ことはなく、上記のようなモリブデン板を用いた電極を
少なくとも1枚含んでいれば、少なくともその電極につ
いては、上述した熱歪量低減による冷却構造の簡略化の
効果が得られる。
When the extraction electrode system is composed of a plurality of electrodes, it is of course most preferable to use the above molybdenum plates for all the electrodes from the viewpoint of reducing thermal strain. However, without doing so, an electrode having a particularly large heat input, for example, the second accelerating electrode 18 in the case of the above-mentioned ion source 2 and, if necessary, the electrodes 17 and 19 on the upstream and downstream sides thereof, The molybdenum plate as described above may be used, and in such a case, the effect of simplifying the cooling structure by reducing the amount of thermal strain described above can be obtained for at least the electrode. More generally speaking, there is no particular electrode, and if at least one electrode using a molybdenum plate as described above is included, at least that electrode has a cooling structure by reducing the thermal strain described above. The effect of simplification is obtained.

【0028】引出し電極系を構成する電極に、上記のよ
うなモリブデン板を用いる代わりに、板面が主にモリブ
デン結晶の(200)面と平行になっているモリブデン
板、即ち、X線回折測定によるθ−2θ法での測定結
果、(200)面に相当するX線回折ピーク強度が他の
ピーク強度に比べて強く現れるモリブデン板を使用して
も良く、それによっても電極の熱歪量を非常に小さく抑
えることができる。その実施例を以下に説明する。
Instead of using a molybdenum plate as described above for the electrodes constituting the extraction electrode system, a molybdenum plate whose plate surface is mainly parallel to the (200) plane of the molybdenum crystal, that is, X-ray diffraction measurement As a result of measurement by the θ-2θ method according to, a molybdenum plate in which the X-ray diffraction peak intensity corresponding to the (200) plane appears stronger than other peak intensities may be used, which also reduces the thermal strain of the electrode. It can be kept very small. An example will be described below.

【0029】モリブデン板のX線回折強度測定で、(1
10)面からの回折ピークを主ピークとして有するモリ
ブデン板Cと、(200)面からの回折ピークを主ピー
クとして有するモリブデン板Dとを、上記と同じ冷却構
造を採用しないイオン源2においてその電極17〜19
に用いて、引出し電極17と接地電極20間の電圧が5
KV〜110KVの範囲でイオンビーム22を発生させ
た後の、各電極17〜19の歪量を測定した。なお、こ
の場合も、元の板材の歪量は両モリブデン板とも±0.
1mm程度であった。
In the X-ray diffraction intensity measurement of the molybdenum plate, (1
The electrodes of the molybdenum plate C having the diffraction peak from the (10) plane as the main peak and the molybdenum plate D having the diffraction peak from the (200) plane as the main peak in the ion source 2 that does not adopt the same cooling structure as described above. 17-19
And the voltage between the extraction electrode 17 and the ground electrode 20 is 5
The amount of strain of each of the electrodes 17 to 19 after the ion beam 22 was generated in the range of KV to 110 KV was measured. Even in this case, the strain amount of the original plate material is ± 0.
It was about 1 mm.

【0030】表1は、両モリブデン板CおよびDの回折
ピーク強度比を示す。また、図8は、モリブデン板Dの
X線回折パターンを示す。
Table 1 shows the diffraction peak intensity ratios of both molybdenum plates C and D. Further, FIG. 8 shows an X-ray diffraction pattern of the molybdenum plate D.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】上記モリブデン板Cを用いた場合の各電極
17〜19の歪量の測定結果は、先に説明した図6と殆
ど同じであったので、重複図示を省略する。また、上記
モリブデン板Dを用いた場合の電極17および18の歪
量の測定結果は、先に説明した図7と殆ど同じであった
ので、これも重複図示を省略する。
The measurement results of the strain amount of each of the electrodes 17 to 19 when the molybdenum plate C was used were almost the same as those in FIG. 6 described above, and thus duplicated illustration is omitted. Further, the measurement results of the strain amounts of the electrodes 17 and 18 when the molybdenum plate D is used are almost the same as those in FIG. 7 described above, and therefore, duplicated illustration is also omitted.

【0033】このように、(200)面からの回折ピー
クを主ピークとして有するモリブデン板で構成された電
極は、熱歪が非常に小さいことが確かめられた。これは
次のような理由によるものと考えられる。即ち、モリブ
デン板は、前述したように通常は、粉末モリブデンの焼
結および圧延で製造されるが、(200)面からのX線
回折強度が強く現れる状態は、モリブデン板を構成する
結晶粒が十分小さくかつ十分な圧力が加えられて圧延さ
れたことによる。このような状態では、機械的強度が高
く、そのため温度上昇による変形量も小さいものと考え
られる。
As described above, it was confirmed that the electrode composed of the molybdenum plate having the diffraction peak from the (200) plane as the main peak had a very small thermal strain. This is considered to be due to the following reasons. That is, a molybdenum plate is usually manufactured by sintering and rolling powdered molybdenum as described above. However, when the X-ray diffraction intensity from the (200) plane appears strongly, the crystal grains forming the molybdenum plate are It is due to being sufficiently small and rolled with sufficient pressure applied. In such a state, it is considered that the mechanical strength is high and therefore the amount of deformation due to the temperature rise is small.

【0034】従って、このようなモリブデン板Dを電極
に用いることによっても、前述したモリブデン板Bの場
合と同様の効果が得られる。即ち、引出し電極系16を
構成する電極にモリブデン板Dのような材質のモリブデ
ン板を用いることにより、当該電極の温度上昇による変
形を小さくして、電極の冷却構造を簡略化することがで
きる。フィラメントを用いない高周波型のイオン源にお
いては、電極の冷却構造を省略することも可能である。
その結果、電極周りの構造が簡略化されるので、イオン
源のコストを下げることができる。かつ、電極の冷却構
造の簡略化に伴って、それに冷媒を供給する冷却系の低
コスト化も可能になる。
Therefore, by using such a molybdenum plate D as an electrode, the same effect as that of the above-described molybdenum plate B can be obtained. That is, by using a molybdenum plate made of a material such as the molybdenum plate D for the electrodes forming the extraction electrode system 16, the deformation of the electrode due to the temperature rise can be reduced and the electrode cooling structure can be simplified. In a high-frequency ion source that does not use a filament, the electrode cooling structure can be omitted.
As a result, the structure around the electrodes is simplified, and the cost of the ion source can be reduced. In addition, as the cooling structure of the electrode is simplified, it is possible to reduce the cost of the cooling system that supplies the refrigerant to the electrode.

【0035】なお、引出し電極系において、上記モリブ
デン板Dのような材質のモリブデン板を用いるのが好ま
しい電極の範囲は、前述したモリブデン板Bの場合と同
様である。
In the extraction electrode system, it is preferable to use a molybdenum plate made of the same material as the molybdenum plate D as described above.

【0036】また、上記モリブデン板BおよびDのよう
な材質のモリブデン板は、フィラメント式のイオン源の
引出し電極系を構成する電極に用いても効果が大きい。
Further, the molybdenum plates made of the above-mentioned materials such as molybdenum plates B and D have a great effect even when they are used for the electrodes constituting the extraction electrode system of the filament type ion source.

【0037】図9のイオン源2aは、そのようなフィラ
メント式のものであり、プラズマソース部4aは、この
例では、ガス12が導入されるプラズマ生成容器6およ
び熱電子放出用のフィラメント10を有しており、両者
間のアーク放電によってプラズマ14が作られる。プラ
ズマ14からイオンビーム22を引き出す引出し電極系
16aは、この例では、前述した加速電極18のない3
枚構成である。
The ion source 2a shown in FIG. 9 is of such a filament type, and the plasma source section 4a includes, in this example, a plasma generation container 6 into which a gas 12 is introduced and a filament 10 for emitting thermoelectrons. The plasma 14 is created by the arc discharge between the two. The extraction electrode system 16a for extracting the ion beam 22 from the plasma 14 is, in this example, 3 without the acceleration electrode 18 described above.
It is composed of one sheet.

【0038】このようなイオン源2aにおいては、特
に、前述したような理由から熱入力の大きい1枚目の引
出し電極17および2枚目の抑制電極19に、上記モリ
ブデン板BおよびDのような材質のモリブデン板を用い
ると、熱歪量低減の効果が大きい。
In such an ion source 2a, the molybdenum plates B and D are used as the first extraction electrode 17 and the second suppression electrode 19 which have a large heat input for the reason described above. When a molybdenum plate made of a material is used, the effect of reducing the amount of thermal strain is great.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、引出し
電極系を構成する電極に前述したような材質のモリブデ
ン板を用いているので、当該電極の温度上昇による変形
を小さくして、電極の冷却構造を簡略化することができ
る。フィラメントを用いない高周波型のイオン源におい
ては、電極の冷却構造を省略することも可能である。そ
の結果、電極周りの構造が簡略化されるので、イオン源
のコストを下げることができる。かつ、電極の冷却構造
の簡略化に伴って、それに冷媒を供給する冷却系の低コ
スト化も可能になる。
As described above, according to the present invention, since the molybdenum plate made of the above-mentioned material is used for the electrodes constituting the extraction electrode system, the deformation of the electrodes due to the temperature rise is reduced, and The cooling structure can be simplified. In a high-frequency ion source that does not use a filament, the electrode cooling structure can be omitted. As a result, the structure around the electrodes is simplified, and the cost of the ion source can be reduced. In addition, as the cooling structure of the electrode is simplified, it is possible to reduce the cost of the cooling system that supplies the refrigerant to the electrode.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】高周波型のイオン源の一例を電源と共に示す概
略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a high-frequency ion source together with a power supply.

【図2】モリブデン板Aの表面組織の顕微鏡写真であ
り、倍率は40倍である。
FIG. 2 is a micrograph of the surface structure of molybdenum plate A, having a magnification of 40 times.

【図3】図2と同じモリブデン板の断面組織の顕微鏡写
真であり、倍率は40倍である。
FIG. 3 is a photomicrograph of the cross-sectional structure of the same molybdenum plate as in FIG. 2, with a magnification of 40 times.

【図4】モリブデン板Bの表面組織の顕微鏡写真であ
り、倍率は40倍である。
FIG. 4 is a micrograph of the surface structure of molybdenum plate B, having a magnification of 40 times.

【図5】図4と同じモリブデン板の断面組織の顕微鏡写
真であり、倍率は40倍である。
5 is a micrograph of a cross-sectional structure of the same molybdenum plate as in FIG. 4, with a magnification of 40 times.

【図6】図2および図3に示すような結晶粒が観測され
たモリブデン板Aを用いた電極の歪量の面内分布測定結
果の一例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a measurement result of in-plane distribution of strain amount of an electrode using a molybdenum plate A in which crystal grains as shown in FIGS. 2 and 3 are observed.

【図7】図4および図5に示すような層状構造を有する
モリブデン板Bを用いた電極の歪量の面内分布測定結果
の一例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of measurement results of in-plane distribution of strain amount of an electrode using a molybdenum plate B having a layered structure as shown in FIGS. 4 and 5.

【図8】モリブデン板DのX線回折強度の測定結果の一
例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of measurement results of X-ray diffraction intensity of molybdenum plate D.

【図9】フィラメント式のイオン源の一例を電源と共に
示す概略図である。
FIG. 9 is a schematic view showing an example of a filament type ion source together with a power source.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2,2a イオン源 4,4a プラズマソース部 14 プラズマ 16,16a 引出し電極系 17〜20 電極 22 イオンビーム 2,2a ion source 4,4a Plasma source part 14 plasma 16,16a Extraction electrode system 17 to 20 electrodes 22 Ion beam

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 プラズマを作るプラズマソース部と、こ
のプラズマソース部からイオンビームを引き出すもので
あって1枚以上の電極を有する引出し電極系とを備える
イオン源において、前記引出し電極系を構成する電極の
少なくとも1枚を、結晶構造が板面と平行な層状構造を
有するモリブデン板で構成していることを特徴とするイ
オン源。
1. An ion source comprising a plasma source part for producing plasma and an extraction electrode system for extracting an ion beam from the plasma source part and having one or more electrodes, wherein the extraction electrode system is constituted. An ion source, wherein at least one of the electrodes is composed of a molybdenum plate having a layered structure whose crystal structure is parallel to the plate surface.
【請求項2】 プラズマを作るプラズマソース部と、こ
のプラズマソース部からイオンビームを引き出すもので
あって1枚以上の電極を有する引出し電極系とを備える
イオン源において、前記引出し電極系を構成する電極の
少なくとも1枚を、X線回折測定による(200)面か
らの回折ピークを主ピークとして有するモリブデン板で
構成していることを特徴とするイオン源。
2. The extraction electrode system is formed in an ion source including a plasma source part for producing plasma and an extraction electrode system for extracting an ion beam from the plasma source part and having one or more electrodes. An ion source, wherein at least one of the electrodes is composed of a molybdenum plate having a diffraction peak from a (200) plane measured by X-ray diffraction as a main peak.
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