JPH0746588B2 - Microwave ion source - Google Patents
Microwave ion sourceInfo
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- JPH0746588B2 JPH0746588B2 JP61212382A JP21238286A JPH0746588B2 JP H0746588 B2 JPH0746588 B2 JP H0746588B2 JP 61212382 A JP61212382 A JP 61212382A JP 21238286 A JP21238286 A JP 21238286A JP H0746588 B2 JPH0746588 B2 JP H0746588B2
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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、例えば半導体層への不純物のドーピング、材
料合成、表面改質あるいは新材料開発などに使用される
イオン注入装置、イオンビーム照射加工装置等に用いる
マイクロ波イオン源に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to, for example, an ion implanter used for doping impurities into semiconductor layers, material synthesis, surface modification, or new material development, and ion beam irradiation processing. The present invention relates to a microwave ion source used for a device or the like.
イオン注入装置は、半導体製造プロセスには不可欠で、
必要な不純物ドーズ量に応じて種々の実用装置が開発さ
れている。しかしながら、従来不純物ドーズ量は高濃度
のものでも1016イオン/cm2であつたため、大電流イオ
ン注入装置といわれるものでもそのイオン電流は、1〜
10mAであつた。これに対し、例えばシリコン基板内部に
SiO層を合成するSIMOX(Separation by IMplanted OXyg
en)基板形成技術、金属表面を表面改質(窒化・酸化処
理等)して表面物性を変える技術のように、ドーズ量10
18イオン/cm2以上のイオン打ち込みを要する半導体製
造技術が進展しており、それに伴い50〜100mAの大電流
イオン注入装置の開発が切望されている。Ion implanters are indispensable for semiconductor manufacturing process,
Various practical devices have been developed according to the required impurity dose amount. However, since the conventional impurity dose amount was 10 16 ions / cm 2 even in the case of a high concentration, the ion current of a high current ion implanter is 1 to
It was 10mA. On the other hand, for example, inside the silicon substrate
SIMOX (Separation by IMplanted OXyg)
en) Like the substrate formation technology and the technology that changes the surface physical properties by modifying the surface of the metal (nitriding, oxidation, etc.), the dose is 10
As semiconductor manufacturing technology that requires ion implantation of 18 ions / cm 2 or more is advancing, development of a high current ion implanter of 50 to 100 mA is earnestly desired.
この種の装置を開発するためには、総イオン電流が10〜
200mA以上でしかも酸素などの活性ガスに対して長寿命
のイオン源が不可欠である。マイクロ波イオン源は、そ
の引出しイオン電流の高密度化・大電流化さえ実現でき
れば、無電極放電であることからこの種の用途に最適と
されている。引出しイオン電流の高電流化・大電流化か
実現出来ればこの種の用途に最適とみなされている。In order to develop this kind of device, the total ion current is 10 ~
An ion source of 200 mA or more and having a long life with respect to active gas such as oxygen is indispensable. The microwave ion source is an electrodeless discharge as long as it can realize a high density and high current of the extracted ion current, and is therefore considered to be the most suitable for this kind of application. It is considered to be optimal for this kind of application if it is possible to realize high current / high current of the extraction ion current.
第12図に従来のマイクロ波イオン源の基本構成を示す
(特開昭第60-264032号)。図において、1はプラズマ
発生室、2はマイクロ波導入窓、3は導波管、4は磁気
コイル、5はガス導入口、6はイオン引出し電極系、7
は引き出されたイオンビームである。プラズマ発生室1
にガス導入口5よりガスを、導波管3からマイクロ波
(例えば2.45GHz)をそれぞれ導入し(図にはマイクロ
波発振源、アイソレータ、整合器、マイクロ波電力計を
省略してある)、磁気コイル4によつて電子サイクロト
ロン共鳴(ECR)条件(875ガウス)の直流磁場をマイク
ロ波電界に対して直角方向に印加すると、これらの相互
作用で、プラズマ発生室1に導入されたガスはプラズマ
となる。このように生成されたプラズマから、加速・減
速系で構成したイオン引出し電極系6によつてイオンビ
ーム7を引き出す。FIG. 12 shows the basic structure of a conventional microwave ion source (Japanese Patent Laid-Open No. 60-264032). In the figure, 1 is a plasma generation chamber, 2 is a microwave introduction window, 3 is a waveguide, 4 is a magnetic coil, 5 is a gas introduction port, 6 is an ion extraction electrode system, and 7 is
Is the extracted ion beam. Plasma generation chamber 1
Gas from the gas inlet 5 and microwave (eg 2.45 GHz) from the waveguide 3 (a microwave oscillation source, an isolator, a matching box, and a microwave power meter are omitted in the figure), When a DC magnetic field under the electron cyclotron resonance (ECR) condition (875 Gauss) is applied by the magnetic coil 4 in a direction perpendicular to the microwave electric field, the gas introduced into the plasma generation chamber 1 is plasma by the interaction of these. Becomes An ion beam 7 is extracted from the plasma thus generated by an ion extraction electrode system 6 composed of an acceleration / deceleration system.
上述したような構成により、第13図に示すように、従来
困難とされていたイオン電流が得られた。なお、ガスと
してはO2を用い、イオン引出し電極開口は4.2mmφ×7
個の透孔で構成し、その面積は0.969cm2であつた。しか
しながら、同図から明らかなように、マイクロ波パワー
に対してイオン電流は飽和する傾向を示している。この
ため、マイクロ波パワーのイオンビームへの変換効率の
向上・飽和現象の除去などにより一層の低消費電力化・
高電流密度化を達成した大電流イオン源の実現が強く望
まれている。このような改善がなされれば、大電流マイ
クロ波イオン源の用途は益々増大するものと予想され
る。With the configuration as described above, as shown in FIG. 13, an ionic current, which was conventionally considered difficult, was obtained. O 2 was used as the gas, and the ion extraction electrode opening was 4.2 mmφ × 7
It was composed of individual through holes, and its area was 0.969 cm 2 . However, as is clear from the figure, the ion current tends to saturate with the microwave power. As a result, the efficiency of conversion of microwave power into an ion beam is improved and the power consumption is further reduced by eliminating saturation phenomena.
It is strongly desired to realize a high-current ion source that achieves high current density. If such improvements are made, it is expected that the applications of high-current microwave ion sources will increase more and more.
なお、従来より高密度プラズマの生成には、導入窓近傍
とイオン引出し電極近傍の2か所で磁場強度の強い(1
〜1.2kG)電子閉じ込め効果のあるミラータイプのイオ
ン源が有効とされている。しかしこのタイプは、種々の
価数のイオンが混在して得られるもので、各価数のイオ
ンビームの電流密度は必ずしも高くなかつた。In the generation of high-density plasma, the magnetic field strength is strong in two places near the introduction window and near the ion extraction electrode (1
A mirror-type ion source with an electron confinement effect is said to be effective. However, this type is obtained by mixing ions of various valences, and the current density of the ion beam of each valence is not necessarily high.
本発明は、プラズマ発生室の中心軸上でしかもプラズマ
が流出する出口近傍に配置されるイオン引出し電極の配
置位置を、プラズマ密度が最も高い領域近傍としたもの
である。According to the present invention, the position of the ion extracting electrode arranged on the central axis of the plasma generating chamber and near the outlet through which the plasma flows is near the region where the plasma density is highest.
従来一般に発散磁界を用いた共振モード構成のイオン源
では、高密度プラズマに対してプラズマ発生室の大きさ
がマイクロ波を吸収して高密度プラズマを生成する領域
と一致していなかつた。そのため、磁場分布に依存し
て、イオン引出し電極系近傍でプラズマ密度が低下して
いたり、高密度プラズマが生成できなかつたりしたた
め、高密度イオンビームを得ることができなかつたのに
対し、本発明では、プラズマ密度分布の最も高い領域か
らイオンビームが引出される。Generally, in an ion source having a resonance mode configuration using a divergent magnetic field, the size of the plasma generation chamber has not matched with the region where microwaves are absorbed to generate high-density plasma for high-density plasma. Therefore, depending on the magnetic field distribution, the plasma density was lowered near the ion extraction electrode system, or high-density plasma could not be generated, so that a high-density ion beam could not be obtained, whereas the present invention In, the ion beam is extracted from the region having the highest plasma density distribution.
第2図は本発明の一実施例を示す構成図である。同図に
おいて、11は円筒状の空洞を有するステンレス鋼(Su
S)からなるプラズマ発生室、12は積層構造のマイクロ
波導入窓、13は導波管、14は磁気コイル、15はガス導入
口、16はプラズマリミツタ、17は複数の透孔(円形もし
くは矩形)からなるイオン引出し電極系、18はイオンビ
ームである。導波管13は、矩形が一般的であるが、それ
に限定されることはない。プラズマ発生室11の空洞も円
筒に限定されることなく直方体状であつても良い。プラ
ズマリミツタ16は、マイクロ波の遮蔽・プラズマの遮蔽
(閉じ込め)を行ないイオンビームの安定性、引出し電
極の温度上昇の緩和などに有効であるが、高密度イオン
源として必ずしも設けなければならないものではない。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, 11 is a stainless steel (Su
S) plasma generating chamber, 12 is a microwave introduction window having a laminated structure, 13 is a waveguide, 14 is a magnetic coil, 15 is a gas inlet, 16 is a plasma limiter, 17 is a plurality of through holes (circular or Ion extraction electrode system consisting of (rectangle), 18 is an ion beam. The waveguide 13 is generally rectangular, but is not limited thereto. The cavity of the plasma generation chamber 11 is not limited to a cylinder and may be a rectangular parallelepiped. The plasma limiter 16 is effective for shielding microwaves and plasma (confining) plasma for ion beam stability and mitigating temperature rise of the extraction electrode, but must be provided as a high-density ion source. is not.
マイクロ波導入窓12は、石英とアルミナとの2層構造の
誘電体により構成されている。この石英+アルミナに、
さらに例えばBNを積層し3層構造としてもよい。このよ
うに2種以上の誘電体の積層構造とすることにより、イ
オン引出し電極系17の近傍で生成する電子もしくはイオ
ン源の外部から流入する電子がイオン引出し電極系で加
速され、マイクロ波導入窓に衝突しマイクロ波導入窓を
昇温・破壊させるのを防いでいる。その目的から、プラ
ズマに接している誘電体材料は、高融点材で、熱衝撃に
強く、熱伝導の良い材料が望ましい。さらに、本発明者
は、積層構造のマイクロ波導入窓が、高密度プラズマの
生成に密接に関係していることを見いだしている。これ
は、マイクロ波のプラズマに対するインピーダンス整合
と密接に関係していると思われる。通常、マイクロ波の
導入側で誘電率の低い材料を、プラズマ発生室側で誘電
率の高い材料を用いることが高密度プラズマの生成には
有効である。もつとも、プラズマに接触する部分の誘電
体材は耐熱性を優先するため必ずしも誘電率の高い材料
を選定できないが、中間に誘電率の高い部分があれば有
効である。この際、形状(大きさ・厚み)に関しては、
インピーダンス整合をとつてマイクロ波の反射が小さく
なるように設計するのが良い。The microwave introduction window 12 is made of a dielectric material having a two-layer structure of quartz and alumina. In this quartz + alumina,
Further, for example, BN may be laminated to have a three-layer structure. By thus forming a laminated structure of two or more kinds of dielectrics, electrons generated in the vicinity of the ion extraction electrode system 17 or electrons flowing from outside the ion source are accelerated in the ion extraction electrode system, and the microwave introduction window To prevent the microwave introduction window from rising in temperature and breaking. For that purpose, it is desirable that the dielectric material in contact with the plasma is a high melting point material, which is resistant to thermal shock and has good thermal conductivity. Furthermore, the present inventor has found that the microwave introduction window having a laminated structure is closely related to the generation of high-density plasma. This seems to be closely related to impedance matching to microwave plasma. Generally, it is effective to generate a high-density plasma by using a material having a low dielectric constant on the microwave introduction side and a material having a high dielectric constant on the plasma generation chamber side. As a matter of fact, the dielectric material in the portion in contact with the plasma is not necessarily a material having a high dielectric constant because heat resistance is prioritized, but it is effective if there is a portion having a high dielectric constant in the middle. At this time, regarding the shape (size and thickness),
It is better to design impedance matching so that microwave reflection is reduced.
なお、21はイオン引出し電極17を相互に電気的に絶縁し
ながら支持する絶縁体、22は冷却水用のパイプである。Reference numeral 21 is an insulator that supports the ion extraction electrodes 17 while electrically insulating them from each other, and reference numeral 22 is a pipe for cooling water.
イオン引出し電極系17の、イオン引出し開口171を設け
た部分と絶縁体21による支持部とを連結する側壁部172
は、プラズマ発生室11から離れるに従つて広くなるよう
にややテーパをつけてある。また、図においては省略し
たが、この側避部には、排気用の開口が縦長のスリツト
状に設けてある。A side wall portion 172 connecting the portion of the ion extracting electrode system 17 provided with the ion extracting opening 171 and the supporting portion of the insulator 21.
Are tapered so that they become wider as they move away from the plasma generation chamber 11. Although not shown in the figure, an exhaust opening is provided in a vertically long slit-like shape in the side escape portion.
上記構成において、プラズマ発生室11は、マイクロ波導
入窓12で真空封じされており、ガス導入口15からイオン
化すべきガスが導入される。マイクロ波(通常2.45GH
z)は、矩形導波管13よりマイクロ波導入窓12を通つて
プラズマ発生室11に導入される。磁気コイル14は、マイ
クロ波導入窓12とプラズマ発生室11の中心近傍との間で
最大磁界をとり、イオン引出し電極系17の方向で弱くな
る発散磁界を発生させるように配置してある。周波数2.
45GHzのマイクロ波に対して、ECR条件を満足する磁場強
度は875ガウスであるため、磁気コイルは最大1000ガウ
ス以上得られるようなものを用いている。プラズマ発生
室11にガスおよびマイクロ波を導入し、プラズマ発生室
11の内部において少なくともECR条件を起こす875ガウス
の磁界を与えるとプラズマ発生室11にプラズマが発生す
る。さらに、この生成されるプラズマ密度が最大になる
ように、最適な磁場強度・磁場分布に設定する。In the above configuration, the plasma generation chamber 11 is vacuum-sealed by the microwave introduction window 12, and the gas to be ionized is introduced from the gas introduction port 15. Microwave (typically 2.45GH
z) is introduced into the plasma generation chamber 11 from the rectangular waveguide 13 through the microwave introduction window 12. The magnetic coil 14 is arranged so as to take a maximum magnetic field between the microwave introduction window 12 and the vicinity of the center of the plasma generation chamber 11 and generate a divergent magnetic field that becomes weak in the direction of the ion extraction electrode system 17. Frequency 2.
Since the magnetic field strength that satisfies the ECR condition is 875 gauss for a microwave of 45 GHz, a magnetic coil that can obtain a maximum of 1000 gauss or more is used. Introduce gas and microwave into the plasma generation chamber 11
When a magnetic field of 875 Gauss which causes at least the ECR condition is applied inside the plasma generation chamber 11, plasma is generated in the plasma generation chamber 11. Further, the optimum magnetic field strength and magnetic field distribution are set so that the generated plasma density is maximized.
この発生したプラズマ(イオンおよび電子)は、上述し
たような磁気コイル14の発散磁界のため、またプラズマ
自体の電界およびガス導入口15から流入するガスの流れ
によつて、イオン引出し電極系17の方向に移動して行
く。The generated plasma (ions and electrons) is generated by the divergent magnetic field of the magnetic coil 14 as described above, and by the electric field of the plasma itself and the flow of gas flowing from the gas inlet 15 of the ion extraction electrode system 17. Move in the direction.
第1図は、このようなマイクロ波イオン源の構成とプラ
ズマ発生室11内部におけるプラズマ密度分布との関係を
示したものである。同図(b)において、プラズマ発生
室11内部において、プラズマ発生室11の中心軸上におけ
る単位体積当りのプラズマの生成率が、曲線Iで示すよ
うに変化する一方、プラズマの消滅率が曲線IIで示すよ
うに変化し、正味のプラズマ生成率は曲線IIで示すよう
に分布する。上述したように、生成したプラズマはイオ
ン引出し電極系13の方向に移動して行くから、プラズマ
密度は、近似的に曲線IIIを積分した曲線IVのような分
布を示す。つまり、プラズマ発生室11の内部では、常に
プラズマ発生率>プラズマ消滅率を満足し、プラズマ生
成率が零以上となつており、その結果、プラズマ発生室
11内部ではプラズマ密度は次第に増加する傾向になつて
いる。そして、イオン引出し電極系17はプラズマ発生室
11に近接して(d0)配置してある。これにより、プ
ラズマ密度が最も高い領域から、イオンビーム14が引出
される。FIG. 1 shows the relationship between the structure of such a microwave ion source and the plasma density distribution inside the plasma generation chamber 11. In FIG. 2B, inside the plasma generation chamber 11, the plasma generation rate per unit volume on the central axis of the plasma generation chamber 11 changes as shown by the curve I, while the plasma extinction rate changes with the curve II. , And the net plasma production rate is distributed as shown by curve II. As described above, since the generated plasma moves in the direction of the ion extracting electrode system 13, the plasma density exhibits a distribution like a curve IV obtained by approximately integrating the curve III. That is, inside the plasma generation chamber 11, the plasma generation rate> the plasma extinction rate is always satisfied, and the plasma generation rate is zero or more. As a result, the plasma generation chamber
11 Inside, the plasma density tends to gradually increase. The ion extraction electrode system 17 is the plasma generation chamber.
It is placed close to 11 (d0). As a result, the ion beam 14 is extracted from the region having the highest plasma density.
これに対し、第12図に示したように従来の構成では、第
1図(b)において、プラズマ発生室中心軸上でマイク
ロ波導入窓12からイオン引出し電極系17までの距離が大
きくなり、いつたんピークに到つたプラズマ密度が下降
し始めて後の領域からイオンビームを引出すことにな
る。On the other hand, in the conventional configuration as shown in FIG. 12, in FIG. 1 (b), the distance from the microwave introduction window 12 to the ion extraction electrode system 17 increases on the central axis of the plasma generation chamber, As soon as the plasma density reaches its peak, it begins to fall and the ion beam is extracted from the subsequent region.
特に高密度イオンビームが得られるときの磁気コイル14
による磁場分布は、第3図に示すように、マイクロ波導
入窓近傍で900−1000ガウスでプラズマ発生室11の内部
でほぼ平坦かもしくはひとつのピークもち、また引出し
電極の近傍で800−1000ガウスでその場所での磁場分布
の勾配は負になつている。図から明らかなように、一般
にECR条件を満足する磁場強度であるBECR=875ガウス
(中心軸上の値)は、イオン引出し電極系17の近傍で表
われており、プラズマ発生室11の内部では、この値より
も高くなつている。最も単純には、プラズマ発生室11の
全域にわたり、ECR条件を満足する875ガウスであるとき
に最も高密度のイオンビームが得られるとも考えられる
が、そのような分布となつていないのは、ECR条件にな
るとプラズマの屈折率が高くなるすぎ、マイクロ波が反
射されるためと考えられる。特に、高密度プラズマにな
ると、ECR条件よりわずかに強い磁場でも、マイクロ波
の吸収すなわち入射マイクロ波のプラズマへの変換効率
が大きいためこの現象が顕著になるものと推測される。
もちろん、ドツプラシフトなどの影響でみかけのマイク
ロ波周波数がシフトしている可能性もある。また、マイ
クロ波導入窓近傍で磁場強度をECR条件よりも高くする
のがよいのは、マイクロ波が高密度プラズマ中に反射さ
れずに効率良く導入するためと考えられる。また、プラ
ズマ引出し電極系17近傍で磁場分布の勾配が負になつて
いることは、発生したプラズマ(イオンおよび電子)
が、発散磁界のためイオン引出し電極系の方向に動きや
すくなりイオンビームとして取り出しやすくなる効果を
もたらしている。Magnetic coil 14 especially when a high-density ion beam is obtained
As shown in Fig. 3, the magnetic field distribution due to is 900-1000 gauss in the vicinity of the microwave introduction window and is almost flat or has one peak inside the plasma generation chamber 11, and 800-1000 gauss in the vicinity of the extraction electrode. And the gradient of the magnetic field distribution at that place is negative. As is clear from the figure, B ECR = 875 Gauss (value on the central axis), which is the magnetic field strength that generally satisfies the ECR condition, is shown in the vicinity of the ion extraction electrode system 17 and inside the plasma generation chamber 11. Then, it is higher than this value. In the simplest case, it is considered that the highest density ion beam can be obtained over the entire area of the plasma generation chamber 11 when 875 Gauss satisfying the ECR condition, but the ECR does not have such a distribution. It is considered that under the condition, the refractive index of plasma becomes too high and the microwave is reflected. In particular, it is speculated that in high density plasma, this phenomenon becomes remarkable even in a magnetic field slightly stronger than the ECR condition, because the absorption of microwaves, that is, the conversion efficiency of incident microwaves into plasma is large.
Of course, there is a possibility that the apparent microwave frequency is shifted due to the influence of Doppler shift. The reason why the magnetic field strength near the microwave introduction window should be higher than that under the ECR condition is that microwaves are efficiently introduced without being reflected in the high-density plasma. Also, the fact that the gradient of the magnetic field distribution is negative near the plasma extraction electrode system 17 means that the generated plasma (ions and electrons)
However, due to the divergent magnetic field, it is easy to move in the direction of the ion extracting electrode system, and it is easy to extract as an ion beam.
なお、ここでは、最も高密度プラズマが得られる磁場分
布・磁場強度を示したが、他にも、相対的な磁場分布は
上述したものとほぼ同一にして(つまり第3図の曲線を
縦軸に添つて平行移動した形)、マイクロ波導入窓12の
近傍での磁界強度をECR共鳴に相当する875ガウスにした
ときも、比較的高密度のイオンビームが得られた。第4
図に、このマイクロ波導入窓12近傍での磁界強度とイオ
ン電流(イオン電極密度はイオン電流/イオン引出し電
極開口面積との関係を示したが、932ガウスに最大点を
有するとともに、875ガウスにも極大点を有している。
この点に関しては、上述した理由とは別の何らかの要因
が作用しているものと考えられる。Here, the magnetic field distribution and the magnetic field strength that can obtain the highest density plasma are shown, but in addition, the relative magnetic field distribution is almost the same as that described above (that is, the curve in FIG. A parallel movement of the ion beam was performed), and a relatively high density ion beam was obtained even when the magnetic field strength in the vicinity of the microwave introduction window 12 was set to 875 Gauss corresponding to ECR resonance. Fourth
The figure shows the relationship between the magnetic field strength near the microwave introduction window 12 and the ion current (the ion electrode density is the ion current / ion extraction electrode opening area. It has a maximum point of 932 gauss and 875 gauss). Also has a maximum.
Regarding this point, it is considered that some factor other than the above-mentioned reason is acting.
イオン引出し電極系17は、複数(通常は図示のように3
枚電極構成)の電極板からなる加速−減速電極構成であ
り、本実施例は相互に絶縁材21で絶縁した3枚の電極か
らなる構成例を示してあるが、これ以上の多段電極構成
でもよいことはいうまでもない。本実施例では加速電極
17Aに5〜40kVの高電圧を、減速電極17Bに−0.5〜−5kV
の負電圧を印加し、接地電極17Cはアース電位に接地す
る。なお、減速電極17Bは、引出しビームの拡がりを制
御するとともに、イオン源外部からの電子の流入を防止
する機能を有している。また、引出し電極系17のイオン
引出し開口は、通常複数の透孔から構成されている。円
形イオンビームを得るためには、7,13,19個の細密充填
の配置をし、矩形ビームを得るためには、2×5,3×5
個のように配置すれば良い。例えば、5mmφ×7個の透
孔で20mmφのイオンビームが得られた。A plurality of ion extraction electrode systems 17 (usually 3
This is an acceleration-deceleration electrode structure composed of electrode plates (single electrode structure), and this embodiment shows a structure example composed of three electrodes mutually insulated by the insulating material 21, but a multi-stage electrode structure further than this is also possible. It goes without saying that it is good. In this example, the acceleration electrode
High voltage of 5 to 40kV to 17A, -0.5 to -5kV to deceleration electrode 17B
Is applied to ground the ground electrode 17C to the ground potential. The deceleration electrode 17B has a function of controlling the spread of the extraction beam and a function of preventing the inflow of electrons from the outside of the ion source. The ion extraction opening of the extraction electrode system 17 is usually composed of a plurality of through holes. To obtain a circular ion beam, 7,13,19 finely packed arrangements are used, and to obtain a rectangular beam, 2 × 5,3 × 5
It should be arranged like an individual piece. For example, an ion beam of 20 mmφ was obtained with 5 mmφ × 7 through holes.
本実施例のイオン源を第12図の従来のイオン源と比較し
て、基本的な相違点は以下の2点である。Compared with the conventional ion source of FIG. 12, the ion source of the present embodiment has the following two basic differences.
プラズマ発生室11の形状が、その内径よりも軸長が短
いものとなつている。The shape of the plasma generation chamber 11 is such that its axial length is shorter than its inner diameter.
プラズマ発生室11内部の磁場分布が、平坦か1つのピ
ークをもち、しかもマイクロ波導入窓12近傍とイオン引
出し電極系17近傍とにおける磁場強度の差が小さく、か
つイオン引出し電極17の近傍でわずかな発散磁界となつ
ている。The magnetic field distribution inside the plasma generation chamber 11 is flat or has one peak, and the difference in the magnetic field strength between the microwave introduction window 12 and the ion extraction electrode system 17 is small, and there is a slight difference in the vicinity of the ion extraction electrode 17. It is a divergent magnetic field.
第5図に、第2図のイオン源について、プラズマ発生室
11の内径を108mmφ、軸長L1を90mmとし、磁場分布を第
3図のようにして動作させたときに得られるイオン電流
密度を示す。ガスとしてO2を用い、イオン引出し電極開
口は5mmφ×7個の透孔で構成し、その面積は1.37cm2で
あつた。また、マイクロ波導入窓12は石英とアルミナと
の2層構造で、イオン電流は、500Wのマイクロ波電力に
対して180mAという従来の例のない値が得られている。
また、マイクロ波導入窓12を石英、アルミナおよびBNの
3層構造にしたものについても、1kWのマイクロ波パワ
ーに対して180mA以上の電流は容易に得られ、本実施例
のイオン源では、単に従来のイオン源においてプラズマ
密度が最も高い領域からイオンビームを引出していると
いうのみならず、プラズマ発生室内におけるプラズマ生
成率ないしプラズマ密度の値そのものも、大きくなつて
いるものと考えられる。それには、第3図に示した磁場
分布などが影響しているものと考えられる。FIG. 5 shows the plasma generation chamber for the ion source shown in FIG.
The ion current density obtained when the inner diameter of 11 is 108 mmφ, the axial length L1 is 90 mm, and the magnetic field distribution is operated as shown in FIG. 3 is shown. O 2 was used as a gas, the ion extraction electrode opening was composed of 5 mmφ × 7 through holes, and the area was 1.37 cm 2 . Further, the microwave introduction window 12 has a two-layer structure of quartz and alumina, and the ion current is 180 mA for a microwave power of 500 W, which is an unprecedented value.
Further, even when the microwave introduction window 12 has a three-layer structure of quartz, alumina and BN, a current of 180 mA or more can be easily obtained for a microwave power of 1 kW, and the ion source of this embodiment simply It is considered that not only the ion beam is extracted from the region where the plasma density is the highest in the conventional ion source, but also the plasma generation rate or the value of the plasma density itself in the plasma generation chamber is increasing. It is considered that this is affected by the magnetic field distribution shown in FIG.
次に、プラズマ発生室11の軸長がイオン電流密度に与え
る影響について、詳細に検討する。Next, the effect of the axial length of the plasma generation chamber 11 on the ion current density will be examined in detail.
第6図は、イオン引出し電極系17近傍のプラズマ密度を
測定するために作製した平板形のラングミユアプローブ
付きのイオン源である。基本的には、第2図のイオン源
の構成と同一であるが、第2図の引出し電極系17の代わ
りに、プラズマ密度測定用のプローブ31が設置されてい
る。このプローブ31は、上下に可動であるとともにイオ
ンビーム引出し電極系17の透孔と同一形状・面積の開口
を有しており、第2図のプラズマ発生室11の条件に出来
るだけ近づけてある。ここで、プローブ31に負の電圧VB
を印加したときに得られるイオン飽和電流密度Jとプラ
ズマ密度N0との間には、近似的に の関係が成り立つ。第2図のイオン源で引き出されるイ
オンビームの電流密度も同様な関係があるので、イオン
引出し電極系17近傍のイオン飽和電流密度を測定すれ
ば、イオン源の高イオン電流密度化、大電流化の評価を
することが可能である。FIG. 6 shows a flat plate type ion source with a Langmuir probe, which was manufactured to measure the plasma density in the vicinity of the ion extracting electrode system 17. Basically, the configuration is the same as that of the ion source shown in FIG. 2, but a probe 31 for measuring plasma density is provided instead of the extraction electrode system 17 shown in FIG. This probe 31 is vertically movable and has an opening having the same shape and area as the through hole of the ion beam extraction electrode system 17, and is brought as close as possible to the conditions of the plasma generation chamber 11 of FIG. Where probe 31 has a negative voltage V B
Between the ion saturation current density J and the plasma density N 0 obtained by applying The relationship is established. The current density of the ion beam extracted by the ion source shown in FIG. 2 has the same relationship. Therefore, if the ion saturation current density near the ion extraction electrode system 17 is measured, the ion source will have a high ion current density and a high current. It is possible to evaluate.
第6図のプローブを動かしてプラズマ発生室11の軸長L1
を変化させたときのイオン飽和電流密度の変化の様子を
第7図に示した。プローブ31に印加した負電圧−80V、
マイクロ波電力は310Wである。このとき、プラズマ発生
室11には第3図に示した分布の磁場が付与されており、
その強さはガス圧・マイクロ波電力・軸長等に応じて最
適化が図られている。第7図から明らかなように、軸長
を短くしてゆくとイオン飽和電流密度は増大する。特
に、プラズマ発生室11の内径108mmより短くなると、こ
の効果は顕著である。Move the probe shown in Fig. 6 to move the axial length L1 of the plasma generation chamber 11
FIG. 7 shows how the ion saturation current density changes when is changed. Negative voltage -80V applied to the probe 31,
The microwave power is 310W. At this time, the magnetic field having the distribution shown in FIG. 3 is applied to the plasma generation chamber 11,
Its strength is optimized according to gas pressure, microwave power, axial length, etc. As is clear from FIG. 7, the ion saturation current density increases as the axial length is shortened. In particular, when the inner diameter of the plasma generating chamber 11 is shorter than 108 mm, this effect is remarkable.
なお、内径108mmに対する真空中のマイクロ波の共振モ
ードTE112に相当する軸長は各々164mmで、この近傍でも
イオン飽和電流密度が高くなつており、これは共振モー
ドに関係しているようにも思われる。つまり、プラズマ
が生成するとプラズマ室11の屈折率が高くなり、マイク
ロ波の管内波長が短くなるとの予測とは矛盾するが、プ
ラズマ密度が薄い時の共振モードの効果を示している可
能性も考えられる。もちろん、軸長を共振モードに合わ
せただけでは高密度プラズマは生成されず、磁場分布が
重要な役割を果たしていることはいうまでもない。The axial length corresponding to the resonance mode TE 112 of the microwave in vacuum with respect to the inner diameter of 108 mm is 164 mm, and the ion saturation current density is high even in this vicinity, which is related to the resonance mode. Seem. In other words, it contradicts the prediction that when plasma is generated, the refractive index of the plasma chamber 11 becomes high and the wavelength of the microwave in the tube becomes short, but it is also possible that the effect of the resonance mode when the plasma density is low is shown. To be Needless to say, high-density plasma is not generated simply by adjusting the axial length to the resonance mode, and the magnetic field distribution plays an important role.
第8図に、各軸長でのイオン飽和電流密度のマイクロ波
電力依存性を示す。この図から明らかなように、軸長が
短い方が同一電力に対してイオン飽和電流密度が高く、
マイクロ波電力のプラズマへの変換効率が高い。このよ
うに軸長を短くしてイオン電流密度が増大するのは、導
入されたマイクロ波がプラズマに吸収される領域にプラ
ズマ室11の軸長を近づけることにより、最も高密度のプ
ラズマが生成されているところからイオンを引き出すよ
うになるからと考えられる。また、軸長は以上の説明か
らも明らかなように短すぎても高密度化は困難と予想さ
れるが、本実験では軸長50mmまでその有効性が確認でき
た。FIG. 8 shows the microwave power dependence of the ion saturation current density at each axial length. As is clear from this figure, the shorter the axial length, the higher the ion saturation current density for the same power,
High conversion efficiency of microwave power to plasma. The reason why the axial length is shortened and the ion current density is increased is that the axial length of the plasma chamber 11 is brought closer to the region where the introduced microwaves are absorbed by the plasma, whereby the highest density plasma is generated. It is thought that the ions will be extracted from the place where Further, as is clear from the above explanation, it is expected that it is difficult to achieve high density even if the axial length is too short, but in this experiment, its effectiveness was confirmed up to an axial length of 50 mm.
次に、前述したように本発明のイオン源のイオン引出し
特性は、プラズマ発生室に印加されている磁場の分布と
密接に関係しているので、この磁場分布依存性について
検討する。Next, as described above, the ion extraction characteristics of the ion source of the present invention are closely related to the distribution of the magnetic field applied to the plasma generation chamber, so the magnetic field distribution dependence will be examined.
第9図に、第2図のイオン源を用いて磁場分布を変化さ
せたときのイオン電流の変化の様子を示す。使用したガ
スはNeで、イオン引出し電極開口の構成は第5図の場合
と同様である。磁場分布を第9図(a)のI,II,IIIのよ
うなものとたとき、それぞれ同図(b)に示すI,II,III
のようなイオン電流が得られる。なお、第9図(a)の
磁場強度(絶対値)は、相対的に同一の磁場分布のう
ち、最も大きいイオン電流が得られたときの値を示して
ある。FIG. 9 shows how the ion current changes when the magnetic field distribution is changed using the ion source shown in FIG. The gas used was N e , and the configuration of the ion extraction electrode opening was the same as in the case of FIG. When the magnetic field distributions are I, II, and III in FIG. 9 (a), I, II, and III shown in FIG. 9 (b), respectively.
An ionic current such as Note that the magnetic field strength (absolute value) in FIG. 9A shows the value when the largest ion current is obtained in the relatively same magnetic field distribution.
第9図から明らかなように、マイクロ波導入窓12近傍の
磁界強度は900〜1000ガウスの間にあり、強いて言えば
ある一定の値(950ガウス近傍)の時イオン電流は最大
になつている。一方、イオン引出し電極系17の近傍では
磁場強度の分布の勾配が負になつており、かつECR条件
を満足する875ガウス前後以上の磁場強度で高い電流が
得られている。またプラズマ室内部の中間では、両端よ
りわずかに磁場強度が高い方が望ましい結果が得られて
いる。上述したように、磁場強度分布は、相対的に同一
の磁場分布曲線で最もイオンビームが引き出せたときの
磁場強度で示したが、一般に、第9図(a)の磁場分布
を保持したまま(磁気コイル14の配置を固定)磁場強度
のみを変えると、マイクロ波導入窓12近傍の磁場強度が
約850〜1000ガウスの範囲でイオンビームが引き出せ
る。また、先にも触れたが、マイクロ波導入窓12近傍の
磁界強度がECR条件である875ガウスの時には、安定で比
較的電流密度の高いイオンビームが得られることを言及
しておく。As is clear from FIG. 9, the magnetic field strength in the vicinity of the microwave introduction window 12 is between 900 and 1000 gauss, and the ion current is maximized at a certain value (near 950 gauss). . On the other hand, in the vicinity of the ion extraction electrode system 17, the gradient of the magnetic field strength distribution is negative, and a high current is obtained at a magnetic field strength of around 875 Gauss or more that satisfies the ECR condition. Further, in the middle of the inside of the plasma chamber, it is desirable that the magnetic field strength is slightly higher than both ends. As described above, the magnetic field strength distribution is shown by the magnetic field strength when the ion beam is most extracted with the relatively same magnetic field distribution curve, but in general, the magnetic field distribution shown in FIG. By changing only the magnetic field strength, the ion beam can be extracted with the magnetic field strength in the vicinity of the microwave introduction window 12 being in the range of about 850 to 1000 gauss. Also, as mentioned above, it should be noted that when the magnetic field strength near the microwave introduction window 12 is 875 Gauss, which is the ECR condition, a stable ion beam having a relatively high current density can be obtained.
第10図は、本発明の他の実施例を示すマイクロ波イオン
源を示す構成図である。41,42は磁気コイル、43はイオ
ン引出し電極系、44,45は絶縁体であり、第2図の構成
とは、イオン引出し電極系43の構成と、それに伴つて磁
気コイル41,42の配置とが異なつている。FIG. 10 is a configuration diagram showing a microwave ion source showing another embodiment of the present invention. 41 and 42 are magnetic coils, 43 is an ion extraction electrode system, and 44 and 45 are insulators. The configuration of FIG. 2 is the configuration of the ion extraction electrode system 43 and the arrangement of the magnetic coils 41 and 42 accordingly. And are different.
すなわち、第2図と比較して、イオン引出し電極系43の
中央の開口部を支持している支持部が短くなつている。
このように支持部が短くなつているため、イオン引出
し電極系部が加熱されて(特にプラズマの衝撃をうける
一枚目のスクリーン電極)電極支持部の温度が上昇して
も、熱変形による電極間の開口の位置の狂いが第3図の
イオン源に比較してはるかに生じにくく、イオン引出
し電極各葉間の相互の開口位置を合わせるときに合わせ
やすく、しかも外部からの衝撃のような外部要因に対し
て位置ずれが起こりにくくなつている。また、イオン引
出し電極系をプラズマ発生室11の内部に挿入するという
制約がないため、プラズマ発生室11の内径を小さくでき
る利点もある。なお、図では省略したが、本実施例も、
第2図の場合と同様にイオン引出し電極系の側壁部に
は、スリツト状の排気用開口が設けてある。また、本実
施例では、プラズマ発生室11に最も近い加速電極の支持
部がプラズマリミツタを兼ねている。That is, as compared with FIG. 2, the supporting portion supporting the central opening of the ion extracting electrode system 43 is shorter.
Since the support part is shortened in this way, even if the temperature of the electrode support part rises due to heating of the ion extraction electrode system part (especially the first screen electrode subjected to the impact of plasma), the electrode due to thermal deformation The position of the aperture between the ion extraction electrodes is much less likely to be misaligned as compared with the ion source in FIG. 3, and it is easy to align the mutual aperture positions between the leaves of the ion extraction electrode. Positional shifts are less likely to occur due to factors. Further, since there is no restriction that the ion extraction electrode system is inserted into the plasma generation chamber 11, there is an advantage that the inner diameter of the plasma generation chamber 11 can be reduced. Although omitted in the figure, this embodiment also
As in the case of FIG. 2, a slit-shaped exhaust opening is provided in the side wall of the ion extracting electrode system. Further, in this embodiment, the supporting portion of the acceleration electrode closest to the plasma generation chamber 11 also serves as the plasma limiter.
イオン引出し電極系をこのような構成としたことに伴
い、磁気コイルを、第2図のようにイオン引出し電極系
の下方まで連続して配置することができなくなり(もち
ろん、絶縁体44の外側に配置することは可能であるが、
その場合、同じ磁場強度を得るために大きな電流が必要
となる)、このために本実施例では磁気コイル41を、イ
オン引出し電極系43の上方に配置した。しかし、これの
みでは第3図に示したような磁場分布を得ることができ
ないため、さらに下方に配置した磁気コイル42と組み合
せることにより、所望の磁場分布を得ている。なお、磁
気コイル41と42との間隔を狭くするほど少ない電力で所
望の磁場分布が得られるため、高電圧による放電が生じ
ない範囲内で近づけた方がよい。Due to such a structure of the ion extracting electrode system, the magnetic coil cannot be continuously arranged below the ion extracting electrode system as shown in FIG. 2 (of course, outside the insulator 44). Can be placed,
In that case, a large current is required to obtain the same magnetic field strength). Therefore, in this embodiment, the magnetic coil 41 is arranged above the ion extracting electrode system 43. However, since the magnetic field distribution as shown in FIG. 3 cannot be obtained by this alone, a desired magnetic field distribution is obtained by combining with the magnetic coil 42 arranged further below. Since the desired magnetic field distribution can be obtained with a smaller amount of electric power as the gap between the magnetic coils 41 and 42 is narrowed, it is better to bring them closer to each other within a range where discharge due to a high voltage does not occur.
このイオン源の動作原理・動作条件は第2図と全く同一
で、第2図のイオン源と同一の操作で第5図に示したイ
オン電流を得ることができる。The operating principle and operating conditions of this ion source are exactly the same as those in FIG. 2, and the ion current shown in FIG. 5 can be obtained by the same operation as the ion source in FIG.
本発明は、イオン注入装置等の高電圧引出しが可能なイ
オン源を得ることを第1の目的として行なつたが、本発
明のマイクロ波イオン源は、イオン引出し電極系を単葉
電極にすることにより、低イオンエネルギーを有するイ
オン源としても有効である。さらに、イオン引出し電極
系を除去することによりプラズマの生成源として用いる
こともでき、例えばイオン付着、膜形成あるいはエツチ
ング用などのイオン源・プラズマ源としても有用であ
る。The first object of the present invention is to obtain an ion source capable of high voltage extraction such as an ion implanter, but the microwave ion source of the present invention uses an ion extraction electrode system as a single leaf electrode. Therefore, it is also effective as an ion source having low ion energy. Furthermore, it can be used as a plasma generation source by removing the ion extraction electrode system, and is also useful as an ion source / plasma source for ion attachment, film formation or etching, for example.
第11図に、プラズマ流を引出す場合の構成例を示す。51
はプラズマ引出し口で、52はプラズマ流であり、プラズ
マ引出し口51は第2図のプラズマリミツタ16と類似のも
のである。このプラズマ生成源の動作原理は第2図のイ
オン源と全く同一で、プラズマ引出し口51近傍からプラ
ズマ生成源の外側に向けて磁場が弱くなる発散磁界にな
つており、プラズマ流52はプラズマ発生室11から引き出
される。FIG. 11 shows an example of the configuration for drawing out the plasma flow. 51
Is a plasma outlet, 52 is a plasma flow, and the plasma outlet 51 is similar to the plasma limiter 16 of FIG. The operating principle of this plasma generation source is exactly the same as that of the ion source of FIG. 2, and there is a divergent magnetic field in which the magnetic field weakens from the vicinity of the plasma extraction port 51 toward the outside of the plasma generation source, and the plasma flow 52 generates plasma. Pulled out of chamber 11.
以上説明したように、本発明は無電極のマイクロ波放電
で高密度プラズマを生成する構成にするとともに、この
生成された高密度プラズマの最も密度の高い部分からイ
オンを引き出すようにしたイオン源構成となつているの
で、従来実現されていなかつた高イオン電流密度・大電
流を有するイオンビームを得ることができる利点があ
る。特に、酸素・ホウ素などの活性ガスに対して安定で
長寿命な大電流イオン源として使用可能であり、50〜20
0mA級の大電流イオン注入装置用イオン源として有効で
ある。さらに、単葉引出し電極もしくは引出し電極無し
の低エネルギー(200eV以下程度)のイオン源もしくは
プラズマの生成源としてエツチング・付着に用いれば、
高密度のイオン・プラズマを照射出来るため、その処理
速度(エツチング速度・付着速度)を高めることができ
る。As described above, according to the present invention, a high-density plasma is generated by an electrodeless microwave discharge, and ions are extracted from the highest density part of the high-density plasma generated. Therefore, there is an advantage that an ion beam having a high ion current density and a large current, which has not been realized in the past, can be obtained. In particular, it can be used as a high-current ion source that is stable and has a long life for active gases such as oxygen and boron.
It is effective as an ion source for high current ion implanters of 0 mA class. Furthermore, if it is used for etching / adhesion as a single-leaf extraction electrode or a low energy (about 200 eV or less) ion source or plasma generation source without an extraction electrode,
Since high-density ion plasma can be irradiated, the processing speed (etching speed / adhesion speed) can be increased.
第1図は本発明の一実施例を示すマイクロ波イオン源の
構成とプラズマ密度分布との関係を示す図、第2図はマ
イクロ波イオン源の構成図、第3図はプラズマ発生室内
の磁場分布を示す図、第4図は磁場強度とイオン電流と
の関係を示す図、第5図はイオン引出し特性を示す図、
第6図は本発明のイオン源の有効性を検証するための測
定プローブ付きのイオン源を示す構成図、第7図はイオ
ン飽和電流密度のプラズマ発生室軸長に対する依存性を
示す図、第8図はイオン引出し特性のプラズマ発生室軸
長に対する依存性を示す図、第9図は磁場分布とイオン
引出し特性との関係を示す図、第10図は本発明の他の実
施例を示すマイクロ波イオン源の構成図、第11図はプラ
ズマ生成源に応用した例を示す構成図、第12図は従来の
マイクロ波イオン源の構成例を示す構成図、第13図はそ
のイオン引出し特性を示す図である。 11……プラズマ発生室、12……マイクロ波導入窓、14,4
1,42……磁気コイル、15……ガス導入口、17,43……イ
オン引出し電極系。1 is a diagram showing the relationship between the configuration of a microwave ion source and plasma density distribution showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of the microwave ion source, and FIG. 3 is a magnetic field in the plasma generation chamber. FIG. 4 is a diagram showing the distribution, FIG. 4 is a diagram showing the relationship between magnetic field strength and ion current, and FIG. 5 is a diagram showing ion extraction characteristics,
FIG. 6 is a configuration diagram showing an ion source with a measurement probe for verifying the effectiveness of the ion source of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing the dependence of the ion saturation current density on the axial length of the plasma generation chamber, 8 is a diagram showing the dependence of the ion extraction characteristics on the axial length of the plasma generation chamber, FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the magnetic field distribution and the ion extraction characteristics, and FIG. 10 is a micrograph showing another embodiment of the present invention. Wave ion source configuration diagram, FIG. 11 is a configuration diagram showing an example applied to a plasma generation source, FIG. 12 is a configuration diagram showing a configuration example of a conventional microwave ion source, and FIG. 13 shows its ion extraction characteristics. FIG. 11 …… Plasma generation chamber, 12 …… Microwave introduction window, 14,4
1,42 …… Magnetic coil, 15 …… Gas inlet, 17,43 …… Ion extraction electrode system.
Claims (4)
と、 このプラズマ発生室にマイクロ波を導入するマイクロ波
導入窓と、 前記プラズマ発生室の中心軸上であってプラズマが流出
する出口近傍に配置され、プラズマ発生室で発生したプ
ラズマからイオンビームを引出すイオン引出し電極系
と、 前記プラズマ発生室の中心軸上であってマイクロ波導入
窓からイオン引出し電極系に向けて、プラズマ発生室の
マイクロ波導入窓近傍で1.03〜1.14BECR(BECRは電子サ
イクロトロン共鳴条件の磁束密度)の磁束密度を有し、
かつマイクロ波導入窓近傍における磁場勾配が負でない
磁場分布を発生させる磁気回路とを備えることを特徴と
するマイクロ波イオン源。1. A plasma generation chamber having an axial length of 10 cm or less, a microwave introduction window for introducing microwaves into the plasma generation chamber, and an outlet on the central axis of the plasma generation chamber where plasma flows out. And an ion extraction electrode system for extracting an ion beam from the plasma generated in the plasma generation chamber, and an ion extraction electrode system on the central axis of the plasma generation chamber from the microwave introduction window toward the ion extraction electrode system. It has a magnetic flux density of 1.03 to 1.14 BECR (BECR is the magnetic flux density under the electron cyclotron resonance condition) near the microwave introduction window.
And a magnetic circuit for generating a magnetic field distribution having a non-negative magnetic field gradient in the vicinity of the microwave introduction window.
あってマイクロ波導入窓からイオン引出し電極系に向け
て、1つのピークを有するとともにイオン引出し電極系
近傍で0.91BECR以上の磁束密度を有し、かつイオン引出
し電極系近傍における磁場勾配が正でない磁場分布を発
生させるものである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イオン源。2. The magnetic circuit has one peak on the axis of the plasma generation chamber toward the ion extraction electrode system from the microwave introduction window, and has a magnetic flux density of 0.91 BECR or more near the ion extraction electrode system. 2. The microwave ion source according to claim 1, wherein the microwave ion source has a magnetic field distribution having a positive magnetic field gradient in the vicinity of the ion extraction electrode system.
窓側に最も近い第1の誘電体層と、1層以上のその他の
誘電体層からなる積層構造を有し、かつ前記その他の誘
電体層が、第1の誘電体層より高誘電率の誘電体層を含
むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のマイク
ロ波イオン源。3. The microwave introduction window has a laminated structure composed of a first dielectric layer closest to the microwave introduction window side and one or more other dielectric layers, and the other dielectric material. The microwave ion source of claim 1, wherein the layer comprises a dielectric layer having a higher dielectric constant than the first dielectric layer.
にして少なくとも2つに分割され、分割された各磁気回
路がイオン引出し電極系の支持部を挟んで配設されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のマイク
ロ波イオン源。4. A magnetic circuit is divided into at least two parts with the ion extraction electrode system as a boundary, and each of the divided magnetic circuits is arranged so as to sandwich a support part of the ion extraction electrode system. The microwave ion source according to claim 1.
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