JPH05205691A - Ion implantation device - Google Patents
Ion implantation deviceInfo
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- JPH05205691A JPH05205691A JP4011498A JP1149892A JPH05205691A JP H05205691 A JPH05205691 A JP H05205691A JP 4011498 A JP4011498 A JP 4011498A JP 1149892 A JP1149892 A JP 1149892A JP H05205691 A JPH05205691 A JP H05205691A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はイオン注入装置に係わ
り、特に、イオン注入装置において正に荷電したイオン
ビームを中和する中和機構に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion implanter, and more particularly to a neutralizing mechanism for neutralizing a positively charged ion beam in the ion implanter.
【0002】[0002]
【従来の技術】イオン注入装置のイオンビーム中和機構
の従来技術の構成例を図4に示す。同図において、イオ
ンビームの中心軸に対し直角の方向にフィラメント22
を載置し、このフィラメントをフィラメント電源24に
より加熱して熱電子を発生させる。電極21は電極電源
25によりフィラメント22より約20V低電位にある
為に、熱電子は移動方向をイオンビーム側に強制され、
かつ、加速電源27によりフィラメント22より約30
0V高電位にある二次電子放出板28に向って移動しそ
こに衝突して二次電子を放出させる。2. Description of the Related Art FIG. 4 shows an example of a conventional structure of an ion beam neutralizing mechanism of an ion implanter. In the figure, the filament 22 is placed in a direction perpendicular to the central axis of the ion beam.
Is placed, and the filament is heated by the filament power source 24 to generate thermoelectrons. Since the electrode 21 has a potential of about 20V lower than that of the filament 22 by the electrode power source 25, thermoelectrons are forced to move toward the ion beam side,
Also, the acceleration power source 27 causes the filament 22 to move about 30
It moves toward the secondary electron emission plate 28 at a high potential of 0 V and collides with it to emit secondary electrons.
【0003】そこでこの二次電子や加速された熱電子の
群の中を正に帯電したイオンビームが通る事により、こ
れらの電子と結合し、結果的にイオンビームは中和され
る。電流計26はイオンビームの中和に使用された電子
の量を定量的に指示する。Then, a positively charged ion beam passes through the group of the secondary electrons and accelerated thermoelectrons, so that they are combined with these electrons and, as a result, the ion beam is neutralized. The ammeter 26 quantitatively indicates the amount of electrons used to neutralize the ion beam.
【0004】なお上述のイオン注入装置のイオンビーム
中和機構のうち、各電源24,25,27および電流計
27は大気中に通常設置されるが、他は真空中に設置さ
れる。Of the ion beam neutralizing mechanism of the above-mentioned ion implanter, the power sources 24, 25 and 27 and the ammeter 27 are usually installed in the atmosphere, but the others are installed in vacuum.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のイオン
注入装置のイオンビーム中和機構では、中和する電子の
エネルギーが二次電子でも約20eV、それ以外の電子
では約300eVと高く、高速で移動している為、イオ
ンビームと接する時間が短かく、イオンビームと電子と
の結合が効率良く行なわれない。したがって、十分にイ
オンビームを中和する事ができなかった。In the ion beam neutralizing mechanism of the above-described conventional ion implanter, the energy of the electrons to be neutralized is as high as about 20 eV for secondary electrons and about 300 eV for the other electrons, which is high in speed. Since it is moving, the contact time with the ion beam is short and the ion beam and the electron cannot be efficiently coupled. Therefore, the ion beam could not be sufficiently neutralized.
【0006】又、二次電子の放出は、二次電子放出板の
表面状態に大きく依存する為、表面の汚れにより放出比
が変化し、安定した二次電子の放出が困難となり、した
がってイオンビームの中和性能にも安定性が無かった。Further, since the emission of secondary electrons largely depends on the surface state of the secondary electron emission plate, the emission ratio changes due to surface contamination, which makes stable emission of secondary electrons difficult, and therefore the ion beam The neutralization performance of was not stable.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、正に荷
電したイオンビームを中和するイオンビーム中和機構を
有するイオン注入装置において、前記イオンビーム中和
機構は、イオンビームの中心軸と同軸円筒面上に配置さ
れたフィラメントと、該フィラメントのさらに外側の同
軸円筒面上に配置した電極と、該フィラメントを加熱す
るフィラメント電源と、該電極の電位を該フィラメント
の電位より低電位にする電極電源とを有したイオン注入
装置にある。A feature of the present invention is that in an ion implantation apparatus having an ion beam neutralization mechanism for neutralizing a positively charged ion beam, the ion beam neutralization mechanism is a central axis of the ion beam. And a filament arranged on the coaxial cylindrical surface, an electrode arranged on the coaxial cylindrical surface further outside the filament, a filament power source for heating the filament, and a potential of the electrode lower than the potential of the filament. And an ion implantation device having an electrode power supply for switching.
【0008】[0008]
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。The present invention will be described below with reference to the drawings.
【0009】図1は本発明の第1の実施例の構成を示す
図である。図1は真空中に設置する部分について示し、
大気中に設置する電源等は省略してある。このイオン注
入装置のイオンビーム中和機構は図1に示すように、イ
オンビームの同軸円筒面上に置かれたコイル状のフィラ
メント2と、さらにその外側の同軸円筒面上に置かれた
円筒状の電極1と、フィラメント2と電極1を電気的に
絶縁する絶縁体3とを有して構成される。フィラメント
2はイオンビームの大きさより約1.5倍大きい内径と
なっており、一方、電極1の両端面の開口はイオンビー
ムの大きさより約1.2倍大きい内径となっているか
ら、フィラメント2にイオンビームが衝突するのを防ぐ
ことができる。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a first embodiment of the present invention. Figure 1 shows the parts installed in a vacuum,
Power supplies installed in the atmosphere are omitted. As shown in FIG. 1, the ion beam neutralization mechanism of this ion implanter has a coiled filament 2 placed on the coaxial cylindrical surface of the ion beam and a cylindrical filament 2 placed on the outer coaxial cylindrical surface thereof. 1 and an insulator 3 that electrically insulates the filament 2 from the electrode 1. The filament 2 has an inner diameter that is about 1.5 times larger than the size of the ion beam, while the openings on both end surfaces of the electrode 1 have an inner diameter that is about 1.2 times larger than the size of the ion beam. It is possible to prevent the ion beam from colliding with.
【0010】図2は図1の全体の構成を示す縦断面図で
あり、この図を用いて動作について説明する。まず、フ
ィラメント2は通常タングステンで作られ、フィラメン
ト電源4からの電流により加熱される。又、電極1は電
極電源5により、フィラメント2の電位よりも数V〜数
十Vの低い電位となっている。イオンビームが無い状態
では、フィラメント2より発生した数eVの熱電子は電
極1の電位がそれより低い為、電極1の近くでは反発力
を生じ、フィラメント2の周囲にたまる。ここで正の数
十KeVに荷電されたイオンビームが通ると先の熱電子
はイオンビームとの間に吸引力を生じ、イオンビーム中
に混合、結合され、結果的にイオンビームを中和するこ
ととなる。FIG. 2 is a vertical sectional view showing the entire structure of FIG. 1, and the operation will be described with reference to this drawing. First, the filament 2 is usually made of tungsten and heated by the electric current from the filament power supply 4. Further, the electrode 1 is set to a potential of several V to several tens of V lower than the potential of the filament 2 by the electrode power source 5. In the absence of an ion beam, the thermoelectrons of several eV generated from the filament 2 have a repulsive force near the electrode 1 and accumulate around the filament 2 because the potential of the electrode 1 is lower than that. Here, when the ion beam charged to several tens KeV of positive energy passes through, the thermoelectrons generate an attractive force between the ion beam and the ion beam, and are mixed and combined in the ion beam, resulting in neutralization of the ion beam. It will be.
【0011】図3は本発明の第2の実施例の全体の構成
を示す縦断面図である。尚、図3において図1、図2と
同じ、もしくは類似の箇所は同一の符号で示してある。FIG. 3 is a vertical sectional view showing the overall construction of the second embodiment of the present invention. Note that, in FIG. 3, the same or similar portions as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.
【0012】本実施例では、フィラメント及びその電源
について改善を行なったものであり、複数の小さいコイ
ル状のフィラメント12a、12bをイオンビームの同
軸円筒面状に配置したものである。この場合、各フィラ
メントの電気的特性が不揃いになる事を考慮して、フィ
ラメント電源14もフィラメントと同数だけ複数個配置
している。本実施例の場合、先に延べた実施例に比べフ
ィラメントの小型化が可能な為、フィラメントの全長を
短かくすることができる。従って、フィラメント電源の
電圧を低くすることが可能となり、イオンビーム軸方向
に生じるフィラメト電位の差が小さくなる。これによ
り、イオンビームの中和がさらに効率良く行なわれるよ
うになる。In this embodiment, the filament and its power source are improved, and a plurality of small coil-shaped filaments 12a and 12b are arranged on the coaxial cylindrical surface of the ion beam. In this case, the filament power sources 14 are arranged in the same number as the filaments, considering that the electric characteristics of the filaments are not uniform. In the case of this embodiment, the filament can be downsized as compared with the previously stretched embodiment, so that the total length of the filament can be shortened. Therefore, the voltage of the filament power supply can be lowered, and the difference in the filament potential generated in the axial direction of the ion beam becomes small. As a result, the ion beam is neutralized more efficiently.
【0013】又、先に述べた2つの実施例ではコイル状
のフィラメントを使用しているが、棒状のフィラメント
でも動作は同様である。しかし、コイル状フラメントを
用いた方が、フィラメント電流による磁界により、熱電
子は円運動を行ないながらイオンビームに移動するた
め、イオンビームとの接触時間が長くなり効率が良くな
る。Further, although the coil-shaped filament is used in the above-mentioned two embodiments, the operation is the same with the rod-shaped filament. However, when the coiled fragment is used, the thermoelectrons move to the ion beam while making a circular motion due to the magnetic field due to the filament current, so that the contact time with the ion beam becomes longer and the efficiency is improved.
【0014】[0014]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、イオンビ
ームの中和に二次電子や加速された熱電子を用いない
で、エネルギーの低い熱電子を用いるようにしたので、
イオンビームの中和を効率良く行なうことが可能とな
る。又、熱電子を発生するフィラメントは汚れにくい構
造であり、かつ、構成部品の表面状態に依存しにくい電
子放出原理を用いるため、動作安定性が高いという効果
を有する。As described above, according to the present invention, the secondary electrons and the accelerated thermoelectrons are not used for neutralizing the ion beam, but the thermoelectrons having low energy are used.
It is possible to efficiently neutralize the ion beam. Further, since the filament that generates thermoelectrons has a structure that does not easily get dirty and uses the electron emission principle that does not easily depend on the surface state of the component parts, it has the effect of high operational stability.
【図1】本発明の第1の実施例のイオン注入装置のイオ
ンビーム中和機構の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an ion beam neutralization mechanism of an ion implantation apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例のイオン注入装置の全体
を示す縦断面図。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing the entire ion implantation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第2の実施例のイオン注入装置の全体
を示す縦断面図。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing the entire ion implantation apparatus according to the second embodiment of the present invention.
【図4】従来のイオン注入装置の構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional ion implantation device.
1,21 電極 2,12a,12b,22 フィラメント 3 絶縁体 4,14,24 フィラメント電源 5,25 電極電源 6,26 電流計 27 加速電源 28 二次電子放出板 1, 21 Electrodes 2, 12a, 12b, 22 Filament 3 Insulator 4, 14, 24 Filament power supply 5, 25 Electrode power supply 6, 26 Ammeter 27 Acceleration power supply 28 Secondary electron emission plate
Claims (1)
オンビーム中和機構を有するイオン注入装置において、
前記イオンビーム中和機構は、イオンビームの中心軸と
同軸円筒面上に配置されたフィラメントと、該フィラメ
ントのさらに外側の同軸円筒面上に配置した電極と、該
フィラメントを加熱するフィラメント電源と、該電極の
電位を該フィラメントの電位より低電位にする電極電源
とを有することを特徴とするイオン注入装置。1. An ion implanter having an ion beam neutralization mechanism for neutralizing a positively charged ion beam,
The ion beam neutralization mechanism is a filament arranged on a coaxial cylindrical surface with the central axis of the ion beam, an electrode arranged on a coaxial cylindrical surface further outside the filament, and a filament power source for heating the filament. And an electrode power source for setting the electric potential of the electrode to a lower electric potential than the electric potential of the filament.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4011498A JPH05205691A (en) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | Ion implantation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4011498A JPH05205691A (en) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | Ion implantation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05205691A true JPH05205691A (en) | 1993-08-13 |
Family
ID=11779694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4011498A Pending JPH05205691A (en) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | Ion implantation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05205691A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6891174B2 (en) * | 2003-07-31 | 2005-05-10 | Axcelis Technologies, Inc. | Method and system for ion beam containment using photoelectrons in an ion beam guide |
CN106229248A (en) * | 2015-08-26 | 2016-12-14 | 成都森蓝光学仪器有限公司 | Water-cooled annular hot-cathode ion source neutralizer |
Citations (4)
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JPS63221539A (en) * | 1987-03-10 | 1988-09-14 | Mitsubishi Electric Corp | Ion beam neutralizing device |
JPS63221547A (en) * | 1987-03-09 | 1988-09-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Ion neutralizer |
JPS63225455A (en) * | 1987-03-13 | 1988-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | Ion beam neutralization device |
JPH01296545A (en) * | 1988-05-24 | 1989-11-29 | Mitsubishi Electric Corp | Ion beam neutralizing device |
-
1992
- 1992-01-27 JP JP4011498A patent/JPH05205691A/en active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980818 |