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JPH05299046A - Ion source beam drawing-out method and device thereof - Google Patents

Ion source beam drawing-out method and device thereof

Info

Publication number
JPH05299046A
JPH05299046A JP4124188A JP12418892A JPH05299046A JP H05299046 A JPH05299046 A JP H05299046A JP 4124188 A JP4124188 A JP 4124188A JP 12418892 A JP12418892 A JP 12418892A JP H05299046 A JPH05299046 A JP H05299046A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
arc
grid
extractor
cathode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP4124188A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masafumi Takeda
雅文 竹田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP4124188A priority Critical patent/JPH05299046A/en
Publication of JPH05299046A publication Critical patent/JPH05299046A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空アーク放電により金属イオンを発生する
イオン源のビーム引出しの最適化を図る。 【構成】 真空包囲体1の中に互いに絶縁して設けられ
たアノード2とカソード3との間で、トリガ電極6との
間で発生する放電をきっかけにアーク放電を発生し、カ
ソードの一部を蒸発かつイオン化してなる金属プラズマ
を放電領域からプラズマ室へ導き、グリッド開口部15
からイオンビームを引き出す。サプレッサグリッド13
の電流に対するエクストラクタグリッド12の電流の比
が元素毎に定まる敷居値K以下で、最大のエクストラク
タ電流を示すアーク電流を積分回路19及び演算回路2
0により求めるよう制御してイオン注入を行う。 【効果】 安定なイオン注入が可能となりオペレータに
よる注入条件のばらつきや注入中のアーク電流の微調整
が不要となるほか、注入効率を上げて処理時間の短縮を
図ることができる。
(57) [Abstract] [Purpose] To optimize the beam extraction of an ion source that generates metal ions by vacuum arc discharge. An arc discharge is generated between an anode 2 and a cathode 3, which are provided in the vacuum enclosure 1 so as to be insulated from each other, and an arc discharge is generated, and a part of the cathode is generated. The metal plasma formed by vaporizing and ionizing the metal is introduced into the plasma chamber from the discharge region, and the grid opening 15
Extract the ion beam from. Suppressor grid 13
If the ratio of the current of the extractor grid 12 to the current of the above is less than or equal to the threshold value K determined for each element, the arc current indicating the maximum extractor current is calculated as the integrating circuit 19 and the arithmetic circuit 2.
Ion implantation is performed by controlling so as to obtain 0. [Effect] In addition to stable ion implantation, it is not necessary for the operator to have variations in implantation conditions and fine adjustment of the arc current during implantation, and the implantation efficiency can be increased to shorten the processing time.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、真空アーク放電により
金属イオンを発生するイオン源のビーム引出し方法及び
その装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion source beam extraction method and apparatus for generating metal ions by vacuum arc discharge.

【0002】[0002]

【従来の技術】特開昭63−276858号公報は、真
空アーク放電により金属を直接イオン化することにより
金属イオンを大量に発生させるイオン源を開示してい
る。このようなイオン源のビーム引き出し装置の従来例
の模式図を図6に示す。
Japanese Patent Laid-Open No. 63-276858 discloses an ion source for producing a large amount of metal ions by directly ionizing the metal by vacuum arc discharge. FIG. 6 shows a schematic view of a conventional example of a beam extraction device for such an ion source.

【0003】図6に於いて、真空包囲体1の中には、互
いに絶縁して設置されたアノード2と金属カソード3と
が設けられている。カソード3は絶縁材4を介してトリ
ガリング5に接続されたトリガ電極6に接触している。
カソード3とトリガ電源7に接続されたトリガ電極6と
の間に高電圧を瞬間的に印加することによりトリガリン
グ5とカソード3間にトリガ放電を発生させる。また、
アノード2とカソード3との間には、予めアーク電源8
により電圧が印加されており、前記トリガ放電をきっか
けに真空アーク放電が発生する。真空アーク放電発生に
よりカソード3の先端部にカソードスポットと呼ばれる
エネルギの集中した点が出現し、この部分の物質を蒸発
かつイオン化して金属プラズマが発生する。発生した金
属プラズマは、アノード開口部9を通過して放電領域1
0からプラズマ室11へ導かれる。
In FIG. 6, a vacuum enclosure 1 is provided with an anode 2 and a metal cathode 3 which are installed insulated from each other. The cathode 3 is in contact with a trigger electrode 6 connected to a trigger ring 5 via an insulating material 4.
A trigger discharge is generated between the trigger ring 5 and the cathode 3 by momentarily applying a high voltage between the cathode 3 and the trigger electrode 6 connected to the trigger power supply 7. Also,
Between the anode 2 and the cathode 3, an arc power source 8 is previously provided.
, A voltage is applied, and a vacuum arc discharge is generated triggered by the trigger discharge. Due to the occurrence of the vacuum arc discharge, a point called a cathode spot in which energy is concentrated appears at the tip of the cathode 3, and the substance in this portion is evaporated and ionized to generate metal plasma. The generated metal plasma passes through the anode opening 9 and the discharge region 1
From 0 to the plasma chamber 11.

【0004】プラズマ室11には、エクストラクタグリ
ッド12、サプレッサグリッド13、グランドグリッド
14のそれぞれ開口部を有する3枚のグリッドが設けら
れている。通常、エクストラクタグリッド12及びアノ
ード2は、数kV〜数百kVの高電圧に保持されてお
り、一方サプレッサグリッド13には負電圧が印加され
ている。またグランドグリッド14は接地されており、
プラズマ室11に導かれた金属イオンが、グリッド間で
静電加速され、グリッド開口部15を通過して処理室1
6へ引き出される。ここでサプレッサグリッド13は、
処理室16に存在する自由電子がプラズマ室11へ逆流
することを防止するために設けられている。エクストラ
クタグリッド12とサプレッサグリッド13とには、そ
れぞれ電流計17・18が接続されている。
The plasma chamber 11 is provided with three grids each having an opening of an extractor grid 12, a suppressor grid 13, and a ground grid 14. Normally, the extractor grid 12 and the anode 2 are held at a high voltage of several kV to several hundred kV, while the suppressor grid 13 is applied with a negative voltage. Also, the ground grid 14 is grounded,
The metal ions guided to the plasma chamber 11 are electrostatically accelerated between the grids, pass through the grid openings 15, and are processed in the processing chamber 1.
6 is pulled out. Here, the suppressor grid 13 is
It is provided to prevent free electrons existing in the processing chamber 16 from flowing back to the plasma chamber 11. Ammeters 17 and 18 are connected to the extractor grid 12 and the suppressor grid 13, respectively.

【0005】このようにして構成された従来のものは、
カソード3とアノード2との間で真空アーク放電を発生
させることにより、カソード材を蒸発、イオン化し、グ
リッド間で加速してイオンビームを引き出している。こ
のイオン源を用いてあるイオン種、加速電圧にて最適な
ビーム引出しを行うために必要な可変パラメータは、プ
ラズマ密度を支配するアーク電流である。従来は単一シ
ョットでのビーム引出しを行い、この時にエクストラク
タグリッド12を流れるエクストラクタ電流Iext と、
サプレッサグリッド13を流れるサプレッサ電流Isup
とを測定して、Isup が増大しない範囲で大きなIext
が得られるよう、アーク電流Iarc を手動で変化させ、
試行錯誤の後、適正アーク電流Iarc を決定していた。
The conventional device thus constructed is
A vacuum arc discharge is generated between the cathode 3 and the anode 2 to evaporate and ionize the cathode material and accelerate between the grids to extract an ion beam. A variable parameter necessary for optimal beam extraction with a certain ion species and accelerating voltage using this ion source is the arc current that governs the plasma density. Conventionally, beam extraction is performed with a single shot, and at this time, the extractor current Iext flowing through the extractor grid 12
Suppressor current Isup flowing through the suppressor grid 13
Is measured and a large Iext is obtained within a range where Isup does not increase.
To change the arc current Iarc,
After trial and error, the proper arc current Iarc was determined.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来法では、イオン
種、加速電圧を変化させた場合、最適アーク電流を決定
する定量的な手段がないのでオペレータにより操業条件
がばらつき、必ずしも適正でない状態でのイオン注入も
行われていたため、イオン注入効率が悪く処理時間も長
いことがあった。また、一度アーク電流を決定しても、
操業が進むにつれカソードが消耗し、アーク発生条件が
変化し、度々アーク電流を手動で調整する必要があっ
た。
In the conventional method, when the ion species and the accelerating voltage are changed, there is no quantitative means for determining the optimum arc current. Since ion implantation was also performed, the ion implantation efficiency was poor and the processing time was sometimes long. Also, even if you decide the arc current once,
As the operation progressed, the cathode was consumed, the arc generation conditions changed, and it was often necessary to manually adjust the arc current.

【0007】このような従来技術の問題点に鑑み、本発
明の主な目的は、オペレータによる操業条件のばらつき
を防止しかつイオン注入中のアーク電流の微調整を不要
にし得るイオン源のビーム引出し方法及びその装置を提
供することにある。
In view of the above problems of the prior art, the main object of the present invention is to extract the beam of the ion source which can prevent the operator from varying the operating conditions and can eliminate the need for fine adjustment of the arc current during ion implantation. A method and an apparatus therefor are provided.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上述した目的は、本発明
によれば、真空包囲体の中でアノードとカソードとの間
でアーク放電を発生させて該カソードの一部を蒸発かつ
イオン化して金属プラズマを形成し、該金属プラズマを
放電領域からプラズマ室へ導きイオンビームを引き出す
イオン源のビーム引出し方法に於いて、元素毎に定まる
敷居値K(サプレッサ電流/エクストラクタ電流)以下
でかつ最大のエクストラクタ電流となるようにアーク電
流を制御してイオン注入を行うことを特徴とするイオン
源のビーム引出し方法、または、真空包囲体の放電領域
部の中に互いに絶縁して設置されたアノードとカソード
とを有し、プラズマ室中にはエクストラクタグリッドと
サプレッサグリッドとグランドグリッドとを設けたイオ
ン源のビーム引出し装置に於いて、測定したエクストラ
クタ電流値とサプレッサ電流値とに基づいて元素毎に定
まる敷居値K(サプレッサ電流/エクストラクタ電流)
以下でかつ最大のエクストラクタ電流となるようなアー
ク電流を算出して制御する積分回路及び演算回路を設け
たことを特徴とするイオン源のビーム引出し装置を提供
することにより達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, the above object is to generate an arc discharge between an anode and a cathode in a vacuum enclosure to vaporize and ionize a portion of the cathode. In a beam extraction method of an ion source that forms a metal plasma, guides the metal plasma from a discharge region to a plasma chamber, and extracts an ion beam, a threshold value K (suppressor current / extractor current) determined for each element and not more than a maximum value. A method for extracting a beam from an ion source, characterized in that the arc current is controlled so as to obtain an extractor current of the ion source, or an anode that is insulated from each other in the discharge region of the vacuum enclosure. Beam extraction of an ion source that has an extractor grid, a suppressor grid, and a ground grid in the plasma chamber. In a combination, the measured extractor current value and suppressor current value and the threshold value determined for each element based on the K (suppressor current / extractor current)
This is achieved by providing a beam extraction device for an ion source, which is characterized in that an integration circuit and an arithmetic circuit for calculating and controlling an arc current that provides the following maximum extractor current are provided.

【0009】[0009]

【作用】本発明では、真空包囲体の中に互いに隔離して
設置されたアノードとカソードを有している。前記カソ
ードは電源に接続されたトリガ電極との間で発生する放
電をきっかけにアノードとの間でアーク放電を発生する
ことにより前記カソードの一部を蒸発かつイオン化して
金属プラズマを形成する。発生したプラズマはアノード
開口部を通過して放電領域からプラズマ室へ導かれ加速
グリッドにより加速されてイオンビームが引き出され
る。この時、加速電圧、グリッド間隔、グリッド開口部
の径、イオン種に対して適正なプラズマ密度があり、こ
れを調整するためにアーク電流を変化させる。最適のア
ーク電流を求めるため、イオンビーム引出しを行う各グ
リッドの電流をモニタする電流計を設置し、これに積分
回路を組み込み各ショット毎の電流Iext 、Isup を決
定する。さらに積分回路に演算回路を接続して、アーク
電流Iarc を少しずつ変化させてビーム引出しを行い、
Isup /Iext ≦K(Kは元素によって決まる)の範囲
でIext が最大となるアーク電流Iarc を算出すること
ができ、これにより、操業を制御するフィードバック回
路が設けられている。
According to the present invention, the vacuum enclosure has an anode and a cathode which are installed separately from each other. The cathode generates an arc discharge between itself and the anode triggered by a discharge generated between the cathode and a trigger electrode connected to a power source, thereby vaporizing and ionizing a part of the cathode to form a metal plasma. The generated plasma passes through the anode opening, is guided from the discharge region to the plasma chamber, is accelerated by the acceleration grid, and the ion beam is extracted. At this time, there are appropriate plasma densities with respect to the acceleration voltage, the grid spacing, the diameter of the grid openings, and the ion species, and the arc current is changed in order to adjust them. In order to obtain the optimum arc current, an ammeter is installed to monitor the current of each grid that performs ion beam extraction, and an integrating circuit is incorporated in this to determine the currents Iext and Isup for each shot. Further, an arithmetic circuit is connected to the integrating circuit, the arc current Iarc is gradually changed to extract the beam,
The arc current Iarc that maximizes Iext can be calculated within the range of Isup / Iext ≦ K (K is determined by the element), and a feedback circuit for controlling the operation is provided.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0011】図1は、本発明が適用されたイオン源のビ
ーム引出し装置を示す模式図であるが、従来例と同様の
部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省
略する。エクストラクタグリッド12とサプレッサグリ
ッド13とにそれぞれ接続された各電流計17・18に
積分回路19を接続し、その積分回路19により各ショ
ット毎の電流Iext ・Isup を測定する。積分回路19
には、さらに演算回路20を接続している。
FIG. 1 is a schematic view showing a beam extraction device of an ion source to which the present invention is applied. The same parts as those of the conventional example are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. An integrating circuit 19 is connected to the ammeters 17 and 18 connected to the extractor grid 12 and the suppressor grid 13, respectively, and the integrating circuit 19 measures the current Iext.Isup for each shot. Integrating circuit 19
An arithmetic circuit 20 is further connected to the.

【0012】アーク電流Iarc を増加させながらイオン
ビームの引出しを行うと、プラズマ室11内のプラズマ
密度も増加する。この時イオンビームが引き出されるグ
リッド開口部15のプラズマ境界面は図2の(a)〜
(c)に示すように凹から凸へと変化する。図2(a)
はアーク電流Iarc が小さい場合であり、図2(b)は
アーク電流Iarc が適正な場合であり、図2(c)はア
ーク電流Iarc が大きい場合である。
When the ion beam is extracted while the arc current Iarc is increased, the plasma density in the plasma chamber 11 also increases. At this time, the plasma boundary surface of the grid opening 15 from which the ion beam is extracted is shown in FIG.
As shown in (c), it changes from concave to convex. Figure 2 (a)
2C shows the case where the arc current Iarc is small, FIG. 2B shows the case where the arc current Iarc is proper, and FIG. 2C shows the case where the arc current Iarc is large.

【0013】図2の矢印に示されるように、イオンビー
ムはプラズマ境界面にほぼ垂直に引き出されるから、プ
ラズマ境界面が極端に凹凸になっていると、イオンビー
ムはグリッド開口部15を通り抜けられずにサプレッサ
グリッド13に衝突し、サプレッサ電流Isup が増大す
る。引き出すイオンビームが増加すればサプレッサグリ
ッド13に衝突するイオンビームも増加すると考えられ
るから、イオンビーム電流を表すエクストラクタグリッ
ド12の電流Iext とサプレッサグリッド13の電流I
sup を測定し、この比Isup /Iext が一定値K以下に
なるようアーク電流Iarc を選定すれば適正操業が可能
となる。
As shown by the arrows in FIG. 2, since the ion beam is extracted almost perpendicularly to the plasma boundary surface, if the plasma boundary surface is extremely uneven, the ion beam will pass through the grid opening 15. Instead, they collide with the suppressor grid 13 and the suppressor current Isup increases. It is considered that as the number of extracted ion beams increases, the number of ion beams colliding with the suppressor grid 13 also increases. Therefore, the current Iext of the extractor grid 12 and the current I of the suppressor grid 13 which represent the ion beam current.
Proper operation is possible by measuring sup and selecting the arc current Iarc so that this ratio Isup / Iext becomes a constant value K or less.

【0014】測定データの一例を図3に示す。この図
は、70kVに於けるアーク電流Iarc を変化させた場
合のサプレッサ電流Isup の変化を示したもので、アー
ク電流Iarc が140A以上ではサプレッサ電流Isup
が急増している。尚、ここではアーク電流Iarc が小さ
すぎる場合のサプレッサ電流Isup の増加は観察されて
いない。
An example of measurement data is shown in FIG. This figure shows changes in the suppressor current Isup when the arc current Iarc at 70 kV is changed. When the arc current Iarc is 140 A or more, the suppressor current Isup is shown.
Is increasing rapidly. Here, no increase in suppressor current Isup is observed when the arc current Iarc is too small.

【0015】一方、金属、セラミックスの表面改質の目
的でイオン注入を行う場合は、多量(1017ions/
cm2以上)のイオン注入が必要であるから、引き出さ
れるイオンビーム電流はできるだけ大きい方が処理時間
を短縮でき望ましい。一般に、アーク電流Iarc を増加
してプラズマ密度を増すと、エクストラクタ電流Iext
も増加する。図4に測定の一例を示す。従って、Isup
/Iext ≦Kの制限下でエクストラクタ電流Iext が最
大となるアーク電流Iarc を選定して、注入を行うこと
が最適となる。
On the other hand, when ion implantation is carried out for the purpose of surface modification of metals and ceramics, a large amount (10 17 ions /
(cm 2 or more) ion implantation is required. Therefore, it is desirable that the extracted ion beam current is as large as possible so that the processing time can be shortened. In general, when the arc current Iarc is increased to increase the plasma density, the extractor current Iext is increased.
Also increases. FIG. 4 shows an example of measurement. Therefore, Isup
It is optimal to perform the injection by selecting the arc current Iarc that maximizes the extractor current Iext under the restriction of / Iext ≤K.

【0016】本発明のイオン源は真空アーク放電により
金属を直接イオン化するため、発生したイオンの価数は
同一ではなくイオン種に特有な分布を示す。I.G.ブラウ
ン、B.ファインベルグ、J.E.ガルビン、マルチプライ・
ストリップド・イオン・ジェネレーション・イン・ザ・
メタル・ベイパー・バキューム・アーク、バークレイ、
カリフォルニア、1987年7月;ロウレンス・バーク
レイ・ラボラトリィ・リポート・LBL-21999Rev.UC-34C.
1(I.G.Brown, B.Feinberg, and J.E.Galvin,Multiply
stripped ion generation in the metal vapor vacuum
arc, Berkeley, California, September 1987 ; Lawren
ce Berkeley Laboratory Report LBL-21999Rev.UC-34
C.1)による文献に記載された主な金属元素に対するイ
オン価数を表1に示す。
Since the ion source of the present invention directly ionizes the metal by vacuum arc discharge, the valences of the generated ions are not the same but show a distribution peculiar to the ion species. IG Brown, B. Fineberg, JE Galvin, Multiply
Stripped Ion Generation in the
Metal Vapor Vacuum Ark, Berkeley,
California, July 1987; Lawrence Berkeley Laboratory Report LBL-21999 Rev.UC-34C.
1 (IGBrown, B.Feinberg, and JEGalvin, Multiply
stripped ion generation in the metal vapor vacuum
arc, Berkeley, California, September 1987; Lawren
ce Berkeley Laboratory Report LBL-21999 Rev.UC-34
Table 1 shows the ionic valences for the main metal elements described in the literature by C.1).

【0017】[0017]

【表1】 [Table 1]

【0018】イオン価数に分布がある場合は、イオン全
部に対しての最適条件はとれないため、不適状態のイオ
ンがサプレッサグリッドに衝突して、Isup /Iext の
値も増加すると考えられる。各元素のイオン価数のばら
つきを価数分布の標準偏差で整理し、適正引出し条件で
のK(適正引出し時のIsup /Iext )の値を測定して
図にしたものを図5に示す。図5で明らかなように、イ
オン価数のばらつきが大きくなればIsup /Iext の値
も増加している。元素別のK値を表1の右欄に示す。
When the ion valences are distributed, optimal conditions cannot be taken for all the ions, and it is considered that ions in an inappropriate state collide with the suppressor grid and the value of Isup / Iext also increases. FIG. 5 shows a graph obtained by arranging the variations in the ionic valence of each element by the standard deviation of the valence distribution and measuring the value of K (Isup / Iext at the time of proper extraction) under proper extraction conditions. As is clear from FIG. 5, the value of Isup / Iext increases as the variation in the ionic valence increases. The K value for each element is shown in the right column of Table 1.

【0019】図1に示す本発明によれば、アーク電流I
arc を少しずつ変化させてビーム引出しを行い、Isup
/Iext ≦K(Kは元素によって決まる定数)の範囲内
でIext が最大となるアーク電流Iarc を演算回路20
により算出して、アーク電源8へフィードバックしてい
る。このようにすることにより、最適操業を行うことが
可能となる。
According to the invention shown in FIG. 1, the arc current I
The beam is extracted by gradually changing the arc, and Isup
The arc current Iarc that maximizes Iext within the range of / Iext ≦ K (K is a constant determined by the element) is calculated by the arithmetic circuit 20.
And is fed back to the arc power supply 8. By doing so, it becomes possible to perform optimum operation.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上のように本発明によるときは、エク
ストラクタ電流Iext 、サプレッサ電流Isup を測定
し、Isup /Iext ≦Kの条件で最大のIext となるよ
うアーク電流Iarc を制御してイオン注入を行い、安定
な注入処理が可能となり、オペレータによる注入条件の
ばらつきや注入中のアーク電流の微調整が不要となるほ
か、注入効率を上げて処理時間の短縮を図ることができ
る。
As described above, according to the present invention, the extractor current Iext and the suppressor current Isup are measured, and the arc current Iarc is controlled so that the maximum Iext is obtained under the condition of Isup / Iext ≦ K. This makes it possible to perform stable injection processing, eliminate the need for operator's variation in injection conditions and fine adjustment of the arc current during injection, and increase the injection efficiency to shorten the processing time.

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

【図1】本発明の構成を示す模式図。FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the present invention.

【図2】(a)〜(c)は、アーク電流の変化によるグ
リッド開口部のプラズマ境界面でのイオンビーム引出し
の概念図である。
2 (a) to (c) are conceptual diagrams of ion beam extraction at a plasma boundary surface of a grid opening portion due to a change in arc current.

【図3】アーク電流Iarc とサプレッサ電流Isup との
測定の一例を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing an example of measurement of an arc current Iarc and a suppressor current Isup.

【図4】元素別のアーク電流Iarc とエクストラクタ電
流Iext との測定の一例を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing an example of measurement of arc current Iarc and extractor current Iext for each element.

【図5】元素別のイオン価数のばらつきの標準偏差σと
Isup /Iext との関係を示す図。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the standard deviation σ of variations in ion valence by element and Isup / Iext.

【図6】従来法のイオン源を示す模式図。FIG. 6 is a schematic diagram showing a conventional ion source.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空包囲体 2 アノード 3 カソード 4 絶縁材 5 トリガリング 6 トリガ電極 7 トリガ電源 8 アーク電源 9 アノード開口部 10 放電領域 11 プラズマ室 12 エクストラクタグリッド 13 サプレッサグリッド 14 グランドグリッド 15 グリッド開口部 16 処理室 17・18 電流計 19 積分回路 20 演算回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum enclosure 2 Anode 3 Cathode 4 Insulating material 5 Triggering 6 Trigger electrode 7 Trigger power supply 8 Arc power supply 9 Anode opening 10 Discharge area 11 Plasma chamber 12 Extractor grid 13 Suppressor grid 14 Ground grid 15 Grid opening 16 Processing chamber 17 ・ 18 Ammeter 19 Integrator circuit 20 Operation circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空包囲体の中でアノードとカソードと
の間でアーク放電を発生させて該カソードの一部を蒸発
かつイオン化して金属プラズマを形成し、該金属プラズ
マを放電領域からプラズマ室へ導きイオンビームを引き
出すイオン源のビーム引出し方法に於いて、 元素毎に定まる敷居値K(サプレッサ電流/エクストラ
クタ電流)以下でかつ最大のエクストラクタ電流となる
ようにアーク電流を制御してイオン注入を行うことを特
徴とするイオン源のビーム引出し方法。
1. An arc discharge is generated between an anode and a cathode in a vacuum enclosure to vaporize and ionize a part of the cathode to form a metal plasma, and the metal plasma is discharged from a discharge region into a plasma chamber. In the beam extraction method of the ion source for extracting the ion beam, the arc current is controlled so that the maximum extractor current is below the threshold value K (suppressor current / extractor current) determined for each element. A method for extracting a beam from an ion source, which comprises performing implantation.
【請求項2】 真空包囲体の放電領域部の中に互いに絶
縁して設置されたアノードとカソードとを有し、プラズ
マ室中にはエクストラクタグリッドとサプレッサグリッ
ドとグランドグリッドとを設けたイオン源のビーム引出
し装置に於いて、 測定したエクストラクタ電流値とサプレッサ電流値とに
基づいて元素毎に定まる敷居値K(サプレッサ電流/エ
クストラクタ電流)以下でかつ最大のエクストラクタ電
流となるようなアーク電流を算出して制御する積分回路
及び演算回路を設けたことを特徴とするイオン源のビー
ム引出し装置。
2. An ion source having an anode and a cathode that are installed insulated from each other in a discharge region of a vacuum enclosure, and an extractor grid, a suppressor grid, and a ground grid provided in a plasma chamber. In the beam extraction device of, an arc with a maximum extractor current below a threshold value K (suppressor current / extractor current) determined for each element based on the measured extractor current value and suppressor current value. A beam extraction device for an ion source, comprising an integration circuit and an arithmetic circuit for calculating and controlling an electric current.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5785696A (en) * 1995-01-31 1998-07-28 Uni-Charm Corporation Disposable diaper

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US5785696A (en) * 1995-01-31 1998-07-28 Uni-Charm Corporation Disposable diaper

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