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発明の名称 マイクロ波イオン源
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−267474
公開日 平成6年(1994)9月22日
出願番号 特願平5−56754
出願日 平成5年(1993)3月17日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男
発明者 小池 英巳
要約 目的
構造が単純でマイクロ波の反射の少ないマイクロ波導入窓を実現し、低コストで実用性の高いマイクロ波イオン源を完成させること。

構成
矩形あるいは円形導波管を用いてマイクロ波を真空中に導入し、マイクロ波電界と磁界によりプラズマを発生させ上記プラズマからイオンを引出す方式のマイクロ波イオン源において、マイクロ波を真空中に導入するためのマイクロ波導入窓としてプラスチック材料の薄板を用いると共に、マイクロ波導入窓の真空側に誘電体を設置したマイクロ波イオン源。
特許請求の範囲
【請求項1】矩形あるいは円形導波管を用いてマイクロ波を真空中に導入し、マイクロ波電界と磁界によりプラズマを発生させ上記プラズマからイオンを引出す方式のマイクロ波イオン源において、マイクロ波を真空中に導入するためのマイクロ波導入窓としてプラスチック材料の薄板を用いると共に、マイクロ波導入窓の真空側に誘電体を設置することを特徴としたマイクロ波イオン源。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はイオン源に関し、特に半導体ウェハへのイオン打込みを行うイオン打込み装置に適したマイクロ波イオン源の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】マイクロ波イオン源は長寿命で大電流のイオンビームが得られるという大きな特長をもっており、このためイオン打込み装置用のイオン源として用いられている。そして、このマイクロ波イオン源はUSP4,058,748号や特公昭59−47421号公報中に詳述されている。従来のマイクロ波イオン源では、マイクロ波をプラズマ室に導入すると共にプラズマ室を真空に保つ為の真空封止も行うマイクロ波導入窓として、高周波特性に優れていて通気性のないフォルステライトやアルミナのようなセラミック材が使われ、さらにマイクロ波導入窓部分でのマイクロ波の反射を少なくするために、マイクロ波導入窓の厚さをその部分の導波管管内波長の1/4の奇数倍にしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来の技術では、マイクロ波導入窓部分でのマイクロ波の反射の少ないイオン源を形成することができる。しかし、マイクロ波導入窓はその収納部分との隙間を少なくする必要が有り、さらに真空封止も行うので、高い寸法精度ならびに面粗さの小さい滑らかな表面要求され、マイクロ波導入窓とマイクロ波導入窓を挿入する部品の製作に高い費用を要していた。
【0004】本発明の目的は、構造が単純でマイクロ波の反射の少ないマイクロ波導入窓を作り、低コストで実用性の高いマイクロ波イオン源を完成させることに有る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は、マイクロ波導入窓として高周波特性に優れた通気性のないプラスチック材を使いその厚さを可能な限り薄くすると共に、マイクロ波導入窓の真空側に誘電体を設置することで達成できる。
【0006】
【作用】マイクロ波導入窓の厚さを薄くすることで、この部分でのマイクロ波の導波管管内波長とマイクロ波導入窓の厚さの比が非常に小さくなり、この部分でのマイクロ波の反射を少なくできる。また、マイクロ波導入窓の真空側に誘電体を設置することにより、マイクロ波導入窓の変形を防ぐことができ、薄くて軟らかいプラスチック材でも問題なく使用することができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明を図面により詳細に記述する。
【0008】図1は本発明によるマイクロ波イオン源の構成を示した物である。同図において、マイクロ波発生器1で発生したマイクロ波は矩形導波管2を伝播し、マイクロ波導入窓3を通して真空中に入る。さらに、マイクロ波は矩形導波管4を経由してプラズマ室5に導入され、その中に強いマイクロ波電界を発生させる。矩形導波管4内には、マイクロ波導入窓の変形ならびにプラズマ室5以外の部分での異常放電を防ぐために、誘電体6を設置してある。またイオン源部の真空封止はマイクロ波導入窓3のプラズマ室5側に設置したOリング7で行われる。さらにプラズマ室5の部分には、プラズマ室5の周囲に設置されたソレノイド(図示せず)により、上記マイクロ波電界と直行する方向(図1の軸方向)に強い磁界が印加される。この状態でガス導入管8から試料ガスをプラズマ室5内に導入すれば、上記マイクロ波電界と磁界との相互作用により、プラズマ室5内に高密度のプラズマを発生できる。イオンビーム11はこのようにして発生した高密度プラズマからイオン引出し電極系9により引出される。
【0009】本実施例における矩形導波管2,マイクロ波導入窓3,矩形導波管4のマイクロ波導入窓側端面,それぞれの寸法,内部充填材(比誘電率),管内波長,特性抵抗を表1に示す。
【0010】
【表1】

【0011】マイクロ波導入窓3の厚み0.5mm はそこの管内波長93mmに対し十分小さい値になっており、この部分でのマイクロ波の反射を少なくすることが可能である。また、マイクロ波導入窓3の真空側に誘電体6を設置しているので、マイクロ波導入窓3の変形を防ぐことができ、テフロンシートでも問題なく使用することができる。さらに、マイクロ波導入窓3が入る部分は0.5mm の凹みを作るだけで良く、単純な構造にすることができる。
【0012】本実施例によれば、構造が単純でマイクロ波の反射の少なく、低コストで実用性の高いマイクロ波イオン源を完成させることができる。また本実施例での矩形導波管2,マイクロ波導入窓3,矩形導波管4は、それぞれ円形導波管でも同様の効果を得ることができることは明白である。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、構造が単純でマイクロ波の反射の少なく、低コストで実用性の高いマイクロ波イオン源を作ることができる。




 

 


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