JP2552701B2 - Ion source - Google Patents
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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、試料基板上に各種材料の薄膜を形成し、ま
たは薄膜表面のエッチングまたは表面改質をするための
イオンを引き出す装置に関するものであり、特に高密度
プラズマによるスパッタリングを利用して各種イオンを
高電流密度、高効率で連続して長時間安定に引き出すた
めの新規なイオン源に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a device for forming thin films of various materials on a sample substrate, or for extracting ions for etching or surface modification of the thin film surface. In particular, the present invention relates to a novel ion source for continuously extracting various ions with high current density, high efficiency, and continuously for a long time by utilizing sputtering by high-density plasma.
[従来の技術] 従来から、プラズマ中で生じたイオンをグリッド等の
引出し機構を用いて引き出すいわゆるイオン源は、各種
材料および薄膜のエッチングまたは加工に各方面で広く
用いられている。中でも第22図に示す様な熱電子放出用
フィラメントを備えたカウフマン型イオン源がもっとも
一般的に用いられている。カウフマン型イオン源は真空
槽4の内部に熱電子放出用のフィラメント15を有し、こ
のフィラメント15を陰極として電磁石8によって発生し
た磁界中で放電を起こさせることによりプラズマを発生
させ、このプラズマ中にイオンを数枚の引出しグリッド
からなるイオン引出し機構14を用いてイオンビーム1と
して引出すものである。[Prior Art] Conventionally, a so-called ion source for extracting ions generated in plasma by using an extraction mechanism such as a grid has been widely used in various fields for etching or processing various materials and thin films. Among them, the Kauffman type ion source equipped with a filament for thermionic emission as shown in FIG. 22 is most commonly used. The Kauffman type ion source has a filament 15 for emitting thermoelectrons inside the vacuum chamber 4, and a plasma is generated by causing a discharge in the magnetic field generated by the electromagnet 8 using the filament 15 as a cathode to generate a plasma in the plasma. In addition, ions are extracted as an ion beam 1 by using an ion extraction mechanism 14 composed of several extraction grids.
従来のカウフマン型イオン源に代表されるイオン源は
プラズマ生成用の熱電子をフィラメントを用いて取り出
しているため、そのフィラメント材料がスパッタされ不
純物として引出されたイオンに含まれてしまう。さらに
プラズマ生成用ガスとして酸素等の反応性ガスを用いた
場合には、反応性ガスがフィラメントと反応し、長時間
連続したイオン引出しができないという大きな欠点があ
った。しかも引出されるイオンはAr等のガスを原料とし
たものに限られていた。金属イオン源として、アンテナ
型マイクロ波金属イオン源があるが、スパッタによるア
ンテナの消耗により長時間連続してイオン引出しができ
ず、しかも大面積にわたるイオン引出しができない。Since an ion source typified by a conventional Kauffman type ion source takes out thermoelectrons for plasma generation using a filament, the filament material is included in the ions extracted as impurities by sputtering. Further, when a reactive gas such as oxygen is used as the plasma generating gas, the reactive gas reacts with the filament, and there is a great drawback that continuous ion extraction cannot be performed for a long time. Moreover, the extracted ions were limited to those using a gas such as Ar as a raw material. As a metal ion source, there is an antenna type microwave metal ion source, but it is impossible to continuously extract ions for a long time due to the consumption of the antenna due to sputtering, and it is impossible to extract ions over a large area.
また従来のイオン源においては、プラズマ中のガスや
粒子のイオン化が十分でなく、しかもプラズマに投入さ
れた電力の殆どが熱エネルギーとして消費されてしま
い、投入電力にしめるプラズマ形成(電離)に用いられ
る電力の割合が低いという欠点があった。Further, in the conventional ion source, the gas and particles in the plasma are not sufficiently ionized, and most of the electric power supplied to the plasma is consumed as thermal energy, and it is used for plasma formation (ionization) to reach the supplied power. It had the drawback of low power consumption.
スパッタを利用したイオン源としては電子サイクロト
ロン共鳴(ECR)を利用したマイクロ波放電によるスパ
ッタ型イオン源(特開昭62−224686号)が提案されてお
り、高効率のイオン源として種々の特徴を持っている。As an ion source using sputtering, a sputter type ion source (Japanese Patent Laid-Open No. 62-224686) by microwave discharge using electron cyclotron resonance (ECR) has been proposed, which has various features as a highly efficient ion source. have.
スパッタを利用して、大電流イオン源を実現するには
プラズマ密度を高密度に高効率に保つ必要がある。その
ためには、ターゲットから放出される二次電子(γ電
子)を効率的に閉じ込めることが重要であるが、上記の
技術では、この二次電子が閉じ込めが不十分で、高エネ
ルギー電子のエネルギーを有効にプラズマに伝えること
ができず、大電流スパッタ型イオン源技術として十分と
は言い難い。In order to realize a high-current ion source using sputtering, it is necessary to keep the plasma density high and highly efficient. For that purpose, it is important to efficiently confine the secondary electrons (γ electrons) emitted from the target, but with the above technique, the confinement of these secondary electrons is insufficient, and the energy of high-energy electrons is reduced. It cannot be effectively transmitted to the plasma, and it cannot be said to be sufficient as a high-current sputtering type ion source technology.
[発明が解決しようとする課題] イオン源として望まれる条件をまとめると、 (1)大収量(大イオン電流)であること、 (2)不純物が少ないこと、 (3)イオンのエネルギーが広い範囲にわたって制御で
きること、 (4)不活性ガスのみでなく金属イオン等の各種イオン
も取り出せること、 が上げられる。[Problems to be Solved by the Invention] The conditions desired as an ion source are summarized as follows: (1) Large yield (large ion current), (2) Impurities are small, (3) Ion energy range is wide. (4) Not only the inert gas but also various ions such as metal ions can be taken out.
しかしこのような条件を満足するイオン源はこれまで
実現されていない。However, an ion source satisfying such conditions has not been realized so far.
本発明は従来の欠点を改善し、上記各条件を満たし得
るイオン源を提供することを目的とする。It is an object of the present invention to provide an ion source that overcomes the conventional drawbacks and can satisfy the above-mentioned conditions.
[課題を解決するための手段] かかる目的を達成するために、本発明イオン源は、ガ
スを導入してプラズマを発生させるプラズマ生成室と、
プラズマ生成室に結合され、プラズマの軸方向にマイク
ロ波を導入するためのマイクロ波導入窓と、プラズマ生
成室の端部に設けられたイオン引出し機構と、プラズマ
生成室内部の両端部に設けられたそれぞれスパッタリン
グ材料からなるリング状の第1のターゲットおよび筒状
の第2のターゲットと、該第1および第2のターゲット
にそれぞれプラズマ生成室に対して負の電圧を印加する
少なくとも1個の電源と、プラズマ生成室の内部に磁場
を形成し、かつ第1および第2のターゲットの一方から
でて他方に入る磁束を生成する磁界形成手段とを具え、
リング状のターゲットの中央からマイクロ波が導入され
ることを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to achieve such an object, the ion source of the present invention includes a plasma generation chamber for introducing a gas to generate plasma,
A microwave introduction window coupled to the plasma generation chamber for introducing microwaves in the axial direction of the plasma, an ion extraction mechanism provided at the end of the plasma generation chamber, and both ends of the plasma generation chamber. A ring-shaped first target and a cylindrical second target each made of a sputtering material, and at least one power source for applying a negative voltage to the plasma generation chamber to each of the first and second targets. And a magnetic field forming means for forming a magnetic field inside the plasma generating chamber and for generating a magnetic flux from one of the first and second targets to enter the other,
The microwave is introduced from the center of the ring-shaped target.
[作 用] 本発明は、高い活性度の高密度プラズマを発生させ、
そのプラズマを用いたスパッタを行い、生成イオンの反
応性や得られる膜の導電性がそのイオン引出しの障害と
ならず、低エネルギーイオンを高速度、高効率に連続し
て引き出せるものである。すなわち本発明は、磁場中で
電子サイクロトロン共鳴(ECR)によりプラズマを生成
および加熱し、その高密度プラズマを利用したスパッタ
を行い、数eVから数keVの低エネルギーイオンの引出し
と、高活性なプラズマの生成を両立させる。マイクロ波
がプラズマ軸方向から導入されるので、マイクロ波の導
入効率が高い。[Operation] The present invention generates a high-activity high-density plasma,
Sputtering using the plasma is performed, and the reactivity of generated ions and the conductivity of the obtained film do not hinder the extraction of the ions, and low energy ions can be continuously extracted at high speed and high efficiency. That is, the present invention is to generate and heat plasma by electron cyclotron resonance (ECR) in a magnetic field, perform sputtering using the high-density plasma, extract low-energy ions of several eV to several keV, and generate highly active plasma. Balance the generation of. Since the microwave is introduced from the plasma axis direction, the microwave introduction efficiency is high.
しかも電子をプラズマ中に反射するターゲット配置を
とるため、高速スパッタひいては高電流密度イオン引出
しが実現できる。Moreover, since the target is arranged so as to reflect the electrons into the plasma, high-speed sputtering and eventually high current density ion extraction can be realized.
また、周囲にヨークを設けた真空導波管を用いた場合
には、真空導波管方向へのプラズマの生成と加速を制御
し、真空導波管の使用を可能とし、その結果、マイクロ
波導入窓への導電性材料膜の付着によるマイクロ波の反
射が無視でき、金属イオンを連続して長時間安定に形成
することも可能である。When a vacuum waveguide with a yoke provided around it is used, the generation and acceleration of plasma in the vacuum waveguide direction is controlled, and the vacuum waveguide can be used. The reflection of microwaves due to the adhesion of the conductive material film to the introduction window can be ignored, and it is possible to continuously and stably form metal ions.
[実施例] 以下に図面を参照して本発明を詳細に説明する。EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第1図は本発明によるイオン源の実施例の断面図であ
る。プラズマ生成室11はプラズマ生成部11Pおよびター
ゲット保持部11Sからなっている。プラズマ生成室11に
はプラズマを生成するためのガスが導入口11Aから導入
されるようになっている。またプラズマ生成室11には一
端部にマイクロ波導入窓6が結合されている。マイクロ
波導入窓6は、さらにマイクロ波導波管7に接続され、
さらに図示しない整合器、マイクロ波電力計、アイソレ
ータ等のマイクロ波導入機構に接続されたマイクロ波源
から、プラズマ生成室11にマイクロ波が生成されるプラ
ズマの軸方向に供給される。本実施例では、プラズマ生
成室11内に設置されたターゲットから直接見えない部分
に配置されたマイクロ波導入窓6には石英ガラス板を用
いている。マイクロ波源としては、たとえば2.45GHzの
マグネトロンを用いている。FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the ion source according to the present invention. The plasma generation chamber 11 includes a plasma generation unit 11P and a target holding unit 11S. A gas for generating plasma is introduced into the plasma generation chamber 11 through the inlet 11A. A microwave introduction window 6 is coupled to one end of the plasma generation chamber 11. The microwave introduction window 6 is further connected to the microwave waveguide 7,
Further, a microwave source connected to a microwave introduction mechanism such as a matching device, a microwave power meter, an isolator (not shown) supplies the microwave to the plasma generation chamber 11 in the axial direction of the plasma. In this embodiment, a quartz glass plate is used for the microwave introduction window 6 arranged in a portion which is not directly visible from the target placed in the plasma generation chamber 11. As the microwave source, for example, a magnetron of 2.45 GHz is used.
プラズマ生成室11の一端部にはイオン引出し用グリッ
ドが設けられている。本実施例ではグリッドは2枚の多
孔グリッド14Aおよび14Bからなり、各グリッドはターゲ
ット保持部11Sの底部に取付けられ、グリッド14A,14Bに
はそれぞれ電源14C,14Dからプラズマ生成室11に対して
負の電圧が印加される。これらグリッド14A,14Bおよび
電源14C,14Dでイオン引出し機構14を構成する。プラズ
マ生成室11の内部の頂部にはリング状のターゲット16
が、グリッドの近傍には円筒状のターゲット13が設けら
れている。An ion extraction grid is provided at one end of the plasma generation chamber 11. In this embodiment, the grid is composed of two perforated grids 14A and 14B, each grid is attached to the bottom of the target holding unit 11S, and the grids 14A and 14B are connected to the plasma generation chamber 11 from the power supplies 14C and 14D. Is applied. The grid 14A, 14B and the power supplies 14C, 14D constitute the ion extraction mechanism 14. A ring-shaped target 16 is provided on the top of the plasma generation chamber 11.
However, a cylindrical target 13 is provided near the grid.
ターゲット13および16のプラズマ生成室への取付け方
法を第2A図および第2B図に示す。図示するように、ター
ゲット13は水冷可能な金属製支持体13Bに取外し可能に
固定され、支持体13Bはねじ蓋13Cによってプラズマ生成
室11の側部の壁11Bに固定される。支持体13Bと蓋11Bと
は絶縁体13Dによって絶縁されている。同様にターゲッ
ト16は水冷可能な金属製支持体16Bに取外し可能に固定
され、支持体16Bは絶縁体16Dを介してねじ蓋16Cによっ
て壁11Cに固定される。支持体13Bおよび16Bのそれぞれ
の突出端部13Eおよび16Eは電極を兼ね、直流電源13Aお
よび16Aからターゲット13および16にプラズマ生成に対
して負の電圧を印加することができる。プラズマ生成室
11には正の電位を印加するのが好ましい。プラズマ生成
室側のグリッド14Aにはプラズマ生成室11に対して−数
十から−200Vの電圧を印加しておくと、グリッドに加速
されたイオンがグリッド上に堆積した膜を取除く効果が
ある。A method of attaching the targets 13 and 16 to the plasma generation chamber is shown in FIGS. 2A and 2B. As shown, the target 13 is detachably fixed to a water-coolable metal support 13B, and the support 13B is fixed to a side wall 11B of the plasma generation chamber 11 by a screw lid 13C. The support 13B and the lid 11B are insulated by the insulator 13D. Similarly, the target 16 is removably secured to a water-coolable metal support 16B, which is secured to the wall 11C by a screw lid 16C via an insulator 16D. The protruding ends 13E and 16E of the supports 13B and 16B also serve as electrodes, and a negative voltage for plasma generation can be applied from the DC power supplies 13A and 16A to the targets 13 and 16. Plasma generation chamber
It is preferable to apply a positive potential to 11. When a voltage of −tens to −200 V is applied to the grid 14A on the plasma generation chamber side with respect to the plasma generation chamber 11, ions accelerated in the grid have an effect of removing a film deposited on the grid. .
プラズマ生成室11の外周には、少なくとも1個の電磁
石8を設け、これによってプラズマ生成室内で磁界を発
生する。その際、マイクロ波による電子サイクロトロン
共鳴(ECR)の条件がプラズマ生成部11Pの内部で成立す
るように各構成条件を決定する。例えば周波数2.45GHz
のマイクロ波に対しては、ECRの条件は磁束密度875Gで
あるため、電磁石8は例えば最大2000Gまでの磁束密度
が得られるように構成し、その磁束密度875Gがプラズマ
生成部11Pの内部のどこかで実現されている。プラズマ
生成部11Pの内部でECRによって効率よく電子にエネルギ
ーが与えられるだけでなく、この磁場は生成したイオン
や電子を磁界に垂直方向に散逸するのを防ぎ、その結
果、低ガス圧中で高密度プラズマが生成される。At least one electromagnet 8 is provided on the outer circumference of the plasma generation chamber 11 to generate a magnetic field in the plasma generation chamber. At that time, each constituent condition is determined so that the condition of the electron cyclotron resonance (ECR) by the microwave is satisfied inside the plasma generation unit 11P. For example, the frequency 2.45GHz
Since the ECR condition is a magnetic flux density of 875 G for the microwave of, the electromagnet 8 is configured to obtain a magnetic flux density of, for example, up to 2000 G. Has been realized in. Not only does ECR efficiently give energy to the electrons inside the plasma generator 11P, but this magnetic field also prevents the generated ions and electrons from being dissipated in the direction perpendicular to the magnetic field, and as a result, high magnetic fields are generated at low gas pressure. Density plasma is generated.
プラズマ生成部11Pは、マイクロ波空洞共振器の条件
として、一例として、円形空洞共振モードTE113を採用
し、内のりで直径20cm,高さ20cmの円筒形状を用いてマ
イクロ波の電界強度を高め、マイクロ波放電の効率を高
めるようにするのが望ましい。The plasma generation unit 11P adopts, as an example, a circular cavity resonance mode TE 113 as a condition of the microwave cavity resonator, and increases the electric field strength of the microwave by using a cylindrical shape having a diameter of 20 cm and a height of 20 cm on the inner side. It is desirable to increase the efficiency of microwave discharge.
円筒状ターゲット13とリング状ターゲット16は、円筒
状ターゲット13とリング状ターゲット16の面に電磁石8
による磁束5が流入するように、しかもその磁束がター
ゲットのうち一方のターゲットから出て他方のターゲッ
トに入るように設置してある。The cylindrical target 13 and the ring-shaped target 16 have the electromagnet 8 on the surfaces of the cylindrical target 13 and the ring-shaped target 16.
Is installed so that the magnetic flux 5 due to the magnetic flux flows from one target to the other target.
プラズマ生成室は水冷可能とするのが望ましい。ター
ゲット13および16の側面をプラズマから保護するため
に、プラズマ生成室の内面にはシールド11Dおよび11Eを
設けることが好ましい。It is desirable that the plasma generation chamber be water-coolable. In order to protect the side surfaces of the targets 13 and 16 from plasma, it is preferable to provide shields 11D and 11E on the inner surface of the plasma generation chamber.
プラズマ生成室11内を高真空に排気した後、ガス導入
口11Aからガスを導入してマイクロ波を導入し、ECR条件
で放電を生ぜしめ、高密度プラズマを発生させる。プラ
ズマ中のイオンをイオンビームとして引き出すことがで
きる。ターゲット間の磁束はターゲット表面から生成さ
れた二次電子(γ電子)が磁束に垂直方向に散逸するの
を防ぎ、さらにプラズマを取り込める効果をもち、その
結果低ガス圧中で高密度プラズマが生成される。After evacuating the inside of the plasma generation chamber 11 to a high vacuum, a gas is introduced from the gas introduction port 11A to introduce microwaves to cause discharge under ECR conditions and generate high density plasma. Ions in the plasma can be extracted as an ion beam. The magnetic flux between the targets has the effect of preventing secondary electrons (γ electrons) generated from the target surface from being dissipated in the direction perpendicular to the magnetic flux, and also has the effect of capturing plasma, resulting in the formation of high-density plasma in a low gas pressure. To be done.
第3図に、第1図に示した本発明の実施例における磁
束方向の磁場強度分布の例を示した。FIG. 3 shows an example of the magnetic field strength distribution in the magnetic flux direction in the embodiment of the present invention shown in FIG.
ここで本発明のイオン源における高密度プラズマ生成
の原理を第4図により詳細に説明する。Here, the principle of high-density plasma generation in the ion source of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
プラズマ生成室の上端内面には水冷されたリング状の
ターゲット16を配置している。A water-cooled ring-shaped target 16 is arranged on the inner surface of the upper end of the plasma generation chamber.
プラズマ生成室の内部側面にはプラズマを囲むように
水冷された円筒状のターゲット13を設置している。A water-cooled cylindrical target 13 is installed on the inner side surface of the plasma generation chamber so as to surround the plasma.
円筒状ターゲット13とリング状ターゲット16は、円筒
状ターゲット13とリング状ターゲット16の面に、プラズ
マ生成室の外周に設置された電磁石による磁束が流入す
るようにし、しかもその磁束がターゲットのうち片方の
ターゲットから出てもう片方のターゲットに入るように
設置してある。Cylindrical target 13 and ring-shaped target 16, the surface of the cylindrical target 13 and the ring-shaped target 16, the magnetic flux by the electromagnet installed on the outer periphery of the plasma generation chamber, so that the magnetic flux is one of the targets It is installed so that it will come out of the target and enter the other target.
以上のようにして生成された高密度プラズマに面した
円筒状ターゲットに負の電位を印加することにより、高
密度プラズマ中のイオンをその円筒状ターゲット13とリ
ング状ターゲット16に効率よく引き込み、スパッタをお
こさせる。円筒状ターゲット13とリング状ターゲット16
に引き込まれたイオンがターゲット表面に衝突すると、
ターゲット表面から二次電子(γ電子)18が放出され
る。このγ電子18はそれぞれのターゲットが作る電界で
加速され、それらターゲット表面に走る磁束5に拘束さ
れ、スパイラル運動しながら相手のターゲットに高速で
移動する。相手のターゲットに達したγ電子18またその
ターゲットが作る電界で反射され、その結果γ電子18は
両ターゲット間にスパイラル運動しつつ閉じ込められる
ことになる。このγ電子の往復運動はそのエネルギーが
磁束の束縛エネルギーより小さくなるまで閉じ込めら
れ、その間中性粒子との衝突やプラズマとの相互作用に
より電離を加速する。By applying a negative potential to the cylindrical target facing the high-density plasma generated as described above, the ions in the high-density plasma are efficiently attracted to the cylindrical target 13 and the ring-shaped target 16 and sputtered. Cause Cylindrical target 13 and ring target 16
When the ions attracted to collide with the target surface,
Secondary electrons (γ electrons) 18 are emitted from the target surface. The γ-electrons 18 are accelerated by the electric field created by the respective targets, are restrained by the magnetic flux 5 running on the surfaces of the targets, and move to the opponent's target at high speed while making a spiral motion. The γ-electrons 18 reaching the opponent's target are reflected by the electric field created by the target, and as a result, the γ-electrons 18 are trapped in a spiral motion between both targets. The reciprocating motion of the γ-electrons is confined until the energy becomes smaller than the binding energy of the magnetic flux, and during that period ionization is accelerated by collision with neutral particles and interaction with plasma.
さらに、円筒状ターゲット13やリング状ターゲット16
からスパッタされた、殆どが中性の粒子の一部分は、電
子温度の高い高密度プラズマ中でイオン化される。その
結果、ターゲット材料のイオンが形成される。プラズマ
が活性であるため、10-5Torr台のより低いガス圧でも放
電が安定に形成できる。In addition, cylindrical target 13 and ring target 16
Some of the mostly neutral particles sputtered from are ionized in a high density plasma with a high electron temperature. As a result, ions of the target material are formed. Since the plasma is active, a stable discharge can be formed even at a lower gas pressure of the order of 10 -5 Torr.
プラズマ生成室内のイオンはイオン引出し機構14で選
択的にプラズマ生成室外に引き出され、数十から数keV
の低エネルギーイオンが得られる。Ions in the plasma generation chamber are selectively extracted by the ion extraction mechanism 14 to the outside of the plasma generation chamber, and dozens to several keV.
Low energy ions are obtained.
本発明のスパッタ型イオン源では、前述のようにプラ
ズマのイオン化率が高いため、ターゲットから放出され
た中性のスパッタ粒子がプラズマ中でイオン化される割
合が高い。このイオン化されたターゲット構成粒子がま
たターゲットの電位で加速されて、またターゲットをス
パッタするいわゆるセルフスパッタの割合も極めて大き
くなる。即ち、プラズマ生成用ガス(例えばAr)がごく
希薄な、あるいはガスを用いない場合でも上述のセルフ
スパッタを接続し、ひいては高純度のイオン引出しも実
現できるという特徴ももっている。In the sputter-type ion source of the present invention, since the plasma has a high ionization rate as described above, the neutral sputtered particles emitted from the target are highly ionized in the plasma. The ionized target constituent particles are also accelerated by the potential of the target, and the so-called self-sputtering rate at which the target is sputtered becomes extremely large. That is, even when the gas for plasma generation (for example, Ar) is extremely dilute or when the gas is not used, the above-mentioned self-sputtering can be connected, and by extension, high-purity ion extraction can be realized.
第5図は第1図に示したイオン源を利用した薄膜形成
装置の一例の断面図である。イオン引出し用グリッドを
挟んで試料室9がプラズマ生成室11と結合されている。
試料室9とプラズマ生成室11とは絶縁するのがよい。試
料室9にはガス導入口9Bからガスを導入することがで
き、排気系9Aによって高真空に排気することができる。
試料室9内には基板2を保持するための基板ホルダ2Aが
設けられ、基板ホルダ2Aとイオン引出しグリッド14A,14
Bとの間に図示しない開閉可能なシャッタが設けられて
いる。基板ホルダ2Aにはヒータを内蔵して基板を加熱で
きるようにするのが好ましく、また基板2に直流あるい
は交流の電圧を印加して膜形成中の基板へのバイアス電
圧の印加、基板のスパッタクリーニングが可能なように
構成するのが望ましい。FIG. 5 is a sectional view of an example of a thin film forming apparatus using the ion source shown in FIG. The sample chamber 9 is connected to the plasma generation chamber 11 with the ion extraction grid interposed therebetween.
The sample chamber 9 and the plasma generation chamber 11 are preferably insulated. Gas can be introduced into the sample chamber 9 through the gas introduction port 9B and can be evacuated to a high vacuum by the exhaust system 9A.
A substrate holder 2A for holding the substrate 2 is provided in the sample chamber 9, and the substrate holder 2A and the ion extraction grids 14A, 14 are provided.
An openable and closable shutter (not shown) is provided between the shutter and B. It is preferable that the substrate holder 2A has a built-in heater so that the substrate can be heated. Further, a DC voltage or an AC voltage is applied to the substrate 2 to apply a bias voltage to the substrate during film formation, and sputter cleaning of the substrate. It is desirable to configure so that
引出したイオンのエネルギーは主にプラズマ生成室11
とイオン引出しグリッド14A,14Bに印加する電圧の相対
差である加速電圧により制御することができる。なお、
本図および以後の実施例においては、グリッド14A,14B
に負電圧を印加する電源14Cおよび14Dの図示を省略して
ある。The energy of the extracted ions is mainly generated in the plasma generation chamber 11
Can be controlled by the acceleration voltage, which is the relative difference between the voltages applied to the ion extraction grids 14A and 14B. In addition,
In this figure and the following examples, the grids 14A, 14B
Illustration of the power supplies 14C and 14D for applying a negative voltage to is omitted.
次に、第5図に示した装置を用いてAlと窒素イオンを
引出し、AlN膜を形成した結果について説明する。Next, the result of extracting Al and nitrogen ions using the apparatus shown in FIG. 5 to form an AlN film will be described.
第6図にターゲットでの放電特性の一例を示す。ここ
でリング状ターゲット16に印加する電圧は−500Vに固定
し、マイクロ波電力は300Wおよび80Wに、ガス圧は3mTor
rに固定している。リング状ターゲット16と円筒状ター
ゲット13に印加する電圧は第6図の例における様にそれ
ぞれ異なっている場合でも十分高密度のプラズマ生成が
実現できる。またその電圧が同じ場合、即ち両ターゲッ
トを電気的に接続した場合でも同様の高効率プラズマ生
成ができる。試料室9の真空度を5×10-7Torrまで排気
した後、窒素(N2)ガスを毎分1ccのフロー速度で導入
しプラズマ生成室内のガス圧を2×10-4Torrとしてマイ
クロ波電力100〜500W、円筒状のAlターゲット13に投入
する電力を300〜600Wとして膜を形成した。第7図にこ
の時のイオン引出し特性の一例を示す。このとき試料台
は加熱しないで常温で膜形成を行った。この結果、0.3
〜5nm/minの堆積速度で長時間連続して安定に効率よくA
lN膜を堆積できた。FIG. 6 shows an example of the discharge characteristics of the target. Here, the voltage applied to the ring-shaped target 16 is fixed at −500 V, the microwave power is 300 W and 80 W, and the gas pressure is 3 mTor.
It is fixed at r. Even if the voltages applied to the ring-shaped target 16 and the cylindrical target 13 are different from each other as in the example of FIG. 6, it is possible to realize sufficiently high density plasma generation. Further, when the voltage is the same, that is, when both targets are electrically connected, the same high efficiency plasma generation can be performed. After evacuating the vacuum of the sample chamber 9 to 5 × 10 −7 Torr, nitrogen (N 2 ) gas was introduced at a flow rate of 1 cc / min to set the gas pressure in the plasma generation chamber to 2 × 10 −4 Torr and microwave. The film was formed with an electric power of 100 to 500 W and an electric power applied to the cylindrical Al target 13 of 300 to 600 W. FIG. 7 shows an example of ion extraction characteristics at this time. At this time, the sample stage was not heated and the film was formed at room temperature. As a result, 0.3
A at a deposition rate of ~ 5 nm / min for a long period of time stably and efficiently
The lN film could be deposited.
本発明のイオン源は、Alと窒素イオンの引出しによる
膜形成のみならず、ほとんどすべてのイオンの引出しと
膜形成に用いることができ、また、導入するガスとして
窒素に限らずほとんどのガスや反応性ガスを用いること
ができ、それにより反応スパッタも用いた化合物膜の形
成も実現出来る。またターゲットに各種化合物や金属の
ターゲットを用いることによってほとんどの材料のイオ
ンを引き出すことができる。INDUSTRIAL APPLICABILITY The ion source of the present invention can be used not only for forming a film by extracting Al and nitrogen ions, but also for extracting almost all ions and forming a film. Since a reactive gas can be used, the formation of a compound film using reactive sputtering can also be realized. Ions of most materials can be extracted by using various compound or metal targets as targets.
実施例2 第8図は本発明のイオン源の他の実施例の断面図であ
り、第9図は第8図に示したイオン源を用いた薄膜形成
装置の断面図である。Embodiment 2 FIG. 8 is a sectional view of another embodiment of the ion source of the present invention, and FIG. 9 is a sectional view of a thin film forming apparatus using the ion source shown in FIG.
本実施例においては、マイクロ波導入窓6は真空導波
管10を介してプラズマ生成室11に係合される。リング状
ターゲット16の中央部からプラズマ生成室11に接続され
た真空導波管10の周囲には、その真空導波管内の磁束を
吸収し、かつプラズマ生成室と真空導波管との接続部分
で磁界強度を急峻に変化させる様にヨーク19を設置して
いる。In this embodiment, the microwave introduction window 6 is engaged with the plasma generation chamber 11 via the vacuum waveguide 10. Around the vacuum waveguide 10 connected to the plasma generation chamber 11 from the center of the ring-shaped target 16, the magnetic flux inside the vacuum waveguide is absorbed, and the connecting portion between the plasma generation chamber and the vacuum waveguide. The yoke 19 is installed so that the magnetic field strength changes sharply.
第10図に、第9図に示した実施例における磁束方向の
磁場強度分布の例を示した。FIG. 10 shows an example of the magnetic field strength distribution in the magnetic flux direction in the embodiment shown in FIG.
第11図について本実施例におけるプラズマ増殖機構を
説明する。The plasma breeding mechanism in this embodiment will be described with reference to FIG.
生成された高密度プラズマに面した円筒状ターゲット
に負の電位を印加することにより、高密度プラズマ中の
イオンをその円筒状ターゲット13とリング状ターゲット
16に効率よく引き込みスパッタをおこさせる。円筒状タ
ーゲット13とリング状ターゲット16に引き込まれたイオ
ンがターゲット表面に衝突すると、ターゲット表面から
二次電子(γ電子)18が放出される。このγ電子18はそ
れぞれのターゲットが作る電界で加速され、それらター
ゲット表面に走る磁束5に拘束されスパイラル運動しな
がら相手のターゲットに高速で移動する。相手のターゲ
ットに達したγ電子18はまたそのターゲットが作る電界
で反射され、結果としてγ電子18は両ターゲット間にス
パイラル運動しつつ閉じ込められることになる。このγ
電子の往復運動はそのエネルギーが磁束の束縛エネルギ
ーより小さくなるまで閉じ込められ、その間中性粒子と
の衝突やプラズマとの相互作用により電離を加速する。By applying a negative potential to the cylindrical target facing the generated high-density plasma, the ions in the high-density plasma can be transferred to the cylindrical target 13 and the ring-shaped target.
16 It efficiently draws in and causes sputtering. When the ions attracted by the cylindrical target 13 and the ring-shaped target 16 collide with the target surface, secondary electrons (γ electrons) 18 are emitted from the target surface. The .gamma.-electrons 18 are accelerated by the electric field created by the respective targets, are restrained by the magnetic flux 5 running on the surfaces of the targets, and move to the target of the other party at high speed while performing spiral motion. The γ electron 18 reaching the opponent's target is also reflected by the electric field created by the target, and as a result, the γ electron 18 is trapped in a spiral motion between both targets. This γ
The reciprocating motion of the electrons is confined until the energy becomes smaller than the binding energy of the magnetic flux, and during that time ionization is accelerated by collision with neutral particles and interaction with plasma.
さらに、円筒状ターゲット13やリング状ターゲット16
からスパッタされた、殆どが中性の粒子の一部分は、電
子温度の高い高密度プラズマ中でイオン化される。その
結果、ターゲット材料のイオンが形成される。プラズマ
が活性であるため、10-5Torr台のより低いガス圧でも放
電が安定に形成できる。In addition, cylindrical target 13 and ring target 16
Some of the mostly neutral particles sputtered from are ionized in a high density plasma with a high electron temperature. As a result, ions of the target material are formed. Since the plasma is active, a stable discharge can be formed even at a lower gas pressure of the order of 10 -5 Torr.
プラズマ生成室内のイオンはイオン引出し機構14で選
択的にプラズマ生成室外に引き出され数十から数keVの
低エネルギーイオンが得られる。Ions in the plasma generation chamber are selectively extracted outside the plasma generation chamber by the ion extraction mechanism 14 to obtain low-energy ions of several tens to several keV.
金属イオンを引き出す場合、マイクロ波導入窓が曇る
と、長時間にわたってプラズマ生成ができない。それに
対して、マイクロ波導入窓を単にプラズマ生成室から離
して真空導波管を使用しただけでは、第12図に示した様
に、その真空導波管の中でもマイクロ波の共鳴磁界が実
現してしまうため、その真空導波管内でプラズマが生成
され、不均一な濃いプラズマ柱21が生成されてしまう。
また、マイクロ波の導入方向にも発散磁界が形成される
ため、そのマイクロ波導入方向へもプラズマが加速され
てしまい、有効なマイクロ波の供給はできない。When extracting the metal ions, if the microwave introduction window becomes cloudy, plasma cannot be generated for a long time. On the other hand, if the microwave introduction window is simply separated from the plasma generation chamber and a vacuum waveguide is used, a microwave resonant magnetic field can be realized even in the vacuum waveguide as shown in FIG. Therefore, plasma is generated in the vacuum waveguide, and a non-uniform dense plasma column 21 is generated.
Further, since a divergent magnetic field is also formed in the microwave introduction direction, the plasma is also accelerated in the microwave introduction direction, and the effective microwave cannot be supplied.
第13図は本発明の他の実施例の断面図である。マイク
ロ波導入窓6が導電性材料膜の付着により曇らないよう
に真空導波管10を接続し、その真空導波管の周囲をヨー
ク19で囲んである。このような構成によって真空導波管
内の磁束を吸収し、かつ真空導波管とプラズマ生成室と
の境界で磁界強度を急峻に変化させることにより、真空
導波管内でのプラズマ生成とマイクロ波導入方向へのプ
ラズマの加速を制御している。第13図にはプラズマ生成
状態をも示した。FIG. 13 is a sectional view of another embodiment of the present invention. A vacuum waveguide 10 is connected so that the microwave introduction window 6 does not become cloudy due to the adhesion of the conductive material film, and the circumference of the vacuum waveguide is surrounded by a yoke 19. With such a configuration, the magnetic flux in the vacuum waveguide is absorbed, and the magnetic field strength is sharply changed at the boundary between the vacuum waveguide and the plasma generation chamber, thereby generating plasma and introducing microwaves in the vacuum waveguide. It controls the acceleration of the plasma in the direction. FIG. 13 also shows the plasma generation state.
ヨークを用いた場合、必要な磁界強度を得るに必要な
電磁石に流す電流が少なくてよいという利点もある。本
実施例ではヨークがない場合18A必要な電流が、ヨーク
設置の場合には8.5Aで十分であった。The use of the yoke also has the advantage that a small amount of current can be passed through the electromagnet to obtain the required magnetic field strength. In the present embodiment, the current required of 18 A when there is no yoke was 8.5 A when the yoke was installed.
プラズマ生成室11中に設置された円筒状ターゲット13
やリング状ターゲット16からスパッタされた粒子のう
ち、イオン化されない中性の粒子は磁界や電界の影響を
受けず、そのターゲットからほぼ直進して飛来する。こ
のため、マイクロ波導入窓6をターゲットから直接見え
ない位置に設置することにより、マイクロ波導入窓6の
スパッタ粒子による曇りも防止することができる。この
ようにして、引出しイオンの種類や生成膜の導電性によ
らず、またその膜厚にもよらず、さらにマイクロ波導入
窓が曇ることなく、ほとんどイオンを連続して長時間安
定に引き出すことを可能としている。Cylindrical target 13 installed in plasma generation chamber 11
Among the particles sputtered from the ring-shaped target 16, neutral particles that are not ionized are not affected by the magnetic field or the electric field and fly straight from the target. Therefore, by disposing the microwave introduction window 6 at a position that is not directly visible from the target, it is possible to prevent the microwave introduction window 6 from being fogged by sputtered particles. In this way, regardless of the type of extracted ions, the conductivity of the generated film, or the film thickness, the microwave introduction window does not become cloudy, and almost all ions can be extracted continuously and stably for a long time. Is possible.
第13図に示したイオン源を第8図に示したと同様の試
料室に結合して薄膜形成装置とした。The ion source shown in FIG. 13 was connected to the same sample chamber as shown in FIG. 8 to form a thin film forming apparatus.
本装置を用いてAlイオンを引出し、Al膜を形成した結
果について説明する。The results of extracting Al ions and forming an Al film using this apparatus will be described.
第14図にターゲットでの放電特性の一例を示す。ここ
でリング状ターゲット16に印加する電圧は−500Vに固定
し、マイクロ波電力は300Wおよび80Wに、ガス圧は0.3To
rrに固定している。リング状ターゲット16と円筒状ター
ゲット13に印加する電圧は第14図の例における様にそれ
ぞれ異なっている場合でも十分高密度のプラズマ生成が
実現できる。またその電圧が同じ場合、即ち両ターゲッ
トを電気的に接続した場合でも同様の高効率プラズマ生
成ができる。試料室9の真空度を5×10-7Torrまで排気
した後、Arガスを毎分1ccのフロー速度で導入し、プラ
ズマ生成室内のガス圧を2×10-4Torrとしてマイクロ波
電力100〜500W、円筒状のAlターゲット13に投入する電
力を300〜600Wとして膜を形成した。第15図にこの時の
イオン引出し特性の一例を示す。このとき試料台は加熱
しないで常温で膜形成をおこなった。この結果、1〜10
nm/minの堆積速度で長時間連続して安定に効率よくAl膜
を堆積できた。FIG. 14 shows an example of the discharge characteristics of the target. Here, the voltage applied to the ring-shaped target 16 is fixed at −500 V, the microwave power is 300 W and 80 W, and the gas pressure is 0.3 To.
It is fixed at rr. Even if the voltages applied to the ring-shaped target 16 and the cylindrical target 13 are different from each other as in the example of FIG. 14, sufficiently high density plasma generation can be realized. Further, when the voltage is the same, that is, when both targets are electrically connected, the same high efficiency plasma generation can be performed. After evacuating the vacuum of the sample chamber 9 to 5 × 10 −7 Torr, Ar gas was introduced at a flow rate of 1 cc / min, and the gas pressure in the plasma generation chamber was set to 2 × 10 −4 Torr and the microwave power was 100 to 100 The film was formed by setting the power applied to the cylindrical Al target 13 at 500 W to 300 to 600 W. FIG. 15 shows an example of ion extraction characteristics at this time. At this time, the film was formed at room temperature without heating the sample stage. As a result, 1-10
The Al film could be deposited stably and efficiently continuously for a long time at the deposition rate of nm / min.
実施例3および4 第16図および第17図に本発明の他の実施例の断面図を
示す。Embodiments 3 and 4 FIGS. 16 and 17 show sectional views of other embodiments of the present invention.
第16図は第1図の実施例における電磁石8を2個の永
久磁石16および17で置き換えたイオン源を、第17図は第
8図の実施例における電磁石8を同じく2個の永久磁石
16および17で置き換えたイオン源である。これらの実施
例も、第1図および第8図の実施例と同様に動作する。
永久磁石16,17にさらにヨークを組合せて用いることも
可能である。FIG. 16 shows an ion source in which the electromagnet 8 in the embodiment of FIG. 1 is replaced by two permanent magnets 16 and 17, and FIG. 17 shows the same electromagnet 8 in the embodiment of FIG. 8 as two permanent magnets.
Ion source replaced with 16 and 17. These embodiments also operate similarly to the embodiments of FIGS. 1 and 8.
It is also possible to use a yoke in combination with the permanent magnets 16 and 17.
実施例5−8 第18図ないし第21図にそれぞれ本発明のさらに他の実
施例を示す。Embodiment 5-8 FIGS. 18 to 21 show still another embodiment of the present invention.
第18図および第19図は、それぞれ第1図および第8図
の実施例におけるターゲットに印加する電圧を高周波電
力としたものである。すなわち第18図,第19図に示した
様にrf発振器22からrf電力を整合回路23を通してターゲ
ットに投入しても同様な効果が得られる。しかもこの場
合、ターゲットに導電性がない場合でも安定なイオン引
出しができる。FIG. 18 and FIG. 19 show high frequency power as the voltage applied to the target in the embodiment of FIGS. 1 and 8, respectively. That is, as shown in FIGS. 18 and 19, the same effect can be obtained even when rf power is supplied from the rf oscillator 22 to the target through the matching circuit 23. Moreover, in this case, stable ion extraction can be performed even if the target has no conductivity.
第20図および第21図は、それぞれ第5図および第9図
に示した薄膜形成装置に補助磁石20を設けた例である。
補助磁石20を設けることにより電磁石8による磁界分布
を変化させ、ターゲットの侵食分布を制御することがで
きる。補助磁石20は第16図〜第19図に示した各実施例と
組合せて用いることもできる。20 and 21 show an example in which the auxiliary magnet 20 is provided in the thin film forming apparatus shown in FIGS. 5 and 9, respectively.
By providing the auxiliary magnet 20, the magnetic field distribution by the electromagnet 8 can be changed and the erosion distribution of the target can be controlled. The auxiliary magnet 20 can also be used in combination with each of the embodiments shown in FIGS.
[発明の効果] 以上説明した様に、本発明は、電子サイクロトロン共
鳴により生成されたマイクロ波プラズマを利用したスパ
ッタを用いて、低いガス圧中で高効率のイオン引出しを
実現するものであり、イオンの種類や、よれによって得
られた膜の導電性や膜厚によらず、連続して長時間安定
なイオン引出しを実現することができる。[Effects of the Invention] As described above, the present invention achieves highly efficient ion extraction in a low gas pressure by using sputtering using microwave plasma generated by electron cyclotron resonance. It is possible to realize continuous and stable extraction of ions for a long time regardless of the type of ions and the conductivity and film thickness of the film obtained by the deflection.
第1図は本発明のスパッタ型イオン源の実施例の断面
図、 第2A図および第2B図はターゲットの取付けを示す詳細断
面図、 第3図は第1図に示したイオン源の実施例における磁束
方向の磁場強度分布図、 第4図はターゲット間での高密度プラズマ生成機構を説
明する図、 第5図は本発明のイオン源を用いた薄膜形成装置の断面
図、 第6図は本発明のイオン源の実施例における放電特性の
一例を示す特性図、 第7図は本発明のイオン源の実施例におけるイオン引出
し特性の一例を示す特性図、 第8図は本発明のイオン源の他の実施例の断面図、 第9図は第8図に示したイオン源を用いた薄膜形成装置
の一例の断面図、 第10図は第9図に示した本装置における磁束方向の磁場
強度分布図、 第11図は第10図に示した装置における高密度プラズマ生
成機構を説明する図、 第12図はヨークを用いず真空導波管のみを用いた場合の
プラズマ生成状態図、 第13図は本発明のイオン源においてヨークを用いた場合
のプラズマ生成応対図、 第14図は本発明のイオン源の実施例における放電特性の
一例を示す特性図、 第15図は本発明のイオン源の実施例におけるイオン引出
し特性の一例を示す特性図、 第16図および第17図はそれぞれ本発明のイオン源の他の
実施例の断面図、 第18図ないし第21図はそれぞれ本発明のイオン源を用い
た薄膜形成装置の断面図、 第22図は従来のカウフマン型イオン源の断面図である。 1……イオンビーム、 2……基板、 3……プラズマ、 4……真空槽、 5……磁束、 6……マイクロ波導入窓、 7……マイクロ波導入管、 8……磁界発生用電磁石、 9……試料室、 10……真空導波管、 11……プラズマ生成室、 12……プラズマ加速方向、 13……円筒状ターゲット、 14……イオン引出し機構、 15……熱電子放出用フィラメント、 16……リング状ターゲット、 17……永久磁石、 18……高速二次電子(γ電子)、 19……ヨーク、 20……補助電磁石、 21……濃いプラズマ柱。FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the sputter type ion source of the present invention, FIGS. 2A and 2B are detailed sectional views showing attachment of a target, and FIG. 3 is an embodiment of the ion source shown in FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining a high-density plasma generation mechanism between targets, FIG. 5 is a sectional view of a thin film forming apparatus using the ion source of the present invention, and FIG. 6 is FIG. 7 is a characteristic diagram showing an example of discharge characteristics in the embodiment of the ion source of the present invention, FIG. 7 is a characteristic diagram showing an example of ion extraction characteristics in the embodiment of the ion source of the present invention, and FIG. 8 is an ion source of the present invention. 9 is a sectional view of another example of the thin film forming apparatus using the ion source shown in FIG. 8, and FIG. 10 is a magnetic field in the magnetic flux direction in the present apparatus shown in FIG. Intensity distribution diagram, Fig. 11 shows high density plasma generation in the device shown in Fig. 10. FIG. 12 is a diagram illustrating the mechanism, FIG. 12 is a plasma generation state diagram when only a vacuum waveguide is used without a yoke, and FIG. 13 is a plasma generation response diagram when a yoke is used in the ion source of the present invention, FIG. 14 is a characteristic diagram showing an example of discharge characteristics in the embodiment of the ion source of the present invention, FIG. 15 is a characteristic diagram showing an example of ion extraction characteristics in the embodiment of the ion source of the present invention, FIG. 16 and FIG. 17 is a sectional view of another embodiment of the ion source of the present invention, FIGS. 18 to 21 are sectional views of a thin film forming apparatus using the ion source of the present invention, and FIG. 22 is a conventional Kaufman type It is sectional drawing of an ion source. 1 ... Ion beam, 2 ... Substrate, 3 ... Plasma, 4 ... Vacuum tank, 5 ... Magnetic flux, 6 ... Microwave introduction window, 7 ... Microwave introduction tube, 8 ... Electromagnetic field generating electromagnet , 9 ... Sample chamber, 10 ... Vacuum waveguide, 11 ... Plasma generation chamber, 12 ... Plasma acceleration direction, 13 ... Cylindrical target, 14 ... Ion extraction mechanism, 15 ... For thermoelectron emission Filament, 16 …… Ring target, 17 …… Permanent magnet, 18 …… High-speed secondary electron (γ electron), 19 …… Yoke, 20 …… Auxiliary electromagnet, 21 …… Dark plasma column.
Claims (3)
ズマ生成室と、 該プラズマ生成室に結合され、プラズマの軸方向にマイ
クロ波を導入するためのマイクロ波導入窓と、 前記プラズマ生成室の端部に設けられたイオン引出し機
構と、 前記プラズマ生成室内部の両端部に設けられたそれぞれ
スパッタリング材料からなるリング状の第1のターゲッ
トおよび筒状の第2のターゲットと、 該第1および第2のターゲットにそれぞれ前記プラズマ
生成室に対して負の電圧を印加する少なくとも1個の電
源と、 前記プラズマ生成室の内部に磁場を形成し、かつ前記第
1および第2のターゲットの一方からでて他方に入る磁
束を生成する磁界形成手段とを具え、 前記リング状のターゲットの中央からマイクロ波が導入
されることを特徴とするイオン源。1. A plasma generation chamber for introducing a gas to generate plasma, a microwave introduction window coupled to the plasma generation chamber for introducing a microwave in an axial direction of the plasma, and the plasma generation chamber of the plasma generation chamber. An ion extraction mechanism provided at an end, a ring-shaped first target and a tubular second target made of a sputtering material, respectively provided at both ends of the plasma generation chamber, and the first and the second targets. At least one power source for applying a negative voltage to the plasma generation chamber to each of the two targets, and forming a magnetic field inside the plasma generation chamber, and from one of the first and second targets. And a magnetic field forming means for generating a magnetic flux that enters the other, and a microwave is introduced from the center of the ring-shaped target. Source.
て前記プラズマ生成室に結合され、かつ前記真空導波管
の周囲に、前記磁界形成手段によって発生された磁界を
吸収し、前記真空導波管内の磁界強度を低下させ、前記
真空導波管と前記プラズマ生成室との境界で磁界強度を
急峻に変化させるヨークが設置されていることを特徴と
する請求項1記載のイオン源。2. The microwave introduction window is coupled to the plasma generation chamber through a vacuum waveguide, and the magnetic field generated by the magnetic field forming means is absorbed around the vacuum waveguide, 2. The ion source according to claim 1, further comprising a yoke that reduces the magnetic field strength in the vacuum waveguide and sharply changes the magnetic field strength at the boundary between the vacuum waveguide and the plasma generation chamber. .
2のターゲットの面から直接見えない部分に設置されて
いることを特徴とする請求項1または2に記載のイオン
源。3. The ion source according to claim 1, wherein the microwave introduction window is installed in a portion that is not directly visible from the surfaces of the first and second targets.
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