特許 5959310 マイクロ波イオン源および保護部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5959310

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年8月2日

(54)【発明の名称】マイクロ波イオン源および保護部材

(51)【国際特許分類】

   H01J 27/16 20060101AFI20160719BHJP

   H01J 37/08 20060101ALI20160719BHJP

【ＦＩ】

   H01J27/16

   H01J37/08

【請求項の数】8

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-118900(P2012-118900)

(22)【出願日】2012年5月24日

(65)【公開番号】特開2013-246940(P2013-246940A)

(43)【公開日】2013年12月9日

【審査請求日】2014年11月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100109047

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 雄祐

(74)【代理人】

【識別番号】100109081

【弁理士】

【氏名又は名称】三木 友由

(74)【代理人】

【識別番号】100116274

【弁理士】

【氏名又は名称】富所 輝観夫

(72)【発明者】

【氏名】村田 裕彦

【審査官】 佐藤 仁美

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０１−０３０１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０４７６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２７３４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−００５２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１２９８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５０３２２０２（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ ２７／００−２７／２６、３７／０４、３７／０６−３７／０８、

３７／２４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマが生成されるプラズマ室にマイクロ波を受け入れるための窓を有するプラズマチャンバと、
前記窓のプラズマ室側の面を覆う保護部材と、を備え、
前記保護部材は、
前記窓を覆う保護部と、
前記保護部の露出した面の少なくとも一部がプラズマ室側から見て遮蔽されるように構成されている遮蔽部と、を有し、
前記保護部材は、前記遮蔽部を交換できるように構成されていることを特徴とするマイクロ波イオン源。

【請求項2】

プラズマが生成されるプラズマ室にマイクロ波を受け入れるための窓を有するプラズマチャンバと、
前記窓のプラズマ室側の面を覆う保護部材と、を備え、
前記保護部材は、
前記窓を覆う保護部と、
プラズマ室から前記保護部の露出した面へ向かう原子の少なくとも一部を遮るように構成されている遮蔽部と、を有し、
前記保護部材は、前記遮蔽部を交換できるように構成されていることを特徴とするマイクロ波イオン源。

【請求項3】

プラズマが生成されるプラズマ室にマイクロ波を受け入れるための窓を有するプラズマチャンバと、
前記窓のプラズマ室側の面を覆う保護部材と、を備え、
前記保護部材は、
前記窓を覆う保護部と、
前記保護部からプラズマ室側に突出するように設けられている遮蔽部と、を有し、
前記遮蔽部の前記保護部と対向する側の面と前記保護部との間に隙間が形成されており、
前記保護部材は、前記遮蔽部を交換できるように構成されている、
ことを特徴とするマイクロ波イオン源。

【請求項4】

プラズマが生成されるプラズマ室にマイクロ波を受け入れるための窓を有するプラズマチャンバと、
前記窓のプラズマ室側の面を覆う保護部材と、を備え、
前記保護部材は、
前記窓を覆う保護部と、
前記保護部からプラズマ室側に突出するように設けられている遮蔽部と、を有し、
前記保護部および前記遮蔽部は、露出した面の少なくとも一部の領域がプラズマ室側から直接見えないような形状で構成されており、
前記保護部材は、前記遮蔽部を交換できるように構成されている、
ことを特徴とするマイクロ波イオン源。

【請求項5】

前記遮蔽部は、前記保護部の露出した面の少なくとも一部がプラズマ室の壁面のいずれから見ても見えないように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマイクロ波イオン源。

【請求項6】

前記保護部材は、分解可能な複数のピースで構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマイクロ波イオン源。

【請求項7】

プラズマが生成されるプラズマ室にマイクロ波を受け入れるための窓を保護する保護部材であって、
前記窓を覆うように構成されている保護部と、
前記保護部の露出した面の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽部と、を有し、
前記保護部材は、前記遮蔽部を交換できるように構成されていることを特徴とする保護部材。

【請求項8】

分解可能な複数のピースで構成されていることを特徴とする請求項７に記載の保護部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マイクロ波イオン源に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、マイクロ波放電によりプラズマを生成し、そのプラズマからイオンを引き出し、イオン注入装置に供するマイクロ波イオン源が考案されている。このようなマイクロ波イオン源として、プラズマチャンバとマイクロ波を伝搬するウェーブガイドとの間に、伝搬されてきたマイクロ波をプラズマチャンバ内に導くための誘電性のマイクロ波導入窓部を備えた構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平７−１４５３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、マイクロ波イオン源では、生成されるプラズマによりチャンバ内壁がスパッタリングされ、その結果発生する導電性物質がマイクロ波導入窓部に付着することがある。この場合、マイクロ波が導電性物質に吸収され、マイクロ波のプラズマチャンバ内への入射効率が低下するため、イオン源の寿命を短くする一因となる。

【0005】

そこで、前述のマイクロ波イオン源では、マイクロ波導入窓部におけるチャンバ内部側に突起部を設けることで表面積を増やし、単位面積当たりの導電性物質の付着速度を従来より低下させ、イオン源の長寿命化を図っている。

【0006】

しかしながら、前述のマイクロ波イオン源は、いずれマイクロ波導入窓部全体が導電性物質で覆われてしまうため、イオン源の長寿命化には限界がある。

【0007】

本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、マイクロ波イオン源の更なる長寿命化を図る技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明のある態様のマイクロ波イオン源は、プラズマが生成されるプラズマ室にマイクロ波を受け入れるための窓を有するプラズマチャンバと、窓のプラズマ室側の面を覆う保護部材と、を備える。保護部材は、窓を覆う保護部と、保護部の露出した面の少なくとも一部がプラズマ室側から見て遮蔽されるように構成されている遮蔽部と、を有する。

【0009】

本発明の別の態様もまた、マイクロ波イオン源である。このマイクロ波イオン源は、プラズマが生成されるプラズマ室にマイクロ波を受け入れるための窓を有するプラズマチャンバと、窓のプラズマ室側の面を覆う保護部材と、を備える。保護部材は、窓を覆う保護部と、プラズマ室から保護部の露出した面へ向かう原子の少なくとも一部を遮るように構成されている遮蔽部と、を有する。

【0010】

本発明のさらに別の態様もまた、マイクロ波イオン源である。このマイクロ波イオン源は、プラズマが生成されるプラズマ室にマイクロ波を受け入れるための窓を有するプラズマチャンバと、窓のプラズマ室側の面を覆う保護部材と、を備える。保護部材は、窓を覆う保護部と、保護部からプラズマ室側に突出するように設けられている遮蔽部と、を有する。遮蔽部の保護部と対向する側の面と保護部との間に隙間が形成されている。

【0011】

本発明のさらに別の態様は、保護部材である。この保護部材は、プラズマが生成されるプラズマ室にマイクロ波を受け入れるための窓を保護する保護部材であって、窓を覆うように構成されている保護部と、保護部の露出した面の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽部と、を有する。

【0012】

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、マイクロ波イオン源の更なる長寿命化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１の実施の形態に係るマイクロ波イオン源の構成を模式的に示した図である。

【図2】図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る保護部材の断面図、図２（ｂ）は、第１の実施の形態に係る保護部材の正面図である。

【図3】図２に示す保護部材における保護部と遮蔽部との間の領域の部分拡大図である。

【図4】第２の実施の形態に係るマイクロ波イオン源の構成を模式的に示した図である。

【図5】第３の実施の形態に係るマイクロ波イオン源の構成を模式的に示した図である。

【図6】第４の実施の形態に係るマイクロ波イオン源の構成を模式的に示した図である。

【図7】第５の実施の形態に係るマイクロ波イオン源の構成を模式的に示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。

【0016】

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係るマイクロ波イオン源の構成を模式的に示した図である。

【0017】

本実施の形態に係るマイクロ波イオン源１０は、共鳴磁場よりも高い磁場を印加したプラズマチャンバ１２内へ、磁力線方向にマイクロ波電力を入力して高密度プラズマを生成しイオンを引き出すイオン源である。マイクロ波イオン源１０は、磁場とマイクロ波との相互作用によって原料ガスのプラズマを生成し、そのプラズマからプラズマチャンバ１２の外部へイオンを引き出すように構成されている。

【0018】

マイクロ波イオン源１０は、例えばイオン注入装置のためのイオン源に使用される。注入するイオンには、例えばヒ素（Ａｓ）、ホウ素（Ｂ）、リン（Ｐ）、酸素（Ｏ）がある。また、マイクロ波イオン源１０は、プロトン加速器のためのイオン源、またはＸ線源としても使用され得る。マイクロ波イオン源１０は主として、一価イオン源として使用される。

【0019】

マイクロ波イオン源１０は、プラズマチャンバ１２と、磁場発生器１６とを備える。

【0020】

プラズマチャンバ１２は、両端をもつ筒状の形状を有する。プラズマチャンバ１２の一端から他端に向かう方向を以下では便宜上、軸方向と呼ぶことがある。また、軸方向に直交する方向を径方向と呼び、軸方向を包囲する方向を周方向と呼ぶことがある。しかしこれらは、プラズマチャンバ１２が回転対称性を有する形状であることを必ずしも意味するものではない。図示の例ではプラズマチャンバ１２は円筒形状を有するが、プラズマチャンバ１２は、プラズマを適切に収容し得る限り、いかなる形状（例えば方形）であってもよい。また、プラズマチャンバ１２の軸方向長さは、プラズマチャンバ１２の端部の径方向長さより長くてもよいし短くてもよい。

【0021】

本実施の形態においては、プラズマチャンバ１２は、内部にマイクロ波を受け入れるための真空窓２４を有する。プラズマチャンバ１２の外周部には、チャンバの外壁が過度に高温にならないように、冷媒を循環させる冷却配管２２が設けられている。

【0022】

磁場発生器１６は、プラズマチャンバ１２の内部に磁場を発生させるために設けられている。磁場発生器１６は、プラズマチャンバ１２の軸方向に磁場を発生させるよう構成されている。磁力線方向を矢印Ｍで示す。なお、矢印Ｍの向きは、プラズマチャンバ１２の軸方向のいずれでもよい。磁場発生器１６は、電磁石２０を含む。

【0023】

マイクロ波イオン源１０は、マイクロ波供給系２６を更に備える。マイクロ波供給系２６は、真空窓２４を通じてプラズマチャンバ１２にマイクロ波電力を入力するよう構成されている。マイクロ波供給系２６は、マイクロ波源（不図示）及び導波管３０を備える。マイクロ波源は例えばマグネトロンである。マイクロ波源は例えば２．４５ＧＨｚの周波数のマイクロ波を出力する。導波管３０は、マイクロ波源の出力するマイクロ波をプラズマチャンバ１２に伝達するための立体回路である。導波管３０の一端はマイクロ波源に接続されており、他端は真空窓２４に接続されている。

【0024】

このようにして、マイクロ波供給系２６から真空窓２４を通じてプラズマチャンバ１２にマイクロ波が導入される。導入されたマイクロ波は、真空窓２４に対向するプラズマチャンバ１２の端部へ向けてプラズマチャンバ１２の内部を伝搬する。マイクロ波の伝搬方向を矢印Ｐで示す。マイクロ波の伝搬方向Ｐは、磁場発生器１６による磁力線方向Ｍと略平行である。また、マイクロ波の伝搬方向Ｐはプラズマチャンバ１２の軸方向と同一方向である。

【0025】

マイクロ波イオン源１０は、ガス供給系３４を備える。ガス供給系３４は、プラズマの原料ガスをプラズマチャンバ１２に供給するよう構成されている。原料ガスは例えばアルゴンガスである。原料ガスはイオン注入のための不純物を含有する成分を含んでもよい。そして、ガス供給系３４のガス配管４０の先端がプラズマチャンバ１２に接続されている。

【0026】

マイクロ波イオン源１０は、引出電極系４２を備える。引出電極系４２は、プラズマチャンバ１２のイオン引出開口６６を通じてプラズマからイオンを引き出すよう構成されている。引出電極系４２は、第１電極４４と第２電極４６を含む。第１電極４４はプラズマチャンバ１２と第２電極４６との間に設けられている。イオン引出開口６６を有する終端部６２と第１電極４４とは隙間を隔てて配列され、第１電極４４と第２電極４６とは隙間を隔てて配列されている。第１電極４４及び第２電極４６は、それぞれ例えば環状に形成されており、プラズマチャンバ１２から引き出されたイオンを通すための開口部分を中心部に有する。

【0027】

第１電極４４は、プラズマから陽イオンを引き出すとともに、ビームライン５２からプラズマチャンバ１２への電子の戻りを妨げるために設けられている。そのために、第１電極４４には負の高電圧が印加されている。第１電極４４に負の高電圧を印加するために、第１引出電源４８が設けられている。第２電極４６は接地されている。また、プラズマチャンバ１２には正の高電圧が印加されている。プラズマチャンバ１２に正の高電圧を印加するために、第２引出電源５０が設けられている。プラズマチャンバ１２に印加される正の高電圧の絶対値は、第１電極４４に印加される負の高電圧の絶対値よりも大きい。このようにして、プラズマチャンバ１２から陽イオンのイオンビームＢが引き出される。プラズマチャンバ１２からのイオンビームＢの引出方向はマイクロ波の伝搬方向Ｐと同一方向である。

【0028】

マイクロ波イオン源１０には、引出電極系４２によって引き出されたイオンビームＢを輸送するためのビームライン５２が更に設けられている。ビームライン５２は、プラズマチャンバ１２のイオン引出開口６６が設けられている終端部６２側に連結されている。ビームライン５２は、プラズマチャンバ１２に連通されている真空容器である。ビームライン５２は、プラズマチャンバ１２に対し絶縁されて取り付けられている。そのために、ビームライン５２とプラズマチャンバ１２との間にブッシング５４が設けられている。

【0029】

ブッシング５４は、ビームライン５２及びプラズマチャンバ１２内の真空を維持しつつ、プラズマチャンバ１２とグラウンド側との間の耐電圧を保持する。ブッシング５４は絶縁材料で形成されている。ブッシング５４は環状の形状を有し、引出電極系４２を囲んでいる。

【0030】

マイクロ波イオン源１０には、プラズマチャンバ１２に真空環境を提供するための真空排気系５６が設けられている。図示の例においては真空排気系５６はビームライン５２に設けられている。ビームライン５２はプラズマチャンバ１２に連通されているので、真空排気系５６はプラズマチャンバ１２の真空排気をすることができる。真空排気系５６は例えばクライオポンプまたはターボ分子ポンプ等の高真空ポンプを含む。

【0031】

プラズマチャンバ１２は、その内部空間にプラズマを生成し維持するよう構成されている。プラズマチャンバ１２の内部空間を以下では、プラズマ室５８と呼ぶことがある。

【0032】

プラズマチャンバ１２は、始端部６０、終端部６２、及び側壁６４を含む。始端部６０と終端部６２とはプラズマ室５８を挟んで対向している。側壁６４はプラズマ室５８を囲み、始端部６０と終端部６２とを接続している。このようにして、始端部６０、終端部６２、及び側壁６４によってプラズマ室５８がプラズマチャンバ１２の内部に画定されている。プラズマチャンバ１２が円筒形状である場合、始端部６０及び終端部６２は円板形状であり、側壁６４は円筒である。

【0033】

始端部６０は真空窓２４を有する。真空窓２４は始端部６０の全体を占めていてもよいし、始端部６０の一部（例えば中心部）に形成されていてもよい。真空窓２４の一方の側がプラズマ室５８に面しており、真空窓２４の他方の側がマイクロ波供給系２６に向けられている。真空窓２４はプラズマチャンバ１２の内部を真空に封じる。マイクロ波の伝搬方向Ｐは真空窓２４に垂直である。真空窓２４は誘電体損の低い誘電体で形成されている。なおプラズマチャンバ１２の真空窓２４以外の部分は例えば非磁性の耐熱性金属材料で形成されている。具体的には、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）やアルミニウム等を用いることができる。

【0034】

終端部６２には少なくとも１つのイオン引出開口６６が形成されている。イオン引出開口６６は、プラズマ室５８を挟んで真空窓２４に対向する位置に形成されている。即ち、真空窓２４、プラズマ室５８、及びイオン引出開口６６は、プラズマチャンバ１２の軸方向に沿って配列されている。

【0035】

上述のように、本実施の形態に係るマイクロ波イオン源１０は、プラズマが生成されるプラズマ室５８にマイクロ波を受け入れるための真空窓２４を有するプラズマチャンバ１２を備えている。マイクロ波イオン源１０において、導波管３０内は通常大気圧であるが、プラズマ室５８は１×１０^−３〜１×１０^−５Ｐａ程度の真空度に保持される必要がある。そのため、導波管３０とプラズマチャンバ１２との間は、マイクロ波は通過させ、かつ真空が維持できるように、アルミナや石英ガラス、窒化ホウ素等の誘電体からなる前述の真空窓２４で仕切られている。

【0036】

前述のように引出電極系４２によってイオンビームＢをビームライン５２に向けて引き出すと、引出電極系４２で発生した電子が高いエネルギーを持ってプラズマ室５８に逆流し、真空窓２４に衝突する。この高エネルギー電子の衝撃から真空窓を保護するため、マイクロ波イオン源１０は、真空窓２４のプラズマ室５８側の面を覆う保護部材１８を備える。

【0037】

保護部材１８は、プラズマに曝され、プラズマ生成に使用される材料ガスや、プラズマチャンバ１２の壁材からスパッタされた物質が表面に膜として付着していく。これらの物質は導電性を有しており、導電性物質の膜厚がある程度厚くなってくると、導波管３０から真空窓２４を介して入射したマイクロ波が導電性物質で反射されるようになり、マイクロ波のプラズマ室５８への入射効率が徐々に低下する。

【0038】

マイクロ波の入射効率が低下すると、十分なプラズマが生成できず、引き出されるビーム強度も弱くなる。そのため、ビーム強度が許容限界値を下回ると、保護部材１８の交換や補修が必要となる。

【0039】

マイクロ波は、保護部材の表面において、導電性物質が付着していない領域、または付着していたとしてもその厚みが薄い領域があれば保護部材を透過できる。そこで、本発明者が鋭意検討したところ、以下の構成を採用することで、マイクロ波イオン源１０を使用し続けても、保護部材の表面において、導電性物質が付着していない領域、または付着していたとしてもその厚みが薄い領域が長期間にわたって存在し続けることに想到した。その結果、マイクロ波イオン源１０の更なる長寿命化を図ることができる。

【0040】

図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る保護部材の断面図、図２（ｂ）は、第１の実施の形態に係る保護部材の正面図である。

【0041】

図１、図２（ａ）に示すように、保護部材１８は、真空窓２４を覆う保護部７０と、保護部の露出した露出面７０ａの少なくとも一部の領域７０ａ１がプラズマ室側から見て遮蔽されるように構成されている遮蔽部７２と、を有する。遮蔽部７２は、換言すると、図１に示すように、プラズマ室５８から保護部７０の露出した露出面７０ａへ向かう多数の原子Ｎの少なくとも一部を遮るように構成されている（図１参照）。

【0042】

保護部材１８において、遮蔽部７２は、保護部７０からプラズマ室５８側に突出するように設けられている突出部７２ａと、突出部の先端部から保護部７０の径方向Ｒに延伸して設けられているフランジ部７２ｂと、を有する。フランジ部７２ｂの保護部７０と対向する側の面７２ｂ１と、保護部７０との間には、隙間７４が形成されている。

【0043】

このような保護部材１８を用いることで、プラズマによってスパッタリングされたチャンバ内壁の導電性物質が保護部７０の露出した露出面７０ａ、特に領域７０ａ１に到達しにくくなる。そのため、保護部７０の露出した露出面７０ａ、特に領域７０ａ１への導電性物質の付着量が抑制される。その結果、マイクロ波が領域７０ａ１を介してプラズマ室５８へ入射する際に生じうる、導電性物質によるマイクロ波の反射が抑制され、マイクロ波のプラズマチャンバ内への入射効率を所定の水準以上に長期間保つことが可能となる。

【0044】

図３は、図２に示す保護部材１８における保護部７０と遮蔽部７２との間の領域の部分拡大図である。図３に示す領域７０ａ１からはフランジ部７２ｂが邪魔になってプラズマ室５８の壁面が見えない。換言すると、領域７０ａ１は、フランジ部７２ｂの保護部７０と対向する側の角部７２ｂ２と、隣接するフランジ部７２ｂのプラズマ室５８側の角部７２ｂ３とを結んだ直線Ｌよりも、隙間７４の奥側に位置している。このように、遮蔽部７２は、保護部７０の露出した露出面７０ａの少なくとも一部の領域７０ａ１がプラズマ室５８の壁面のいずれから見ても見えないように構成されている。これにより、保護部７０の露出した露出面７０ａの少なくとも一部の領域７０ａ１への導電性物質７６の付着量が更に抑制され、マイクロ波の伝搬経路Ｘが維持される。なお、図３に示す保護部材１８は、露出面７０ａの少なくとも一部の領域７０ａ１だけではなく、隙間７４に面する突出部７２ａの外周面７２ａ１や、フランジ部７２ｂの保護部７０と対向する側の面７２ｂ１においても、導電性物質７６の付着量が抑制される。この場合、マイクロ波の伝搬経路は、突出部７２ａの外周面７２ａ１や、フランジ部７２ｂの保護部７０と対向する側の面７２ｂ１を介しても維持されることになる。このように、保護部７０および遮蔽部７２は、露出した面の少なくとも一部の領域（例えば、領域７０ａ１、外周面７２ａ１、面７２ｂ１）がプラズマ室５８側から直接見えないような形状で構成されているとよい。

【0045】

なお、本実施の形態に係る保護部材１８は、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、分解可能な複数のピースで構成されている。保護部材１８は、第１のカバーリング８０、第２のカバーリング８２、遮蔽リング８４、円柱状の遮蔽ブロック８６からなる。第１のカバーリング８０は、２つの半リング状の部材８０ａ，８０ｂに分割できる。また、第２のカバーリング８２は、２つの半リング状の部材８２ａ，８２ｂに分割できる。

【0046】

保護部材１８の組立て方法は以下の通りである。はじめに、遮蔽ブロック８６の側面を、第２のカバーリング８２を構成する２つの半リング状の部材８２ａ，８２ｂで挟み一体化し、遮蔽リング８４の中央の開口部に挿入する。遮蔽リング８４の内周部はテーパ面８４ａが形成されており、第２のカバーリング８２の外周部８２ｃと接することで、第２のカバーリング８２と遮蔽リング８４との位置決めがなされる。その状態で、遮蔽リング８４の側面を、第１のカバーリング８０を構成する２つの半リング状の部材８０ａ，８０ｂで挟み一体化し、保護部材１８が完成する。

【0047】

このように、保護部材１８は、一部の部品が交換が可能であり、例えば、比較的プラズマに曝されやすく損耗が激しい中央部に位置する遮蔽ブロック８６だけを交換することも可能となる。その結果、保護部材１８の全部を交換する場合と比較してランニングコストを低減できる。

【0048】

（第２〜第５の実施の形態）
以下の、各実施の形態におけるマイクロ波イオン源は、第１の実施の形態に係るマイクロ波イオン源１０と比較して、保護部材の形状が異なっている以外は大きな違いはない。したがって、保護部材以外の構成は、特段の説明がない場合は、第１の実施の形態に係るマイクロ波イオン源１０と同様の符号を付して説明を適宜省略する。

【0049】

図４は、第２の実施の形態に係るマイクロ波イオン源１００の構成を模式的に示した図である。保護部材１０２は、第１の実施の形態に係る保護部材１８と比較して、遮蔽部１０４のフランジ部１０４ａの長さ（幅）が長い。より詳述すると、フランジ部１０４ａの幅Ｗ１は、保護部１０６の露出している面１０６ａの幅Ｗ２の０．５倍以上が好ましい。これにより、保護部１０６の露出している面１０６ａにおいて、導電性物質が付着しにくい領域が広がる。

【0050】

図５は、第３の実施の形態に係るマイクロ波イオン源１１０の構成を模式的に示した図である。保護部材１１２は、第２の実施の形態に係る保護部１０６と比較して、保護部１１４のプラズマ室側に環状の凹部１１４ａが形成されており、少なくとも一部の領域１１４ａの厚みが薄くなっている。これにより、保護部材の材料費を低減できるとともに、保護部１１４をマイクロ波が通過する際の減衰を抑えることができる。また、保護部材１１２は、遮蔽部１０４のフランジ部１０４ａが凹部１１４ａの領域と重なるように構成されているため、プラズマ室５８から隙間７４へ向かう入口経路１１６が狭くなっている。そのため、プラズマによってスパッタリングされたチャンバ内壁の導電性物質は、隙間７４に侵入しにくくなり、隙間７４を囲む保護部１０６および遮蔽部１０４の露出面に到達しにくくなる。

【0051】

図６は、第４の実施の形態に係るマイクロ波イオン源１２０の構成を模式的に示した図である。保護部材１２２は、第２の実施の形態に係る遮蔽部１０４と比較して、遮蔽部１２４において、中央のフランジ部１２４ａを小さくするとともに、外周側に他のフランジ部１２４ｂを設けている。これにより、保護部材１２２が分割可能な場合、損耗や汚染の激しい中央部を交換する際の交換部品を小型化できる。

【0052】

図７は、第５の実施の形態に係るマイクロ波イオン源１３０の構成を模式的に示した図である。保護部材１３２は、第４の実施の形態に係る遮蔽部１２４と比較して、中央部ではなく、外周部から中心に向かってフランジ部１３４ａが設けられた遮蔽部１３４を有している。これにより、保護部材１３２が分割可能な場合、損耗や汚染の激しい中央部を交換する際の交換部品を小型化できる。

【0053】

以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。

【符号の説明】

【0054】

１０ マイクロ波イオン源、 １２ プラズマチャンバ、 １８ 保護部材、 ２４ 真空窓、 ３０ 導波管、 ５８ プラズマ室、 ６６ イオン引出開口、 ７０ 保護部、 ７０ａ 露出面、 ７０ａ１ 領域、 ７２ 遮蔽部、 ７２ａ 突出部、 ７２ｂ フランジ部、 ７４ 隙間、 ７６ 導電性物質、 ８０ 第１のカバーリング、 ８２ 第２のカバーリング、 ８４ 遮蔽リング、 ８６ 遮蔽ブロック。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】