JP2019169327A - Ion source, ion beam irradiation apparatus - Google Patents

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Abstract

To provide an ion source capable of changing a ratio of ions in an ion beam extracted with an inexpensive and simple configuration.SOLUTION: An ion source 1 includes: a plasma generation vessel 2; an opening H formed in the plasma generation vessel 2; a lid 5 in which a beam extraction hole 4 for extracting an ion beam through the opening H is formed; and an elastic body S that urges the lid 5 toward the plasma generation vessel 2 side. A spacer 8 is sandwiched between the lid 5 and the plasma generation vessel 2.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、イオンビームに含まれるイオンの比率を変えることのできるイオン源と当該イオン源を備えたイオンビーム照射装置に関する。   The present invention relates to an ion source capable of changing a ratio of ions contained in an ion beam and an ion beam irradiation apparatus including the ion source.

イオン源から引出されるイオンビーム中に含まれるイオンの比率を変えることのできるイオン源として、特許文献1に記載のイオン源が知られている。   As an ion source capable of changing the ratio of ions contained in an ion beam extracted from the ion source, an ion source described in Patent Document 1 is known.

特許文献1のイオン源は、P型、N型の半導体素子を製造するためのイオン化ガスの種類に応じてカソード位置を変更するための機構を有している。この機構でもって、カソード位置とプラズマ生成容器のイオン射出面との距離を変化させることで、イオンビーム中に含まれるイオンの比率を変化させている。
具体的に言えば、イオン化ガスがPHの場合には、生成されたプラズマ中の比較的質量が重いPH (xは1〜3の整数)の比率を増やすためにカソード位置をイオン射出面に近づける。一方、イオン化ガスがBF3の場合には、比較的質量の軽いBの比率を増やす為にPHの場合に比べてカソード位置をイオン射出面から遠ざけている。
The ion source of Patent Document 1 has a mechanism for changing the cathode position according to the type of ionized gas for manufacturing P-type and N-type semiconductor elements. With this mechanism, the ratio of the ions contained in the ion beam is changed by changing the distance between the cathode position and the ion emission surface of the plasma generation container.
Specifically, when the ionized gas is PH 3 , the cathode position is ion-injected in order to increase the ratio of PH x + (x is an integer of 1 to 3) having a relatively heavy mass in the generated plasma. Move closer to the surface. On the other hand, the ionized gas is in the case of BF3 is away from the ion exit surface of the cathode position than that of PH 3 to increase the relatively light mass B + ratio of.

しかしながら、上記カソード位置を変えるための操作は、大掛かりな機構が必要となるためにイオン源の費用が高額となることが懸念される。また、経時変化により脆くなったカソードを移動させていることから、カソードの移動に伴う衝撃により、カソードが折損してしまうことも懸念される。   However, since the operation for changing the cathode position requires a large-scale mechanism, there is a concern that the cost of the ion source becomes high. In addition, since the cathode that has become brittle due to a change with time is moved, there is a concern that the cathode may be broken by an impact accompanying the movement of the cathode.

特開2016−164894JP2006-164894A

本発明は、上記問題を解決すべくなされたものであり、安価かつ簡素な構成で引出されるイオンビーム中のイオンの比率を変えることのできるイオン源を提供することを期初の目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an ion source capable of changing the ratio of ions in an ion beam extracted with an inexpensive and simple configuration.

イオン源は、
プラズマ生成容器と、
前記プラズマ生成容器に形成された開口と、
前記開口を通してイオンビームを引き出すためのビーム引出孔が形成された蓋体と、
前記蓋体を前記プラズマ生成容器側に付勢する弾性体と、を備え、
前記蓋体と前記プラズマ生成容器との間に挟持されたスペーサーを有している。
The ion source is
A plasma generation vessel;
An opening formed in the plasma generation vessel;
A lid formed with a beam extraction hole for extracting an ion beam through the opening;
An elastic body that urges the lid toward the plasma generation container,
A spacer is sandwiched between the lid and the plasma generation container.

上記構成のイオン源であれば、蓋体とプラズマ生成容器との間に挟持されたスペーサーによって、比較的質量の軽いイオンを効率よく引き出すことが可能となる。一方、比較的質量の重いイオンを効率よく引き出す場合には、同スペーサーを外せばよい。
また、スペーサーを挟持するだけでいいので、従来のようにカソードを移動させるための複雑な機構を必要としない。これにより、イオン源の価格が安価で構成が簡素となる。さらに、カソードを移動させる構成ではないため、カソードの移動に伴うカソードの折損が生じないといった効果も奏する。
If it is an ion source of the said structure, it will become possible to extract ion with comparatively light mass efficiently by the spacer pinched | interposed between the cover body and the plasma production | generation container. On the other hand, in order to efficiently extract relatively heavy ions, the spacer may be removed.
In addition, since it is only necessary to sandwich the spacer, a complicated mechanism for moving the cathode as in the prior art is not required. As a result, the price of the ion source is low and the configuration is simple. Further, since the cathode is not moved, the cathode is not broken as the cathode moves.

イオン源の配置によっては、スペーサーのズレ落ちや蓋体の位置ズレの恐れがある。各部の位置決めを行うために、前記プラズマ生成容器と前記蓋体は位置決めピンで位置決めされていて、前記位置決めピンが前記スペーサーを貫通する構成とすることが望ましい。   Depending on the arrangement of the ion source, the spacer may be displaced or the lid may be displaced. In order to position each part, it is desirable that the plasma generation container and the lid are positioned by positioning pins, and the positioning pins pass through the spacers.

イオン源から引出されるイオンビームの分布を調整するには、
前記蓋体は、イオンビームの引出し方向に分割された第1の蓋体と第2の蓋体を備え、
一方の蓋体が単一のビーム引出孔を有し、
他方の蓋体が複数のビーム引出孔を有しており、
前記イオンビームの引出し方向からみて、前記単一のビーム引出孔が前記複数のビーム引出孔を包含している構成とすることが望ましい。
To adjust the distribution of the ion beam extracted from the ion source,
The lid includes a first lid and a second lid that are divided in the ion beam extraction direction,
One lid has a single beam extraction hole,
The other lid has a plurality of beam extraction holes,
It is desirable that the single beam extraction hole includes the plurality of beam extraction holes as viewed from the ion beam extraction direction.

上記構成であれば、一方の蓋体のビーム引出孔を複数にしているので、このビーム引出孔の分布を所望の分布にすることで、イオン源から引出されるイオンビームの分布を所望の分布に設定することが可能となる。
また、一方の蓋体のビーム引出孔が、他方の蓋体に形成された複数のビーム引出孔を包含するほどの大きさにしているために、各蓋体に複数のビーム引出孔を形成する場合に比べて、両者の位置合わせが簡便となる。
With the above configuration, since one lid has a plurality of beam extraction holes, the distribution of the ion beam extracted from the ion source can be set to a desired distribution by setting the distribution of the beam extraction holes to a desired distribution. It becomes possible to set to.
In addition, since the beam extraction hole of one lid is large enough to include the plurality of beam extraction holes formed in the other lid, a plurality of beam extraction holes are formed in each lid. Compared to the case, the positioning of both is simple.

さらに、イオン源からのイオンビームの引出し効率を向上するには、
前記複数のビーム引出孔が前記第1の蓋体に形成されていることが望ましい。
Furthermore, to improve the extraction efficiency of the ion beam from the ion source,
The plurality of beam extraction holes are preferably formed in the first lid.

上記構成であれば、第1の蓋体に形成されたビーム引出孔を介して引き出されたイオンビームが第2の蓋体に衝突して消失するのを防ぐことが出来る。   If it is the said structure, it can prevent that the ion beam pulled out through the beam extraction hole formed in the 1st cover body collides with a 2nd cover body, and lose | disappears.

スペーサーの取付け位置については、
前記スペーサーは、前記第1の蓋体と前記プラズマ容器との間に挟持されていることが望ましい。
For spacer mounting position,
The spacer is preferably sandwiched between the first lid and the plasma container.

イオン注入装置やイオンビームエッチング装置等のイオンビーム照射装置としては、
上記したイオン源を有する構成とする。
As ion beam irradiation devices such as ion implantation devices and ion beam etching devices,
The above-described ion source is used.

蓋体とプラズマ生成容器との間に挟持されたスペーサーによって、比較的質量の軽いイオンを効率よく引き出すことが可能となる。一方、比較的質量の重いイオンを効率よく引き出す場合には、同スペーサーを外せばよい。
また、スペーサーを挟持するだけでいいので、従来のようにカソードを移動させるための複雑な機構を必要としない。これにより、イオン源の価格が安価で構成が簡素となる。さらに、カソードを移動させる構成ではないため、カソードの移動に伴うカソードの折損が生じないといった効果も奏する。
With a spacer sandwiched between the lid and the plasma generation container, it is possible to efficiently extract ions having a relatively light mass. On the other hand, in order to efficiently extract relatively heavy ions, the spacer may be removed.
In addition, since it is only necessary to sandwich the spacer, a complicated mechanism for moving the cathode as in the prior art is not required. As a result, the price of the ion source is low and the configuration is simple. Further, since the cathode is not moved, the cathode is not broken as the cathode moves.

第一の実施形態に係るイオン源の断面図Sectional drawing of the ion source which concerns on 1st embodiment 第二の実施形態に係るイオン源の断面図Sectional drawing of the ion source which concerns on 2nd embodiment 図2のイオン源における各蓋体に形成されたイオンビーム引出孔の説明図Explanatory drawing of the ion beam extraction hole formed in each cover body in the ion source of FIG. 分割型の蓋体についての説明図Explanatory drawing about split type lid

図1は第一の実施形態に係るイオン源の断面図である。図示されるZ方向はイオン源1から引出されるイオンビームの引出し方向であり、Y方向は概略直方体形状のプラズマ生成容器2の長手方向である。X方向は、Z方向とY方向に直交する方向である。各方向の定義は、後述する図2、3についても同様である。   FIG. 1 is a sectional view of an ion source according to the first embodiment. The Z direction shown in the figure is the extraction direction of the ion beam extracted from the ion source 1, and the Y direction is the longitudinal direction of the plasma generation container 2 having a substantially rectangular parallelepiped shape. The X direction is a direction orthogonal to the Z direction and the Y direction. The definition of each direction is the same in FIGS.

プラズマ生成容器2の一面には、容器内部にBFやPH等のイオン化ガスを導入するためのガスポートGが設けられている。また、プラズマ生成容器2の別の面には、カソードCが取り付けられている。このカソードCは、容器内部に導入されたガスを電離して容器内部にプラズマを生成する為の電子を放出するフィラメントや板状のカソードとフィラメントの組み合わせからなる傍熱型のカソード等である。
さらに、プラズマ生成容器2の端部(Z方向側の端部)には、容器内部と容器外部とを連通する開口Hが形成されている。
A gas port G for introducing an ionized gas such as BF 3 or PH 3 is provided on one surface of the plasma generation container 2. Further, a cathode C is attached to another surface of the plasma generation container 2. The cathode C is a filament that emits electrons for ionizing the gas introduced into the container and generating plasma in the container, or an indirectly heated cathode made of a combination of a plate-like cathode and a filament.
Furthermore, an opening H that connects the inside of the container and the outside of the container is formed at the end of the plasma generation container 2 (end on the Z direction side).

このイオン源1は、電子衝撃型のイオン源でプラズマ生成容器2の外部には、容器内部の長手方向(Y方向)に沿った磁場を生成する図示されない電磁石を備えている。   The ion source 1 is an electron impact type ion source and includes an electromagnet (not shown) that generates a magnetic field along the longitudinal direction (Y direction) inside the container, outside the plasma generation container 2.

開口Hの下流側(Z方向側)には、開口Hを通して、所定エネルギーでイオンビームを引き出すための複数枚の電極が配置されている。
電極は、もっともプラズマ生成容器2側に配置された蓋体5と、それよりも下流に配置された引出電極系6で構成されている。各電極には、プラズマ生成容器2の開口Hに対応する位置にビーム引出孔4が形成されている。
On the downstream side (Z direction side) of the opening H, a plurality of electrodes for extracting an ion beam with a predetermined energy through the opening H are arranged.
The electrode is composed of a lid 5 arranged closest to the plasma generation container 2 and an extraction electrode system 6 arranged downstream thereof. In each electrode, a beam extraction hole 4 is formed at a position corresponding to the opening H of the plasma generation container 2.

プラズマ生成容器2の側壁には、Z方向で蓋体5と対向するように突起部Pが設けられている。この突起部Pと蓋体5との間にはコイルばねSが懸架されていて、蓋体5がコイルばねSでプラズマ生成容器2側に付勢されている。
なお、このコイルばねSは、プラズマ生成容器2の形状に合せて複数配置されていてもよい。本実施形態において、コイルばねSは、X方向でプラズマ生成容器2を挟んでY方向に複数設けられている。
Protrusions P are provided on the side wall of the plasma generation container 2 so as to face the lid 5 in the Z direction. A coil spring S is suspended between the projection P and the lid 5, and the lid 5 is urged toward the plasma generation container 2 by the coil spring S.
A plurality of the coil springs S may be arranged according to the shape of the plasma generation container 2. In the present embodiment, a plurality of coil springs S are provided in the Y direction with the plasma generation container 2 sandwiched in the X direction.

スペーサー8は、例えば、環状の部材であり、プラズマ生成容器2と蓋体5との間に挟持されている。プラズマ生成容器2、スペーサー8、蓋体5の間には、ボルト等の締結部材が使用されていない。このため、高温下での締結部材の焼き付きが防止できる。   The spacer 8 is, for example, an annular member, and is sandwiched between the plasma generation container 2 and the lid 5. A fastening member such as a bolt is not used between the plasma generation container 2, the spacer 8, and the lid 5. For this reason, the seizure of the fastening member at a high temperature can be prevented.

イオン源1の運搬時やイオン源1の取付け時に起こりうるスペーサー8や蓋体5の位置ズレを防止するために、プラズマ生成容器2と蓋体5を位置決めピン7で位置決めしておく構成とすることが望ましい。例えば、位置決めピン7がスペーサー8を貫通する構成を用いる。
図示される位置決めピン7は、プラズマ生成容器2の端面に取り付けられる構成であるが、蓋体5側に取り付けられるようにしておいてもよい。その場合、蓋体5側に形成されている位置決めピン7の収納用の凹部9は、プラズマ生成容器2の端面に形成されることになる。
In order to prevent the displacement of the spacer 8 and the lid 5 that may occur when the ion source 1 is transported or attached, the plasma generation container 2 and the lid 5 are positioned by the positioning pins 7. It is desirable. For example, a configuration in which the positioning pin 7 penetrates the spacer 8 is used.
The illustrated positioning pin 7 is configured to be attached to the end face of the plasma generation vessel 2, but may be attached to the lid 5 side. In that case, the recess 9 for housing the positioning pin 7 formed on the lid 5 side is formed on the end surface of the plasma generation vessel 2.

位置決めピン7をプラズマ生成容器2の端面に複数設ける場合、開口Hを挟んで対角位置に配置しておくことが望ましい。また、複数の位置決めピン7を設ける場合には、ある場所では蓋体5側に位置決めピン7を取り付けておき、別の場所ではプラズマ生成容器2側に位置決めピン7を取り付けておいてもよい。
なお、位置決めピン7まわりでの部材の回転による各部の位置ズレが軽微なものであれば、位置決めピン7の本数を1本とすることもできる。
In the case where a plurality of positioning pins 7 are provided on the end face of the plasma generation container 2, it is desirable to arrange them at diagonal positions across the opening H. When a plurality of positioning pins 7 are provided, the positioning pins 7 may be attached to the lid 5 side in a certain place, and the positioning pins 7 may be attached to the plasma generation container 2 side in another place.
Note that the number of positioning pins 7 may be one if the positional deviation of each part due to the rotation of the member around the positioning pins 7 is slight.

図1記載のイオン源1の構成では、カソードC近傍に密度の濃いプラズマが生成される。プラズマ中に含まれるイオンは、容器内に生成された磁場中を螺旋運動しながら進行する。このときの旋回半径は、質量の重いイオンほど大きくなる。   In the configuration of the ion source 1 shown in FIG. 1, a dense plasma is generated in the vicinity of the cathode C. Ions contained in the plasma travel while spirally moving in the magnetic field generated in the container. At this time, the turning radius increases as the mass of the ion increases.

本実施形態に示すように、スペーサー8を設けることにより、蓋体5とカソードCとの距離が長くなる。この距離が長くなれば、蓋体5とカソードCとの間で許容できるイオンの旋回半径が大きくなるが、他の場所(例えば、X方向におけるカソードCとプラズマ生成容器2の内壁面との間)での距離は変化していないので、大きな旋回半径で螺旋運動している比較的質量の重いイオンがプラズマ生成容器2の内壁面に衝突して消滅する。   As shown in the present embodiment, the distance between the lid 5 and the cathode C is increased by providing the spacer 8. If this distance becomes longer, the allowable ion turning radius between the lid 5 and the cathode C becomes larger, but the other place (for example, between the cathode C and the inner wall surface of the plasma generation vessel 2 in the X direction). ) Does not change, ions having a relatively large mass that spirally move with a large turning radius collide with the inner wall surface of the plasma generation vessel 2 and disappear.

その結果、プラズマ生成容器2から引出されるイオンビームに含まれる比較的質量の重いイオンの比率が減るので、比較的質量の軽いイオンを効率よく引き出すことが可能となる。
一方、比較的質量の重いイオンを効率よく引き出したい場合には、挟持されているスペーサー8を外すだけでよい。
この構成を用いることにより、従来技術のようにカソードを移動させるための機構が不要となるので、装置価格が安価で構成が簡素となる。また、カソードを移動させることによるカソードの折損も生じない。
As a result, the proportion of ions with a relatively high mass contained in the ion beam extracted from the plasma generation container 2 is reduced, so that ions with a relatively low mass can be efficiently extracted.
On the other hand, when it is desired to efficiently extract ions having a relatively heavy mass, it is only necessary to remove the sandwiched spacer 8.
By using this configuration, a mechanism for moving the cathode as in the prior art becomes unnecessary, so that the apparatus price is low and the configuration is simple. Further, the cathode is not broken by moving the cathode.

図2は第二の実施形態に係るイオン源の断面図である。図1との相違点は、蓋体5をイオンビームの引出し方向に分割された第1の蓋体51と第2の蓋体52で構成している点にある。
各蓋体51、52には、ビーム引出孔4が形成されているが、一方の蓋体には単一のビーム引出孔が形成されていて、他方の蓋体には複数のビーム引出孔が形成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view of an ion source according to the second embodiment. The difference from FIG. 1 is that the lid 5 is composed of a first lid 51 and a second lid 52 that are divided in the ion beam extraction direction.
Each lid 51, 52 has a beam extraction hole 4, but one lid has a single beam extraction hole, and the other lid has a plurality of beam extraction holes. Is formed.

ビーム引出孔4の具体例を挙げれば、図3に示す構成となる。図3は、各蓋体51、52をZ方向側からみたときのものである。例えば、第1の蓋体51には2つのビーム引出孔41が形成されている。これらのビーム引出孔41は、図3の右側に破線で描かれているように、第2の蓋体52に形成された単一のビーム引出孔4に包含されている。
なお、第2の蓋体52のZ方向側に配置されている引出電極系6を構成する各電極にも第2の蓋体52のビーム引出孔4と同様の単一のビーム引出孔が形成されている。
If the specific example of the beam extraction hole 4 is given, it will become the structure shown in FIG. FIG. 3 shows the lids 51 and 52 as viewed from the Z direction side. For example, two beam extraction holes 41 are formed in the first lid 51. These beam extraction holes 41 are included in a single beam extraction hole 4 formed in the second lid 52, as depicted by a broken line on the right side of FIG.
A single beam extraction hole similar to the beam extraction hole 4 of the second lid 52 is also formed in each electrode constituting the extraction electrode system 6 disposed on the Z direction side of the second lid 52. Has been.

図3に示すように、一方の蓋体のビーム引出孔を複数とし、他方の蓋体のビーム引出孔がこれらのビーム引出孔を包含するような大きさをもつものにしておけば、一方の蓋体に形成された複数のビーム引出孔を所定分布にすることで、イオン源1から引出されるイオンビームの分布を所定のものに設定することが可能となる。
また、他方の蓋体のビーム引出孔を、一方の蓋体に形成された複数のビーム引出孔を包含するほどの大きさとしているため、各蓋体に複数のビーム引出孔を形成する場合に比べて、両者の位置合わせが簡便となる等のメリットを奏する。
As shown in FIG. 3, if one beam has a plurality of beam extraction holes and the other cover has such a size that the beam extraction holes include these beam extraction holes, By setting the plurality of beam extraction holes formed in the lid to a predetermined distribution, the distribution of the ion beam extracted from the ion source 1 can be set to a predetermined one.
In addition, since the beam extraction hole of the other lid is large enough to include a plurality of beam extraction holes formed in one lid, when forming a plurality of beam extraction holes in each lid Compared to the above, there are advantages such as simple alignment of both.

イオンビームの引出し効率を考慮すれば、複数のビーム引出孔は第1の蓋体51に形成されていることが望ましい。プラズマから遠い側にある第2の蓋体52に複数のビーム引出孔4を形成し、プラズマに近い側の第1の蓋体51に単一のビーム引出孔4を形成した場合、第1の蓋体51のビーム引出孔4を通過したイオンビームの一部は第2の蓋体52に衝突して、消失してしまう。   In consideration of ion beam extraction efficiency, the plurality of beam extraction holes are preferably formed in the first lid 51. When a plurality of beam extraction holes 4 are formed in the second lid 52 on the side far from the plasma, and a single beam extraction hole 4 is formed in the first lid 51 on the side near the plasma, the first A part of the ion beam that has passed through the beam extraction hole 4 of the lid 51 collides with the second lid 52 and disappears.

上記したイオンビームの消失を避けるという点では、複数のビーム引出孔をいずれかの蓋体に形成する場合、第1の蓋体51に複数のビーム引出孔を形成しておく方がよい。なお、図3では、Y方向に長いリボンビームをイオン源から引出すことを想定しているために、第1の蓋体51のビーム引出孔41をY方向に並べて配置しているが、ビーム引出孔の並べ方についてはイオン源1から引出されるイオンビームの形状に合せて適宜変更してもよい。
また、Z方向での蓋体の分割数は2つに限ることなく、2つ以上に分割しておいてもよい。
In order to avoid the disappearance of the ion beam, it is preferable to form a plurality of beam extraction holes in the first lid 51 when forming a plurality of beam extraction holes in any one of the lids. In FIG. 3, since it is assumed that a ribbon beam long in the Y direction is extracted from the ion source, the beam extraction holes 41 of the first lid 51 are arranged side by side in the Y direction. The arrangement of the holes may be appropriately changed according to the shape of the ion beam drawn from the ion source 1.
Further, the number of divisions of the lid in the Z direction is not limited to two, and the lid may be divided into two or more.

上述した実施形態では、外形が略直方体形状のプラズマ生成容器を例に挙げて説明したが、容器の形状は円柱や立方体等、様々な形状を採用してもよい。また、ビーム引出孔4はY方向に長い孔として説明したが、X方向に長い孔であってもよい。さらに、Z方向からみたときの形状が円形や正方形といった形状をしていてもよい。   In the above-described embodiment, the plasma generation container having an approximately rectangular parallelepiped shape has been described as an example, but various shapes such as a cylinder and a cube may be adopted as the shape of the container. Moreover, although the beam extraction hole 4 has been described as a hole long in the Y direction, it may be a hole long in the X direction. Furthermore, the shape when viewed from the Z direction may be a circular shape or a square shape.

スペーサー8としては一体の構造物が想定されているが、例えば、厚み(Z方向での寸法)が同じ2つ以上の複数の部材で構成されていてもよい。
また、厚みの異なるスペーサーを複数用意しておいて、カソードCと蓋体5との距離を段階的に設定できるようにしておいてもよい。
Although an integral structure is assumed as the spacer 8, for example, it may be composed of two or more members having the same thickness (dimension in the Z direction).
Alternatively, a plurality of spacers having different thicknesses may be prepared so that the distance between the cathode C and the lid 5 can be set stepwise.

本発明のイオン源は、イオンビーム照射装置として知られているイオン注入装置やイオンビームエッチング装置で使用してもよい。例えば、イオン注入装置で用いる場合、P型及びN型の半導体素子を製造するにあたって、1つのスペーサーを用意しておいてスペーサーの有無と、各半導体素子を製造するときのカソード位置とを対応させておくことが考えられる。   The ion source of the present invention may be used in an ion implantation apparatus or ion beam etching apparatus known as an ion beam irradiation apparatus. For example, when used in an ion implantation apparatus, when manufacturing P-type and N-type semiconductor elements, one spacer is prepared, and the presence or absence of the spacer is made to correspond to the cathode position when manufacturing each semiconductor element. It is possible to keep it.

プラズマ生成容器2の突起部Pと蓋体5とをコイルばねSでつなぐ構成を採用していたが、本発明のイオン源はこの構成に限られるわけではない。例えば、イオン源1が配置されるフランジ内で、フランジ内壁に板ばねを取り付けておき、板ばねでもって蓋体5のZ方向側端面をプラズマ生成容器側に付勢する構成としてもよい。   Although the structure which connects the projection part P of the plasma production container 2 and the cover body 5 with the coil spring S was employ | adopted, the ion source of this invention is not necessarily restricted to this structure. For example, a configuration may be adopted in which a leaf spring is attached to the inner wall of the flange in which the ion source 1 is disposed, and the end surface on the Z direction side of the lid 5 is urged toward the plasma generation container with the leaf spring.

カソードCは、電子を放出するものであればよく、プラズマ生成容器内に所定エネルギーの電子を放出する電子銃を用いてもよい。また、カソードCの配置については、プラズマ生成容器の内外のいずれに配置されていてもよい。   The cathode C only needs to emit electrons, and an electron gun that emits electrons of a predetermined energy may be used in the plasma generation container. Further, the cathode C may be arranged either inside or outside the plasma generation container.

第1および第2の蓋体51、52は、図3に示す1つの部材で構成されていてもいいが、各蓋体を複数の部材で構成しておいてもよい。図4に、蓋体5を複数の部材で構成した例を示す。図4(A)に示す複数の部材(5A〜5D)を用意しておき、図4(B)、図4(C)に示すように組み合わせることで、種々のビーム引出孔を有する蓋体を構成してもよい。
また、例示した分割構造の蓋体であれば、プラズマやイオンビームによるスパッタによって蓋体が部分的に損耗した場合には、該当部位のみを交換する等の点でメリットを有する。
Although the 1st and 2nd cover bodies 51 and 52 may be comprised by one member shown in FIG. 3, you may comprise each cover body by the some member. FIG. 4 shows an example in which the lid 5 is composed of a plurality of members. A plurality of members (5A to 5D) shown in FIG. 4 (A) are prepared and combined as shown in FIGS. 4 (B) and 4 (C), so that lids having various beam extraction holes can be obtained. It may be configured.
In addition, the lid body having the illustrated divided structure has an advantage in that, for example, when the lid body is partially worn by sputtering by plasma or ion beam, only the corresponding part is replaced.

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。   In addition, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

1.イオン源
2.プラズマ生成容器
3.開口
4.ビーム引出孔
5.蓋体
51.第1の蓋体
52.第2の蓋体
6.引出電極系
7.位置決めピン
8.スペーサー
9.凹部
C.カソード
G.ガスポート
P.突起部
S.弾性体
1. Ion source 2. 2. Plasma generation container Opening 4. 4. Beam extraction hole Lid 51. First lid 52. Second lid body 6. Extraction electrode system 7. Positioning pin8. Spacer 9. Recess C. Cathode G. Gas port P.I. Projection S. Elastic body

Claims (6)

プラズマ生成容器と、
前記プラズマ生成容器に形成された開口と、
前記開口を通してイオンビームを引き出すためのビーム引出孔が形成された蓋体と、
前記蓋体を前記プラズマ生成容器側に付勢する弾性体と、を備え、
前記蓋体と前記プラズマ生成容器との間に挟持されたスペーサーを有するイオン源。
A plasma generation vessel;
An opening formed in the plasma generation vessel;
A lid formed with a beam extraction hole for extracting an ion beam through the opening;
An elastic body that urges the lid toward the plasma generation container,
An ion source having a spacer sandwiched between the lid and the plasma generation container.
前記プラズマ生成容器と前記蓋体は位置決めピンで位置固定されていて、
前記位置決めピンが前記スペーサーを貫通する請求項1記載のイオン源
The plasma generation container and the lid are fixed with positioning pins,
The ion source according to claim 1, wherein the positioning pin passes through the spacer.
前記蓋体は、イオンビームの引出し方向に分割された第1の蓋体と第2の蓋体を備え、
一方の蓋体が単一のビーム引出孔を有し、
他方の蓋体が複数のビーム引出孔を有しており、
前記イオンビームの引出し方向からみて、前記単一のビーム引出孔が前記複数のビーム引出孔を包含している請求項1または2記載のイオン源。
The lid includes a first lid and a second lid that are divided in the ion beam extraction direction,
One lid has a single beam extraction hole,
The other lid has a plurality of beam extraction holes,
The ion source according to claim 1, wherein the single beam extraction hole includes the plurality of beam extraction holes as viewed from the extraction direction of the ion beam.
前記複数のビーム引出孔が前記第1の蓋体に形成されている請求項3記載のイオン源。   The ion source according to claim 3, wherein the plurality of beam extraction holes are formed in the first lid. 前記スペーサーは、前記第1の蓋体と前記プラズマ容器との間に挟持されている請求項3または4記載のイオン源。   The ion source according to claim 3 or 4, wherein the spacer is sandwiched between the first lid and the plasma container. 請求項1乃至5のいずれかに記載のイオン源を有するイオンビーム照射装置。   An ion beam irradiation apparatus comprising the ion source according to claim 1.
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