JP7325597B2 - Ion generator and ion implanter - Google Patents

Ion generator and ion implanter Download PDF

Info

Publication number
JP7325597B2
JP7325597B2 JP2022196812A JP2022196812A JP7325597B2 JP 7325597 B2 JP7325597 B2 JP 7325597B2 JP 2022196812 A JP2022196812 A JP 2022196812A JP 2022196812 A JP2022196812 A JP 2022196812A JP 7325597 B2 JP7325597 B2 JP 7325597B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion
cathode
arc chamber
repeller
ion generator
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.)
Active
Application number
JP2022196812A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023025239A (en
Inventor
秀太 越智
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.)
Sumitomo Heavy Industries Ion Technology Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ion Technology Co Ltd
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
Priority claimed from JP2019049842A external-priority patent/JP7194053B2/en
Application filed by Sumitomo Heavy Industries Ion Technology Co Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Industries Ion Technology Co Ltd
Priority to JP2022196812A priority Critical patent/JP7325597B2/en
Publication of JP2023025239A publication Critical patent/JP2023025239A/en
Priority to JP2023125383A priority patent/JP7464781B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7325597B2 publication Critical patent/JP7325597B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、イオン生成装置およびそれを含むイオン注入装置に関する。 The present invention relates to an ion generator and an ion implanter including the same.

半導体製造工程では、半導体の導電性を変化させる目的、半導体の結晶構造を変化させる目的などのため、半導体ウェハにイオンを注入する工程が標準的に実施されている。この工程で使用される装置は、一般にイオン注入装置と呼ばれる。このようなイオン注入装置では、傍熱型のカソード構造と、アークチャンバとを備えたイオン生成装置によってイオンが生成される。生成されたイオンは、引出電極を通じてアークチャンバの外に引き出される。 2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing process, a process of implanting ions into a semiconductor wafer is standardly performed for the purpose of changing the conductivity of the semiconductor, changing the crystal structure of the semiconductor, and the like. The equipment used in this process is commonly called an ion implanter. In such an ion implanter, ions are generated by an ion generator having an indirectly heated cathode structure and an arc chamber. The generated ions are drawn out of the arc chamber through the extraction electrode.

特開平8-227688号公報JP-A-8-227688

近年、ウェハ表面のより深い領域にイオン注入するために高エネルギーイオンビームの生成が求められることがある。高エネルギーイオンビームを生成するには、イオン生成装置にて多価イオンを生成し、多価イオンを直流加速機構や高周波加速機構(例えば線形加速機構)を利用して加速することが必要となる。イオン生成装置にて十分な量の多価イオンを生成する場合には、アーク電圧やアーク電流をより大きくする必要があり、アークチャンバの損耗やアークチャンバと引出電極の間の放電がより顕著となりうる。このような条件下では、アークチャンバの損耗による汚染物混入や、放電による装置の損傷等が問題となりうる。 In recent years, there has been a desire to generate high energy ion beams to implant ions deeper into the wafer surface. In order to generate a high-energy ion beam, it is necessary to generate multiply-charged ions in an ion generator and accelerate the multiply-charged ions using a DC acceleration mechanism or a high-frequency acceleration mechanism (for example, a linear acceleration mechanism). . In order to generate a sufficient amount of multiply-charged ions in the ion generator, it is necessary to increase the arc voltage and arc current. sell. Under such conditions, problems such as contamination due to wear of the arc chamber and damage to the apparatus due to electrical discharge can occur.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、より多くの多価イオンを生成する条件下での汚染物混入および放電による損傷を抑制しうるイオン生成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an ion generator capable of suppressing damage due to contamination and discharge under conditions that generate more multiply charged ions.

本発明のある態様のイオン生成装置は、プラズマ生成空間を区画するアークチャンバと、プラズマ生成空間に向けて熱電子を放出するカソードと、プラズマ生成空間を挟んでカソードと対向するリペラーと、を備える。アークチャンバは、前面が開口する箱形の本体部と、本体部の前面に取り付けられ、イオンを引き出すためのフロントスリットが設けられるスリット部材とを有する。プラズマ生成空間に露出する本体部の内面が高融点金属材料で構成され、プラズマ生成空間に露出するスリット部材の内面がグラファイトで構成される。 An ion generator according to one aspect of the present invention includes an arc chamber that defines a plasma generation space, a cathode that emits thermoelectrons toward the plasma generation space, and a repeller that faces the cathode across the plasma generation space. . The arc chamber has a box-shaped body portion with an open front surface, and a slit member attached to the front surface of the body portion and provided with a front slit for extracting ions. The inner surface of the main body exposed to the plasma generating space is made of a high melting point metal material, and the inner surface of the slit member exposed to the plasma generating space is made of graphite.

本発明の別の態様は、イオン注入装置である。このイオン注入装置は、ある態様のイオン生成装置と、イオン生成装置から引き出されるイオンビームを1MeV以上のエネルギーに加速させるビーム加速装置と、ビーム加速装置から出射されるイオンビームがウェハに照射される注入処理室と、を備える。 Another aspect of the invention is an ion implanter. This ion implanter comprises an ion generator of a certain mode, a beam accelerator that accelerates an ion beam extracted from the ion generator to an energy of 1 MeV or more, and a wafer that is irradiated with the ion beam emitted from the beam accelerator. and an injection process chamber.

なお、以上の構成要素の任意の組合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。 It should be noted that arbitrary combinations of the above-described constituent elements and mutual replacement of the constituent elements and expressions of the present invention in methods, devices, systems, etc. are also effective as aspects of the present invention.

本発明によれば、高純度の多価イオンを安定的に生成可能なイオン生成装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ion generator which can produce|generate highly pure multiply charged ion stably can be provided.

実施の形態に係るイオン注入装置の概略構成を示す上面図である。1 is a top view showing a schematic configuration of an ion implanter according to an embodiment; FIG. 実施の形態に係るイオン生成装置の概略構成を示す断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows schematic structure of the ion generator which concerns on embodiment. スリット部材の外面側の概略構成を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a schematic configuration of the outer surface side of the slit member; スリット部材の内面側の概略構成を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a schematic configuration of the inner surface side of the slit member; アークチャンバの概略構成を示す断面図である。It is a sectional view showing a schematic structure of an arc chamber. アークチャンバの概略構成を示す断面図である。It is a sectional view showing a schematic structure of an arc chamber. アークチャンバの概略構成を示す断面図である。It is a sectional view showing a schematic structure of an arc chamber. スリット部材の固定方法を概略的に示す側面図である。FIG. 4 is a side view schematically showing a method of fixing the slit member; スリット部材の固定方法を概略的に示す側面図である。FIG. 4 is a side view schematically showing a method of fixing the slit member;

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。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted as appropriate. Moreover, the configuration described below is an example and does not limit the scope of the present invention.

図1は、実施の形態に係るイオン注入装置100の概略構成を示す上面図である。イオン注入装置100は、いわゆる高エネルギーイオン注入装置である。イオン注入装置100は、イオン生成装置10で発生させたイオンを引き出して加速することでイオンビームIBを生成し、イオンビームIBをビームラインに沿って被処理物(例えば基板またはウェハW)まで輸送し、被処理物にイオンを注入する。 FIG. 1 is a top view showing a schematic configuration of an ion implanter 100 according to an embodiment. The ion implanter 100 is a so-called high energy ion implanter. The ion implanter 100 extracts and accelerates ions generated by the ion generator 10 to generate an ion beam IB, and transports the ion beam IB along the beam line to an object to be processed (eg, substrate or wafer W). and implant ions into the object to be processed.

イオン注入装置100は、イオンを生成して質量分離するビーム生成ユニット12と、イオンビームIBをさらに加速して高エネルギーイオンビームにするビーム加速ユニット14と、高エネルギーイオンビームのエネルギー分析、エネルギー分散の制御、軌道補正を行うビーム偏向ユニット16と、分析された高エネルギーイオンビームをウェハWまで輸送するビーム輸送ユニット18と、輸送された高エネルギーイオンビームを半導体ウェハに注入する基板搬送処理ユニット20とを備える。 The ion implanter 100 includes a beam generation unit 12 that generates and mass separates ions, a beam acceleration unit 14 that further accelerates the ion beam IB into a high energy ion beam, energy analysis and energy dispersion of the high energy ion beam. A beam deflection unit 16 for controlling and trajectory correction, a beam transport unit 18 for transporting the analyzed high-energy ion beam to the wafer W, and a substrate transport processing unit 20 for implanting the transported high-energy ion beam into a semiconductor wafer. and

ビーム生成ユニット12は、イオン生成装置10と、引出電極11と、質量分析装置22と、を有する。ビーム生成ユニット12では、イオン生成装置10から引出電極11を通してイオンが引き出されると同時に加速され、引出加速されたイオンビームは質量分析装置22により質量分析される。質量分析装置22は、質量分析磁石22a、質量分析スリット22bを有する。質量分析装置22による質量分析の結果、注入に必要なイオン種が選別され、選別されたイオン種のイオンビームは、次のビーム加速ユニット14に導かれる。 The beam generation unit 12 has an ion generator 10 , an extraction electrode 11 and a mass spectrometer 22 . In the beam generation unit 12 , ions are extracted from the ion generator 10 through the extraction electrode 11 and accelerated at the same time. The mass spectrometer 22 has a mass analysis magnet 22a and a mass analysis slit 22b. As a result of mass analysis by the mass spectrometer 22 , ion species necessary for implantation are selected, and ion beams of the selected ion species are guided to the next beam acceleration unit 14 .

ビーム加速ユニット14は、イオンビームの加速を行う複数の線形加速装置、すなわち、一つ以上の高周波共振器を備えている。ビーム加速ユニット14は、高周波(RF)電場の作用によりイオンを加速する高周波加速機構である。ビーム加速ユニット14は、基本的な複数段の高周波共振器を備える第1線形加速器15aと、高エネルギーイオン注入用の追加の複数段の高周波共振器を備える第2線形加速器15bとを備える。ビーム加速ユニット14により加速されたイオンビームは、ビーム偏向ユニット16により方向が変化させられる。 The beam acceleration unit 14 comprises a plurality of linear accelerators, ie one or more high frequency resonators, for accelerating ion beams. The beam acceleration unit 14 is a radio frequency acceleration mechanism that accelerates ions by the action of radio frequency (RF) electric fields. The beam acceleration unit 14 comprises a first linear accelerator 15a with a basic multi-stage radio frequency resonator and a second linear accelerator 15b with an additional multi-stage radio frequency resonator for high energy ion implantation. The ion beam accelerated by the beam acceleration unit 14 is redirected by the beam deflection unit 16 .

ビーム加速ユニット14から出射される高エネルギーイオンビームは、ある範囲のエネルギー分布を持っている。このため、ビーム加速ユニット14の下流で高エネルギーのイオンビームを往復走査および平行化させてウェハに照射するためには、事前に高い精度のエネルギー分析と、軌道補正及びビームの収束/発散の調整を実施しておくことが必要となる。 A high-energy ion beam emitted from the beam acceleration unit 14 has a certain range of energy distribution. Therefore, in order to reciprocate and parallelize the high-energy ion beam downstream of the beam acceleration unit 14 to irradiate the wafer, high-precision energy analysis, trajectory correction, and beam convergence/divergence adjustment are required in advance. must be implemented.

ビーム偏向ユニット16は、高エネルギーイオンビームのエネルギー分析、エネルギー分散の制御、軌道補正を行う。ビーム偏向ユニット16は、少なくとも二つの高精度偏向電磁石と、少なくとも一つのエネルギー幅制限スリットと、少なくとも一つのエネルギー分析スリットと、少なくとも一つの横収束機器とを備える。複数の偏向電磁石は、高エネルギーイオンビームのエネルギー分析と、イオン注入角度の精密な補正とを行うよう構成されている。 The beam deflection unit 16 performs energy analysis of the high-energy ion beam, energy dispersion control, and trajectory correction. The beam deflection unit 16 comprises at least two precision deflection magnets, at least one energy width limiting slit, at least one energy analysis slit and at least one transverse focusing device. A plurality of bending magnets are configured for energy analysis of the high energy ion beam and precise correction of the ion implantation angle.

ビーム偏向ユニット16は、エネルギー分析電磁石24と、エネルギー分散を抑制する横収束四重極レンズ26と、エネルギー分析スリット28と、ステアリング(イオンビームの軌道補正)を提供する偏向電磁石30とを有する。なお、エネルギー分析電磁石24は、エネルギーフィルタ電磁石(EFM)と呼ばれることもある。高エネルギーイオンビームは、ビーム偏向ユニット16によって方向転換され、ウェハWの方向へ向かう。 The beam deflection unit 16 has an energy analyzing electromagnet 24, a transverse focusing quadrupole lens 26 that suppresses energy dispersion, an energy analyzing slit 28, and a deflection electromagnet 30 that provides steering (trajectory correction of the ion beam). Note that the energy analyzing electromagnet 24 is sometimes called an energy filtering electromagnet (EFM). The high-energy ion beam is redirected by the beam deflection unit 16 towards the wafer W. FIG.

ビーム輸送ユニット18は、ビーム偏向ユニット16から出たイオンビームIBを輸送するビームライン装置であり、収束/発散レンズ群から構成されるビーム整形器32と、ビーム走査器34と、ビーム平行化器36と、最終エネルギーフィルタ38(最終エネルギー分離スリットを含む)とを有する。ビーム輸送ユニット18の長さは、ビーム生成ユニット12とビーム加速ユニット14とを合計した長さに合わせて設計されており、ビーム偏向ユニット16で結ばれて、全体でU字状のレイアウトを形成する。 The beam transport unit 18 is a beamline device that transports the ion beam IB emitted from the beam deflection unit 16, and includes a beam shaper 32 composed of a converging/diverging lens group, a beam scanner 34, and a beam collimator. 36 and a final energy filter 38 (including a final energy separation slit). The length of the beam transport unit 18 is designed to match the total length of the beam generation unit 12 and the beam acceleration unit 14, and is connected by the beam deflection unit 16 to form a U-shaped layout as a whole. do.

ビーム輸送ユニット18の下流側の終端には、基板搬送処理ユニット20が設けられる。基板搬送処理ユニット20は、注入処理室42と、基板搬送部44とを含む。注入処理室42には、イオン注入中のウェハWを保持し、ウェハWをビーム走査方向と直角方向に動かすプラテン駆動装置40が設けられる。基板搬送部44には、イオン注入前のウェハWを注入処理室42に搬入し、イオン注入済のウェハWを注入処理室42から搬出するための搬送ロボットなどのウェハ搬送機構が設けられる。 A substrate transfer processing unit 20 is provided at the downstream end of the beam transport unit 18 . The substrate transport processing unit 20 includes an implant processing chamber 42 and a substrate transport section 44 . The implantation processing chamber 42 is provided with a platen driving device 40 that holds the wafer W being ion-implanted and moves the wafer W in a direction perpendicular to the beam scanning direction. The substrate transfer unit 44 is provided with a wafer transfer mechanism such as a transfer robot for transferring the wafer W before ion implantation into the implantation processing chamber 42 and for carrying out the ion-implanted wafer W from the implantation processing chamber 42 .

イオン生成装置10は、例えば、硼素(B)、リン(P)または砒素(As)の多価イオンを生成するよう構成される。ビーム加速ユニット14は、イオン生成装置10から引き出される多価イオンを加速させ、1MeV以上または4MeV以上の高エネルギーイオンビームを生成する。多価イオン(例えば2価、3価、4価以上)を加速させることで、1価のイオンを加速させる場合よりも効率的に高エネルギーイオンビームを生成できる。 Ion generator 10 is configured to generate multiply charged ions of, for example, boron (B), phosphorus (P), or arsenic (As). The beam acceleration unit 14 accelerates multiply charged ions extracted from the ion generator 10 to generate a high energy ion beam of 1 MeV or more or 4 MeV or more. Accelerating multiply charged ions (eg, divalent, trivalent, quadrivalent or higher) can produce a high energy ion beam more efficiently than accelerating singly charged ions.

ビーム加速ユニット14は、図示するような二段式の線形加速装置ではなく、全体が一つの線形加速装置として構成されてもよいし、三段以上の線形加速装置に分かれて実装されてもよい。また、ビーム加速ユニット14が他の任意の形式の加速装置で構成されてもよく、例えば直流加速機構を備えてもよい。本実施の形態は、特定のイオン加速方式には限定されず、1MeV以上または4MeV以上の高エネルギーイオンビームを生成可能であれば任意のビーム加速装置を採用することができる。 The beam acceleration unit 14 may be configured as one linear accelerator as a whole instead of a two-stage linear accelerator as shown, or may be divided into three or more stages of linear accelerators and mounted. . The beam acceleration unit 14 may also consist of any other type of acceleration device, for example it may comprise a DC acceleration mechanism. This embodiment is not limited to a specific ion acceleration method, and any beam accelerator capable of generating a high-energy ion beam of 1 MeV or more or 4 MeV or more can be adopted.

高エネルギーのイオン注入によれば、1MeV未満のエネルギーのイオン注入に比べてより高エネルギーで所望の不純物イオンがウェハ表面に打ち込まれるので、ウェハ表面のより深い領域(例えば深さ5μm以上)に所望の不純物を注入することができる。高エネルギーイオン注入の用途は、例えば、最新のイメージセンサ等の半導体デバイス製造におけるP型領域および/またはN型領域の形成である。 High-energy ion implantation implants desired impurity ions into the wafer surface with higher energy than ion implantation with an energy of less than 1 MeV. impurities can be implanted. An application of high-energy ion implantation is, for example, the formation of P-type and/or N-type regions in the manufacture of semiconductor devices such as modern image sensors.

本実施の形態に係るイオン生成装置10は、いわゆる傍熱型カソード(IHC;Indirecvtly Heated Cathode)を用いる形式であり、アークチャンバ内でアーク放電を発生させて多価イオンを生成する。多価イオンを生成するためには、原子からより多くの電子を剥ぎ取るためにアーク電圧やアーク電流を大きくする必要がある。このようなアーク条件では、アークチャンバ内部の損耗が激しくなり、アークチャンバの内壁を構成する部材の一部もイオン化されてアークチャンバの外部に引き出される可能性が高くなる。その結果、アークチャンバの構成部材が汚染物として混入したイオンビームIBがウェハWに注入され、ウェハWに形成される半導体素子の特性に影響を及ぼすおそれがある。 The ion generator 10 according to the present embodiment is of a type using a so-called indirectly heated cathode (IHC), and generates arc discharge in an arc chamber to generate multiply charged ions. In order to generate multiply charged ions, it is necessary to increase the arc voltage and arc current in order to strip more electrons from the atoms. Under such arc conditions, the inside of the arc chamber is worn away, and there is a high possibility that some of the members forming the inner wall of the arc chamber are also ionized and pulled out of the arc chamber. As a result, the ion beam IB mixed with the constituent members of the arc chamber as contaminants is injected into the wafer W, which may affect the characteristics of the semiconductor devices formed on the wafer W.

また、アーク電圧やアーク電流が大きい条件下では、アークチャンバから引き出されるイオンの量が多くなり、アークチャンバと引出電極の間で放電が発生しやすくなる。放電の発生態様によってはアークチャンバが損傷するおそれがあり、放電や損傷が頻発する場合にはアークチャンバの寿命が短くなることから、頻繁に装置をメンテナンスする必要が生じる。そうすると、イオン注入装置100の稼働率が低下し、半導体デバイスの生産効率が低下してしまう。 Also, under conditions where the arc voltage and arc current are high, the amount of ions extracted from the arc chamber increases, and discharge is likely to occur between the arc chamber and the extraction electrode. Depending on how the discharge occurs, the arc chamber may be damaged. Frequent occurrence of discharge or damage shortens the life of the arc chamber, necessitating frequent maintenance of the apparatus. As a result, the operating rate of the ion implanter 100 is lowered, and the production efficiency of semiconductor devices is lowered.

そこで、本実施の形態では、より多くの多価イオンを生成する場合であっても、イオンビームへの汚染物混入や放電によるアークチャンバの損傷を抑制しうるイオン生成装置を提供する。イオンビームへの汚染物混入を防ぐには、アークチャンバを構成する部材の純度を高めることが重要であり、汚染物抑制の観点では、高純度かつ高融点のグラファイトが適している。その一方で、グラファイトは、アークチャンバ内で生成されるプラズマにより損耗されやすい材料であり、また、プラズマと反応して生成される炭素化合物がイオン生成装置の構成部材の表面に堆積することで汚れを生じさせる。また、グラファイトは、高融点金属材料と比べて放電が発生しやすく、放電が発生したときに損傷しやすい。そこで、本実施の形態では、材料の特性の違いに基づいてグラファイトと高融点金属材料を適切に組み合わせることで、汚染物混入と放電による損傷を抑制しうるイオン生成装置を提供する。 Therefore, the present embodiment provides an ion generator capable of suppressing contamination of the ion beam and damage to the arc chamber due to discharge even when generating a larger number of multiply charged ions. In order to prevent contaminants from entering the ion beam, it is important to increase the purity of the members constituting the arc chamber. From the viewpoint of contaminant suppression, high-purity, high-melting graphite is suitable. On the other hand, graphite is a material that is easily worn out by the plasma generated in the arc chamber, and carbon compounds generated by reacting with the plasma deposit on the surfaces of the components of the ion generator, causing contamination. give rise to Graphite is more likely to cause discharge than high-melting-point metal materials, and is more likely to be damaged when discharge occurs. Therefore, the present embodiment provides an ion generator capable of suppressing damage due to contamination and discharge by appropriately combining graphite and a high-melting-point metal material based on the difference in material properties.

図2は、実施の形態に係るイオン生成装置10の概略構成を示す図である。イオン生成装置10は、傍熱型のイオン源であり、アークチャンバ50と、カソード56と、リペラー58と、各種電源を備える。 FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the ion generator 10 according to the embodiment. The ion generator 10 is an indirectly heated ion source, and includes an arc chamber 50, a cathode 56, a repeller 58, and various power supplies.

イオン生成装置10の近傍には、アークチャンバ50のフロントスリット60を通じてイオンビームIBを引き出すための引出電極11が配置される。引出電極11は、サプレッション電極66と、グランド電極68とを備える。サプレッション電極66にはサプレッション電源64fが接続され、負のサプレッション電圧が印加される。グランド電極68は、グランド64gに接続される。 An extraction electrode 11 for extracting the ion beam IB through the front slit 60 of the arc chamber 50 is arranged near the ion generator 10 . The extraction electrode 11 has a suppression electrode 66 and a ground electrode 68 . A suppression power supply 64f is connected to the suppression electrode 66 to apply a negative suppression voltage. The ground electrode 68 is connected to the ground 64g.

アークチャンバ50は、略直方体の箱形状を有する。アークチャンバ50は、プラズマが生成されるプラズマ生成空間Sを区画する。図面において高濃度のプラズマが形成されるプラズマ形成領域Pを破線で模式的に示している。アークチャンバ50は、前面52gが開口する箱形の本体部52と、本体部52の前面52gに取り付けられるスリット部材54とを有する。スリット部材54には、イオンビームIBを引き出すためのフロントスリット60が設けられる。フロントスリット60は、カソード56からリペラー58に向かう方向(軸方向ともいう)に延びる細長い形状を有している。アークチャンバ50には、引出電源64dによってグランド64gに対して正の引出電圧が印加されている。 The arc chamber 50 has a substantially rectangular parallelepiped box shape. The arc chamber 50 defines a plasma generation space S in which plasma is generated. In the drawing, a plasma formation region P where high-concentration plasma is formed is schematically indicated by a dashed line. The arc chamber 50 has a box-shaped body portion 52 with an open front surface 52g and a slit member 54 attached to the front surface 52g of the body portion 52 . The slit member 54 is provided with a front slit 60 for extracting the ion beam IB. The front slit 60 has an elongated shape extending in the direction (also referred to as the axial direction) from the cathode 56 toward the repeller 58 . A positive extraction voltage is applied to the arc chamber 50 with respect to the ground 64g by the extraction power supply 64d.

本体部52は、背面壁52bと、第1側壁52cおよび第2側壁52dを含む四つの側壁とを有する。背面壁52bは、プラズマ生成空間Sを挟んでフロントスリット60と対向する位置に設けられ、軸方向に延在するように配置される。背面壁52bには、ソースガスを導入するためのガス導入口62が設けられている。第1側壁52cおよび第2側壁52dを含む四つの側壁は、本体部52の前面52gの矩形状の開口を規定するように設けられる。第1側壁52cおよび第2側壁52dは、軸方向に対向するように配置される。第1側壁52cは、軸方向に延在するカソード挿通口52eを有し、カソード挿通口52eにカソード56が配置される。第2側壁52dは、軸方向に延在するリペラー挿通口52fを有し、リペラー挿通口52fにリペラー58が配置される。 The body portion 52 has a rear wall 52b and four side walls including a first side wall 52c and a second side wall 52d. The rear wall 52b is provided at a position facing the front slit 60 across the plasma generation space S, and is arranged to extend in the axial direction. A gas introduction port 62 for introducing a source gas is provided in the rear wall 52b. Four side walls including the first side wall 52c and the second side wall 52d are provided so as to define a rectangular opening in the front surface 52g of the body portion 52. As shown in FIG. The first side wall 52c and the second side wall 52d are arranged to face each other in the axial direction. The first side wall 52c has a cathode insertion opening 52e extending in the axial direction, and the cathode 56 is arranged in the cathode insertion opening 52e. The second side wall 52d has a repeller insertion opening 52f extending in the axial direction, and a repeller 58 is arranged in the repeller insertion opening 52f.

本体部52は、プラズマ生成空間Sに露出する内面52aが高融点金属材料で構成され、例えば、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)などの高融点金属またはそれらの合金が用いられる。本体部52は、その全体が高融点金属材料で構成されてもよいし、内面52aのみが選択的に高融点金属材料で構成されてもよい。本体部52は、例えば、高融点(約3400℃)のタングステンで構成されることができる。本体部52に用いる高融点金属材料の純度は、他の部材(例えば、後述するカソード56)より低い標準純度であってもよく、例えば、高融点金属元素の含有率が99.99重量%未満である。本体部52に用いる材料の高融点金属元素の含有率の一例は、99.8重量%未満、99.9重量%未満または99.95重量%未満である。 The inner surface 52a of the main body 52 exposed to the plasma generation space S is made of a refractory metal material. be done. The body portion 52 may be entirely made of a high-melting-point metal material, or only the inner surface 52a may be selectively made of a high-melting-point metal material. The body portion 52 can be made of, for example, tungsten with a high melting point (approximately 3400° C.). The purity of the refractory metal material used for the body portion 52 may be a standard purity lower than that of other members (for example, the cathode 56 described later), for example, the content of the refractory metal element is less than 99.99% by weight. is. An example of the content of the refractory metal element in the material used for the body portion 52 is less than 99.8% by weight, less than 99.9% by weight, or less than 99.95% by weight.

スリット部材54は、フロントスリット60が設けられる板状部材である。スリット部材54は、本体部52の前面52gの開口を塞ぐように前面52gに取り付けられる。スリット部材54は、プラズマ生成空間Sに露出する内面54aがグラファイトで構成され、アークチャンバ50の外側に露出する外面54bが高融点金属材料で構成される。スリット部材54は、グラファイトで構成される内側部材70と、高融点金属材料で構成される外側部材80とを有し、内側部材70と外側部材80とを重ね合わせた二重構造となっている。外側部材80は、本体部52と同様、標準純度の高融点金属材料で構成することができ、例えばタングステンで構成される。 The slit member 54 is a plate-like member provided with the front slit 60 . The slit member 54 is attached to the front surface 52g of the main body 52 so as to block the opening of the front surface 52g. The slit member 54 has an inner surface 54a exposed to the plasma generating space S made of graphite, and an outer surface 54b exposed to the outside of the arc chamber 50 made of a high melting point metal material. The slit member 54 has an inner member 70 made of graphite and an outer member 80 made of a high-melting-point metal material. . The outer member 80, like the body portion 52, may be constructed of a standard purity refractory metal material, such as tungsten.

内側部材70は、プラズマ生成空間Sに露出する内面54aを有する。内側部材70は、フロントスリット60を形成するための内側開口72を有し、内側開口72の近傍ないし周囲においてアークチャンバ50の外側に向けて突出する突出部74を有する。突出部74の外面74bの厚み方向(アークチャンバ50の内側から外側に向かう方向)の位置は、スリット部材54(または外側部材80)の外面54bの厚み方向の位置と一致している。突出部74の内側にはスリット凹部76が形成されており、内側開口72の近傍において内側開口72の内面54aがプラズマ形成領域Pから離間するようにしている。内側部材70は、アークチャンバ50の内側から外側に向けて開口サイズが大きくなるように内側開口72の縁に設けられるテーパー面72aを有する。内側開口72の縁をテーパー状とすることにより、アークチャンバ50の内側から外側に向けて引き出されるイオンビームIBの流れを阻害しにくいフロントスリット60とすることができる。 The inner member 70 has an inner surface 54a exposed to the plasma generation space S. As shown in FIG. The inner member 70 has an inner opening 72 for forming the front slit 60 and has a protrusion 74 protruding toward the outside of the arc chamber 50 near or around the inner opening 72 . The thickness direction position of the outer surface 74b of the projecting portion 74 (the direction from the inside to the outside of the arc chamber 50) coincides with the thickness direction position of the outer surface 54b of the slit member 54 (or the outer member 80). A slit concave portion 76 is formed inside the projecting portion 74 so that the inner surface 54 a of the inner opening 72 is separated from the plasma forming region P in the vicinity of the inner opening 72 . The inner member 70 has a tapered surface 72a provided at the edge of the inner opening 72 so that the opening size increases from the inside of the arc chamber 50 toward the outside. By tapering the edge of the inner opening 72, the front slit 60 can be formed so that the flow of the ion beam IB extracted from the inside to the outside of the arc chamber 50 is less likely to be obstructed.

外側部材80は、アークチャンバ50の外側に露出する外面54bを有し、引出電極11(サプレッション電極66)と対向するように設けられる。外側部材80は、内側部材70の外側を被覆するカバーであり、機械的強度の低いグラファイト製の内側部材70を支持して強度を高める役割を有する。外側部材80は、フロントスリット60を形成するための外側開口82を有する。外側開口82の開口サイズは、内側開口72の開口サイズよりも大きい。外側開口82の開口サイズは、突出部74の外周74aのサイズよりも大きい。外側開口82の開口サイズは、突出部74の外周74aのサイズと同程度であってもよく、例えば、突出部74の外周74aに沿って外側開口82の縁が設けられるように外側開口82が構成される。 The outer member 80 has an outer surface 54b exposed to the outside of the arc chamber 50, and is provided so as to face the extraction electrode 11 (suppression electrode 66). The outer member 80 is a cover that covers the outer side of the inner member 70, and has a role of supporting the inner member 70 made of graphite, which has low mechanical strength, and increasing its strength. Outer member 80 has an outer opening 82 for forming front slit 60 . The opening size of the outer opening 82 is larger than the opening size of the inner opening 72 . The opening size of the outer opening 82 is larger than the size of the outer circumference 74 a of the projection 74 . The opening size of the outer opening 82 may be similar to the size of the outer circumference 74a of the protrusion 74, for example, the outer opening 82 may be spaced so that the outer circumference 74a of the protrusion 74 is provided with a rim of the outer opening 82. Configured.

外側部材80は、内側開口72を通るイオンビームIBの引き出しを阻害しないように構成されることが好ましい。具体的には、内側開口72のテーパー面72aをアークチャンバ50の外側に延長させた仮想面72bよりもフロントスリット60の中心60cから離れた位置に外側開口82の縁が位置するように外側部材80が構成されることが好ましい。その結果、フロントスリット60の開口形状を内側開口72のみによって規定することができ、アークチャンバ50から引き出されるイオンビームIBに対して外側部材80が露出しないようにできる。 Outer member 80 is preferably configured so as not to interfere with extraction of ion beam IB through inner aperture 72 . Specifically, the outer member is arranged such that the edge of the outer opening 82 is positioned farther from the center 60c of the front slit 60 than the virtual surface 72b formed by extending the tapered surface 72a of the inner opening 72 to the outside of the arc chamber 50. 80 is preferably configured. As a result, the opening shape of the front slit 60 can be defined only by the inner opening 72 , and the outer member 80 can be prevented from being exposed to the ion beam IB extracted from the arc chamber 50 .

カソード56は、プラズマ生成空間Sに熱電子を放出する。カソード56は、カソード挿通口52eに挿通され、アークチャンバ50と電気的に絶縁された状態で固定される。カソード56は、フィラメント56aと、カソードヘッド56bと、サーマルブレイク56cと、サーマルリフレクタ56dとを有する。 The cathode 56 emits thermal electrons into the plasma generation space S. The cathode 56 is inserted through the cathode insertion opening 52e and fixed to the arc chamber 50 in an electrically insulated state. The cathode 56 has a filament 56a, a cathode head 56b, a thermal break 56c and a thermal reflector 56d.

カソードヘッド56bは、中実の円柱状部材であり、その先端がプラズマ生成空間Sに露出している。サーマルブレイク56cは、カソードヘッド56bを支持する円筒状部材であり、アークチャンバ50の外部から内部に向けて軸方向に延在する。サーマルブレイク56cは、カソードヘッド56bの高温状態を維持するために熱絶縁性の高い形状を有することが望ましく、肉厚の薄い形状を有する。サーマルリフレクタ56dは、カソードヘッド56bおよびサーマルブレイク56cの外周を包囲するように設けられる円筒状部材である。サーマルリフレクタ56dは、高温状態となるカソードヘッド56bおよびサーマルブレイク56cからの輻射熱を反射し、カソードヘッド56bおよびサーマルブレイク56cの高温が維持されるようにする。フィラメント56aは、サーマルブレイク56cの内部においてカソードヘッド56bと対向するように配置される。 The cathode head 56b is a solid columnar member, the tip of which is exposed to the plasma generation space S. As shown in FIG. The thermal break 56c is a cylindrical member that supports the cathode head 56b and extends axially from the outside of the arc chamber 50 toward the inside. The thermal break 56c desirably has a shape with high thermal insulation in order to maintain the cathode head 56b at a high temperature, and has a thin shape. The thermal reflector 56d is a cylindrical member provided so as to surround the outer circumferences of the cathode head 56b and the thermal break 56c. The thermal reflector 56d reflects radiant heat from the cathode head 56b and the thermal break 56c, which are in a high temperature state, so that the cathode head 56b and the thermal break 56c are maintained at high temperatures. The filament 56a is arranged inside the thermal break 56c so as to face the cathode head 56b.

フィラメント56aは、フィラメント電源64aで加熱され、先端に熱電子を発生させる。フィラメント56aで発生した1次熱電子は、カソード電源64bによるカソード電圧(例えば300~600V)で加速され、カソードヘッド56bに衝突し、その衝突により発生する熱でカソードヘッド56bを加熱する。加熱されたカソードヘッド56bは2次熱電子を発生させ、この2次熱電子が、アーク電源64cによってカソードヘッド56bとアークチャンバ50との間に印加されたアーク電圧(例えば70~150V)によって加速される。加速された2次熱電子は、ガス導入口62から導入されるソースガスを電離させ、多価イオンを含むプラズマを生成するために十分なエネルギーを持ったビーム電子としてプラズマ生成空間Sに放出される。プラズマ生成空間Sに放出されるビーム電子は、プラズマ生成空間Sに軸方向に印加される磁場Bに束縛され、磁場Bに沿って螺旋状に運動する。プラズマ生成空間Sにおいて電子を螺旋状に運動させることにより、電子の運動をプラズマ生成領域Pに制限してプラズマ生成効率を高めることができる。 The filament 56a is heated by a filament power source 64a to generate thermal electrons at its tip. The primary thermoelectrons generated by the filament 56a are accelerated by a cathode voltage (for example, 300 to 600 V) from the cathode power supply 64b, collide with the cathode head 56b, and heat the cathode head 56b by the heat generated by the collision. The heated cathode head 56b generates secondary thermoelectrons that are accelerated by an arc voltage (eg, 70-150 V) applied between the cathode head 56b and the arc chamber 50 by the arc power supply 64c. be done. The accelerated secondary thermoelectrons ionize the source gas introduced from the gas introduction port 62 and are emitted into the plasma generation space S as beam electrons having sufficient energy to generate plasma containing multiply charged ions. be. The beam electrons emitted into the plasma generation space S are constrained by the magnetic field B applied axially to the plasma generation space S, and spirally move along the magnetic field B. FIG. By spirally moving the electrons in the plasma generating space S, the movement of the electrons can be restricted to the plasma generating region P and the plasma generating efficiency can be enhanced.

カソードヘッド56bは高融点金属材料で構成され、例えばタングステンで構成される。カソードヘッド56bは、標準純度よりも高純度の高融点金属材料で構成されてもよく、高融点金属元素の含有率が99.99重量%以上であってもよい。カソードヘッド56bに用いる材料の高融点金属元素の含有率の一例は、99.995重量%以上、99.9995重量%以上または99.9999重量%以上である。カソードヘッド56bは、高濃度のプラズマに曝されて損耗しやすい部材であり、イオンビームIBへの汚染物の混入の原因となりやすい部材である。カソードヘッド56bを構成する高融点金属材料の純度を高めることにより、カソードヘッド56bを構成する材料のプラズマ化によるイオンビームIBへの汚染物の混入の影響を軽減できる。なお、サーマルブレイク56cおよびサーマルリフレクタ56dの少なくとも一方は、標準純度の高融点金属材料で構成されてもよいし、カソードヘッド56bと同様に高純度の高融点金属材料で構成されてもよい。 The cathode head 56b is made of a refractory metal material, such as tungsten. The cathode head 56b may be made of a refractory metal material with a higher purity than the standard purity, and the content of the refractory metal element may be 99.99% by weight or more. An example of the content of the refractory metal element in the material used for the cathode head 56b is 99.995% by weight or more, 99.9995% by weight or more, or 99.9999% by weight or more. The cathode head 56b is a member that is easily worn out by being exposed to high-concentration plasma, and is a member that easily causes contaminants to be mixed into the ion beam IB. By increasing the purity of the refractory metal material forming the cathode head 56b, it is possible to reduce the influence of contaminants mixed into the ion beam IB due to plasmatization of the material forming the cathode head 56b. At least one of the thermal break 56c and the thermal reflector 56d may be made of a standard purity high melting point metal material, or may be made of a high purity high melting point metal material like the cathode head 56b.

リペラー58は、アークチャンバ50内の電子を跳ね返し、プラズマ生成領域Pに電子を滞留させてプラズマ生成効率を高める。リペラー58は、リペラー挿通口52fに挿通され、アークチャンバ50と電気的に絶縁された状態で固定される。リペラー58とアークチャンバ50との間にはリペラー電源64eによってリペラー電圧(例えば120~200V)が印加されており、プラズマ生成領域Pに向けて電子を跳ね返すように構成される。 The repeller 58 repels electrons in the arc chamber 50 and causes the electrons to stay in the plasma generation region P to increase plasma generation efficiency. The repeller 58 is inserted through the repeller insertion opening 52f and fixed to the arc chamber 50 in an electrically insulated state. A repeller voltage (for example, 120 to 200 V) is applied between the repeller 58 and the arc chamber 50 by a repeller power supply 64e, and configured to repel electrons toward the plasma generation region P. FIG.

リペラー58は、リペラーヘッド58aと、リペラー軸58bと、リペラー支持部58cとを有する。リペラーヘッド58aは、アークチャンバ50の内部に設けられ、プラズマ生成空間Sを挟んでカソードヘッド56bと軸方向に対向する位置に設けられる。リペラー支持部58cは、アークチャンバ50の外部に設けられ、図示しない支持構造に固定される。リペラー軸58bは、リペラー挿通口52fに挿通される円筒状部材であり、リペラーヘッド58aとリペラー支持部58cを接続する。例えば、リペラー軸58bに雌ねじが形成され、リペラーヘッド58aおよびリペラー支持部58cに雄ねじが形成され、リペラーヘッド58a、リペラー軸58bおよびリペラー支持部58cがねじ構造により互いに接続される。 The repeller 58 has a repeller head 58a, a repeller shaft 58b, and a repeller support portion 58c. The repeller head 58a is provided inside the arc chamber 50 and is provided at a position facing the cathode head 56b in the axial direction with the plasma generation space S interposed therebetween. The repeller support 58c is provided outside the arc chamber 50 and fixed to a support structure (not shown). The repeller shaft 58b is a cylindrical member inserted through the repeller insertion opening 52f, and connects the repeller head 58a and the repeller support portion 58c. For example, the repeller shaft 58b is internally threaded, the repeller head 58a and the repeller support portion 58c are externally threaded, and the repeller head 58a, the repeller shaft 58b and the repeller support portion 58c are connected to each other by a threaded structure.

リペラーヘッド58aは、高融点金属材料で構成され、例えばタングステンで構成される。リペラーヘッド58aは、カソードヘッド56bと同様に高純度の高融点金属材料で構成されてよい。リペラーヘッド58aは、カソードヘッド56bと同様に高濃度のプラズマに曝されて損耗しやすい部材であるため、リペラーヘッド58aを構成する材料の純度を高めることにより、イオンビームIBへの汚染物の混入の影響を軽減できる。リペラーヘッド58aが高融点金属材料で構成される場合、リペラー軸58bがグラファイトで構成されることが好ましい。これにより、ねじ構造で接続されるリペラーヘッド58aとリペラー軸58bの焼き付きを防止できる。なお、リペラーヘッド58aは、グラファイトで構成されてもよい。 The repeller head 58a is made of a refractory metal material, such as tungsten. The repeller head 58a, like the cathode head 56b, may be constructed of a high-purity refractory metal material. Like the cathode head 56b, the repeller head 58a is a member that is easily worn out by being exposed to high-concentration plasma. can be reduced. If the repeller head 58a is made of a refractory metal material, the repeller shaft 58b is preferably made of graphite. As a result, seizing of the repeller head 58a and the repeller shaft 58b, which are connected by a screw structure, can be prevented. Note that the repeller head 58a may be made of graphite.

図3は、スリット部材54の外面54b側の概略構成を示す平面図であり、フロントスリット60を引出電極11から見たときの正面図を示す。図3のA-A線断面が図2に相当する。外側部材80は、軸方向に長い略矩形の外形形状を有する。また、破線で示される内側部材70も軸方向に長い略矩形の外形形状を有する。フロントスリット60は、スリット部材54の中央に設けられ、軸方向に細長い略矩形の内側開口72により開口形状が規定される。突出部74の外周74aも略矩形であり、外側開口82の縁も略矩形である。外側部材80は、フロントスリット60の近傍ないし周囲の突出部74を除いて、内側部材70を完全に被覆するように構成される。したがって、外側部材80の外形サイズは、破線で示される内側部材70の外形サイズよりも大きい。外側部材80の外周には、外側部材80を固定するための外側係合部86a,86b,86c,86dが四箇所に設けられる。外側係合部86a~86dは、外側部材80の外周の二つの長辺に沿って二つずつ設けられている。 3 is a plan view showing a schematic configuration of the slit member 54 on the side of the outer surface 54b, and shows a front view when the front slit 60 is viewed from the extraction electrode 11. FIG. FIG. 2 corresponds to a cross section taken along the line AA in FIG. The outer member 80 has a substantially rectangular outer shape that is elongated in the axial direction. In addition, the inner member 70 indicated by the dashed line also has a substantially rectangular outer shape elongated in the axial direction. The front slit 60 is provided in the center of the slit member 54, and its opening shape is defined by an inner opening 72 that is elongated in the axial direction and has a substantially rectangular shape. The outer circumference 74a of the projecting portion 74 is also substantially rectangular, and the edge of the outer opening 82 is also substantially rectangular. Outer member 80 is configured to completely cover inner member 70 except for protrusion 74 near or around front slit 60 . Accordingly, the outer member 80 has a larger outer size than the inner member 70 indicated by the dashed line. Four outer engaging portions 86 a , 86 b , 86 c , 86 d for fixing the outer member 80 are provided on the outer periphery of the outer member 80 . The outer engaging portions 86a to 86d are provided two by two along the two long sides of the outer circumference of the outer member 80. As shown in FIG.

図4は、スリット部材54の内面54a側の概略構成を示す平面図であり、フロントスリット60をプラズマ生成空間Sから見たときの背面図を示す。図4のA-A線断面が図2に相当する。内側部材70の内面54aには、カソード収容凹部78a、リペラー収容凹部78bおよび中央凹部78cが設けられる。カソード収容凹部78aは、カソード56と対向する位置に設けられ、リペラー収容凹部78bはリペラー58と対向する位置に設けられる。中央凹部78cは、フロントスリット60に沿って軸方向に延在し、カソード収容凹部78aとリペラー収容凹部78bの間を接続するように設けられる。カソード収容凹部78aおよびリペラー収容凹部78bのそれぞれは、カソード56およびリペラー58のそれぞれと対向する内面が平坦面または円筒状の曲面となるよう構成される。中央凹部78cは、プラズマ生成空間Sに露出する内面が略円筒状の曲面となるよう構成される。カソード収容凹部78a、リペラー収容凹部78bおよび中央凹部78cを設けることにより、高濃度のプラズマが生成されるプラズマ生成領域Pから内側部材70の内面54aまでの距離を大きくすることができ、内側部材70の内面54aの損耗を軽減できる。 4 is a plan view showing a schematic configuration of the inner surface 54a side of the slit member 54, and shows a rear view of the front slit 60 when viewed from the plasma generation space S. FIG. FIG. 2 corresponds to a cross section taken along the line AA in FIG. The inner surface 54a of the inner member 70 is provided with a cathode housing recess 78a, a repeller housing recess 78b and a central recess 78c. The cathode housing recess 78 a is provided at a position facing the cathode 56 , and the repeller housing recess 78 b is provided at a position facing the repeller 58 . The central recess 78c extends axially along the front slit 60 and is provided to connect between the cathode accommodating recess 78a and the repeller accommodating recess 78b. The cathode housing recess 78a and the repeller housing recess 78b are configured such that the inner surfaces facing the cathode 56 and the repeller housing recess 78b, respectively, are flat surfaces or cylindrical curved surfaces. The central recessed portion 78c is configured such that the inner surface exposed to the plasma generation space S is a substantially cylindrical curved surface. By providing the cathode accommodating recess 78a, the repeller accommodating recess 78b, and the central recess 78c, the distance from the plasma generation region P where high-concentration plasma is generated to the inner surface 54a of the inner member 70 can be increased. wear of the inner surface 54a can be reduced.

内側部材70の内面54aにはカソード外周凹部78dが設けられる。カソード外周凹部78dは、内側部材70の外周においてカソード56と対向する位置に設けられる。カソード外周凹部78dは、円筒状のカソード56に対応する円筒状の曲面で構成される。カソード外周凹部78dは、カソード56から離間してカソード56とスリット部材54の間の電気的絶縁を確保する。 The inner surface 54a of the inner member 70 is provided with a cathode peripheral recess 78d. The cathode outer peripheral recess 78 d is provided at a position facing the cathode 56 on the outer periphery of the inner member 70 . The cathode outer peripheral recessed portion 78 d is composed of a cylindrical curved surface corresponding to the cylindrical cathode 56 . The cathode peripheral recess 78 d is spaced apart from the cathode 56 to ensure electrical insulation between the cathode 56 and the slit member 54 .

内側部材70の内面54aには内側係合部78p,78qが設けられる。内側係合部78p,78qは、アークチャンバ50の本体部52に設けられる本体側係合部と係合して本体部52に対する内側部材70の位置を規制する。内側係合部78p,78qは、内側部材70の内面54aに設けられる凹部であり、本体部52から突起する本体側係合部が挿入される。第1内側係合部78pは、カソード収容凹部78aの近傍に設けられ、第2内側係合部78qは、リペラー収容凹部78bの近傍に設けられている。第1内側係合部78pは、軸方向の大きさと、軸方向に直交する横方向の大きさとがほぼ同じとなるように形成されている。一方、第2内側係合部78qは、軸方向に長い形状となるように形成されており、軸方向の大きさが横方向の大きさよりも大きい。なお、第1内側係合部78pおよび第2内側係合部78qの形状は図示するものに限られず、本体側係合部と係合して位置を規制できる限りにおいて他の形状であってもよい。 The inner surface 54a of the inner member 70 is provided with inner engaging portions 78p and 78q. The inner engaging portions 78p and 78q engage with body-side engaging portions provided on the main body portion 52 of the arc chamber 50 to regulate the position of the inner member 70 with respect to the main body portion 52. As shown in FIG. The inner engaging portions 78p and 78q are recesses provided on the inner surface 54a of the inner member 70, and body-side engaging portions protruding from the main body portion 52 are inserted thereinto. The first inner engaging portion 78p is provided near the cathode accommodating recess 78a, and the second inner engaging portion 78q is provided near the repeller accommodating recess 78b. The first inner engaging portion 78p is formed so that the size in the axial direction and the size in the lateral direction orthogonal to the axial direction are substantially the same. On the other hand, the second inner engaging portion 78q is formed to have a long shape in the axial direction, and the size in the axial direction is larger than the size in the lateral direction. The shapes of the first inner engaging portion 78p and the second inner engaging portion 78q are not limited to those shown in the drawings, and other shapes may be used as long as they can be engaged with the main body side engaging portion to regulate the position. good.

外側部材80には、内側部材収容凹部84、第1外周凹部88aおよび第2外周凹部88bが設けられる。内側部材収容凹部84は、内側部材70の外形に対応する大きさを有し、内側部材70を収容する。第1外周凹部88aは、外側部材80の外周においてカソード56と対向する位置に設けられ、円筒状のカソード56に対応する円筒状の曲面で構成される。第1外周凹部88aは、カソード56から離間してカソード56とスリット部材54の間の電気的絶縁を確保する。第2外周凹部88bは、外側部材80の外周においてリペラー58と対向する位置に設けられる。第2外周凹部88bは、第1外周凹部88aと同様の形状および大きさとなるよう構成されており、外側部材80が上下対称形状となるように構成される。したがって、外側部材80は、上下を反転させて使用することができ、第1外周凹部88aとリペラー58が対向し、第2外周凹部88bとカソード56が対向するように取り付けることも可能である。なお、第2外周凹部88bが外側部材80に設けられなくてもよい。第2外周凹部88bと対向しうるリペラー軸58bは、リペラーヘッド58aに比べて径方向の大きさが小さい(つまり、細い)ため、第2外周凹部88bを設けなくても、リペラー58とスリット部材54の間の電気的絶縁を十分に確保できる。 The outer member 80 is provided with an inner member accommodating recess 84, a first outer peripheral recess 88a and a second outer peripheral recess 88b. The inner member accommodating recess 84 has a size corresponding to the outer shape of the inner member 70 and accommodates the inner member 70 . The first outer peripheral recessed portion 88 a is provided at a position facing the cathode 56 on the outer periphery of the outer member 80 and is configured with a cylindrical curved surface corresponding to the cylindrical cathode 56 . The first outer peripheral recess 88 a is spaced apart from the cathode 56 to ensure electrical insulation between the cathode 56 and the slit member 54 . The second outer peripheral recessed portion 88 b is provided at a position facing the repeller 58 on the outer periphery of the outer member 80 . The second outer peripheral recess 88b is configured to have the same shape and size as the first outer peripheral recess 88a, and the outer member 80 is configured to have a vertically symmetrical shape. Therefore, the outer member 80 can be used upside down, and can be mounted so that the first outer peripheral recess 88a faces the repeller 58 and the second outer peripheral recess 88b faces the cathode 56. Note that the outer member 80 may not be provided with the second outer peripheral recessed portion 88b. Since the repeller shaft 58b that can face the second outer peripheral recess 88b has a smaller radial size (that is, thinner) than the repeller head 58a, the repeller 58 and the slit member 54 do not need to be provided with the second outer peripheral recess 88b. sufficient electrical insulation between

図5は、アークチャンバ50の概略構成を示す断面図であり、フロントスリット60の中心60cにおける軸方向に直交する断面を示している。図5は、図4のC-C線断面に相当し、カソード56からリペラー58を見たときの断面を示す。図示されるように、リペラー58は、本体部52の前面52gから外側にはみ出すように配置されており、リペラー58の一部がスリット部材54と軸方向に重なっている。なお、カソード56も同様に本体部52の前面52gから外側にはみ出すように配置され、カソード56の一部がスリット部材54と軸方向に重なっている。突出部74は、内側開口72の周囲においてアークチャンバ50の外側に向けて突出しており、突出部74の内側にはスリット凹部76が設けられる。スリット凹部76は、カソード56およびリペラー58と軸方向に重ならないように、カソード56およびリペラー58から軸方向と直交する径方向に離間するように構成される。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the arc chamber 50, showing a cross section perpendicular to the axial direction at the center 60c of the front slit 60. As shown in FIG. FIG. 5 corresponds to the CC line cross section of FIG. 4 and shows a cross section when the repeller 58 is viewed from the cathode 56. FIG. As illustrated, the repeller 58 is arranged to protrude from the front surface 52g of the main body 52, and a portion of the repeller 58 overlaps the slit member 54 in the axial direction. Incidentally, the cathode 56 is similarly arranged so as to protrude from the front surface 52g of the main body 52, and a part of the cathode 56 overlaps the slit member 54 in the axial direction. A protrusion 74 protrudes toward the outside of the arc chamber 50 around the inner opening 72 , and a slit recess 76 is provided inside the protrusion 74 . The slit recess 76 is configured to be spaced apart from the cathode 56 and the repeller 58 in the radial direction orthogonal to the axial direction so as not to overlap the cathode 56 and the repeller 58 in the axial direction.

図6は、アークチャンバ50の概略構成を示す断面図であり、図4のD-D線断面に相当する。図6は、カソード収容凹部78aおよび第1内側係合部78pに対応する位置における軸方向に直交する断面を示している。図示されるように、カソード56は、本体部52の前面52gから外側にはみ出すように配置されており、カソード56の一部がカソード収容凹部78aの内側に配置される。また、本体部52には前面52gから突出する第1本体側係合部52pが設けられている。第1本体側係合部52pは、対応する第1内側係合部78pと係合して内側部材70の位置を規制する。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the arc chamber 50, and corresponds to the DD line cross-section of FIG. FIG. 6 shows a cross section orthogonal to the axial direction at a position corresponding to the cathode housing recess 78a and the first inner engaging portion 78p. As illustrated, the cathode 56 is arranged to protrude from the front surface 52g of the main body 52, and part of the cathode 56 is arranged inside the cathode housing recess 78a. Further, the body portion 52 is provided with a first body-side engaging portion 52p protruding from the front surface 52g. The first body-side engaging portion 52p regulates the position of the inner member 70 by engaging with the corresponding first inner engaging portion 78p.

図7は、アークチャンバ50の概略構成を示す断面図であり、図4のE-E線断面に相当する。図7は、リペラー収容凹部78bおよび第2内側係合部78qに対応する位置における軸方向に直交する断面を示している。図示されるように、リペラー58は、本体部52の前面52gから外側にはみ出すように配置されており、リペラー58の一部がリペラー収容凹部78bの内側に配置される。また、本体部52には前面52gから突出する第2本体側係合部52qが設けられている。第2本体側係合部52qは、対応する第2内側係合部78qと係合して内側部材70の位置を規制する。 FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the arc chamber 50, and corresponds to the EE line cross-section of FIG. FIG. 7 shows a cross section orthogonal to the axial direction at a position corresponding to the repeller housing recess 78b and the second inner engaging portion 78q. As illustrated, the repeller 58 is arranged to protrude outward from the front surface 52g of the body portion 52, and a portion of the repeller 58 is arranged inside the repeller housing recess 78b. Further, the main body portion 52 is provided with a second main body side engaging portion 52q projecting from the front surface 52g. The second body-side engaging portion 52q regulates the position of the inner member 70 by engaging with the corresponding second inner engaging portion 78q.

図8および図9は、スリット部材54の固定方法を概略的に示す側面図である。図8は、スリット部材54を本体部52から外した状態を示し、図9は、スリット部材54を本体部52に固定した状態を示す。アークチャンバ50は、構造体90に対して固定される。構造体90は、本体部52を収容して支持する収容凹部92と、スリット部材54を固定するための係止構造94a,94bとを備える。係止構造94a,94bは、外側部材80に設けられる外側係合部86a,86bと係合し、本体部52に向かって引く力を外側部材80に加えることによりスリット部材54を本体部52に対して固定する。第1係止構造94aは、第1外側係合部86aと係合する先端部を有する第1ロッド96aと、第1ロッド96aを支持する第1軸受部97aと、第1ロッド96aに引張力を加えるための第1バネ98aとを有する。第1ロッド96aは、第1軸受部97aを支点として長手方向および長手方向と直交する方向に変位可能となるよう構成され、ロッド96aの着脱時にアークチャンバ50から離れる方向およびアークチャンバ50に近づける方向に角度が可変となるように構成される。 8 and 9 are side views schematically showing how the slit member 54 is fixed. 8 shows a state in which the slit member 54 is removed from the body portion 52, and FIG. 9 shows a state in which the slit member 54 is fixed to the body portion 52. As shown in FIG. Arc chamber 50 is fixed relative to structure 90 . The structure 90 includes an accommodation recess 92 that accommodates and supports the body portion 52, and locking structures 94a and 94b for fixing the slit member 54. As shown in FIG. The locking structures 94a, 94b engage with outer engaging portions 86a, 86b provided on the outer member 80, and apply a pulling force to the outer member 80 toward the main body portion 52, thereby moving the slit member 54 to the main body portion 52. fixed against. The first locking structure 94a includes a first rod 96a having a tip that engages with the first outer engaging portion 86a, a first bearing portion 97a that supports the first rod 96a, and a tensile force applied to the first rod 96a. and a first spring 98a for applying the The first rod 96a is configured to be displaceable in the longitudinal direction and in the direction orthogonal to the longitudinal direction with the first bearing portion 97a as a fulcrum. It is configured so that the angle is variable.

第2係止構造94bは、第1係止構造94aと同様に構成され、第2ロッド96b、第2軸受部97bおよび第2バネ98bを有する。第2係止構造94bは、第2外側係合部86bと係合してスリット部材54を本体部52に対して固定する。なお、構造体90には、図示しない第3係止構造および第4係止構造が設けられる。第3係止構造は、図3に示される第3外側係合部86cと係合し、第4係止構造は、図3に示される第4外側係合部86dと係合する。スリット部材54は、四つの係止構造により本体部52に向けて引っ張られ、本体部52に対して固定される。このとき、第1本体側係合部52pと第1内側係合部78pが係合し、第2本体側係合部52qと第2内側係合部78qが係合することにより、本体部52に対して内側部材70が正確に位置決めされる。 The second locking structure 94b is configured similarly to the first locking structure 94a and has a second rod 96b, a second bearing portion 97b and a second spring 98b. The second locking structure 94b engages with the second outer engaging portion 86b to fix the slit member 54 to the body portion 52. As shown in FIG. The structure 90 is provided with a third locking structure and a fourth locking structure (not shown). The third locking structure engages the third outer engaging portion 86c shown in FIG. 3 and the fourth locking structure engages the fourth outer engaging portion 86d shown in FIG. The slit member 54 is pulled toward the body portion 52 by four locking structures and fixed to the body portion 52 . At this time, the first body side engaging portion 52p and the first inner side engaging portion 78p are engaged, and the second body side engaging portion 52q and the second inner side engaging portion 78q are engaged. The inner member 70 is precisely positioned with respect to.

つづいて、イオン生成装置10が奏する作用効果について説明する。本実施の形態によれば、スリット部材54の内面54aをグラファイトで構成し、フロントスリット60をグラファイトで構成される内側開口72により規定することで、イオンビームIBへの汚染物混入を最小化できる。スリット部材54の内面54aは、プラズマ生成領域Pにおける高濃度プラズマに曝される箇所であり、フロントスリット60から引き出されるイオンビームIBへの汚染物混入の寄与が最も大きい箇所と言える。このような箇所にグラファイトを用いることで、イオンビームIBへの汚染物混入を好適に抑制することができ、特に高融点金属材料自体の金属元素や高融点金属材料に微量に含まれる金属元素の混入を効果的に抑制できる。 Next, the operational effects of the ion generator 10 will be described. According to the present embodiment, the inner surface 54a of the slit member 54 is made of graphite, and the front slit 60 is defined by the inner opening 72 made of graphite, thereby minimizing contamination of the ion beam IB. . The inner surface 54a of the slit member 54 is a portion that is exposed to high-concentration plasma in the plasma generation region P, and can be said to be a portion that contributes the most to the contamination of the ion beam IB extracted from the front slit 60 with contaminants. By using graphite in such a portion, it is possible to suitably suppress the contamination of the ion beam IB. Mixing can be effectively suppressed.

本実施の形態によれば、カソードヘッド56bおよびリペラーヘッド58aを高融点金属材料で構成することで、これらの部材をグラファイトで構成する場合と比較してプラズマによる損耗を軽減し、アークチャンバ50の内部に堆積しうる汚れを軽減できる。また、カソードヘッド56bおよびリペラーヘッド58aを構成する高融点金属材料の純度を高めることで、プラズマ生成領域Pにて生成されるプラズマへの汚染物混入を好適に抑制できる。また、プラズマによる損耗を受けにくい本体部52の内面52aを標準純度の高融点金属材料で構成することで、高純度化によるコスト増を抑制しつつ、プラズマ生成領域Pにて生成されるプラズマへの汚染物混入を好適に抑制できる。 According to the present embodiment, by constructing the cathode head 56b and the repeller head 58a from a high-melting-point metal material, the damage caused by the plasma is reduced compared to the case where these members are constructed from graphite, and the inside of the arc chamber 50 is reduced. reduce the amount of dirt that can accumulate on Also, by increasing the purity of the high-melting-point metal material that constitutes the cathode head 56b and the repeller head 58a, it is possible to suitably suppress contamination of the plasma generated in the plasma generation region P with contaminants. In addition, by forming the inner surface 52a of the main body 52, which is less likely to be damaged by plasma, from a high-melting-point metal material of standard purity, the cost increase due to high purity can be suppressed, and the plasma generated in the plasma generation region P can be improved. contamination can be suitably suppressed.

本実施の形態によれば、スリット部材54の外面54b側に高融点金属材料で構成される外側部材80のカバーを取り付けることで、スリット部材54と引出電極11の間で生じうる放電を抑制でき、また、放電による損傷を抑制できる。特に、内側開口72の周囲の突出部74の外面74bの露出面積をできるだけ小さくすることで、グラファイトが引出電極11に対して露出することによる放電および放電による損傷の抑制効果を高めることができる。また、外側部材80の外側開口82の縁を内側開口72のテーパー面72aおよび仮想面72bよりもフロントスリット60の中心60cから離れた位置に設けることで、フロントスリット60から引き出されるイオンビームIBへの外側部材80に起因する汚染物混入を抑制できる。 According to this embodiment, by attaching the cover of the outer member 80 made of a high-melting-point metal material to the outer surface 54b side of the slit member 54, it is possible to suppress electric discharge that may occur between the slit member 54 and the extraction electrode 11. Also, damage due to discharge can be suppressed. In particular, by minimizing the exposed area of the outer surface 74b of the projecting portion 74 around the inner opening 72, the effect of suppressing the discharge caused by the exposure of the graphite to the extraction electrode 11 and the damage caused by the discharge can be enhanced. Further, by providing the edge of the outer opening 82 of the outer member 80 at a position farther from the center 60c of the front slit 60 than the tapered surface 72a and the imaginary surface 72b of the inner opening 72, the ion beam IB extracted from the front slit 60 Inclusion of contaminants caused by the outer member 80 of is suppressed.

本実施の形態によれば、内側部材70にカソード収容凹部78a、リペラー収容凹部78bおよび中央凹部78cを設けることで、内側部材70の外周の厚みを大きくして機械的強度を高めつつ、カソード56およびリペラー58をスリット部材54により近接して配置できる。その結果、カソード56とリペラー58に挟まれたプラズマ生成領域Pからフロントスリット60までの距離を短くし、プラズマ生成領域Pの中央付近でより多く生成される多価イオンの引出効率を高めることができる。これにより、より多くの多価イオンをイオン生成装置10の下流側に供給できる。また、多価イオンの供給量が同程度の条件であれば、本実施の形態の構成を採用することで、アーク電圧やアーク電流を相対的に小さくすることが可能となり、アークチャンバの損耗やアークチャンバと引出電極の間の放電を抑制できる。 According to the present embodiment, the inner member 70 is provided with the cathode housing recess 78a, the repeller housing recess 78b, and the central recess 78c. and the repeller 58 can be positioned closer to the slit member 54 . As a result, the distance from the plasma generation region P sandwiched between the cathode 56 and the repeller 58 to the front slit 60 can be shortened, and the extraction efficiency of multiply charged ions generated in the vicinity of the center of the plasma generation region P can be increased. can. Thereby, more multiply charged ions can be supplied to the downstream side of the ion generator 10 . In addition, if the supply amount of multiply-charged ions is about the same, by adopting the configuration of the present embodiment, it is possible to relatively reduce the arc voltage and arc current. Discharge between the arc chamber and the extraction electrode can be suppressed.

以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。 Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be applied to any suitable combination or replacement of the configurations of the embodiments. It is included in the present invention. Further, it is also possible to appropriately rearrange the combinations and the order of processing in the embodiments based on the knowledge of a person skilled in the art, and to add modifications such as various design changes to the embodiments. Embodiments described may also fall within the scope of the present invention.

10…イオン生成装置、50…アークチャンバ、52…本体部、54…スリット部材、56…カソード、58…リペラー、60…フロントスリット、70…内側部材、80…外側部材、100…イオン注入装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Ion generator, 50... Arc chamber, 52... Main-body part, 54... Slit member, 56... Cathode, 58... Repeller, 60... Front slit, 70... Inner member, 80... Outer member, 100... Ion implantation apparatus.

Claims (12)

プラズマ生成空間を区画するアークチャンバと、
前記プラズマ生成空間に向けて熱電子を放出するカソードと、を備え、
前記アークチャンバは、イオンを引き出すためのスリットが設けられ、
前記プラズマ生成空間に露出する前記アークチャンバの内面は、高融点金属材料で構成される部分を含み、
前記カソードは、前記プラズマ生成空間に露出するカソードヘッドを有し、前記カソードヘッドは、前記アークチャンバの前記内面を構成する高融点金属材料よりも高純度の高融点金属材料で構成されることを特徴とするイオン生成装置。
an arc chamber defining a plasma generation space;
a cathode that emits thermal electrons toward the plasma generation space;
The arc chamber is provided with a slit for extracting ions,
The inner surface of the arc chamber exposed to the plasma generation space includes a portion made of a high melting point metal material,
The cathode has a cathode head exposed to the plasma generating space, and the cathode head is made of a refractory metal material having a higher purity than the refractory metal material forming the inner surface of the arc chamber. An ion generator characterized by:
前記プラズマ生成空間を挟んで前記カソードと対向するリペラーをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のイオン生成装置。 2. The ion generator according to claim 1, further comprising a repeller facing said cathode across said plasma generation space. 前記リペラーは、前記プラズマ生成空間に露出するリペラーヘッドを有し、前記リペラーヘッドは、前記アークチャンバの前記内面を構成する高融点金属材料よりも高純度の高融点金属材料で構成されることを特徴とする請求項2に記載のイオン生成装置。 The repeller has a repeller head exposed to the plasma generation space, and the repeller head is made of a high-melting-point metal material having a higher purity than the high-melting-point metal material forming the inner surface of the arc chamber. The ion generator according to claim 2. 前記スリットは、前記カソードと前記リペラーが対向する軸方向に延在することを特徴とする請求項2または3に記載のイオン生成装置。 4. The ion generator according to claim 2, wherein said slit extends in an axial direction in which said cathode and said repeller face each other. 前記アークチャンバの前記内面を構成する高融点金属材料は、高融点金属元素の含有率が99.99重量%未満であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のイオン生成装置。 5. The ion according to any one of claims 1 to 4, wherein the refractory metal material constituting the inner surface of the arc chamber has a refractory metal element content of less than 99.99% by weight. generator. 前記アークチャンバの前記内面を構成する高融点金属材料は、高融点金属元素の含有率が99.95重量%未満であることを特徴とする請求項5に記載のイオン生成装置。 6. The ion generator according to claim 5, wherein the refractory metal material forming the inner surface of the arc chamber has a refractory metal element content of less than 99.95% by weight. 前記アークチャンバの前記内面を構成する高融点金属材料は、高融点金属元素の含有率が99.9重量%未満であることを特徴とする請求項6に記載のイオン生成装置。 7. The ion generator according to claim 6, wherein the refractory metal material forming the inner surface of the arc chamber has a refractory metal element content of less than 99.9% by weight. 前記アークチャンバの前記内面を構成する高融点金属材料は、高融点金属元素の含有率が99.8重量%未満であることを特徴とする請求項7に記載のイオン生成装置。 8. The ion generator according to claim 7, wherein the refractory metal material forming the inner surface of the arc chamber has a refractory metal element content of less than 99.8% by weight. 前記高融点金属材料は、タングステン、モリブデンおよびタンタルの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載のイオン生成装置。 The ion generator according to any one of claims 1 to 8, wherein the refractory metal material contains at least one of tungsten, molybdenum and tantalum. 前記イオン生成装置は、硼素、リンまたは砒素の多価イオンを生成することを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載のイオン生成装置。 10. The ion generator according to any one of claims 1 to 9, wherein the ion generator generates multiply charged ions of boron, phosphorus or arsenic. 請求項1から10のいずれか一項に記載のイオン生成装置と、
前記イオン生成装置から引き出されるイオンビームを1MeV以上のエネルギーに加速させるビーム加速装置と、
前記ビーム加速装置から出射されるイオンビームが被処理物に照射される注入処理室と、を備えることを特徴とするイオン注入装置。
An ion generator according to any one of claims 1 to 10;
a beam accelerator that accelerates an ion beam extracted from the ion generator to an energy of 1 MeV or more;
and an ion implantation chamber in which an ion beam emitted from the beam accelerator is irradiated onto an object to be processed.
前記ビーム加速装置は、前記イオン生成装置から引き出されるイオンビームを4MeV以上のエネルギーに加速させることを特徴とする請求項11に記載のイオン注入装置。 12. The ion implanter according to claim 11, wherein said beam accelerator accelerates the ion beam extracted from said ion generator to energy of 4 MeV or more.
JP2022196812A 2019-03-18 2022-12-09 Ion generator and ion implanter Active JP7325597B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022196812A JP7325597B2 (en) 2019-03-18 2022-12-09 Ion generator and ion implanter
JP2023125383A JP7464781B2 (en) 2019-03-18 2023-08-01 Ion generating device and ion implantation device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019049842A JP7194053B2 (en) 2019-03-18 2019-03-18 Ion generator and ion implanter
JP2022196812A JP7325597B2 (en) 2019-03-18 2022-12-09 Ion generator and ion implanter

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019049842A Division JP7194053B2 (en) 2019-03-18 2019-03-18 Ion generator and ion implanter

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023125383A Division JP7464781B2 (en) 2019-03-18 2023-08-01 Ion generating device and ion implantation device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023025239A JP2023025239A (en) 2023-02-21
JP7325597B2 true JP7325597B2 (en) 2023-08-14

Family

ID=87563176

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022196812A Active JP7325597B2 (en) 2019-03-18 2022-12-09 Ion generator and ion implanter
JP2023125383A Active JP7464781B2 (en) 2019-03-18 2023-08-01 Ion generating device and ion implantation device

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023125383A Active JP7464781B2 (en) 2019-03-18 2023-08-01 Ion generating device and ion implantation device

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JP7325597B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007123270A (en) 2005-10-24 2007-05-17 Kofukin Seimitsu Kogyo (Shenzhen) Yugenkoshi Ion generating device
JP2010509714A (en) 2006-11-08 2010-03-25 シリコン ジェネシス コーポレーション Apparatus and method for introducing fine particles into semiconductor material using high frequency quadrupole linear accelerator
US20150270093A1 (en) 2014-03-21 2015-09-24 Manuel A. Jerez Plasma Arc Chamber
JP2016522964A (en) 2013-05-03 2016-08-04 ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド Extended life ion source
JP2017523562A (en) 2014-06-10 2017-08-17 アクセリス テクノロジーズ, インコーポレイテッド Ion implantation source having a textured inner surface

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3075129B2 (en) * 1995-03-23 2000-08-07 日新電機株式会社 Ion source
US6639223B2 (en) 2001-05-11 2003-10-28 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Gaseous ion source feed for oxygen ion implantation
JP2007165250A (en) 2005-12-16 2007-06-28 Hitachi Ltd Microwave ion source, linear accelerator system, accelerator system, accelerator system for medical use, high energy beam application system, neutron generating device, ion beam processing device, microwave plasma source, and plasma processing device
WO2009122555A1 (en) 2008-03-31 2009-10-08 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 Manufacturing method of semiconductor device, method for adjusting ion beam, and ion implantation apparatus
US9941087B2 (en) 2016-01-19 2018-04-10 Axcells Technologies, Inc. Ion source cathode shield
JP6898753B2 (en) 2017-03-06 2021-07-07 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 Ion generator
US10319557B2 (en) 2017-08-31 2019-06-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Ion generator and method for using the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007123270A (en) 2005-10-24 2007-05-17 Kofukin Seimitsu Kogyo (Shenzhen) Yugenkoshi Ion generating device
JP2010509714A (en) 2006-11-08 2010-03-25 シリコン ジェネシス コーポレーション Apparatus and method for introducing fine particles into semiconductor material using high frequency quadrupole linear accelerator
JP2016522964A (en) 2013-05-03 2016-08-04 ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド Extended life ion source
US20150270093A1 (en) 2014-03-21 2015-09-24 Manuel A. Jerez Plasma Arc Chamber
JP2017523562A (en) 2014-06-10 2017-08-17 アクセリス テクノロジーズ, インコーポレイテッド Ion implantation source having a textured inner surface

Also Published As

Publication number Publication date
JP7464781B2 (en) 2024-04-09
JP2023139277A (en) 2023-10-03
JP2023025239A (en) 2023-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11848170B2 (en) Ion generator and ion implanter
US10361058B2 (en) Ion generator
JP6237127B2 (en) Ion source, operation method thereof, and electron gun
US7800083B2 (en) Plasma electron flood for ion beam implanter
KR102213049B1 (en) Extraction electrode assembly voltage modulation in an ion implantation system
US9659749B2 (en) Beam extraction slit structure and ion source
JP6237133B2 (en) Ion source and magnetic field generation method
US7304319B2 (en) Wafer charge compensation device and ion implantation system having the same
US20060113491A1 (en) Beam space-charge compensation device and ion implantation system having the same
JP7325597B2 (en) Ion generator and ion implanter
US20100252746A1 (en) End terminations for electrodes used in ion implantation systems
KR100688573B1 (en) Ion source element, ion implanter having the same and method of modifying thereof
WO2014176516A1 (en) Flourine and hf resistant seals for an ion source
US20240266140A1 (en) Ion generation device and ion implanter
JP2019139950A (en) Ion source and ion implantation device
US11823858B2 (en) Dual source injector with switchable analyzing magnet
JP2023530881A (en) Stepped indirectly heated cathode with improved shielding

Legal Events

Date Code Title Description
A625 Written request for application examination (by other person)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625

Effective date: 20221214

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230707

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230711

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230801

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7325597

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150