TW201526067A - 支撐結構及使用該支撐結構之離子產生裝置 - Google Patents
支撐結構及使用該支撐結構之離子產生裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201526067A TW201526067A TW103144507A TW103144507A TW201526067A TW 201526067 A TW201526067 A TW 201526067A TW 103144507 A TW103144507 A TW 103144507A TW 103144507 A TW103144507 A TW 103144507A TW 201526067 A TW201526067 A TW 201526067A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- arc chamber
- chamber
- reflector
- support structure
- insulating member
- Prior art date
Links
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 22
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 40
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 21
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 20
- 239000002784 hot electron Substances 0.000 description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N boron trifluoride Chemical compound FB(F)F WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- 229910015900 BF3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 2
- -1 for example Chemical compound 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- PSCMQHVBLHHWTO-UHFFFAOYSA-K indium(iii) chloride Chemical compound Cl[In](Cl)Cl PSCMQHVBLHHWTO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021617 Indium monochloride Inorganic materials 0.000 description 1
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N arsane Chemical compound [AsH3] RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- APHGZSBLRQFRCA-UHFFFAOYSA-M indium(1+);chloride Chemical compound [In]Cl APHGZSBLRQFRCA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- PPMWWXLUCOODDK-UHFFFAOYSA-N tetrafluorogermane Chemical compound F[Ge](F)(F)F PPMWWXLUCOODDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/022—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/08—Ion sources; Ion guns using arc discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/08—Ion sources; Ion guns
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/06—Sources
- H01J2237/061—Construction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/06—Sources
- H01J2237/08—Ion sources
- H01J2237/0815—Methods of ionisation
- H01J2237/082—Electron beam
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
提供能夠減少反射極的絕緣性降低之支撐結
構及離子產生裝置。
離子產生裝置(10)具備：電弧腔室
(12)；反射極(62)，其具有設置於電弧腔室內之反射板(64)、及插通於連通電弧腔室(12)內外之貫通孔(60)之反射極延長部(66)；以及支撐結構(70)，其設置於電弧腔室(12)的外側，並支撐反射極成得以確保反射極延長部(66)與貫通孔(60)的內壁之間的間隙(60a)。支撐結構(70)具有：蓋構件(80)，其在電弧腔室(12)的外部劃分與間隙(60a)連通之小室(88)；以及絕緣構件(72)，其將電弧腔室(12)與反射極(62)之間電絕緣。
Description
本發明有關反射極的支撐結構及使用該支撐結構之離子產生裝置。
在半導體製造工程中，為了改變導電性之目的、改變半導體晶片的結晶結構之目的等，規範地實施著向半導體晶片植入離子之製程。該製程中所使用之裝置通常被稱為離子植入裝置。
作為該種離子植入裝置中之離子源，已知有直流放電型的離子源。直流放電型的離子源藉由直流電流加熱燈絲而產生熱電子，陰極藉由該熱電子被加熱。並且，從被加熱之陰極產生之熱電子在電弧腔室內被加速，並與電弧腔室內的來源氣體分子碰撞，從而使來源氣體分子所含有之原子被離子化。
在電弧腔室內的與陰極對置之位置上設有使在電弧腔室內被加速之電子反彈之反射極。反射極藉由與電弧腔室之間電絕緣而具有使電子反彈之功能，可提高電弧腔室內的離子化效率。反射極例如透過設置於電弧腔室
內之絕緣構件而被安裝(參閱專利文獻1)。
[專利文獻1]日本特開平8-227688號專利公報
被導入到電弧室內之來源氣體分子多使用氟化物、氯化物等鹵化物。鹵化物的來源氣體分子在離子化過程中產生鹵自由基，該鹵自由基作用於構成離子源之零件、例如電弧腔室內壁的金屬材料，並進行化學結合。並且，進行了化學結合之金屬材料與來源氣體分子一同被離子化，可作為離子化物質堆積在電弧腔室的內壁等而形成導電性膜。
若藉由離子源的使用而使金屬材料被堆積於反射極的絕緣構件並形成導電性膜，則反射極的絕緣性降低。若絕緣性降低，則反射極使電子反彈之功能大大降低，因此離子的生成效率降低，縮短離子源的壽命。其結果，若絕緣性降低之零件的更換頻率增加，則使用離子植入裝置之製程的生產性降低。
本發明係鑑於該種狀況而完成者，其提供一種能夠減少反射極的絕緣性降低之反射極的支撐結構及使用該支撐結構之離子產生裝置。
為了解決上述課題，本發明之一樣態的離子產生裝置具備：電弧腔室；反射極，其具有設置於電弧腔室內之反射板、及插通於連通電弧腔室內外之貫通孔之反射極延長部；以及支撐結構，其設置於電弧腔室的外側，並支撐反射極成得以確保反射極延長部與貫通孔的內壁之間的間隙。支撐結構具有：蓋構件，其在電弧腔室的外部劃分與間隙連通之小室；以及絕緣構件，其將電弧腔室與反射極之間電絕緣。
本發明的另一實施方式係支撐結構。該支撐結構將插通於連通電弧腔室內外之貫通孔之反射極的基部，以確保與該貫通孔的內壁之間的間隙之方式進行支撐。支撐結構具有：蓋構件，其在電弧腔室的外部劃分與間隙連通之小室；以及絕緣構件，其將電弧腔室與反射極之間電絕緣。
另外，在方法、裝置、系統等之間相互置換以上構成要件的任意組合、本發明的構成要件和表現的方式，作為本發明的方式亦是有效的。
依本發明，能夠提供一種減少反射極的絕緣性降低且生產性高的離子產生裝置。
10‧‧‧離子產生裝置
12‧‧‧電弧腔室
14‧‧‧熱電子放出部
42‧‧‧電漿
50‧‧‧側壁板
52‧‧‧上板
54‧‧‧下板
58‧‧‧連接部
58a‧‧‧同軸螺絲
60‧‧‧貫通孔
60a‧‧‧間隙
62‧‧‧反射極
64‧‧‧反射板
66‧‧‧反射極延長部
70‧‧‧支撐結構
72‧‧‧絕緣構件
76‧‧‧遮蔽構件
80‧‧‧蓋構件
88‧‧‧小室
〔圖1〕為表示本實施方式之離子產生裝置的電弧腔室及反射極的支撐結構之示意圖。
〔圖2〕為表示圖1所示之離子產生裝置的A-A線剖面之示意圖。
〔圖3〕為表示比較例之離子產生裝置的電弧腔室及反射極的支撐結構之示意圖。
〔圖4〕為表示變形例1之離子產生裝置的反射極的支撐結構之示意圖。
〔圖5〕為表示變形例2之離子產生裝置的反射極的支撐結構之示意圖。
〔圖6〕為表示變形例3之離子產生裝置的反射極的支撐結構之示意圖。
以下，一邊參閱圖面，一邊詳細說明有關用以實施本發明之型態。另外，圖面說明中對相同要件添加相同元件符號，並適當省略重複說明。而且，以下敘述之結構只是示例，並非對本發明的範圍進行任何限定。
圖1為表示本實施方式之離子產生裝置10的電弧腔室12及反射極62的支撐結構70之示意圖。圖2為表示圖1所示之離子產生裝置10的A-A線剖面之示意圖。
本實施方式之離子產生裝置10為直流放電型的離子源，其具備電弧腔室12、熱電子放出部14、反射極62、支撐結構70、抑制電極20、接地電極22及各種電源。
電弧腔室12具有大致長方體的箱型形狀。電弧腔室12由高熔點材料、具體而言由鎢(W)、鉬(Mo)、鉭(Ta)等高熔點金屬或它們的合金、石墨(C)等構成。藉此，即使電弧腔室內的溫度變得比較高之環境下，亦能夠使電弧腔室不易熔化。
電弧腔室12具備側壁板50、上板52、以及下板54。在側壁板50形成有導入來源氣體之氣體導入口24、及作為引出離子束之開口部的前狹縫26。上板52上設有熱電子放出部14，下板54的貫通孔60被反射極62插通。
另外，在以下的說明中，有時將從上板52朝向下板54之方向稱為軸向。並且，沿著軸向之方向上，亦會將從下板54朝向上板52之方向稱為上方或上側、將從上板52朝向下板54之方向稱為下方或下側。並且，亦會將電弧腔室12的內部稱為內側、將電弧腔室12的外部稱為外側。
下板54具有連通電弧腔室12的內外並沿軸向延伸之貫通孔60。貫通孔60的軸向的剖面形狀為圓形。在貫通孔60的內側的出口設有從內表面54a向上方突出之突端部56。另一方面，在貫通孔60的外側的出口
設有從外表面54b向下方突出之連接部58。在連接部58的側面設有被實施螺紋加工並連接有支撐結構70之同軸螺絲58a。同軸螺絲58a與貫通孔60的中心軸共軸。
熱電子放出部14係在電弧腔室內放出熱電子者，並具有燈絲28及陰極30。熱電子放出部14被插入於上板52的安裝孔52a並以與電弧腔室12絕緣之狀態被固定。
燈絲28被燈絲電源34加熱，並在前端產生熱電子。在燈絲28產生之(1次)熱電子被陰極電源36加速而與陰極30碰撞，並用該碰撞時產生之熱量加熱陰極30。被加熱之陰極30產生(2次)熱電子40，該(2次)熱電子40藉由利用電弧電源38被施加於陰極30與電弧腔室12之間之電弧電壓被加速，並作為具有足夠電離氣體分子之能量之束電子而被放出於電弧腔室12中。
反射極62具有反射板64及反射極延長部66。反射板64設置於與熱電子放出部14對置的之置，並設為與陰極30對置且大致平行。反射板64將電弧腔室內的電子反彈並將電子滯留於生成電漿42之位置，從而提高離子生成效率。
反射極延長部66係與反射板64大致垂直延伸之圓柱形狀的構件，且為反射極62的基部。反射極延長部66插通於下板54的貫通孔60，並被安裝於設置在電弧腔室外的支撐結構70。在反射極延長部66的端部66a設有與貫通孔60的中心軸同軸之螺紋孔66b，並藉由
連接螺絲68被固定於絕緣構件72。藉此，反射極延長部66以確保與貫通孔60的內壁之間的間隙60a之方式被固定，反射極62與電弧腔室12之間成為電絕緣之狀態。
支撐結構70具有絕緣構件72、遮蔽構件76及蓋構件80。支撐結構70設置於電弧腔室12的外側，並設置成在電弧腔室12的外部劃分與貫通孔60中之間隙60a連通之小室88。小室88的內部設有與反射極62連接之絕緣構件72。經此，支撐結構70以確保電弧腔室12與反射極62之間的絕緣之狀態支撐反射極62。
蓋構件80具有在圓筒形狀的側面82設有底面84之杯形的形狀。蓋構件80在側面82的開口端82a的內表面被實施螺紋加工並被擰入下板54的同軸螺絲58a，從而被固定於下板54的外側。藉此，蓋構件80與下板54一同劃分小室88。小室88相對於電弧腔室12的外部密閉，小室88經由貫通孔60中之間隙60a與電弧腔室12的內部相連。
蓋構件80的底面84設有被止動螺絲86插通之螺紋孔84a。螺紋孔84a形成為與貫通孔60的中心軸同軸。經此，將設置於蓋構件80的內部之絕緣構件72固定在貫通孔60的中心軸上。
蓋構件80與成為高溫之電弧腔室12連接，因此由高熔點材料構成為較佳。蓋構件80例如由鎢(W)、鉬(Mo)、鉭(Ta)等高熔點金屬或它們的合金、石墨(C)等構成。
絕緣構件72為連接蓋構件80與反射極62之構件。絕緣構件72存放於蓋構件80的內部，並具有與蓋構件80的形狀對應之圓筒形狀。另外，只要是能夠存放於蓋構件80的內部之形狀，角柱等的上表面72a與下表面72b亦可為多角形的柱狀形狀。絕緣構件72由氧化鋁(Al2O3)等陶瓷材料構成。
絕緣構件72的上表面72a及下表面72b設有同軸之螺紋孔74a、74b。在上表面72a的螺紋孔74a安裝連接螺絲68而固定反射極延長部66與絕緣構件72之間。在下表面72b的螺紋孔74b安裝止動螺絲86而固連絕緣構件72與蓋構件80之間。
遮蔽構件76被設置成覆蓋絕緣構件72的上表面72a與側面72c並具有杯形的形狀。遮蔽構件76夾在絕緣構件72的上表面72a與反射極延長部66的端部66a之間而被固定。遮蔽構件76抑制進入小室88的內部之離子化物質附著於絕緣構件72的外表面亦即上表面72a和側面72c。遮蔽構件76與蓋構件80相同地由鎢(W)、鉬(Mo)、鉭(Ta)等高熔點金屬或它們的合金、石墨(C)等構成。
在具有以上構成之離子產生裝置10中連結陰極30與反射極62之軸向上施加有由源磁場線圈誘發之外部磁場B。並且，由於與放出束電子之陰極30對置而設置反射極62，因此束電子沿著外部磁場B在陰極30與反射極62之間往復移動。往復移動之束電子與導入到電弧
腔室12之來源氣體分子碰撞電離而產生離子，從而在電弧腔室12生成電漿42。由於束電子藉由施加磁場而存在於大致被限定之範圍，因此主要在該範圍生成離子，並藉由擴散到達電弧腔室12的內壁、前狹縫26、陰極30及反射極62，消失在壁面。
來源氣體使用希有氣體，或氫(H2)、磷化氫(PH3)、砷化氫(AsH3)等氫化物，三氟化硼(BF3)、四氟化鍺(GeF4)等氟化物、三氯化銦(InCl3)等氯化物等鹵化物。該等來源氣體被導入電弧腔室12並藉由(2次)熱電子40被離子化。若被激發之離子入射並碰撞於電弧腔室12的內壁、陰極30及反射極62，則藉由濺射或化學蝕刻磨耗各部分的構成素材(W、Ta、Mo、石墨等)。
並且，當來源氣體為氟化物時，例如為BF3時，藉由離子化生成B+、BF+、BF2 +、F+、F2 +，若該等離子在電弧腔室12的內部的壁面被中和，則生成F、F2等反應性較高的氟自由基。氟自由基與構成離子產生裝置10之零件的材料化學結合而成為WFx、TaFx、MoFx、CFx等氟化物。該等氟化物在比較低的溫度下氣化，在電弧腔室內被離子化，並可作為WFx +、TaFx +、MoFx +、CFx +等離子化物質流入並附著於電弧腔室的內壁等而形成導電性膜。
該種導電性膜亦會附著於構成離子產生裝置10之絕緣零件而成為絕緣性降低之原因。例如，若在反
射極的絕緣構件的外表面形成導電性膜，則反射極的絕緣性降低。若絕緣性降低，則反射極使電子反彈之功能大大降低，因此離子的生成效率降低，縮短離子源的壽命。其結果，絕緣性降低之零件的更換頻率增加，使用離子植入裝置之製程的生產性大大降低。
本實施方式中，絕緣構件72被設置於在電弧腔室12的外部設置之小室88的內部，而非電弧腔室12的內部。小室88相對於電弧腔室12的外部密閉，且通過貫通孔60的間隙60a與電弧腔室12的內部相連，因此與電弧腔室12相同地被來源氣體充滿，間隙60a中不會產生氣體的流動。因此，可抑制在電弧腔室12的內部生成之離子化物質流入小室88，小室88的內部成為比電弧腔室12的內部更不易附著導電性膜的環境。本實施方式中，在該種小室88的內部設置絕緣構件72，因此能夠延緩絕緣構件72的絕緣性降低。藉此，能夠延長離子源的壽命。
並且，本實施方式中，絕緣構件72的外表面被遮蔽構件76覆蓋。因此，即使離子化物質流入小室88的內部，其一部分亦會在遮蔽構件76的表面形成導電性膜。亦即，藉由設置遮蔽構件76，絕緣構件72的外表面不易被導電性膜污染。藉此，能夠延緩絕緣構件72的絕緣性降低。
並且，本實施方式中，絕緣構件72配置於下板54的正下方且配置於反射極62與蓋構件80之間的位
置。反射極62及蓋構件80藉由使用離子產生裝置10而成為高溫，因此配置於夾在二者之間的位置之絕緣構件72保持為高溫。並且，絕緣構件72被存放於小室88的內部，因此易維持高溫狀態。若將絕緣構件72的溫度設為較高，則所流入之離子化物質不易附著於表面，因此能夠阻礙導電性膜的形成。藉此，能夠延緩絕緣構件72的絕緣性降低。
並且，依本實施方式，反射極62及構成支撐結構70之零件相對於電弧腔室12配置在同一軸上。蓋構件80藉由與貫通孔60的中心軸共軸之同軸螺絲58a被固定，固定絕緣構件72之止動螺絲86及固定反射極62之連接螺絲68亦被同軸配置。因此，能夠將反射極62以良好的位置精度固定於貫通孔60的中心，能夠良好地保持反射極延長部66與貫通孔60的內壁之間的間隙60a。尤其，與利用圖3進行後述之比較例相比，能夠防止因反射極62的位置偏離而使反射極延長部66與貫通孔60的內壁接觸，從而成為絕緣不良之情況。
圖3為表示比較例之離子產生裝置110的電弧腔室112及反射極118的支撐結構120之示意圖。離子產生裝置110與上述實施方式相同地具備電弧腔室112、熱電子放出部114及反射極118。反射極118插通於在電弧腔室112的底部112a設置之貫穿部112b，並被固定於在電弧腔室112的外部設置之支撐結構120。
比較例之支撐結構120具有反射極支撐板124
及絕緣構件132a、132b。反射極支撐板124沿著與電弧腔室12的軸向交叉之方向(左右方向)延伸。在反射極支撐板124的一端亦即連接部124a連接有反射極118，在另一端亦即固定部124b經由絕緣構件132a、132b而被固定於腔室支撐部130。在比較例中，藉由沿左右方向延伸之反射極支撐板124使絕緣構件132a、132b的位置遠離電弧腔室112，藉此防止離子化物質附著於絕緣構件132的表面而形成導電性膜。
在比較例中，為了確保絕緣構件132a、132b的絕緣性而設為獲取連接部124a與固定部124b的距離L。因此，若用於與絕緣構件132a、132b進行固定之螺絲128鬆動而使得反射極支撐板124向θ方向偏離，則即使該偏離較小，亦會使反射極支撐板124的連接部124a較大移動。其結果，導致反射極118與貫穿部112b的內壁接觸，可能無法確保反射極118的絕緣性。亦即，在比較例中，若為了確保絕緣性而將反射極支撐板124設為較長，則該長度可能成為絕緣不良的原因。
並且，在比較例中，即使想出使絕緣構件132a、132b的位置遠離電弧腔室112之對策，亦會產生來源氣體通過貫穿部112b從電弧腔室112內向外流動，且離子化物質流出。其結果，可看到離子化物質附著於絕緣構件132a、132b的表面而形成導電性膜，從而成為絕緣不良之情況。
另一方面，本實施方式中設為貫通孔60、反
射極62、絕緣構件72及蓋構件80配置於同一軸上之結構，因此，即使該等構件的連接部分鬆動，反射極62的位置亦不易向與軸交叉之方向偏離。藉此，能夠維持反射極延長部66與貫通孔60的內壁之間的間隙60a。並且，藉由維持間隙60a，能夠防止在貫通孔60的內壁形成導電性膜，從而防止因間隙60a藉由導電性材料相連而引起的絕緣不良。
並且，本實施方式中，在貫通孔60的內側的出口設有從內表面54a向上方突出之突端部56。因此，即使在堆積於電弧腔室12的側壁板50或上板52的導電性物質剝離而落到下板54之情況下，該等導電性物質亦不易進入貫通孔60的內部。因此，藉由設置突端部56，能夠抑制反射極62的絕緣性降低。
圖4為表示變形例1之離子產生裝置10的反射極62的支撐結構70之示意圖。在變形例1中未設有覆蓋絕緣構件72的外表面之遮蔽構件，這一點與上述實施方式不同。在變形例1中，在小室88的內部亦設有絕緣構件72，因此離子化物質不易流入小室88的內部，設為絕緣構件72保持為高溫之環境。因此，能夠防止在絕緣構件72的表面形成導電性膜，從而減少反射極62的絕緣性降低。並且，藉由配置在同一軸上之支撐結構70，亦能夠提高反射極62的位置精度。
圖5為表示變形例2之離子產生裝置10的反射極62的支撐結構70之示意圖。在變形例2中，代替在
下板54的連接部58設置同軸螺絲，而在連接部58的側面設置螺紋孔58b，且蓋構件80藉由連接螺絲90被固定於連接部58，這一點與上述實施方式不同。並且，在蓋構件80的開口端82a設有螺紋孔82b來代替被實施螺紋加工，連接螺絲90插通於該螺紋孔82b。在變形例2中亦能夠得到與上述實施方式相同的效果。
圖6為表示變形例3之離子產生裝置10的反射極62的支撐結構70之示意圖。在變形例3中，絕緣構件92被設置於蓋構件80與電弧腔室12之間，而非反射極62與蓋構件80之間，這一點與上述實施方式不同。以下，以與實施方式的不同點為中心對變形例3進行說明。
支撐結構70具有蓋構件80及絕緣構件92。蓋構件80具有在圓筒形狀的側面82設有底面84之杯形的形狀。蓋構件80與連接部58及絕緣構件92一同劃分小室88，並使小室88的內部相對於電弧腔室12的外部密閉。在蓋構件80的內側連接有反射極延長部66的端部66a。反射極延長部66藉由配置在貫通孔60的中心軸上之連接螺絲98被固定於蓋構件80的底面84。
絕緣構件92係環形狀的構件，且分別對內壁92a和外壁92b實施螺紋加工。內壁92a與在下板54的連接部58設置之同軸螺絲58a嚙合而將絕緣構件92固定於下板54。在絕緣構件92的外壁92b藉由與蓋構件80的開口端82a的內表面嚙合而連接蓋構件80。藉由將絕緣構件92設置於下板54與蓋構件80之間，能夠使反射極
62相對於電弧腔室12絕緣。
變形例3中與上述實施方式不同，並未設為絕緣構件72被存放於小室88的內部之結構。但是，與上述實施方式相同地，氣體不易流入小室88的內部，因此能夠抑制離子化物質附著於面向小室88之絕緣構件92的下表面92d而形成導電性膜。並且，面向電弧腔室12的外部之絕緣構件92的上表面92c成為電弧腔室12的外側，因此與電弧腔室12的內部相比離子化物質不易附著。藉此，能夠抑制絕緣構件92的絕緣性降低。
並且，在變形例3中，絕緣構件92與下板54直接連接，因此能夠使絕緣構件92保持為高溫。藉此，能夠防止在絕緣構件92的表面形成導電性膜。
並且，在變形例3中亦設為貫通孔60、反射極62、蓋構件80及絕緣構件92配置在同一軸上之結構，因此，即使該等構件的連接部分鬆動，反射極62的位置亦不易向與軸交叉之方向偏離。藉此，能夠維持反射極延長部66與貫通孔60的內壁之間的間隙60a。
以上，參閱上述實施方式對本發明進行了說明，但本發明係不限定於上述實施方式，將實施方式的構成適當進行組合和置換者亦係包含於本發明者。而且，亦可以依據本領域具有通常知識者的知識對實施形態中之組合和處理的順序適當進行改變，或對實施形態施加各種設計變更等變形，施加有這樣的變形之實施形態亦能夠包含於本發明的範圍內。
上述實施方式及變形例中示出小室88的內部被密閉之支撐結構70。在另一變形例中，亦可設為小室88的氣密性因在設置於支撐結構70之螺紋孔等產生之間隙為起因而受損之結構，而非小室88在嚴格意義上被密閉之結構。該情況下，電弧腔室12內部的來源氣體的一部分通過貫通孔60的間隙60a流入小室88，並通過螺紋孔等間隙流出腔室外，因此可能會出現一些氣體從電弧腔室12向小室88的流動。但是，與未藉由支撐結構70設置小室88的情況相比，可以減少進入小室88之離子化物質的量。因此，即使在嚴格意義上小室88並未被密閉之情況下，亦能夠減少設置於支撐結構70之絕緣構件72的絕緣性降低。
上述實施方式及變形例中，作為固定反射極延長部66與支撐結構70之間之連接構件，示出了使用連接螺絲之情況。在另一變形例中，亦可使用螺絲以外的連接構件。例如，可使用螺栓或螺栓與螺母的組合作為連接構件而進行固定。
10‧‧‧離子產生裝置
12‧‧‧電弧腔室
14‧‧‧熱電子放出部
24‧‧‧氣體導入口
26‧‧‧前狹縫
28‧‧‧燈絲
30‧‧‧陰極
42‧‧‧電漿
50‧‧‧側壁板
52‧‧‧上板
52a‧‧‧安裝孔
54‧‧‧下板
54a‧‧‧內表面
54b‧‧‧外表面
56‧‧‧突端部
58‧‧‧連接部
58a‧‧‧同軸螺絲
60‧‧‧貫通孔
60a‧‧‧間隙
62‧‧‧反射極
64‧‧‧反射板
66‧‧‧反射極延長部
66a‧‧‧端部
66b‧‧‧螺紋孔
68‧‧‧連接螺絲
70‧‧‧支撐結構
72‧‧‧絕緣構件
72a‧‧‧上表面
72b‧‧‧下表面
72c‧‧‧側面
74a‧‧‧螺紋孔
74b‧‧‧螺紋孔
76‧‧‧遮蔽構件
80‧‧‧蓋構件
82‧‧‧側面
82a‧‧‧開口端
84‧‧‧底面
84a‧‧‧螺紋孔
86‧‧‧止動螺絲
88‧‧‧小室
B‧‧‧磁場
Claims (8)
- 一種離子產生裝置，具備：電弧腔室；反射極，其具有設置於前述電弧腔室內之反射板、及插通於連通前述電弧腔室內外之貫通孔之反射極延長部；以及支撐結構，其設置於前述電弧腔室的外側，並支撐前述反射極成得以確保前述反射極延長部與前述貫通孔的內壁之間的間隙；前述支撐結構具有：蓋構件，其在前述電弧腔室的外部劃分與前述間隙連通之小室；以及絕緣構件，其將前述電弧腔室與前述反射極之間電絕緣。
- 如請求項1之離子產生裝置，其中，前述小室相對於前述電弧腔室的外部被密閉。
- 如請求項1或2之離子產生裝置，其中，前述絕緣構件設置於前述小室的內部，並連接前述反射極延長部與前述蓋構件之間。
- 如請求項3之離子產生裝置，其中，前述支撐結構還具有遮蔽構件，其設置於前述反射極延長部與前述絕緣構件之間，並被設置成覆蓋前述絕緣構件的外表面。
- 如請求項1或2之離子產生裝置，其中，前述蓋構件經由前述絕緣構件安裝於前述電弧腔室的外側。
- 如請求項1或2之離子產生裝置，其中，前述反射極延長部藉由與前述貫通孔的中心軸同軸設置之連接構件被固定於前述支撐結構。
- 如請求項1或2之離子產生裝置，其中，前述電弧腔室在該電弧腔室的外側具有與前述貫通孔的中心軸同軸之螺紋結構；前述支撐結構藉由擰入前述螺紋結構而被固定於前述電弧腔室。
- 一種支撐結構，係將插通於連通電弧腔室內外之貫通孔之反射極的基部予以支撐成得以確保與該貫通孔的內壁之間的間隙；其特徵為具有：蓋構件，其在前述電弧腔室的外部劃分與前述間隙連通之小室；以及絕緣構件，其將前述電弧腔室與前述反射極之間電絕緣。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013267764A JP6177123B2 (ja) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | 支持構造およびそれを用いたイオン発生装置 |
| JP2013-267764 | 2013-12-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201526067A true TW201526067A (zh) | 2015-07-01 |
| TWI655663B TWI655663B (zh) | 2019-04-01 |
Family
ID=53400787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW103144507A TWI655663B (zh) | 2013-12-25 | 2014-12-19 | Support structure and ion generating device using the same |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9153406B2 (zh) |
| JP (1) | JP6177123B2 (zh) |
| KR (1) | KR102208864B1 (zh) |
| CN (1) | CN104752127B (zh) |
| TW (1) | TWI655663B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11127558B1 (en) | 2020-03-23 | 2021-09-21 | Applied Materials, Inc. | Thermally isolated captive features for ion implantation systems |
| TWI752601B (zh) * | 2019-09-10 | 2022-01-11 | 美商應用材料股份有限公司 | 離子源、在離子源中使用的隔熱斥拒極以及電極 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020068161A (ja) * | 2018-10-26 | 2020-04-30 | 日新イオン機器株式会社 | イオン源 |
| US10818469B2 (en) * | 2018-12-13 | 2020-10-27 | Applied Materials, Inc. | Cylindrical shaped arc chamber for indirectly heated cathode ion source |
| US11664183B2 (en) * | 2021-05-05 | 2023-05-30 | Applied Materials, Inc. | Extended cathode and repeller life by active management of halogen cycle |
| CN114242549B (zh) * | 2021-12-21 | 2024-02-20 | 北京凯世通半导体有限公司 | 一种采用物质溅射形成等离子体的离子源装置 |
| CN114360991B (zh) * | 2021-12-21 | 2024-08-02 | 北京凯世通半导体有限公司 | 一种带有反射极电源的碳离子源装置 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07169425A (ja) * | 1993-12-15 | 1995-07-04 | Nissin Electric Co Ltd | イオン源 |
| US5497006A (en) | 1994-11-15 | 1996-03-05 | Eaton Corporation | Ion generating source for use in an ion implanter |
| JP3075129B2 (ja) * | 1995-03-23 | 2000-08-07 | 日新電機株式会社 | イオン源 |
| JP3556069B2 (ja) * | 1997-04-14 | 2004-08-18 | 株式会社ルネサステクノロジ | イオン打ち込み装置 |
| KR20000020760A (ko) * | 1998-09-23 | 2000-04-15 | 윤종용 | 반도체장치 제조용 이온임플랜터의 이온공급원 |
| JP3578654B2 (ja) * | 1999-02-03 | 2004-10-20 | 株式会社リコー | 立体像記録方法 |
| JP4253925B2 (ja) * | 1999-05-18 | 2009-04-15 | 日新イオン機器株式会社 | イオン源 |
| US7138768B2 (en) | 2002-05-23 | 2006-11-21 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Indirectly heated cathode ion source |
| KR20040018863A (ko) * | 2002-08-27 | 2004-03-04 | 삼성전자주식회사 | 이온 주입 장치의 아크 챔버 |
| KR20050114456A (ko) * | 2004-06-01 | 2005-12-06 | 삼성전자주식회사 | 이온 소스 및 이를 갖는 이온 주입 장치 |
| KR100584791B1 (ko) | 2005-05-06 | 2006-05-30 | 삼성전자주식회사 | 이온 소스 및 이를 갖는 이온 주입 장치 |
| US7586109B2 (en) * | 2007-01-25 | 2009-09-08 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Technique for improving the performance and extending the lifetime of an ion source with gas dilution |
| US7679070B2 (en) * | 2007-07-02 | 2010-03-16 | United Microelectronics Corp. | Arc chamber for an ion implantation system |
| JP4365441B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2009-11-18 | 三井造船株式会社 | イオン注入装置、イオン注入方法及びプログラム |
| JP2010073387A (ja) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Seiko Epson Corp | イオン発生装置、半導体プロセス用イオン注入装置および半導体装置の製造方法 |
| JP5822767B2 (ja) * | 2012-03-22 | 2015-11-24 | 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 | イオン源装置及びイオンビーム生成方法 |
| JP6238689B2 (ja) * | 2013-11-13 | 2017-11-29 | 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 | イオン生成装置およびイオン生成方法 |
-
2013
- 2013-12-25 JP JP2013267764A patent/JP6177123B2/ja active Active
-
2014
- 2014-12-19 TW TW103144507A patent/TWI655663B/zh active
- 2014-12-22 KR KR1020140185863A patent/KR102208864B1/ko active IP Right Grant
- 2014-12-24 US US14/582,696 patent/US9153406B2/en active Active
- 2014-12-25 CN CN201410822189.2A patent/CN104752127B/zh active Active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI752601B (zh) * | 2019-09-10 | 2022-01-11 | 美商應用材料股份有限公司 | 離子源、在離子源中使用的隔熱斥拒極以及電極 |
| US11239040B2 (en) | 2019-09-10 | 2022-02-01 | Applied Materials, Inc. | Thermally isolated repeller and electrodes |
| US11127558B1 (en) | 2020-03-23 | 2021-09-21 | Applied Materials, Inc. | Thermally isolated captive features for ion implantation systems |
| US11538654B2 (en) | 2020-03-23 | 2022-12-27 | Applied Materials, Inc. | Thermally isolated captive features for ion implantation systems |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104752127B (zh) | 2018-04-20 |
| JP6177123B2 (ja) | 2017-08-09 |
| KR102208864B1 (ko) | 2021-01-27 |
| US9153406B2 (en) | 2015-10-06 |
| CN104752127A (zh) | 2015-07-01 |
| US20150179385A1 (en) | 2015-06-25 |
| TWI655663B (zh) | 2019-04-01 |
| JP2015125827A (ja) | 2015-07-06 |
| KR20150075372A (ko) | 2015-07-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI655663B (zh) | Support structure and ion generating device using the same | |
| TWI667680B (zh) | Ion generating device and hot electron emitting unit | |
| US8702920B2 (en) | Repeller structure and ion source | |
| TWI483280B (zh) | Ion generation method and ion source | |
| TWI688987B (zh) | 電漿生成裝置及熱電子放出部 | |
| US8796649B2 (en) | Ion implanter | |
| TWI597755B (zh) | X光照射源及x光管 | |
| EP1944789B1 (en) | X-ray tube and x-ray source including same | |
| CN105390355A (zh) | 一种反射电极结构件及离子源 | |
| JP6687823B1 (ja) | 電離真空計およびカートリッジ | |
| US10468220B1 (en) | Indirectly heated cathode ion source assembly | |
| JP6063273B2 (ja) | Ｘ線照射源 | |
| JP4417945B2 (ja) | イオン発生装置 | |
| WO2014176516A1 (en) | Flourine and hf resistant seals for an ion source | |
| TW200809903A (en) | Electron gun, energy beam generating device, electron beam generating device, and X-ray generating device | |
| JP3039058B2 (ja) | イオン源 | |
| KR102591321B1 (ko) | 소스 하우징 어셈블리, 이온 추출 시스템 및 이온 추출 시스템을 개선하기 위한 방법 | |
| US10535487B1 (en) | Manufacturing method of electron tube | |
| JP2018163832A (ja) | 電子ビーム発生装置およびコレクタ電極 | |
| JPH01308089A (ja) | レーザ管 |