TW201705179A - 離子束裝置、離子植入裝置、離子束放出方法 - Google Patents

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Abstract

本發明關於離子束裝置、離子植入裝置、離子束放出方法。除去堆積於引出電極的反應副生成物，以便能夠立即恢復為離子束照射。設定對引出電極(34)施加正電壓的正電壓期間，在離子源(33)的內部生成電子，從離子源(33)引出電子，使其照射到引出電極(34)來對引出電極(34)進行加熱。在真空氛圍中，反應副生成物層(27)進行蒸發，除去反應副生成物層(27)。向離子源(33)導入潔淨氣體來生成潔淨氣體的正離子，設定對引出電極(34)施加負電壓的負電壓期間，將潔淨氣體的正離子向引出電極(34)照射，通過濺射或蝕刻反應來除去反應副生成物層(27)也可。

Description

離子束裝置、離子植入裝置、離子束放出方法
本發明關於用於半導體元件製作的離子束裝置、使用該離子束裝置的離子植入裝置、以及引出電極的離子束放出方法。
在離子植入裝置中，使用通過離子源對含有摻雜物(dopant)的物質亦即植入材料進行離子化並且通過引出電極將所生成的正離子取出為離子束的離子束裝置。
圖7的附圖標記101為用於離子植入裝置的離子束裝置，具有離子源133、引出電極134和接地電極135。
氣體容易離子化，因此，氣體供給裝置132連接於離子源133，從氣體供給裝置132向離子源133供給植入材料氣體。
在離子源133設置有電子放出裝置140，通過電子放出裝置140對植入材料氣體進行離子化。
對引出電極134施加負電壓，在離子源133內生成的植入材料氣體的正離子被引出電極134吸引而被從離子源133的放出口136放出。
附圖標記130為生成正離子的容器，放出口136被設置於容器130。
從放出口136放出的正離子通過設置於引出電極134的加速孔137和設置在位於引出電極134的背後的接地電極135的通過孔138，成為離子束，從離子束裝置101放出。
像這樣，向離子源133供給植入材料氣體，但是，即使為氣體也在離子源133內發生植入材料的化學反應，生成化學反應的反應副生成物。反應副生成物為固體物質的情況較多。
所生成的固體物質的一部分從離子源133的放出口136放出，堆積於與放出口136對置的引出電極134的表面。圖7的附圖標記127示出由堆積於引出電極134的反應副生成物構成的反應副生成物層。
當堆積進行時，引出電極134的表面不為平坦，形成不均勻電場。特別地，反應副生成物層127為絕緣物，在絕緣物堆積於引出電極134的情況下，產生由從離子束的束中心分離的發散成分所謂的光暈(halo)造成的充電(charge up)，在電極間小的雷放電(lightning discharge)那樣的異常放電屢次發生，其結果是，發生良品率的降低，生產率惡化。
當將引出電極134從離子源室131取出而物理性、化學性地進行所堆積的膜的除去時，異常放電不發生，但是，以往，基於經驗定期地進行除去或者當每單位時間的異常放電發生的次數為規定值以上時進行除去。
在除去時，只要預先準備交換用的引出電極，交換作業自身也能夠大致在10分以內完成，但是，必須將離子源室131的內部向大氣開放，因此，需要離子源133的降溫、引出電極134的交換後的真空排氣和離子源133的暖機運轉，因此，產生幾小時以上的停機時間。
為了解決以上的問題，提出在不進行大氣開放的情況下對引出電極進行潔淨的各種方法。
例如，下述專利文獻1為設置對引出電極進行通電加熱的機構而通過通電對引出電極進行加熱來使堆積於引出電極的膜蒸發而除去的技術，但是，引出電極自身的電阻值低，因此，為了加熱而需要大電流，存在電源和佈線變為大規模的缺點。
此外，下述專利文獻2係調節離子束與引出電極撞擊之撞擊而利用濺射除去堆積膜的技術，但是，原理上能夠用於引出電極的潔淨的離子電流密度低，因此，存在堆積膜的除去速度低的缺點。
此外，下述專利文獻3、4為在引出電極間追加輝光放電的電源、機構而利用濺射來除去堆積膜的技術，能夠期待高速潔淨，但是，需要將潔淨壓力調整為與引出離子束時的壓力相比100倍以上的機構，此外，在潔 淨中停止離子源的工作，因此，在結束潔淨之後需要對離子源進行暖機的時間。
現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開平6-119896號公報；專利文獻2：日本特開2004-363050號公報；專利文獻3：日本特開2013-98143號公報；專利文獻4：日本特開2013-12495號公報。
本發明是為了解決上述現有技術的問題而製作的，其目的在於提供能夠潔淨引出電極以便能夠在短時間內恢復為能夠從離子源引出正離子的狀態的技術。
為了解決上述課題，本發明是一種離子束裝置，具有：離子源；主電源，在所述離子源內生成電子；引出電極，被設置在所述離子源的外部；以及輔助電源，對所述引出電極施加電壓，所述引出電極被配置為設置於所述引出電極的加速孔與所述離子源的放出口面對面，藉由所述主電源生成的電子對被導入到所述離子源的植入材料氣體進行離子化，離子化所生成的正離子被由所述輔助電源施 加負電壓後的所述引出電極引出而成為離子束被放出，所述輔助電源構成為能夠對所述引出電極施加正電壓。
此外，本發明是一種離子束裝置，其中，能夠向所述離子源導入惰性氣體。
此外，本發明是一種離子束裝置，其中，構成為：能夠向所述離子源導入對所述植入材料氣體的反應副生成物進行蝕刻的蝕刻氣體。
此外，本發明是一種離子束裝置，其中，所述輔助電源構成為能夠對所述引出電極施加正負的交流電壓。
此外，本發明是一種離子束裝置，其中，在所述引出電極設置有溫度感測器。
此外，本發明是一種離子植入裝置，具有：離子束裝置；質譜分析裝置，從所述離子束裝置所放出的離子束中使期望的荷質比的正離子通過；以及基板支架，配置有照射所通過的正離子的基板，所述離子束裝置具有：離子源；主電源，在所述離子源內生成電子；引出電極，被設置在所述離子源的外部；以及輔助電源，對所述引出電極施加電壓，所述引出電極被配置為設置於所述引出電極的加速孔與所述離子源的放出口面對面，藉由所述主電源生成的電子對被導入到所述離子源的植入材料氣體進行離子化，離子化所生成的正離子被由所述輔助電源施加負電壓後的所述引出電極引出而成為離子束被放出，所述輔助電源構成為能夠對所述引出電極施加正電壓。
此外，本發明是一種離子植入裝置，其中，能夠向所述離子源導入惰性氣體。
此外，本發明是一種離子植入裝置，其中，構成為：能夠向所述離子源導入對所述植入材料氣體的反應副生成物進行蝕刻的蝕刻氣體。
此外，本發明是一種離子植入裝置，其中，所述輔助電源構成為能夠對所述引出電極施加正負的交流電壓。
此外，本發明是一種離子植入裝置，其中，在所述引出電極設置有溫度感測器。
此外，本發明是一種離子束放出方法，所述離子束放出方法使用離子束裝置，所述離子束裝置具有：離子源；主電源，在所述離子源的容器內生成電子；引出電極，被設置在所述容器的外部；以及輔助電源，對所述引出電極施加電壓；所述引出電極配置為設置於所述引出電極的加速孔與所述離子源的放出口面對面；所述離子束放出方法具有：離子放出工程，，藉由所述主電源在所述容器內生成電子，將植入材料氣體導入到所述容器內，利用所述輔助電源對所述引出電極施加負電壓，在所述容器內生成所述植入材料氣體的正離子，利用所述引出電極的負電壓將所述正離子從所述容器引出而放出為離子束；係在所述離子放出工程中生成的所述植入材料氣體的固體的反應副生成物被堆積於所述引出電極的離子束放出方法，具有：潔淨工程，係設置對所述引出電極施加正電壓的正 電壓期間，在所述正電壓期間，在所述容器內生成電子之同時，藉由所述引出電極的正電壓吸引所述電子而使其照射到所述引出電極來對所述引出電極進行加熱，使堆積於所述引出電極的所述反應副生成物蒸發。
此外，本發明是一種離子束放出方法，其中，在所述潔淨工程中，向所述容器導入惰性氣體。
此外，本發明是一種離子束放出方法，其中，向所述離子源導入對所述植入材料氣體的反應副生成物亦即固體化合物進行蝕刻的蝕刻氣體。
此外，本發明是一種離子束放出方法，其中，設置對所述引出電極施加負電壓的負電壓期間。
此外，本發明是一種離子束放出方法，其中，交替地重複設置所述正電壓期間和所述負電壓期間。
此外，本發明是一種離子束放出方法，其中，測定所述引出電極的溫度，控制所述電子對所述引出電極的入射量，以使所述引出電極的溫度成為規定溫度。
使離子源在離子束引出的條件範圍內維持工作狀態，利用容器的熱輻射來加熱引出電極。進而，對離子源內的電子進行加速而與引出電極撞擊來進行加熱。由此，能夠使堆積於引出電極的膜蒸發來除去。
在引出電極潔淨時，也使離子源以與平常進行離子束引出時同等的條件運轉，因此，潔淨結束之後無 需進行暖機運轉即可恢復。
此外，並用離子源的輻射熱，因此，能夠相應地使電子束加熱的功率省力化。
進而，在直流加熱模式的情況下，通過熱輻射和電子束進行加熱，因此，能夠抑制由濺射造成的電極的損傷。
在交流加熱模式的情況下，即使引出電極的堆積物為絕緣物，也能夠流通交流電流，因此，能夠加熱來蒸發、除去。
1‧‧‧離子植入裝置
3~5‧‧‧離子束裝置
25‧‧‧主電源
26‧‧‧輔助電源
29‧‧‧溫度感測器
31‧‧‧離子源室
33‧‧‧離子源
34‧‧‧引出電極
圖1是本發明的離子植入裝置的一個例子。
圖2是本發明的第一例的離子束裝置。
圖3是用於說明該離子束裝置的潔淨(cleaning)工程的圖。
圖4是本發明的第二例的離子束裝置。
圖5是本發明的第三例的離子束裝置。
圖6(a)、(b)是AlF3的蒸汽壓曲線。
圖7是現有技術的離子束裝置。
圖1的附圖標記1為本發明的離子植入裝置。當說明離子植入裝置1的概要時，具有：離子束裝置3、質譜分析裝置11、加速裝置12、掃描裝置13、以及 植入室23。圖中附圖標記551~554為真空排氣裝置，離子植入裝置1被真空排氣裝置551~554真空排氣。
離子束裝置3具有氣體供給裝置32，離子束裝置3對氣體供給裝置32供給的植入材料氣體進行離子化，使所生成的正離子成為離子束在移動室21的內部移動而入射到質譜分析裝置11的內部。
在質譜分析裝置11的內部，對離子束中的離子進行質譜分析，使具有期望的荷質比的離子通過而成為離子束入射到加速裝置12中。
在加速裝置12中，使離子束中的正離子加速而入射到掃描裝置13中。
掃描裝置13一邊對離子束的前進方向進行控制一邊使其入射到植入室23的內部。
在植入室23的內部配置有一個或多個(在此為2個)基板支架(holder)13a、13b，在基板支架13a、13b分別配置有基板14a、14b。
當通過掃描裝置13使離子束朝向多個基板支架13a、13b的任一個的方向而一邊一個一個地掃描基板14a、14b的表面一邊照射離子時，向基板14a、14b的內部植入離子。
<離子束裝置>
在圖2中示出本發明的一個例子的離子束裝置3。
離子束裝置3具有作為真空槽的離子源室 31。在離子源室31的內部具有離子源33、引出電極34、以及接地電極35。
離子源33可以使用旁熱式陰極型(IHC)的離子源、Panas離子源、RF離子源、ECR離子源等來生成電子，或者使用其他方式的離子源。
在此，離子源33為旁熱式陰極型，具有導入注入材料氣體的容器30。
在容器30設置有放出口36，容器30被配置在離子源室31的內部，因此，通過放出口36連接容器30的內部氛圍和離子源室31的內部氛圍。
真空排氣裝置551連接於離子源室31，在當使真空排氣裝置551工作時對離子源室31的內部進行真空排氣而在離子源室31的內部形成真空氛圍時，經由放出口36也對容器30的內部進行真空排氣，形成真空氛圍。
離子源33具有：連接於容器30的偏壓電源24、設置在容器30內部的一側的電子放出裝置40、連接於電子放出裝置40的主電源25、以及設置在容器30內部的相反側的位置的反射極(repeller)電極43。
電子放出裝置40具有燈絲(filament)41和陰極電極42。
主電源25具有發熱用電源47、電弧電源46、以及輔助偏壓電源48，構成為：燈絲41當以置於真空氛圍的狀態通過發熱用電源47通電時，溫度上升。
陰極電極42被配置在燈絲41的附近，當燈絲41升溫時，藉由燈絲41的熱輻射而被加熱。此外，通過輔助偏壓電源48對燈絲41施加相對於陰極電極42的負電壓，從升溫後的燈絲41放出熱電子，所放出的熱電子被照射到陰極電極42，陰極電極42在電子的照射中也被加熱。
容器30由金屬等導電性材料形成，通過電弧電源46對陰極電極42施加相對於容器30的負電壓，從升溫後的陰極電極42放出電子。
從陰極電極42放出的電子的一部分沿反射極電極43方向前進，被反射極電極43反射，在陰極電極42與反射極電極43之間進行往復運動，電子的其他的一部分入射到容器30，在陰極電極42與容器30之間產生電弧放電。此時，容器30的內部成為許多電子移動的狀態。
在氣體供給裝置32中包含主氣體源(存在多個的情況)32a和輔助氣體源32b，經由未圖示的氣體流量調整機構來設置氣體集合點32c，主氣體源32a通過氣體集合點32c連接於離子源33，當從主氣體源32a向容器30供給植入材料的氣體時，植入材料的氣體在容器30的內部被電離，生成具有正電荷的離子(正離子)。
在容器30設置有導入口49，氣體供給裝置32將氣體從導入口49導入到容器30內。
離子源室31由金屬等導電性材料形成，連接 於接地電位或高電壓電位。在此，在方便上說明為接地電位。
容器30係藉由偏壓電源24被施加相對於離子源室31的正電壓，利用上述的電弧放電在容器30內充滿包含正離子的電漿。
在容器30的外部並且與放出口36面對的位置配置有引出電極34。
輔助電源26連接於引出電極34。在輔助電源26的內部設置有加減速電源45、加熱電源44a、以及電壓切換開關50。
加減速電源45和加熱電源44a在此為直流電源，能夠通過電壓切換開關50將加熱電源44a的正電壓端子和加減速電源45的負電壓端子的任一個端子連接於引出電極34。
在照射離子束時，通過電壓切換開關50將加減速電源45連接於引出電極34，從輔助電源26對引出電極34施加相對於離子源室31的負電壓。
被施加負電壓的引出電極34所形成的電場從放出口36進入到容器30的內部，吸引正電荷的離子。
在引出電極34形成有加速孔37。加速孔37被配置在與放出口36面對面的位置。
被引出電極34吸引而從放出口36向容器30的外部移動的正電荷的離子被引出電極34形成的電場加速而通過加速孔37。
當將引出電極34的前方設為容器30側時，在引出電極34的後方配置接地電極35，在通過加速孔37的正離子的前進方向上配置有形成於接地電極35的通過孔38。
通過加速孔37的正電荷的離子通過通過孔38而成為離子束入射到質譜分析裝置11中。
如上述那樣，所入射的離子束所包含的正離子被質譜分析，將期望的荷質比的正離子植入到基板14a、14b。
在植入材料氣體在容器30內進行電離時，產生化學反應，形成反應副生成物。
該反應副生成物從放出口36向容器30的外部漏出，堆積於與容器30面對面的引出電極34的表面。
當對多數片基板進行這樣的離子植入時，堆積進行，形成堆積於引出電極34表面的反應副生成物層27。
<潔淨工程>
為了除去反應副生成物層27，首先，在進行從離子束裝置3放出離子束的離子放出工程之後，停止從氣體供給裝置32向離子源室31供給植入材料氣體。
為設為不對保持於基板支架13a、13b的基板14a、14b表面照射離子束的狀態，從輔助電源26對引出電極34施加相對於離子源室31的正電壓。
再有，在該輔助電源26中，如圖3所示，通過電壓切換開關50將引出電極34的連接從加減速電源45切換為加熱電源44a，當將加熱電源44a輸出的相對於容器30的正電壓施加到引出電極34時，在容器30的內部行進的電子被引出電極34吸引而向引出電極34入射，引出電極34被入射的電子加熱而升溫。
在放出離子束時，容器30從陰極電極42受到熱輻射，此外，通過被照射電子而被加熱，在離子束放出時，引出電極34由於容器30的熱輻射而被加熱。
在進行潔淨時，不冷卻引出電極34，一邊維持離子束放出時的溫度一邊照射電子來使引出電極34升溫即可。
在從陰極電極42放出的電子向引出電極34入射時形成的電流路徑，係從加熱電源44a的正電壓端子通過引出電極34與陰極電極42之間的電子的流動和通過偏壓電源24而返回到加熱電源44a的負電壓端子的電流路徑，在偏壓電源24的電流容量小的情況下，與偏壓電源24並聯地設置短路開關57，在離子照射時使短路開關57設為開狀態，在通過電子照射對引出電極34進行加熱時設為閉狀態，能夠使對引出電極34進行加熱的電流不流入偏壓電源24而流入短路開關57。在偏壓電源24的內部阻抗為1kΩ以上的情況下，設置短路開關57也可。
當堆積有反應副生成物層27的引出電極34升溫至在真空氛圍中可以高的蒸汽壓蒸發反應副生成物層 27的溫度以上的溫度時，反應副生成物層27蒸發而被除去。反應副生成物層27在真空中蒸發的溫度與在大氣中的反應副生成物的熔點或沸點相比為低溫。
使引出電極34升溫至比引出電極34熔化的溫度低溫的溫度即可。
此外，在對引出電極34施加正電壓時，能夠向容器30導入潔淨氣體。
在離子照射時，關閉輔助氣體源32b的系統而將主氣體源32a連接於離子源33，從主氣體源32a向容器30的內部供給植入材料氣體，與此相對地，在開始潔淨工程時，關閉主氣體源32a的系統來停止植入材料氣體的供給，並且，將輔助氣體源32b連接於離子源33，從輔助氣體源32b向離子源33內的容器30的內部供給潔淨氣體。
潔淨氣體含有濺射除去反應副生成物層27的稀有氣體、N2氣體等惰性氣體，進而，除了惰性氣體之外，還能夠含有與反應副生成物進行化學反應而使固體的反應副生成物化學變化為氣體的化合物的蝕刻氣體。
在本發明的離子植入裝置1中，構成應該除去的反應副生成物層27的反應副生成物為氟化鋁(AlFx)的情況較多，在AlFx的蝕刻氣體中，能夠使潔淨氣體含有NF3氣體、CF4、SF6等氟類氣體(在化學構造中包含氟的氣體)來作為蝕刻氣體，也能夠使潔淨氣體含有NH3等包含氫的化合物氣體或Cl2、BCl3、CHF3等包含 氯或氟的化合物氣體來作為蝕刻氣體。在其他的反應副生成物堆積於引出電極34的情況下，也能夠同樣地進行處理。
在反應副生成物的氟化鋁中，AlFx的“x”比3小的情況較多，但是，在化學計量比的AlF3中，具有圖6(a)的圖表所示的溫度-蒸汽壓曲線，對蒸汽壓接近1Pa的部分進行放大而示出為圖6(b)的圖表。當升溫至700℃左右時，能夠通過加熱在短時間內除去AlFx。只要將潔淨氣體導入到容器30中，就能夠更快地除去反應副生成物層27。
在容器30的內部，從陰極電極42放出電子，容器30的內部的電子由於被施加正電壓的引出電極34所形成的電場而被引出電極34吸引，從放出口36放出，入射到引出電極34。
在潔淨氣體中包含與反應副生成物起化學反應來生成氣體化合物的蝕刻氣體的情況下，反應副生成物層27隨著蒸發與蝕刻氣體起化學反應而被除去。
當除去反應副生成物層27時，結束向容器30的潔淨氣體的導入，導入植入材料氣體，並且，將對引出電極34施加的電壓相對於離子源室31從正的電壓切換為負的電壓，從放出口36引出植入材料的正離子使成為離子束向質譜分析裝置11前進。
在基板支架13a、13b配置有離子植入對象的基板14a、14h，當設為離子束能夠到達基板14a、14b的 狀態時，再次開始離子植入。
在上述第一例的離子束裝置3中，加熱電源44a的負電壓端子連接於離子源室31，但是，如圖4的第二例的離子束裝置4那樣連接於容器30也可。
此外，在上述第一、第二例的離子束裝置3、4中，將直流電源用於加熱電源44a，但是，能夠將交流電源用作加熱電源來代替直流電源。
將交流電源用於圖5的第三例的離子束裝置5的加熱電源44b，在使離子植入暫且結束時，停止向容器30內部的植入材料氣體的導入，開始向容器30內部的潔淨氣體的導入，並且，通過加熱電源44b對引出電極34施加交流電壓，對引出電極34交替地施加相對於容器30之正電壓和負電壓。在施加正電壓的正電壓期間，與上述第一、第二例的離子束裝置3、4同樣地向引出電極34照射從放出口36放出的電子，對引出電極34進行加熱。
在施加負電壓的負電壓期間，代替電子，潔淨氣體的正離子被引出電極34吸引，從放出口36放出，入射到引出電極34。
堆積於引出電極34的反應副生成物層27係與容器30呈面對面，從放出口36放出的正離子被照射到反應副生成物層27，因此，潔淨氣體的正離子之中的惰性氣體的正離子濺射除去反應副生成物層27，蝕刻氣體的正離子與反應副生成物層27接觸而進行化學反應，使固體的反應副生成物層27化學變化為氣體來除去。
反應副生成物層27由於電子射線照射而升溫，因此，反應副生成物層27除了由於加熱造成的蒸發之外，還通過利用濺射的物理性除去和利用化學反應的化學性除去來進行潔淨。
利用濺射的物理性除去和利用化學反應的化學性除去由於藉由電子射線照射造成的反應副生成物層27的升溫而變得容易進行，因此，當使用交流電源時，反應副生成物層27的除去變快。
像這樣，為了除去堆積於引出電極34的反應副生成物層27，需要對引出電極34進行加熱，因此，需要對引出電極34施加正電壓的正電壓期間。
此外，為了並用濺射反應、蝕刻反應，設置對引出電極34施加負電壓的負電壓期間也可。
正電壓期間的長度和負電壓期間的長度不相等也可。
此外，交替地重複設置正電壓期間和負電壓期間，對引出電極34施加交流電壓也可。
此外，在設置負電壓期間的情況下，將潔淨氣體導入到離子源33內也可。
在第一~第三例的離子束裝置3~5中，在引出電極34設置溫度感測器29，在對引出電極34進行加熱時，一邊測定引出電極34的溫度，一邊對加熱電源44a、44b輸出的功率進行控制，引出溫度維持規定溫度也可。此外，不設置溫度感測器29，通過輻射溫度計等 一邊測定引出電極34的溫度一邊進行功率控制也可。
圖2~5的附圖標記51為控制裝置，向該控制裝置51輸入溫度感測器29的輸出信號，控制裝置51將所輸入的信號和基準值比較，對輔助電源26進行控制，由此，使加熱電源44a、44b的輸出功率發生變化，以使引出電極34維持規定溫度。
此外，預先測定加熱電源44a、44b輸出的功率與引出電極34的溫度的關係即功率-溫度關係，一邊測定加熱電源44a、44b輸出的功率一邊使輸出的功率發生變化，以使引出電極34維持規定溫度亦可。
在離子源室31設置測定裝置28，基於測定裝置28的測定結果來結束潔淨。例如，在測定裝置28為壓力計(電離壓力計(ion gauge)等)的情況下，能夠測定潔淨中的離子源室31內部的壓力，在壓力與規定值相比降低時，判斷為潔淨結束。
此外，在測定裝置28為殘留氣體分析計(四極質譜儀等)的情況下，能夠測定潔淨中的離子源室31內部的物質的荷質比和檢測量的關係，在特定的荷質比的物質的檢測量成為規定值以下時，判斷為潔淨結束。
再有，在上述例子中，在輔助電源26的內部設置二個電源來進行切換，輸出正電壓和負電壓，但是，以一個電源輸出正電壓和負電壓也可。
3‧‧‧離子束裝置
31‧‧‧離子源室
33‧‧‧離子源
34‧‧‧引出電極
35‧‧‧接地電極
30‧‧‧容器
36‧‧‧放出口
37‧‧‧加速孔
551‧‧‧真空排氣裝置
24‧‧‧偏壓電源
40‧‧‧電子放出裝置
25‧‧‧主電源
43‧‧‧反射極電極
41‧‧‧燈絲
42‧‧‧陰極電極
47‧‧‧發熱用電源
46‧‧‧電弧電源
48‧‧‧輔助偏壓電源
32‧‧‧氣體供給裝置
32a‧‧‧主氣體源
32b‧‧‧輔助氣體源
32c‧‧‧氣體集合點
49‧‧‧導入口
26‧‧‧輔助電源
45‧‧‧加減速電源
44a‧‧‧加熱電源
50‧‧‧電壓切換開關
38‧‧‧通過孔
27‧‧‧反應副生成物層
57‧‧‧短路開關
28‧‧‧測定裝置
29‧‧‧溫度感測器
51‧‧‧控制裝置

Claims (16)

  1. 一種離子束裝置，具有：離子源；主電源，在前述離子源內生成電子；引出電極，被設置在前述離子源的外部；以及輔助電源，對前述引出電極施加電壓；前述引出電極被配置為設置於前述引出電極的加速孔與前述離子源的放出口面對面，藉由前述主電源生成的電子對被導入到前述離子源的植入材料氣體進行離子化，離子化所生成的正離子被由前述輔助電源藉由施加負電壓後的前述引出電極引出而成為離子束被放出，前述輔助電源構成為能夠對前述引出電極施加正電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的離子束裝置，其中，能夠向前述離子源導入惰性氣體。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的離子束裝置，其中，構成為：能夠向前述離子源導入對前述植入材料氣體的反應副生成物進行蝕刻的蝕刻氣體。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的離子束裝置，其中，前述輔助電源構成為能夠對前述引出電極施加正負的交流電壓。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的離子束裝置，其中，在前述引出電極設置有溫度感測器。
  6. 一種離子植入裝置，具有：離子束裝置；質譜分析裝置，從前述離子束裝置所放出的離子束中使期望的荷質比的正離子通過；以及基板支架，配置有照射所通過的正離子的基板；前述離子束裝置具有：離子源；主電源，在前述離子源內生成電子；引出電極，被設置在前述離子源的外部；以及輔助電源，對前述引出電極施加電壓；前述引出電極被配置為設置於前述引出電極的加速孔與前述離子源的放出口面對面，藉由前述主電源生成的電子對被導入到所述離子源的植入材料氣體進行離子化，離子化所生成的正離子被由前述輔助電源藉由施加負電壓後的前述引出電極引出而成為離子束被放出，前述輔助電源構成為能夠對前述引出電極施加正電壓。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的離子植入裝置，其中，能夠向前述離子源導入惰性氣體。
  8. 如申請專利範圍第1或2項所述的離子植入裝置，其中，構成為：能夠向前述離子源導入對前述植入材料氣體的反應副生成物進行蝕刻的蝕刻氣體。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的離子植入裝置，其 中，前述輔助電源構成為能夠對前述引出電極施加正負的交流電壓。
  10. 如申請專利範圍第6項所述的離子植入裝置，其中，在前述引出電極設置有溫度感測器。
  11. 一種離子束放出方法，所述離子束放出方法使用離子束裝置，所述離子束裝置具有：離子源；主電源，在前述離子源的容器內生成電子；引出電極，被設置在前述容器的外部；以及輔助電源，對前述引出電極施加電壓；前述引出電極被配置為設置於前述引出電極的加速孔與前述離子源的放出口面對面，所述離子束放出方法具有：離子放出工程，係藉由前述主電源在前述容器內生成電子，將植入材料氣體導入到前述容器內，利用前述輔助電源對前述引出電極施加負電壓，在前述容器內生成前述植入材料氣體的正離子，利用前述引出電極的負電壓將前述正離子從前述容器引出而放出為離子束，在前述離子放出工程中生成的前述植入材料氣體的固體的反應副生成物被堆積於前述引出電極，具有：潔淨工程，係設置對前述引出電極施加正電壓的正電壓期間，在前述正電壓期間，一邊在前述容器內生成電子，一邊藉由前述引出電極的正電壓吸引前述電子使其照射到前述引出電極來對前述引出電極進行加熱，使堆 積於前述引出電極的前述反應副生成物蒸發。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的離子束放出方法，其中，在前述潔淨工程中，向前述容器導入惰性氣體。
  13. 如申請專利範圍第11或12項所述的離子束放出方法，其中，向前述離子源導入對前述植入材料氣體的反應副生成物亦即固體化合物進行蝕刻的蝕刻氣體。
  14. 如申請專利範圍第11或12項所述的離子束放出方法，其中，設置對前述引出電極施加負電壓的負電壓期間。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的離子束放出方法，其中，交替地重複設置前述正電壓期間和前述負電壓期間。
  16. 如申請專利範圍第6項所述的離子束放出方法，其中，測定前述引出電極的溫度，控制前述電子朝向前述引出電極的入射量，以使前述引出電極的溫度為規定溫度。
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