TWI427661B - 離子源裝置的電漿均一化方法及離子源裝置 - Google Patents
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Description
本發明是有關離子源裝置的電漿均一化方法及離子源裝置。
一般,在FPD(Flat Panel Display)用的帶狀射束(ribbon beam)型的摻雜裝置中,是將氫稀釋後的B2
H6
、PH3
等導入離子源裝置而離子化,作為帶狀射束來從射束引出系引出。此情況,並非只有含硼B、磷P的雜質離子(PHX +
、P2
HX +
、或、BHX +
、B2
HX +
),連HX +
離子也同時被引出。
如此,在以往的摻雜裝置中,儘管離子源裝置所發生的氫離子不需要,但還是會含於帶狀射束而原封不動打入玻璃基板(面板)。氫離子恐會有不必要地加熱玻璃基板,或使產生製程上不良情況之虞。因此,以往的離子源裝置是以儘可能壓低如此之氫離子的發生比例的動作條件來運轉。但,動作條件之氫離子的降低頂多至70%程度。
相對的,專利文獻1(特開2005-5197號公報)則是在離子源裝置的電漿室中將使N極及S極相向的1組永久磁石配置成夾著天線,藉此可降低電漿中的氫離子的生成比例。然,上述1組的永久磁石會產生與離子源裝置的離子束引出面平行且與射束剖面的長軸方向正交的磁場(N→S)。所謂射束剖面的長軸方向是意指帶狀射束的剖面形狀的長軸方向,一般意指水平方向。無論如何,上述磁場是具有隨著接近離子束引出面而變弱的磁場梯度。此情況,根據上述磁場及磁場梯度,電漿室內的離子會在射束剖面的長軸方向的一方向接受飄移(drift),電漿密度會偏於射束剖面的長軸方向,因此從電漿引出的離子束之射束剖面的長軸方向的均一性會惡化。
本發明的目的是在於提供一種可低減離子束(ion beam)中的氫離子(HX +
),且可產生具有均一的電流分布之雜質(dopant)比率高的離子束之電漿均一化方法。
本發明且以提供一種適於上述電漿均一化方法的離子源裝置為目的。
本發明更以提供一種具備上述離子源裝置的摻雜裝置為目的。
根據本發明的第1態様,可供給一種離子源裝置的電漿均一化方法。本電漿均一化方法是適用於具有以下的構成之離子源裝置。
亦即,離子源裝置係具有:電漿室,其係具有離子束引出面;供給部,其係對該電漿室內供給離子源氣體;複數個天線,其係於上述電漿室內配列於與上述離子束引出面平行的第1方向,用以藉由從高頻電源所供給的電力在上述電漿室內產生高頻電場,使與上述離子源氣體反應而產生電漿;成對的天線對向磁石,其係以能夠夾著排列於上述第1方向的該複數個天線之方式來對向配置,而形成穿過該複數個天線的磁場,藉此形成高濃度的電子發生領域,輔助電漿生成;及位置調節手段,其係針對上述複數個天線,使上述成對的天線對向磁石移動於互相接近、離反的第2方向及接近、離反於上述離子束引出面的第3方向的至少一方。
離子源裝置更具有:複數個永久磁石,其係配置於形成上述電漿室的壁,而形成將產生於上述電漿室內的電漿關起的尖頭磁場(Cusp);及離子束引出系,其係設置於上述離子束引出面,由用以從產生於上述電漿室內的電漿來引出離子束的複數個電極所形成。
在本發明的第1態様之電漿均一化方法中,使上述天線的迴路(loop)形狀在上述第1方向形成長的形狀,藉此使在上述電漿室內的電漿密度於上述第1方向均一化。
本發明且提供一種離子源裝置。本發明之離子源裝置的特徵,係於具有上述構成的離子源裝置中,使上述天線的迴路形狀在上述第1方向成為長的形狀。
在上述電漿均一化方法及離子源裝置中皆是最好上述天線的迴路形狀為具有短徑及長徑的賽道狀或長四角形狀。
在上述電漿均一化方法及離子源裝置中皆是最好將上述天線予以偶數個配列配置於上述第1方向,且使各天線間的間隔形成比天線的徑、特別是短徑小。
在上述電漿均一化方法及離子源裝置中皆是最好上述成對的天線對向磁石係有關上述第1方向具有相等長度的同時,異磁極會形成對向,以在上述電漿室的上述第1方向的中心附近磁極會反轉的方式來至少2組串聯配置該成對的天線對向磁石於上述第1方向。
在上述電漿均一化方法及離子源裝置中皆是最好有關串聯於上述第1方向的至少2組天線對向磁石的上述第1方向之長度比有關上述離子束引出系的引出縫隙的上述第1方向之長度大。
在上述電漿均一化方法及離子源裝置中皆是最好形成上述尖頭磁場的複數個永久磁石係於形成上述電漿室的壁中,除了接近上述離子束引出系的領域以外的壁取間隔配置。
在上述電漿均一化方法及離子源裝置中皆是最好上述位置調節手段可將上述天線對向磁石移動至上述天線的基部附近。
在上述電漿均一化方法及離子源裝置中皆是最好上述天線對向磁石係將對向於上述天線的對向軛與使一方的磁極密著於該對向軛而重疊於上述第3方向的複數個永久磁石配置於磁石外殼內來構成的同時,以上述對向軛的上述第3方向的尺寸與上述重疊的複數個永久磁石的上述第3方向的尺寸能夠形成相等之方式來構成。
在上述電漿均一化方法及離子源裝置中皆是最好上述複數個永久磁石中,有關上述第3方向兩外側的永久磁石要比內側的永久磁石在上述第2方向更長。
在上述電漿均一化方法及離子源裝置中皆是最好在上述磁石外殼設置複數個水冷管,防止因來自電漿的熱而造成上述天線對向磁石所發生的磁場低下。
在上述電漿均一化方法及離子源裝置中皆是最好上述複數個水冷管係由:設置於上述對向軛的兩側之2根的水冷管、及設置於上述磁石外殼的背面中央部之1根的水冷管所構成。
本發明且提供一種具備上述任一離子源裝置的摻雜裝置。
若利用本發明,則藉由天線的形狀及配置形態的改良以及至少2組天線對向磁石的配置,可產生氫比率低、且於射束剖面的長軸方向具有均一的密度之電漿,可產生在射束剖面的長軸方向具有一様的均一性之離子束。
參照圖1A、圖1B來說明有關本發明之離子源裝置的實施例。圖1A是由橫方向來看離子源裝置的縱剖面圖,圖1B是擴大圖1A的一部份(天線對向磁石)來顯示的剖面圖。
在圖1A中,離子源裝置1具有箱狀的真空電漿室10。真空電漿室10的前面側、亦即圖中右側的面是形成離子束引出面。在往後會詳細説明,基於方便起見,將平行於離子束引出面,垂直於圖面的方向稱為第1方向,將圖面的上下方向稱為第2方向,將圖面的左右方向稱為第3方向。
離子源裝置1是具備偶數個的天線裝置20。天線裝置20是如往後詳細説明那樣,排列於第1方向而設置,但在圖1A中僅圖示1個。天線裝置20是具有:設置於真空電漿室10的背面側之RF(Radio Frequency)激勵器21及配置於真空電漿室10內之天線22。RF激勵器21為了勵起電漿,而對天線22供給高頻電力。在RF激勵器21中組合有氣體導入部25,其係用以將對應於所應生成的離子束的離子種之氣體導入真空電漿室10內。氣體導入部25是在天線22桿的周圍具有氣體導入口25a。
在真空電漿室10內,以能夠夾著天線22的方式來對向配置有成對的天線對向磁石30A、30B。該等的天線對向磁石30A、30B是在第1方向具有等長,可分別藉由驅動機構(圖示省略)來移動於第2方向、亦即圖1A的上下方向及第3方向、亦即圖1A的左右方向,詳細會在往後説明。在天線對向磁石30A、30B與真空電漿室10的背面側的內壁之間設有氣體擴散板40。氣體擴散板40是用以使由複數個氣體導入口25a導入的氣體均一地擴散於真空電漿室10內。
在真空電漿室10的前面側、亦即離子束引出面側具備有離子束引出系50。離子束引出系50除了具有後述的各種電極以外,還具有門式開閉的遮擋板(shutter)51。遮擋板51是使用於劑量(dose)的變更時。
離子源裝置1除了上述以外,例如具備用以進行真空電漿室10的抽真空之真空排氣裝置(未圖示)。
參照圖2~圖4A、圖4B來說明有關圖1A所示之離子源裝置1的偶數個天線裝置20的配置形態、天線對向磁石30A、30B的構造及配置形態、以及兩者的關係。圖2~圖4A、圖4B為了易於理解圖1A所示之離子源裝置1的構造,而只抽出主要部的構成來顯示的模式圖。特別是圖2是從上方來看離子源裝置1的橫剖面圖,圖3是與圖1A同樣從橫向來看離子源裝置1的縱剖面圖。在圖2、圖3中,分別以X、Y、Z來表示圖1A中所定義的第1、第2、第3方向。圖4A、圖4B是由前面側來看離子源裝置1的縱剖面圖。
在本實施例中,偶數個的天線、亦即4個的天線22-1~22-4會被排列於與離子束引出面平行的第1方向X。特別是使各天線以2迴轉的迴路形狀在第1方向X形成長賽道(race-track)狀,且縮小彼此的間隔。藉此,各天線是第1方向具有長徑及第3方向Z具有短徑。最好天線間隔是天線的迴路徑,特別是短徑(第3方向Z的外徑)的2倍以下。如此的配置形態是為了抑止天線間的電漿不均一,天線的迴路形狀亦可為第1方向X長的四角形狀。
天線對向磁石,在此是由異磁極對向之成對的天線對
向磁石30A-1及30B-1與30A-2及30B-2的2組所構成。該等的天線對向磁石是有關第1方向的長度相等,特別是使N極朝向天線側的天線對向磁石30A-1與使S極朝向天線側的天線對向磁石30A-2會在真空電漿室10的第1方向的大致中心位置磁極反轉,且以能夠排列成一直線的方式組合配置。同様的,使S極朝向天線側的天線對向磁石30B-1與使N極朝向天線側的天線對向磁石30B-2在真空電漿室10的第1方向的大致中心位置磁極反轉,且以能夠排列成一直線的方式組合配置。並且,天線22-1、22-2會被夾在天線對向磁石30A-1與30B-1之間,天線22-3、22-4會被夾在天線對向磁石30A-2與30B-2之間。亦即,2組的天線對向磁石的磁極反轉部會位於對應於天線22-2與22-3之間的位置。
天線對向磁石30A-1及30A-2可藉由未圖示的位置調節機構(驅動機構)來一體移動於第2方向Y及第3方向Z,天線對向磁石30B-1及30B-2亦同様可一體移動於第2方向Y及第3方向Z。但,第2方向Y的移動是如圖3實線及虛線所示,天線對向磁石30A-1、30A-2及天線對向磁石30B-1、30B-2為分別互相接近、背離之類的移動。另一方面,第3方向Z的移動是如圖2實線及一點鎖線所示,4個天線全部為一體接近、離反於離子束引出面之類的移動。另外,第3方向Z的移動,針對真空電漿室10的背面側而言,是可移動至各天線的基部附近。
如此一來,2組的天線對向磁石30A-1及30B-1與30A-2及30B-2是與設置於真空電漿室10的前面側的離子束引出系(後述)之間的距離可調節,且與天線對向磁石30A-1及30B-1的對向距離、及與天線對向磁石30A-2及30B-2的對向距離可一體調節。如此的位置調節機構可藉由周知的技術、例如專利文獻1所揭示的位置調節機構來實現,所以在此省略其詳細説明。
回到圖1B,針對天線對向磁石的1個來進行説明。圖1B是擴大顯示圖1A所示的天線對向磁石30B。以下是以天線對向磁石30B為圖2、圖3所示的天線對向磁石30B-1者來進行説明。剩下的天線對向磁石亦具有同様的構造。在此,天線對向磁石30B-1是具有與天線22對向的面,具有延伸於第1方向X的對向軛31B-1。天線對向磁石30B-1並具有使一方的磁極(在此為S極)密著於與對向軛31B-1的對向面呈相反側的面而重疊於第3方向Z的複數個(在此為3個)的永久磁石32B-1、33B-1、34B-1、及收容該等的外殼35B-1。對向軛31B-1的第3方向Z的尺寸與重疊於第3方向Z的3個永久磁石32B-1、33B-1、34B-1的第3方向Z的尺寸相等。另一方面,永久磁石32B-1、33B-1、34B-1是延伸於第1方向X,且有關第1方向X是具有同長度,有關第2方向Y是尺寸相異。亦即,內側的永久磁石33B-1的第2方向Y的尺寸會比外側的永久磁石32B-1、34B-1的第2方向Y的尺寸小。如此一來,可使作用於天線的磁場形成均一,而使電漿生成能夠形成均一。
外殼35B-1為金屬製,例如不鏽鋼或鋁製。在外殼35B-1的內部對向軛31B-1的兩側(第3方向Z的兩側)、及與對向軛31B-1相反側(背面側)的中央部份別合計內藏3個冷卻水管36B-1。該等3個冷卻水管36B-1是在於防止因來自電漿的熱而造成在天線對向磁石30B-1所產生的磁場低下。各冷卻水管36B-1雖圖示省略,但實際是經由被覆耐熱性材料具有可撓性的配管來連接至設置於真空電漿室10外的冷卻水循環系。此配管亦可內藏於用以保持天線對向磁石30B-1而使移動的手臂61(參照圖2、圖3)。
回到圖2、圖3,在形成真空電漿室10的壁中,除了離子束引出系側的壁以外的5個壁,除了接近離子束引出系的領域的部份以外,取一定間隔設有複數個永久磁石11。該等的永久磁石11是用以形成尖頭磁場100來進行關起電漿者。因此複數個永久磁石11是以使磁極能夠朝向真空電漿室10內,且相隣的永久磁石11的磁極相異之方式來配置。在圖2、圖3中,雖是顯示使永久磁石11露出於真空電漿室10內,但如圖1A所示,最好永久磁石11是設置於真空電漿室10的外壁側所設的溝11a,使不會露出於真空電漿室10內。另外,在圖1A中僅顯示上述的溝11a,尖頭磁場形成用的永久磁石11則是省略圖示。並且,在圖2、圖3中接近離子束引出系50的領域,且未設置永久磁石11的領域是被稱為無尖頭磁場區域110。
其次,說明有關離子束引出系50。離子束引出系50是從真空電漿室10側依序設有電漿電極51及引出電極52,接著經由絕緣子53來設置抑制電極54、接地電極55而成。在各電極形成有規定所被引出的離子束的剖面形狀之縫隙。在本實施例中是引出剖面形狀為橫長的帶形狀的離子束,因此形成於各電極的縫隙亦可由圖2、圖3明確得如,第1方向X的尺寸大,第2方向Y的尺寸小。再著,由圖2可明確得知,形成於各電極之縫隙的第1方向X的尺寸比2組的天線對向磁石的第1方向X的尺寸小。
離子源裝置1是以離子束引出系50能夠連通至摻雜裝置的處理反應室之方式來設置。
接著,說明有關離子源裝置1的作用。
從電漿氣體源200(圖2)至真空狀態的真空電漿室10內經由氣體導入口25a來導入B2
H6
、PH3
等離子化用的氣體。在圖4A中,以箭號來顯示從設置於氣體擴散板40的開口40a至其周圍氣體擴散的狀態,在圖4B中省略其圖示。
從所對應的RF激勵器21-1、21-2、21-3、21-4來分別供給高頻電力至天線22-1、22-2、22-3、22-4。
如此一來,藉由供給至天線22-1~22-4的高頻電力,在天線周圍形成感應電場。
被導入真空電漿室10內的氣體會藉由感應電場而被電離,在電漿生成領域120(圖2、圖3中以虛線所示)形成電漿。所被生成的電漿是在圖2、圖3中以一點鎖線所示的電漿領域130中,藉由利用複數個永久磁石11所產生的尖頭磁場100來關在真空電漿室10內。
對離子束引出系50的各電極賦予所定的電位,通過縫隙來從電漿引出離子束。
在以上那樣的離子束生成過程中,例如在成對的天線對向磁石30A-1與30B-1中相向的N極、S極會產生與離子束引出面、亦即離子束引出系50的面平行且與第1方向X正交的磁場(N→S)。若此磁場在中性氣體的離子化所被進行的天線附近生成,則低能量電子會被在此磁場被捕捉(trap)而形成高濃度的低能量電子發生領域。然後,離子化電位(potential)低的B2
HX +
、PHX +
等的離子化要比H2
的離子化更被促進,藉此電漿中的HX +
離子的比例會相對變低,氫比率低的離子束會被引出。
藉由低減離子束中的氫離子,使雜質部份(dopant fraction)提高,可使離子注入中的玻璃基板的温度下降,減少冷卻次數。藉此,注入時間會被縮短,提高生產能力。
另一方面,天線對向磁石所產生的磁場強度會隨著遠離磁石中心而降低。亦即,往遠離磁石中心的方向發生磁場梯度。一旦此磁場梯度發生,則電漿會偏移至與磁場的方向及梯度的方向正交的方向、亦即第1方向X。因此,若假設N極、S極的天線對向磁石為1組,則磁場(N→S)亦於第1方向一様,因此從電漿引出的離子束之射束剖面的長軸方向的均一性會惡化。
並且,為了產生於天線附近及引出電極附近的護套電壓,電漿中的離子及電子會在射束剖面的長軸方向的一方向、亦即第1方向X接受E×B飄移,電漿密度會偏於射束剖面的長軸方向,從電漿引出的離子束之射束剖面的長軸方向的均一性會惡化。所謂E×B飄移,並非電場E與磁場B為0,而是在某角度交錯時,荷電粒子會藉由從電場E及磁場B所接受的力量來移動至正交於該兩者的方向之飄移。
相對的,就本實施例而言,是以磁極能夠反轉於真空電漿室10的第1方向X的中心部附近(射束剖面的長軸方向的中央)之方式來直列配置N極、S極的天線對向磁石1組、及磁場形成逆向之S極、N極的天線對向磁石1組。如此一來,磁場梯度所造成之電漿的飄移或E×B飄移會被抵消,在射束剖面的長軸方向中央,磁場會形成逆方向,因此射束剖面的長軸方向的電漿密度的偏在會被解消,可在射束剖面的長軸方向引出均一的離子束。
為了參考,圖5是顯示雜質部份分布(dopant fraction profile)的測定結果之一例,圖6是顯示射束分布的測定結果之一例。在圖5、圖6中皆是橫軸表示第1方向X、亦即射束剖面的長軸方向的距離,可理解雜質部份、射束分布的射束均一性皆於射束剖面的長軸方向大致一様。
本實施例之離子源裝置的上述以外的主要效果如以下所述。
以小間隔來配列偶數個天線的同時,使迴路形狀在天線的配列方向(第1方向X)形成長的形狀,藉此可使在真空電漿室10內有關第1方向X的電漿密度形成均一。
並且,將天線對向磁石至少設成2組,使天線對向磁石的磁場方向反轉而排成直列,使有關天線對向磁石的第1方向X的長度形成比離子束引出系50的縫隙長更大,藉此可減少真空電漿室10內有關第1方向X的電漿偏移,而使電漿密度均一化。而且,以重疊於第3方向Z的複數個永久磁石來構成各天線對向磁石,使有關該等永久磁石的第2方向Y的尺寸形成內側比外側形成更小,而使作用於天線的磁場形成均一,藉此可使電漿生成形成均一。
藉由使天線對向磁石能夠移動至天線的基部附近,可將天線的基部配置成天線對向磁石的中心磁場通過。在天線的基部間,由於RF(Radio Frequency)的感應電壓差大,因此電漿容易發生,電漿密度會變高,因此可強化該部份的低能量電子的保持。
藉由在構成天線對向磁石的磁石外殼內設置複數個水冷管,可防止因來自電漿的熱而造成在天線對向磁石所產生的磁場低下。
如以上所述,若利用本發明的離子源裝置,則可藉由天線的形狀及配置形態的改良以及2組天線對向磁石的配置,來產生氫比率低、且於射束剖面的長軸方向具有均一的密度之電漿,可引出在射束剖面的長軸方向具有一様的均一性之離子束。
另外,本發明的離子源裝置特別是適於摻雜裝置,但並非限於上述實施例,例如亦可為以下那樣的變更。
亦即,增加天線對向磁石的數量,而成為1對1對應於天線的配置,且以施加於天線的磁場方向能夠在每條天線形成交替逆向的方式來配置。
使2組的天線對向磁石只能夠移動於第2方向Y、第3方向Z的一方。
1...離子源裝置
10...真空電漿室
11...永久磁石
11a...溝
20...天線裝置
21...RF激勵器
22...天線
25...氣體導入部
25a...氣體導入口
30A、30B...天線對向磁石
31B-1...對向軛
32B-1、33B-1、34B-1...永久磁石
35B-1...外殼
36B-1...冷卻水管
40...氣體擴散板
40a...開口
50...離子束引出系
51...電漿電極
52...引出電極
53...絕緣子
54...抑制電極
55...接地電極
61...手臂
100...尖頭磁場
110...無尖頭磁場區域
130...電漿領域
200...電漿氣體源
圖1A是由橫方向來看本發明的離子源裝置之縱剖面圖,圖1B是擴大顯示圖1A的一部份(天線對向磁石)之剖面圖。
圖2是為了易於理解圖1A所示之離子源裝置的構造,而只抽出主要部的構成之模式圖,由上方向來看離子源裝置的橫剖面圖。
圖3是為了易於理解圖1A所示之離子源裝置的構造,而只抽出主要部的構成之模式圖,與圖1A同樣由橫方向來看離子源裝置的縱剖面圖。
圖4A、圖4B是為了易於理解圖1A所示之離子源裝置的構造,而只抽出主要部的構成之模式圖,由前面側來看離子源裝置的縱剖面圖。
圖5是表示對本發明的離子源裝置所生成的離子束之雜質部份分布的測定結果之一例。
圖6是表示對本發明的離子源裝置所生成的離子束之射束分布的測定結果之一例。
10...真空電漿室
11...永久磁石
21-1、21-2、21-3、21-4...RF激勵器
22-1、22-2、22-3、22-4...天線
30A-1、30A-2...天線對向磁石
50...離子束引出系
51...電漿電極
52...引出電極
53...絕緣子
54...抑制電極
55...接地電極
61...手臂
100...尖頭磁場
110...無尖頭磁場區域
130...電漿領域
200...電漿氣體源
X...第1方向
Z...第3方向
Claims (16)
- 一種電漿均一化方法,係離子源裝置的電漿均一化方法,該離子源裝置係由:電漿室,其係具有離子束引出面;供給部,其係對該電漿室內供給離子源氣體;複數個天線,其係於上述電漿室內配列於與上述離子束引出面平行的第1方向,用以藉由從高頻電源所供給的電力在上述電漿室內產生高頻電場,使與上述離子源氣體反應而產生電漿;成對的天線對向磁石,其係以能夠夾著排列於上述第1方向的該複數個天線之方式來對向配置,而形成穿過該複數個天線的磁場,藉此形成高濃度的電子發生領域,輔助電漿生成;位置調節手段,其係針對上述複數個天線,使上述成對的天線對向磁石移動於互相接近、離反的第2方向及接近、離反於上述離子束引出面的第3方向的至少一方;複數個永久磁石,其係配置於形成上述電漿室的壁,而形成將產生於上述電漿室內的電漿關起的尖頭磁場;及離子束引出系,其係設置於上述離子束引出面,由用以從產生於上述電漿室內的電漿來引出離子束的複數個電極所形成;等構成,其特徵為:使上述天線的迴路形狀在上述第1方向形成長的形狀,藉此使在上述電漿室內的電漿密度於有關上述第1方 向均一化,且上述成對的天線對向磁石係有關上述第1方向具有相等長度的同時,異磁極會形成對向,以在上述電漿室的上述第1方向的中心附近磁極會反轉的方式來至少2組串聯配置該成對的天線對向磁石於上述第1方向,藉此減少上述第1方向的電漿偏移,而使電漿密度於有關上述第1方向均一化。
- 如申請專利範圍第1項之電漿均一化方法,其中,使上述天線的迴路形狀成為賽道狀或長四角形狀。
- 如申請專利範圍第1項之電漿均一化方法,其中,將上述天線偶數個排列配置於上述第1方向,使天線間隔成為天線徑的2倍以下,藉此使電漿密度在有關上述第1方向均一化。
- 如申請專利範圍第1項之電漿均一化方法,其中,形成上述尖頭磁場的複數個永久磁石係於形成上述電漿室的壁中,除了接近上述離子束引出系的領域以外的壁取間隔配置。
- 如申請專利範圍第1項之電漿均一化方法,其中,使上述天線對向磁石可移動至上述天線的基部附近。
- 一種離子源裝置,其特徵係由:電漿室,其係具有離子束引出面;供給部,其係對該電漿室內供給離子源氣體;複數個天線,其係於上述電漿室內配列於與上述離子束引出面平行的第1方向,用以藉由從高頻電源所供給的 電力在上述電漿室內產生高頻電場,使與上述離子源氣體反應而產生電漿;成對的天線對向磁石,其係以能夠夾著排列於上述第1方向的該複數個天線之方式來對向配置,而形成穿過該複數個天線的磁場,藉此形成高濃度的電子發生領域,輔助電漿生成;位置調節手段,其係針對上述複數個天線,使上述成對的天線對向磁石移動於互相接近、離反的第2方向及接近、離反於上述離子束引出面的第3方向的至少一方;複數個永久磁石,其係配置於形成上述電漿室的壁周圍,而形成將產生於上述電漿室內的電漿關起的尖頭磁場;及離子束引出系,其係設置於上述離子束引出面,由用以從產生於上述電漿室內的電漿來引出離子束的複數個電極所形成;等構成,上述各天線係具有上述第1方向長的迴路形狀,上述成對的天線對向磁石係有關上述第1方向具有相等長度的同時,異磁極會形成對向,以在上述電漿室的上述第1方向的中心附近磁極會反轉的方式來至少2組串聯配置該成對的天線對向磁石於上述第1方向。
- 如申請專利範圍第6項之離子源裝置,其中,上述天線的迴路形狀為賽道狀或長四角形狀。
- 如申請專利範圍第6項之離子源裝置,其中,上述天線為偶數個排列配置於上述第1方向,使天線間隔成 為天線徑的2倍以下。
- 如申請專利範圍第6項之離子源裝置,其中,有關串聯於上述第1方向的至少2組天線對向磁石的上述第1方向之長度比有關上述離子束引出系的引出縫隙的上述第1方向之長度大。
- 如申請專利範圍第6項之離子源裝置,其中,形成上述尖頭磁場的複數個永久磁石係於形成上述電漿室的壁中,除了接近上述離子束引出系的領域以外的壁取間隔配置。
- 如申請專利範圍第6項之離子源裝置,其中,上述位置調節手段係可使上述天線對向磁石移動至上述天線的基部附近。
- 如申請專利範圍第6項之離子源裝置,其中,上述天線對向磁石係將對向於上述天線的對向軛與使一方的磁極密著於該對向軛而重疊於上述第3方向的複數個永久磁石配置於磁石外殼內來構成的同時,以上述對向軛的上述第3方向的尺寸與上述重疊的複數個永久磁石的上述第3方向的尺寸能夠形成相等之方式來構成。
- 如申請專利範圍第12項之離子源裝置,其中,上述複數個永久磁石中,有關上述第3方向兩外側的永久磁石要比內側的永久磁石在有關上述第2方向更長。
- 如申請專利範圍第12項之離子源裝置,其中,在上述磁石外殼設置複數個水冷管,防止因來自電漿的熱而造成上述天線對向磁石所發生的磁場低下。
- 如申請專利範圍第14項之離子源裝置,其中,上述複數個水冷管係由:設置於上述對向軛的兩側之2根的水冷管、及設置於上述磁石外殼的背面中央部之1根的水冷管所構成。
- 一種摻雜裝置,其特徵係具備申請專利範圍第6~15項中的任一項所記載之離子源裝置。
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