[发明专利]离子源

说明书

离子源包括磁场部、电极。磁场部的面向被处理物的一侧开放，另一侧被密封。磁场部的开放一侧有内侧磁极和外侧磁极被相离设置，密封另一侧用磁芯连接而在开放一侧形成等离子体电子的加速闭环。内侧磁极具有贯通其内部而向加速闭环方向供应气体的气体注入部。电极是在磁场部内的加速闭环下部与磁场部相离设置。

技术领域

本发明涉及离子源，具体地，磁极上具有气体注入部的离子源。

背景技术

离子源（ion source）有效用于基片改良或溅射镀膜。离子源是利用电极和磁极形成闭环（closed drift loop），是沿着该环使电子高速移动的结构。电子移动的闭环内由工艺室外部向其内部连续供应离子生成用气体即离子化气体

美国专利7,425,709是为从外部给离子源内部供应离子化气体而具备独立的供气管和气体扩散用部件。如上所述，传统的离子源是大部分由离子源后端向其内部供应离子化气体，在离子源内部发生等离子体，利用内外部压力差使之扩散而喷出离子。

由于这种方式，传统的离子源是在生成等离子体离子的过程中，在电极面上产生蚀刻现象。被蚀刻的金属或者二氧化硅等因压差与等离子体离子一起被喷到外部而造成杂质污染。不仅如此，喷出区域的粒子粘附电极的比率也增加，电极之间还发生弧。所述杂质生成或弧的发生会降低离子源的离子化性能，进一步阻碍深入研究或后续工艺。

为解决所述问题，美国专利6,750,600号、6,870,164号、韩国专利公开 10-2011-0118622号曾提出过转换电极极性的方法。

但所述方法需要一种可以转换电源极性的独立结构。因此传统的解决方案不仅结构复杂制作成本也高。而且通过转换极性的方法来清除溅射在电极或磁极的离子的方法还是比较具有局限性。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于，

第一、最大限度减少基片、电极、磁极等被溅射污染物；

第二、调节工艺室内的离子密度；

第三、最大限度减少弧和由此产生的粒子；

第四、提供等离子体离子可以顺利迅速地移动至基片的离子源。

技术方案

为实现所述目的，本发明所采用的技术方案是，离子源可以包括磁场部、电极等。

磁场部是面向被处理物的一侧开放，另一侧被密封。开放一侧上有内侧磁极和外侧磁极被相离设置，密封的另一侧是用磁芯连接，并在开放一侧形成等离子体电子的加速闭环。内侧磁极具有向加速闭环的方向供应气体的气体注入部。

电极是在磁场部内与磁场部相离设置于加速闭环的下部。

本发明的离子源中，气体注入部可以包括气体流入部、气体分散部、第一气体喷出部。

气体流入部是气体从外部流入。

气体分散部连通于气体流入部，沿着内侧磁极的长度方向形成，具有比气体流入部更宽的剖面。

第一气体喷出部是，沿着内侧磁极的长度方向，一侧连通于气体分散部，另一侧向加速闭环开放。第一气体喷出部是以剖面比气体分散部更小的缝状组成而将气体向加速闭环方向喷出。

根据本发明的离子源，气体注入部可以具有第二气体喷出部。第二气体喷出部是，沿着内侧磁极的长度方向，一侧连通于气体分散部，另一侧向基片方向开放。第二气体喷出部具有比气体分散部更小的剖面而将气体向基片方向喷出。

根据本发明的离子源，第二气体喷出部可以是相离的多个贯通孔或连续缝。

本发明的离子源可以包括磁场部、气体注入延长部、电极组成。