[发明专利]离子生成装置及离子注入装置

说明书

本发明提供一种能够稳定地生成高纯度的多价离子的离子生成装置。离子生成装置(10)具备：电弧室(50)，区划等离子体生成空间(S)；阴极(56)，朝向等离子体生成空间(S)释放热电子；及反射极(58)，隔着等离子体生成空间(S)而与阴极(56)相对置。电弧室(50)具有：箱形主体部(52)，其前表面(52g)开口；及狭缝部件(54)，安装在主体部(52)的前表面(52g)，且设置有用于引出离子的前狭缝(60)。暴露于等离子体生成空间(S)的主体部(52)的内表面(52a)由高熔点金属材料构成，暴露于等离子体生成空间(S)的狭缝部件(54)的内表面(54a)由石墨构成。

技术领域

本申请主张基于2019年3月18日申请的日本专利申请第2019-049842号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

本发明涉及一种离子生成装置及包含该离子生成装置的离子注入装置。

背景技术

在半导体制造工序中，由于改变半导体的导电性、改变半导体的结晶结构的目的等，标准地实施向半导体晶片注入离子的工序。在该工序中使用的装置一般称为离子注入装置。这种离子注入装置中，通过具备旁热型阴极结构及电弧室的离子生成装置来生成离子。所生成的离子通过引出电极引出到电弧室之外。

专利文献1：日本特开2001-227688号公报

近年来，为了对晶片表面的较深区域进行离子注入，有时要求高能量离子束的生成。生成高能量离子束时，需要通过离子生成装置来生成多价离子，并利用直流加速机构或高频加速机构(例如线性加速机构)对多价离子进行加速。通过离子生成装置来生成足够量的多价离子时，需要更加增大电弧电压或电弧电流，电弧室的损耗或电弧室与引出电极之间的放电可能变得更加明显。在这种条件下，可能会产生由电弧室的损耗引起的污染物混入或由放电引起的装置的受损等问题。

发明内容

本发明是鉴于这种状况而完成的，并且提供一种在生成更多的多价离子的条件下能够抑制污染物混入及由放电引起的受损的离子生成装置。

本发明的一种实施方式的离子生成装置具备：电弧室，区划等离子体生成空间；阴极，朝向等离子体生成空间释放热电子；及反射极，隔着等离子体生成空间而与阴极相对置。电弧室具有：箱形主体部，其前表面开口；及狭缝部件，安装在主体部的前表面，且设置有用于引出离子的前狭缝。暴露于等离子体生成空间的主体部的内表面由高熔点金属材料构成，暴露于等离子体生成空间的狭缝部件的内表面由石墨构成。

本发明的另一实施方式为离子注入装置。该离子注入装置具备：一种实施方式的离子生成装置；射束加速装置，将从离子生成装置引出的离子束加速至1MeV以上的能量；及注入处理室，从射束加速装置出射的离子束被照射到晶片上。

另外，以上构成要件的任意组合或在方法、装置、系统等之间相互替换本发明的构成要件或表述也作为本发明的实施方式而有效。

发明效果

根据本发明，能够提供一种能够稳定地生成高纯度的多价离子的离子生成装置。

附图说明

图1是表示实施方式所涉及的离子注入装置的概略结构的俯视图。

图2是表示实施方式所涉及的离子生成装置的概略结构的剖视图。

图3是表示狭缝部件的外表面侧的概略结构的平面图。

图4是表示狭缝部件的内表面侧的概略结构的平面图。

图5是表示电弧室的概略结构的剖视图。

图6是表示电弧室的概略结构的剖视图。

图7是表示电弧室的概略结构的剖视图。

图8是概略表示狭缝部件的固定方法的侧视图。