等离子体源制造技术

本发明专利技术提供一种等离子体源，能使防着板的交换周期延长、能提高等离子体源的运转率。等离子体源（1）包括：等离子体生成容器（2），具有冷却机构，生成等离子体用的气体导入其内部；防着板（5），配置在所述等离子体生成容器（2）的内侧；多个永磁体（3），配置在所述等离子体生成容器（2）的外侧，用于生成会切磁场；并且包括磁体（4），在等离子体生成容器（2）的内侧，在隔着等离子体生成容器（2）的壁面与永磁体（3）相对的位置，以与等离子体生成容器（2）的内壁面抵接的方式配置于等离子体生成容器（2）的内壁面。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种等离子体源，能使防着板的交换周期延长、能提高等离子体源的运转率。等离子体源（1）包括：等离子体生成容器（2），具有冷却机构，生成等离子体用的气体导入其内部；防着板（5），配置在所述等离子体生成容器（2）的内侧；多个永磁体（3），配置在所述等离子体生成容器（2）的外侧，用于生成会切磁场；并且包括磁体（4），在等离子体生成容器（2）的内侧，在隔着等离子体生成容器（2）的壁面与永磁体（3）相对的位置，以与等离子体生成容器（2）的内壁面抵接的方式配置于等离子体生成容器（2）的内壁面。【专利说明】等离子体源
本专利技术涉及具备用于把等离子体关起来的永磁体的等离子体源，特别涉及在等离子体源的内部具备防着板的等离子体源。
技术介绍
等离子体源广泛用于离子束照射装置、电子束照射装置、等离子体掺杂装置、淹没式等离子体枪等。例如，在把具有正电荷的离子束向半导体晶片照射的离子束照射装置中，在等离子体源的下游配置有被称为引出电极的、具有比等离子体源的电位更负的电位的电极，由此把离子束引出。所述电极的个数不限于一个。为了把离子束引出，有时具有多个电极，在该情况下，把这些电极称为引出电极系统。在离子束照射装置中，把构成所述引出电极系统的电极组或一个电极与等离子体源一起称为离子源。另一方面，在电子束照射装置中，把电极配置在等离子体源的下游，通过所述电极从等离子体源引出电子束。与离子束照射装置的例子相同，电极的个数不限于一个。有时使用多个电极。在电子束照射装置中，把电子束引出的一个或多个电极与等离子体源一起称为电子源。作为等离子体源的类型，至今为止虽然提出了各种结构，但是作为能以较高浓度生成大容量等离子体的等离子体源，公知的有具有用于把等离子体关起来的永磁体类型的等离子体源。具体举例的话，有专利文献I所记载的离子源。在所述离子源中使用的等离子体源，通过高频放电把导入等离子体生成容器内的气体电离，生成等离子体。在等离子体生成容器的外侧配置有多个永磁体。通过这些永磁体在等离子体生成容器的内侧形成会切磁场，把等离子体关在容器内的规定区域中。此外，在所述等离子体生成容器中，沿内壁设置有防着板。设置防着板的目的是防止因导入容器内的气体和生成的等离子体对容器内壁造成腐蚀、以及防止气体和等离子体与内壁的化学反应等。现有技术文献专利文献1:日本专利公开公报特开平9-259779号伴随等离子体源的运转时间增加，防着板因被等离子体腐蚀等而受到损伤。如果防着板的损伤变大，则要停止等离子体源，把受损的防着板更换成新的。此外，有时防着板和等离子体反应的生成物诱发放电，由此有时需要进行构件的更换、清扫等维保。在等离子体生成容器内形成的会切磁场，在与永磁体相对的等离子体生成容器的内侧位置局部变强。此外，由于等离子体生成容器的内壁面靠近永磁体，所以越靠近该内壁面，磁场的强度越强。被会切磁场捕捉到的电子如果从磁场弱的地方向磁场强到一定程度的地方行进，则因米勒效应($ 9—効果)大部分电子的移动方向改变，此后变成从磁场强的地方向磁场弱的地方移动。防着板被配置在等离子体生成容器的内壁面附近，具有能承受等离子体等的溅射、腐蚀的厚度。因米勒效应会造成电子移动方向改变的磁场区域，存在于等离子体生成容器的内壁附近。如果以覆盖所述区域的方式配置防着板，则被会切磁场捕捉到的电子在电子移动方向改变之前会与防着板碰撞。因所述碰撞造成在等离子体生成容器内生成的等离子体的密度减小。为了防止电子与防着板的碰撞，可以考虑使防着板的厚度变薄，不落入因米勒效应造成电子移动方向改变的磁场区域。可是，在防着板没有足够厚度的情况下，虽可以避免电子与防着板的碰撞，但因防着板的厚度薄，对应地存在稍稍损伤就必须马上更换的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是与以往的结构相比，能延长防着板的交换周期、提高等离子体源的运转率。本专利技术提供一种等离子体源，把气体导入具有冷却机构的等离子体生成容器的内部，通过把所述气体电离生成等离子体，所述等离子体源包括:防着板，配置在所述等离子体生成容器的内侧；以及多个永磁体，配置在所述等离子体生成容器的外侧，用于把等离子体关起来，并且在所述等离子体生成容器的内侧，在隔着所述等离子体生成容器的壁面与所述永磁体相对的位置，设置有与所述等离子体生成容器的内壁面抵接的磁体。按照所述的结构，可以使因米勒效应造成电子的移动方向改变的磁场强的区域，从等离子体生成容器的内壁附近移到等离子体生成容器的中央一侧。由此，即使使用厚度尺寸大的防着板，也能大幅度避免电子与防着板的碰撞，所以可以使防着板的交换周期延长，从而能提闻等尚子体源的运转率。此外，优选的是，所述防着板支承在所述磁体上。按照该结构，可以提高等离子体源的设计自由度。更具体地说，优选的是，所述防着板支承在所述磁体的位于所述等离子体生成容器的最中央侧的位置。此外，对于所述的防着板和磁体的尺寸关系，优选的是，在各个所述磁体排列的方向上，所述防着板的尺寸比所述磁体的尺寸长。此外，优选的是，在各个所述磁体之间，所述防着板沿着所述等离子体生成容器的内壁面支承在所述磁体上。在从等离子体源引出电子束、离子束、等离子体等能量束的情况下，而且在等离子体源中使用含硼气体的情况下，只要等离子体源的结构是如下的结构即可:所述等离子体生成容器具有连接容器内外的引出口，所述气体是含硼气体，所述等离子体源还包括放电抑制构件，所述放电抑制构件支承在所述磁体或所述防着板上，并且设置在比所述磁体靠向所述等离子体生成容器的中央侧。制冷剂在等离子体生成容器的内部或其附近流动。由于磁体被配置在容器外侧的永磁体强力吸附，所以被高效地冷却。如果使用含硼气体，则在冷却了的磁体表面会堆积粉末状的金属硼。由于所述粉末状的金属硼在等离子体生成容器内飞散，因此异常放电频发。为了减少产生所述的异常放电的次数，使用所述的放电抑制构件。如果作为与磁体不同的构件设置所述的放电抑制构件，则由于放电抑制构件的温度比磁体的温度高，所以附着在放电抑制构件上的粉末状的金属硼变成结晶状态而难以剥落。由此，可以防止金属硼的飞散，因此可以减少产生异常放电的次数。此外，优选的是，所述防着板配置在所述放电抑制构件和所述磁体之间。按照该结构，由于可以使放电抑制构件充分离开磁体，所以可以有效地使粉末状的金属硼成为结晶状态。此外，优选的是，所述放电抑制构件由非磁体或弱磁体构成。按照该结构，由于放电抑制构件部不被磁体的磁力吸附，所以可以使两个构件之间充分的热分离，可以使金属硼有效地成为结晶状态。此外，优选的是，所述放电抑制构件的表面实施了喷砂处理。如果使用这样的结构，则可以提高防止金属硼飞散的效果。优选的是，所述防着板由陶瓷材料制成。在使用氮化铝或氧化铝等的陶瓷材料的情况下，即使在等离子体源中使用氟或氯等腐蚀性气体，防着板也难以被这样的气体腐蚀。在等离子体生成容器的内侧设置磁体，该磁体隔着等离子体生成容器的壁面与永磁体相对，因此可以使因米勒效应造成电子移动方向改变的磁场强的区域，从等离子体生成容器的内壁附近移到等离子体生成容器的中央一侧。此外，由于抵接配置在具有冷却机构的等离子体生成容器上的磁体被高效地冷却，所以热膨胀小，并且构件的变形得到抑制，因此可以把陶瓷等耐等离子体性强但却容易产生脆性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体源，其特征在于，把气体导入具有冷却机构的等离子体生成容器的内部，通过把所述气体电离生成等离子体，所述等离子体源包括：防着板，配置在所述等离子体生成容器的内侧；以及多个永磁体，配置在所述等离子体生成容器的外侧，用于把等离子体关起来，并且在所述等离子体生成容器的内侧，在隔着所述等离子体生成容器的壁面与所述永磁体相对的位置，设置有与所述等离子体生成容器的内壁面抵接的磁体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：井内裕，谷井正博，
申请(专利权)人：日新离子机器株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP