离子束装置、离子注入装置、离子束放出方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及离子束装置、离子注入装置、离子束放出方法。除去堆积于引出电极的反应副生成物，以便能够立即恢复为离子束照射。设定对引出电极（34）施加正电压的正电压期间，在离子源（33）的内部生成电子，从离子源（33）引出电子，使其照射到引出电极（34）来对引出电极（34）进行加热。在真空环境中，反应副生成物层（27）进行蒸发，除去反应副生成物层（27）。向离子源（33）导入清洗气体来生成清洗气体的正离子，设定对引出电极（34）施加负电压的负电压期间，将清洗气体的正离子向引出电极（34）照射，通过溅射或蚀刻反应来除去反应副生成物层（27）也可。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于半导体器件制作的离子束装置、使用了该离子束装置的离子注入装置、以及引出电极的离子束放出方法。
技术介绍
在离子注入装置中，使用了通过离子源对作为含有掺杂物（dopant）的物质的注入材料进行离子化并且通过引出电极将所生成的正离子导出为离子束的离子束装置。图7的附图标记101为用于离子注入装置的离子束装置，具有离子源133、引出电极134和接地电极135。气体容易离子化，因此，气体供给装置132连接于离子源133，从气体供给装置132向离子源133供给注入材料气体。在离子源133设置有电子放出装置140，通过电子放出装置140对注入材料气体进行离子化。对引出电极134施加负电压，在离子源133内生成的注入材料气体的正离子被引出电极134吸引而被从离子源133的放出口136放出。附图标记130为生成正离子的容器，放出口136被设置于容器130。从放出口136放出的正离子通过设置于引出电极134的加速孔137和设置在位于引出电极134的背后的接地电极135的通过孔138，成为离子束，从离子束装置101放出。像这样，向离子源133供给注入材料气体，但是，即使为气体也在离子源133内发生注入材料的化学反应，生成化学反应的反应副生成物。反应副生成物为固体物质的情况较多。所生成的固定物质的一部分从离子源133的放出口136放出，堆积于与放出口136对置的引出电极134的表面。图7的附图标记127示出由堆积于引出电极134的反应副生成物构成的反应副生成物层。当堆积进行时，引出电极134的表面不为平坦，形成不均匀电场。特别地，反应副生成物层127为绝缘物，在绝缘物堆积于引出电极134的情况下，产生由从离子束的束中心分离的发散分量所谓的光晕（halo）造成的充电（charge up），在电极间小的雷放电（lightning discharge）那样的异常放电屡次发生，其结果是，发生成品率的降低，生产率恶化。当将引出电极134从离子源室131取出而物理性、化学性地进行所堆积的膜的除去时，异常放电不发生，但是，以往，基于经验定期地进行除去或者当每单位时间的异常放电发生的次数为规定值以上时进行除去。在除去时，只要预先准备交换用的引出电极，交换作业自身也能够大致在10分以内完成，但是，必须将离子源室131的内部向大气开放，因此，需要离子源133的降温、引出电极134的交换后的真空排气和离子源133的暖机运转，因此，产生几小时以上的停机时间。为了解决以上的问题，提出在不进行大气开放的情况下对引出电极进行清洗的各种方法。例如，下述专利文献1为设置对引出电极进行通电加热的机构而通过通电对引出电极进行加热来使堆积于引出电极的膜蒸发而除去的技术，但是，引出电极自身的电阻值低，因此，为了加热而需要大电流，存在电源和布线变为大规模的缺点。此外，下述专利文献2为调节为离子束与引出电极冲突而利用溅射除去堆积膜的技术，但是，原理上能够用于引出电极的清洗的离子电流密度低，因此，存在堆积膜的除去速度低的缺点。此外，下述专利文献3、4为追加在引出电极间辉光放电的电源、机构而利用溅射来除去堆积膜的技术，能够期待高速清洗，但是，需要将清洗压力调整为与引出离子束时的压力相比100倍以上的机构，此外，在清洗中停止离子源的工作，因此，在结束清洗之后需要对离子源进行暖机的时间。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平6-119896号公报；专利文献2：日本特开2004-363050号公报；专利文献3：日本特开2013-98143号公报；专利文献4：日本特开2013-12495号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术是为了解决上述现有技术的问题而制作的，其目的在于提供能够清洗引出电极以便能够在短时间内恢复为能够从离子源引出正离子的状态的技术。用于解决课题的方案为了解决上述课题，本专利技术是一种离子束装置，具有：离子源；主电源，在所述离子源内生成电子；引出电极，被设置在所述离子源的外部；以及辅助电源，对所述引出电极施加电压，所述引出电极被配置为设置于所述引出电极的加速孔与所述离子源的放出口面对面，通过使用所述主电源生成的电子对被导入到所述离子源中的注入材料气体进行离子化，通过离子化生成的正离子被由所述辅助电源施加负电压后的所述引出电极引出而成为离子束被放出，其中，所述辅助电源被构成为能够对所述引出电极施加正电压。此外，本专利技术是一种离子束装置，其中，能够向所述离子源导入惰性气体。此外，本专利技术是一种离子束装置，其中，被构成为：能够向所述离子源导入对所述注入材料气体的反应副生成物进行蚀刻的蚀刻气体。此外，本专利技术是一种离子束装置，其中，所述辅助电源被构成为能够对所述引出电极施加正负的交流电压。此外，本专利技术是一种离子束装置，其中，在所述引出电极设置有温度传感器。此外，本专利技术是一种离子注入装置，具有：离子束装置；质谱分析装置，从所述离子束装置所放出的离子束中使期望的荷质比的正离子通过；以及基板支架，配置有照射所通过的正离子的基板，其中，所述离子束装置具有：离子源；主电源，在所述离子源内生成电子；引出电极，被设置在所述离子源的外部；以及辅助电源，对所述引出电极施加电压，所述引出电极被配置为设置于所述引出电极的加速孔与所述离子源的放出口面对面，通过使用所述主电源生成的电子对被导入到所述离子源中的注入材料气体进行离子化，通过离子化生成的正离子被由所述辅助电源施加负电压后的所述引出电极引出而成为离子束被放出，所述辅助电源被构成为能够对所述引出电极施加正电压。此外，本专利技术是一种离子注入装置，其中，能够向所述离子源导入惰性气体。此外，本专利技术是一种离子注入装置，其中，被构成为：能够向所述离子源导入对所述注入材料气体的反应副生成物进行蚀刻的蚀刻气体。此外，本专利技术是一种离子注入装置，其中，所述辅助电源被构成为能够对所述引出电极施加正负的交流电压。此外，本专利技术是一种离子注入装置，其中，在所述引出电极设置有温度传感器。此外，本专利技术是一种离子束放出方法，所述离子束放出方法使用离子束装置，所述离子束装置具有：离子源；主电源，在所述离子源的容器内生成电子；引出电极，被设置在所述容器的外部；以及辅助电源，对所述引出电极施加电压，所述引出电极被配置为设置于所述引出电极的加速孔与所述离子源的放出口面对面，所述离子束放出方法具有离子放出工序，在所述离子放出工序中，通过所述主电源在所述容器内生成电子，将注入材料气体导入到所述容器内，利用所述辅助电源对所述引出电极施加负电压，在所述容器内生成所述注入材料气体的正离子，利用所述引出电极的负电压将所述正离子从所述容器引出而放出为离子束，在所述离子放出工序中生成的所述注入材料气体的固体的反应副生成物被堆积于所述引出电极，其中，所述离子束放出方法具有清洗工序，在所述清洗工序中，设置对所述引出电极施加正电压的正电压期间，在所述正电压期间，一边在所述容器内生成电子，一边通过所述引出电极的正电压吸引所述电子而使其照射到所述引出电极来对所述引出电极进行加热，使堆积于所述引出电极的所述反应副生成物蒸发。此外，本专利技术是一种离子束放出方法，其中，在所述清洗工序中，向所述容器导入惰性气体。此外，本专利技术是一种离子束放出方法，其中，向所述离子源导入对作为所述注入材料气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子束装置，具有：离子源；主电源，在所述离子源内生成电子；引出电极，被设置在所述离子源的外部；以及辅助电源，对所述引出电极施加电压，所述引出电极被配置为设置于所述引出电极的加速孔与所述离子源的放出口面对面，通过使用所述主电源生成的电子对被导入到所述离子源中的注入材料气体进行离子化，通过离子化生成的正离子被由所述辅助电源施加负电压后的所述引出电极引出而成为离子束被放出，其中，所述辅助电源被构成为能够对所述引出电极施加正电压。

【技术特征摘要】
2015.03.18 JP 2015-0546991.一种离子束装置，具有：离子源；主电源，在所述离子源内生成电子；引出电极，被设置在所述离子源的外部；以及辅助电源，对所述引出电极施加电压，所述引出电极被配置为设置于所述引出电极的加速孔与所述离子源的放出口面对面，通过使用所述主电源生成的电子对被导入到所述离子源中的注入材料气体进行离子化，通过离子化生成的正离子被由所述辅助电源施加负电压后的所述引出电极引出而成为离子束被放出，其中，所述辅助电源被构成为能够对所述引出电极施加正电压。2.根据权利要求1所述的离子束装置，其中，能够向所述离子源导入惰性气体。3.根据权利要求1或权利要求2的任一项所述的离子束装置，其中，被构成为：能够向所述离子源导入对所述注入材料气体的反应副生成物进行蚀刻的蚀刻气体。4.根据权利要求1所述的离子束装置，其中，所述辅助电源被构成为能够对所述引出电极施加正负的交流电压。5.根据权利要求1所述的离子束装置，其中，在所述引出电极设置有温度传感器。6.一种离子注入装置，具有：离子束装置；质谱分析装置，从所述离子束装置所放出的离子束中使期望的荷质比的正离子通过；以及基板支架，配置有照射所通过的正离子的基板，其中，所述离子束装置具有：离子源；主电源，在所述离子源内生成电子；引出电极，被设置在所述离子源的外部；以及辅助电源，对所述引出电极施加电压，所述引出电极被配置为设置于所述引出电极的加速孔与所述离子源的放出口面对面，通过使用所述主电源生成的电子对被导入到所述离子源中的注入材料气体进行离子化，通过离子化生成的正离子被由所述辅助电源施加负电压后的所述引出电极引出而成为离子束被放出，所述辅助电源被构成为能够对所述引出电极施加正电压。7.根据权利要求6所述的离子注入装置，其中，能够向所述离子源导入惰性气体。8.根据权利要求1或权利要求2的任一项所述的离子注入装置，其中，被构成为：能够向所述离子源导入对所述注入材料气体的反应副生成物进...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木德康，东明男，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，
类型：发明
国别省市：日本;JP