[發(fā)明專利]離子源及離子注入裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711320176.5
• 申請(qǐng)日: 2017-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN108054071B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 井內(nèi)裕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日新離子機(jī)器株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01J37/08
• 分類號(hào): H01J37/08;H01J37/244;H01J37/30
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 蘇卉;高培培

本發(fā)明提供一種離子源及離子注入裝置。利用具備多個(gè)陰極的離子源，監(jiān)控通過各陰極生成的等離子體的密度。離子源(1)是在腔室(2)內(nèi)部生成等離子體并從該等離子體引出離子束(4)的離子源(1)，離子源(1)具有：腔室(2)，呈在一方向上較長(zhǎng)的大致矩形形狀；多個(gè)陰極(F)，沿著腔室(2)的長(zhǎng)度方向排列；弧電源(Va)，連接在腔室(2)與各陰極(F)之間；及電流計(jì)，測(cè)定弧電源(Va)中流動(dòng)的電流，弧電源(Va)與腔室(2)之間的連接部分與配置各陰極(F)的部位對(duì)應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具備多個(gè)陰極的離子源和具備該離子源的離子注入裝置。

背景技術(shù)

作為離子注入裝置的結(jié)構(gòu)例之一，已知有如下的結(jié)構(gòu)：從離子源引出在一方向上尺寸比基板尺寸長(zhǎng)的離子束，沿著與離子束的長(zhǎng)度方向相交的方向?qū)暹M(jìn)行往復(fù)掃描，而對(duì)整個(gè)基板面進(jìn)行離子注入處理。

作為在這種離子注入裝置中使用的離子源，已知有專利文獻(xiàn)1記載的具備多個(gè)絲極的離子源。

在該離子源中，根據(jù)配置在基板下游的束電流測(cè)定器的測(cè)定結(jié)果來控制各絲極中流動(dòng)的絲極電流，以使從離子源引出的離子束的束電流密度分布在離子束的長(zhǎng)度方向上是均勻的。

在實(shí)現(xiàn)向基板注入的特定離子種類的束電流密度分布的均勻化這一點(diǎn)上，雖然專利文獻(xiàn)1記載的方法有效，但是在使離子源長(zhǎng)期穩(wěn)定作業(yè)方面存在不足之處。

在離子注入裝置中，向基板照射的離子束的長(zhǎng)度方向上的均勻性非常重要，因此，通常也希望從離子源引出的離子束在長(zhǎng)度方向上的密度分布大致均勻。

同樣，在等離子體生成部?jī)?nèi)的長(zhǎng)度方向上的等離子體密度分布也需要大致均勻。為了生成均勻的等離子體而調(diào)整從各絲極放出的電子量，但是該電子量取決于絲極溫度、等離子體與絲極間的電勢(shì)差、放射區(qū)域(面積)等。通常，通過改變絲極電流來改變絲極溫度，以調(diào)整放出量。

當(dāng)考慮通過根據(jù)某等離子體密度分布對(duì)絲極電流進(jìn)行調(diào)整來調(diào)整向基板照射的離子束在長(zhǎng)度方向上的均勻性時(shí)，一般有多個(gè)絲極電流的組合可使均勻性在某值以下。即，很多情況下的絲極電流的組合，雖然確保了基板上的射束均勻性良好，但是引出射束或等離子體內(nèi)分布卻未必良好。

因此，雖然存在對(duì)上述多個(gè)組合加以限制來選擇等離子體本身也盡可能均勻的組合的自由度，但是為了可靠地實(shí)現(xiàn)等離子體密度的均勻化，仍需要采用一些手段對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2001-101990號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

在本發(fā)明中，提供一種離子源及具備該離子源的離子注入裝置，在具備多個(gè)陰極的離子源中，能夠監(jiān)控通過各陰極生成的等離子體密度。

用于解決課題的方案

一種離子源，是在腔室內(nèi)部生成等離子體并從該等離子體引出離子束的離子源，上述離子源具有：腔室，呈在一方向上較長(zhǎng)的大致矩形形狀；多個(gè)陰極，沿著上述腔室的長(zhǎng)度方向排列；弧電源，連接在上述腔室與各陰極之間；及電流計(jì)，測(cè)定上述弧電源中流動(dòng)的電流，上述弧電源與上述腔室之間的連接部分對(duì)應(yīng)于配置各陰極的部位。

弧電源中流動(dòng)的電流與等離子體密度具有相關(guān)關(guān)系。由此，如果對(duì)應(yīng)于各陰極的配置，將各弧電源連接于腔室，并監(jiān)控該電源中流動(dòng)的電流，則能夠間接地掌握通過各陰極生成的等離子體的密度。

另一方面，為了減小通過各陰極生成的等離子體彼此之間的影響，增大在腔室整體中生成的等離子體密度，得到大電流的離子束，優(yōu)選的是：上述陰極配置成多列，配置于各列的陰極位置互不相同。