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等離子體源的制作方法

文檔序號:2853957閱讀:237來源:國知局
等離子體源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種等離子體源,能使防著板的交換周期延長、能提高等離子體源的運(yùn)轉(zhuǎn)率。等離子體源(1)包括:等離子體生成容器(2),具有冷卻機(jī)構(gòu),生成等離子體用的氣體導(dǎo)入其內(nèi)部;防著板(5),配置在所述等離子體生成容器(2)的內(nèi)側(cè);多個(gè)永磁體(3),配置在所述等離子體生成容器(2)的外側(cè),用于生成會切磁場;并且包括磁體(4),在等離子體生成容器(2)的內(nèi)側(cè),在隔著等離子體生成容器(2)的壁面與永磁體(3)相對的位置,以與等離子體生成容器(2)的內(nèi)壁面抵接的方式配置于等離子體生成容器(2)的內(nèi)壁面。
【專利說明】等離子體源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具備用于把等離子體關(guān)起來的永磁體的等離子體源,特別涉及在等離子體源的內(nèi)部具備防著板的等離子體源。
【背景技術(shù)】
[0002]等離子體源廣泛用于離子束照射裝置、電子束照射裝置、等離子體摻雜裝置、淹沒式等離子體槍等。
[0003]例如,在把具有正電荷的離子束向半導(dǎo)體晶片照射的離子束照射裝置中,在等離子體源的下游配置有被稱為引出電極的、具有比等離子體源的電位更負(fù)的電位的電極,由此把離子束引出。所述電極的個(gè)數(shù)不限于一個(gè)。為了把離子束引出,有時(shí)具有多個(gè)電極,在該情況下,把這些電極稱為引出電極系統(tǒng)。在離子束照射裝置中,把構(gòu)成所述引出電極系統(tǒng)的電極組或一個(gè)電極與等離子體源一起稱為離子源。
[0004]另一方面,在電子束照射裝置中,把電極配置在等離子體源的下游,通過所述電極從等離子體源引出電子束。與離子束照射裝置的例子相同,電極的個(gè)數(shù)不限于一個(gè)。有時(shí)使用多個(gè)電極。在電子束照射裝置中,把電子束引出的一個(gè)或多個(gè)電極與等離子體源一起稱為電子源。
[0005]作為等離子體源的類型,至今為止雖然提出了各種結(jié)構(gòu),但是作為能以較高濃度生成大容量等離子體的等離子體源,公知的有具有用于把等離子體關(guān)起來的永磁體類型的等離子體源。
[0006]具體舉例的話,有專利文獻(xiàn)I所記載的離子源。在所述離子源中使用的等離子體源,通過高頻放電把導(dǎo)入等離子體生成容器內(nèi)的氣體電離,生成等離子體。在等離子體生成容器的外側(cè)配置有多個(gè)永磁體。通過這些永磁體在等離子體生成容器的內(nèi)側(cè)形成會切磁場,把等離子體關(guān)在容器內(nèi)的規(guī)定區(qū)域中。
[0007]此外,在所述等離子體生成容器中,沿內(nèi)壁設(shè)置有防著板。設(shè)置防著板的目的是防止因?qū)肴萜鲀?nèi)的氣體和生成的等離子體對容器內(nèi)壁造成腐蝕、以及防止氣體和等離子體與內(nèi)壁的化學(xué)反應(yīng)等。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本專利公開公報(bào)特開平9-259779號
[0010]伴隨等離子體源的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間增加,防著板因被等離子體腐蝕等而受到損傷。如果防著板的損傷變大,則要停止等離子體源,把受損的防著板更換成新的。此外,有時(shí)防著板和等離子體反應(yīng)的生成物誘發(fā)放電,由此有時(shí)需要進(jìn)行構(gòu)件的更換、清掃等維保。
[0011]在等離子體生成容器內(nèi)形成的會切磁場,在與永磁體相對的等離子體生成容器的內(nèi)側(cè)位置局部變強(qiáng)。此外,由于等離子體生成容器的內(nèi)壁面靠近永磁體,所以越靠近該內(nèi)壁面,磁場的強(qiáng)度越強(qiáng)。
[0012]被會切磁場捕捉到的電子如果從磁場弱的地方向磁場強(qiáng)到一定程度的地方行進(jìn),則因米勒效應(yīng)($ 9—?jiǎng)抗?大部分電子的移動方向改變,此后變成從磁場強(qiáng)的地方向磁場弱的地方移動。
[0013]防著板被配置在等離子體生成容器的內(nèi)壁面附近,具有能承受等離子體等的濺射、腐蝕的厚度。因米勒效應(yīng)會造成電子移動方向改變的磁場區(qū)域,存在于等離子體生成容器的內(nèi)壁附近。如果以覆蓋所述區(qū)域的方式配置防著板,則被會切磁場捕捉到的電子在電子移動方向改變之前會與防著板碰撞。因所述碰撞造成在等離子體生成容器內(nèi)生成的等離子體的密度減小。
[0014]為了防止電子與防著板的碰撞,可以考慮使防著板的厚度變薄,不落入因米勒效應(yīng)造成電子移動方向改變的磁場區(qū)域??墒牵诜乐鍥]有足夠厚度的情況下,雖可以避免電子與防著板的碰撞,但因防著板的厚度薄,對應(yīng)地存在稍稍損傷就必須馬上更換的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的目的是與以往的結(jié)構(gòu)相比,能延長防著板的交換周期、提高等離子體源的運(yùn)轉(zhuǎn)率。
[0016]本發(fā)明提供一種等離子體源,把氣體導(dǎo)入具有冷卻機(jī)構(gòu)的等離子體生成容器的內(nèi)部,通過把所述氣體電離生成等離子體,所述等離子體源包括:防著板,配置在所述等離子體生成容器的內(nèi)側(cè);以及多個(gè)永磁體,配置在所述等離子體生成容器的外側(cè),用于把等離子體關(guān)起來,并且在所述等離子體生成容器的內(nèi)側(cè),在隔著所述等離子體生成容器的壁面與所述永磁體相對的位置,設(shè)置有與所述等離子體生成容器的內(nèi)壁面抵接的磁體。
[0017]按照所述的結(jié)構(gòu),可以使因米勒效應(yīng)造成電子的移動方向改變的磁場強(qiáng)的區(qū)域,從等離子體生成容器的內(nèi)壁附近移到等離子體生成容器的中央一側(cè)。由此,即使使用厚度尺寸大的防著板,也能大幅度避免電子與防著板的碰撞,所以可以使防著板的交換周期延長,從而能提聞等尚子體源的運(yùn)轉(zhuǎn)率。
[0018]此外,優(yōu)選的是,所述防著板支承在所述磁體上。
[0019]按照該結(jié)構(gòu),可以提高等離子體源的設(shè)計(jì)自由度。
[0020]更具體地說,優(yōu)選的是,所述防著板支承在所述磁體的位于所述等離子體生成容器的最中央側(cè)的位置。
[0021]此外,對于所述的防著板和磁體的尺寸關(guān)系,優(yōu)選的是,在各個(gè)所述磁體排列的方向上,所述防著板的尺寸比所述磁體的尺寸長。
[0022]此外,優(yōu)選的是,在各個(gè)所述磁體之間,所述防著板沿著所述等離子體生成容器的內(nèi)壁面支承在所述磁體上。
[0023]在從等離子體源引出電子束、離子束、等離子體等能量束的情況下,而且在等離子體源中使用含硼氣體的情況下,只要等離子體源的結(jié)構(gòu)是如下的結(jié)構(gòu)即可:所述等離子體生成容器具有連接容器內(nèi)外的引出口,所述氣體是含硼氣體,所述等離子體源還包括放電抑制構(gòu)件,所述放電抑制構(gòu)件支承在所述磁體或所述防著板上,并且設(shè)置在比所述磁體靠向所述等離子體生成容器的中央側(cè)。
[0024]制冷劑在等離子體生成容器的內(nèi)部或其附近流動。由于磁體被配置在容器外側(cè)的永磁體強(qiáng)力吸附,所以被高效地冷卻。如果使用含硼氣體,則在冷卻了的磁體表面會堆積粉末狀的金屬硼。由于所述粉末狀的金屬硼在等離子體生成容器內(nèi)飛散,因此異常放電頻發(fā)。
[0025]為了減少產(chǎn)生所述的異常放電的次數(shù),使用所述的放電抑制構(gòu)件。如果作為與磁體不同的構(gòu)件設(shè)置所述的放電抑制構(gòu)件,則由于放電抑制構(gòu)件的溫度比磁體的溫度高,所以附著在放電抑制構(gòu)件上的粉末狀的金屬硼變成結(jié)晶狀態(tài)而難以剝落。由此,可以防止金屬硼的飛散,因此可以減少產(chǎn)生異常放電的次數(shù)。
[0026]此外,優(yōu)選的是,所述防著板配置在所述放電抑制構(gòu)件和所述磁體之間。
[0027]按照該結(jié)構(gòu),由于可以使放電抑制構(gòu)件充分離開磁體,所以可以有效地使粉末狀的金屬硼成為結(jié)晶狀態(tài)。
[0028]此外,優(yōu)選的是,所述放電抑制構(gòu)件由非磁體或弱磁體構(gòu)成。按照該結(jié)構(gòu),由于放電抑制構(gòu)件部不被磁體的磁力吸附,所以可以使兩個(gè)構(gòu)件之間充分的熱分離,可以使金屬硼有效地成為結(jié)晶狀態(tài)。
[0029]此外,優(yōu)選的是,所述放電抑制構(gòu)件的表面實(shí)施了噴砂處理。如果使用這樣的結(jié)構(gòu),則可以提高防止金屬硼飛散的效果。
[0030]優(yōu)選的是,所述防著板由陶瓷材料制成。在使用氮化鋁或氧化鋁等的陶瓷材料的情況下,即使在等離子體源中使用氟或氯等腐蝕性氣體,防著板也難以被這樣的氣體腐蝕。
[0031]在等離子體生成容器的內(nèi)側(cè)設(shè)置磁體,該磁體隔著等離子體生成容器的壁面與永磁體相對,因此可以使因米勒效應(yīng)造成電子移動方向改變的磁場強(qiáng)的區(qū)域,從等離子體生成容器的內(nèi)壁附近移到等離子體生成容器的中央一側(cè)。此外,由于抵接配置在具有冷卻機(jī)構(gòu)的等離子體生成容器上的磁體被高效地冷卻,所以熱膨脹小,并且構(gòu)件的變形得到抑制,因此可以把陶瓷等耐等離子體性強(qiáng)但卻容易產(chǎn)生脆性破壞的構(gòu)件安裝在所述的磁體上。此夕卜,即使使用厚度尺寸大的防著板,也可以大幅度避免電子與防著板的碰撞。由此,可以使防著板的交換周期延長、提高等離子體源的運(yùn)轉(zhuǎn)率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1是表示等離子體源外形的立體圖。圖1的(A)表示等離子體生成容器的開口部位于紙面里側(cè)時(shí)的樣子,圖1的(B)表示等離子體生成容器的開口部位于紙面眼前一側(cè)時(shí)的樣子。
[0033]圖2是把等離子體源用圖1的(A)、圖1的(B)所記載的XZl平面剖開時(shí)的剖視圖。
[0034]圖3是對防著板向磁體上安裝進(jìn)行說明的說明圖。
[0035]圖4是對磁體定位進(jìn)行說明的說明圖。
[0036]圖5是表示對磁體定位的其他例子的說明圖。
[0037]圖6是表示對磁體定位的其他例子的說明圖。
[0038]圖7是表不在磁體表面安裝有放電抑制構(gòu)件時(shí)的樣子的俯視圖。圖7的(A)表不在UW平面上的樣子,圖7的(B)表示在UV平面上的樣子。
[0039]圖8是表示在磁體表面安裝有放電抑制構(gòu)件時(shí)的另外例子的俯視圖。圖8的(A)表示在UW平面上的樣子,圖8的(B)表示在UV平面上的樣子。
[0040]圖9是表示在磁體表面安裝有放電抑制構(gòu)件時(shí)的另外例子的俯視圖。圖9的(A)表示在UW平面上的樣子,圖9的(B)表示由圖9的(A)所記載的A — A線形成的剖面的樣子,圖9的(C)表示由圖9的(A)所記載的B — B線形成的剖面的樣子。
[0041]圖10是表示在磁體表面安裝有放電抑制構(gòu)件時(shí)的其他例子的俯視圖。圖10的(A)表示在UW平面上的樣子,圖10的(B)表示由圖10的(A)所記載的A — A線形成的剖面的樣子,圖10的(C)表示由圖10的(A)所記載的B — B線形成的剖面的樣子。
[0042]圖11是表示圖2所記載的等離子體源的變形例的剖視圖。
[0043]圖12是表示在磁體上安裝防著板時(shí)其他例子的俯視圖。圖12的(A)表示在UW平面上的樣子,圖12的(B)表示由圖12的(A)所記載的A — A線形成的剖面的樣子。
[0044]附圖標(biāo)記說明
[0045]1.等離子體源
[0046]2.等離子體生成容器
[0047]3.永磁體
[0048]4.磁體
[0049]5.防著板
[0050]7.燈絲
[0051]8.氣體源
[0052]9.等離子體
[0053]10.引出口
[0054]R.制冷劑流道
【具體實(shí)施方式】
[0055]在圖1的(A)、圖1的(B)中描繪了表示等離子體源I外形的立體圖。在圖1的(A)和圖1的(B)中,表示從不同的方向看同一個(gè)等離子體源I。圖示的X軸、Y軸、Z軸相互垂直。
[0056]圖1的(A)、圖1的(B)所記載的、構(gòu)成等離子體源I的等離子體生成容器2為長方體形,在位于所述等離子體生成容器2的Z方向一側(cè)的面上形成有引出口 10,引出口 10用于從等離子體源I內(nèi)部向等離子體源I外部引出離子束、電子束、等離子體,在除了該面的其他面上相對配置有多個(gè)永磁體3。由這些永磁體3在等離子體生成容器2的內(nèi)側(cè)生成會切磁場。
[0057]在生成會切磁場的多個(gè)永磁體3上,沿與等離子體生成容器2壁面垂直的方向設(shè)置有磁極。在沿Z方向或X方向相鄰配置的永磁體3中,磁極的方向相互反向。各永磁體3由圖中沒有表示的非磁體的支架支承,所述支架沿著等離子體生成容器2的壁面配置。
[0058]如用單點(diǎn)劃線所示的,在圖1的(A)、圖1的(B)的等離子體生成容器2的壁的內(nèi)部,以包圍配置有永磁體3的位置的方式形成有制冷劑流道R。制冷劑從等離子體生成容器2外部流入制冷劑流道R。所述制冷劑的流入口例如設(shè)置在圖中用IN表示的部位。另一方面,流入制冷劑流道R的制冷劑從制冷劑流道R向等離子體生成容器2的外部流出。所述制冷劑向外部流出的流出口例如設(shè)置在圖中用OUT表示的部位。利用這樣的制冷劑可以抑制永磁體3的升溫,從而可以防止伴隨溫度升高造成永磁體3的磁力降低。此外,所述制冷劑流道R不一定設(shè)置在等離子體生成容器2的壁的內(nèi)部。只要是能抑制永磁體3升溫的位置,也可以設(shè)在等離子體生成容器2的外側(cè)。
[0059]圖2描繪了用與XZ平面平行的XZl平面剖開圖1的(A)、圖1的(B)所記載的等離子體源I時(shí)的剖視圖。在等離子體生成容器2的外側(cè)配置有在圖1的(A)、圖1的(B)中說明過的永磁體3。在等離子體生成容器2的內(nèi)部作為用于生成等離子體9的結(jié)構(gòu),可以采用專利文獻(xiàn)I所記載的通過高頻放電使氣體電離的方式,在此作為其他的例子,例舉了通過電子碰撞使氣體電離的方式。
[0060]封入有氣體的氣體源8與等離子體生成容器2連接。在等離子體生成容器2上連接有圖中沒有表示的電源,通過所述電源以大地電位為基準(zhǔn)向等離子體生成容器2施加正電壓。在等離子體生成容器2的內(nèi)部支承有用于釋放熱電子的燈絲7。圖中沒有表示的電源與燈絲7連接,利用該電源使電流流過燈絲7,由此加熱燈絲7。如果燈絲7的溫度達(dá)到規(guī)定溫度,則從燈絲7釋放出熱電子。
[0061]從燈絲7釋放出的熱電子與從氣體源8導(dǎo)入等離子體生成容器2中的氣體碰撞。利用所述碰撞使氣體電離,生成等離子體9。所述等離子體9被會切磁場關(guān)在等離子體生成容器2內(nèi)側(cè)的規(guī)定區(qū)域中。
[0062]在等離子體生成容器2的內(nèi)側(cè)設(shè)置有磁體4,磁體4以隔著等離子體生成容器2的壁面的方式與永磁體3相對。所述磁體4被永磁體3的磁力磁化。其結(jié)果,在相鄰配置的磁體4之間形成圖2中用箭頭表示的磁場。該磁場成為會切磁場。作為磁體4的具體材料,是可以被永磁體吸附的強(qiáng)磁體,可以考慮使用鐵素體系的不銹鋼或表面鍍鎳的鐵或鎳本身等導(dǎo)電性材料。
[0063]在本發(fā)明中設(shè)置有所述的磁體4,所以可以使因米勒效應(yīng)造成電子的移動方向改變的磁場強(qiáng)的區(qū)域,從等離子體生成容器2的內(nèi)壁附近移到等離子體生成容器2的中央一側(cè)。
[0064]通過會切磁場形成區(qū)域的移動,即使使用了厚度尺寸大的防著板5,也可以大幅度地避免電子與防著板5的碰撞,因此能使防著板5的交換周期延長,從而能提高等離子體源的運(yùn)轉(zhuǎn)率。
[0065]在等離子體生成容器2的周圍和構(gòu)成等離子體生成容器2的壁的內(nèi)部,設(shè)置有多個(gè)永磁體3和制冷劑流道R等。作為防著板5的支承結(jié)構(gòu),可以用螺栓把防著板5安裝在等離子體生成容器2的內(nèi)壁上,但是因等離子體生成容器2的結(jié)構(gòu)和配置在其周圍的其他構(gòu)件的關(guān)系,防著板5的安裝位置受到制約。如果考慮提高等離子體源I的設(shè)計(jì)自由度,則如圖2所描繪的那樣,與把防著板5安裝在等離子體生成容器2上相比,優(yōu)選的是安裝在磁體4上。參照圖3,對把防著板5安裝到磁體4上的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
[0066]在防著板5上設(shè)置有貫通孔13,貫通該貫通孔13穿入固定用的螺栓11。固定用的螺栓11的前端部擰入形成在磁體4上的螺絲孔14。由此把防著板5安裝在磁體4上。在圖3的例子中,在磁體4的兩側(cè)安裝有防著板5,但是也可以僅在磁體4的單側(cè)安裝防著板5。
[0067]關(guān)于磁體4向等離子體生成容器2安裝時(shí)的位置調(diào)整,可以考慮圖4或圖5所記載的結(jié)構(gòu)。此外,在圖4、圖5中,描繪了將防著板5安裝到磁體4上之后,把磁體4向等離子體生成容器2安裝的結(jié)構(gòu),但安裝的順序也可以相反。即,也可以在把磁體4安裝到等離子體生成容器2上之后,把防著板5安裝到磁體4上。
[0068]利用永磁體3的磁力把磁體4安裝在等離子體生成容器2的內(nèi)壁上。如果把磁體4安裝到等離子體生成容器2上,則由于永磁體3的磁力強(qiáng),所以難以對磁體4的位置進(jìn)行再調(diào)整。因此優(yōu)選的是在安裝時(shí)對磁體4進(jìn)行精確定位。
[0069]在圖4所記載的磁體4上,設(shè)置有從其上側(cè)的面到下側(cè)的面貫通磁體4的貫通孔13。貫通所述貫通孔13穿入定位用的螺栓12。在該狀態(tài)下對磁體4進(jìn)行定位,使得定位用的螺栓12的前端部與設(shè)置在構(gòu)成等離子體生成容器2的壁面16上的凹部15抵接。由于在把磁體4安裝到等離子體生成容器2上之后不需要定位用的螺栓12,所以把螺栓12從磁體4的貫通孔13中拔掉。
[0070]定位用的螺栓12可以是金屬制的,但優(yōu)選的是使用不受永磁體3的磁力影響的樹脂制的螺栓。如果使用樹脂制的螺栓,則在進(jìn)行安裝后,可以簡單地把螺栓拔掉。
[0071]此外,如果在形成于磁體4的端部的貫通孔13和插入其中的定位用的螺栓12的一部分上設(shè)置螺紋,則可以簡單地從等離子體生成容器2上取下磁體4。磁體4的下側(cè)的面被永磁體3的磁力吸附在等離子體生成容器2的壁面16上。如果磁體4的端部從等離子體生成容器2離開,則吸附磁體4的吸附力急劇變?nèi)?。因此,在把磁體4取下來時(shí),把形成有螺紋的定位用的螺栓12擰緊,使磁體4的端部從等離子體生成容器2的壁面16離開。由此可以簡單地把磁體4取下來。
[0072]作為對磁體4進(jìn)行定位的其他的例子,可以使用圖5所記載的結(jié)構(gòu)。在該例子中,在構(gòu)成等離子體生成容器2的壁面16的一部分上形成定位用的突起17??梢砸允勾朋w4沿著定位用的突起17的方式進(jìn)行磁體4的安裝。此外,也可以使壁面16的一部分凹陷,來替代在此敘述過的定位用的突起17,以把磁體4嵌入所述凹陷中的方式對磁體4進(jìn)行定位。
[0073]也可以使用圖6的結(jié)構(gòu)來替代圖5的結(jié)構(gòu)。在此,使用固定用的螺栓11把兩個(gè)防著板5固定在等離子體生成容器2的壁面16上,在這些防著板5之間安裝磁體4。在該情況下,防著板5具有在圖5中說明過的磁體4的定位用的突起17的功能。此外,在該例子中,防著板5作為分開的構(gòu)件進(jìn)行了描述,但是根據(jù)磁體4的形狀也可以使所述的防著板5成為一體的構(gòu)件。
[0074]向等離子體源I導(dǎo)入含硼氣體(例如BF3、B2F4、BC13等),在使含硼氣體等離子體化的情況下,會在磁體4表面堆積粉末狀的金屬硼。產(chǎn)生這樣的粉末狀的金屬硼是由于把磁體4的溫度保持在低溫的原因。
[0075]在把磁體4緊密地吸附在等離子體生成容器2的內(nèi)壁上的狀態(tài)下,受到冷卻等離子體生成容器2的制冷劑的很大影響,造成磁體4的溫度保持在低溫。
[0076]由于等離子體生成容器2具有引出口 10,所以如果是在引出口 10下游配置從引出口 10引出電子束、離子束、等離子體等能量束的、由一個(gè)或多個(gè)電極構(gòu)成的引出電極系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),則所述的粉末狀的金屬硼會飛散到引出電極系統(tǒng),在等離子體源I運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),導(dǎo)致在引出電極系統(tǒng)中產(chǎn)生異常放電。
[0077]為了抑制因所述的粉末狀的金屬硼造成的異常放電,可以考慮圖7所記載的結(jié)構(gòu)。
[0078]在圖7中,在磁體4的表面上,在特別容易堆積粉末狀的金屬硼的磁體4的上側(cè)的面(與接觸等離子體生成容器2的壁面的面相反一側(cè)的面)上,通過固定用的螺栓11安裝有放電抑制構(gòu)件18。關(guān)于該結(jié)構(gòu),在圖7的(A)中描繪了從UW平面看時(shí)的樣子,在圖7的(B)中描繪了從UV平面看時(shí)的樣子。
[0079]設(shè)置在磁體4的上側(cè)的面上的放電抑制構(gòu)件18因磁體4而被冷卻,但是由于不是磁體4本身,所以放電抑制構(gòu)件18的溫度與磁體4相比為有些高的溫度。此外,放電抑制構(gòu)件18受到來自配置在等離子體生成容器2內(nèi)的燈絲的輻射熱和等離子體中的離子和電子流入的影響而被加熱。堆積在比磁體4溫度高的放電抑制構(gòu)件18上的金屬硼變成結(jié)晶狀的金屬硼,由此能夠抑制所述的飛散。其結(jié)果可以防止在引出電極系統(tǒng)中的異常放電。
[0080]為了有效地進(jìn)行金屬硼的結(jié)晶化,作為放電抑制構(gòu)件18,是非磁體或磁體,但是優(yōu)選的是使用是不能被磁體吸附的程度的弱磁體且耐熱性優(yōu)異的材料。具體地說,可以使用鎢、鑰或碳這樣的材料。
[0081]如果使用所述的材料,則放電抑制構(gòu)件18不能被磁化后的磁體4吸附。在該情況下,雖然也要看固定用的螺栓11的緊固力,但是由于磁體4的吸附力不發(fā)生作用,所以在磁體4和放電抑制構(gòu)件18之間產(chǎn)生微小的間隙。因存在這樣的間隙,所以可以把磁體4和放電抑制構(gòu)件18充分地?zé)岣綦x。由此,由于可以使放電抑制構(gòu)件18的溫度保持在更高的高溫,所以可以有效地使金屬硼結(jié)晶化。此外,如果對放電抑制構(gòu)件18的表面(特別是與磁體4相反一側(cè)的面)實(shí)施噴砂處理,則可以進(jìn)一步抑制金屬硼的飛散。
[0082]圖8記載了在圖7中說明過的放電抑制構(gòu)件18的變形例。在圖8的(A)中描繪了安裝有放電抑制構(gòu)件18和防著板5的磁體4在UW平面上的樣子,在圖8的(B)在描繪了從UV平面看時(shí)的樣子。
[0083]在圖8的例子中,放電抑制構(gòu)件18在UV平面上的剖面大體為-形。在該例子中,通過使放電抑制構(gòu)件18與磁體4嵌合,向磁體4上安裝放電抑制構(gòu)件18。此外,在所述安裝時(shí),磁體4和放電抑制構(gòu)件18之間最好有一些間隙。這是為了將放電抑制構(gòu)件18的溫度保持在更高的溫度。
[0084]在圖7、圖8的例子中,是在磁體4的圖示的U方向的側(cè)面上安裝防著板5的結(jié)構(gòu),代替與此,也可以如圖9或圖10的例子那樣,使用在磁體4的V方向的上側(cè)的面上安裝防著板5的結(jié)構(gòu)。
[0085]在圖9的(A)中描繪了表示等離子體生成容器2的內(nèi)壁面的樣子的UW平面。在圖9的(B)中描繪了由圖9的(A)所記載的A — A線形成的剖面的樣子。在圖9的(C)中描繪了由圖9的(A)所記載的B — B線形成的剖面的樣子。
[0086]在圖9的例子中,如圖9的(B)所描繪的那樣,放電抑制構(gòu)件18支承在磁體4上。在使用了該結(jié)構(gòu)的情況下,由于防著板5的材料可以使用容易產(chǎn)生脆性破壞的材料,所以選擇防著板5材料的范圍變寬。
[0087]此外,如果使用在圖9的例子中表示的結(jié)構(gòu),則一個(gè)防著板5就可以。因此無需如圖7或圖8所示的那樣,在磁體4上裝拆兩個(gè)防著板5,所以可以簡化防著板5的裝拆操作。
[0088]另一方面,替代圖9的結(jié)構(gòu),也可以采用圖10所示的結(jié)構(gòu)。在圖10的(A)中描繪了表示等離子體生成容器2的內(nèi)壁面的樣子的UW平面。在圖10的(B)中描繪了由圖10的(A)所記載的A — A線形成的剖面的樣子。在圖10的(C)中描繪了由圖10的(A)所記載的B — B線形成的剖面的樣子。
[0089]如看圖10的(A)?圖10的(C)可以理解的那樣,放電抑制構(gòu)件18支承在防著板5上。在使用了該結(jié)構(gòu)的情況下,由于在放電抑制構(gòu)件18和磁體4之間夾有防著板5,所以可以可靠地使放電抑制構(gòu)件18離開磁體4。由此,與圖9的結(jié)構(gòu)相比,放電抑制構(gòu)件18的溫度成為高溫,可以有效地使放電抑制構(gòu)件18上的金屬硼結(jié)晶化。
[0090]此外,與圖9的結(jié)構(gòu)相同,如果使用圖10的結(jié)構(gòu),則只使用一個(gè)防著板5即可,所以與圖7和圖8的結(jié)構(gòu)相比,可以簡化防著板5的裝拆操作。[0091]在到此為止敘述過的實(shí)施方式中,是在等離子體生成容器2內(nèi)側(cè)配置一種防著板5的結(jié)構(gòu),如圖11所記載的那樣,根據(jù)需要也可以設(shè)置第二防著板6。此外,在等離子體生成容器2的內(nèi)壁上設(shè)置第二防著板6的情況下,可以用板狀構(gòu)件構(gòu)成第二防著板6,也可以通過熱噴涂在等離子體生成容器2的內(nèi)壁上形成第二防著板6。此外,設(shè)置第二防著板6的目的是防止等離子體生成容器2內(nèi)部的污染,作為第二防著板6的材料例如是以往以來所使用的鑰、不銹鋼或陶瓷材料。
[0092]在等離子體源I中導(dǎo)入含氟氣體(例如BF3、CF4、SF6等)或含氯氣體(BC13、PC13、PC15等)這樣的腐蝕性氣體并把它們等離子體化的情況下,存在下述傾向:在會切磁場比較強(qiáng)的地方強(qiáng)烈表現(xiàn)出氟或氯的腐蝕的影響。如果用本發(fā)明的構(gòu)成例子來說,會切磁場比較強(qiáng)的地方是配置有磁體4的附近。因此,優(yōu)選的是,以與磁體4抵接的方式配置防著板5,并且用對氟和氯的腐蝕有耐受性、且即使配置在溫度高的等離子體生成容器2內(nèi)部也不產(chǎn)生熱變形的材料制成防著板5。具體的材料的例子可以考慮使用氮化鋁或氧化鋁等的陶瓷材料。
[0093]此外在使用不銹鋼制的防著板或鑰制的防著板的情況下,因與含氟氣體反應(yīng)會生成氟化物。如果是從等離子體源I引出離子束、電子束、等離子體等能量束的結(jié)構(gòu)的裝置,則在等離子體生成容器2內(nèi)產(chǎn)生的氟化物的一部分會堆積在引出電極系統(tǒng)上。由于堆積在引出電極系統(tǒng)上的堆積物是絕緣物,所以在等離子體源I運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),成為在引出電極系統(tǒng)上誘發(fā)放電的原因。
[0094]與此相對,如果是陶瓷制的防著板,則由于即使使用含氟氣體也不引起與氟的反應(yīng),所以不生成所述那樣的在引出電極系統(tǒng)上誘發(fā)放電的氟化物。由于該原因,優(yōu)選的是,作為防著板5的材料,使用陶瓷材料。
[0095]在到此為止的實(shí)施方式中,等離子體生成容器2有引出口 10,但也可以是沒有這樣的引出口 10。例如在等離子體生成容器2內(nèi)部配置被處理目標(biāo)物(例如硅等的半導(dǎo)體基板)的情況下,由于不需要把離子束、電子束、等離子體等能量束引出到等離子體生成容器2的外部,所以不需要這樣的引出口 10。
[0096]此外,產(chǎn)生等離子體9的裝置不限于高頻放電型或電子碰撞型,什么樣的裝置都可以使用。由于在電中性的等離子體9中存在有電子,所以所述電子被會切磁場捕捉。因此,如果是產(chǎn)生等離子體并利用會切磁場把等離子體封閉在規(guī)定區(qū)域內(nèi)的方式的、且在等離子體生成容器內(nèi)部配置有防著板的等離子體源,就可以適用本發(fā)明。
[0097]此外,等離子體生成容器2的形狀不限于圖1所記載的那樣的長方體形。例如也可以是圓筒形。
[0098]在圖9、圖10所示的結(jié)構(gòu)中,是具有放電抑制構(gòu)件18的等離子體源,但在這樣的結(jié)構(gòu)中,也可以去掉放電抑制構(gòu)件18,使用固定用的螺栓11把防著板5直接安裝在磁體4上面(與接觸等離子體生成容器2的壁面的面相反一側(cè)的面)。在該情況下,如果考慮點(diǎn)亮等離子體生成容器2內(nèi)的等離子體,則防著板5的材料使用導(dǎo)電性材料,具體結(jié)構(gòu)可以考慮圖12中所記載那樣的結(jié)構(gòu)。另一方面,在圖9和圖10所示的結(jié)構(gòu)中,在使用陶瓷材料構(gòu)成防著板5并使用螺栓等把防著板5固定在磁體4上的情況下,由于存在等離子體不點(diǎn)亮的可能性,所以可以考慮設(shè)置放電抑制構(gòu)件18那樣的導(dǎo)電性構(gòu)件。在該情況下,如果在等離子體生成容器2內(nèi)導(dǎo)入含氟氣體,則導(dǎo)電性構(gòu)件也具有放電抑制構(gòu)件18的功能。[0099]除了上述的以外,在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi),當(dāng)然可以進(jìn)行各種改進(jìn)和變形。
【權(quán)利要求】
1.一種等離子體源,其特征在于,把氣體導(dǎo)入具有冷卻機(jī)構(gòu)的等離子體生成容器的內(nèi)部,通過把所述氣體電離生成等離子體, 所述等離子體源包括: 防著板,配置在所述等離子體生成容器的內(nèi)側(cè);以及 多個(gè)永磁體,配置在所述等離子體生成容器的外側(cè),用于把等離子體關(guān)起來, 并且在所述等離子體生成容器的內(nèi)側(cè),在隔著所述等離子體生成容器的壁面與所述永磁體相對的位置,設(shè)置有與所述等離子體生成容器的內(nèi)壁面抵接的磁體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體源,其特征在于, 所述防著板支承在所述磁體上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體源,其特征在于, 所述防著板支承在所述磁體的位于所述等離子體生成容器的最中央側(cè)的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的等離子體源,其特征在于, 在各個(gè)所述磁體排列的方向上,所述防著板的尺寸比所述磁體的尺寸長。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體源,其特征在于, 在各個(gè)所述磁體之間,所述防著板沿著所述等離子體生成容器的內(nèi)壁面支承在所述磁體上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的等離子體源,其特征在于, 所述等離子體生成容器具有連接容器內(nèi)外的引出口, 所述氣體是含硼氣體, 所述等離子體源還包括放電抑制構(gòu)件,所述放電抑制構(gòu)件支承在所述磁體或所述防著板上,并且設(shè)置在比所述磁體靠向所述等離子體生成容器的中央側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等離子體源,其特征在于, 所述防著板配置在所述放電抑制構(gòu)件和所述磁體之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的等離子體源,其特征在于, 所述放電抑制構(gòu)件由非磁體或弱磁體構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的等離子體源,其特征在于, 所述放電抑制構(gòu)件的表面實(shí)施了噴砂處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的等離子體源,其特征在于, 所述防著板由陶瓷材料制成。
【文檔編號】H01J27/02GK103779155SQ201310251929
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月18日
【發(fā)明者】井內(nèi)裕, 谷井正博 申請人:日新離子機(jī)器株式會社
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