支承结构及使用该支承结构的离子发生装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本申请主张基于2013年12月25日申请的日本专利申请2013-267764号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
[0002]本发明涉及一种反射极的支承结构及使用该支承结构的离子发生装置。
【背景技术】
[0003]在半导体制造工序中，为了改变导电性的目的、改变半导体晶片的结晶结构的目的等，规范地实施着向半导体晶片注入离子的工序。该工序中所使用的装置通常被称为离子注入装置。
[0004]作为这种离子注入装置中的离子源，已知有直流放电型的离子源。直流放电型的离子源通过直流电流加热灯丝而产生热电子，阴极通过该热电子被加热。并且，从被加热的阴极产生的热电子在电弧室内被加速，并与电弧室内的源气体分子碰撞，从而使源气体分子所含有的原子被离子化。
[0005]在电弧室内的与阴极对置的位置上设有使在电弧室内被加速的电子反弹的反射极。反射极通过与电弧室之间电绝缘而具有使电子反弹的功能，可提高电弧室内的离子化效率。反射极例如经由设置于电弧室内的绝缘部件被安装(参考专利文献I)。
[0006]专利文献1:日本特开平8-227688号公报
[0007]被导入到电弧室内的源气体分子多使用氟化物、氯化物等卤化物。卤化物的源气体分子在离子化过程中产生卤自由基，该卤自由基作用于构成离子源的部件、例如电弧室内壁的金属材料，并进行化学结合。并且，进行了化学结合的金属材料与源气体分子一同被离子化，可以作为离子化物质堆积在电弧室的内壁等而形成导电性膜。
[0008]若通过离子源的使用而使金属材料被堆积于反射极的绝缘部件并形成导电性膜，则反射极的绝缘性降低。若绝缘性降低，则反射极使电子反弹的功能大大降低，因此离子的生成效率降低，缩短离子源的寿命。其结果，若绝缘性降低的部件的更换频率增加，则使用离子注入装置的工序的生产性降低。
【发明内容】
[0009]本发明是鉴于这种状况而完成的，其提供一种能够减少反射极的绝缘性降低的反射极的支承结构及使用该支承结构的离子发生装置。
[0010]为了解决上述课题，本发明的一种实施方式的离子发生装置具备:电弧室；反射极，具有设置于电弧室内的反射板、及插通于连通电弧室内外的贯穿孔的反射极延长部；以及支承结构，设置于电弧室的外侧，并以确保反射极延长部与贯穿孔的内壁之间的间隙的方式支承反射极。支承结构具有:罩部件，在电弧室的外部划分与间隙连通的小室；以及绝缘部件，将电弧室与反射极之间电绝缘。
[0011]本发明的另一实施方式为支承结构。该支承结构将插通于连通电弧室内外的贯穿孔的反射极的基部，以确保与该贯穿孔的内壁之间的间隙的方式进行支承。支承结构具有:罩部件，在电弧室的外部划分与间隙连通的小室；以及绝缘部件，将电弧室与反射极之间电绝缘。
[0012]另外，在方法、装置、系统等之间相互置换以上构成要件的任意组合或本发明的构成要件和表现形式，作为本发明的实施方式同样有效。
[0013]发明效果
[0014]根据本发明，能够提供一种减少反射极的绝缘性降低且生产性高的离子发生装置。
【附图说明】
[0015]图1是表示本实施方式所涉及的离子发生装置的电弧室及反射极的支承结构的示意图。
[0016]图2是表示图1所示的离子发生装置的A-A线截面的示意图。
[0017]图3是表示比较例所涉及的离子发生装置的电弧室及反射极的支承结构的示意图。
[0018]图4是表示变形例I所涉及的离子发生装置的反射极的支承结构的示意图。
[0019]图5是表示变形例2所涉及的离子发生装置的反射极的支承结构的示意图。
[0020]图6是表示变形例3所涉及的离子发生装置的反射极的支承结构的示意图。
[0021]图中:10_尚子发生装置，12-电弧室，14-热电子放出部，42-等尚子体，50-侧壁板，52-上板，54-下板，58-连接部，58a-同轴螺栓，60-贯穿孔，60a-间隙，62-反射极，64-反射板，66-反射极延长部，70-支承结构，72-绝缘部件，76-屏蔽部件，80-罩部件，88-小室。
【具体实施方式】
[0022]以下，参考附图对用于实施本发明的方式进行详细说明。另外，在【附图说明】中，对相同的要件附加相同的符号，并适当省略重复说明。并且，以下所述的结构为示例，并没有对本发明的范围做任何限定。
[0023]图1是表示本实施方式所涉及的离子发生装置10的电弧室12及反射极62的支承结构70的示意图。图2是表示图1所示的离子发生装置10的A-A线截面的示意图。
[0024]本实施方式所涉及的离子发生装置10为直流放电型的离子源，具备电弧室12、热电子放出部14、反射极62、支承结构70、抑制电极20、接地电极22及各种电源。
[0025]电弧室12具有大致长方体的箱型形状。电弧室12由尚恪点材料、具体而g由鹤(W)、钼(Mo)、钽(Ta)等高熔点金属或它们的合金、石墨(C)等构成。由此，即使电弧室内的温度变得比较高的环境下，也能够使电弧室不易熔化。
[0026]电弧室12具备侧壁板50、上板52、下板54。在侧壁板50形成有导入源气体的气体导入口 24、及作为引出离子束的开口部的前狭缝26。上板52上设有热电子放出部14，下板54的贯穿孔60被反射极62插通。
[0027]另外，在以下的说明中，有时将从上板52朝向下板54的方向称为轴向。并且，沿着轴向的方向上，也会将从下板54朝向上板52的方向称为上方或上侧、将从上板52朝向下板54的方向称为下方或下侧。并且，也会将电弧室12的内部称为内侧、将电弧室12的外部称为外侧。
[0028]下板54具有连通电弧室12的内外并沿轴向延伸的贯穿孔60。贯穿孔60的轴向的截面形状为圆形。在贯穿孔60的内侧的出口设有从内表面54a向上方突出的突端部56。另一方面，在贯穿孔60的外侧的出口设有从外表面54b向下方突出的连接部58。在连接部58的侧面设有被实施螺纹加工并连接有支承结构70的同轴螺栓58a。同轴螺栓58a与贯穿孔60的中心轴共轴。
[0029]热电子放出部14在电弧室内放出热电子，并具有灯丝28及阴极30。热电子放出部14被插入于上板52的安装孔52a并以与电弧室12绝缘的状态被固定。
[0030]灯丝28被灯丝电源34加热，并在前端产生热电子。在灯丝28产生的(I次)热电子被阴极电源36加速而与阴极30碰撞，并用该碰撞时产生的热量加热阴极30。被加热的阴极30产生(2次)热电子40，该(2次)热电子40通过利用电弧电源38施加于阴极30与电弧室12之间的电弧电压被加速，并作为具有足够电离气体分子的能量的束电子而被放出于电弧室12中。
[0031]反射极62具有反射板64及反射极延长部66。反射板64设置于与热电子放出部14对置的位置，并设为与阴极30对置且大致平行。反射板64将电弧室内的电子反弹并将电子滞留于生成等离子体42的位置，从而提高离子生成效率。
[0032]反射极延长部66为与反射板64大致垂直延伸的圆柱形状的部件，且为反射极62的基部。反射极延长部66插通于下板54的贯穿孔60，并被安装于设置在电弧室外的支承结构70。在反射极延长部66的端部66a设有与贯穿孔60的中心轴同轴的螺纹孔66b，并通过连接螺钉68被固定于绝缘部件72。由此，反射极延长部66以确保与贯穿孔60的内壁之间的间隙60a的方式被固定，反射极62与电弧室12之间成为电绝缘的状态。
[0033]支承结构70具有绝缘部件72、屏蔽部件76及罩部件80。支承结构70设置于电弧室12的外侧，并设置成在电弧室12的外部划分与贯穿孔60中的间隙60a连通的小室88。小室88的内部设有与反射极62连接的绝缘部件72。由此，支承结构70以确保电弧室12与反射极62之间的绝缘的状态支承反射极62。<