JP6972693B2

JP6972693B2 - Ion generator and ion generation method

Info

Publication number: JP6972693B2
Application number: JP2017119688A
Authority: JP
Inventors: 光弘佐藤; 毅豊福
Original assignee: ユナイテッド・セミコンダクター・ジャパン株式会社
Priority date: 2017-06-19
Filing date: 2017-06-19
Publication date: 2021-11-24
Anticipated expiration: 2037-06-19
Also published as: JP2019003899A

Description

本発明は、イオン生成装置及びイオン生成方法に関する。 The present invention relates to an ion generator and an ion generation method.

従来、半導体装置の製造工程において、イオンを生成するイオン生成装置が使用されている。 Conventionally, an ion generator that generates ions has been used in the manufacturing process of a semiconductor device.

イオン生成装置は、原料となるガスをイオン化して、イオンを生成する（例えば、特許文献１参照）。イオン生成装置により生成されたイオンは、例えば、所定の入射エネルギーに加速されて基板に注入される。また、イオン生成装置により生成されたイオンは、集束イオンビームに成形されて、微細加工に使用される（例えば、特許文献２参照）。 The ion generator ionizes a gas as a raw material to generate ions (see, for example, Patent Document 1). The ions generated by the ion generator are, for example, accelerated to a predetermined incident energy and injected into the substrate. Further, the ions generated by the ion generator are formed into a focused ion beam and used for microfabrication (see, for example, Patent Document 2).

イオン生成装置では、イオンを生成するチャンバ内で生成されたイオンに対して、所定の電位を有する引出電極により生成された電場を用いて引力を加え、チャンバ内からイオンが引き出される。チャンバ内から引き出されたイオンは、軌道調整及び加速等の処理がなされて、基板等へ照射される。 In the ion generator, an attractive force is applied to the ions generated in the chamber that generates ions by using an electric field generated by an extraction electrode having a predetermined potential, and the ions are extracted from the chamber. The ions extracted from the chamber are subjected to processes such as orbit adjustment and acceleration, and are irradiated to the substrate and the like.

特開平１−２１９１６１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-2191161 特開平７−３２０６７０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-320670

引出電極には、チャンバ内で生成されたイオンに対して引力を加えるために、イオンが有する極性に対して、反対の極性の電圧が印加される。例えば、正電荷を有するイオン（正イオン）に対して引力を加えるために、引出電極には負の電圧が印加される。 A voltage having the opposite polarity to the polarity of the ions is applied to the extraction electrode in order to apply an attractive force to the ions generated in the chamber. For example, a negative voltage is applied to the extraction electrode in order to apply an attractive force to a positively charged ion (positive ion).

引出電極と正イオンとの間には引力が働くので、引出電極は、正イオンが付着して帯電する場合がある。また、イオンの原料ガス又は分解物が、引出電極に付着する場合もある。 Since an attractive force acts between the extraction electrode and the cation, the extraction electrode may be charged with the cation attached. In addition, the raw material gas or decomposition products of ions may adhere to the extraction electrode.

このように、引出電極に、正イオンが付着して帯電すると、チャンバ内と引出電極の付着物との間に放電が生じて、引出電極の電圧を所定の電圧に保つことが困難になる場合がある。また、引出電極に対して放電が生じると、電極が損傷したり、付着物が引出電極に固着する場合もある。 In this way, when positive ions adhere to the extraction electrode and become charged, a discharge occurs between the inside of the chamber and the deposits on the extraction electrode, making it difficult to maintain the voltage of the extraction electrode at a predetermined voltage. There is. Further, when a discharge occurs to the extraction electrode, the electrode may be damaged or deposits may adhere to the extraction electrode.

引出電極の電圧が不安定になると、チャンバ内からイオンを引き出す制御に影響を与えるので、場合によっては、イオン生成装置を停止して、装置の保守作業を行うことが生じ得る。 If the voltage of the extraction electrode becomes unstable, it affects the control of extracting ions from the chamber. Therefore, in some cases, the ion generation device may be stopped to perform maintenance work on the device.

本明細書では、引出電極へのイオン等の付着を防止するイオン生成装置及びイオン生成方法を提供することを目的とする。 It is an object of the present specification to provide an ion generator and an ion generation method for preventing the adhesion of ions and the like to the extraction electrode.

本明細書に開示するイオン生成装置の一形態によれば、イオンを生成するイオン生成部と、イオン生成部により生成されたイオンに対して電場を印加し、イオンに引力を加えてイオン生成部からイオンを引き出す引出電極と、イオン生成部から引き出されたイオンが移動する移動経路と引出電極との間に配置され、移動経路と引出電極との間を物理的に分離し、電気絶縁性を有する遮蔽部と、を備える。 According to one embodiment of the ion generation apparatus disclosed in the present specification, an electric field is applied to an ion generation unit that generates ions and an ion generated by the ion generation unit, and an attractive force is applied to the ions to apply an attractive force to the ion generation unit. It is placed between the extraction electrode that draws ions from and the movement path and the extraction electrode where the ions extracted from the ion generation part move, and physically separates the movement path and the extraction electrode to provide electrical insulation. It is provided with a shielding portion having a shield.

また、本明細書に開示するイオン生成方法の一形態によれば、所定の電位を有する引出電極を用いて、イオン生成部により生成されたイオンに電場を印加し、イオンに引力を加えてイオン生成部からイオンを引き出すことと、イオンが移動する移動経路と引出電極との間に配置され、移動経路と引出電極との間を物理的に分離し、電気絶縁性を有する遮蔽部により規定される移動経路に沿って、イオン生成部から引き出されたイオンを移動させることと、を含む。 Further, according to one embodiment of the ion generation method disclosed in the present specification, an electric field is applied to the ions generated by the ion generation unit using an extraction electrode having a predetermined potential, and an attractive force is applied to the ions to generate ions. It is defined by a shielding part that draws ions from the generation part and is placed between the moving path and the extraction electrode where the ions move, physically separates the moving path and the drawing electrode, and has electrical insulation. This includes moving the ions extracted from the ion generator along the moving path.

上述した本明細書に開示するイオン生成装置の一形態によれば、引出電極へのイオン等の付着を防止できる。 According to one form of the ion generator disclosed in the present specification described above, it is possible to prevent the adhesion of ions and the like to the extraction electrode.

また、上述した本明細書に開示するイオン生成方法の一形態によれば、引出電極へのイオン等の付着を防止できる。 Further, according to one form of the ion generation method disclosed in the present specification described above, it is possible to prevent the adhesion of ions and the like to the extraction electrode.

本発明の目的及び効果は、特に請求項において指摘される構成要素及び組み合わせを用いることによって認識され且つ得られるだろう。 The objects and effects of the present invention will be recognized and obtained specifically by using the components and combinations pointed out in the claims.

前述の一般的な説明及び後述の詳細な説明の両方は、例示的及び説明的なものであり、特許請求の範囲に記載されている本発明を制限するものではない。 Both the general description described above and the detailed description below are exemplary and descriptive and do not limit the invention described in the claims.

本明細書に開示する第１実施形態のイオン生成装置を示す図である。It is a figure which shows the ion generation apparatus of 1st Embodiment disclosed in this specification. 遮蔽部及び引出電極を示す図である。It is a figure which shows the shielding part and the extraction electrode. イオン生成装置の中和工程を説明する図である。It is a figure explaining the neutralization process of an ion generator. 本明細書に開示する第１実施形態のイオン生成装置の変形例１を示す図である。It is a figure which shows the modification 1 of the ion generation apparatus of 1st Embodiment disclosed in this specification. 本明細書に開示する第１実施形態のイオン生成装置の変形例２を示す図である。It is a figure which shows the modification 2 of the ion generation apparatus of 1st Embodiment disclosed in this specification. 本明細書に開示する第２実施形態のイオン生成装置を示す図である。It is a figure which shows the ion generation apparatus of the 2nd Embodiment disclosed in this specification.

以下、本明細書で開示するイオン生成装置の好ましい第１実施形態を、図を参照して説明する。但し、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。 Hereinafter, a preferred first embodiment of the ion generator disclosed in the present specification will be described with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to those embodiments, but extends to the inventions described in the claims and their equivalents.

図１は、本明細書に開示する第１実施形態のイオン生成装置を示す図である。図２は、遮蔽部及び引出電極を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing an ion generator of the first embodiment disclosed in the present specification. FIG. 2 is a diagram showing a shielding portion and a drawing electrode.

イオン生成装置（以下、単に装置ともいう）１０は、原料に応じて各種のイオンを生成する。生成されたイオンは、例えば、質量分析器（図示せず）により選別された後、軌道を調整され、加速部（図示せず）により所定の入射エネルギーに加速されて基板等に照射される。 The ion generator (hereinafter, also simply referred to as an apparatus) 10 generates various ions depending on the raw material. The generated ions are, for example, sorted by a mass spectrometer (not shown), their orbits are adjusted, and are accelerated to a predetermined incident energy by an accelerating unit (not shown) to irradiate a substrate or the like.

装置１０は、アークチャンバ１１と、ガス供給部１２と、第１フィラメント１３と、第１磁力線生成部１４と、リフレクタ１５と、サプレッション電極１６と、引出電極１７と、遮蔽部１８と、第２フィラメント１９と、第２磁力線生成部２０を備える。 The device 10 includes an arc chamber 11, a gas supply unit 12, a first filament 13, a first magnetic force line generation unit 14, a reflector 15, a suppression electrode 16, an extraction electrode 17, a shielding unit 18, and a second. The filament 19 and the second magnetic force line generation unit 20 are provided.

アークチャンバ１１は、内部が所定の圧力に減圧され、原料ガスがアーク放電によりイオン化されてイオンが生成される空間を提供する。アークチャンバ１１は、第１開口部１１ａと、第１開口部１１ａと内部空間を介して対向する第２開口部１１ｂを有する。アークチャンバ１１は、電気導電性を有する。 The inside of the arc chamber 11 is decompressed to a predetermined pressure, and the raw material gas is ionized by an arc discharge to provide a space where ions are generated. The arc chamber 11 has a first opening 11a and a second opening 11b facing the first opening 11a via an internal space. The arc chamber 11 has electrical conductivity.

装置１０は、アークチャンバ１１に対して正の電圧を印加する直流電源Ｐ１と、アークチャンバ１１に対する電圧の印加を制御するスイッチＳ１を有する。スイッチＳ１は、図示しない制御部により制御される。 The device 10 has a DC power supply P1 for applying a positive voltage to the arc chamber 11 and a switch S1 for controlling the application of the voltage to the arc chamber 11. The switch S1 is controlled by a control unit (not shown).

ガス供給部１２は、イオンの原料となる原料ガスの分子３０を生成して、アークチャンバ１１の第１開口部１１ａからアークチャンバ１１内に供給する。装置１０は、ガス供給部１２に電力を供給する直流電源Ｐ２と、ガス供給部１２の作動を制御するスイッチＳ２を有する。スイッチＳ２は、図示しない制御部により制御される。原料ガスとして、例えばＢＦ_３を用いることができる。 The gas supply unit 12 generates molecules 30 of the raw material gas that is a raw material for ions and supplies them into the arc chamber 11 from the first opening 11a of the arc chamber 11. The device 10 has a DC power supply P2 that supplies electric power to the gas supply unit 12, and a switch S2 that controls the operation of the gas supply unit 12. The switch S2 is controlled by a control unit (not shown). _{For example, BF 3} can be used as the raw material gas.

第１フィラメント１３は、直流電源Ｐ３から電力が供給されて加熱することにより電子３１をアークチャンバ１１内に放出する。装置１０は、第１フィラメント１３の動作を制御するスイッチＳ３を有する。スイッチＳ３は、図示しない制御部により制御される。また、直流電源Ｐ３は、直流電源Ｐ１と直列に接続しており、アークチャンバ１１に正の電圧を印加する。 The first filament 13 emits electrons 31 into the arc chamber 11 by being supplied with electric power from the DC power source P3 and heated. The device 10 has a switch S3 that controls the operation of the first filament 13. The switch S3 is controlled by a control unit (not shown). Further, the DC power supply P3 is connected in series with the DC power supply P1 and applies a positive voltage to the arc chamber 11.

第１磁力線生成部１４は、磁力線を生成して、アークチャンバ１１内に向けて磁力線を放射する。装置１０は、第１磁力線生成部１４に電力を供給する直流電源Ｐ６と、第１磁力線生成部１４の動作を制御するスイッチＳ６を有する。スイッチＳ６は、図示しない制御部により制御される。 The first magnetic force line generation unit 14 generates magnetic force lines and radiates the magnetic force lines into the arc chamber 11. The device 10 has a DC power supply P6 that supplies electric power to the first magnetic force line generation unit 14, and a switch S6 that controls the operation of the first magnetic force line generation unit 14. The switch S6 is controlled by a control unit (not shown).

第１磁力線生成部１４から放射された磁力線は、第１フィラメント１３が放出した電子３１にローレンツ力を加えて、アークチャンバ１１内で電子３１に回転運動を生じさせる。これにより、アークチャンバ１１内における電子３１の飛行距離を増大させて、電子３１が原料ガスの分子３０と衝突する確率を向上して、アークチャンバ１１内で正イオン３２を効率良く生成する。アークチャンバ１１内には、原料ガスの分子３０が電子を失って生成された正イオン３２と、原料ガスの分子３０から放出された電子等とを含むプラズマが生成される。原料ガスとしてＢＦ_３を用いた場合、装置１０により、Ｂの正イオン及びＦの正イオンが生成される。 The magnetic force lines radiated from the first magnetic force line generation unit 14 apply Lorentz force to the electrons 31 emitted by the first filament 13 to cause the electrons 31 to rotate in the arc chamber 11. As a result, the flight distance of the electron 31 in the arc chamber 11 is increased, the probability that the electron 31 collides with the molecule 30 of the raw material gas is improved, and the positive ion 32 is efficiently generated in the arc chamber 11. In the arc chamber 11, a plasma containing positive ions 32 generated by the molecules 30 of the raw material gas losing electrons and electrons and the like emitted from the molecules 30 of the raw material gas is generated. _{When BF 3} is used as the raw material gas, the device 10 generates positive ions of B and positive ions of F.

リフレクタ１５は、第１フィラメント１３が放出した電子３１が衝突することにより二次電子を放出する。リフレクタ１５が放出した電子も、アークチャンバ１１内で原料ガスの分子３０と衝突することにより、正イオン３２を生成する。 The reflector 15 emits secondary electrons when the electrons 31 emitted by the first filament 13 collide with each other. The electrons emitted by the reflector 15 also collide with the molecules 30 of the raw material gas in the arc chamber 11 to generate positive ions 32.

装置１０では、上述したアークチャンバ１１と、ガス供給部１２と、第１フィラメント１３と、第１磁力線生成部１４と、リフレクタ１５とが協働して、イオンを生成する。 In the device 10, the above-mentioned arc chamber 11, the gas supply unit 12, the first filament 13, the first magnetic force line generation unit 14, and the reflector 15 cooperate to generate ions.

サプレッション電極１６は、平面視して矩形の板形状を有し、内部に開口部１６ａを有する。開口部１６ａは、アークチャンバ１１内から引き出された正イオン３２が移動する移動経路Ｍの一部を形成する。サプレッション電極１６は、開口部１６ａが、正イオン３２の引き出し方向から見て、アークチャンバ１１の第２開口部１１ｂと重なるように配置される。 The suppression electrode 16 has a rectangular plate shape in a plan view and has an opening 16a inside. The opening 16a forms a part of the movement path M in which the cations 32 drawn from the inside of the arc chamber 11 move. The suppression electrode 16 is arranged so that the opening 16a overlaps with the second opening 11b of the arc chamber 11 when viewed from the drawing direction of the cation 32.

サプレッション電極１６は、直流電源Ｐ５により、基準電位（イオンが照射される基板の電位であり、０〜１Ｅ−２Ｖ程度：レッドボック電位）よりも低い負の電圧が印加されて電場を生成する。サプレッション電極１６により生成される電場が、アークチャンバ１１内の電子３１に対して斥力を加えることにより、電子３１が、アークチャンバ１１内から第２開口部１１ｂを通って引き出されることを抑制する。装置１０は、サプレッション電極１６への電圧の印加を制御するスイッチＳ５を有する。スイッチＳ５は、図示しない制御部により制御される。また、直流電源Ｐ５は、図示しない制御部により制御されて、印加する電圧の極性を反転可能である。 A negative voltage lower than the reference potential (potential of the substrate irradiated with ions, about 0 to 1E-2V: red box potential) is applied to the suppression electrode 16 by the DC power supply P5 to generate an electric field. The electric field generated by the suppression electrode 16 exerts a repulsive force on the electrons 31 in the arc chamber 11 to prevent the electrons 31 from being drawn out from the inside of the arc chamber 11 through the second opening 11b. The device 10 has a switch S5 that controls the application of a voltage to the suppression electrode 16. The switch S5 is controlled by a control unit (not shown). Further, the DC power supply P5 is controlled by a control unit (not shown), and the polarity of the applied voltage can be reversed.

引出電極１７は、図２に示すように、平面視して矩形の板形状を有しており、内部に矩形の開口部１７ａを有する。開口部１７ａは、アークチャンバ１１内から引き出された正イオン３２が移動する移動経路Ｍの一部を形成する。上述したサプレッション電極１６の開口部１６ａを平面視した形状は、開口部１７ａと同じである。引出電極１７は、開口部１７ａが、サプレッション電極１６の開口部１６ａ及びアークチャンバ１１の第２開口部１１ｂと重なるように配置される。 As shown in FIG. 2, the extraction electrode 17 has a rectangular plate shape in a plan view, and has a rectangular opening 17a inside. The opening 17a forms a part of the movement path M in which the positive ions 32 drawn from the inside of the arc chamber 11 move. The shape of the opening 16a of the suppression electrode 16 described above in a plan view is the same as that of the opening 17a. The extraction electrode 17 is arranged so that the opening 17a overlaps the opening 16a of the suppression electrode 16 and the second opening 11b of the arc chamber 11.

引出電極１７は、基準電位が印加されて電場を生成する。引出電極１７は、スイッチＳ４及び直流電源Ｐ４を介して、アークチャンバ１１と電気的に接続する。アークチャンバ１１の電位は、直流電源Ｐ４により印加される電圧の分だけ、基準電位にある引出電極１７よりも高くなる。引出電極１７により生成された電場は、アークチャンバ１１内の正イオン３２に対して引力を加えて、正イオン３２を第２開口部１１ｂから移動経路Ｍへ引き出す。また、アークチャンバ１１により生成される電場は、アークチャンバ１１内の正イオン３２に対して斥力を加えて、正イオン３２が第２開口部１１ｂから移動経路Ｍへ引き出されることを支援する。スイッチＳ４は、図示しない制御部により制御される。また、直流電源Ｐ４は、図示しない制御部により制御されて、印加する電圧の極性を反転可能である。 A reference potential is applied to the extraction electrode 17 to generate an electric field. The extraction electrode 17 is electrically connected to the arc chamber 11 via the switch S4 and the DC power supply P4. The potential of the arc chamber 11 is higher than that of the extraction electrode 17 at the reference potential by the amount of the voltage applied by the DC power supply P4. The electric field generated by the extraction electrode 17 exerts an attractive force on the positive ions 32 in the arc chamber 11 to draw the positive ions 32 from the second opening 11b to the movement path M. Further, the electric field generated by the arc chamber 11 applies a repulsive force to the positive ions 32 in the arc chamber 11 to support the positive ions 32 being drawn out from the second opening 11b to the movement path M. The switch S4 is controlled by a control unit (not shown). Further, the DC power supply P4 is controlled by a control unit (not shown), and the polarity of the applied voltage can be reversed.

遮蔽部１８は、図２に示すように、断面が四角形の角筒の形状を有しており、電気絶縁性を有する。遮蔽部１８は、サプレッション電極１６の開口部１６ａ及び引出電極１７の開口部１７ａ内を貫通して、アークチャンバ１１の第２開口部１１ｂ内まで延びている。遮蔽部１８の内部は、イオンが生成されたアークチャンバ１１から引き出されたイオンが移動する移動経路Ｍを規定する。移動経路Ｍは、遮蔽部１８に囲まれた四角柱状の空間であり、アークチャンバ１１内の空間と、引出電極１７の外側の空間とを接続する。 As shown in FIG. 2, the shielding portion 18 has the shape of a square cylinder having a quadrangular cross section, and has electrical insulation. The shielding portion 18 penetrates through the opening 16a of the suppression electrode 16 and the opening 17a of the extraction electrode 17 and extends into the second opening 11b of the arc chamber 11. The inside of the shielding portion 18 defines a movement path M in which the ions drawn from the arc chamber 11 in which the ions are generated move. The movement path M is a square columnar space surrounded by the shielding portion 18, and connects the space inside the arc chamber 11 and the space outside the extraction electrode 17.

遮蔽部１８は、アークチャンバ１１から引き出されたイオンが移動する移動経路Ｍと引出電極１７との間に配置され、移動経路Ｍと引出電極１７との間を物理的に分離する。 The shielding portion 18 is arranged between the movement path M to which the ions extracted from the arc chamber 11 move and the extraction electrode 17, and physically separates the movement path M and the extraction electrode 17.

引出電極１７は、アークチャンバ１１で生成されたイオンを、遮蔽部１８により規定される移動経路Ｍ内を移動させて、アークチャンバ１１内から引き出す。アークチャンバ１１のイオンは、遮蔽部１８のアークチャンバ１１側の開口部から引き込まれて、引出電極１７側の開口部から外部へ放出される。 The extraction electrode 17 moves the ions generated in the arc chamber 11 in the movement path M defined by the shielding portion 18 and draws them out from the inside of the arc chamber 11. The ions of the arc chamber 11 are drawn in from the opening on the arc chamber 11 side of the shielding portion 18 and discharged to the outside through the opening on the extraction electrode 17 side.

遮蔽部１８が、アークチャンバ１１の第２開口部１１ｂ内まで延びていることにより、アークチャンバ１１で生成されたイオンが、サプレッション電極１６又は引出電極１７に付着することが防止される。 By extending the shielding portion 18 into the second opening 11b of the arc chamber 11, the ions generated in the arc chamber 11 are prevented from adhering to the suppression electrode 16 or the extraction electrode 17.

遮蔽部１８を形成する材料は、サプレッション電極１６及び引出電極１７が生成する電場を減衰させない観点から、誘電率は低いことが好ましい。 The material forming the shielding portion 18 preferably has a low dielectric constant from the viewpoint of not dampening the electric field generated by the suppression electrode 16 and the extraction electrode 17.

遮蔽部１８を形成する材料の比誘電率として、例えば、４〜７程度のものが使用できる。また、遮蔽部１８を形成する材料の抵抗率として、例えば、１Ｅ１３〜１Ｅ１５オームｃｍのものが使用できる。 As the relative permittivity of the material forming the shielding portion 18, for example, about 4 to 7 can be used. Further, as the resistivity of the material forming the shielding portion 18, for example, one having a resistivity of 1E13 to 1E15 ohm cm can be used.

遮蔽部１８を形成する材料として、例えば、酸化アルミニウム又は窒化硼素等のセラミックス、ＳｉＳｉＣ等の高比剛性セラミックス、又は石英（二酸化ケイ素）等を用いることができる。 As the material for forming the shielding portion 18, for example, ceramics such as aluminum oxide or boron nitride, high specific rigidity ceramics such as SiCIC, quartz (silicon dioxide) and the like can be used.

第２フィラメント１９は、直流電源Ｐ７から電力が供給されて加熱することにより電子を生成して、第１開口部１１ａからアークチャンバ１１内に電子を放出する。装置１０は、第２フィラメント１９の動作を制御するスイッチＳ７を有する。スイッチＳ７は、図示しない制御部により制御される。 The second filament 19 is supplied with electric power from the DC power source P7 to generate electrons by heating, and emits electrons from the first opening 11a into the arc chamber 11. The device 10 has a switch S7 that controls the operation of the second filament 19. The switch S7 is controlled by a control unit (not shown).

第２磁力線生成部２０は、磁力線を生成して、アークチャンバ１１内に向けて磁力線を放射する。装置１０は、第２磁力線生成部２０に電力を供給する直流電源Ｐ８と、第２磁力線生成部２０の動作を制御するスイッチＳ８を有する。スイッチＳ８は、図示しない制御部により制御される。 The second magnetic force line generation unit 20 generates magnetic force lines and radiates the magnetic force lines into the arc chamber 11. The device 10 has a DC power supply P8 that supplies electric power to the second magnetic force line generation unit 20, and a switch S8 that controls the operation of the second magnetic force line generation unit 20. The switch S8 is controlled by a control unit (not shown).

第２磁力線生成部２０により生成された磁力線は、第２フィラメント１９が放出した電子にローレンツ力を加えて、アークチャンバ１１内で電子に回転運動を生じさせる。これにより、アークチャンバ１１内における電子の飛行距離を増大させて、遮蔽部１８の内部まで、電子を移動可能にする。 The magnetic force lines generated by the second magnetic force line generation unit 20 apply Lorentz force to the electrons emitted by the second filament 19 to cause the electrons to rotate in the arc chamber 11. As a result, the flight distance of the electrons in the arc chamber 11 is increased, and the electrons can be moved to the inside of the shielding portion 18.

次に、上述した装置１０の動作を以下に説明する。装置１０は、イオンを生成するイオン生成工程と、遮蔽部１８内に付着した正イオンを電子で中和する中和工程を有する。 Next, the operation of the above-mentioned device 10 will be described below. The apparatus 10 has an ion generation step of generating ions and a neutralization step of neutralizing the positive ions adhering to the inside of the shielding portion 18 with electrons.

まず、イオン生成工程について説明する。 First, the ion generation process will be described.

イオン生成工程では、図１に示すように、スイッチＳ１〜６は、図示しない制御部に制御されて閉じられる。一方、スイッチＳ７、Ｓ８は、図示しない制御部に制御されて開かれる。 In the ion generation step, as shown in FIG. 1, the switches S1 to 6 are controlled and closed by a control unit (not shown). On the other hand, the switches S7 and S8 are controlled and opened by a control unit (not shown).

ガス供給部１２は、イオンの原料となる原料ガスの分子３０を生成して、アークチャンバ１１の第１開口部１１ａからアークチャンバ１１に供給する。また、第１フィラメント１３は、直流電源Ｐ３から電力が供給されて加熱することにより電子３１をアークチャンバ１１内に放出する。第１磁力線生成部１４により生成された磁力線は、第１フィラメント１３が放出した電子３１に回転運動を生じさせる。リフレクタ１５は、第１フィラメント１３が放出した電子３１が衝突することにより二次電子を放出する。アークチャンバ１１内において、電子３１が原料ガスの分子３０と衝突することにより、正イオン３２が生成される。アークチャンバ１１内には、原料ガスの分子３０が電子を失って生成された正イオン３２と、原料ガスの分子３０から放出された電子等とを含むプラズマが生成される。 The gas supply unit 12 generates molecules 30 of the raw material gas that is a raw material for ions and supplies them to the arc chamber 11 from the first opening 11a of the arc chamber 11. Further, the first filament 13 emits electrons 31 into the arc chamber 11 by being supplied with electric power from the DC power source P3 and heated. The magnetic force lines generated by the first magnetic force line generation unit 14 cause the electrons 31 emitted by the first filament 13 to rotate. The reflector 15 emits secondary electrons when the electrons 31 emitted by the first filament 13 collide with each other. In the arc chamber 11, the electron 31 collides with the molecule 30 of the raw material gas to generate a cation 32. In the arc chamber 11, a plasma containing positive ions 32 generated by the molecules 30 of the raw material gas losing electrons and electrons and the like emitted from the molecules 30 of the raw material gas is generated.

引出電極１７により生成された電場は、アークチャンバ１１内の正イオン３２に対して引力を加えて、正イオン３２を第２開口部１１ｂから移動経路Ｍへ引き出す。アークチャンバ１１のイオンは、遮蔽部１８のアークチャンバ１１側の開口部から引き込まれ移動経路Ｍを移動して、引出電極１７側の開口部から外部へ放出される。また、アークチャンバ１１内の電子３１は、サプレッション電極１６により生成される電場により斥力を受けるので、移動経路Ｍへ移動することが規制される。サプレッション電極１６及び引出電極１７は、移動経路Ｍとの間に遮蔽部１８が配置されることにより、正イオン３２が付着することが防止される。 The electric field generated by the extraction electrode 17 exerts an attractive force on the positive ions 32 in the arc chamber 11 to draw the positive ions 32 from the second opening 11b to the movement path M. The ions of the arc chamber 11 are drawn in from the opening on the arc chamber 11 side of the shielding portion 18, move along the movement path M, and are discharged to the outside from the opening on the extraction electrode 17 side. Further, since the electron 31 in the arc chamber 11 receives a repulsive force by the electric field generated by the suppression electrode 16, it is restricted from moving to the movement path M. The suppression electrode 16 and the extraction electrode 17 are prevented from adhering to the positive ions 32 by arranging the shielding portion 18 between the suppression electrode 16 and the extraction electrode 17.

次に、中和工程について説明する。 Next, the neutralization step will be described.

図３は、イオン生成装置の中和工程を説明する図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating a neutralization step of the ion generator.

上述したイオン生成工程では、移動経路Ｍを規定する遮蔽部１８の内面は、正イオン３２が付着して帯電することがある。遮蔽部１８の内面の正に帯電した付着物に対して、アークチャンバ１１内の電子が放電する放電経路が形成されるおそれがある。そこで、装置１０では、中和工程において、正に帯電した付着物に電子を供給して電気的に中和する。 In the ion generation step described above, the inner surface of the shielding portion 18 that defines the movement path M may be charged with the positive ions 32 attached to it. There is a possibility that a discharge path for discharging electrons in the arc chamber 11 may be formed on the positively charged deposits on the inner surface of the shielding portion 18. Therefore, in the apparatus 10, in the neutralization step, electrons are supplied to the positively charged deposits to electrically neutralize them.

中和工程では、図３に示すように、スイッチＳ４、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ８は、図示しない制御部に制御されて閉じられる。一方、スイッチＳ１〜Ｓ３、Ｓ６は、図示しない制御部に制御されて開かれる。即ち、アークチャンバ１１内において、正イオンの生成は停止する。 In the neutralization step, as shown in FIG. 3, the switches S4, S5, S7, and S8 are controlled and closed by a control unit (not shown). On the other hand, the switches S1 to S3 and S6 are controlled and opened by a control unit (not shown). That is, the generation of positive ions is stopped in the arc chamber 11.

また、直流電源Ｐ４、Ｐ５は、図示しない制御部に制御されて、印加する電圧の極性がイオン生成工程の時に対して反転する。即ち、アークチャンバ１１に負の電圧が印加される。また、サプレッション電極１６に正の電圧が印加される。 Further, the DC power supplies P4 and P5 are controlled by a control unit (not shown), and the polarity of the applied voltage is inverted with respect to the time of the ion generation step. That is, a negative voltage is applied to the arc chamber 11. Further, a positive voltage is applied to the suppression electrode 16.

第２フィラメント１９は、直流電源Ｐ７から電力が供給されて加熱することにより電子を生成して、第１開口部１１ａからアークチャンバ１１内に電子を放出する。第２磁力線生成部２０により生成された磁力線は、第２フィラメント１９が放出した電子に回転運動を生じさせ、アークチャンバ１１内における電子の飛行距離を増大させて、第２フィラメント１９と対向する遮蔽部１８の内部まで到達させる。サプレッション電極１６により生成された電場は、アークチャンバ１１内の電子に対して引力を加えて、電子を第２開口部１１ｂから移動経路Ｍへ引き出す。また、また、アークチャンバ１１により生成される電場は、アークチャンバ１１内の電子に対して斥力を加えて、電子を第２開口部１１ｂから移動経路Ｍへ引き出されることを支援する。遮蔽部１８の内部に到達した電子は、遮蔽部１８の内面に付着した付着物に吸着して電荷を中和する。これにより、アークチャンバ１１内と遮蔽部１８の内面の正に帯電した付着物との間に放電が生じることが抑制される。 The second filament 19 is supplied with electric power from the DC power source P7 to generate electrons by heating, and emits electrons from the first opening 11a into the arc chamber 11. The magnetic force lines generated by the second magnetic force line generating unit 20 cause the electrons emitted by the second filament 19 to rotate, increase the flight distance of the electrons in the arc chamber 11, and shield the electrons facing the second filament 19. It reaches the inside of the part 18. The electric field generated by the suppression electrode 16 exerts an attractive force on the electrons in the arc chamber 11 and draws the electrons from the second opening 11b to the movement path M. Further, the electric field generated by the arc chamber 11 applies a repulsive force to the electrons in the arc chamber 11 to support the electrons being drawn from the second opening 11b to the movement path M. The electrons that reach the inside of the shielding portion 18 are adsorbed on the deposits adhering to the inner surface of the shielding portion 18 to neutralize the electric charge. This suppresses the generation of electric discharge between the inside of the arc chamber 11 and the positively charged deposits on the inner surface of the shielding portion 18.

また、中和工程は、アークチャンバ１１及び遮蔽部１８の内面に付着した付着物をドライエッチングするエッチングガスを、アークチャンバ１１及び遮蔽部１８に供給して、付着物を除去する工程を有していてもよい。 Further, the neutralization step includes a step of supplying an etching gas for dry etching the deposits adhering to the inner surfaces of the arc chamber 11 and the shield portion 18 to the arc chamber 11 and the shield portion 18 to remove the deposits. It may be.

上述した本実施形態の装置によれば、サプレッション電極及び引出電極と移動経路との間に遮蔽部が配置されることにより、サプレッション電極及び引出電極へのイオン等の付着を防止できる。これにより、アークチャンバ内から引出電極への放電が生じることが防止されるので、サプレッション電極及び引出電極の電圧を安定に保つことができる。また、サプレッション電極及び引出電極が放電により損傷することも防止できる。 According to the apparatus of the present embodiment described above, by arranging the shielding portion between the suppression electrode and the extraction electrode and the moving path, it is possible to prevent the adhesion of ions and the like to the suppression electrode and the extraction electrode. As a result, it is possible to prevent the discharge from the inside of the arc chamber to the extraction electrode, so that the voltages of the suppression electrode and the extraction electrode can be kept stable. Further, it is possible to prevent the suppression electrode and the extraction electrode from being damaged by the electric discharge.

従って、本実施形態の装置によれば、装置を保守するために装置を停止する期間を短縮して、装置の稼働時間を長くすることができる。 Therefore, according to the apparatus of the present embodiment, it is possible to shorten the period for stopping the apparatus for maintenance of the apparatus and to increase the operating time of the apparatus.

次に、上述した第１実施形態の装置１０の変形例１及び変形例２を、図４及び図５を参照しながら、以下に説明する。 Next, the modified example 1 and the modified example 2 of the apparatus 10 of the first embodiment described above will be described below with reference to FIGS. 4 and 5.

図４は、本明細書に開示する第１実施形態のイオン生成装置の変形例１を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing a modification 1 of the ion generator of the first embodiment disclosed in the present specification.

本変型例では、移動経路Ｍを規定する遮蔽部１８の厚さは、アークチャンバ１１側から引出電極１７側に向かうに従って薄くなっている。具体的には、四角形の角筒を形成する遮蔽部１８の壁面の厚さは、アークチャンバ１１側から引出電極１７側に向かうに従って薄くなっている。 In this modified example, the thickness of the shielding portion 18 defining the movement path M becomes thinner from the arc chamber 11 side toward the extraction electrode 17 side. Specifically, the thickness of the wall surface of the shielding portion 18 forming the quadrangular square tube becomes thinner from the arc chamber 11 side toward the extraction electrode 17 side.

引出電極１７により生成される電場の強度は、遮蔽部１８が配置されることにより、遮蔽部１８が配置されない場合よりも弱まる。 The strength of the electric field generated by the extraction electrode 17 is weaker due to the arrangement of the shielding portion 18 than in the case where the shielding portion 18 is not arranged.

そこで、本変型例では、引出電極１７側の遮蔽部１８の厚さを薄くすることにより、引出電極１７側の移動経路Ｍ内を移動するイオンに印加される電場の強度を増大して、イオンに与えられる引力を強めている。 Therefore, in this modified example, by reducing the thickness of the shielding portion 18 on the extraction electrode 17 side, the strength of the electric field applied to the ions moving in the movement path M on the extraction electrode 17 side is increased, and the ions are generated. The attractive force given to is strengthened.

図４に示す例では、遮蔽部１８の厚さは、アークチャンバ１１側から引出電極１７側に向かうに従って、連続して薄くなっているが、遮蔽部１８の厚さは、階段状に薄くなっていてもよい。 In the example shown in FIG. 4, the thickness of the shielding portion 18 continuously decreases from the arc chamber 11 side toward the extraction electrode 17, but the thickness of the shielding portion 18 decreases stepwise. May be.

図５は、本明細書に開示する第１実施形態のイオン生成装置の変形例２を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing a modification 2 of the ion generator of the first embodiment disclosed in the present specification.

本変型例では、遮蔽部１８により規定される移動経路Ｍの大きさは、アークチャンバ１１側から引出電極１７側に向かうに従って小さくなる。遮蔽部１８は、全体として、テーパ状の形状を有する角筒である。移動経路Ｍの大きさは、移動経路Ｍを移動するイオンの進行方向と直交する向きにおける移動経路Ｍの断面積といってもよい。 In this modified example, the size of the movement path M defined by the shielding portion 18 decreases from the arc chamber 11 side toward the extraction electrode 17 side. The shielding portion 18 is a square tube having a tapered shape as a whole. The size of the movement path M may be said to be the cross-sectional area of the movement path M in the direction orthogonal to the traveling direction of the ions moving in the movement path M.

上述したように、引出電極１７により生成される電場の強度は、遮蔽部１８が配置されることにより、遮蔽部１８が配置されない場合よりも弱まるので、イオンに対する引力が低下し且つイオンの集束度が低下して拡がる傾向にある。 As described above, the strength of the electric field generated by the extraction electrode 17 is weaker due to the arrangement of the shielding portion 18 than in the case where the shielding portion 18 is not arranged, so that the attractive force to the ions is reduced and the degree of focusing of the ions is reduced. Tends to decline and spread.

そこで、本変型例では、遮蔽部１８により規定される移動経路Ｍの断面積が、イオンの進行方向に向かってテーパ状に狭まるようにして、イオンに対する引力を増加すると共に、引き出されるイオンの集束度を高めている。 Therefore, in this modified example, the cross-sectional area of the movement path M defined by the shielding portion 18 is narrowed in a taper shape toward the traveling direction of the ions to increase the attractive force for the ions and to focus the extracted ions. The degree is increasing.

図５に示す例では、移動経路Ｍの大きさは、アークチャンバ１１側から引出電極１７側に向かうに従って、連続して小さくなっているが、移動経路Ｍの大きさは、階段状に小さくなっていてもよい。 In the example shown in FIG. 5, the size of the movement path M continuously decreases from the arc chamber 11 side toward the extraction electrode 17, but the size of the movement path M decreases stepwise. May be.

次に、上述したイオン生成装置の第２実施形態を、図６を参照しながら以下に説明する。第２実施形態について特に説明しない点については、上述の第１実施形態に関して詳述した説明が適宜適用される。また、同一の構成要素には同一の符号を付してある。 Next, a second embodiment of the above-mentioned ion generator will be described below with reference to FIG. The detailed description of the first embodiment described above is appropriately applied to the points not particularly described with respect to the second embodiment. Further, the same components are designated by the same reference numerals.

図６は、本明細書に開示する第２実施形態のイオン生成装置を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing an ion generator of the second embodiment disclosed in the present specification.

本実施形態の装置１０は、引出電極として、アークチャンバ１１側に配置される第１の引出電極１７（第１実施形態の引出電極に対応する）と、第１の引出電極１７に対してアークチャンバ１１とは反対側に配置される第２の引出電極２１を有する。 The device 10 of the present embodiment arcs to the first extraction electrode 17 (corresponding to the extraction electrode of the first embodiment) arranged on the arc chamber 11 side and the first extraction electrode 17 as extraction electrodes. It has a second extraction electrode 21 located on the opposite side of the chamber 11.

第２の引出電極２１は、直流電源Ｐ９により、基準電位（イオンが照射される基板の電位であり、０〜１Ｅ−２Ｖ程度）よりも低い負の電圧が印加されて電場を生成する。装置１０は、第２の引出電極２１への電圧の印加を制御するスイッチＳ９を有する。スイッチＳ９は、図示しない制御部により制御される。 A negative voltage lower than the reference potential (potential of the substrate irradiated with ions, about 0 to 1E-2V) is applied to the second extraction electrode 21 by the DC power supply P9 to generate an electric field. The device 10 has a switch S9 that controls the application of a voltage to the second extraction electrode 21. The switch S9 is controlled by a control unit (not shown).

第２の引出電極２１により生成された電場は、アークチャンバ１１内の正イオン３２に対して引力を加えて、正イオン３２を第２開口部１１ｂから移動経路Ｍへ引き出す。 The electric field generated by the second extraction electrode 21 exerts an attractive force on the cation 32 in the arc chamber 11 and draws the cation 32 from the second opening 11b to the movement path M.

上述したように、第１の引出電極１７により生成される電場の強度は、遮蔽部１８が配置されることにより、遮蔽部１８が配置されない場合よりも弱まるので、イオンに対する引力が低下し且つイオンの集束度が低下して拡がる傾向にある。 As described above, the strength of the electric field generated by the first extraction electrode 17 is weaker due to the arrangement of the shielding portion 18 than in the case where the shielding portion 18 is not arranged, so that the attractive force to the ions is reduced and the ions are generated. The degree of focusing tends to decrease and spread.

そこで、本実施形態では、第１の引出電極１７に加えて第２の引出電極２１を配置することにより、イオンに対する引力を増加すると共に、引き出されるイオンの集束度を高めている。 Therefore, in the present embodiment, by arranging the second extraction electrode 21 in addition to the first extraction electrode 17, the attractive force for the ions is increased and the degree of focusing of the extracted ions is increased.

第２の引出電極２１を平面視した輪郭は、第１の引出電極１７と同じ形状を有する。 The contour of the second extraction electrode 21 in a plan view has the same shape as the first extraction electrode 17.

第１の引出電極１７は、上述したように、移動経路Ｍを規定する遮蔽部１８が貫通する開口部１７ａを有する。第２の引出電極２１も、移動経路Ｍを規定する遮蔽部１８が貫通する開口部２１ａを有する。 As described above, the first extraction electrode 17 has an opening 17a through which the shielding portion 18 defining the movement path M penetrates. The second extraction electrode 21 also has an opening 21a through which the shielding portion 18 defining the movement path M penetrates.

第２の引出電極２１の開口部２１ａの大きさは、第１の引出電極１７の開口部１７ａよりも小さい。即ち、第２の引出電極２１の開口部２１ａの径は、第１の引出電極１７の開口部１７ａよりも小さい。 The size of the opening 21a of the second extraction electrode 21 is smaller than that of the opening 17a of the first extraction electrode 17. That is, the diameter of the opening 21a of the second extraction electrode 21 is smaller than the opening 17a of the first extraction electrode 17.

第２の引出電極２１の開口部２１ａは、その中心の位置が、第１の引出電極１７の開口部１７ａの中心と一致するように配置される。 The opening 21a of the second extraction electrode 21 is arranged so that the position of the center thereof coincides with the center of the opening 17a of the first extraction electrode 17.

そのため、遮蔽部１８の表面と、第２の引出電極２１の開口部２１ａの縁との距離は、遮蔽部１８の表面と、第１の引出電極１７の開口部１７ａの縁との距離よりも短くなる。 Therefore, the distance between the surface of the shielding portion 18 and the edge of the opening 21a of the second extraction electrode 21 is larger than the distance between the surface of the shielding portion 18 and the edge of the opening 17a of the first extraction electrode 17. It gets shorter.

従って、第２の引出電極２１により生成された電場が、アークチャンバ１１内の正イオン３２に対して働く引力は、第１の引出電極１７よりも大きい。これにより、装置１０では、イオンに対する引力を更に増加すると共に、引き出されるイオンの集束度を一層高めている。 Therefore, the attractive force of the electric field generated by the second extraction electrode 21 acting on the positive ions 32 in the arc chamber 11 is larger than that of the first extraction electrode 17. As a result, in the device 10, the attractive force for the ions is further increased, and the degree of focusing of the extracted ions is further increased.

上述した本実施形態の装置１０によれば、イオンをアークチャンバ内から引き出す引力を増加すると共に、引き出されるイオンの集束度が高められている。また、上述した第１実施形態と同様の効果が奏される。 According to the apparatus 10 of the present embodiment described above, the attractive force for drawing ions out of the arc chamber is increased, and the degree of focusing of the drawn ions is increased. In addition, the same effect as that of the first embodiment described above is obtained.

本発明では、上述した実施形態のイオン生成装置及びイオン生成方法は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。また、一の実施形態が有する構成要件は、他の実施形態にも適宜適用することができる。 In the present invention, the ion generation apparatus and the ion generation method of the above-described embodiment can be appropriately changed as long as they do not deviate from the gist of the present invention. Further, the constituent requirements of one embodiment can be appropriately applied to other embodiments.

例えば、上述した各実施形態では、装置は、正イオンを生成していたが、負イオンを生成してもよい。装置が負イオンを生成する場合には、サプレッション電極及び接地電極に印加される電圧の極性は反対の極性となる。また、負イオンを生成する場合には、第２フィラメントは、負イオンとは反対の正の極性を有する荷電粒子（正イオン）を生成して、当該荷電粒子を移動経路内に放出可能な荷電粒子生成部を用いることが好ましい。 For example, in each of the embodiments described above, the device generated positive ions, but may generate negative ions. When the device produces negative ions, the polarities of the voltages applied to the suppression and ground electrodes are opposite. When generating negative ions, the second filament generates charged particles (positive ions) having a positive polarity opposite to that of negative ions, and is charged so that the charged particles can be released into the movement path. It is preferable to use a particle generation unit.

また、上述した各実施形態では、遮蔽部が、アークチャンバの第２開口部内まで延びていたが、遮蔽部は、第２開口部内まで延びていなくてもよい。 Further, in each of the above-described embodiments, the shielding portion extends into the second opening of the arc chamber, but the shielding portion does not have to extend into the second opening.

ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、読者が、発明者によって寄与された発明及び概念を深く理解することを助けるための教育的な目的を意図する。ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、そのような具体的に述べられた例及び条件に限定されることなく解釈されるべきである。また、明細書のそのような例示の機構は、本発明の優越性及び劣等性を示すこととは関係しない。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、その様々な変更、置き換え又は修正が本発明の精神及び範囲を逸脱しない限り行われ得ることが理解されるべきである。 All examples and conditional terms given herein are intended for educational purposes to help the reader gain a deeper understanding of the inventions and concepts contributed by the inventor. All examples and conditional terms mentioned herein should be construed without limitation to such specifically stated examples and conditions. Also, such exemplary mechanisms in the specification are not related to exhibiting superiority and inferiority of the invention. Although embodiments of the invention have been described in detail, it should be understood that various modifications, replacements or modifications thereof can be made without departing from the spirit and scope of the invention.

１０イオン生成装置
１１アークチャンバ
１１ａ第１開口部
１１ｂ第２開口部
１２ガス供給部
１３第１フィラメント
１４第１磁力線生成部
１５リフレクタ
１６サプレッション電極
１６ａ開口部
１７引出電極
１７ａ開口部
１８遮蔽部
１９第２フィラメント（荷電粒子生成部）
２０第２磁力線生成部
２１第２の引出電極
Ｓ１〜Ｓ９スイッチ
Ｐ１〜Ｐ９直流電源
３０ガス分子
３１電子
３２イオン
Ｍ移動経路 10 Ion generator 11 Arc chamber 11a 1st opening 11b 2nd opening 12 Gas supply part 13 1st filament 14 1st magnetic field line generator 15 Reflector 16 Suppression electrode 16a Opening 17 Drawer electrode 17a Opening 18 Shielding part 19 2 filaments (charged particle generator)
20 Second magnetic force line generator 21 Second extraction electrode S1 to S9 Switch P1 to P9 DC power supply 30 Gas molecule 31 Electron 32 Ion M Movement path

Claims

イオンを生成するイオン生成部と、
前記イオン生成部により生成されたイオンに対して電場を印加し、イオンに引力を加えて前記イオン生成部からイオンを引き出す引出電極と、
前記イオン生成部から引き出されたイオンが移動する移動経路と前記引出電極との間に配置され、前記移動経路と前記引出電極との間を物理的に分離し、電気絶縁性を有する遮蔽部と、
を備え、
前記イオン生成部は、生成したイオンを放出する開口部を有し、
前記遮蔽部は、前記開口部内まで延びているイオン生成装置。 An ion generator that generates ions and
An extraction electrode that applies an electric field to the ions generated by the ion generation unit and applies an attractive force to the ions to extract the ions from the ion generation unit.
An electrical insulating shielding portion that is arranged between a moving path through which ions drawn from the ion generating section move and an extraction electrode, physically separates between the moving path and the extraction electrode, and has electrical insulation. ,
Equipped with
The ion generation unit has an opening for discharging the generated ions.
The shielding section, an ion generating device that extends to within the opening.

前記移動経路を規定する前記遮蔽部の厚さは、前記イオン生成部側から前記イオン生成部とは反対側に向かうに従って薄くなっている請求項１に記載のイオン生成装置。 The thickness of the shielding portion defining a path of travel, the ion generating apparatus according to claim 1 which is thinner toward the side opposite to the ion generator from the ion generation portion.

前記移動経路は、前記遮蔽部に囲まれた空間であり、
前記移動経路の大きさは、前記イオン生成部側から前記イオン生成部とは反対側に向かうに従って小さくなる請求項１又は２に記載のイオン生成装置。 The movement path is a space surrounded by the shielding portion, and is a space.
The ion generation device according to claim 1 or 2 , wherein the size of the movement path decreases from the ion generation unit side toward the side opposite to the ion generation unit.

前記引き出し電極は、
第１電極と、
前記第１電極に対して前記イオン生成部とは反対側に配置される第２電極と、
を有し、
前記第１電極は、前記移動経路が貫通する第１開口部を有し、
前記第２電極は、前記移動経路が貫通する第２開口部を有し、
前記第２開口部の大きさ、前記第１開口部よりも小さい請求項１〜３の何れか一項に記載のイオン生成装置。 The drawer electrode is
With the first electrode
A second electrode arranged on the side opposite to the ion generating unit with respect to the first electrode,
Have,
The first electrode has a first opening through which the movement path penetrates.
The second electrode has a second opening through which the movement path penetrates.
The ion generator according to any one of claims 1 to 3 , wherein the size of the second opening is smaller than that of the first opening.

前記イオン生成部が生成するイオンとは反対の極性を有する荷電粒子を生成して、当該荷電粒子を前記移動経路内に放出可能な荷電粒子生成部を備える請求項１〜４の何れか一項に記載のイオン生成装置。 One of claims 1 to 4 , wherein a charged particle generation unit having a charged particle generation unit capable of generating charged particles having a polarity opposite to that of the ion generated by the ion generation unit and discharging the charged particles into the movement path is provided. The ion generator according to.

所定の電位を有する引出電極を用いて、イオン生成部により生成されたイオンに電場を印加し、イオンに引力を加えて前記イオン生成部の開口部から放出されるイオンを引き出すことと、
イオンが移動する移動経路と前記引出電極との間に前記開口部まで延びるように配置され、前記移動経路と前記引出電極との間を物理的に分離し、電気絶縁性を有する遮蔽部により規定される前記移動経路に沿って、前記イオン生成部から引き出されたイオンを移動させることと、
を含むイオン生成方法。 Using an extraction electrode having a predetermined potential, an electric field is applied to the ions generated by the ion generation unit, and an attractive force is applied to the ions to extract the ions emitted from the opening of the ion generation unit.
Arranged so as to extend to the opening between the movement path through which ions move and the extraction electrode, the movement path and the extraction electrode are physically separated, and are defined by a shielding portion having electrical insulation. To move the ions extracted from the ion generation unit along the movement path to be carried out,
Ion generation method including.

更に、
前記イオン生成部がイオンの生成を停止した状態で、前記遮蔽部に対して、前記イオン生成部が生成するイオンとは反対の極性を有する荷電粒子を、前記前記移動経路内へ放射すること、を含む請求項６に記載のイオン生成方法。 In addition,
With the ion generation unit stopped producing ions, charged particles having a polarity opposite to that of the ions generated by the ion generation unit are radiated into the movement path to the shielding unit. The ion generation method according to claim 6 , which comprises.