JPH0195455A - 高ドーズイオン注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は高ドーズイオン注入装置に関し、特にイオン
ビームを生成するアークチェンバの改良に係るものであ
る。。

〔従来の技術〕

第２図は従来の高ドーズイオン注入装置の構成図を示し
、ソースガスゼン４１内のソースガスは供給ライン２ｔ
−通ってアークチェンバ３内に導かれる。そしてソース
ガスはアークチェンバ３でイオン化されプラズマ化し、
このプラズマ化したイオンは引出し電極（図示せず）に
より引出されイオンビーム５となる。その後イオンビー
ム５はアナライザ・マグネット４にエクイオンビーム検
出器６で確認しながらイオンの質量やチャージ量を分析
して目的のイオンビームを選択する。この選択されたイ
オンビームはターゲットとなるウェハ７に注入される。

第３図はアークチェンバ３の詳細な断面図を示すもので
、イオンソースにはソースガス８（例えばＡｓＨｓ　、
　ＰＨｓ　、　ＢｘＨａ等）ｔ−利用するものと、固体
ソース９（例えば金属ヒ素や金属リン）を熱発させて使
用するものがある。ソースガスの場合はソースガスボン
ベ１より供給ライン２′ｔ−経てイオン生成室１１に供
給される。一方、固体ソースの場合はるつぼ１０内の固
体ソース９をペーパライザ・ヒータ１２の加熱によって
固体ソースを蒸発させ、ソースガスとしてイオン生成室
１１に供給される。

固体ソースの蒸発量はペーパライザ・ヒータ１２の加熱
温度によってコントロールされる。かくしてイオン生成
室１１内のイオンソースはフィラメント１３に電流を流
しアーク放電を起こすことにより電子が放出されてイオ
ン化され種々のイオンが生成される。そしてイオン生成
室１１内のイオンはスリン）ｌｌａから引出し電極１４
に向って引出されイオンビーム５となる。なお、アーク
チェンバ３は１０−６ト一ル以上の高真空度に拡散ポン
プまたはクライオポンプによって保たれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記した装置ではアークチェンバ３に導
入されたソースガスは全てイオン化されイオンビームと
なって引出し電極１４から引出されるものでないために
、イオンビームとして引出されなかったイオン種および
ソースガスはアークチェンバ３の内壁に付着し汚染され
る。この結果、アークチェンバ３内の電気的絶縁が不良
となり、一方、多量のイオンビームを得る必要から高電
圧。

高電流条件で使用するため異常放電を引き起こす。

これによってアークチェンバ３の内壁の定期的なりリー
ニングが必要となり、特に多量のイオンビームで高エネ
ルギーのイオン注入を行なう場合は、上記クリーニング
を頻繁に実施する必要があり、このために装置を停止す
ることからランニングタイムが低下するという問題があ
った。また、多量のイオンビームを得るにはイオンソー
スとしてほぼ１００係のソース物質からなる固体ソース
９を蒸発させることから一層アークチェンバ３の汚染を
増すことになる。またこの汚染物質はイオンソースであ
るヒ累、リン、ゼロンの工うな有害な１勿質であるので
、クリーニングに際してはザム手袋や防塵マスク等の保
護具を装備するが、安全衛生上の観点からできるだけり
ＩＪ　−ニング回Ｈｅ減らすことが必要である。したが
って、従来装置では上記しｆｃ種々の問題点に対し十分
に満足すべき対策はなかった。

この発明は以上述べたアークチェンバ内壁の汚染による
鴻繁なりリーニングに伴なうランニングタイムの低下を
除去し、クリーニング周期を伸すことでランニングタイ
ムの向上を図ることのできる高ドーズイオン注入装置を
提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は高ドーズイオン注入装置において、アークチ
ェンバの壁中に該内壁を加熱するヒータを備えたもので
ある。

〔作　用〕

この発明は以上のように高ドーズイオン注入装置とした
ので、アークチェンバ３の壁内に設けたヒータへの通電
に工って、アークチェンバ内壁を加熱し、これに工って
イオンビームとして生成されなかったイオンやイオンソ
ースはアークチェンバに付着されずに外部へ排出させる
ことができる。

また、たとえ、アークチェンバに付着したイオンやイオ
ンソースはアークチェンバ内壁の加熱によって固体化さ
れずにガス状となって排出される。

〔実施例〕

第１図はこの発明の実施例による高ドーズイオン注入装
置におけるアークチェンバの断面図を示し、図中、第３
図の従来例装置と同一符号は同一部分であるので同一符
号を付して説明は省略する。

１５はアークチェンバ３の壁部に沿って該壁内に埋込ま
れるように収容したヒータで、このヒータ１５は加熱電
源１６によって温度制御される。

次に動作について説明するが、アークチェンバ３のイオ
ンビーム生成作用については第３図に示した従来例装置
と同一である。ここで、イオン生成室１１によってイオ
ンソースはイオン化され引出し電極１４によってイオン
ビーム５となるが、イオンビームとならなかったイオン
やイオンソースは加熱電源１６の通電によって加熱され
たヒータ１５の熱がアークチェンバ３に伝熱され、イオ
ンやイオンソースはアークチェンバ３の内壁に付着され
ず、アークチェンバ３内？１Ｏ−５）−ル以上の高真空
度に保持するために用いられている図示しない拡散ポン
プやクライオポンプによって排気口１７からアークチェ
ンバ３外へ排出される。また仮にアークチェンバ３に付
着したイオンやイオンビームはアークチェンバ３の加熱
によって固体化しないでガス状となり排気口１７から外
部へ排出される。

アークチェンバ３へのイオンソースの付着を効果的に防
止するには、アークチェンバ３の温就ヲペーパライザヒ
ータ１２とほぼ等しくするのがよい。例えばｓｂ”　’
ｅイオン注入するため５ｔ）ｚｏａｔ−蒸発させるとき
には５６０〜５８０℃、　Ａｓのときには３６０〜３８
０℃、Ｐ４のときは２９０〜３１０℃が好ましい。した
がってアークチェンバ３の加熱温度は室温〜６００℃の
範囲が実用上好ましい。

なお、ヒータ１５によるアークチェンバ３の内壁の加熱
と共に外壁も高温となる。このような不都合ｔｍ消する
手段として、ヒータ１５とアークチェンバ３間に石綿等
の断熱材を用いて断熱したり、水ノぞイブに冷却水を通
流することによってアークチェンバ３の外壁の加熱を防
止することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、アークチェンバ
の壁面内に収容したヒータの加熱に工つ−Ｃアークチェ
ンバ内壁全加熱するようにしたので、イオンビームに生
成されなかったイオンやイオンノースのアークチェンバ
内壁への付着全防止し、これにより、アークチェンバの
汚染に伴なうクリーニング周期を伸ばし、装置のランニ
ングタイムの同上全図ることができ、信頼性の高い高ド
ーズイオン注入装置となる。また、構成も簡単であるた
めメンテナンスも容易に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による高ドーズイオン注入装置におけ
るアークチェンバの＠面図、第２図は従来からの高ドー
ズイオン注入装置の概略図、第３図は従来のアークチェ
ンバの断面図である。 １・・・ソースガスボンベ、３・・・アークチェンバ、
５・・・イオンビーム、９・・・固定ソース、１１・・
・イオン生成室、１３・・・フィラメント、１４・・・
引出し電極、１５・・・ヒータ、１６・・・加熱電源。 この発明の高ドーズイオン注入装置のアークチェンバの
新面国策１図 従来のアークチェンバの断面図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ソースガスボンベからのソースガスまたはアークチエン
   バ内の固体ソースを加熱蒸発させて得たソースガスをイ
   オン生成室でアーク放電し、生成したイオンビームを引
   出し電極により引出すようにした高ドーズイオン注入装
   置において、上記アークチエンバの壁中に該アークチエ
   ンバの内壁を加熱するヒータを収容し、このヒータを温
   度制御するヒータ電源を設けたことを特徴とする高ドー
   ズイオン注入装置。