JPH03210742A

JPH03210742A - イオン源

Info

Publication number: JPH03210742A
Application number: JP2004877A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Matsudo; 昌彦松土; Gohei Kawamura; 剛平川村; Akira Koshiishi; 公輿石; Naoki Takayama; 直樹高山
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1990-01-11
Filing date: 1990-01-11
Publication date: 1991-09-13
Anticipated expiration: 2013-11-11
Also published as: JP2822249B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、イオン源に関する。

（従来の技術）一般に、所定のイオンを被処理物に作用させて処理を行
うイオン処理装置、例えば半導体ウェハ等に不純物とし
てのイオンを注入するイオン注入装置等には、所定の原
料ガス（あるいは固体原料）から所望のイオンを生成す
るためのイオン源が設けられている。

このようなイオン源としては、従来から円筒状のチャン
バを貫通する如く棒状のフィラメントを設けたいわゆる
フリーマン型のイ、オン源が知られている。

また、原料ガスに電子を照射してイオンを発生させるイ
オン源として電子ビーム励起イオン源がある。

すなわち、この電子ビーム励起イオン源では、所定の放
電ガス雰囲気としたフィラメントの部位で放電によりプ
ラズマを生じさせる。そして、このプラズマ中の電子を
、順次正電位に設定される複数段の電極によって加速し
、所定の原料ガスに照射して該原料ガスからイオンを生
成する。

このようなイオン源は、低いイオンエネルギーで高いイ
オン電流密度を得ることができるという特徴を有する。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上述したようなイオン源においては、電
子を電場によって加速するため、例えば百数士ボルト程
度の電位差を必要とする。このため例えば作業員が誤っ
て接触した場合等、外部との放電が生じる危険性があり
、電気的な安全性を向上させることが望まれている。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので
、外部との放電が生じる可能性を低減して電気的な安全
性の向上を図ることのできるイオン源を提供しようとす
るものである。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）すなわち、本発明は、プラズマ電子を加速し、所定の原
料ガスに照射して該原料ガスからイオンを生成するイオ
ン源において、前記電子を加速する電極のうち、ほぼ中
間電位となる電極を、接地電位に設定したことを特徴と
する。

（作　用）上・記構底の本発明のイオン源では、プラズマ中の電子
を加速して所定の原料ガスに照射する加速電極のうち、
ほぼ中間電位となる電極が、接地電位に設定されている
。

したがって、上記各電極の電位を接地電位近傍の電位に
設定することが可能となり、外部との放電の生じる可能
性を低減して電気的な安全性の向上を図ることができる
。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図に示すように、イオン源１の上部には、各辺の長
さが例えば数センチ程度の矩形容器状に形成された電子
発生室２が設けられている。この電子発生室２は、導電
性高融点材料例えばモリブデンから構成されており、そ
の−側面に設けられた開口を閉塞する如く、絶縁板３が
設けられている。そして、この絶縁板３に、導電性高融
点材料例えばタングステンからなるＵ字状のフィラメン
ト４がその両端を支持されて、電子発生室２内に突出す
る如く設けられている。

また、この電子発生室２の上部には、放電用ガス、例え
ばアルゴン（Ａｒ）ガスを導入するための放電用ガス導
入口５が設けられている。一方、電子発生室２の下部に
は、電子発生室２内で発生させたプラズマ中から電子を
引き出すための円孔６が設けられている。

さらに、上記電子発生室２の下部には、円孔６に連続し
て隘路７を形成する如く板状の絶縁性部材８が設けられ
ており、この絶縁性部材８の下部には、複数の透孔９を
有する多孔電極１０が設けられている。

上記多孔電極１０の下部には、絶縁性部材１１を介して
イオン生成室１２が接続されている。このイオン生成室
１２は、導電性高融点材料、例えばモリブデンから容器
状に形成されており、その内部は、直径および高さが共
に数センチ程度の円筒形状とされている。そして、イオ
ン生成室１２内には、内側金属面をプラズマから保護す
るための材質例えばセラミックス等からなるインナー筒
１３が設けられている。また、イオン生成室１２の底部
には、絶縁性部材１４を介して底板１５が固定されてい
る。

さらに、イオン生成室１２の側面には、所望のイオンを
生成するための原料ガス例えばＢＦ３等をこのイオン生
成室１２内に導入するための原料ガス導入口１６が設け
られており、この原料ガス導入口１６に対向する位置に
イオン引き出し用スリット開口１７が設けられている。

また、フィラメント４には、フィラメント電源ｖｆか接
続されており、フィラメント４を通電加熱可能に構成さ
れている。また、電子発生室２、多孔電極１０、イオン
生成室１２は、フィラメント４に対する複数段のアノー
ド電極とされており、この順で負電位から順次正電位と
なるよう設定され、電子を加速する如く構成されている
。

すなわち、電子発生室２には抵抗Ｒを介して放電電源Ｖ
ｄが接続され、多孔電極１０には直接放電電源Ｖｄが接
続されており、多孔電極ｌＯは、接地電位に設定される
。また、多孔電極１０とイオン生成室１２との間には、
放電電源Ｖｄと直列に配列される如く加速電源Ｖａが接
続されている。

なお、上記放電電源Ｖｄは例えば５０ボルト程度、加速
電源Ｖａは、例えば１００ボルト程度に設定される。こ
の場合、多孔電極１０（接地電位）に対して、フィラメ
ント４は例えば−５０ボルト、イオン生成室１２は例え
ば＋１００ボルトに設定される。

上記構成のイオン源では次のようにして所望のイオンを
生成する。

すなわち、図示しない磁場生成手段により、図示矢印Ｂ
ｚの如く電子引き出し方向に対して電子をガイドするた
めの磁場を印加するとともに、フィラメント電源■ｒ、
放電電源Ｖｄ、加速電源Ｖａによって各部に上述した所
定の電圧を印加する。

そして、放電用ガス導入口５から電子発生室２内に、放
電用ガス例えばアルゴンガスを所定ＩＮ量例えば０．０
５３ＣＣＭ以上で導入し、放電を生じさせ、プラズマを
発生させる。すると、このプラズマ中の電子は、電場に
より加速され、円孔６、隘路７、多孔電極１０の透孔９
を通過してイオン生成室１２内に引き出される。

一方、イオン生成室１２内には、原料ガス導入口１６か
ら予め所定の原料ガスを所定流量例えば０．１５３ＣＣ
Ｍ以上で導入し、所定の原料ガス雰囲気としておく。し
たがって、イオン生成室１２内に流入した電子は、原料
ガス分子と衝突し、濃いプラズマを発生させる。

そして、図示しないイオン引き出し電極によってこのイ
オンをイオン生成室１２内から引き出し、例えば半導体
ウェハへのイオン注入等の処理に利用する。

すなわち、この実施例のイオン源では、電子を加速して
所定の原料ガスに照射するための複数段の電極、つまり
電子発生室２、多孔電極１０、イオン生成室１２のうち
、ほぼ中間電位となる多孔電極１０が、接地電位に設定
されている。

したかって、例えばフィラメント４を接地電位に設定し
た場合や、イオン生成室１２を接地電位に設定した場合
等に較べて、上記各電極の電位を接地電位近傍の電位に
設定することができ、外部との放電の生じる可能性を低
減して、電気的な安全性の向上を図ることができる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明のイオン源によれば、外部
との放電が生じる可能性を低減して電気的な安全性の向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のイオン源の構成を示す図で
ある。１・・・・・・イオン源、２・・・・・・電子発生室、
３・・・・・・絶縁板、４・・・・・・フィラメント、
５・・・・・・放電用ガス導入口、６・・・・・・円孔
、７・・・・・・隘路、８・・・・・・絶縁性部材、９
・・・・・・透孔、１０・・・・・・多孔電極、１１・
・・・・・絶縁性部材、１２・・・・・・イオン生成室
、１３・・・・・・インナー筒、１４・・・・・・絶縁
性部材、１５・・・・・・底板、１６・・・・・・原料
ガス導入口、１７・・・・・・イオン引き出し用スリッ
ト開口。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）プラズマ電子を加速し、所定の原料ガスに照射し
て該原料ガスからイオンを生成するイオン源において、前記電子を加速する電極のうち、ほぼ中間電位となる電
極を、接地電位に設定したことを特徴とするイオン源。