JPH09190794A - イオン注入機の内部領域から汚染粒子を捕捉、除去する方法及び装置 - Google Patents

イオン注入機の内部領域から汚染粒子を捕捉、除去する方法及び装置

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JPH09190794A JP8338044A JP33804496A JPH09190794A JP H09190794 A JPH09190794 A JP H09190794A JP 8338044 A JP8338044 A JP 8338044A JP 33804496 A JP33804496 A JP 33804496A JP H09190794 A JPH09190794 A JP H09190794A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】イオン注入機の脱気内部領域内を移動中の汚染
粒子を捕捉、除去する方法及びその装置を提供するこ
と。 【解決手段】イオン注入機(10)の排気内部領域内を移動
中の汚染粒子を捕捉、除去する方法であり、汚染粒子が
容易に付着する表面を備えた粒子コレクタ(74)を準備
し、粒子付着表面が内部領域内を移動中の汚染粒子と流
体連通するようにして、粒子コレクタ(74)を注入機(10)
に固定し、所定時間後に粒子コレクタ(74)をイオン注入
機から取り出す、各段階を備えている。また、イオン注
入機(10)と組み合わされて、この汚染粒子を捕捉、除去
する装置は、粒子コレクタ(74)が設けられ、汚染粒子が
容易に付着する表面と、粒子付着表面が注入機の排気内
部領域と流体連通するようにして、粒子コレクタを注入
機に取り外し可能に取り付ける支持手段(76,78) とを備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、イオン注入機の内
部領域内を移動中の汚染粒子の捕捉及び除去、特に注入
機の内部領域と流体連通した汚染粒子付着表面を備えた
粒子コレクタを固定することによる汚染物質の捕捉を行
う方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】イオン注入機は、ｎまたはｐ型不純物半
導体を作り出すために不純物をシリコンウェハに注入す
なわち「添加」するために使用される。ｎまたはｐ型不
純物半導体は、半導体集積回路の製造に使用される。そ
の名前からわかるように、イオン注入機は所望の不純物
半導体を作り出すために選択された種類のイオンをシリ
コンウェハに注入する。アンチモン、ヒ素またはリン等
の原料物質から発生したイオンを注入することによって
ｎ型不純物半導体ウェハが得られる。ｐ型不純物半導体
ウェハを望む場合は、ホウ素、ガリウムまたはインジウ
ム等の原料物質から発生したイオンを注入する。
【０００３】イオン注入機は、イオン化できる原料物質
から正荷電イオンを発生するイオン源を備えている。発
生したイオンはビームになって、所定のビーム経路に沿
って加速されて注入部へ進む。イオン注入機は、イオン
源と注入部との間に延在したビーム形成及び成形構造部
を備えている。ビーム形成及び成形構造部は、イオンビ
ームを維持して、ビームが注入部まで進む途中に通過す
る細長い内部キャビティすなわち領域を定めている。注
入機を作動させる時、イオンが空気分子と衝突すること
によって所定のビーム経路から逸れる可能性を低くする
ため、内部領域を排気しなければならない。
【０００４】高電流イオン注入機の場合、注入部のウェ
ハは回転支持体の表面に取り付けられる。支持体が回転
すると、ウェハがイオンビーム内を通過する。ビーム経
路に沿って移動しているイオンが、回転中のウェハと衝
突してそれに注入される。ロボットアームが、処理すべ
きウェハをウェハカセットから引き出して、そのウェハ
をウェハ支持表面上に位置決めする。処理後、ロボット
アームがウェハをウェハ支持表面から取り外して、処理
済みウェハをウェハカセットへ戻す。
【０００５】イオン注入機の作動によって、一定の汚染
粒子が発生する。汚染粒子の１つの供給源は、イオン源
内で発生する望ましくない種類のイオンである。ある注
入に対する汚染粒子は、異なったイオンを注入した先行
注入作業の残留イオンが存在していることから生じる。
例えば、ホウ素イオンを所定数のウェハに注入した後、
イオン注入機を切り換えてヒ素イオンの注入を行うこと
が望まれる場合があるであろう。ある程度の残留ホウ素
原子が注入機の内部領域に残っている可能性が高い。
【０００６】別の汚染粒子源はフォトレジスト材であ
る。フォトレジスト材は、注入前にウェハ表面上に被膜
を形成して、完成した集積回路上に回路を形成するため
に必要がある。イオンがウェハ表面に衝突すると、フォ
トレジスト被膜の粒子がウェハから離脱する。
【０００７】イオン処理中にウェハと衝突してそれに付
着する汚染粒子が、半導体や、処理ウェハ上に極微小パ
ターンの形成を必要とする他の装置の製造における歩留
まり低下の主な原因である。
【０００８】イオン注入機の内表面に付着した汚染粒子
は、注入処理ウェハを集積回路の作製におけるそれに意
図された目的に不適にするのに加えて、イオン注入機構
成部材の効率を低下させ、例えば、装置のアルミニウム
延長管上にフォトレジスト粒子が蓄積することによっ
て、イオンビーム中和器の性能が悪影響を受ける。
【０００９】注入機の内部の真空環境は、汚染粒子の捕
捉及び除去を困難にする。真空中では、極微小粒子の運
動を制御することが非常に難しく、粒子の移動は静電力
によって大きく制御される。粒子径が小さくなるほど、
重力が無意味になる。
【００１０】注入機の排気された内部領域（排気内部領
域）内を移動中の粒子は、加工片表面または注入機の内
表面上に落ちついてそれに付着する前に、何度も弾んだ
り跳ね返ることがわかっている。経験から、そのような
移動粒子は落ちつく前に１０〜２５回弾むことがわかっ
ている。
【００１１】本質的に、粒子コレクタは粒子付着表面を
備えている。表面に衝突した粒子は、それに付着するよ
うになり、コレクタを取り出した時に取り除かれる。し
かし、イオン注入機と組み合わせて使用する粒子コレク
タの場合、粒子コレクタは真空環境に適合しなければな
らないであろう。従来の粒子コレクタの表面、例えば接
着剤、多孔質物質、油性物質等は、真空環境ではガスを
発生しがちであり、このため、注入機での使用に適さな
い。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】必要なものは、真空環
境で使用するのに適して、高い粒子付着性を示す汚染粒
子用の粒子コレクタである。
【００１３】このような事情に鑑みて、本発明は、イオ
ン注入機の排気内部領域内を移動中の汚染粒子を捕捉、
除去する方法及びその装置を提供することを目的として
いる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、イオン注入機
の内表面の内部を移動してその上に着地する汚染粒子の
捕捉及び除去を行う方法及び装置を提供する。１つまた
は複数の粒子コレクタが、イオン注入機の内部領域内に
位置する粒子付着表面を備えている。内壁で何度も跳ね
返る汚染物質は、粒子コレクタの１つまたは複数の粒子
付着表面で捕捉される可能性が高い。
【００１５】すなわち、イオン注入機の内部領域内を移
動中の汚染粒子を捕捉、除去する本発明による方法は、
汚染粒子が容易に付着する表面を備えた粒子コレクタを
準備する段階と、コレクタの粒子付着表面が注入機内部
領域と流体連通するようにして、粒子コレクタを注入機
に固定する段階と、所定時間後に粒子コレクタを注入機
から取り出す段階とを備えている。
【００１６】イオン注入機と、イオンビームが進む注入
機の排気内部領域内を移動中の汚染粒子を捕捉及び除去
する粒子コレクタとの組み合わせも開示されている。粒
子コレクタは、汚染粒子が容易に付着する表面と、粒子
付着表面が注入機内で汚染物質を発生しやすい領域の開
けた視界内に位置するようにして粒子コレクタを注入機
に固定する固定手段とを備えている。
【００１７】粒子コレクタは、分解ハウジングの内側及
び処理室の内側を含む様々な位置に１つまたは複数配置
することが効果的である。注入機は、イオンビームが進
む内部領域の一部を形成しているイオンビーム分解ハウ
ジングを備えている。分解ハウジングの内部領域は排気
されている。粒子コレクタは、粒子付着表面が内部領域
の分解ハウジングによって形成された部分に流体連通す
るように配置することができる。
【００１８】注入機はまた、内部領域の一部を形成して
いるウェハ注入処理室を備えている。粒子コレクタは、
粒子付着表面が内部領域の処理室によって形成された部
分に流体連通するように配置することができる。
【００１９】粒子付着表面は、さらに汚染粒子をも引き
付けることができる。例えば、汚染粒子を静電引き付け
力で粒子コレクタに引き付けて固着させるためにエレク
トレット繊維を用いることができる。あるいは、表面張
力で粒子を粒子コレクタに固着させる部分硬化エラスト
マーで粒子コレクタ付着表面を被覆してもよい。シリコ
ーンエラストマーが好適なエラストマーである。
【００２０】本発明の上記及び他の目的、利点及び特徴
は、添付の図面を参照した本発明の好適な実施例の詳細
な説明から理解されるであろう。
【００２１】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら説明す
ると、図１はイオンビーム注入機１０を示しており、こ
れは、イオンビーム１４を形成するイオンを放出するイ
オン源１２と、注入部１６とを設けている。制御電子装
置１１が、注入部１６の処理室１７内でウェハが受け取
るイオン添加量を監視及び制御するように設けられてい
る。イオンビーム１４は、イオン源１２から注入部１６
までの間を進む。
【００２２】イオン源１２には、原料物質が噴射される
内部領域を形成しているプラズマ室１８が設けられてい
る。原料物質は、イオン化ガスまたは気化原料物質を含
むことができる。固相の原料物質を一対の気化器19に投
入する。次に、気化した原料物質をプラズマ室内へ噴射
する。
【００２３】原料物質にエネルギを加えると、正荷電イ
オンがプラズマ室１８内に発生する。正荷電イオンは、
プラズマ室１８の開放側に重ねられたカバープレート２
０の楕円形アークスリットを通ってプラズマ室内部から
出る。
【００２４】原料物質をイオン化するためにマイクロ波
エネルギを利用したイオン源が、１９９４年９月２６日
に出願された米国特許出願連続番号第０８／３１２，１
４２号に開示されており、これは本出願の譲受人に譲渡
されている。米国特許出願連続番号第０８／３１２，１
４２号は参考として全体が本説明に含まれる。イオンビ
ーム１４はイオン源１２から排気経路を通って注入部１
６まで進むが、これも排気されている。ビーム経路の排
気は真空ポンプ２１で行われる。
【００２５】プラズマ室１８内のイオンは、プラズマ室
のカバープレート２０のアークスリットから引き出され
て、プラズマ室のカバープレート２０に近接した１組の
電極２４によって質量分析磁石２２に向けて加速され
る。イオンビーム１４を形成するイオンは、イオン源１
２から質量分析磁石２２によって形成された磁界内へ進
む。
【００２６】質量分析磁石は、イオンビーム形成及び成
形構造部１３の一部であって、磁石ハウジング３２内に
支持されている。磁界の強さは、制御電子装置１１によ
って制御される。磁界は、磁石の界磁巻線を流れる電流
を調節することによって制御される。質量分析磁石２２
は、イオンビーム１４に沿って進むイオンを湾曲軌道で
移動させる。適当な原子質量を備えたイオンだけがイオ
ン注入部１６に到達する。
【００２７】質量分析磁石２２から注入部１６までのイ
オンビーム移動経路に沿って、イオンビーム１４はさら
に成形、評価され、また質量分析磁石ハウジング３２の
高圧から接地された注入室までの電位降下によって加速
される。
【００２８】イオンビーム形成及び成形構造部１３は、
さらに四極子アセンブリ４０と、可動ファラディーカッ
プ４２と、イオンビーム中和器４４とを有している。四
極子アセンブリ４０は、イオンビーム１４の周囲に向け
て配置された磁石組４６を備えており、それらが制御電
子装置（図示せず）によって選択的に励磁されることに
よって、イオンビーム１４の高さを調節することができ
る。四極子アセンブリ４０は、ハウジング５０内に支持
されている。
【００２９】ファラディーカップ４２に面した四極子ア
センブリ４０の端部にイオンビーム分解プレート５２が
連結されている。分解プレート５２はガラス質グラファ
イトで構成されている。分解プレート５２には、イオン
ビーム１４内のイオンが四極子アセンブリ４０から出る
時に通過する細長い開口５６が設けられている。分解プ
レート５２には４つの座ぐり穴も設けられている。ねじ
（図示せず）が分解プレート５２を四極子アセンブリ４
０に締着する。分解プレート５２で、エンベロープ
Ｄ’、Ｄ”の幅によって定められるイオンビーム発散が
最小になる、すなわちイオンビーム１４が分解プレート
開口５６を通過する位置でＤ’、Ｄ”の幅が最小にな
る。
【００３０】分解プレート５２は、質量分析磁石２２と
協働して、望ましくない種類のイオンをイオンビーム１
４から除去する。四極子アセンブリ４０は、支持ブラケ
ット６０及び支持プレート６２によって支持されてい
る。支持ブラケット６０は、分解ハウジング５０の内表
面に連結されているのに対して、支持プレート６２は複
数のねじでハウジング５０の端部に連結されている。
【００３１】支持プレート６２に四極子アセンブリシー
ルドプレートが取り付けられている。四極子アセンブリ
シールドプレートは、ガラス質グラファイトで構成され
ており、矩形の開口と４つの座ぐり穴とを備えている。
座ぐり穴にはめ込まれたねじが四極子アセンブリシール
ドプレートを支持プレート６２に固定する（座ぐり穴の
２つに挿通されて支持プレート６２内にはまった２つの
ねじ７０が図１に示されている）。四極子アセンブリシ
ールドプレートは、所望種類のイオンの原子質量に「近
い」原子質量を有する望ましくないイオンの衝突から四
極子アセンブリ４０を保護する。注入機１０の作動中
に、四極子アセンブリシールドプレートの上流側に面す
る表面に衝突する望ましくないイオンがプレート上に蓄
積する。
【００３２】図１に示されているように、ファラデーカ
ップ４２は四極子アセンブリ４０とイオンビーム中和器
４４との間に配置されている。ファラデーカップは、ハ
ウジング５０に対して移動可能であって、ビーム特性を
測定するためにイオンビーム１４を遮る位置へ滑り移動
し、測定が満足できるものである時、注入室１７でのウ
ェハ注入を邪魔しないようにビーム線から後退移動する
ことができる。
【００３３】ビーム形成構造部１３は、一般的に電子シ
ャワーと呼ばれるイオンビーム中和器４４も設けてい
る。１９９２年１１月１７日にベンベニスト（Ｂｅｎｖ
ｅｎｉｓｔｅ）に許可された米国特許第５，１６４，５
９９号がイオンビーム注入機内の電子シャワー装置を開
示しており、その開示内容全体が参考として本説明に含
まれる。プラズマ室１８から引き出されたイオンは正に
帯電している。イオンの正電荷がウェハ表面で中和され
ない場合、ドーピングを行ったウェハは実効正電荷を示
す。第５，１６４，５９９号特許に記載されているよう
に、ウェハ上のそのような実効正電荷は望ましくない特
性を備えている。
【００３４】図２に示されているイオンビーム中和器４
４は、バイアス開口部７１と、ターゲット７２と、延長
管７４とを備えている。バイアス開口部７１、ターゲッ
ト７２及び延長管７４の各々は中空であって、組み付け
た時に開放端部を有する円筒形内部領域を形成し、それ
をイオンビーム１４が通過して、二次電子放出によって
中和される。中和器４４は、分解ハウジングにボルト付
けされた取り付けフランジ７６によってハウジング５０
に対して位置決めされている。
【００３５】取り付けフランジ７６からは、バイアス開
口部７１用の支持部材７８が延出している。ターゲット
７２は支持部材７８に固定されている。延長管７４がタ
ーゲット７２に結合されているが、それから電気的に絶
縁されている。延長管７４はアース端子Ｇに接続して接
地されている。バイアス開口部７１は負電荷Ｖ−によっ
て励起される。支持部材７８は冷却流体の循環用の内部
通路（図示せず）を形成している。
【００３６】支持部材７８は、また、１組のフィラメン
ト（図示せず）に電気接続されたフィラメント送り８０
を支持している。フィラメントはターゲット７２内へ延
出して、励起時に高エネルギ電子を放出し、それらは加
速されてターゲット７２の内部領域内へ送り込まれる。
高エネルギ電子はターゲット７２の内壁に衝突する。高
エネルギ電子がターゲットの内壁に衝突する結果、低エ
ネルギ電子が放出される、すなわち言い換えると二次電
子放出が生じる。
【００３７】粒子トラップ ビーム中和器の好適な延長管７４は、汚染物質捕捉材料
から構成されており、従って粒子トラップを形成してい
る。さらに詳しく説明すると、管７４は発泡アルミニウ
ム製の機械加工シリンダから構成されている。その場
合、中実の円筒形成形部材を型から抜き出して、延長管
７４を通過するイオンビームの寸法に合わせた直径を有
する貫通路Ｐを機械加工によって形成する。
【００３８】漂遊汚染物質をイオンビーム１４内に捕ら
えて、ビームと共にビーム中和器１４へ送り込むように
することができる。管７４を使用すると、ビーム内にあ
ってビームの境界部分に沿った移動経路を有する汚染粒
子が集まる傾向が生じる。それらは管７４と衝突するこ
とができ、ビームから除去されて、従って注入室内のタ
ーゲットと衝突しないだけでなく、管７４の構造によっ
て管７４の表面から跳ね返らない。
【００３９】管７４は、発泡アルミニウム材で構成され
ており、表面積が大きい。貫通路Ｐの周囲の内表面は、
貫通路の壁からの漂遊汚染粒子の跳ね返りを減少させる
傾向を持っている。管の内表面には多くの凹凸や、ポケ
ットや、窪みや割れ目が設けられている。アルミニウム
は、連結セグメントで格子構造を形成しており、その間
の空間を形成している不規則構造の空隙部内に漂遊汚染
物質が集まって閉じ込められるようにすることができ
る。
【００４０】好適な発泡アルミニウムが、米国 カリフ
ォルニア オークランドのエナジー・リサーチ＆ジェネ
レーション社製のデュオセル（Ｄｕｏｃｅｌ）（登録商
標）の名前で販売されている。この物質は、高い機械的
強度が要求されるが軽量の構成材料が必要である場合
に、構成材料として従来より使用されてきた。
【００４１】注入室（処理室）１７ 注入部１６には、排気注入室１７（図１及び図３）が設
けられている。注入室１７内にディスク形のウェハ支持
体（図示せず）が回転可能に支持されている。処理すべ
きウェハは、ウェハ支持体の周縁部付近に配置され、支
持体はモータ（図示せず）で約１２００ＲＰＭで回転す
る。イオンビーム１４が円形経路で回転中のウェハに衝
突してそれを処理する。
【００４２】注入部１６は、ハウジング５０に対して回
動可能であり、それに可撓性ベローズ９２で連結されて
いる。注入部１６を回動させることができることによっ
て、ウェハ注入表面上でのイオンビーム14の入射角を調
節することができる。
【００４３】図３は、発泡アルミニウムで構成された材
料を好都合に取り付けることができるイオン注入機１０
の構成部材を概略的に示している。これらの別の粒子コ
レクタは、図４に示されている管７４’の補助として、
またはその代わりとして使用することができる。既存の
ビーム中和器で支持するのではなく、表面Ｓ１〜Ｓ６を
備えたそのような追加コレクタは、厚さが約０．２５イ
ンチのほぼ平板状シートの発泡アルミニウムで構成する
ことができ、それの外寸は、注入機内でのそれらの予定
位置に応じて変わる。
【００４４】粒子トラップに使用する材料密度の選択に
は、交換できる余地がある。もっと正確に言うと、発泡
アルミニウムの孔密度を分析することによって、最適物
質特性が決定される。発泡アルミニウム材は、約１０孔
／インチ〜約４０孔／インチの様々な孔密度で入手でき
る。（１インチ当たりの孔の数の単位による発泡体の多
孔率の記載は、エナジー・リサーチ＆ジェネレーション
社によるものである。）正しい材料を選択する際に、２
つの主要な課題が考慮される。
【００４５】第１の課題は、粒子捕捉効率である。発泡
体の適当な厚さは、ウェハを支持している回転ディスク
と処理室壁との間に必要な隙間等の機械的拘束によって
ある程度規制される。０．２５インチの好適な厚さが指
定されれば、発泡体の多孔率を選択しなければならな
い。
【００４６】粒子が発泡体から跳ね返る可能性を無視で
きるように多孔率を選択しなければならない。発泡体
は、粒子捕捉効率が可能な限り高くなるようにするた
め、発泡材料の内部表面積のほとんどを利用できるよう
に十分な多孔性を有する必要がある。空隙が多すぎる発
泡体は、粒子が簡単にそれを通過して、イオン注入機の
壁で跳ね返って再び発泡体を通過するため、うまく機能
しない。空隙が少なすぎる発泡体は、それの前面で多く
の粒子を跳ね返してしまうであろう。
【００４７】第２の課題は、発泡体の機械的強度及び製
造のしやすさで規制される。特にイオン注入機に使用さ
れる粒子トラップの構造では、一般的に目の粗い発泡体
（１０孔／インチ）ほど製造が困難である。
【００４８】これらの２つの課題から、０．２５インチ
厚さの発泡体に対しては約２０孔／インチの孔密度が選
択される。その結果、塊状アルミニウムの６〜８重量％
の発泡密度になる。シート及び管７４の両方についての
別の規準は、汚染物質が滞積した時にそれらをイオン注
入機から取り出すことができるように、定期的に交換可
能でなければならないことである。管７４は、ターゲッ
ト７２と一体成形された等間隔配置の４つの取り付けタ
ブＴに挿通されたコネクタＣによってビーム中和器４４
に取り付けられる。
【００４９】図３の処理室１７は、注入機の保守点検時
に処理室１７を制御可能に加圧及び減圧できるようにす
る２つの真空ポートＶ３、Ｖ４を備えているように図示
されている。ウェハは、ロードロック室１１０によって
処理室１７へ送り込まれ、回転支持体に取り付けられ
て、その回転支持体によってウェハはイオンビームを通
過するように搬送される。ウェハ上のフォトレジストが
ウェハから離脱しやすく、処理室内に取り付けられたコ
レクタシートの内部表面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４上に集
まることができる。
【００５０】処理室内、または分解ハウジング１１２内
の表面Ｓ５、Ｓ６に沿ったシートの取り付けは、特別な
接着剤で行われる。本発明によれば、室温硬化加硫シリ
コーン接着剤（ＲＴＶ）をイオン注入機の内表面に塗布
して、発泡アルミニウムシートを処理表面に貼り付け
る。この処理によって、処理室１７または分解ハウジン
グ１１２の内部にさらなる汚染物質を発生することな
く、注入機内にシートを十分に固定できることがわかっ
ている。
【００５１】以上に本発明をある程度特定化して説明し
てきたが、特許請求の範囲に記載された請求項の構成の
範囲内において追加、変更、削除を加えることができる
ことは当業者には理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】イオン源、ビーム形成及び成形構造部及び注入
室を備えたイオン注入機の、一部断面図で示す上面図で
ある。
【図２】図１のイオン注入機の電子シャワー部分の拡大
平面図である。
【図３】イオンビーム注入機の一部の概略図であり、汚
染物質を捕捉するための１つまたは複数の粒子コレクタ
を設置するのに特に適した注入機の部分を示している。
【図４】粒子トラップとして構成されたイオン中和管の
斜視図である。
【符号の説明】 １０ イオン注入機 １２ イオン源 １４ イオンビーム １７ 処理室 ７４ コレクタ １１２ 分解ハウジング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ロバート ベッカー アメリカ合衆国 マサチューセッツ 01923 ダンバーズ ティベッツ アベニ ュー ６ (72)発明者 デビッド チップマン アメリカ合衆国 マサチューセッツ 01904 リンアトキンズ アベニュー 64 (72)発明者 マリー ジョーンズ アメリカ合衆国 マサチューセッツ 01915 ベバリー ウインスロップ アベ ニュー 44 (72)発明者 リュドミラ メン アメリカ合衆国 マサチューセッツ 01945 マーブルヘッド ガーデン ロー ド ７ (72)発明者 フランク シンクレア アメリカ合衆国 マサチューセッツ 02170 クインシー ロイヤル ストリー ト 14 (72)発明者 デイル キース ストーン アメリカ合衆国 マサチューセッツ 01830 ハーバーヒル シックスティーン ス ストリート 68

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 加工片を処理するために帯電イオンが排
    気内部領域内のイオン移動経路を進むようにしたイオン
    注入機（１０）の排気内部領域内を移動中の汚染粒子を
    捕捉、除去する方法であって、 ａ）汚染粒子が付着する粒子付着表面を備えた粒子コレ
    クタ（７４）を準備する段階と、 ｂ）粒子コレクタ（７４）の粒子付着表面がイオン移動
    経路に近接した位置で排気内部領域内に位置するよう
    に、粒子コレクタを注入機に固定する段階と、 ｃ）コレクタに付着した粒子をイオン注入機の排気内部
    領域から除去するために、粒子コレクタをイオン注入機
    （１０）から定期的に取り出す段階とを有することを特
    徴とする方法。
  2. 【請求項２】 粒子コレクタは、内部領域を形成してい
    る注入機の表面（Ｓ１〜Ｓ６）に取り付けられているこ
    とを特徴とする請求項１記載の汚染粒子を捕捉、除去す
    る方法。
  3. 【請求項３】 粒子コレクタの粒子付着表面は、加えて
    汚染粒子を引き付けることを特徴とする請求項１記載の
    汚染粒子を捕捉、除去する方法。
  4. 【請求項４】 粒子付着及び引き付け表面は、汚染粒子
    を静電引き付け力で粒子コレクタに引き付けて固着させ
    るエレクトレット繊維からなることを特徴とする請求項
    ３記載の汚染粒子を捕捉、除去する方法。
  5. 【請求項５】 固定段階は、イオン注入機の内壁に粒子
    コレクタを固定する部分硬化エラストマーで取り付け表
    面（Ｓ５、Ｓ６）を被覆する段階を含むことを特徴とす
    る請求項１記載の汚染粒子を捕捉、除去する方法。
  6. 【請求項６】 部分硬化エラストマーの被覆は、シリコ
    ーンエラストマーを部分硬化させる段階を含むことを特
    徴とする請求項５記載の汚染粒子を捕捉、除去する方
    法。
  7. 【請求項７】 粒子コレクタの粒子付着表面は、１つま
    たは複数の加工片を収容している注入機（１０）の処理
    室（１７）の内部に配置されていることを特徴とする請
    求項１記載の汚染粒子を捕捉、除去する方法。
  8. 【請求項８】 粒子コレクタは、加工片の処理表面に面
    した処理室（１７）の内表面に取り付けられていること
    を特徴とする請求項７記載の汚染粒子を捕捉、除去する
    方法。
  9. 【請求項９】 粒子コレクタの粒子付着表面は、注入機
    の分解ハウジング（１１２）の開けた視界内にあること
    を特徴とする請求項１記載の汚染粒子を捕捉、除去する
    方法。
  10. 【請求項１０】 粒子コレクタは、分解ハウジング（１
    １２）の内表面（Ｓ５、Ｓ６）に取り付けられているこ
    とを特徴とする請求項９記載の汚染粒子を捕捉、除去す
    る方法。
  11. 【請求項１１】 イオン注入機（１０）と組み合わさ
    れ、加工片に向かって移動中のイオンが進むイオン注入
    機の排気内部領域内を移動中の汚染粒子を捕捉、除去す
    るための装置であって、 ａ）イオン注入機の排気内部領域内を移動中の汚染粒子
    が容易に付着する粒子収集表面を備えたコレクタ（７
    ４）、及び ｂ）注入機の排気内部領域内を移動中の汚染粒子を捕捉
    するようにコレクタの粒子回収表面を配置するため、コ
    レクタ（７４）をイオン注入機（１０）の排気内部領域
    内に取り外し可能に取り付ける支持体（７６、７８、Ｓ
    １〜Ｓ６）を有することを特徴とする装置。
  12. 【請求項１２】 さらに、加工片支持室（１７）を有し
    ており、コレクタの露出粒子回収表面はほぼ平板状であ
    り、コレクタは加工片支持室（１７）の内表面（Ｓ１〜
    Ｓ４）に取り付けられていることを特徴とする請求項１
    １記載の装置。
  13. 【請求項１３】 さらに、注入機の排気内部領域の一部
    を形成しているハウジングを有しており、注入機は、イ
    オンを放出する供給源（１２）と、１つまたは複数の加
    工片をビーム処理するためのイオンビームを形成するビ
    ーム形成構造体（２４、２２、４０）とを有しており、
    粒子コレクタ（７４）は、環状形であり、また前記コレ
    クタの支持体が、イオンビームが加工片へ進む途中に前
    記コレクタを通過できるようにする位置に粒子コレクタ
    の円筒形内表面を支持する手段で構成されることを特徴
    とする請求項１１記載の装置。
  14. 【請求項１４】 さらに、１つまたは複数の加工片をイ
    オンビーム内で移動させるための加工片支持体を備えた
    イオン注入室を有しており、１つまたは複数の追加コレ
    クタがイオン注入室の内表面に取り付けられていること
    を特徴とする請求項１３記載の装置。
  15. 【請求項１５】 粒子コレクタの粒子付着表面は、さら
    に汚染粒子をも引き付けることを特徴とする請求項１１
    記載の粒子コレクタと組み合わせたイオン注入機。
  16. 【請求項１６】 粒子付着及び引き付け表面はさらに、
    静電引き付け力で汚染粒子を粒子コレクタに引き付けて
    固着させるエレクトレット繊維を含むことを特徴とする
    請求項１５記載のイオン注入機。
  17. 【請求項１７】 粒子コレクタ付着表面は、表面張力で
    汚染粒子を粒子コレクタ表面に固着させる部分硬化エラ
    ストマーの被膜を含むことを特徴とする請求項１１記載
    の粒子コレクタと組み合わせたイオン注入機。
  18. 【請求項１８】 部分硬化エラストマーの被膜は、シリ
    コーンエラストマーを含むことを特徴とする請求項１７
    記載の粒子コレクタと組み合わせたイオン注入機。
  19. 【請求項１９】 粒子コレクタは、調整された厚さの金
    属発泡体であることを特徴とする請求項１１記載の装
    置。
  20. 【請求項２０】 金属発泡体はアルミニウムで形成され
    ていることを特徴とする請求項１９記載の装置。
  21. 【請求項２１】 金属発泡体は、発泡体を形成する孔の
    密度に基づいた発泡体密度を備えていることを特徴とす
    る請求項２０記載のイオン注入機。
  22. 【請求項２２】 発泡体密度は、厚さが約０．２５イン
    チの材料の平板スラブの場合に金属塊の６〜８％に制御
    されることを特徴とする請求項１９記載の装置。
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