JPS6020436A - 電界電離型イオン源装置 - 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】 （１）発明の技術分野 本発明は電界電離型イオン源装置、より詳しくは液体金
属を供給するためのニードルを含むニードルタイプのイ
オン源装置において、イオン源を真空を破って取り出す
ことなくイオン源物質ｉ連続して供給しうる装置に関す
る。

（２）技術の背景 例えばウェハに不純物拡散をなす場合には、ウェハにレ
ジスト膜を塗布し、このレジスト膜をバターニングした
後にレジスト膜をマスクにして所望の部分にイオン注入
をなすことは知られている。

前記の如くマスクを使用してイオン注入するに代え、ウ
ェハの特定の部分に直接イオン注入をなしまたは露光を
なすために、その部分にイオンビームを照射する技術が
開発されている。そのためには第１図の概略断面図に示
されるイオン源を用い、液体金属をイオン化する。

第１図において、■はニードル（イオン源ニードル部と
も呼称される）、２は細い穴を形成した引出し電極、３
はイオン源物質、すなわちイオン化したい物質（例えば
低融点金属であるガリウム）を示す。引出し電極２を接
地し、ニードルに例えば５ＫＶの電圧を印加すると、ニ
ードル１のとがった先端に電界が集中し、ニードル１の
先端にあるイオン源物質がイオン化されイオンビームと
なって引出し電極２の孔を通って矢印で示゛す如く飛び
出し所望のイオン注入または照射が実現される。

なお図示の機能は１の真空系内に配置され、電界電離型
液体金属イオン源と呼称される。

ニードル１は例えばタングステン製のループ４に第２図
＋ａｌの正面図に示される如く溶接によって固着され（
ループ４とニードルｌとの結合体はエミッタ部とも呼称
される）、ニードルｌが溶接された部分の外側に、同図
（ｂ）の側面図に示される如くイオン源物質３が溜り、
この溜、り部分はイオン源溜めとも呼称される。

（３）従来技術と問題点 従来のニードルタイプ液体金属イオン源には、そのまま
ではニードルの先端で保持可能なイオン源物質の量が限
られるため、ニードルのイオン源物質溜め手段に改良が
試みられ、その１例は特開昭５７−１３４５６０号に示
されている。

第３図は既に公開されたイオン源装置が斜視図で示され
、同図において１はニードル、４ａは前記ループ４と同
じ構成のヒータ、５は絶縁基板、６はヒータ４ａのらせ
ん状ヒータを示す。この装置においてはらせん状ヒータ
６はニードル１を取り巻いているので、表面張力の小な
る物質や低粘性の物質の保持に有効であるといわれてい
る。更に前記刊行物には、第３図に示す装置に、ニード
ルＩの位置および向きを固定しまたは制御しうるニード
ル支持部材が示されるが、かかる支持部材は本願発明と
は直接に関係するものではないので、その説明は省略す
る。

しかし上記の改良されたニードルにおいても、イオン源
物質をつけ過ぎるとイオン源使用中にイオン源物質が垂
れおちて引出し電極と短絡し使用不能になる問題がある
。またニードルが保持可能なイオン源物質の量には限度
があり、イオン源物質が使用され終ると、系の真空をや
ふり、イオン源物質を補給し、次いで系を再び真空にし
所定のガスを供給するなどの工程が必要になり、このこ
とは作業製を悪くする原因となっている。

（４）発明の目的 本発明は上記従来の問題点に鑑み、電界電離型液体金属
イオン源において、系の真空を保ったまま長時間イオン
源物質の使用が可能な装置を提供することを目的とする
。

（５）発明の構成 そしてこの目的は本発明によれば、真空チャンバ内にお
いて、イオン源ニードルと引出し電極とからなるイオン
源エミッタ部に溶融したイオン源物質を供給する容器を
、前記エミッタ部の近くに配置してなることを特徴とす
る電界電離型イオン源装置を提供することによって達成
される。

（６）発明の実施例 以下本発明実施例を図面によって詳説する。

本願発明者は、イオン源物質を金属製の容器に入れ加熱
して熔かし、これを少量ずつイオン源ニードルに送るこ
とにより、系の真空をやふることなく長期間にわたって
イオン源物質が使用可能なようにすることを考えた。そ
のための装置は第４図に示される。

金属製容器１３の中にイオン源物質を入れ、第１図、第
２図に示したものと同じ構成のニードル１１（イオン源
）とこの金属製容器とを真空チェンバ（図に見てチャン
バ壁１７の斜め右上部分）内にセットする。このとき、
金属製容器１３の先端部が、引出し電極１２の側面にあ
けた孔を通って、ニードル１１の従来例と同じイオン源
溜めの近くにくるように配置する。チャンバ内を真空に
引き所定の真空度に達した後、ヒータ１４に電流を流し
て金属製容器１３内のイオン源物質を溶かす。イオンビ
ームを取り出し続けてニードル１１のイオン源溜めのイ
オン源物質が残り少なくなったことがチャンバに設けた
ビューイング・ボート（のぞき窓）から観察されたなら
ば、マイク′ロメーター１６によって金属製容器１３の
ピストンを押し込み、ニードル１１のイオン源溜めにイ
オン源物質を供給する。このときイオン源物質を加えす
ぎて垂れることのないようビューイング・ボートから観
察する。

金属製容器１３は、ニードル１１との放電を防くために
ニードル１１と同電位に保ち、ニードル１１に固定して
お（。第３図において、符号１５はアース電位のチャン
バ壁１７（その一部のみが図示される）と金属製容器１
３との短絡を防ぎ、かつ、ヒータ１４の熱が逃げること
を防ぐ絶縁性断熱材である。なおチャンバの外部の電気
的内路はニードルに電圧を印加し、またヒータを加熱す
るための通常の回路であるので、それについての説明は
省略する。

（７）発明の効果 以上詳細に説明した如く、本発明によれば、系の真空を
維持したままイオン源のエミッタ部にイオン源物質を供
給することが可能となるため、イオン源をつけ直す従来
の装置に比べて、系を真空に再度引き直す時間が節約さ
れ、装置の稼動率を向上するに効果大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は電界電離型イオン発生装置の原理を示すための
断面図、第２図ｆａ）と（ｂ）はループに固着された第
１図の装置のニードル正面図と側面図、第３図は第２図
のニードルの改良型を示す図、第４図は本発明実施例を
示す図である。 ｉ　、　ｉｉ−一一二一ドル、２．１２−引出し電極、
１３−・・金属性容器、１４−　ヒータ、１５−絶縁断
熱材、１６−マイクロメーター、１７−チャンバ壁 第１図 第２図 （ｏ）　（ｂ） 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空チャンバ内において、イオン源ニードルと引出し電
   極とからなるイオン源エミッタ部に溶融したイオン源物
   質を供給する容器を、前記エミッタ邪の近くに配置して
   なることを特徴とする電界電離型イオン源装置。