JP2003272555A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
- Publication number
- JP2003272555A JP2003272555A JP2002071249A JP2002071249A JP2003272555A JP 2003272555 A JP2003272555 A JP 2003272555A JP 2002071249 A JP2002071249 A JP 2002071249A JP 2002071249 A JP2002071249 A JP 2002071249A JP 2003272555 A JP2003272555 A JP 2003272555A
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- Japan
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- arc chamber
- plasma
- ion implantation
- ion
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Abstract
(57)【要約】
【課題】プラズマ停止中のアークチャンバーの温度低下
を抑え、絶縁不良を防止するイオン注入装置を提供す
る。 【解決手段】イオン注入装置１００は、イオンソース部
１０１からビームライン部１０２を介してエンドステー
ション部１０３に至る機構が構成されている。イオンソ
ース部１０１では、アークチャンバー１１、引き出し電
極１６、質量分析器１８が装備されている。アークチャ
ンバー１１内にはガイシ１２に支持されたフィラメント
１３が設けられている。また、アークチャンバー１１を
取り囲む加熱機構として例えばヒーター１４が設けられ
ている。ヒーター１４は、アークチャンバー１１のプラ
ズマの停止時にガイシ１２及びアークチャンバー１１を
加熱しておく機能を有する。
を抑え、絶縁不良を防止するイオン注入装置を提供す
る。 【解決手段】イオン注入装置１００は、イオンソース部
１０１からビームライン部１０２を介してエンドステー
ション部１０３に至る機構が構成されている。イオンソ
ース部１０１では、アークチャンバー１１、引き出し電
極１６、質量分析器１８が装備されている。アークチャ
ンバー１１内にはガイシ１２に支持されたフィラメント
１３が設けられている。また、アークチャンバー１１を
取り囲む加熱機構として例えばヒーター１４が設けられ
ている。ヒーター１４は、アークチャンバー１１のプラ
ズマの停止時にガイシ１２及びアークチャンバー１１を
加熱しておく機能を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体プロセスに
おいてデバイス特性を決定する不純物イオンを注入制御
するイオン注入装置に係り、特に、イオンソース部の絶
縁不良対策に関する。
おいてデバイス特性を決定する不純物イオンを注入制御
するイオン注入装置に係り、特に、イオンソース部の絶
縁不良対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】イオン注入装置は、アークチャンバーを
有し、真空中でプラズマを発生させ不純物をイオン化す
る。引き出し電極によってアークチャンバーから引き出
されたイオンビームは磁界を利用した質量分析法により
分離される。これにより、目的の不純物イオンが電界に
より加速され、半導体ウェハに所定量照射、所定深さ注
入される。
有し、真空中でプラズマを発生させ不純物をイオン化す
る。引き出し電極によってアークチャンバーから引き出
されたイオンビームは磁界を利用した質量分析法により
分離される。これにより、目的の不純物イオンが電界に
より加速され、半導体ウェハに所定量照射、所定深さ注
入される。
【０００３】アークチャンバー内にはフィラメントが設
けられ、イオン注入処理時、アークチャンバー内ではフ
ィラメントからの熱電子放出をトリガとしてアーク放電
が起こる。これによりプラズマが生成され、引き出し電
極に電圧が印加されることによりイオンビームが引き出
される。
けられ、イオン注入処理時、アークチャンバー内ではフ
ィラメントからの熱電子放出をトリガとしてアーク放電
が起こる。これによりプラズマが生成され、引き出し電
極に電圧が印加されることによりイオンビームが引き出
される。
【０００４】アークチャンバー内はプラズマ発生により
高温になる。従って、アークチャンバー自体も例えば約
１０００℃というような高温となる。アークチャンバー
内は使用時間が嵩む分だけプラズマ生成物（チャンバー
材との化合物も含む）が付着するようになる。フィラメ
ントやそれを支持するガイシにおいてもこのような生成
物の付着は避けられない。よって絶縁不良防止のため、
アークチャンバーの定期的な交換は重要である。
高温になる。従って、アークチャンバー自体も例えば約
１０００℃というような高温となる。アークチャンバー
内は使用時間が嵩む分だけプラズマ生成物（チャンバー
材との化合物も含む）が付着するようになる。フィラメ
ントやそれを支持するガイシにおいてもこのような生成
物の付着は避けられない。よって絶縁不良防止のため、
アークチャンバーの定期的な交換は重要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】イオン注入装置では、
イオンソースのガス切替え時、点検作業などにアークチ
ャンバー内のプラズマを停止する必要がある。すると、
チャンバー内温度は低下し、上記プラズマ生成物は収縮
する。これにより、生成物がガイシ・フィラメント間、
またはガイシ・アークチャンバー間に定着し易く、早期
に絶縁不良を起こしてしまう。
イオンソースのガス切替え時、点検作業などにアークチ
ャンバー内のプラズマを停止する必要がある。すると、
チャンバー内温度は低下し、上記プラズマ生成物は収縮
する。これにより、生成物がガイシ・フィラメント間、
またはガイシ・アークチャンバー間に定着し易く、早期
に絶縁不良を起こしてしまう。
【０００６】本発明は、上記のような事情を考慮してな
されたもので、プラズマ停止中のアークチャンバーの温
度低下を抑え、絶縁不良を防止するイオン注入装置を提
供しようとするものである。
されたもので、プラズマ停止中のアークチャンバーの温
度低下を抑え、絶縁不良を防止するイオン注入装置を提
供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るイオン注入
装置は、イオンソースから引き出されるイオンビームが
質量分析され加速されて所定の不純物イオンを半導体ウ
ェハに照射するようにしたイオン注入装置であって、前
記イオンソースの構造としてプラズマを発生させるアー
クチャンバー及びその内部に設けられたフィラメントが
ガイシに支持された構成を有し、プラズマの停止時に前
記ガイシ及びアークチャンバーを加熱する加熱機構が装
備されていることを特徴とする。
装置は、イオンソースから引き出されるイオンビームが
質量分析され加速されて所定の不純物イオンを半導体ウ
ェハに照射するようにしたイオン注入装置であって、前
記イオンソースの構造としてプラズマを発生させるアー
クチャンバー及びその内部に設けられたフィラメントが
ガイシに支持された構成を有し、プラズマの停止時に前
記ガイシ及びアークチャンバーを加熱する加熱機構が装
備されていることを特徴とする。
【０００８】上記本発明に係るイオン注入装置によれ
ば、プラズマが停止されアークチャンバーの温度が低く
なるところを加熱機構により温度低下を防ぐ。これによ
り、チャンバー内はガイシへの生成物の収縮、付着が抑
えられ絶縁不良の防止に寄与する。
ば、プラズマが停止されアークチャンバーの温度が低く
なるところを加熱機構により温度低下を防ぐ。これによ
り、チャンバー内はガイシへの生成物の収縮、付着が抑
えられ絶縁不良の防止に寄与する。
【０００９】また、上記本発明に係るイオン注入装置に
おいて、前記加熱機構は、プラズマ停止時においてアー
クチャンバーをプラズマ発生時に比べて所定範囲の温度
変化に維持するように駆動制御されることを特徴とす
る。アークチャンバーの温度低下を次の立ち上げまでに
最小限に抑えればよいので保温する形態でよい。好まし
くは、前記加熱機構は、ガイシに接触しアークチャンバ
ーを取り囲むように設けられたヒーターを含むことを特
徴とする。
おいて、前記加熱機構は、プラズマ停止時においてアー
クチャンバーをプラズマ発生時に比べて所定範囲の温度
変化に維持するように駆動制御されることを特徴とす
る。アークチャンバーの温度低下を次の立ち上げまでに
最小限に抑えればよいので保温する形態でよい。好まし
くは、前記加熱機構は、ガイシに接触しアークチャンバ
ーを取り囲むように設けられたヒーターを含むことを特
徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態に係
るイオン注入装置の要部構成を示す概観図である。イオ
ン注入装置１００は、イオンソース部１０１からビーム
ライン部１０２を介してエンドステーション部１０３に
至る機構が構成されている。図は代表して大電流機の装
置構成を示すもので本発明に係る構成以外の一般的な詳
細構成は省略する。
るイオン注入装置の要部構成を示す概観図である。イオ
ン注入装置１００は、イオンソース部１０１からビーム
ライン部１０２を介してエンドステーション部１０３に
至る機構が構成されている。図は代表して大電流機の装
置構成を示すもので本発明に係る構成以外の一般的な詳
細構成は省略する。
【００１１】イオンソース部１０１では、アークチャン
バー１１、引き出し電極１５、質量分析器１６が装備さ
れている。アークチャンバー１１内にはガイシ１２に支
持されたフィラメント１３が設けられている。また、ア
ークチャンバー１１を取り囲む加熱機構として例えばヒ
ーター１４が設けられている。
バー１１、引き出し電極１５、質量分析器１６が装備さ
れている。アークチャンバー１１内にはガイシ１２に支
持されたフィラメント１３が設けられている。また、ア
ークチャンバー１１を取り囲む加熱機構として例えばヒ
ーター１４が設けられている。
【００１２】イオン注入処理時、アークチャンバー１１
内ではフィラメント１３からの熱電子放出をトリガとし
たアーク放電を発生させる。これによりプラズマが生成
され、引き出し電極１５に電圧が印加されることにより
イオンビームＩＢが引き出される。質量分析器１６は、
質量分析マグネットを配しアークチャンバー１１からの
イオンビームＩＢから必要なイオンを分離する。
内ではフィラメント１３からの熱電子放出をトリガとし
たアーク放電を発生させる。これによりプラズマが生成
され、引き出し電極１５に電圧が印加されることにより
イオンビームＩＢが引き出される。質量分析器１６は、
質量分析マグネットを配しアークチャンバー１１からの
イオンビームＩＢから必要なイオンを分離する。
【００１３】その後、図示しないが磁気収束作用を利用
してイオンビームが分析スリットに絞り込まれてビーム
ライン部１０２へと導かれる。ビームライン部１０２に
おいて電界による加速及びレンズ系で収束されたイオン
ビームは、例えばマグネット走査され、エンドステーシ
ョン部１０３の注入処理室に至る。これにより、注入処
理室にセットされた半導体ウェハに目的のイオンが所定
量照射、所定深さ注入される。
してイオンビームが分析スリットに絞り込まれてビーム
ライン部１０２へと導かれる。ビームライン部１０２に
おいて電界による加速及びレンズ系で収束されたイオン
ビームは、例えばマグネット走査され、エンドステーシ
ョン部１０３の注入処理室に至る。これにより、注入処
理室にセットされた半導体ウェハに目的のイオンが所定
量照射、所定深さ注入される。
【００１４】この実施形態では、加熱機構としてヒータ
ー１４がアークチャンバー１１を取り囲むように設けら
れている。ヒーター１４は、アークチャンバー１１のプ
ラズマの停止時にガイシ１２及びアークチャンバー１１
を加熱しておく機能を有する。ヒーター１４は例えばセ
ラミックヒーターであり、内蔵の電熱線により昇温制御
される。
ー１４がアークチャンバー１１を取り囲むように設けら
れている。ヒーター１４は、アークチャンバー１１のプ
ラズマの停止時にガイシ１２及びアークチャンバー１１
を加熱しておく機能を有する。ヒーター１４は例えばセ
ラミックヒーターであり、内蔵の電熱線により昇温制御
される。
【００１５】図２は、上記実施形態によるヒーター１４
の保温機能を有したアークチャンバー内の温度変化（実
線）と、従来のアークチャンバー内の温度変化（破線）
を示す特性図である。図１及び図２を参照しながら以下
説明する。
の保温機能を有したアークチャンバー内の温度変化（実
線）と、従来のアークチャンバー内の温度変化（破線）
を示す特性図である。図１及び図２を参照しながら以下
説明する。
【００１６】イオンソースとしてのガス切替え時、ある
いは点検作業などにアークチャンバー内のプラズマは停
止される。プラズマ発生時ではアークチャンバー１１自
体も例えば約１０００℃というような高温となってい
る。このまま時間が経過するとチャンバー内温度は低下
し（図２の破線）、上述したようにプラズマ生成物の悪
影響が懸念される。特にプラズマガスを排出する際、チ
ャンバー内温度は急激に低下し、生成物が収縮しチャン
バー壁面への定着の度合いが増す。
いは点検作業などにアークチャンバー内のプラズマは停
止される。プラズマ発生時ではアークチャンバー１１自
体も例えば約１０００℃というような高温となってい
る。このまま時間が経過するとチャンバー内温度は低下
し（図２の破線）、上述したようにプラズマ生成物の悪
影響が懸念される。特にプラズマガスを排出する際、チ
ャンバー内温度は急激に低下し、生成物が収縮しチャン
バー壁面への定着の度合いが増す。
【００１７】そこで、プラズマ停止時にヒーター１４を
駆動に切替える。これまでヒーター１４にも実質的に予
熱が加えられていることになるので、その後のアークチ
ャンバー１１の温度低下が防止される（図２の実線）。
ヒーター１４はアークチャンバー１１の数百度の保温に
寄与する程度の駆動力を有していればよく、好ましくは
設定温度を約５００℃としてアークチャンバー１１を保
温する。
駆動に切替える。これまでヒーター１４にも実質的に予
熱が加えられていることになるので、その後のアークチ
ャンバー１１の温度低下が防止される（図２の実線）。
ヒーター１４はアークチャンバー１１の数百度の保温に
寄与する程度の駆動力を有していればよく、好ましくは
設定温度を約５００℃としてアークチャンバー１１を保
温する。
【００１８】これにより、プラズマガスの排出時にプラ
ズマ生成物の収縮、付着が抑えられる。この結果、ガイ
シ１２・フィラメント１３間、またはガイシ１２・アー
クチャンバー１１間の絶縁は保たれ、アークチャンバー
１１の稼動再開時にプラズマをスムーズに立ち上げする
ことができる。プラズマが安定すればヒーター１４の駆
動は停止させる。
ズマ生成物の収縮、付着が抑えられる。この結果、ガイ
シ１２・フィラメント１３間、またはガイシ１２・アー
クチャンバー１１間の絶縁は保たれ、アークチャンバー
１１の稼動再開時にプラズマをスムーズに立ち上げする
ことができる。プラズマが安定すればヒーター１４の駆
動は停止させる。
【００１９】上記実施形態の構成によれば、プラズマが
停止されアークチャンバー１１の温度が低くなるところ
をヒーター１４の作用により、温度低下を防ぐ。これに
より、従来に比べプラズマ生成物（チャンバー材との化
合物も含む）の影響が格段に低減できる。すなわち、絶
縁不良防止に大いに寄与し、イオンソース内各所のガイ
シ（１２）やフィラメント１３を含むアークチャンバー
１１の定期的な交換頻度は減少する。これにより、メン
テナンスコストの低減、イオン注入装置の稼動効率の向
上に寄与する。なお、加熱機構としてヒーター１４を装
備したが、他の加熱機構、例えばランプなど代りに装備
することも考えられる。
停止されアークチャンバー１１の温度が低くなるところ
をヒーター１４の作用により、温度低下を防ぐ。これに
より、従来に比べプラズマ生成物（チャンバー材との化
合物も含む）の影響が格段に低減できる。すなわち、絶
縁不良防止に大いに寄与し、イオンソース内各所のガイ
シ（１２）やフィラメント１３を含むアークチャンバー
１１の定期的な交換頻度は減少する。これにより、メン
テナンスコストの低減、イオン注入装置の稼動効率の向
上に寄与する。なお、加熱機構としてヒーター１４を装
備したが、他の加熱機構、例えばランプなど代りに装備
することも考えられる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ヒーター等加熱機構をアークチャンバー保温のために装
備する。これにより、一時的にプラズマが停止されアー
クチャンバーの温度が低くなるところを降温させずに再
稼動まで待機する。この結果、プラズマ停止中のアーク
チャンバー内の絶縁不良を防止し、これにより、メンテ
ナンスコストの低減、イオン注入装置の稼動効率の向上
に寄与するイオン注入装置を提供することができる。
ヒーター等加熱機構をアークチャンバー保温のために装
備する。これにより、一時的にプラズマが停止されアー
クチャンバーの温度が低くなるところを降温させずに再
稼動まで待機する。この結果、プラズマ停止中のアーク
チャンバー内の絶縁不良を防止し、これにより、メンテ
ナンスコストの低減、イオン注入装置の稼動効率の向上
に寄与するイオン注入装置を提供することができる。
【図１】本発明の一実施形態に係るイオン注入装置の要
部構成を示す概観図である。
部構成を示す概観図である。
【図２】図１の構成によるヒーターの保温機能を有した
アークチャンバー内の温度変化（実線）と、従来のアー
クチャンバー内の温度変化（破線）を示す特性図であ
る。
アークチャンバー内の温度変化（実線）と、従来のアー
クチャンバー内の温度変化（破線）を示す特性図であ
る。
１００…イオン注入装置
１０１…イオンソース部
１０２…ビームライン部
１０３…エンドステーション部
１１…アークチャンバー
１２…ガイシ
１３…フィラメント
１４…ヒーター
１５…引き出し電極
１６…質量分析器
ＩＢ…イオンビーム
Claims (3)
- 【請求項１】 イオンソースから引き出されるイオンビ
ームが質量分析され加速されて所定の不純物イオンを半
導体ウェハに照射するようにしたイオン注入装置であっ
て、 前記イオンソースの構造としてプラズマを発生させるア
ークチャンバー及びその内部に設けられたフィラメント
がガイシに支持された構成を有し、プラズマの停止時に
前記ガイシ及びアークチャンバーを加熱する加熱機構が
装備されていることを特徴とするイオン注入装置。 - 【請求項２】 前記加熱機構は、プラズマ停止時におい
てアークチャンバーをプラズマ発生時に比べて所定範囲
の温度変化に維持するように駆動制御されることを特徴
とする請求項１記載のイオン注入装置。 - 【請求項３】 前記加熱機構は、ガイシに接触しアーク
チャンバーを取り囲むように設けられたヒーターを含む
ことを特徴とする請求項１または２記載のイオン注入装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002071249A JP2003272555A (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002071249A JP2003272555A (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | イオン注入装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003272555A true JP2003272555A (ja) | 2003-09-26 |
Family
ID=29201578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002071249A Withdrawn JP2003272555A (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003272555A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009163981A (ja) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Hitachi High-Technologies Corp | ガス電界電離イオン源，荷電粒子顕微鏡、及び装置 |
| JP2012169297A (ja) * | 2012-05-11 | 2012-09-06 | Hitachi High-Technologies Corp | ガス電界電離イオン源，荷電粒子顕微鏡、及び装置 |
| JP7414602B2 (ja) | 2020-03-18 | 2024-01-16 | 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 | イオン生成装置 |
-
2002
- 2002-03-15 JP JP2002071249A patent/JP2003272555A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009163981A (ja) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Hitachi High-Technologies Corp | ガス電界電離イオン源，荷電粒子顕微鏡、及び装置 |
| JP2012169297A (ja) * | 2012-05-11 | 2012-09-06 | Hitachi High-Technologies Corp | ガス電界電離イオン源，荷電粒子顕微鏡、及び装置 |
| JP7414602B2 (ja) | 2020-03-18 | 2024-01-16 | 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 | イオン生成装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |