JP2004076140A - Ion beam generating device and its cleaning method - Google Patents

Ion beam generating device and its cleaning method Download PDF

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JP2004076140A
JP2004076140A JP2002241290A JP2002241290A JP2004076140A JP 2004076140 A JP2004076140 A JP 2004076140A JP 2002241290 A JP2002241290 A JP 2002241290A JP 2002241290 A JP2002241290 A JP 2002241290A JP 2004076140 A JP2004076140 A JP 2004076140A
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electrode
ion beam
plasma
reducing gas
frequency power
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Application number
JP2002241290A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiya Higuchi
樋口 佳也
Onei B
B.オネイ
Sadao Uchikawa
内川 貞夫
Katsumi Tokikuchi
登木口 克己
Takayoshi Seki
関  孝義
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi High Technologies Corp
Hitachi Ltd
Hitachi High Tech Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ion beam generating device capable of removing an insulation film deposited on the surface of an electrode by a highly reactive ionic species without the release of vacuum, the disassembly of the device and the exchange of a parts, and a cleaning method therefor. <P>SOLUTION: A high frequency voltage is applied at the electrode extracting an ion beam from a plasma in a plasma chamber and a reductive gas is introduced into the vicinity of the electrode to form a plasma and a radical of the reductive gas at the vicinity of the electrode by the high frequency voltage and to remove a film adhered to the electrode by the reducing action of the plasma and the radical. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はイオンビーム発生装置及びそれのクリーニング方法に係り、特に、酸素イオンビームの如く電極などの金属と化学反応して絶縁被膜を形成しやすいイオン種を扱うものに好適なイオンビーム発生装置及びそれのクリーニング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体のバルクシリコン中に酸素イオンを注入し、埋め込み酸化膜を形成するSIMOX(separation by Implanted Oxygen)ウエハが高速低消費電力デバイス用ウエハとして注目されている。
【0003】
このSIMOXウエハを生産する酸素イオン注入装置には、大電流の酸素イオンビームを生成し、ビームとして引き出すイオン源が必要である。この時、取り扱うイオン種が酸素であるため、これがイオンビームの引き出しや加速に用いられるモリブテンなどからなる金属製電極と一部化学反応する。この反応により、金属性電極の表面には酸化モリブテンなどの絶縁被膜が形成される。電極の表面に絶縁被膜が形成されると、表面に付着した電荷を吸収できなくなるため、電極電位を維持できなくなる。これは放電や絶縁破壊の原因になるばかりでなく、ビームの加速や集束など、電極本来の役割を果たすことを妨げ、イオン源としての機能を損なう。
【0004】
従来は、これをイオン源あるいはイオンビーム発生装置としての寿命ととらえ、装置を分解して電極を交換するなどしていた。しかし、装置を分解するには真空を解除しなければならず、また、高精度の取り付けを要する電極の再組立には、時間の掛る調整が必要となる。
【0005】
また、上記のような量産ウエハの生産に用いるイオン注入装置においては、このようなメンテナンスによる休止がトータルの生産スループットを大いに低下させてしまうという問題があった。
【0006】
大電流のイオン源は、一般にプラズマを生成するプラズマ生成室、これからビームを引き出すための孔を設けた第一電極(プラズマ電極),プラズマ室との間で引き出し電界を形成する第二電極(減速電極),イオン源出口以降の空間を接地電位にする第三電極(接地電極)で構成されることが多い。正イオンを引き出す場合は、例えば第一電極に20kV、第二電極に−1kV、第三電極に0Vなどと電圧を印加する。第二電極にマイナス電位を与えるのは、ビーム中に捕捉された電子がイオン源内部に流入しないようにするためである。また、プラズマ電極と減速電極の間にもう一枚、ビーム集束を調整するための電極を設け、4電極にしたものもある。
【0007】
このような構成において、最も絶縁被膜が形成されやすいのは、イオンを引きつける電位が与えられ、かつ、プラズマの引き出し面に対面している第二電極である。
【0008】
ビーム応用装置で用いられるイオン源において、イオン源の電極をクリーニングすることを目的にした従来例には、以下のものがある。
【0009】
即ち、特開昭63−126225号公報には、イオンビームエッチングまたはイオンエッチング装置において、イオン源の任意の電極に高周波を印加して電極近傍にアルゴンなどのプラズマを生成し、このプラズマのスパッタ作用で電極に付着している堆積物を除去することが記載されている。
【0010】
一方、特開平06−267475号公報には、イオン注入時以外のときにイオン源のプラズマ室内で水素プラズマを生成し、プラズマ室内部の付着物を除去することが記載されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特開昭63−126225号公報に記載されたものを用いた場合、スパッタ作用ではじき飛ばされた堆積物の分子、又はクラスタは、対向する電極面などに再付着する可能性が高く、再付着した電極面において上記で説明した問題を再度引き起こす可能性がある。また、堆積物が除去された電極を過剰にスパッタすると、電極の地肌である金属面がスパッタされ、この金属原子は、電極間を絶縁する碍子の表面などに付着してこれをメッキし、絶縁不良を起こす可能性がある。
【0012】
一方、特開平06−267475号公報を用いたものでは、イオン源の外側にある電極表面には水素プラズマが届きにくいため、イオン源の外側にある任意の電極表面の堆積物を除去するのは困難である。
【0013】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、電極表面の酸化物の絶縁被膜を、装置を分解して電極を交換することなしに除去し、メンテナンスによる休止を大幅に短縮できるイオンビーム発生装置及びそれのクリーニング方法を提供するにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記目的を達成するために、内部にプラズマを生成するプラズマ室と、該プラズマ室からイオンビームを引き出す複数の電極と、該複数の電極のうち被膜を除去したい電極に接続されて高周波電圧を印加する高周波電源と、該高周波電源からの高周波電源が印加される電極近傍に還元性ガスを導入する還元性ガス導入手段とを備えているイオンビーム発生装置、及びプラズマ室内のプラズマからイオンビームを引き出す電極に高周波電圧を印加すると共に、該電極近傍に還元性ガスを導入し、前記高周波電圧によって前記電極近傍に前記還元性ガスのプラズマ及びラジカルを生成し、該プラズマ及びラジカルの還元作用によって前記電極に付着している被膜を除去するイオンビーム発生装置のクリーニング方法としたことを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。
【0016】
まず図2を用いて、本発明を適用する前の従来の酸素イオン注入装置のイオン源における通常の動作、即ち酸素イオンビームの引き出しと、これを長時間行った際に起こる電極への酸化物付着について説明し、その後に、このイオン源に本発明を適用し、イオンビーム引き出し休止中に、本発明を用いて行うクリーニング動作について説明する。
【0017】
図2は、3電極で構成したマイクロ波によるイオンビーム発生装置、即ちマイクロ波イオン源の断面を示す。
【0018】
該図において、プラズマ室1には、本図には図示しない導波管によりマイクロ波2が導入され、また本図には図示しないコイルによって磁場3が印加される。マイクロ波2の振動電界と磁場3によって電子サイクロトロン共鳴が起き、プラズマ室1内にプラズマ4が生成する。このときプラズマ室1と第一電極(プラズマ電極)5には電源6により正の電位(数十kV)が印加されており、プラズマ4の空間電位もこれに近い値に維持される。第一電極5には、1つまたは複数の孔7が開けられている。第一電極5より下流には第二電極(減速電極)8が設置され、これには電源9により負の電位(−数kV)が印加され、同様に複数の孔7が開けられている。第二電極8より下流には同様に第三電極(設置電極)10が設置され、接地電位に保たれる。これらの電極にはモリブテンなどが用いられる。各電極間には絶縁碍子11が設けられ、高電圧の絶縁と電極の保持を担う。このときプラズマ室1のイオンは、第一電極(プラズマ電極)5の孔7から沁みこむ電界によって引き出され、イオンビーム12となって下流に向かって飛行し、図示しないが、ウエハなどの被処理物に照射される。以上が本イオン源の通常の動作である。
【0019】
本イオン源を酸素イオン注入装置などに用いるには、プラズマ室1に酸素を供給し、酸素ビームを出射する。このときイオンビーム12中の酸素イオンの一部は、ビーム内に滞在する中性ガスと衝突して反跳され、電極面に衝突する。また、これら反跳イオンが電極近傍に滞在する酸素と衝突して、さらに酸素イオンや酸素ラジカルを生成することもある。これらの酸素イオンや酸素ラジカルは電極のモリブテンを酸化させ、電極表面に酸化モリブテンの被膜を形成する。
【0020】
このような問題を解決するため、本発明を用いる。本発明の構成を図1に示す。図1では、図2で説明したイオン源に、本発明の構成要件である電極への高周波印加手段と、クリーニング用のガス供給手段とを追加している。
【0021】
図1に示す本実施形態は、被膜を除去する対象の電極として、第二電極8を選んだ場合についてである。
【0022】
クリーニング時は、第一電極5の印加電圧をスイッチ13,第二電極8の電圧印加をスイッチ14によって解除し、第二電極8には高周波電源15を電気的に接続する。一方、第二電極8が存在する空間が位置する絶縁碍子11にはクリーニングガス供給口18を設け、これにバルブ17のついた配管21が接続され、この配管21を介して第二電極8が存在する空間に水素ガス19を供給する。高周波電源15から13.56MHz 程度の周波数の高周波を印加すると、第二電極8の表面において水素プラズマ20が生成する。このとき、水素イオンと電子が発生する。また、電子が水素ガスに衝突する際のエネルギーにより中性の水素ガスが励起され、水素ラジカルH も同時に発生することになる。そのとき電極表面の酸化モリブテン被膜上では下記のような還元反応が進行する。
【0023】
6H+6e+MoO → Mo+3HO        (反応式(1))
3H +MoO → Mo+3HO          (反応式(2))
反応式(1)は水素イオンによる反応、反応式(2)は水素ラジカルによる反応である。このように酸化モリブテンが還元反応により分解され、電極表面の酸化モリブテン被膜は除去される。このとき生成したHO は真空ポンプにより排気する。
【0024】
アルゴンなどの重いイオンを使い、バイアス電圧を印加することにより大きな運動エネルギーを与えてイオン衝突させるスパッタ方式においては、酸化モリブテンが分子やクラスタ状態で飛散し、電極の対向面などに再付着するが、上記反応式のような還元反応では、析出したモリブテン原子Moは電極のモリブテン表面に残され電極と結合する。また反応が進行して酸化モリブテン被膜が完全に除去されれば、還元反応はこれ以上進まず、スパッタ方式のように過剰処理によりモリブテン原子Moがスパッタされて飛散することはほとんど起こらない。このためモリブテン原子が絶縁碍子の表面に付着して、沿面放電を起こしやすくなるなどの弊害を避けることができる。
【0025】
高周波電源を接続する電極を任意に選ぶことにより、どの電極の近傍にも水素イオンや水素ラジカルを生成できるため、イオン源から離れた電極でもクリーニングすることができる。
【0026】
処理のシーケンスとしては、処理済みのウエハを交換する際に毎回クリーニングする。その場合、酸化被膜はあまり堆積していないため、短時間のクリーニングで済む。これによりウエハ交換時間内で毎回クリーニングを終了し、装置のスループットを落とすことなく連続的に稼動できるようになる。
【0027】
電極に用いられる高融点金属にはニオブ,タンタル,モリブテン,タングステンなどがある。このうちニオブ,タンタルは5A族に属し、モリブテン,タングステンは6A族に属する。5A族は水素に対する固溶度(固体内に取り込まれる度合い)が大きく、6A族はこれが極めて小さい。例えばモリブテンの水素固溶度は重さ当り0.1ppmと、ニオブの90000分の1、タンタルの40000分の1である。このことから、モリブテンあるいはタングステンの電極を用いることで、水素に対する脆化は極めて小さくすることができる。
【0028】
このように本実施例とすることにより、真空の解除,装置の分解・再組立なしに絶縁被膜を除去することができ、イオン源の寿命を延ばすことができるようになる。これにより半導体製造ラインで重要なスループットを大幅に向上できる。またクリーニングされた酸化物が電極の対向面などに再付着して問題を再発させたり、スパッタされた金属原子が絶縁碍子表面に付着して、沿面放電を起こしやすくなるなどの弊害を避けることができる。
【0029】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、電極表面の酸化物の絶縁被膜を、装置を分解して電極を交換することなしに除去することが可能となり、メンテナンスによる休止を大幅に短縮できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における酸素イオン注入装置の構成と作用を説明する断面図である。
【図2】従来の酸素イオン注入装置における装置の構成と通常の作用を説明する断面図である。
【符号の説明】
1…プラズマ室、2…マイクロ波、3…磁場、4…プラズマ、5…第一電極、6,9…電源、7…孔、8…第二電極、10…第三電極、11…絶縁碍子、12…イオンビーム、13,14…スイッチ、15…高周波電源、17…バルブ、
18…クリーニングガス供給口、19…水素ガス、21…配管。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ion beam generator and a method for cleaning the same, and more particularly, to an ion beam generator suitable for handling an ion species which easily reacts with a metal such as an electrode to form an insulating film, such as an oxygen ion beam, and It relates to the cleaning method.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, a SIMOX (separation by implanted oxygen) wafer in which oxygen ions are implanted into bulk silicon of a semiconductor to form a buried oxide film has attracted attention as a wafer for a high-speed and low-power-consumption device.
[0003]
The oxygen ion implanter for producing the SIMOX wafer requires an ion source for generating a high-current oxygen ion beam and extracting it as a beam. At this time, since the ion species to be handled is oxygen, it partially chemically reacts with a metal electrode made of molybdenum or the like used for extracting or accelerating the ion beam. By this reaction, an insulating film such as molybdenum oxide is formed on the surface of the metallic electrode. If an insulating film is formed on the surface of the electrode, the charge attached to the surface cannot be absorbed, so that the electrode potential cannot be maintained. This not only causes discharge and dielectric breakdown, but also prevents the electrode from fulfilling its essential role of accelerating and focusing, and impairs its function as an ion source.
[0004]
Conventionally, this was regarded as the life as an ion source or an ion beam generator, and the electrode was replaced by disassembling the apparatus. However, in order to disassemble the device, the vacuum must be released, and reassembly of the electrode requiring high-precision mounting requires time-consuming adjustment.
[0005]
Further, in the ion implantation apparatus used for the production of mass-produced wafers as described above, there is a problem that such a stoppage due to the maintenance greatly reduces the total production throughput.
[0006]
The high-current ion source generally includes a plasma generation chamber for generating plasma, a first electrode (plasma electrode) having a hole for extracting a beam therefrom, and a second electrode (deceleration) for forming an extraction electric field between the plasma chamber and the first electrode. Electrode) and a third electrode (ground electrode) that sets the space after the ion source outlet to a ground potential. When extracting positive ions, a voltage of, for example, 20 kV is applied to the first electrode, -1 kV to the second electrode, and 0 V to the third electrode. The reason why the negative potential is applied to the second electrode is to prevent electrons trapped in the beam from flowing into the ion source. Further, there is another type in which another electrode is provided between the plasma electrode and the deceleration electrode for adjusting the beam convergence, and four electrodes are provided.
[0007]
In such a configuration, an insulating film is most likely to be formed on the second electrode which is given a potential for attracting ions and faces the plasma extraction surface.
[0008]
2. Description of the Related Art In an ion source used in a beam application apparatus, there are the following conventional examples for cleaning an electrode of the ion source.
[0009]
That is, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-126225 discloses that in an ion beam etching or ion etching apparatus, a high frequency is applied to an arbitrary electrode of an ion source to generate a plasma such as argon in the vicinity of the electrode. To remove deposits adhering to the electrodes.
[0010]
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-267475 describes that hydrogen plasma is generated in a plasma chamber of an ion source at times other than during ion implantation to remove deposits inside the plasma chamber.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of using the one described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-126225, there is a high possibility that the molecules or clusters of the deposits repelled by the sputtering action will re-attach to the opposing electrode surface and the like. The problem described above may be re-established on the adhered electrode surface. Also, if the electrode from which the deposits are removed is excessively sputtered, the metal surface, which is the background of the electrode, is sputtered, and the metal atoms adhere to the surface of the insulator that insulates between the electrodes, plating this, and insulating the metal. Failure may occur.
[0012]
On the other hand, in the method using Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-267475, it is difficult for hydrogen plasma to reach the electrode surface outside the ion source. Therefore, it is difficult to remove deposits on an arbitrary electrode surface outside the ion source. Have difficulty.
[0013]
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to remove an oxide insulating film on an electrode surface without disassembling a device and replacing an electrode, thereby significantly reducing downtime due to maintenance. An object of the present invention is to provide an ion beam generator which can be shortened to a minimum and a cleaning method thereof.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, in order to achieve the above object, a plasma chamber for generating a plasma therein, a plurality of electrodes for extracting an ion beam from the plasma chamber, and a plurality of the electrodes connected to an electrode whose coating is desired to be removed. An ion beam generator including a high-frequency power supply for applying a high-frequency voltage, and a reducing gas introduction unit for introducing a reducing gas near an electrode to which the high-frequency power supply is applied from the high-frequency power supply; A high-frequency voltage is applied to an electrode for extracting an ion beam, a reducing gas is introduced near the electrode, and a plasma and radicals of the reducing gas are generated near the electrode by the high-frequency voltage, and the plasma and radicals are reduced. A method of cleaning an ion beam generator for removing a film adhered to the electrode by an action. To.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments.
[0016]
First, referring to FIG. 2, a normal operation in an ion source of a conventional oxygen ion implantation apparatus before application of the present invention, that is, extraction of an oxygen ion beam and oxide to an electrode which occurs when the operation is performed for a long time. Adhesion will be described, and thereafter, the present invention is applied to this ion source, and a cleaning operation performed using the present invention while the extraction of the ion beam is stopped will be described.
[0017]
FIG. 2 shows a cross section of a microwave ion beam generator composed of three electrodes, that is, a microwave ion source.
[0018]
In the figure, a microwave 2 is introduced into a plasma chamber 1 by a waveguide not shown in the figure, and a magnetic field 3 is applied by a coil not shown in the figure. Electron cyclotron resonance occurs due to the oscillating electric field and the magnetic field 3 of the microwave 2, and plasma 4 is generated in the plasma chamber 1. At this time, a positive potential (several tens of kV) is applied to the plasma chamber 1 and the first electrode (plasma electrode) 5 by the power supply 6, and the space potential of the plasma 4 is also maintained at a value close to this. The first electrode 5 has one or a plurality of holes 7. A second electrode (deceleration electrode) 8 is provided downstream of the first electrode 5, a negative potential (−several kV) is applied to the second electrode 8 by a power supply 9, and a plurality of holes 7 are similarly formed. Similarly, a third electrode (installation electrode) 10 is installed downstream of the second electrode 8, and is maintained at the ground potential. Molybdenum or the like is used for these electrodes. An insulator 11 is provided between the electrodes to insulate the high voltage and hold the electrodes. At this time, ions in the plasma chamber 1 are extracted by the electric field penetrating from the hole 7 of the first electrode (plasma electrode) 5 and fly downstream as an ion beam 12. The object is irradiated. The above is the normal operation of the present ion source.
[0019]
To use the present ion source in an oxygen ion implanter or the like, oxygen is supplied to the plasma chamber 1 and an oxygen beam is emitted. At this time, some of the oxygen ions in the ion beam 12 collide with the neutral gas staying in the beam and are rebounded, and collide with the electrode surface. In addition, these recoil ions may collide with oxygen staying in the vicinity of the electrode to further generate oxygen ions and oxygen radicals. These oxygen ions and oxygen radicals oxidize molybdenum on the electrode and form a molybdenum oxide film on the electrode surface.
[0020]
The present invention is used to solve such a problem. FIG. 1 shows the configuration of the present invention. In FIG. 1, a high-frequency applying means to the electrode and a gas supply means for cleaning, which are constituent elements of the present invention, are added to the ion source described in FIG.
[0021]
The embodiment shown in FIG. 1 relates to a case where the second electrode 8 is selected as an electrode from which a film is to be removed.
[0022]
At the time of cleaning, the voltage applied to the first electrode 5 is released by the switch 13, and the voltage applied to the second electrode 8 is released by the switch 14, and the high frequency power supply 15 is electrically connected to the second electrode 8. On the other hand, a cleaning gas supply port 18 is provided in the insulator 11 where the space in which the second electrode 8 is located is connected to a pipe 21 having a valve 17, and the second electrode 8 is connected through the pipe 21. The hydrogen gas 19 is supplied to the existing space. When a high frequency of about 13.56 MHz is applied from the high frequency power supply 15, a hydrogen plasma 20 is generated on the surface of the second electrode 8. At this time, hydrogen ions and electrons are generated. In addition, the neutral hydrogen gas is excited by the energy at which electrons collide with the hydrogen gas, and hydrogen radicals H 2 * are also generated at the same time. At this time, the following reduction reaction proceeds on the molybdenum oxide film on the electrode surface.
[0023]
6H + + 6e + MoO 3 → Mo + 3H 2 O (Reaction formula (1))
3H 2 * + MoO 3 → Mo + 3H 2 O (Reaction formula (2))
Reaction formula (1) is a reaction by hydrogen ions, and reaction formula (2) is a reaction by hydrogen radicals. Thus, the molybdenum oxide is decomposed by the reduction reaction, and the molybdenum oxide film on the electrode surface is removed. The H 2 O generated at this time is exhausted by a vacuum pump.
[0024]
In the sputtering method, in which heavy ions such as argon are used and a large kinetic energy is applied by applying a bias voltage to cause ion collision, molybdenum oxide is scattered in the form of molecules and clusters and re-attached to the opposing surface of the electrode. In the reduction reaction as shown in the above reaction formula, the precipitated molybdenum atoms Mo are left on the molybdenum surface of the electrode and are bonded to the electrode. Further, if the reaction proceeds and the molybdenum oxide film is completely removed, the reduction reaction does not proceed any more, and the molybdenum atoms Mo are rarely sputtered and scattered due to excessive treatment unlike the sputtering method. For this reason, it is possible to avoid adverse effects such as molybdenum atoms adhering to the surface of the insulator and easily causing creeping discharge.
[0025]
By arbitrarily selecting an electrode to which a high-frequency power source is connected, hydrogen ions and hydrogen radicals can be generated in the vicinity of any electrode, so that an electrode far from the ion source can be cleaned.
[0026]
As a processing sequence, cleaning is performed every time a processed wafer is replaced. In that case, the oxide film is not deposited very much, so that cleaning in a short time is sufficient. As a result, the cleaning is completed every time within the wafer replacement time, and the apparatus can be operated continuously without lowering the throughput of the apparatus.
[0027]
Refractory metals used for the electrodes include niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten. Of these, niobium and tantalum belong to Group 5A, and molybdenum and tungsten belong to Group 6A. Group 5A has a high solid solubility in hydrogen (the degree of incorporation into the solid), and group 6A has a very low solubility. For example, molybdenum has a hydrogen solid solubility of 0.1 ppm by weight, which is 1 / 90,000 of niobium and 1 / 40,000 of tantalum. Thus, by using molybdenum or tungsten electrodes, embrittlement to hydrogen can be extremely reduced.
[0028]
As described above, according to the present embodiment, the insulating coating can be removed without releasing the vacuum and disassembling and reassembling the apparatus, and the life of the ion source can be extended. As a result, the throughput that is important in a semiconductor manufacturing line can be greatly improved. Also, it is necessary to avoid adverse effects such as the re-adhesion of the cleaned oxide to the opposing surface of the electrode and the like, and the repetition of the problem, and the sputtered metal atoms adhering to the surface of the insulator to easily cause surface discharge. it can.
[0029]
【The invention's effect】
According to the present invention described above, it is possible to remove the oxide insulating film on the electrode surface without disassembling the device and replacing the electrode, and there is an effect that the downtime due to maintenance can be greatly reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the configuration and operation of an oxygen ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration and a normal operation of a conventional oxygen ion implantation apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plasma chamber, 2 ... Microwave, 3 ... Magnetic field, 4 ... Plasma, 5 ... First electrode, 6, 9 ... Power supply, 7 ... Hole, 8 ... Second electrode, 10 ... Third electrode, 11 ... Insulator , 12 ... ion beam, 13, 14 ... switch, 15 ... high frequency power supply, 17 ... valve,
18 cleaning gas supply port, 19 hydrogen gas, 21 pipe.

Claims (10)

内部にプラズマを生成するプラズマ室と、該プラズマ室からイオンビームを引き出す電極と、該電極に高周波電圧を印加する高周波電源と、該高周波電源からの高周波電源が印加される電極近傍に還元性ガスを導入する還元性ガス導入手段とを備えていることを特徴とするイオンビーム発生装置。A plasma chamber for generating plasma therein, an electrode for extracting an ion beam from the plasma chamber, a high-frequency power supply for applying a high-frequency voltage to the electrode, and a reducing gas near the electrode to which the high-frequency power from the high-frequency power supply is applied An ion beam generator, comprising: a reducing gas introducing means for introducing a gas. 内部にプラズマを生成するプラズマ室と、該プラズマ室からイオンビームを引き出す複数の電極と、該複数の電極のうち被膜を除去したい電極に接続されて高周波電圧を印加する高周波電源と、該高周波電源からの高周波電源が印加される電極近傍に還元性ガスを導入する還元性ガス導入手段とを備えていることを特徴とするイオンビーム発生装置。A plasma chamber for generating plasma therein, a plurality of electrodes for extracting an ion beam from the plasma chamber, a high-frequency power supply connected to an electrode of the plurality of electrodes from which a coating is to be removed and applying a high-frequency voltage, and the high-frequency power supply An ion beam generator comprising: a reducing gas introducing means for introducing a reducing gas into the vicinity of an electrode to which a high-frequency power source is applied. 内部にプラズマを生成するプラズマ室と、該プラズマ室からイオンビームを引き出すプラズマ電極と、該プラズマ電極の下流側に設置され、前記プラズマ室との間で引き出し電界を形成する減速電極と、該減速電極の下流側に設置され、出口以降の空間を接地電位にする接地電極と、これら複数の電極のうち被膜を除去したい電極に接続されて高周波電圧を印加する高周波電源と、該高周波電源からの高周波電源が印加された電極近傍に還元性ガスを導入する還元性ガス導入手段とを備えていることを特徴とするイオンビーム発生装置。A plasma chamber for generating plasma therein, a plasma electrode for extracting an ion beam from the plasma chamber, a deceleration electrode disposed downstream of the plasma electrode and forming an extraction electric field between the plasma chamber and the deceleration electrode; A ground electrode that is installed downstream of the electrode and sets the space after the outlet to a ground potential, a high-frequency power supply that is connected to the electrode whose coating is desired to be removed and applies a high-frequency voltage, An ion beam generator comprising: a reducing gas introduction unit that introduces a reducing gas near an electrode to which a high-frequency power is applied. 前記イオンビームは、酸素イオンビームであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のイオンビーム発生装置。The ion beam generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the ion beam is an oxygen ion beam. 前記還元性ガスは、水素であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のイオンビーム発生装置。The ion beam generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the reducing gas is hydrogen. 前記高周波電源は、前記減速電極に接続されていることを特徴とする請求項3記載のイオンビーム発生装置。The ion beam generator according to claim 3, wherein the high-frequency power supply is connected to the deceleration electrode. 前記電極は、ニオブ,タンタル,モリブデン,タングステンのいずれか1つの材料で形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のイオンビーム発生装置。The ion beam generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the electrode is formed of any one of niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten. プラズマ室内のプラズマからイオンビームを引き出す電極に高周波電圧を印加すると共に、該電極近傍に還元性ガスを導入し、前記高周波電圧によって前記電極近傍に前記還元性ガスのプラズマ及びラジカルを生成し、該プラズマ及びラジカルの還元作用によって前記電極に付着している被膜を除去することを特徴とするイオンビーム発生装置のクリーニング方法。Applying a high-frequency voltage to an electrode for extracting an ion beam from plasma in the plasma chamber, introducing a reducing gas near the electrode, generating the plasma and radicals of the reducing gas near the electrode by the high-frequency voltage, A method of cleaning an ion beam generator, comprising: removing a film adhered to the electrode by a reduction action of plasma and radicals. 前記イオンビームは、酸素イオンビームであることを特徴とする請求項8記載のイオンビーム発生装置のクリーニング方法。9. The cleaning method for an ion beam generator according to claim 8, wherein the ion beam is an oxygen ion beam. 前記還元性ガスは、水素であることを特徴とする請求項8記載のイオンビーム発生装置のクリーニング方法。9. The cleaning method for an ion beam generator according to claim 8, wherein the reducing gas is hydrogen.
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