JP2004146264A

JP2004146264A - イオン源のクリーニング方法、並びにイオン注入方法及び装置

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Publication number: JP2004146264A
Application number: JP2002311584A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ito; 伊藤　裕之
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】イオン源のプラズマ生成室内を効率よく清浄化するクリーニング方法、並びにＩＣデバイスの製造効率を向上させることが可能なイオン注入方法を提供すること。
【解決手段】高周波イオン源のプラズマ生成室内をクリーニングするに際し、プラズマ生成室内に全ハロゲン化塩化フッ化炭素、三フッ化窒素、ハロゲン化水素及び三フッ化ハロゲンから選ばれる少なくとも１種のクリーニングガスを導入し、該クリーニングガスを励起して活性種を生成させる。これにより、プラズマ生成室内に付着した固形物と活性種とが反応し、プラズマ生成室内が効率よく清浄化される。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はイオン源のクリーニング方法、並びにイオン注入方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＣデバイスにドーパントを埋め込む方法としてイオン注入プロセスが広く利用されている。イオン注入プロセスは、通常、イオン源のプラズマ生成室から所定イオンを引き出して基板に照射することにより行われる。このようなイオン注入プロセスにおけるスループット（単位時間当たりのウェハの処理量）はＩＣデバイスを量産する上で非常に重要な因子であり、従ってイオン注入装置のメインテナンスの頻度や装置の停止時間はできるだけ少ないことが望ましい。
【０００３】
しかし、イオン注入装置の稼働時間が長くなると、プラズマ生成に伴い発生する活性種等が固形物としてプラズマ生成室内に付着・堆積し、例えばイオンが引き出されるスリットが閉塞して装置の機能が低下する場合がある。また、イオン源がアーク放電型のものである場合には、当該固形物により電気的ショートが起こりやすくなる。
【０００４】
このような背景の下、イオン源のクリーニング方法についての検討が進められており、試料に対するイオンビーム照射時以外の時にイオン源に水素プラズマを発生させる方法等が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２６７４７５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のクリーニング方法を用いた場合であっても、プラズマ生成室内に付着・堆積した固形物の除去効率は必ずしも高いとは言えず、プラズマ生成室内を十分に清浄化するためには長時間のクリーニングが必要となる。従ってこの場合も、装置のメインテナンスに要する時間が長くなるため、ＩＣデバイスの製造効率を向上させる根本的な解決策とはならない。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、イオン源のプラズマ生成室内を効率よく清浄化するクリーニング方法、並びにＩＣデバイスの製造効率を向上させることが可能なイオン注入方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のイオン源のクリーニング方法は、高周波イオン源のプラズマ生成室内をクリーニングする方法において、プラズマ生成室内に全ハロゲン化塩化フッ化炭素、三フッ化窒素、ハロゲン化水素及び三フッ化ハロゲンから選ばれる少なくとも１種のクリーニングガスを導入し、該クリーニングガスを励起して活性種を生成させることを特徴とする。
【０００９】
このように、上記特定のクリーニングガスをプラズマ生成室内に導入し、そのクリーニングガスを励起して活性種を生成させることで、当該活性種とプラズマ生成室内の付着・堆積物との反応が速やかに進行するので、プラズマ生成室内を効率よく清浄化できる。また、上記方法は、ｉｎ　ｓｉｔｕでの実施が可能なものであり、イオン源を停止してプラズマ生成室を大気開放する工程や、クリーニング後にプラズマ生成室内を再び減圧する工程などを必要としない。従って、装置のメインテナンスに要する時間の短縮によりＩＣデバイスの製造効率を向上させることが可能となる点で、本発明のイオン源のクリーニング方法は非常に有用である。
【００１０】
なお、本発明でいう高周波イオン源とは、高周波放電によりプラズマ生成を行うもので、マイクロ波イオン源及びＲＦ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）イオン源を包含するものである。
【００１１】
本発明のイオン源のクリーニング方法は、プラズマ生成室内に導入されたクリーニングガスを高周波放電によりプラズマ化させることを特徴としてもよい。これにより、クリーニングガスの励起による活性種の生成を有効に実施することができる。また、かかるクリーニングガスとしては、四フッ化メタン（ＣＦ_４）、六フッ化エタン（Ｃ_２Ｆ_６）、八フッ化プロパン（Ｃ_３Ｆ_８）、塩化三フッ化メタン（ＣＣｌＦ_３）、三フッ化窒素（ＮＦ_３）、三フッ化塩素（ＣｌＦ_３）及び臭化水素（ＨＢｒ）から選ばれる少なくとも１種であることがより好ましい。
【００１２】
また、本発明のイオン源のクリーニング方法は、クリーニングガスが三フッ化ハロゲンであり、プラズマ生成室内に導入されたクリーニングガスを熱により励起することを特徴としてもよい。三フッ化ハロゲンからの活性種の生成は熱励起により容易に行うことができるので、高周波放電等の手段を用いずともプラズマ生成室内を効率よく清浄化することができる。かかる三フッ化ハロゲンとしては三フッ化塩素（ＣｌＦ_３）が好ましい。
【００１３】
また、本発明のイオン源のクリーニング方法は、クリーニングガスが三フッ化窒素及び三フッ化塩素から選ばれる少なくとも１種であり、該クリーニングガスの励起により生成する活性種と、プラズマ生成室の内壁に付着する固形物と、を反応させて固体生成物を成長させることを特徴としてもよい。このようにして固体生成物を成長させることで、プラズマ生成室の内壁と固体生成物との熱膨張率の差や自重により固体生成物が内壁から落下するので、プラズマ生成室内のクリーニングを効果的に実施することができる。また、落下した固体生成物はプラズマ生成室下部に集積するが、その集積位置は高周波イオン源の機能（例えばマイクロ波イオン源におけるマイクロ波の通過）に支障を来すものではない。従って、固体生成物をプラズマ生成室外部に排出せずとも、その後のイオン注入を好適に実施することができる。
【００１４】
また、本発明のイオン源のクリーニング方法は、プラズマ生成室が窒化ホウ素（ＢＮ）で構成されている高周波イオン源のクリーニング方法として特に効果的である。
【００１５】
また、本発明のイオン注入方法は、高周波イオン源のプラズマ生成室にイオン注入用ガスを導入して所定イオンを含むプラズマを生成させ、引出電極によりプラズマ生成室からイオンを引き出して基板に照射するイオン注入工程と、プラズマ生成室内に全ハロゲン化塩化フッ化炭素、三フッ化窒素、ハロゲン化水素及び三フッ化ハロゲンから選ばれる少なくとも１種のクリーニングガスを導入し、該クリーニングガスを励起するクリーニング工程と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明のイオン注入方法に含まれるクリーニング工程は、上記特定のクリーニングガスを励起して活性種を生成させ、当該活性種とプラズマ生成室内の付着・堆積物との反応によりプラズマ生成室内の清浄化を効率よく行うものである。また、このクリーニング工程は、ｉｎ　ｓｉｔｕでの実施が可能なものであり、その工程の前後において、イオン源を停止してプラズマ生成室を大気開放する工程や、クリーニング後にプラズマ生成室内を再び減圧する工程などを必要とするものではないため、プラズマ生成室のクリーニングに要する時間を十分に短縮することができる。従って、本発明のイオン注入方法により、ＩＣデバイスの製造効率を十分に向上させることができる。
【００１７】
なお、例えばアーク放電型のイオン源の場合、機械的強度が比較的低いカソード（フィラメント）等を備えるため、ソース寿命（次のメインテナンスまでの時間）が本来的に短く、また、反応性物質の使用はできるだけ避けなければならないという制約がある。これに対して本発明では、アーク放電型イオン源に比べてソース寿命が長く、さらには上記クリーニングガスにより損傷する構成部材を有さない高周波イオン源を用いることにより、クリーニングに伴うイオン源の機能低下を十分に防止することができる。
【００１８】
また、本発明のイオン注入方法は、イオン注入用ガスがクリーニング工程の前後で異なることを特徴としてもよい。このようにクリーニング工程の前後で異なるイオン注入用ガスを用いる場合、当該クリーニング工程はイオン注入用ガスの切替工程としての役割をも果たすので、プラズマ生成室内を十分に清浄化しつつ、イオン注入用ガスの切替を効率よく行うことができる。なお、従来のイオン注入方法では、このように異なる種類のイオン注入用ガスを用いる場合、イオン源の構成部材へのダメージを抑制するという観点から、プラズマ生成室に不活性ガスを導入した後でイオン注入用ガスの切替を行うのが一般的である。これに対して、本発明において、イオン源として高周波イオン源を用いることでクリーニングガスによるイオン源の機能低下が十分に防止される点については上述の通りである。
【００１９】
また、本発明のイオン注入装置は、高周波イオン源のプラズマ生成室にイオン注入用ガスを導入して所定イオンを含むプラズマを生成させ、引出電極によりプラズマ生成室から所定イオンを引き出して基板に照射するイオン注入装置において、プラズマ生成室にイオン注入用ガスを供給するイオン注入用ガス供給手段と、プラズマ生成室に全ハロゲン化塩化フッ化炭素、三フッ化窒素、ハロゲン化水素及び三フッ化ハロゲンから選ばれる少なくとも１種のクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給手段と、を備えることを特徴とする。これにより、上記本発明のイオン注入方法を有効に実施することができる。
【００２０】
また、本発明のイオン注入装置は、イオン注入用ガス供給手段が、プラズマ生成室に２種以上のイオン注入用ガスを別個に供給可能なものであることを特徴としてもよい。このようなイオン注入用ガス供給手段を設けることで、異なるイオン注入用ガスを用いた２つ以上のイオン注入工程の間でクリーニング工程を行うことが可能となるので、イオン注入用ガスの効率よい切替及びプラズマ生成室内の十分な清浄化が可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付することとし、重複する説明は省略する。
【００２２】
図１は本発明のイオン注入装置の一例を模式的に示す説明図である。図１に示したイオン注入装置は、イオン源を発生させるイオン引出アセンブリ１００、イオン注入に必要なイオンをイオンビームから選別するイオン質量セレクタ１３０、並びに選別されたイオンをターゲット基板１４１に照射する際に基板１４１を支持するターゲット基板ホルダ１４０を含んで構成されている。
【００２３】
イオン引出アセンブリ１００は、高周波イオン源としてのマイクロ波イオン源５を備えている。このマイクロ波イオン源５のプラズマ生成室には、イオン注入用ガス又はクリーニングガスが充填されたボンベ１７、１８、１９がそれぞれガス導入管を介して接続されている。これらのガスの切替はガス導入管に設けられたバルブ（図示せず）の調節により行われる。
【００２４】
本発明では、クリーニングガスとして全ハロゲン化塩化フッ化炭素、三フッ化窒素、ハロゲン化水素及び三フッ化ハロゲンから選ばれる少なくとも１種を用いる。全ハロゲン化塩化フッ化炭素としては、四フッ化メタン（ＣＦ_４）、六フッ化エタン（Ｃ_２Ｆ_６）、八フッ化プロパン（Ｃ_３Ｆ_８）、塩化三フッ化メタン（ＣＣｌＦ_３）など、ハロゲン化水素としては臭化水素（ＨＢｒ）など、三フッ化ハロゲンとしては三フッ化塩素（ＣｌＦ_３）などが好ましく使用される。これらのクリーニングガスは１種を単独で用いてもよく、２種以上の混合ガスとして用いてもよい。また、クリーニングガスをアルゴン（Ａｒ）などの不活性ガスで希釈して用いてもよい。
【００２５】
また、イオン注入用ガスは、ターゲット基板に注入されるイオン（リン、ホウ素、ガリウム、砒素など）の種類に応じて選定される。例えば、リンの場合はホスフィン（ＰＨ_３）、ホウ素の場合はボラン（ＢＦ_３）、ジボラン（Ｂ_２Ｈ_６）などが好ましく使用される。これらのイオン注入用ガスはアルゴン（Ａｒ）などの不活性ガスで希釈して用いてもよい。
【００２６】
マイクロ波イオン源５の前面側には、イオン源５からイオンを引き出すための引出電極系７が配置されている。この引出電極系７は、図１に示すように、互いに対向配置された１対の引出電極８，９（引出電極８は主電極、引出電極９は接地電極）を有している。イオン源５と主電極８との間に所望の電圧を印加すると、イオン源５からイオンが引き出されると共に加速され、イオンビームが形成される。例えば陽イオンを引き出す場合、イオン源５は接地電極９に対して正電圧に、主電極８は接地電極９に対して負電圧に維持される。
【００２７】
イオン質量セレクタ１３０は、質量選択スリット１３１、質量選択スリット１３１と共に作動する磁気セクタ質量分析器１３２を備えている。磁気セクタ質量分析器１３２は図１の紙面に対して垂直方向の磁場の領域を含み、そのような磁場の中で、所定の質量／荷電比を持つ定速度のイオン種が取り出される。スリット１３１は、磁気セクタ質量分析機１３２からのイオンビームのうちイオン注入に必要とするイオンのみを通過させる。スリット１３１及び磁気セクタ質量分析機１３２は、ハウジングで囲むか、もしくは機構中にチューブを貫通させる形をとり、その内部はターボポンプ（図示せず）により所定の真空度に減圧されている。そして、イオン質量セレクタ１３０を通るイオンビームＩＢから質量数２０以下の所定イオンが選別され、このイオンがターゲット基板ホルダ１４０に装着されたターゲット基板１４１に照射される。
【００２８】
ここで、マイクロ波イオン源５の構成についてさらに詳細に説明する。図２はマイクロ波イオン源５を示す概略構成図である。図示の通り、マイクロ波マグネトロン２１、マグネトロンマウント２２、サーキュレータ２３、パワーモニタ２５、スタブチューナ２６、インターフェースチューブ２７、ソースヘッド２８がこの順で連結され、さらにソースヘッド２８の前面にプラズマ生成室としてのプラズマチャンバ２９が設けられてマイクロ波イオン源５が構成されている。また、サーキュレータ２３の側部にはダミーロード２４が設けられている。
【００２９】
マグネトロン２１は所定のマイクロ波（例えば２．４５ＧＨｚのもの）を発生させるもので、このマイクロ波がソースヘッド２８に導入されてプラズマ生成に利用される。サーキュレータ２３はマグネトロン２１側に戻ろうとする反射されたマイクロ波をダミーロード２４に迂回させるものであり、迂回したマイクロ波はダミーロード２４で吸収されて熱に変換される。また、スタブチューナ２６はマイクロ波の反射を小さくしてより多くのマイクロ波がプラズマ生成に消費されるように調整するものである。なお、マイクロ波の出力を検出するパワーモニタ２５、インターフェースチューブ２７等は必須の要素ではなく、適宜省略することができる。
【００３０】
図３は、ソースヘッド２８及びプラズマチャンバ２９をマイクロ波の導入路を含む平面で切断したときの模式断面図である。図３中、ソースチャンバ３１のマグネトロン側（マイクロ波ＭＷの入口側）にはソースブッシング３２が形成されており、その端部はソースヘッド２８の内側に向けて折れ曲がった形状となっている。この折れ曲がり部の先端にはマグネットヨーク３３が設けられてソースヘッド２８を挿入するための空間を与えている。マグネットヨーク３３の前面には開口部を有する出口側プレート３４が設けられ、さらにプレート３４のマグネトロン側には開口部を覆って空間３７を与えるように窒化ホウ素（ＢＮ）からなる凹状のプラズマチャンバ２９が配置されている。また、プラズマチャンバ２９の側壁を連通する配管３９はボンベ１７〜１９から導かれるもので、この配管３９を通ってイオン注入用ガス又はクリーニングガスがプラズマチャンバ２９内の空間（プラズマ生成領域）３７に導入される。イオン注入用ガス又はクリーニングガスをプラズマ化する場合、プラズマチャンバ２９内におけるこれらのガス圧は好ましくは１０^−３〜１０^−１Ｔｏｒｒである。
【００３１】
また、凸状のマグネットポール３５は、凸部の先端がプラズマチャンバ２９に近接するとともに底部側面がマグネットヨーク３３側部の内壁面と密着するように配置されている。このマグネットポール３５の中空部分には窒化ホウ素からなる導波管３６が配置されており、マイクロ波は導波管３６を通ってプラズマチャンバ２９に導入されてプラズマ生成に供される。また、マグネットヨーク３３及びプレート３４の内壁面並びにプラズマチャンバ２９及びマグネットポール３５の外壁面により形成される空間には、マグネットポール３５の凸部を巻回するようにソレノイドコイル３８が配置されており、これによりプラズマチャンバ２９から引き出されるイオンの引出方向に沿って磁場が形成され、かかる磁場によりプラズマ生成が促進される。
【００３２】
上記構成を有するイオン注入装置においては、ボンベ１７〜１９からプラズマチャンバ２９に導入されるイオン注入用ガス又はクリーニングガスの種類を切り替えることにより、イオン注入工程とクリーニング工程とを連続的に行うことができる。以下、ボンベ１７にＰＨ_３、ボンベ１８にＮＦ_３、ボンベ１９にＢＦ_３をそれぞれ充填し、リンイオン注入工程、クリーニング工程、ホウ素イオン注入工程を順次行う場合を例にとり、各工程について具体的に説明する。
【００３３】
リンイオン注入工程においては、先ず、ボンベ１７からのＰＨ_３をプラズマチャンバ２９内に供給し、マイクロ波によりリンイオンを含むプラズマを生成させる。このようにして生成したリンイオンを引出電極系７によりプラズマチャンバ２９から引き出してイオンビームを発生させ、イオン質量セレクタ１３０によりイオン注入に必要なリンイオンがイオンビームから選別されてターゲット基板１４１に照射される。このとき、ＰＨ_３の分解により生じるリンが固形物としてプラズマチャンバ２９の内壁面に付着し得る。
【００３４】
次に、プラズマチャンバ２９に供給するガスをＰＨ_３からＮＦ_３に切り替えることでクリーニング工程が行われる。ガスを切り替える際には、ＰＨ_３の供給量を徐々に減少させ、その一方でＮＦ_３の供給量を徐々に増加させることが好ましい。このようにガスを徐々に切り替えることで、プラズマチャンバ２９内にプラズマを維持することができる。
【００３５】
クリーニング工程において、ＮＦ_３が導入されたプラズマチャンバ２９にマイクロ波が導入されると、ＮＦ_３の励起により活性種が生成し、当該活性種がプラズマチャンバ２９内壁に付着した固形物と反応して固体生成物やガス状生成物が生成する。このとき、固体生成物はその成長を進行させることで、プラズマチャンバ２９の内壁と固体生成物との熱膨張率の差や自重により固体生成物を内壁から落下させることができる。落下した固体生成物はプラズマチャンバ２９内の下部に集積するが、その集積位置はマイクロ波イオン源の機能（例えばマイクロ波イオン源におけるマイクロ波の通過）に支障を来すものではない。従って、固体生成物をプラズマチャンバ２９外部に排出せずとも、その後のイオン注入を好適に実施することができる。一方、上記反応によりガス状生成物が生成した場合には、排気等により当該ガス状生成物をプラズマチャンバ２９の外部に排出することができる。
【００３６】
上記クリーニング工程の後、プラズマチャンバ２９に供給するガスをＮＦ_３からＢＦ_３に切り替えることでホウ素イオン注入工程が行われる。なお、この場合も、ＰＨ_３からＮＦ_３に切り替える場合と同様に、ＮＦ_３からＢＦ_３に徐々に切り替えることが好ましい。また、ホウ素イオン工程は、イオン注入用ガスとしてＢＦ_３を用いる点が異なるだけで、それ以外はリンイオン注入工程と同様にして実施することができる。
【００３７】
このように、リンイオン注入工程とホウ素イオン工程との間に、ＢＦ_３を用いたクリーニング工程を設けることで、プラズマチャンバ２９内を効率よく清浄化し、固形物によるスロットの閉塞などの現象を防止することができる。このクリーニング工程は、ｉｎ　ｓｉｔｕでの実施が可能なものであり、ＰＨ_３からＢＦ_３へのイオン注入用ガス切替工程としての役割をも果たしている。従って、マイクロ波イオン源５を停止してプラズマチャンバ２９を大気開放する工程、クリーニング工程後にプラズマチャンバ２９内を再び減圧する工程、イオン注入用ガスの切替の際にプラズマチャンバ２９内を不活性ガスで置換する工程などの省略が可能となり、装置のメインテナンスに要する時間の短縮によりＩＣデバイスの製造効率を向上できる。
【００３８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記クリーニング工程ではクリーニングガスとしてＮＦ_３を用いたが、クリーニングガスとしてＣｌＦ_３を用いた場合にも、同様にして、固体生成物をプラズマチャンバ２９内の下部に集積させることができ、また、ガス状生成物を排気等によりプラズマチャンバ２９外部に排出することができる。ＣｌＦ_３は熱により励起されて活性種を生成するので、ＣｌＦ_３を用いたクリーニング工程においてはプラズマチャンバ２９へのマイクロ波の導入は必須ではない。また、ＣｌＦ_３の加熱温度は好ましくは２００℃以上であるが、クリーニング工程の前段でイオン注入工程を行っている場合にはプラズマチャンバ２９内の温度は数百℃になっているので、ＣｌＦ_３をプラズマチャンバ２９内に導入するだけで活性種の生成が可能である。
【００３９】
また、当然のことながら、クリーニング工程の前後でイオン注入用ガスの種類は同一であってもよく、この場合にも装置のメインテナンスに要する時間の短縮によるＩＣデバイスの製造効率の向上効果が得られる。
【００４０】
図１〜３にはマイクロ波イオン源５を用いた例を示したが、高周波イオン源としてＲＦイオン源を用いることもできる。マイクロ波イオン源５と置換可能なＲＦイオン源の例を図４及び図５に示す。
【００４１】
図４に示したＲＦイオン源は、いわゆる電磁誘導方式（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ　　Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）ＲＦイオン源であり、プラズマチャンバ２９の外周を巻回するコイル４１、高周波電源４２、並びにコイル４１と高周波電源４２との間に設けられた同調用コンデンサ４３及びインダクタンス４４を備えている。高周波電源４２によりコイル４１に高周波（例えば１３．５ＭＨｚ）を印加することでプラズマチャンバ２９内に放電が起こり、ガス導入管３９から導入されるイオン注入用ガス又はクリーニングガスがプラズマ化される。
【００４２】
一方、図５に示したＲＦイオン源は、いわゆる容量結合方式（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ　Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）ＲＦイオン源であり、コイル４１の代わりにプラズマチャンバ２９内に１対の平行平板電極５１ａ、５１ｂを配置したものである。高周波電源４２により電極５１ａに高周波を印加することで電極５１ａ、５１ｂ間に放電が起こり、ガス導入間３９から導入されるイオン注入用ガス又はクリーニングガスがプラズマ化される。
【００４３】
これらのＲＦイオン源を用いる場合にも、マイクロ波イオン源の場合と同様の手順でイオン注入工程及びクリーニング工程を行うことにより、チャンバ２９内が効率よく清浄化されるので、装置のメインテナンスに要する時間の短縮によるＩＣデバイスの製造効率の向上効果が得られる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、高周波イオン源のプラズマ生成室内を効率よく清浄化することが可能なイオン源のクリーニング方法、並びに、ＩＣデバイスの製造効率を向上させることが可能なイオン注入方法及び装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のイオン注入装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】マイクロ波イオン源の一例を示す概略構成図である。
【図３】図２に示したマイクロ波イオン源のソースヘッドをマイクロ波の導入路を含む平面で切断したときの断面図である。
【図４】ＲＦイオン源の一例を示す模式断面図である。
【図５】ＲＦイオン源の他の例を示す模式断面図である。
【符号の説明】
１００…イオン引出アセンブリ、１３０…イオン質量セレクタ、１３１…質量選択スリット、１３２…磁気セクタ質量分析器、１４０…ターゲット基板、１４１…ターゲット基板ホルダ、５…イオン源、７…引出電極系、８…主電極、９…接地電極、１７、１８、１９…ボンベ、２１…マグネトロン、２２…マグネトロンマウント、２３…サーキュレータ、２４…ダミーロード、２５…パワーモニタ、２６…スタブチューナ、２７…インターフェースチューブ、２８…ソースヘッド、２９…プラズマチャンバ、３１…ソースチャンバ、３２…ソースブッシング、３３…マグネットヨーク、３４…出口側プレート、３５…マグネットポール、３６…導波管、３７…プラズマ生成領域、３８…ソレノイドコイル、３９…ガス導入管、４１…コイル、４２…高周波電源、４３…同調用コンデンサ、４４…インダクタンス、５１ａ、５１ｂ…電極、ＩＢ…イオンビーム、ＭＷ…マイクロ波。

Claims

高周波イオン源のプラズマ生成室内をクリーニングする方法において、前記プラズマ生成室内に全ハロゲン化塩化フッ化炭素、三フッ化窒素、ハロゲン化水素及び三フッ化ハロゲンから選ばれる少なくとも１種のクリーニングガスを導入し、該クリーニングガスを励起して活性種を生成させることを特徴とするイオン源のクリーニング方法。
前記プラズマ生成室内に導入された前記クリーニングガスを高周波放電によりプラズマ化させることを特徴とする、請求項１に記載のイオン源のクリーニング方法。
前記クリーニングガスが四フッ化メタン、六フッ化エタン、八フッ化プロパン、塩化三フッ化メタン、三フッ化窒素、三フッ化塩素及び臭化水素から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のイオン源のクリーニング方法。
前記クリーニングガスが三フッ化ハロゲンであり、前記プラズマ生成室内に導入された前記クリーニングガスを熱により励起することを特徴とする、請求項１に記載のイオン源のクリーニング方法。
前記クリーニングガスが三フッ化塩素であることを特徴とする、請求項１又は４に記載のイオン源のクリーニング方法。
前記クリーニングガスが三フッ化窒素及び三フッ化塩素から選ばれる少なくとも１種であり、該クリーニングガスの励起により生成する活性種と、前記プラズマ生成室の内壁に付着する固形物と、を反応させて固体生成物を成長させることを特徴とする、請求項１に記載のイオン源のクリーニング方法。
前記プラズマ生成室が窒化ホウ素で構成されていることを特徴とする、請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載のイオン源のクリーニング方法。
高周波イオン源のプラズマ生成室にイオン注入用ガスを導入して所定イオンを含むプラズマを生成させ、引出電極により前記プラズマ生成室から前記イオンを引き出して基板に照射するイオン注入工程と、
前記プラズマ生成室内に全ハロゲン化塩化フッ化炭素、三フッ化窒素、ハロゲン化水素及び三フッ化ハロゲンから選ばれる少なくとも１種のクリーニングガスを導入し、該クリーニングガスを励起するクリーニング工程と、
を含むことを特徴とするイオン注入方法。
前記イオン注入用ガスが前記クリーニング工程の前後で異なることを特徴とする、請求項８に記載のイオン注入方法。
高周波イオン源のプラズマ生成室にイオン注入用ガスを導入して所定イオンを含むプラズマを生成させ、引出電極により前記プラズマ生成室から所定イオンを引き出して基板に照射するイオン注入装置において、
前記プラズマ生成室にイオン注入用ガスを供給するイオン注入用ガス供給手段と、
前記プラズマ生成室に全ハロゲン化塩化フッ化炭素、三フッ化窒素、ハロゲン化水素及び三フッ化ハロゲンから選ばれる少なくとも１種のクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給手段と、
を備えることを特徴とするイオン注入装置。
前記イオン注入用ガス供給手段が、前記プラズマ生成室に２種以上のイオン注入用ガスを別個に供給可能なものであることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入装置。