JP2005183382A - イオンソース及びこれを有するイオン注入装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 イオンソースとこれを有するイオン注入装置とを提供する。
【解決手段】 半導体基板の表面に注入されるイオンはイオンソース100から生成される。前記イオンソース100は、アークチャンバー110と第1フィラメント130a及び第2フィラメントとを含み、第1フィラメント130aの第1フィラメントロッド132aは電子放出部138aと、リード140aと、電子放出部138aとリード140aを連結する連結部142aとを含む。電子放出部138aには熱的ストレスに起因する劣化を抑制するための第1コイル134aがワインディングされ、連結部142aには電子放出部138aに比べて電気抵抗を減少させるための第2コイル136aがワインディングされる。フィラメントの使用年限が増加され、イオンソース100を含むイオン注入装置の稼動中止時間が減少される。
【選択図】 図2
Description
本発明の第2目的は、前述したようなイオンソースを有するイオン注入装置を提供することにある。
図1は、本発明の一実施例によるイオン注入装置を示す概略的な構成図である。
図5を参照すると、アークチャンバー110の内部に電子を熱電子的に放出するためのフィラメント130にはフィラメント電流が印加され、アークチャンバー110の内部に配置されるアノードリング150にはフィラメント電流に対してバイアスされたアーク電圧が印加される。前記フィラメント130のリードはフィラメントパワーソース160の陽極端子及び陰極端子に各々連結され、前記アノードリング150は、アークパワーソース162の陽極端子に連結される。前記アークパワーソース162の陰極端子はフィラメントパワーソース160の陰極端子と連結され、アークチャンバー110の側壁は前記フィラメントパワーソース160及びアークパワーソース162の陰極端子と連結され、前記フィラメントパワーソース160及びアークパワーソース162の陰極端子はソースグラウンド164と連結される。
図6及び図7を参照すると、イオンソース400は、半導体基板の表面に注入される物質を含むソースガスをイオン化するための空間を提供するアークチャンバー410と、前記アークチャンバー410の内部に電子を提供するための第1フィラメント430a及び第2フィラメント430bとを含む。
前述したことによると、前記イオンソース400は、一対のフィラメント430a、430bを用いて電子を放出しているものの、前記イオンソース400は一つのフィラメントのみを用いて電子を放出することもできる。
図8を参照すると、フィラメント530は、アークチャンバー110の内部に配置される電子放出部538と、前記アークチャンバー110の側壁112からアークチャンバー110の外部に延びる一対のリード540と、前記アークチャンバー110の側壁112を通してアークチャンバー110の内部に延び、前記電子放出部538とリード540を連結する一対の連結部542とを含む。
図9を参照すると、フィラメント630は、アークチャンバー110の内部に配置される電子放出部638と、前記アークチャンバー110の側壁112からアークチャンバー110の外部に延びる一対のリード640と、前記アークチャンバー110の側壁を通してアークチャンバー110の内部に延び、前記電子放出部638とリード640を連結する一対の連結部642とを含む。
図10は、電子を放出するためのフィラメントのまた他の例を示す概略的な断面図である。
図面符号752は絶縁体リングを示し、754はスリーブを示し、756はスペーサを示し、そして758はクランプを示す。前記のような構成要素に対する追加的詳細な説明は、図3及び図4で説明された第1フィラメントの構成要素と類似であるので省略する。
図11を参照すると、フィラメント830は、アークチャンバー110の内部に配置される電子放出部838と、前記アークチャンバー110の側壁112からアークチャンバー110の外部に延びる一対のリード840と、前記アークチャンバー110の側壁112を通じてアークチャンバー110の内部に延び、前記電子放出部838とリード840を連結する一対の連結部842とを含む。
(産業上の利用可能性)
Claims (42)
- アークチャンバーと、前記アークチャンバーの内部に電子を提供するためのフィラメントとを備えるイオンソースにおいて、
前記フィラメントは、
前記アークチャンバーの内部に配置され、前記電子を前記アークチャンバーの内部に放出し、凹凸表面を有する電子放出部と、
前記アークチャンバーの側壁から前記アークチャンバーの外部に延び、フィラメントパワーソースと連結されるリードと、
前記アークチャンバーの側壁を通じて前記アークチャンバーの内部に延び、前記リードと前記電子放出部とを連結し、前記電子放出部より小さい電気抵抗を有する連結部と、
を有することを特徴とするイオンソース。 - 前記凹凸表面は、前記電子放出部にワインディングされたコイルによって形成されることを特徴とする請求項1記載のイオンソース。
- 前記アークチャンバーの内部に露出した連結部の全体にワインディングされた第2コイルを更に備えることを特徴とする請求項2記載のイオンソース。
- 前記電子放出部の直径は、前記連結部の直径と同じであることを特徴とする請求項3記載のイオンソース。
- 前記コイルの素線径は、前記第2コイルの素線径より小さいことを特徴とする請求項4記載のイオンソース。
- 前記コイルがワインディングされた電子放出部の平均径は、前記第2コイルがワインディングされた連結部の平均径より小さいことを特徴とする請求項3記載のイオンソース。
- 前記凹凸表面は、ねじ山形状を有することを特徴とする請求項1記載のイオンソース。
- 前記連結部は、前記アークチャンバーの内部に露出した連結部の全面に形成されねじ山形状を有する第2凹凸表面を有することを特徴とする請求項7記載のイオンソース。
- 前記電子放出部の平均径は、前記連結部の平均径より小さいことを特徴とする請求項8記載のイオンソース。
- 前記凹凸表面は、前記電子放出部を囲む複数のリングによって形成され、前記リングは、前記電子放出部の表面に密着することを特徴とする請求項1記載のイオンソース。
- 前記アークチャンバーの内部に露出した連結部を囲むように配置される複数の第2リングを更に備え、前記第2リングは前記連結部の表面に密着することを特徴とする請求項10記載のイオンソース。
- 前記電子放出部の直径と前記連結部の直径とは、互いに同じであることを特徴とする請求項11記載のイオンソース。
- 前記リングの平均径は、前記第2リングの平均径より小さいことを特徴とする請求項12記載のイオンソース。
- 前記凹凸表面は、複数の環形突出部によって形成されることを特徴とする請求項1記載のイオンソース。
- 前記連結部の全面には、複数の第2環形突出部が形成されていることを特徴とする請求項14記載のイオンソース。
- 前記電子放出部の平均径は、前記連結部の平均径より小さいことを特徴とする請求項15記載のイオンソース。
- アークチャンバーと、前記アークチャンバーの内部に電子を提供するためのフィラメントとを備えるイオンソースにおいて、
前記フィラメントは、
前記アークチャンバーの内部に配置されて電子を前記アークチャンバーの内部に放出するための電子放出部と、
前記アークチャンバーの側壁から前記アークチャンバーの外部に延び、フィラメントパワーソースと連結されるリードと、
前記アークチャンバーの側壁を通じて前記アークチャンバーの内部に延び、前記リードと前記電子放出部とを連結し、前記電子放出部より小さい電気抵抗を有し、前記アークチャンバーの内部に露出した凹凸表面を有する連結部と、
を有することを特徴とするイオンソース。 - 前記凹凸表面は、前記連結部の全体にワインディングされたコイルによって形成されることを特徴とする請求項17記載のイオンソース。
- 前記凹凸表面は、前記連結部の全体に形成されたねじ山によって形成されることを特徴とする請求項17記載のイオンソース。
- 前記凹凸表面は、前記連結部の全体を囲む複数のリングによって形成されることを特徴とする請求項17記載のイオンソース。
- 前記凹凸表面は、前記連結部の全体に形成された複数の環形突出部によって形成されることを特徴とする請求項17記載のイオンソース。
- アークチャンバー、及び前記アークチャンバーの内部に電子を提供するためのフィラメントを有するイオンソースと、
前記イオンソースから提供されるイオンを基板の所定部位に注入するために前記基板をハンドリングするエンドステーションユニットと、
前記イオンソースと前記エンドステーションユニットとを連結し、前記イオンを前記イオンソースから前記エンドステーションユニットに伝送するための伝送ユニットとを備え、
前記フィラメントは、
前記アークチャンバーの内部に配置されて前記電子を前記アークチャンバーの内部に放出し、凹凸表面を有する電子放出部と、
前記アークチャンバーの側壁から前記アークチャンバーの外部に延び、フィラメントパワーソースと連結されるリードと、
前記アークチャンバーの側壁を通じて前記アークチャンバーの内部に延び、前記リードと前記電子放出部とを連結し、前記電子放出部より小さい電気抵抗を有する連結部と、
を有することを特徴とするイオン注入装置。 - 前記凹凸表面は、前記電子放出部にワインディングされたコイルによって形成されることを特徴とする請求項22記載のイオン注入装置。
- 前記アークチャンバーの内部に露出した連結部に全体的にワインディングされた第2コイルを更に備えることを特徴とする請求項23記載のイオン注入装置。
- 前記電子放出部の直径は、前記連結部の直径と同じであることを特徴とする請求項24記載のイオン注入装置。
- 前記コイルの素線径は、前記第2コイルの素線径より小さいことを特徴とする請求項25記載のイオン注入装置。
- 前記コイルがワインディングされた電子放出部の平均径は、前記第2コイルがワインディングされた連結部の平均径より小さいことを特徴とする請求項24記載のイオン注入装置。
- 前記凹凸表面は、ねじ山形状を有することを特徴とする請求項22記載のイオン注入装置。
- 前記連結部は、前記アークチャンバーの内部に露出した連結部の全体表面に形成されねじ山形状を有する第2凹凸表面を有することを特徴とする請求項28記載のイオン注入装置。
- 前記電子放出部の平均径は、前記連結部の平均径より小さいことを特徴とする請求項29記載のイオン注入装置。
- 前記凹凸表面は、前記電子放出部を囲む複数のリングによって形成され、前記リングは前記電子放出部の表面に密着することを特徴とする請求項22記載のイオン注入装置。
- 前記アークチャンバーの内部に露出した連結部を囲むように配置される複数の第2リングを更に備え、前記第2リングは前記連結部の表面に密着することを特徴とする請求項31記載のイオン注入装置。
- 前記電子放出部の直径と前記連結部の直径とは、互いに同じであることを特徴とする請求項32記載のイオン注入装置。
- 前記リングの平均径は、前記第2リングの平均径より小さいことを特徴とする請求項33記載のイオン注入装置。
- 前記凹凸表面は、複数の環形突出部によって形成されることを特徴とする請求項22記載のイオン注入装置。
- 前記連結部の全面には、複数の第2環形突出部が形成されていることを特徴とする請求項35記載のイオン注入装置。
- 前記電子放出部の平均径は、前記連結部の平均径より小さいことを特徴とする請求項36記載のイオン注入装置。
- アークチャンバー、及び前記アークチャンバーの内部に電子を提供するためのフィラメントを有するイオンソースと、
前記イオンソースから提供されるイオンを基板の所定部位に注入するために前記基板をハンドリングするエンドステーションユニットと、
前記イオンソースと前記エンドステーションユニットとを連結し、前記イオンを前記イオンソースから前記エンドステーションユニットに伝送するための伝送ユニットとを備え、
前記フィラメントは、
前記アークチャンバーの内部に配置され、電子を前記アークチャンバーの内部に放出する電子放出部と、
前記アークチャンバーの側壁から前記アークチャンバーの外部に延び、フィラメントパワーソースと連結されるリードと、
前記アークチャンバーの側壁を通じて前記アークチャンバーの内部に延び、前記リードと前記電子放出部とを連結し、前記電子放出部より小さい電気抵抗を有し、前記アークチャンバーの内部に露出した凹凸表面を有する連結部と、
を有することを特徴とするイオン注入装置。 - 前記凹凸表面は、前記連結部の全体にワインディングされたコイルによって形成されることを特徴とする請求項38記載のイオン注入装置。
- 前記凹凸表面は、前記連結部の全体に形成されたねじ山によって形成されることを特徴とする請求項38記載のイオン注入装置。
- 前記凹凸表面は、前記連結部の全体を囲む複数のリングによって形成されることを特徴とする請求項38記載のイオン注入装置。
- 前記凹凸表面は、前記連結部の全体に形成された複数の環形突出部によって形成されることを特徴とする請求項38記載のイオン注入装置。
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