JP2009540536A - 蒸発装置 - Google Patents

Abstract

固体供給物質、特に半導体製造のためのクラスター分子を有する物質を、イオン化される蒸気を生成する温度まで加熱する蒸発装置であり、効率的な構成および多くの効率的な安全性の特徴を備える。加熱器は、取り外し可能な頂部部材に配置され、頂部閉鎖部材の弁を、固体物質が加熱される温度よりも高い温度に維持するように機能する。頂部区分は、底部区分との境界部へ熱を分配し、底部区分の側壁および底壁は、境界部から受け取った熱を、供給物質がさらされているキャビティの表面へ熱を分配する。ロック機能、アクセス防止機能、および機械的および電気的コードの効果的な使用が安全性を提供する。ボラン、デカボラン、カーボンクラスター、および他の大きな分子は、イオン注入のために蒸発する。新規な蒸気運搬システムおよびイオン源と共動するこのような蒸発装置が示される。
【選択図】図１

Description

本発明は、蒸気の発生および高真空チャンバ内の蒸気受け取り装置への蒸気の運搬に関する。また、本発明は、半導体装置および材料の製造におけるイオン注入のためのイオンビームを提供する、イオン化可能な蒸気の高電圧源に関する。本発明は特に、関心のある複数の種類の原子を含む分子イオンを形成する物質を蒸気化およびイオン化するシステムおよび方法に関する。

産業界においては、高度に有毒でありかつ不安定な物質を、蒸気の状態で高真空システム内の装置または基板材料に運搬することがしばしば望まれる。このような装置は、部品を洗浄または取り換える定期的な保守が必要であり、また、蒸気物質の再充填または取り換えが必要であり、さらに、メンテナンスサービスが必要である。再充填または保守のそれぞれの場合には、真空シールをはずし、再係合させる必要があり、また、安全確保のために再検査を実行する必要がある。

多くの厳しい要求を持つ、このような蒸気運搬の特に重要な例は、半導体装置の製造のためのドープ物質の取り扱いである。このような場合、室温で低い蒸気圧を備える高度に有毒な固体物質から、正確に制御された流れの蒸気流を生成させることである。これは、昇華を生じさせるために、慎重な固体の加熱が必要であり、また、蒸気の慎重な取り扱いが必要である。これは、解離（disassociation）の危険、流れ経路中での望まれない凝縮、および他の物質と接触したときの反応があるからである。人員の安全を確保するための設備もまた必要である。このような、蒸気運搬のための改良されたシステムが必要である。

特に、イオンビーム注入システムでは、イオン源でイオン化された蒸気が、加速され、質量分析され、ターゲット基板に注入されるイオンビームを生成する、イオンビーム注入システムでは、改良された蒸気運搬へのニーズがある。このようなイオン化システムでは、装置の使用期間、すなわち必要な保守時期の間隔を長くすると同時に、あらゆる要求に適合することが望まれる。これを行う有利な方法は、高度な反応性を有する薬剤を用いた、通常状態（in situ）でのシステムの部品を洗浄を提供することであるが、これは、安全性に関するさらなる懸念を生じさせる。

また、１つの装置で、異なる蒸発温度を持つ多様な異なる原料物質を採用できる、安全でありかつ信頼性のある蒸気運搬システムへのニーズがある。
さらに、業者から入手した供給物質の運搬から、供給物質で満たされる蒸発器の蒸気受け取りシステムへの接続までを、有効的かつ安全に促進する方法に対するニーズもある。これは、人の習熟しやすさを確保するために、標準化された手法により達成されることが好ましい。

このような状況の中で、以上のようなあらゆるニーズが存在する場合は、デカボランおよびオクタデカボラン蒸気流、およびカルボラン蒸気を、ボロン注入物を生成するためのイオンビーム注入を実行するのに適合した流れで、イオン源に供給する場合である。

このようなニーズは、また、より一般的に半導体製造のために大きな分子の蒸気流を供給するときにも生じる。例として、例えばヒ素およびリンのようなｎ型ドープのための大きな分子；注入されたドープ種の拡散を防止する、または、不純物を除く（トラップする）、または、基板の結晶構造をアモルファス化する、共注入プロセスのための炭素の大きな分子；結晶構造のいわゆる「ストレスエンジニアリング（stress engineering）」のための炭素の大きな分子またはその他の分子（例えば、ＰＭＯＳトランジスタの結晶圧縮または、ＮＭＯＳトランジスタの結晶張力を適用するため）；半導体製造工程での熱履歴およびアニーリング工程中の望ましくない拡散を削減することを含むその他の目的のための大きな分子；の蒸気流が含まれる。

これらのニーズは、イオンビーム注入を用いる実践に当てはまり、また、ボロンの大きな分子堆積、および、原子層堆積または他のタイプの層や堆積物を生成するための他の種に適用できる。この技術は、例えば、ＰＬＡＤ（プラズマドーピング）、ＰＰＬＡＤ（パルスプラズマドーピング）およびＰＩ^３（プラズマ浸漬イオンドーピング）を含むプラズマ浸漬；原子層堆積（ＡＬＤ）；または化学気相成長（ＣＶＤ）などを採用することができる。

ここに説明されたニーズおよび以下に説明される創意に富む側面は、半導体基板の浅い深さでの高密度半導体デバイスの製造に特に当てはまり、これにはコンピュータチップ、コンピュータメモリ、フラットパネルディスプレイ、光揮発性デバイス、および他の製品の製造における、ＣＭＯＳおよびＮＭＯＳトランジスタやメモリＩＣなどが含まれる。

蒸気またはプロセスガスの発生および、蒸気またはガスを消費するデバイスへの運搬は、また、ここに開示される特長により利益をえる。

本発明の一側面は、加熱器を備える蒸発装置ユニットであって、蒸発装置ユニットは、固体供給物質を保持しかつイオン化するための蒸気を生成する温度まで固体供給物質を加熱するように構成され、前記蒸発装置ユニットは垂直にかかるように構成され、かつ、固体受け入れ容積を持つキャニスター本体と、取り外し可能な頂部閉鎖部材とを有し、前記頂部閉鎖部材は、取り付け台、および前記キャニスターから前記取り付け台まで蒸気が流れることを可能にする弁に、前記キャニスターの取り付け表面を画定し、
前記キャニスター本体中の固体物質を蒸発させるための加熱器は、前記頂部閉鎖部材に取り外し可能に配置され、前記頂部閉鎖部材の弁を、固体物質が加熱される温度よりも高い温度に維持する、蒸発装置ユニットである。

実施形態は、以下の特徴の１つまたはそれ以上を備えることができる。
前記弁は、熱伝導性アルミニウムからなり、前記弁を通る蒸気を固体物質が蒸発する温度よりも高い温度に維持するように、加熱器に熱伝導可能な関係に配置される。

前記頂部閉鎖部材により取り付けられた１つ以上の加熱素子を有する、単一の加熱領域を備える。
前記加熱器は、前記頂部閉鎖部材の凹部内のカートリッジ加熱器である。

蒸発装置を取り付け台に取り付けるための、取り外し可能な取り付け具は、手動操作可能な閉鎖装置の組み合わされ、前記閉鎖装置は、蒸気が前記蒸発装置から流れるのを防止する閉鎖位置を持ち、前記閉鎖装置は、前記閉鎖装置が前記閉鎖位置にあるときを除いて、取り付けられた蒸発装置の前記取り外し可能な取り付け具への作業者のアクセスを防止する、アクセス防止装置に連結されており、それにより、前記蒸発装置が取り外されている間、前記蒸発装置からの有毒な蒸気の流れを防止する。

前記取り外し可能な取り付け具は、前記取り付け台に関連づけられた噛み合い継手に係合する固定ネジまたはナットのパターンを備え、前記アクセス防止装置は、前記閉鎖装置の部材に応じて動くアクセス防止保護部を有し、前記保護部は、前記閉鎖装置が前記閉鎖位置にあるときにのみ、前記蒸発装置を取り外すための前記固定ネジまたはナットへのアクセスを可能にするように構成および配置される。

蒸気が前記蒸発装置から流れるのを許可するように、前記蒸発装置に取り付けられ、ばねにより付勢されかつ空気式に操作可能な弁を備え、前記閉鎖装置は、空気圧の存在に関わらず、空気式に操作可能な前記弁を閉鎖位置に圧しつけるように構成された機械的なオーバーライド装置である。

前記蒸発装置は、蒸発装置制御システムに応答して前記蒸発装置からの蒸気の流れを制御するための、常態では閉じた空気式弁を備え、空気接続のために、前記空気式弁は、前記蒸発装置の対応するシール面に噛み合うように構成されたシール面を備える取り付け台に連結される圧縮空気の通路に接続可能であり、各シール面は、前記空気式弁を開くための圧縮空気の十分な接続が、対応するシール面の互いのシールに依存するように、蒸気流および圧縮空気の両方のポートを囲み、それにより、蒸気が大気に流れることができる条件での前記空気式弁の開放を防止する。

前記蒸発装置は、異なる固体供給物質を保持する異なる蒸発装置の組とともに用いられるように構成されたシステムとともに用いられるように構成され、前記蒸発装置は、内容物を示す特有の物理的特徴を備え、前記物理的特徴は、認識システムによる認識に適当であり、蒸発装置制御システムが、認識された蒸発装置の内容物に適切な条件で操作できる。

前記蒸発装置が専用とする内容物に応じた独特のパターンの、１つ以上のスイッチアクチュエータ構成を備え、前記スイッチアクチュエータ構成は、１組の駆動可能なスイッチを有する認識システムと相互作用するのに適当である。

蒸発装置は、それぞれ異なる蒸発温度および認識可能な異なる特有の物理的特徴を備える、異なる固体供給物質に専用な組を備える。
前記組の一方の蒸発装置はデカボラン専用であり、前記組の他方の蒸発装置はオクタデカボラン専用である。

前記組の一方の蒸発装置はボラン専用であり、前記組の他方の蒸発装置はカルボラン専用である。
前記蒸発装置が専用とするそれぞれの固体物質の通常の蒸発温度よりも高くかつ危険な温度よりも低い安全温度が設定された、温度制限スイッチを備える。

前記組の一方の蒸発装置は、デカボラン専用であり、他方の蒸発装置はオクタデカボラン専用であり、前記制限スイッチの設定温度は、それぞれ約５０℃および約１４０℃である。

本発明の他の側面は、供給物質を蒸発させかつ蒸気を他の装置に提供するための減少した圧力の下で操作可能な、加熱される蒸発装置ユニットであって、前記蒸発装置ユニットは、内部表面により、供給物質受け入れ部を画定する側壁および底壁を持つ底部区分と、蒸発室と、取り外し可能な蓋および前記ユニットから他の装置への蒸気を運搬するための蒸気通路を画定する頂部区分と、を有し、前記頂部区分および前記底部区分は、組み立てられてとき、蒸気気密な境界部において係合するように構成され、前記蒸発装置キャニスターユニットの前記頂部区分および前記底部区分の両方は、熱伝導性金属からなり、電気抵抗加熱器が前記頂部区分に配置され、前記頂部区分は、前記底部区分との前記境界部への熱分配器として構成および配置され、前記境界部は、熱伝導性であり、供給物質を蒸発させるために、前記底部区分へ熱を伝達するように構成され、前記底部区分の前記側壁および前記底壁は、供給物質の量的な減少にともない、前記境界部から受け取った熱を、供給物質を加熱して蒸発させるために、供給物質に露出している前記室の表面に分配し、前記ユニットは、前記底部区分の前記底壁における蒸発温度から、前記頂部区分の前記蒸気出口通路における高温までの、概ね正の温度勾配を確立するように構成される、蒸発装置ユニットである。

本発明のこの側面に関する実施形態は、以下の特徴の１つまたはそれ以上を備えることができる。
少なくとも前記底部区分は、供給物質の輸送容器としての使用のために構成される。

前記頂部区分の加熱器は、前記頂部区分の金属本体の開口にきつく嵌合して配置された１組のカートリッジ加熱要素を有し、前記カートリッジ加熱要素は、前記底部区分の物質を蒸発させるための実質的に唯一の熱源である。

前記底部区分の前記室に蒸発可能な供給物質の場所があり、物質は室温で低い蒸気圧を持つ固体物質である。
前記蒸発可能な供給物質は、ボロン、炭素、リンまたはヒ素の複数の原子を含む分子である。

固体物質はデカボラン（Ｂ_１０Ｈ_１４）であり、前記ユニットは、前記底部区分の前記底壁と前記頂部区分の蒸気出口との間の温度差が約５℃となるように構成される。
固体物質はデカボラン（Ｂ_１０Ｈ_１４）であり、前記ユニットは、前記底部区分の前記底壁を、デカボランの蒸発範囲を越えて約４０℃の操作限界まで加熱するように構成された制御システムに関連付けられる。

固体物質はデカボラン（Ｂ_１０Ｈ_１４）であり、前記ユニットは、安全装置が前記ユニットの前記頂部区分のオーバーヒートを防止するように、約５０℃の設定を持つ超過温度制限スイッチに関連付けられる。

固体物質はオクタデカボラン（Ｂ_１８Ｈ_２２）であり、前記ユニットは、前記底部区分の前記底壁から前記頂部区分の前記蒸気出口通路への温度差が約１０℃である、蒸発装置ユニット。

固体物質はオクタデカボラン（Ｂ_１８Ｈ_２２）であり、前記ユニットは、前記底部ユニットの前記底壁を、オクタデカボランの蒸発範囲を越えて約１２０℃の操作限界まで加熱するように構成された制御システムに関連付けられる。

固体物質はオクタデカボラン（Ｂ_１８Ｈ_２２）であり、前記ユニットは、安全装置が前記ユニットの前記頂部区分のオーバーヒートを防止するように、約１４０℃の設定を持つ超過温度制限スイッチに関連付けられる。

物質はデカボランである。
物質はＣ_２Ｂ_１０Ｈ_１２である。
物質はＣ_４Ｂ_１２Ｈ_２２である。

組み立てられた前記ユニットの前記境界部は、シールの外側に、前記ユニットの頂部区分および底部区分のそれぞれにより画定される金属表面に緊密に接触することにより、真空シールにより画定され、前記金属表面は圧力に係合し、対合する面の不完全性による微小開放間隙は大気からの空気で満たされ、係合する前記金属表面により画定される前記境界部の部分は、前記頂部区分から、物質を受け入れる蒸発室の境界となる前記底部の表面への、主な熱伝達経路を提供する。

前記頂部区分および前記底部区分は、実質的に平坦な対合面を前記境界部に画定し、前記対合面は、取り付けネジのアレイにより互いに力を受け、前記底部区分は、実質的に均一な厚さを持つ側壁を備える、概ね円筒形の容器を有する。

前記ユニットは、前記ユニットの前記底壁に配置された熱検出器を備え、前記熱検出器は、前記ユニットの前記底壁の温度を選択された設定点に維持することを可能にするために、前記頂部区分加熱器への電力を制御するために接続できように構成される。

前記ユニットは、前記検出器から、前記ユニットの前記頂部区分と前記底部区分との間の境界部まで延びる電気信号伝達装置を備え、前記頂部区分および前記底部区分は、前記頂部区分および前記底部区分の対合面が互いに結合したときに自動的に互いに係合する位置に、対合電気接続部を備える。

前記伝達装置は、前記底部区分の熱伝導性の壁の表面に上方に延びる溝に配置される。
前記ユニットは、前記ユニットの前記底部区分で、前記熱検出器に応答する閉ループ温度制御装置に関連付けられ、前記頂部区分の加熱器への電力を制御し、前記ユニットの前記底部区分の温度を選択された設定点に維持することを可能にする。

加熱される前記頂部区分内の前記蒸気通路は、前記蒸発室からの蒸気を受け取るように開口した蒸気受け取り部を備え、前記蒸気通路は、最初の部分は概ね上方に延び、概ね横方向に延びる蒸気運搬部に向かう曲げ部が後に続く。

前記加熱器は、前記蒸気通路の上方に延びる部分に概ね平行に延びるカートリッジ加熱要素を有し、前記カートリッジ加熱要素の少なくとも１つは、前記蒸気通路の横方向に延びる運搬部のそれぞれの側部に配置され、前記カートリッジ加熱要素の少なくとも１つは、前記通路の横方向に延びる運搬部の方向から反対の、前記頂部区分の側部に配置され、前記加熱要素は、前記蒸気通路を画定する面と熱伝導可能な関係にある。

前記ユニットから蒸気が流れるのを許容する弁が、前記蒸気通路の前記曲げ部に存在し、前記弁の表面は、前記加熱器と熱伝導可能な関係にある。
前記弁は、空気式に操作可能なベローズ弁である。

前記ユニットは、さらなる蒸気受け取り装置の取り付け台に、前記ユニットを取り付けるための、取り外し可能な取り付け具と、手動操作可能な閉鎖装置と、を有し、前記ユニットの前記閉鎖装置は、前記ベローズ弁にオーバーライドして前記蒸気通路を通る蒸気の流れを防止する、閉位置を持ち、前記閉鎖装置は、前記閉鎖装置が前記閉位置にあるときを除いて、作業者が取り付けられた蒸発装置の前記取り外し可能な取り付け具にアクセスするのを防止する、アクセス防止装置に関連付けられ、それにより、前記ユニットが取り外されている間、前記ユニットからの有毒な蒸気の流れを防止する。

前記取り外し可能な取り付け具は、前記取り付け台に関連付けられた噛み合い継手に係合可能な保持ネジのパターンを有し、前記アクセス防止装置は、前記閉鎖装置の部材に応じて移動するアクセス防止保護部を有し、前記保護部は、前記閉鎖装置が閉位置にあるときにのみ、前記ユニットを取り外すための前記保持ネジにアクセス可能にするように構成および配置される。

前記蒸気通路の前記運搬部分は、外側側部突起部を通って延び、前記突起部は、さらなる蒸気受け取り装置の所定の構成の凹部に嵌入するように構成される。
前記外側側部突起部は、前記ユニットの重量を支え、前記突起部が前記凹部に係合したときに前記ユニットの支えとして機能する。

前記外側側部突起部の端部は、さらなる蒸気受け取り装置の対合面とのシールを画定するように構成される。
前記ユニットは、前記さらなる装置にねじ込み可能な取り付けネジを受け入れるネジ通路を備え、前記取り付けネジは、前記端部に、前記さらなる装置の対合面に対して力を付与し、シールを確立して安定させる力を供給する。

前記ユニットは、前記蒸発装置ユニットの温度と異なる温度に維持されるさらなる装置とともに利用するためのものであり、断熱部が、前記ユニットと前記さらなる装置との間の前記外側側部突起部を通しての熱伝達を遮断する。

前記断熱部は、前記突起部を囲む断熱スリーブ部分と、前記突起部の端部と前記蒸気受け取り装置の蒸気受け取り通路を画定する壁との間に配置された断熱端部とを含む。
前記ユニットと外部の制御および給電回路との間に電気接続を形成するために、前記ユニットは、前記さらなる装置の所定位置の対応する接続器に係合するための、所定位置の電気接続器を備え、前記蒸発装置の所定位置は、前記蒸発装置ユニットの、前記側部突起部が前記さらなる装置の前記凹部に係合する向きへの移動に際して、前記接続器の自動的な接続を可能にする。

前記接続器は、前記ユニットの空気式弁を駆動するための、前記ユニットに圧縮空気を接続する接続要素を含む。
前記外側側部突起部は、前記ユニットと前記さらなる装置との係合を案内するための、前記さらなる装置の前記凹部の対応する整合面にスライド式に係合するように構成された、整合面を備える。

前記ユニットは、取り囲み断熱部材がないときは輸送キャニスターとして機能し、蒸発装置として使用されるときは、断熱部材内に配置される。

本発明の他の側面は、加熱される放出容器として、または物質を放出または蒸発させて、放出されたガスまたは蒸気をさらなる装置に提供する蒸発装置として構成されるユニットであって、前記ユニットは、前記ユニットの電気抵抗加熱器により加熱されるように構成された物質受け取り領域を画定し、また、前記ユニットから前記他の装置へガスまたは蒸気を運搬するためのガスまたは蒸気通路を画定し、前記蒸気通路の運搬部分は、外側の側方に延びる突起部を通って延び、前記突起部は、ガスまたは蒸気受け取り装置の所定の構成の凹部に嵌入するように構成され、前記側部突起部は、前記ユニットの重量を支えるように構成され、前記側部突起部は、前記突起部が前記凹部に係合しているときは前記ユニットの支えとして機能し、前記突起部の端部は、前記さらなる装置の対合面とのシールを画定するように構成され、前記ユニットと外部の制御および給電回路との間の電気接続を形成するため、前記ユニットは、前記さらなる装置の所定位置の対応する接続器に係合する、所定位置の電気接続器を備え、前記ユニットの接続器の前記所定位置は、前記ユニットの、前記側部突起部が前記さらなる装置の前記凹部に係合する向きへの移動に際して、前記接続器の自動的な接続を可能にする、ユニットである。

本発明のこの側面の実施形態は以下の特徴の１つまたはそれ以上を備えることができる。
前記ユニットは、分配されるまたは蒸発させる物質のための輸送キャニスターとして構成される。

前記外側の側方に延びる突起部は、前記ユニットの前記さらなる装置への係合を案内するための、前記さらなる装置の前記凹部の対応する整合面にスライド式に係合するように構成された整合面を備える。

前記接続器は、前記ユニットの空気式弁の駆動のために、前記ユニットへ圧縮空気を接続するための接続要素を含む。
空気式に作動可能なベローズ弁が前記通路に沿って配置される。

前記ユニットは、前記さらなる装置の取り付け台に前記ユニットを取り付けるための、取り外し可能な取り付け具と、手動操作可能な閉鎖装置とを備え、前記ユニットの前記閉鎖装置は、前記ベローズ弁にオーバーライドする閉鎖位置を持ち、前記通路を通る流れを防止し、前記閉鎖装置は、前記閉鎖装置が前記閉鎖位置にあるときを除いて、取り付けられたユニットの前記取り外し可能な取り付け具への作業者のアクセスを防止するアクセス防止装置に関連付けられ、それにより、前記ユニットが取り外されている間、前記ユニットからの有毒なガスまたは蒸気の流れを防止する。

前記取り外し可能な取り付け具は、前記取り付け台に関連付けられた噛み合い継手に係合する保持ネジのパターンを有し、前記アクセス防止装置は、前記閉鎖装置の部材に応じて動くアクセス防止保護部を有し、前記保護部は、前記閉鎖装置が閉鎖位置にあるときにのみ、前記ユニットを取り外すため、前記保持ネジへのアクセスを可能にするように構成および配置される。

前記ユニットは、取り付けネジを受け入れるネジ通路を備え、前記取り付けネジは、シールを確立し、かつ安定化させる力を提供するために、前記さらなる装置にねじ込むことができ、前記端部面に、前記さらなる装置の対合面に向かって力を付与する。

前記ユニットは、前記キャニスターユニットの温度とは異なる温度に維持されるさらなる装置とともに使用され、断熱部が前記ユニットと前記さらなる装置との間の熱移動を遮断する。

前記ユニットは蒸発装置の形態であり、前記蒸発装置は、側壁および底壁を有する底部区分を有し、前記側壁および前記底壁は、それらの内面により、供給物質受け取り部を画定し、前記蒸発装置はさらに、蒸発室および頂部区分を備え、前記頂部区分は、取り外し可能な蓋、および前記ユニットから前記さらなる装置へ蒸気を運搬する蒸気通路を画定し、前記頂部区分および前記底部区分は、組み立てられたとき、蒸気気密境界部で、前記頂部区分から突き出した、外側の側方に延びる突起部に係合する。

本発明の他の側面は、排気される蒸気受け取りシステムとともに使用する固体物質の蒸発装置ユニットであって、前記ユニットは、固体を受け入れる蒸発容積を画定する底部区分と、蓋を画定する頂部区分とを備え、前記頂部および底部のユニットは伝導性金属および蒸発装置の加熱器を備え、前記加熱器は、前記頂部の取り外し可能な蓋の区分に１つだけ配置され、前記頂部区分と前記底部区分と間の境界部を横切り、前記底部区分を画定する周縁の側壁および底壁を通る熱伝導により、前記底部区分の底壁の面を加熱する、蒸発装置ユニットである。

本発明のこの側面に関する実施形態は以下の特徴の１つまたはそれ以上を備えることができる。
前記加熱器は、前記頂部区分の前記金属の凹部に取り付けられたカートリッジ加熱器である。

蒸気通路は、軸方向に延びる入口区分と前記頂部区分内の弁とを含み、前記カートリッジ加熱器は、前記入口区分および前記弁に平行かつその横に並んで、それらと熱伝導可能な関係に延びる細長い要素を有する。

本発明の他の側面は、システムであって、前記システムは、流れ相互接続装置に連結される蒸発装置を備え、前記流れ相互接続装置は、前記蒸発装置を取り外し可能に受け入れかつ前記蒸発装置と連絡するための取り付け台を画定し、前記システムはさらに、前記取り付け台において、大気への有毒な蒸気の偶発的な流れを防止するインターロックシステムを有する、システムである。

本発明のこの側面の実施形態は以下の特徴の１つまたはそれ以上を備えることができる。
前記蒸発装置は、前記蒸発装置を前記取り付け台に取り付けるための取り外し可能な取り付け具と、手動で操作可能な閉鎖装置とを備え、前記閉鎖装置は、蒸気が蒸発装置から流れることを防止する閉鎖位置を備え、前記閉鎖装置は、前記閉鎖装置が前記閉鎖位置にあるときを除いて取り付けられた蒸発装置の前記取り外し可能な取り付け具に作業者がアクセスするのを防止する、アクセス防止装置に関連付けられ、それにより、蒸発装置が取り外されている間、前記蒸発装置からの有毒な蒸気の流れを防止する。

前記取り外し可能な取り付け具は、前記取り付け台に関連付けられた噛み合い継手に係合可能な保持ネジまたはナットのパターンを有し、前記アクセス防止装置は、前記閉鎖装置の部材に応じて動くアクセス防止保護部を有し、前記保護部は、前記閉鎖装置が閉鎖位置にあるときにのみ、前記蒸発装置を取り外すための前記保持ネジまたはナットへのアクセスを可能にするように構成および配置される。

前記蒸発装置からの蒸気の流れを許容するため、ばねにより付勢され、空気式に操作可能な弁が、蒸発装置上に取り付けられ、前記閉鎖装置は、空気圧の存在にかかわらず、前記空気式に操作可能な弁に、閉鎖位置に向かって力を付与するように構成された機械的オーバーライド装置である。

前記相互接続装置は、異なる蒸発温度を持つ異なる固体供給物質を備える１組の異なる蒸発装置とともに使用されるように構成され、前記システムは、取り付けられた蒸発装置の特有の物理的特長を認識する認識システムを含み、前記システムは取り付けられた蒸発装置の内容物を表示し、蒸発装置の制御装置が、認識された蒸発装置の内容物に適切な条件の下で操作できるようにする。

前記認識システムは、蒸発装置が取り付け位置にあるときに、前記蒸発装置に露出される１組の駆動可能なスイッチを有し、前記１組のスイッチは、前記蒸発装置の内容物に応じた独特のパターンの、１つ以上のスイッチアクチュエータ構成を備える蒸発装置と協動するように構成される。

前記システムは、１組の１つ以上の蒸発装置ユニットを含み、前記１組の蒸発装置は、それぞれ異なる蒸発温度を持つそれぞれ異なる固体供給物質を備えるように特化され、前記蒸発装置ユニットは、認識のための異なる特有の物理的特徴を備える。

イオン源が真空チャンバ内に取り付けられ、前記流れ相互接続装置が、蒸気を前記イオン源へ伝達するように構成される。
前記イオン源は、注入のためのイオンを提供するために、イオン注入システム内にある。

前記イオン源は、ターゲット基板へ注入するためのビームラインにイオンを提供する。
本発明の他の側面は、上述の蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムであって、イオン化可能な蒸気を形成することができる固体供給物質を含み、またクラスター分子を含む、蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムである。

本発明の他の側面は、上述の蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムであって、固体物質から生成された蒸気をイオン化することができるイオン源に組み合わせられる、蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムである。

本発明の他の側面は、上述の蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムであって、固体供給物質はＣ_１４Ｈ_１４、Ｃ_１６Ｈ_１０、Ｃ_１６Ｈ_１２、Ｃ_１６Ｈ_２０、Ｃ_１８Ｈ_１４またはＣ_１８Ｈ_３８からなる、蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムである。

本発明の他の側面は、上述の蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムであって、固体供給物質はＮ型ドーピングのための化合物を含む、蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムである。

本発明の他の側面は、上述の蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムであって、固体供給物質はヒ素、リンまたはアンチモンクラスター化合物を有する、蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムである。

本発明の他の側面は、上述の蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムであって、固体供給物質はＡ_ｎＨ_ｘ ^＋、Ａ_ｎＲＨ_ｘ ^＋の形態のイオンを形成することができるヒ素またはリン化合物を有し、ｎは４より大きい整数、ｘは０以上の整数であり、ＡはＡｓまたはＰのいずれかであり、Ｒはリンまたはヒ素を含まずかつイオン注入プロセスに有害でない分子である、蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムである。

本発明の他の側面は、上述の蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムであって、固体供給物質は、ホスファン（phosphanes）、オルガノホスファン（organophosphanes）およびホスファイド（phosphides）からなる群から選択される化合物を有する、蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムである。

本発明の他の側面は、上述の蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムであって、固体供給物質はＰ_７Ｈ_７を有する、蒸発装置である。
本発明の他の側面は、上述の蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムであって、固体供給物質は、トリメチルスチビンを有するアンチモン化合物を有する、蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムである。

本発明の他の側面は、上述の蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムであって、固体供給物質は、Ｓｂ（ＣＨ_３）Ｃ_３を有する、蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムである。

本発明の他の側面は、半導体装置または半導体材料を処理する方法であって、クラスターイオンを生成するために請求項７５乃至８４のいずれか一項に記載の蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムを使用し、前記イオンを前記処理に用いる、方法であり、特に前記処理する方法はイオン注入を含み、特に前記処理する方法はイオンビーム注入を含む、方法である。

上述した特徴を持つ１つまたはそれ以上の装置の詳細は、添付図面とともに以下に説明される。本発明のその他の特徴、目的および利点は、詳細な説明、図面および特許請求の範囲から明らかになるであろう。

図１を参照すると、流れ相互接続システムの流れ相互接続装置１０が、高真空チャンバ２０に接続されており、流れ相互接続装置は、真空チャンバの外側に位置する部分８および真空チャンバに突き出した延長部９を有する。部分８は、外部蒸発装置１４が取り外し可能に気密の接続器Ｉに取り付けられる部分に取り付け部１２を備える。

蒸発装置１４はキャニスター型であり、蒸発させる供給物質の供給量を含む底部を備え、また、取り外し可能な頂部部材を備える。頂部は、符号１９により概略的に示される、蒸発装置の加熱器が関連付けられている。相互接続システムは、供給物質から蒸気を生成する蒸発装置の加熱器の電力Ｐ_１４を制御する加熱器制御回路３３を含む。蒸気流通路１６は、蒸発装置から接続器Ｉを介して、隣接する停止弁１５を通り、それから部分８および延長部９を通って、相互接続装置１０内を延びる。延長部９は、真空気密シール２１で、真空チャンバ２０のハウジングに対してシールされている。

シールされた脱係合可能な接続部は、高真空チャンバ内に、延長部９と蒸気受け取り装置２２との間に形成される。この接続点はインターフェースII（境界部II）として言及される。

この配置に関し、外部蒸発装置１４と蒸気受け取り装置２２との両方の迅速な取り外しおよび保守は、流れ相互接続装置１０の真空チャンバ２０のハウジングへの接続点でのシール２１を妨害することなく行うことが可能である。蒸気受け取り装置２２の保守を行うため、インターフェースIIにおける流れの取り外し、再接続の繰り返しにもかかわらず、インターフェースIIはその位置のために、作業者へのリーク事故の危険性がない。漏れが生じる範囲に関し、漏れは真空チャンバ２０内に制限され、また漏れは真空ポンプおよび関連する排出物処理システム２５により取り除かれる。

インターフェースIIにおけるシステムの好ましい実施形態では、蒸気受け取り装置の取り付け動作により、真空チャンバ内で接続が確立される。図１の例において、蒸気受け取り装置２２は、装置２２がシールおよび取り外し可能な接続部２３において、真空チャンバの表面上をシールするまで、経路Ａに沿った運動により取り付けられる。この運動により取り付けられると、蒸気受け取り装置２２は、インターフェースIIで、延長部９に係合しシールするように構成される。例えば、近接して嵌合する表面を合わせたラビリンス真空シールを有効に形成するように構成することができる。同様に、蒸気受け取り装置２２は、真空チャンバ２０のハウジングの流れ相互接続装置１０へのシール２１を妨害することなくインターフェースIIにおけるシールを破るような方法により、経路Ａに沿った反対の運動により、真空チャンバから取り外し可能に構成される。

再び図１を参照すると、好ましい実施形態として、流れ相互接続装置１０は、蒸発する異なる物質を含む複数の蒸発装置を受け入れるように構成されている。各蒸発装置は、蒸発装置の温度Ｔ_１４を測定する温度センサを備え、測定された温度Ｔ_１４は、相互接続システムの蒸発装置の加熱制御回路３３に送られる。ユニットの頂部の温度を測定することが図示されているが、代替的に、底部付近の温度を有効に測定するように温度センサを配置してもよく、あるいは、その両者の位置の温度を監視してもよい。各蒸発装置は、特定の原料物質のためのものであり同定装置３０を備える。流れ相互接続装置１０は相補認識装置３２を有する。認識装置３２は、蒸発装置加熱制御回路３３に制御信号Ｃ_１４を提供し、これに応答して、制御回路３３は、特定の蒸発装置の加熱装置へ付与する電力の上限を含むそれぞれの供給物質を加熱するための安全な温度範囲を確立する。一例として、好ましい実施形態において、流れ相互接続装置１０は、それぞれ、デカボラン、オクタデカボランを含むように特化された蒸発装置１４´、１４´´ を受け入れるように構成される。蒸発装置は、明瞭に異なる同定装置３０を備える。蒸発装置が相互接続装置１０に取り付けられると、認識装置３２は、蒸発装置１４´または１４´´を認識し、それぞれの認識信号Ｃ_１４´またはＣ_１４´´を提供する。好ましい実施形態において、例えば、デカボラン蒸発装置によって発生させられた認識信号Ｃ_１４´は、加熱制御回路３３に、デカボランを蒸発させるのに適切な加熱範囲を設定し、蒸発装置を約３５Ｃより上に加熱することを防止する。一方、オクタデカボラン蒸発装置によって発生させられた認識信号Ｃ_１４´´は、加熱制御回路３３に、オクタデカボランを蒸発させるのに適切な加熱範囲を設定し、蒸発装置を約１３５Ｃより上に加熱することを防止する。他の物質用の蒸発装置は、他の同定装置を備え、相互接続装置の制御ユニットに、他の温度または他の適切な操作条件を設定できるように認識可能である。

好ましい実施形態において、流れ相互接続装置１０は、例えば機械加工されたアルミニウムのブロック形成部分により形成された熱伝導体を有しする。弁が取り付けられると、弁の弁本体のように、熱伝導体ブロックは有効に機能する。本体を通る真空気密蒸気通路は、インターフェースIからインターフェースIIまで延びる。本体は、符号１１により概略的に示され、回路１３により制御される加熱器に熱的に接続されている。回路１３は、蒸発装置１４からの温度入力Ｔ_１４、および流れ相互接続装置１０の伝導体からの温度入力Ｔ_１０を持つ。回路１３は、加熱器１１が伝導体を制御された温度に維持するように構成される。例えば、各蒸発装置１４の温度よりも高い温度に制御され、しかし安全な温度より低い温度に制御される。これは、例えば、蒸発させられる各物質の解離温度よりより低い温度である。

システムの加熱器は、様々な形態とすることができ、たとえば、従来の電気カートリッジやバンドヒーターとすることができ、また、加熱器は、１つ以上の加熱領域に配置することができる。例えば、有利には、蒸発装置をＴ_１に加熱するための加熱領域１、相互接続装置１０を加熱するための加熱領域２、蒸気受け取り装置２２のための加熱領域３を設けることができる。加熱領域はおのおのの加熱要素および温度センサを有し、１つの配置として、温度はＴ_１からＴ_２へと蒸発装置から蒸気受け取り装置のインターフェースIIまでの経路に沿って上昇し、たとえばＴ_１＜Ｔ_２＜Ｔ_３のように、全ての温度が、蒸発する物質のための安全制限より低い温度Ｔ_３に制限される。

図１Ａを参照すると、好ましい実施形態として、蒸発装置は、断熱キャニスター本体１４Ａを底部として、および取り外し可能な頂部部材１４Ｂを備える。本体１４Ａは、連続的に昇華する固体供給物質の投入量を保持するために、頂部開口および例えば１リットルの容積を備える。取り外し可能な頂部部材１４Ｂは、弁Ｖ１を備える。頂部部材および底部部材、および好ましくはさらに弁は、たとえばアルミニウムのような熱伝導性物質を備える。弁は、頂部の本体１４Ｂ内に位置し、これにより弁は、実質的に本体の温度に維持される。

有利には、蒸発装置の頂部部材だけが電気的に加熱される。キャニスター本体内の固体物質は、取り外し可能な頂部区域と底部区域との間の境界部を通り、また、加熱器からの熱伝導により加熱される底部区域の側壁と底壁とを通る熱移動により広範囲に加熱される。この手法においては、頂部部材を通る蒸気の温度Ｔ１が昇華される固体原料物質の温度よりも高くなることが保障される。

前述したように、蒸発装置キャニスターユニットの取り外し可能な頂部閉鎖体における加熱器の場所は、様々な温度での蒸発する物質の供給量がユニットの底部に位置しているので、当業者にとってよい実践ではないかもしれない。取り外し可能な頂部と底部区分との間の境界の熱抵抗、および、熱容量（thermal mass） に関連する熱移動の距離および反応の遅さは、熱の外部への損失と同様、好ましくない。しかし、この配置によって有意な効果が得られ、好適な実施形態において、内在する不利益は避けることができ、または無視できる。

好適な実施形態の一例が、図面に示されており、以下に説明される。
説明されるシステムは、物質から生成される蒸気が、温度が上昇する通路を通ることを保障し、蒸気は、発生点から弁Ｖ１を通り、流れ相互接続装置１０まで移動する。同様に、蒸気利用の点に先立つ蒸気受け取り装置２２の一部は、流れ相互接続装置１０の温度よりも高く温度を保持するように構成された他の加熱領域を画定する。

図１Ｂおよび１Ｃを参照すると、外部蒸発装置１４´が示されており、固体供給物質を供給源から蒸発される場所まで輸送するための運搬キャニスターとして機能するように構成される。蒸発装置キャニスター１４´は、物質を蒸発されるように構成された加熱器を備える頂部閉鎖体区分１４´Ａから形成される熱伝導体と、蒸発する物質を所定量含む底部区分１４Ｂ´とを有する。この実施形態において、側方構造の突出部３４は、頂部区分１４Ａ´から、蒸発装置側部からの片持ち梁のように外側に突き出す。突起部３４は、ユニットを予備的に所定位置に固定するために、静止の蒸気受け入れ部材３６の、対応する支持凹部の中に配置されかつ係合する。突出部３４は、内在的に、キャニスターの蒸気容積Ｖから蒸気運搬通路３７を画定する。支持部材３６は、蒸気を利用場所に導くための対応する蒸気通路３８を画定する。突出部と凹部との接触表面は、十分な剛性を備える構造物質によって形成され、この係合のみによって、キャニスターの重量および内容物が、安全な方法により直立するように支持される。これは、装置を固定および蒸気のシールを完成させる行動を実行できるように、作業人員を解放する。

従って、供給源からの運搬の後、蒸発装置キャニスター１４を、突出部と凹部とが整列し、図１Ｃの着座位置に至るまで、矢印Ａで示す右側に移動させることで取り付けられる。支持力を提供することに加えて、矢印ｔおよびｔ´で示される反作用力が、凹部３５ａおよび３５ｂの上表面、下表面により生じ、これは、中心から外れて支持されるキャニスターのねじれに抵抗する。こうして組み立てられた後、運転のため、固定装置は力Ｆを付与しキャニスターを所定位置にロックする。エラストマーのＯリングが、突出部３４の端部と接触当接表面との間に提供され、蒸気の漏れに対するシールを提供して真空を保持する。図示の実施形態では、Ｏリング３９は、突出部３４の端部表面３４ａの円形の溝内に提供される。圧縮された状態においてＯリング３９は、支持部材の方に向かって突出し、突出部が完全に凹部に挿入されたとき、Ｏリング３９は、所望のシールを形成するために当接面間で圧縮される。

熱的隔離が達成される好ましい実施形態において、断熱材は突出端と支持部材との間に追加のシールとともに挿入され、後に図１３Ａ−Ｄの説明とともに説明される。
蒸発装置キャニスターが直立に取り付けられることを確保するために、案内特徴が突出部−凹部の組み合わせに関連付けられる。図１Ｂ、１Ｃの実施形態にいおいて、突出部３４および凹部３５は、軸方向に延びる平坦な弦状の表面が突出部３４の上部に沿って形成されることを除いて、円形の横断断面であり、この平坦な弦状の表面、凹部３５の接触表面により係合される。図１３Ａ−Ｄを参照されたい。

有利な実施形態において、組み立て体は、蒸発装置キャニスターの取り付けの間係合する追加のシステムを備え、たとえば、電気的な、圧縮空気接続システムおよび機械的コードシステムである。説明されたような、平坦な案内表面による案内特徴は、また、これらのシステムのための一般的なアライメントを提供する。

図１Ｂ、１Ｃの実施形態において、蒸発装置は電気的に加熱され、空気式弁を含み、位置および温度検出器を備える。これは、操作可能とするために、電力の利用、圧縮空気、およびユニットへの信号接続を必要とする。キャニスターからの蒸気を受け取る支持部材３６は、また、必要な空気、電力、および信号線を運ぶ。これは、矢印Ａのキャニスターの取り付け動作中、蒸発装置キャニスターの相補的な接続器と結合するための位置に接続器を備える。これは、支持部材３６に取り付けられた多目的接続器４３、およびキャニスターに取り付けられた相補的な多目的接続器４４によって、図１Ｂに示されており、両者は、キャニスターの取り付け動作Ａにより係合するように整列されている。このような接続器は、たとえば、図１２および１２Ａに示されるような、ドイツのMunichのFCT Electronic GmbHから入手可能である。

また、図１Ａの蒸発装置とともに、機械的なフェイルセイフ機構は、適正なレベルの電力が蒸発装置に提供され、蒸発装置により運ばれる供給物質の種類に応じて維持されることを確保する。この目的のため、支持部材３６は、２つのマイクロスイッチ３２´を備え、１つは図１Ｂに示されている。キャニスターは、２つの対応する位置を備え、この１つ又は両方に、キャニスターが扱う特定の供給物質の指示コードに応じて予め決定された方法により、スイッチアクチュエータが配置される。スイッチアクチュエータ３０´は図１Ｂに示されている。方向Ａへの、蒸発装置キャニスターの図１Ｃに示す組み立て位置への案内運動は、各スイッチ３２´を係合させて駆動するために存在するこれらのスイッチアクチュエータ３０´が、制御システムに、存在する供給物質の種類の信号を送る。こうして、蒸発装置の電力制御により、蒸発温度は、蒸発装置キャニスターユニットが取り扱う、選択された供給物質のために設計された範囲に適切に調節される。

図１Ｄ−１Ｈ、図１２−１２Ｅ、図１４は、説明される蒸発装置キャニスターの特徴の好ましい実施形態の詳細を示す。蒸発装置キャニスターの取り外し可能な頂部区分１４Ｂ´´だけが、運搬通路および内部弁とともに加熱器を備え；蒸発装置の本体から片持ち梁のように突出する支持突出部３４´は、堅いアルミニウムからなり、キャニスターの頂部のアルミニウム本体に結合され；キャニスターに備えられる接続部品は、多目的ユニットであり、１つのハウジング内で、電力Ａ２、Ａ３、電気信号（１２ピン）および圧縮空気管接続装置５０を備える。

図１Ｂおよび１Ｃの蒸発装置キャニスターは、図１に概略的に示されたシステムにおいて使用するのに好適である。この目的のため、図１および以降に説明される類似の図の流れ相互接続装置は、支持突出部３４´を受け入れる、対応するメス凹部を備えるように構成される。

図２の概念図を参照すると、流れ相互接続装置は、いくつかは図示されていないが、図１のシステムのあらゆる特徴を備え、また、複数の蒸発装置取り付け台を画定する。通路１６Ａおよび１６Ｂは、接合点Ｘで合併する。共通の蒸気流通路１６Ｃは、８Ａの残りの部分を延び、相互接続装置１０Ａの延長部９を通り、インターフェースIIに至る、インターフェースIIで、蒸気は装置２２に運搬される。装置１０の停止弁１５Ａおよび１５Ｂは、個別の流れ通路１６Ａおよび１６Ｂに関連付けられる。リンク１７で示されるように、弁１５および１５Ｂはインターロックされている。これは、各弁が、他の弁が開く前に閉じることを保証するようになされる。これは、通路１６Ａおよび１６Ｂの同時の流れを防止する。

流れ相互接続装置１０Ａは、このように、高真空チャンバ２０への相互接続装置１０Ａのシール接続を妨害することなく、２つの蒸発装置の取り外しおよび保守のための容易なアクセスを提供する。これは、他の蒸発装置が、同じ原料物質を含み、蒸気を生成するときに、一方の蒸発装置の保守を実行し、充填を可能にする。また、異なる種類の蒸発装置を、選択された使用のために、取り付けることができる。インターフェースIに、蒸発装置キャニスターのシステムの他の部分からの、断熱を提供することにより、ユニットに残っている物質の量は実質的に劣化しないように、駆動していないユニットを冷却することを可能にする。

図３を参照すると、流れ接続装置は、いくつかは図示しないが、図２のシステムのあらゆる特徴を備えている。また、共通通路１６Ｃにおいて、図３の流れ相互接続装置１０Ｂは、流れ制御装置、または圧力監視装置２６の前のスロットル弁２４を備える。これらは、流れ相互接続システムの流れ及び加熱制御装置２８に接続される。制御装置２８は、各蒸発装置１４Ａおよび１４Ｂの温度検出ラインＴ_１４ＡおよびＴ_１４Ｂ、加熱電力ラインＰ_１４ＡおよびＰ_１４Ｂに接続される。取り付け台の認識装置３２Ａおよび３２Ｂは、特定の物質用の蒸発装置１４Ａおよび１４Ｂ上の同定装置３０Ａおよび３０Ｂと相互作用する。認識装置は、蒸発装置の種類の同一性を、流れおよび加熱制御装置２８に伝達し、その後の適切な操作限界、各蒸発装置の加熱器１９への適正な付与電力を選択することを可能にする。

共通通路１６Ｃ内の流れ制御装置２４は、通路の蒸気伝導性を変更するバタフライ弁のようなスロットル弁を備えることができる。この制御システムは、２００５年７月７に公開され、「Controlling the Flow of Vapors Sublimated from Solids」という表題である、特許出願ＷＯ２００５／０６０６０２に説明されているプロトコルに従って操作できるように構成することができる。この特許文献の内容は、参照することによりここに統合される。

特に、所望の流れを運搬するためのこのようなスロットル弁の操作は、発生する蒸気の所望の圧力に依存する。与えられた蒸発装置の温度において、発生した蒸気の量およびその圧力は、蒸発温度に加熱される位置に残っている供給物質の総量に依存する。物質の最初の投入量の時間経過による減少を補償するため、制御システムは、運搬圧力を検出し、それに従って蒸発チャンバの温度を上昇させる。運転中、特に、圧力操作システムおよび加熱操作システムが全体のシステムの所望の性能を達成するように調整されているときのスタートアップの間、大きな遅れなく新しい温度に到達させることができることは蒸発装置システムによって有利である。

共通通路１６Ｃに位置する、一方通行の流れ制御装置２４は、２つまたはそれ以上のそれぞれの取り付け台の蒸発装置からの流れを選択的に制御できる。図２により説明されたリンクした弁１５Ａおよび１５Ｂの選択位置を含むインターロックにより、システムは、２つ以上の蒸発装置からの流れが同時に加熱され伝達されることを防止する。選択された蒸発装置、装置１０Ｂおよび装置２２は、適正な温度に加熱されるように構成され、たとえば、Ｔ_１＜Ｔ_２＜Ｔ_３であり、ここであらゆる温度は、選択された蒸発装置における特定の物質のための安全限界より低い温度である。従って、選択された蒸発装置の物質に適した、予め決定された安全な範囲で加熱することが保証され、その物質に関するその他の条件は適切に制御される。

図４を参照すると、いくつかは図示されないが、図２および３のシステムのあらゆる特徴を備えることができるシステムが示されており、このシステムは、流れ相互接続装置１０Ｃの部分８Ｃにおいて通路４２に連絡する、反応性洗浄ガス源４０を備える。流れ相互接続装置の延長部９Ａは、高真空チャンバ２０Ａの壁に対してシールされ、インターフェースII−Ａでチャンバに突き出す。これは、蒸気受け取り装置への２つの別個の流れ通路を画定し、これは共通の蒸気通路からの通路１６Ｃ、および反応性洗浄ガスのための、平行であるが別個の通路４２である。蒸気受け取り装置２２Ａの、対応する通路２２Ｖおよび２２Ｇとのシールされた接続は、インターフェースII−Ａにおいて、取り外し可能に形成され、それぞれは、流れ相互接続装置の運搬突出の真空チャンバへのラビリンスシールを形成することができる。これらのシールからの漏れは、真空チャンバ２０Ａに制限される。

図４の相互接続装置１０Ｃは、蒸気と反応性洗浄ガスとが蒸気受け取り装置２２Ａへ同時に流れるのを防止する弁インターロック５０を含む。好ましい実施形態において、これは、相互スプール弁により達成され、これは、各通路が、他方が開く前に必ず完全に閉じることを保証する。

図５を参照すると、図１の一般的なスキームの応用が示されており、蒸気受け取り装置は高電圧イオン源２２Ｂを有し、イオン源２２Ｂは、イオン化チャンバ９０を備え、イオン化するために、制御された蒸気流がイオン化チャンバ９０に導入される。イオンは、引き出し電極の静電引力および、イオンビーム９６を形成する最終エネルギー組み立て体９４により、引き出し開口９２を通って、イオン化チャンバ９０から引き出される。このビームは、ビームラインに沿って、図示しないイオン注入端部台に差し向けられる。図５の高真空チャンバは、イオン源真空ハウジング７０を有し、ハウジング７０は、例えば、強化されたエポキシなどの高電圧で絶縁体を備える。絶縁体６２は、メイン真空ハウジング部材７１を高電圧端部から隔離し、そこにイオン源およびその蒸気供給システムが取り付けられる。真空気密取り付けリング７４は、絶縁体６２の高圧側に提供される。イオン源は、取り付けフランジから軸Ａに沿って軸方向に、真空チャンバまで延びる。図５に示されているように、流れ相互接続装置１０Ｄの延長部９Ｂは、２１Ａで取り付けリングにシールされ、インターフェースII−Ｂで真空チャンバに突き出す。このインターフェースは、たとえば、ラビリンス真空シールを効率的に形成するぴったりと合う表面のような、効率的にシールを形成する接続点を介して、取り外し可能なイオン源を受け入れるように位置決めされる。

図５のシステムは、表題「Method and Apparatus for Extending Equipment Uptime Ion Implantation」の、国際公開ＷＯ２００５／０５９９４号に記載された各イオン注入システムに、容易に統合することができる。この点に関し、この内容は、参照することにより、以下に説明されているかのように本明細書に取り込まれる。

図６を参照すると、いくつかは図示されていないが、図５のものに類似するイオン源および蒸気運搬システムが示されている。２つの取り付け台は、イオン化する蒸気を生成する固体蒸発装置１４Ａおよび１４Ｂのために画定される。このシステムは、後に説明されるあらゆるインターロックおよび安全機能を備え、制御システムは、蒸発装置の加熱を制御し、相互接続装置１０Ｅを通る流れを制御するように構成される。イオン化可能なガス源１００は、相互接続システムに連結する導管１０２を有する。これは、インターロック５０の下流で、ガス通路４２Ａとの接続を作る。ガス通路４２Ａの下流部分は、他のドーパント種を提供するため、室温でガス状態のイオン化物質を導入するのに代替的に用いられる。図示しないインターロックは、イオン化蒸気または洗浄ガスの流れが発生しているとき、イオン化原料ガスの流れを防止する。

図６Ａの概略図は、図６の流れの特徴を示し、これは伝導ブロック１２０に統合されている。ブロック内の組み込み物は、パージガス通路であり、これはブロックを、たとえば、ブロックが加熱されているときはアルゴンで、パージすることを可能にする。これは、有毒なまたは反応性の蒸気の残りを、システムの保守の前、または他の種の蒸気を導入する前に、取り除くことができる。図６Ａに示されているように、このシステムは、たとえば、蒸発装置ボトルからイオン注入装置のイオン源２２Ｂへのデカボランおよびオクタデカボランのようなホウ化水素蒸気Ｂ_ｘを提供するのに特に好適である。

図７に概略的に示されるシステムは、図６に示されたものと、以下に説明されるものを除いて同じである。
１つの相違点は、蒸発装置キャニスターが図１Ｂおよび１Ｃのように構成せれることであり、キャニスターからの片持ち梁突出部により支持される。また、キャニスターへの全ての接続は、インターフェースIにおいて形成される。これには、蒸発装置の加熱器に電力を供給する電力接続が含まれ、さらに温度および他の蒸発装置の状態およびキャニスター内の弁の空気を制御するための圧縮空気のパラメータの信号を送るための信号接続が含まれる。

図６との他の相違点は、図７において、図６Ａのようなインターロックを備える弁Ｖ３およびＶ４が、２つの蒸発装置からの蒸気通路のために提供される、ということである。図７において、インターロックは、弁要素Ｖ３およびＶ４により実行され、弁要素Ｖ３およびＶ４は、図６で採用されているスプール弁５０に類似するスプール弁の一部である。パージガスとともに流れ制御システムの特徴は、図７Ａ、７Ｂおよび１３に示された特徴により実行される。

図７Ａ−７Ｃは、これまで説明してきた流れ相互接続装置のあらゆる特徴を組み合わせることができる実施形態を示す。弁ブロック１３０を有する熱伝導体の形態である、流れ相互接続装置は、イオン源２２Ｂの着脱経路Ａの下に取り付けられる。弁ブロック１３０は、加熱されるキャニスター形態の蒸発装置１３２および１３４のための２つの取り付け台を画定し、これは、頂部区分に組み込まれた取り付け特徴により、流れ相互接続装置に掛けられている。弁ブロック１３０は、取り付け台から個別の流れ通路を備えており、これは高真空チャンバに導かれる共通通路に併合される。

弁ブロック１３０への組み込み物は、カートリッジ加熱器および弁であり、これは、前出の図とともに説明された加熱器および弁の安全動作ならびに流れ加熱機能および制御機能を実行する。ハウジング１４０は、運搬組み立て体を取り囲み、また、蒸発装置カバー１４２を含むカバーを備え、カバーは操作のために開くことができる。このハウジングは、高電圧絶縁体を備える脚部に支持される。このようにシステム全体は、イオン源の高電位差において維持可能になっている。

図９−１１Ｄを参照すると、加熱器を備える蒸発装置１３２が示されており、デカボラン、オクタデカボランのような固体供給物質を保持、およびイオン化するための蒸気を生成する温度まで加熱するように構成される。図１Ａのユニットのように、蒸発装置ユニットは、典型的には１リットルの固体受け取り容積を備えるキャニスター本体１３２Ａ、および取り外し可能な頂部閉鎖部材１３２Ｂを有する。これは、好適な取り付け台において、頂部閉鎖部材１３２Ｂに垂直に掛かるように構成される。この目的のために、頂部閉鎖部材１３２Ｂは、取り付け台の対応する面に合う、直取り付け面１３３を画定する。頂部部材１３２Ｂは、キャニスターから取り付け台に蒸気が流れることを許容する弁１３７を備える。頂部部材１３２Ｂは、アルミニウムのような熱伝導物質から形成される。

この蒸発装置の加熱器は、好ましくは、頂部部材１３２Ｂに形成された凹部に嵌合する１組のカートリッジ加熱要素１３６を備える。重要なことに、取り外し可能な頂部部材に位置するこの加熱器は、固体を適切に蒸発させるのに十分な熱を提供するように構成される。この位置により、加熱器が、頂部閉鎖部材の弁を固体物質が加熱される温度よりも高い温度に維持することを可能にする。有利には、この目的のために、弁１３７の本体は、熱伝導性アルミニウムに含まれ、アルミニウムの頂部部材を介して弁を通る蒸気を実質的に加熱器の温度に維持するために、加熱器と熱伝導可能な関係に配置される。

好ましい実施形態において、蒸発装置のためにただ１つだけの制御された加熱領域が存在する。
現在のところのより好ましい実施形態である、図１Ｄ−１Ｅに示される蒸発装置キャニスターが、さらに図１２−１２Ｅ、１３、１４を参照しながらより詳細に以下に説明される。

図を参照すると、蒸発装置キャニスターの本体は、２つのアルミニウム部分、底部区域１４Ａ´´および頂部区域１４Ｂ´´からなる。適切なプラスチックのカバー１４Ｃ´´は、頂部の組み立て体をカバーする。

底部部分１４Ａ´´は、蒸発する固体物質のための蒸発容積Ｖを画定する。頂部部分１４Ｂ´´は、３つの垂直に延びる加熱器カートリッジ１３´のための凹部１３６を備える。カートリッジは、アルミニウム部分１４Ｂ´´にきつく嵌合し、頂部部分が、離れた固体供給物質を加熱するために熱分配機能を実現すること可能にする。これは、主に、底部アルミニウム部分の壁への取り外し境界部を介した熱伝達により生じ、固体供給物質を加熱する。この加熱は、副次的な方法である頂部から固体物質への直接放射により補強される。

図１Ｅは垂直断面図であり、図１Ｆは側面図、図１Ｇは、蒸発物質が存在する蒸発室Ｖを画定するアルミニウムの底部区域１４´´を示す上面図である。図１Ｈは、上を向いた水平取り付け表面Ｓである。これは、対応するアルミニウムの頂部区域の取り付け表面に係合するように寸法決めされており、頂部区域は加熱器を含みかつ取り外し可能な閉鎖体およびユニットの蒸気運搬通路を備えている。図は、底部区域の取り付け表面Ｓに、Ｏリング溝を示し、Ｏリングの外側の熱伝導性金属表面の大きな半径寸法ｒ_１を示し、また、Ｏリングの内側表面の小さな寸法を示す。これらの表面は、頂部区域の類似する寸法の金属表面を受け入れるように、上に向かって露出している。蒸発室Ｖの高さに沿って金属の円筒形の壁の断面における、Ｏリング外側の半径方向の寸法ｒ_１を半径方向の厚さｒ_ｔと比較することにより、例を示すと、図１Ｆにおいて、取り付け界面における熱伝達領域は、実質的に、蒸発室Ｖの境界の壁の水平断面熱伝達領域よりも大きい。取り付け表面に向かって厚さの増す、上方、下方に傾斜する壁区域１４ｔは、２つの断面の熱伝達界面を提供し、全体にわたって、ユニットは比較的低い熱容量（thermal mass）を持ち、実質的な寸法の熱伝達インターフェースを持つ。キャニスターユニットの頂部区域と底部区域との境界は、幾分複雑な協働により効率的な熱伝達経路を提供する。この大きな領域は、つなぎ表面における微細な不完全性による熱抵抗を相殺し、一方つなぎ表面は、ここでは水平面であるが、金属間接触を圧縮するように互いに締め付けられるように力が与えられ、微細な空間を低減し熱接触を改良する。ここでは、圧縮力は、一連の取り外し可能な取り付けネジにより付与される。これについては図１５Ｂを参照されたい。これに加えて、大きな金属表面はＯリングシールＧの外側に位置しているので、金属表面の微細な表面不完全性の間隙は、周囲の空気で満たされ、微細な間隙における流体熱伝達媒体を提供し、これは、境界における熱伝達効率に寄与する。

この境界から、蒸発室Ｖ内の離れた固体供給物質への熱伝達経路は、図１Iに図解されている。境界を横切って流れる熱は、矢印で示されるように、下方向にユニットの全ての側面に進む。ユニットの下方の各点において、また、熱は、蒸発室Ｖの境界となる表面に向かって内側に流れる。これについては図１Ｊを参照されたい。熱の内側に向かって流れる割合は、供給物質による、この領域での熱吸収の割合に依存する。熱が内側に流れる割合は、固体物質の減少量が室の壁に直接接触する部分において増大する。これは濃い内側に向かう矢印で示されている。側壁の底部に到達する熱は、接触する固体物質の熱吸収の割合に基づいて熱移動が蒸発室の底の境界をなす面に向かって上方に増大しながら、半径方向内側に、底壁の厚さｔ_ｂを通って流れる。それゆえ、このユニットの最も冷たい領域は、底壁の中央部であり、好ましい実施形態においては、図示のように、この近くに、頂部に取り付けられた加熱器の制御のためのＲＴＤセンサが位置する。

供給物質の蒸発の多くは、物質が壁に直接接触する領域あるいはその付近で生じる。固体供給物質の粉末物質の間の乏しい熱接触は、固体物質自身の熱伝導性が乏しい場合と同様、物質全体を通してのよい熱伝達を妨げる。追加的な熱伝達が、加熱蒸気の対流効果によるのと同様に、ユニットの加熱された頂部表面からの相対的な熱伝達を通して生じる。

これらの特徴を組み合わせとして、蒸発装置キャニスターの頂部区分に位置する加熱器は、物質の量が消費されるにしたがって下部区分の離れた物質の量の効率的な蒸発が生じることがわかる。この構成は、十分に低い熱容量（thermal mass）を備え、設定温度に対する許容できるすばやい平衡を生じさせることができる。これは、操作者がシステム全体の操作を開始または調節するときに、適切な操作および温度設定における十分に迅速な変化を許容する。

特に、このユニットは、圧力ベースのスロットル弁（バタフライ）蒸気流制御２４を備えることが有利であり、供給物質の量が消費されるにつれて、スロットル弁の上流の圧力を維持するために、蒸発温度は徐々に上昇する。これについては、図３、６、７及び関連する説明を参照されたい。

さらに、とても重要なことに、図１Ｈを参照すると、この熱伝達配列を可能にするユニットの底部から頂部への正の温度勾配は、蒸気の凝縮、および蒸気弁Ｖ１（垂直流れから水平流れの遷移点に位置する）および蒸気運搬通路３７（上へ向かう入口通路３７Ａおよび水平運搬通路３７Ｂ）への不都合な堆積物の集積を防止する。これらの特徴は、加熱装置の近くに戦略的に、離れた蒸発室Ｖの底部の物質の量の温度よりも高い温度になるように温度に依存するように、配置される（後に説明される）。

また、頂部１４Ｂ´´は、片持ち梁支持突起部３４´を含み、蒸気の出口通路を画定する。より詳細には、上昇通路３７Ａは、水平弁座で終端する垂直管状シールドにより画定される。水平蒸気通路３７Ｂは、弁から片持ち梁突起部３４´を通って延びる。頂部１４Ｂ´´は、空気式ベローズ弁（図６ＡのＶ１またはＶ２）、および以下に図１４、１４Ａと共にさらに説明される「開許可」機構の一部を収容する。カバー１４Ｃ´´は、中心ネジを備え、これが回転されると、「開許可」機構は、「閉鎖」位置と「開許可」位置との間を動く。カバー１４Ｃ´´は、さらに特別な固定ネジで固定されている。これについては図１５および１５Ａを参照されたい。

ある種の供給物質は不適切に扱うと危険である。訓練を受けていない作業者が蒸発装置脚キャニスターユニットの分解を試みる場合の懸念を別にして、図１２および図１５−１５Ｄのような特別な５角頭の固定ネジが、頂部１４Ｂ´´を底部１４Ａ´´に固定するため、および頂部カバー１４Ｅ´´を頂部１４Ｂ´´に固定するために用いられる。これは、供給物質の提供者によってなされ、提供者は、正しい頂部区分が採用され、適切な温度制限スイッチを持ち、底部区分に提供された特定の供給物質の表示を符号化することを保証するために、その他の予防措置を講じる。

図１Ｄ−１Ｈの好ましい実施形態の以下の更なる特徴が、以下により詳細に説明される。
１．加熱器カートリッジ
蒸発装置キャニスターユニットの頂部閉鎖体区分１４Ｂ´´の加熱器を形成する電気抵抗加熱器カートリッジ１３６Ａは、約１０ｃｍの高さおよび０．８ｃｍの直径の円筒形の形状である。各加熱器カートリッジは、アルミニウムの頂部閉鎖体１４Ｂ´´の実質的に全深さに延びる。アルミニウム本体に機械加工された穴１３６は、加熱器カートリッジをきつく嵌合させるように挿入するために、頂部において開口しており、また、挿入中に排気できるように底部において僅かに開口している。図１Ｅおよび図１Ｈに示すように、加熱器カートリッジは、頂部区分１４Ａ´´および底部区分１４Ｂ´´をシールするＯリングＧの位置から半径方向外側に配置されている。従って、カートリッジの底部は、接合面の微細な不完全性を空気で埋めるために空気にさらされている半径ｒ_１の大きな熱接触部分の領域のすぐ上の位置する。図１Ｈおよび図１Ｋは、このアルミニウム本体を示し、また、カートリッジ加熱器の本体に対する、および本体を通って延びる蒸気通路に対する関係を示す。加熱器の軸は、蒸気通路の垂直吸込み部３７Ａの軸に平行である。水平蒸気運搬区分３７Ｂは、２つの加熱器カートリッジの間を延び、３つ目の加熱器カートリッジは、通路の水平蒸気運搬区分の反対側に位置する。これにつき図１Ｈを参照されたい。これにより、蒸気通路は、頂部区分のアルミニウム体を通る短い熱伝達経路により、加熱器から直接的な伝導により加熱される。
好適なカートリッジ加熱器は、たとえば、ドイツのTurk & Hillingerから入手できる。類似のカートリッジ加熱器を、弁ブロック流れ相互接続装置１０に適用してもよい。

２．熱検出器
蒸発装置キャニスターユニットの底部およびシステム内のその他の場所に位置する好適な測温抵抗体（ＲＴＤ；resistive thermal detector）は、たとえば、スイスのThermocontrolから入手できる。このセンサからの信号伝達のための導線は、蒸発装置キャニスターユニットの底部区分１４Ａ´´の側面から上方に頂部区分１４Ｂ´´の境界における接続器Ｃ_ＲＴＤまで延びる。この接続器は、頂部区分の噛み合う接続部とともに、横方向に位置合わせされる。これは、ユニットの頂部区分の全ての取り付けネジ穴を、底部区分の取り付けネジ穴に、取り付けネジを受け入れられるように整合させることにより行われる。底部区分に係合させるための、位置合わせされた頂部区分の下方への動きは、底部区分接続器Ｃ_ＲＴＤの噛み合い接続部の上に、検出回路の接続部を下方に移動させる。接続部の提供された弾性たわみ性により、頂部区分が底部区分に完全に着座する前に、電機接続か確立されることが可能になる。このたわみ性は、頂部区分が底部区分にきつくネジ留めされる間に、頂部区分が下方に動くことを可能にし、さらに増加する。

３．検出器の導線のための溝
図１Ｅおよび図１２に示すように、導線Ｌのための垂直ワイヤ通路溝は、実質的に、側壁の厚さ方向に凹んでいる。これにより、たとえば、ユニットを運搬キャニスターとして扱うときなどに、導線を保護することができる。深い凹部にもかかわらず、この溝は、溝が狭いのでキャビティ壁に有意なコールドスポットを発生させない。説明として、底部区分の熱伝達は、頂部区域から主に下方向であり、熱流は円筒形の壁の均一の厚さに対して実質的に均一に分配される。溝の反対側に位置するキャビティ表面の狭い部分を加熱するために、横方向の熱伝達経路が、溝の両方の側面から、全厚さの壁の隣接する部分より延びる。手短にいえば、これらの徐々に狭くなっている熱伝達経路は、小さな熱需要を提供し、必要な熱伝達に対して相対的に小さな抵抗を提供する。結果として、実質的に横方向の温度平衡が生じ、溝の領域におけるキャビティ表面の温度が、実質的に壁の他の部分と均一になることが分かる。また、この溝は、垂直方向の正の温度勾配に対して実質的に何ら影響を与えない。

４．超過温度スイッチ
図１２Ｂに示す加熱器への電源回路における超過温度スイッチ１６５´´は、周知の熱電対型のものであり、ユニットの頂部区分に位置する。この機能は、局所的な温度を感知し、調節された加熱システムが熱エネルギーの廃棄に失敗したときに、蒸発装置キャニスターをオーバーヒートから保護することである。これは、頂部区分１４Ｂ´´の温度を直接感知し、予め設定された温度で加熱器への電力の供給を中断させる。設定温度は、ユニットを満たしている特定の供給物質に応じて選択される。オーバーヒートの原因となる不一致が訂正されたら、このスイッチは、通常の方法でボタンを押すことによりリセットすることができる。

５．操作温度
遠隔熱制御ユニットによって制御されるＲＴＤ温度センサの温度調整範囲の上限は、一例して、Ｂ_１０Ｈ_１４用は４０℃、Ｂ_１８Ｈ_２２用は１２０℃と設定することができ、また、一例として、蒸発装置キャニスターユニットの頂部の超過温度制限スイッチは、Ｂ_１０Ｈ_１４蒸発装置キャニスターは５０℃、Ｂ_１８Ｈ_２２蒸発装置キャニスターは１４０℃に設定することができる。同様の温度設定は他の供給物質に対しても適用でき、特定の値は、選択した物質の蒸発特性に応じて決まる。ユニットの熱設計により、蒸発装置キャニスターの運転中、蒸発装置キャニスターの底部から頂部への正の温度勾配は、Ｂ_１０Ｈ_１４については５℃のオーダーであり（たとえば、３℃程度でもよい）、Ｂ_１８Ｈ_２２については１０℃のオーダーである。

６．蒸気受け取り装置からの温度隔離
いくつかの例において、運転中、蒸発装置キャニスターから物質が供給される蒸気受け取り装置は、蒸発装置よりも高温に維持される。蒸気受け取り装置から蒸発装置への温度移動の防止は、実質的な熱遮断部を導入することによりなされる。

熱遮断部は、蒸気受け取り装置から熱が入るのを防止し、蒸発装置キャニスターユニットの熱制御システムを妨害するのを防止する（あるいは、蒸気受け取り装置が蒸発装置よりも低温に操作されるならばその逆である）。また、この熱遮断部の存在により、蒸気受け取り装置は、別の蒸発装置に取り換えられた後に、所定温度で運転を続けるにもかかわらず、蒸発装置キャニスターユニットは、エネルギー供給が中断され、その外側の断熱材が取り外された後、比較的早く冷却される。従って、蒸気受け取り装置の加熱状態が続いているにもかかわらず、取り外しおよび交換するために、作業者は、すぐにエネルギー供給が中断された蒸発装置キャニスターユニットを扱うことができる。代替的に、供給物質の投入量の残りの実質的な熱の減少を生じさせずに、冷却されたユニットを所定位置に放置してもよい。

好ましい実施形態として、熱遮断部は、蒸発装置キャニスターの蒸気運搬突起部の、蒸気受け取り装置の凹部への界面に直接備えられる。この熱遮断部は、端部位置熱遮断区域および円周熱遮断区域により形成される。この特徴の１つの実施形態は、図１Ｄに示されている。

７．断熱特徴
端部位置熱遮断部
好ましい実施形態の端部位置熱遮断部は、図１Ｄに示され、蒸気運搬突起部の側面の端部に位置する。この実施形態において、端部位置熱遮断部は、断熱ワッシャＴＢ_ｅの形態である。この断熱ワッシャは、突起部の端部表面と、対向する、突起部を受け入れる支持凹部の内部端部の内部当接面との間に配置される。ワッシャは、それぞれの側面がそれぞれのＯリングにより、これらの面に対してシールされている。現在のところ好ましい設計である図１３Ａおよび１３Ｂにおいて、ワッシャＴＢ_ｅは、蒸気受け取り装置の凹部組立体の一部として存在する。端部表面および断熱ワッシャは、蒸気受け取り装置のねじ込まれる蒸発装置キャニスターの取り付けネジにより互いに力を受ける。このワッシャは、剛体材料であり、蒸発装置キャニスターの蒸気受け取り装置への安定した接続を可能にする。１つの好ましい実施形態において、ワッシャは、４ｍｍの軸方向の厚さを持ち、ＰＥＥＫ樹脂からなる。

円周熱遮断部および蒸気運搬突起部の支持
この熱遮断部ＴＢ_ｃは、蒸発装置キャニスターユニットの蒸気運搬突起部の円筒形外面に形成される。これは、剛性で、断熱性で、摩損抵抗性の剛性樹脂の調和する円筒形状部材からなり、１つの実施形態として、この熱遮断部は、アラルダイトＮＵ樹脂の成形物を備える。図１３Ｂに示す実施形態において、円周熱遮断部ＴＢ_ｃは、蒸気受け取り装置に固定されており、スライド可能に突起部を受け入れかつ支持するように構成され、それにより、蒸発装置キャニスター全体を受け入れかつ支持する。案内表面は蒸発装置キャニスターの直立の向きを確保するように提供され、凹部の固定はそれの角度方向の変位を防止する。好ましくは、案内は、かみ合い部品上の調和スライド可能な案内表面により行われる。図１３Ａ−Ｄに示される特定の実施形態において、案内表面Ｇ_ｓは、突起部の外側とスライド挿入される円筒形の断熱材の内側との二次元構成物である。電気的接続および圧縮空気接続のために、蒸発装置キャニスターおよび蒸気受け取り装置に取り付けられる対応する複合接続器は、蒸気運搬突起物およびかみ合い凹部の案内表面により、後者が向かうときに最初の接続に案内される。

熱遮断部を画定することに加え、円筒形断熱部材は、蒸気運搬突起部に堅固な支持を提供し、それにより蒸発装置キャニスターユニットに支持を提供する。図１Ｂおよび１Ｃに関連して、先に説明したように、この取り付けは反作用的なトルクを提供し、また、蒸発装置キャニスターユニットの中心からずれた重量を安定させるための支持力を提供する。
他の実施形態において、端部位置の断熱部は周囲部と統合されて形成される。

８．主たる電気接続器
図１２Ａおよび１２Ｂを参照すると、複合接続器が、たとえば、電力、電気信号および圧縮空気などの全ての必要な機能を接続するために用いられる。このような接続器は、前述したように、ドイツのFCT Electrical GmbH of Munichから入手できる。

９．接続ピンの割当て
図１２Ｂを参照すると、接続ピンの割当ては以下の通りである。
ピンＡ２およびＡ３は、加熱器を画定するように並列に接続された３つの加熱器カートリッジに電流を切り換えるために、高電圧接続に接続される。

ピン３、４、５は、ユニットの底部におけるＲＴＤ温度センサに接続され、センサからの直流電流信号を提供する（ＲＴＤセンサへの高電圧導線は２重に示されている）。
ピン７、８は、手動閉鎖装置のアクセス禁止バーの位置を検出するための、蒸発装置キャニスターユニットの頂部区分に位置する微小スイッチへの信号接続である。微小スイッチは、開許可機構の最上（引き戻し）位置を読み、この開許可機構が、蒸気流を制御するための空気式弁の操作範囲を外れていることを示す。従って、スイッチの閉鎖は、空気式弁が適切に自由に操作できることを示す。

ピン１０、１１および１２は、空気式弁Ｖ１の開位置および閉位置を示し、ピン１０は、共通終端であり、ピン１１および１２は、それぞれ、開位置および閉位置が割り当てられている。ピン１および２は、ユニット中の供給物質の種類を電気的に表示するような、他の感知機能のための予備として利用可能である。

１０．圧縮空気接続
電気接続器の副接続部が、シールのためのＯリングを備える圧縮空気接続管５１とともに、図１２の複合接続器４４´に組み込まれている。また、案内ピン５２は、複合接続器の蒸気受け取り装置のかみ合い接続部への最終係合を案内するために備えられる。

１１．自動接続係合
整合的になる手法で取り付けられているので、複合接続器の案内ピン５２の凹部への粗いい位置あわせは、前述したように、蒸気受け取り装置の対応する凹部に蒸気運搬突起部が入ったときに、蒸気運搬突起部の案内表面Ｇｓにより提供される。全ての機能性ピン（電力、電気信号、圧縮空気）およびピンを受け入れる穴のより正確な位置合わせは、接続器自身のテーパーの付いた案内ピン５２の作用により提供される。軸方向の弾性たわみ性は、蒸気運搬突起部が蒸気受け取り装置の凹部内の熱遮断ワッシャおよび当接面に対して向かうように取り付けネジが締め付けられるときに、すばやく接続を確立でき、さらに蒸気運搬突起部の追加的な運動を許容できるように、２つの接続器間に提供される。

１２．運搬キャニスターとしての使用
蒸発装置キャニスターは、でこぼこした構造であり、運搬キャニスターとして使用されている間、すべての機能的部分が保護される。図示しない保護用プラスチックキャップは、表面を保護するために、側面の突起部にスナップ嵌合する。現時のところの好ましい実施形態において、蒸発装置の操作のための断熱材は、移動可能なジャケットとして提供され、ユニットが供給物質を運ぶために積まれるときには同梱されない。

１３．安全システム
蒸発装置ユニットは、取り付けまたは取り外したときに、有毒な蒸気が大気に偶発的に開放されることを防止するように構成された安全システムを備える。頂部部材１３２Ｂは、手動装置、および蒸発装置ユニットを取り付け台に取り付けるための取り外し可能な取り付け具を含む。手動装置は、蒸発装置ユニットを閉じるための閉鎖位置を持ち、外への流れを防止するために、弁に優先する、あるいはそれ自身が弁として機能することによって、蒸発装置を閉じる。手動装置は、防止装置に関連付けられており、防止装置は、手動弁が閉鎖位置にあるときを除いて、作業者が取り付けられた蒸発装置の取り外し可能な取り付け具にアクセスすることを防ぐ。従って、蒸発装置キャニスターは、装置が取り外される前に閉じられることが保証され、蒸発装置から有毒な蒸気が逃げるのを防止する。

図１１Ａ−１１Ｆを参照すると、好ましい実施形態において、蒸発装置は、空圧式操作弁１３７を含み、空圧式操作弁１３７はオペレーティングシステムにより遠隔的に制御されるように構成され、ねじ込まれた手動装置１３９（閉鎖装置）および取り外し可能な取り付け具は、境界ブロック（interface block）の取り付け台に取り付けるための固定ネジ１４１の一部を備える。オーバーライド装置１３９は、蒸発装置からの蒸気を防ぐ、下方の閉鎖位置を持つ。閉鎖装置は、アクセス防止機構１４３に関連つけられており、アクセス防止機構は、閉鎖装置がこの閉鎖位置にあるときを除いて、作業者が取り付けられた蒸発装置の取り外し可能な固定ネジ１４１にアクセスするのを防止し、それにより、蒸発装置が取り外されている間、蒸発装置からの有毒な蒸気の流れを防止する。好ましい形態では、アクセス防止装置は、閉鎖装置の部材に依存して移動するアクセス防止保護部を有し、この保護部は、閉鎖装置が閉鎖位置にあるときにのみ蒸発装置を取り外す保持ネジ（またはナット）にアクセスできるように構成および配列される。これらについては、Ｆ１１Ｂ、１１Ｄおよび１１Ｆを参照されたい。

図示の形態において、蒸発装置は、ばねに付勢され空気式に操作可能な弁１３７を備え、これは、蒸発装置からの蒸気の流れを許容するように取り付けられ、閉鎖装置は、機械的なオーバーライド装置であり、空気圧の存在にかかわらず、空気式に操作可能な弁に閉位置に向かう力を与えるように構成される。好ましい実施形態において、この弁は、ばねに付勢された、通常は閉じられた空気式弁であり、空気接続のために、弁は、取り付け台に関連付けられた圧縮空気の通路に接続可能である。図１Ａおよび図９を参照すると、相互接続装置のシール表面、および蒸発装置の対応するシール表面は、蒸気流と圧縮空気との両方のポートを囲むシールを備え、圧縮空気のための空気式弁を開くのに十分な接続は、対応する両方のシール表面のシール力に依存する。これは、蒸気が大気に流れることができる条件の下で、空気式弁の開放を防止する。

蒸発装置は、異なる供給物質を備えるように特化された１組の異なる蒸発装置とともに用いられるように構成された相互接続装置とともに使用できるようになっている。蒸発装置は、相互接続装置の認識システムが認識するのに好適な物理的特長である、蒸発装置の専用の内容物を表示する独特の物理的特長を備え、それにより蒸発装置の制御システムが、認識された蒸発装置の内容物に適切な条件で操作可能である。好ましい形態では、蒸発装置は、蒸発装置が専用とする内容物に依存する独特のパターンの、１組の駆動できる微小スイッチを備える認識システムと相互作用するのに好適な、１つまたは１つ以上の微小スイッチアクチュエータ構成を備える。従って、蒸発装置および他の蒸発装置は、１組の、それぞれ異なる蒸発温度および認識するための異なる独特の物理特性を備える専用の固体供給物質を備える。たとえば、１組の蒸発装置のうちの１つは、デカボランに特化しており、別の蒸発装置はオクタデカボラン専用である。

好ましい形態において、蒸発装置は、蒸発装置が専用とするそれぞれの固体物質の通常の蒸発温度よりも高く、危険な温度よりも低い範囲の安全温度の設定された温度制限スイッチを備える。

説明されるシステムは、デカボラン（Ｂ_１０Ｈ_１４）およびオクタデカボラン（Ｂ_１８Ｈ_２２）のような大きな分子のホウ化水素（Ｂ_ＸＸ）から安全にイオンビームを生成するのに好適である。これらの物質は、化学的な危険性を含むことが知られている。

ホウ化水素（Ｂ_１０Ｈ_１４、Ｂ_１８Ｈ_２２）は、ＮＦ_３にさらされると衝撃に敏感な化合物を生成する。この敏感な化合物は爆発することがあり、装置に重大な損傷を与え、また、命を落とす危険性もある。

Ｂ_１０Ｈ_１４は温度が６０℃以上に上昇すると、酸素の存在下で発火する。
Ｂ_１８Ｈ_２２は温度が１８０℃以上に上昇すると、酸素の存在下で発火する。
Ｂ_１０Ｈ_１４およびＢ_１８Ｈ_２２は、室温で固体であり、人間にとても有毒である。この物質は、たやすく皮膚を通って吸収される。皮膚への露出は避けなければならない。

蒸発装置の不適切な操作又は取り外しおよび交換により、ＮＦ_３がホウ化水素蒸発装置の中で圧縮される、いくつかのもっともらしい条件がある。この条件は、ホウ化水素物質の爆発を引き起こすことがある。

前述の装置は、Ｂ_ＸＸ物質を採用するとき、人的および物的危険性を防止または最小化する特徴を持つ。
前述のとおり、図７のシステムは、ガス運搬の２つのガス源を持つ。すなわち、反応性洗浄ガス源からのガス、および蒸気運搬システムからのホウ化水素である。分離弁Ｖ７およびＶ８は、ＮＦ_３／ＦおよびＢ_ＸＸをイオン源に運ぶ、これらの２つのガスの流れが決して交差接続されないように、機械的に関連している（具体的には、たとえば、スプール弁ユニットによって）。

示されているように、ホウ化水素運搬システムは、２つの蒸発装置ボトル（キャニスター）を備える。これらのボトルは、Ｂ_１０Ｈ_１４またはＢ_１８Ｈ_２２が、高電圧領域にアクセスする必要なく、運搬されることを可能にする。この種のボトルは、半導体プロセス処方に基づき操作者により選択される。以下の特徴は、蒸気運搬およびメンテナンス（ボトルの交換）に関連する危険を取り除く。

蒸発装置ボトルは、１つまたは２つの直列の、冗長な１つまたは統合された超過温度遮断スイッチＳＷ１およびＳＷ２を備える。これらのスイッチは、リセットされないタイプまたは手動でリセットできるタイプのスイッチとすることができる。Ｂ_１０Ｈ_１４用のボトルの１つ以上のスイッチの設定点は５０℃であり、また、Ｂ_１８Ｈ_２２用のボトルの設定点は１４０℃である。この安全遮断は、Ｂ_ＸＸが所定温度に到達し、不適切な操作により酸素が導入されたときに爆発が生じるのを防止する。蒸発装置の温度制御装置は、蒸発装置の制限スイッチの設定点から２０％の安全マージンとともに、蒸発装置を加熱するように設計される。一例として、デカボランの操作範囲の許容上限温度は４０℃であり、オクタデカボラン用は１２０℃である。

図６Ａの蒸気運搬システムは、有毒ガスボックスに用いられる技術に類似するパージ能力を備える。ボトル上の弁Ｖ１またはＶ２は、遠隔操作可能に構成される。弁は、蒸発装置ボトルを分離するために、離れたところから閉じることができる。相互連結された、蒸発装置選択弁Ｖ３およびＶ４（具体的には、たとえば、スプール弁ユニットの形態である）は、ボトルから蒸気運搬経路を分離する。ガス室が、ボトル分離弁と蒸発装置選択弁との間に形成される。このガス室はＢ_ＸＸ蒸気を含む。弁Ｖ５またはＶ６の適切な駆動により、ボトルを取り外す前に、ガス室は、Ｂ_ＸＸ蒸気の痕跡を取り除くために、共通ライン１６Ｃを通じてアルゴンで循環パージされる。

説明された蒸発装置ボトルは多くの特徴を備える。ボトル分離弁は、遠隔空気式操作および手動操作の両方が可能である。これにつき図１３−１３Ｆを参照されたい。手動の作用素は、開許可および閉の２つの位置を持つ。空気式の作用素は、開くために圧力が付与されなければならず、また、空気圧の解放に応じてばねが戻るとともに閉じられなければならない。圧縮空気は、取り付け台のボトルの接続装置を横切って、アクチュエータに配管される。ボトルは、作動空気が弁を開けるように圧力を付与できるように、接続装置に適切に着座されなければならない。手動弁作用素は、取り付け台にボトルを固定するために固定装置に相互連結され、それにより手動弁作用素が開許可位置（すなわち、シールドが、着座していない固定ネジを妨害する）に再設定される前に、ボトルが完全に接続装置に固定される。従って、蒸発装置ボトルは、ボトル分離弁が手動で閉位置に固定されたときにのみ、ボトルが取り外し可能になるように設計される。これらの特徴は、ボトルの内容物が、決して外部に露出されることがないようにすることを保証する。

１４．供給物質
Ａ．応用
一般的に、少なくとも１ｓｃｃｍの範囲で、２０℃から１５０℃の間の流れを提供することができる任意の物質が、上述した原理により構成される蒸発装置ユニットおよび蒸気運搬システムに用いるための候補物質である。

明確に説明された、蒸発装置および蒸気運搬システムの実施形態は、一定程度のアモルファス化を行うボロンを注入するため、イオンビーム注入を実行するのに好適な流れで、デカボラン蒸気、オクタデカボラン蒸気およびカルボラン蒸気のイオン源への流れを提供するのに特に有効なように説明されてきた。

この原理は、より一般的に、半導体製造の応用における大きな分子の蒸気流れを提供するのに応用できる。例として、蒸気流れは、ヒ素やリンなどのｎ型ドープのための大きな分子；共注入プロセスのための炭素の大きな分子であり、炭素が注入した種またはゲッター（トラップ）不純物の拡散を抑制する、または基板の結晶格子をアモルファス化する；結晶構造のいわゆる「ストレスエンジニアリング」（たとえば、ＰＭＯＳトランジスタのための結晶圧縮、または、ＮＭＯＳトランジスタのための結晶引っ張りへの応用）のための炭素の大きな分子またはその他の分子；半導体製造工程における熱履歴の減少およびアニーリング工程での望ましくない拡散の減少を含む他の目的のための大きな分子；を含む。この原理は、ボラン、炭素クラスター、カルボラン、トリメチルスチビンすなわちＳｂ（ＣＨ３）Ｃ３、ヒ素およびリン物質、その他の物質への応用が実験室で実証されている。

この原理は、イオンビーム注入システムの実施形態に応用できる。また、原子層堆積、またはその他の層の生成または堆積に用いる、ボロンおよびその他の種類の大きな分子の堆積のためのシステムの実施形態に応用できる。たとえばプラズマ浸漬、ＰＬＡＤ（プラズマドーピング）、ＰＰＬＡＤ（パルスプラズマドーピング）、ＰＩ^３（プラズマ浸漬イオン注入）、原子層堆積（ＡＬＤ）または化学気相成長（ＣＶＤ）などが含まれる。

Ｂ．クラスターイオン源のための供給物質一般
Ｂ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｉｎなどの元素の電気的なドーパント種の複数の原子を含む分子イオンを効率的に注入するのに有効であり、これらは、周期表のＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｎのIV族元素の両側に位置し、また、たとえば、アモルファス化、ドーパント拡散制御、ストレスエンジニアリング、欠陥ゲッタリングなどを実現する半導体基板修正に有効である、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅなどの元素の原子を複数含む分子イオンを効率的に注入するのに有効である。このような分子イオンは、６０ｎｍ以下の臨界的な寸法で集積回路を製造するのに有効である。以下、このようなイオンを、集合的に「クラスター」イオンとよぶ。

１価の帯電したクラスターイオンの化学組成は、一般式
Ｍ_ｍＤ_ｎＲ_ｘＨ_ｙ ^＋ （１）
で表すことができる。ここで、Ｍは、基板の物質変更に有効であるＣ、Ｓｉ、またはＧｅなどの原子である。Ｄは基板に電荷キャリアを注入するためのＢ、Ｐ、Ａｓ、ＳｂまたはＩｎなどのドーピング原子である（周期表のIIIまたはIVグループ）。Ｒは、ラディカル、リガンド、または分子である。Ｈは、水素原子である。一般的に、ＲまたはＨは、安定なイオンを生成または形成するのに必要な、単に完全な化学構造の一部として存在し、注入プロセスにおいては特に要求されない。一般的に、Ｈは、注入プロセスにおいて特に有害ではない。これはＲについても同様に当てはまる。たとえば、Ｆｅのような金属原子、またはＢｒのような原子を含むＲは望ましくない。上記の式において、ｍ、ｎ、ｘおよびｙは、すべてゼロ以上の整数であり、ｍとｎの合計は２以上である。すなわちｍ＋ｎ≧２である。イオン注入の特定の関心は、高Ｍおよび／またはＤ原子多様性である。すなわちｍ＋ｎ≧４である。これは低エネルギー、高ドーズ注入のための改良された効率によるものである。

物質修正に利用できるクラスターイオンの例は、Ｃ_７Ｈ_ｙ ^＋、Ｃ_１４Ｈ_ｙ ^＋、Ｃ_１６Ｈ_ｙ ^＋およびＣ_１８Ｈ_ｙ ^＋などのベンゼン環付加物から派生した物質である。ドーピングに用いることができる、クラスターイオンの例は、
ホウ化水素イオン：Ｂ_１８Ｈ_ｙ ^＋、Ｂ_１０Ｈ_ｙ ^＋
カルボランイオン：Ｃ_２Ｂ_１０Ｈ_ｙ ^＋、Ｃ_４Ｂ_１８Ｈ_ｙ ^＋
リン水素化物イオン：Ｐ_７Ｈ_ｙ ^＋、Ｐ_５（ＳｉＨ_３）_５ ^＋、Ｐ_７（ＳｉＣＨ_３）_３ ^＋
ヒ素水素化物イオン：Ａｓ_５（ＳｉＨ_３）_５ ^＋、Ａｓ_７（ＳｉＣＨ_３）_３ ^＋
である。

本技術分野における通常の知識を有する者は、物質修正のためのＳｉおよびＧｅを含むイオン、異なる分子量のイオンおよびドーパント原子の異なる同位体を持つイオン、異なる異性体構造のイオンを含む、上述のリストの例以外のクラスターイオンを利用できる可能性があることが分かるであろう。また、２価の帯電したクラスターイオンは、概ね、より小さな歩留まりとともに形成され、このような場合、それらは、高ドーズ、低エネルギー注入にそれほど有効ではない。

たとえば、デカボランに関するクラスター注入方法およびクラスターイオン源は、米国特許第６４５２３３８号および米国特許第６６８６５９５号に、Horskyらによって説明されている。これは参照によりここに取り込まれる。ＰＭＯＳ装置の製造にＢ_１８Ｈ_ｘ ^＋を用いることは、米国特許出願Ｕ．Ｓ．２００４／０００２２０２Ａ１により公開された、係属中の米国特許出願１０／２５１４９１により、Horskyらによって説明されている。これは参照によりここに取り込まれる。

Ｃ．大きなカルボラン分子
これらのボロン含有物質およびそのイオンの性質は、論文に説明されており、たとえば、VasyukovaのＮ．Ｉを参照されたい［A.N. Neseyanov Institute of Heteroorganic Compound, Academy of Sciences of the USSR, Moscow. translated from Izvestiya Akademii Nauk SSSR, Seriya Khimicheskaya, No.6, pp.1337-1340, June, 1985. Original article submitted March 13, 1984. Plenum Pblishing Corporation］。

クラスター分子ｏ−Ｃ_２Ｂ_１０Ｈ_１２は、うまく蒸発しイオン化された。図１６を参照されたい。よい蒸気流れは、約４２℃で得られる。また、Ｃ_４Ｂ_１８Ｈ_２２は有効な物質である。

Ｄ．炭素の大きな分子
一般的に、ｎ≧４かつｙ≧０のＣ_ｎＨ_ｙの化学式で表される任意の炭化水素は、シリコンへの有効炭素ドーズ量を増加さ、さまざまな程度のアモルファス化を提供し、いずれの場合でも、単体の炭素注入よりも有益である。フルオランテン（Flouranthane）Ｃ_１６Ｈ_１０は、１００℃で蒸発し、電子衝突イオン源に用いるのに好適である。この蒸発温度は、Ｂ_１８Ｈ_２２の蒸発温度に類似している。０．５ｍＡのビーム電流は、とても低いエネルギー（炭素原子あたり約１ｋｅＶ）で、ウェーハ上に８ｍＡの炭素相当の注入を可能にする。イオンビーム電流は＞１ｍＡであり、容易に実現できる。他の炭素クラスター物質は有効である。たとえば、以下の炭化水素は使用できる可能性がある。
・2,6 diisopropylnaphthalene(Ｃ_１６Ｈ_２０)
・N-octadene(Ｃ_１８Ｈ_３８)
・P-Terphenyl(Ｃ_１８Ｈ_１４)
・1-phenylnaphthalen(Ｃ_１６Ｈ_１２)

Ｅ．Ｎ型ドーピングのための大きな分子
Ａｓ、ＰおよびＳｂは、Ｎ型ドーパント、すなわち「ドナー」である。
Ｓｂについては、トリメチルスチビンが供給物質の候補のよい大きな分子であり、たとえば、Ｓｂ（ＣＨ_３）Ｃ_３である。
ＡｓおよびＰについては、イオンはＡｎＨｘ^＋またはＡｎＲＨｘ^＋の形態であり、ここで、ｎおよびｘは、ｎは４より大きく、ｘは０以上の整数であり、ＡはＡｓまたはＰのいずれか、Ｒはリンまたはヒ素を含まない、注入プロセスに有害でない分子である。

リン導出化合物の化学的性質
ホスファン（phosphanes）、オルガノホスファン（organophosphanes）、リン化物、の化合物は、クラスターリン分子およびその後のＮ型ドーピングイオンの潜在的な源である。例として、（１）ホスファン（phosphane）、たとえはヘプタホスファン（Heptaphosphane）、Ｐ_７Ｈ_３およびシクロペンタホスファン（cyclopentaphosphane）、Ｐ_５Ｈ_５、（２）オルガノホスファン（organophosphane）、たとえば、Tetra-terbutylhexaphosphane、ｔＢｕ_４Ｐ_６、Pentamethylheptaphosphane、Ｍｅ_５Ｐ_７、（３）ホスファイド（phosphide）、たとえば、ポリホスファイド（polyphosphides）：Ｂａ_３Ｐ_１４、Ｓｒ_３Ｐ_１４、または者ホスファイド（monophosphide）：Ｌｉ_３Ｐ_７、Ｎａ_３Ｐ_７、Ｋ_３Ｐ_７、Ｒｂ_３Ｐ_７、Ｃｓ_３Ｐ_７、などが含まれる。

環式のホスファン（phosphanes）は、イオン化およびその後の注入に有利なドーパントクラスターの最も有効な源であると思われ、ヘプタホスファン（Heptaphosphane）、Ｐ_７Ｈ_３、はイオンビーム注入のための単純なクラスター源を提供する最も潜在力があるように思われる。

Ｐ _ｎ Ｈ _ｘ およびＰ _ｎ ＲＨ _ｘ 化合物中のＰのＡｓによる代用
リン含有種および合成技術は、外殻電子の構成の類似性、および同属元素が示す化学反応性の類似性により、リン原子のヒ素による直接的な代用を可能にするために理論化される。分子予測ソフトウェアは、また、リンをヒ素で代用することに類似性を示す。Ａｓ_７Ｈ_３の予測された分子の構造は、個別の原子の径はリンおよびヒ素のものに限定されるという違いはあるが、ほぼＰ_７Ｈ_３と同一である。Ｐ_７Ｈ_３およびＡｓ_７Ｈ_３の合成経路は、類似しており、また、交換可能である。加えて、ＳｉおよびＨは共に、シリコンウェーハ上に形成される装置に有害ではないので、Ａｓ_７（ＳｉＨ_３）_３およびＡｓ_５（ＳｉＨ_３）_５の化合物は非常に魅力であり、また安定な化合物であると予測される。

さらに、ＡｎＲＨｘの形態の物質は、独立した残りの分子構造Ｒの部分を含む、リンまたはヒ素の選択的な除去を可能にするような方法で形成されうる。この特徴は、錯体の供給物質は低揮発性であり、安全な輸送のレベルを向上させるために採用されうる。それゆえ、純粋な成分よりも放出されにくい。残りの物質は、輸送容器に残され、通常の循環操作において「再供給（recharged）」されてもよい。さらに、Ｒ分子部分は、ドーパントを含む種の前に取り除かれ、輸送中の増加した安全マージンを提供するために廃棄されるかまたは再利用されてもよい。多数の有機金属化合物を構築するための合成経路は、当技術分野において文書化されて知られている。

関心のある他のＡｓおよびＰ導出化合物
（Ｐ／Ａｓ）_６の６員環に加えて、Ｒ＝Ｍｅ、Ｒｔ、Ｐｒ、Ｐｈ、ＣＦ_３、ＳｉＨ_３、ＧｅＨ_３とともに５員環が得られ、Ｒ＝ＣＦ_３、Ｐｈとともに４員環が得られる（N.N. Greemwood, A.Earshaw, Chemistry of the Elements, Butterworth and Heinemann Ltd, 1983, pgs 637-679）。従って、本技術分野で周知のように、カルボニル基は、シリコン水素化物と直接的に交換可能である。加えて、シリコンリン化物は、Ｓｉ_１２Ｐ_５と同定された。この物質は、ハロ（Halos）およびＳ／Ｄ延長（S/D extension）の超浅接合形成（ultra-shallow junction formation）、およびＰｏｌｙ Ｇａｔｅドーピングに極めて有効である。Ｓｉ_１２Ｐ_５の原子量は４９１原子質量単位である。従って、この化合物で極めて浅い注入を実現できる。加えて、ＳｉはＮ型ドレインの拡張注入を実行する前に、ルーチン的に用いられるので、Ｓｉ_１２Ｐ_５注入は自己アモルファス化となる。シリコンはＰ原子とほぼ同様の飛程を持つので、損傷を浅くとどめ、この注入により形成される、有害な飛程端欠陥がない。このような欠陥は、消滅するとき、これらは表面に拡散する傾向があるので、非常に効率的にアニールされる。

Ｆ．蒸発装置および容器解放ユニットの設定
前述したように、好ましい実施形態において、説明された１組の蒸発装置の一方のユニットは（または、輸送キャニスターおよび加熱蒸発装置の両方として用いられるように構成された組の一方、または解放容器）、一方の供給物質に特化およびコード化され、他方の蒸発装置は他方の供給物質に特化およびコード化される。蒸気運搬加熱器の制御システムは、蒸発装置または解放容器のコードの自動読取りにより確認できるように、選択された供給物質に従った安全遮断パラメータおよび他のパラメータが設定される。ある場合は、物質はデカボラン、オクタデカボランおよび１つ以上の選択されたデカボランである。他の場合は、供給物質は、上述の実行する処理に従って同定される物質の中から選択される。各ユニットは、温度制限スイッチを組み込んでもよく、このスイッチには、ユニット内のそれぞれの供給物質の通常の蒸発温度よりも高く、危険な温度よりも低い安全温度が設定される。

重要な場合として、組のユニットは、イオン注入装置からウェハーを取り除くことなく連続に行われるように、一連のイオン注入のためのそれぞれの供給物質専用であり、物質の供給は有意に経済的であり、バッチ式の場合が特にそうである。この目的のため、２つの蒸発装置ステーションまたは２つ以上の蒸発装置ステーションを備える類似の構成のものを備える図の流れ相互接続装置を用いることが有利である。蒸発装置または開放ユニットの組は、それぞれの蒸発装置ステーションに取り付けることができ、注入の順序は、ユニットを順番に選択することによって進行し、同時に上述した反応性洗浄供給により各注入間に洗浄サイクルを実行する。ある場合において、１組の内の一方のユニットは、ボロン注入のためのボロンを含む大きな分子を含んでもよく、１組の内の他方のユニットは、ボロンの拡散防止のための共注入される炭素を含む大きな分子を含んでもよい。他の場合として、好ましくはコード化された、対応する蒸発装置の３以上の物質は、図の流れ相互接続装置を用いることで回転台上のウェハーを邪魔することなく、連続に注入することができる。これは、交換することにより行われ、たとえば、第１の蒸発装置ステーションから第２の蒸発装置ステーションへ使用を移した後に、第１の蒸発装置を第３の蒸発装置に交換する等により行われる。

発明に関する側面の多くの実施形態が説明された。それにもかかわらず、本発明の趣旨と範囲を逸脱することなくさまざまさ修正が可能であることを理解されたい。従って、他の実施形態は添付の特許請求の範囲の範囲内にある。

外部蒸発装置、真空チャンバ内の蒸気受け取り装置、およびこれらのコンポーネントの間の流れ相互接続システムを備える蒸気運搬配列の概略図である。 図１のシステムにおいて有効な、蒸発装置の概略側面図である。 他の蒸発装置の側面図であり、また、蒸発装置を受け入れかつ支持するように位置決めされた蒸気受け取り支持部材（図１の流れ相互接続装置に類似する流れ相互接続装置であるともいえる）の一部を示す図である。 蒸発装置を支持するように互いに嵌合したときの、図１Ｂに示す部材を示す図である。 点線で示す取り外し可能な断熱ジャケットを備える、図１Ｂおよび図１Ｃの蒸発装置の実施形態の側面図である。 蒸発装置の中心を通る垂直断面図である。 蒸発装置の底部の側面図である。 蒸発装置の底部の上面図である。 蒸発装置の図１Ｅの線１Ｈに沿った水平断面図である。 一部が欠けた、蒸発装置の伝熱経路を示す、概略斜視図である。 図１Ｉの部分拡大図である。 共通の蒸気運搬経路を通って蒸気を供給する２つの蒸発装置のための取り付け台を提供する、図１に示す流れ相互接続システムに類似する流れ相互接続システムを備える配置の底面概略概念図である。 各２つの蒸発装置からの所望の蒸気流れを選択的に維持することができる、流れ制御システムおよび蒸発装置の加熱システムを組み込んだ、図２の流れ相互接続システムに類似する流れ相互接続システムを備える配置の底面概略図である。 反応ガス源、および流れの連通を防止する流れ停止装置を備える、図２の流れ相互接続システムに類似する流れ相互接続システムを備える配置の底面概略図である。 高真空チャンバ内のイオン源を統合し、外部反応性洗浄ガス発生器および流れの連通を防止する流れ停止装置を備える、図１の流れ相互接続システムに類似する流れ相互接続システムを備える配置の側面概略図である。 流れ制御装置および図３の特徴の２つの蒸発装置が結合された、図５の特徴を備えるイオン源システムを備える配置の概略底面図である。 パージガス配置を含み、図６の特徴の実施形態の、弁および流路の概略図である。 図１Ｂから１Ｅに示すタイプの２つの蒸発装置が取り付けられた、図６に類似し、また１度に１つの蒸気の通過のみを選択可能にするスプール弁を示す図である。 図７に示す流れ運搬システムの実施形態を示す上面図である。 図７に示す流れ運搬システムの実施形態を示す水平断面図である。 システムに取り付けられた２つの蒸発装置にアクセスするための覆いカバーの開口を示す、システムの斜視図である。 取り外された囲いを備える、図７Ｃに示すシステムの斜視図である。 流れ運搬システムに利用できる蒸発装置の反対方向からの斜視図である。 流れ運搬システムに利用できる蒸発装置の反対方向からの斜視図である。 図１１Ａは空気弁および手動のオーバーライド装置ならびに蒸発装置の締め付けネジの位置を示す図である。図１１Ｂは空気弁および手動のオーバーライド装置ならびに蒸発装置の締め付けネジの位置を示す図である。図１１Ｃは空気弁および手動のオーバーライド装置ならびに蒸発装置の締め付けネジの位置を示す図である。図１１Ｄは空気弁および手動のオーバーライド装置ならびに蒸発装置の締め付けネジの位置を示す図である。図１１Ｅは空気弁および手動のオーバーライド装置ならびに蒸発装置の締め付けネジの位置を示す図である。図１１Ｆは空気弁および手動のオーバーライド装置ならびに蒸発装置の締め付けネジの位置を示す図である。 図１Ｄおよび１Ｅの蒸発装置の外側の斜視図である。 接続特徴の軸の方向における垂直部分側面図である。 図１２に示される電気接続ピンの詳細を示す図である。 図１２および１２Ａの蒸発装置の図１２に直交するように見た垂直側面図である。 蒸発装置の上面図である。 カバーを蒸発装置の上部分に組み立てるため、また、蒸発装置の上部分を底部分に組み立てるために用いられる、機械ネジの斜視図である。 図１Ｄの蒸発装置の垂直断面図であり、蒸発装置が取り付けられる流れ相互接続装置の一部を示す図である。 図１３の蒸気受け取り装置のような蒸気受け取り装置における蒸発装置の突出部材のＤ、支持された断熱接続具からなる部分の展開線図である。 図１３Ａに示す方から見た、部分的に組み立てられた突出部材および周囲の断熱部材を示す図である。 図１３Ａに示す方から見た、突出部材および周囲の断熱部材の背面図である。 図１３Ａに示す方から見た、突出部材および周囲の断熱部材の背面図である。 図１２Ｄの線１４−１４に示す方から見た、図１２の蒸発装置の垂直切り取り図であり、開き許容バーと蒸発装置を流れ相互接続システムに固定する水平ネジとの関係を示す図である。 図１２Ｄの線１４Ａ−１４Ａに示す方から見た、図１２の蒸発装置の垂直切り取り図であり、開き許容バーと蒸発装置を流れ相互接続システムに固定する水平ネジとの関係を示す図である。 図１Ｄおよび１Ｅの蒸発装置を、顧客へ配送するまえに再充填できるように、分解する手順を示す斜視図である。 図１Ｄおよび１Ｅの蒸発装置を、顧客へ配送するまえに再充填できるように、分解する手順を示す斜視図である。 図１Ｄおよび１Ｅの蒸発装置を、顧客へ配送するまえに再充填できるように、分解する手順を示す斜視図である。 図１Ｄおよび１Ｅの蒸発装置を、顧客へ配送するまえに再充填できるように、分解する手順を示す斜視図である。 図１Ｄおよび１Ｅの蒸発装置を、顧客へ配送するまえに再充填できるように、分解する手順を示す斜視図である。 図５及び７から８に従って、システムとともにHorskyの教示による電子衝突イオン化法により導かれる、蒸発装置においてｏ−Ｃ_２Ｂ_１０Ｈ_１２固体供給物質を採用したときの、ビーム電流とイオンの質量プロットとの関係を示す図である。

Claims (87)

1. 加熱器を備える蒸発装置ユニットであって、前記蒸発装置ユニットは、固体供給物質を保持しかつイオン化するための蒸気を生成する温度まで固体供給物質を加熱するように構成され、前記蒸発装置ユニットは垂直にかかるように構成され、かつ、固体受け入れ容積を持つキャニスター本体と、取り外し可能な頂部閉鎖部材とを有し、前記頂部閉鎖部材は、取り付け台、および前記キャニスターから前記取り付け台まで蒸気が流れることを可能にする弁に、前記キャニスターの取り付け表面を画定し、
   前記キャニスター本体中の固体物質を蒸発させるための加熱器は、前記頂部閉鎖部材に取り外し可能に配置され、前記頂部閉鎖部材の弁を、固体物質が加熱される温度よりも高い温度に維持する、蒸発装置ユニット。
2. 請求項１に記載の蒸発装置ユニットであって、前記弁は、熱伝導性アルミニウムからなり、前記弁を通る蒸気を固体物質が蒸発する温度よりも高い温度に維持するように、加熱器に熱伝導可能な関係に配置される、蒸発装置ユニット。
3. 請求項１に記載の蒸発装置ユニットであって、前記頂部閉鎖部材により取り付けられた１つ以上の加熱素子を有する、単一の加熱領域を備える、蒸発装置ユニット。
4. 請求項２に記載の蒸発装置ユニットであって、前記加熱器は、前記頂部閉鎖部材の凹部内のカートリッジ加熱器である、蒸発装置ユニット。
5. 請求項１に記載の蒸発装置ユニットであって、前記蒸発装置を、取り付け台および手動閉鎖装置に取り付けるための、取り外し可能な取付け具を備え、前記閉鎖装置は、蒸気が前記蒸発装置から流れるのを防止する閉鎖位置を持ち、前記閉鎖装置は、前記閉鎖装置が前記閉鎖位置にあるときを除いて、取り付けられた蒸発装置の前記取り外し可能な取り付け具への作業者のアクセスを防止する、アクセス防止装置に連結されており、それにより、前記蒸発装置が取り外されている間、前記蒸発装置からの有毒な蒸気の流れを防止する、蒸発装置ユニット。
6. 請求項５に記載の蒸発装置ユニットであって、前記取り外し可能な取り付け具は、前記取り付け台に関連づけられた噛み合い継手に係合する固定ネジまたはナットのパターンを備え、前記アクセス防止装置は、前記閉鎖装置の部材に応じて動くアクセス防止保護部を有し、前記保護部は、前記閉鎖装置が前記閉鎖位置にあるときにのみ、前記蒸発装置を取り外すための前記固定ネジまたはナットへのアクセスを可能にするように構成および配置される、蒸発装置ユニット。
7. 請求項６に記載の運搬システムであって、蒸気が前記蒸発装置から流れるのを許可するように、前記蒸発装置に取り付けられ、ばねにより付勢されかつ空気式に操作可能な弁を備え、前記閉鎖装置は、空気圧の存在に関わらず、空気式に操作可能な前記弁を閉鎖位置に圧しつけるように構成された機械的なオーバーライド装置である、運搬システム。
8. 請求項１に記載の運搬システムであって、前記蒸発装置は、蒸発装置制御システムに応答して前記蒸発装置からの蒸気の流れを制御するための、常態では閉じた空気式弁を備え、空気接続のために、前記空気式弁は、前記蒸発装置の対応するシール面に噛み合うように構成されたシール面を備える取り付け台に連結される圧縮空気の通路に接続可能であり、各シール面は、前記空気式弁を開くための圧縮空気の十分な接続が、対応するシール面の互いのシールに依存するように、蒸気流および圧縮空気の両方のポートを囲み、それにより、蒸気が大気に流れることができる条件での前記空気式弁の開放を防止する、運搬システム。
9. 請求項１に記載の蒸発装置であって、前記蒸発装置は、異なる固体供給物質を保持する異なる蒸発装置の組とともに用いられるように構成されたシステムとともに用いられるように構成され、前記蒸発装置は、内容物を示す特有の物理的特徴を備え、前記物理的特徴は、認識システムによる認識に適当であり、蒸発装置制御システムが、認識された蒸発装置の内容物に適切な条件で操作できる、蒸発装置。
10. 請求項９に記載の蒸発装置であって、前記蒸発装置が専用とする内容物に応じた独特のパターンの、１つ以上のスイッチアクチュエータ構成を備え、前記スイッチアクチュエータ構成は、１組の駆動可能なスイッチを有する認識システムと相互作用するのに適当である、蒸発装置。
11. 請求項９に記載の蒸発装置およびその他の蒸発装置であって、それぞれ異なる蒸発温度および認識可能な異なる特有の物理的特徴を備える、異なる固体供給物質に専用な組を備える、蒸発装置。
12. 請求項１１に記載の蒸発装置であって、前記組の一方の蒸発装置はデカボラン専用であり、前記組の他方の蒸発装置はオクタデカボラン専用である、蒸発装置。
13. 請求項１１に記載の蒸発装置であって、前記組の一方の蒸発装置はボラン専用であり、前記組の他方の蒸発装置はカルボラン専用である、蒸発装置。
14. 請求項１に記載の蒸発装置であって、前記蒸発装置が専用とするそれぞれの固体物質の通常の蒸発温度よりも高くかつ危険な温度よりも低い安全温度が設定された、温度制限スイッチを備える、蒸発装置。
15. 請求項１４に記載の蒸発装置であって、前記組の一方の蒸発装置は、デカボラン専用であり、他方の蒸発装置はオクタデカボラン専用であり、前記制限スイッチの設定温度は、それぞれ約５０℃および約１４０℃である、蒸発装置。
16. 供給物質を蒸発させかつ蒸気を他の装置に提供するための減少した圧力の下で操作可能な、加熱される蒸発装置ユニットであって、前記蒸発装置ユニットは、内部表面により、供給物質受け入れ部を画定する側壁および底壁を持つ底部区分と、蒸発室と、取り外し可能な蓋および前記ユニットから他の装置への蒸気を運搬するための蒸気通路を画定する頂部区分と、を有し、前記頂部区分および前記底部区分は、組み立てられてとき、蒸気気密な境界部において係合するように構成され、
    前記蒸発装置キャニスターユニットの前記頂部区分および前記底部区分の両方は、熱伝導性金属からなり、
    電気抵抗加熱器が前記頂部区分に配置され、
    前記頂部区分は、前記底部区分との前記境界部への熱分配器として構成および配置され、
    前記境界部は、熱伝導性であり、供給物質を蒸発させるために、前記底部区分へ熱を伝達するように構成され、
    前記底部区分の前記側壁および前記底壁は、供給物質の量的な減少にともない、前記境界部から受け取った熱を、供給物質を加熱して蒸発させるために、供給物質に露出している前記室の表面に分配し、
    前記ユニットは、前記底部区分の前記底壁における蒸発温度から、前記頂部区分の前記蒸気出口通路における高温までの、概ね正の温度勾配を確立するように構成される
    蒸発装置ユニット。
    
17. 請求項１６に記載の蒸発装置であって、少なくとも前記底部区分は、供給物質の輸送容器としての使用のために構成される、蒸発装置。
18. 請求項１６に記載の蒸発装置であって、
    前記頂部区分の加熱器は、前記頂部区分の金属本体の開口にきつく嵌合して配置された１組のカートリッジ加熱要素を有し、
    前記カートリッジ加熱要素は、前記底部区分の物質を蒸発させるための実質的に唯一の熱源である、蒸発装置。
19. 請求項１６に記載の蒸発装置であって、前記底部区分の前記室に蒸発可能な供給物質の場所があり、物質は室温で低い蒸気圧を持つ固体物質である、蒸発装置。
20. 請求項１９に記載の蒸発装置であって、前記蒸発可能な供給物質は、ボロン、炭素、リンまたはヒ素の複数の原子を含む分子である、蒸発装置。
21. 請求項２０に記載の蒸発装置であって、固体物質はデカボラン（Ｂ_１０Ｈ_１４）であり、前記ユニットは、前記底部区分の前記底壁と前記頂部区分の蒸気出口との間の温度差が約５℃となるように構成される、蒸発装置。
22. 請求項２０に記載の蒸発装置ユニットであって、固体物質はデカボラン（Ｂ_１０Ｈ_１４）であり、前記ユニットは、前記底部区分の前記底壁を、デカボランの蒸発範囲を越えて約４０℃の操作限界まで加熱するように構成された制御システムに関連付けられる、蒸発装置ユニット。
23. 請求項２０に記載の蒸発装置ユニットであって、固体物質はデカボラン（Ｂ_１０Ｈ_１４）であり、前記ユニットは、安全装置が前記ユニットの前記頂部区分のオーバーヒートを防止するように、約５０℃の設定を持つ超過温度制限スイッチに関連付けられる、蒸発装置ユニット。
24. 請求項２０に記載の蒸発装置ユニットであって、固体物質はオクタデカボラン（Ｂ_１８Ｈ_２２）であり、前記ユニットは、前記底部区分の前記底壁から前記頂部区分の前記蒸気出口通路への温度差が約１０℃である、蒸発装置ユニット。
25. 請求項２０に記載の蒸発装置ユニットであって、固体物質はオクタデカボラン（Ｂ_１８Ｈ_２２）であり、前記ユニットは、前記底部ユニットの前記底壁を、オクタデカボランの蒸発範囲を越えて約１２０℃の操作限界まで加熱するように構成された制御システムに関連付けられる、蒸発装置ユニット。
26. 請求項２０に記載の蒸発装置ユニットであって、固体物質はオクタデカボラン（Ｂ_１８Ｈ_２２）であり、前記ユニットは、安全装置が前記ユニットの前記頂部区分のオーバーヒートを防止するように、約１４０℃の設定を持つ超過温度制限スイッチに関連付けられる、蒸発装置ユニット。
27. 請求項２０に記載の蒸発装置ユニットであって、物質はデカボランである、蒸発装置ユニット。
28. 請求項２７に記載の蒸発装置ユニットであって、物質はＣ_２Ｂ_１０Ｈ_１２である、蒸発装置ユニット。
29. 請求項２７に記載の蒸発装置ユニットであって、物質はＣ_４Ｂ_１２Ｈ_２２である、蒸発装置ユニット。
30. 請求項１６に記載の蒸発装置ユニットであって、組み立てられた前記ユニットの前記境界部は、シールの外側に、前記ユニットの頂部区分および底部区分のそれぞれにより画定される金属表面に緊密に接触することにより、真空シールにより画定され、前記金属表面は圧力に係合し、対合する面の不完全性による微小開放間隙は大気からの空気で満たされ、係合する前記金属表面により画定される前記境界部の部分は、前記頂部区分から、物質を受け入れる蒸発室の境界となる前記底部の表面への、主な熱伝達経路を提供する、蒸発装置ユニット。
31. 請求項３０に記載の蒸発装置ユニットであって、前記頂部区分および前記底部区分は、実質的に平坦な対合面を前記境界部に画定し、前記対合面は、取り付けネジのアレイにより互いに力を受け、前記底部区分は、実質的に均一な厚さを持つ側壁を備える、概ね円筒形の容器を有する、蒸発装置ユニット。
32. 請求項１６に記載の蒸発装置ユニットであって、前記ユニットは、前記ユニットの前記底壁に配置された熱検出器を備え、前記熱検出器は、前記ユニットの前記底壁の温度を選択された設定点に維持することを可能にするために、前記頂部区分加熱器への電力を制御するために接続できように構成される、蒸発装置ユニット。
33. 請求項３２に記載の蒸発装置ユニットであって、前記ユニットは、前記検出器から、前記ユニットの前記頂部区分と前記底部区分との間の境界部まで延びる電気信号伝達装置を備え、前記頂部区分および前記底部区分は、前記頂部区分および前記底部区分の対合面が互いに結合したときに自動的に互いに係合する位置に、対合電気接続部を備える、蒸発装置ユニット。
34. 請求項３３に記載の蒸発装置ユニットであって、前記伝達装置は、前記底部区分の熱伝導性の壁の表面に上方に延びる溝に配置される、蒸発装置ユニット。
35. 請求項３２に記載の蒸発装置ユニットであって、前記ユニットは、前記ユニットの前記底部区分で、前記熱検出器に応答する閉ループ温度制御装置に関連付けられ、前記頂部区分の加熱器への電力を制御し、前記ユニットの前記底部区分の温度を選択された設定点に維持することを可能にする、蒸発装置ユニット。
36. 請求項１６に記載の蒸発装置ユニットであって、加熱される前記頂部区分内の前記蒸気通路は、前記蒸発室からの蒸気を受け取るように開口した蒸気受け取り部を備え、前記蒸気通路は、最初の部分は概ね上方に延び、概ね横方向に延びる蒸気運搬部に向かう曲げ部が後に続く、蒸発装置ユニット。
37. 請求項３６に記載の蒸発装置ユニットであって、前記加熱器は、前記蒸気通路の上方に延びる部分に概ね平行に延びるカートリッジ加熱要素を有し、前記カートリッジ加熱要素の少なくとも１つは、前記蒸気通路の横方向に延びる運搬部のそれぞれの側部に配置され、前記カートリッジ加熱要素の少なくとも１つは、前記通路の横方向に延びる運搬部の方向から反対の、前記頂部区分の側部に配置され、前記加熱要素は、前記蒸気通路を画定する面と熱伝導可能な関係にある、蒸発装置ユニット。
38. 請求項３６に記載の蒸発装置ユニットであって、前記ユニットから蒸気が流れるのを許容する弁が、前記蒸気通路の前記曲げ部に存在し、前記弁の表面は、前記加熱器と熱伝導可能な関係にある、蒸発装置ユニット。
39. 請求項３８に記載の蒸発装置ユニットであって、前記弁は、空気式に操作可能なベローズ弁である、蒸発装置ユニット。
40. 請求項３９に記載の蒸発装置ユニットであって、前記ユニットは、さらなる蒸気受け取り装置の取り付け台に、前記ユニットを取り付けるための、取り外し可能な取り付け具と、手動操作可能な閉鎖装置と、を有し、前記ユニットの前記閉鎖装置は、前記ベローズ弁にオーバーライドして前記蒸気通路を通る蒸気の流れを防止する、閉位置を持ち、前記閉鎖装置は、前記閉鎖装置が前記閉位置にあるときを除いて、作業者が取り付けられた蒸発装置の前記取り外し可能な取り付け具にアクセスするのを防止する、アクセス防止装置に関連付けられ、それにより、前記ユニットが取り外されている間、前記ユニットからの有毒な蒸気の流れを防止する、蒸発装置ユニット。
41. 請求項４０に記載の蒸発装置ユニットであって、前記取り外し可能な取り付け具は、前記取り付け台に関連付けられた噛み合い継手に係合可能な保持ネジのパターンを有し、前記アクセス防止装置は、前記閉鎖装置の部材に応じて移動するアクセス防止保護部を有し、前記保護部は、前記閉鎖装置が閉位置にあるときにのみ、前記ユニットを取り外すための前記保持ネジにアクセス可能にするように構成および配置される、蒸発装置ユニット。
42. 請求項１６に記載の蒸発装置ユニットであって、前記蒸気通路の前記運搬部分は、外側側部突起部を通って延び、前記突起部は、さらなる蒸気受け取り装置の所定の構成の凹部に嵌入するように構成される、蒸発装置ユニット。
43. 請求項４２に記載の蒸発装置ユニットであって、前記外側側部突起部は、前記ユニットの重量を支え、前記突起部が前記凹部に係合したときに前記ユニットの支えとして機能する、蒸発装置ユニット。
44. 請求項４２に記載の蒸発装置ユニットであって、前記外側側部突起部の端部は、さらなる蒸気受け取り装置の対合面とのシールを画定するように構成される、蒸発装置ユニット。
45. 請求項４４に記載の蒸発装置ユニットであって、前記ユニットは、前記さらなる装置にねじ込み可能な取り付けネジを受け入れるネジ通路を備え、前記取り付けネジは、前記端部に、前記さらなる装置の対合面に対して力を付与し、シールを確立して安定させる力を供給する、蒸発装置ユニット。
46. 請求項４２に記載の蒸発装置ユニットであって、前記ユニットは、前記蒸発装置ユニットの温度と異なる温度に維持されるさらなる装置とともに利用するためのものであり、断熱部が、前記ユニットと前記さらなる装置との間の前記外側側部突起部を通しての熱伝達を遮断する、蒸発装置ユニット。
47. 請求項４６に記載の蒸発装置キャニスターユニットであって、前記断熱部は、前記突起部を囲む断熱スリーブ部分と、前記突起部の端部と前記蒸気受け取り装置の蒸気受け取り通路を画定する壁との間に配置された断熱端部とを含む、蒸発装置キャニスターユニット。
48. 請求項４２に記載の蒸発装置ユニットであって、前記ユニットと外部の制御および給電回路との間に電気接続を形成するために、前記ユニットは、前記さらなる装置の所定位置の対応する接続器に係合するための、所定位置の電気接続器を備え、前記蒸発装置の所定位置は、前記蒸発装置ユニットの、前記側部突起部が前記さらなる装置の前記凹部に係合する向きへの移動に際して、前記接続器の自動的な接続を可能にする、蒸発装置ユニット。
49. 請求項４８に記載の蒸発装置キャニスターユニットであって、前記接続器は、前記ユニットの空気式弁を駆動するための、前記ユニットに圧縮空気を接続する接続要素を含む、蒸発装置キャニスターユニット。
50. 請求項４８に記載の蒸発装置キャニスターユニットであって、前記外側側部突起部は、前記ユニットと前記さらなる装置との係合を案内するための、前記さらなる装置の前記凹部の対応する整合面にスライド式に係合するように構成された、整合面を備える、蒸発装置キャニスターユニット。
51. 請求項１６に記載の蒸発装置ユニットであって、前記ユニットは、取り囲み断熱部材がないときは輸送キャニスターとして機能し、蒸発装置として使用されるときは、断熱部材内に配置される、蒸発装置ユニット。
52. 加熱される放出容器として、または物質を放出または蒸発させて、放出されたガスまたは蒸気をさらなる装置に提供する蒸発装置として構成されるユニットであって、
    前記ユニットは、前記ユニットの電気抵抗加熱器により加熱されるように構成された物質受け取り領域を画定し、また、前記ユニットから前記他の装置へガスまたは蒸気を運搬するためのガスまたは蒸気通路を画定し、
    前記蒸気通路の運搬部分は、外側の側方に延びる突起部を通って延び、前記突起部は、ガスまたは蒸気受け取り装置の所定の構成の凹部に嵌入するように構成され、前記側部突起部は、前記ユニットの重量を支えるように構成され、前記側部突起部は、前記突起部が前記凹部に係合しているときは前記ユニットの支えとして機能し、前記突起部の端部は、前記さらなる装置の対合面とのシールを画定するように構成され、
    前記ユニットと外部の制御および給電回路との間の電気接続を形成するため、前記ユニットは、前記さらなる装置の所定位置の対応する接続器に係合する、所定位置の電気接続器を備え、前記ユニットの接続器の前記所定位置は、前記ユニットの、前記側部突起部が前記さらなる装置の前記凹部に係合する向きへの移動に際して、前記接続器の自動的な接続を可能にする、ユニット。
53. 請求項５２に記載のユニットであって、前記ユニットは、分配されるまたは蒸発させる物質のための輸送キャニスターとして構成される、ユニット。
54. 請求項５２に記載のユニットであって、前記外側の側方に延びる突起部は、前記ユニットの前記さらなる装置への係合を案内するための、前記さらなる装置の前記凹部の対応する整合面にスライド式に係合するように構成された整合面を備える、ユニット。
55. 請求項５２に記載のユニットであって、前記接続器は、前記ユニットの空気式弁の駆動のために、前記ユニットへ圧縮空気を接続するための接続要素を含む、ユニット。
56. 請求項５５に記載のユニットであって、空気式に作動可能なベローズ弁が前記通路に沿って配置される、ユニット。
57. 請求項５６に記載のユニットであって、前記ユニットは、前記さらなる装置の取り付け台に前記ユニットを取り付けるための、取り外し可能な取り付け具と、手動操作可能な閉鎖装置とを備え、前記ユニットの前記閉鎖装置は、前記ベローズ弁にオーバーライドする閉鎖位置を持ち、前記通路を通る流れを防止し、前記閉鎖装置は、前記閉鎖装置が前記閉鎖位置にあるときを除いて、取り付けられたユニットの前記取り外し可能な取り付け具への作業者のアクセスを防止するアクセス防止装置に関連付けられ、それにより、前記ユニットが取り外されている間、前記ユニットからの有毒なガスまたは蒸気の流れを防止する、ユニット。
58. 請求項５７に記載のユニットであって、前記取り外し可能な取り付け具は、前記取り付け台に関連付けられた噛み合い継手に係合する保持ネジのパターンを有し、前記アクセス防止装置は、前記閉鎖装置の部材に応じて動くアクセス防止保護部を有し、前記保護部は、前記閉鎖装置が閉鎖位置にあるときにのみ、前記ユニットを取り外すため、前記保持ネジへのアクセスを可能にするように構成および配置される、ユニット。
59. 請求項５２に記載のユニットであって、前記ユニットは、取り付けネジを受け入れるネジ通路を備え、前記取り付けネジは、シールを確立し、かつ安定化させる力を提供するために、前記さらなる装置にねじ込むことができ、前記端部面に、前記さらなる装置の対合面に向かって力を付与する、ユニット。
60. 請求項５２に記載のユニットであって、前記ユニットは、前記キャニスターユニットの温度とは異なる温度に維持されるさらなる装置とともに使用され、断熱部が前記ユニットと前記さらなる装置との間の熱移動を遮断する、ユニット。
61. 請求項５２に記載のユニットであって、前記ユニットは蒸発装置の形態であり、前記蒸発装置は、側壁および底壁を有する底部区分を有し、前記側壁および前記底壁は、それらの内面により、供給物質受け取り部を画定し、前記蒸発装置はさらに、蒸発室および頂部区分を備え、前記頂部区分は、取り外し可能な蓋、および前記ユニットから前記さらなる装置へ蒸気を運搬する蒸気通路を画定し、前記頂部区分および前記底部区分は、組み立てられたとき、蒸気気密境界部で、前記頂部区分から突き出した、外側の側方に延びる突起部に係合する、ユニット。
62. 排気される蒸気受け取りシステムとともに使用する固体物質の蒸発装置ユニットであって、前記ユニットは、固体を受け入れる蒸発容積を画定する底部区分と、蓋を画定する頂部区分とを備え、前記頂部および底部のユニットは伝導性金属および蒸発装置の加熱器を備え、前記加熱器は、前記頂部の取り外し可能な蓋の区分に１つだけ配置され、前記頂部区分と前記底部区分と間の境界部を横切り、前記底部区分を画定する周縁の側壁および底壁を通る熱伝導により、前記底部区分の底壁の面を加熱する、蒸発装置ユニット。
63. 請求項６２に記載の蒸発装置ユニットであって、前記加熱器は、前記頂部区分の前記金属の凹部に取り付けられたカートリッジ加熱器である、蒸発装置ユニット。
64. 請求項６３に記載の蒸発装置ユニットであって、蒸気通路は、軸方向に延びる入口区分と前記頂部区分内の弁とを含み、前記カートリッジ加熱器は、前記入口区分および前記弁に平行かつその横に並んで、それらと熱伝導可能な関係に延びる細長い要素を有する、蒸発装置ユニット。
65. システムであって、前記システムは、流れ相互接続装置に連結される蒸発装置を備え、前記流れ相互接続装置は、前記蒸発装置を取り外し可能に受け入れかつ前記蒸発装置と連絡するための取り付け台を画定し、前記システムはさらに、前記取り付け台において、大気への有毒な蒸気の偶発的な流れを防止するインターロックシステムを有する、システム。
66. 請求項６５に記載のシステムであって、前記蒸発装置は、前記蒸発装置を前記取り付け台に取り付けるための取り外し可能な取り付け具と、手動で操作可能な閉鎖装置とを備え、前記閉鎖装置は、蒸気が蒸発装置から流れることを防止する閉鎖位置を備え、前記閉鎖装置は、前記閉鎖装置が前記閉鎖位置にあるときを除いて取り付けられた蒸発装置の前記取り外し可能な取り付け具に作業者がアクセスするのを防止する、アクセス防止装置に関連付けられ、それにより、蒸発装置が取り外されている間、前記蒸発装置からの有毒な蒸気の流れを防止する、システム。
67. 請求項６６に記載のシステムであって、前記取り外し可能な取り付け具は、前記取り付け台に関連付けられた噛み合い継手に係合可能な保持ネジまたはナットのパターンを有し、前記アクセス防止装置は、前記閉鎖装置の部材に応じて動くアクセス防止保護部を有し、前記保護部は、前記閉鎖装置が閉鎖位置にあるときにのみ、前記蒸発装置を取り外すための前記保持ネジまたはナットへのアクセスを可能にするように構成および配置される、システム。
68. 請求項６７に記載のシステムであって、前記蒸発装置からの蒸気の流れを許容するため、ばねにより付勢され、空気式に操作可能な弁が、蒸発装置上に取り付けられ、前記閉鎖装置は、空気圧の存在にかかわらず、前記空気式に操作可能な弁に、閉鎖位置に向かって力を付与するように構成された機械的オーバーライド装置である、システム。
69. 請求項６５に記載のシステムであって、前記相互接続装置は、異なる蒸発温度を持つ異なる固体供給物質を備える１組の異なる蒸発装置とともに使用されるように構成され、前記システムは、取り付けられた蒸発装置の特有の物理的特長を認識する認識システムを含み、前記システムは取り付けられた蒸発装置の内容物を表示し、蒸発装置の制御装置が、認識された蒸発装置の内容物に適切な条件の下で操作できるようにする、システム。
70. 請求項６９に記載のシステムであって、前記認識システムは、蒸発装置が取り付け位置にあるときに、前記蒸発装置に露出される１組の駆動可能なスイッチを有し、前記１組のスイッチは、前記蒸発装置の内容物に応じた独特のパターンの、１つ以上のスイッチアクチュエータ構成を備える蒸発装置と協動するように構成される、システム。
71. 請求項６９に記載のシステムであって、前記システムは、１組の１つ以上の蒸発装置ユニットを含み、前記１組の蒸発装置は、それぞれ異なる蒸発温度を持つそれぞれ異なる固体供給物質を備えるように特化され、前記蒸発装置ユニットは、認識のための異なる特有の物理的特徴を備える、システム。
72. 請求項６５に記載のシステムであって、イオン源が真空チャンバ内に取り付けられ、前記流れ相互接続装置が、蒸気を前記イオン源へ伝達するように構成される、システム。
73. 請求項６５に記載のシステムであって、前記イオン源は、注入のためのイオンを提供するために、イオン注入システム内にある、システム。
74. 請求項７３に記載のシステムであって、前記イオン源は、ターゲット基板へ注入するためのビームラインにイオンを提供する、システム。
75. 請求項１乃至７４のいずれか一項に記載の蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムであって、イオン化可能な蒸気を形成することができる固体供給物質を含み、またクラスター分子を含む、蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システム。
76. 請求項７５に記載の蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムであって、固体物質から生成された蒸気をイオン化することができるイオン源に組み合わせられる、蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システム。
77. 請求項１乃至７６のいずれか一項に記載の蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムであって、固体供給物質はＣ_１４Ｈ_１４、Ｃ_１６Ｈ_１０、Ｃ_１６Ｈ_１２、Ｃ_１６Ｈ_２０、Ｃ_１８Ｈ_１４またはＣ_１８Ｈ_３８からなる、蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システム。
78. 請求項１乃至７６のいずれか一項に記載の蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムであって、固体供給物質はＮ型ドーピングのための化合物を含む、蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システム。
79. 請求項１乃至７６のいずれか一項に記載の蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムであって、固体供給物質はヒ素、リンまたはアンチモンクラスター化合物を有する、蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システム。
80. 請求項１乃至７６のいずれか一項に記載の蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムであって、固体供給物質はＡ_ｎＨ_ｘ ^＋、Ａ_ｎＲＨ_ｘ ^＋の形態のイオンを形成することができるヒ素またはリン化合物を有し、ｎは４より大きい整数、ｘは０以上の整数であり、ＡはＡｓまたはＰのいずれかであり、Ｒはリンまたはヒ素を含まずかつイオン注入プロセスに有害でない分子である、蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システム。
81. 請求項１乃至７６のいずれか一項に記載の蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムであって、固体供給物質は、ホスファン（phosphanes）、オルガノホスファン（organophosphanes）およびホスファイド（phosphides）からなる群から選択される化合物を有する、蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システム。
82. 請求項１乃至７６のいずれか一項に記載の蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムであって、固体供給物質はＰ_７Ｈ_７を有する、蒸発装置。
83. 請求項１乃至７６のいずれか一項に記載の蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムであって、固体供給物質は、トリメチルスチビンを有するアンチモン化合物を有する、蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システム。
84. 請求項１乃至７６のいずれか一項に記載の蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムであって、固体供給物質は、Ｓｂ（ＣＨ_３）Ｃ_３を有する、蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システム。
85. 半導体装置または半導体材料を処理する方法であって、クラスターイオンを生成するために請求項７５乃至８４のいずれか一項に記載の蒸発装置、蒸発装置ユニットまたは蒸発装置システムを使用し、前記イオンを前記処理に用いる、方法。
86. 請求項８５に記載の方法であって、前記処理する方法はイオン注入を含む、方法。
87. 請求項８５に記載の方法であって、前記処理する方法はイオンビーム注入を含む、方法。

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