JP2014137901A - イオン注入装置およびイオン注入装置の運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】イオン源内部のクリーニング後に行われるイオンビームの再立上げ処理を短時間で済ませる。
【解決手段】イオン注入処理時に、イオン源ＩＳ内部にプロセスガスを導入して、複数枚の電極から構成される引出電極系２を用いてイオン源ＩＳからリボン状のイオンビーム３を引出し、処理室５内に配置された基板４にイオンビーム３を照射するとともに、イオン注入処理時以外の時に、イオン源ＩＳ内部にクリーンニングガスを導入して、当該イオン源ＩＳ内部のクリーニングを行うイオン注入装置ＩＭであって、クリーニング終了後にイオンビーム３を再立上げする際、引出電極系２に所定の電圧を印加した後に、イオン源ＩＳの運転パラメータを処理対象とする基板４の注入レシピに応じた運転パラメータに設定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、シリコンウェーハやガラス基板へイオンビームの照射を行って、当該ウェーハや基板へのイオン注入処理を実施するイオン注入装置で、特に、クリーニング機能を備えたイオン注入装置と当該イオン注入装置の運転方法に関する。

イオン注入装置では、イオン源からイオンビームを引出す運転を長時間続けると、イオン源の引出電極系を構成する電極やイオン源を構成するプラズマ生成容器の内部に堆積物が付着する。これを放置しておくと、引出電極系の電極間で異常放電を引き起こしてしまう。

この異常放電の発生回数が多くなると、イオン源の正常運転を維持することができなくなるので、イオン源内部を必要に応じてクリーニングするということが行われていた。

このクリーニングの例として、特許文献１には、試料に対するイオン注入時以外のときにイオン源に水素ガスを導入し、イオン源内部で水素プラズマを発生させて、イオン源内部の堆積物をクリーニングする手法が開示されている。

特許第２９５６４１２

特許文献１の手法では、試料に対するイオン注入時以外の時にイオン源内部で水素プラズマを発生させてクリーニングを行うことが記載されているが、その後、イオンビームをどのようにして再立上げすればいいのかについて、全く記載されていない。

イオン注入装置では、複数枚の基板に対するイオン注入処理が、所定枚数ごとに複数回に分けて行われている。各イオン注入処理の間、処理済基板と未処理基板との交換を行う為に、基板へのイオン注入処理を一旦停止することになる。このような基板交換の期間に、特許文献１に記載の技術を用いて、イオン源内部のクリーニングを行うことが考えられるが、基板交換の期間は通常多くて数分程度である為、クリーニングを行ってからイオンビームを早期に立ち上げることが求められている。

そこで、本発明では、クリーニング後に短時間でイオンビームの再立ち上げすることのできるイオン注入装置と当該装置の運転方法を提供する。

本発明のイオン注入装置は、イオン注入処理時に、イオン源内部にプロセスガスを導入して、複数枚の電極から構成される引出電極系を用いて前記イオン源からリボン状のイオンビームを引出し、処理室内に配置された基板に前記イオンビームを照射するとともに、イオン注入処理時以外の時に、イオン源内部にクリーンニングガスを導入し、当該イオン源内部のクリーニングを行うイオン注入装置であって、クリーニング終了後に前記イオンビームを再立上げする際、前記引出電極系に所定の電圧を印加した後に、前記イオン源の運転パラメータを処理対象とする基板の注入レシピに応じた運転パラメータに設定する制御装置を備えている。

引出電極系に所定電圧を印加することで、各電極間に所定の電界分布が形成されるが、この電界分布が形成されるまでには、過渡的な状態を経る。電極間の電界が過渡的な状態の時に、イオン源内部でイオン注入処理時に発生されるプラズマと同等の濃度を有するプラズマが生成されていると、このプラズマから注入時に用いられるのと同程度のイオンビーム電流を有するイオンビームが引出されて、その大半が引出電極系に衝突してしまう。特に、リボン状のイオンビームが引出される場合、スポット状のイオンビームに比べて、そのイオンビーム電流は非常に大きいので、このようなイオンビームの引出電極系への衝突により、引出電極系に電圧を印加する為の電源に過電流が流れてしまう。この過電流によって、電源の出力電圧が不安定になり、早期に所望するようなイオンビームの立上げを行うことができない。

上述した点を考慮し、本発明では、イオンビームを再立上げする際、引出電極系に所定の電圧を印加した後に、イオン源の運転パラメータを処理対象とする基板の注入レシピに応じた運転パラメータに設定する制御装置を備えた構成を採用した。これにより、引出電極系を構成する電極間に所定の電界が形成された後で、イオン源内部でイオン注入処理時に生成されるプラズマと同等の濃度を有するプラズマが生成され、そこからイオンビームの引出しを行うことができるので、比較的大きなイオンビーム電流を有するイオンビームの引出電極系への衝突を十分に抑制することができる。その結果、引出電極系に接続された電源に過電流が流入することがないので、早期にイオンビームの立上げを行うことができる。

複数枚の基板に対するイオン注入処理を、所定枚数ごとに複数回に分けて行うイオン注入装置であって、前記制御装置は、全てのイオン注入処理が終了するまでの間に、前記イオン源内部のクリーニングを少なくとも１回行うものであればよい。

このような構成を採用すると、一連のイオン注入処理で隙間の時間を利用して、イオン源のクリーニングを行うことができるので、イオン源をクリーニングする為にイオン注入装置の運転を停止させる必要がない。

また、前記イオンビームの再立上げに際して、前記引出電極系に所定の電圧を印加する時、前記イオン源内部ではプラズマが生成されないようにしておいてもいい。

引出電極系に所定電圧を印加する時に、イオン源内部でプラズマが生成されていると、そこから所望されないイオンビームが引出される。この際、過渡的な電界の作用により引出されたイオンビームの大半が引出電極系に衝突してしまう恐れがある。プラズマ濃度が十分に薄いと、大電流のイオンビームが引出されないので、引出電極系に接続された電源に過電流が流れ、電源の出力電圧が不安定になるという問題は発生しないが、イオンビームの引出電極系への衝突により次のことが懸念される。

イオンビームの引出電極系への衝突により、引出電極系の堆積物がスパッタリングされて、これが引出電極系を構成する電極間で放電を起こす原因となる。また、スパッタリングされた堆積物がイオンビームの輸送経路の下流側に飛散し、これが基板に混入した場合には、基板が注入不良となる。しかしながら、引出電極系に所定の電圧を印加する時に、イオン源内部でプラズマを生成させないようにしておくと、上述したようなイオンビームの引出電極系への衝突を防止することができる。

より具体的なイオン源の構成としては、前記イオン源は、前記クリーニングガスと前記プロセスガスが導入されて、内部でプラズマが生成されるプラズマ生成用器を備えていて、前記プラズマ生成容器内には１又は複数のカソードが配置されていて、前記カソードと前記プラズマ生成容器の間には両部材間の電位差を調整する電源が接続されている。

また、前記制御装置は、前記イオンビームの再立上げ時、前記引出電極系に接続された電源の出力電圧を所定の値にした後、前記カソードと前記プラズマ生成容器間に接続された電源の出力電圧を所定の値にする。

さらに、本発明のイオン注入装置の運転方法は、イオン注入処理時に、イオン源内部にプロセスガスを導入して、複数枚の電極から構成される引出電極系を用いて前記イオン源からリボン状のイオンビームを引出し、処理室内に配置された基板に前記イオンビームを照射するとともに、イオン注入処理時以外の時に、イオン源内部にクリーンニングガスを導入して、当該イオン源内部のクリーニングを行うイオン注入装置であって、クリーニング終了後に前記イオンビームを再立上げする際、前記引出電極系に所定の電圧を印加した後に、前記イオン源の運転パラメータを処理対象とする基板の注入レシピに応じた運転パラメータに設定する。

電極間の電界分布が所定のものになった後に、イオン源の運転パラメータを処理対象とする基板の注入レシピに応じた運転パラメータに変更するようにしたので、比較的大きなイオンビーム電流を有するイオンビームの引出電極系への衝突を十分に抑制することができる。その結果、引出電極系に接続された電源に過電流が流入することがないので、早期にイオンビームの立上げを行うことができる。

イオン注入装置ＩＭの平面図である。 イオンビームの再立上げに係る第一の処理例を表すフローチャートである。 イオンビームの再立上げに係る第二の処理例を表すフローチャートである。 イオンビームの再立上げに係る第三の処理例を表すフローチャートである。 イオンビームの再立上げに係る第四の処理例を表すフローチャートである。

本発明に係るイオンビーム照射装置およびその運転方法に関し、図面を参照して以下に説明する。

図１には、本発明で使用される一のイオン注入装置ＩＭの平面図が記載されている。このイオン注入装置ＩＭの全体の構成について、簡単に説明する。なお、図示されるＸＹＺ軸の方向は、互いに直交している。

プラズマ生成容器１は、図示されるＸ軸方向の寸法に比べてＹ軸方向の寸法が長い、略立方体状の容器で、第一のガスボンベ９から容器内にプロセスガス（ＢＦ３やＰＨ３等）の供給が行われる。また、プラズマ生成容器１の電位は加速電源Ｖaccによって、所定の電位に固定されている。さらに、プラズマ生成容器１内には、陰極Ｆが導入されていて、アーク電源Ｖarcによって、陰極Ｆとプラズマ生成容器１との間には所定の電位差が設定されている。なお、陰極Ｆとプラズマ生成容器１との間には、図示されない絶縁体が設けられており、この絶縁体によって両部材間は電気的に離間している。

陰極Ｆの両端には陰極電源Ｖfが接続されていて、この電源により加熱された陰極Ｆから熱電子が放出される。この熱電子が第一のガスボンベ９から供給されたプロセスガスに衝突すると、プロセスガスが電離して、プラズマＰが生成される。

プラズマ生成容器１のＺ軸方向側の面には開口が形成されていて、プラズマＰからリボン状のイオンビーム３（この例では、Ｘ軸方向よりもＹ軸方向の寸法が長いイオンビーム）を引出す為の引出電極系２が配置されている。引出電極系２は複数の電極から構成されていて、例えば、図１に記載されているように４枚の電極から構成されている。プラズマ生成容器１側から、加速電極２a、引出電極２b、抑制電極２c、接地電極２dが順に並べられていて、各電極は互いに電気的に離間している。これらの電極には、イオンビーム３を通過させる為の複数の丸孔や複数のスリット、あるいは、単一のスリットが形成されている。

この例では、加速電極２aは陰極Ｆと同電位であり、接地電極２dは電気的に接地されている。また、抑制電極２cには、イオンビーム３が引出されるＺ軸方向の側からプラズマ生成容器１側への電子の流入を防止する為に、電極に負電圧を印加する抑制電源Ｖsupが接続されている。

引出電極系２から引出されたイオンビーム３は、分析電磁石１０と分析スリット１１によって質量分析された後、処理室５内に入射する。

基板４は、処理室５の外側にあるカセット７から搬送ロボット８により真空予備室６内に搬送される。真空予備室６に基板４が搬送されると、図示されないポンプによって真空引きされて真空予備室６内の雰囲気が大気から真空に変化する。そして、所定の真空度に達した後、真空予備室６の処理室５側の扉が開き、処理室５内に基板４が搬送される。なお、真空予備室６を真空引きする際、真空予備室６の大気側（カセット７が配置されている側）の扉は閉められている。

処理室５内に搬送された基板４は、図示されない回転機構によって、イオンビーム３による被照射面がおおよそＹ軸方向に平行となるように、その姿勢が変更される。その後、図示されない搬送機構によって、Ｘ軸方向に沿って、基板４の走査が行われる。なお、基板４の走査の際、イオンビーム３を基板４が横切る回数は１回でもいいし、複数回であってもよい。また、基板４の走査の方向は、Ｘ軸方向でなくてもよい。つまり、イオンビーム３の進行方向であるＺ軸方向と交差するような方向であって、基板４の走査によって、基板４の全面にイオン注入がなされるような方向であればどのようなものであっても構わない。

図示されているように、Ｙ軸方向において、イオンビーム３の寸法は基板４の寸法よりも長いので、Ｘ軸方向に基板４が走査されることで、基板４の全面にイオン注入が行われる。基板４へのイオン注入処理後、基板４は処理室５内に搬送された経路と逆の経路を辿り、カセット７内に収納される。また、処理室５には、イオンビーム電流計測器１２が設けられていて、これは基板４へのイオンビーム３の照射前にイオンビーム３が所望する特性を有するものであるかを確認する際に用いられる。

カセット７に処理済基板が収納された後、未処理基板がカセット７から搬送ロボット８によって取り出されて、再び処理室５内に搬送された後、基板４へのイオン注入処理が行われる。このような処理済基板と未処理基板との交換が、カセット７内に収納されている複数枚の基板へのイオン注入処理が終了するまで繰り返し行われる。

基板交換が行われている間は、処理室５内には処理対象とする基板４がないので、イオンビーム３を照射しておく必要はない。本発明では、繰り返し行われる一連のイオン注入処理で、複数回なされる基板交換の最中に、イオン源ＩＳのクリーニングを少なくとも１回行っている。

イオン注入装置ＩＭには制御装置２０が設けられている。制御装置２０は、信号Ｓ１を送信して、図示されない搬送機構による基板４の走査を制御する機能を有している。制御装置２０は、搬送機構の制御を通じて基板４の位置情報を得ており、この位置情報に基づいて、信号Ｓ２〜Ｓ６を陰極電源Ｖf、アーク電源Ｖarc、引出電源Ｖext、第一のガスボンベ９、第二のガスボンベ９１に送信し、各部の制御を行う。また、加速電源Ｖaccの出力電圧の値も制御する場合には、この電源に関する制御信号の送信も行われる。

基板４へのイオン注入処理の終了から、イオン源ＩＳ内部をクリーニングして、クリーニング後にイオンビーム３の再立上げを行うまでに、複数の処理方法が考えられる。各処理方法について共通して言えることは、クリーニング後にイオンビーム３の再立上げを行う際、まず始めに引出電極系２に接続された電源（図１の例では、引出電源Ｖextと抑制電源Ｖsup）により、各電極に所定電圧（基板４へのイオン注入処理時に設定される電圧）が印加される。

次に、イオン源ＩＳの運転パラメータを処理対象とする基板４の注入レシピに応じた運転パラメータに設定する。イオン源ＩＳの運転パラメータは、イオン源ＩＳの構成により異なるが、図１の例で言うと、アーク電源Ｖarcの出力電圧の値、陰極電源Ｖfの出力電圧の値、加速電圧Ｖaccの出力電圧の値、第一のガスボンベ９からのプロセスガスの流量、第二のガスボンベ９１からのクリーニングガスの流量がイオン源ＩＳの運転パラメータに相当する。

基板４へのイオン注入を行う際、基板４の種類や注入プロセスの種類に応じて、注入レシピが決定される。ここで言う注入レシピとは、基板４に注入されるドーズ量、イオン種、イオンビームのエネルギーのことを指す。このうちドーズ量は、基板４の走査速度と基板４に照射されるイオンビーム３のイオンビーム電流で決定される。

図１の例では、イオンビーム電流は引出電極系２に印加された電圧の値とイオン源ＩＳ内部のプラズマ濃度で決定され、プラズマ濃度はアーク電源Ｖarcの出力電圧の値、陰極電源Ｖfの出力電圧の値、加速電源Ｖaccの出力電圧の値、第一のガスボンベ９から供給されるプロセスガスの流量、第二のガスボンベ９１から供給されるクリーニングガスの流量で決定される。

上述したように、引出電極系２に接続された電源（図１の例では、引出電極Ｖextと抑制電源Ｖsup）により、引出電極系２に所定電圧（基板４へのイオン注入処理時に設定される電圧）を印加した後で、イオン源ＩＳの運転パラメータを処理対象とする基板４の注入レシピに応じた運転パラメータに設定するようにしているので、イオンビーム３の再立上げ時に、比較的大きなイオンビーム電流を有するイオンビーム３の引出電極系２への衝突を十分に抑制することができる。

イオンビーム３の引出電極系２への衝突は、次のようにして起こる。引出電極系２に電圧を印加することで、各電極間に所定の電界分布が形成されるが、この電界分布が形成されるまでには、過渡的な状態を経る。電極間の電界が過渡的な状態の時に、イオン源ＩＳ内部でイオン注入処理時に生成されるプラズマと同等の濃度を有するプラズマＰが生成されていると、このプラズマＰからイオン注入処理時に用いられるのと同程度のイオンビーム電流を有するイオンビーム３が引出されて、その大半が引出電極系２に衝突してしまう。

特に、リボン状のイオンビーム３が引出される場合、スポット状のイオンビームに比べて、そのイオンビーム電流は非常に大きい。この為、このようなリボン状のイオンビーム３の引出電極系２への衝突により、引出電極系２に電圧を印加する為の電源に過電流が流れてしまう。この過電流によって、電源の出力電圧が不安定になり、早期に所望するようなイオンビーム３の立上げを行うことができなくなる。

上述した点を考慮し、本発明では、イオンビーム３を再立上げする際、引出電極系２に所定電圧を印加した後に、イオン源ＩＳの運転パラメータを処理対象とする基板の注入レシピに応じた運転パラメータに設定するように構成している。これにより、引出電極系２を構成する電極間に所定の電界が形成された後で、イオン源ＩＳ内部でイオン注入処理時に発生されるプラズマＰと同等の濃度を有するプラズマＰが生成され、そこからイオンビーム３の引出しを行うことができるので、比較的大きなイオンビーム電流を有するイオンビーム３の引出電極系２への衝突を十分に抑制することができる。その結果、引出電極系に接続された電源に過電流が流入することがないので、早期にイオンビーム３の立上げを行うことができるといった効果が得られる。

イオンビーム３の再立上げから、実際に基板４へのイオン注入処理が開始される前に、イオンビーム電流計測器１２で、引出電極系２から引出されたイオンビーム３のイオンビーム電流の計測が行われる。ここで、所望するイオンビーム電流が得られていれば、即座に基板４へのイオン注入処理が行われるが、所望するイオンビーム電流が得られていない場合、上述したイオン源ＩＳの運転パラメータや引出電極系２への印加電圧の微調整が行われる。

以下、図２〜図５を参照して、基板４へのイオン注入処理の終了から、イオン源ＩＳ内部をクリーニングして、クリーニング後にイオンビーム３の再立上げを行うまでの具体的な処理の例について説明する。

図２は、第一の処理例である。基板４へのイオン注入処理が終了したので、Ｔ１でイオン源ＩＳ内のプラズマＰの消灯を行う。次に、Ｔ２で第一のガスボンベ９によるプロセスガスの供給を停止させ、第二のガスボンベ９１によるクリーニングガスの供給を開始する。イオン注入装置ＩＭには、図示されない真空ポンプが設けられており、この真空ポンプによって注入装置内部は真空引きされているので、プロセスガスの供給が停止された後の残留ガスは、このポンプにより装置外に排出される。また、後述するクリーングガスの供給停止に伴って、イオン源ＩＳ内に残留しているクリーングガスも上述した真空ポンプにより装置外に排出される。

Ｔ３では、イオン源ＩＳ内でプラズマＰの点灯が行われ、このプラズマＰによりイオン源ＩＳ内部のクリーニングが行われる。なお、ここで生成されるプラズマＰは、クリーニングガスを原料にしたものである。また、プラズマＰの点灯と消灯は、制御装置２０によって陰極電源Ｖf、アーク電源Ｖarcの出力電圧が所定の値に設定されることで行われる。さらに、イオン源ＩＳ内をクリーニングする時、イオンビーム３の引き出しは不要である為、制御装置２０によって少なくとも引出電源Ｖextの出力電圧はゼロか、イオンビーム３の引出が行われない程度の値に設定されている。これらの点については、後述する図３〜５の例でも同様である。

Ｔ４では、クリーニングガスによるプラズマＰの消灯が行われる。その後、Ｔ５で第二のガスボンベ９１によるクリーニングガスの供給が停止されるとともに、第一のガスボンベ９によるプロセスガスの供給が開始される。なお、図２の例において、Ｔ５の時点では、陰極電源Ｖf、アーク電源Ｖarcの出力電圧の値はゼロか、イオン源ＩＳ内でプラズマＰが点灯しない程度の値に設定されている。

次に、Ｔ６で引出電極系２を構成する各電極に所定電圧が印加される。この時の電圧値は、基板４へのイオン注入処理時に設定される電圧値で、処理対象とする基板４の注入レシピに応じて予め決定されている。その後、Ｔ７でイオン源ＩＳの運転パラメータを処理対象とする基板４の注入レシピに応じた運転パラメータに設定する。具体的には、第一のガスボンベ９によるプロセスガスの供給量を所定のものにし、第二のガスボンベ９１によるクリーニングガスの供給量をゼロにする。また、陰極電源Ｖf、アーク電源Ｖarcの出力電圧の値を所定のものに設定する。さらに、先のイオン注入処理の終了から、イオンビーム３の再立上げまでの間に、加速電源Ｖaccの出力電圧の値を変更している場合には、これをイオン注入処理時に用いられる所定の値に戻しておく。

このＴ７の処理が行われることで、プロセスガスによる所定の濃度を有するプラズマＰがイオン源ＩＳ内で生成され、ここから基板４へのイオン注入処理に用いられるイオンビーム３と同等のイオンビーム電流を有するイオンビーム３の引き出しを行うことができる。

図３には、第二の処理例が記載されている。図３と後述する図４、図５に記載の処理例で、図２の処理例で用いられている符号と同じ符号の処理は、図２で説明した処理と同様の処理である。その為、図３〜図５の説明を行う際は、図２に記載の処理と異なる処理に着目して説明を行う。

図２の処理例と図３の処理例との違いは、Ｔ８の処理を行うかどうかである。図３の例では、Ｔ７で所定濃度のプラズマＰを発生させる前に、Ｔ８でそれよりも濃度の薄いプラズマＰを点灯させている。このプラズマＰの点灯は、制御装置２０によって陰極電源Ｖfとアーク電源Ｖarcの出力電圧の値を制御することで行われるが、ここで点灯されるプラズマＰの濃度は、基板４へのイオン注入処理を行う場合にイオン源ＩＳ内で発生されるプラズマＰの濃度と比較して十分に薄いものである。

図３の例のように、イオンビームの再立上げ処理が完了するまでの間に、このような薄いプラズマＰを点灯させておいてもよい。このような構成では、Ｔ６で引出電極系２の各電極に所定の電圧が印加された際、過渡的な電界の作用により、濃度の薄いプラズマＰから引出されたイオンビーム３の大半が引出電極系２を構成する電極に衝突してしまうが、プラズマＰの濃度が十分に薄いことから引出されるイオンビーム３のイオンビーム電流は小さいので、引出電極系２に接続された電源に過電流が流れて、電源の出力電圧が不安定になるといった問題は発生しない。

しかしながら、このような濃度の薄いプラズマＰから引出されたイオンビーム３の引出電極系への衝突により、引出電極系２に堆積されている堆積物がスパッタリングされて、引出電極系２を構成する電極間で放電が発生する恐れがある。また、スパッタリングされた堆積物がイオンビーム３の輸送経路の下流側に飛散して、これが基板４に混入した場合、基板が注入不良になる。

これらの問題を考慮すると、図３で述べた処理例よりも図２で述べた処理例のように、引出電極系２の各電極に所定電圧を印加する前は、イオン源ＩＳ内のプラズマＰを消灯させておいた方がいい。

図４には、第三の処理例が記載されている。図２の処理例との違いは、Ｔ４とＴ５の処理の順序が逆転しているところにある。図４の処理例では、Ｔ３でイオン源ＩＳ内のクリーニングを行った後、イオン源ＩＳ内でクリーニングガスによるプラズマが点灯している状態の時に、Ｔ５で第二のガスボンベ９１によるクリーングガスの供給を停止して、第一のガスボンベ９によるプロセスガスの供給を開始する。その後、イオン源ＩＳ内のプラズマＰを消灯させている。

図５には、第四の処理例が記載されている。図２の処理例との違いは、Ｔ５とＴ６の処理の順序が逆転しているところにある。図５の処理例では、引出電極系２の各電極に所定電圧を印加した後で、クリーニングガスの供給を停止して、プロセスガスの供給を開始している。この図５の処理例のように、プロセスガス供給のタイミングを図２の処理例から変更してもいい。

＜その他の変形例＞
図２から図５で述べた処理例では、クリーニングガスの供給の停止とプロセスガスの供給の開始を同時に行うように構成していたが、これらを個別に行うようにしておいてもいい。例えば、図２の処理例で、Ｔ４でイオン源ＩＳ内でのプラズマを消灯させる際、第二のガスボンベ９１によるクリーニングガスの供給を停止させておき、その後、Ｔ５の処理として第一のガスボンベ９によるプロセスガスの供給を開始するように構成しておいてもいい。

図１で述べたイオン注入装置ＩＭの構成では、プロセスガスが封入されたガスボンベは第一のガスボンベ９のみであったが、異なる種類のプロセスガスが封入されたガスボンベを複数設けておき、これを基板４の注入レシピに応じて使い分けるようにしておいてもいい。例えば、ガスボンベとしてＢＦ３が封入されたものと、ＰＨ３が封入されたものを個別に設けておき、基板４の注入レシピでイオン種がＢであれば、ＢＦ３が封入されているガスボンベからプロセスガスの供給を行うようにしておく。

また、図１で述べたイオン注入装置ＩＭの構成では、イオン源ＩＳのプラズマ生成容器１内に単一の陰極Ｆが配置されているが、この陰極Ｆの数を複数にしてもいい。複数の陰極Ｆを設ける場合、１つの陰極電源Ｖfを各陰極Ｆに対して共通化して使用するようにしてもいいし、各陰極Ｆに対して個別に陰極電源Ｖfを設けておき、複数の陰極Ｆを個別に制御できるように構成しておいていもいい。

さらに、イオン源ＩＳの種類としては、従来から知られている傍熱型のイオン源であってもいいし、高周波型のイオン源であってもよい。

また、一度にイオン注入処理される基板の枚数は、１枚でもいいし複数枚でもいい。

前述した以外に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行っても良いのはもちろんである。

１ プラズマ生成容器
２ 引出電極系
３ イオンビーム
４ 基板
５ 処理室
９ 第一のガスボンベ
９１ 第二のガスボンベ
ＩＭ イオン注入装置
ＩＳ イオン源
Ｐ プラズマ

Claims (6)

1. イオン注入処理時に、イオン源内部にプロセスガスを導入して、複数枚の電極から構成される引出電極系を用いて前記イオン源からリボン状のイオンビームを引出し、処理室内に配置された基板に前記イオンビームを照射するとともに、イオン注入処理時以外の時に、イオン源内部にクリーンニングガスを導入して、当該イオン源内部のクリーニングを行うイオン注入装置であって、
   クリーニング終了後に前記イオンビームを再立上げする際、前記引出電極系に所定の電圧を印加した後に、前記イオン源の運転パラメータを処理対象とする基板の注入レシピに応じた運転パラメータに設定する制御装置を備えたイオン注入装置。
2. 複数枚の基板に対するイオン注入処理を、所定枚数ごとに複数回に分けて行うイオン注入装置であって、前記制御装置は、全てのイオン注入処理が終了するまでの間に、前記イオン源内部のクリーニングを少なくとも１回行う請求項１記載のイオン注入装置。
3. 前記イオンビームの再立上げに際して、前記引出電極系に所定の電圧を印加する時、前記イオン源内部ではプラズマが生成されていない請求項１又は２記載のイオン注入装置。
4. 前記イオン源は、前記クリーニングガスや前記プロセスガスが導入されて、内部でプラズマが生成されるプラズマ生成用器を備えていて、
   前記プラズマ生成容器内には１又は複数のカソードが配置されていて、
   前記カソードと前記プラズマ生成容器間には両部材間の電位差を調整する電源が接続されている請求項１乃至３のいずれかに記載のイオン注入装置。
5. 前記制御装置は、前記イオンビームの再立上げ時、前記引出電極系に接続された電源の出力電圧を所定の値にした後、前記カソードと前記プラズマ生成容器の間に接続された電源の出力電圧を所定の値にする請求項４記載のイオン注入装置。
6. イオン注入処理時に、イオン源内部にプロセスガスを導入して、複数枚の電極から構成される引出電極系を用いて前記イオン源からリボン状のイオンビームを引出し、処理室内に配置された基板に前記イオンビームを照射するとともに、イオン注入処理時以外の時に、イオン源内部にクリーンニングガスを導入して、当該イオン源内部のクリーニングを行うイオン注入装置であって、
   クリーニング終了後に前記イオンビームを再立上げする際、前記引出電極系に所定の電圧を印加した後に、前記イオン源の運転パラメータを処理対象とする基板の注入レシピに応じた運転パラメータに設定するイオン注入装置の運転方法。
   

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