JP2572726B2 - 蒸発炉付イオン源を用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents
蒸発炉付イオン源を用いた半導体装置の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体または液体を気化
してイオン化する蒸発炉付イオン源を用いた半導体装置
の製造方法に係り、特に半導体製造工程において実施さ
れるイオン打込に好適な蒸発炉付イオン源を用いた半導
体装置の製造方法に関する。
してイオン化する蒸発炉付イオン源を用いた半導体装置
の製造方法に係り、特に半導体製造工程において実施さ
れるイオン打込に好適な蒸発炉付イオン源を用いた半導
体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】１０ｍＡ級の大電流のイオンビームを半
導体基板に打込むための大電流用イオン打込装置では、
イオン源としてフィラメントを用いる場合には、その消
耗が激しいという問題がある為に、フィラメントから発
生される熱電子によるイオン化の代わりに、マイクロ波
の高周波電界によるプラズマ放電を利用したマイクロ波
放電型イオン源が用いられている。
導体基板に打込むための大電流用イオン打込装置では、
イオン源としてフィラメントを用いる場合には、その消
耗が激しいという問題がある為に、フィラメントから発
生される熱電子によるイオン化の代わりに、マイクロ波
の高周波電界によるプラズマ放電を利用したマイクロ波
放電型イオン源が用いられている。
【０００３】図４に、従来のマイクロ波放電型イオン源
の概略断面図を示す。マグネトロン８によって発生され
たマイクロ波１３は、チョークフランジ１４を通して高
電圧加速電極１０に導びかれ、イオン化箱２に達する。
イオン化箱２には、励磁コイル１２によって磁界が印加
されると共に、ガス導入パイプ９より原料ガスが供給さ
れる。その結果、イオン化箱内２にプラズマが点火さ
れ、これによって前記原料ガスがイオン化される。
の概略断面図を示す。マグネトロン８によって発生され
たマイクロ波１３は、チョークフランジ１４を通して高
電圧加速電極１０に導びかれ、イオン化箱２に達する。
イオン化箱２には、励磁コイル１２によって磁界が印加
されると共に、ガス導入パイプ９より原料ガスが供給さ
れる。その結果、イオン化箱内２にプラズマが点火さ
れ、これによって前記原料ガスがイオン化される。
【０００４】さらに、接地電位に近い引出電圧のかかっ
た引出電極１５によってイオンビーム７が引出され、例
えばイオン打込みに利用される。この場合、良く知られ
ているように、イオン種によっては、常温では固体（ま
たは液体）の試料（たとえば、Ａｌ+ 、Ｇａ+ 、Ａ
ｓ+ 、Ｓｂ+ 等）が用いられることがある。
た引出電極１５によってイオンビーム７が引出され、例
えばイオン打込みに利用される。この場合、良く知られ
ているように、イオン種によっては、常温では固体（ま
たは液体）の試料（たとえば、Ａｌ+ 、Ｇａ+ 、Ａ
ｓ+ 、Ｓｂ+ 等）が用いられることがある。
【０００５】これらの固体または液体試料をイオン化す
るために、図４に示したような従来のイオン源では、図
中の蒸発炉１内に固体（または液体）試料３を装填し、
ヒータ４で加熱して気化させ、得られた気化ガスを第２
のガス導入パイプ１１によりイオン化箱２に導入してイ
オン化させていた。
るために、図４に示したような従来のイオン源では、図
中の蒸発炉１内に固体（または液体）試料３を装填し、
ヒータ４で加熱して気化させ、得られた気化ガスを第２
のガス導入パイプ１１によりイオン化箱２に導入してイ
オン化させていた。
【０００６】また、図５は、従来のフィラメント加熱型
イオン源の要部断面図である。なお、同図において図４
と同一の符号は、同一または同等部分を表している。
イオン源の要部断面図である。なお、同図において図４
と同一の符号は、同一または同等部分を表している。
【０００７】内部に固体または液体試料３を装填される
ように構成された蒸発炉１は、その周囲に配設されたヒ
ータ４によって加熱される。加熱の温度は熱電対等の温
度計１８によって監視され、所定値に制御・保持され
る。固体または液体試料３が蒸発すると、その気化ガス
は、ガス導入パイプ１１を通してイオン化箱２内に導か
れる。前記イオン化箱２内にはフィラメント１９が張設
されている。前記フィラメント１９に通電してこれを加
熱すると、熱電子２０がイオン化箱２内に放出され、こ
れが前記気化ガスと衝突してイオンを発生する。
ように構成された蒸発炉１は、その周囲に配設されたヒ
ータ４によって加熱される。加熱の温度は熱電対等の温
度計１８によって監視され、所定値に制御・保持され
る。固体または液体試料３が蒸発すると、その気化ガス
は、ガス導入パイプ１１を通してイオン化箱２内に導か
れる。前記イオン化箱２内にはフィラメント１９が張設
されている。前記フィラメント１９に通電してこれを加
熱すると、熱電子２０がイオン化箱２内に放出され、こ
れが前記気化ガスと衝突してイオンを発生する。
【０００８】図５においては、図の簡単化のために図示
は省略しているが、イオン化箱２内には外部から磁場が
印加されて、熱電子２０に回転力を与え、気化ガスとの
衝突確率を上げるようにしている。前述のようにして発
生したイオンは、引出電極（図示せず）によって引出さ
れ、イオンビーム７となる。
は省略しているが、イオン化箱２内には外部から磁場が
印加されて、熱電子２０に回転力を与え、気化ガスとの
衝突確率を上げるようにしている。前述のようにして発
生したイオンは、引出電極（図示せず）によって引出さ
れ、イオンビーム７となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
イオン源では、マイクロ波放電型も含めて、蒸発炉は１
台しか設けられない構成であった。この場合の問題点は
次の通りである。
イオン源では、マイクロ波放電型も含めて、蒸発炉は１
台しか設けられない構成であった。この場合の問題点は
次の通りである。
【００１０】異なるイオン種（例えば、Ａｓ+ 、Ｐ+ ）
の試料を同時に装填することができないので、異なるイ
オンを連続して発生させることができない。このため
に、異なるイオン種が必要な場合は、ある固体または液
体試料のイオンを発生させた後、蒸発炉とイオン源が冷
却するのを待って真空を破り、他のイオン種の試料を挿
入して再び真空を引き、さらに蒸発炉を昇温し、ビーム
を引出すという操作が必要となる。この間に、通常は約
２時間の装置停止時間を要する。このために作業能率が
低下するばかりでなく、イオン源の稼動率も低下する。
の試料を同時に装填することができないので、異なるイ
オンを連続して発生させることができない。このため
に、異なるイオン種が必要な場合は、ある固体または液
体試料のイオンを発生させた後、蒸発炉とイオン源が冷
却するのを待って真空を破り、他のイオン種の試料を挿
入して再び真空を引き、さらに蒸発炉を昇温し、ビーム
を引出すという操作が必要となる。この間に、通常は約
２時間の装置停止時間を要する。このために作業能率が
低下するばかりでなく、イオン源の稼動率も低下する。
【００１１】また、所望量のイオンが発生されないうち
に、蒸発炉の固体または液体試料が無くなってしまった
場合にも、前記と同様の操作を行なって試料の再装填を
行なわなければならないので、同様に作業能率およびイ
オン源の稼動率低下を余儀なくされる。
に、蒸発炉の固体または液体試料が無くなってしまった
場合にも、前記と同様の操作を行なって試料の再装填を
行なわなければならないので、同様に作業能率およびイ
オン源の稼動率低下を余儀なくされる。
【００１２】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決し、イオン化箱に導入される蒸気が、一部の蒸
発炉で発生された蒸気から、他の蒸発炉で発生された蒸
気に切り換えられるようにして、作業能率およびイオン
源の稼動率を向上させた蒸発炉付イオン源を用いた半導
体装置の製造方法を提供することにある。
点を解決し、イオン化箱に導入される蒸気が、一部の蒸
発炉で発生された蒸気から、他の蒸発炉で発生された蒸
気に切り換えられるようにして、作業能率およびイオン
源の稼動率を向上させた蒸発炉付イオン源を用いた半導
体装置の製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、固体あるいは液体の試料を蒸発させる
複数の蒸発炉で発生した蒸気を共通のイオン化箱に導入
してイオン化し、これをイオンビームとして引出す蒸発
炉付イオン源を用いた半導体装置の製造方法において、
複数の蒸発炉の一部で発生させた蒸気をイオン化箱に導
入してイオン化し、これをイオンビームとして半導体基
板に照射することによってイオン打込みを行い、次い
で、前記一部の蒸発炉で発生させた蒸気の代わりに他の
蒸発炉で発生させた蒸気をイオン化箱に導入してイオン
化し、これをイオンビームとして半導体基板に照射する
ようにした点に特徴がある。
めに、本発明は、固体あるいは液体の試料を蒸発させる
複数の蒸発炉で発生した蒸気を共通のイオン化箱に導入
してイオン化し、これをイオンビームとして引出す蒸発
炉付イオン源を用いた半導体装置の製造方法において、
複数の蒸発炉の一部で発生させた蒸気をイオン化箱に導
入してイオン化し、これをイオンビームとして半導体基
板に照射することによってイオン打込みを行い、次い
で、前記一部の蒸発炉で発生させた蒸気の代わりに他の
蒸発炉で発生させた蒸気をイオン化箱に導入してイオン
化し、これをイオンビームとして半導体基板に照射する
ようにした点に特徴がある。
【００１４】
【作用】上記した構成によれば、一部の蒸発炉に装填さ
れた固体（あるいは液体）試料が蒸発し尽くし、当該一
部の蒸発炉からイオン化箱へ蒸気を導入することができ
なくなっても、今度は他の蒸発炉に装填された固体（あ
るいは液体）の蒸気がイオン化箱に導入されるので、一
部の蒸発炉に装填された試料によるイオンビーム照射か
ら他の蒸発炉に装填された試料によるイオンビーム照射
への切り換えが可能になり、イオンビームの連続的な照
射が可能になる。
れた固体（あるいは液体）試料が蒸発し尽くし、当該一
部の蒸発炉からイオン化箱へ蒸気を導入することができ
なくなっても、今度は他の蒸発炉に装填された固体（あ
るいは液体）の蒸気がイオン化箱に導入されるので、一
部の蒸発炉に装填された試料によるイオンビーム照射か
ら他の蒸発炉に装填された試料によるイオンビーム照射
への切り換えが可能になり、イオンビームの連続的な照
射が可能になる。
【００１５】
【実施例】本発明が適用されるマイクロ波放電型イオン
源の要部構造の断面図を図１に示す。なお、同図中図４
と同一の符号は、同一または同等部分を表している。
源の要部構造の断面図を図１に示す。なお、同図中図４
と同一の符号は、同一または同等部分を表している。
【００１６】図からも明らかなように、イオン源の中心
部には、マイクロ波を伝播する絶縁物１６のつまった導
波管部があるので、本発明による複数の蒸発炉１、１Ａ
等は、前記導波管部の周辺に設置される。そして、これ
らの蒸発炉１、１Ａの構造は、全く同じであってよい。
部には、マイクロ波を伝播する絶縁物１６のつまった導
波管部があるので、本発明による複数の蒸発炉１、１Ａ
等は、前記導波管部の周辺に設置される。そして、これ
らの蒸発炉１、１Ａの構造は、全く同じであってよい。
【００１７】図１のイオン源のフランジ部１７の平面図
（フランジ部１７を、図１の左方向から見た平面図）を
図２に示す。この図において、１７はイオン源のフラン
ジ部、２２はマイクロ波導波管開口部、２３、２４、２
５、２６は、前記導波管部開口部２２の周辺に設けられ
た複数（図示例では、４個）の固体または液体用蒸発炉
１、１Ａ……の取付用開口である。
（フランジ部１７を、図１の左方向から見た平面図）を
図２に示す。この図において、１７はイオン源のフラン
ジ部、２２はマイクロ波導波管開口部、２３、２４、２
５、２６は、前記導波管部開口部２２の周辺に設けられ
た複数（図示例では、４個）の固体または液体用蒸発炉
１、１Ａ……の取付用開口である。
【００１８】通常の半導体製造に用いられるイオン打込
工程では、しばしば砒素とリンが固体試料として用いら
れる。この理由は、ガス試料としての、ＡS Ｈ3 やＰＨ
3 が有毒ガスであるからであり、安全上、固体試料が使
われるのである。
工程では、しばしば砒素とリンが固体試料として用いら
れる。この理由は、ガス試料としての、ＡS Ｈ3 やＰＨ
3 が有毒ガスであるからであり、安全上、固体試料が使
われるのである。
【００１９】このような場合、本発明のように、複数の
蒸発炉を設備しておき、例えば第２の蒸発炉取付用開口
２３、２５をリン用に、また残りの２つの蒸発炉取付用
開口２４、２６を砒素用に設定しておけば、一方の蒸発
炉が空になっても、他方の蒸発炉を昇温することによ
り、連続して同種のイオン打込が可能になる。また、例
えばリンイオンの打込が終了した後、砒素イオンを打込
みたい場合も、連続運転ができるので、製造能率とイオ
ン打込装置の稼動率を格段に向上することができる。
蒸発炉を設備しておき、例えば第２の蒸発炉取付用開口
２３、２５をリン用に、また残りの２つの蒸発炉取付用
開口２４、２６を砒素用に設定しておけば、一方の蒸発
炉が空になっても、他方の蒸発炉を昇温することによ
り、連続して同種のイオン打込が可能になる。また、例
えばリンイオンの打込が終了した後、砒素イオンを打込
みたい場合も、連続運転ができるので、製造能率とイオ
ン打込装置の稼動率を格段に向上することができる。
【００２０】この発明は、フィラメント加熱型イオン源
に対しても容易に適用することができる。その概要を図
３に断面図で示す。なお、同図において、図１および図
５と同一の符号は、同一または同等部分を表している。
に対しても容易に適用することができる。その概要を図
３に断面図で示す。なお、同図において、図１および図
５と同一の符号は、同一または同等部分を表している。
【００２１】イオン化箱２は、イオン化箱支柱１８によ
って、筒状の絶縁碍子２１内の所定位置に支持される。
前記イオン化箱支柱１８はイオン源フランジ１７に固植
され、またイオン源フランジ１７は絶縁碍子２１の端部
に気密に接合される。イオン化箱支柱１８の内部には、
ガス導入パイプ９が、前記イオン化箱２からイオン源フ
ランジ１７を貫通して外方へ延びるように設けられる。
前記イオン化箱支柱１８の周囲には、複数の蒸発炉１、
１Ａ……が配置され、それぞれガス導入パイプ１１、１
１Ａ……を介して前記イオン化箱２に連結される。
って、筒状の絶縁碍子２１内の所定位置に支持される。
前記イオン化箱支柱１８はイオン源フランジ１７に固植
され、またイオン源フランジ１７は絶縁碍子２１の端部
に気密に接合される。イオン化箱支柱１８の内部には、
ガス導入パイプ９が、前記イオン化箱２からイオン源フ
ランジ１７を貫通して外方へ延びるように設けられる。
前記イオン化箱支柱１８の周囲には、複数の蒸発炉１、
１Ａ……が配置され、それぞれガス導入パイプ１１、１
１Ａ……を介して前記イオン化箱２に連結される。
【００２２】また、図５の従来例に関して前述したのと
同様に、それぞれの蒸発炉１、１Ａ……には加熱用のヒ
ータ４、４Ａ……が設けられ、図示しない手段で適当な
電源に接続される。
同様に、それぞれの蒸発炉１、１Ａ……には加熱用のヒ
ータ４、４Ａ……が設けられ、図示しない手段で適当な
電源に接続される。
【００２３】図３のイオン源装置により、図１に関して
前述したのと同じ作用効果が達成されることは明らかで
あろう。
前述したのと同じ作用効果が達成されることは明らかで
あろう。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による蒸発炉付イオン源を用いた半導体装置の製造方法
によれば、従来技術の諸問題がほぼ完全に解決される。
すなわち、イオン源装置の連続運転が可能になるので、
イオン打込装置の運転時間が延び、これによって半導体
製造の能率が向上すると共にイオン打込装置の稼動率も
改善されるようになる。
による蒸発炉付イオン源を用いた半導体装置の製造方法
によれば、従来技術の諸問題がほぼ完全に解決される。
すなわち、イオン源装置の連続運転が可能になるので、
イオン打込装置の運転時間が延び、これによって半導体
製造の能率が向上すると共にイオン打込装置の稼動率も
改善されるようになる。
【図１】 本発明を実施するためのマイクロ波放電型イ
オン源の要部構造の断面図である。
オン源の要部構造の断面図である。
【図２】 図１のフランジ部の平面図である。
【図３】 本発明を実施するためのフィラメント加熱型
イオン源の要部構造の断面図である。
イオン源の要部構造の断面図である。
【図４】 従来のマイクロ波放電型イオン源の構造を示
す断面図である。
す断面図である。
【図５】 従来のフィラメント加熱型イオン源の概略断
面図である。
面図である。
１…蒸発炉、２…イオン化箱、３…固体（または液体）
試料、４…ヒータ、７…イオンビーム、８…マグネトロ
ン、９、１１…ガス導入パイプ、１０…加熱電極、１５
…引出電極、１７…フランジ部、１８…イオン化箱支
柱、２２…マイクロ波導波管開口部、２３〜２６…蒸発
炉取付用開口
試料、４…ヒータ、７…イオンビーム、８…マグネトロ
ン、９、１１…ガス導入パイプ、１０…加熱電極、１５
…引出電極、１７…フランジ部、１８…イオン化箱支
柱、２２…マイクロ波導波管開口部、２３〜２６…蒸発
炉取付用開口
Claims (3)
- 【請求項１】 真空中で、固体あるいは液体の試料を蒸
発させる複数の蒸発炉で発生した蒸気を共通のイオン化
箱に導入してイオン化し、これをイオンビームとして引
出す蒸発炉付イオン源を用いた半導体装置の製造方法に
おいて、 複数の蒸発炉の一部で発生させた蒸気をイオン化箱に導
入してイオン化し、これをイオンビームとして半導体基
板に照射することによってイオン打込みを行い、次い
で、真空を破ることなく、前記一部の蒸発炉で発生させ
た蒸気の代わりに他の蒸発炉で発生させた蒸気をイオン
化箱に導入してイオン化し、これをイオンビームとして
半導体基板に照射することを特徴とする蒸発炉付イオン
源を用いた半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 イオン源がマイクロ波放電型イオン源で
あることを特徴とする請求項１に記載の蒸発炉付イオン
源を用いた半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 イオン源がフィラメント加熱型イオン源
であることを特徴とする請求項１に記載の蒸発炉付イオ
ン源を用いた半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986295A JP2572726B2 (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 蒸発炉付イオン源を用いた半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986295A JP2572726B2 (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 蒸発炉付イオン源を用いた半導体装置の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59226745A Division JPS61107643A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | 蒸発炉付イオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07326313A JPH07326313A (ja) | 1995-12-12 |
| JP2572726B2 true JP2572726B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=12011039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986295A Expired - Lifetime JP2572726B2 (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 蒸発炉付イオン源を用いた半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2572726B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11188896A (ja) | 1997-12-26 | 1999-07-13 | Canon Inc | 画像記録装置および方法 |
| WO2016046939A1 (ja) | 2014-09-25 | 2016-03-31 | 三菱電機株式会社 | イオン注入装置 |
-
1995
- 1995-01-13 JP JP1986295A patent/JP2572726B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07326313A (ja) | 1995-12-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |