JP2671731B2 - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大地電位部に設けたガ
ス供給ラインからイオン源ガスが供給される高周波イオ
ン源搭載イオン注入装置に関する。
ス供給ラインからイオン源ガスが供給される高周波イオ
ン源搭載イオン注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、大面積ビームで被注入基板にイ
オンを注入する装置、例えば液晶装置の駆動回路となる
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイを形成するイオン注
入装置の構成図である。高周波イオン源１の放電室２に
はガス供給ライン３から目的物質源となるイオン源ガス
が供給されており、放電室を形成する筒状容器部４と、
これに絶縁材を介して取り付けられた高周波フランジ部
５は、整合回路６を介して高周波電源７に接続されてい
る。高周波放電により放電室２に生成されたプラズマか
ら、例えば引出し電極、抑制電極及び接地電極からなる
引出し電極系８によって大面積イオンビ−ムが引出さ
れ、真空処理チャンバ９内にセットした被処理基板１０
にイオンが注入される。真空処理チャンバ９は真空ポン
プに接続されており、同チャンバ及びイオン源１の内部
は所要の真空状態に保たれている。このように、イオン
源ガスは、通常、イオン源１の放電室に導入し、これに
より、プラズマを発生させるに必要なガス圧を確保し、
且つ被処理基板をセットする箇所の真空度が良くなるよ
うに構成されている。
オンを注入する装置、例えば液晶装置の駆動回路となる
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイを形成するイオン注
入装置の構成図である。高周波イオン源１の放電室２に
はガス供給ライン３から目的物質源となるイオン源ガス
が供給されており、放電室を形成する筒状容器部４と、
これに絶縁材を介して取り付けられた高周波フランジ部
５は、整合回路６を介して高周波電源７に接続されてい
る。高周波放電により放電室２に生成されたプラズマか
ら、例えば引出し電極、抑制電極及び接地電極からなる
引出し電極系８によって大面積イオンビ−ムが引出さ
れ、真空処理チャンバ９内にセットした被処理基板１０
にイオンが注入される。真空処理チャンバ９は真空ポン
プに接続されており、同チャンバ及びイオン源１の内部
は所要の真空状態に保たれている。このように、イオン
源ガスは、通常、イオン源１の放電室に導入し、これに
より、プラズマを発生させるに必要なガス圧を確保し、
且つ被処理基板をセットする箇所の真空度が良くなるよ
うに構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】かかるイオン注入装置
にあっては、真空処理チャンバ９は大地電位にあり、高
周波イオン源１の放電室２は高電位にバイアスされてい
るから、イオン源の放電室に直接イオン源ガスを導入す
る場合には、ガスボンベを含むガス供給ライン３を放電
室と同電位の高電圧部に設置する必要があり、イオン注
入装置にトラブルが発生した場合におけるガスの処理を
困難にする。また、薄膜トランジスタアレイ作製に使用
するイオン源ガスは、ＰＨ3（ホスフィン）、Ｂ2Ｈ
6（ジボラン）或いはこれらを水素、ヘリウム等で希釈
した有毒ガスであり、このことは、トラブル時の処理の
難しさを更に大きくする。
にあっては、真空処理チャンバ９は大地電位にあり、高
周波イオン源１の放電室２は高電位にバイアスされてい
るから、イオン源の放電室に直接イオン源ガスを導入す
る場合には、ガスボンベを含むガス供給ライン３を放電
室と同電位の高電圧部に設置する必要があり、イオン注
入装置にトラブルが発生した場合におけるガスの処理を
困難にする。また、薄膜トランジスタアレイ作製に使用
するイオン源ガスは、ＰＨ3（ホスフィン）、Ｂ2Ｈ
6（ジボラン）或いはこれらを水素、ヘリウム等で希釈
した有毒ガスであり、このことは、トラブル時の処理の
難しさを更に大きくする。
【０００４】大面積イオンビ−ムを引出す場合のよう
に、イオン源１の放電室２、引出し電極系８等のイオン
引出部が広くなり、ガスの流れに関するコンダクタンス
が大きくなると、イオン源の内部と真空処理チャンバ９
とに圧力差を生じさせるのが困難になる。この点、被処
理基板をセットする大地電位の真空処理チャンバ９から
イオン源ガスを導入しても、イオン源の放電室に直接導
入した場合と比べて、放電室内のガス圧に大して違いが
なくなり、ガス供給ライン３を点線で示すように真空処
理チャンバ９に接続し、大地電位部からイオン源ガスを
導入する技術が既に公開されている。
に、イオン源１の放電室２、引出し電極系８等のイオン
引出部が広くなり、ガスの流れに関するコンダクタンス
が大きくなると、イオン源の内部と真空処理チャンバ９
とに圧力差を生じさせるのが困難になる。この点、被処
理基板をセットする大地電位の真空処理チャンバ９から
イオン源ガスを導入しても、イオン源の放電室に直接導
入した場合と比べて、放電室内のガス圧に大して違いが
なくなり、ガス供給ライン３を点線で示すように真空処
理チャンバ９に接続し、大地電位部からイオン源ガスを
導入する技術が既に公開されている。
【０００５】このようにイオン源ガスを大地電位部から
導入する場合には、イオン源を搭載したイオン注入装置
本体とは別扱いでガス供給ラインを構成することができ
るから、装置本体にトラブルが発生しても、ガス処理は
容易となる。しかし、イオン源が高周波イオン源の場
合、イオン源ガス種、イオン源の動作ガス圧力によって
はプラズマの点灯が不安定になり、単に必要とされるイ
オン源ガスを流すだけではスムーズな運転を行うことが
できない。
導入する場合には、イオン源を搭載したイオン注入装置
本体とは別扱いでガス供給ラインを構成することができ
るから、装置本体にトラブルが発生しても、ガス処理は
容易となる。しかし、イオン源が高周波イオン源の場
合、イオン源ガス種、イオン源の動作ガス圧力によって
はプラズマの点灯が不安定になり、単に必要とされるイ
オン源ガスを流すだけではスムーズな運転を行うことが
できない。
【０００６】本発明は、高周波イオン源を搭載したイオ
ン注入装置において、イオン源のプラズマをスムーズに
点灯させ、且つイオン源ガスの取扱上の安全性を向上さ
せることを目的とするものである。
ン注入装置において、イオン源のプラズマをスムーズに
点灯させ、且つイオン源ガスの取扱上の安全性を向上さ
せることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、高周波イオン
源を搭載し、このイオン源から引出したイオンを磁界等
で偏向することなく基板に注入するイオン注入装置にお
いて、イオン注入に必要なイオン源ガスの供給ラインが
接続された大地電位の真空処理チャンバと、高電位であ
り、高周波電力が供給される高周波イオン源の放電室
と、トリガープラズマ発生用トリガーガスの供給ライン
が接続され、高周波イオン源の放電室に電子線を入射さ
せる高電位のトリガープラズマ室とを備えたことを特徴
とするものである。
源を搭載し、このイオン源から引出したイオンを磁界等
で偏向することなく基板に注入するイオン注入装置にお
いて、イオン注入に必要なイオン源ガスの供給ラインが
接続された大地電位の真空処理チャンバと、高電位であ
り、高周波電力が供給される高周波イオン源の放電室
と、トリガープラズマ発生用トリガーガスの供給ライン
が接続され、高周波イオン源の放電室に電子線を入射さ
せる高電位のトリガープラズマ室とを備えたことを特徴
とするものである。
【０００８】
【作用】高周波イオン源における、高周波電力が供給さ
れる高電位の放電室には基板処理真空チャンバからイオ
ン源ガスが供給されるが、トリガープラズマ室から入射
する電子線によりスムーズにプラズマが点灯する。トリ
ガーガスの供給ラインが接続されるトリガープラズマ室
には高電圧が印加されるが、同室は最終的に、トリガー
用の電子線を発生させるものであり、この点、トリガー
ガスとしては、例えば水素ガス、或いはヘリウム等の不
活性ガスで良く、消費量も少ないから、小さなガスボン
ベを高電位部に設置するだけで済む。
れる高電位の放電室には基板処理真空チャンバからイオ
ン源ガスが供給されるが、トリガープラズマ室から入射
する電子線によりスムーズにプラズマが点灯する。トリ
ガーガスの供給ラインが接続されるトリガープラズマ室
には高電圧が印加されるが、同室は最終的に、トリガー
用の電子線を発生させるものであり、この点、トリガー
ガスとしては、例えば水素ガス、或いはヘリウム等の不
活性ガスで良く、消費量も少ないから、小さなガスボン
ベを高電位部に設置するだけで済む。
【０００９】
【実施例】本発明の一実施例について図１の構成図を参
照して説明する。なお、図２と同一符号は同等部分を示
す。高周波イオン源１の高電位の放電室２には高周波電
力が供給され、放電室２内に生成されるプラズマから、
２ないし４枚の電極、例えば引出し電極、抑制電極と接
地電極で構成される引出し電極系３によってイオンビ−
ムが引出され、同ビームは磁界等で偏向されることなく
真空処理チャンバ９に導入され、被処理基板１０に注入
される。真空処理チャンバ９には真空ポンプが接続され
ており、大地電位部に設けられたガス供給ライン３から
大地電位の同チャンバに所要のイオン源ガス、例えばＰ
Ｈ3、Ｂ2Ｈ6或いはこれらの水素、ヘリウム等で希釈さ
れたガスを供給し、真空処理チャンバを経てイオン源１
の放電室２に必要とするガス圧力が得られるようにして
いる。
照して説明する。なお、図２と同一符号は同等部分を示
す。高周波イオン源１の高電位の放電室２には高周波電
力が供給され、放電室２内に生成されるプラズマから、
２ないし４枚の電極、例えば引出し電極、抑制電極と接
地電極で構成される引出し電極系３によってイオンビ−
ムが引出され、同ビームは磁界等で偏向されることなく
真空処理チャンバ９に導入され、被処理基板１０に注入
される。真空処理チャンバ９には真空ポンプが接続され
ており、大地電位部に設けられたガス供給ライン３から
大地電位の同チャンバに所要のイオン源ガス、例えばＰ
Ｈ3、Ｂ2Ｈ6或いはこれらの水素、ヘリウム等で希釈さ
れたガスを供給し、真空処理チャンバを経てイオン源１
の放電室２に必要とするガス圧力が得られるようにして
いる。
【００１０】高周波イオン源１の上部にはトリガープラ
ズマ室１１が設けられており、同室は、イオン源の放電
室２の一部をなし、高周波電極の一つとなる高周波フラ
ンジ部５の上に絶縁して設けられている。トリガープラ
ズマ室１１にはガス供給ライン１２からトリガープラズ
マ発生用のトリガーガス、例えば水素ガス、或いはヘリ
ウム等の不活性ガスを供給する。トリガープラズマ室１
１に絶縁してトリガー電極１３を設け、同電極とプラズ
マ室１１間には抵抗器１４介してトリガー電源１５から
直流電圧が印加される。この電圧印加により、トリガー
プラズマ室１１内にトリガープラズマが生成され、この
プラズマによる電流がトリガー電源１５から抵抗器１４
を通って流れ、抵抗器の端子電圧により、トリガープラ
ズマ室１１は自動的に放電室２に対して負電位にバイア
スされ、トリガープラズマも放電室に対して負電位にな
り、トリガープラズマ中の電子e-は射出孔１６から放電
室に射出される。
ズマ室１１が設けられており、同室は、イオン源の放電
室２の一部をなし、高周波電極の一つとなる高周波フラ
ンジ部５の上に絶縁して設けられている。トリガープラ
ズマ室１１にはガス供給ライン１２からトリガープラズ
マ発生用のトリガーガス、例えば水素ガス、或いはヘリ
ウム等の不活性ガスを供給する。トリガープラズマ室１
１に絶縁してトリガー電極１３を設け、同電極とプラズ
マ室１１間には抵抗器１４介してトリガー電源１５から
直流電圧が印加される。この電圧印加により、トリガー
プラズマ室１１内にトリガープラズマが生成され、この
プラズマによる電流がトリガー電源１５から抵抗器１４
を通って流れ、抵抗器の端子電圧により、トリガープラ
ズマ室１１は自動的に放電室２に対して負電位にバイア
スされ、トリガープラズマも放電室に対して負電位にな
り、トリガープラズマ中の電子e-は射出孔１６から放電
室に射出される。
【００１１】かかる電子線の入射と高周波電源７からの
高周波電力の供給により高周波イオン源１の放電室２
に、スムーズに高周波プラズマが点灯、発生する。そし
て、プラズマを発生させた後に、トリガープラズマ室７
へのトリガーガスの供給を停止し、トリガー電源１５に
よる電圧の印加を遮断して、電子線の発生を停止する。
高周波電力の供給により高周波イオン源１の放電室２
に、スムーズに高周波プラズマが点灯、発生する。そし
て、プラズマを発生させた後に、トリガープラズマ室７
へのトリガーガスの供給を停止し、トリガー電源１５に
よる電圧の印加を遮断して、電子線の発生を停止する。
【００１２】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、トリガープラズマ室から入射する電子線により、
高電位であり、高周波電力が供給される高周波イオン源
の放電室にスムーズにプラズマを点灯させることがで
き、半導体等で使用されるイオン源ガスとしての特種材
料ガスは大地電位部に設けたガスラインから供給してい
るから、その扱いは、イオン源を搭載したイオン注入装
置本体と別にすることができ、緊急時の対策を容易に実
施できる。
ので、トリガープラズマ室から入射する電子線により、
高電位であり、高周波電力が供給される高周波イオン源
の放電室にスムーズにプラズマを点灯させることがで
き、半導体等で使用されるイオン源ガスとしての特種材
料ガスは大地電位部に設けたガスラインから供給してい
るから、その扱いは、イオン源を搭載したイオン注入装
置本体と別にすることができ、緊急時の対策を容易に実
施できる。
【００１３】トリガーガスの供給ラインは高電位部に配
置するが、トリガーガスは、プラズマトリガー用の電子
線を発生させるものであり、例えば水素ガス、或いはヘ
リウム等の不活性ガスで良く、この点、トリガープラズ
マ室内には副生成物の付着等により汚損されることもな
いし、イオン源にプラズマが点灯した後は、その供給を
停止することができるから、消費量も少なくて済み、小
さなガスボンベを高電位部に設置するだけでよく、長期
間使用することができる。
置するが、トリガーガスは、プラズマトリガー用の電子
線を発生させるものであり、例えば水素ガス、或いはヘ
リウム等の不活性ガスで良く、この点、トリガープラズ
マ室内には副生成物の付着等により汚損されることもな
いし、イオン源にプラズマが点灯した後は、その供給を
停止することができるから、消費量も少なくて済み、小
さなガスボンベを高電位部に設置するだけでよく、長期
間使用することができる。
【図１】本発明の実施例の構成図である。
【図２】従来例の構成図である。
1 高周波イオン源 2 放電室 3 イオン源ガス供給ライン 7 高周波電源 8 引出し電極系 9 真空処理チャンバ 10 被処理基板 11 トリガープラズマ室 12 トリガーガス供給ライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−207654（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−126739（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−157868（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 高周波イオン源を有し、このイオン源か
ら引出したイオンを磁界等で偏向することなく基板に注
入する装置において、イオン注入に必要なイオン源ガス
の供給ラインが接続された大地電位の真空処理チャンバ
と、高電位であり、高周波電力が供給される高周波イオ
ン源の放電室と、トリガープラズマ発生用トリガーガス
の供給ラインが接続され、高周波イオン源の放電室に電
子線を入射させる高電位のトリガープラズマ室とを備え
てなることを特徴とするイオン注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4291992A JP2671731B2 (ja) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4291992A JP2671731B2 (ja) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | イオン注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06119904A JPH06119904A (ja) | 1994-04-28 |
| JP2671731B2 true JP2671731B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=17776120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4291992A Expired - Fee Related JP2671731B2 (ja) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2671731B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9093372B2 (en) * | 2012-03-30 | 2015-07-28 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Technique for processing a substrate |
-
1992
- 1992-10-07 JP JP4291992A patent/JP2671731B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06119904A (ja) | 1994-04-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |