JP2791911B2 - イオン源 - Google Patents
イオン源Info
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- JP2791911B2 JP2791911B2 JP2058870A JP5887090A JP2791911B2 JP 2791911 B2 JP2791911 B2 JP 2791911B2 JP 2058870 A JP2058870 A JP 2058870A JP 5887090 A JP5887090 A JP 5887090A JP 2791911 B2 JP2791911 B2 JP 2791911B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、イオン源に関する。
（従来の技術） 一般に、イオン源は、例えば半導体ウエハに不純物と
してのイオンを注入するイオン注入装置、イオンリペ
ア、イオンエッチング等に用いられる。
してのイオンを注入するイオン注入装置、イオンリペ
ア、イオンエッチング等に用いられる。
このようなイオン源としては、従来からフィラメント
とアノード電極との間に電圧を印加し、電極間に所定の
ガスを導入し、このガスをプラズマ化し、このプラズマ
中から所望のイオンを引き出して利用するイオン源、例
えばフリーマン型のイオン源等が多く用いられている。
とアノード電極との間に電圧を印加し、電極間に所定の
ガスを導入し、このガスをプラズマ化し、このプラズマ
中から所望のイオンを引き出して利用するイオン源、例
えばフリーマン型のイオン源等が多く用いられている。
また、このようなイオン源として、フィラメントとア
ノード電極との間に電圧を印加して所定のガスから第１
のプラズマを発生させ、この第１のプラズマ中から電子
を引き出してイオン発生室内に導入しこのイオン発生室
内に導入されたイオン生成用ガスに照射することにより
第２のプラズマを発生させ、このイオン発生室に設けた
イオン出力スリットから第２のプラズマ中のイオンを引
き出す電子ビーム励起イオン源がある。
ノード電極との間に電圧を印加して所定のガスから第１
のプラズマを発生させ、この第１のプラズマ中から電子
を引き出してイオン発生室内に導入しこのイオン発生室
内に導入されたイオン生成用ガスに照射することにより
第２のプラズマを発生させ、このイオン発生室に設けた
イオン出力スリットから第２のプラズマ中のイオンを引
き出す電子ビーム励起イオン源がある。
このような電子ビーム励起イオン源は、低いイオンエ
ネルギーで高いイオン電流密度を得ることができるとい
う特徴を有する。
ネルギーで高いイオン電流密度を得ることができるとい
う特徴を有する。
ところで、一般に、イオン源においては、プラズマ中
のイオンにより各構成部材がスパッタリング、エッチン
グ等を受けて消耗したり、あるいはこのようなスパッタ
物が各構成部材に被着、堆積したりする。このため、こ
のような構成部材の交換あるいはクリーニング等の定期
的なメンテナンスを必要とする。
のイオンにより各構成部材がスパッタリング、エッチン
グ等を受けて消耗したり、あるいはこのようなスパッタ
物が各構成部材に被着、堆積したりする。このため、こ
のような構成部材の交換あるいはクリーニング等の定期
的なメンテナンスを必要とする。
たとえば、上述したような電子ビーム励起イオン源で
は、所定の原料ガスに電子を照射してイオンを発生させ
るイオン発生室に設けたイオン出力スリットの間をイオ
ンが通過するため、このイオン出力スリットが消耗する
が、このイオン出力スリットは、従来イオン発生室と一
体に構成されているため、定期的にイオン発生室の交換
を行っていた。
は、所定の原料ガスに電子を照射してイオンを発生させ
るイオン発生室に設けたイオン出力スリットの間をイオ
ンが通過するため、このイオン出力スリットが消耗する
が、このイオン出力スリットは、従来イオン発生室と一
体に構成されているため、定期的にイオン発生室の交換
を行っていた。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、さらにメンテナンスの容易性、ランニ
ングコストを低減すること等が要求される。
ングコストを低減すること等が要求される。
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもの
で、従来に較べてメンテナンスの容易なイオン源を提供
しようとするものである。
で、従来に較べてメンテナンスの容易なイオン源を提供
しようとするものである。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち、本発明のイオン源は、放電によりプラズマ
生じさせる電子発生室と、 前記電子発生室に隣接して設けられ、前記プラズマ中
から、前記電子発生室の電子引き出し口を介して電子を
引き出して加速し、所定の原料ガスに照射してイオンを
発生させるイオン発生室とを具備し、 前記イオンを前記イオン発生室に設けたイオン出力部
から導出するイオン源において、 前記イオン発生室に対して着脱自在とされ、少なくと
も導電性セラミックスからなる前記イオン出力部を含
む、異なった材質からなる複数種の前記イオン出力部を
備え、前記イオンの種類に応じて前記イオン出力部を選
択可能に構成したことを特徴とする。
生じさせる電子発生室と、 前記電子発生室に隣接して設けられ、前記プラズマ中
から、前記電子発生室の電子引き出し口を介して電子を
引き出して加速し、所定の原料ガスに照射してイオンを
発生させるイオン発生室とを具備し、 前記イオンを前記イオン発生室に設けたイオン出力部
から導出するイオン源において、 前記イオン発生室に対して着脱自在とされ、少なくと
も導電性セラミックスからなる前記イオン出力部を含
む、異なった材質からなる複数種の前記イオン出力部を
備え、前記イオンの種類に応じて前記イオン出力部を選
択可能に構成したことを特徴とする。
（作用） 上記構成の本発明のイオン源では、イオン出力部が、
イオン発生室に対して着脱自在に構成されている。した
がって、イオン出力部が消耗した場合、イオン出力部の
みを交換することができ、イオン発生室全体を交換する
場合に較べて容易に交換でき、メンテナンス性の向上を
図ることができる。
イオン発生室に対して着脱自在に構成されている。した
がって、イオン出力部が消耗した場合、イオン出力部の
みを交換することができ、イオン発生室全体を交換する
場合に較べて容易に交換でき、メンテナンス性の向上を
図ることができる。
また、材質、形状等の異なるイオン出力部を複数用意
しておき、これらを発生させるイオンの種類、その他の
条件等により交換することができる。
しておき、これらを発生させるイオンの種類、その他の
条件等により交換することができる。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図に示すように、イオン発生室１は、導電性高融
点材料、例えばモリブデンから容器状に形成されてお
り、その一側面には開口部1aが形成されている。また、
この開口部1aの外側にはクサビ状係合溝1bが形成されて
おり、開口部1aと対向する側の側壁部には、原料ガス導
入口1cが穿設されている。
点材料、例えばモリブデンから容器状に形成されてお
り、その一側面には開口部1aが形成されている。また、
この開口部1aの外側にはクサビ状係合溝1bが形成されて
おり、開口部1aと対向する側の側壁部には、原料ガス導
入口1cが穿設されている。
一方、イオン出力部２例えばスリットは、第２図にも
示すように、例えばモリブデン、導電性セラミックス等
から板状に形成されており、そのほぼ中央部にスリット
開口2aが形成されている。また、このイオン出力部２の
内側には、イオン発生室１の係合溝1bと係合可能な如く
クサビ状係合溝2bが形成されている。
示すように、例えばモリブデン、導電性セラミックス等
から板状に形成されており、そのほぼ中央部にスリット
開口2aが形成されている。また、このイオン出力部２の
内側には、イオン発生室１の係合溝1bと係合可能な如く
クサビ状係合溝2bが形成されている。
そして、上記イオン発生室１の係合溝1bと、イオン出
力部２の係合溝2bとを係合させることにより、イオン発
生室１の開口部1aを覆う如くイオン出力部２が着脱自在
に係止され、第３図にも示すように、イオン発生室１の
内部に、直径および高さが共に数センチ程度のほぼ円筒
形状の空間が形成される如く構成されている。
力部２の係合溝2bとを係合させることにより、イオン発
生室１の開口部1aを覆う如くイオン出力部２が着脱自在
に係止され、第３図にも示すように、イオン発生室１の
内部に、直径および高さが共に数センチ程度のほぼ円筒
形状の空間が形成される如く構成されている。
また、上記イオン発生室１の底部には、例えばSi
3N4、BN等からなる絶縁性部材３を介し、このイオン発
生室１の側壁部に対してVc電源により負の電圧を印加し
た状態またはスイッチScにより、電気的に隔離した状態
（フローティング状態）で例えば高融点材料の底板４が
固定されており、イオン発生室１の上部には、絶縁性部
材５を介して高融点材質例えばタングステンからなる多
孔電極６が設けられている。
3N4、BN等からなる絶縁性部材３を介し、このイオン発
生室１の側壁部に対してVc電源により負の電圧を印加し
た状態またはスイッチScにより、電気的に隔離した状態
（フローティング状態）で例えば高融点材料の底板４が
固定されており、イオン発生室１の上部には、絶縁性部
材５を介して高融点材質例えばタングステンからなる多
孔電極６が設けられている。
さらに、多孔電極６の上部には、隘路7aを形成する如
く、板状の絶縁性部材７が設けられており、この絶縁性
部材７の上部には、隘路7aに対応して電子引き出し口8a
を形成された電子発生室８が設けられている。
く、板状の絶縁性部材７が設けられており、この絶縁性
部材７の上部には、隘路7aに対応して電子引き出し口8a
を形成された電子発生室８が設けられている。
上記電子発生室８は、導電性高融点材料例えばモリブ
デンから各辺の長さが例えば数センチ程度の矩形容器状
に形成されており、その上部にはプラズマを生起させ電
子を発生させるためのガス、例えばアルゴン（Ar）ガス
等の放電用ガスを導入するための放電用ガス導入口8bが
穿設されている。また、この電子発生室８の１側面に
は、開口部8cが設けられており、この開口部8cを閉塞す
る如く板状の耐熱性の絶縁性部材９が設けられ、電子発
生室８内が気密に構成されている。そして、この絶縁性
部材９には、例えばＵ字状に形成されたタングステン線
等からなるフィラメント10が電子発生室８内に突出する
如く設けられている。
デンから各辺の長さが例えば数センチ程度の矩形容器状
に形成されており、その上部にはプラズマを生起させ電
子を発生させるためのガス、例えばアルゴン（Ar）ガス
等の放電用ガスを導入するための放電用ガス導入口8bが
穿設されている。また、この電子発生室８の１側面に
は、開口部8cが設けられており、この開口部8cを閉塞す
る如く板状の耐熱性の絶縁性部材９が設けられ、電子発
生室８内が気密に構成されている。そして、この絶縁性
部材９には、例えばＵ字状に形成されたタングステン線
等からなるフィラメント10が電子発生室８内に突出する
如く設けられている。
上記構成のこの実施例のイオン源では、図示しない磁
場生成手段により、図示矢印Bzの如く垂直方向に電子を
ガイドするための磁場を印加した状態で、次のようにし
て所望のイオンを発生させる。
場生成手段により、図示矢印Bzの如く垂直方向に電子を
ガイドするための磁場を印加した状態で、次のようにし
て所望のイオンを発生させる。
すなわち、フィラメント10にフィラメント電圧Vfを印
加し通電加熱するとともに、このフィラメント10に対し
て、抵抗Ｒを介して電子発生室１に放電電圧Vdを印加
し、多孔電極６に放電電圧Vdを印加し、多孔電極６とイ
オン発生室10との間に加速電圧Va印加する。
加し通電加熱するとともに、このフィラメント10に対し
て、抵抗Ｒを介して電子発生室１に放電電圧Vdを印加
し、多孔電極６に放電電圧Vdを印加し、多孔電極６とイ
オン発生室10との間に加速電圧Va印加する。
そして、放電用ガス導入口8bから電子発生室８内に、
放電用ガス例えばアルゴンガスを導入し、放電電圧Vdに
より放電を生じさせ、プラズマを発生させる。すると、
このプラズマ中の電子は、加速電圧Vaにより、多孔電極
６を通過してイオン発生室１内に引き出される。
放電用ガス例えばアルゴンガスを導入し、放電電圧Vdに
より放電を生じさせ、プラズマを発生させる。すると、
このプラズマ中の電子は、加速電圧Vaにより、多孔電極
６を通過してイオン発生室１内に引き出される。
一方、イオン発生室１内には、原料ガス導入口1cから
予め所定の原料ガス例えばBF3を導入しておき、このイ
オン発生室１内を所定圧力例えば0.001〜0.02Torrの原
料ガス雰囲気としておく。
予め所定の原料ガス例えばBF3を導入しておき、このイ
オン発生室１内を所定圧力例えば0.001〜0.02Torrの原
料ガス雰囲気としておく。
したがって、イオン発生室１内に流入した電子は、加
速電界により加速され、BF3と衝突し、濃いプラズマを
発生させる。そして、イオン出力部２のスリット開口2a
から、このプラズマ中のイオンを引き出し、例えば所望
のイオンビームとして半導体ウエハへのイオン注入等に
用いる。
速電界により加速され、BF3と衝突し、濃いプラズマを
発生させる。そして、イオン出力部２のスリット開口2a
から、このプラズマ中のイオンを引き出し、例えば所望
のイオンビームとして半導体ウエハへのイオン注入等に
用いる。
この時、イオン出力部２のスリット開口2aの部位に
は、イオンおよび活性な中性粒子が衝突しスパッタリン
グ、エッチング等が生じ、消耗が起きる。そして、消耗
のため交換する際には、イオン出力部２のみをイオン発
生室１から取り外し、新しいイオン出力部２を装着す
る。
は、イオンおよび活性な中性粒子が衝突しスパッタリン
グ、エッチング等が生じ、消耗が起きる。そして、消耗
のため交換する際には、イオン出力部２のみをイオン発
生室１から取り外し、新しいイオン出力部２を装着す
る。
したがって、イオン発生室１とイオン出力部２が一体
に構成され、イオン発生室１全体を交換する場合に較べ
て交換部品に要するコストを低減することができ、ラン
ニングコストを低減することができる。
に構成され、イオン発生室１全体を交換する場合に較べ
て交換部品に要するコストを低減することができ、ラン
ニングコストを低減することができる。
また、各種材質、例えばモリブデン、導電性セラミッ
クス等により複数種のイオン出力部２を製造しておけ
ば、使用するイオンの種類等により、例えばスパッタリ
ングやエッチング等が生じにくい材質（イオン発生室１
と異なった材質）のイオン出力部２を選択して用いるこ
と等もでき、フレキシビィリティーに富んだ対応を行う
ことができる。
クス等により複数種のイオン出力部２を製造しておけ
ば、使用するイオンの種類等により、例えばスパッタリ
ングやエッチング等が生じにくい材質（イオン発生室１
と異なった材質）のイオン出力部２を選択して用いるこ
と等もでき、フレキシビィリティーに富んだ対応を行う
ことができる。
なお、上記実施例では、イオン発生室１とイオン出力
部２とを、係合溝1b、2bを係合させることにより係止す
るよう構成した例について説明したが、本発明はかかる
実施例に限定されるものではなく、イオン発生室１とイ
オン出力部２との係止機構はどのように構成してもよ
い。例えば、クサビ状係合溝1b、2bは、交換時摺動する
ことによりごみが発生する場合には、係合部雄雌のバナ
ナチップ構造にしてもよい。この場合イオン生成時係合
部が露出しないのでごみの発生がない。
部２とを、係合溝1b、2bを係合させることにより係止す
るよう構成した例について説明したが、本発明はかかる
実施例に限定されるものではなく、イオン発生室１とイ
オン出力部２との係止機構はどのように構成してもよ
い。例えば、クサビ状係合溝1b、2bは、交換時摺動する
ことによりごみが発生する場合には、係合部雄雌のバナ
ナチップ構造にしてもよい。この場合イオン生成時係合
部が露出しないのでごみの発生がない。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のイオン源によれば、イ
オン出力部のみ交換すればよいので、メンテナンスを極
めて容易に実施することができる。
オン出力部のみ交換すればよいので、メンテナンスを極
めて容易に実施することができる。
第１図は本発明の一実施例のイオン源の要部構成を示す
平面図、第２図は第１図の正面図、第３図は第１図のイ
オン源の全体構成を示す切り欠き斜視図である。 １……イオン発生室、1a……開口部、1b……係合溝、1c
……原料ガス導入口、２……イオン出力部、2a……スリ
ット開口、2b……係合溝。
平面図、第２図は第１図の正面図、第３図は第１図のイ
オン源の全体構成を示す切り欠き斜視図である。 １……イオン発生室、1a……開口部、1b……係合溝、1c
……原料ガス導入口、２……イオン出力部、2a……スリ
ット開口、2b……係合溝。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−278736（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−290629（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−54653（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−103248（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−103285（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 27/00 - 27/26 H01J 37/08
Claims (1)
- 【請求項１】放電によりプラズマ生じさせる電子発生室
と、 前記電子発生室に隣接して設けられ、前記プラズマ中か
ら、前記電子発生室の電子引き出し口を介して電子を引
き出して加速し、所定の原料ガスに照射してイオンを発
生させるイオン発生室とを具備し、 前記イオンを前記イオン発生室に設けたイオン出力部か
ら導出するイオン源において、 前記イオン発生室に対して着脱自在とされ、少なくとも
導電性セラミックスからなる前記イオン出力部を含む、
異なった材質からなる複数種の前記イオン出力部を備
え、前記イオンの種類に応じて前記イオン出力部を選択
可能に構成したことを特徴とするイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2058870A JP2791911B2 (ja) | 1989-11-14 | 1990-03-09 | イオン源 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29542189 | 1989-11-14 | ||
| JP1-295421 | 1989-11-14 | ||
| JP2058870A JP2791911B2 (ja) | 1989-11-14 | 1990-03-09 | イオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03219540A JPH03219540A (ja) | 1991-09-26 |
| JP2791911B2 true JP2791911B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=26399884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2058870A Expired - Lifetime JP2791911B2 (ja) | 1989-11-14 | 1990-03-09 | イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2791911B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2426693A3 (en) * | 1999-12-13 | 2013-01-16 | Semequip, Inc. | Ion source |
| GB0608528D0 (en) * | 2006-04-28 | 2006-06-07 | Applied Materials Inc | Front plate for an ion source |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS587974Y2 (ja) * | 1977-12-29 | 1983-02-12 | 日本電子株式会社 | イオン源 |
| JPS61290629A (ja) * | 1985-06-18 | 1986-12-20 | Rikagaku Kenkyusho | 電子ビ−ム励起イオン源 |
| JPH0762989B2 (ja) * | 1986-05-27 | 1995-07-05 | 理化学研究所 | 電子ビ−ム励起イオン源 |
| JP2620859B2 (ja) * | 1987-08-26 | 1997-06-18 | 日本真空技術株式会社 | 熱陰極型イオン源 |
| JPH0531798Y2 (ja) * | 1987-12-28 | 1993-08-16 |
-
1990
- 1990-03-09 JP JP2058870A patent/JP2791911B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03219540A (ja) | 1991-09-26 |
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Legal Events
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