JP3335028B2

JP3335028B2 - イオン注入装置

Info

Publication number: JP3335028B2
Application number: JP02129795A
Authority: JP
Inventors: 敏彦高添
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1995-01-13
Filing date: 1995-01-13
Publication date: 2002-10-15
Anticipated expiration: 2017-10-15
Also published as: JPH08195185A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、イオン注入装置の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体デバイスの製造工程にお
ける不純物導入を行う装置として、不純物導入量の精密
な制御が可能であり、しかもイオンの数を把握しながら
処理できるという理由からイオン注入装置が用いられて
いる。

【０００３】このイオン注入装置は、砒素（Ａｓ）やリ
ン（Ｐ）等を含むドーパントガスをプラズマ状態にし、
これに途中に設けた電極により電界を加えることにより
イオンを引き出して、そして、引き出されたイオンビー
ムに所定の磁界をかけることにより不純物イオンを排除
して所定のイオンのみを取り出す質量分析を行い、更に
取り出したイオンのエネルギを上げたり、下げたりして
被処理体へ注入するようになっている。

【０００４】図８は一般的なイオン注入装置を示す概略
断面図、図９は図８に示すイオン注入装置の従来のイオ
ン源チャンバを示す拡大断面図である。図示するように
このイオン注入装置２は、アルシン（ＡｓＨ₃）等のド
ーパントガスをプラズマ化するためのイオン源４を有し
ており、ここでプラズマ化されたプラズマイオンは引き
出し電極６によりイオンビームＢ１となって引き出され
る。引き出されたイオンビームＢ１は、強力な電磁マグ
ネット８を有する質量分析器１０によってその進行方向
を曲げられ、ここで所望する必要なイオンのみを取り出
し、不要なイオンを排除する。ここで取り出されたイオ
ンは、多段に設けた加速電極１２により更に加速され、
或いは必要に応じて減速されてエンドステーションのプ
ラテンに保持した半導体ウエハＷに注入される。また、
イオンビームＢ１が通過する部分はターボ分子ポンプや
クライオポンプ等を用いて例えば１０^-6Ｔｏｒｒ程度の
高真空に維持されている。

【０００５】上記イオン源４及び引き出し電極６は、図
９に示すように例えばステンレススチール製の筒体状の
イオン源チャンバ１８内に取り付けられる。具体的に
は、チャンバ１８の開口部には、例えば３２ＫＶの高圧
に耐え得る碍子１９を介して蓋部２０が取り付けられ、
イオン源４はチャンバ１８を閉じる蓋部２０から支柱２
２を介して支持されたイオンボックス２４を有してお
り、このボックス２４内にはドーパントガス供給ノズル
２６より供給されるドーパントガスを加熱してプラズマ
化するフィラメント２８が収容されている。このイオン
ボックス２４と対向させてイオン源チャンバ１８の反対
側端部には中央部にイオン通過孔６Ａを有する上記引き
出し電極６が設けられる。この電極６は、導電性の支柱
３０を介してリング状のベース電極３２に支持され、こ
のベース電極３２は、碍子等の絶縁部材３４を介してグ
ランド電極３６に支持される。そして、このグランド電
極３６は、一端をチャンバ１８の側壁に設けた支持穴３
８にこれに密接するようにして嵌装させた支持棒４０に
より支持させ、、他端をチャンバ側壁にその半径方向へ
出没可能になされた支持ロッド４２の先端に、チャンバ
の開口部方向から着脱する固定ネジ４４により固定し
て、全体が取り付けられている。

【０００６】また、上記チャンバの側壁には、上記ベー
ス電極３２及び引き出し電極６に引き出し電圧を印加す
るための電極ターミナル４６がチャンバに対して絶縁状
態で取り付けられている。この状態は図１０に拡大して
示されている。すなわち電極ターミナル４６の先端に
は、内側壁にネジ山が切られたネジ孔４８が形成され、
その基部にリード線５０を挿通させるリード孔５２が形
成されている。そして、このリード孔５２にリード線５
０の先端を挿通させた状態で、上記ネジ孔４８内に締付
けネジ５４をレンチ５６等で回転させて侵入させて行く
ことにより、リード線の先端を締付けて固定するように
なっている。尚、イオン源チャンバ１８の長さは、例え
ば３００ｍｍで、その直径は例えば１８０ｍｍ程度に設
定されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】イオン注入操作におい
ては、イオンボックス２４内のフィラメント２８に高電
力を印加して高熱でドーパントガスをプラズマ化し、こ
のプラズマ中から引き出し電極６によりイオンビームＢ
１を引き出すようになっているが、上述のようにフィラ
メント２８には高電力を印加しているので消耗が激し
く、フル稼働で例えば２〜３日に１回程度取り替えねば
ならない。また、高速イオンビームＢ１によりタングス
テン製のフィラメント８、モリブデン製のイオンボック
ス２４、電極６等がスパッタ等されるので、特に引き出
し電極６の表面に付着物やドーパントガスの化合物が堆
積して電気的障害を引き起こすことになる。

【０００８】そこで、これらのメンテナンスのために蓋
体２０を締め付けているネジ５７を緩めて蓋体２０を取
り外すことによりこれに一体的に取り付けられているイ
オンボックス２４を外に取り出し、フィラメント２８を
交換したり、イオンボックス２４の表面等を拭いて付着
物を除去している。また、引き出し電極６の表面に関し
ては、蓋体２０を外すことにより開放されたイオン源チ
ャンバ１８の端部から保守管理用員が手等を内部に延ば
して電極表面の付着物を拭き取るようになっている。と
ころで、スパッタ物質が付着する部分は、上述のように
主として引き出し電極６の表面であるが、その外の部
分、例えば、引き出し電極６の裏面側、これを支える支
柱３０、ベース電極３２、絶縁部材３４、グランド電極
３６等の表面にも電極表面程ではないにしても堆積物が
付着し、電気的障害を引き起こす原因となる。

【０００９】そこで、例えばフィラメント２８の交換５
回に対して１回程度の割合で、引き出し電極側のアセン
ブリ全体を取り外してこの表面の付着物を拭き取らねば
ならないが、このアセンブリ全体をチャンバ壁側に固定
する、グランド電極３６の固定ネジ４４は、図示するよ
うに筒状チャンバの半径方向からネジ止めするようにな
っており、しかも支持棒４０の先端はぐらつきがないよ
うに支持穴３８の内壁に略密接しているので、開放され
たチャンバ開口端からスパナ等の治具を挿入してこの固
定ネジ４４を回してこれを取り外すことは非常に困難で
あり、また、図１０に示すように電極ターミナル４６と
ベース電極３２を電気的に接続するリード線５０を外す
場合にも治具として先端がＬ字状に屈曲されたレンチ５
６を用いて締付けネジ５４を回さなければならず、これ
をチャンバ開口端から操作することは非常に困難であ
る。そのため、メンテナンス時には、イオン源チャンバ
１８自体を、これを接続しているイオン注入装置本体５
８側から取り外してから拭き取り等を行なわなければな
らず、クリーニング作業等のメンテナンスに要する時間
が非常に長くなり、稼働率の低下の原因となっていた。

【００１０】特に、装置のコンパクトの要請からイオン
源チャンバ１８の外側には、図示しない電極コイル等が
密集させて設けてあることから、チャンバ１８の装置本
体側への取り外し、取り付け作業は更に困難を極め、更
にメンテナンス作業を長期化させる要因となっていた。
本発明は、以上のような問題に着目し、これを有効に解
決すべく創案されたものである。本発明の目的は、イオ
ン源側のクリーニング作業等のメンテナンス作業を短時
間で行なうことができるイオン注入装置を提供すること
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した問題
点を解決するために、一端にイオン源を着脱自在に設け
ると共に他端に引き出し電極部を設けた筒状のイオン源
チャンバから放出したイオンビームから所望のイオンを
取り出し、取り出したイオンを被処理体へ注入するよう
にしたイオン注入装置において、前記引き出し電極部
は、一端が前記イオン源チャンバの内壁に傾斜可能に支
持するピボット支持部を介して支持されると共に他端が
着脱可能に支持固定されたグランド電極と、前記グラン
ド電極に絶縁部材を介して取り付けた引き出し電極ユニ
ットと、により構成されたものである。

【００１２】

【作用】上記した本発明によれば、グランド電極をイオ
ン源チャンバの内壁に固定している取付部は、イオン源
チャンバの開口方向から着脱できる構造としたので、イ
オン源を取り外したチャンバ開口端側から治具を挿入し
て例えばネジ部材等を緩めることが可能となる。そし
て、グランド電極の他端側はチャンバ内壁にピボット支
持部を介して支持されているので取付部を解除したグラ
ンド電極を含む引き出し電極部全体をチャンバの軸方向
に対して傾斜させてこの状態でピボット支持部をチャン
バ内壁から離脱させ、グランド電極を含む引き出し電極
部をチャンバの開口端より取り出してクリーニング等を
行なう。

【００１３】この場合、ピボット支持部は、ピボット穴
内に遊嵌状態で挿入される支持棒と、この先端に設けら
れるピボット先端部よりなるので、引き出し電極部はピ
ボット移動は可能であるが、がたつきは生ずることはな
い。また、引き出し電極部に電力を供給する電力線は、
チャンバ壁に設けた電極ターミナルに、チャンバ開口方
向から挿入されるスパナ治具により回される多角形ナッ
トにより締付け固定する構造とすることにより、これを
チャンバ開口端側から挿入したスパナ治具により容易に
脱着させることができる。更には、ベース電極から延び
る支柱と引き出し電極との接続部は、大孔と小孔よりな
る保持孔と皿バネのような弾発部材を用いたワンタッチ
着脱機構により構成することにより、引き出し電極のみ
を容易に着脱することが可能となる。

【００１４】

【実施例】以下に、本発明に係るイオン注入装置の一実
施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係
るイオン注入装置のイオン源チャンバを示す拡大断面
図、図２は図１に示すイオン源チャンバ内の引き出し電
極部を示す拡大平面図、図３は支柱と引き出し電極の保
持孔との関係を示す図、図４は支柱への引き出し電極の
取り付け状態を示す図、図５は支柱への引き出し電極の
取り付け方法を示す図、図６は電極ターミナルに電力線
を着脱する時の状態を示す図である。尚、先に説明した
従来装置と同一部分については同一符号を付すことこと
する。

【００１５】まず、本発明のイオン注入装置の全体構成
について説明する。このイオン注入装置の全体構成は、
イオン源チャンバの部分を除いて図８に示す装置構成と
同様である。すなわちイオン源チャンバ１８内にてプラ
ズマ化されたプラズマイオンは引き出し電極６によって
イオンビームＢ１となって引き出し得るようになってい
る。イオンビームＢ１の進行方向には、強力な電磁マグ
ネット８を有する質量分析器１０が設けられており、こ
こでイオンビームＢ１の進行方向を質量に応じて必要な
イオンを例えば９０度曲げることにより所望する必要な
イオンのみを取り出し、不要なイオンを排除するように
なっている。

【００１６】ここで取り出したイオンの進行方向には加
速電極１２が多段に設けられており、イオンビームＢ１
を更に加速したり或いは減速したりしてイオン注入深さ
をコントロールし得るようになっている。そして、ウエ
ハ表面にイオンを打ち込むようになっている。

【００１７】また、イオンビームＢ１が通過する部分
は、ターボ分子ポンプやクライオポンプ等を用いて例え
ば１０^-6Ｔｏｒｒ程度の高真空に維持されている。次
に、本発明の特長とするイオン源チャンバ１８の内部構
造について説明する。図示例においてはいわゆるフリー
マン型イオン源が示されている。

【００１８】図１に示すようにこのイオン源チャンバ１
８は、例えばステンレススチール等により円筒体状に成
型されており、その長さは例えば３００ｍｍ程度に、直
径は例えば１８０ｍｍ程度にそれぞれ設定されている。
このチャンバ１８の一端のフランジ部６２は、ボルト６
４を介してイオン注入装置本体５８側へ固定されてお
り、他端のフランジ部６６にはネジ５７を介して蓋体２
０が碍子１９及び図示しないシール部材を介在させて締
付け固定されており、この開口部を気密に密閉してる。
この蓋体２０の内側には、複数本の支柱２２を介してイ
オン源４が設けられている。このイオン源４は、イオン
放出孔６８を有する例えばモリブデン（Ｍｏ）製のイオ
ンボックス２４と、このボックス内に設置されたタング
ステン（Ｗ）製のフィラメント２８とを有し、このボッ
クス２７内に臨ませて設けたドーパントガス供給ノズル
２６から供給した例えばアルシン（ＡｓＨ₃）等のドー
パントガスをフィラメント２８からの高熱によりプラズ
マ化し得るようになっている。そして、上記ノズル２６
には、途中にマスフローコントローラ７０やバルブ７２
を介設したガス通路７４を介してドーパントガス源７６
に接続されている。

【００１９】一方、このイオンボックス２４に対向させ
てイオン源チャンバ１８の反対側の端部には、ボックス
２４内にて発生したプラズマイオンからイオンビームＢ
１を引き出すための本発明の特長とする引き出し電極部
７８が設けられている。具体的には、この引き出し電極
部７８は、引き出し電極６とベース電極３２とを含む引
き出し電極ユニット８０と、このベース電極３２を碍子
のような複数の絶縁部材３４を介して支持するグランド
電極３６とにより構成される。この引き出し電極６は、
例えばカーボン等により略正方形に成形されており、そ
の中心部には細長いイオン通過孔６Ａが設けられ、引き
出しイオンビームＢ１を通過させるようになっている。

【００２０】この引き出し電極６は、例えばステンレス
スチール等の導電材料よりなる複数、例えば４本の支柱
３０を介して、グランド電極３６を中心としてその反対
側に位置する例えばステンレススチール製のリング状の
ベース電極３２に支持されている。上記グランド電極３
６には、上記支柱３０と接しないように遊嵌状態で挿通
する挿通孔８２が形成されており、この挿通孔８２に上
記支柱８２を孔内壁に接しないように挿通させている。
従って、引き出し電極６とベース電極３２は同電位とな
り、これらは絶縁部材３４を介してグランド電極３６に
支持されることになる。

【００２１】このグランド電極３６は、例えばアルミニ
ウム等により成形されており、このグランド電極３６か
らは支持棒８４とその先端に設けたピボット先端部８６
とよりなるピボット支持部８８が径方向外方へ延びてお
り、このピボット支持部８８は、チャンバ内壁に設けた
ピボット穴９０内に収容されている。この場合、支持棒
８４の直径Ｄ１は、ピボット穴９０の直径Ｄ２よりもか
なり小さくなされて遊嵌状態となるように設定されと共
にピボット先端部８６の直径Ｄ３は、これがピボット穴
側壁に密接して摺接可能となるように穴９０の直径Ｄ２
よりも僅かに小さく設定されている。従って、支持棒８
４は、ピボット先端部８６が穴内壁に接していることか
らがたつきがなく、しかもピボット先端部を支持軸とし
てピボット移動可能になされている。

【００２２】そして、支持棒８４の、グランド電極の直
径方向反対側には平板状になされた取付部９２が形成さ
れており、この取付部９２に対向するようにチャンバ側
壁にはネジ切りされた支持ロッド４２が半径方向へ出没
可能に設けられ、このロッド４２の先端には上記取付部
９２とチャンバ軸方向へ重ね合わされる支持板９５が設
けられる。そして、上記取付部９２と支持板９５とを重
ね合わせた状態でチャンバ軸方向すなわちイオン源４の
位置する方向からネジ部材９４により両者を締付け固定
するようになっている。すなわち、チャンバ１８の一端
を閉塞する蓋体２０を取り外した状態でこの開口端側よ
りネジ部材９４を回して緩め得るようになっている（図
７参照）。

【００２３】一方、上記ベース電極３２に対向するチャ
ンバ側壁には、このベース電極３２及び引き出し電極６
に例えば２．２ＫＶの引き出し電圧を印加するための電
極ターミナル４６がチャンバに対して絶縁状態で貫通さ
せて設けられており、この先端には、図６に示すように
外周面にネジ山が切られたリード取付ネジ９６が設けら
れると共にその基端部にはリード孔５２が形成されてい
る。そして、このリード孔５２に、他端をベース電極３
２に接続してある電力線としてのリード線５０の端部を
挿入した状態で多角形ナット９８をリード取付ネジ９６
に、例えばスパナ治具１００を用いて螺合させることに
より、リード線５０の端部を締付け固定し得るようにな
っている。このスパナ治具１００はチャンバ軸方向、す
なわちイオン源４を設けてある方向から挿入でき、従っ
て、蓋体２０を取り外した状態でこのリード線５０の着
脱操作が可能となる。

【００２４】次に、引き出し電極６とこれを支持する支
柱３０との取付部の構造について図３乃至図５も参照し
つつ説明する。この取付部の構造は、引き出し電極６を
イオン源の位置する方向から押圧して僅かな角度だけ回
転させることによりワンタッチ操作で着脱できる構造と
なっている。これを具体的に説明すると、略正方形状の
引き出し電極６の四隅には、支柱３０の先端部と係合し
て支持固定される保持孔１０２が形成されており、これ
に挿入される支持先端には、円板状の係止板１０４とこ
れを支柱本体側へ固定する直径の小さな支持ロッド１０
６が設けられている。そして、この支持ロッド１０６に
は、弾発部材として例えば２対の皿バネ１０８が介在さ
れている。

【００２５】上記保持孔１０２は、図３にも示すように
支柱３０に設けた係止板１０４の直径Ｄ４よりも大きな
直径Ｄ５を有する大孔１１０と、上記直径Ｄ４よりも小
さくて且つ上記支持ロッド１０６の直径Ｄ６よりも大き
な径Ｄ７を有する小孔１１２とを連結して構成されてい
る。そして、４つの各保持孔１０２の大孔１１０と小孔
１１２の連結方向は、図２にも示すように正方形状の引
き出し電極６の中心Ｏを中心として時計回り方向へ同様
に配列されている。従って、図４及び図５に示すように
大孔１１０に係止板１０４を挿通させて皿バネ１０８を
押圧した状態で図５に示すように引き出し電極６を反時
計方向に僅かな角度だけ回転させて離すことによりこの
電極を支柱３０に容易に取付支持させ得るようになって
いる。尚、引き出し電極６を支柱３０から取り外す場合
には上記と逆の操作を行なう。

【００２６】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、イオン注入操作を行なう
には、イオンビームの通る経路全体を、例えば１０^-6Ｔ
ｏｒｒ程度の高真空に維持しておく。そして、イオン源
４のイオンボックス２４内に、ドーパントガス源７６か
ら供給したＡｓＨ₃，ＰＨ₃，ＢＦ₃等のドーパントガス
を、供給ノズル２６を介して供給し、これを加熱手段で
あるフィラメント２８からの熱により加熱してプラズマ
化する。一方、このイオン源４には例えば最大３５ＫＶ
の引き出し電圧が印加されている。

【００２７】この印加電圧によって、イオンボックス２
４内に発生していたプラズマイオンに大きな電界が印加
され、このイオンはイオン放出孔６８からイオンビーム
Ｂ１となって引き出されて、引き出し電極６のイオン通
過孔６Ａ、グランド電極３６及びベース電極３２の中心
孔を通って放出されて行く。図８に示すようにこの引き
出されたイオンビームＢ１は、強力な電磁マグネット８
を有する質量分析器１０によってその進行方向を曲げら
れ、ここで所望する必要なイオンのみを取り出し、不要
なイオンが排除される。ここで取り出されたイオンは、
多段に設けた加速電極１２により更に加速され、或いは
必要に応じて減速されてエンドステーションの半導体ウ
エハＷに注入される。

【００２８】このようにイオン注入操作が連続的に行な
われると、ドーパントガスの化合物や、フィラメント２
８やイオンボックス２４の構成物のビームによるスパッ
タ物がイオンボックス表面や引き出し電極６、ベース電
極３２、グランド電極３６等の表面に堆積する傾向とな
り、また、フィラメント２８自体も消耗するので堆積物
を除去したり、フィラメントを交換するメンテナンス作
業が必要となる。まず、フィラメント２８を交換した
り、イオンボックス２４及び引き出し電極６の表面の堆
積物を除去する場合には、図１に示すようにイオン源チ
ャンバ８の一端を閉塞している蓋体２０を固定するネジ
５７を緩めて取り外し、この蓋体２０と共にこれに一体
的に連結されているイオン源４を内部より取り出す。こ
のようにイオン源４をイオン源チャンバ８から取り出し
た状態で、このフィラメント２８を新しい物と取り換え
たり、イオンボックス２４の表面に付着する堆積物を拭
き取るようにしてメンテナンスを行なう。

【００２９】また、堆積物が多く付着する傾向にある引
き出し電極６のイオン源側表面の堆積物を除去する場合
には、蓋体２０を取り外すことによって開放されたイオ
ン源チャンバ１８の開口端から保守作業員が手を挿入し
て電極６の表面の拭き取り操作を行なうようにする。

【００３０】また、この引き出し電極６のメンテナンス
を行なうには、この電極６はワンタッチ操作で着脱可能
となっているので、これのみを外部に取り出して堆積物
の拭き取り操作を行なってもよい。すなわち、図３乃至
図５に示すように引き出し電極６は、この保持孔１０２
に支柱３０の先端の係止板１０４を係合させて皿バネ１
０８の弾発力により押さえ付けることにより保持されて
いるので、まず、蓋体２０を取り外すことによって開放
されたチャンバ開口端から保守点検員は手をチャンバ内
に挿入して皿バネ１０８の付勢力に抗して板状の引き出
し電極６を支柱３０側へ押し付け（図４（Ｂ）参照）、
この状態で図５に示すように引き出し電極６を解除方向
（時計回り方向）へ僅かな角度だけ回転する。すると、
今まで保持孔１０２の小孔１１２の部分で係合されてい
た係止板１０４は相対的に大孔１１０の部分に移動する
ことになる。そして、この状態で手の押圧力を緩めるこ
とにより、係止板１０４の直径Ｄ４よりも大孔１１０の
直径Ｄ５の方が僅かに大きく設定されているので図４
（Ａ）に示すように引き出し電極６は支柱３０から外れ
ることになる。

【００３１】このように支柱３０から外れた引き出し電
極６をチャンバ内から取り出して、この表面や裏側に付
着している堆積物を拭いて除去すればよい。尚、メンテ
ナンスの終了した引き出し電極６を再度、支柱３０の先
端に取り付けるには、前記したと逆の操作を行なえばよ
い。すなわち、引き出し電極６の大孔１１０に支柱先端
の係止板１０４を位置させてこの電極６を皿バネ１０８
の付勢力に抗して押し付け、この状態で引き出し電極６
を図５中において取り付け方向へ僅かな角度だけ回転さ
せて係止板１０４を小孔１１２の部分に位置させるよう
にすればよい。このように、本実施例によれば、ワンタ
ッチ操作で引き出し電極６の着脱を行なうことが可能と
なる。また、引き出し電極６の装着状態においては、皿
バネ１０８の弾発力によって電極は支柱先端に密着され
て電気的抵抗が非常に少なくなっており、電気的効率も
高くすることができる。

【００３２】ところで、前述したようにフィラメントに
対するメンテナンス作業程ではないが、このようなフィ
ラメント２８の交換作業５回に対して１回程度の割合
で、ベース電極３２及びグランド電極３６の表面の堆積
物も、安定したイオンビームの引き出しを確保するため
に除去する必要が生ずる。この場合、チャンバ内は非常
に狭く、また、引き出し電極部７８も複雑に入り組んで
いることからチャンバ１８の開口端側より保守作業員が
手を挿入して拭き取り操作をしても不十分であり、ま
た、このチャンバ１８の外周には図示しない電磁マグネ
ット等が密集させて設けてあることからボルト６４を緩
めてイオン源チャンバ１８をイオン注入装置本体５８側
から取り外すことは非常に困難である。そこで、以下に
説明するように本実施例においては、チャンバを本体側
から取り外すことなく引き出し電極部７８のアッセンブ
リをチャンバ１８の開口端側より取り出すようになって
いる。

【００３３】まず、電極ターミナル４６に接続したリー
ド線５０を取り外すために、蓋体２０を外すことによっ
て開放されたチャンバ１８の開放端から図６に示すよう
に保守作業員がスパナ治具１００を挿入し、これをリー
ド線５０を挟み込んでいる多角形ナット９８の外周に係
合させ、ナット９８を解除方向へ回転させて緩める。こ
れにより、リード取付ネジ９６のリード孔５２に挿通さ
れていたリード線５０の挟持は緩み、これを電極ターミ
ナル４６から取り外すことができる。このように、リー
ド線５０の取付け構造は、外周にネジ山を形成したリー
ド取付ネジ９６に多角形ナット９８を螺合させることに
よりリード線５０を締付ける構造としたので、図１０に
示す従来構造と比較してこれを容易に取り付け、取り外
すことが可能となる。

【００３４】このようにリード線５０の取り外しが完了
したら、次に、引き出し電極部７８の取り外しを行な
う。

【００３５】まず、イオン源チャンバ１８の開口端から
保守作業員が、図７にも示すように例えばドライバ治具
１１４を挿入し、支持ロッド４２の先端の支持板９４と
グランド電極３６の取付部９２を固定しているネジ部材
９４を緩めて取り外し、これらの支持板９４と取付部９
２の係合を解く。この場合、これら２つの部材を係合す
るネジ部材９４はチャンバの軸方向、すなわちイオン源
４側から容易に着脱できるようにチャンバ開口端側に向
けて設けてあることから、図９に示した従来構造と異な
り、容易にこのネジ部材９４を取り外すことができる。

【００３６】このネジ部材９４を外したならば引き出し
電極部７８全体を、この他端を支持しているピボット支
持部８８のピボット先端部８６を支点としてチャンバ開
口端に向けて傾斜させる。この場合、ピボット先端部８
６はチャンバ１８のピボット穴９０に摺接可能に内接さ
せてピボット移動可能に設けてあるので、容易に傾斜さ
せることができ、また、装置稼働時にもこのピボット支
持部８８が、がたつくことはない。

【００３７】上述のように引き出し電極部７８を斜めに
したならば、ピボット穴９０からピボット支持部８８を
引き抜いてこれらの係合を断ち、この状態で図７中の２
点鎖線に示すように引き出し電極部７８をチャンバ開口
端側へ移動し、これをチャンバ内から抜き出す。このよ
うに引き出し電極７８を抜き出した状態でベース電極３
２やグランド電極３６の表面に付着している堆積物を拭
き取るようにする。尚、図示例においては、引き出し電
極６を支柱３０に取り付けた状態で引き出し電極部７８
を取り出すようにしたが、この引き出し電極６を予め前
述したような操作により取り外しおくようにしてもよ
い。

【００３８】また、メンテナンス後の引き出し電極部７
８を再度、設置するには、前述したと逆の操作を行なう
ようにすればよい。このように本実施例によれば、従来
装置と異なり、イオン源チャンバ１８をイオン注入装置
本体５８から取り外すことなく、引き出し電極６、ベー
ス電極３２及びグランド電極３６を含む引き出し電極部
７８をチャンバ開口端側から取り出すことができ、従っ
て、メンテナンス作業に要する時間を大幅に削減するこ
とができ、その分、稼働率を向上させることが可能とな
る。

【００３９】尚、上記実施例においては、いわゆるフリ
ーマン型のイオン源について説明したがこの型に限定さ
れず、例えばバーナ型イオン源、カスプ型イオン源、マ
グネトロン型イオン源等にも適用し得るのは勿論であ
る。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のイオン注
入装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮する
ことができる。引き出し電極部をイオン源チャンバの内
壁に取り付けるために、チャンバの軸方向から着脱可能
とする取付部により取り付けており、しかも他端をチャ
ンバのピボット穴側壁に密接してピボット移動可能に支
持しているので、チャンバをイオン注入装置本体から取
り外すことなく引き出し電極部をチャンバ外へ取り出す
ことができる。従って、メンテナンス作業に要する時間
を大幅に削減することができるので、製品の稼働率を大
幅に向上させることができる。また、電極ターミナルへ
電力線を取り付けるために、チャンバ軸方向から挿入さ
れるスパナ治具により回転される多角形ナットを用いて
いるので、その着脱を容易に行なうことができる。更に
は、引き出し電極を支柱に取り付ける構造として弾発部
材を用いたワンタッチ構造を採用しているので、電極の
着脱を迅速に行なうことができ、その分、稼働率を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るイオン注入装置のイオン源チャン
バを示す拡大断面図である。

【図２】図１に示すイオン源チャンバ内の引き出し電極
部を示す拡大平面図である。

【図３】支柱と引き出し電極の保持孔との関係を示す図
である。

【図４】支柱への引き出し電極の取り付け状態を示す図
である。

【図５】支柱への引き出し電極の取り付け方法を示す図
である。

【図６】電極ターミナルに電力線を着脱する時の状態を
示す図である。

【図７】引き出し電極部を取り外す時の状態を示す図で
ある。

【図８】一般的なイオン注入装置を示す概略断面図であ
る。

【図９】図８に示すイオン注入装置の従来のイオン源チ
ャンバを示す拡大断面図である。

【図１０】電力線を取り付ける従来の電極ターミナルを
示す図である。

【符号の説明】

４イオン源６引き出し電極６Ａイオン通過孔１０質量分析器１６ウエハディスク１８イオン源チャンバ２０蓋体２２支柱２４イオンボックス２８フィラメント３２ベース電極３４絶縁部材３６グランド電極４６電極ターミナル５０リード線（電力線）７６ドーパントガス源７８引き出し電極部８０引き出し電極ユニット８６ピボット先端部８８ピボット支持部９４ネジ部材９５支持板９８多角形ナット１００スパナ治具１０２保持孔１０８皿バネ（弾発部材）１１０大孔１１２小孔Ｗ半導体ウエハ（被処理体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−299042（ＪＰ，Ａ) 特開平２−155147（ＪＰ，Ａ) 特開平５−251031（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 37/317 H01J 27/02 H01J 37/08 C23C 14/48 H01L 21/265

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一端にイオン源を着脱自在に設けると共
に他端に引き出し電極部を設けた筒状のイオン源チャン
バから放出したイオンビームから所望のイオンを取り出
し、取り出したイオンを被処理体へ注入するようにした
イオン注入装置において、前記引き出し電極部は、一端
が前記イオン源チャンバの内壁に傾斜可能に支持するピ
ボット支持部を介して支持されると共に他端が着脱可能
に支持固定されたグランド電極と、前記グランド電極に
絶縁部材を介して取り付けた引き出し電極ユニットと、
よりなることを特徴とするイオン注入装置。
【請求項２】前記ピボット支持部は、前記イオン源チ
ャンバの内壁に形成されたピボット穴内に遊嵌状態で挿
入される支持棒と、この支持棒の先端に設けられて前記
ピボット穴側壁に密接して摺接可能に収容されるピボッ
ト先端部とよりなることを特徴とする請求項１記載のイ
オン注入装置。
【請求項３】前記引き出し電極部に電圧を供給する電
力線は、前記チャンバ壁に設けた電極ターミナルに、前
記イオン源の位置するチャンバ開口部から挿入されるス
パナ治具により回される多角形ナットにより取り付けら
れることを特徴とする請求項１または２記載のイオン注
入装置。
【請求項４】前記引き出し電極ユニットは、前記グラ
ンド電極に前記絶縁部材を介して支持されるベース電極
と、このベース電極に支柱を介して取り付けられる引き
出し電極とを有することを特徴とする請求項１乃至３の
いづれかに記載のイオン注入装置。