JPH01255140A - イオン源用アークチヤンバー - Google Patents
イオン源用アークチヤンバーInfo
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- JPH01255140A JPH01255140A JP8235788A JP8235788A JPH01255140A JP H01255140 A JPH01255140 A JP H01255140A JP 8235788 A JP8235788 A JP 8235788A JP 8235788 A JP8235788 A JP 8235788A JP H01255140 A JPH01255140 A JP H01255140A
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Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
この発明はイオン注入装置に用いられるイオン源用アー
クチャンバーに関する。イオン注入装置は固体材料の表
面層（数１０只〜数μｍ）に特定の元素を導入する装置
である。
クチャンバーに関する。イオン注入装置は固体材料の表
面層（数１０只〜数μｍ）に特定の元素を導入する装置
である。
イオン注入装置は■イオン源、■質量分離器、■後段加
速器、■ビーム走査器および■注入室からなっている。
速器、■ビーム走査器および■注入室からなっている。
本発明はイオン源の中のイオン発生容器、すなわち一般
にアークチャンバーと称せられる部分の改良に関するも
のである。
にアークチャンバーと称せられる部分の改良に関するも
のである。
〈従来の技術と課題〉
イオン源は注入に使うイオンを生成し、ビームとして引
出す部分であυ、シリコンへの注入用のＢ３ ＋、ｐ
３ ＋、Ａ：＋イオンの生成にはそれぞれＢＦ３、ＰＨ
３、ＡＳＨ３のガスを使うのが一般的であり、またＰ３
＋、八：＋イオン発生にはその元素の固体を直接蒸気に
して使うこともある。
出す部分であυ、シリコンへの注入用のＢ３ ＋、ｐ
３ ＋、Ａ：＋イオンの生成にはそれぞれＢＦ３、ＰＨ
３、ＡＳＨ３のガスを使うのが一般的であり、またＰ３
＋、八：＋イオン発生にはその元素の固体を直接蒸気に
して使うこともある。
アークチャンバーは一般にはモリブデンなどの高融点金
属材料でできている。モリブデンは加工性が良いのでア
ークチャンバーを作成する上で良い材料であるが、いく
つかの問題点がある。すなわち、（１）熱陰極を使って
いるため特に腐食性ガス（例えばハロゲン化合物など）
によって熱陰極酊２・↑ 体がスパークされ、又高説の為に化学反応し熱店極の寿
命が短かい。
属材料でできている。モリブデンは加工性が良いのでア
ークチャンバーを作成する上で良い材料であるが、いく
つかの問題点がある。すなわち、（１）熱陰極を使って
いるため特に腐食性ガス（例えばハロゲン化合物など）
によって熱陰極酊２・↑ 体がスパークされ、又高説の為に化学反応し熱店極の寿
命が短かい。
（２） アークチャンバーがスパッタされ、特にスリ
ット部が消耗しスリットの巾が大きくなり、イオンビー
ムが絞れなくなる。
ット部が消耗しスリットの巾が大きくなり、イオンビー
ムが絞れなくなる。
（３） アークチャンバー全体はプラズマに対しグラ
スの電位にあるため、全体が汚れる等の問題点がある。
スの電位にあるため、全体が汚れる等の問題点がある。
・ 本発明はアークチャンバーの長寿命化に対応するイ
オン注入装置用として適するイオン源用アークチャンバ
ーを提供することを目的とする。
オン注入装置用として適するイオン源用アークチャンバ
ーを提供することを目的とする。
く課題全解決するための手段〉
この発明は下記Ａ物質またはＢ物質を含む材料で構成し
たイオン源用アークチャンバーである。
たイオン源用アークチャンバーである。
Ａ物質・・・元素の周期律表の第■族ａ１第■族ａおよ
び第■族ａから選ばれた１種以上の金属の炭化物、硼化
物もしくは窒化物。
び第■族ａから選ばれた１種以上の金属の炭化物、硼化
物もしくは窒化物。
Ｂ物質・・・Ａｔ、ＢおよびＳｊから選ばれた元素の酢
化物もしくは窒化物。
化物もしくは窒化物。
この発明において、イオン源とはアークチャンバーと称
せられるイオン発生容器の中に熱陰極全収納し、該アー
クチャンバーにガス入口およびイオンビームを出射させ
るためのスリットヲ設けたものである。ガス人口よシイ
オン化対象のガスを導入し、熱陰極から放射される熱電
子の作用でガスをイオン化させ、イオン化したガスをス
リットから出射させる。
せられるイオン発生容器の中に熱陰極全収納し、該アー
クチャンバーにガス入口およびイオンビームを出射させ
るためのスリットヲ設けたものである。ガス人口よシイ
オン化対象のガスを導入し、熱陰極から放射される熱電
子の作用でガスをイオン化させ、イオン化したガスをス
リットから出射させる。
イオン源には第４図に示すフリーマン型、第１図〜第６
図に示すパーナース型など種々の型がある。パーナース
型の場合には熱陰極１から放射される熱電子全加速する
ためにカーボンターグツト２と称する陽極が設置されて
いる。アークチャンバーはスリット部３、側部４，４′
、横部５，５′、底部６などに分けられる。
図に示すパーナース型など種々の型がある。パーナース
型の場合には熱陰極１から放射される熱電子全加速する
ためにカーボンターグツト２と称する陽極が設置されて
いる。アークチャンバーはスリット部３、側部４，４′
、横部５，５′、底部６などに分けられる。
この発明においてＡ物質、すなわち元素の周期律表の第
昏族ａ１第■族ａおよび第■族ａから選茹、ＷＣ、Ｚｒ
Ｂ２、Ｚ、ｒｃ 、 ＺｒＮなどである。また、Ｂ物質
すなわちα、ＢおよびＳｉから選ばれた元素の酸化物も
しくは窒化物とはｋｔＮ 、Ａｔ２０３、ＢＮ、 ８
１０２、Ｓｉ３Ｎ、などである。
昏族ａ１第■族ａおよび第■族ａから選茹、ＷＣ、Ｚｒ
Ｂ２、Ｚ、ｒｃ 、 ＺｒＮなどである。また、Ｂ物質
すなわちα、ＢおよびＳｉから選ばれた元素の酸化物も
しくは窒化物とはｋｔＮ 、Ａｔ２０３、ＢＮ、 ８
１０２、Ｓｉ３Ｎ、などである。
イオン源用アークチャンバーは上記Ａ物質またはＢ物質
を加工して製作するか、またはＭＯ、Ｗ％Ｔａ、Ｚｒな
ど耐熱性金属を加工してアークチャンバーとし、その内
壁全前記Ａ物質またはＢ物質で被覆してもよい。被覆方
法は張合わせ、ＣｖＤまたは溶射によって行なうことが
できる。
を加工して製作するか、またはＭＯ、Ｗ％Ｔａ、Ｚｒな
ど耐熱性金属を加工してアークチャンバーとし、その内
壁全前記Ａ物質またはＢ物質で被覆してもよい。被覆方
法は張合わせ、ＣｖＤまたは溶射によって行なうことが
できる。
なお、スリット部３は電気的に導体でなければならない
ので導電性の高い炭化物または硼化物で製作するか、ま
たはこれらの物質で被覆することが好ましい。
ので導電性の高い炭化物または硼化物で製作するか、ま
たはこれらの物質で被覆することが好ましい。
〈実施例〉
比較例１および実施例１〜１１
第１図〜第６図に示すパーナース型イオン源において、
アークチャンバーの谷部材のうち、スリット部３および
側部４，４′を表１に示す材料全加工して製作した。底
部６はＭｏで農作し、実施例１〜１１の場合側部内壁７
に表１に示す材料を張り付けた。比較例１の場合は内張
υをしなかった。
アークチャンバーの谷部材のうち、スリット部３および
側部４，４′を表１に示す材料全加工して製作した。底
部６はＭｏで農作し、実施例１〜１１の場合側部内壁７
に表１に示す材料を張り付けた。比較例１の場合は内張
υをしなかった。
ここで用いた炭化物、硼化物、窒化物はホットプレス焼
結法で、酸化物は通常の焼成法で製造したものである。
結法で、酸化物は通常の焼成法で製造したものである。
試験条件は起動真空度１ Ｘ １０−’ ｔｏｒｒ 、
導入ガスＢＦ３、加速電圧８０ＫＶにしてイオン電流、
発生効率、寿命、アークチャンバー内壁の汚れ具合を比
較した。結果を表１に示す。なお、ここで寿命とはイオ
ンビームのスリットからの出射角が異常になってビーム
が絞れなくなったときと、アークチャンバー内で異常放
電が生じたときである。
導入ガスＢＦ３、加速電圧８０ＫＶにしてイオン電流、
発生効率、寿命、アークチャンバー内壁の汚れ具合を比
較した。結果を表１に示す。なお、ここで寿命とはイオ
ンビームのスリットからの出射角が異常になってビーム
が絞れなくなったときと、アークチャンバー内で異常放
電が生じたときである。
実施例１〜１１の場合、イオン化効率がよく、１．４〜
２．０倍のイオン電流を得ることが出来た。
２．０倍のイオン電流を得ることが出来た。
比較例１の場合は導入ガス成分が内壁に捕捉されて、こ
びｐつき、これをきれいに掃除し、再起動させるのにま
る１日かかったが、実施例１〜１１の場合には容易に取
り除くことが出来た。
びｐつき、これをきれいに掃除し、再起動させるのにま
る１日かかったが、実施例１〜１１の場合には容易に取
り除くことが出来た。
スリット部３がＭＯの場合、使用前にスリット８の巾が
１．０ｍｍであったが、１ケ月の使用で１．６醇に拡大
し、イオンビームを細く絞ることが出来なくなった。Ｍ
Ｏに変え炭化物、硼化物を組入れた場合にはスリット巾
の拡大現象はなかった。なお、側部と底部とが異種材料
であっても、とくに問題はなかった。
１．０ｍｍであったが、１ケ月の使用で１．６醇に拡大
し、イオンビームを細く絞ることが出来なくなった。Ｍ
Ｏに変え炭化物、硼化物を組入れた場合にはスリット巾
の拡大現象はなかった。なお、側部と底部とが異種材料
であっても、とくに問題はなかった。
実施例１２〜２１
第４図に示すフリーマン型イオン源のアークチャンバー
のスリット部３、側部４，４′および底部６の基材ｆ
Ｍｏで製作し、その表面に表２に示す被覆材料を厚さ２
００μｍで溶射した。起動真空度１ｘ １Ｑ−’ ｔｏ
ｒｒ 、フィラメントを圧１２ｖ１フィラメント電流４
５Ａ１導入ガスＢＦ３、加速電圧３ＱＫＶ、ビーム電流
値Ｑ、５ｍＡで使用した。その結果を表２に示す。被覆
材料を溶射した部材を用いたものは１．９〜６倍の寿命
となり、加えて加工したウェハーにはＮａの汚染は認め
られなかった。また、アークチャンバーの汚れは簡単に
落ち、再起動の時間が短縮された。
のスリット部３、側部４，４′および底部６の基材ｆ
Ｍｏで製作し、その表面に表２に示す被覆材料を厚さ２
００μｍで溶射した。起動真空度１ｘ １Ｑ−’ ｔｏ
ｒｒ 、フィラメントを圧１２ｖ１フィラメント電流４
５Ａ１導入ガスＢＦ３、加速電圧３ＱＫＶ、ビーム電流
値Ｑ、５ｍＡで使用した。その結果を表２に示す。被覆
材料を溶射した部材を用いたものは１．９〜６倍の寿命
となり、加えて加工したウェハーにはＮａの汚染は認め
られなかった。また、アークチャンバーの汚れは簡単に
落ち、再起動の時間が短縮された。
比較例２〜５
フリーマン型イオン源のアークチャンバー各部材を表２
に示す。基材で製作し、被覆することなく、実施例１２
〜２１と同じ条件で使用した。使用前にはスリット８の
巾が１．Ｏｎであったが、１ケ月の使用で１．３１１に
広くなりイオンビームを細く絞ることが出来なくなった
。またこの際、モリブデン等の中に含まれるＮａによっ
てウェハーの汚染が認められた。
に示す。基材で製作し、被覆することなく、実施例１２
〜２１と同じ条件で使用した。使用前にはスリット８の
巾が１．Ｏｎであったが、１ケ月の使用で１．３１１に
広くなりイオンビームを細く絞ることが出来なくなった
。またこの際、モリブデン等の中に含まれるＮａによっ
てウェハーの汚染が認められた。
また、アークチャンバ一部材にＢ、Ｐ、Ａｓなどの導入
ガス成分がこびりつき、これらの汚れをきれいに掃除し
再起動させるのにまる１日かかった。
ガス成分がこびりつき、これらの汚れをきれいに掃除し
再起動させるのにまる１日かかった。
表 ２
表 ３
実施例２２〜２４
フリーマン型イオン源のアークチャンバー基材として、
Ｗ、Ｔａ、Ｚｒを用い、その表面にｗｅを溶射によ！０
２００μｍの厚さでコーティングした。
Ｗ、Ｔａ、Ｚｒを用い、その表面にｗｅを溶射によ！０
２００μｍの厚さでコーティングした。
この部材を用い実施例１２〜２１と同一条件にてイオン
注入を行った。結果は表２の通りで基材の金属に関係な
く、２．５ケ月の寿命があった。
注入を行った。結果は表２の通りで基材の金属に関係な
く、２．５ケ月の寿命があった。
実施例２５〜６４
フリーマン型イオン源のスリット部３の全表面、側部４
，４′の内壁および底部６の内壁にｃｖＤ法によって炭
化物、硼化物、窒化物の被覆全厚さ２００μｍつけた。
，４′の内壁および底部６の内壁にｃｖＤ法によって炭
化物、硼化物、窒化物の被覆全厚さ２００μｍつけた。
この部材音用い実施例１２〜２１と同一条件にてイオン
注入を行なった。結果は表３の通りで溶射による被・覆
の場合と同様に長寿命であった。
注入を行なった。結果は表３の通りで溶射による被・覆
の場合と同様に長寿命であった。
〈発明の効果〉
以上説明した通り、本発明のイオン源用アークチャンバ
ーはスリット部の消耗が少なく寿命が長い。また、イオ
ン電流は１．４〜２倍に増加する。
ーはスリット部の消耗が少なく寿命が長い。また、イオ
ン電流は１．４〜２倍に増加する。
さらにウェハーへのＮａ汚染がなく、プラズマの安定性
が優れる。さらにアークチャンバーの汚染物質を簡単に
とジ除くことが出来、その作業性が高い。
が優れる。さらにアークチャンバーの汚染物質を簡単に
とジ除くことが出来、その作業性が高い。
第１図は本発明のイオン源用アークチャンバーの斜視図
である。第２図は本発明のイオン源用アークチャンバー
の第１図Ａ−Ａ矢視の断面図であり、第６図は第１図Ｂ
−Ｂ矢視の断面図である。 第４図は本発明の別のイオン源用アークチャンバーの断
面図である。 符号 １・・・熱陰極。２・・・カーボンターゲット。 ３・・・スリット部。４，４′・・・側部。５，５′・
・・横部。６・・・底部。７・・・底部内壁。８・・・
スリット。９・・・ガス入口。ＩＱ、１０’、１１・・
・通電端子。 特許出願人 電気化学工業株式会社
である。第２図は本発明のイオン源用アークチャンバー
の第１図Ａ−Ａ矢視の断面図であり、第６図は第１図Ｂ
−Ｂ矢視の断面図である。 第４図は本発明の別のイオン源用アークチャンバーの断
面図である。 符号 １・・・熱陰極。２・・・カーボンターゲット。 ３・・・スリット部。４，４′・・・側部。５，５′・
・・横部。６・・・底部。７・・・底部内壁。８・・・
スリット。９・・・ガス入口。ＩＱ、１０’、１１・・
・通電端子。 特許出願人 電気化学工業株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、下記Ａ物質またはＢ物質を含む材料で構成したイオ
ン源用アークチャンバー。 Ａ物質・・・元素の周期律表の第IV族ａ、第Ｖ族ａおよ
び第IV族ａから選ばれた１種以上の金属の炭化物、硼化
物もしくは窒化物。 Ｂ物質・・・Ａｌ、ＢおよびＳｉから選ばれた元素の酸
化物もしくは窒化物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8235788A JPH01255140A (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | イオン源用アークチヤンバー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8235788A JPH01255140A (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | イオン源用アークチヤンバー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01255140A true JPH01255140A (ja) | 1989-10-12 |
Family
ID=13772330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8235788A Pending JPH01255140A (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | イオン源用アークチヤンバー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01255140A (ja) |
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Citations (1)
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