JPH0224941A

JPH0224941A - イオン注入装置

Info

Publication number: JPH0224941A
Application number: JP17616088A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Takazoe; 敏彦高添
Original assignee: TERU BARIAN KK; Tel Varian Ltd
Current assignee: TERU BARIAN KK; Tel Varian Ltd
Priority date: 1988-07-14
Filing date: 1988-07-14
Publication date: 1990-01-26

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。

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、イオン注入装置に関する。

（従来の技術）一般にイオン注入装置は、例えば半導体ウェハ等に不純
物をドーピングする装置として広く使用されており、そ
のイオン源として、ガスあるいは固体イオン種を用いて
いる。

このようなイオン注入装置のうち、固体イオン種を用い
るイオン注入装置では、この固体イオン種を加熱して、
昇華あるいは蒸発させてガス化するためのガス発生機構
が配置されている。

従来のイオン注入装置では、上記ガス発生機構は、例え
ば次のように構成されている。すなわち、第７図に示す
ように、真空チャンバ１の開口２を閉塞する如く外部か
ら挿入固定されたガス発生機構３は、例えば耐熱性のス
テンレス等から棒状に形成された基体４と、この基体４
の端部に設けられ、開口２を閉塞する如く真空チャンバ
１壁に固定される固定用板５および基体４の周囲に巻回
されたヒータ６とを備えており、基体４の先端部には、
固体イオン種を収容するためのイオン種収容孔７が穿設
されている。

また、イオン種収容孔７の先端には、例えば螺子等によ
り、着脱自在にノズル８が設けられており、このノズル
８を取り外してイオン種収容孔７内に粒径例えば数ミリ
程度のリン、ヒ素アンチモン等の固体イオン種を充填可
能に構成されている。

そして、ヒータ６に通電することにより、固体イオン種
を加熱し、ガスを発生させ、このガスをノズル８によっ
て図示しないイオン生成室内に導入し、例えば直流電圧
を印加すること等によりイオンを発生させる。

なお、上述のようにガス発生機構３のヒータ６は、真空
チャンバ１内に設けられるため、空気を介しての熱伝導
が生じない、そこで、ヒータ６で発生した熱が効率良く
基体４に伝わるように、ヒータ６は、例えばロー付は等
により基体４に溶接されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記説明の従来のイオン注入装置では、
例えば固体イオン種を加熱するためのヒータが断線した
ような場合、ガス発生機構を真空チャンバから取り外し
、基体に溶接されたヒタを取り外して交換しなければな
らず、多大な労力と時間とを要するという問題がある。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので
、従来に較べて容易にメンテナンスを行うことのできる
イオン注入装置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）すなわち本発明は、固体イオン種を加熱して発生するガ
スをイオン化しイオン注入するイオン注入装置において
、前記ガス発生機構は、前記真空容器壁に固定され該前
記真空容器内に突出する如く設けられる棒状の基体と、
この基体内に内蔵され前記真空容器外側から着脱自在と
された棒状のヒータとを有することを特徴とする。

（作　用）本発明のイオン注入装置では、真空容器内で固体イオン
種を加熱し、ガスを発生させるガス発生機構のヒータが
、基体内に内蔵された棒状のヒータとされ、真空容器外
側から着脱自在とさている。

したがって、例えばヒータ交換等のメンテナンスを従来
に較べて容易に行うことができる。

（実施例）以下、本発明のイオン注入装置を図面を参照して一実施
例について説明する。

真空チャンバ１１には、開口１２が形成されており、こ
の開口１２を閉塞する如く外部からガス発生機構１３が
挿入固定されている。

すなわち、ガス発生機構１３の端部には、第２図にも示
すように材質例えばステンレスのほぼ矩形の固定用板１
４が設けられており、この固定用板１４には、真空チャ
ンバ１１と当接され気密性を確保するためのＯリング１
５が配置されている。

そして、この固定用板１４を真空チャンバ１１に例えば
螺子等で固定することにより、開口１２が気密的に閉塞
され、真空チャンバ１１内にガス発生機構１３が突出す
る如く設けられる。

また、固定用板１４には、材質例えば耐熱性ステンレス
から棒状に構成された基体１６がその一端を固定されて
おり、第２図にも示すように、この基体１６には、固定
用板１４側から長手方向に沿って４つのヒータ挿入孔１
７が穿設され、これらのヒータ挿入孔１７には、それぞ
れ棒状に構成されたヒータ１８が挿入されている。なお
、これらのヒータ１８は、先端から前半部が発熱部１８
ａとされており、後半部は支持部（非発熱部）１８ｂと
されている。さらに、これらのヒータ挿入孔１７の間に
は、温度検出器挿入孔１９および３つの冷却気体導入孔
２０が穿設されている。そして、第３図および第４図に
示すように、温度検出器挿入孔１９には、温度検出器と
して例えば熱雷対２１が挿入され、冷却気体導入孔２０
には、冷却用気体例えば空気を送出するための配管２２
が挿入されている。なお、熱雷対２１は、基体１６内ら
温度を検出してヒータ１６の通電量を調節し、温度制御
を行うためのものであり、配管２２は、例えばメンテナ
ンス時等に急速に冷却を行うためのものである。

一方、上記基体１６の先端側には、固体イオン柾カート
リッジ２３の外形に合せて、この固体イオン種カートリ
ッジ２３を収容するためのカートリッジ収容孔２４が穿
設されている。また、基体１６の先端部には、この固体
イオン種カートリソジ２３を係止するための機構として
、例えばＬ字状の切り欠き部２５が２つ設けられている
。

上記固体イオン種カートリッジ２３は、第５図に示すよ
うに、材質例えばステンレスにより円柱状に形成されて
おり、内部に例えばリン、ヒ素、アンチモン等の固体イ
オン種を収容するイオン種収容室６０が設けられている
。このイオン種収容室６０の一端には開口６１が形成さ
れており、この開口６１には、例えば螺子等により、着
脱自在に一端にフランジ部６２を有するノズル６３が設
けられている。また、開口６１の反対側には、伝熱棒６
４が設けられており、イオン種収容室６０の外側部分に
は、開口６１側が大径となる如く段差部６５が設けられ
、この段差部６５には、Ｌ字状の爪６６が設けられてい
る。

したがって、基体１６に設けられたカートリッジ収容孔
２４は、小径となってヒータ１８間の部位まで延在して
おり、ここに固体イオン種カートリッジ２３の伝熱棒６
４が挿入され、ヒータ１８により固体イオン種を効率良
く加熱することができるよう構成されている。

そして、基体１６のカートリッジ収容孔２４に上記固体
イオン種カートリッジ２３を挿入し、基体１６のＬ字状
の切り欠き部２５にイオン種カートリッジ２３の爪６６
を係止させ、このイオン種カートリッジ２３の先端にセ
ットナツト２６および例えば４枚の皿ばね２７を配置し
て、第６図に示すように、円筒状の熱反射カバー２８を
被せ、この熱反射カバー２８に設けられたＬ字状の切り
欠き部２９と、基体１６に設けられた突起３０とを係止
させ、固定する。すなわち、固体イオン種カートリッジ
２３は、皿ばね２７によって基体１６に押圧された状態
で固定され、基体１６からの熱が固体イオン種カートリ
ッジ２３に効率良く伝わるよう構成されている。また、
上記熱反射カバー２８は、基体１６から輻射によって放
射される熱を反射して基体１６に戻し、熱効率を高める
ためのものである。

上記構成のこの実施例のイオン注入装置では、固体イオ
ン種カートリッジ２３の、イオン種収容室６０に固体イ
オン種、例えば粒径数ミリのヒ素等を例えば数十グラム
程度配置し、ガス発生機構１３を上述の如く組み立てて
、真空チャンバ１１に配置する。そして、ヒータ１８に
通電することにより固体イオン種を加熱し、ガスを発生
させる。

このガスは、イオン種収容室６０内からノズル６３を通
り、例えば直流電圧の印加によりイオンを発生させる図
示しないイオン生成室に流入し、イオン化される。この
イオンは、イオン生成室内から電気的に引き出され、質
量分析マグネット、加速管、静電レンズ等によって所望
の電子ビームとされ、偏向電極等によって走査されて例
えば半導体ウェハ等に走査照射される。

すなわち、この実施例では、ガス発生機構１３のヒータ
１８が、基体１６内に内蔵されており、このヒータ１８
と基体１６との熱伝達は、常圧雰囲気下で行なわれる。

したがって、効率的に固体イオン種を加熱することがで
きるとともに、例えばヒータ１８の交換等のメンテナン
スは、ヒータがロウ付は等されていないため、簡単に短
時間で行うことができる。したがって、装置の稼働率を
向上させることができ、生産性の向上を図ることができ
る。

また、固体イオン種カートリッジ２３を交換することに
より、固体イオン種の交換を容易に行うことができる。

［発明の効果］上述のように、本発明のイオン注入装置では、従来に較
べて容品にメンテナンスを行うことができ、装置の稼働
率を向上させて、生産性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のイオン注入装置の要部構成
を示す断面図、第２図は第１図のＡ矢視図、第３図は第
２図のＢ−Ｂ断面図、第４図は第２図のＣ−Ｃ断面図、
第５図は第１図に示す固体イオン種カートリッジの分解
図、第６図は第１図の側面図、第７図は従来のイオン注
入装置の要部構成を示す断面図である。１１・・・・・・真空チャンバ、１２・・・・・・開口
、１３・・・・・・ガス発生機（Ｒ１１６・・・・・・
基体、１８・・・・・・ヒータ、２３・・・・・・固体
イオン種カートリ・ソジ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）固体イオン種を加熱して発生するガスをイオン化
しイオン注入するイオン注入装置において、前記ガス発
生機構は、前記真空容器壁に固定され該前記真空容器内
に突出する如く設けられる棒状の基体と、この基体内に
内蔵され前記真空容器外側から着脱自在とされた棒状の
ヒータとを有することを特徴とするイオン注入装置。