JPH025354A - イオンビーム照射装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はウェハへのイオン注入に利用されるイオンビー
ム照射装置に関する。

半導体装置の製造工程で使用されるイオンビーム照射装
置は、加速エネルギが２００ｋ　ｅ　Ｖ程度のものが一
般的であった。

近年、半導体装置の微細化に伴って、不純物を直接ウェ
ハ内深部に注入して拡散層を形成することのできるＭｅ
ｖオーダの加速エネルギを有するイオンビーム照射装置
が実用化されつ）ある。

静電加速法を用いたものでは、イオンの加速エネルギな
いし、タンデム型でもその１／２〜１／４に相当する電
圧を印加するため、空気による絶縁では不十分となり、
空気の代わりに、ＳＦａ等の絶縁気体か用いられる。

絶縁気体を用いるため、装置は＠閉構造であることが必
要とされる。

一方、装置は内部に定期的に保守を要する部分を有して
いる。保守中は装置は稼動できない。

このため、装置は保守性を考慮した構成であることが必
要とされる。

〔従来の技術］ 第７図は従来例のイオンビーム照ＩＪＪ装置１を示す。

２はイオン源であり、例えば数日に一度というように頻
繁に保守を要する。

３はウェハである。

４は高電圧印加部分であり、高電圧型ａ界圧部５により
高電圧が印加されている。

６は密閉容器であり、接地してあり、内部の空間７には
ＳＦｓが充填しである。

８は保守用界である。

９は気体置換手段であり、真空ポンプ１０等よりなる。

イオン源２を交換する保守は以下に述べるように行なう
。

ま°ず、真空ポンプ１０を作動させて空間７内のＳＦｓ
を排出し、弁１１を開いて空気を導入する。

この侵、扉８を開いて、イオン源２を交換する。

交換侵、ｒｆＩ８を閉じ、真空ポンプ１０により空間７
内の空気を排出し、弁１２を開いてＳＦ６を充填する。

。 〔発明が解決する課題〕 空間７は比較的広く、この空間７内全体に亘ってガスの
置換を行なうため、真空ポンプ１０の作動時間が長くな
り、−回の保守に要する時間は数時間にもなる。

このため、装置１の稼動率が良くなかった。

本発明は保守に要する時間の短縮化を図ることができる
イオンビーム照射装置を提供することを目的とする。

２ｏは空間仕切り手段であり、密閉容器２１内に設けで
ある。

二点鎖線は仕切っていない状態を示す。このとき容器２
１内は−の空間２２であり、その体積はＶ＋である。

実線は仕切った状態を示し。空間２２が二つに分割され
、空間２２内に−の仕切られた空間２２Ａが形成される
。空間２２Ａの体積はｖ２である。

２３は要保守部分であり空間２２Ａに露出している。

２４は気体置換手段であり上記空間２２Ａと連通して設
けである。

要保守部分２３の保守は、空間仕切り手段２゜が空間２
２を仕切って空間２２Ａを形成し、空間２２Ａ内の気体
を気体置換手段２４により置換えることにより行なう。

〔課題を解決する手段〕

第１図は本発明のイオンビーム照射装置の原理図である
。

〔作用〕

空間２２Ａの体積ｖ２は空間２２の体積ｖ１の数分の−
と小さい。このため、気体の置換えに要する時間がその
分短縮され、保守に要する時間が短縮される。

〔実施例〕

第２図は本発明の第１実施例であるシングルエンド型の
イオンビーム照射装置３ｏを示し、第３図は保守時の状
態を示す。

３１は略円筒状の密閉容器であり、接地しである。

３２は高電圧印加部分であり、高電圧電源昇圧部３３に
より、ＭＶオーダの高電圧が印加される。

この高電圧印加部分３２は筒体３４により容器３１の内
部の略中火に支持されている。

筒体３４の先端には、第３図に併せて示すようにイオン
源取付は用フランジ３５が固定しである。

３５ａは着座面である。

３６は要保守部分であるイオン源であり、フランジ３５
に取り付けである。

３７はイオン源電源、３８は引出系電源である。

３９はモータであり、４０はモータ３９により駆動され
る発電典である。

４１は密閉容器３１の内部の空間であり、体積はＶ３で
あり、絶縁性ガスであるＳＦｓが充填しである。

次に上記空間４１を仕切る手段について説明する。

第３図に併せて示ずように、５０は環状のフランジであ
り、上記容器３１の内側に突出して、上記フランジ３５
に対応する部位に形成しである。

５０ａは着座面である。

５１は環状の弁体であり、エアシリンダ５２により、矢
印Ｘ＋　、Ｘ２方向に移動される。

弁体５１が矢印Ｘ１方向に移動されると、第３図に示す
ように着座面３５ａ、５０ａに密着し、フランジ３５と
５０との間の通路５３を塞ぎ、上記空間４１がフランジ
３５．５０と容器３１の前ｖ５４との間の空間部分４１
Ａと、フランジ３５゜５０と後壁５５との間の空間部分
４１Ｂとに仕切られる。

空間部分４１Ｂは狭く、その体積Ｖ４は、前記空間４１
の体積ｖ３の約１／４である。

イオン源３６はその背面部分が空間部分４１Ｂに露出し
ている。

また、５６は保守用扉であり、後壁５５に設けである。

５７は気体置換手段であり、真空ポンプ５８及びＳＦａ
ボンベ５９等よりなり、上記空間部分４１Ｂと連通して
設けである。

６０はターゲットであるウェハである。

上記構成の装置３０は第２図に示す状態で、イオンビー
ム照射が行なわれ、イオンがウェハ６０に注入される。

次にイオン源３６の保守について説明する。

まず高電圧電源背圧部３３による高電圧印加を停止させ
、エアシリンダ５２を駆動させる。これにより、弁体５
１が矢印Ｘ１方向に移動し、第３図に示すようにフラン
ジ３５．５０の着座面３５ａ。

５０ａに密着し、空間部分４１Ｂが仕切られる。

以後保守完了まで空間部分４１Ｂは仕切ったま）とする
。

この状態で、真空ポンプ５８を作動させて空間部分４１
Ｂ内のＳＦｓを排出し、弁６１を開いて空気を空間部分
４１Ｂ内に導入し、空間部分４１Ｂ内のＳＦｓを空気と
置き換える。、置き換える理由は安全のためである。

置き換えた後、扉５６を開き、イオン８３６を取り出し
、新しいイオン源を取り付ける保守を行なう。

この後、扉５６を閉じる。

この状態で、再び真空ポンプ５８を作動させて、空間部
分４１Ｂ内の空気を排出し、弁６２を開いてＳＦｓを空
１ｍ部分４１Ｂ内に導入し、空間部分４１Ｂ内の空気を
ＳＦａと冒き換える。

この後、エアシリンダ５２を駆動させ、弁体５１を矢印
Ｘ２方向に移動させて第２図に示す元の位置に戻す。

この後、高電圧電源昇圧部３３により高電圧を印加し、
イオンビーム照射を再開し、イオン注入を再開する。

こ）で仕切られた空間部分４１Ｂの体積は空間４１の約
１／４と狭いため、空気とＳＦ６との相互の置き換えは
、空間４１全体に対して行なう場合に要する時間の約１
／４と短くなる。

このため、イオン源３６の定期的な保守に要する時間が
短縮化され、その分、装置３０の稼動率が向上し、イオ
ン注入の生産性が向上する。

こ）で、イオンビーム照射時、弁体５１は後壁５５側に
戻されており、フランジ３５は容器３１と橋架されず、
フランジ３５はその全周に亘ってδ器３１に対して離間
され周囲全体に亘ってＳＦｓにより囲まれて容器３１よ
り完全に分離された状態にある。

弁体５１又はその一部がフランジ３５．５１の間を通じ
て圧着したま）であると、加速電圧がＭＶオーダのもの
では高電圧印加部分３２接地電位であると容器３１との
間で弁体５１に：沿って沿面放電が起きる可能性がある
が、実際には、フランジ３５は上記のように容器３１に
対して空間的に分離されているため、高電圧印加部分３
２にＭＶオーダの電圧が印加されても、これと容器３１
との間で放電は発生せず、イオンビーム照射は正常に行
なわれる。。

次に本発明の第２実施例を、第５図、第６図を参照して
説明する。各図中、第２図及び第３図に示す部分と実際
上対応する部分には、同一符号を付す。

第５図はタンデム型のイオンビーム照射装置７０を示す
。

７１は密閉容器、７２は高電圧雷源胃圧部、７３（ま荷
°１１変換部、７４は負イオン源、７５は真空ポンプで
ある。

荷電変換部７３には荷電変換用ガスが供給されており、
真空ポンプ７５はガスが荷電変換部７３より外側に拡が
らないようにガスを吸引するためのものである。

容器７１の内部の空間７６にはＳＦｓが充填しである。

真空ポンプ７５が要保守部分である。

真空ポンプ７５の保守は、第６図に示すように上記実施
例の場合と同様に行なう。

まｆエアシリンダ５２により弁体５１を移動させて、容
器７１内の空間７６を仕切って狭い空間部分７６Ａを形
成し、気体置換手段５７により空間部分７６Ａ内のＳＦ
ｓを空気と置ぎ換え、扉５６を開いて真空ポンプ７５を
交換する。

この後、扉５６を開じ、気体置換手段５７により空間部
分７６Ａ内の空気をＳＦａと置き換え、弁体５１を戻し
、保守が終了する。

この場合にも、気体の躍き換えは空間７６全体について
ではなく、狭い空間部分７６Ａについてだけ行なえばよ
いため、気体の置き換えに要する時間は短くて足り、保
守は短い時間で終了する。

（発明の効果〕 以上説明した様に、本発明によれば、要保守部分の保守
に際しては、密閉容器内の空間全体ではなく、空間仕切
り手段により仕切られた空間部分内の気体を置き換えれ
ば足りるため、気体の置き換えに要する時間が短くて足
り、保守作業に要する時間を従来に比べて短縮化出来、
装置の稼動率を向上させることが出来る。

また空間仕切り手段が仕切りを解除した状態では、α電
圧が印加される部分ではその全周に亘って接地電位であ
る密閉容器より離間した状態となるため、高電圧印加時
に放電を起こすことを確実に防止できる。

４、　図面のｆ！Ｊ１１な説明 第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の第１実施例になるイオンビーム照射装
置を示す図、 第３図は第２図の装置の保守を説明する図、第４図は第
２図の装置の空間仕切り手段を示す図、 第５図は本発明の第２実施例になるイオンビーム照射装
置を示す図、 第６図は第５図の装置の保守を説明する図、第７図は従
来例を示す図である。

図において、 ２０は空間仕切り手段、 ２１は密閉容器、 ２２は空間、 ２２Ａは仕切られた空間、 ２３は要保守部分、 ２４は気体置換手段、 ３０はシングルエンド型イオンビーム照ＩＨｔｆｆｉ、
３１は密閉容器、 ３２は高電圧印加部分、 ３３は高電圧型Ｎ昇圧部、 ３５はイオン源取付はフランジ、 ３６はイオン源、 ４１は空間、 ４１Ｂは空間部分、 ５０は環状フランジ、 ５１は弁体、 ５２はエアシリンダ、 ５３は通路、 ５６は保守用扉、 ５７は気体置換手段、 ５８は真空ポンプ、 ５９はＳＦｓボンベ、 ７０はタンデム型イオンビーム照射装置、７１は密閉容
器、 ７５は真空ポンプ、 ７６は空間、 ７６Ａは空間部分 を示す。

特許出願人　富　士　通　株式会社 本発明の原理図 第１図 第２図 第２図の装置の空間イ主十刀り牟没左示寸刀第 図 宥〔東イ列と示す図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 密閉容器（３１）の内部の高電圧が印加される部分（３
   ２）の個所に保守を要する部分（３６）を有し、該密閉
   容器内の空間に絶縁性気体（ＳＦ＿６）が充填され、且
   つ該絶縁性気体と空気とを相互に置き換える手段（５７
   ）を有してなるイオンビーム照射装置において、 上記要保守部分（３６）を保守するに際して、上記空間
   のうち該要保守部分を含む空間部分（４１Ｂ）を仕切り
   、保守終了後に、上記高電圧が印加される部分をその全
   周に亘つて上記密閉容器内壁より離間させた状態として
   仕切りを解除する空間仕切り手段（５１、５２）を設け
   、 上記空間仕切り手段（５１、５２）により仕切られた空
   間部分（４１Ｂ）内の気体を上記気体置換手段（５７）
   が置き換えることを特徴とするイオンビーム照射装置。