JPH03179651A - イオン生成装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、イオン生成装置に関する。

（従来の技術） 一般に、イオン生成装置は、イオンを用いて被処理物に
所定の処理を施す装置、例えばイオン注入装置等に用い
られている。

このようなイオン生成装置は、イオン源において所定の
イオンを発生させ、このイオンを所定の電位に設定され
たイオン引き出し電極によって引き出すよう構成された
ものが多い。

例えば、イオン注入装置では、従来から放電により原料
ガスを電離してイオンを発生させるいわゆるフリーマン
型イオン源を用いたイオン生成装置が広く用いられてい
る。このようなイオン生成装置では、フリーマン型イオ
ン源のイオン引き出し用開口に対向する如く、例えばグ
ラファイト等からなり、イオンを通過させるためのスリ
ット状の開口を有するイオン引き出し電極を配置し、こ
のイオン引き出し電極を所定の電位に設定することによ
り、イオン源からイオンを引き出すよう構成されている
。

そして、イオン注入装置は、このイオンを例えば質量分
析マグネットにより選別し、例えば加速管により加速し
、例えば偏向電極によって走査して、半導体ウェハ等の
被処理物に照射し、注入するように構成されている。

（発明が解決しようとする課題〉 上述した従来のイオン生成装置では、使用する原料ガス
の種類等によっては、次第にイオン引き出し電極に汚れ
が付着し、イオンの引き出しが不安定になることがある
。このような場合、イオンの引き出しを安定化させるた
めには、定期的にイオン引き出し電極の交換あるいは清
掃等のメンテナンスを行う必要がある。

しかしながら０例えば、イオン注入装置においてＢＦ、
ガスを原料として、８十等のイオンを使用した場合等は
、このようなイオン引き出し電極のメンテナンス頻度が
かなり高くなる。ところが、例えばイオン注入装置にお
いてこのようなメンテナンスを行う場合、−旦装置を体
止させて、真空チャンバ内を常圧に戻す必要があり、メ
ンテナンスおよびその後の装置の立ち上げに時間を要す
る。

このため、装置の稼働率が非常に低下するという問題が
あった。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので
、従来に較べてイオン引き出し電極のメンテナンスの頻
度を低減することができ、装置の稼働率の向上を図るこ
とができるイオン生成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、イオン源で発生させたイオンを、所
定電位に設定されたイオン引き出し電極によって前記イ
オン源から引き出すよう構成されたイオン生成装置にお
いて、少なくとも前記イオン引き出し電極の前記イオン
との接触部位を、導電性セラミックスにより構成したこ
とを特徴とする。

（作　用） 本発明者等が詳査したところ、イオン生成装置において
、　ＢＦ、ガスを原料ガスとしてＢ十等のイオンを生成
させた場合、イオン引き出し電極がイオンの衝突により
高温になり、原料ガス中のフッ素（Ｆ）とイオン引き出
し電極の炭素（Ｃ）が反応し、イオン引き出し電極表面
にフッ化グラファイト（ＣＦ）からなる絶縁性膜が形成
され、このフッ化グラファイトからなる絶縁性膜が、イ
オン引き出しが不安定となる一つの要因となっているこ
とが判明した。

そこで、本発明のイオン生成装置では、少なくとも、イ
オン引き出し電極のイオンとの接触部位を、導電性セラ
ミックスにより構成し、イオン引き出し電極の表面にフ
ッ化グラファイトからなる絶縁性膜が形成されることを
防止することにより、従来に較べてイオン引き出し電極
のメンテナンスの頻度を低減し、装置の稼働率の向上を
図るものである。

（実施例） 以下１本発明のイオン注入装置に適用した一実施例を図
面を参照して説明する。

第１図に示すように、イオン源１には、例えば原料ガス
をイオン化して所望のイオンを発生させるための空間と
して、例えば円筒状のイオン生成室２が形成されている
。そして、図示しない原料ガス導入管によってこのイオ
ン生成室２内に所定の原料ガスを導入し、この原料ガス
を、図示しないイオン化手段、例えば放電手段あるいは
電子照射手段等により電離して所望のイオンを発生させ
るように構成されている。

また、上記イオン源１には、イオン生成室２内で発生さ
せたイオンを引き出すために、スリット状のイオン引き
出し用開口３が設；すられている。

そして、このイオン引き出し用開口３に対向する如く、
導電性セラミックスからなるイオン引き出し電極４が設
けられている。

第２図および第３図にも示すように、上記イオン引き出
し電極４は１例えば矩形の板状に構成されており、その
ほぼ中央部には、イオンを通過させるためのスリット状
の開口５が設けられている。

また、イオン引き出し電極４のイオン源１側の面６は、
僅かに凸面状に形成されている。

なお、上記イオン引き出し電極４を構成するための導電
性セラミックスとしては１例えばＢＮを主成分としたコ
ンポジットＥＣ（商品名、電気化学工業社＄１）、ある
いはＴｉＢ、、ＴｉＮ、　ＺｒＢ、等からなる導電性セ
ラミックス等が好適である。また、イオンを引き出し電
極４の形状は、イオン源１の形状等によって適宜変更可
能である。

上記構成のこの実施例のイオン生成装置では、図示しな
い原料ガス導入管によって、イオン源ｌのイオン生成室
２内に所定の原料ガス、例えばＢト′３ガスを導入する
。そして、放電あるいは電子の照射等によってこのＢＦ
３ガスを電離し、Ｂ＋等のイオンを発生させる。

また、これと同時に、イオン引き出し電極４に対しイオ
ン源１の電位を所定の正電位に設定しておく。すると、
イオン源１のイオン生成室２内で発生したＢ＋９のイオ
ンは、　このイオン引き出し電極４の負電位によりイオ
ン引き出し用開口３から引き出される。

そして１例えばイオン注入装置の場合は、この後イオン
は、イオン引き出し電極４のスリット状の開口５を通過
して、例えば質量分析マグネット、加速管、走査電極等
に順次導かれ、選別、加速、走査されて半導体ウェハ等
の被処理物に照射、注入される。

この時、イオン生成室２内で発生したフッ素イオン、フ
ッ素分子、あるいは種々のフッ素化合物等が、ガス流等
によって運ばれてイオン引き出し電極４のイオン源１側
の命６等に衝突する。しかしながら、この実施例では、
このイオン引き出し電極４全体が前述したような導電性
セラミックスにより構成されているので、ここで従来の
ように、フッ化グラファイト（ＣＦ）からなる絶縁性膜
が形成され、イオンの引き出しが不安定になることがな
い、このため、イオン引き出し電極４の交換あるいは清
掃等のメンテナンスを行うことなく、長期に亘って安定
したイオンの供給を行うことができる。

なお、上述した実施例では、イオン引き出し電極４全体
を導電性セラミックスによって構成した例について説明
したが１例えばイオン引き出し電極４の表面のみを導電
性セラミックスによって構成する時、少なくともイオン
との接触部位を導電性セラミックスによって構成すれば
同様な効果を得ることができる。さらに、上記実施例で
はイオン注入装置のイオン源に適用した例について説明
したが、イオン源であれば何れでもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のイオン生成装置によれば
、従来に較べてイオン引き出し電極のメンテナンスの頻
度を低減することができ、装置の稼働率の向上を図るこ
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生成装置の要部構成
を示す図、第２図および簗３図は第１図のイオン引き出
し電極を示す図である。 １・・・イオン源、 ２・・・イオン生成室、 ３・・・イオンを引き出し用開口、 ４・・・イオンを引き出し電極 （導電性セラミックス製）、 ５・・開口、 ６・・・イオン源側の面。 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 イオン源で発生させたイオンを、所定電位に設定された
   イオン引き出し電極によって前記イオン源から引き出す
   よう構成されたイオン生成装置において、 少なくとも前記イオン引き出し電極の前記イオンとの接
   触部位を、導電性セラミックスにより構成したことを特
   徴とするイオン生成装置。