JPH03210742A - Ion source - Google Patents
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Abstract
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、イオン源に関する。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to an ion source.
（従来の技術）
一般に、所定のイオンを被処理物に作用させて処理を行
うイオン処理装置、例えば半導体ウェハ等に不純物とし
てのイオンを注入するイオン注入装置等には、所定の原
料ガス（あるいは固体原料）から所望のイオンを生成す
るためのイオン源が設けられている。(Prior Art) In general, ion processing equipment that performs processing by applying predetermined ions to an object to be processed, such as an ion implantation equipment that implants ions as impurities into a semiconductor wafer, etc., is equipped with a predetermined raw material gas (or An ion source is provided for producing desired ions from solid raw materials.
このようなイオン源としては、従来から円筒状のチャン
バを貫通する如く棒状のフィラメントを設けたいわゆる
フリーマン型のイ、オン源が知られている。As such an ion source, a so-called Freeman type ion source in which a rod-shaped filament is provided so as to pass through a cylindrical chamber has been known.
また、原料ガスに電子を照射してイオンを発生させるイ
オン源として電子ビーム励起イオン源がある。Further, there is an electron beam excitation ion source as an ion source that generates ions by irradiating a source gas with electrons.
すなわち、この電子ビーム励起イオン源では、所定の放
電ガス雰囲気としたフィラメントの部位で放電によりプ
ラズマを生じさせる。そして、このプラズマ中の電子を
、順次正電位に設定される複数段の電極によって加速し
、所定の原料ガスに照射して該原料ガスからイオンを生
成する。That is, in this electron beam-excited ion source, plasma is generated by discharge at a portion of the filament in a predetermined discharge gas atmosphere. Then, electrons in this plasma are accelerated by multiple stages of electrodes that are sequentially set to a positive potential, and are irradiated onto a predetermined raw material gas to generate ions from the raw material gas.
このようなイオン源は、低いイオンエネルギーで高いイ
オン電流密度を得ることができるという特徴を有する。Such an ion source is characterized by being able to obtain high ion current density with low ion energy.
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上述したようなイオン源においては、電
子を電場によって加速するため、例えば百数士ボルト程
度の電位差を必要とする。このため例えば作業員が誤っ
て接触した場合等、外部との放電が生じる危険性があり
、電気的な安全性を向上させることが望まれている。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above-described ion source, since electrons are accelerated by an electric field, a potential difference of, for example, about a hundred volts is required. For this reason, there is a risk of electrical discharge occurring when a worker accidentally comes into contact with it, and it is desired to improve electrical safety.
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので
、外部との放電が生じる可能性を低減して電気的な安全
性の向上を図ることのできるイオン源を提供しようとす
るものである。The present invention has been made in response to such conventional circumstances, and aims to provide an ion source that can reduce the possibility of external discharge and improve electrical safety. be.
［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、プラズマ電子を加速し、所定の原
料ガスに照射して該原料ガスからイオンを生成するイオ
ン源において、前記電子を加速する電極のうち、ほぼ中
間電位となる電極を、接地電位に設定したことを特徴と
する。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) That is, the present invention provides an ion source that accelerates plasma electrons and irradiates them onto a predetermined source gas to generate ions from the source gas. Among the electrodes, the electrode having an approximately intermediate potential is set to the ground potential.
（作 用）
上・記構底の本発明のイオン源では、プラズマ中の電子
を加速して所定の原料ガスに照射する加速電極のうち、
ほぼ中間電位となる電極が、接地電位に設定されている
。(Function) In the ion source of the present invention having the structure described above, among the accelerating electrodes that accelerate electrons in the plasma and irradiate the predetermined raw material gas,
The electrode, which is at approximately the intermediate potential, is set to the ground potential.
したがって、上記各電極の電位を接地電位近傍の電位に
設定することが可能となり、外部との放電の生じる可能
性を低減して電気的な安全性の向上を図ることができる
。Therefore, it is possible to set the potential of each of the electrodes to a potential close to the ground potential, thereby reducing the possibility of occurrence of discharge with the outside and improving electrical safety.
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図に示すように、イオン源１の上部には、各辺の長
さが例えば数センチ程度の矩形容器状に形成された電子
発生室２が設けられている。この電子発生室２は、導電
性高融点材料例えばモリブデンから構成されており、そ
の−側面に設けられた開口を閉塞する如く、絶縁板３が
設けられている。そして、この絶縁板３に、導電性高融
点材料例えばタングステンからなるＵ字状のフィラメン
ト４がその両端を支持されて、電子発生室２内に突出す
る如く設けられている。As shown in FIG. 1, an electron generation chamber 2 formed in the shape of a rectangular container with each side having a length of, for example, several centimeters is provided above the ion source 1. The electron generating chamber 2 is made of a conductive high melting point material, such as molybdenum, and is provided with an insulating plate 3 so as to close an opening provided on the lower side thereof. A U-shaped filament 4 made of a conductive high melting point material such as tungsten is provided on the insulating plate 3 so as to project into the electron generation chamber 2 with its both ends supported.
また、この電子発生室２の上部には、放電用ガス、例え
ばアルゴン（Ａｒ）ガスを導入するための放電用ガス導
入口５が設けられている。一方、電子発生室２の下部に
は、電子発生室２内で発生させたプラズマ中から電子を
引き出すための円孔６が設けられている。Furthermore, a discharge gas inlet 5 for introducing discharge gas, for example, argon (Ar) gas, is provided in the upper part of the electron generation chamber 2. On the other hand, in the lower part of the electron generation chamber 2, a circular hole 6 is provided for extracting electrons from the plasma generated within the electron generation chamber 2.
さらに、上記電子発生室２の下部には、円孔６に連続し
て隘路７を形成する如く板状の絶縁性部材８が設けられ
ており、この絶縁性部材８の下部には、複数の透孔９を
有する多孔電極１０が設けられている。Further, a plate-shaped insulating member 8 is provided at the lower part of the electron generating chamber 2 so as to form a bottleneck 7 continuous with the circular hole 6. A porous electrode 10 having through holes 9 is provided.
上記多孔電極１０の下部には、絶縁性部材１１を介して
イオン生成室１２が接続されている。このイオン生成室
１２は、導電性高融点材料、例えばモリブデンから容器
状に形成されており、その内部は、直径および高さが共
に数センチ程度の円筒形状とされている。そして、イオ
ン生成室１２内には、内側金属面をプラズマから保護す
るための材質例えばセラミックス等からなるインナー筒
１３が設けられている。また、イオン生成室１２の底部
には、絶縁性部材１４を介して底板１５が固定されてい
る。An ion generation chamber 12 is connected to the lower part of the porous electrode 10 via an insulating member 11. The ion generation chamber 12 is formed into a container shape from a conductive high melting point material such as molybdenum, and the inside thereof has a cylindrical shape with both a diameter and a height of about several centimeters. An inner tube 13 made of a material such as ceramics is provided in the ion generation chamber 12 to protect the inner metal surface from plasma. Further, a bottom plate 15 is fixed to the bottom of the ion generation chamber 12 with an insulating member 14 interposed therebetween.
さらに、イオン生成室１２の側面には、所望のイオンを
生成するための原料ガス例えばＢＦ３等をこのイオン生
成室１２内に導入するための原料ガス導入口１６が設け
られており、この原料ガス導入口１６に対向する位置に
イオン引き出し用スリット開口１７が設けられている。Further, a source gas inlet 16 is provided on the side surface of the ion generation chamber 12 for introducing a source gas such as BF3 into the ion generation chamber 12 to generate desired ions. An ion extraction slit opening 17 is provided at a position facing the introduction port 16.
また、フィラメント４には、フィラメント電源ｖｆか接
続されており、フィラメント４を通電加熱可能に構成さ
れている。また、電子発生室２、多孔電極１０、イオン
生成室１２は、フィラメント４に対する複数段のアノー
ド電極とされており、この順で負電位から順次正電位と
なるよう設定され、電子を加速する如く構成されている
。Further, the filament 4 is connected to a filament power supply vf, and is configured to be able to heat the filament 4 with electricity. Further, the electron generation chamber 2, the porous electrode 10, and the ion generation chamber 12 are used as multi-stage anode electrodes for the filament 4, and are set to have a negative potential to a positive potential in this order, so as to accelerate electrons. It is configured.
すなわち、電子発生室２には抵抗Ｒを介して放電電源Ｖ
ｄが接続され、多孔電極１０には直接放電電源Ｖｄが接
続されており、多孔電極ｌＯは、接地電位に設定される
。また、多孔電極１０とイオン生成室１２との間には、
放電電源Ｖｄと直列に配列される如く加速電源Ｖａが接
続されている。That is, the electron generation chamber 2 is connected to the discharge power supply V via the resistor R.
d is connected, a discharge power source Vd is directly connected to the porous electrode 10, and the porous electrode IO is set to the ground potential. Moreover, between the porous electrode 10 and the ion generation chamber 12,
An accelerating power source Va is connected so as to be arranged in series with the discharge power source Vd.
なお、上記放電電源Ｖｄは例えば５０ボルト程度、加速
電源Ｖａは、例えば１００ボルト程度に設定される。こ
の場合、多孔電極１０（接地電位）に対して、フィラメ
ント４は例えば−５０ボルト、イオン生成室１２は例え
ば＋１００ボルトに設定される。Note that the discharge power supply Vd is set to, for example, about 50 volts, and the acceleration power supply Va is set to, for example, about 100 volts. In this case, with respect to the porous electrode 10 (ground potential), the filament 4 is set to -50 volts, and the ion generation chamber 12 is set to, for example, +100 volts.
上記構成のイオン源では次のようにして所望のイオンを
生成する。The ion source with the above configuration generates desired ions as follows.
すなわち、図示しない磁場生成手段により、図示矢印Ｂ
ｚの如く電子引き出し方向に対して電子をガイドするた
めの磁場を印加するとともに、フィラメント電源■ｒ、
放電電源Ｖｄ、加速電源Ｖａによって各部に上述した所
定の電圧を印加する。That is, by a magnetic field generating means (not shown), the arrow B shown in the drawing is
In addition to applying a magnetic field to guide electrons in the electron extraction direction as indicated by z, a filament power source ■r,
The above-mentioned predetermined voltages are applied to each part by the discharge power supply Vd and the acceleration power supply Va.
そして、放電用ガス導入口５から電子発生室２内に、放
電用ガス例えばアルゴンガスを所定ＩＮ量例えば０．０
５３ＣＣＭ以上で導入し、放電を生じさせ、プラズマを
発生させる。すると、このプラズマ中の電子は、電場に
より加速され、円孔６、隘路７、多孔電極１０の透孔９
を通過してイオン生成室１２内に引き出される。Then, a discharge gas such as argon gas is introduced into the electron generation chamber 2 from the discharge gas inlet 5 at a predetermined IN amount, such as 0.0
It is introduced at 53 CCM or more to generate a discharge and generate plasma. Then, the electrons in this plasma are accelerated by the electric field and penetrate the circular hole 6, the bottleneck 7, and the through hole 9 of the porous electrode 10.
and is drawn out into the ion generation chamber 12.
一方、イオン生成室１２内には、原料ガス導入口１６か
ら予め所定の原料ガスを所定流量例えば０．１５３ＣＣ
Ｍ以上で導入し、所定の原料ガス雰囲気としておく。し
たがって、イオン生成室１２内に流入した電子は、原料
ガス分子と衝突し、濃いプラズマを発生させる。On the other hand, a predetermined raw material gas is supplied into the ion generation chamber 12 from the raw material gas inlet 16 at a predetermined flow rate of, for example, 0.153 CC.
The gas is introduced at M or more to create a predetermined raw material gas atmosphere. Therefore, the electrons flowing into the ion generation chamber 12 collide with the source gas molecules and generate dense plasma.
そして、図示しないイオン引き出し電極によってこのイ
オンをイオン生成室１２内から引き出し、例えば半導体
ウェハへのイオン注入等の処理に利用する。Then, these ions are extracted from the ion generation chamber 12 by an ion extraction electrode (not shown) and used for processing such as ion implantation into a semiconductor wafer.
すなわち、この実施例のイオン源では、電子を加速して
所定の原料ガスに照射するための複数段の電極、つまり
電子発生室２、多孔電極１０、イオン生成室１２のうち
、ほぼ中間電位となる多孔電極１０が、接地電位に設定
されている。That is, in the ion source of this embodiment, among the multiple stages of electrodes for accelerating electrons and irradiating a predetermined raw material gas, that is, the electron generation chamber 2, the porous electrode 10, and the ion generation chamber 12, the electrodes are at approximately an intermediate potential. The porous electrode 10 is set at ground potential.
したかって、例えばフィラメント４を接地電位に設定し
た場合や、イオン生成室１２を接地電位に設定した場合
等に較べて、上記各電極の電位を接地電位近傍の電位に
設定することができ、外部との放電の生じる可能性を低
減して、電気的な安全性の向上を図ることができる。Therefore, compared to, for example, setting the filament 4 to the ground potential or setting the ion generation chamber 12 to the ground potential, the potential of each of the above electrodes can be set to a potential near the ground potential, and the external Electrical safety can be improved by reducing the possibility of electrical discharge occurring.
［発明の効果］
以上説明したように、本発明のイオン源によれば、外部
との放電が生じる可能性を低減して電気的な安全性の向
上を図ることができる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the ion source of the present invention, it is possible to reduce the possibility of occurrence of discharge with the outside and to improve electrical safety.
第１図は本発明の一実施例のイオン源の構成を示す図で
ある。
１・・・・・・イオン源、２・・・・・・電子発生室、
３・・・・・・絶縁板、４・・・・・・フィラメント、
５・・・・・・放電用ガス導入口、６・・・・・・円孔
、７・・・・・・隘路、８・・・・・・絶縁性部材、９
・・・・・・透孔、１０・・・・・・多孔電極、１１・
・・・・・絶縁性部材、１２・・・・・・イオン生成室
、１３・・・・・・インナー筒、１４・・・・・・絶縁
性部材、１５・・・・・・底板、１６・・・・・・原料
ガス導入口、１７・・・・・・イオン引き出し用スリッ
ト開口。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an ion source according to an embodiment of the present invention. 1... Ion source, 2... Electron generation chamber,
3... Insulating plate, 4... Filament,
5... Gas inlet for discharge, 6... Circular hole, 7... Bottle, 8... Insulating member, 9
...Through hole, 10... Porous electrode, 11.
...Insulating member, 12...Ion generation chamber, 13...Inner tube, 14...Insulating member, 15...Bottom plate, 16... Raw material gas inlet, 17... Slit opening for extracting ions.
Claims (1)
て該原料ガスからイオンを生成するイオン源において、 前記電子を加速する電極のうち、ほぼ中間電位となる電
極を、接地電位に設定したことを特徴とするイオン源。(1) In an ion source that accelerates plasma electrons and irradiates them onto a predetermined source gas to generate ions from the source gas, among the electrodes that accelerate the electrons, an electrode that has approximately an intermediate potential is set to a ground potential. An ion source characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004877A JP2822249B2 (en) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | Ion source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004877A JP2822249B2 (en) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | Ion source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03210742A true JPH03210742A (en) | 1991-09-13 |
| JP2822249B2 JP2822249B2 (en) | 1998-11-11 |
Family
ID=11595900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004877A Expired - Lifetime JP2822249B2 (en) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | Ion source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2822249B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015501068A (en) * | 2011-11-30 | 2015-01-08 | アジレント・テクノロジーズ・インクＡｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ． | Ionizer |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61290629A (en) * | 1985-06-18 | 1986-12-20 | Rikagaku Kenkyusho | Electron beam excitation ion source |
| JPS63221540A (en) * | 1987-03-09 | 1988-09-14 | Tokyo Electron Ltd | Electron beam exciting ion source |
-
1990
- 1990-01-11 JP JP2004877A patent/JP2822249B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61290629A (en) * | 1985-06-18 | 1986-12-20 | Rikagaku Kenkyusho | Electron beam excitation ion source |
| JPS63221540A (en) * | 1987-03-09 | 1988-09-14 | Tokyo Electron Ltd | Electron beam exciting ion source |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015501068A (en) * | 2011-11-30 | 2015-01-08 | アジレント・テクノロジーズ・インクＡｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ． | Ionizer |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2822249B2 (en) | 1998-11-11 |
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