JPH0364462A - イオンソースハウジング内壁のクリーニング方法およびクリーニング用治具 - 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〕 この発明は、半導体製造に用いるイオン注入機の安全な
保守を行うためのイオンソースハウジング内壁のクリー
ニング方法およびクリーニング用治具に関するものであ
る。

〔従　来　の　技　術〕

半導体製造分野、特にＬＳＩ製造には、不純物導入に十
数口のイオン注入工程が必要である。

第３図はイオン注入機の典型的な構造を示す平面図、第
４図はソースヘッドを取り外した状態のイオンソースハ
ウジングの断面図である。第３図および第４図において
、２はイオン注入機、４はイオンソースハウジング、６
はソースヘッド、８はイオンソースハウジング４のソー
スヘッド取付用開口部４ａに装着された絶縁物である。

例えば、シリコンを用いたプロセスでは、不純物として
、ヒ素（Ａｓ）、　　リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）等の毒
性の強い物質が用いられる。これらの物質をイオン化す
るために、例えばアルシン（Ａ　ｓ　Ｈ３）　、ホスフ
ィン（ＰＨ３）、三フフ化ホウ素（ＢＦ３）、ジボラン
（Ｂ２Ｉ］６）等のガスをイオンソースハウジング４内
に導入して電離させる。この際には、第４図に示すイオ
ンソース４のソースヘッド取付用開口部４ａに適当な形
状をしたソースヘッド６を取り（＝Ｊけて、イオンソー
スハウジング４内で放電によってプラズマを発生させる
。この際、第４図に示すように、イオンソースハウジン
グ４の内壁には、前述したＡｓ、ＰＢ等が堆積物１０と
して堆積する。この堆積物１０は、ある程度以上の量に
なると、イオン注入機２の高電圧印加（ＩＯＫＶ〜１０
０ＫＶ）を妨げ、運転を極めて不安定にするため、定期
的に堆積物１０を除去する必要がある。これらの堆積物
１０は、一般には有機溶剤等では除去できないため、機
械的に、つまりナイロンブラシやワイヤブラシ等を用い
て手作業で研磨してこずり落とすことが一般的に行われ
ていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のように、機械的にイオンソース４の内壁を研磨す
る場合には、削り取るのであるから粉塵が発生し、半導
体製造工程では大半のイオン注入機がクリーンルーム内
で使用されることを考えると、大きなダスト源となる。

また、発生ずるダストは、Ａｓ、Ｐ、Ｂを高濃度に含む
大変危険性の高い物質である。実用」二、イオンソース
ハウジング４にトラフＩ・などの排気設備を設けること
は困難であるから、作業者は、常に有害物質を吸引した
り、皮膚が汚染される危険に曝される。

したがって、この発明の目的は、粉塵を発生させること
なくイオンソースハウジングの内壁をクリーニングする
ことができるイオンソースハウジング内壁のクリーニン
グ方法およびクリーニング用治具を提供することである
。

〔課題を解決するための手段〕

この発明のイオンソースハウジング内壁のクリニング方
法は、イオンソースハウジングの開口部を蓋部材で塞い
で気密状態にするとともに排気してイオンソースハウジ
ング内を真空状態に保持する。また、イオンソースハウ
ジング内に配された放電用電極とイオンソースハウジン
グとの間に直流、交流もしくは高周波またはマイクロ汲
等の適宜の電源から電圧を印加する。さらに、イオンソ
ースハウジング内に機能性ガスを導入して放電用電極と
イオンソースハウジングの内壁との間で放電を発生させ
る。そして、イオンソースハウジング内の放電により生
成された機能性ガスのプラズマを用いてイオンソースハ
ウジングの内壁に付着した堆積物を除去する。

上記の機能性ガスとしては、例えばＡ　Ｓ　Ｈ３。

ＰＨ３，Ｂ２■４６等を除く水素を含むガス、すなわち
水素を含むガスのなかでＡｓ、Ｐ、Ｂを含まないもの、
あるいはメチルアルコール、エチルアルコール等のアル
キル系の物質を用いる。

また、この発明のイオンソースハウジング内壁のクリー
ニング用治具は、イオンソースハウジングの開口部を気
密状態で寒く蓋部祠と、蓋部材の裏面に一体的に固定さ
れイオンソースハウジングの開口部に蓋部材を装着した
状態でイオンソースハウジング内に位置する放電用電極
とを備えている。

〔作　　　用〕

この発明のイオンソースハウジング内壁のクリニング方
法によれば、イオンソースハウジング内に放電用電極を
挿入した状態でイオンソースハウジングの開口部に蓋部
材を装着することにより、イオンソースハウジングの開
口部を蓋部材が塞ぎ、イオンソースハウジング内が気密
状態に保持される。この状態でイオンソースハウジング
内の排気を行うと、イオンソースハウジング内が真空状
態になる。

以上のような真空状態において、放電用電極とイオンソ
ースハウジングとの間に直流、交流もしくは高周波また
はマイクロ波等の適宜の電源から電圧を印加するととも
に、イオンソースハウジング内に機能性ガスを導入する
と、イオンソースハウジング内で放電が発生ずる。この
放電によって機能性ガスのプラズマが生成される。この
プラズマは、イオンソースハウジングの内壁のヒ素、リ
ン、ボロン等を高濃度に含んだ堆積物と化合し、堆積物
をガス化させたり、あるいはスバソタリングを行って堆
積物をはしきとばずことになる。

このようなプラズマの作用によってイオンソスハウソン
グの内壁の堆積物が除去され、イオンソースハウジング
の内部空間に微粒子となって浮遊したり、あるいはイオ
ンソースハウジングの内部空間にガス状となって存在す
る。これらは、排気によって外部へ放出される。

また、この発明のイオンソースハウジング内壁のクリー
ニング用治具によれば、蓋部材の裏面に放電用電極を一
体的に固定しているので、蓋部材をイオンソースハウジ
ングの開口に装着することにより、放電用電極も同時に
固定することができ、プラズマによるイオンソースハウ
ジング内壁のクリーニングを簡単に行うことができる。

〔実　施　例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照しながら説明する
。

第１図にクリーニング用治具を装着した状態のイオンソ
ースハウジングの断面図を示し、第２図にクリーニング
用治具の拡大断面図を示す。

まず、イオンソースハウジング内壁のクリーニング用治
具は、第１図および第２図に示すように、イオンソース
ハウジング４のソースヘッド取付用開口部４ａを気密状
態で寒く金属製の蓋部材１４と、イオンソースハウジン
グ４と電気絶縁状態で蓋部祠１４の裏面に一体的に固定
されソースヘッド取付用開口部４ａに蓋部材１４を装着
した状態でイオンソースハウジング４内に位置する金属
製の放電用電極１８とを備えている。

この場合、蓋部材■４と放電用電極１８とは、金属製の
ロノド２０で一体に連結されている。１コソド２０は、
蓋部材１４を貫通した状態に設けられ、放電用電極１８
と反対側のロノド２０の端部に各種電源接続用のコネク
タ２２が設けられている。

蓋部材１４は、イオンソースハウジング４のソースヘッ
ド取付用開口部４ａに固着されたリング状の絶縁体８の
端面に密着する構成であり、絶縁体８に密着する面、ず
なわち放電用電極１８例の面に環状の溝１６を有し、こ
のａ１６に気密確保用の○リング１２を嵌め込んでいる
。また、この蓋部材１４には、ａ１４の外側位置に取付
用孔２４を形成してあり、放電用電極１８をイオンソー
スハウジング４の内部に位置させた状態で取付用孔２４
を通してボルト３６を絶縁体８に螺着することによって
、蓋部材１４がイオンソースハウジング４のソースヘッ
ド取付用開口部４ａに絶縁体８を介して気密状態で固定
される。イ・オンソースハウジング４と放電用電極１８
との電気絶縁は、絶縁体８によって確保される。

なお、放電用電極１８はどのような形状であってもよい
。

つぎに、このイオンソースハウジング内壁のクリーニン
グ用治具３０を用いて行うイオンソースハウジング内壁
のクリーニング方法について説明する。

まず、イオンソースハウジング４からソースヘットを取
り外した後、イオンソースハウジング４のソースヘソド
取イ４用開ロ部４ａにクリーニング用治具３０を絶縁体
８に取り伺けて、イオンソースハウジング４内の気密を
確保する。この状態で、排気系を作動させて、排気ライ
ン２６を通しイオンソースハウジング４内を真空に排気
する。また排気を続けながら、ガス供給部からガス供給
ライン２８を通して堆積物１０の除去用の機能性ガスを
適量導入する。機能性ガスとしては、例えばＡ　Ｓ　Ｈ
３、Ｐ　Ｈ３、Ｂ２　Ｈ６等を除（水素を含むガス、す
なわち水素を含むガスのなかでＡｓ、ＰＢを含まないも
の、あるいはメチルアルコールエチルアルコール等のア
ルキル系の物質を用いる。

また、クリーニング用治具３０のコネクタ２２とイオン
ソースハウジング４との間に例えばコンデンサ３８を介
して高周波電源３２を接続し、放電用電極１８とイオン
ソースハウジング４との間に高周波電圧を印加して放電
用電極１８とイオンソースハウジング４の内壁との間で
放電を発生さセる。この放電によって、イオンソースハ
ウジング４内に機能性ガスのプラズマが生成される。こ
のプラズマは、イオンソースハウジング４の内壁のヒ素
、リン、ポロン等を高濃度に含んだ堆積物１０と化合し
、堆積物１０をガス化させたり、あるいはスパノタリン
グを行って堆積物１０をはしきとばずことになる。

このようなプラズマの作用によってイオンソースハウジ
ング４の内壁の堆積物１０がエソチング除去され、イオ
ンソースハウジング４の内部空間に微粒子となって浮遊
したり、あるいはイオンソースハウジング４の内部空間
にガス状となって存在する。これらは、排気ライン２６
を通して排気系へ送られ、イオンソースハウジング４の
内部が清浄化される。

第１図では、放電用の電源として、高周波電源３２を用
いたが、これに代えて、直流電源、交流電源、あるいは
マイクロ波電源等種々の電源を用いることができる。こ
の際、使用する電源の種類に応して、イオンソースハウ
ジング４の真空度の適正値が異なるので、使用する電源
に応してイオンソースハウジング４内に導入する機能性
ガスの流量をコントロールする必要がある。

この実施例によれば、クリーニング治具３０をイオンソ
ースハウジング４のソースヘッド取付用開口部４ａにク
リーニング用治具３０を装着してクリーニング用治具３
０の蓋部材１４でイオンソースハウジング４内を気密状
態に保持し、この状態でイオンソースハウジング４内が
真空となるように排気しながら適宜の量の機能性ガスを
イオンソースハウジング４内に導入し、クリーニング用
治具３０の放電用電極１８とイオンソースハウジング４
の内壁との間で放電を発生させ、放電によって機能性ガ
スのプラズマを生成し、このプラズマでイオンソースハ
ウジング４の内壁の堆積物１０を除去するので、従来の
ような作業者の手作業によるかき取り作業を要せずにイ
オンソースハウジング４の内壁の堆積物１０を除去する
ことができる。この結果、堆積物１０の除去に伴う粉塵
の発生はない。したがって、半導体製造設備のクリーン
度を低下させることはない。また、作業者が有害物質（
Ａｓ、Ｐ、Ｂ等）を吸引することはなく、安全である。

クリーニング用治具３０は、蓋部材１４の裏面に放電用
電極１８を一体的に固定しているので、蓋部祠１４をイ
オンソースハウジング４の開口４ａへの装着と同時に放
電用電極１８を固定することができ、プラズマによるイ
オンソースハウジング内壁のクリーニングを節単に行う
ことができる。

〔発　明　の　効　果〕

２ この発明のイオンソースハウジング内壁のクリーング方
法によれば、蓋部材および放電用電極からなるクリーニ
ング用治具を用いてイオンソスハウジングの開口部を塞
いでイオンソースハウジング内を真空にし、イオンソー
スハウジング内に機能性ガスを導入するとともに、放電
用電極とイオンソースハウジングとの間に電圧を印加し
て放電用電極とイオンソースハウジングの内壁との間で
放電を発生させ、この放電にまり生成される機能性ガス
のプラズマによってイオンソースハウジングの内壁の堆
積物を除去するので、イオンソースハウジングの内壁の
堆積物の除去に伴う粉塵の発生をなくすことができる。

また、イオンソースハウジング内壁のクリーニング用治
具によれば、蓋部材の裏面に放電用電極を一体的に固定
しているので、蓋部材をイオンソースハウジングの開口
への装着と同時に放電用電極を固定することができ、プ
ラズマによるイオンソースハウジング内壁のクリーニン
グを簡単に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例においてクリーニング用治
具を装着した状態のイオンソースハウジングの断面図、
第２図はクリーニング用治具の拡大断面図、第３図はイ
オン注入機の概略構成を示す平面図、第４図はソース・
＼ソドを取り外した状態のイオンソースハウジングの断
面図である。 ４・・・イオンソースハウジング、４ａ・・・ソースヘ
ッド取付用開口部、８・・・絶縁体、１０・・・堆積物
、１２・・・Ｏリング、１４・・・蓋部材、１８・・・
放電用電極、２０−・・ロンド、２２・・・コネクタ、
３０・・・クリニング用治具 ２ ０・・・ロソ ト 第 図 ２８− Ｚ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）イオンソースハウジングの開口部を蓋部材で塞い
   で気密状態にするとともに排気して前記イオンソースハ
   ウジング内を真空状態に保持し、前記イオンソースハウ
   ジング内に配された放電用電極と前記イオンソースハウ
   ジングとの間に直流，交流もしくは高周波またはマイク
   ロ波等の適宜の電源から電圧を印加し、前記イオンソー
   スハウジング内に機能性ガスを導入して前記放電用電極
   と前記イオンソースハウジングの内壁との間で放電を発
   生させ、前記放電により生成された機能性ガスのプラズ
   マを用いて前記イオンソースハウジングの内壁に付着し
   た堆積物を除去することを特徴とするイオンソースハウ
   ジング内壁のクリーニング方法。
2. （２）機能性ガスとして、ＡｓＨ＿３，ＰＨ＿３，Ｂ＿
   ２Ｈ＿６を除く、水素を含んだガスを用いる請求項（１
   ）記載のイオンソースハウジング内壁のクリーニング方
   法。
3. （３）機能性ガスとして、メタノール，エタノール等の
   アルキル系の物質を用いる請求項（１）記載のイオンソ
   ースハウジング内壁のクリーニング方法。
4. （４）イオンソースハウジングの開口部を気密状態で塞
   ぐ蓋部材と、前記蓋部材の裏面に一体的に固定され前記
   イオンソースハウジングの開口部に前記蓋部材を装着し
   た状態で前記イオンソースハウジング内に位置する放電
   用電極とを備えたイオンソースハウジング内壁のクリー
   ニング用治具。