JPH0531260B2 - - Google Patents
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- JPH0531260B2 JPH0531260B2 JP59226745A JP22674584A JPH0531260B2 JP H0531260 B2 JPH0531260 B2 JP H0531260B2 JP 59226745 A JP59226745 A JP 59226745A JP 22674584 A JP22674584 A JP 22674584A JP H0531260 B2 JPH0531260 B2 JP H0531260B2
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- evaporation
- ion
- evaporation furnace
- ionization box
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/08—Ion sources; Ion guns
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/16—Ion sources; Ion guns using high-frequency excitation, e.g. microwave excitation
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、固体または液体を気化してイオン化
する蒸発炉付イオン源に係り、特に半導体製造工
程において用いられるイオン打込装置に好適な蒸
発炉付イオン源に関する。
する蒸発炉付イオン源に係り、特に半導体製造工
程において用いられるイオン打込装置に好適な蒸
発炉付イオン源に関する。
10mA級の大電流のイオンビームを半導体基板
に打込むための大電流用イオン打込装置では、イ
オン源としてフイラメントを用いる場合には、そ
の消耗が激しいという問題がある為に、フイラメ
ントから発生される熱電子によるイオン化の代り
に、マイクロ波の高周波電界によるプラズマ放電
を利用したイオン源が用いられている。
に打込むための大電流用イオン打込装置では、イ
オン源としてフイラメントを用いる場合には、そ
の消耗が激しいという問題がある為に、フイラメ
ントから発生される熱電子によるイオン化の代り
に、マイクロ波の高周波電界によるプラズマ放電
を利用したイオン源が用いられている。
第４図に、従来のマイクロ波放電型イオン源の
概略断面図を示す。
概略断面図を示す。
マグネトロン８によつて発生されたマイクロ波
１３は、チヨークフランジ１４を通して、高電圧
加速電極１０に導びかれ、イオン化箱２に達す
る。
１３は、チヨークフランジ１４を通して、高電圧
加速電極１０に導びかれ、イオン化箱２に達す
る。
イオン化箱２には、励磁コイル１２によつて磁
界が印加されると共に、ガス導入パイプ９より原
料ガスが供給される。その結果、イオン化箱内２
にプラズマが点火され、これによつて前記原料ガ
スがイオン化される。
界が印加されると共に、ガス導入パイプ９より原
料ガスが供給される。その結果、イオン化箱内２
にプラズマが点火され、これによつて前記原料ガ
スがイオン化される。
さらに、接地電位に近い引出電圧のかかつた引
出電極１５によつて、イオンビーム７が引出さ
れ、例えばイオン打込みに利用される。
出電極１５によつて、イオンビーム７が引出さ
れ、例えばイオン打込みに利用される。
この場合、良く知られているように、イオン種
によつては、常温では固体（または液体）の試料
（たとえば、Al+，Ga+，As+，Sb+等）が用いら
れることがある。
によつては、常温では固体（または液体）の試料
（たとえば、Al+，Ga+，As+，Sb+等）が用いら
れることがある。
これらの固体または液体試料をイオン化するた
めに、第４図に示したような従来のイオン源で
は、図中の蒸発炉１内に固体（または液体）試料
３を装填し、ヒータ４で加熱して気化させ、得ら
れた気化ガスを第２のガス導入パイプ１１により
イオン化箱２に導入してイオン化させていた。
めに、第４図に示したような従来のイオン源で
は、図中の蒸発炉１内に固体（または液体）試料
３を装填し、ヒータ４で加熱して気化させ、得ら
れた気化ガスを第２のガス導入パイプ１１により
イオン化箱２に導入してイオン化させていた。
また、第５図は従来のフイラメント加熱型イオ
ン源の要部断面図である。なお、同図において第
４図と同一の符号は、同一または同等部分をあら
わしている。
ン源の要部断面図である。なお、同図において第
４図と同一の符号は、同一または同等部分をあら
わしている。
内部に固体または液体試料３を装填されるよう
に構成された蒸発炉１は、その周囲に配設された
ヒータ４によつて加熱される。加熱の温度は熱電
対等の温度計１８によつて監視され、所定値に制
御・保持される。
に構成された蒸発炉１は、その周囲に配設された
ヒータ４によつて加熱される。加熱の温度は熱電
対等の温度計１８によつて監視され、所定値に制
御・保持される。
固体または液体試料３が蒸発すると、その気化
ガスは、ガス導入パイプ１１を通してイオン化箱
２内に導かれる。前記イオン化箱２内には、フイ
ラメント１９が張設されている。前記フイラメン
ト１９に通電してこれを加熱すると、熱電子２０
がイオン化箱２内に放出され、これが前記気化ガ
スと衝突してイオンを発生する。
ガスは、ガス導入パイプ１１を通してイオン化箱
２内に導かれる。前記イオン化箱２内には、フイ
ラメント１９が張設されている。前記フイラメン
ト１９に通電してこれを加熱すると、熱電子２０
がイオン化箱２内に放出され、これが前記気化ガ
スと衝突してイオンを発生する。
第５図においては、図の簡単化のために図示は
省略しているが、イオン化箱２には外部から磁場
が印加されて、熱電子２０に回転力を与え、気化
ガスとの衝突確率を上げるようにしている。
省略しているが、イオン化箱２には外部から磁場
が印加されて、熱電子２０に回転力を与え、気化
ガスとの衝突確率を上げるようにしている。
前述のようにして発生したイオンは、引出電極
（図示せず）によつて引出され、イオンビーム７
となる。
（図示せず）によつて引出され、イオンビーム７
となる。
前述のように、従来のイオン源では、マイクロ
波放電型も含めて、蒸発炉は１台しか設けられな
い構成であつた。この場合の問題点は次の通りで
ある。
波放電型も含めて、蒸発炉は１台しか設けられな
い構成であつた。この場合の問題点は次の通りで
ある。
異なるイオン種（例えば、As+，P+）の試料を
同時に装填することができないので、異なるイオ
ンを連続して発生させることができない。
同時に装填することができないので、異なるイオ
ンを連続して発生させることができない。
このために、異なるイオン種が必要な場合は、
ある固体または液体試料のイオンを発生させた
後、蒸発炉とイオン源が冷却するのを待つて真空
を破り、他のイオン種の試料を挿入して再び真空
を引き、さらに蒸発炉を昇温し、ビームを引出す
という操作が必要となる。この間に、通常は約２
時間の装置停止時間を要する。
ある固体または液体試料のイオンを発生させた
後、蒸発炉とイオン源が冷却するのを待つて真空
を破り、他のイオン種の試料を挿入して再び真空
を引き、さらに蒸発炉を昇温し、ビームを引出す
という操作が必要となる。この間に、通常は約２
時間の装置停止時間を要する。
このために作業能率が低下するばかりでなく、
イオン源の稼動率も低下する。
イオン源の稼動率も低下する。
また、所望量のイオンが発生されないうちに、
蒸発炉の固体または液体試料が無くなつてしまつ
た場合にも、前記と同様の操作を行なつて試料の
再装填を行なわければならず、同様に作業能率お
よびイオン源の稼動率低下を余儀なくされる。
蒸発炉の固体または液体試料が無くなつてしまつ
た場合にも、前記と同様の操作を行なつて試料の
再装填を行なわければならず、同様に作業能率お
よびイオン源の稼動率低下を余儀なくされる。
本発明は、上記のような問題点を解決するため
になされたもので、その目的は、複数の蒸発炉を
装着可能としたイオン源を提供することにある。
になされたもので、その目的は、複数の蒸発炉を
装着可能としたイオン源を提供することにある。
前記の目的を達成するために、本発明は、従来
のフイラメント型およびマイクロ波放電型のいず
れのイオン源においても、その内部に複数の蒸発
炉を設置するスペースが残されていることに着目
し、既存のスペースを巧みに利用して複数の蒸発
炉を装備した点に特徴がある。
のフイラメント型およびマイクロ波放電型のいず
れのイオン源においても、その内部に複数の蒸発
炉を設置するスペースが残されていることに着目
し、既存のスペースを巧みに利用して複数の蒸発
炉を装備した点に特徴がある。
本発明をマイクロ波放電型イオン源に適用した
実施例の要部構造の断面図を第１図に示す。な
お、同図中第４図と同一の符号は、同一または同
等部分をあらわしている。
実施例の要部構造の断面図を第１図に示す。な
お、同図中第４図と同一の符号は、同一または同
等部分をあらわしている。
図からも明らかなように、イオン源の中心部に
は、マイクロ波を伝播する絶縁物１６のつまつた
導波管部があるので、本発明による複数の蒸発炉
１，１Ａ等は、前記導波管部の周辺に設置され
る。そして、これらの蒸発炉１，１Ａの構造は、
全く同じであつてよい。
は、マイクロ波を伝播する絶縁物１６のつまつた
導波管部があるので、本発明による複数の蒸発炉
１，１Ａ等は、前記導波管部の周辺に設置され
る。そして、これらの蒸発炉１，１Ａの構造は、
全く同じであつてよい。
第１図のイオン源のフランジ部１７の平面図
（フランジ部１７を、第１図の左方向から見た平
面図）を第２図に示す。この図において、１７は
イオン源のフランジ部、２２はマイクロ波導波管
開口部、２３，２４，２５，２６は、前記導波管
開口部２２の周辺に設けられた複数（図示例で
は、４個）の固体または液体用蒸発炉１，１Ａ…
…の取付用開口である。
（フランジ部１７を、第１図の左方向から見た平
面図）を第２図に示す。この図において、１７は
イオン源のフランジ部、２２はマイクロ波導波管
開口部、２３，２４，２５，２６は、前記導波管
開口部２２の周辺に設けられた複数（図示例で
は、４個）の固体または液体用蒸発炉１，１Ａ…
…の取付用開口である。
通常の半導体製造に用いられるイオン打込装置
では、しばしば砒素とリンが固体試料として用い
られる。その理由は、ガス試料としての、AsH3
やPH3が有害ガスであるからであり、安全上、固
体試料が使われるのである。
では、しばしば砒素とリンが固体試料として用い
られる。その理由は、ガス試料としての、AsH3
やPH3が有害ガスであるからであり、安全上、固
体試料が使われるのである。
このような場合、本発明のように、複数の蒸発
炉を設備しておき、例えば第２図の蒸発炉取付用
開口２３，２５をリン用に、また残りの２つの蒸
発炉取付用開口２４，２６を砒素用に設定してお
けば、一方の蒸発炉が空になつても、他方の蒸発
炉を昇温することにより、連続して同種のイオン
打込が可能になる。
炉を設備しておき、例えば第２図の蒸発炉取付用
開口２３，２５をリン用に、また残りの２つの蒸
発炉取付用開口２４，２６を砒素用に設定してお
けば、一方の蒸発炉が空になつても、他方の蒸発
炉を昇温することにより、連続して同種のイオン
打込が可能になる。
また、例えばリンイオンの打込が終了した後、
砒素イオンを打込みたい場合も、連続運転ができ
るので、製造能率とイオン打込装置の稼動率を格
段に向上することができる。
砒素イオンを打込みたい場合も、連続運転ができ
るので、製造能率とイオン打込装置の稼動率を格
段に向上することができる。
この発明は、フイラメント加熱型イオン源に対
しても容易に適用することができる。その概要
を、第３図に断面図で示す。
しても容易に適用することができる。その概要
を、第３図に断面図で示す。
なお、同図において、第１図および第５図と同
一の符号は、同一または同等部分をあらわしてい
る。
一の符号は、同一または同等部分をあらわしてい
る。
イオン化箱２は、イオン化箱支柱１８によつ
て、筒状の絶縁碍子２１内の所定位置に支持され
る。前記イオン化箱支柱１８はイオン源フランジ
１７に固植され、またイオン源フランジ１７は絶
縁碍子２１の端部に気密に接合される。
て、筒状の絶縁碍子２１内の所定位置に支持され
る。前記イオン化箱支柱１８はイオン源フランジ
１７に固植され、またイオン源フランジ１７は絶
縁碍子２１の端部に気密に接合される。
イオン化箱支柱１８の内部には、ガス導入パイ
プ９が、前記イオン化箱２からイオン源フランジ
１７を貫通して外方へ延びるように設けられる。
プ９が、前記イオン化箱２からイオン源フランジ
１７を貫通して外方へ延びるように設けられる。
前記イオン化箱支柱１８の周囲には、複数の蒸
発炉１，１Ａ……が配設され、それぞれガス導入
パイプ１１，１１Ａ……を介して、前記イオン化
箱２に連結される。
発炉１，１Ａ……が配設され、それぞれガス導入
パイプ１１，１１Ａ……を介して、前記イオン化
箱２に連結される。
また、第５図の従来例に関して前述したのと同
様に、それぞれの蒸発炉１，１Ａ……には加熱用
のヒータ４，４Ａ……が設けられ、図示しない手
段で適当な電源に接続される。
様に、それぞれの蒸発炉１，１Ａ……には加熱用
のヒータ４，４Ａ……が設けられ、図示しない手
段で適当な電源に接続される。
第３図のイオン源装置により、第１図に関して
前述したのと同じ作用効果が達成されることは明
らかであろう。
前述したのと同じ作用効果が達成されることは明
らかであろう。
以上の説明から明らかなように、本発明のイオ
ン源によれば、従来技術の諸問題がほヾ完全に解
決される。すなわちイオン打込装置の運転時間が
延び、これによつて半導体製造の能率が向上する
と共にイオン打込装置の稼動率も改善されるの
で、その工業的価値は極めて大きい。
ン源によれば、従来技術の諸問題がほヾ完全に解
決される。すなわちイオン打込装置の運転時間が
延び、これによつて半導体製造の能率が向上する
と共にイオン打込装置の稼動率も改善されるの
で、その工業的価値は極めて大きい。
第１図は本発明をマイクロ波放電型イオン源に
適用した第１実施例の要部構造の断面図、第２図
は第１図のフランジ部の平面図、第３図は本発明
をフイラメント加熱型のイオン源に適用した第２
実施例の要部断面図、第４図は従来のマイクロ波
放電型イオン源の構造を示す断面図、第５図は従
来のフイラメント加熱型イオン源の概略断面図で
ある。 １……蒸発炉、２……イオン化箱、３……固体
（または液体）試料、４……ヒータ、７……イオ
ンビーム、８……マグネトロン、９，１１……ガ
ス導入パイプ、１０……加速電極、１５……引出
電極、１７……フランジ部、１８……イオン化箱
支柱、２２……マイクロ波導波管開口部、２３〜
２６……蒸発炉取付用開口。
適用した第１実施例の要部構造の断面図、第２図
は第１図のフランジ部の平面図、第３図は本発明
をフイラメント加熱型のイオン源に適用した第２
実施例の要部断面図、第４図は従来のマイクロ波
放電型イオン源の構造を示す断面図、第５図は従
来のフイラメント加熱型イオン源の概略断面図で
ある。 １……蒸発炉、２……イオン化箱、３……固体
（または液体）試料、４……ヒータ、７……イオ
ンビーム、８……マグネトロン、９，１１……ガ
ス導入パイプ、１０……加速電極、１５……引出
電極、１７……フランジ部、１８……イオン化箱
支柱、２２……マイクロ波導波管開口部、２３〜
２６……蒸発炉取付用開口。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 固体あるいは液体の試料を加熱して蒸発させ
る蒸発炉と、前記蒸発炉で発生された蒸気をイオ
ン化箱に導入する手段と、イオン化箱内に導入さ
れた前記蒸気をイオン化する手段と、前記イオン
化箱内のイオンをイオンビームとして引出す手段
とを具備した蒸発炉付イオン源において、前記蒸
発炉およびイオン化箱への蒸気導入手段が複数対
設けられたことを特徴とする蒸発炉付イオン源。 ２ 複数の蒸発炉は、イオン源の軸の周囲に配設
されたことを特徴とする前記特許請求の範囲第１
項記載の蒸発炉付イオン源。 ３ 複数の蒸発炉は、イオン源の軸の周囲にほぼ
対称に配設されたことを特徴とする前記特許請求
の範囲第１項記載の蒸発炉付イオン源。 ４ イオン源がマイクロ波放電型イオン源である
ことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項ない
し第３項のいずれかに記載の蒸発炉付イオン源。 ５ イオン源がフイラメント加熱型イオン源であ
ることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項な
いし第３項のいずれかに記載の蒸発炉付イオン
源。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59226745A JPS61107643A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | 蒸発炉付イオン源 |
| US06/792,285 US4703180A (en) | 1984-10-30 | 1985-10-28 | Microwave discharge type ion source for ion injection devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59226745A JPS61107643A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | 蒸発炉付イオン源 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7019862A Division JP2572726B2 (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 蒸発炉付イオン源を用いた半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61107643A JPS61107643A (ja) | 1986-05-26 |
| JPH0531260B2 true JPH0531260B2 (ja) | 1993-05-12 |
Family
ID=16849939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59226745A Granted JPS61107643A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | 蒸発炉付イオン源 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4703180A (ja) |
| JP (1) | JPS61107643A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009544120A (ja) * | 2006-07-14 | 2009-12-10 | エフ・イ−・アイ・カンパニー | マルチソース型のプラズマ集束イオン・ビーム・システム |
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| US5089746A (en) * | 1989-02-14 | 1992-02-18 | Varian Associates, Inc. | Production of ion beams by chemically enhanced sputtering of solids |
| GB9009319D0 (en) * | 1990-04-25 | 1990-06-20 | Secr Defence | Gaseous radical source |
| US5313067A (en) * | 1992-05-27 | 1994-05-17 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Ion processing apparatus including plasma ion source and mass spectrometer for ion deposition, ion implantation, or isotope separation |
| US5295089A (en) * | 1992-05-28 | 1994-03-15 | Emilio Ambasz | Soft, foldable consumer electronic products |
| US5504340A (en) * | 1993-03-10 | 1996-04-02 | Hitachi, Ltd. | Process method and apparatus using focused ion beam generating means |
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| JP4289837B2 (ja) | 2002-07-15 | 2009-07-01 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | イオン注入方法及びｓｏｉウエハの製造方法 |
| JP4328067B2 (ja) | 2002-07-31 | 2009-09-09 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | イオン注入方法及びｓｏｉウエハの製造方法、並びにイオン注入装置 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61107643A (ja) | 1986-05-26 |
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