JPH0531798Y2

JPH0531798Y2 -

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Publication number: JPH0531798Y2
Application number: JP19997387U
Authority: JP
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1993-08-16
Anticipated expiration: 2002-12-28
Also published as: JPH01103248U

Description

【考案の詳細な説明】技術分野本考案は、イオン注入装置等に用いられるイオ
ン源のアークチヤンバに関する。

考案の構成半導体では、不純物のドーピングにより特性を
制御することが一般に行われている。不純物のド
ーピング方法としては、熱拡散法、イオン注入法
などが知られているが、不純物量が正確に制御
できること、低温でドーピングが可能なこと、
不純物の深さ方向分布の制御が容易なことなど
の点で、イオン注入法が優れている。

イオン注入法は、リン、ボロンなどのガスイオ
ンを発生せしめ、これを加速して高速で基板に打
ち込む方式であり、イオン源のイオン発生装置と
してアークチヤンバが用いられている。

第７図は、従来のフリーマン型のイオン源のア
ークチヤンバ近傍を示す断面図である。アークチ
ヤンバ１１にはガス導入口３５およびイオンビー
ム引出しスリツト１５が設けられており、アーク
チヤンバ１１内には、これと電気的に絶縁してフ
イラメント５１が配置されている。５３は絶縁
体、５５は電極５７は供給電極を示す。アークチ
ヤンバ１１は、四角筒状のアークチヤンバ本体１
６とサイドプレート１２，１２とから構成されて
おり、支持杆６１にネジ止めで固定されている。

ガス供給管６３から、アルシン（AsH₃）、ホ
スフイン（PH₃）、三塩化ホウ素（BCl₃）などの
イオン注入用ガスをアークチヤンバ１１内に導
き、電極５３によりフイラメント５１に電圧を印
加すると、アークチヤンバ１１内で放電が起こ
り、プラズマが発生する。イオンビーム引出しス
リツト１５の前方（図中右側）近傍に設けられた
引出し電極（図示せず）により、イオンビーム引
出しスリツト１５からイオンビームが引出され、
加速されてイオン注入が行われる。

イオン注入を続けていくと、スパツタリングに
よりイオンビーム引出しスリツト１５の形状が変
化してしまい、初期の設定条件でイオンビームの
引出しが行えなくなる。そこで、イオンビーム引
出しスリツトの形状が変化した場合は、アークチ
ヤンバ１１を交換していた。

しかし、アークチヤンバ１１は放電時高温に曝
されることから、モリブデンのような高融点材料
を使用しているため高価であり、ランニングコス
トが高くなる。そこで、イオンビーム引出しスリ
ツト１５が形成されたフロントプレート部１６ａ
をアークチヤンバ本体１６とは別体で形成し、ネ
ジ止めすることが考えられる。しかしながら、ア
ークチヤンバ１１が高温に曝されるため、ネジが
焼け付いてしまうことも珍しくなく、フロントプ
レート部１６ａが交換不能となつたり、非常に交
換に手間取る。

また、イオンを安定に生成し、引出すために
は、アークチヤンバを清浄に保つことが要求され
る。そのため、簡単に分解でき、清掃が容易に行
えるアークチヤンバが望まれていた。イオン注入
においては、アルシン、ホスフインなどの毒性の
高いガスが用いらることからもこの点は重要であ
る。

なお、以上イオン注入装置を例に挙げて説明し
たが、他のに用いられるイオン源についても、事
情はほぼ同じである。

考案の目的本考案は、簡単に分解でき、メンテナンスが容
易なアークチヤンバを提供するものである。

考案の構成本考案のイオン源のアークチヤンバは、ガス導
入口およびイオンビーム引出しスリツトが設けら
れ、フイラメントが電気的に絶縁して配置された
イオン源のアークチヤンバにおいて、前方イオン
ビーム引出しスリツトを形成したフロントプレー
トをアークチヤンバ本体と別体とし、該フロント
プレートをアークチヤンバ本体に対して板バネに
より挾圧して固定したことを特徴とする。

以下、添付図面に沿つて本考案をさらに詳細に
説明する。

第１図は、本考案のアークチヤンバの実施例を
示す分解斜視図であり、第２図はその線Ａ−Ａに
沿つた組立体の断面図、第３図は線Ｂ−Ｂに沿つ
た同様の断面図である。

アークチヤンバ１１は、アークチヤンバ本体２
１、フロントプレート１３およびバツクプレート
３１から構成されている。フロントプレート１３
およびバツクプレート３１は、その内面側にそれ
ぞれ嵌口用凸部１９，３５が設けられている。ま
た、フロントプレート１３の長手方向の対向辺の
縁部にはそれぞれ挾圧用切込部１７，１７が設け
られている。この挾圧用切込部１７，１７は、イ
オンビーム引出しスリツト１５から極力離して隅
部に設けることが望ましい。これはイオンビーム
の引出し特性に悪影響を与えないためである。バ
ツクプレート３１にも、フロントプレート１３の
それと対応する位置に、挾圧用切込部３７，３７
が設けられている。

第２図および第３図に示したように、アークチ
ヤンバ本体２１、フロントプレート１３およびバ
ツクプレート３１を組み立て、挾圧用切込部１
７，１７，３７，３７を利用して、板バネ４１，
４３により、フロントプレート１３とバツクプレ
ート３１を挾み込むことにより、本体２１、フロ
ントプレート１３およびバツクプレート３１が一
体となつて、アークチヤンバ１１が構成される。
第７図にも示したように、イオン注入装置におい
ては、横方向あるいは前方を下方に傾けて使用さ
れることが多いが、このような場合に、３者をし
つかりと挾圧、保持することができる。板バネ４
１，４３は、タングステンなどを用いることがで
きる。

第４図にも示すように、挾圧用切込部１７は、
前方向（図中右側方向）を深く切り込むようにす
ることにより（αが正の角度となる）、板バネ４
３による挾持をよりいつそう確実にすることがで
きる。挾圧用切込部３７の場合にも同様である。
また、フロントプレート１３のイオンビーム引出
しスリツト１５の先端部１３ａよりも、板バネ４
３の先端部４３ａが引つ込むようにすることが望
ましい。これは、図示していないが、イオンビー
ム引出しスリツト１５の前方近傍には電圧が印加
された引出し電極が設けられているので、これと
の間の異常放電等の悪影響を防止するためであ
る。第１図中、３５はガス導入口、３９，３９は
アークチヤンバ１１を支持杆５１（第７図参照）
に取付けるためのネジ穴である。

第５図はフロントプレート１３の変形例を示す
斜視図であり、第６図はこれを用いたアークチヤ
ンバの断面図である。このように、イオンビーム
の引出しに悪影響がない範囲で、挾圧用切込部１
８，１８，３８，３８をアークチヤンバの中央部
の縁部に設けることもできる。

考案の効果本考案によれば、アークチヤンバの清掃あるい
はフロントプレートの交換に際しては、板バネを
取り外すだけで簡単に分解できるので、交換およ
び清掃が極めて容易であり、ランニングコストを
下げ、簡単なメンテナンスでイオンビームを引出
すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案のアークチヤンバの実施例を
示す分解斜視図である。第２図は第１図の線Ａ−
Ａに沿つた組立断面図、第３図は同様に線Ｂ−Ｂ
に沿つた断面図である。第４図は、挾圧用切込近
傍を示す拡大説明図である。第５図は、フロント
プレートの他の構成例を示す斜視図、第６図はそ
れを用いたアークチヤンバの断面図である。第７
図は、従来のアークチヤンバを示す断面図であ
る。１１……アークチヤンバ、１３……フロントプ
レート、１５……イオンビーム引出しスリツト、
１７……挾圧用切込部、１９……嵌合凸部、２１
……アークチヤンバ本体、２３……電極用穴、３
１……バツクプレート、３３……嵌合凸部、３５
……ガス導入口、３７……挾圧用切込部、４１，
４３……板バネ、５１……フイラメント、５５…
…電極、６１……支持杆、６３……ガス導入管。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

ガス導入口およびイオンビーム引出しスリツト
が設けられ、フイラメントが電気的に絶縁して配
置されたイオン源のアークチヤンバにおいて、前
記イオンビーム引出しスリツトを形成したフロン
トプレートをアークチヤンバ本体と別体とし、該
フロントプレートをアークチヤンバ本体に対して
板バネにより挾圧して固定したことを特徴とする
アークチヤンバ。