JPS6261259A

JPS6261259A - イオン注入装置

Info

Publication number: JPS6261259A
Application number: JP19900585A
Authority: JP
Inventors: Hideki Ishigaki; 石垣　秀樹
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1985-09-09
Filing date: 1985-09-09
Publication date: 1987-03-17
Anticipated expiration: 2010-03-29
Also published as: JPH0727768B2

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】［産業上の利用分野コこの発明は、イオン注入装置に関し、特に、゛１′導体
基板にイオンを打ぢ込む装置において、その稼働効率を
向１゜し、効率的なイオン１１ち込みができるような４
１７１１人装置に関する。

［従来の技術］イオンソースで発生する不純物イオンを高電界で加速し
て゛］４導体基板内に打ち込むイオン打ち込み装置とし
て、例えばフリーマン形で代表される熱陰極形のイオン
ソースを有するイオン注入装置があり、これは、イオン
が安定な状態で発生すること、メンテナンスが容易であ
ることなどからｆ導体製造装置用のイオン注入装置とし
て広く用いられている。そしてこのような装置では、イ
オンソースを定期的に清掃したり、イオンソースチャン
バ（イオンソースヘッド）等の部品の交換が必要とされ
る。

第５図（ａ）は、このような従来のフリーマン形のイオ
ン注入装置の一例を示すものであって、第５図（ｂ）は
、そのイオンソースの説明図である。

■は、イオンソースであり、イオンソース１からＩＦイ
オンが−・定のエネルギーで引き出し電極２により引き
出され、質量分析器３により質量分析される。そしてス
リット４で完全に分離した所望のイオンが加速管５で最
終エネルギーまで加速される。

次に、イオンビームは、４極レンズ６により基板面１２
に収束点を持つよう収束されて、走査電極７，８により
基板に一様にＪｌち込みＭが分４１するように制御され
、偏向電極９により曲げられて。

マスク１０．ファラデーカ、ツブ１１を経て基板１２に
至る。

ここで、イオンは、第５図（ｂ）に見るように、真空引
きされてｌＸｌ０−’ｔｏｒｒ程度の真空度となったイ
オンソースチャンバ２２内でイオン化されて、そこに配
置された棒状フィラメント２１と直角方向にイオンビー
ムとして引き出される。

なお、２０はイオンソースハウジングであり、２３．２
３は電磁石、２４は接地電極、２５はスリブｌ−１２６
はガス導入ＩＩ、２７はイオンビームである。

ところで、このようなイオンソースは、当然のことなが
ら使用して行くうちに棒状フィラメント２１が消耗して
切れる。このイオンソースのフィラメントが切れた場合
には、イオンソースチャン−〇− バ自身がかなり加熱されているので、１“〔空に保持し
たまま自然冷却させなければならない。

また、イオンソースハウジング２０．イオンソースチャ
ンバ２２がイオン焼けして６染されてしまうことが起き
る。このような状態になったときには、イオン注入作業
を停止１−シ、イオンソースチャンバ２２の交換とか、
イオンソースハウジング２０自身の清掃作業を行う必髪
がある。

［解決しようとする問題点］前記自然冷却には、少なくとも数時間はかかり、この時
間が短いとイオンソースチャンバ自身を人気に曝したこ
とにより、その材料９例えばモリブデンを酸化させてし
まい、イオンソースチャンバ自身の寿命を短くするとい
う問題点がある。

また、イオンソースチャンバを交換した場合には、その
交換後に真空引きし、イオンソースチャンバ自体の空焼
きによるガス出し作業に入るため、少なくとも数時間は
、イオン１人装置を停市しなけらばならず、ＣＩ業効率
がノ］常に悪い。

さらに、イオンソースハウジング自身の？ちれにより晶
型ｊｌ放電が起こった場合なとでは、ハウジング自身を
本体から取り外して分解し、清＋Ｊ　Ｍ業をしなければ
ならす、分解清掃後、イオンソースハウジングの１１１
組み１７．てを行い、イオン注入装置に取り付けて真空
引きを行うことになるが、この作業は、先に述べたイオ
ンソースチャンバ自身の空焼きの場合よりもさらに時間
がかかる。

このようにイオン注入作業を中断してこれらの交換作業
とか、分解作業をしなけらばならないと言うことは、ユ
ーザにとって装置がダウンしたことにも相当するし、ま
た、これはＭＴＢＦ（−Ｔｉ、均故障間隔）の時間が伸
びない等の原因ともなっている。

したがって、このようなフィラメントの交換からイオン
注入動作までの装置が稼働しない時間。

そして清掃作業からイオン注入動作までの装置が稼働し
ない時間は、土導体装置の高置が伸びている現ｒ１にあ
っては、大きなロスタイトであり、先のような作業をイ
１うことにより装置の稼働率が低ドすることは大きな問
題となる。

［発明の目的コこの発明は、このような従来技術の問題点笠にかんがみ
てなされたものであって、このような問題点等を解決す
るとともに、装置の稼働ヰ（を同士させることができる
イオン１人装置を提供することをＬｌ的とする。

［問題点を解決するための手段コところで、現在のイオンソースチャンバの寿命が短かい
という原因には２つのものが考えられる。

■フィラメント自身の寿命に問題があること。すなオ）
ち、フィラメントが細って切れてしまうこと。

■フィラメントが切れないまでも、イオンソースハウジ
ング自身が汚れることにより高電界放電が多く発生して
実質１−使用できなくなること。

■の原因については、フィラメントの寿命が今後伸びた
としても、これは時間がたてば必ず起きる現象であると
＝１える。

そこで、この発明は、このような２つの原因を受は入れ
た−１−で、実質的なイオン注入作業の時間を伸ばすこ
とに着１−１シたものである。すなわち、２個のイオン
ソースを搭載してこれらを切り替えて使用することによ
り、　一方が使用不能のときに、他力を稼働させてイオ
ンｔ１人伯業の中断時間を短くするというものであって
、かつこの切り替え使用時に同時に使用不能となった他
のイオンソースについてイオンソースチャンバを自然冷
却する時間にあてるとか、イオンソースハウジングの取
り外し作業に当てるものである。

このように使用不能のイオンソースについての稼働京備
作業を現在稼働中のイオンソースによるイオン注入作業
と同時進行させて、この間に、使用不能なイオンソース
側を待機状態までもって行き、次に稼働中の一方が使用
不能になったときには即座にイオン注入作業をバックア
ップできるようにする。

しかして、前記のような［−１的を達成するためのこの
発明のイオンｉ１人装置における手段は、第１及び第２
のイオンソースと、これら第１及び第２のイオンソース
の１つを選択的に稼働する手段と、稼働中のイオンソー
スと稼働していないイオンソースとが相ｒ１：に影響し
ないように分離するための遮閉部と、第１及び第２のイ
オンソースからのそれぞれのイオンビームを通過させて
質…分離する質（武分析器と準備えていて、質量分析器
はイオンビームの出「１側に第１及び第２のイオンソー
スからのそれぞれのイオンビームを所定の方向に収束さ
せるための調整部を有していて、　一方のイオンソース
の稼働中に他方のイオンソースに対して稼働準備処理を
打うというものである。

［作用コこのように構成することにより、−一方のイオンソース
のフィラメントが切れた場合にも、他方のイオンソース
からイオンを発生させてイオン注入作業を続行でき、一
方のイオンソースのイオンソースチャンバ自身を真空に
保持したままゆっくりと自然冷却させる時間を確保する
ことができるので、１−分な自然冷却ができる。したが
って、チャンバ自身の寿命を長くできるとともに、この
間、イオン注入を中断させなくても済む。

また、使用不能な・力のイオンソースがフィラメン］・
の交換後に真空引きに入り、イオンソースチャンバ及び
イオンソース自体の空焼きによるガスＩｆｆ　Ｌ　４’
ｌ業に入っていても、この間他力のイオンソースからイ
オン注入を行うことができるのでイオン注入装置の効率
を向トさせることができる。

さらに、イオンソースハウジング自身の馬れにより、島
電圧放電が起こった場合などでは、ノ飄つジング自身を
本体から取り外して分解して清掃作業をし、分解清掃後
、イオンソースハウジングの１１１組み＼γてを行い、
イオン注入装置に取り付けて真空引きを行うことになる
が、−一方のイオンソースの分解清掃作業中であっても
他方のイオンソースからイオン注入装置を続行させるこ
ともできる。

しかも、質は分析器が１つとなるので、装置全体を大型
化せず、イオンソース１つの場合に近い形態のイオン１
人装置を実現できる。

したがって、このようなフィラメントの交換からイオン
？１人動作までの装置が稼働しない時間。

そして？？ｊ掃作業からイオンｌｌ大動性までの装置６
が稼働しない時間は、これら作業の移行に関係するほと
んどわずかな時間となりイオン注入装置の稼働率が大き
く向上し、小型のイオン注入装置を提供できる。

［実施例］以ド、この発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。

第１図は、この発明を適用したイオン注入装置のイオン
ソース部分を中心とした概要図であり、第２図は、その
電源供給回路の説明図、第３図は、その遮断部の説明図
、第４図は、その質量分析器の詳細図である。なお、第
５図（ａ）、（ｂ）におけるものと同一・なものは、同
一・の符号で示す。

第１図において、３０は、イオン注入装置であって、第
１．第２のイオンソース３１．３２準備えていて、これ
ら第１．第２のイオンソース３１゜３２は、それぞれ質
量分析器３９に対して対称となる位置にレイアウトされ
ている。そしてこれら各イオンソース３１．３２は、第
２図に見る電源回路４０により選択的にその１つが稼働
状態とされ、他の−一方は稼働準備状帳とされる制御が
なされる。

第１図において、３３がこの電源回路４０が内蔵された
電源部であり、イオンソース用型隙４１及び空焼き用の
電ｆｆＡ４２とその切り替え回路部４３とからなる。ま
た、第１図における３４は、ガスボックスであって、内
部に第１のイオンソース３１及び第２のイオンソース３
２に対応するそれぞれの弁をす１していて、第１のイオ
ンソース３１又は第２のイオンソース３２のいずれか・
力又は双方に内蔵ボンベからガスを供給する。

また、３５ａは、第１のイオンソース３１に対応して設
けられている第１のイオンソース拡散ポンプであり、３
５ｂは、第２のイオンソース３２に対応して設けられて
いる第２のイオンソース拡散ポンプである。

第１のイオンソース拡散ポンプ３５ａは、第１のイオン
ビーム導入管３ｅａに設けられた開閉１１１能な第１の
遮断部３７ａの後ろの質量分析器３９側に連通している
。　一方、第２のイオンソース拡故ポンプ３５ｂは、第
２のイオンビーム導入管３６　ｂに設けられた開閉ｉｉ
）能な第２の遮断部３７ｂの後ろの質ｉ＋１分析器３９
側に連通している。ここに遮断部３７　ａ＋　　３７　
ｂは、それぞれ稼働中のノ」のイオンソースと稼働学術
中の他力のイオンソースとが相Ｉｌ：に影響を１」えな
いようにこれらを分離するために設けられているもので
ある。

さて、第１のイオンソース３１は、イオンビーム３８ａ
を発生し、第２のイオンソース３２は、第２のイオンビ
ーム３８ｂを発生し、これらは、同・の質量１分析器３
９を通過してｉ＋Ｊ変スリスリット４向へと収束されて
加速管５へと至る。

ここで、質量分析器３９は、第４図に見るように、両方
向からのイオンビームを受は入れる関係からその６曲構
造を対称形に展開した双頭形のものであり、第１のイオ
ンソース３１使用時と第２のイオンソース３２使用時と
では、その電流極Ｗ＋が切り替えられるものである。こ
のことにより１個の質■分析器３９を使用することがで
き、装置全体は小型化できることになる。

この質ｈ１分析器３９のイオンビーｌ、出１１には、出
射イオンビーｌ、を収束させるために、マグネノトフＡ
−力用の角庶調整＋ｉＪ能な調整部として磁極ボール３
９ａ（又はｉｉＪ変角度／ム）が設けられている。この
磁極ボール３９　ａを第１．第２の位置にそれぞれ設定
することにより、第１のイオンソース３１からのイオン
ビームも、第２のイオンソース３２からのイオンビーム
もそれぞれｉ＋）変スリット４の開１−１位置に収束さ
せるものである。

そして、磁気ボール３９ａは、これら第１の設定位置と
第２の設定位置との間において調節可能なように！・、
ドに配置された連動するステッピングモータｅｏ、ｅｏ
の駆動により特定範囲で角度調整か１ｉＪ能であり、そ
の制御により磁気ボール３９ａを特定の設定位置に固定
することができる。

このような構造の質量分析器３９を設けることにより、
１つの質−１分析器によりｌ■変スリ、シト４側に対す
るイオンビーｌ、の収束の調整が筒中にできる。

さて、第２図における切り替え回路４３は、連動して動
作する２つのＩＪＪり替えスイ・ノチ４３ａ。

４３ｂから構成されていて、切り替えスイ、ソチ４３ａ
は、イオンソース用型ｆＰＡ４１を第１．第２のイオン
ソース３１，３２のいずれか一方のイオンソースに切り
替え接続するスイッチである。また、切り替えスイッチ
４３ｂは、空焼き用電源４２を第１．第２のイオンソー
ス３１．３２のうちイオンソース用電源４１が接続され
ていないいずれか他方のイオンソースに切り替え接続す
るスイ・ソチであるり、切り替えスイッチ４３ａと連動
して動作する。

なお、４４はイオンソース用電源４１の電力供給スイッ
チであり、４５は空焼き用の電源４２の電力供給スイッ
チであって、この空焼き用の電源４２は、精度の悪い電
源を用意すれば足りるものである。

ここで、第１．第２の遮断部３７ａ、３７ｂは、同一の
構成を自するものであって、第３図に見るように、それ
ぞれシャッタ５０と空気バルブ５１とを有している。

シャッタ５０は、イオンビーム３８ａ、３８ｂを遮断す
るためのものであって、イオンビーム導入管３Ｅ３ａ、
３８ｂの質量分析器３９側にそれぞれ配置されている。

そしてその表面には、グラファイトのコーティング層５
０　ａが保護層として設けられている。

一方、空気バルブ５１は、それぞれイオンビーム導入管
３８ａ、３６ｂのイオンソース３１，３２側にそれぞれ
配置されている。そしてそれぞれイオンビーム導入管３
６　ａ　＋　　３６ｂにおいて、イオンソース側と質ｈ
１分析器３９側とを４１切り、圧力的にも独ｑな部屋と
するためのものである。このようにすることによりイオ
ンソースチヤンノ（の交換０業を独立に行うことができ
る。

サテ、シャッタ５０は、エアーシリンダ５２により開閉
駆動されるものであって、エアーシリンダ５２の軸がシ
ャフト５２ａに結合され、シャツ）　５２　ｃｌの先端
側にンヤソタ５０が固定されている。そしてエアー７リ
ンダ５２を引込み作動してこれを引き込んだときに、シ
ャッタ５０は、収納室５０ａに収納されることによりイ
オンビーム導入管３　ｅ　ａ　＋　　３６　ｂから退避
して、これを遮断状聾から解放状態にする。

また、エアーシリンダ５２を伸張作動させたときには、
シャッタ５０が収納室５１ｂからイオンビーム導入管３
８ａ、３６ｂの通路へと突出し、通路に益をする。この
ことによりイオンソース３１及びイオンソース３２から
のイオンビームをそれぞれ遮断する。

なお、イオンビームを完全に遮断するためにイオンビー
ム導入管３ｅａ、３ｅｂ側には、フランジ５０ｂ、５０
ｂが設けられていて、シャフト５２ａの収納室５０ａ側
貫通部には、密閉状態を確保するために、シール部５０
ｃが設けられ、ンヤッタ５０とシャツ）５２ａとは内部
が中空であって、冷却のために冷媒（フォレオンガス等
）がその中に通される。

空気バルブ５１は、エアーシリンダ５３により開閉駆動
されるものであって、この空気バルブ５１とシャッタ５
０とは連動して動作する。そして空気バルブ５１は、エ
アーシリンダ５３の軸力シャフト５３ａに結合され、シ
ャフト５３ａに甲？１リンク機構５４．５４を介して取
り付けられている。そこでエアーシリンダ５３を引き込
み作動して引さ込んだときに、空気バルブ５１は、収納
部５０ｄに収納されることによりイオンビーム導入管３
６ａ、３Ｂｂから退避して、これを遮断状態から解放状
態にする。

また、エアーシリンダ５３を仲へ作動させたときには、
空気バルブ５１が収納部５０ｄからイオンビーム導入管
３Ｃ３ａ、３６ｂの通路へと突出し、この前進運動によ
り平行リンク機構５４．５４が空気バルブ５１をイオン
ソース３１　、　３２（１１１１へ、’：押し出して、
イオンソース３１，３２側の通路を完全に密閉状態に黒
をする。このことによりイオンソース３１．３２側がＩ
ｌ力的にみて独＼γな部屋とすることができる。

その結果、イオン２１人竹業を中断することなしに、イ
オンソースチャンバの交換作業を１１うことができる。

なお、第３図において、５５は、第１．第２のイオンソ
ース拡散ポンプ３５ａ、３５ｂに連通する開１１部分で
あり、５６は、隔壁である。また、ンヤフ）５３ａの収
納部５０ｄ側ｎ通部には、密閉状塵を確保するために、
／−ル部５０ｅが設けられている。

ところで、この第１．第２の遮断部３７ａ、３７ｂは、
シャッタか空気バルブのいずれか−一方であってもよく
、特に、す１にイオンビームを遮断するときには、シャ
ッタだけの構成とすることもできる。このような場合に
は、−・１−１．イオン注入作業を停止してからイオン
ソースチャンバ等の交換作業を行うことになるが、冷却
作業とイオン注入作業とは同時に進行させることができ
る。

また、空気バルブ５１だけのときには、空気バルブ５１
の相手方のイオンソース側に保護層を設けるとよい。

次に、その取り扱い操作を説明すると、ます、−一方の
イオンソース、例えば第１のイオンソース３１のフィラ
メントが切断した場合には、そのイオンソースチャンバ
の冷却お？ｉうことになる。このときには、第１の遮断
部３７Ｈ１のエアーシリンダ５２．５３を伸張作動させ
て、ンヤソ９５０及び空気バルブ５１を閉めて、第１の
イオンビーム導入管３６ａを閉じるとともに、第２の遮
断部３７ｂのエアーシリンダ５２．５３を引き込み作動
させて、シャッタ５０及び空気バルブ５１を開けて、第
２のイオンビーム導入管３８ｂを解放状態にする。

次に、第２図に見る電隙部３３のＱノリ替え回路４３を
第２のイオンソース３２選択接続側に切り替えて、イオ
ンソース用電源４１から第２のイオンソース３２に電力
を供給して、第２のイオンソース３２側を動作させてこ
れにてイオンｎ入伯業を継続する。なお、この切り替え
は、イオンソース用型源供給スイ、チ４４を投入した状
態であっもよく、　・口、これを切断してから切り替え
てもよい。

ところで、この場合、この第２のイオンソース３２から
のイオン注入におけるイオンビーム３８ｂが第１のイオ
ンソース３１に入射してきても、第１の遮断部３７ａ（
そのンヤノタ５０）が閉じられているので、第１のイオ
ンソース３１は、影響を受けることはない。そして第１
のイオンソース３１は、独＼”ｆに自然冷却に状態に入
ることができる。第１のイオンソース３１のイオンソー
スチャンバが十分冷却した時点で、第１のイオンソース
３１を切りはなし、人気Ｆ［シた後、イオンソースチャ
ンバ２２の交換をする。

このようにすることにより、イオンソースチャンバ２２
、イオンソースハウジング２０の酸化ヲ防１１・して、
これらの寿命を向１−させることができる。

さて、第１のイオンソース３１のイオンソースチャンバ
の交換が終ｒすると、交換したイオンソースチャンバの
空焼き作業を開始する。これは、第２図の空焼き開始ス
イッチ４５を没入することにより行われる。

この空焼き中においても、第２のイオンソース３２のイ
オン１１人作文は継続される。そして空焼きが終ｒした
時点でそのまま又は真空引きがされだ後に、第１のイオ
ンソース３２は、待機状咀となりその稼働準備処理を終
ｒする。

なお、イオンソースチャンバの交換作業の時間は、数分
で済むので、全体的な稼働時間に対しては、無視できる
程度である。また、遮断部がｒｔｌなるイオンビームを
遮断するシャ、夕だけの構成のときには、　・１．イオ
ン１１人作文を中１１・することになるが、このような
場合は、第２のイオンソース３２によるイオン注入作業
は、　・１１．真空引きした後に行うことになる。

このようにして、第２のイオンソース３２によりイオン
？■大信業が続行されて、やがて、第２のイオンソース
３２のフィラメントが切れたときには、今度は、第２の
イオンソース３２のイオンソースチャンバの冷却お行う
ことになる。

このときには、第２の遮断部３７ｂのエアーシリンダ５
２．５３を伸張作動させて、シャッタ５０及び空気バル
ブ５１を閉めて、第２のイオンビーｌ、導入管３８ｂを
閉じるとともに、第１の遮断部３７ｂのエアーシリンダ
５２．５３を引き込み作動させて、シャッタ５０及び空
気バルブ５１を開けて、第１のイオンビーム導入管３６
ｂを解放状態にする。次に、第２図に見る電源部３３の
切り替え回路４３を第１のイオンソース３１選択接続側
にり」り替えて、イオンソース用電源４１から第１のイ
オンソース３２に電力を供給して、第１のイオンソース
３１側を動作させてこれにてイオン注入作業を継続する
。

そして前記と同様に第１のイオンソース３１は稼働状態
として、第２のイオンソース３２に対して稼働準備処理
を行う。

ところで、イオンソースハウジング自身が馬れたときに
は、イオンソース自身を本体から取り出して、イオンソ
ースハウジングを取り外し、分解クリーニングすること
になる。この場合も前記のイオンソースチャンバの交換
の場合にをすることになるが、第１．第２の遮断部３７
　ａ　＋　３７１）に設けられた空気バルブ５１により
、イオンソース側と質量分析器３９側とを仕切り、圧力
的にみてこれらを独立な部屋とすることにより、その分
解［１は、他方の稼働中のイオンソースによるイオン１
１人作文とは独＼γにできる。

また、遮断部３７ａ、３７ｂが、甲に、シャッタからな
るものであれば、イオンソース自体を取り外すときのみ
他）ｊの稼働中のイオンソースからのイオン注入作業を
中断する。そして分解クリーニング後の組み立て終−ｒ
後に、再び同様に、イオン注入０４ｍを中断して、取り
付ける。このことによりイオン注入作業の稼働率を従来
より向１−させることが可能である。

このように、第１及び第２のイオンソースのうちの稼働
１４能な状態にある一方を稼働し、この一方のイオンソ
ースの稼働中に他力のイオンソースに対して稼働準備処
理を行う。すなわち、　方のイオンソースのメンテナン
ス作業中に他方のイオンソースを使用してイオン１１人
作文を続けることができ、特に、イオンソースチャンバ
等の交換作業は、１・分に冷却してから行えるものであ
る。

ところで、空焼き用の電源は、精度の高くない電源を使
用できるので経済的なものとなり、他力のイオンソース
を稼働しているときに、　−力のイオンソースをすぐに
使用できる状態まで−ｙちＬげることがてきる。したが
って、実質的にほぼ１００％に近い稼働率を確保するこ
とができる。

以１−説明してきたが、実施例にあっては、２つのイオ
ンソース系を設けて、これらに独立にｉ（空ｕｌ気系を
設け、かつ独立の空焼き専用電源を設け、電源系統とか
、ガスボックスを共通に利用しているが、その他共用で
きるのちには、ベーボライザー系、イオンソース電磁石
電源系をはじめ各種のものがある。しかし、ガスボック
スをはじめとして各種の電源系）はそれぞれ独自に設け
られてもよいことはもちろんである。

また、実施例では、イオンビーム導入管側にイオンソー
スからのイオンビームを遮断するために遮断部を設けて
いるが、イオンビームを遮断できれば、その位置は問わ
ない。また、実施例では、シャッタと空気バルブとを連
動させているか、これらは必ずしも連動させる必要はな
い。

［発明の効果コ以１の説明から理解できるように、この発明のイオン注
入装置にあっては、第１及び第２のイオンソースと、こ
れら第１及び第２のイオンソースの１つを選択的に稼働
する手段と、稼働中のイオンソースと稼働していないイ
オンソースとが相ｌＪ゛に影響しないように分離するた
めの遮閉部と、第１及び第２のイオンソースからのそれ
ぞれのイオンビームを通過させて質に分離する質１１分
析番と準備えていて、質に分析器はイオンビーム、の出
目側に第１及び第２のイオンソースからのそれぞれのイ
オンビームを所定の力量に収束させるための調整部をイ
ｊしていて、　方のイオンソースの稼働中に他方のイオ
ンソースに対して稼働準備処理を１ｊうものであるので
、　・力のイオンソースのフィラメントか切れた場合に
も、他力のイオンソースからイオンを発生させてイオン
注入装置を続行でキ、一方のイオンソースのイオンソー
スチャンバ自身を真空に保持したままゆっくりと自然冷
却させる時間を確保することができる。

その結果、ｌ−分な自然冷却ができ、チャンバ自身の）
ｉ命を長くできるとともに、この間イオンビームを中断
させなくても済む。

また、使用不能な一方のイオンソースがフィラメントの
交換後に真空引きに入り、イオンソースチャンバ及びイ
オンソース自体のの空焼きによるガス出し作業に入って
いても、この間他方のイオンソースから４１７７１人を
行うことができるのでイオン２１人作業の効ヰ（を向Ｉ
−させることができる。

さらに、イオンソースハウジング自身の汚れにより高電
圧放電が起こった場合などでは、チャンバ自身を本体か
ら取り外して分解して清掃作業をし、分解清掃後、イオ
ンソースハウジングの再組み立てを１１い、イオン注入
装置に取り付けて真空引きを行うことになるが、一方が
分解清掃作業中であっても他方のイオンソースからイオ
ン汀人作又を続行させることもできる。

しかも、質量分析器が１つとなるので、装置全体を大型
化せず、イオンソース１つの場合に近い形態のイオン注
入装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のイオン注入装置を適用したイオン
注入装置のイオンソース部分を中心としたＷ要因、第２
図は、その電源供給回路の説明図、第３図は、その遮断
部の説明図、第４図は、その質Ｉ分析器の詳細図、第５
図（ａ）は、従来のフリーマン形のイオン注入装置の・
例を示す説明図、第５図（ｂ）は、そのイオンソースの
説明図である。３０・・・イオン注入装置、３１・・・第１のイオンソ
ース、３２・・・第２のイオンソース、３３・・・電源部、３４・・・ガスボックス、３５ａ・
・・第１のイオンソース拡散ポンプ、３５ｂ・・・第２
のイオンソース拡散ポンプ、３６ａ・・・第１のイオン
ビーム導入管、３Ｃ３ｂ・・・第２のイオンビーム導入
管、３７ａ・・・第１の遮断部、３７ａ・・・第１の遮
断部、３９・・・質ｈ１分析器、３９ａ・・・磁極ボー
ル、４０・・・電源回路、４１・・・イオンソース用電
源、４２・・・空焼き用の電源、４３・・・切り替え回
路部、＝３０− ５０・・・シャッタ、５１・・・空気バルブ、６０・・
・ステッピングモータ。特ｄ１出願人　東京エレクトロン株式会社代理人　　　
弁理ｌ　梶　山　信　是弁理十　山　木　富Ｖ男第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１及び第２のイオンソースと、これら第１及び
第２のイオンソースの１つを選択的に稼働する手段と、
稼働中のイオンソースと稼働していないイオンソースと
が相互に影響しないように分離するための遮閉部と、第
１及び第２のイオンソースからのそれぞれのイオンビー
ムを通過させて質量分離する質量分析器とを備えるイオ
ン注入装置であって、前記質量分析器はイオンビームの
出口側に第１及び第２のイオンソースからのそれぞれの
イオンビームを所定の方向に収束させるための調整部を
有していて、一方のイオンソースの稼働中に他方のイオ
ンソースに対して稼働準備処理を行うことを特徴とする
イオン注入装置。
（２）第１のイオンソースと第２のイオンソースとは同
一面上においてほぼ対抗する位置に配置されていて、選
択的に稼働する手段は第１及び第２のイオンソースのう
ちいずれか一方に選択的にイオンを発生するのための電
力を供給する電源回路を有していることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のイオン注入装置。
（３）イオン注入装置は、第１及び第２のイオンソース
に対応して設けられた第１及び第２の引き出し電極と第
１及び第２のイオンソースから引き出されたイオンを質
量分析器へ導入する第１および第２のイオンビーム導入
管とを有し、遮断部は、第１及び第２の遮断部として第
１及び第２のイオンビーム導入管の管路にそれぞれ対応
して設けられ、選択的に稼働する手段は、イオンソース
用電源とこのイオンソース用電源からの電力を第１及び
第２のイオンソースのうちどちらか一方へ供給する切り
替え手段とを有していてることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のイオン注入装置。
（４）第１及び第２の遮断部は、それぞれ第１及び第２
の空気バルブと、これら第１及び第２の空気バルブにそ
れぞれ対応して設けられこれらとそれぞれ連動してイオ
ンビームを遮断する第１及び第２のシャッタとを有して
いることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のイオ
ン注入装置。
（５）第１の遮断部及び第２の遮断部のいずれか一方を
解放状態とし、他方を遮断状態として解放状態に対応す
る側のイオンソースに前記イオンソース用電源を接続す
ることのよりイオンビームを発生させて稼働状態とし、
前記遮断状態に対応する側のイオンソースに対しては稼
働準備処理状態とすることを特徴とする特許請求の範囲
第３項記載のイオン注入装置。
（６）第１及び第２の遮断部は、第１及び第２の空気バ
ルブと、これら第１及び第２の空気バルブにそれぞれ対
応して設けられこれらとそれぞれ連動してイオンビーム
を遮断する第１及び第２のシャッタとを備えていて、第
１の空気バルブ及び第１のシャッタ並びに第２の空気バ
ルブ及び第２のシャッタのいずれか一方をそれぞれ開状
態にし、他方を閉状態にして開状態に対応するイオンソ
ース側に前記イオンソース用電源を接続することにより
イオンビームを発生させて稼働状態とし、かつ、前記閉
状態に対応するイオンソース側に対しては稼働準備処理
状態とすることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
のイオン注入装置。
（７）第１の空気バルブ及び第１のシャッタと第２の空
気バルブ及び第２のシャッタとがそれぞれ一体的に形成
されていることを特徴とする特許請求の範囲第４項乃至
６項のうちから選択されたいずれか１項記載のイオン注
入装置。
（８）稼働準備処理のイオンソースにイオンソース用電
源とは別の電源を接続して空焼き処理を行うことを特徴
とする特許請求の範囲第４項乃至６項のうちから選択さ
れたいずれか１項記載のイオン注入装置。