JPS63299042A - Ion implantation device - Google Patents

Ion implantation device

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JPS63299042A
JPS63299042A JP62135670A JP13567087A JPS63299042A JP S63299042 A JPS63299042 A JP S63299042A JP 62135670 A JP62135670 A JP 62135670A JP 13567087 A JP13567087 A JP 13567087A JP S63299042 A JPS63299042 A JP S63299042A
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electrodes
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Shuji Kikuchi
菊池 修二
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Tokyo Electron Ltd
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Abstract

PURPOSE:To enable an effective exchange and cleaning of electrodes, and to prevent pollution of an arc chamber within an ion source when electrodes are maintained by joining an electrode and electrode support material by engaged structure and providing an ion source having detachable structure. CONSTITUTION:An electrode part 14 and ion source part 11 are made to separate fixed structure respectively, electrodes 15-17 in the part 14 and an electrode support material 18 are joined by engaged structure, and electrodes 15-17 are made to be freely insertable and removable at the touch of a button. And when the part 11 is maintained, the part 11 is removed, an arc chamber 13 is cleaned, and a discharge filament or the entire part 11 is exchanged. This enables pollution within an ion source to be prevented when maintenance is conducted.

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、イオン注入装置に関する。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to an ion implantation device.

(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
て半導体基板内に打ち込むイオン注入装置として現在主
にフリーマン形で代表される熱陰極形のイオンソース(
イオン源)を用11て塾する。
(Prior art) Hot cathode type ion sources (typically Freeman type) are currently used as ion implanters that accelerate impurity ions generated in an ion source using a high electric field and implant them into a semiconductor substrate.
ion source).

このイオン源はイオンが安定な状態で発生するこ゛と、
メインテナンスが比較的容易であることなどから半導体
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、イオンソース部や引き出
し部、加速部等を定期的に清掃したり、フィラメント等
部品の交換などのメインテナンスが必要である。
This ion source generates ions in a stable state.
It is widely used as an ion implanter for semiconductor manufacturing equipment because maintenance is relatively easy. Such devices require maintenance such as periodic cleaning of the ion source section, extraction section, acceleration section, etc., and replacement of parts such as the filament.

第4図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、イオンソース部ω内のア
ークチャンバ■から正イオンが一定のエネルギーで引き
出し電極■により引き出され、加速電極に)により最終
エネルギーまで加速される。そして、アナライザ一部■
で質量分析により所望のイオンのみを選択し、スキャン
部0とアングルコレクタ一部■の磁界でイオンを振らせ
たリ注入角度の補正を行い、ディスク部(ハ)上の半導
体ウェハ0に所望のイオンを注入する構成である。
Figure 4 shows an example of such a conventional Freeman type ion implanter, in which positive ions are extracted with constant energy from the arc chamber ■ in the ion source part ω by the extraction electrode ■, and the accelerating electrode ) is accelerated to its final energy. And part of the analyzer■
Select only the desired ions by mass spectrometry, correct the re-implantation angle by swinging the ions with the magnetic field of the scanning section 0 and the angle collector part 2, and place the desired ions onto the semiconductor wafer 0 on the disk section (c). This is a configuration for implanting ions.

ここで、イオンは第5図に見るように、真空引きされて
1×10″″3Pa程度の真空度となったイオンソース
部(υ内のアークチャンバ■から引き出し電極■により
引き出され、加速電極(へ)により加速される。また、
グランド電極(10)によりイオンビームの発散が防止
される。
Here, as shown in Fig. 5, the ions are extracted from the ion source section (υ), which has been evacuated to a degree of vacuum of about 1×10''3 Pa, by the extraction electrode ■, and then the accelerating electrode It is accelerated by (to).Also,
The ground electrode (10) prevents divergence of the ion beam.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら上述の従来のイオン注入装置ではイオンソ
ース部■や各電極部■、に)、 (io)が動作により
かなり加熱されるのでイオン焼けして汚染されてしまう
ことが頻繁に発生し、汚れによる高電界放電を起こし実
質上使用できなくなる。従ってこの場合、イオン注入作
業を停止し、イオンソース部■や各電極部■、(へ)、
 (10)等の交換清掃作業を行う必要がある。そこで
、このような交換や清掃作業の装置が稼動しない時間が
長びくことは半導体の需要が伸びている現在にあっては
大きなタイムロスであり、装置の稼働率の低下を招く問
題となる。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in the conventional ion implantation device described above, the ion source part (■) and each electrode part (■), (io) are considerably heated during operation, so the ions are burnt and contaminated. It is frequently put away, and contamination causes high electric field discharge, making it virtually unusable. Therefore, in this case, stop the ion implantation work and move the ion source section ■, each electrode section ■, (to),
It is necessary to perform replacement and cleaning work such as (10). Therefore, when the equipment for such replacement and cleaning work is out of operation for a long time, it is a big time loss in the current situation where the demand for semiconductors is increasing, and it becomes a problem that leads to a decrease in the operating rate of the equipment.

また、イオンソース部■や各電極部■、に)。In addition, the ion source section (■) and each electrode section (■).

(10)の部品はネジ止めにより組立てられていて、上
記メインテナンス作業の際にネジをはずすため、はずし
たネジが装置中に落下してイオン源の故障の原因となっ
たり、特殊なドライバーを使用しなければネジを回せな
い所が空間的制約によって生じていた。又、ネジ自体が
高温加熱される為、例えば材質にモリブデン等を用いて
も焼付きが生じてネジ部が損傷してしまう、このような
構造の結果、交換、清掃作業のタイムロスが膨らみ、装
置の稼働効率の低下という問題があった。
The parts in (10) are assembled with screws, and since the screws are removed during the above maintenance work, the removed screws may fall into the equipment and cause a malfunction of the ion source, or a special screwdriver may be required. There were places where the screws could not be turned without doing so due to space constraints. In addition, since the screw itself is heated to high temperatures, even if molybdenum is used as the material, seizure will occur and the threaded part will be damaged.As a result of this structure, time loss in replacement and cleaning work increases, and equipment There was a problem of a decrease in operating efficiency.

さらに、イオンソース部■と電極部■、に)。In addition, the ion source section (■) and the electrode section (■).

(10)が一体構造となっているため電極部■、に)。(10) has an integrated structure, so the electrode part (■)).

(10)の清掃時にイオンソース部ω内のアークチャン
バ■が汚染されるという問題もあった。
There was also the problem that the arc chamber (2) inside the ion source section (ω) was contaminated during cleaning (10).

本発明は、上記点に対処してなされたもので。The present invention has been made in response to the above points.

分解の可能性のある各電極を嵌合構造にして、取外し、
分解を容易にし、メインテナンスに際しイオンソース内
を汚染するこ、となく電極の交換、清掃を効率よく行う
ことのできるイオン注入装置を提供するものである。
Make each electrode that may be disassembled into a mating structure and remove it.
An object of the present invention is to provide an ion implantation device that can be easily disassembled and can efficiently replace and clean electrodes without contaminating the inside of an ion source during maintenance.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(問題点を解決するための手段) 本発明は、電極および電極保持材を嵌合構造で結合し、
着脱自在構造にしたイオン源を具備してなることを特徴
とする。
(Means for solving the problems) The present invention combines an electrode and an electrode holding material with a fitting structure,
It is characterized by comprising an ion source with a detachable structure.

(作 用) 本発明のイオン注入装置では、電極および電極保持材を
嵌合構造で結合し、着脱自在構造にしたイオン源を具備
したことにより、効率的な電極の交換、清掃を可能どし
、また、電極のメインテナンス時のイオンソース内のア
ークチャンバの汚染を防止し、その結果、装置の稼働効
率の向上を可能とするものである。
(Function) The ion implantation device of the present invention is equipped with an ion source in which the electrode and the electrode holding material are combined in a fitting structure and made detachable, thereby enabling efficient electrode replacement and cleaning. Furthermore, it is possible to prevent contamination of the arc chamber within the ion source during maintenance of the electrode, and as a result, it is possible to improve the operating efficiency of the apparatus.

(実施例) 以下、本発明のイオン注入装置を図面を参照して実施例
について説明する。
(Example) Hereinafter, examples of the ion implantation apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.

イオンソース部(11)内に正イオンを放出する如く放
出口(12)を備えて内部に熱電子を放出する図示しな
いフィラメントを有し、例えば熱膨張率の低いモリブデ
ン製のアークチャンバ(13)が設けられている。そし
て、イオンソース部(11)とは別に正イオンを引き出
して加速する電極部(14)が、イオンソース部(11
)を取り外すことによりイオンソース部(11)側から
メインテナンス可能に設けられている。上記電極部(1
4)内には、各々同軸的に。
An arc chamber (13) made of, for example, molybdenum with a low coefficient of thermal expansion, is provided with a discharge port (12) for discharging positive ions into the ion source part (11) and has a filament (not shown) for discharging thermoelectrons therein. is provided. Separately from the ion source section (11), an electrode section (14) extracts and accelerates positive ions.
) can be maintained from the ion source section (11) side by removing the section. The above electrode part (1
4) Inside each coaxially.

イオンを引き出し中心にイオンビーム(19)の通過孔
を有する円板状引き出し電極(15) 、イオンを所望
の速度に加速し中心にイオンビーム(19)の通過孔を
有する円板状加速電極(16)、イオンビームの発散を
防止し中心にイオンビーム孔を有する円板状グランド電
極(17)などが夫々平行で上記アークチャンバ(13
)の放出口(12)に対向する様に絶縁性電極保持材(
18)に嵌合構造で結合固定されている。
A disc-shaped extraction electrode (15) that extracts ions and has a passage hole for the ion beam (19) at the center; a disc-shaped acceleration electrode (15) that accelerates ions to a desired speed and has a passage hole for the ion beam (19) at the center; 16), a disk-shaped ground electrode (17) which prevents the divergence of the ion beam and has an ion beam hole in the center is connected to the arc chamber (13) in parallel to each other.
) insulating electrode holding material (
18) with a fitting structure.

このようにしてイオン源が構成されている。The ion source is configured in this way.

次に、上述したイオン注入装置イオン源のメインテナン
ス方法を説明する。
Next, a method for maintaining the ion source of the ion implanter described above will be explained.

イオンソース部(11)のメインテナンス時には。During maintenance of the ion source section (11).

イオンソース部(11)を取り外し、アークチャンバ(
13)の清掃、図示しない放電用フィラメントの交換、
または、イオンソース部(11)全体の交換を行う、こ
の時、電極部(14)内の各電極はイオンソース部(1
1)側から容易にメインテナンスが可能な様に設定され
ているので、イオンソース部(11)のメインテナンス
のときに同時にメインテナンスできるため、保全作業時
間を短縮することができる。
Remove the ion source part (11) and remove the arc chamber (
13) Cleaning, replacing the discharge filament (not shown),
Alternatively, the entire ion source section (11) is replaced; at this time, each electrode in the electrode section (14) is replaced with the ion source section (11).
1) Since it is set so that maintenance can be easily performed from the side, maintenance can be performed at the same time as the maintenance of the ion source section (11), so that maintenance work time can be shortened.

次に、電極部(14)をメインテナンスする場合。Next, when maintaining the electrode section (14).

まず、イオンソース部(11)を取り外し、イオンソー
ス部(11)側から保全作業を行う、ここで、引き出し
電極(15)、加速電極(16)、グランド電極(17
)の各電極は電極保持材(18)と第2図に示す嵌合構
造で結合保持される。即ち1円筒状絶縁性電極保持材(
18)先端に設けられた凸部(21)が電極例えば引き
出し電極(15)隅の周辺部に設けた孔部(22)に嵌
合される。さらに上記凸部(21)にはT字状固定ピン
(26)が挿入される穴(28)が設けられており、こ
の穴(28)に固定ビン(26)が嵌合さる。この嵌合
された固定ピン(26)はネジ(23)により電極保持
材(18)内に挿入固定されてスプリング(24)と結
合したボール(25)が固定ビン(26)の凹部(27
)に填まることにより、電極例えば引き出し電極(15
)は電極保持材(18)にワンタッチで固定される。こ
の嵌合方法によるワンタッチ結合構造は引き出し電極(
15)のみならず、加速電極(16)やグランド電極(
17)にも適用できることは言うまでもない、そして、
上記嵌合構造により各電極(15)、 (16)、 (
17)をイオンソース部(11)側から容易に挿入抜用
ができ、効率のよい電極の交換、清掃を可能とする。
First, remove the ion source part (11) and perform maintenance work from the ion source part (11) side. Here, the extraction electrode (15), acceleration electrode (16), ground electrode (17
) are coupled and held with the electrode holding material (18) by the fitting structure shown in FIG. That is, one cylindrical insulating electrode holding material (
18) The protrusion (21) provided at the tip is fitted into the hole (22) provided around the corner of the electrode, for example, the extraction electrode (15). Further, the convex portion (21) is provided with a hole (28) into which a T-shaped fixing pin (26) is inserted, and a fixing pin (26) is fitted into this hole (28). The fitted fixing pin (26) is inserted and fixed into the electrode holding material (18) by the screw (23), and the ball (25) combined with the spring (24) is inserted into the recess (27) of the fixing bottle (26).
), the electrode, for example, the extraction electrode (15
) is fixed to the electrode holding material (18) with one touch. The one-touch connection structure using this mating method allows the extraction electrode (
15), as well as the acceleration electrode (16) and the ground electrode (
It goes without saying that it can also be applied to 17), and
Due to the above fitting structure, each electrode (15), (16), (
17) can be easily inserted and removed from the ion source section (11) side, enabling efficient electrode replacement and cleaning.

また、イオンソース部(11)を取り外して、イオンソ
ース部(11)側から電極部(14)の清掃作業を行う
ことにより、イオンソース部(11)内のアークチャン
バ(13)が電極清掃時に汚染されることがなくなる。
Also, by removing the ion source part (11) and cleaning the electrode part (14) from the ion source part (11) side, the arc chamber (13) in the ion source part (11) can be cleaned during electrode cleaning. No more contamination.

上記実施例では各電極と電極保持材(18)の嵌合部に
固定ビン(26)等を用いて各電極が固定される様にし
たが、第3図に示す他の実施例の如く、電極保持材(1
8)と各電極を水平面に対して角度θ例えば45°に設
置し、各電極の外形全体が電極保持材(18)と嵌合構
造を成し、各電極の自重により保持固定されるようにし
てもよい、 ゛ 以上述べたようにこの実施例によれば、イオンソース部
と電極部を別々に設け、電極部内の電極と電極保持材を
ワンタッチの嵌合構造結合とし、イオンソース部を取り
外してイオンソース側から電極部のメインテナンスを行
うことにより、メインテナンスを効率よく行うことがで
きる。
In the above embodiment, each electrode was fixed using a fixing bottle (26) or the like at the fitting part between each electrode and the electrode holding material (18), but as in another embodiment shown in FIG. Electrode holding material (1
8) and each electrode is installed at an angle θ, for example, 45° with respect to the horizontal plane, so that the entire outer shape of each electrode forms a fitting structure with the electrode holding material (18), and is held and fixed by the weight of each electrode. As described above, according to this embodiment, the ion source part and the electrode part are provided separately, and the electrode in the electrode part and the electrode holding material are connected in a one-touch fitting structure, and the ion source part can be removed. By performing maintenance on the electrode section from the ion source side, maintenance can be performed efficiently.

〔発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、電極部とイオンソ
ース部を夫々別の固定構造とし、電極部内の電極と電極
保持材を嵌合構造で結合し、電極をワンタッチで挿入抜
用自在としたことにより。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the electrode part and the ion source part have separate fixing structures, and the electrode in the electrode part and the electrode holding material are connected by a fitting structure, so that the electrode can be fixed with one touch. Because it can be inserted and removed freely.

イオンソース内を汚染することなく電極の交換。Exchange electrodes without contaminating the ion source.

清掃を効率よく行うことを可能とし、装置の稼働効率を
向上することができる。
It is possible to perform cleaning efficiently and improve the operating efficiency of the device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明イオン注入装置の一実施例を説明するた
めの構成図、第2図は第1図における各電極と電極保持
材の結合構造説明図、第3図は第1図における各電極と
電極保持材の結合の他の実施例を示す図、第4図は従来
のイオン注入装置の説明図、第5図は第4図のイオン源
構成図である。 図において、 11・・・イオンソース部、13・・・アークチャンバ
、14・・・電極部、    15・・・引き出し電極
。 16・・・加速電極、   17・・・グランド電極、
18・・・電極保持材、  21・・・凸部22・・・
孔部。 特許出願人 東京エレクトロン株式会社アース 第1図 第2図 第4図 アース 第5図
FIG. 1 is a configuration diagram for explaining one embodiment of the ion implantation apparatus of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the bonding structure of each electrode and electrode holding material in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional ion implantation apparatus, and FIG. 5 is a configuration diagram of the ion source shown in FIG. 4. In the figure, 11... Ion source part, 13... Arc chamber, 14... Electrode part, 15... Extraction electrode. 16... Acceleration electrode, 17... Ground electrode,
18... Electrode holding material, 21... Convex portion 22...
Hole. Patent applicant: Tokyo Electron Ltd. Earth Figure 1 Figure 2 Figure 4 Earth Figure 5

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)イオン源からのイオンビームを被イオン注入基板
に照射してイオンを注入するイオン注入装置において、
電極および電極保持材を嵌合構造で結合し、着脱自在構
造にしたイオン源を具備してなることを特徴とするイオ
ン注入装置。
(1) In an ion implanter that implants ions by irradiating the ion implantation target substrate with an ion beam from an ion source,
An ion implantation device comprising an ion source in which an electrode and an electrode holding material are coupled in a fitting structure to form a detachable structure.
(2)固定ピンにより電極を電極保持材に固定したこと
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。
(2) The ion implantation device according to claim 1, wherein the electrode is fixed to the electrode holding material by a fixing pin.
(3)電極と電極保持材を嵌合構造で結合し、電極の自
重により電極を電極保持材に固定す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) The ion implantation device according to claim 1, characterized in that the electrode and the electrode holding material are coupled in a fitting structure, and the electrode is fixed to the electrode holding material by the electrode's own weight.
JP62135670A 1987-05-29 1987-05-29 Ion implanter Expired - Lifetime JPH0821360B2 (en)

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JPH0821360B2 JPH0821360B2 (en) 1996-03-04

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