JPH0195454A - High dose ion implantation device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は高ドーズイオン注入装置に関し、特にイオン
ビームを生成するアークチェンバの改良に係るものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a high-dose ion implantation apparatus, and particularly to an improvement of an arc chamber for generating an ion beam.
第２図は従来の高ドーズイオン注入装置の構成図を示し
、ソースガスぎンペ１内のソースガスは供給ライン２を
通ってアークチェンバ３内に導かれる。そしてソースガ
スはアークチェンバ３でイオン化されプラズマ化し、こ
のプラズマ化したイオンは引出し′電極（図示せず）に
工り引出されイオンビーム５となる。その後イオンビー
ム５はアナライザ・マグネット４にエクイオンビーム検
出器６で確認しながらイオンの質量やチャージ量を分析
して目的のイオンビームを選択する。この選択されたイ
オンビームはターゲットとなるウエノ・７に注入される
。FIG. 2 shows a block diagram of a conventional high-dose ion implantation apparatus, in which source gas in a source gas pump 1 is introduced into an arc chamber 3 through a supply line 2. The source gas is ionized into plasma in the arc chamber 3, and the plasma ions are extracted by an extraction electrode (not shown) to form an ion beam 5. Thereafter, the ion beam 5 is checked by an analyzer magnet 4 and an equi-ion beam detector 6, and the mass and charge amount of the ions are analyzed to select a target ion beam. This selected ion beam is implanted into Ueno 7, which serves as a target.
第３図はアークチェンバ３の詳細な断面図を示すもので
、イオンソースにはソースガス８（例えばＡＳＨ３、Ｐ
Ｈｓ 、 ＢｚＨｓ等）を利用するものと、固体ソース
９（例えば金属ヒ素や金鴇リン）を蒸発させて使用する
ものがある。ソースガスの場合はソースガスボンベ１エ
ク供給ライン２ｔ−経てイオン生成室１１に供給される
。一方、固体ソースの場合はるつは１０内の固体ソース
９全ベーパライザ・ヒータ１２の加熱によって固体ソー
ス全蒸発させ、ソースガスとしてイオン生成室１１に供
給される。FIG. 3 shows a detailed cross-sectional view of the arc chamber 3, and the ion source has a source gas 8 (for example, ASH3, P
There are methods that use evaporated solid sources 9 (for example, metal arsenic and gold phosphorous). In the case of source gas, it is supplied to the ion generation chamber 11 through a source gas cylinder 1 and an exhaust supply line 2t. On the other hand, in the case of a solid source, the entire solid source 9 in the solid source 10 is heated by the vaporizer/heater 12 to completely evaporate the solid source, and the solid source is supplied to the ion generation chamber 11 as a source gas.
固体ソースの蒸発量はペーパライザ・ヒータ１２の加熱
温度に工ってコントロールされるいかくしてイオン生成
室１１内のイオンソースはフィラメント１３に電流を流
しアーク放゛亀ヲ起こすことにより電子が放出されてイ
オン化され種々のイオンが生成される。そしてイオン生
成室１１内のイオンはスリン）ｌｌａから引出し電極１
４に向って引出されイオンビーム５となる。なお、アー
クチェンバ３は１０−５）−ル以上の高真空度に拡散ポ
ンプまたはクライオポンプに工って保たれる。The amount of evaporation of the solid source is controlled by adjusting the heating temperature of the paperizer/heater 12.The ion source in the ion generation chamber 11 is thus ionized by emitting electrons by causing an arc to flow through the filament 13. and various ions are generated. The ions in the ion generation chamber 11 are extracted from the surin)lla through the extraction electrode 1.
The ion beam 4 is pulled out toward the ion beam 5. The arc chamber 3 is maintained at a high vacuum level of 10-5) or more by using a diffusion pump or a cryopump.
しかしながら、上記した装置ではアークチェンバ３に゛
導入されたソースガスは全てイオン化されイオンビーム
となって引出し電極１４から引出されるものでないため
に、イオンビームとして引出されなかったイオン種およ
びソースガスはアークチェンバ３の内壁に付着し汚染さ
れる。この結果、アークチェンバ３内の電気的絶縁が不
良となり、一方、多量のイオンビームを得る必要から高
′亀圧。However, in the above-mentioned apparatus, all of the source gas introduced into the arc chamber 3 is not ionized into an ion beam and extracted from the extraction electrode 14, so the ion species and source gas that are not extracted as an ion beam are It adheres to the inner wall of the arc chamber 3 and becomes contaminated. As a result, the electrical insulation within the arc chamber 3 becomes poor, and on the other hand, the need to obtain a large amount of ion beam results in a high radial pressure.
高電流条件で使用するため異常放ＩＭ、に引き起こす。Due to use under high current conditions, abnormal discharge IM may occur.
これによってアークチェンバ３の内壁の定期的なりリー
ニングが必要となり、特に多量のイオンビームで高エネ
ルギーのイオン注入を行なう場合は、上記クリーニング
を頻繁に実施する必要があり、このために装置を停止す
ることからランニングタイムが低下するという問題があ
った。また、多量のイオンビームを得るにはイオンソー
スとしてほぼ１００％のソース物質からなる固体ソース
９′！！″蒸発させることから一層アークチェンパ３の
汚染を増すことになる。またこの汚染物質はイオンソー
スであるヒ素、リン、ゼロンのような有害な物質である
ので、クリーニングに際してはゴム手袋や防塵マスク等
の保護具を装備するが、安全衛生上の観点からできるだ
けクリーニング回数を減らすことが必要である。したが
って、従来装置では上記した種々の問題点に対し十分に
満足すべき対策はなかった。This requires regular cleaning of the inner wall of the arc chamber 3, and especially when performing high-energy ion implantation with a large amount of ion beam, the above cleaning must be performed frequently, and the equipment must be stopped for this purpose. As a result, there was a problem that the running time decreased. In addition, in order to obtain a large amount of ion beam, a solid source 9' made of almost 100% source material is used as an ion source! ! ``This evaporation will further increase the contamination of the arc chamber 3. Also, since these contaminants are harmful substances such as arsenic, phosphorus, and xeron, which are ion sources, be sure to wear rubber gloves and a dust mask when cleaning. Although protective equipment is provided, it is necessary to reduce the number of times of cleaning as much as possible from the viewpoint of safety and health.Therefore, in the conventional apparatuses, there have been no fully satisfactory countermeasures against the various problems mentioned above.
この発明は以上述べたアークチェンバ内壁の汚染による
頻繁なりリーニングに伴なうランニングタイムの低下を
除去し、クリーニング周期を伸丁ことでランニングタイ
ムの同上を図ることのできる高ドーズイオン注入装置を
提供するものである。The present invention provides a high-dose ion implantation device that eliminates the decrease in running time caused by frequent cleaning due to contamination of the inner wall of the arc chamber, and increases the running time by extending the cleaning cycle. It is something to do.
この発明は高ドーズイオン注入装置において、アークチ
ェンバの内壁に沿って高融点金属材のインナーチェンバ
を設け、インナーチェンバヲ加熱するようにしたもので
ある。The present invention is a high-dose ion implantation apparatus in which an inner chamber made of a high-melting point metal material is provided along the inner wall of an arc chamber, and the inner chamber is heated.
この発明は以上のように高ドーズイオン注入装置とした
ので、アークチェンバの内壁に沿って設けたインナーチ
ェンバの加熱にエフ、イオンビームとして生成されなか
ったイオンやイオンソースはインナーチェンバに付着さ
れずにアークチェンバ外へ排出させることができる。ま
た、たとえ、インナーチェンバに付着したイオンやイオ
ンソースはインナーチェンバの加熱に工って固体化され
ずにガス状となって排出される。Since this invention is a high-dose ion implantation device as described above, the inner chamber provided along the inner wall of the arc chamber is heated, and ions and ion sources that are not generated as an ion beam are not attached to the inner chamber. can be discharged outside the arc chamber. Further, even if the ions or ion source attached to the inner chamber are heated, the inner chamber is not solidified but is discharged in a gaseous state.
第１図はこの発明の実施例による高ドーズイオン注入装
置におけるアークチェンバの断面図を示し、図中、第３
図の従来例装置と同一符号は同一部分であるので同一符
号を付して説明は省略する。FIG. 1 shows a cross-sectional view of an arc chamber in a high-dose ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention.
Since the same reference numerals as in the conventional example device in the figure refer to the same parts, the same reference numerals are given and the explanation will be omitted.
１５はアークチェンバ３の内壁に沿って設けたインナー
チェンバであって、インナーチェンバ１５は例えばＴｉ
、Ｍｏ、Ｗ等の高融点金属材からできている。１６はイ
ンナーチェンバ１５の加熱電源である。15 is an inner chamber provided along the inner wall of the arc chamber 3, and the inner chamber 15 is made of, for example, Ti.
It is made of high melting point metal materials such as , Mo, and W. 16 is a heating power source for the inner chamber 15.
次に動作について説明するが、アークチェンバ３のイオ
ンビーム生成作用については第３図に示した従来例装置
と同一である。ここで、イオン生戊寅１１によってイオ
ンソースはイオン化され引出し電極１４によってイオン
ビーム５となるが、イオンビームとならなかったイオン
やイオンソースは電源１６によって加熱されているイン
ナーチェンバ１５に付着されず、アークチェンバ３内全
１０−１′ト一ル以上の高真空度に保持するために用い
られている図示しない拡散ポンプやクライオポンプによ
って排気口１７からアークチェンバ３外へ排出される。Next, the operation will be explained. The ion beam generation function of the arc chamber 3 is the same as that of the conventional device shown in FIG. Here, the ion source is ionized by the ion generator 11 and becomes an ion beam 5 by the extraction electrode 14, but the ions and ion source that have not become an ion beam are not attached to the inner chamber 15 which is heated by the power source 16. The gas is discharged from the arc chamber 3 through the exhaust port 17 by a diffusion pump or cryopump (not shown), which is used to maintain a high degree of vacuum of 10-1' or more in the arc chamber 3.
また仮にインナーチェンバ１５に付着したイオンやイオ
ンビームはインナーチェンバ１５の加熱によって固体化
しないでガス状となり排気口１７から外部へ排出される
。Furthermore, even if the ions or ion beams adhere to the inner chamber 15, they do not solidify due to the heating of the inner chamber 15, but become gaseous and are discharged to the outside from the exhaust port 17.
インナーチェンバ１５へのイオンソースの付着を効果的
に防止するには、インナーチェンバ１５の温度をベーパ
ライザヒータ１２とほぼ等しくするのがよい。例えばｓ
ｂ” ｒイオン注入するため５ｂｚ０３を蒸発させると
きには５６０〜５８０℃。In order to effectively prevent the ion source from adhering to the inner chamber 15, it is preferable that the temperature of the inner chamber 15 be approximately equal to that of the vaporizer heater 12. For example, s
560-580°C when evaporating 5bz03 for b''r ion implantation.
Ａｓのときには３６０〜ｂ
２９０〜３１０℃が好ましい。したがってインナーチェ
ンバ１５の加熱温度は室温〜６００℃の範囲が実用上好
ましい。In the case of As, the temperature is preferably 360 to 290 to 310°C. Therefore, it is practically preferable that the heating temperature of the inner chamber 15 is in the range of room temperature to 600°C.
なお、この発明の実施例ではインナーチェンバ１５とし
て’ｌ’ｉ、Ｍｏ、Ｗの旨１独点金属材の単一材料から
なる自己発熱型のものｔ用い一、（が、その他、上記単
一材料の組合わせによる複合材料で形成してもよい。ま
た、インナーチェンバとして非金属材、例えばセラミッ
ク材等の自己発熱材も可能である。さらに、インナーチ
ェンバの加熱方法として′ｒＫ流による自己発熱以外、
インナーチェンバ音別の熱源による輻射若しくは熱媒体
を介した封泥による間接加熱を用いても上記同様の作用
が得られる。In the embodiment of the present invention, the inner chamber 15 is a self-heating type made of a single metal material such as 'l'i, Mo, or W. It may be made of a composite material by combining materials.Also, the inner chamber can be made of a non-metallic material, such as a self-heating material such as a ceramic material.Furthermore, as a heating method for the inner chamber, self-heating by 'rK flow is used. other than,
The same effect as described above can be obtained by using radiation from a heat source for each inner chamber sound or indirect heating by sealing through a heat medium.
以上詳細に説明した工うにこの発明によれば、アークチ
ェンバの内壁に沿って高融点金属材のインナーチェンバ
を設け、このインナーチェンバを加熱手段により加熱す
るようにしたので、イオンビームに生成されなかったイ
オンやイオンソースのインナーチェンバへの付Ｍｋ防止
し、これにエフ、アークチェンバの汚染に伴なうクリー
ニング周期を伸ばし、装置のランニングタイムの向上を
図ることができ、信頼性の高い高ドーズイオン注入装置
となる。According to the invention described in detail above, an inner chamber made of a high-melting point metal material is provided along the inner wall of the arc chamber, and this inner chamber is heated by a heating means, so that ions are not generated in the ion beam. It prevents Mk from being attached to the inner chamber of the ion source and the ion source, extends the cleaning cycle due to contamination of the arc chamber, and improves the running time of the device. It becomes an ion implanter.
第１図はこの発明による高ドーズイオン注入装置におけ
るアークチェンバの断面図、第２図は従来の高ドーズイ
オン注入装置の概略図、第３図は従来のアークチェンバ
の断面図である。
１・・・ソースガスゼンベ、３・・・アークチェンバ、
５・・・イオンビーム、９・・・固定ソース、１１・・
・イオン生成室、１３・・・フィラメント、１４・・・
引出し電極、１５・・・インナーチェンバ、１６・・・
加熱電源。
この発明の高ドーズイオン圧入装置のアークチェンバの
断面図第ブ図FIG. 1 is a sectional view of an arc chamber in a high-dose ion implantation apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram of a conventional high-dose ion implantation apparatus, and FIG. 3 is a sectional view of a conventional arc chamber. 1... Source gas Zenbe, 3... Arc chamber,
5...Ion beam, 9...Fixed source, 11...
・Ion generation chamber, 13... filament, 14...
Extraction electrode, 15... Inner chamber, 16...
Heating power supply. A cross-sectional view of the arc chamber of the high-dose ion injection device of this invention.
Claims (4)
チエンバ内に収容した固体ソースを加熱蒸発させて得た
ソースガスをイオン生成室でアーク放電し、イオンビー
ムを生成する高ドーズイオン注入装置において、上記ア
ークチエンバの内壁に沿つてインナーチエンバを備え、
このインナーチエンバに加熱手段を設けたことを特徴と
する高ドーズイオン注入装置。(1) In a high-dose ion implantation apparatus in which an ion beam is generated by arc-discharging a source gas from a source gas cylinder or a source gas obtained by heating and evaporating a solid source housed in an arc chamber in an ion generation chamber, the arc chamber is Equipped with an inner chamber along the inner wall,
A high-dose ion implantation apparatus characterized in that this inner chamber is provided with a heating means.
熱する部材からなることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の高ドーズイオン注入装置。(2) The high-dose ion implantation apparatus according to claim 1, wherein the inner chamber is made of a member that generates heat by itself when current is passed through it.
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高
ドーズイオン注入装置。(3) Inner chamber control temperature ranges from room temperature to 600℃
A high-dose ion implantation apparatus according to claim 1, characterized in that:
点金属の単一若しくはこれらの複合材からなることを特
徴とする特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項
に記載の高ドーズイオン注入装置。(4) According to any one of claims 1 to 3, the inner chamber is made of a single material of Ti, Mo, W, or other high-melting point metal or a composite material thereof. high-dose ion implanter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25160787A JPH0195454A (en) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | High dose ion implantation device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP25160787A JPH0195454A (en) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | High dose ion implantation device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0195454A true JPH0195454A (en) | 1989-04-13 |
Family
ID=17225332
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|---|---|---|---|
| JP25160787A Pending JPH0195454A (en) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | High dose ion implantation device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0195454A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03110752U (en) * | 1990-02-28 | 1991-11-13 | ||
| JPH05182623A (en) * | 1991-05-14 | 1993-07-23 | Applied Materials Inc | Ion implantation device and method of lengthening lifetime of ion source |
| WO2016046939A1 (en) * | 2014-09-25 | 2016-03-31 | 三菱電機株式会社 | Ion implantation apparatus |
-
1987
- 1987-10-07 JP JP25160787A patent/JPH0195454A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPWO2016046939A1 (en) * | 2014-09-25 | 2017-04-27 | 三菱電機株式会社 | Ion implanter |
| CN107078005A (en) * | 2014-09-25 | 2017-08-18 | 三菱电机株式会社 | Ion implantation apparatus |
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