JPS61107643A - 蒸発炉付イオン源 - Google Patents
蒸発炉付イオン源Info
- Publication number
- JPS61107643A JPS61107643A JP59226745A JP22674584A JPS61107643A JP S61107643 A JPS61107643 A JP S61107643A JP 59226745 A JP59226745 A JP 59226745A JP 22674584 A JP22674584 A JP 22674584A JP S61107643 A JPS61107643 A JP S61107643A
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- Japan
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- ion source
- ion
- evaporation
- evaporation furnace
- furnaces
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- 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, 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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- Analytical Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
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。
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な半導体基板に打込
むための大電流用イオン打込装置では、イオン源として
フィラメントを用いる場合には、その消耗が激しいとい
り問題がある為に、フィラメントから発生される熱電子
によるイオン化の代シに、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。
むための大電流用イオン打込装置では、イオン源として
フィラメントを用いる場合には、その消耗が激しいとい
り問題がある為に、フィラメントから発生される熱電子
によるイオン化の代シに、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聾イオン源の概略断面
図を示す。
図を示す。
マグネトロン８によって発生されたマイクロ波１３は、
チ３−り７２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。
チ３−り７２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によりて磁界が印加
されると共に、ガス導入パイプ９よシ原料ガスが供給さ
れる。その結果、イオン化箱内２にプラズマが点火され
、これによって前記原料カスがイオン化される。
されると共に、ガス導入パイプ９よシ原料ガスが供給さ
れる。その結果、イオン化箱内２にプラズマが点火され
、これによって前記原料カスがイオン化される。
１ さらに、接地電位に近い引
出電圧のかかり九引出電極１５によりて、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。
出電圧のかかり九引出電極１５によりて、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、イオン種によって
は、常温では固体（または液体）の試料（たとえば、Ａ
ｌ 、Ｇａ 、Ａｓ 、Ｓｂ 等）が用いられることが
める。
は、常温では固体（または液体）の試料（たとえば、Ａ
ｌ 、Ｇａ 、Ａｓ 、Ｓｂ 等）が用いられることが
める。
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ひでは、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にエリイオン化箱２に導入してイオン化させ
ていた。
４図に示したような従来のイオンひでは、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にエリイオン化箱２に導入してイオン化させ
ていた。
また、第５図は従来のフィ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ろられしている。
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ろられしている。
内部に固体または液体試料３を装填きれるよりに構成さ
れた蒸発炉１は、その周囲に配設された
１．１ヒータ４によって加熱される。加熱の温度
は熱電対等の温度計１８によって監視され、所定値に制
御・保持される。
れた蒸発炉１は、その周囲に配設された
１．１ヒータ４によって加熱される。加熱の温度
は熱電対等の温度計１８によって監視され、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、その気化カスは、
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、フィラメント１９が張設さ
れている。前記フィラメント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、フィラメント１９が張設さ
れている。前記フィラメント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２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、気化カスとの衝突確率を上
げるようにしている。
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、気化カスとの衝突確率を上
げるようにしている。
ｈｊ■述のよ５にして発生し九イオンは、引出電極（図
示せず）によって引出され、イオンビーム７となる。
示せず）によって引出され、イオンビーム７となる。
回連のよりに、従来のイオン源では、マイクロ波数１ヒ
型も含めて、蒸発炉は１台しか設けられない構成であっ
た。この場合の問題点は次の通りである。
型も含めて、蒸発炉は１台しか設けられない構成であっ
た。この場合の問題点は次の通りである。
具なるイオン種（例えば、ＡＳ ＩＰ ）の試料を同
時に装填することがで！！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。
時に装填することがで！！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／を発生させた後、蒸発炉とイオ
ン源が冷却す慝のを待ってＸ空を破シ、他のイオン種の
試料を挿入して再ひ晶空を引き、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。。
または液体試料のイオ／を発生させた後、蒸発炉とイオ
ン源が冷却す慝のを待ってＸ空を破シ、他のイオン種の
試料を挿入して再ひ晶空を引き、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。
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症〈なってしまった場合にも、前
記と同様の操作を行なって試料の再装填を行なわなけれ
ばならず、同様に作菌能率およびイオン源の稼動率低下
を余儀なくされる。
固体または液体試料が症〈なってしまった場合にも、前
記と同様の操作を行なって試料の再装填を行なわなけれ
ばならず、同様に作菌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。
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。
〔発明の概要〕
前記の目的を達成する丸めに、本発明は、従来のフィラ
メント聾２よびマイクロ波放電匿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。
メント聾２よびマイクロ波放電匿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。
１ 本発明をマイクロ波放電瓜
イオ／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
同等部分をあられしている。
イオ／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
同等部分をあられしている。
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のつまった導波管部がある
ので、本発明による複数の蒸発炉１、ＩＡ等は、前記導
波管部の周辺に設置される。
クロ波を伝播する絶縁物１６のつまった導波管部がある
ので、本発明による複数の蒸発炉１、ＩＡ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．ＩＡの拾遺は、全く同じで
らってよい。
らってよい。
第１図のイオン係のフランジ部１７の千１図（７ランジ
部１７を、７５１図の左方向から見た平面図）を第２図
に示す。この図に２いて、１７はイオン源の７２７９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２２０周辺に設けられた複数
（図示例では、４＠）の固体または液体用盛発炉１．Ｉ
Ａ−・・・・の取付用開口である。
部１７を、７５１図の左方向から見た平面図）を第２図
に示す。この図に２いて、１７はイオン源の７２７９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２２０周辺に設けられた複数
（図示例では、４＠）の固体または液体用盛発炉１．Ｉ
Ａ−・・・・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ｍＷでは、し
はしは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、／ｕＨ３ヤＰＨ，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。
はしは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、／ｕＨ３ヤＰＨ，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ｆｉ２図の蒸発炉取付用開口２３．２
５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
になっても、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。
しておき、例えばｆｉ２図の蒸発炉取付用開口２３．２
５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
になっても、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／の打込が終了した後、砒素イオ
／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。
／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、フィラメント加熱盤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。
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れしているＯ イオン化箱２は、イオン化箱支柱１８によって、筒状の
絶縁碍子２１内の所定位置に支持される。
は、同一または同等部分をあられしているＯ イオン化箱２は、イオン化箱支柱１８によって、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はイオノ源フラ／ジ１７に同種
され、またイオン源７ランジ１７は絶縁碍子２１の端部
に気密に接合される。
され、またイオン源７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７ランジ１７を買通して
外方へ延びるよりに設けられる。
前記イオン化箱２からイオン源７ランジ１７を買通して
外方へ延びるよりに設けられる。
前記イオン化箱支柱１８の周囲には、複数の蒸発炉１．
ＩＡ・・・・・・が配設され、それぞれガス導入パイプ
１１ 、 ｉｌＡ・・・・・・を介して、前記イオン化
箱２に連結される。
ＩＡ・・・・・・が配設され、それぞれガス導入パイプ
１１ 、 ｉｌＡ・・・・・・を介して、前記イオン化
箱２に連結される。
ｉ九、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１，１人・・・・・・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。
れぞれの蒸発炉１，１人・・・・・・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ろろう。
のと同じ作用効果が達成されることは明らかでろろう。
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はソ完全に解決される。すな
わちイオン打込装置の運転時間が殊ひ、これによって半
導体製造の能率が向上すると共にイオノ打込装置の稼動
率も改善されるので、その工業的価値は極めて大きい。
れば、従来技術の諸問題がはソ完全に解決される。すな
わちイオン打込装置の運転時間が殊ひ、これによって半
導体製造の能率が向上すると共にイオノ打込装置の稼動
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７う
／ジ部の平面図、！３図は本発明１
をアイ２メ／ト加熱屋のイオン源に適用した第２実
施例の要部断面図、′Ｍ４図は従来のマイクロ波放電型
イオン源の構造を示すＫＩｆｉｉ図、市５図は従来のフ
ィラメント加熱量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ｉ体）ｇ料、４・・・ヒータ、７・・・イオンビ
ーム、８・・・マグネトａノ、９．１１川ガス導入パイ
プ、１０・・・加速電極、１５・・・引出電極、１７・
・・フラ／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 代理人弁理士 平 木 道 人 第１図 第２図 第３図 第４図
第１実施例の要部構造の断面図、第２図は第１図の７う
／ジ部の平面図、！３図は本発明１
をアイ２メ／ト加熱屋のイオン源に適用した第２実
施例の要部断面図、′Ｍ４図は従来のマイクロ波放電型
イオン源の構造を示すＫＩｆｉｉ図、市５図は従来のフ
ィラメント加熱量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ｉ体）ｇ料、４・・・ヒータ、７・・・イオンビ
ーム、８・・・マグネトａノ、９．１１川ガス導入パイ
プ、１０・・・加速電極、１５・・・引出電極、１７・
・・フラ／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 代理人弁理士 平 木 道 人 第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (5)
- （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）イオン源がフィ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 true JPS61107643A (ja) | 1986-05-26 |
| JPH0531260B2 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) |
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| US7064049B2 (en) | 2002-07-31 | 2006-06-20 | Applied Materials, Inv. | Ion implantation method, SOI wafer manufacturing method and ion implantation system |
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| 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 |
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1984
- 1984-10-30 JP JP59226745A patent/JPS61107643A/ja active Granted
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- 1985-10-28 US US06/792,285 patent/US4703180A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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| US4703180A (en) | 1987-10-27 |
| JPH0531260B2 (ja) | 1993-05-12 |
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