(57)【要約】【課題】マグネットによって分離された選外イオンのスパッタリング作用を利用して金属の活性面を作成し、その表面に残留ガスを吸着させることにより高真空を維持する。【解決手段】イオン発生源２と、該イオン発生源２から送出されたイオンを質量分離マグネット７で選択し、所定質量のイオンをエンドステーション８に導くためのビームライン１１とを備えたイオン注入装置である。前記ビームライン１１内に、前記質量分離マグネット７で選択されたイオン以外の選外イオンｃをキャッチする金属板１４を設置すると共に、該金属板１４に対向させて選外イオンｃによってスパッタされた金属板１４の金属を堆積させる堆積板１５を設ける。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンを発生させてビームラインに送出するイオン発生源と、該イオン発生源から送られてくるイオンを質量分離マグネットで選択して所定の質量のイオンをエンドステーションに導くビームラインを備えたイオン注入装置において、該ビームラインの内部に、前記質量分離マグネットで選択された所定質量のイオン以外の選外イオンをキャッチする金属板を設置するとともに、該金属板に対向させて選外イオンによってスパッタされた金属板の金属を堆積させる堆積板を設けたことを特徴とするイオン注入装置。
【請求項２】
前記金属板を選外イオンの飛来方向に向けて設置する請求項１記載のイオン注入装置。
【請求項３】
前記金属板と前記堆積板を交互に設置する請求項１記載のイオン注入装置。
【請求項４】
前記金属板と前記堆積板を鋸歯状に設置する請求項１又は３記載のイオン注入装置。
【請求項５】
前記金属板を選外イオンのスパッタリング作用により活性金属被膜を生成し得る金属で形成する請求項１、２、３又は４記載のイオン注入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体や液晶デバイスなどの製造工程において、半導体や液晶デバイスなどの被処理物にイオンを注入するイオン注入装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体や液晶デバイスの製造工程における不純物の導入装置として、イオン注入装置が用いられている。イオン注入装置が用いられる理由としては、不純物の注入量を電気的に計測しながら制御できるとともに、注入深さを加速電圧で制御できるので、任意の部分に精密な濃度の不純物を導入でき、しかも、不純物の分布および再現性が優れている点が挙げられる。
【０００３】
図３に示すように、従来のイオン注入装置１は、不純物質を含むガスを導入してイオンを発生させるイオン発生源２を有しており、イオンは、引出し電極３によってイオン発生源２から引き出され、かつ、加速される。イオン発生源２から引き出されたイオンビームｘは、質量分離部４の質量分離マグネット７によってほぼ９０度曲げられ、所定の質量のイオンａのみが取り出される。その際、質量の軽いイオンや質量の重いイオンなどの選外イオンｃは、排除される。その後、イオンビームｘは、均一制御機構５によって均一に制御され、プロセスチャンバ内のプラテン（図示せず）に取り付けられたガラス基板などの被処理体６に注入される。
【０００４】
ところで、イオンビームｘが通過する経路の真空度がイオン注入装置１に大きな影響を与えるため、イオン発生源、ビーム経路、プロセスチャンバには、それぞれ、ターボ分子ポンプやクライオポンプなどの真空ポンプが設けられており、ビーム経路を高真空に維持している。
【０００５】
しかし、大電流のイオンを引き出す場合には、イオン発生源に設けられたスリットの幅を広くし、且つ、イオン発生源に多量の不純物質を含むガスを供給しなければならないが、スリットの幅を広くすると、真空ポンプにより排気しているにも関わらず、プラズマ化されないガスがマグネットを備えた質量分離部側へ流出する傾向がある。
【０００６】
このようにして、質量分離部内の真空度が低下すると、流出ガスと引き出されたイオンとが衝突または散乱することにより、イオンが被処理体にまで到達せず、イオンの輸送効率が低下するという問題がある。
【０００７】
また、質量分離部で曲げられたイオンビームの一部が質量分離部の内壁に衝突し、その結果、ガス分子が放出されて内部の真空度を劣化したり、あるいは、この残留ガス分子がイオンビームと衝突してビームロスが生じるという問題がある。
【０００８】
更に、質量分離部には、その構造上、ターボ分子ポンプやクライオポンプなどの真空ポンプを取り付けることが困難であり、残留ガスを排気し難いという問題がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであり、質量分離部のマグネットにより分離された選外イオンのスパッタリング作用を利用して金属の活性面を作成し、その表面に残留ガスを吸着させることで高真空を維持するイオン注入装置を提供することを主たる目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明に係るイオン注入装置は、イオンを発生させてビームラインに送出するイオン発生源と、該イオン発生源から送られてくるイオンを質量分離マグネットで選択して所定の質量のイオンをエンドステーションに導くビームラインを備えたイオン注入装置において、該ビームラインの内部に、前記質量分離マグネットで選択された所定質量のイオン以外の選外イオンをキャッチする金属板を設置するとともに、該金属板に対向させて選外イオンによってスパッタされた金属板の金属を堆積させる堆積板を設けたことを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明に係るイオン注入装置は、前記金属板を選外イオンの飛来方向に向けて設置することを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の発明に係るイオン注入装置は、前記金属板と前記堆積板を交互に設置することを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載の発明に係るイオン注入装置は、前記金属板と前記堆積板を鋸歯状に設置することを特徴としている。
【００１４】
請求項５に記載の発明に係るイオン注入装置は、前記金属板を選外イオンのスパッタリング作用により活性金属被膜を生成し得る金属で形成することを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明にかかるイオン注入装置の水平断面図である。
【００１６】
図１に示すように、本発明のイオン注入装置１は、不純物質を含むガスを導入してイオンを発生させるイオン発生源２を有しており、発生したイオンは、引出し電極３によってイオン発生源２から引き出され、かつ、加速される。イオン発生源２から引き出されたイオンビームｘは、質量分離部４の質量分離マグネット７によってほぼ９０度屈曲され、所定の質量のイオンａのみが取り出される。その際、質量の軽いイオンや質量の重いイオンなどの選外イオンｃは、排除される。その後、イオンビームｘは、均一制御機構５によって均一に制御され、プロセスチャンバ（エンドステーション）８内のプラテン（図示せず）に取り付けられたガラス基板（被処理体）６に注入されるようになっている。
【００１７】
ところで、イオンビームｘが通過するビーム経路（ビームライン）１１の真空度がイオン注入装置１に大きな影響を与えるため、均一制御機構５を備えているダクト部１０にターボ分子ポンプやクライオポンプなどの真空ポンプ９を設け、質量分離部４およびダクト部１０を含むビーム経路１１を高真空に維持している。
【００１８】
質量分離部４に設けられている真空チャンバ１２は、イオンビームｘが方向転換するコーナー部、すなわち、曲率半径の大きい外枠１３の内壁部にチタン製の金属板１４と、それに対向する金属製の堆積板１５とを交互に設けている。
【００１９】
図２に示すように、チタン製の金属板１４と金属製の堆積板１５は、鋸歯状になるように交互に配置されている。その際、チタン製の金属板１４は、プロセスチャンバ８側に所定の角度θだけ傾斜し、チタン製の金属板１４が選外イオンｃによってガラス基板（被処理体）６側にスパッタされないようになっている。つまり、チタン製の金属板１４は、選外イオンｃの飛来方向に向けて設置され、不要イオンｃをキャッチするようになっている。
【００２０】
今、図２に示すように、選外イオンｃがチタン製の金属板１４に衝突すると、選外イオンｃによりスパッタされたチタニウム原子又はチタニウム分子が金属製の堆積板１５に堆積し、堆積板１５の表面にチタニウムの皮膜１６が形成される。堆積板１５上に形成されたチタニウムの皮膜１６は、化学的に活性であり、真空チャンバ１２内の残留ガスを化学的に吸着する作用がある。
【００２１】
しかして、堆積板１５上のチタニウムの皮膜１６により真空チャンバ１２内の残留ガスを化学的に吸着されることから、質量分離部４に設けられている真空チャンバ１２内の真空度が上がる。
【００２２】
以上の説明では、ターゲットとなる金属板にチタニウムを使用したが、選外イオンのスパッタにより化学的に活性のある被膜を形成することができる金属であれば、如何なる金属でもよい。
【００２３】
一方、チタン製の金属板と金属性の堆積板を真空チャンバのコーナー部に設置した場合について説明したが、これに限らず、選外イオンが衝突するところならば、何れの箇所に設置してもよい。
【００２４】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、イオンを発生させてビームラインに送出するイオン発生源と、該イオン発生源から送られてくるイオンを質量分離マグネットで選択して所定の質量のイオンをエンドステーションに導くビームラインを備えたイオン注入装置において、該ビームラインの内部に、前記質量分離マグネットで選択された所定質量のイオン以外の選外イオンをキャッチする金属板を設置するとともに、該金属板に対向させて選外イオンによってスパッタされた金属板の金属を堆積させる堆積板を設けたので、選外イオンがチタン製の金属板に衝突すると、スパッタされたチタニウム原子又はチタニウム分子がチタン製の金属板に対向している堆積板に堆積し、堆積板の表面にチタニウムの皮膜が形成される。このチタニウムの皮膜は、化学的に活性であり、ビームライン内の残留ガスを化学的に吸着する作用があるから、質量分離部に新たに真空ポンプを設けなくてもビームライン内の真空度が上がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるイオン注入装置の水平断面図である。
【図２】本発明にかかるイオン注入装置の要部拡大断面図である。
【図３】従来のイオン注入装置の系統図である。
【符号の説明】
１　イオン注入装置
２　イオン発生源
７　質量分離マグネット
８　エンドステーション
１１　ビームライン
１４　選外イオンをキャッチする金属板
１５　堆積板
ａ　所定質量のイオン
ｃ　選外イオン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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