(57)【要約】イオン源供給材料を供給する技術を提供する。特定の代表的な一実施例では、この技術を、イオン源供給材料を供給するコンテナとして実現しうる。このコンテナは、イオン源供給材料を予め充填するための内部空所を有しうる。このコンテナは、ノズルアセンブリを介してイオン源室に結合される対応のハウジング内に、取り外し自在に装填されるように構成された外側体をも有しうる。このコンテナは更に、予め充填されたイオン源供給材料を封止するための出口を有することができ、この出口は更に、前記ノズルアセンブリと係合して、前記内部空所と前記イオン源室との間に流路を形成する構造となっている。コンテナは使い捨て素子として構成しうる。
2010516037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン源供給材料を供給するコンテナであって、このコンテナは、
イオン源供給材料が予め充填される内部空所と、
ノズルアセンブリを介してイオン源室に結合される対応のハウジング内に取り外し自在に装填されるように構成した外側体と、
予め充填されたイオン源供給材料を封止する出口であって、前記ノズルアセンブリと係合して、前記内部空所と前記イオン源室との間に流路を形成するように構成された当該出口と
を具えている当該コンテナにおいて、
このコンテナは使い捨て素子となるように構成されているコンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載のコンテナにおいて、このコンテナは更に、イオン源供給材料を加熱する気化器るつぼとして作用するように構成されているコンテナ。
【請求項３】
請求項２に記載のコンテナにおいて、前記外側体が熱伝導性材料を有するようにしたコンテナ。
【請求項４】
請求項１に記載のコンテナにおいて、前記出口が膜を有し、前記ノズルアセンブリとの前記係合により前記膜を破壊して前記流路を形成するようになっているコンテナ。
【請求項５】
請求項１に記載のコンテナにおいて、前記出口がバネ仕掛け弁を有し、前記ノズルアセンブリとの前記係合によりこのバネ仕掛け弁を開放させるようになっているコンテナ。
【請求項６】
請求項１に記載のコンテナにおいて、前記供給材料は非ガス形態で予め充填されるようになっているコンテナ。
【請求項７】
請求項６に記載のコンテナにおいて、前記供給材料はカルボランを有するようにするコンテナ。
【請求項８】
請求項６に記載のコンテナにおいて、前記供給材料は一種類以上のボランを有するようにするコンテナ。
【請求項９】
請求項６に記載のコンテナにおいて、前記供給材料には、水素吸収材料を予め混合するようにするコンテナ。
【請求項１０】
請求項１に記載のコンテナにおいて、このコンテナは更に、このコンテナの内容と関連する情報を符号化した機械可読識別表示を有しているコンテナ。
【請求項１１】
供給材料が予め充填され封止されたコンテナを収容するハウジングであって、この封止されたコンテナをこのハウジング内に取り外し自在に装填しうるように構成された当該ハウジングと、
このハウジングをイオン源室に結合するノズルアセンブリと、
このノズルアセンブリをコンテナと係合させて、このコンテナと前記イオン源室との間に流路を形成する機構と
を具えるイオン源供給材料供給装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のイオン源供給材料供給装置において、
前記封止されたコンテナは膜により封止された出口を有し、
前記ノズルアセンブリは剛性部材を有し、
前記機構は、前記剛性部材が前記膜に穴を開けることにより前記ノズルアセンブリをコンテナと係合させるようになっているイオン源供給材料供給装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のイオン源供給材料供給装置において、
コンテナが最初に前記ハウジング内に装填された際に、このコンテナの前記出口は前記剛性部材の付近にあるようになっており、
前記機構はコンテナを前記剛性部材に向う方向に摺動させて、前記膜に穴を開けるようになっているイオン源供給材料供給装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載のイオン源供給材料供給装置において、前記供給材料は非ガス形態でコンテナ内に予め充填されるようにするイオン源供給材料供給装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載のイオン源供給材料供給装置において、前記供給材料はカルボランを有するようにするイオン源供給材料供給装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載のイオン源供給材料供給装置において、前記供給材料は水素吸収材料と予め混合させるイオン源供給材料供給装置。
【請求項１７】
請求項１４に記載のイオン源供給材料供給装置において、このイオン源供給材料供給装置は更に、前記コンテナが前記ハウジング内に装填され、前記ノズルアセンブリと係合した際に、前記供給材料を気化させる加熱機構を有するイオン源供給材料供給装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載のイオン源供給材料供給装置において、前記加熱機構は、前記コンテナのるつぼ部分と熱接触する１つ以上の加熱素子を有するようにしたイオン源供給材料供給装置。
【請求項１９】
請求項１１に記載のイオン源供給材料供給装置において、
前記コンテナは、このコンテナが最初に前記ハウジング内に装填された際に閉成状態に保たれているバネ仕掛け弁で封止されており、
前記機構は、前記バネ仕掛け弁を開放状態に押圧することにより前記ノズルアセンブリを前記コンテナと係合させるようになっているイオン源供給材料供給装置。
【請求項２０】
請求項１１に記載のイオン源供給材料供給装置において、前記機構は、前記イオン源室が予め決定した真空レベルに達した場合のみ、前記ノズルアセンブリを前記コンテナと係合させるように構成されているイオン源供給材料供給装置。
【請求項２１】
請求項１１に記載のイオン源供給材料供給装置において、前記コンテナは、前記供給材料とこのコンテナとの少なくとも一方と関連するコンピュータ可読情報で符号化されたタグを有しているイオン源供給材料供給装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載のイオン源供給材料供給装置において、このイオン源供給材料供給装置が更に、
前記コンピュータ可読情報を読み取る検出器と、
このコンピュータ可読情報を処理するプロセッサと
を有しているイオン源供給材料供給装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載のイオン源供給材料供給装置において、前記プロセッサは、処理したコンピュータ可読情報が１つ以上の予め決定した基準を満足しない場合に、コンテナを排除するように構成されているイオン源供給材料供給装置。
【請求項２４】
請求項２２に記載のイオン源供給材料供給装置において、前記プロセッサは、処理したコンピュータ可読情報に基づいてイオン源室の動作を制限するように構成されているイオン源供給材料供給装置。
【請求項２５】
請求項１１に記載のイオン源供給材料供給装置において、前記コンテナには少なくとも１つのコードが付されており、このコードは、プロセッサに入力された際に、前記イオン源室の動作を可能にするか又は制限するようになっているイオン源供給材料供給装置。
【請求項２６】
供給材料が予め充填され封止されたコンテナと、
このコンテナを収容するハウジングであって、封止されたコンテナを当該ハウジング内に取り外し自在に装填しうるように構成されている当該ハウジングと、
このハウジングをイオン源室に結合させるノズルアセンブリと、
このノズルアセンブリを前記コンテナと係合させて、このコンテナと前記イオン源室との間に流路を形成する機構と
を具えるイオン源供給材料供給装置。
【請求項２７】
使い捨てコンテナに供給材料を予め充填する工程と、
この使い捨てコンテナをハウジング内に装填し、この装填に際しこの使い捨てコンテナを封止する工程と、
このハウジングをノズルアセンブリを介してイオン源室に結合する工程と、
前記ノズルアセンブリを前記使い捨てコンテナと係合させて、この使い捨てコンテナの封止を解くとともに、この使い捨てコンテナと前記イオン源室との間に流路を形成する工程と
を有するイオン源供給材料供給方法。
【請求項２８】
イオン源室に結合された第１の気化器アセンブリであって、第１の供給材料が予め充填され封止されたコンテナを取り外し自在に収容するハウジングと、このコンテナの封止を解いて、このコンテナと前記イオン源室との間に第１の流路を形成する機構とを有している当該第１の気化器アセンブリと、
前記イオン源室に結合された第２の気化器アセンブリであって、この第２の気化器アセンブリは、前記コンテナと前記イオン源室との間の第２の流路を介して前記イオン源室に第２の供給材料を供給するように構成されており、この第２の気化器アセンブリは更に、前記第２の供給材料を前記第１の供給材料よりも著しく高い温度で供給するための加熱用及び冷却用の双方の素子を有している当該第２の気化器アセンブリと
を具えているイオン源供給材料供給装置。
【請求項２９】
請求項２８に記載のイオン源供給材料供給装置において、このイオン源供給材料供給装置が更に、前記第１の供給材料と前記第２の供給材料との少なくとも一方を前記イオン源室に供給するようにする選択機構を具えているイオン源供給材料供給装置。
【請求項３０】
イオン源室に結合された第１の気化器アセンブリであって、第１の供給材料が予め充填され封止された第１のコンテナを取り外し自在に収容する第１のハウジングと、この第１のコンテナの封止を解いて、この第１のコンテナと前記イオン源室との間に第１の流路を形成する第１の機構とを有している当該第１の気化器アセンブリと、
前記イオン源室に結合された第２の気化器アセンブリであって、第２の供給材料が予め充填され封止された第２のコンテナを取り外し自在に収容する第２のハウジングと、この第２のコンテナの封止を解いて、この第２のコンテナと前記イオン源室との間に第２の流路を形成する第２の機構とを有している当該第２の気化器アセンブリと
を具えているイオン源供給材料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に半導体の製造に関するものであり、特にイオン源供給材料を供給する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造に際しては、基板の一部の材料特性を変えるためにイオン注入が用いられている。実際、イオン注入は、半導体を主体とする種々の製品の製造中に半導体ウエハの特性を変えるための標準技術となっている。イオン注入は、導電度を変える不純物の導入（例えば、ドーパントのインプラント（不純物ドーピング））、結晶面の変更（例えば、プレアモルファス化）、埋込み層の形成（例えば、ハロー（halo）インプラント）、汚染物質ゲッタリング個所の形成、及び拡散障壁の形成（例えば、フッ素及び炭素のコ（複合）インプラント）に用いることができる。イオン注入は、金属接点領域を合金化するような、トランジスタ以外の分野や、フラットパネルディスプレイの製造分野や、その他の表面処理の分野に用いることもできる。これらの全てのイオン注入分野は、一般に材料特性の変更領域を形成するものとして分類しうる。
【０００３】
代表的なドーピング処理では、所望の不純物材料をイオン化し、得られたイオンを加速して、所定のエネルギーのイオンビームを形成し、このイオンビームを、半導体を主体とするウエハのような目標とする基板の表面に指向させる。イオンビーム中の高エネルギーイオンがウエハのバルク半導体材料中に侵入し、半導体材料の結晶格子に埋め込まれて、所望の導電度の領域を形成する。
【０００４】
イオン注入装置のシステムには通常、イオンを発生するイオン源が含まれている。このイオン源には、イオン化ガスをイオン源室又はその他のイオン化装置に送給する送給機構と関連させることができる。イオン化ガスは、気体の供給材料（例えば、圧縮ガスのキャニスタ又はセーフティデリバリーシステム（ＳＤＳ））から直接的に、又は気化器るつぼで気化させる固体の供給材料から間接的に得られる。何れの場合にも、イオン発生結果を再現性のあるようにするために供給材料を一貫して高品質にすることが望ましい。
【０００５】
供給材料は多数の要因により悪影響を受けるおそれがある。例えば、供給材料は貯蔵又は輸送中に汚染されるおそれがある。供給材料が大気にさらされると、湿気又はその他の汚染物質が導入されるおそれがある。ある供給材料は時間とともに劣化し、指定期間後に安全に使用又は再使用できなくなるおそれがある。又、ある供給材料は、コフィラー(co-filler)又は添加剤と一緒に出荷され、これらも汚染されるおそれがある。非気体の供給材料が気化器から供給されると、気化器の内面特性が供給材料を劣化又は汚染させる一因となるおそれもある。例えば、気化器るつぼは、ある期間の間加熱された後に汚染されたり、分子を分裂させるか又はその他の不所望な処理を行うか又はこれらの双方を行ったりするおそれがある。より新規な種類の供給材料（例えば、ボラン及びカルボラン）は、より一層汚染されやすく、従って、より一層厳しく制御する必要がある。
【０００６】
しかし、現在では、半導体の製造環境におけるイオン源供給材料の供給を有効に且つ効率的に制御する組織的な手法は存在しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、上述した欠点を克服しうるイオン源供給材料を供給する技術を得ることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、イオン源供給材料を供給する技術を得る。本発明の特定の代表的な例では、この技術を、イオン源供給材料を供給するためのコンテナとして実現する。このコンテナは、イオン源材料を予め充填しておく内部空所を有しうる。このコンテナは、ノズルアセンブリを介してイオン源室に結合される対応のハウジング内に、取り外し自在に装填されるように構成された外側体をも有しうる。このコンテナは更に、予め充填されたイオン源供給材料を封止するための出口を有することができ、この出口は更に、前記ノズルアセンブリと係合して、前記内部空所と前記イオン源室との間に流路を形成する構造となっている。コンテナは使い捨て素子として構成しうる。
【０００９】
この特定の代表的な例の他の態様によれば、前記コンテナは更に、イオン源供給材料を加熱する気化器るつぼとして作用するように構成することができる。このコンテナの外側体は熱伝導性材料を有するようにしうる。
【００１０】
この特定の代表的な例の他の態様によれば、前記出口が膜を有し、前記ノズルアセンブリとの前記係合により前記膜を破壊して前記流路を形成するようにしうる。
【００１１】
この特定の代表的な例の他の態様によれば、前記出口がバネ仕掛け弁を有し、前記ノズルアセンブリとの前記係合によりこのバネ仕掛け弁を開放させるようにしうる。
【００１２】
この特定の代表的な例の他の態様によれば、前記供給材料は非ガス形態で予め充填されるようにしうる。前記供給材料はカルボランを有するようにしうる。或いはまた、前記供給材料は一種類以上のボランを有するようにしうる。又、前記供給材料には、水素吸収材料を予め混合するようにもしうる。
【００１３】
この特定の代表的な例の他の態様によれば、前記コンテナは更に、このコンテナの内容と関連する情報を符号化した機械可読識別表示を有するようにしうる。
【００１４】
他の特定の代表的な例では、前述した技術を、イオン源供給材料供給装置として実現しうる。このイオン源供給材料供給装置は、供給材料が予め充填され封止されたコンテナを収容するハウジングであって、この封止されたコンテナをこのハウジング内に取り外し自在に装填しうるように構成された当該ハウジングを具えることができる。このイオン源供給材料供給装置は、前記ハウジングをイオン源室に結合するノズルアセンブリをも有することができる。このイオン源供給材料供給装置は更に、前記ノズルアセンブリをコンテナと係合させて、このコンテナと前記イオン源室との間に流路を形成する機構をも有することができる。
【００１５】
この特定の代表的な例の他の態様によれば、前記封止されたコンテナは、膜により封止された出口を有するようにしうる。前記ノズルアセンブリは剛性部材を有するようにしうる。又、前記機構は、前記剛性部材が前記膜に穴を開けることにより前記ノズルアセンブリをコンテナと係合させるようにしうる。コンテナが最初に前記ハウジング内に装填された際に、このコンテナの前記出口は前記剛性部材の付近にあるようにでき、前記機構はコンテナを前記剛性部材に向う方向に摺動させて、前記膜に穴を開けるようにしうる。
【００１６】
この特定の代表的な例の他の態様によれば、前記供給材料は非ガス形態で予め充填することができる。この供給材料はカルボランを有するようにしうる。或いはまた、供給材料は一種類以上のボランを有するようにしうる。又、供給材料は水素吸収材料と予め混合させることもできる。イオン源供給材料供給装置は更に、前記コンテナが前記ハウジング内に装填され、前記ノズルアセンブリと係合した際に、前記供給材料を気化させる加熱機構を有するようにしうる。この加熱機構は、前記コンテナのるつぼ部分と熱接触する１つ以上の加熱素子を有するようにしうる。
【００１７】
この特定の代表的な例の追加の態様によれば、前記コンテナは、このコンテナが最初に前記ハウジング内に装填された際に閉成状態に保たれているバネ仕掛け弁で封止されているようにしうる。前記機構は、前記バネ仕掛け弁を開放状態に押圧することにより前記ノズルアセンブリを前記コンテナと係合させるようにしうる。
【００１８】
この特定の代表的な例の他の態様によれば、前記機構は、前記イオン源室が予め決定した真空レベルに達した場合のみ、前記ノズルアセンブリを前記コンテナと係合させるように構成しうる。
【００１９】
この特定の代表的な例の更に他の態様によれば、前記コンテナは、前記供給材料とこのコンテナとの少なくとも一方と関連するコンピュータ可読情報で符号化されたタグを有するようにしうる。このイオン源供給材料供給装置は更に、前記コンピュータ可読情報を読み取る検出器と、このコンピュータ可読情報を処理するプロセッサとを有するようにしうる。このプロセッサは、処理したコンピュータ可読情報が１つ以上の予め決定した基準を満足しない場合に、コンテナを排除するように構成しうる。又、このプロセッサは、処理したコンピュータ可読情報に基づいてイオン源室の動作を制限するように構成しうる。
【００２０】
この特定の代表的な例の更に他の態様によれば、前記コンテナに少なくとも１つのコードを付し、このコードは、プロセッサに入力された際に、前記イオン源室の動作を可能にするか又は制限するようにしうる。
【００２１】
更に他の特定の代表的な例では、前述した技術をイオン源供給材料供給装置として実現しうる。このイオン源供給材料供給装置は、供給材料が予め充填され封止されたコンテナを具えるようにしうる。このイオン源供給材料供給装置は、このコンテナを収容するハウジングであって、封止されたコンテナを当該ハウジング内に取り外し自在に装填しうるように構成されている当該ハウジングをも具えるようにしうる。このイオン源供給材料供給装置は更に、このハウジングをイオン源室に結合させるノズルアセンブリを具えることができる。このイオン源供給材料供給装置は更に、このノズルアセンブリを前記コンテナと係合させて、このコンテナと前記イオン源室との間に流路を形成する機構をも具えることができる。
【００２２】
更に他の特定の代表的な例では、前述した技術をイオン源供給材料供給方法として実現しうる。このイオン源供給材料供給方法は、使い捨てコンテナに供給材料を予め充填する工程を有しうる。このイオン源供給材料供給方法は、この使い捨てコンテナをハウジング内に装填し、この装填に際しこの使い捨てコンテナを封止する工程をも有しうる。このイオン源供給材料供給方法は更に、前記ハウジングをノズルアセンブリを介してイオン源室に結合する工程を有しうる。このイオン源供給材料供給方法は更に、前記ノズルアセンブリを前記使い捨てコンテナと係合させて、この使い捨てコンテナの封止を解くとともに、この使い捨てコンテナと前記イオン源室との間に流路を形成する工程を有しうる。
【００２３】
更に他の特定の代表的な例では、前述した技術をイオン源供給材料供給装置として実現しうる。このイオン源供給材料供給装置は、イオン源室に結合された第１の気化器アセンブリを具え、この第１の気化器アセンブリは、第１の供給材料が予め充填され封止されたコンテナを取り外し自在に収容するハウジングと、このコンテナの封止を解いて、このコンテナと前記イオン源室との間に第１の流路を形成する機構とを有するようにしうる。このイオン源供給材料供給装置は更に、前記イオン源室に結合された第２の気化器アセンブリを具え、この第２の気化器アセンブリは、前記コンテナと前記イオン源室との間の第２の流路を介して前記イオン源室に第２の供給材料を供給するように構成されており、この第２の気化器アセンブリは更に、前記第２の供給材料を前記第１の供給材料よりも著しく高い温度で供給するための加熱用及び冷却用の双方の素子を有しているようにしうる。
【００２４】
更に他の特定の代表的な例では、前述した技術をイオン源供給材料供給装置として実現しうる。このイオン源供給材料供給装置は、イオン源室に結合された第１の気化器アセンブリであって、第１の供給材料が予め充填され封止された第１のコンテナを取り外し自在に収容する第１のハウジングと、この第１のコンテナの封止を解いて、この第１のコンテナと前記イオン源室との間に第１の流路を形成する第１の機構とを有している当該第１の気化器アセンブリを具えることができる。このイオン源供給材料供給装置は、前記イオン源室に結合された第２の気化器アセンブリであって、第２の供給材料が予め充填され封止された第２のコンテナを取り外し自在に収容する第２のハウジングと、この第２のコンテナの封止を解いて、この第２のコンテナと前記イオン源室との間に第２の流路を形成する第２の機構とを有している当該第２の気化器アセンブリを具えることもできる。
を具えている
【００２５】
本発明を、添付図面に示す代表的な実施例につき以下に詳細に説明する。本発明を以下に代表的な実施例につき説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。本発明を見た当業者は、ここに開示した本発明の範囲内に入る追加の実施、変更及び具体例を認識しうるであろう。従って、本発明は重要な用途につき説明するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、従来のイオン注入器システムを示す線図である。
【図２】図２は、イオン注入器における従来のＩＨＣイオン源を示す線図である。
【図３】図３は、本発明の実施例による代表的なイオン源供給材料供給システムを示す線図である。
【図４】図４は、本発明の実施例による代表的な装填貫通式コンテナ及び代表的なノズルを示す線図である。
【図５】図５は、本発明の実施例による代表的なイオン源アセンブリを示す線図である。
【図６】図６は、本発明の実施例による他の代表的なイオン源アセンブリを示す線図である。
【図７】図７は、本発明の実施例による、イオン源供給材料を供給する代表的なコンテナの他の設計例を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明をより完全に理解するために、添付図面を参照する。これらの図面は例示にすぎず、本発明はこれらの図面の例に限定されるものではない。
【００２８】
本発明の実施例は、イオン源供給材料を供給する組織的な手法を規定するものであり、イオン源供給材料は使い捨ての又は再利用可能なコンテナ内に収容するのが好ましい。各コンテナには、イオン源供給材料を予め充填し、このコンテナを封止し、品質及び用途の制御のために個々に識別及び追跡しうるようにする。このコンテナは、気化器アセンブリ内に取り外し自在に装填しうるように構成することができる。気化器アセンブリの機構はコンテナと係合して、イオン源の室内に流路を形成するようにしうる。このコンテナは、内部の非気体の供給材料に対するるつぼとして機能しうる。一旦コンテナの内面が劣化するか又は供給材料が空になると、使用済みのコンテナを新たなものに置き換えることができ、この使用済みのコンテナを廃棄又はリサイクルすることができる。通常のるつぼと、使い捨て／取り外し可能なコンテナとの双方を収容し、これらから所望のイオン源供給ガスを選択しうるようにする二重供給式の気化器アセンブリを構成することもできる。
【００２９】
本明細書及び請求の範囲において、“使い捨て”素子とは、中期〜長期の耐久性よりはむしろ短期の利便性で安価に設計又は構成される素子（例えば、供給材料コンテナ）を意味するものである。ある実施例では、“使い捨て”素子は、一回の使用でその後に廃棄するためのものとすることができる。又、他の実施例では、“使い捨て”素子は、使用後にこの素子を他の使用のために適切に再利用又は修理しうる場合に、再使用、すなわち、リサイクルするようにしうる。
【００３０】
図１は、イオン源供給材料を供給する技術を本発明の実施例により達成しうるようにしたイオン注入器システム１００を示す。殆どのイオン注入器システムにとって代表的であるように、システム１００は、高真空環境内に収容されている。このイオン注入器システム１００は、電源１０１によりある電位にバイアスされるイオン源１０２を有しうる。このイオン源１０２は代表的に、ソースハウジングとして知られた真空室（図示せず）内に収容されている。イオン注入器システム１００は、イオンビーム１０が通る複雑な一連のビームライン素子をも有しうる。これらの一連のビームライン素子には、例えば、抽出電極１０４と、９０°マグネットアナライザ１０６と、第１減速（Ｄ１）段１０８と、７０°マグネットコリメータ１１０と、第２減速（Ｄ２）段１１２とをも有しうる。光ビームを操作する一連の光学レンズと同様に、これらのビームライン素子は、イオンビーム１０を目標とするウエハに向ける前に、このイオンビーム１０をフィルタリング及び集束させうる。目標とするウエハは代表的に、イオン注入中プラテン１１４上に装着されており、このプラテン１１４は、しばしば“ロプラット(roplat)”と称されている装置により一方向又は複数の方向に移動（例えば、平行移動、回転及び傾斜）させることができる。
【００３１】
図２は、陰極を間接的に加熱する（ＩＨＣ）イオン源２００を示しており、このイオン源に本発明の実施例によりイオン源供給材料を供給しうるようにしている。このイオン源２００は、導電性の室壁２１４を有するアーク放電室２０２を具えている。このアーク放電室２０２の一端には、このアーク放電室内に位置するタングステンフィラメント２０４を有する陰極２０６が設けられている。タングステンフィラメント２０４は、高電流を供給しうる第１の電源２０８に結合されている。この高電流は、タングステンフィラメント２０４を加熱して熱電子放出を達成しうるものである。第２の電源２１０は、タングステンフィラメント２０４よりも高い電位で陰極２０６をバイアスし、放出電子を陰極２０６に加速し、これにより陰極を加熱するものとしうる。これにより加熱された陰極２０６は電子をアーク放電室２０２内に放出しうる。第３の電源２１２は、陰極２０６に対して室壁２１４をバイアスし、電子がアーク放電室内で高エネルギーで加速されるようにしうる。又、ソースマグネット（図示せず）により、高エネルギーの電子を閉じこめる磁界Ｂをアーク放電室２０２内に生ぜしめるようにすることができ、アーク放電室２０２の他端における反射電極２１６を陰極２０６と同じ又は同様な電位にバイアスして高エネルギーの電子を反射させるようにしうる。
【００３２】
気化器アセンブリ２１８は供給ガス（例えば、カルボラン）をアーク放電室２０２内に供給することができる。この気化器アセンブリ２１８は代表的に、一種類以上の供給材料を加熱して得られた供給ガスをアーク放電室２０２に供給する気化器２１９を有することができる。高エネルギーの電子が反応種に作用してプラズマ２０を生ぜしめうる。その後、抽出電極（図示せず）により、例えば図１に示すようにイオン注入器システムに用いるためのイオン２２をプラズマ２０から抽出しうる。
【００３３】
図１及び２に示す例にかかわらず、ここで述べるイオン源供給材料を供給する技術は、ビームラインイオン注入器システムに限定されず、プラズマドーピング（ＰＬＡＤ）又はプラズマ浸漬イオン注入（ＰＩＩＩ）に用いられているような他の種類のイオン注入器システムにも適用しうるものである。又、これらの技術は、ＩＨＣ型のイオン源に限定されず、バーナス型や、フリーマン型や、電子衝撃型や、無線周波数（ＲＦ）又はマイクロ波駆動型のイオン源にも適用しうる。
【００３４】
図３は、本発明の実施例による、イオン源供給材料を供給する代表的なシステム３００を示す。このシステム３００は、コンテナ３０２と、このコンテナ３０２を収容する対応のハウジング３０４とを有しうる。
【００３５】
コンテナ３０２は、金属又は熱伝導性の複合材料から成る使い捨てのキャニスタとしうる。このコンテナ３０２には供給材料を予め充填しておき、輸送及び貯蔵中にこのコンテナを封止しておくことができる。供給材料には、一種類以上のプレフィラー又は添加剤を混合することができる。本発明の一実施例によれば、供給材料に水素吸収材料を予め混合しておくことができる。コンテナ３０２は、例えば、膜又は弁により封止される出口３０３を有するようにしうる。
【００３６】
ハウジング３０４は、コンテナ３０２を着脱自在に、すなわち取り外し可能にこのハウジング３０４内に装着しうるように構成しうる。コンテナ３０２はハウジング３０４の一端から装填して“装填”位置に摺動させうるようにするのが好ましい。ハウジング３０４の他端には、イオン源のアーク放電室又はプラズマ放電室のようなイオン源室（図示せず）に結合されるノズルアセンブリ３０６を設けることができる。コンテナ３０２が“装填”位置にある場合、このコンテナ３０２の出口３０３を、ノズルアセンブリ３０６に近接させることができる。このノズルアセンブリ３０６は、封止されたコンテナ３０２と係合させて、このコンテナ３０２の封止を解き、このノズルアセンブリを出口３０３と結合させ、コンテナ３０２とイオン源室との間に流路を形成するように構成することができる。ノズルアセンブリ３０６とコンテナ３０２とを係合させるには、図４及び５に示す装填貫通（ロード・アンド・ピアス）構造又は図７に示すバネ仕掛け弁のような種々の構成を提供しうる。
【００３７】
ハウジング３０４は、コンテナ３０２と熱接触している加熱機構（図示せず）をも有しうる。従って、コンテナ内に非気体の供給材料がある場合には、このコンテナ３０２は、加熱機構により加熱されてこの非気体の供給材料を供給ガスに変換する気化器るつぼとしても作用しうる。続いてこの供給ガスを、ノズルアセンブリ３０６で形成された流路を介してイオン源室に供給しうる。コンテナ３０２と加熱機構との熱接触は最大にするのが望ましい。例えば、コンテナ３０２とハウジング３０４との間を密着させて最大の熱伝導が得られるようにするのが望ましい。一実施例によれば、コンテナ３０２とハウジング３０４の側壁との間のいかなる空隙にもガスを充填して、コンテナ３０２に対する熱伝導性を増大又は調整するようにするのが有利である。他の実施例によれば、コンテナ３０２とハウジング３０４の側壁との間の空隙を充填するのに、真空に匹敵するサーマルコンパウンド又はこれに類似する材料を用いることができる。或いはまた、コンテナ３０２が一旦適所に装填されて鎖状されると、このコンテナ３０２に加熱機構又は加熱面を直接接触させることができる。例えば、コンテナ３０２の底部に圧力を加えることにより、コンテナ３０２の側壁を僅かに横方向に拡張させ、これによりコンテナ３０２とハウジング３０４の側壁との熱接触を高めるようにしうる。
【００３８】
コンテナ３０２は、その利用法及び品質や内部の何らかの内容を追跡するのに役立つ１つ以上の識別タグ又はコードを有するようにするのが好ましい。例えば、コンテナ３０２は、このコンテナ３０２とその内部の供給材料との双方又はいずれか一方と関連するコンピュータ可読情報を有する無線周波数識別装置（ＲＦＩＤ）のような電子的な又は磁気的なタグ（図示せず）を有しうる。随意ではあるが、コンピュータ可読情報はパスワードで保護することができる。或いはまた、コンテナ３０２は、レーザスクライビングした又は印刷したドットコード又はバーコードのような、光学的に読み取りうる１つ以上のインディシアを有しうる。一実施例によれば、アルゴリズムにより一対一の対応で対にした、任意の二次元パターン及び識別コードを各コンテナに対し発生させることができる。識別タグ及びコードの双方又はいずれか一方によれば、各コンテナ３０２及びその内容物を、品質及び利用法の制御のために識別及び追跡しうる。
【００３９】
システム３００は更に、コンテナ３０２及びその内容物が予め決定した基準を満足しているかどうかを、従って、イオン発生に適しているかどうかを決定するために、コンピュータ可読情報又は光学的に読み取りうる情報を検出し処理する１つ以上の素子（図示せず）を有しうる。イオン発生に適していない場合には、コンテナ３０２を自動的に排除しうる。例えば、コンテナ３０２又はその内容物が最低基準を満足しないことが決定されると、コンテナ３０２が装填されているイオン源又はイオン注入装置が起動しないようにすることができる。コンピュータ可読情報又は光学的に読み取りうる情報の検出及び認証は周期的に又は連続的に行うことができる。識別、符号化、検出及び認証の方法論は、イオン源供給材料の品質又は利用法の制御に限定されるものではない。この方法論は、イオン源、イオン注入装置及びその他の半導体製造装置に関連する他の要素及び材料の追跡及び制御にも同様に適用しうる。
【００４０】
以下の１つ以上の条件が当てはまる場合には、コンテナ３０２を排除し、供給材料の新たなコンテナに代えることができる。
（１）コンテナ３０２内の供給材料が空であった。
（２）コンテナ３０２内の供給材料の有効期限が切れている。
（３）コンテナ３０２の内面が劣化している（例えば、１回以上の加熱処理後又は予め決定した温度‐時間関係後であること）。
（４）コンテナ３０２の封が何らかの原因で、ノズルアセンブリ３０６との係合前に破損していた。
この場合、使用したコンテナ３０２は廃棄するか、又は供給材料の供給者に返してリサイクル、すなわち再利用（例えば、修理や再充填）するようにしうる。再充填されたコンテナ３０２には、新たなタグを、又は情報を更新した古いタグを付することができる。
【００４１】
図４は、本発明の実施例による代表的な装填貫通（ロード・アンド・ピアス）コンテナ４０２及び代表的なノズル４０４を示す。コンテナ４０２は、供給材料４０１が予め充填された内部空所を有する使い捨て素子としうる。このコンテナ４０２の一端である出口４０６は膜４０８により封止しうる。このコンテナ４０２の他端には、このコンテナ４０２を図３に示すシステム３００のような気化器アセンブリ内に装填する際にこのコンテナ４０２を固定するカバープレート４１０及びねじ４１２を設けることができる。ノズル４０４は、コンテナ４０２の封を切るために膜４０８に穴をあけることのできる剛性で尖った先端を有するようにしうる。随意ではあるが、ノズル４０４の先端は、コンテナ４０２の出口４０６と嵌合する形状としうる。一設計例によれば、ロックウールのような一片のガス透過性のフィルタ材料をノズル４０４内に又はその付近に配置して、例えば、コンテナの取り外し又は修理中に供給材料がコンテナ４０２から滑り出ないようにすることができる。
【００４２】
動作に際しては、最初にコンテナ４０２を気化器アセンブリ内に装填して、カバープレート４１０及びねじ４１２により適所に固定することができる。“装填”位置では、膜４０８をノズル４０４の尖った先端の付近に位置させることができる。ノズル４０４とコンテナ４０２とを係合させるために、コンテナ４０２をノズル４０４に向う方向に押圧するか又は摺動させて、ノズルを膜４０８と、次に出口４０６と接触させるようにしうる。例えば、ねじ４１２を更に締め付けることにより、コンテナ４０２を、ノズル４０４と係合するように押圧しうる。出口４０６と嵌合したノズル４０４は、コンテナ４０２の内部から、代表的にイオン源室（図示せず）に結合されているノズル４０４の他端への流路を提供しうる。
【００４３】
図５は、本発明の実施例による気化器アセンブリ５０及びイオン源５２を有する代表的なイオン源アセンブリ５００を示す。気化器アセンブリ５０は、装填貫通コンテナ５０２を内部に装填しうる。コンテナ５０２は、図４に示すコンテナ４０２と同じか又はこれに類似させることができる。コンテナ５０２は、もともと膜５０８で封止されていた出口５０６を有しうる。この場合、膜５０８は、ノズルアセンブリ５０５の一部であるノズル５０４により穴があけられている。ノズルアセンブリ５０５は更に、イオン源５２に結合させることができる。ノズル５０４は出口５０６に嵌合させて、コンテナ５０２からイオン源５２への流路を形成するようにしうる。
【００４４】
コンテナ５０２は、ハウジング５１４内に装填しうる。ハウジング５１４の左端では、カバープレート５１０及びねじ５１２がコンテナ５０２を“装填”位置に固定しうるとともに、コンテナ５０２とノズル５０４とを係合させるのに役立つ。カバープレート５１０とハウジング５１４との間に真空Ｏリング（図示せず）を用いて、適切な封止を達成するようにしうる。ハウジング５１４の右端では、プラグ５１６によりコンテナ５０２に対する熱分離を達成しうる。１つ以上の加熱素子５１８によりコンテナ５０２の一部（“るつぼ部分”）を囲むように包み、内部の供給材料を加熱するようにしうる。ハウジング５１４は更に支持プレート５２２に固定することができ、この支持プレートにはイオン源５２も取り付けられている。このモジュール配置によれば、コンテナ５０２を容易に取り外し又は交換でき、ハウジング５１４を修理のために支持プレート５２２から取り外すことができ、イオン源アセンブリ５００の全体を修理のためにイオン注入装置から取り外すことができる。
【００４５】
気化器アセンブリ５０の動作は電子的に制御しうる。例えば、前述したように、検出ユニット（図示せず）によりコンテナ５０２上のＲＦＩＤタグ（図示せず）から情報を読み取り、プロセッサユニット（図示せず）によりこの情報を処理して、動作上の判定を行うようにしうる。更に、ノズル５０４とコンテナ５０２との係合は、イオン源（又はそのハウジング）内の圧力が予め決定したレベル（例えば、低真空）に達することを条件として行うことができる。例えば、コンテナ５０２内に予め充填されて封入された汚染しやすいある種の供給材料の汚染を最小にするために、イオン源５２内の又はその付近の圧力センサ（図示せず）によりプロセッサユニットに圧力データを提供して、圧力が充分低い場合のみこのプロセッサユニットが膜５０８に穴を開けるようにする。
【００４６】
図６は、本発明の実施例による他の代表的なイオン源アセンブリ６００を示す。このイオン源アセンブリ６００は二重供給式の気化器アセンブリ６０及びイオン源６２を有しうる。この二重供給式の気化器アセンブリ６０は、通常の供給材料（例えば、燐、ガリウム、インジウム、アンチモン及び砒素）を供給する通常のるつぼ６０１と、より新種の供給材料（例えば、カルボランのような硼素含有分子）を供給する使い捨てコンテナ６０２とを有しうる。通常の供給材料は、新種の供給材料よりも比較的簡単に制御しうる。
【００４７】
通常のるつぼ６０１は、気化器アセンブリ６０内に相対的に固定させ、第１のノズルアセンブリ６０３を介してイオン源６２に結合させることができる。使い捨てコンテナ６０２は、図４及び５にそれぞれ示すコンテナ４０２及び５０２と同じ又は類似する装填貫通型としうる。この使い捨てコンテナ６０２は、第２のノズルアセンブリ６０４を介してイオン源６２に結合しうる。二重供給式の気化器アセンブリ６０内の対応する供給材料のコンテナを加熱することにより、何れか一方の又は双方の供給ガス源を選択しうる。
【００４８】
通常のるつぼ６０１は、ハウジング兼支持素子６１４に取り付けることができ、このハウジング兼支持素子６１４は通常のるつぼ６０１を使い捨てコンテナ６０２から分離させる作用もする。このハウジング兼支持素子６１４は、冷却剤（例えば、水）を循環させる冷却路（図示せず）を内部に有するようにでき、この冷却路は加熱素子と相俟って、二重供給式の気化器アセンブリ６０に対し温度制御及び所望の熱的分離の双方又はいずれか一方を達成することができる。
【００４９】
図７は、本発明の実施例によるイオン源供給材料を供給する代表的なコンテナ７００の他の設計例を示す。このコンテナ７００には、供給材料７１を予め充填しておくことができる。このコンテナ７００は、当該コンテナ７００の出口７０１を封止するバネ仕掛け弁アセンブリ７０２を有しうる。このバネ仕掛け弁アセンブリ７０２は、バネ７０４と、このバネ７０４に取り付けられた圧力プレート７０６とを有しうる。コンテナ７００が貯蔵又は輸送されているか、或いは最初に気化器アセンブリ内に装填される場合には、バネ仕掛け弁アセンブリ７０２は、図７（ａ）に示すように閉成状態にしうる。プラグ７０８が出口７０１を封止するようにするには、バネ７０４により圧力プレート７０６を持ち上げるようにすることができる。
【００５０】
コンテナ７００がノズルアセンブリ（図示せず）に係合すると、ノズルアセンブリの剛性部材が圧力プレート７０６を押圧し、プラグ７０８が出口７０１から釈放されるようにしうる。このようにすると、バネ仕掛け弁アセンブリ７０２は図７（ｂ）に示すように開放状態になり、これにより（供給材料７１から発生された）供給ガス７２をコンテナ７００から漏出させる。種々の例では、ブラケット、バネ、クリップ、その他の機械的な拘束装置によりコンテナ７００の底部を押圧して、バネ仕掛け弁アセンブリ７０２が開放状態を保つようにすることができる。
【００５１】
本発明の範囲は上述した実施例に限定されるものではない。実際、当業者にとっては、上述した説明及び図面から、上述した実施例に加え他の種々の例及び変形が可能であること明らかである。従って、このような他の例及び変形は本発明の範囲に入るものである。更に、特定の目的に対する特定の環境における特定の実施状況で本発明を説明したが、その有効性はこれらに限定されないこと当業者にとって明らかである。従って、特許請求の範囲は、上述した本発明の範囲及び精神を考慮して解釈すべきものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010516037.tif 000008
【図７（ａ）】
2010516037.tif 000009
【図７（ｂ）】
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【国際調査報告】
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