(57)【要約】【課題】高電流低エネルギータイプのイオン注入装置において、ウエハー表面に混入するパーティクルを著しく低減できるイオン注入装置のビームラインの内部部材用の黒鉛部材を提供すること。【解決手段】イオン注入装置に用いるための黒鉛部材であって、かさ密度が１．８０Ｍｇ／ｍ３以上であり電気抵抗率が９．５μΩ・ｍ以下であるイオン注入装置のビームラインの内部部材用の黒鉛部材。好ましくは、当該黒鉛部材の自然破面のラマンスペクトルにおける１３７０ｃｍ−１のＤバンド強度を１５７０ｃｍ−１のＧバンド強度で除して得られるＲ値は０．２０以下である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
かさ密度が１．８０Ｍｇ／ｍ３以上であり電気抵抗率が９．５μΩ・ｍ以下である、イオン注入装置のビームラインの内部部材用の黒鉛部材。
【請求項２】
当該黒鉛部材の自然破面のラマンスペクトルにおける１３７０ｃｍ−１のＤバンド強度を１５７０ｃｍ−１のＧバンド強度で除して得られるＲ値が０．２０以下である請求項１記載の黒鉛部材。
【請求項３】
７０ｋｅＶ以下のイオン注入エネルギーでイオンを注入するイオン注入装置の内部部材として用いるためのものである、請求項１または２記載の黒鉛部材。
【請求項４】
１０ｋｅＶ未満のイオン注入エネルギーでイオンを注入するイオン注入装置の内部部材として用いるためのものである、請求項１または２記載の黒鉛部材。
【請求項５】
１ｋｅＶ未満のイオン注入エネルギーでイオンを注入して浅接合を行うイオン注入装置に用いるためのものである、請求項１または２記載の黒鉛部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体基板などにイオンを注入するイオン注入装置に用いるためのイオン注入装置のビームラインの内部部材用黒鉛部材に関する。ビームラインの内部部材は、イオン注入装置における内部真空空間用の部材であり、具体的には、イオン源内部部材、イオン源から注入処理室までのビーム経路の内部部材および注入処理室内部部材を含む。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスを製造する工程の一つとして、基板となるシリコン、炭化珪素（ＳｉＣ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）等の半導体ウエハー基板に不純物元素をイオン注入する工程がある。図２は、該工程で用いるイオン注入装置の一例の概略図である。イオン注入装置１０は目的の不純物元素をイオン化して所定のエネルギーに加速し、これを半導体基板（ウエハー基板１６）などに打ち込むための装置である。図示されたイオン注入装置１０は、目的の不純物元素を含んだ気体をプラズマ状態にしてイオンを発生させるイオン源１１、発生したイオンを引き出すための引出電極１２、引き出したイオンを目的のイオンに選別するための分離用電磁石１３、イオンを加速する加速電極１４、加速したイオンを偏向する偏向用電極１５を備え、偏向された不純物元素のイオンはシャッタ１８またはカセット１９を経てビームストップ１７の手前に設置されたウエハー基板１６へと打ち込まれる（注入される）。図中の点線は、打ち込まれるイオンの進行をあらわしている。
【０００３】
イオン注入装置の各部分を構成する材料としては、耐熱性、熱伝導性に優れ、イオンビームによる消耗（エロージョン）が少なく、不純物含有量が少ない高純度の材料が要求される。例えば、フライトチューブ、各種スリット、電極、電極カバー、ガイドチューブ、ビームストップ等に黒鉛材料が使用されている。特に、不純物元素のイオン注入のエネルギーが１ＭｅＶ以上であるような高エネルギーイオン注入装置には、従来から高密度・高強度の黒鉛部材が使用されている（特許文献１〜７）。あるいは、ガラス状炭素もしくは熱分解炭素を被覆または含浸した黒鉛部材をイオン注入装置のビームラインの内部部材として用いることもある（特許文献８〜１２）。
【０００４】
黒鉛材料は骨材となるコークスと結合剤とを焼結したものである。このため、イオン注入装置用部材として黒鉛材料を使用すると、イオンビームにより黒鉛粒子（パーティクル）が脱落してイオン注入装置内部を汚染したり、ウエハー基板中に混入して半導体デバイスの歩留まりが低下するという問題が懸念される。また、イオンビームの照射により黒鉛部材が消耗してしまうという問題も懸念される。
【０００５】
近年、集積回路素子のデザインルールの縮小化による超高密度化・超高速化に伴い、ＭＯＳデバイスのゲート長が９０ｎｍ以下になってきている。これを実現するイオン注入技術として、ソースドレインの極浅接合を可能とする注入不純物の極浅分布が必要とされている。このため、低エネルギーイオン注入としてのプラズマドーピングや、減速電界による低エネルギーイオン注入が研究開発されている。それに伴い、ビームラインでの黒鉛へのイオン照射エネルギーも従来よりも低いエネルギー、例えば２ｋｅＶ程度以下の加速電圧で打ち込まれる場合があり、従来は注入されていたものがスパッタリングされる条件に変化してきている。
【特許文献１】特開平８−４５４６７号公報
【特許文献２】特開平９−１９９０７３号公報
【特許文献３】特開平１０−１２１８０号公報
【特許文献４】特開２０００−３２３０５２号公報
【特許文献５】特開２００４−１５８２２６号公報
【特許文献６】米国特許出願第２００３／３８２５２号明細書
【特許文献７】米国特許出願第２００３／７９８３４号明細書
【特許文献８】特開平９−６３５２２号公報
【特許文献９】特開平８−１７１８８３号公報
【特許文献１０】特開平７−３０２５６８号公報
【特許文献１１】特開２０００−１２８６４０号公報
【特許文献１２】特開平１１−２８３５５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
低エネルギーでイオンを打ち込むことによって、従来では生じなかった以下のような問題が見出された。低エネルギーイオン注入においては、黒鉛部材表面がスパッタリングされて、サブミクロンのカーボン粒子がパーティクルとしてウエハーに到達する確率が高くなった。また、装置の小型化に伴い、ビームストップ部分とウエハー間の距離が短くなり、ビームスリットでビームを絞った際に発生する、非常に細かいカーボン粒子がウエハーに打ち込まれる問題も発生している。
【０００７】
このような状況を鑑みて、本発明は、高電流低エネルギータイプのイオン注入装置において、ウエハー表面に混入するパーティクルを著しく低減できるイオン注入装置のビームラインの内部部材用黒鉛部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の特徴は以下のとおりである。
（１）かさ密度が１．８０Ｍｇ／ｍ３以上であり電気抵抗率が９．５μΩ・ｍ以下である、イオン注入装置のビームラインの内部部材用の黒鉛部材。
（２）当該黒鉛部材の自然破面のラマンスペクトルにおける１３７０ｃｍ−１のＤバンド強度を１５７０ｃｍ−１のＧバンド強度で除して得られるＲ値が０．２０以下である（１）記載の黒鉛部材。
（３）７０ｋｅＶ以下のイオン注入エネルギーでイオンを注入するイオン注入装置の内部部材として用いるためのものである、（１）または（２）記載の黒鉛部材。
（４）１０ｋｅＶ未満のイオン注入エネルギーでイオンを注入するイオン注入装置の内部部材として用いるためのものである、（１）または（２）記載の黒鉛部材。
（５）１ｋｅＶ未満のイオン注入エネルギーでイオンを注入して浅接合を行うイオン注入装置に用いるためのものである、（１）または（２）記載の黒鉛部材。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のイオン注入装置のビームラインの内部部材用の黒鉛部材（以下、単に黒鉛部材とも表記する）は、低エネルギーでイオン注入する際にウエハー表面に混入するパーティクルを著しく低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の黒鉛部材は、かさ密度が１．８０Ｍｇ／ｍ３以上であり、好ましくは１．８４Ｍｇ／ｍ３以上である。かさ密度が１．８０Ｍｇ／ｍ３未満では、イオンビーム照射による消耗によって、急激に熱拡散性が低下するため、イオン注入装置内のカーボンパーティクルの増加に伴う、歩留まりの低下が発生するという懸念がある。本発明によれば、黒鉛部材のかさ密度は大きければ大きいほど好ましいが、イオン注入装置に使用する黒鉛は高純度処理する必要があり、かさ密度が高くなりすぎると黒鉛内部まで高純度化しにくいので、例えば１．９５Ｍｇ／ｍ３を上限の一例として挙げることができる。
【００１１】
黒鉛部材のかさ密度の測定方法は、ＪＩＳ  Ｒ７２２２−１９９７に基いて測定される。
【００１２】
本発明の黒鉛部材は、電気抵抗率が９．５μΩ・ｍ以下であり、好ましくは８．５μΩ・ｍ以下である。電気抵抗率が低ければ低いほど黒鉛部材の熱伝導性が良好であるから好ましく、実際の製造などを考慮すると、電気抵抗率の下限として６．８μΩ・ｍが例示される。電気抵抗率が９．５μΩ・ｍより大きいとウエハー表面にパーティクルが混入してしまう。
【００１３】
黒鉛部材の電気抵抗率の測定方法も、ＪＩＳ  Ｒ７２２２−１９９７に基いて測定される。
【００１４】
好適な黒鉛部材として、結晶化度の高い黒鉛部材が挙げられる。黒鉛部材の結晶化度は、ラマンスペクトルにより算出されるＲ値で定量化できる。本発明によれば、黒鉛部材のＲ値は、好ましくは０．２０以下であり、より好ましくは０．１８以下である。Ｒ値は小さければ小さいほど好ましい。Ｒ値が０．２０よりも大きくなると、カーボンパーティクルが発生しやすくなる。
【００１５】
黒鉛部材のＲ値の求め方は以下のとおりである。
２０ｍｍ×２０ｍｍ×１００ｍｍの大きさの黒鉛部材を曲げ強度試験機で中央付近で破断する。図１は、破断後の黒鉛部材の模式図である。イオン注入装置用黒鉛部材１の自然破面を符号１ａで表す。自然破面とは、破断したままであって研磨などといった表面処理を施さない破断面をいう。この自然破面１ａをラマン分光分析に供してラマンスペクトルを求める。得られたスペクトルから、１３７０ｃｍ−１のスペクトル強度（Ｄバンド強度）および１５７０ｃｍ−１のスペクトル強度（Ｇバンド強度）を求める。Ｒ値は、（Ｄバンド強度）÷（Ｇバンド強度）として算出される。
【００１６】
本発明の黒鉛材料の好適な製造方法として、コークス粉砕粉を結合材と混練した後、粉砕し、成形、焼成、黒鉛化（最初の黒鉛化）しその後ピッチ含浸を施し再度黒鉛化する方法が例示できる。最初および再度の黒鉛化は好ましくは２５００℃以上、より好ましくは２７００℃以上、さらに好ましくは２９００〜３２００℃の熱処理で行われる。最初の黒鉛化の前にピッチ含浸を行ってもよい。より具体的には非限定的な以下の例を挙げることができる。
【００１７】
コークス（石油ピッチコークス、石炭ピッチコークスのか焼品または生コークス）を原料に用いハンマーミル等の粉砕機で粉砕し、コークス粉を製造する。得られたコークス粉と結合材ピッチを混錬し、再度粉砕したものまたは自己焼結性を持ったメソフェースもしくは生コークス粉砕粉をラバープレスで成形する。この成形品を約１０００℃で焼成し、上記温度で黒鉛化する。このとき高密度品を得るためにピッチ含浸及びそれに次ぐ焼成黒鉛化工程を必要に応じて複数回行う。ピッチ含浸とは、カーボンの空隙にピッチを高圧で含浸し、炭化させることによりかさ密度を高める工程である。好ましくはハロゲンガスあるいはハロゲン含有ガスを使用するなどして高純度化処理を適宜行い、不純物を５０ｐｐｍ以下にする。高純度処理された黒鉛部材を適宜形状加工してイオン注入装置用黒鉛部材として用いることができる。
【００１８】
本発明の黒鉛部材の用途を説明する。
背景技術の欄で示したように、イオン注入装置は、半導体基板などに不純物元素をイオン注入する装置である。イオンの注入は、目的の不純物元素を含んだ気体をプラズマ状態にしてイオンを発生させ、該イオンをイオンビームとして引き出したのちに適宜選別し、所定の加速電圧でイオンビームを加速して、必要に応じて偏向などした後に半導体基板へ衝突させることによって行われる。
【００１９】
本発明の黒鉛部材はイオン注入装置のビームラインの内部部材として用いるためのものであり、特に、７０ｋｅＶ以下、さらには１０ｋｅＶ未満のイオン注入エネルギーでイオン注入する際の使用を目的とする。イオン注入エネルギーが７０ｋｅＶ以下であるということは、加速電圧が７０ｋＶ以下であることを意味する。イオン注入装置内での本発明の黒鉛部材の使用態様としては、ビームラインの内部部材としての使用である。ビームラインの内部部材とは、イオン注入装置における内部真空空間を構成する部材であり、イオン源内部部材、イオン源から注入処理室までのビーム経路の内部部材および注入処理室内部部材などが挙げられる。より具体的には、ビームラインチューブ、各種スリットとアパチャー、電極、電極カバー、ビームガイドチューブ、ビームストップ等の構成材料が挙げられる。本発明の効果が特に顕在化するのは、ビーム計測器や注入処理室壁材などへの使用である。上述の黒鉛部材で少なくとも一部分が構成されるビームラインの内部部材そのものもまた本発明の範囲内である。さらに、ビームラインの内部部材の少なくとも一部を上述の黒鉛部材で構成してなるイオン注入装置もまた本発明の範囲内である。
【００２０】
浅接合を行う際には、本発明の黒鉛部材を使用することが好ましい。
「浅接合」とは、先端シリコン半導体デバイスで用いられている接合深さが数十ｎｍの浅い不純物拡散層を形成する加工工程であり、この浅接合を形成するための浅いイオン注入には、通常は数百〜数ＫｅＶ、好ましくは１ｋｅＶ未満の加速エネルギー（イオン注入エネルギー）が適用される。
【００２１】
本発明の黒鉛部材を使用する際の半導体基板などへのイオンドーズ量は、好ましくは１０１１〜１０１６ｉｏｎ／ｃｍ２・ｓｅｃである。イオンドーズ量が上記範囲内であるときにスパッタリングがかなり発生しやすいから、本発明の効果が顕在化する。
【００２２】
以下、本発明の要点を今一度説明する。
イオン注入装置では、大別して以下の２種のコンタミネーションが問題になる。一つは目的以外の元素が注入されることにより発生する不純物のコンタミネーションである。もう一つは、パーティクルとの衝突によりイオン価が変化した結果、ビームが加速されるエネルギーが変化し、目的領域外に注入されること、言い換えればエネルギーコンタミネーションである。
【００２３】
イオン注入において、以下のようにパーティクルが問題になる。
従来は半導体のパターン回路の線幅が比較的大きかったことから、カーボン粒子を主としたサブミクロンクラスのパーティクルは問題となっていなかった。しかし、近年の浅接合化にともない、エネルギーコンタミが主要因の注入深度のバラツキが問題となっている。注入深度にバラツキが生じるとリーク電流生じるという問題が発生する。すなわち、待機時の消費電力が大きくなる。
【００２４】
黒鉛材料からのパーティクルに関連して以下のことが要点となる。
１．スパッタリンクレートを減少させる。
スパッタリングを大別すると、物理スパッタリング、化学スパッタリング、昇華促進スパッタリングの３種がある。表面の温度を下げることによりスパッタリングレートを下げ、イオン照射による黒鉛部材の消耗を抑えることができる。炭素基材の熱拡散率および比熱を上昇させることにより表面の温度を下げることができると考えられる。熱伝導率は、熱拡散率と比熱との積であるため、熱伝導率が高くても、熱拡散および比熱の閾値以下の場合は結果が不良となり得る。その例として、高熱伝導率であるが比熱が低い材料として、電極材が考えられ、電極材としては、かさ密度が約１．６５Ｍｇ／ｃｍ３、熱伝導率が２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）のものが例示される。この場合、スパッタリングによって、消耗した場合、比重低下に伴う、比熱の低下により熱伝導が急激に下がるおそれがある。
２．ガスを発生させない。
カーボンは約２６００℃程度から３０００℃程度の熱履歴があるが、イオン照射を受けて熱履歴以上の温度になるとガスが放出される。これがサブミクロンのカーボン粒子となり、パーティクル源になっていると考えられる。
【００２５】
黒鉛材料の具体的な設計指針として以下のことが考えられる。
熱伝導を引き上げるためにはフォノンの散乱を防ぐことが最も重要であると本発明者らは考えた。フォノンの散乱を防ぎながら、高い比重の材料を開発することが重要である。フォノンの自由工程長を長くするためには、界面のない材料が求められ、一般的にはフィラーを大きくすることが考えられる。しかし、一般的な等方性黒鉛ではフィラーを大粒径化した場合には比重が下がり、比熱の低下が懸念される。そのため、ピッチ含浸を繰り返して、比重を高めるが、焼成品にピッチ含浸を繰り返すことによって比重の上昇は得られるが、高熱伝導性は得られない。
そのため、本発明では以下に例示される思想を取り入れている。（１）一度黒鉛化した材料に、ピッチ含浸することにより擬似的に大粒子を使用した状態にして、かつ比重を高める。（２）黒鉛化終了後の黒鉛材にピッチ含浸し、さらに熱処理後に、例えば２９００〜３２００℃で熱処理し、黒鉛化度を高めることにより熱伝導率を向上させて、イオン注入用黒鉛部材として使用するための熱履歴を与えておく。（３）イオン注入を高真空下で行って蒸気圧を低く保つためにあらかじめ黒鉛部材内部に含まれるガスを放出させておく。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例を用いて本発明をより詳しく説明するが、これらの例は本発明を何ら限定するものではない。
【００２７】
（実施例１）
平均粒子径が１０μｍの石炭ピッチコークス１００重量部をフィラーとし、これにコールタールピッチ（結合剤）を５７重量部添加した後、約３時間混練した。得られた混練物を粉砕して、平均粒径３５μｍの粉砕粉を得た。この粉砕粉を用いて、冷間静水圧成形によって、３４０×５７０×１０００（ｍｍ）の寸法の生成形体を得た。この生成形体を約１０００℃で焼成した後、ピッチ含浸と焼成を数回繰り返した。その後、約３０００℃で黒鉛化処理を行った。その後、ピッチを含浸し焼成後、約３０００℃で、再度、黒鉛化処理を行った。
【００２８】
この黒鉛化品から２０×２０×６０（ｍｍ）の試験片を切り出し、物理特性を測定した。測定結果を表１に示す。この黒鉛化品を機械加工によりイオン注入装置用黒鉛部材へ加工した後、さらに、減圧下、２０００℃、ハロゲンガス中で高純度化処理し、灰分含有量を１０ｐｐｍにまで低減させた黒鉛部材を得た。この黒鉛部材をさらに純水中で超音波洗浄した後、高電流低エネルギー型のイオン注入装置に組み込んでシリコンウエハーのイオン注入に供した。
【００２９】
（実施例２）
平均粒子径が１０μｍの石油コークス１００重量部をフィラーとし、これにコールタールピッチ（結合剤）を５７重量部添加した後、約３時間混練した。得られた混練物を粉砕して、平均粒径３５μｍの粉砕粉を得た。この粉砕粉を用いて、冷間静水圧成形によって、３４０×５７０×１０００（ｍｍ）の寸法の生成形体を得た。この生成形体を約１０００℃で焼成後、ピッチ含浸と焼成を数回繰り返した。その後、約３０００℃で黒鉛化処理を行った。その後、ピッチを含浸し、約３１００℃で、再度、黒鉛化処理を行った。
【００３０】
（実施例３）
平均粒子径が１０μｍの石油コークス１００重量部をフィラーとし、これにコールタールピッチ（結合剤）を５５重量部添加した後、約２時間混練した。得られた混練物を粉砕して平均粒径３５μｍの粉砕粉を得た。この粉砕粉を用いて、冷間静水圧成形によって、３４０×５７０×１０００（ｍｍ）の寸法の生成形体を得た。この生成形体を約１０００℃で焼成後、ピッチ含浸と焼成を数回繰り返した。その後、約３０００℃で黒鉛化処理を行った。その後、ピッチを含浸、焼成したものを１００×３００×６００（ｍｍ）の寸法に切り出し、再度ピッチを含浸、焼成し、約３０００℃で黒鉛化処理を行った。
【００３１】
（実施例４）
平均粒子径が１０μｍの石油コークス１００重量部をフィラーとし、これにコールタールピッチ（結合剤）を５７５５重量部添加した後、約２.５時間混練した。得られた混練物を粉砕して平均粒径３５μｍの粉砕粉を得た。この粉砕粉を用いて、冷間静水圧成形によって、１００×３００×６００（ｍｍ）の寸法の生成形体を得た。この生成形体を約１０００℃で焼成後、ピッチ含浸と焼成を数回繰り返した。その後、約２５００℃で黒鉛化処理を行った。その後、ピッチを含浸し、約３０００℃で、再度、黒鉛化処理を行った。
【００３２】
（実施例５）
平均粒子径が１０μｍの石油コークス１００重量部をフィラーとし、これにコールタールピッチ（結合剤）を５４重量部添加した後、約２時間混練した。得られた混練物を粉砕して平均粒径３５μｍの粉砕粉を得た。この粉砕粉を用いて、冷間静水圧成形によって、１００×３００×６００（ｍｍ）の寸法の生成形体を得た。この生成形体を約１０００℃で焼成後、ピッチ含浸と焼成を数回繰り返した。その後、約３０００℃で黒鉛化処理を行った。その後、ピッチを含浸し、約３０００℃で、再度、黒鉛化処理を行った。
【００３３】
（実施例６）
平均粒子径が１０μｍの石油コークス１００重量部をフィラーとし、これにコールタールピッチ（結合剤）を６３重量部添加した後、約４時間混練した。得られた混練物を粉砕して平均粒径３５μｍの粉砕粉を得た。この粉砕粉を用いて、冷間静水圧成形によって、８０×２００×３００（ｍｍ）の寸法の生成形体を得た。この生成形体を約１０００℃で焼成後、ピッチ含浸と焼成後、約３１００℃で黒鉛化処理を行った。その後、ピッチを含浸し、３０００℃で、再度、黒鉛化処理を行った。
【００３４】
（実施例７）
平均粒子径が１０μｍの石油コークス１００重量部をフィラーとし、これにコールタールピッチ（結合剤）を６３重量部添加した後、約４時間混練した。得られた混練物を粉砕して平均粒径３５μｍの粉砕粉を得た。この粉砕粉を用いて、冷間静水圧成形によって、１００×３００×６００（ｍｍ）の寸法の生成形体を得た。この生成形体を約１０００℃で焼成後、ピッチ含浸と焼成を数回繰り返した。その後、約３０００℃で黒鉛化処理を行った。その後、ピッチを含浸、焼成したものを５０×３００×６００（ｍｍ）の寸法に切り出し、再度ピッチを含浸、焼成し、約３１００℃で、再度、黒鉛化処理を行った。
【００３５】
（比較例１）
メソフェースピッチを冷間静水圧成形によって、８０×２００×３００１００×３００×６００（ｍｍ）の寸法の生成形体を得た。この生成形体を約１０００℃で焼成後、約２５００℃で黒鉛化処理を行った。黒鉛化処理後にはピッチの含浸処理を行わなかった。
【００３６】
（比較例２）
石炭ピッチコークスを平均粒子径１３μｍに粉砕したもの１００重量部をフィラーとし、これにコールタールピッチ（結合剤）を５３重量部添加し、約１.５時間混練した。得られた混練物を粉砕して平均粒径３５μｍの粉砕粉を得た。この粉砕粉を用いて、冷間静水圧成形によって、３００×５４０×８５０（ｍｍ）の寸法の生成形体を得た。この生成形体を約９００℃で焼成後、ピッチ含浸と焼成を数回繰り返して行い、約３０００℃で黒鉛化処理を行った。黒鉛化処理後にはピッチ含浸処理を行わなかった。
【００３７】
（比較例３）
生石炭ピッチコークスを平均粒子径８μｍに粉砕したもの１００重量部をフィラーとし、これにコールタールピッチ（結合剤）を５０重量部添加し、約２時間混練した。得られた混練物を粉砕して平均粒径１５μｍの粉砕粉を得た。この粉砕粉を用いて、冷間静水圧成形によって、８０×２００×３００１１０×３１５×６３０（ｍｍ）の寸法の生成形体を得た。この生成形体を約１０００℃で焼成後、約２５００℃で黒鉛化処理を行った。黒鉛化処理後にはピッチ処理を行わなかった。
【００３８】
（比較例４）
石炭ピッチコークスを平均粒子径８μｍに粉砕したもの１００重量部をフィラーとし、これにコールタールピッチ（結合剤）を６０重量部添加し、約２.５時間混練した。得られた混練物を粉砕して平均粒径２５１５μｍの粉砕粉を得た。この粉砕粉を用いて、冷間静水圧成形によって、８０×２００×３００１１０×３１５×６３０（ｍｍ）の寸法の生成形体を得た。この生成形体を約１０００℃で焼成後、約３０００℃で黒鉛化処理を行った。黒鉛化処理後にはピッチ処理を行わなかった。
【００３９】
実施例２〜７および比較例１〜４で得られた各黒鉛化品から２０×２０×１００（ｍｍ）の試験片を切り出し、物理特性を測定した。測定結果を表１に示す。これらの黒鉛化品を実施例１と同様に、機械加工、高純度化処理、超音波洗浄した後、高電流低エネルギー型のイオン注入装置に組み込んでシリコンウエハーのイオン注入に供した。
【００４０】
（シリコンウエハーのイオン注入）
各実施例・比較例で得られた黒鉛部材を高電流低エネルギー型のイオン注入装置のビームストップ部材として組み込んで、シリコンウエハーに対してＢ１１を７ｋｅＶのエネルギーで数十〜数百時間連続して打ち込んだ。このときのイオンドーズ量は、１０１５〜１０１６〜ｉｏｎ／ｃｍ２・ｓｅｃとした。その後、パーティクルカウンターによってシリコンウエハーの表面に存在する０．２μｍ以上の大きさのパーティクルを数えた。結果を表１にまとめる。実施例１〜３ではＳｉウエハー表面のパーティクルの数がウエハー１枚あたり４０個以下であったのに対して比較例１から４では数百個以上であり、Ｓｉウエハーの歩留まりが悪く問題が発生した。
【００４１】
【表１】
2007123126.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】破断後の黒鉛部材の模式図である。
【図２】イオン注入装置の一例の概略図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  イオン注入装置のビームラインの内部部材用黒鉛部材
１０  イオン注入装置
１１  イオン源
１２  引出電極
１３  分離用電磁石
１４  加速電極
１５  偏向用電極
１６  ウエハー基板
１７  ビームストップ
１８  シャッタ
１９  カセット
【図１】
2007123126.tif 000003
【図２】
2007123126.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月10日(2006.7.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン注入装置にて７０ｋｅＶ以下のイオン注入エネルギーでイオンを注入するために用いられる、上記イオン注入装置のビームラインの内部部材用の黒鉛部材であって、かさ密度が１．８０Ｍｇ／ｍ３以上であり電気抵抗率が９．５μΩ・ｍ以下である、黒鉛部材。
【請求項２】
イオン注入装置にて１０ｋｅＶ未満のイオン注入エネルギーでイオンを注入するために用いられる、請求項１記載の黒鉛部材。
【請求項３】
イオン注入装置にて１ｋｅＶ未満のイオン注入エネルギーでイオンを注入して浅接合を行うために用いられる、請求項１記載の黒鉛部材。
【請求項４】
当該黒鉛部材の自然破面のラマンスペクトルにおける１３７０ｃｍ−１のＤバンド強度を１５７０ｃｍ−１のＧバンド強度で除して得られるＲ値が０．２０以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の黒鉛部材。
【請求項５】
当該黒鉛部材が、焼成とピッチ含浸を複数回行った焼成体を２５００℃以上で黒鉛化しその後少なくとも一回以上ピッチ含浸を施し２５００℃以上で再度黒鉛化して得られるものである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の黒鉛部材。
【請求項６】
灰分含有量を１０ｐｐｍまで低減させた請求項１〜５のいずれか１項に記載の黒鉛部材。
【請求項７】
請求項６記載の黒鉛部材からなるビームラインの内部部材を備えるイオン注入装置を用い、７０ｋｅＶ以下のイオン注入エネルギーで半導体基板にイオンを注入する方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の特徴は以下のとおりである。
（１）イオン注入装置にて７０ｋｅＶ以下のイオン注入エネルギーでイオンを注入するために用いられる、上記イオン注入装置のビームラインの内部部材用の黒鉛部材であって、かさ密度が１．８０Ｍｇ／ｍ３以上であり電気抵抗率が９．５μΩ・ｍ以下である、黒鉛部材。
（２）イオン注入装置にて１０ｋｅＶ未満のイオン注入エネルギーでイオンを注入するために用いられる、（１）記載の黒鉛部材。
（３）イオン注入装置にて１ｋｅＶ未満のイオン注入エネルギーでイオンを注入して浅接合を行うために用いられる、（１）記載の黒鉛部材。
（４）当該黒鉛部材の自然破面のラマンスペクトルにおける１３７０ｃｍ−１のＤバンド強度を１５７０ｃｍ−１のＧバンド強度で除して得られるＲ値が０．２０以下である、（１）〜（３）のいずれかに記載の黒鉛部材。
（５）当該黒鉛部材が、焼成とピッチ含浸を複数回行った焼成体を２５００℃以上で黒鉛化しその後少なくとも一回以上ピッチ含浸を施し２５００℃以上で再度黒鉛化して得られるものである、（１）〜（４）のいずれかに記載の黒鉛部材。
（６）灰分含有量を１０ｐｐｍまで低減させた（１）〜（５）のいずれかに記載の黒鉛部材。
（７）（６）に記載の黒鉛部材からなるビームラインの内部部材を備えるイオン注入装置を用い、７０ｋｅＶ以下のイオン注入エネルギーで半導体基板にイオンを注入する方法。