離子注入裝置和離子注入裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供能夠在清洗離子源內(nèi)部后在短時(shí)間內(nèi)重新啟動(dòng)離子束的離子注入裝置和該離子注入裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。所述離子注入裝置在進(jìn)行離子注入處理時(shí)，向離子源（IS）內(nèi)部導(dǎo)入工藝氣體，使用由多塊電極構(gòu)成的引出電極系統(tǒng)（2），從離子源（IS）引出帶狀的離子束（3），向配置在處理室（5）內(nèi)的基板（4）照射離子束（3），并且在離子注入處理以外時(shí)，向離子源（IS）內(nèi)部導(dǎo)入清洗氣體，對(duì)該離子源（IS）內(nèi)部進(jìn)行清洗，在這樣的離子注入裝置（IM）中，在清洗結(jié)束后重新啟動(dòng)離子束（3）時(shí)，在引出電極系統(tǒng)（2）上施加規(guī)定電壓后，將離子源（IS）的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)設(shè)定為與作為處理對(duì)象的基板（4）的注入配方對(duì)應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)。
【專利說(shuō)明】離子注入裝置和離子注入裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及向硅晶片或玻璃基板照射離子束、向該晶片或基板實(shí)施離子注入處理的離子注入裝置，特別涉及具有清洗功能的離子注入裝置和該離子注入裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在離子注入裝置中，如果長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)進(jìn)行從離子源引出離子束的運(yùn)轉(zhuǎn)，則在構(gòu)成離子源的引出電極系統(tǒng)的電極和構(gòu)成離子源的等離子體生成容器的內(nèi)部附著堆積物。如果對(duì)此置之不理，就會(huì)在引出電極系統(tǒng)的電極之間引起異常放電。
[0003]如果發(fā)生所述異常放電的次數(shù)增加，就會(huì)變得不能維持離子源的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所以要根據(jù)需要對(duì)離子源內(nèi)部進(jìn)行清洗。
[0004]作為該清洗的例子，專利文獻(xiàn)I公開(kāi)的方法是，在除了向試樣進(jìn)行離子注入時(shí)以夕卜，把氫氣導(dǎo)入離子源，在離子源內(nèi)部產(chǎn)生氫等離子體，清洗離子源內(nèi)部的堆積物。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本專利公報(bào)第2956412號(hào)
[0006]在專利文獻(xiàn)I的方法中記載了在對(duì)試樣進(jìn)行離子注入以外時(shí)，在離子源內(nèi)部產(chǎn)生氫等離子體來(lái)進(jìn)行清洗，但是對(duì)于此后如何重新啟動(dòng)離子束完全沒(méi)有記載。
[0007]在離子注入裝置中，對(duì)多塊基板進(jìn)行的離子注入處理是分多次、且每次以規(guī)定塊數(shù)進(jìn)行。在各離子注入處理之間，為了進(jìn)行處理完的基板和未處理的基板的交換，需要暫時(shí)停止向基板進(jìn)行離子注入處理。所以可以考慮在這樣的基板交換期間，使用專利文獻(xiàn)I中記載的技術(shù)，對(duì)離子源內(nèi)部進(jìn)行清洗，但是由于基板交換期間通常最多幾分鐘，因此要求進(jìn)行清洗后盡快啟動(dòng)離子束。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供能夠在清洗后在短時(shí)間內(nèi)重新啟動(dòng)離子束的離子注入裝置和該裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。
[0009]本發(fā)明的離子注入裝置在進(jìn)行離子注入處理時(shí)，向離子源內(nèi)部導(dǎo)入工藝氣體，使用由多塊電極構(gòu)成的引出電極系統(tǒng)，從所述離子源引出帶狀的離子束，向配置在處理室內(nèi)的基板照射所述離子束，并且在離子注入處理以外時(shí)，向離子源內(nèi)部導(dǎo)入清洗氣體，對(duì)所述離子源內(nèi)部進(jìn)行清洗，其特征在于，包括控制裝置，在清洗結(jié)束后重新啟動(dòng)所述離子束時(shí)，在所述引出電極系統(tǒng)上施加規(guī)定電壓后，將所述離子源的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)設(shè)定為與作為處理對(duì)象的基板的注入配方對(duì)應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)。
[0010]通過(guò)在引出電極系統(tǒng)上施加規(guī)定電壓，在各電極之間形成規(guī)定的電場(chǎng)分布，但是在形成所述電場(chǎng)分布之前，經(jīng)過(guò)過(guò)渡狀態(tài)。電極之間的電場(chǎng)在過(guò)渡狀態(tài)時(shí)，如果在離子源內(nèi)部生成與進(jìn)行離子注入處理時(shí)生成的等離子體具有相同濃度的等離子體，則從所述等離子體引出與進(jìn)行離子注入處理時(shí)所使用的離子束具有相同程度的離子束電流的離子束，其中大部分會(huì)沖擊引出電極系統(tǒng)。特別是在引出帶狀離子束的情況下，與點(diǎn)狀的離子束相比，其離子束電流非常大，因此，因這樣的離子束對(duì)引出電極系統(tǒng)沖擊，在用于對(duì)引出電極系統(tǒng)施加電壓的電源中會(huì)有過(guò)電流流過(guò)。因所述過(guò)電流而造成電源的輸出電壓不穩(wěn)定，因此不能如所希望的那樣盡快啟動(dòng)離子束。
[0011]考慮到上述方面，在本發(fā)明中，采用具有控制裝置的結(jié)構(gòu)，在重新啟動(dòng)離子束時(shí)，在引出電極系統(tǒng)上施加規(guī)定電壓后，將離子源的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)設(shè)定為與作為處理對(duì)象的基板的注入配方對(duì)應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)。由此在構(gòu)成引出電極系統(tǒng)的電極之間形成規(guī)定的電場(chǎng)后，在離子源內(nèi)部生成與進(jìn)行離子注入處理時(shí)生成的等離子體具有相同濃度的等離子體，由此能夠引出離子束，所以能夠充分抑制具有比較大的離子束電流的離子束對(duì)引出電極系統(tǒng)的沖擊。其結(jié)果，由于在與引出電極系統(tǒng)連接的電源中不會(huì)有過(guò)電流流過(guò)，所以能夠盡快啟動(dòng)離子束。
[0012]將對(duì)多塊基板進(jìn)行的離子注入處理分多次、且每次對(duì)規(guī)定塊數(shù)進(jìn)行的離子注入裝置中，所述控制裝置在整個(gè)離子注入處理結(jié)束之前的期間，至少對(duì)所述離子源內(nèi)部進(jìn)行一次清洗就可以。
[0013]采用這樣的構(gòu)成，在一系列的離子注入處理中，能夠利用間隙的時(shí)間對(duì)離子源進(jìn)行清洗，所以不需要為了清洗離子源停止離子注入裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0014]此外，在重新啟動(dòng)所述離子束時(shí)，在所述引出電極系統(tǒng)上施加規(guī)定電壓時(shí)，所述離子源內(nèi)部可以沒(méi)有生成等離子體。
[0015]在引出電極系統(tǒng)上施加規(guī)定電壓時(shí)，如果在離子源內(nèi)部生成有等離子體，由此引出所不希望的離子束。此時(shí)，因過(guò)渡電場(chǎng)的作用，引出的離子束的大部分可能會(huì)沖擊引出電極系統(tǒng)。如等離子體濃度足夠低，則由于不能引出大電流的離子束，所以不會(huì)發(fā)生在引出電極系統(tǒng)上連接的電源中有過(guò)電流流過(guò)而造成電源的輸出電壓不穩(wěn)定的問(wèn)題，但擔(dān)心因離子束對(duì)引出電極系統(tǒng)的沖擊造成如下的情況。
[0016]因離子束對(duì)引出電極系統(tǒng)的沖擊，使引出電極系統(tǒng)的堆積物濺射，而成為在構(gòu)成引出電極系統(tǒng)的電極之間引起放電的原因。此外，濺射的堆積物向離子束的輸送路徑的下游側(cè)飛散，在混入到基板的情況下，導(dǎo)致基板注入不良?？墒窃谝鲭姌O系統(tǒng)上施加規(guī)定電壓時(shí)，如果使離子源內(nèi)部不生成等離子體，則能夠防止上述那樣的離子束對(duì)引出電極系統(tǒng)的沖擊。
[0017]作為更具體的離子源的構(gòu)成，所述離子源包括等離子體生成容器，導(dǎo)入所述清洗氣體和所述工藝氣體，在內(nèi)部生成等離子體，在所述等離子體生成容器內(nèi)配置有一個(gè)或多個(gè)陰極，在所述陰極和所述等離子體生成容器之間，連接有調(diào)整兩個(gè)構(gòu)件之間的電位差的電源。
[0018]此外，所述控制裝置在重新啟動(dòng)所述離子束時(shí)，在使連接在所述引出電極系統(tǒng)上的電源的輸出電壓為規(guī)定的值后，使連接在所述陰極和所述等離子體生成容器之間的電源的輸出電壓為規(guī)定的值。
[0019]本發(fā)明的離子注入裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法是，在離子注入裝置中，在進(jìn)行離子注入處理時(shí)，向離子源內(nèi)部導(dǎo)入工藝氣體，使用由多塊電極構(gòu)成的引出電極系統(tǒng)，從所述離子源引出帶狀的離子束，向配置在處理室內(nèi)的基板照射所述離子束，并且在離子注入處理以外時(shí)，向離子源內(nèi)部導(dǎo)入清洗氣體，對(duì)所述離子源內(nèi)部進(jìn)行清洗，在這樣的離子注入裝置中，在清洗結(jié)束后重新啟動(dòng)所述離子束時(shí)，在所述引出電極系統(tǒng)上施加規(guī)定電壓后，將所述離子源的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)設(shè)定為與作為處理對(duì)象的基板的注入配方對(duì)應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)。[0020]在使電極之間的電場(chǎng)分布成為規(guī)定的電場(chǎng)分布后，將離子源的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)變更為與作為處理對(duì)象的基板的注入配方對(duì)應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，所以能夠充分抑制具有比較大的離子束電流的離子束對(duì)引出電極系統(tǒng)的沖擊。其結(jié)果，由于在連接在引出電極系統(tǒng)上的電源中不會(huì)有過(guò)電流流過(guò)，所以能夠盡快啟動(dòng)離子束。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是離子注入裝置頂?shù)母┮晥D。
[0022]圖2是表示重新啟動(dòng)離子束的第一個(gè)處理例子的流程圖。
[0023]圖3是表示重新啟動(dòng)離子束的第二個(gè)處理例子的流程圖。
[0024]圖4是表示重新啟動(dòng)離子束的第三個(gè)處理例子的流程圖。
[0025]圖5是表示重新啟動(dòng)離子束的第四個(gè)處理例子的流程圖。
[0026]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0027]I 等離子體生成容器
[0028]2 引出電極系統(tǒng)
[0029]3 離子束
[0030]4 基板
[0031]5 處理室
[0032]9 第一儲(chǔ)氣瓶
[0033]91 第二儲(chǔ)氣瓶
[0034]IM 離子注入裝置
[0035]IS 離子源
[0036]P 等離子體
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的離子注入裝置和它的運(yùn)轉(zhuǎn)方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0038]圖1表示本發(fā)明使用的一個(gè)離子注入裝置頂?shù)母┮晥D。對(duì)所述離子注入裝置頂?shù)恼w構(gòu)成進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。此外，圖示的XYZ軸的方向相互垂直。
[0039]等離子體生成容器I是圖示的Y軸方向尺寸比X軸方向尺寸長(zhǎng)的、大體為立方體形的容器，從第一儲(chǔ)氣瓶9向容器內(nèi)提供工藝氣體(BF3或PH3等)。此外，用加速電源Vacc把等離子體生成容器I的電位固定在規(guī)定的電位。此外，把陰極F導(dǎo)入等離子體生成容器I內(nèi)，用電弧電源Varc在陰極F和等離子體生成容器I之間設(shè)定規(guī)定的電位差。此外，在陰極F和等離子體生成容器I之間設(shè)置有未圖示的絕緣體，用所述絕緣體把兩個(gè)構(gòu)件之間電隔離。
[0040]在陰極F的兩端連接有陰極電源Vf，從用所述電源加熱的陰極F釋放出熱電子。如果所述熱電子沖擊從第一儲(chǔ)氣瓶9提供的工藝氣體，則工藝氣體電離，生成等離子體P。
[0041]在等離子體生成容器I的Z軸方向一側(cè)的面上形成開(kāi)口，為了從等離子體P引出帶狀的離子束3 (在此例子中為Y軸方向尺寸比X軸方向尺寸長(zhǎng)的離子束)，配置有引出電極系統(tǒng)2。引出電極系統(tǒng)2由多個(gè)電極構(gòu)成，例如，如圖1所示，由四塊電極構(gòu)成。從等離子體生成容器I側(cè)依次排列有加速電極2a、引出電極2b、抑制電極2c、接地電極2d，各電極相互電隔離。在這些電極上形成有用于使離子束3通過(guò)的多個(gè)圓孔、多個(gè)狹縫或單一的狹縫。
[0042]在此例子中，加速電極2a與陰極F電位相同，接地電極2d被電接地。此外，為了防止從引出離子束3的Z軸方向側(cè)向等離子體生成容器I側(cè)流過(guò)電子，在抑制電極2c上連接有在電極上施加負(fù)電壓的抑制電源Vsup。
[0043]從引出電極系統(tǒng)2引出的尚子束3由分析磁鐵10和分析狹縫11進(jìn)行質(zhì)量分析后，入射到處理室5內(nèi)。
[0044]用搬運(yùn)機(jī)器人8把基板4從位于處理室5外側(cè)的盒7搬運(yùn)到予真空室6內(nèi)。把基板4搬運(yùn)到予真空室6后，用未圖示的泵抽真空，使予真空室6內(nèi)的空氣從大氣向真空變化。在達(dá)到規(guī)定的真空度后，打開(kāi)予真空室6的處理室5側(cè)的門(mén)，把基板4搬運(yùn)到處理室5內(nèi)。此外，在對(duì)予真空室6抽真空時(shí)，關(guān)閉予真空室6的大氣側(cè)(配置有盒7的一側(cè))的門(mén)。
[0045]用未圖示的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)改變搬運(yùn)到處理室5內(nèi)的基板4的姿勢(shì)，使被離子束3照射的被照射面大體與Y軸方向平行。此后，用未圖示的搬運(yùn)機(jī)構(gòu)沿X軸方向進(jìn)行基板4的掃描。此外，在基板4的掃描時(shí)，離子束3橫穿基板4的次數(shù)可以是一次，也可以是多次。此外，基板4的掃描方向也可以不是X軸方向。即，只要是與作為離子束3的行進(jìn)方向的Z軸方向交叉的方向、通過(guò)基板4的掃描能夠?qū)?的整個(gè)面進(jìn)行離子注入的方向即可。
[0046]如圖所示，離子束3在Y軸方向上的尺寸比基板4的尺寸長(zhǎng)，因此通過(guò)在X軸方向?qū)?進(jìn)行掃描，可以對(duì)基板4的整個(gè)面進(jìn)行離子注入。在向基板4進(jìn)行離子注入處理后，把基板4沿著與搬運(yùn)到處理室5內(nèi)的路徑相反的路徑裝到盒7內(nèi)。此外，在處理室5中設(shè)置有離子束電流測(cè)量?jī)x12，它是在向基板4照射離子束3之前，確認(rèn)離子束3是否具有所希望的特性時(shí)使用。
[0047]在處理完的基板被收納在盒7之后，由搬運(yùn)機(jī)器人8把未處理的基板從盒7中取出，再搬運(yùn)到處理室5內(nèi)之后，對(duì)基板4進(jìn)行離子注入處理。反復(fù)進(jìn)行這樣的處理完的基板和未處理的基板的交換，直到對(duì)裝在盒7內(nèi)的多塊基板結(jié)束離子注入處理。
[0048]在進(jìn)行基板交換期間，由于在處理室5內(nèi)沒(méi)有作為處理對(duì)象的基板4，因此不需要照射離子束3。在本發(fā)明中，在反復(fù)進(jìn)行的一系列離子注入處理中，在多次的基板交換中，至少對(duì)離子源IS進(jìn)行一次清洗。
[0049]在離子注入裝置頂上設(shè)置有控制裝置20?？刂蒲b置20具有發(fā)送信號(hào)S1、用未圖示的搬運(yùn)機(jī)構(gòu)控制基板4的掃描的功能?？刂蒲b置20通過(guò)控制搬運(yùn)機(jī)構(gòu)，得到基板4的位置信息，并根據(jù)所述位置信息，把信號(hào)S2?S6發(fā)送給陰極電源Vf、電弧電源Varc、引出電源Vext、第一儲(chǔ)氣瓶9、第二儲(chǔ)氣瓶91，對(duì)各部分進(jìn)行控制。此外，在對(duì)加速電源Vacc的輸出電壓值進(jìn)行控制的情況下，還發(fā)送與所述電源有關(guān)的控制信號(hào)。
[0050]從對(duì)基板4進(jìn)行的離子注入處理結(jié)束，到清洗離子源IS內(nèi)部、清洗后重新啟動(dòng)離子束3，可以考慮多個(gè)處理方法?？梢哉f(shuō)各處理方法的共同之處是，在進(jìn)行清洗后重新啟動(dòng)離子束3時(shí)，首先用連接在引出電極系統(tǒng)2上的電源(在圖1的例子中，是引出電源Vext和抑制電源Vsup)對(duì)各電極施加規(guī)定電壓(對(duì)基板4進(jìn)行離子注入處理時(shí)設(shè)定的電壓)。
[0051]然后，將離子源IS的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)設(shè)定為與作為處理對(duì)象的基板4的注入配方對(duì)應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)。離子源IS的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)根據(jù)離子源IS的結(jié)構(gòu)不同而不同，按圖1的例子說(shuō)，電弧電源Varc的輸出電壓值、陰極電源Vf的輸出電壓值、加速電壓Vacc的輸出電壓值、來(lái)自第一儲(chǔ)氣瓶9的工藝氣體流量、來(lái)自第二儲(chǔ)氣瓶91的清洗氣體流量相當(dāng)于離子源IS的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)。
[0052]在對(duì)基板4進(jìn)行離子注入時(shí)，根據(jù)基板4的種類和注入工藝的種類決定注入配方。這里所說(shuō)的注入配方是指對(duì)基板4注入的劑量、離子種類、離子束的能量。其中，劑量由基板4的掃描速度和對(duì)基板4照射的離子束3的離子束電流決定。
[0053]在圖1的例子中，離子束電流由施加在引出電極系統(tǒng)2上的電壓值和離子源IS內(nèi)部的等離子體濃度決定，等離子體濃度由電弧電源Varc的輸出電壓值、陰極電源Vf的輸出電壓值、加速電源Vacc的輸出電壓值、從第一儲(chǔ)氣瓶9提供的工藝氣體流量、從第二儲(chǔ)氣瓶91提供的清洗氣體流量決定。
[0054]如上所述，用連接在引出電極系統(tǒng)2上的電源(在圖1的例子中為引出電極Vext和抑制電源Vsup)在引出電極系統(tǒng)2上施加規(guī)定電壓(對(duì)基板4進(jìn)行離子注入處理時(shí)設(shè)定的電壓)后，將離子源IS的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)設(shè)定為與作為處理對(duì)象的基板4的注入配方對(duì)應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，因此在重新啟動(dòng)離子束3時(shí)，可以充分抑制具有比較大的離子束電流的離子束3對(duì)引出電極系統(tǒng)2的沖擊。
[0055]尚子束3對(duì)引出電極系統(tǒng)2的沖擊由以下引起。因在引出電極系統(tǒng)2上施加電壓，在各電極之間形成規(guī)定的電場(chǎng)分布，但是在形成所述電場(chǎng)分布之前，經(jīng)過(guò)過(guò)渡狀態(tài)。電極之間的電場(chǎng)在過(guò)渡狀態(tài)時(shí)，如果在離子源IS內(nèi)部，生成與進(jìn)行離子注入處理時(shí)生成的等離子體具有相同濃度的等離子體P，則從所述等離子體P引出與進(jìn)行離子注入處理時(shí)所使用的離子束具有相同程度的離子束電流的離子束3，其中大部分會(huì)沖擊引出電極系統(tǒng)2。
[0056]特別是在引出帶狀離子束3的情況下，與點(diǎn)狀的離子束相比，其離子束電流非常大。因此，因這樣的帶狀的離子束3對(duì)引出電極系統(tǒng)2的沖擊，在用于對(duì)引出電極系統(tǒng)2施加電壓的電源中會(huì)有過(guò)電流流過(guò)。由于所述過(guò)電流而造成電源的輸出電壓不穩(wěn)定，因此不能如所希望的那樣盡快啟動(dòng)離子束3。
[0057]考慮到上述方面，在本發(fā)明中，在重新啟動(dòng)離子束3時(shí)，在引出電極系統(tǒng)2上施加規(guī)定電壓后，將離子源IS的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)設(shè)定為與作為處理對(duì)象的基板的注入配方對(duì)應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)。由此在構(gòu)成引出電極系統(tǒng)2的電極之間形成規(guī)定的電場(chǎng)后，在離子源IS內(nèi)部生成與進(jìn)行離子注入處理時(shí)生成的等離子體P具有相同濃度的等離子體P，由此能夠引出離子束3，可以充分抑制具有比較大的離子束電流的離子束3對(duì)引出電極系統(tǒng)2的沖擊。其結(jié)果，由于不會(huì)在與引出電極系統(tǒng)連接的電源中流過(guò)過(guò)電流，所以可以得到能夠盡快啟動(dòng)離子束3的效果。
[0058]從離子束3的重新啟動(dòng)到實(shí)際開(kāi)始對(duì)基板4進(jìn)行離子注入處理之前，用離子束電流測(cè)量?jī)x12測(cè)量從引出電極系統(tǒng)2引出的離子束3的離子束電流。其中，如果得到了所希望的離子束電流，則立刻對(duì)基板4進(jìn)行離子注入處理，在沒(méi)有得到所希望的離子束電流的情況下，可以對(duì)上述的離子源IS的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)和引出電極系統(tǒng)2的施加電壓進(jìn)行微調(diào)。
[0059]下面參照?qǐng)D2?圖5，對(duì)從結(jié)束對(duì)基板4進(jìn)行離子注入處理到清洗離子源IS內(nèi)部、清洗后重新啟動(dòng)離子束3的具體的處理例子進(jìn)行說(shuō)明。
[0060]圖2是第一個(gè)處理例子。由于結(jié)束了對(duì)基板4的離子注入處理，在Tl中熄滅離子源IS內(nèi)的等離子體P。然后在T2中停止由第一儲(chǔ)氣瓶9提供工藝氣體，開(kāi)始由第二儲(chǔ)氣瓶91提供清洗氣體。在離子注入裝置頂中設(shè)置有未圖示的真空泵，利用所述真空泵對(duì)注入裝置內(nèi)部抽真空，所以停止提供工藝氣體后的殘留氣體用所述泵排出到裝置外。此外，伴隨停止提供后面敘述的清洗氣體，殘留在離子源IS內(nèi)的清洗氣體也用上述的真空泵排出到裝置外。
[0061]在T3中，在離子源IS內(nèi)點(diǎn)燃等離子體P，用所述等離子體P清洗離子源IS內(nèi)部。此外，在此生成的等離子體P以清洗氣體為原料。此外，利用控制裝置20把陰極電源Vf、電弧電源Varc的輸出電壓設(shè)定為規(guī)定的值，由此進(jìn)行等離子體P的點(diǎn)燃和熄滅。此外，在清洗離子源IS內(nèi)時(shí)，由于不需要引出離子束3，所以由控制裝置20至少把引出電源Vext的輸出電壓設(shè)定為零，或設(shè)定為不引出離子束3程度的值。關(guān)于這方面在后面敘述的圖3?圖5的例子中也一樣。
[0062]在T4中，熄滅由清洗氣體形成的等離子體P。此后，在T5中停止由第二儲(chǔ)氣瓶91提供清洗氣體，并且開(kāi)始由第一儲(chǔ)氣瓶9提供工藝氣體。此外在圖2的例子中，在T5的時(shí)亥IJ，把陰極電源Vf、電弧電源Varc的輸出電壓值設(shè)定為零，或設(shè)定為在離子源IS內(nèi)不點(diǎn)燃等離子體P的程度的值。
[0063]然后在T6中，在構(gòu)成引出電極系統(tǒng)2的各電極上施加規(guī)定電壓。此時(shí)的電壓值為對(duì)基板4進(jìn)行離子注入處理時(shí)設(shè)定的電壓值，可以根據(jù)作為處理對(duì)象的基板4的注入配方預(yù)先確定。此后在T7中將離子源IS的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)設(shè)定為與作為處理對(duì)象的基板4的注入配方對(duì)應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)。具體說(shuō)，使由第一儲(chǔ)氣瓶9提供的工藝氣體的提供量為規(guī)定的提供量，使由第二儲(chǔ)氣瓶91提供的清洗氣體的提供量為零。此外，設(shè)定陰極電源Vf、電弧電源Varc的輸出電壓值為規(guī)定電壓值。此外，在從結(jié)束前面的離子注入處理到重新啟動(dòng)離子束3的期間，在變更加速電源Vacc的輸出電壓值的情況下，將其恢復(fù)成離子注入處理時(shí)使用的規(guī)定的值。
[0064]通過(guò)進(jìn)行所述T7的處理，可以利用工藝氣體在離子源IS內(nèi)生成具有規(guī)定濃度的等離子體P，由此可以引出與對(duì)基板4進(jìn)行離子注入處理所使用的離子束3具有相同的離子束電流的離子束3。
[0065]圖3表示第二個(gè)處理例子。在圖3和后面敘述的圖4、圖5中所述的處理例子中，與在圖2的處理例子中使用的符號(hào)相同的符號(hào)的處理，是與在圖2中說(shuō)明的處理相同的處理。因此在對(duì)圖3?圖5進(jìn)行說(shuō)明時(shí)，著眼于與圖2所述的處理不同的處理進(jìn)行說(shuō)明。
[0066]圖2的處理例子和圖3的處理例子的不同點(diǎn)在于是否進(jìn)行T8的處理。在圖3的例子中，在T7中生成規(guī)定濃度的等離子體P之前，在T8中點(diǎn)燃濃度比它低的等離子體P。所述等離子體P的點(diǎn)燃是通過(guò)利用控制裝置20控制陰極電源Vf和電弧電源Varc的輸出電壓值來(lái)進(jìn)行的，但是在此點(diǎn)燃的等離子體P的濃度比對(duì)基板4進(jìn)行離子注入處理時(shí)在離子源IS內(nèi)生成的等離子體P的濃度非常低。
[0067]如圖3的例子那樣，也可以在完成重新啟動(dòng)離子束處理之前的期間，點(diǎn)燃這樣稀薄的等離子體P。在這樣的構(gòu)成中，在T6中在引出電極系統(tǒng)2的各電極上施加規(guī)定電壓時(shí)，由于過(guò)渡電場(chǎng)的作用，從濃度低的等離子體P引出的離子束3的大部分會(huì)沖擊構(gòu)成引出電極系統(tǒng)2的電極，但是由于等離子體P的濃度非常低，所以引出的離子束3的離子束電流小，因此不會(huì)發(fā)生在引出電極系統(tǒng)2上連接的電源中有過(guò)電流流過(guò)而造成電源的輸出電壓不穩(wěn)定的問(wèn)題。
[0068]可是，因?yàn)閺倪@樣的濃度低的等離子體P引出的離子束3對(duì)引出電極系統(tǒng)的沖擊，使堆積在引出電極系統(tǒng)2上的堆積物濺射，有可能在構(gòu)成引出電極系統(tǒng)2的電極之間產(chǎn)生放電。此外，濺射的堆積物向離子束3的輸送路徑的下游側(cè)飛散，在混入到基板4的情況下，導(dǎo)致基板注入不良。
[0069]考慮到這些問(wèn)題，與圖3所述的處理例子相比，最好如圖2所述的處理例子那樣，在引出電極系統(tǒng)2的各電極上施加規(guī)定電壓之前，使離子源IS內(nèi)的等離子體P熄滅。
[0070]圖4表示第三個(gè)處理例子。與圖2的處理例子的不同點(diǎn)在于把T4和T5的處理順序顛倒。在圖4的處理例子中，在T3中對(duì)離子源IS內(nèi)進(jìn)行清洗后，在離子源IS內(nèi)點(diǎn)燃由清洗氣體生成的等離子體的狀態(tài)時(shí)，在T5中停止由第二儲(chǔ)氣瓶91提供清洗氣體，開(kāi)始由第一儲(chǔ)氣瓶9提供工藝氣體。此后，使離子源IS內(nèi)的等離子體P熄滅。
[0071]圖5表不第四個(gè)處理例子。與圖2的處理例子的不同點(diǎn)在于把T5和T6的處理順序顛倒。在圖5的處理例子中，在引出電極系統(tǒng)2的各電極上施加規(guī)定電壓后，停止提供清洗氣體，開(kāi)始提供工藝氣體。如圖5的處理例子那樣，可以從圖2的處理例子變更提供工藝氣體的時(shí)刻。
[0072]〈其他變形例子〉
[0073]在從圖2到圖5所述的處理例子中，使停止提供清洗氣體和開(kāi)始提供工藝氣體同時(shí)進(jìn)行，但也可以使它們分開(kāi)進(jìn)行。例如在圖2的處理例子中，可以在T4中使離子源IS內(nèi)的等離子體熄滅時(shí)，停止由第二儲(chǔ)氣瓶91提供清洗氣體，此后作為T(mén)5的處理，開(kāi)始由第一儲(chǔ)氣瓶9提供工藝氣體。
[0074]在圖1所示的離子注入裝置頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)中，封裝了工藝氣體的儲(chǔ)氣瓶?jī)H有第一儲(chǔ)氣瓶9，但也可以設(shè)置多個(gè)封裝有不同種類的工藝氣體的儲(chǔ)氣瓶，把它們按照基板4的注入配方分開(kāi)使用。例如作為儲(chǔ)氣瓶，分別設(shè)置封裝有BF3的儲(chǔ)氣瓶和封裝有PH3的儲(chǔ)氣瓶，如果在基板4的注入配方中離子種類為B，則從封裝有BF3的儲(chǔ)氣瓶提供工藝氣體。
[0075]此外，在圖1所示的離子注入裝置頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)中，在離子源IS的等離子體生成容器I內(nèi)配置了單一的陰極F，但所述陰極F的數(shù)量也可以是多個(gè)。在設(shè)置多個(gè)陰極F的情況下，可以把一個(gè)陰極電源Vf在各陰極F上通用，也可以對(duì)各陰極F分別設(shè)置陰極電源Vf，并且分別控制多個(gè)陰極F。
[0076]此外，作為離子源IS的種類，可以是以往所知道的旁熱式離子源，也可以是高頻型離子源。
[0077]此外，一次離子注入處理所處理的基板塊數(shù)可以是一塊，也可以是多塊。
[0078]除了前面敘述的以外，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，當(dāng)然可以進(jìn)行各種改進(jìn)和變更。
【權(quán)利要求】
1.一種離子注入裝置，在進(jìn)行離子注入處理時(shí)，向離子源內(nèi)部導(dǎo)入工藝氣體，使用由多塊電極構(gòu)成的引出電極系統(tǒng)，從所述離子源引出帶狀的離子束，向配置在處理室內(nèi)的基板照射所述離子束，并且在離子注入處理以外時(shí)，向離子源內(nèi)部導(dǎo)入清洗氣體，對(duì)所述離子源內(nèi)部進(jìn)行清洗，其特征在于， 包括控制裝置，在清洗結(jié)束后重新啟動(dòng)所述離子束時(shí)，在所述引出電極系統(tǒng)上施加規(guī)定電壓后，將所述離子源的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)設(shè)定為與作為處理對(duì)象的基板的注入配方對(duì)應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入裝置，其特征在于，將對(duì)多塊基板進(jìn)行的離子注入處理，分多次、且每次對(duì)規(guī)定塊數(shù)進(jìn)行，所述控制裝置在整個(gè)離子注入處理結(jié)束之前的期間，至少對(duì)所述離子源內(nèi)部進(jìn)行一次清洗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的離子注入裝置，其特征在于，在重新啟動(dòng)所述離子束時(shí)，在所述引出電極系統(tǒng)上施加規(guī)定電壓時(shí)，在所述離子源內(nèi)部沒(méi)有生成等離子體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述離子源包括等離子體生成容器，所述等離子體生成容器導(dǎo)入所述清洗氣體或所述工藝氣體，在內(nèi)部生成等離子體， 在所述等離子體生成容器內(nèi)配置有一個(gè)或多個(gè)陰極， 在所述陰極和所述等離子體生成容器之間，連接有調(diào)整兩個(gè)構(gòu)件之間的電位差的電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離子注入裝置，其特征在于，所述控制裝置在重新啟動(dòng)所述離子束時(shí)，在使連接在所述引出電極系統(tǒng)上的電源的輸出電壓為規(guī)定的值后，使連接在所述陰極和所述等離子體生成容器之間的電源的輸出電壓為規(guī)定的值。
6.一種離子注入裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法， 所述離子注入裝置，在進(jìn)行離子注入處理時(shí)，向離子源內(nèi)部導(dǎo)入工藝氣體，使用由多塊電極構(gòu)成的引出電極系統(tǒng)，從所述離子源引出帶狀的離子束，向配置在處理室內(nèi)的基板照射所述離子束，并且在離子注入處理以外時(shí)，向離子源內(nèi)部導(dǎo)入清洗氣體，對(duì)所述離子源內(nèi)部進(jìn)行清洗，所述離子注入裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的特征在于， 在清洗結(jié)束后重新啟動(dòng)所述離子束時(shí)，在所述引出電極系統(tǒng)上施加規(guī)定電壓后，將所述離子源的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)設(shè)定為與作為處理對(duì)象的基板的注入配方對(duì)應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)。
【文檔編號(hào)】H01J37/317GK103928280SQ201310353859
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月16日
【發(fā)明者】松本武 申請(qǐng)人:日新離子機(jī)器株式會(huì)社