JPH0195458A - 四重極質量分析器を用いたイオン注入装置 - Google Patents
四重極質量分析器を用いたイオン注入装置Info
- Publication number
- JPH0195458A JPH0195458A JP62252219A JP25221987A JPH0195458A JP H0195458 A JPH0195458 A JP H0195458A JP 62252219 A JP62252219 A JP 62252219A JP 25221987 A JP25221987 A JP 25221987A JP H0195458 A JPH0195458 A JP H0195458A
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- JP
- Japan
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- electrode
- lens
- quadrupole mass
- mass spectrometer
- ion
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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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は例えばイオン注入装置の質量分析器に用いて好
適な四重極質量分析器に関するもので有る。
適な四重極質量分析器に関するもので有る。
〈従来の技術〉
第４図は質量分析器として分析マグネットを用いたイオ
ン注入装置を示ず一部断面構成図で有る。
ン注入装置を示ず一部断面構成図で有る。
図において、イ部はガスボンベ１．イオン電源２゜イオ
ン８３．真空ポンプ４等からなるイオン供給部であり０
口部は分析マグネット、凸部はアバ−チャ５．可変スリ
ット６、加速管７．八重極レンズ８からなるイオン加速
、収束等のイオン光学系。
ン８３．真空ポンプ４等からなるイオン供給部であり０
口部は分析マグネット、凸部はアバ−チャ５．可変スリ
ット６、加速管７．八重極レンズ８からなるイオン加速
、収束等のイオン光学系。
二部はＸ、Ｙ軸偏向板９．レンズおよび走査系１０から
なるビーム走査系９本部は真空ポンプ１１゜コーナーフ
ァラデーカップ１２．主ファラデーカップ１３等からな
る試料室であり、この試料室に所望の原子を注入すべき
ウェハ１４が配置されている。
なるビーム走査系９本部は真空ポンプ１１゜コーナーフ
ァラデーカップ１２．主ファラデーカップ１３等からな
る試料室であり、この試料室に所望の原子を注入すべき
ウェハ１４が配置されている。
上記従来のイオン注入装置において、イオンは。
イオン源に８Ｆ３やＡＳＨ３等のガスを１０°２Ｔｏｒ
ｒ１７度導入し、ＤＣやＲＦｆｉ［にょって生じるプラ
ズマ中より引出す。このイオンビームは種々のイオンを
含むため１分析マグネットによって必要なイオンのみを
取出す。
ｒ１７度導入し、ＤＣやＲＦｆｉ［にょって生じるプラ
ズマ中より引出す。このイオンビームは種々のイオンを
含むため１分析マグネットによって必要なイオンのみを
取出す。
走査系は、ウェハ１４の面内に均一にイオンを注入する
為、Ｘ軸、Ｙ軸に偏向板を設け、これらの偏向板に三角
波電圧を印加してイオンビームを静電的に走査する。
為、Ｘ軸、Ｙ軸に偏向板を設け、これらの偏向板に三角
波電圧を印加してイオンビームを静電的に走査する。
試料室には残留ガスによる試料表面の汚染を避けるため
１０’Ｔｏｒｒ程度の真空室が設けられている。
１０’Ｔｏｒｒ程度の真空室が設けられている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかしながら、上記従来のイオン注入装置においては質
量分析器として分析マグネットを使用している為、装置
全体が重り、かつ、大型になるとともに注入装置の高電
圧部分に与える電流のパワーが大きく消゛費電力も多く
なるという問題が有った。
量分析器として分析マグネットを使用している為、装置
全体が重り、かつ、大型になるとともに注入装置の高電
圧部分に与える電流のパワーが大きく消゛費電力も多く
なるという問題が有った。
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みて成されたもので
、質量分析器として四重極質屋分析器を用いることによ
り小型、軽量化をはかるとともに電力消費の少ないイオ
ン注入装置を実現することを目的とツる。
、質量分析器として四重極質屋分析器を用いることによ
り小型、軽量化をはかるとともに電力消費の少ないイオ
ン注入装置を実現することを目的とツる。
く問題点を解決するための手段〉
上記２問題点を解決するための本発明の構成は。
イオン供給部、質量分析器、イオンを加速、収するイオ
ン光学系、ビーム走査系、試料室等から構成されるイオ
ン注入装置において、前記質量分析器は検出器が円周上
に等間隔に配置された４木の電極棒から構成され、対を
な１′電極棒間に直流と交流を重畳した信号を流すこと
により前記電極棒間の中心部を通過するイオンを選択す
る四重極質は分析器を用い、前記電極棒の出射側に複数
の静電レンズを配置すると共に、前記電極棒と相対する
静電レンズに環状の凸部を形成し、前記凸部を前記４本
の電極棒の内周、に沿って挿入したものである。
ン光学系、ビーム走査系、試料室等から構成されるイオ
ン注入装置において、前記質量分析器は検出器が円周上
に等間隔に配置された４木の電極棒から構成され、対を
な１′電極棒間に直流と交流を重畳した信号を流すこと
により前記電極棒間の中心部を通過するイオンを選択す
る四重極質は分析器を用い、前記電極棒の出射側に複数
の静電レンズを配置すると共に、前記電極棒と相対する
静電レンズに環状の凸部を形成し、前記凸部を前記４本
の電極棒の内周、に沿って挿入したものである。
〈実施例〉
第５図は四重極質量分析器の一般的構成例を示す要部斜
視図で有る。この様な四重極質最分析器は検出部が円周
上に等間隔に配置された４本の電極棒２１ａ〜２１ｄか
ら構成され、対向する電極棒は同電位に、隣り合う電極
は逆電位に電圧が印加されている。印加される電圧は直
流成分Ｕと交流成分ＶＣＯ８ωｔが重畳されたもので、
印加電圧比Ｕ／Ｖを一定にして、直流成分Ｕを決定する
ことにより、ある質量数のイオンのみが電極間を通過す
る。他の質量数のイオンは電極棒に衝突するか電極棒の
途中をすり抜けて発散する。また。
視図で有る。この様な四重極質最分析器は検出部が円周
上に等間隔に配置された４本の電極棒２１ａ〜２１ｄか
ら構成され、対向する電極棒は同電位に、隣り合う電極
は逆電位に電圧が印加されている。印加される電圧は直
流成分Ｕと交流成分ＶＣＯ８ωｔが重畳されたもので、
印加電圧比Ｕ／Ｖを一定にして、直流成分Ｕを決定する
ことにより、ある質量数のイオンのみが電極間を通過す
る。他の質量数のイオンは電極棒に衝突するか電極棒の
途中をすり抜けて発散する。また。
通過出来たイオンも電極棒間の電界や出口付近の外辺電
界の影響を受けて発散してしまう。
界の影響を受けて発散してしまう。
第６図は電極棒の端面では強い電気力線が生じており、
この電気力線によりイオンが偏向作用を受けている状ｆ
ｉｌを模式的に示している。図から分るようにこのまま
の状態ではイオンは電極棒を通り抜けたとしても八から
Ｂに向かう電気力線に偏向され広範囲に発散してしまう
。このため従来の分析マグネットの代りに四重極質量分
析器を置きかえてもイオンを収束させることが出来ない
ので質量分析器として用いることは出来ない。
この電気力線によりイオンが偏向作用を受けている状ｆ
ｉｌを模式的に示している。図から分るようにこのまま
の状態ではイオンは電極棒を通り抜けたとしても八から
Ｂに向かう電気力線に偏向され広範囲に発散してしまう
。このため従来の分析マグネットの代りに四重極質量分
析器を置きかえてもイオンを収束させることが出来ない
ので質量分析器として用いることは出来ない。
第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図で。
上記四重極質量分析器の欠点を解消ずべく電極棒の出射
口付近に環状の静電レンズを配置したものである。図に
おいて２１ａ、２１ｂは電極棒であり、２２ａ〜２２ｃ
は中央部に貫通孔を有する静電レンズで、電極棒の内周
中央に対して直列に配置されている。これら静電レンズ
のうち電極棒に対向して配置された２２ａは中央部が凸
状に突出しており、その突部２３が電極棒の内周に電極
棒とは電気的に絶縁した状態で挿入されている。また、
これら静電レンズは両側のレンズ２２ａ、２２Ｃがグラ
ンド電位とされ、中央のレンズ２２ｃに所定の電位が印
加されている。
口付近に環状の静電レンズを配置したものである。図に
おいて２１ａ、２１ｂは電極棒であり、２２ａ〜２２ｃ
は中央部に貫通孔を有する静電レンズで、電極棒の内周
中央に対して直列に配置されている。これら静電レンズ
のうち電極棒に対向して配置された２２ａは中央部が凸
状に突出しており、その突部２３が電極棒の内周に電極
棒とは電気的に絶縁した状態で挿入されている。また、
これら静電レンズは両側のレンズ２２ａ、２２Ｃがグラ
ンド電位とされ、中央のレンズ２２ｃに所定の電位が印
加されている。
第２図は電極棒端部の電気力線が静電レンズ２ａにより
弱められた状態を模式的に示している。
弱められた状態を模式的に示している。
第３図はイオンが静電レンズで収束している状態を模式
的に示すもので、静電レンズ２２ａにより発散をまぬが
れたイオンはレンズ２２ｂに印加された電位に応じて収
束方向に転じレンズ２２ｃを経て所定の距離を飛行して
収束し、第４図で示すアパーチャをおよび加速管等を通
過してウェハに達する。
的に示すもので、静電レンズ２２ａにより発散をまぬが
れたイオンはレンズ２２ｂに印加された電位に応じて収
束方向に転じレンズ２２ｃを経て所定の距離を飛行して
収束し、第４図で示すアパーチャをおよび加速管等を通
過してウェハに達する。
上記構成によれば、一般に用いられている分析マグネッ
トを用いた場合、イＡン源から加速管まで略１．５ｍ程
度の距離を要するものが０．３ｍ程痕で済むので小形化
に寄与することができ、また１重量も格段に軽石化する
ことが出来る。さらに磁場型に比較して注入装置の高電
圧部分に与える電流のパワーも少なくなる。
トを用いた場合、イＡン源から加速管まで略１．５ｍ程
度の距離を要するものが０．３ｍ程痕で済むので小形化
に寄与することができ、また１重量も格段に軽石化する
ことが出来る。さらに磁場型に比較して注入装置の高電
圧部分に与える電流のパワーも少なくなる。
なお９本実施例においては静電レンズの数は３枚として
図示したが本例に限ることなく必要に応じて増減が可能
である。また、電極棒に対向した静電レンズの凸部の形
状も必要に応じて（例えば断面を台形状としたり、立上
がり部にカーブを設けるなど）任意である。
図示したが本例に限ることなく必要に応じて増減が可能
である。また、電極棒に対向した静電レンズの凸部の形
状も必要に応じて（例えば断面を台形状としたり、立上
がり部にカーブを設けるなど）任意である。
〈発明の効果〉
以上、実施例とともに具体的に説明したように本発明に
よれば、質量分析器として四重極質量分析器を用い、出
射側に複数の静電レンズを配置すると共に、前記電極棒
と相対する静電レンズに環状の凸部を形成し、＃記凸部
を前記４本の電極棒の内周に沿って挿入することにより
小型、軽石化をはかるとともに電力消費の少ないイオン
注入装置を実現することが出来る。
よれば、質量分析器として四重極質量分析器を用い、出
射側に複数の静電レンズを配置すると共に、前記電極棒
と相対する静電レンズに環状の凸部を形成し、＃記凸部
を前記４本の電極棒の内周に沿って挿入することにより
小型、軽石化をはかるとともに電力消費の少ないイオン
注入装置を実現することが出来る。
第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図。
第２図は電極棒端部の電気力線が静電レンズ２ａにより
弱められた状態を示す図、第３図はイオンが静電レンズ
で収束している状態を示す図、第４図は従来のイオン注
入装置を示す一部断面構成図。 第５図は四不極質闇分析器の一般的構成例を示す要部斜
視図、第６図は電極棒の端面に強い電気力線が生じてい
る状態を示す図である。 ２１ ａ 〜２１ ｄ ・・・電極棒、２２ａ〜２２Ｇ
−静電レンズ、２３・・・凸部。 第１図 第２図 ２１（１（２１Ｃ） 第３図 第４図
弱められた状態を示す図、第３図はイオンが静電レンズ
で収束している状態を示す図、第４図は従来のイオン注
入装置を示す一部断面構成図。 第５図は四不極質闇分析器の一般的構成例を示す要部斜
視図、第６図は電極棒の端面に強い電気力線が生じてい
る状態を示す図である。 ２１ ａ 〜２１ ｄ ・・・電極棒、２２ａ〜２２Ｇ
−静電レンズ、２３・・・凸部。 第１図 第２図 ２１（１（２１Ｃ） 第３図 第４図
Claims (1)
- イオン供給部、質量分析器、イオンを加速、収するイオ
ン光学系、ビーム走査系、試料室等から構成されるイオ
ン注入装置において、前記質量分析器は検出器が円周上
に等間隔に配置された４本の電極棒から構成され、対を
なす電極棒間に直流と交流を重畳した信号を流すことに
より前記電極棒間の中心部を通過するイオンを選択する
四重極質量分析器を用い、前記電極棒の出射側に複数の
静電レンズを配置すると共に、前記電極棒と相対する静
電レンズに環状の凸部を形成し、前記凸部を前記４本の
電極棒の内周に沿って挿入したことを特徴とする四重極
質量分析器を用いたイオン注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62252219A JPH0195458A (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | 四重極質量分析器を用いたイオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62252219A JPH0195458A (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | 四重極質量分析器を用いたイオン注入装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0195458A true JPH0195458A (ja) | 1989-04-13 |
Family
ID=17234169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62252219A Pending JPH0195458A (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | 四重極質量分析器を用いたイオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0195458A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62172650A (ja) * | 1986-01-23 | 1987-07-29 | Jeol Ltd | 集束イオンビ−ム装置 |
-
1987
- 1987-10-06 JP JP62252219A patent/JPH0195458A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62172650A (ja) * | 1986-01-23 | 1987-07-29 | Jeol Ltd | 集束イオンビ−ム装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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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