JPH03138849A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
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- JPH03138849A JPH03138849A JP1276765A JP27676589A JPH03138849A JP H03138849 A JPH03138849 A JP H03138849A JP 1276765 A JP1276765 A JP 1276765A JP 27676589 A JP27676589 A JP 27676589A JP H03138849 A JPH03138849 A JP H03138849A
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- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 35
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 30
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
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- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
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〕
この発明は、イオン注入装置に関し、特にそのイオンビ
ームの集束点位置の変動を抑制する手段に関する。
ームの集束点位置の変動を抑制する手段に関する。
第４図は、従来のイオン注入装置の一例を示す概略図で
ある。
ある。
このイオン注入装置は、基本的には、イオン源２から引
き出したイオンビーム１０を、分析管１４を有する分析
電磁石１２を通して偏向させ、かつその下流側のターゲ
ットチャンバー１６内における所定のビーム集束点Ｆに
設けた分析スリット１８を通し、それによってイオンビ
ーム１０の運動量分析を行って所望質量のイオンから成
るイオンビーム１０を選択的に導出し、それをターゲッ
ト（例えばウェーハ）２０に入射させる構成をしている
。
き出したイオンビーム１０を、分析管１４を有する分析
電磁石１２を通して偏向させ、かつその下流側のターゲ
ットチャンバー１６内における所定のビーム集束点Ｆに
設けた分析スリット１８を通し、それによってイオンビ
ーム１０の運動量分析を行って所望質量のイオンから成
るイオンビーム１０を選択的に導出し、それをターゲッ
ト（例えばウェーハ）２０に入射させる構成をしている
。
イオン源２は、この例では、真空容器であるイオン源チ
ャンバー８内にプラズマ生成用のアークチャンバー４お
よびイオンビーム１０引出し用の引出し電極系６を収納
した構造をしており、イオン源チャンバー８は分析電磁
石１２の分析管１４に接続されている。
ャンバー８内にプラズマ生成用のアークチャンバー４お
よびイオンビーム１０引出し用の引出し電極系６を収納
した構造をしており、イオン源チャンバー８は分析電磁
石１２の分析管１４に接続されている。
上記のようなイオン注入装置においては、イオンビーム
１０のイオン種、エネルギー、ビーム量等の運転パラメ
ータの相違により、イオンビート１０における空間電荷
効果が異なってくる。
１０のイオン種、エネルギー、ビーム量等の運転パラメ
ータの相違により、イオンビート１０における空間電荷
効果が異なってくる。
このため、例えば分析電磁石１０の上流側におけるイオ
ンビーム１０の発散状態が変化し、ビーム集束点Ｆの位
置がビーム進行方向上で種々に変動する。第４図中の破
線はその一例を示すものであり、この場合のビーム集束
点Ｆ′は正規のビーム集束点Ｆより下流側にずれている
。
ンビーム１０の発散状態が変化し、ビーム集束点Ｆの位
置がビーム進行方向上で種々に変動する。第４図中の破
線はその一例を示すものであり、この場合のビーム集束
点Ｆ′は正規のビーム集束点Ｆより下流側にずれている
。
これによって、質量分解能の低下、ビーム輸送ライン上
でのビーム損失の増大（即ちビーム輸送効率の低下）、
ターゲット２０上でのビーム形状の変化等、イオン注入
装置の基本的性能工種々の問題が生じる。
でのビーム損失の増大（即ちビーム輸送効率の低下）、
ターゲット２０上でのビーム形状の変化等、イオン注入
装置の基本的性能工種々の問題が生じる。
そこでこの発明は、上記のような空間電荷効果に影響を
与える運転パラメータが変化した場合でもイオンビーム
における空間電荷効果を一定に近づけてビーム集束点位
置の変動を抑えることができるようにしたイオン注入装
置を提供することを主たる目的とする。
与える運転パラメータが変化した場合でもイオンビーム
における空間電荷効果を一定に近づけてビーム集束点位
置の変動を抑えることができるようにしたイオン注入装
置を提供することを主たる目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、この発明のイオン注入装置は
、前述したようなイオン源から分析電磁石までのビーム
輸送ラインを構成する真空容器にガス導入ポートを設け
、そこから当該ビーム輸送ライン中にガスを導入するこ
とができるようにしたことを特徴とする。
、前述したようなイオン源から分析電磁石までのビーム
輸送ラインを構成する真空容器にガス導入ポートを設け
、そこから当該ビーム輸送ライン中にガスを導入するこ
とができるようにしたことを特徴とする。
上記ビーム輸送ライン中にガスを導入すると、イオンビ
ーム中のイオンが雰囲気中のガス分子と衝突して電子を
放出させる割合が高くなり、イオンビーム中に存在する
電子の量が増え、イオンビームの中性化率が高まり、イ
オンビームにおける空間電荷効果が緩和される。その度
合は、導入ガス流量を調整することによって調整するこ
とができる。その結果、イオンビームのイオン種、エネ
ルギー、ビーム量等の空間電荷効果に影響を与える運転
パラメータが変化した場合でも、イオンビームにおける
空間電荷効果を一定に近づけることができる。
ーム中のイオンが雰囲気中のガス分子と衝突して電子を
放出させる割合が高くなり、イオンビーム中に存在する
電子の量が増え、イオンビームの中性化率が高まり、イ
オンビームにおける空間電荷効果が緩和される。その度
合は、導入ガス流量を調整することによって調整するこ
とができる。その結果、イオンビームのイオン種、エネ
ルギー、ビーム量等の空間電荷効果に影響を与える運転
パラメータが変化した場合でも、イオンビームにおける
空間電荷効果を一定に近づけることができる。
第１図は、この発明の一実施例に係るイオン注入装置を
示す概略図である。第４図の例と同一または相当する部
分には同一符号を付し、以下においては従来例との相違
点を主に説明する。
示す概略図である。第４図の例と同一または相当する部
分には同一符号を付し、以下においては従来例との相違
点を主に説明する。
この実施例においては、前述したようなイオン源チャン
バー８にガス導入ポート２２を設けており、そこからイ
オン源２から分析電磁石１２までのビーム輸送ライン中
にガス３０を導入することができるようにしている。
バー８にガス導入ポート２２を設けており、そこからイ
オン源２から分析電磁石１２までのビーム輸送ライン中
にガス３０を導入することができるようにしている。
ガス３０の導入は、例えば、ガス源２４から圧力調整器
２５、バルブ２６および流量調整器２８を通して行われ
る。
２５、バルブ２６および流量調整器２８を通して行われ
る。
イオン源チャンバー８内にガス３０をどの程度導入する
かは、具体的には後述するようにして調整されるが、中
性粒子ビームを作るのが目的ではなくイオンビーム１０
の空間電荷効果を下げるのが目的であるから、あまり多
く導入する必要はなく、概略的に言えば、イオン源チャ
ンバー８内の真空度が１桁下がる程度（例えば従来例で
１Ｏ−６Ｔｏｒｒオーダーであったのが１０−”ｒｏｒ
ｒオーダーに下がる程度）で良い。
かは、具体的には後述するようにして調整されるが、中
性粒子ビームを作るのが目的ではなくイオンビーム１０
の空間電荷効果を下げるのが目的であるから、あまり多
く導入する必要はなく、概略的に言えば、イオン源チャ
ンバー８内の真空度が１桁下がる程度（例えば従来例で
１Ｏ−６Ｔｏｒｒオーダーであったのが１０−”ｒｏｒ
ｒオーダーに下がる程度）で良い。
導入するガス３０には、例えばアルゴン、ネオン等の不
活性ガス、または、イオン源２に導入するソースガスと
同一のガスを用いるのが、イオンビーム１０に対する、
ひいてはターゲット２０に対する不純物イオン混入防止
等の観点から好ましい。
活性ガス、または、イオン源２に導入するソースガスと
同一のガスを用いるのが、イオンビーム１０に対する、
ひいてはターゲット２０に対する不純物イオン混入防止
等の観点から好ましい。
上記のようにしてイオン源２から分析電磁石１２までの
ビーム輸送ライン中にガス３０を導入すると、イオン＃
２から引き出されたイオンビーム１０中のイオンが雰囲
気中のガス分子に衝突して電子を放出させる割合が高く
なり、イオンビーム１０中に存在する電子の量が増え、
イオンビーム１０の中性化率が高まり、イオンビームｌ
Ｏにおける空間電荷効果が緩和される。その度合は、導
入ガス流量を調整することによって調整することができ
る。
ビーム輸送ライン中にガス３０を導入すると、イオン＃
２から引き出されたイオンビーム１０中のイオンが雰囲
気中のガス分子に衝突して電子を放出させる割合が高く
なり、イオンビーム１０中に存在する電子の量が増え、
イオンビーム１０の中性化率が高まり、イオンビームｌ
Ｏにおける空間電荷効果が緩和される。その度合は、導
入ガス流量を調整することによって調整することができ
る。
従って、上記ビーム輸送ライン中に導入するガス流量を
調整することによって、イオンビーム１０のイオン種、
エネルギー、ビーム量（ビーム電流）等の空間電荷効果
に影響を与える運転バラメ−タが変化した場合でも、上
記区間内でのイオンビームｌＯにおける空間電荷効果を
一定に近づけることができる。
調整することによって、イオンビーム１０のイオン種、
エネルギー、ビーム量（ビーム電流）等の空間電荷効果
に影響を与える運転バラメ−タが変化した場合でも、上
記区間内でのイオンビームｌＯにおける空間電荷効果を
一定に近づけることができる。
その結果、ビーム集束点Ｆの位置のビーム進行方向上で
の変動を抑えることができ、それによって質量分解能の
低下、ビーム輸送効率の低下、ターゲット２０上でのビ
ーム形状の変化等を防止することができ、イオン注入装
置としての特性が向上する。
の変動を抑えることができ、それによって質量分解能の
低下、ビーム輸送効率の低下、ターゲット２０上でのビ
ーム形状の変化等を防止することができ、イオン注入装
置としての特性が向上する。
例えば、イオンビーム１０のイオン種がＡ ｓ ”また
はＢ゛の場合、ビーム集束点Ｆの位置は、従来例の場合
は、イオンビーム１０のビームＴｉ’１Ｊｔ（ビームｉ
ｔ）に応じて例えば第２図に示すように太き（変動する
（同図において上が下流側に移動する方向である）。
はＢ゛の場合、ビーム集束点Ｆの位置は、従来例の場合
は、イオンビーム１０のビームＴｉ’１Ｊｔ（ビームｉ
ｔ）に応じて例えば第２図に示すように太き（変動する
（同図において上が下流側に移動する方向である）。
これに対して、この実施例のようにイオン源チャンバー
８内にガス３０を導入するようにしてそのガス流量を例
えば第３図に示すようにイオンビーム１０のビーム電流
に応じて変化させると、イオンビーム１０における空間
電荷効果が一定に近づくので、ビーム電流が変化しても
ビーム集束点Ｆの位置を一定に保つことができる。
８内にガス３０を導入するようにしてそのガス流量を例
えば第３図に示すようにイオンビーム１０のビーム電流
に応じて変化させると、イオンビーム１０における空間
電荷効果が一定に近づくので、ビーム電流が変化しても
ビーム集束点Ｆの位置を一定に保つことができる。
ところで、この実施例でガス３０を分析電磁石１２の上
流側で導入するようにしているのは、■イオンビーム１
０とガス分子との衝突によってエネルギーを持った中性
粒子が発生しても、それを分析電磁石１２で除去するこ
とができ、それによってビーム電流で計測されない中性
粒子がターゲット２０に注入されてドーズ量の誤差が発
生するのを防止することができる、■分析電磁石１２の
上流側でのイオンビームｌＯの発散がビーム集束点位置
の変動に比較的大きな影響を与えるが、そこでのイオン
ビームｌＯの発散を抑えることができる、等の点で好ま
しいからである。
流側で導入するようにしているのは、■イオンビーム１
０とガス分子との衝突によってエネルギーを持った中性
粒子が発生しても、それを分析電磁石１２で除去するこ
とができ、それによってビーム電流で計測されない中性
粒子がターゲット２０に注入されてドーズ量の誤差が発
生するのを防止することができる、■分析電磁石１２の
上流側でのイオンビームｌＯの発散がビーム集束点位置
の変動に比較的大きな影響を与えるが、そこでのイオン
ビームｌＯの発散を抑えることができる、等の点で好ま
しいからである。
なお、イオン源チャンバー８内に導入するガス３０の流
Ｍ調整は、イオンビーム１０のイオン種、エネルギー、
ビーム量等の空間電荷効果に影響を与える運転パラメー
タと、その運転パラメータに対してビーム集束点Ｆの位
置を一定にするために必要なガス流量との関係（例えば
第２図および第３図に示すようなカーブ）を予めデータ
ベースとして作成しておいてこれを制御装置３２内に格
納しておき、制御装置３２に与えられる運転パラメータ
に応じて線量調整器２８を制御するようにして自動調整
するようにしても良い。
Ｍ調整は、イオンビーム１０のイオン種、エネルギー、
ビーム量等の空間電荷効果に影響を与える運転パラメー
タと、その運転パラメータに対してビーム集束点Ｆの位
置を一定にするために必要なガス流量との関係（例えば
第２図および第３図に示すようなカーブ）を予めデータ
ベースとして作成しておいてこれを制御装置３２内に格
納しておき、制御装置３２に与えられる運転パラメータ
に応じて線量調整器２８を制御するようにして自動調整
するようにしても良い。
また、上記例と違って、イオン源チャンバー８と分析電
磁石１２の分析管１４との間に両者間をつなぐビームラ
イン管のような他の真空容器がある場合は、その真空容
器に上記のようなガス導入ボート２２を設けてそこから
ガス３０を導入するようにしても良い。
磁石１２の分析管１４との間に両者間をつなぐビームラ
イン管のような他の真空容器がある場合は、その真空容
器に上記のようなガス導入ボート２２を設けてそこから
ガス３０を導入するようにしても良い。
また、いずれの例の場合も、ガス導入ボート２２を上記
区間内に複数個設けても良い。
区間内に複数個設けても良い。
以上のようにこの発明によれば、イオン源から分析電磁
石までのビーム輸送ライン中にガスを導入してイオンビ
ームの中性化率を調整することができるようにしたので
、イオンビームのイオン種、エネルギー、ビーム量等の
空間電荷効果に影響与える運転パラメータが変化した場
合でも、イオンビームにおける空間電荷効果を一定に近
づけることができる。
石までのビーム輸送ライン中にガスを導入してイオンビ
ームの中性化率を調整することができるようにしたので
、イオンビームのイオン種、エネルギー、ビーム量等の
空間電荷効果に影響与える運転パラメータが変化した場
合でも、イオンビームにおける空間電荷効果を一定に近
づけることができる。
その結果、ビーム集束点位置の変動を抑えることができ
、それによって質量分解能の低下、ビーム輸送効率の低
下、ターゲット上でのビーム形状の変化等を防止するこ
とができ、イオン注入装置としての特性が向上する。
、それによって質量分解能の低下、ビーム輸送効率の低
下、ターゲット上でのビーム形状の変化等を防止するこ
とができ、イオン注入装置としての特性が向上する。
第１図は、この発明の一実施例に係るイオン注入装置を
示す概略図である。第２図は、ビーム電流とビーム集束
点位置との関係の概略例を示すグラフである。第３図は
、ビーム電流とガス流量との関係の概略例を示すグラフ
である。第４図は、従来のイオン注入装置の一例を示す
概略図である。 ２・・・イオン源、８・・・イオン源チャンバーｌＯ・
・・イオンビーム、１２・・・分析電磁石、１８・・・
分析スリット、２０・・・ターゲット、２２・・・ガス
導入ボート、３０・・・ガス、Ｆ、 Ｆ’・・、ビー
ム集束点。 第 ２ 図 第 図 第 図 第 図
示す概略図である。第２図は、ビーム電流とビーム集束
点位置との関係の概略例を示すグラフである。第３図は
、ビーム電流とガス流量との関係の概略例を示すグラフ
である。第４図は、従来のイオン注入装置の一例を示す
概略図である。 ２・・・イオン源、８・・・イオン源チャンバーｌＯ・
・・イオンビーム、１２・・・分析電磁石、１８・・・
分析スリット、２０・・・ターゲット、２２・・・ガス
導入ボート、３０・・・ガス、Ｆ、 Ｆ’・・、ビー
ム集束点。 第 ２ 図 第 図 第 図 第 図
Claims (1)
- （１）イオン源から引き出したイオンビームを分析電磁
石およびその下流側に設けた分析スリットを通してター
ゲットへ入射させる構成のイオン注入装置において、前
記イオン源から分析電磁石までのビーム輸送ラインを構
成する真空容器にガス導入ポートを設け、そこから当該
ビーム輸送ライン中にガスを導入することができるよう
にしたことを特徴とするイオン注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1276765A JP2765111B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1276765A JP2765111B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | イオン注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03138849A true JPH03138849A (ja) | 1991-06-13 |
| JP2765111B2 JP2765111B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=17574046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1276765A Expired - Fee Related JP2765111B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2765111B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025109856A1 (ja) * | 2023-11-21 | 2025-05-30 | 株式会社日立製作所 | 荷電粒子ビーム輸送装置及び荷電粒子ビームの中和方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3869680B2 (ja) | 2001-05-29 | 2007-01-17 | 株式会社 Ｓｅｎ−Ｓｈｉ・アクセリス カンパニー | イオン注入装置 |
| JP3840108B2 (ja) | 2001-12-27 | 2006-11-01 | 株式会社 Ｓｅｎ−Ｓｈｉ・アクセリス カンパニー | イオンビーム処理方法及び処理装置 |
| JP6675789B2 (ja) | 2017-02-27 | 2020-04-01 | 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 | イオン注入装置 |
-
1989
- 1989-10-23 JP JP1276765A patent/JP2765111B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025109856A1 (ja) * | 2023-11-21 | 2025-05-30 | 株式会社日立製作所 | 荷電粒子ビーム輸送装置及び荷電粒子ビームの中和方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2765111B2 (ja) | 1998-06-11 |
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