JPH03201356A - イオンビームの照射方法 - Google Patents
イオンビームの照射方法Info
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- JPH03201356A JPH03201356A JP1340973A JP34097389A JPH03201356A JP H03201356 A JPH03201356 A JP H03201356A JP 1340973 A JP1340973 A JP 1340973A JP 34097389 A JP34097389 A JP 34097389A JP H03201356 A JPH03201356 A JP H03201356A
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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】
〔概要〕
イオンビームの照射方法および照射装置に関し、実測に
よってビーム光学系パラメータの最適値を求め、質量分
離器のスリット部において最小のビームサイズを得るこ
とによって広いスリット幅でも分解能が悪化するのを防
止することができるイオンビームの照射方法および照射
装置を提供することを目的とし、 イオンビーム発生源から質量数ｎのイオンをターゲット
に照射するに際し、該発生源で質量数ｎおよび（ｎ、
−１）の２つのイオンを同時に発生させ、Ｘ置数（ｎ−
０，５）のビーム電流値に基づいてイオンビーム光学系
の調整を行い、質量数（ｎｏ、５）のビーム電流値を前
記２つのイオンのうちビーム電流値の大きな方の１／１
０以下の電流値とした後、質量分離器の設定を質量数ｎ
としてイオン照射を行うように構成し、あるいは、イオ
ンビームの発生源から質量数ｎのイオンをターゲットに
照射するに際し、該発生源で質量数（ｎ−１）および（
ｎ−２）の２つのイオンを同時に発生させ、質量数（ｎ
−１，５）のビーム電流値に基づいてイオンビーム光学
系の調整を行い、質量数（ｎ−１，５）のビーム電流値
を前記２つのイオンのうちビーム電流値の大きな方の１
７１０以下の電流値とした後、質量分離器の設定を質量
数ｎとしてイオン照射を行うように構成する。
よってビーム光学系パラメータの最適値を求め、質量分
離器のスリット部において最小のビームサイズを得るこ
とによって広いスリット幅でも分解能が悪化するのを防
止することができるイオンビームの照射方法および照射
装置を提供することを目的とし、 イオンビーム発生源から質量数ｎのイオンをターゲット
に照射するに際し、該発生源で質量数ｎおよび（ｎ、
−１）の２つのイオンを同時に発生させ、Ｘ置数（ｎ−
０，５）のビーム電流値に基づいてイオンビーム光学系
の調整を行い、質量数（ｎｏ、５）のビーム電流値を前
記２つのイオンのうちビーム電流値の大きな方の１／１
０以下の電流値とした後、質量分離器の設定を質量数ｎ
としてイオン照射を行うように構成し、あるいは、イオ
ンビームの発生源から質量数ｎのイオンをターゲットに
照射するに際し、該発生源で質量数（ｎ−１）および（
ｎ−２）の２つのイオンを同時に発生させ、質量数（ｎ
−１，５）のビーム電流値に基づいてイオンビーム光学
系の調整を行い、質量数（ｎ−１，５）のビーム電流値
を前記２つのイオンのうちビーム電流値の大きな方の１
７１０以下の電流値とした後、質量分離器の設定を質量
数ｎとしてイオン照射を行うように構成する。
また、イオンビーム発生源から質量数ｎのイオンをター
ゲットに照射するに際し、該発生源で質量数ｎおよび（
ｎ＋１）の２つのイオンを同時に発生させ、質量数（ｎ
＋０．５）のビーム電流値に基づいてイオンビーム光学
系の調整を行い、質量数（ｎ＋０．５ ）のビーム電流
値を前記２つのイオンのうちビーム電流値の大きな方の
１／１０以下の電流値とした後、を量分熱器の設定を質
量数ｎとしてイオン照射を行うよう、こ構成し、あるい
は、イオンビーム発生源から質量数ｎのイオンをターゲ
ットに照射するに際し、該発生源で質量数（ｎ＋１）お
よび（ｎ＋２）の２つのイオンを同時に発生させ、質量
数（ｎ＋１．５）のビーム電流値に基づいてイオンビー
ム光学系の調整を行い、質量数（ｎ＋１．５）のビーム
電流値を前記２つのイオンのうちビーム電流値の大きな
方の１ ／１０以下の電流値とした後、質量分離器の設
定を質量数ｎとしてイオン照射を行うように構成する。
ゲットに照射するに際し、該発生源で質量数ｎおよび（
ｎ＋１）の２つのイオンを同時に発生させ、質量数（ｎ
＋０．５）のビーム電流値に基づいてイオンビーム光学
系の調整を行い、質量数（ｎ＋０．５ ）のビーム電流
値を前記２つのイオンのうちビーム電流値の大きな方の
１／１０以下の電流値とした後、を量分熱器の設定を質
量数ｎとしてイオン照射を行うよう、こ構成し、あるい
は、イオンビーム発生源から質量数ｎのイオンをターゲ
ットに照射するに際し、該発生源で質量数（ｎ＋１）お
よび（ｎ＋２）の２つのイオンを同時に発生させ、質量
数（ｎ＋１．５）のビーム電流値に基づいてイオンビー
ム光学系の調整を行い、質量数（ｎ＋１．５）のビーム
電流値を前記２つのイオンのうちビーム電流値の大きな
方の１ ／１０以下の電流値とした後、質量分離器の設
定を質量数ｎとしてイオン照射を行うように構成する。
さらに、イオン発生源で発生したイオンを質量分離設定
をｎとした質量分離器で質量数ｎのイオンに選別した後
、該イオンをイオンビーム照射ターゲットに照則するよ
うにしたイオンビームの照射装置において、前記質量分
離器内にファラデーカップを設け、該ファラデーカップ
をイオン発生源から来る質量数（ｎ−０，５）、（ｎ−
１，５）、（ｎ＋０．５）、（ｎ＋１．５）のうちの何
れかの位置のビームが導入される位置にあるように構成
する。
をｎとした質量分離器で質量数ｎのイオンに選別した後
、該イオンをイオンビーム照射ターゲットに照則するよ
うにしたイオンビームの照射装置において、前記質量分
離器内にファラデーカップを設け、該ファラデーカップ
をイオン発生源から来る質量数（ｎ−０，５）、（ｎ−
１，５）、（ｎ＋０．５）、（ｎ＋１．５）のうちの何
れかの位置のビームが導入される位置にあるように構成
する。
〔産業上の利用分野］
本発明は、イオンビームの照射方法および照射装置に関
し、特に１０ｍＡ以上のビーム電流能力を有する大電流
イオンビーム照射装置および大電流イオンビームの照射
方法に関する。
し、特に１０ｍＡ以上のビーム電流能力を有する大電流
イオンビーム照射装置および大電流イオンビームの照射
方法に関する。
近年、高ドーズ量領域におけるイオン注入技術の利用が
増加するとともに、２０〜３０ｍＡにも及ぶ大電流イオ
ンビーム照射装置にあってはイオン発生源で発生させる
イオンを増大させるとともに、ビームライン、特に質量
分離器の質量分離スリットでのイオンビーム透過率を向
上させるため、従来のようなビーム電流能力１０ｍＡ以
下の装置に比較してスリット幅を大きくする必要がある
。
増加するとともに、２０〜３０ｍＡにも及ぶ大電流イオ
ンビーム照射装置にあってはイオン発生源で発生させる
イオンを増大させるとともに、ビームライン、特に質量
分離器の質量分離スリットでのイオンビーム透過率を向
上させるため、従来のようなビーム電流能力１０ｍＡ以
下の装置に比較してスリット幅を大きくする必要がある
。
ところがスリット幅を大きくすると、ビームサイズが大
きくなった時に質量分離器の分解能が劣化し易くなり、
質量数の近いイオン間の分離が難しくなってしまうとい
う問題が発生してしまった。
きくなった時に質量分離器の分解能が劣化し易くなり、
質量数の近いイオン間の分離が難しくなってしまうとい
う問題が発生してしまった。
一方、５ｉｌＣ製造に使用されるイオン照射装置では、
不純物源としてＢＦ、ガス、Ｐ Ｆｌ ３ガス、ＡｓＨ
，ガス等を使用する事が多いが、これらのガスでＢ”
、Ｐ’ 、Ａｓ”注入を行った場合、船釣に最も分解の
難しいのは３１ｐ−注入時の”（ＢＦ）゛であることが
知られている。勿論、Ｐ゛注入時にＢ Ｆ ’ｒガスを
同時に使用することはないが、例えばＢ゛を照射する作
業を行った後、ガスをＰＨ３ガスに切換えてＰ゛の照射
を始めたとき等には、イオン発生源内でＢＦ３ガスが残
っているか、あるいはイオン発生源内壁にＢ Ｆ ｘガ
スが付着していることがあるため、ｚｉｐ＋と”（Ｂ
Ｆ）’との混入は避けられない。そして、これら３１Ｐ
゛と３０（ＢＦ）゛とを分離するためには質量分離器の
分解能Ｍ／ΔＭとして（但し、Ｍはイオンの質量数、Δ
Ｍは分離したいイオン間の質量数の差を言う）として通
常６０程度以にの数値が必要と言われており、この値に
よりＰ゛中への（Ｂ Ｆ）’の混入率を１０−５以下と
無視可能なレヘルにすることができる。
不純物源としてＢＦ、ガス、Ｐ Ｆｌ ３ガス、ＡｓＨ
，ガス等を使用する事が多いが、これらのガスでＢ”
、Ｐ’ 、Ａｓ”注入を行った場合、船釣に最も分解の
難しいのは３１ｐ−注入時の”（ＢＦ）゛であることが
知られている。勿論、Ｐ゛注入時にＢ Ｆ ’ｒガスを
同時に使用することはないが、例えばＢ゛を照射する作
業を行った後、ガスをＰＨ３ガスに切換えてＰ゛の照射
を始めたとき等には、イオン発生源内でＢＦ３ガスが残
っているか、あるいはイオン発生源内壁にＢ Ｆ ｘガ
スが付着していることがあるため、ｚｉｐ＋と”（Ｂ
Ｆ）’との混入は避けられない。そして、これら３１Ｐ
゛と３０（ＢＦ）゛とを分離するためには質量分離器の
分解能Ｍ／ΔＭとして（但し、Ｍはイオンの質量数、Δ
Ｍは分離したいイオン間の質量数の差を言う）として通
常６０程度以にの数値が必要と言われており、この値に
よりＰ゛中への（Ｂ Ｆ）’の混入率を１０−５以下と
無視可能なレヘルにすることができる。
上述したような問題を軽減するために従来のイオンビー
ムの照射装置にあっては、ビームサイズが大きくならな
い様に、Ｑレンズ系や質量分離器のツム角等のビームＮ
学＞ｇパラメータの最′！！ｉ値を、イオン種あるいは
加速エネルギー等のイオンビーム条件毎に記ｔａシたり
、計算したりする等して調整していた。
ムの照射装置にあっては、ビームサイズが大きくならな
い様に、Ｑレンズ系や質量分離器のツム角等のビームＮ
学＞ｇパラメータの最′！！ｉ値を、イオン種あるいは
加速エネルギー等のイオンビーム条件毎に記ｔａシたり
、計算したりする等して調整していた。
しかしながら、一般にイオンビーム条件はプラズマ特有
の不安定性を示すもので、イオン種、加速エネルギーの
他にも、イオン発生源中でのマイラメン１〜電流、ガス
圧、アーク電圧、電流、磁界強度、ビームラインでの真
空度等多くのパラメータの２４を受け、これら全てを考
慮してビーム光学系パラメータの最適値を予め決定する
のは実質上不可能であり、質量分離器の分解能が悪化す
るのを免れることができないという問題があった。
の不安定性を示すもので、イオン種、加速エネルギーの
他にも、イオン発生源中でのマイラメン１〜電流、ガス
圧、アーク電圧、電流、磁界強度、ビームラインでの真
空度等多くのパラメータの２４を受け、これら全てを考
慮してビーム光学系パラメータの最適値を予め決定する
のは実質上不可能であり、質量分離器の分解能が悪化す
るのを免れることができないという問題があった。
そこで本発明は、実測によってビーム光学系パラメータ
の最適値を求め、最小のビームサイズを得ることによっ
て、広いスリット幅でも分解能が悪化する事の無い様な
イオンビーム照射方法および装置を提供する事を目的と
する。
の最適値を求め、最小のビームサイズを得ることによっ
て、広いスリット幅でも分解能が悪化する事の無い様な
イオンビーム照射方法および装置を提供する事を目的と
する。
（課題を解決するための手段）
第１の発明によるイオンビームの照射方法は、上記目的
を達成するため、イオンビーム発生源から質量数ｎのイ
オンをターゲットに照射するに際し、該発生源で質量数
ｎおよび（ｎ−１）の２つのイオンを同時に発生させ、
質量数（ｎ−０，５）のビーム電流値に基づいてイオン
ビーム光学系の調整を行い、質量数（ｎ−０，５）のビ
ーム電流値を前記２つのイオンのうちビーム電流値の大
きな方の１７１０以下の電流値とした後、質量分離器の
設定を質量数ｎとしてイオン照射を行うようにすること
を特徴とするものであり、前記質量数ｎのイオンを３１
Ｐ゛とし、質量数（ｎ−１）のイオンを”（Ｂ Ｆ）’
としても良い。
を達成するため、イオンビーム発生源から質量数ｎのイ
オンをターゲットに照射するに際し、該発生源で質量数
ｎおよび（ｎ−１）の２つのイオンを同時に発生させ、
質量数（ｎ−０，５）のビーム電流値に基づいてイオン
ビーム光学系の調整を行い、質量数（ｎ−０，５）のビ
ーム電流値を前記２つのイオンのうちビーム電流値の大
きな方の１７１０以下の電流値とした後、質量分離器の
設定を質量数ｎとしてイオン照射を行うようにすること
を特徴とするものであり、前記質量数ｎのイオンを３１
Ｐ゛とし、質量数（ｎ−１）のイオンを”（Ｂ Ｆ）’
としても良い。
第２の発明によるイオンビームの照射方法は、上記目的
を達成するため、イオンビームの発生源から質量数ｎの
イオンをターゲットに照射するに際し、該発生源で質量
数（ｎ−１）および（ｎ２）の２つのイオンを同時に発
生させ、質量数（ｎ−１，５）のビーム電流値に基づい
てイオンビーム光学系の調整を行い、質量数（ｎ−１，
５）のビーム電流値を前記２つのイオンのうちビーム電
流値の大きな方の１／■０以下の電流値とした後、質量
分離器の設定を質量数ｎとしてイオン照射を行うように
することを特徴とするものであり、前記質Ｎ数ｎのイオ
ンを３１ｐ−とし、質量数（ｎｌ）（ｎ−２）のイオン
を３°（Ｂ Ｆ）’、２９（Ｂ Ｆ）”としても良い。
を達成するため、イオンビームの発生源から質量数ｎの
イオンをターゲットに照射するに際し、該発生源で質量
数（ｎ−１）および（ｎ２）の２つのイオンを同時に発
生させ、質量数（ｎ−１，５）のビーム電流値に基づい
てイオンビーム光学系の調整を行い、質量数（ｎ−１，
５）のビーム電流値を前記２つのイオンのうちビーム電
流値の大きな方の１／■０以下の電流値とした後、質量
分離器の設定を質量数ｎとしてイオン照射を行うように
することを特徴とするものであり、前記質Ｎ数ｎのイオ
ンを３１ｐ−とし、質量数（ｎｌ）（ｎ−２）のイオン
を３°（Ｂ Ｆ）’、２９（Ｂ Ｆ）”としても良い。
第３の発明によるイオンビームの照射方法は、上記目的
を達成するため、イオンビーム発生源から質量数ｎのイ
オンをターゲットに照射するに際し、該発生源で質量数
ｎおよび（ｎ＋１）の２つのイオンを同時に発生させ、
質量数（ｎ＋０．５）のビーム電流値に基づいてイオン
ビーム光学系の調整を行い、質量数（ｎ＋０．５）のビ
ーム電流値が前記２つのイオンのうちビーム電流値の大
きな方の１ ／１０以下の電流値とした後、質量分離器
の設定を質量数ｎとしてイオン照射を行うようにするこ
とを特徴とするものであり、￥を置数ｎのイオンを３１
Ｐ゛とし、質量数（ｎ＋１）のイオンを”（Ｐ Ｈ）−
としても良い。
を達成するため、イオンビーム発生源から質量数ｎのイ
オンをターゲットに照射するに際し、該発生源で質量数
ｎおよび（ｎ＋１）の２つのイオンを同時に発生させ、
質量数（ｎ＋０．５）のビーム電流値に基づいてイオン
ビーム光学系の調整を行い、質量数（ｎ＋０．５）のビ
ーム電流値が前記２つのイオンのうちビーム電流値の大
きな方の１ ／１０以下の電流値とした後、質量分離器
の設定を質量数ｎとしてイオン照射を行うようにするこ
とを特徴とするものであり、￥を置数ｎのイオンを３１
Ｐ゛とし、質量数（ｎ＋１）のイオンを”（Ｐ Ｈ）−
としても良い。
第４の発明によるイオンビームの照射方法は、上記目的
を達成するため、イオンビーム発生源から質量数ｎのイ
オンをターゲットに照射するに際し、該発生源で質量数
（ｎ＋１）および（ｎ＋２）の２つのイオンを同時に発
生させ、質量数（ｎ＋１．５）のビーム電流値に基づい
てイオンビーム光学系の調整を行い、質量数（ｎ＋１．
５ ）のビーム電流値が前記２つのイオンのうちビーム
電流値の大きな方の１ ／１０以下の電流値とした後、
質量分離器の設定を質量数ｎとしてイオン照射を行うよ
うにすることを特徴とするものであり、質量数ｎのイオ
ンを３１Ｐ゛とし、質量数（ｎ＋ＩＨｎ＋２）のイオン
を’２（ＰＨ）”、”（ＰＨ２）”としても良い。
を達成するため、イオンビーム発生源から質量数ｎのイ
オンをターゲットに照射するに際し、該発生源で質量数
（ｎ＋１）および（ｎ＋２）の２つのイオンを同時に発
生させ、質量数（ｎ＋１．５）のビーム電流値に基づい
てイオンビーム光学系の調整を行い、質量数（ｎ＋１．
５ ）のビーム電流値が前記２つのイオンのうちビーム
電流値の大きな方の１ ／１０以下の電流値とした後、
質量分離器の設定を質量数ｎとしてイオン照射を行うよ
うにすることを特徴とするものであり、質量数ｎのイオ
ンを３１Ｐ゛とし、質量数（ｎ＋ＩＨｎ＋２）のイオン
を’２（ＰＨ）”、”（ＰＨ２）”としても良い。
第５の発明によるイオンビームの照射装置は、上記目的
を達成するため、イオン発生源で発生したイオンを質量
分離設定をｎとした質量分離器で質量数ｎのイオンに選
別した後、該イオンをイオンビーム照射ターゲットに照
射するようにしたイオンビームの照射装置において、前
記質量分離器内にファラデーカップを設け、該ファラデ
ーカップはイオン発生源から来る質量数（ｎ−０，５）
、（ｎ−１，５）、 （ｎ＋０．５）、 （ｎ＋１．５
）のうちの何れかの位置のビームが導入される位置にあ
ることを特徴とするものである。
を達成するため、イオン発生源で発生したイオンを質量
分離設定をｎとした質量分離器で質量数ｎのイオンに選
別した後、該イオンをイオンビーム照射ターゲットに照
射するようにしたイオンビームの照射装置において、前
記質量分離器内にファラデーカップを設け、該ファラデ
ーカップはイオン発生源から来る質量数（ｎ−０，５）
、（ｎ−１，５）、 （ｎ＋０．５）、 （ｎ＋１．５
）のうちの何れかの位置のビームが導入される位置にあ
ることを特徴とするものである。
本発明では、質量数が１つ異なる２つのイオンビームの
中央におけるビーム電流値が該２つのイオンのうち、ビ
ーム電流値が大きな方の１７１０以下の電流値となるよ
うにビーム光学系を適宜調整することにより、質量分離
器の分解能Ｍ／ΔＭを６０以上の数値に確保することが
できるようになる。
中央におけるビーム電流値が該２つのイオンのうち、ビ
ーム電流値が大きな方の１７１０以下の電流値となるよ
うにビーム光学系を適宜調整することにより、質量分離
器の分解能Ｍ／ΔＭを６０以上の数値に確保することが
できるようになる。
このため、質ｗｅの近いイオンが分離され、この結果、
スリット部において最小のビームサイズが得られ、広い
スリット幅でも質量分離器の分解能を向上させることが
できるようになる。
スリット部において最小のビームサイズが得られ、広い
スリット幅でも質量分離器の分解能を向上させることが
できるようになる。
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明に係るイオンビームの照射方法および該
照射方法が適用される照射装置を説明する図である。
照射方法が適用される照射装置を説明する図である。
まず、構成を説明する。同図において、ｌはイオンビー
ムの照射装置であり、イオンビームの照射装置１はイオ
ン発生源２、引出し電極３、質量分離器４、加速電極５
、イオン照射ターゲット６から構成される。
ムの照射装置であり、イオンビームの照射装置１はイオ
ン発生源２、引出し電極３、質量分離器４、加速電極５
、イオン照射ターゲット６から構成される。
イオン発生源２には例えばＰＩ〜■３ガスが導入されて
おり、イオン発生源２はＰＨ３ガスを放電によって分解
し、質量数ｎおよび（ｎ＋１）のイオンである３１Ｐ４
および”（ＰＨ）−にイオン化する。
おり、イオン発生源２はＰＨ３ガスを放電によって分解
し、質量数ｎおよび（ｎ＋１）のイオンである３１Ｐ４
および”（ＰＨ）−にイオン化する。
引出し電極３はこれらのイオンを引き出してビーム状に
形成して質量分離器４に導入する。質量分離器４はシム
７ａ、７ｂを有する電磁石８、空間部９および１０ｍｍ
程度のスリット幅ｄを有するスリン）１０から構成され
ており、電磁石８は内部を適当な磁界にすることにより
イオン照射ターゲット６に照射されるイオン’ＪＩｐ＋
のみを選別し、シム７ａ、７ｂを操作してイオン：ｌｌ
ｐ＋のビームサイズを適当な大きさにした後スリット１
０を透過させる。加速電極５はこのイオン３１Ｐ゛を加
速してイオン照射ターゲット６に取付けられたウェハー
１１に照射する。
形成して質量分離器４に導入する。質量分離器４はシム
７ａ、７ｂを有する電磁石８、空間部９および１０ｍｍ
程度のスリット幅ｄを有するスリン）１０から構成され
ており、電磁石８は内部を適当な磁界にすることにより
イオン照射ターゲット６に照射されるイオン’ＪＩｐ＋
のみを選別し、シム７ａ、７ｂを操作してイオン：ｌｌ
ｐ＋のビームサイズを適当な大きさにした後スリット１
０を透過させる。加速電極５はこのイオン３１Ｐ゛を加
速してイオン照射ターゲット６に取付けられたウェハー
１１に照射する。
一方、ウェハー１１に対向する位置には第１フアラデー
カツプ１２が設けられており、この第１フアラデーカツ
プ１２はウェハー１１に照射されるＩＰ＋の電荷をビー
ム電流として取り出す。また、空間部９には第２フアラ
デーカツプ１３が設けられており、この第２フアラデー
カツプ１３は電磁石８で選別された利Ｐ゛と”（ＰＨ）
”の中間の質量数（ｎｌ）、すなわち、質量数３１．５
の位置のビームが導入されるように配置され、この電荷
を電流として取出す。
カツプ１２が設けられており、この第１フアラデーカツ
プ１２はウェハー１１に照射されるＩＰ＋の電荷をビー
ム電流として取り出す。また、空間部９には第２フアラ
デーカツプ１３が設けられており、この第２フアラデー
カツプ１３は電磁石８で選別された利Ｐ゛と”（ＰＨ）
”の中間の質量数（ｎｌ）、すなわち、質量数３１．５
の位置のビームが導入されるように配置され、この電荷
を電流として取出す。
次に作用を説明する。
本実施例では、３１ ｐ ＋のイオンをイオン照射ター
ゲット６に照射するに際し、３１ Ｐ １″と”（ＰＨ
）”との間の質量数３１．５の位置のビームが導入され
る第２フアラデーカツプ１３の電流値に基づいて第２フ
アラデーカツプ１３の電流値が′３＋ｐ＋のイオンが導
入される第１フアラデーカツプ１２の電流値の１／１０
となるようにシム７ａ、７ｂを操作したり、引出し電極
３に供給される電圧値を可変したりする。そして、第２
フアラデーカツプ１３の電流値が第１フアラデーカツプ
１２の電流値の１／１０以下になるようにこれらの光学
系を適宜調整すれば、質量分離器４の分解能Ｍ／ΔＭを
６０以上とすることができ、質量分離器４の分解能を十
分に確保して質量数の近い：ｌｌｐ＋と”（ＰＨ）”の
イオンの分解することができる。この後、イオン照射タ
ーゲット６に３１Ｐ°の照１４を行う。この結果、スリ
ット１０において３１Ｐ−を最小のビームサイズｎとす
ることができ、質量分離器４の分解能を向上させること
ができる。
ゲット６に照射するに際し、３１ Ｐ １″と”（ＰＨ
）”との間の質量数３１．５の位置のビームが導入され
る第２フアラデーカツプ１３の電流値に基づいて第２フ
アラデーカツプ１３の電流値が′３＋ｐ＋のイオンが導
入される第１フアラデーカツプ１２の電流値の１／１０
となるようにシム７ａ、７ｂを操作したり、引出し電極
３に供給される電圧値を可変したりする。そして、第２
フアラデーカツプ１３の電流値が第１フアラデーカツプ
１２の電流値の１／１０以下になるようにこれらの光学
系を適宜調整すれば、質量分離器４の分解能Ｍ／ΔＭを
６０以上とすることができ、質量分離器４の分解能を十
分に確保して質量数の近い：ｌｌｐ＋と”（ＰＨ）”の
イオンの分解することができる。この後、イオン照射タ
ーゲット６に３１Ｐ°の照１４を行う。この結果、スリ
ット１０において３１Ｐ−を最小のビームサイズｎとす
ることができ、質量分離器４の分解能を向上させること
ができる。
また、本実施°例では３１ｐ＋と３２（Ｐ Ｈ）”とを
分解する例を示しているがこれに限らず、イオン発生源
２で質量数（ｎ＋１）（ｎ＋２）のイオンとして”（Ｐ
Ｈ）−１”（ＰＨ２）”を発生させ、電磁石８の設定を
（ｎ＋１）とすれば第２フアラデーカツプ１３の電流と
しては”（Ｐ Ｈ）”、”（ＰＨ２）”の中央における
質量数（ｎ＋１．５）、すなわち質量数３２．５の位置
のビームが導入される。この状態で第１フアラデーカツ
プ１２により質ｉＬｌ＆（ｎ＋１）のイオンの電流値を
見ながら、第２フアラデーカツプ１３に導入される質量
数３２．５の位置ビーム電流値が第１フアラデーカツプ
１２の電流値の１／１０になるようにシム７ａ、７ｂ等
の光学系を調整した後、質量分離器４の設定を＋ｐ＋と
してイオン照射を行うようにしても第１実施例と同様の
効果を得ることができる。
分解する例を示しているがこれに限らず、イオン発生源
２で質量数（ｎ＋１）（ｎ＋２）のイオンとして”（Ｐ
Ｈ）−１”（ＰＨ２）”を発生させ、電磁石８の設定を
（ｎ＋１）とすれば第２フアラデーカツプ１３の電流と
しては”（Ｐ Ｈ）”、”（ＰＨ２）”の中央における
質量数（ｎ＋１．５）、すなわち質量数３２．５の位置
のビームが導入される。この状態で第１フアラデーカツ
プ１２により質ｉＬｌ＆（ｎ＋１）のイオンの電流値を
見ながら、第２フアラデーカツプ１３に導入される質量
数３２．５の位置ビーム電流値が第１フアラデーカツプ
１２の電流値の１／１０になるようにシム７ａ、７ｂ等
の光学系を調整した後、質量分離器４の設定を＋ｐ＋と
してイオン照射を行うようにしても第１実施例と同様の
効果を得ることができる。
また、本実施例では引出し電極３およびシム７ａ、７ｂ
等の光学系を調整してビームサイズｎを最適なものとし
ているが、これに限らず質量分離器４にイオンビームを
拡散、収束させるようなＱレンズを１枚あるいは複数枚
（破線Ｑで示す）取付け、引出し電極３およびシム７ａ
、７ｂとともにＱレンズを調整するようにしてビームサ
イズを調整しても良い。このようにすると、ビームサイ
ズをさらに細かく制御することができる。
等の光学系を調整してビームサイズｎを最適なものとし
ているが、これに限らず質量分離器４にイオンビームを
拡散、収束させるようなＱレンズを１枚あるいは複数枚
（破線Ｑで示す）取付け、引出し電極３およびシム７ａ
、７ｂとともにＱレンズを調整するようにしてビームサ
イズを調整しても良い。このようにすると、ビームサイ
ズをさらに細かく制御することができる。
第２図は本発明に係るイオンビームの照射方法および該
方法が適用されるイオンビームの照射装置を説明する図
であり、第１実施例と同様の構成には同一番号を付して
説明を省略する。
方法が適用されるイオンビームの照射装置を説明する図
であり、第１実施例と同様の構成には同一番号を付して
説明を省略する。
第２図において、イオン発生源２１にはリン導入部２２
が設けられており、リン導入部２２では固体リンをヒー
タによって加熱してイオン発生源２１にＰ蒸気を導入す
る。また、イオン発生源２１にＰ蒸気とともに故意に少
量のＢＦ３ガスを導入し、イオン発生１１１ｉｆｆ２１
において質量数ｎのイオン：ｔ＋ｐ＋、質量数（ｎ−１
）（ｎ−２）のイオン３０（Ｂｐ’）−および２９（Ｂ
Ｆ）”を発生させる。空間部９には第２フアラデーカ
ツプ２３と第３フアラデーカツプ２４が設けられており
、第２フアラデーカツプ２３は３０（ＢＰ）”と２９（
Ｂ Ｆ）”の間の質量数（ｎ−１，５）すなわち、質量
数２９．５の位置のビームが導入される位置に配設され
、第３フアラデーカツプ２４は３０（ＢＦ）゛が導入さ
れる位置に配設されている。
が設けられており、リン導入部２２では固体リンをヒー
タによって加熱してイオン発生源２１にＰ蒸気を導入す
る。また、イオン発生源２１にＰ蒸気とともに故意に少
量のＢＦ３ガスを導入し、イオン発生１１１ｉｆｆ２１
において質量数ｎのイオン：ｔ＋ｐ＋、質量数（ｎ−１
）（ｎ−２）のイオン３０（Ｂｐ’）−および２９（Ｂ
Ｆ）”を発生させる。空間部９には第２フアラデーカ
ツプ２３と第３フアラデーカツプ２４が設けられており
、第２フアラデーカツプ２３は３０（ＢＰ）”と２９（
Ｂ Ｆ）”の間の質量数（ｎ−１，５）すなわち、質量
数２９．５の位置のビームが導入される位置に配設され
、第３フアラデーカツプ２４は３０（ＢＦ）゛が導入さ
れる位置に配設されている。
本実施例では、第２フアラデーカツプ２３、第３フアラ
デーカツプ２４によりそれぞれ”（Ｂ Ｆ）’と”（Ｂ
Ｆ）”との間のビーム電流値および”（Ｂ Ｆ）”の
電流値を見る。そして、第２フアラデーカツプ２３の電
流値が第３のファラデーカンプ２４の電流値の１／１０
となるようにシム７ａ、７ｂ等のビーム光学系の調整を
行った後、イオン発生源２１にＢＦ３ガスを導入するの
を中止して３１ｐ＋のイオン注入を行う。但し、ＢＦ３
ガスの混入量によってはＢＦ３ガスの導入停止によりイ
オン発生源２１内のプラズマの状態が変化し、ビーム光
学系の最適点がずれる可能性もあるため、ＢＦ３ガスの
導入を停止しなくても良い。
デーカツプ２４によりそれぞれ”（Ｂ Ｆ）’と”（Ｂ
Ｆ）”との間のビーム電流値および”（Ｂ Ｆ）”の
電流値を見る。そして、第２フアラデーカツプ２３の電
流値が第３のファラデーカンプ２４の電流値の１／１０
となるようにシム７ａ、７ｂ等のビーム光学系の調整を
行った後、イオン発生源２１にＢＦ３ガスを導入するの
を中止して３１ｐ＋のイオン注入を行う。但し、ＢＦ３
ガスの混入量によってはＢＦ３ガスの導入停止によりイ
オン発生源２１内のプラズマの状態が変化し、ビーム光
学系の最適点がずれる可能性もあるため、ＢＦ３ガスの
導入を停止しなくても良い。
本実施例にあっても、質量数の１つ異なる３０（ＢＦ）
゛と２９（Ｂ Ｆ）”のイオンビームの中央（質量数２
９．５）におけるビーム電流値が、３０（Ｂ Ｆ）”の
ビーム電流値の１／１０以下となるように光学系を適宜
調整すれば質量分離器４の分解能Ｍ／ΔＭが６０以上に
することができ、第１実施例と同様の効果を得ることが
できる。
゛と２９（Ｂ Ｆ）”のイオンビームの中央（質量数２
９．５）におけるビーム電流値が、３０（Ｂ Ｆ）”の
ビーム電流値の１／１０以下となるように光学系を適宜
調整すれば質量分離器４の分解能Ｍ／ΔＭが６０以上に
することができ、第１実施例と同様の効果を得ることが
できる。
また、本実施例ではこれに限らず、例えばイオン発生′
ａ２１において、質量数ｎのイオン３１Ｐ°および該イ
オンと質量数の１つ異なる、すなわち（ｎ−１）のイオ
ン”（Ｂ Ｆ）”を同特に発生させ、これら３１ｐ＋と
３０（Ｂ Ｆ）”の間の質量数（ｎ −０，５）のビー
ム電流値を見ながら、ビーム光学系の調整を行い、質量
数（ｎ −０，５）のビーム電流値が３１Ｐ゛のイオン
の１／１０以下の電流値となるようにしても第１実施例
と同様の効果を得ることができる。この場合、空間部９
において質量数（ｎ−０，５）が導入される位置に第２
フアラデーカツプを配設し、イオン照射ターゲット６の
ウェハー１１に対向する位置に１１ｐ＋が導入されるよ
うに第１ファラデー力、プを配設するようにすれば良い
。
ａ２１において、質量数ｎのイオン３１Ｐ°および該イ
オンと質量数の１つ異なる、すなわち（ｎ−１）のイオ
ン”（Ｂ Ｆ）”を同特に発生させ、これら３１ｐ＋と
３０（Ｂ Ｆ）”の間の質量数（ｎ −０，５）のビー
ム電流値を見ながら、ビーム光学系の調整を行い、質量
数（ｎ −０，５）のビーム電流値が３１Ｐ゛のイオン
の１／１０以下の電流値となるようにしても第１実施例
と同様の効果を得ることができる。この場合、空間部９
において質量数（ｎ−０，５）が導入される位置に第２
フアラデーカツプを配設し、イオン照射ターゲット６の
ウェハー１１に対向する位置に１１ｐ＋が導入されるよ
うに第１ファラデー力、プを配設するようにすれば良い
。
なお、本発明によるイオンビーム照射方法は上記第１．
２実施例に適用されるものに限定されるものではなく、
イオン発生源において発生する質量数が１つ異なる２つ
のイオンの中央のイオンのビーム電流値と、２つのイオ
ンの内大きな方のビーム電流値とが見れるような手段が
あれば良い。
２実施例に適用されるものに限定されるものではなく、
イオン発生源において発生する質量数が１つ異なる２つ
のイオンの中央のイオンのビーム電流値と、２つのイオ
ンの内大きな方のビーム電流値とが見れるような手段が
あれば良い。
本発明によれば、スリット幅の大きい大電流イオン注入
装置においても、ビーム光学系の調整を最適化する事に
よって質量分離器の分解能Ｍ／ΔＭを６０以上の数値を
確保することができるので、質量数の近いイオンを分離
することかできる。この結果、スリット部において最小
のビームサイズを得て、広いスリット幅でも質量分離器
の分解能を向上させることができた。
装置においても、ビーム光学系の調整を最適化する事に
よって質量分離器の分解能Ｍ／ΔＭを６０以上の数値を
確保することができるので、質量数の近いイオンを分離
することかできる。この結果、スリット部において最小
のビームサイズを得て、広いスリット幅でも質量分離器
の分解能を向上させることができた。
第１図は本発明に係るイオンビームの照射装置の第１実
施例を示す全体構成図、 第２図は本発明に係るイオンビームの照射装置の第２実
施例を示す全体構成図である。 ２・・・・・・イオン発生源、 ４・・・・・・質量分離器、 ６・・・・・・イオン照射ターゲット、１２・・・・・
・第１フアラデーカツプ、１３・・・・・・第２フアラ
デーカツプ。 第１実施例のイオンビーム照射装置の全体構成図↑ ＢＦ。 第２実施例のイオンビーム照射装置の全体構成図嘴！ 闇
施例を示す全体構成図、 第２図は本発明に係るイオンビームの照射装置の第２実
施例を示す全体構成図である。 ２・・・・・・イオン発生源、 ４・・・・・・質量分離器、 ６・・・・・・イオン照射ターゲット、１２・・・・・
・第１フアラデーカツプ、１３・・・・・・第２フアラ
デーカツプ。 第１実施例のイオンビーム照射装置の全体構成図↑ ＢＦ。 第２実施例のイオンビーム照射装置の全体構成図嘴！ 闇
Claims (9)
- （１）イオンビーム発生源から質量数ｎのイオンをター
ゲットに照射するに際し、該発生源で質量数ｎおよび（
ｎ−１）の２つのイオンを同時に発生させ、質量数（ｎ
−０．５）のビーム電流値に基づいてイオンビーム光学
系の調整を行い、質量数（ｎ−０．５）のビーム電流値
を前記２つのイオンのうちビーム電流値の大きな方の１
／１０以下の電流値とした後、質量分離器の設定を質量
数ｎとしてイオン照射を行うようにしたことを特徴とす
るイオンビームの照射方法。 - （２）イオンビームの発生源から質量数ｎのイオンをタ
ーゲットに照射するに際し、該発生源で質量数（ｎ−１
）および（ｎ−２）の２つのイオンを同時に発生させ、
質量数（ｎ−１．５）のビーム電流値に基づいてイオン
ビーム光学系の調整を行い、質量数（ｎ−１．５）のビ
ーム電流値を前記２つのイオンのうちビーム電流値の大
きな方の１／１０以下の電流値とした後、質量分離器の
設定を質量数ｎとしてイオン照射を行うようにしたこと
を特徴とするイオンビームの照射方法。 - （３）イオンビーム発生源から質量数ｎのイオンをター
ゲットに照射するに際し、該発生源で質量数ｎおよび（
ｎ＋１）の２つのイオンを同時に発生させ、質量数（ｎ
＋０．５）のビーム電流値に基づいてイオンビーム光学
系の調整を行い、質量数（ｎ＋０．５）のビーム電流値
を前記２つのイオンのうちビーム電流値の大きな方の１
／１０以下の電流値とした後、質量分離器の設定を質量
数ｎとしてイオン照射を行うようにしたことを特徴とす
るイオンビームの照射方法。 - （４）イオンビーム発生源から質量数ｎのイオンをター
ゲットに照射するに際し、該発生源で質量数（ｎ＋１）
および（ｎ＋２）の２つのイオンを同時に発生させ、質
量数（ｎ＋１．５）のビーム電流値に基づいてイオンビ
ーム光学系の調整を行い、質量数（ｎ＋１．５）のビー
ム電流値を前記２つのイオンのうちビーム電流値の大き
な方の１／１０以下の電流値とした後、質量分離器の設
定を質量数ｎとしてイオン照射を行うようにしたことを
特徴とするイオンビームの照射方法。 - （５）前記質量数ｎのイオンは＾３＾１Ｐ＾＋であり、
質量数（ｎ−１）のイオンは＾３＾０（ＢＦ）＾＋であ
ることを特徴とする請求項１記載のイオンビームの照射
方法。 - （６）前記質量数ｎのイオンは＾３＾１Ｐ＾＋であり、
質量数（ｎ−１）（ｎ−２）のイオンは＾３＾０（ＢＦ
）＾＋、＾２＾９（ＢＦ）＾＋であることを特徴とする
請求項２記載のイオンビームの照射方法。 - （７）前記質量数ｎのイオンは＾３＾１Ｐ＾＋であり、
質量数（ｎ＋１）のイオンは＾３＾２（ＰＨ）＾＋であ
ることを特徴とする請求項３記載のイオンビームの照射
方法。 - （８）前記質量数ｎのイオンは＾３＾１Ｐ＾＋であり、
質量数（ｎ＋１）（ｎ＋２）のイオンは＾３＾２（ＰＨ
）＾＋、＾３＾３（ＰＨ＿２）＾＋であることを特徴と
する請求項４記載のイオンビームの照射方法。 - （９）イオン発生源で発生したイオンを質量分離設定を
ｎとした質量分離器で質量数ｎのイオンに選別した後、
該イオンをイオンビーム照射ターゲットに照射するよう
にしたイオンビームの照射装置において、 前記質量分離器内にファラデーカップを設け、該ファラ
デーカップはイオン発生源から来る質量数（ｎ−０．５
）、（ｎ−１．５）、（ｎ＋０．５）、（ｎ＋１．５）
のうちの何れかの位置のビームが導入される位置にある
ことを特徴とするイオンビームの照射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1340973A JP2978191B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | イオンビームの照射方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1340973A JP2978191B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | イオンビームの照射方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03201356A true JPH03201356A (ja) | 1991-09-03 |
| JP2978191B2 JP2978191B2 (ja) | 1999-11-15 |
Family
ID=18342023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1340973A Expired - Fee Related JP2978191B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | イオンビームの照射方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2978191B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008027846A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Nissin Ion Equipment Co Ltd | イオン注入装置およびその調整方法 |
| KR20190059228A (ko) | 2017-11-22 | 2019-05-30 | 스미도모쥬기가이 이온 테크놀로지 가부시키가이샤 | 이온 주입 장치 및 이온 주입 장치의 제어 방법 |
-
1989
- 1989-12-26 JP JP1340973A patent/JP2978191B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008027846A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Nissin Ion Equipment Co Ltd | イオン注入装置およびその調整方法 |
| KR20190059228A (ko) | 2017-11-22 | 2019-05-30 | 스미도모쥬기가이 이온 테크놀로지 가부시키가이샤 | 이온 주입 장치 및 이온 주입 장치의 제어 방법 |
| US10854418B2 (en) | 2017-11-22 | 2020-12-01 | Sumitomo Heavy Industries Ion Technology Co., Ltd. | Ion implanter and method of controlling ion implanter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2978191B2 (ja) | 1999-11-15 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |