JPH0636737A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
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- JPH0636737A JPH0636737A JP4212216A JP21221692A JPH0636737A JP H0636737 A JPH0636737 A JP H0636737A JP 4212216 A JP4212216 A JP 4212216A JP 21221692 A JP21221692 A JP 21221692A JP H0636737 A JPH0636737 A JP H0636737A
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- Japan
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- ion
- ion beam
- slit
- beam monitor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ビームモニタ部で、所望のイオンによるイオ
ンビーム電流を正確に計測することができるようにした
イオン注入装置を提供する。 【構成】 このイオン注入装置は、イオン源２から引き
出したイオンビーム６の一部を、ビームモニタ部１２ａ
で受けてそのイオンビーム電流を計測するようにしてい
る。しかも、ビームモニタ部１２ａのスリット１４とフ
ァラデーカップ１６との間に、そこを通過するイオンビ
ーム６を質量分析する質量分析器２２を設けている。
ンビーム電流を正確に計測することができるようにした
イオン注入装置を提供する。 【構成】 このイオン注入装置は、イオン源２から引き
出したイオンビーム６の一部を、ビームモニタ部１２ａ
で受けてそのイオンビーム電流を計測するようにしてい
る。しかも、ビームモニタ部１２ａのスリット１４とフ
ァラデーカップ１６との間に、そこを通過するイオンビ
ーム６を質量分析する質量分析器２２を設けている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、イオン源から引き出
したイオンビームを質量分析することなく被処理物に照
射して、当該被処理物にイオン注入を行う、いわゆる非
質量分析型のイオン注入装置に関する。
したイオンビームを質量分析することなく被処理物に照
射して、当該被処理物にイオン注入を行う、いわゆる非
質量分析型のイオン注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のイオン注入装置の従来例を図７
に示す。このイオン注入装置は、基本的には、図示しな
い真空排気装置によって真空排気される処理室８内にお
いて、その上部に取り付けたイオン源２から引き出した
イオンビーム６を、質量分析することなく被処理物（例
えば半導体ウェーハやその他の基板）１０に照射して、
当該被処理物１０にイオン注入を行うよう構成されてい
る。４はイオン源２のイオンビーム引出し用の電極であ
り、図示例のように１枚の場合もあれば複数枚の場合も
ある。
に示す。このイオン注入装置は、基本的には、図示しな
い真空排気装置によって真空排気される処理室８内にお
いて、その上部に取り付けたイオン源２から引き出した
イオンビーム６を、質量分析することなく被処理物（例
えば半導体ウェーハやその他の基板）１０に照射して、
当該被処理物１０にイオン注入を行うよう構成されてい
る。４はイオン源２のイオンビーム引出し用の電極であ
り、図示例のように１枚の場合もあれば複数枚の場合も
ある。
【０００３】被処理物１０に対するイオン（不純物）の
注入量（ドーズ量）を計測するために、処理室８のイオ
ン源２に対向する部分に連通するように、イオン源２か
ら引き出したイオンビーム６の一部を受けてそのイオン
ビーム電流を計測するビームモニタ部１２が設けられて
いる。このビームモニタ部１２は、イオンビーム６の入
射を制限するスリット１４、入射したイオンビーム６の
イオンビーム電流を計測するファラデーカップ１６およ
びこのファラデーカップ１６を収納するファラデーカッ
プ収納容器１８を備えている。ファラデーカップ１６は
例えばカレントインテグレータのようなイオンビーム電
流計測器２０に接続される。
注入量（ドーズ量）を計測するために、処理室８のイオ
ン源２に対向する部分に連通するように、イオン源２か
ら引き出したイオンビーム６の一部を受けてそのイオン
ビーム電流を計測するビームモニタ部１２が設けられて
いる。このビームモニタ部１２は、イオンビーム６の入
射を制限するスリット１４、入射したイオンビーム６の
イオンビーム電流を計測するファラデーカップ１６およ
びこのファラデーカップ１６を収納するファラデーカッ
プ収納容器１８を備えている。ファラデーカップ１６は
例えばカレントインテグレータのようなイオンビーム電
流計測器２０に接続される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記イオン源２では、
そのタイプに拘わらず、所望のイオンを含めて種々のイ
オンが生成されこれがイオンビーム６として引き出され
る。例えば、被処理物１０に不純物（ドーパント）とし
てリン（Ｐ）を注入するためにイオン源２にイオン源ガ
スとしてホスフィン（ＰＨ3）を導入した場合、イオン
ビーム６にはＨx +（ｘ＝１、２、３。以下同じ）、ＰＨ
y +、Ｐ2Ｈy +（ｙ＝０、１、２、３、４。以下同じ）が
含まれている。また、被処理物１０に不純物としてホウ
素（Ｂ）を注入するためにイオン源２にイオン源ガスと
してジボラン（Ｂ2Ｈ6）を導入した場合、イオンビーム
６にはＨx +（ｘ＝１、２、３。以下同じ）、ＢＨy +（ｙ
＝０、１、２、３、４。以下同じ）、Ｂ2Ｈz +（ｚ＝
０、１、２、３、４、５、６。以下同じ）が含まれてい
る。
そのタイプに拘わらず、所望のイオンを含めて種々のイ
オンが生成されこれがイオンビーム６として引き出され
る。例えば、被処理物１０に不純物（ドーパント）とし
てリン（Ｐ）を注入するためにイオン源２にイオン源ガ
スとしてホスフィン（ＰＨ3）を導入した場合、イオン
ビーム６にはＨx +（ｘ＝１、２、３。以下同じ）、ＰＨ
y +、Ｐ2Ｈy +（ｙ＝０、１、２、３、４。以下同じ）が
含まれている。また、被処理物１０に不純物としてホウ
素（Ｂ）を注入するためにイオン源２にイオン源ガスと
してジボラン（Ｂ2Ｈ6）を導入した場合、イオンビーム
６にはＨx +（ｘ＝１、２、３。以下同じ）、ＢＨy +（ｙ
＝０、１、２、３、４。以下同じ）、Ｂ2Ｈz +（ｚ＝
０、１、２、３、４、５、６。以下同じ）が含まれてい
る。
【０００５】その結果、ビームモニタ部１２のファラデ
ーカップ１６には上記のような種々のイオンが混在した
まま入射し、これがイオンビーム電流として計測され
る。被処理物１０への不純物の注入量は、このイオンビ
ーム電流より換算される。従って、上記のようなビーム
モニタ部１２で計測されたイオンビーム電流には、所望
の不純物を含まないイオン（例えばＨx +）や、不純物の
原子の数が所望のものと異なるイオン（例えばＰ
2Ｈy +、ＢＨy +）によるものが含まれているため、被処
理物１０に対する所望のイオンの注入量を正確に計測す
ることができないという問題がある。
ーカップ１６には上記のような種々のイオンが混在した
まま入射し、これがイオンビーム電流として計測され
る。被処理物１０への不純物の注入量は、このイオンビ
ーム電流より換算される。従って、上記のようなビーム
モニタ部１２で計測されたイオンビーム電流には、所望
の不純物を含まないイオン（例えばＨx +）や、不純物の
原子の数が所望のものと異なるイオン（例えばＰ
2Ｈy +、ＢＨy +）によるものが含まれているため、被処
理物１０に対する所望のイオンの注入量を正確に計測す
ることができないという問題がある。
【０００６】ちなみに、不純物の原子の数が所望のもの
より多い（あるいは少ない）イオンは、同じ加速電圧で
加速された場合、不純物原子１個当りのエネルギーが所
望のイオンより小さく（あるいは大きく）なるので、所
望の注入領域に注入することができないから、これも注
入量に加算すべきでない。
より多い（あるいは少ない）イオンは、同じ加速電圧で
加速された場合、不純物原子１個当りのエネルギーが所
望のイオンより小さく（あるいは大きく）なるので、所
望の注入領域に注入することができないから、これも注
入量に加算すべきでない。
【０００７】そこでこの発明は、上記のようなビームモ
ニタ部で、所望のイオンによるイオンビーム電流を正確
に計測す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。
ニタ部で、所望のイオンによるイオンビーム電流を正確
に計測す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。
【０００８】
【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、前述したようなビー
ムモニタ部のスリットとファラデーカップとの間に、そ
こを通過するイオンビームを質量分析する質量分析器を
設けたことを特徴とする。
め、この発明のイオン注入装置は、前述したようなビー
ムモニタ部のスリットとファラデーカップとの間に、そ
こを通過するイオンビームを質量分析する質量分析器を
設けたことを特徴とする。
【０００９】このビームモニタ部には、当該ビームモニ
タ部内を真空排気する真空排気装置を接続しておいても
良い。
タ部内を真空排気する真空排気装置を接続しておいても
良い。
【００１０】また、このビームモニタ部のスリットの孔
の中心軸と、前述したようなイオン源の電極のイオン引
出し孔の内の一つの中心軸とを一致またはほぼ一致させ
ておくのが好ましい。
の中心軸と、前述したようなイオン源の電極のイオン引
出し孔の内の一つの中心軸とを一致またはほぼ一致させ
ておくのが好ましい。
【００１１】
【作用】上記のように質量分析器を設けておくと、この
質量分析器によって、イオン源より引き出されスリット
を通過してビームモニタ部内に入射したイオンビーム
を、所望のイオンとそれ以外のイオンとに分離して、所
望のイオンのみをファラデーカップに入射させることが
できる。その結果、ビームモニタ部において、所望のイ
オンによるイオンビーム電流を正確に計測することがで
きる。
質量分析器によって、イオン源より引き出されスリット
を通過してビームモニタ部内に入射したイオンビーム
を、所望のイオンとそれ以外のイオンとに分離して、所
望のイオンのみをファラデーカップに入射させることが
できる。その結果、ビームモニタ部において、所望のイ
オンによるイオンビーム電流を正確に計測することがで
きる。
【００１２】また、上記のようにビームモニタ部に真空
排気装置を接続しておくと、それによってビームモニタ
部内の圧力を下げて（即ち真空度を上げて）、ビームモ
ニタ部内に入射したイオンビームが他の中性原子等と衝
突することによる損失をより小さくすることができる。
その結果、所望のイオンによるイオンビーム電流の計測
精度がより向上する。
排気装置を接続しておくと、それによってビームモニタ
部内の圧力を下げて（即ち真空度を上げて）、ビームモ
ニタ部内に入射したイオンビームが他の中性原子等と衝
突することによる損失をより小さくすることができる。
その結果、所望のイオンによるイオンビーム電流の計測
精度がより向上する。
【００１３】また、上記のようにビームモニタ部のスリ
ットの孔の中心軸と、イオン源の電極のイオン引出し孔
の中心軸とを一致またはほぼ一致させておくと、スリッ
トを通過するイオンビームはその中心軸に対して殆ど角
度を持たないものが多くなり、従ってファラデーカップ
に入射するまでに容器の壁等に当たってロスすることが
少なくなり、イオンビームの輸送効率が向上する。ま
た、質量分析器へのイオンビームの入射角のばらつきが
小さくなるため、当該質量分析器の分解能が向上する。
これらの結果、所望のイオンによるイオンビーム電流の
計測精度が一層向上する。
ットの孔の中心軸と、イオン源の電極のイオン引出し孔
の中心軸とを一致またはほぼ一致させておくと、スリッ
トを通過するイオンビームはその中心軸に対して殆ど角
度を持たないものが多くなり、従ってファラデーカップ
に入射するまでに容器の壁等に当たってロスすることが
少なくなり、イオンビームの輸送効率が向上する。ま
た、質量分析器へのイオンビームの入射角のばらつきが
小さくなるため、当該質量分析器の分解能が向上する。
これらの結果、所望のイオンによるイオンビーム電流の
計測精度が一層向上する。
【００１４】
【実施例】図１は、この発明に係るイオン注入装置の一
例を示す概略断面図である。図７の従来例と同一または
相当する部分には同一符号を付し、以下においては当該
従来例との相違点を主に説明する。
例を示す概略断面図である。図７の従来例と同一または
相当する部分には同一符号を付し、以下においては当該
従来例との相違点を主に説明する。
【００１５】この実施例においては、従来のビームモニ
タ部１２に相当するビームモニタ部１２ａの前述したよ
うなスリット１４とファラデーカップ１６との間に、そ
こを通過するイオンビーム６を質量分析する質量分析器
２２を設けている。２４はその接続容器である。
タ部１２に相当するビームモニタ部１２ａの前述したよ
うなスリット１４とファラデーカップ１６との間に、そ
こを通過するイオンビーム６を質量分析する質量分析器
２２を設けている。２４はその接続容器である。
【００１６】この質量分析器２２は、図１では図示を簡
略化しているが、マグネットおよび電極等から構成され
たウィーンフィルタであって、磁極と電極を直交配置
し、磁界および電界を用いて、そこを通過するイオンビ
ーム６中のイオンをその質量によって分離するものであ
る。
略化しているが、マグネットおよび電極等から構成され
たウィーンフィルタであって、磁極と電極を直交配置
し、磁界および電界を用いて、そこを通過するイオンビ
ーム６中のイオンをその質量によって分離するものであ
る。
【００１７】このような質量分析器２２を設けておく
と、この質量分析器２２によって、イオン源２より引き
出されスリット１４を通過してビームモニタ部１２ａ内
に入射したイオンビーム６を、所望のイオンとそれ以外
のイオンとに分離して、所望のイオンのみをファラデー
カップ１６に入射させることができる。
と、この質量分析器２２によって、イオン源２より引き
出されスリット１４を通過してビームモニタ部１２ａ内
に入射したイオンビーム６を、所望のイオンとそれ以外
のイオンとに分離して、所望のイオンのみをファラデー
カップ１６に入射させることができる。
【００１８】例えば、前述したようにイオン源２にイオ
ン源ガスとしてホスフィン（ＰＨ3）を導入した場合、
イオンビーム６には、Ｈx +、ＰＨy +、Ｐ2Ｈy +が混在し
ているが、これらを質量分析器２２の部分で磁界および
電界を用いて、例えば図２に示すように、Ｈx +、Ｐ
Ｈy +、Ｐ2Ｈy +に分離して、所望のイオン、この例の場
合はＰＨy +のみをファラデーカップ１６に選択的に入射
させることができる。同様に、イオン源２にイオン源ガ
スとしてジボラン（Ｂ2Ｈ6）を導入した場合は、イオン
ビーム６中に混在するＨx +、ＢＨy +、Ｂ2Ｈz +を、質量
分析器２２によって例えば図３に示すように分離して、
所望のイオン、この例の場合はＢ2Ｈz +のみをファラデ
ーカップ１６に選択的に入射させることができる。
ン源ガスとしてホスフィン（ＰＨ3）を導入した場合、
イオンビーム６には、Ｈx +、ＰＨy +、Ｐ2Ｈy +が混在し
ているが、これらを質量分析器２２の部分で磁界および
電界を用いて、例えば図２に示すように、Ｈx +、Ｐ
Ｈy +、Ｐ2Ｈy +に分離して、所望のイオン、この例の場
合はＰＨy +のみをファラデーカップ１６に選択的に入射
させることができる。同様に、イオン源２にイオン源ガ
スとしてジボラン（Ｂ2Ｈ6）を導入した場合は、イオン
ビーム６中に混在するＨx +、ＢＨy +、Ｂ2Ｈz +を、質量
分析器２２によって例えば図３に示すように分離して、
所望のイオン、この例の場合はＢ2Ｈz +のみをファラデ
ーカップ１６に選択的に入射させることができる。
【００１９】従って、ビームモニタ部１２ａにおいて、
所望のイオンによるイオンビーム電流を正確に計測する
ことができるようになり、ひいては、被処理物１０に注
入される所望のイオンの注入量を正確に計測することが
できるようになる。
所望のイオンによるイオンビーム電流を正確に計測する
ことができるようになり、ひいては、被処理物１０に注
入される所望のイオンの注入量を正確に計測することが
できるようになる。
【００２０】ところで、従来例の場合も上記実施例の場
合もそうであるが、ビームモニタ部１２ａ内の圧力は、
処理室８内の圧力（例えばイオンビーム引出し中は５×
１０-4Ｔｏｒｒ程度）と同程度かスリット１４のコンダ
クタンスぶん上であるので、ビームモニタ部１２ａ内に
おいてスリット１４からファラデーカップ１６までの距
離が長くなると、イオンビーム６と他の中性原子等との
衝突によってイオンの中性化等による損失が生じ、これ
がイオンビーム電流の計測誤差を生じさせる。そこでこ
の点を更に改善した実施例を次に説明する。
合もそうであるが、ビームモニタ部１２ａ内の圧力は、
処理室８内の圧力（例えばイオンビーム引出し中は５×
１０-4Ｔｏｒｒ程度）と同程度かスリット１４のコンダ
クタンスぶん上であるので、ビームモニタ部１２ａ内に
おいてスリット１４からファラデーカップ１６までの距
離が長くなると、イオンビーム６と他の中性原子等との
衝突によってイオンの中性化等による損失が生じ、これ
がイオンビーム電流の計測誤差を生じさせる。そこでこ
の点を更に改善した実施例を次に説明する。
【００２１】図４は、この発明に係るイオン注入装置の
他の例を示す概略断面図である。この実施例において
は、ビームモニタ部１２ａの前述したような接続容器２
４の、質量分析器２２の下流側の部分に分岐部２６を設
け、この分岐部２６に、ビームモニタ部１２ａ内を真空
排気する真空排気装置２８を接続している。
他の例を示す概略断面図である。この実施例において
は、ビームモニタ部１２ａの前述したような接続容器２
４の、質量分析器２２の下流側の部分に分岐部２６を設
け、この分岐部２６に、ビームモニタ部１２ａ内を真空
排気する真空排気装置２８を接続している。
【００２２】このようにすることによって、真空排気装
置２８によってビームモニタ部１２ａ内の圧力を下げて
（即ち真空度を上げて）、ビームモニタ部１２ａ内に入
射したイオンビーム６が他の中性原子等と衝突すること
による損失をより小さくすることができる。その結果、
所望のイオンによるイオンビーム電流の計測精度がより
向上する。
置２８によってビームモニタ部１２ａ内の圧力を下げて
（即ち真空度を上げて）、ビームモニタ部１２ａ内に入
射したイオンビーム６が他の中性原子等と衝突すること
による損失をより小さくすることができる。その結果、
所望のイオンによるイオンビーム電流の計測精度がより
向上する。
【００２３】この場合、ビームモニタ部１２ａ内の圧力
を十分に小さくするには、真空排気装置２８の排気速度
を大きくするかスリット１４のコンダクタンスを小さく
するかであるが、真空排気装置２８の排気速度をむやみ
に大きくすることは当該真空排気装置２８が大型になる
ので実用的ではなく、またスリット１４のコンダクタン
スを小さくし過ぎると計測するイオンビーム電流が減少
して電流を精度良く測定するのが困難で二次電子増倍管
等の特殊な測定器を必要とする。
を十分に小さくするには、真空排気装置２８の排気速度
を大きくするかスリット１４のコンダクタンスを小さく
するかであるが、真空排気装置２８の排気速度をむやみ
に大きくすることは当該真空排気装置２８が大型になる
ので実用的ではなく、またスリット１４のコンダクタン
スを小さくし過ぎると計測するイオンビーム電流が減少
して電流を精度良く測定するのが困難で二次電子増倍管
等の特殊な測定器を必要とする。
【００２４】そこで、イオンと他の中性原子等との衝突
および測定電流の大きさを考慮して、イオンビーム電流
を精度良くしかも容易に測定することができるようにす
るための、スリット１４のコンダクタンスおよび真空排
気装置２８の排気速度の決め方を次に説明する。
および測定電流の大きさを考慮して、イオンビーム電流
を精度良くしかも容易に測定することができるようにす
るための、スリット１４のコンダクタンスおよび真空排
気装置２８の排気速度の決め方を次に説明する。
【００２５】処理室８内の圧力をＰ1 とし、ビームモニ
タ部１２ａ内は真空排気装置２８によって圧力Ｐ2 に真
空排気されているものとする。ビームモニタ部１２ａの
入口からファラデーカップ１６までの距離をＬ、ビーム
モニタ部１２ａ内のコンダクタンスをＣ、原子の平均自
由行程をｄとすると、イオンがビームモニタ部１２ａ内
で他の原子に衝突しないためには、 ｄ≧Ｌ ・・・（１） が必要である。
タ部１２ａ内は真空排気装置２８によって圧力Ｐ2 に真
空排気されているものとする。ビームモニタ部１２ａの
入口からファラデーカップ１６までの距離をＬ、ビーム
モニタ部１２ａ内のコンダクタンスをＣ、原子の平均自
由行程をｄとすると、イオンがビームモニタ部１２ａ内
で他の原子に衝突しないためには、 ｄ≧Ｌ ・・・（１） が必要である。
【００２６】また、ビームモニタ部１２ａ内に流れるガ
ス流量をＱとすれば、 Ｑ≒ＣＰ1 （∵Ｐ2≪Ｐ1）
ス流量をＱとすれば、 Ｑ≒ＣＰ1 （∵Ｐ2≪Ｐ1）
【００２７】一方、ビームモニタ部１２ａ内の排気速度
をＳとすれば、 Ｐ2＝Ｑ／Ｓ ∴Ｐ2＝ＣＰ1／Ｓ
をＳとすれば、 Ｐ2＝Ｑ／Ｓ ∴Ｐ2＝ＣＰ1／Ｓ
【００２８】ここでスリット１４のコンダクタンスＣS
に対し、ビームモニタ部１２ａ内の他の構造物のコンダ
クタンスが十分に大きいとすると、 Ｃ＝ＣS となる。従って、 Ｐ2＝ＣSＰ1／Ｓ ・・・（２） と表すことができる。
に対し、ビームモニタ部１２ａ内の他の構造物のコンダ
クタンスが十分に大きいとすると、 Ｃ＝ＣS となる。従って、 Ｐ2＝ＣSＰ1／Ｓ ・・・（２） と表すことができる。
【００２９】ここで、この種のイオン注入装置の標準的
な運転条件を考えた場合、イオンビーム６を引き出して
いるときの処理室８内の圧力Ｐ1＝５×１０-4Ｔｏｒｒ
程度であり、イオンビーム６のビーム電流密度は１０μ
Ａ／ｃｍ2 程度である。また、実用的な値として、ビー
ムモニタ部１２ａの入口からファラデーカップ１６まで
の距離Ｌ＝６０ｃｍ、真空排気装置２８の排気速度Ｓ＝
１００リットル／秒とすると、平均自由行程ｄは、代表
値として窒素のものを用いると、 ｄ＝５×１０-3／Ｐ2 （ｃｍ） ・・・（３） となる。
な運転条件を考えた場合、イオンビーム６を引き出して
いるときの処理室８内の圧力Ｐ1＝５×１０-4Ｔｏｒｒ
程度であり、イオンビーム６のビーム電流密度は１０μ
Ａ／ｃｍ2 程度である。また、実用的な値として、ビー
ムモニタ部１２ａの入口からファラデーカップ１６まで
の距離Ｌ＝６０ｃｍ、真空排気装置２８の排気速度Ｓ＝
１００リットル／秒とすると、平均自由行程ｄは、代表
値として窒素のものを用いると、 ｄ＝５×１０-3／Ｐ2 （ｃｍ） ・・・（３） となる。
【００３０】また、イオンビーム６の発散角等を考慮し
て、スリット１４として、孔が６ｍｍφのスリットを２
段入れるとすると、２枚のスリットの合成のコンダクタ
ンスＣS は、 ＣS＝１１６×３2π×１０-6／２ （ｍ3／秒） ＝１１６×３2π×１０-3／２ （リットル／秒） ≒１．６（リットル／秒） となる。これと、上記圧力Ｐ1 の値および排気速度Ｓの
値を（２）式に入れると、 Ｐ2＝１．６×５×１０-4／１００＝８×１０-6 （Ｔｏｒｒ） これを上記（３）式に入れると、 ｄ＝５×１０-3／８×１０-6＝６２５ （ｃｍ） が得られ、これは上記Ｌ＝６０ｃｍより十分に大きく、
上記（１）式を満たしている。よって、この条件であれ
ば、ビームモニタ部１２ａ内におけるイオンの衝突の影
響は殆どない。
て、スリット１４として、孔が６ｍｍφのスリットを２
段入れるとすると、２枚のスリットの合成のコンダクタ
ンスＣS は、 ＣS＝１１６×３2π×１０-6／２ （ｍ3／秒） ＝１１６×３2π×１０-3／２ （リットル／秒） ≒１．６（リットル／秒） となる。これと、上記圧力Ｐ1 の値および排気速度Ｓの
値を（２）式に入れると、 Ｐ2＝１．６×５×１０-4／１００＝８×１０-6 （Ｔｏｒｒ） これを上記（３）式に入れると、 ｄ＝５×１０-3／８×１０-6＝６２５ （ｃｍ） が得られ、これは上記Ｌ＝６０ｃｍより十分に大きく、
上記（１）式を満たしている。よって、この条件であれ
ば、ビームモニタ部１２ａ内におけるイオンの衝突の影
響は殆どない。
【００３１】また、スリット１４の孔を通過するイオン
ビーム電流Ｉは、 Ｉ＝１０×０．３2π＝２．８ （μＡ） であるから、イオンビームの輸送効率を考慮しても、こ
れを十分、通常の計測器で測定可能である。
ビーム電流Ｉは、 Ｉ＝１０×０．３2π＝２．８ （μＡ） であるから、イオンビームの輸送効率を考慮しても、こ
れを十分、通常の計測器で測定可能である。
【００３２】以上のことをまとめると、前述したような
標準的な運転条件下では、スリット１４として孔が６ｍ
ｍφのスリットを２段入れ、真空排気装置２８の排気速
度を１００リットル／秒程度にするのが好ましいと言え
る。
標準的な運転条件下では、スリット１４として孔が６ｍ
ｍφのスリットを２段入れ、真空排気装置２８の排気速
度を１００リットル／秒程度にするのが好ましいと言え
る。
【００３３】次に、従来例の場合も上記各実施例の場合
もそうであるが、図５を参照して、イオン源２の電極４
のイオン引出し孔４ａの中心軸４ｃが、ビームモニタ部
１２ａのスリット１４の孔１４ａの中心軸１４ｃからず
れていると、スリット１４を通過するイオンビーム６は
中心軸１４ｃに対して角度を持つものばかりになり、途
中で容器（接続容器２４とかファラデーカップ収納容器
１８）の壁に当たるものが多くなり、その結果、ビーム
モニタ部１２ａ内におけるイオンビーム６の輸送効率が
低下してファラデーカップ１６に流れるイオンビーム電
流は非常に小さくなり、計測精度は低下する。
もそうであるが、図５を参照して、イオン源２の電極４
のイオン引出し孔４ａの中心軸４ｃが、ビームモニタ部
１２ａのスリット１４の孔１４ａの中心軸１４ｃからず
れていると、スリット１４を通過するイオンビーム６は
中心軸１４ｃに対して角度を持つものばかりになり、途
中で容器（接続容器２４とかファラデーカップ収納容器
１８）の壁に当たるものが多くなり、その結果、ビーム
モニタ部１２ａ内におけるイオンビーム６の輸送効率が
低下してファラデーカップ１６に流れるイオンビーム電
流は非常に小さくなり、計測精度は低下する。
【００３４】従ってこれを防止するためには、ビームモ
ニタ部１２ａのスリット１４の孔１４ａの中心軸１４ｃ
と、イオン源２の電極４のイオン引出し孔４ａの内の一
つの中心軸４ｃとを、一致またはほぼ一致させておくの
が好ましい。
ニタ部１２ａのスリット１４の孔１４ａの中心軸１４ｃ
と、イオン源２の電極４のイオン引出し孔４ａの内の一
つの中心軸４ｃとを、一致またはほぼ一致させておくの
が好ましい。
【００３５】そのようにしておけば、スリット１４を通
過するイオンビーム６はその中心軸１４ｃに対して殆ど
角度を持たないものが多くなり、従ってファラデーカッ
プ１６に入射するまでに容器の壁等に当たってロスする
ことが少なくなり、イオンビーム６の輸送効率が向上す
る。また、質量分析器２２へのイオンビーム６の入射角
のばらつきが小さくなるため、当該質量分析器２２の分
解能が向上する。これらの結果、所望のイオンによるイ
オンビーム電流の計測精度が一層向上する。
過するイオンビーム６はその中心軸１４ｃに対して殆ど
角度を持たないものが多くなり、従ってファラデーカッ
プ１６に入射するまでに容器の壁等に当たってロスする
ことが少なくなり、イオンビーム６の輸送効率が向上す
る。また、質量分析器２２へのイオンビーム６の入射角
のばらつきが小さくなるため、当該質量分析器２２の分
解能が向上する。これらの結果、所望のイオンによるイ
オンビーム電流の計測精度が一層向上する。
【００３６】上記のような相対向する二つの孔４ａ、１
４ａの中心軸４ｃ、１４ｃを互いに合わせるには、通常
は１本のピンを両孔４ａ、１４ａに挿入することで行う
が、このイオン注入装置のように、両孔４ａ、１４ａ間
の距離が大きい場合は、例えば図６に示すような２本１
組のピン３０、３２を用いるのが好ましい。
４ａの中心軸４ｃ、１４ｃを互いに合わせるには、通常
は１本のピンを両孔４ａ、１４ａに挿入することで行う
が、このイオン注入装置のように、両孔４ａ、１４ａ間
の距離が大きい場合は、例えば図６に示すような２本１
組のピン３０、３２を用いるのが好ましい。
【００３７】即ち、両ピン３０、３２は、先端部で互い
に嵌合して互いの中心軸が合うピンであって、その一方
のピン３０が電極４のイオン引出し孔４ａに嵌合し、他
方のピン３２がスリット１４の孔１４ａに嵌合するもの
である。そしてこのようなピン３０、３２を、孔４ａ、
１４ａに互いに反対方向からそれぞれ挿入し、かつ両ピ
ン３０、３２の先端部を互いに嵌合させる。このように
すれば両ピン３０、３２はあたかも１本のピンになるの
で、両孔４ａ、１４ａの中心軸を合わせることができ
る。このときの精度は、孔４ａ、１４ａおよびピン３
０、３２の加工精度に依るが、０．１ｍｍ以内にするこ
とは十分に可能である。
に嵌合して互いの中心軸が合うピンであって、その一方
のピン３０が電極４のイオン引出し孔４ａに嵌合し、他
方のピン３２がスリット１４の孔１４ａに嵌合するもの
である。そしてこのようなピン３０、３２を、孔４ａ、
１４ａに互いに反対方向からそれぞれ挿入し、かつ両ピ
ン３０、３２の先端部を互いに嵌合させる。このように
すれば両ピン３０、３２はあたかも１本のピンになるの
で、両孔４ａ、１４ａの中心軸を合わせることができ
る。このときの精度は、孔４ａ、１４ａおよびピン３
０、３２の加工精度に依るが、０．１ｍｍ以内にするこ
とは十分に可能である。
【００３８】しかもこのような方法によれば、ピンを二
つに分けているため、１本のピンの長さを短くすること
ができ、従って二つの孔４ａ、１４ａ間の距離が大きい
場合でも、各ピン３０、３２を各孔４ａ、１４ａにまっ
すぐ挿入しやすく、中心軸合わせの作業を容易に、かつ
能率良く行うことができる。
つに分けているため、１本のピンの長さを短くすること
ができ、従って二つの孔４ａ、１４ａ間の距離が大きい
場合でも、各ピン３０、３２を各孔４ａ、１４ａにまっ
すぐ挿入しやすく、中心軸合わせの作業を容易に、かつ
能率良く行うことができる。
【００３９】また、１本のピンを使用する場合は、孔４
ａあるいは１４ａの後方に他の構造物がある場合はその
制約によってピンを挿入することができなくなる場合も
あるが、上記のように２本１組のピンを用いれば、ピン
３０あるいは３２のどちらか一方が、他の構造物等によ
って挿入スペースが限られていても、他方のピンを長く
することによって、この構造物等による制約を回避して
中心軸合わせが可能である。
ａあるいは１４ａの後方に他の構造物がある場合はその
制約によってピンを挿入することができなくなる場合も
あるが、上記のように２本１組のピンを用いれば、ピン
３０あるいは３２のどちらか一方が、他の構造物等によ
って挿入スペースが限られていても、他方のピンを長く
することによって、この構造物等による制約を回避して
中心軸合わせが可能である。
【００４０】更に、中心軸合わせをする孔４ａ、１４ａ
の両方にピン３０、３２をそれぞれ挿入するので、同じ
ような孔が複数個あっても、１本のピンを用いる場合の
ようにピンの先端部を挿入すべき正しい孔が分からなく
なって中心軸合わせをする孔を間違う恐れもない。
の両方にピン３０、３２をそれぞれ挿入するので、同じ
ような孔が複数個あっても、１本のピンを用いる場合の
ようにピンの先端部を挿入すべき正しい孔が分からなく
なって中心軸合わせをする孔を間違う恐れもない。
【００４１】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ビーム
モニタ部に上記のような質量分析器を設けたので、ビー
ムモニタ部において、所望のイオンによるイオンビーム
電流を正確に計測することができるようになり、ひいて
は、被処理物に注入される所望のイオンの注入量を正確
に計測することができるようになる。
モニタ部に上記のような質量分析器を設けたので、ビー
ムモニタ部において、所望のイオンによるイオンビーム
電流を正確に計測することができるようになり、ひいて
は、被処理物に注入される所望のイオンの注入量を正確
に計測することができるようになる。
【００４２】また、上記のようにビームモニタ部に真空
排気装置を接続しておくと、ビームモニタ部内に入射し
たイオンビームが他の中性原子等と衝突することによる
損失をより小さくすることができるので、所望のイオン
によるイオンビーム電流の計測精度がより向上する。
排気装置を接続しておくと、ビームモニタ部内に入射し
たイオンビームが他の中性原子等と衝突することによる
損失をより小さくすることができるので、所望のイオン
によるイオンビーム電流の計測精度がより向上する。
【００４３】また、上記のようにビームモニタ部のスリ
ットの孔の中心軸と、イオン源の電極のイオン引出し孔
の中心軸とを一致またはほぼ一致させておくと、ビーム
モニタ部内におけるイオンビームの輸送効率が向上する
と共に、質量分析器の分解能も向上し、これによって所
望のイオンによるイオンビーム電流の計測精度が一層向
上する。
ットの孔の中心軸と、イオン源の電極のイオン引出し孔
の中心軸とを一致またはほぼ一致させておくと、ビーム
モニタ部内におけるイオンビームの輸送効率が向上する
と共に、質量分析器の分解能も向上し、これによって所
望のイオンによるイオンビーム電流の計測精度が一層向
上する。
【図１】この発明に係るイオン注入装置の一例を示す概
略断面図である。
略断面図である。
【図２】イオンビーム中のイオンを質量分析器で分離し
た状態の一例を模式的に示す図である。
た状態の一例を模式的に示す図である。
【図３】イオンビーム中のイオンを質量分析器で分離し
た状態の他の例を模式的に示す図である。
た状態の他の例を模式的に示す図である。
【図４】この発明に係るイオン注入装置の他の例を示す
概略断面図である。
概略断面図である。
【図５】イオン源の電極とビームモニタ部を部分的に示
す図である。
す図である。
【図６】イオン源の電極のイオン引出し孔とビームモニ
タ部のスリットの孔との中心軸合わせ方法の一例を説明
するための図である。
タ部のスリットの孔との中心軸合わせ方法の一例を説明
するための図である。
【図７】従来のイオン注入装置の一例を示す概略断面図
である。
である。
２ イオン源 ４ 電極 ４ａ イオン引出し孔 ６ イオンビーム ８ 処理室 １０ 被処理物 １２ａ ビームモニタ部 １４ スリット １４ａ 孔 １６ ファラデーカップ ２２ 質量分析器 ２８ 真空排気装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 37/04 Ａ Ｈ０１Ｌ 21/265
Claims (3)
- 【請求項１】 真空に排気される処理室内において、イ
オン源から引き出したイオンビームを質量分析すること
なく被処理物に照射して、当該被処理物にイオン注入を
行う装置であって、イオン源から引き出したイオンビー
ムの一部を、処理室のイオン源に対向する部分に連通す
るように設けられていてスリットおよびファラデーカッ
プを有するビームモニタ部で受けてそのイオンビーム電
流を計測するようにしたイオン注入装置において、前記
ビームモニタ部のスリットとファラデーカップとの間
に、そこを通過するイオンビームを質量分析する質量分
析器を設けたことを特徴とするイオン注入装置。 - 【請求項２】 前記ビームモニタ部に、当該ビームモニ
タ部内を真空排気する真空排気装置を接続している請求
項１記載のイオン注入装置。 - 【請求項３】 前記ビームモニタ部のスリットの孔の中
心軸と、前記イオン源の電極のイオン引出し孔の内の一
つの中心軸とを一致またはほぼ一致させている請求項１
または２記載のイオン注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4212216A JP2671723B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4212216A JP2671723B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | イオン注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0636737A true JPH0636737A (ja) | 1994-02-10 |
| JP2671723B2 JP2671723B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=16618862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4212216A Expired - Fee Related JP2671723B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2671723B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003515945A (ja) * | 1999-12-06 | 2003-05-07 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | プラズマドーピングシステムのためのドーズ量モニター |
| CN106932811A (zh) * | 2017-04-14 | 2017-07-07 | 苏州德锐特成像技术有限公司 | 一种便携式高精度束流计及应用其的计量分析仪器 |
| CN111312572A (zh) * | 2020-02-25 | 2020-06-19 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 离子注入机台的监控方法 |
| CN116031126A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-04-28 | 北京烁科中科信电子装备有限公司 | 一种高能离子注入机的聚束谐振装置 |
| US12059765B2 (en) | 2018-05-11 | 2024-08-13 | Amann Girrbach Ag | Assembly comprising a tool and packaging |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0567450A (ja) * | 1991-09-09 | 1993-03-19 | Sharp Corp | イオン注入装置 |
-
1992
- 1992-07-16 JP JP4212216A patent/JP2671723B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0567450A (ja) * | 1991-09-09 | 1993-03-19 | Sharp Corp | イオン注入装置 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003515945A (ja) * | 1999-12-06 | 2003-05-07 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | プラズマドーピングシステムのためのドーズ量モニター |
| JP5013563B2 (ja) * | 1999-12-06 | 2012-08-29 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | プラズマドーピングシステムのためのドーズ量モニター |
| CN106932811A (zh) * | 2017-04-14 | 2017-07-07 | 苏州德锐特成像技术有限公司 | 一种便携式高精度束流计及应用其的计量分析仪器 |
| US12059765B2 (en) | 2018-05-11 | 2024-08-13 | Amann Girrbach Ag | Assembly comprising a tool and packaging |
| CN111312572A (zh) * | 2020-02-25 | 2020-06-19 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 离子注入机台的监控方法 |
| CN111312572B (zh) * | 2020-02-25 | 2023-03-31 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 离子注入机台的监控方法 |
| CN116031126A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-04-28 | 北京烁科中科信电子装备有限公司 | 一种高能离子注入机的聚束谐振装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2671723B2 (ja) | 1997-10-29 |
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| JPH0342615Y2 (ja) |
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