JPH0799035A - イオン注入装置及びイオン注入方法 - Google Patents
イオン注入装置及びイオン注入方法Info
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- JPH0799035A JPH0799035A JP6167085A JP16708594A JPH0799035A JP H0799035 A JPH0799035 A JP H0799035A JP 6167085 A JP6167085 A JP 6167085A JP 16708594 A JP16708594 A JP 16708594A JP H0799035 A JPH0799035 A JP H0799035A
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- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
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- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/004—Charge control of objects or beams
- H01J2237/0041—Neutralising arrangements
- H01J2237/0044—Neutralising arrangements of objects being observed or treated
- H01J2237/0045—Neutralising arrangements of objects being observed or treated using secondary electrons
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- Analytical Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 被注入材料表面が帯電を起こさず、歩留まり
良く、半導体ウエハ等の材料にイオン注入できるイオン
注入装置を提供する。 【構成】 イオン源１からのイオンをイオンビーム５と
して被注入材料７に入射させることにより、該被注入材
料７に前記イオンを注入するイオン注入装置において、
該被注入材料７のイオンビームが照射される面とは反対
の面側に磁力発生手段８が設置される。 【効果】 被注入材料表面の電荷蓄積が防止される。
良く、半導体ウエハ等の材料にイオン注入できるイオン
注入装置を提供する。 【構成】 イオン源１からのイオンをイオンビーム５と
して被注入材料７に入射させることにより、該被注入材
料７に前記イオンを注入するイオン注入装置において、
該被注入材料７のイオンビームが照射される面とは反対
の面側に磁力発生手段８が設置される。 【効果】 被注入材料表面の電荷蓄積が防止される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオン注入装置及びイ
オン注入方法に関し、更に詳しくは、半導体装置の製造
プロセスに好適に用いられるイオン注入装置及びイオン
注入方法に関する。
オン注入方法に関し、更に詳しくは、半導体装置の製造
プロセスに好適に用いられるイオン注入装置及びイオン
注入方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】イオン注入装置を用いた被注入材料に対
するイオン注入は、以下のようなメリットを有する。 １．注入される不純物の濃度や深さ、プロファイルをイ
オンビーム電流やイオンエネルギーのような注入条件に
よって精度良く決めることができ、実行できる。 ２．他の膜を通してイオンを注入することができる。 ３．レジストを含む他の膜をマスクとして選択的な打ち
込みができる。 ４．低温で処理可能である。 そのため、ボロンの低濃度拡散なども容易になり、半導
体ウエハのような被注入材料に不純物を注入するプロセ
スにおいて不可欠の装置となっている。
するイオン注入は、以下のようなメリットを有する。 １．注入される不純物の濃度や深さ、プロファイルをイ
オンビーム電流やイオンエネルギーのような注入条件に
よって精度良く決めることができ、実行できる。 ２．他の膜を通してイオンを注入することができる。 ３．レジストを含む他の膜をマスクとして選択的な打ち
込みができる。 ４．低温で処理可能である。 そのため、ボロンの低濃度拡散なども容易になり、半導
体ウエハのような被注入材料に不純物を注入するプロセ
スにおいて不可欠の装置となっている。
【０００３】イオン注入装置の概要は、例えば、「イオ
ン注入技術」（難波、株式会社工業調査会、ｐ９〜ｐ２
８、１９７５）、「イオン注入装置」（橋本他、電子材
料別冊、株式会社工業調査会発行、ｐ５６、１９８
８）、「ＶＬＳＩプロセス装置ハンドブック」（前田、
株式会社工業調査会、ｐ２５９〜２７２、１９９０）等
の文献に記載されている。
ン注入技術」（難波、株式会社工業調査会、ｐ９〜ｐ２
８、１９７５）、「イオン注入装置」（橋本他、電子材
料別冊、株式会社工業調査会発行、ｐ５６、１９８
８）、「ＶＬＳＩプロセス装置ハンドブック」（前田、
株式会社工業調査会、ｐ２５９〜２７２、１９９０）等
の文献に記載されている。
【０００４】イオン注入装置は、一般的には、イオン
源、質量分析器、加速器、ビーム収束系を有する。質量
分析器はイオン源から発生したイオンをマグネットを用
いて所望のイオンを取り出す。加速器はイオンを所望の
エネルギーまで加速するために用いられる。ビーム収束
系はイオンビームの拡りを抑える。
源、質量分析器、加速器、ビーム収束系を有する。質量
分析器はイオン源から発生したイオンをマグネットを用
いて所望のイオンを取り出す。加速器はイオンを所望の
エネルギーまで加速するために用いられる。ビーム収束
系はイオンビームの拡りを抑える。
【０００５】ところで、一般に、加速したイオンをウエ
ハ等の被注入材料に注入する際、多数の二次電子が被注
入材料表面から放出されるため、被注入材料表面に正電
荷が蓄積し、被注入材料表面は正に帯電しやすい。ま
た、被注入材料に注入されるイオンは正イオンである場
合が多く、この正イオンも正電荷の蓄積に寄与する。被
注入材料表面が正に帯電する結果、被注入材料表面の静
電破壊が誘発されたり、劣化が促進されて、製品の歩留
まりが低下するという問題が生ずる場合がある。また、
被注入材料が完全な絶縁性材料である場合には、特にこ
の傾向が顕著であり、被注入材料表面が大きく破壊さ
れ、所望の製品が得られない場合がある。
ハ等の被注入材料に注入する際、多数の二次電子が被注
入材料表面から放出されるため、被注入材料表面に正電
荷が蓄積し、被注入材料表面は正に帯電しやすい。ま
た、被注入材料に注入されるイオンは正イオンである場
合が多く、この正イオンも正電荷の蓄積に寄与する。被
注入材料表面が正に帯電する結果、被注入材料表面の静
電破壊が誘発されたり、劣化が促進されて、製品の歩留
まりが低下するという問題が生ずる場合がある。また、
被注入材料が完全な絶縁性材料である場合には、特にこ
の傾向が顕著であり、被注入材料表面が大きく破壊さ
れ、所望の製品が得られない場合がある。
【０００６】従って、イオン注入方法において、被注入
材料表面の帯電防止、特に正電荷蓄積防止技術は必要不
可欠であり、各種検討されている。
材料表面の帯電防止、特に正電荷蓄積防止技術は必要不
可欠であり、各種検討されている。
【０００７】そこで、帯電防止法として、次のような方
法が採用されてきた。即ち、（１）イオンビームの経路
の面積当りの電荷量を小さくする、（２）低エネルギー
の電子を供給する、という方法である。（１）の方法と
しては、具体的には、例えば、ビーム径を大きくする、
あるいは、走査速度を上げる等の方法があり、（２）の
方法としては、エレクトロンシャワーに代表される。
法が採用されてきた。即ち、（１）イオンビームの経路
の面積当りの電荷量を小さくする、（２）低エネルギー
の電子を供給する、という方法である。（１）の方法と
しては、具体的には、例えば、ビーム径を大きくする、
あるいは、走査速度を上げる等の方法があり、（２）の
方法としては、エレクトロンシャワーに代表される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た帯電防止法には、次のような問題を生ずる場合があっ
た。即ち、前記（１）の方法では、イオンビーム電流を
大きくできず、イオン注入に長時間を要する。また、こ
の方法は、帯電現象をある程度緩和できるが、根本的な
解決にはならない。前記（２）の方法では、低エネルギ
ーの電子を供給するための独立した電子銃が必要にな
り、装置が大がかりになる。また、一般に、電子銃から
供給される電子数（電流）は、被注入材料の電子照射面
における中心部と周辺部とで異なるため、被注入材料表
面の帯電を２次的に均一に中和することは難しい。
た帯電防止法には、次のような問題を生ずる場合があっ
た。即ち、前記（１）の方法では、イオンビーム電流を
大きくできず、イオン注入に長時間を要する。また、こ
の方法は、帯電現象をある程度緩和できるが、根本的な
解決にはならない。前記（２）の方法では、低エネルギ
ーの電子を供給するための独立した電子銃が必要にな
り、装置が大がかりになる。また、一般に、電子銃から
供給される電子数（電流）は、被注入材料の電子照射面
における中心部と周辺部とで異なるため、被注入材料表
面の帯電を２次的に均一に中和することは難しい。
【０００９】本発明は、上記した問題点に鑑みて成され
たものであり、被注入材料表面が帯電を起こさず、歩留
まり良く、半導体ウエハ等の材料を加工できるイオン注
入装置及びイオン注入方法を提供することを目的とす
る。
たものであり、被注入材料表面が帯電を起こさず、歩留
まり良く、半導体ウエハ等の材料を加工できるイオン注
入装置及びイオン注入方法を提供することを目的とす
る。
【００１０】また、本発明は、処理効率が高く、簡単な
装置構成のイオン注入装置及びイオン注入方法を提供す
ることを目的とする。
装置構成のイオン注入装置及びイオン注入方法を提供す
ることを目的とする。
【００１１】加えて、本発明は、被注入材料表面に蓄積
される正電荷を中和し、被注入材料の静電破壊や劣化を
防止することができるイオン注入装置及びイオン注入方
法を提供することを目的とする。
される正電荷を中和し、被注入材料の静電破壊や劣化を
防止することができるイオン注入装置及びイオン注入方
法を提供することを目的とする。
【００１２】また、本発明は、イオン種、イオンビーム
電流、イオンエネルギー等のイオン注入条件が異なる場
合であっても有効に正電荷の蓄積を防止することが可能
なイオン注入装置及びイオン注入方法を提供することを
目的とする。
電流、イオンエネルギー等のイオン注入条件が異なる場
合であっても有効に正電荷の蓄積を防止することが可能
なイオン注入装置及びイオン注入方法を提供することを
目的とする。
【００１３】更に本発明は、イオン注入条件が刻々と変
化する場合であっても有効に正電荷の蓄積を防止可能な
イオン注入装置及びイオン注入方法を提供することを目
的とする。
化する場合であっても有効に正電荷の蓄積を防止可能な
イオン注入装置及びイオン注入方法を提供することを目
的とする。
【００１４】また、本発明はプロセスの条件設定が容易
なイオン注入装置及びイオン注入方法を提供することを
目的とする。
なイオン注入装置及びイオン注入方法を提供することを
目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、イオン源からのイオンがイオンビームとして被注
入材料に入射されることにより、該被注入材料に前記イ
オンを注入するイオン注入装置において、該被注入材料
のイオンビームが照射される面側とは反対の面側に磁石
が配置されたことを特徴とするイオン注入装置である。
明は、イオン源からのイオンがイオンビームとして被注
入材料に入射されることにより、該被注入材料に前記イ
オンを注入するイオン注入装置において、該被注入材料
のイオンビームが照射される面側とは反対の面側に磁石
が配置されたことを特徴とするイオン注入装置である。
【００１６】また、本発明は、イオン源、質量分析器、
加速器、ビーム収束系及び被注入材料載置部を有するイ
オン注入装置において、前記被注入材料載置部の前記ビ
ーム収束系と反対側に磁力発生手段を有することを特徴
とするイオン注入装置である。
加速器、ビーム収束系及び被注入材料載置部を有するイ
オン注入装置において、前記被注入材料載置部の前記ビ
ーム収束系と反対側に磁力発生手段を有することを特徴
とするイオン注入装置である。
【００１７】更に本発明は、被注入材料にイオンビーム
を照射して該被注入材料中にイオンを注入するイオン注
入方法において、前記イオンビーム照射時に前記被注入
材料のイオンビーム照射側面に磁力を作用させることを
特徴とするイオン注入方法である。
を照射して該被注入材料中にイオンを注入するイオン注
入方法において、前記イオンビーム照射時に前記被注入
材料のイオンビーム照射側面に磁力を作用させることを
特徴とするイオン注入方法である。
【００１８】以下、本発明のイオン注入装置及びイオン
注入方法について説明する。
注入方法について説明する。
【００１９】本発明のイオン注入装置及びイオン注入方
法を簡単に説明すると、磁力を利用して被注入材料の電
荷蓄積を軽減もしくは防止するものである。
法を簡単に説明すると、磁力を利用して被注入材料の電
荷蓄積を軽減もしくは防止するものである。
【００２０】図１は、被注入材料のイオンビームが入射
される面側とは反対の面側に、同心円状磁石を配置した
本発明のイオン注入装置の好適な一例を説明するための
模式的構成図である。
される面側とは反対の面側に、同心円状磁石を配置した
本発明のイオン注入装置の好適な一例を説明するための
模式的構成図である。
【００２１】図１において、１はイオン源、２は質量分
析器、３は加速器、４はビーム収束器、５はイオンビー
ム、６は試料ホルダー、７は被注入材料、８は磁力発生
手段である。
析器、３は加速器、４はビーム収束器、５はイオンビー
ム、６は試料ホルダー、７は被注入材料、８は磁力発生
手段である。
【００２２】図１に示されるように、イオン源１から発
生されたイオン種はマグネットを利用した質量分析器２
により所望のイオン種が選択され、選択されたイオン種
は加速器３によって試料ホルダー６に着脱自在に固定さ
れた被注入材料（試料）７に向けて加速され、被注入材
料７へ注入される。磁石を有する磁力発生手段８は、被
注入材料７のイオンビーム５の照射面とは反対の面側、
即ち、図１においては被注入材料下面側、に配されてい
る。尚、イオンビーム５は被注入材料７の表面に垂直又
は実質的に垂直に入射される。
生されたイオン種はマグネットを利用した質量分析器２
により所望のイオン種が選択され、選択されたイオン種
は加速器３によって試料ホルダー６に着脱自在に固定さ
れた被注入材料（試料）７に向けて加速され、被注入材
料７へ注入される。磁石を有する磁力発生手段８は、被
注入材料７のイオンビーム５の照射面とは反対の面側、
即ち、図１においては被注入材料下面側、に配されてい
る。尚、イオンビーム５は被注入材料７の表面に垂直又
は実質的に垂直に入射される。
【００２３】この磁力発生手段８から発生された磁界の
作用によって、イオンビーム５が被注入材料７に照射さ
れて被注入材料７から放出される二次電子は被注入材料
７のイオンビーム照射表面近傍に捕らえられ、被注入材
料７の表面近傍で電子による電流が閉じる領域が形成さ
れる。そして、この二次電子により、被注入材料７の表
面に蓄積しあるいは蓄積される正電荷が中和される。
作用によって、イオンビーム５が被注入材料７に照射さ
れて被注入材料７から放出される二次電子は被注入材料
７のイオンビーム照射表面近傍に捕らえられ、被注入材
料７の表面近傍で電子による電流が閉じる領域が形成さ
れる。そして、この二次電子により、被注入材料７の表
面に蓄積しあるいは蓄積される正電荷が中和される。
【００２４】図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に磁力発生手段
８の好適な一例を示す。図２（Ａ）は磁力発生手段の模
式的平面図、図２（Ｂ）はその模式的断面図である。
８の好適な一例を示す。図２（Ａ）は磁力発生手段の模
式的平面図、図２（Ｂ）はその模式的断面図である。
【００２５】図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるよう
に、磁力発生手段は基体２３上に環状（ドーナツ状）の
Ｓ型磁石２１と該Ｓ型磁石２１の内部に円柱状のＮ型磁
石２２が同心円状に配置されている。磁力発生手段とし
て永久磁石を使用する場合は特に材料に限定はないが、
磁束密度の大きさ、成型性、入手のし易さから適宜選択
すればよい。
に、磁力発生手段は基体２３上に環状（ドーナツ状）の
Ｓ型磁石２１と該Ｓ型磁石２１の内部に円柱状のＮ型磁
石２２が同心円状に配置されている。磁力発生手段とし
て永久磁石を使用する場合は特に材料に限定はないが、
磁束密度の大きさ、成型性、入手のし易さから適宜選択
すればよい。
【００２６】具体的な一例としては、アルニコ系、フェ
ライト系、希土類コバルト系などを挙げることができ
る。
ライト系、希土類コバルト系などを挙げることができ
る。
【００２７】このような磁力発生手段により、二次電子
が被注入材料７の表面近傍に捕らえられる様子について
説明する。
が被注入材料７の表面近傍に捕らえられる様子について
説明する。
【００２８】一般に、静止している電子は磁界から力を
受けないが、運動している電荷ｅを持つ電子が磁束密度
Ｂの磁界内に直角に入射すると、電子は進行方向及び磁
界の方向に直角に、磁束密度Ｂ、その速度ｖに比例した
力ｆ＝Ｂｅｖを受ける。その方向はフレミングの左手の
法則に従う。また、電子の進行方向と磁界の方向とが平
行な場合は力が生じない。
受けないが、運動している電荷ｅを持つ電子が磁束密度
Ｂの磁界内に直角に入射すると、電子は進行方向及び磁
界の方向に直角に、磁束密度Ｂ、その速度ｖに比例した
力ｆ＝Ｂｅｖを受ける。その方向はフレミングの左手の
法則に従う。また、電子の進行方向と磁界の方向とが平
行な場合は力が生じない。
【００２９】一方、被注入材料７から放出される二次電
子は、初速度ｖ0を持っているため、磁界から力を受け
ることになる。ところが、（１）同心円状磁石（磁力発
生手段８）から発せられる磁界が、被注入材料７のイオ
ンビームが入射される面側では水平ではなく、円弧状と
なっている、（２）上記二次電子の放出角度が一定でな
い、（３）上記二次電子の初速度ｖ0が一定でない、等
の理由で、被注入材料７の表面近傍における二次電子の
振舞いは複雑で、これを説明するのは容易ではない。
子は、初速度ｖ0を持っているため、磁界から力を受け
ることになる。ところが、（１）同心円状磁石（磁力発
生手段８）から発せられる磁界が、被注入材料７のイオ
ンビームが入射される面側では水平ではなく、円弧状と
なっている、（２）上記二次電子の放出角度が一定でな
い、（３）上記二次電子の初速度ｖ0が一定でない、等
の理由で、被注入材料７の表面近傍における二次電子の
振舞いは複雑で、これを説明するのは容易ではない。
【００３０】そこで、上記同心円状磁石８から発せられ
る磁界のうち、被注入材料と平行な磁界を対象とし、二
次電子が該被注入材料表面から垂直に放出された場合に
ついて以下説明する。
る磁界のうち、被注入材料と平行な磁界を対象とし、二
次電子が該被注入材料表面から垂直に放出された場合に
ついて以下説明する。
【００３１】図３は、この場合の二次電子の振舞いを示
した模式的断面図である。図３に示すように、この場
合、二次電子１０が磁束密度Ｂの磁界内に直角に入射す
ることになるので、二次電子１０は、進行方向及び磁界
の方向に直角に、磁束密度Ｂ、その速度ｖに比例した力
ｆ＝Ｂｅｖを受ける。その結果、二次電子１０は、被注
入材料７の表面近傍で円運動することになる。
した模式的断面図である。図３に示すように、この場
合、二次電子１０が磁束密度Ｂの磁界内に直角に入射す
ることになるので、二次電子１０は、進行方向及び磁界
の方向に直角に、磁束密度Ｂ、その速度ｖに比例した力
ｆ＝Ｂｅｖを受ける。その結果、二次電子１０は、被注
入材料７の表面近傍で円運動することになる。
【００３２】また、一般に、イオン注入装置において
は、注入イオンの加速度を上げること等を目的として、
試料ホルダー６に正または負の電圧を印加する場合があ
る。また、加速器３から電場が漏洩する場合がある。こ
のような場合には、上記の被注入材料７の表面近傍にお
ける二次電子は、前記電場（電界）によっても影響を受
ける。
は、注入イオンの加速度を上げること等を目的として、
試料ホルダー６に正または負の電圧を印加する場合があ
る。また、加速器３から電場が漏洩する場合がある。こ
のような場合には、上記の被注入材料７の表面近傍にお
ける二次電子は、前記電場（電界）によっても影響を受
ける。
【００３３】そこで、図３を用いて説明したものに電界
Ｅが加わった場合、即ち、同心円状磁石８から発せられ
る磁界のうち被注入材料表面と平行な磁界を対象とし、
二次電子が該被注入材料表面から垂直に放出され、更に
電界Ｅが該被注入材料表面から垂直方向に存在する場合
について以下図４を用いて説明する。
Ｅが加わった場合、即ち、同心円状磁石８から発せられ
る磁界のうち被注入材料表面と平行な磁界を対象とし、
二次電子が該被注入材料表面から垂直に放出され、更に
電界Ｅが該被注入材料表面から垂直方向に存在する場合
について以下図４を用いて説明する。
【００３４】図４は、電界Ｅが加えられた場合の二次電
子の振舞いを示した模式的断面図である。この場合、二
次電子１０は、磁束密度Ｂの磁界及び電界Ｅの作用を受
け、図４に示すように、被注入材料７の表面近傍で螺旋
運動することになる。
子の振舞いを示した模式的断面図である。この場合、二
次電子１０は、磁束密度Ｂの磁界及び電界Ｅの作用を受
け、図４に示すように、被注入材料７の表面近傍で螺旋
運動することになる。
【００３５】このように、磁力発生手段によって、二次
電子が閉じ込められた領域内を円運動や螺旋運動等をす
ることにより、被注入材料表面に蓄積した正電荷が該電
子により中和される。
電子が閉じ込められた領域内を円運動や螺旋運動等をす
ることにより、被注入材料表面に蓄積した正電荷が該電
子により中和される。
【００３６】尚、Ｓ型磁石とＮ型磁石との位置が入れ替
わっても、つまり、どちらが環状側になっても、二次電
子の捕捉効果は基本的に同一である。従って、必要とさ
れる磁石の磁力強度はどちらの場合も基本的に差はな
い。
わっても、つまり、どちらが環状側になっても、二次電
子の捕捉効果は基本的に同一である。従って、必要とさ
れる磁石の磁力強度はどちらの場合も基本的に差はな
い。
【００３７】しかしながら、イオン種、イオンビーム電
流、イオンエネルギー等のイオン注入条件（運転条件）
が異なると、磁石の最適磁力強度は変化するので、この
最適磁力強度は、予め、実験等により求めておくことが
好ましい。
流、イオンエネルギー等のイオン注入条件（運転条件）
が異なると、磁石の最適磁力強度は変化するので、この
最適磁力強度は、予め、実験等により求めておくことが
好ましい。
【００３８】具体的には、より軽いイオン種、より高い
イオンビーム電流、より大きいイオンエネルギーの場合
は磁力強度をより大きくすることが好ましい。
イオンビーム電流、より大きいイオンエネルギーの場合
は磁力強度をより大きくすることが好ましい。
【００３９】基本的には、磁力によって二次電子が捕捉
されれば良い。
されれば良い。
【００４０】磁力発生手段は被注入材料に接して設けら
れた方が効率が高くなるが（磁力は距離の３乗に反比例
するため）、被注入材料の設置のし易さなどを考え、被
注入材料から離して配置してもよいものである。
れた方が効率が高くなるが（磁力は距離の３乗に反比例
するため）、被注入材料の設置のし易さなどを考え、被
注入材料から離して配置してもよいものである。
【００４１】尚、磁力強度はより具体的には５０ガウス
以上とすることが好ましく、特に密着させた場合は５０
ガウス以上とすることが望ましい。
以上とすることが好ましく、特に密着させた場合は５０
ガウス以上とすることが望ましい。
【００４２】尚、図１において試料ホルダー６は、複数
の被注入材料を回転軸９を中心として環状に着脱可能な
状態で固定できるよう構成されており、図示しない駆動
機構により回転軸９を中心に回転できるよう構成されて
いる。
の被注入材料を回転軸９を中心として環状に着脱可能な
状態で固定できるよう構成されており、図示しない駆動
機構により回転軸９を中心に回転できるよう構成されて
いる。
【００４３】図１で例示したイオン注入装置において、
磁力発生手段８として説明した同心円状磁石の代わりに
電磁石１１をもまた使用することができる。図５は電磁
石の一態様を示す模式的断面図である。
磁力発生手段８として説明した同心円状磁石の代わりに
電磁石１１をもまた使用することができる。図５は電磁
石の一態様を示す模式的断面図である。
【００４４】電磁石１１はＦｅ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｎｉなど
の磁性体を図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるような
形状、即ち、円板５１の一面の端部側に環状に凸部と該
円板５１の中心に円柱状の凸部を有する形状とした基材
の前記円柱状の凸部にコイル５２を巻き付けて構成され
る。
の磁性体を図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるような
形状、即ち、円板５１の一面の端部側に環状に凸部と該
円板５１の中心に円柱状の凸部を有する形状とした基材
の前記円柱状の凸部にコイル５２を巻き付けて構成され
る。
【００４５】コイル５２に流す電流の向きによって、円
柱状の凸部の被注入材料側の極性をＳ極、Ｎ極に任意に
変えることができる。
柱状の凸部の被注入材料側の極性をＳ極、Ｎ極に任意に
変えることができる。
【００４６】また、コイル５２に印加する電圧を変化さ
せることで磁力強度を任意に変えることができる。
せることで磁力強度を任意に変えることができる。
【００４７】尚、コイル５２の両端に接続される導通路
を回転軸９を通じてイオン注入装置の外部から電力を供
給できるようにすることは好ましい。
を回転軸９を通じてイオン注入装置の外部から電力を供
給できるようにすることは好ましい。
【００４８】また、上述のごとく、電磁石１１を利用し
た場合は、磁力強度を任意に設定することが容易に可能
になるので、例えば、試料ホルダー６に帯電センサを組
み込んでおき、イオン注入時に被注入材料７の表面帯電
量の変化量に応じフィードバックをかけて、コイル５２
に流れる電流量をリアルタイムに制御することもでき
る。
た場合は、磁力強度を任意に設定することが容易に可能
になるので、例えば、試料ホルダー６に帯電センサを組
み込んでおき、イオン注入時に被注入材料７の表面帯電
量の変化量に応じフィードバックをかけて、コイル５２
に流れる電流量をリアルタイムに制御することもでき
る。
【００４９】例えば、図６に示されるように帯電センサ
６３で検出した帯電量に基づいて制御手段６２により所
望の磁力が得られるように電源６１の出力を調整して磁
力発生手段である電磁石１１に所望の電力を供給すれば
良い。
６３で検出した帯電量に基づいて制御手段６２により所
望の磁力が得られるように電源６１の出力を調整して磁
力発生手段である電磁石１１に所望の電力を供給すれば
良い。
【００５０】帯電センサとしては試料に流れる電流の変
動をモニターする方法、試料表面の電位を測定する方法
などがある。帯電量の検出は任意に選択可能であるし、
これらに限定されるものではない。
動をモニターする方法、試料表面の電位を測定する方法
などがある。帯電量の検出は任意に選択可能であるし、
これらに限定されるものではない。
【００５１】また、磁力発生手段８は単一の永久磁石や
電磁石とする必要はなく、被注入材料表面に平行もしく
は実質的に平行な磁界を与えることが可能であれば複数
組合せても良いし、永久磁石と電磁石とを組合せても良
い。
電磁石とする必要はなく、被注入材料表面に平行もしく
は実質的に平行な磁界を与えることが可能であれば複数
組合せても良いし、永久磁石と電磁石とを組合せても良
い。
【００５２】本発明における被注入材料は半導体分野な
どで行われるイオン注入される材料を選べることは勿論
である。
どで行われるイオン注入される材料を選べることは勿論
である。
【００５３】特に本発明においては絶縁性表面を被注入
材料が有している場合には、被注入材料の表面がチャー
ジアップし易いので一層効果的である。
材料が有している場合には、被注入材料の表面がチャー
ジアップし易いので一層効果的である。
【００５４】更に本発明においては、被注入材料の表面
の帯電を中和するために更に被注入材料の表面に更に電
子を供給するようにしても良い。
の帯電を中和するために更に被注入材料の表面に更に電
子を供給するようにしても良い。
【００５５】図７は本発明の別のイオン注入装置の一例
を説明するための模式的構成図である。
を説明するための模式的構成図である。
【００５６】図７においては被注入材料７と磁力発生手
段である電磁石１１との間を離して配した場合の例が示
されており、該電磁石１１には電源６１から電力が供給
される。電源６１から電磁石１１に供給される電力は被
注入材料７に流れる電流を電流計６４によって検出し、
これから帯電センサ６３で帯電量を検知してこのデータ
をもとに制御手段６２によって必要な量とされる。
段である電磁石１１との間を離して配した場合の例が示
されており、該電磁石１１には電源６１から電力が供給
される。電源６１から電磁石１１に供給される電力は被
注入材料７に流れる電流を電流計６４によって検出し、
これから帯電センサ６３で帯電量を検知してこのデータ
をもとに制御手段６２によって必要な量とされる。
【００５７】被注入材料７のイオン照射側には、外部電
子供給手段６５を設けている。外部電子供給手段６５は
フィラメント６６からの一次電子６７をファラデーケー
ジ６８に当て、そこから二次電子６９を発生させて、こ
の二次電子６９が被注入材料７に照射可能にされてい
る。
子供給手段６５を設けている。外部電子供給手段６５は
フィラメント６６からの一次電子６７をファラデーケー
ジ６８に当て、そこから二次電子６９を発生させて、こ
の二次電子６９が被注入材料７に照射可能にされてい
る。
【００５８】フィラメント６６は、例えば、タングステ
ン（Ｗ）のような仕事関数の小さい材料を用いることが
でき、フィラメント６６の加熱によって熱電子が一次電
子として放出される。
ン（Ｗ）のような仕事関数の小さい材料を用いることが
でき、フィラメント６６の加熱によって熱電子が一次電
子として放出される。
【００５９】尚、被注入材料７と電磁石１１との距離ｄ
は任意の量で良いが、距離ｄが大き過ぎると磁力が有効
に作用しなくなるため好ましくは数ｍｍ以下、より好ま
しくは２〜３ｍｍ以下、更に好ましくは１ｍｍ以下とさ
れる。もちろん、磁力をより有効に作用させるには密着
させるのが良い。
は任意の量で良いが、距離ｄが大き過ぎると磁力が有効
に作用しなくなるため好ましくは数ｍｍ以下、より好ま
しくは２〜３ｍｍ以下、更に好ましくは１ｍｍ以下とさ
れる。もちろん、磁力をより有効に作用させるには密着
させるのが良い。
【００６０】図７に示される構成のイオン注入装置によ
れば、磁力発生手段として電磁石１１を用いており、電
源６１から供給される電力を適宜制御しつつ、更に表面
側から電子を供給して帯電を中和しているため、より均
一で精密なイオン注入を行うことができる。
れば、磁力発生手段として電磁石１１を用いており、電
源６１から供給される電力を適宜制御しつつ、更に表面
側から電子を供給して帯電を中和しているため、より均
一で精密なイオン注入を行うことができる。
【００６１】図８に磁力発生手段８近傍のイオン注入装
置の別の構成例を示す。
置の別の構成例を示す。
【００６２】図８に示される例も被注入材料７と磁力発
生手段８とが距離ｄｍｍ離れている例で示されている
が、これはｄ＝０ｍｍの場合であっても良い。
生手段８とが距離ｄｍｍ離れている例で示されている
が、これはｄ＝０ｍｍの場合であっても良い。
【００６３】図８に示される磁力発生手段８は支持手段
８１によって支持され、必要に応じて被注入材料７に磁
力発生手段８を近づけたり離したりすることができる。
８１によって支持され、必要に応じて被注入材料７に磁
力発生手段８を近づけたり離したりすることができる。
【００６４】これによって永久磁石を磁力発生手段８に
使用した場合であっても適宜作用する磁力を制御するこ
とができる。
使用した場合であっても適宜作用する磁力を制御するこ
とができる。
【００６５】従って、図８に示される構成を図７のイオ
ン注入装置に適用すれば、永久磁石を用いて支持手段８
１による磁石の移動によって、帯電量に応じて作用され
る磁力を変化させることができる。つまり、被注入材料
と磁石との相対移動によって磁力を変化させても良いも
のである。
ン注入装置に適用すれば、永久磁石を用いて支持手段８
１による磁石の移動によって、帯電量に応じて作用され
る磁力を変化させることができる。つまり、被注入材料
と磁石との相対移動によって磁力を変化させても良いも
のである。
【００６６】いずれにせよ作用される磁力を可変とする
ことで電磁石を用いたイオン注入装置を使用してイオン
注入を実施する場合に説明した効果に加え、次の効果が
得られる。
ことで電磁石を用いたイオン注入装置を使用してイオン
注入を実施する場合に説明した効果に加え、次の効果が
得られる。
【００６７】即ち、被注入材料表面の帯電量の変化量に
応じ、フィードバックがかかり、電磁石に流れる電流量
が自動的に制御され、または磁石の位置が制御されるの
で、イオン種、イオンビーム電流、イオンエネルギー等
のイオン注入条件（運転条件）が異なる場合や、イオン
注入時に被注入材料表面の帯電量が刻々と変化する場合
であっても、最適な磁力強度が自動的に調整されて二次
電子の捕獲量が精度良く制御される結果、被注入材料表
面の正電荷を有効に中和することができる。
応じ、フィードバックがかかり、電磁石に流れる電流量
が自動的に制御され、または磁石の位置が制御されるの
で、イオン種、イオンビーム電流、イオンエネルギー等
のイオン注入条件（運転条件）が異なる場合や、イオン
注入時に被注入材料表面の帯電量が刻々と変化する場合
であっても、最適な磁力強度が自動的に調整されて二次
電子の捕獲量が精度良く制御される結果、被注入材料表
面の正電荷を有効に中和することができる。
【００６８】
実施例１ 上記構成のイオン注入装置を用いて半導体ウエハ等の被
注入材料に対して、イオンを注入する一例を以下に示
す。
注入材料に対して、イオンを注入する一例を以下に示
す。
【００６９】試料ホルダー６に、被注入材料７を所定枚
数だけ固定し、続いて、磁力発生手段８を被注入材料の
下部、即ち、イオンビーム照射面側と反対の面側に配置
し、試料ホルダー６に固定する（磁石は試料ホルダーと
一体となっていても良い。）。
数だけ固定し、続いて、磁力発生手段８を被注入材料の
下部、即ち、イオンビーム照射面側と反対の面側に配置
し、試料ホルダー６に固定する（磁石は試料ホルダーと
一体となっていても良い。）。
【００７０】次に試料ホルダー６を、不図示の搬送機構
を用いて回転軸９に固定し、続いて、図示しない真空排
気機構により、所定の圧力まで装置内を真空排気する。
試料ホルダー６を所定の回転数で回転させる。
を用いて回転軸９に固定し、続いて、図示しない真空排
気機構により、所定の圧力まで装置内を真空排気する。
試料ホルダー６を所定の回転数で回転させる。
【００７１】続いて、所望のイオン種を、所定のエネル
ギーまで加速し、イオンビーム電流を計測しながら、被
注入材料に注入する。こうして、所望のイオン種を注入
した被注入材料、例えば、不純物イオンを注入した半導
体ウエハ等を得ることができる。
ギーまで加速し、イオンビーム電流を計測しながら、被
注入材料に注入する。こうして、所望のイオン種を注入
した被注入材料、例えば、不純物イオンを注入した半導
体ウエハ等を得ることができる。
【００７２】表１に、０．５ｍｍ厚のシリコン基板上に
比抵抗１×１０7Ω・ｃｍで厚さ０．５μｍのＧａＡｓを
有する被注入材料にリン（Ｐ）イオンを注入する場合の
チャージアップの測定結果を示す。
比抵抗１×１０7Ω・ｃｍで厚さ０．５μｍのＧａＡｓを
有する被注入材料にリン（Ｐ）イオンを注入する場合の
チャージアップの測定結果を示す。
【００７３】表１において、試料Ｎｏ．１−１，１−
２，１−３は被注入材料のイオンビーム照射側面と反対
の面側に磁力発生手段として永久磁石を配置した。
２，１−３は被注入材料のイオンビーム照射側面と反対
の面側に磁力発生手段として永久磁石を配置した。
【００７４】この際、試料Ｎｏ．１−１，１−２は被注
入材料に磁石を密着させ、試料Ｎｏ．１−３は被注入材
料から１ｍｍ下方に設置した。
入材料に磁石を密着させ、試料Ｎｏ．１−３は被注入材
料から１ｍｍ下方に設置した。
【００７５】また、試料Ｎｏ．１−４は磁力を作用させ
なかった。
なかった。
【００７６】本実施例では永久磁石として希土類コバル
ト磁石を用いた。
ト磁石を用いた。
【００７７】尚、チャージアップは試料表面の帯電量と
し、この帯電量は電流の変化から測定した。表中に示さ
れる数値は試料Ｎｏ．１−４を１００とした場合の相対
的数値で示した。
し、この帯電量は電流の変化から測定した。表中に示さ
れる数値は試料Ｎｏ．１−４を１００とした場合の相対
的数値で示した。
【００７８】表１からわかるように、磁力を作用させた
場合はチャージアップが少なく、注入イオンも所望量を
均一に注入することができた。
場合はチャージアップが少なく、注入イオンも所望量を
均一に注入することができた。
【００７９】
【表１】
【００８０】実施例２ 次に、被注入材料として、０．５ｍｍ厚のシリコン基板
上に１μｍ厚の酸化シリコンを使用し、ボロン原子を注
入した。
上に１μｍ厚の酸化シリコンを使用し、ボロン原子を注
入した。
【００８１】尚、磁力発生手段を使用した試料Ｎｏ．２
−１，２−２は夫々アルニコ系の永久磁石とフェライト
系の永久磁石を用い、被注入材料に密着させて使用し
た。
−１，２−２は夫々アルニコ系の永久磁石とフェライト
系の永久磁石を用い、被注入材料に密着させて使用し
た。
【００８２】試料Ｎｏ．２−３は磁力発生手段を使用し
ていない。
ていない。
【００８３】結果を表２に示す。
【００８４】表２において、チャージアップの値は試料
Ｎｏ．２−３を１００とした時の相対的値として示して
いる。
Ｎｏ．２−３を１００とした時の相対的値として示して
いる。
【００８５】本実施例では絶縁性材料である二酸化シリ
コンを表面に有しているのでチャージアップが生じ易い
難条件であるにもかかわらず、磁力発生手段を用いるこ
とでチャージアップが明らかに減少した。
コンを表面に有しているのでチャージアップが生じ易い
難条件であるにもかかわらず、磁力発生手段を用いるこ
とでチャージアップが明らかに減少した。
【００８６】
【表２】
【００８７】実施例３ 次に実施例２と同じ被注入材料を用い、永久磁石の代わ
りに電磁石を用いて同様にボロンを注入した。
りに電磁石を用いて同様にボロンを注入した。
【００８８】電磁石は図６または図７に示されるような
フィードバック系を設け帯電量に応じて最適制御をし
た。
フィードバック系を設け帯電量に応じて最適制御をし
た。
【００８９】また試料Ｎｏ．３−２は更に外部供給二次
電子を付与し、被注入材料表面の帯電の中和を更に促進
した。
電子を付与し、被注入材料表面の帯電の中和を更に促進
した。
【００９０】この結果を表３に示す。
【００９１】尚、チャージアップの数値は表２の試料Ｎ
ｏ．２−３を１００とした場合の相対的値である。
ｏ．２−３を１００とした場合の相対的値である。
【００９２】表３からわかるように、電磁石によって最
大磁束を永久磁石より大幅に向上させ更にフィードバッ
ク系によって最適制御をすることでチャージアップは激
減させることができた。
大磁束を永久磁石より大幅に向上させ更にフィードバッ
ク系によって最適制御をすることでチャージアップは激
減させることができた。
【００９３】また、更に二次電子を供給することによ
り、実質的にチャージアップを解消することができ、よ
り一層均一に所望量のイオン注入を行うことができた。
り、実質的にチャージアップを解消することができ、よ
り一層均一に所望量のイオン注入を行うことができた。
【００９４】尚、上記実施例において、磁束密度はＮ極
とＳ極の各上部を結ぶ線の中心から被注入材料側へ０．
５ｍｍ上方の位置ｔにおけるものである（図２（Ｂ）参
照）。
とＳ極の各上部を結ぶ線の中心から被注入材料側へ０．
５ｍｍ上方の位置ｔにおけるものである（図２（Ｂ）参
照）。
【００９５】
【表３】
【００９６】以上、本発明を図面及び実施例に基づき説
明したが、本発明は、上記説明に限定されるものではな
く、本発明の主旨の範囲において適宜変形できることは
云うまでもない。
明したが、本発明は、上記説明に限定されるものではな
く、本発明の主旨の範囲において適宜変形できることは
云うまでもない。
【００９７】例えば、上記説明では磁石として同心円状
磁石または電磁コイルを使用したが、二次電子を被注入
材料表面近傍に捕捉できるように磁力線（磁界）を形成
できるものであれば磁石の形状は問わない。更に、上記
説明においては、一つの被注入材料に対し一つの磁石を
設置したが、二次電子を捕捉できる磁力線（磁界）を形
成する配置であれば、磁石は複数の被注入材料、場合に
よっては全被注入材料にまたがっていても良い。
磁石または電磁コイルを使用したが、二次電子を被注入
材料表面近傍に捕捉できるように磁力線（磁界）を形成
できるものであれば磁石の形状は問わない。更に、上記
説明においては、一つの被注入材料に対し一つの磁石を
設置したが、二次電子を捕捉できる磁力線（磁界）を形
成する配置であれば、磁石は複数の被注入材料、場合に
よっては全被注入材料にまたがっていても良い。
【００９８】また、試料ホルダーに被注入材料を固定し
た後に、磁力発生手段を試料ホルダーに固定するのでは
なく、磁力発生手段と試料ホルダーとは一体となってい
ても良い。
た後に、磁力発生手段を試料ホルダーに固定するのでは
なく、磁力発生手段と試料ホルダーとは一体となってい
ても良い。
【００９９】本発明は、イオン注入技術を利用するあら
ゆる分野において使用可能であり、特に半導体ウエハへ
の不純物注入等に代表される半導体製造プロセスの分野
に適用可能である。
ゆる分野において使用可能であり、特に半導体ウエハへ
の不純物注入等に代表される半導体製造プロセスの分野
に適用可能である。
【０１００】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のイオン注
入装置及びイオン注入方法によれば、イオン注入の際
に、被注入材料表面から放出される二次電子を磁界の作
用により捕捉し、電子による電流が閉じられる領域を被
注入材料表面近傍に形成することにより、被注入材料表
面に蓄積する正電荷を中和することができる。従って、
被注入材料における静電破壊や劣化を防止することがで
き、製品の歩留まりを大幅に向上させることができる。
入装置及びイオン注入方法によれば、イオン注入の際
に、被注入材料表面から放出される二次電子を磁界の作
用により捕捉し、電子による電流が閉じられる領域を被
注入材料表面近傍に形成することにより、被注入材料表
面に蓄積する正電荷を中和することができる。従って、
被注入材料における静電破壊や劣化を防止することがで
き、製品の歩留まりを大幅に向上させることができる。
【０１０１】更に、予め最適磁力強度を決定しておくこ
とにより、イオン種、イオンビーム電流、イオンエネル
ギー等のイオン注入条件（運転条件）が異なる場合であ
っても有効に正電荷の蓄積を防止することができる。
とにより、イオン種、イオンビーム電流、イオンエネル
ギー等のイオン注入条件（運転条件）が異なる場合であ
っても有効に正電荷の蓄積を防止することができる。
【０１０２】また、フィードバック制御により電磁石へ
流す電流を調整することにより、前記イオン注入条件
（運転条件）が刻々と変化する場合であっても有効に正
電荷の蓄積を防止することができる。
流す電流を調整することにより、前記イオン注入条件
（運転条件）が刻々と変化する場合であっても有効に正
電荷の蓄積を防止することができる。
【０１０３】更に、工程に長時間を要することなく、低
イオンエネルギーの電子を供給する電子銃等の装備も必
要としないので、イオン注入装置及びプロセスの簡略化
が可能になる。
イオンエネルギーの電子を供給する電子銃等の装備も必
要としないので、イオン注入装置及びプロセスの簡略化
が可能になる。
【０１０４】加えて、被注入材料のイオン照射面側とは
反対の面側に磁力発生手段を配置することによって、被
注入材料の表面からの二次電子の捕捉量がより制御し易
くなるばかりか、注入イオンビームの光学系への影響を
より一層小さくできるので、特に低エネルギーイオンの
注入の場合には有効である。
反対の面側に磁力発生手段を配置することによって、被
注入材料の表面からの二次電子の捕捉量がより制御し易
くなるばかりか、注入イオンビームの光学系への影響を
より一層小さくできるので、特に低エネルギーイオンの
注入の場合には有効である。
【０１０５】更に、二次電子を外部から供給する場合も
被注入材料表面近傍に該外部から供給された電子をより
均一に捕捉できるので、イオン注入の濃度分布を一層少
なくすることができる。
被注入材料表面近傍に該外部から供給された電子をより
均一に捕捉できるので、イオン注入の濃度分布を一層少
なくすることができる。
【０１０６】従って、磁力発生手段は上述した位置に必
ずしも配置する必要はなく、所望に応じて適宜配置位置
を選択可能ではあるが、被注入材料のイオン照射面と反
対の面側であって、イオン照射面に対応する位置に設け
ることは上記理由から望ましい。
ずしも配置する必要はなく、所望に応じて適宜配置位置
を選択可能ではあるが、被注入材料のイオン照射面と反
対の面側であって、イオン照射面に対応する位置に設け
ることは上記理由から望ましい。
【０１０７】尚、本発明は、上記説明した内容に限定さ
れない。本発明の主旨の範囲内で適宜組合せ可能であ
り、変形できることは云うまでもない。
れない。本発明の主旨の範囲内で適宜組合せ可能であ
り、変形できることは云うまでもない。
【図１】本発明のイオン注入装置の好適な一例を説明す
るための模式的構成図である。
るための模式的構成図である。
【図２】図２（Ａ）及び（Ｂ）は夫々本発明の磁力発生
手段の好適な一例を説明するための図であり、（Ａ）は
模式的平面図、（Ｂ）は模式的断面図である。
手段の好適な一例を説明するための図であり、（Ａ）は
模式的平面図、（Ｂ）は模式的断面図である。
【図３】磁界の作用による二次電子の振舞いを示した模
式的断面図である。
式的断面図である。
【図４】磁界及び電界の作用による二次電子の振舞いを
示した模式的断面図である。
示した模式的断面図である。
【図５】本発明の磁力発生手段の別の好適な一例を示す
模式的断面図である。
模式的断面図である。
【図６】本発明のイオン注入装置のフィードバック機構
を説明するための模式的ブロック構成図である。
を説明するための模式的ブロック構成図である。
【図７】本発明の別のイオン注入装置の一例を説明する
ための模式的構成図である。
ための模式的構成図である。
【図８】本発明のイオン注入装置の磁力発生手段近傍の
好適な一例を説明するための模式的構成図である。
好適な一例を説明するための模式的構成図である。
１ イオン源 ２ 質量分析器 ３ 加速器 ４ ビーム収束器 ５ イオンビーム ６ 試料ホルダー ７ 被注入材料 ８ 磁力発生手段 ９ 回転軸 １０ 二次電子 １１ 電磁石 ２１ Ｓ型磁石 ２２ Ｎ型磁石 ２３ 基体 ５１ 円板 ５２ コイル ６１ 電源 ６２ 制御手段 ６３ 帯電センサ ６４ 電流計 ６５ 外部電子供給手段 ６６ フィラメント ６７ 一次電子 ６８ ファラデーケージ ６９ 二次電子 ８１ 支持手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/265 Ｈ０１Ｌ 21/265 Ｄ
Claims (31)
- 【請求項１】 イオン源からのイオンがイオンビームと
して被注入材料に入射されることにより、該被注入材料
に前記イオンを注入するイオン注入装置において、該被
注入材料のイオンビームが照射される面側とは反対の面
側に磁石が配置されたことを特徴とするイオン注入装
置。 - 【請求項２】 前記磁石が永久磁石を有する請求項１に
記載のイオン注入装置。 - 【請求項３】 前記磁石が電磁石を有する請求項１に記
載のイオン注入装置。 - 【請求項４】 前記磁石は一方の極性が中心に、他方の
極性が該一方の極性の周りに同心円状に設けられた請求
項１乃至３のいずれかに記載のイオン注入装置。 - 【請求項５】 前記磁石を前記被注入材料に対して相対
的に移動可能にする手段を有する請求項１乃至４のいず
れかに記載のイオン注入装置。 - 【請求項６】 前記磁石の磁束密度を変化させるための
手段を有する請求項１乃至５のいずれかに記載のイオン
注入装置。 - 【請求項７】 前記磁石の磁束密度を変化させるための
手段は、帯電センサ、電源及び電源を制御する手段を有
する請求項６に記載のイオン注入装置。 - 【請求項８】 更に前記被注入材料のイオンビームが照
射される面側に電子を供給する手段を有する請求項１乃
至７のいずれかに記載のイオン注入装置。 - 【請求項９】 前記帯電センサは電流の変動又は電位を
検出するセンサである請求項７に記載のイオン注入装
置。 - 【請求項１０】 前記磁石は前記被注入材料に接する位
置に配されている請求項１乃至９のいずれかに記載のイ
オン注入装置。 - 【請求項１１】 イオン源、質量分析器、加速器、ビー
ム収束系及び被注入材料載置部を有するイオン注入装置
において、前記被注入材料載置部の前記ビーム収束系と
反対側に磁力発生手段を有することを特徴とするイオン
注入装置。 - 【請求項１２】 前記磁力発生手段は永久磁石を有する
請求項１１に記載のイオン注入装置。 - 【請求項１３】 前記磁力発生手段は電磁石を有する請
求項１１に記載のイオン注入装置。 - 【請求項１４】 前記磁力発生手段は移動可能である請
求項１１乃至１３のいずれかに記載のイオン注入装置。 - 【請求項１５】 前記磁力発生手段から被注入材料の前
記ビーム収束系側表面に作用させる磁力を変化させる手
段を有する請求項１１乃至１４のいずれかに記載のイオ
ン注入装置。 - 【請求項１６】 前記磁力を変化させる手段は帯電セン
サと該帯電センサからの情報に基づいて制御信号を発生
する制御手段を有する請求項１５に記載のイオン注入装
置。 - 【請求項１７】 前記制御手段は電磁石を駆動する電力
を発生する電源を制御する請求項１６に記載のイオン注
入装置。 - 【請求項１８】 前記被注入材料載置部より前記ビーム
収束系側に、前記被注入材料載置部側に電子を供給する
外部電子供給手段を更に有する請求項１１乃至１７のい
ずれかに記載のイオン注入装置。 - 【請求項１９】 被注入材料にイオンビームを照射して
該被注入材料中にイオンを注入するイオン注入方法にお
いて、前記イオンビーム照射時に前記被注入材料のイオ
ンビーム照射側面に磁力を作用させることを特徴とする
イオン注入方法。 - 【請求項２０】 前記磁力は前記被注入材料の前記イオ
ンビーム照射側面と対向する面側から作用される請求項
１９に記載のイオン注入方法。 - 【請求項２１】 前記被注入材料に作用される前記磁力
は変化可能とされる請求項１９乃至２０のいずれかに記
載のイオン注入方法。 - 【請求項２２】 前記磁力の変化は磁石の移動によって
行われる請求項２１に記載のイオン注入方法。 - 【請求項２３】 前記磁力の変化は、磁石が電磁石であ
って、該電磁石を駆動する電力の変化によって為される
請求項２１に記載のイオン注入方法。 - 【請求項２４】 前記磁力の変化は前記被注入材料の帯
電量に応じて行われる請求項２１に記載のイオン注入方
法。 - 【請求項２５】 前記帯電量の変化は前記被注入材料中
を流れる電流の変化による請求項２４に記載のイオン注
入方法。 - 【請求項２６】 前記帯電量の変化は前記被注入材料表
面の電位の変化による請求項２４に記載のイオン注入方
法。 - 【請求項２７】 更に前記イオンビーム照射時に前記被
注入材料のイオンビーム照射側面に外部電子を供給する
請求項１９乃至２６のいずれかに記載のイオン注入方
法。 - 【請求項２８】 前記被注入材料は半導体材料を有する
請求項１９乃至２７のいずれかに記載のイオン注入方
法。 - 【請求項２９】 前記被注入材料は絶縁性材料を有する
請求項１９乃至２７のいずれかに記載のイオン注入方
法。 - 【請求項３０】 前記絶縁性材料は前記被注入材料のイ
オンビーム照射側面側に有する請求項２９に記載のイオ
ン注入方法。 - 【請求項３１】 前記被注入材料は多層構成である請求
項１９乃至３０のいずれかに記載のイオン注入方法。
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