JPH10177846A - イオン注入装置のイオン源 - Google Patents
イオン注入装置のイオン源Info
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- JPH10177846A JPH10177846A JP8338595A JP33859596A JPH10177846A JP H10177846 A JPH10177846 A JP H10177846A JP 8338595 A JP8338595 A JP 8338595A JP 33859596 A JP33859596 A JP 33859596A JP H10177846 A JPH10177846 A JP H10177846A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な方法でイオンビーム断面の径を細く
し、ビームロスを少なくし、注入機内部の汚染や絶縁劣
化を減少させ、有効なビーム密度を高めることが可能な
イオン注入装置のイオン源の実現を課題とする。 【解決手段】 フィラメント１から発生される熱電子を
反射するリフレクタ電極４と、この熱電子をフィラメン
ト１からリフレクタ電極４に進ませる直流磁界を印加す
る直流磁界印加手段とを有するイオン注入装置のイオン
源において、リフレクタ電極４に印加する直流電圧を可
変する直流電圧可変手段７と直流電圧に重畳する高周波
交流電圧を印加するＲＦ電源８を設け、これらの電圧印
加によってフィラメントとリフレクタ電極間の電界を変
化させることを特徴とする。
し、ビームロスを少なくし、注入機内部の汚染や絶縁劣
化を減少させ、有効なビーム密度を高めることが可能な
イオン注入装置のイオン源の実現を課題とする。 【解決手段】 フィラメント１から発生される熱電子を
反射するリフレクタ電極４と、この熱電子をフィラメン
ト１からリフレクタ電極４に進ませる直流磁界を印加す
る直流磁界印加手段とを有するイオン注入装置のイオン
源において、リフレクタ電極４に印加する直流電圧を可
変する直流電圧可変手段７と直流電圧に重畳する高周波
交流電圧を印加するＲＦ電源８を設け、これらの電圧印
加によってフィラメントとリフレクタ電極間の電界を変
化させることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、イオン注入装置に
関し、ことにイオン注入装置のバーナス型イオン源から
のビーム断面形状の変更方法に関する。
関し、ことにイオン注入装置のバーナス型イオン源から
のビーム断面形状の変更方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近では、ＬＳＩの高密度化に対処する
ために、プロセスの精度が要求されている。このため、
拡散の技術に変えてイオン打ち込みの手法を用いようと
する動きが顕著になっている。拡散技術による不純物の
導入は、不純物ソースとシリコン基板界面における化学
反応および拡散係数で定められた不純物のシリコン中へ
の侵入現象の応用であり、不純物原子の数をプロセス中
でカウントしたり、モニタしたりすることはできない。
ために、プロセスの精度が要求されている。このため、
拡散の技術に変えてイオン打ち込みの手法を用いようと
する動きが顕著になっている。拡散技術による不純物の
導入は、不純物ソースとシリコン基板界面における化学
反応および拡散係数で定められた不純物のシリコン中へ
の侵入現象の応用であり、不純物原子の数をプロセス中
でカウントしたり、モニタしたりすることはできない。
【０００３】一方イオン注入技術は、不純物が特定で
き、その不純物の量、打ち込みの深さと分布を正確に予
測制御でき、他の膜を通しても打ち込みが可能であり、
比較的低温度で電気的に活性化でき、さらに均一性と再
現性およびスループットが優れているという特徴がある
ため、半導体プロセスに広く用いられるようになった。
ことに、近年では半導体デバイスの集積度が高くなって
きているので、イオン注入の応用範囲は益々拡大するよ
うになっている。
き、その不純物の量、打ち込みの深さと分布を正確に予
測制御でき、他の膜を通しても打ち込みが可能であり、
比較的低温度で電気的に活性化でき、さらに均一性と再
現性およびスループットが優れているという特徴がある
ため、半導体プロセスに広く用いられるようになった。
ことに、近年では半導体デバイスの集積度が高くなって
きているので、イオン注入の応用範囲は益々拡大するよ
うになっている。
【０００４】このようなイオン注入に用いられるイオン
注入装置は、図３に示すように、イオン源１１、引出電
極系１２、質量分析器１３、加速管１４、イオン偏向系
（レンズ系と走査系）１５、イオン打ち込み室１６等か
らなっており、全体が高真空系の中で操作されるように
なっている。イオン源１１は元素の固体蒸気、あるいは
化合物等のガスをプラズマ状態にし、イオン化して取り
出す部分であり、例えば、ボロン、リン、ヒ素等ではハ
ロゲン化物や水素化物およびそれらと水素などとの混合
ガスが用いられる。イオン源の構成は、熱フィラメント
を用いるものと、マグネトロンを用いたマイクロウェー
ブプラズマを用いるものがある。
注入装置は、図３に示すように、イオン源１１、引出電
極系１２、質量分析器１３、加速管１４、イオン偏向系
（レンズ系と走査系）１５、イオン打ち込み室１６等か
らなっており、全体が高真空系の中で操作されるように
なっている。イオン源１１は元素の固体蒸気、あるいは
化合物等のガスをプラズマ状態にし、イオン化して取り
出す部分であり、例えば、ボロン、リン、ヒ素等ではハ
ロゲン化物や水素化物およびそれらと水素などとの混合
ガスが用いられる。イオン源の構成は、熱フィラメント
を用いるものと、マグネトロンを用いたマイクロウェー
ブプラズマを用いるものがある。
【０００５】質量分析器１３は、マグネットを用いてイ
オンの進行方向を変え、取り出された各種イオンを質量
の差で分離する。分離されたイオンは加速器１４で所望
のエネルギーまで加速される。加速されたイオンは、静
電型あるいは磁界型のレンズ系によって収束されビーム
となってターゲットに向かう。ビームは走査系で走査さ
れてイオン打ち込みが行われる。走査は、ビームを走査
するものと、ターゲットである半導体ウェーハを走査す
るものと、両者を混在させるものとが用いられる。
オンの進行方向を変え、取り出された各種イオンを質量
の差で分離する。分離されたイオンは加速器１４で所望
のエネルギーまで加速される。加速されたイオンは、静
電型あるいは磁界型のレンズ系によって収束されビーム
となってターゲットに向かう。ビームは走査系で走査さ
れてイオン打ち込みが行われる。走査は、ビームを走査
するものと、ターゲットである半導体ウェーハを走査す
るものと、両者を混在させるものとが用いられる。
【０００６】図４は、このようなイオン注入装置に用い
られるバーナス型イオン源の概略の構成を示すブロック
図である。このイオン源の構成と働きを図にそって簡単
に説明する。フィラメント電源２から供給される電力
（５Ｖ、２００Ａ程度）によってアークチャンバー５内
に設置されているフィラメント１は熱せられ、熱電子を
放出する。このフィラメント１から放出される熱電子は
図示しない電磁石によってアークチャンバー５全体に加
えられている磁力によってフレミングの左手の法則によ
る作用を受け、フィラメント１からリフレクタ電極４側
に移動する。リフレクタ電極４にはフィラメント電源２
のマイナス電極に接続されているため、フィラメント１
からリフレクタ電極４側に移動した熱電子はリフレクタ
電極４に衝突する前に反射し、この反射した熱電子はア
ーク電源３（１００Ｖ、５Ａ程度）に回収される。
られるバーナス型イオン源の概略の構成を示すブロック
図である。このイオン源の構成と働きを図にそって簡単
に説明する。フィラメント電源２から供給される電力
（５Ｖ、２００Ａ程度）によってアークチャンバー５内
に設置されているフィラメント１は熱せられ、熱電子を
放出する。このフィラメント１から放出される熱電子は
図示しない電磁石によってアークチャンバー５全体に加
えられている磁力によってフレミングの左手の法則によ
る作用を受け、フィラメント１からリフレクタ電極４側
に移動する。リフレクタ電極４にはフィラメント電源２
のマイナス電極に接続されているため、フィラメント１
からリフレクタ電極４側に移動した熱電子はリフレクタ
電極４に衝突する前に反射し、この反射した熱電子はア
ーク電源３（１００Ｖ、５Ａ程度）に回収される。
【０００７】ところで熱電子は最長でこのような経路を
辿るのだが、この経路を辿る途中でアークチャンバー５
内にソースガス注入口６から供給されているソースガス
分子と衝突して経路を変える。衝突されたソースガス分
子は分解されてイオンを生成する。以上がこのバーナス
型イオン源のイオン生成の原理である。
辿るのだが、この経路を辿る途中でアークチャンバー５
内にソースガス注入口６から供給されているソースガス
分子と衝突して経路を変える。衝突されたソースガス分
子は分解されてイオンを生成する。以上がこのバーナス
型イオン源のイオン生成の原理である。
【０００８】ところで、このような方式のイオン源で
は、イオン生成の位置が必ずしも固定されないので、イ
オンビーム径を細くすることができず、このためイオン
ビームの周辺のイオンがイオン注入装置の側壁などに衝
突してしまうようなことがあった。このようなイオンビ
ームのイオン注入装置内での衝突があると、イオンが試
料室まで届かないためのビームロスが起きるし、さらに
イオン注入装置の内壁へのイオンの衝突は内壁を汚染す
るおそれがある。このビームロスによるイオン電流の減
少と、イオン注入装置内壁の汚染による高圧印加部の絶
縁劣化などが懸念される。
は、イオン生成の位置が必ずしも固定されないので、イ
オンビーム径を細くすることができず、このためイオン
ビームの周辺のイオンがイオン注入装置の側壁などに衝
突してしまうようなことがあった。このようなイオンビ
ームのイオン注入装置内での衝突があると、イオンが試
料室まで届かないためのビームロスが起きるし、さらに
イオン注入装置の内壁へのイオンの衝突は内壁を汚染す
るおそれがある。このビームロスによるイオン電流の減
少と、イオン注入装置内壁の汚染による高圧印加部の絶
縁劣化などが懸念される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の
イオン注入装置のイオン源は、イオン生成の位置が必ず
しも固定されないので、イオンビームの断面の径を細く
することができず、その結果、イオンビームのイオン注
入装置内壁への衝突によってビームロスや内壁の汚染が
発生し、これがイオン電流の減少と、高圧印加部の絶縁
劣化を引き起こすという問題があった。
イオン注入装置のイオン源は、イオン生成の位置が必ず
しも固定されないので、イオンビームの断面の径を細く
することができず、その結果、イオンビームのイオン注
入装置内壁への衝突によってビームロスや内壁の汚染が
発生し、これがイオン電流の減少と、高圧印加部の絶縁
劣化を引き起こすという問題があった。
【００１０】そこで本発明はこの点に鑑み、簡単な方法
でイオンビーム断面の径を細くし、ビームロスを少なく
し、注入機内部の汚染や絶縁劣化を減少させ、有効なビ
ーム密度を高めることが可能なイオン注入装置のイオン
源の実現を課題とする。
でイオンビーム断面の径を細くし、ビームロスを少なく
し、注入機内部の汚染や絶縁劣化を減少させ、有効なビ
ーム密度を高めることが可能なイオン注入装置のイオン
源の実現を課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、フィラメントから発生される熱電子を反
射するリフレクタ電極と、前記熱電子を前記フィラメン
トから前記リフレクタ電極に進ませる直流磁界を印加す
る直流磁界印加手段とを有するイオン注入装置のイオン
源において、前記リフレクタ電極に印加する電圧を可変
する電圧印加手段を具備し、前記電圧印加手段による電
圧印加によって前記フィラメントと前記リフレクタ電極
間の電界を変化させることを特徴とする。
め、本発明は、フィラメントから発生される熱電子を反
射するリフレクタ電極と、前記熱電子を前記フィラメン
トから前記リフレクタ電極に進ませる直流磁界を印加す
る直流磁界印加手段とを有するイオン注入装置のイオン
源において、前記リフレクタ電極に印加する電圧を可変
する電圧印加手段を具備し、前記電圧印加手段による電
圧印加によって前記フィラメントと前記リフレクタ電極
間の電界を変化させることを特徴とする。
【００１２】また、フィラメントから発生される熱電子
を反射するリフレクタ電極と、前記熱電子を移動させる
直流磁界を印加する直流磁界印加手段とを有するイオン
注入装置のイオン源において、前記直流磁界印加手段が
印加する直流磁界に重畳する交流磁界を印加する交流磁
界印加手段を具備することを特徴とする。
を反射するリフレクタ電極と、前記熱電子を移動させる
直流磁界を印加する直流磁界印加手段とを有するイオン
注入装置のイオン源において、前記直流磁界印加手段が
印加する直流磁界に重畳する交流磁界を印加する交流磁
界印加手段を具備することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるイオン注入
装置のイオン源を添付図面を参照にして詳細に説明す
る。図１は、本発明のイオン注入装置のイオン源の一実
施の形態の構成を示すブロック図である。図１におい
て、１はフィラメント、２はフィラメント電源、３はア
ーク電源、４はリフレクタ電極、５はアークチャンバ
ー、６はソースガス注入口、７は直流電位可変手段、８
はＲＦ電源である。フィラメント電源２から供給される
電力（５Ｖ、２００Ａ程度）によってアークチャンバー
５内に設置されているフィラメント１が熱せられて熱電
子を放出する。このフィラメント１から放出される熱電
子は図示しない電磁石の働きでアークチャンバー５全体
に加えられている磁界によってフレミングの左手の法則
による作用を受け、フィラメント１からリフレクタ電極
４側に移動する。
装置のイオン源を添付図面を参照にして詳細に説明す
る。図１は、本発明のイオン注入装置のイオン源の一実
施の形態の構成を示すブロック図である。図１におい
て、１はフィラメント、２はフィラメント電源、３はア
ーク電源、４はリフレクタ電極、５はアークチャンバ
ー、６はソースガス注入口、７は直流電位可変手段、８
はＲＦ電源である。フィラメント電源２から供給される
電力（５Ｖ、２００Ａ程度）によってアークチャンバー
５内に設置されているフィラメント１が熱せられて熱電
子を放出する。このフィラメント１から放出される熱電
子は図示しない電磁石の働きでアークチャンバー５全体
に加えられている磁界によってフレミングの左手の法則
による作用を受け、フィラメント１からリフレクタ電極
４側に移動する。
【００１４】リフレクタ電極４にはフィラメント電源２
のマイナス電極に接続されているため、フィラメント１
からリフレクタ電極４側に移動した熱電子はリフレクタ
電極４に衝突する前に反射する。反射した熱電子はアー
ク電源３（１００Ｖ、５Ａ程度）に回収される。このフ
ィラメント１から出て、リフレクタ電極４手前で反射
し、回収されるまでの経路の途中で、熱電子はソースガ
ス注入口６から供給されているソースガス分子と衝突し
て経路を変えると共に、衝突したソースガス分子を分解
して、イオンを発生させる。
のマイナス電極に接続されているため、フィラメント１
からリフレクタ電極４側に移動した熱電子はリフレクタ
電極４に衝突する前に反射する。反射した熱電子はアー
ク電源３（１００Ｖ、５Ａ程度）に回収される。このフ
ィラメント１から出て、リフレクタ電極４手前で反射
し、回収されるまでの経路の途中で、熱電子はソースガ
ス注入口６から供給されているソースガス分子と衝突し
て経路を変えると共に、衝突したソースガス分子を分解
して、イオンを発生させる。
【００１５】ところで、この熱電子の反射位置は、リフ
レクタ電極４に加わる電圧によって制御され、それによ
って熱電子の移動する経路の長さが制御される。図２に
示すように反射位置がリフレクタ電極４から遠ければ遠
いほど熱電子の移動する経路が短くなり、イオンの発生
する領域がそれだけ狭くなることになる。このようにイ
オン発生領域が狭まると、その結果、イオンビーム断面
の径を細くすることができ、ビームロスを少なくして注
入機内部の汚染や絶縁劣化を減少させ、有効なビーム密
度を高めることが可能になる。
レクタ電極４に加わる電圧によって制御され、それによ
って熱電子の移動する経路の長さが制御される。図２に
示すように反射位置がリフレクタ電極４から遠ければ遠
いほど熱電子の移動する経路が短くなり、イオンの発生
する領域がそれだけ狭くなることになる。このようにイ
オン発生領域が狭まると、その結果、イオンビーム断面
の径を細くすることができ、ビームロスを少なくして注
入機内部の汚染や絶縁劣化を減少させ、有効なビーム密
度を高めることが可能になる。
【００１６】この実施の形態では、リフレクタ電極４を
フィラメント電源２のマイナス電位に加えて直流電位可
変手段７から可変直流電圧とＲＦ電源８から高周波交流
を印加するようにした。このようにすると、熱電子の反
射位置がリフレクタ電極４から遠ざかって熱電子の移動
経路が短くなると共に、フィラメント１とリフレクタ電
極４の間の一定範囲で熱電子が振動し、この範囲でソー
スガス分子と衝突する確率が高くなる。これによってイ
オンの発生位置が限定されてくると共に、発生密度が高
くなり、イオン発生源が安定するため、このイオン源を
用いたイオン注入装置のイオンビームの断面の径を細く
することができ、ビームロスを少なくして注入機内部の
汚染や絶縁劣化を減少させ、有効なビーム密度を高める
ことが可能になる。
フィラメント電源２のマイナス電位に加えて直流電位可
変手段７から可変直流電圧とＲＦ電源８から高周波交流
を印加するようにした。このようにすると、熱電子の反
射位置がリフレクタ電極４から遠ざかって熱電子の移動
経路が短くなると共に、フィラメント１とリフレクタ電
極４の間の一定範囲で熱電子が振動し、この範囲でソー
スガス分子と衝突する確率が高くなる。これによってイ
オンの発生位置が限定されてくると共に、発生密度が高
くなり、イオン発生源が安定するため、このイオン源を
用いたイオン注入装置のイオンビームの断面の径を細く
することができ、ビームロスを少なくして注入機内部の
汚染や絶縁劣化を減少させ、有効なビーム密度を高める
ことが可能になる。
【００１７】以上に述べた実施の形態では、直流電位可
変手段７から与える可変直流電圧によって、熱電子の反
射位置を変えて熱電子の移動経路を短くしてイオン発生
領域を限定すると共に、ＲＦ電源８からの高周波交流に
よって熱電子を振動させ、熱電子のソースガス分子との
衝突の機会を増やすようにした。このＲＦ電源８からの
高周波交流と同様な効果を、アークチャンバー５全体に
印加されている直流磁界に交流磁界を重畳することによ
って実現することも可能である。さらに、ＲＦ電源８か
らの高周波交流と交流磁界とを同時に与えて一層イオン
発生領域を限定し、イオン発生を効果的にすることもで
きる。
変手段７から与える可変直流電圧によって、熱電子の反
射位置を変えて熱電子の移動経路を短くしてイオン発生
領域を限定すると共に、ＲＦ電源８からの高周波交流に
よって熱電子を振動させ、熱電子のソースガス分子との
衝突の機会を増やすようにした。このＲＦ電源８からの
高周波交流と同様な効果を、アークチャンバー５全体に
印加されている直流磁界に交流磁界を重畳することによ
って実現することも可能である。さらに、ＲＦ電源８か
らの高周波交流と交流磁界とを同時に与えて一層イオン
発生領域を限定し、イオン発生を効果的にすることもで
きる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
記載の発明は、フィラメントから発生される熱電子を反
射するリフレクタ電極と、この熱電子をフィラメントか
らリフレクタ電極に進ませる直流磁界を印加する直流磁
界印加手段とを有するイオン注入装置のイオン源におい
て、リフレクタ電極に印加する電圧を可変する電圧印加
手段を具備し、電圧印加手段による電圧印加によってフ
ィラメントとリフレクタ電極間の電界を変化させること
を特徴とする。このようにすることによって、フィラメ
ントから発生される熱電子の進行経路が短くなり、イオ
ンが発生される空間領域が限定されるため、イオンの動
作経路も限定することができ、簡単な方法でイオンビー
ム断面の径を細くし、ビームロスを少なくし、注入機内
部の汚染や絶縁劣化を減少させ、有効なビーム密度を高
めることが可能になる。
記載の発明は、フィラメントから発生される熱電子を反
射するリフレクタ電極と、この熱電子をフィラメントか
らリフレクタ電極に進ませる直流磁界を印加する直流磁
界印加手段とを有するイオン注入装置のイオン源におい
て、リフレクタ電極に印加する電圧を可変する電圧印加
手段を具備し、電圧印加手段による電圧印加によってフ
ィラメントとリフレクタ電極間の電界を変化させること
を特徴とする。このようにすることによって、フィラメ
ントから発生される熱電子の進行経路が短くなり、イオ
ンが発生される空間領域が限定されるため、イオンの動
作経路も限定することができ、簡単な方法でイオンビー
ム断面の径を細くし、ビームロスを少なくし、注入機内
部の汚染や絶縁劣化を減少させ、有効なビーム密度を高
めることが可能になる。
【００１９】本発明の請求項２に記載の発明は、電圧印
加手段はリフレクタ電極に印加する直流電圧を可変する
直流電圧可変手段を具備することを特徴とする。このよ
うにすると、イオンが発生される空間を一定の空間領域
内に可変することができ、イオンが発生される空間とそ
れにともなってイオンの動作経路も限定でき、簡単な方
法でイオンビーム断面の径を細くし、ビームロスを少な
くし、注入機内部の汚染や絶縁劣化を減少させ、有効な
ビーム密度を高めることができる。
加手段はリフレクタ電極に印加する直流電圧を可変する
直流電圧可変手段を具備することを特徴とする。このよ
うにすると、イオンが発生される空間を一定の空間領域
内に可変することができ、イオンが発生される空間とそ
れにともなってイオンの動作経路も限定でき、簡単な方
法でイオンビーム断面の径を細くし、ビームロスを少な
くし、注入機内部の汚染や絶縁劣化を減少させ、有効な
ビーム密度を高めることができる。
【００２０】本発明の請求項３に記載の発明は、電圧印
加手段はリフレクタ電極に印加する直流電圧に重畳され
る交流電圧を与える交流電圧印加手段を具備することを
特徴とする。このようにすると、イオンが発生される空
間を一定の空間領域内に限定したうえ、この限定された
空間領域内でのイオンの発生を効率的にすることがで
き、それにともなって、イオンビーム密度を高め、イオ
ンの動作経路も限定でき、簡単な方法でイオンビーム断
面の径を細くし、ビームロスを少なくし、注入機内部の
汚染や絶縁劣化を減少させ、有効なビーム密度を高める
ことができる。
加手段はリフレクタ電極に印加する直流電圧に重畳され
る交流電圧を与える交流電圧印加手段を具備することを
特徴とする。このようにすると、イオンが発生される空
間を一定の空間領域内に限定したうえ、この限定された
空間領域内でのイオンの発生を効率的にすることがで
き、それにともなって、イオンビーム密度を高め、イオ
ンの動作経路も限定でき、簡単な方法でイオンビーム断
面の径を細くし、ビームロスを少なくし、注入機内部の
汚染や絶縁劣化を減少させ、有効なビーム密度を高める
ことができる。
【００２１】本発明の請求項４に記載の発明は、直流磁
界印加手段が印加する直流磁界に重畳する交流磁界を印
加する交流磁界印加手段を具備することを特徴とする。
このような方法によっても、イオンが発生される空間を
一定の空間領域内に限定し、この限定された空間領域内
でのイオンの発生を効率的にすることができる。それに
ともなって、イオンビーム密度を高め、イオンの動作経
路も限定でき、簡単な方法でイオンビーム断面の径を細
くし、ビームロスを少なくし、注入機内部の汚染や絶縁
劣化を減少させ、有効なビーム密度を高めることができ
る。
界印加手段が印加する直流磁界に重畳する交流磁界を印
加する交流磁界印加手段を具備することを特徴とする。
このような方法によっても、イオンが発生される空間を
一定の空間領域内に限定し、この限定された空間領域内
でのイオンの発生を効率的にすることができる。それに
ともなって、イオンビーム密度を高め、イオンの動作経
路も限定でき、簡単な方法でイオンビーム断面の径を細
くし、ビームロスを少なくし、注入機内部の汚染や絶縁
劣化を減少させ、有効なビーム密度を高めることができ
る。
【００２２】本発明の請求項５に記載の発明は、電圧印
加手段の電圧印加によってフィラメントとリフレクタ電
極間の電界を変化させ、イオンビーム断面形状を細くし
イオンビームのビームロスを低減しビーム電流が増加す
るように制御することを特徴とする。これにより、リフ
レクタ電極に電圧を印加して、イオンが発生される空間
を限定し、イオンの発生を効率的にしイオンビーム断面
形状を細くして、イオンビームのビームロスを低減して
ビーム電流を高めることができる。
加手段の電圧印加によってフィラメントとリフレクタ電
極間の電界を変化させ、イオンビーム断面形状を細くし
イオンビームのビームロスを低減しビーム電流が増加す
るように制御することを特徴とする。これにより、リフ
レクタ電極に電圧を印加して、イオンが発生される空間
を限定し、イオンの発生を効率的にしイオンビーム断面
形状を細くして、イオンビームのビームロスを低減して
ビーム電流を高めることができる。
【００２３】本発明の請求項６に記載の発明は、電圧印
加手段の電圧印加によってフィラメントとリフレクタ電
極間の電界を変化させ、イオンビーム断面形状を細くし
イオン注入装置内部の汚染を低減し絶縁劣化を抑制する
ように制御することを特徴とする。これにより、リフレ
クタ電極に電圧を印加して、イオンが発生される空間を
限定し、イオンの発生を効率的にしイオンビーム断面形
状を細くして、イオン注入装置内部の汚染を低減し絶縁
劣化を抑制することができる。
加手段の電圧印加によってフィラメントとリフレクタ電
極間の電界を変化させ、イオンビーム断面形状を細くし
イオン注入装置内部の汚染を低減し絶縁劣化を抑制する
ように制御することを特徴とする。これにより、リフレ
クタ電極に電圧を印加して、イオンが発生される空間を
限定し、イオンの発生を効率的にしイオンビーム断面形
状を細くして、イオン注入装置内部の汚染を低減し絶縁
劣化を抑制することができる。
【００２４】本発明の請求項７に記載の発明は、電圧印
加手段の電圧印加によってフィラメントとリフレクタ電
極間の電界を変化させ、イオンビーム断面形状を細くし
イオンビーム密度を向上しビーム電流が増加するように
制御することを特徴とする。これにより、リフレクタ電
極に電圧を印加して、イオンが発生される空間を限定
し、イオンの発生を効率的にしイオンビーム断面形状を
細くして、イオンビーム密度を向上しビーム電流が増加
するようにすることができる。
加手段の電圧印加によってフィラメントとリフレクタ電
極間の電界を変化させ、イオンビーム断面形状を細くし
イオンビーム密度を向上しビーム電流が増加するように
制御することを特徴とする。これにより、リフレクタ電
極に電圧を印加して、イオンが発生される空間を限定
し、イオンの発生を効率的にしイオンビーム断面形状を
細くして、イオンビーム密度を向上しビーム電流が増加
するようにすることができる。
【００２５】本発明の請求項８に記載の発明は、フィラ
メントから発生される熱電子を反射するリフレクタ電極
と、熱電子を移動させる直流磁界を印加する直流磁界印
加手段とを有するイオン注入装置のイオン源において、
直流磁界印加手段が印加する直流磁界に重畳する交流磁
界を印加する交流磁界印加手段を具備することを特徴と
する。これにより、イオンが発生される空間を一定の空
間領域内に限定し、この限定された空間領域内でのイオ
ンの発生を効率的にすることができる。それにともなっ
て、イオンビーム密度を高め、イオンの動作経路も限定
でき、簡単な方法でイオンビーム断面の径を細くし、ビ
ームロスを少なくし、注入機内部の汚染や絶縁劣化を減
少させ、有効なビーム密度を高めることができる。
メントから発生される熱電子を反射するリフレクタ電極
と、熱電子を移動させる直流磁界を印加する直流磁界印
加手段とを有するイオン注入装置のイオン源において、
直流磁界印加手段が印加する直流磁界に重畳する交流磁
界を印加する交流磁界印加手段を具備することを特徴と
する。これにより、イオンが発生される空間を一定の空
間領域内に限定し、この限定された空間領域内でのイオ
ンの発生を効率的にすることができる。それにともなっ
て、イオンビーム密度を高め、イオンの動作経路も限定
でき、簡単な方法でイオンビーム断面の径を細くし、ビ
ームロスを少なくし、注入機内部の汚染や絶縁劣化を減
少させ、有効なビーム密度を高めることができる。
【００２６】本発明の請求項９に記載の発明は、磁界印
加手段による磁界印加によって、イオンビーム断面形状
を細くしイオンビームのビームロスを低減しビーム電流
が増加するように制御することを特徴とする。このよう
な交流磁界の印加により、イオンが発生される空間を限
定し、イオンの発生を効率的にしイオンビーム断面形状
を細くして、イオンビームのビームロスを低減してビー
ム電流を高めることができる。
加手段による磁界印加によって、イオンビーム断面形状
を細くしイオンビームのビームロスを低減しビーム電流
が増加するように制御することを特徴とする。このよう
な交流磁界の印加により、イオンが発生される空間を限
定し、イオンの発生を効率的にしイオンビーム断面形状
を細くして、イオンビームのビームロスを低減してビー
ム電流を高めることができる。
【００２７】本発明の請求項１０に記載の発明は、磁界
印加手段による磁界印加によって、イオンビーム断面形
状を細くしイオン注入装置内部の汚染を低減し絶縁劣化
を抑制するように制御することを特徴とする。このよう
な交流磁界の印加により、イオンが発生される空間を限
定し、イオンの発生を効率的にしイオンビーム断面形状
を細くして、イオン注入装置内部の汚染を低減し絶縁劣
化を抑制することができる。
印加手段による磁界印加によって、イオンビーム断面形
状を細くしイオン注入装置内部の汚染を低減し絶縁劣化
を抑制するように制御することを特徴とする。このよう
な交流磁界の印加により、イオンが発生される空間を限
定し、イオンの発生を効率的にしイオンビーム断面形状
を細くして、イオン注入装置内部の汚染を低減し絶縁劣
化を抑制することができる。
【００２８】本発明の請求項１１に記載の発明は、磁界
印加手段による磁界印加によって、イオンビーム断面形
状を細くしイオンビーム密度を向上しビーム電流が増加
するように制御することを特徴とする。このような交流
磁界の印加により、イオンが発生される空間を限定し、
イオンの発生を効率的にしイオンビーム断面形状を細く
して、イオンビーム密度を向上しビーム電流が増加する
ようにすることができる。
印加手段による磁界印加によって、イオンビーム断面形
状を細くしイオンビーム密度を向上しビーム電流が増加
するように制御することを特徴とする。このような交流
磁界の印加により、イオンが発生される空間を限定し、
イオンの発生を効率的にしイオンビーム断面形状を細く
して、イオンビーム密度を向上しビーム電流が増加する
ようにすることができる。
【図１】本発明のイオン注入装置のイオン源の一実施の
形態の構成を示すブロック図である。
形態の構成を示すブロック図である。
【図２】リフレクタ電極に加える電圧によって熱電子の
経路が変化することを示す説明図である。
経路が変化することを示す説明図である。
【図３】イオン注入装置の代表的な構造を示す構成図で
ある。
ある。
【図４】従来のイオン注入装置のイオン源の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
１……フィラメント、２……フィラメント電源、３……
アーク電源、４……リフレクタ電極、５……アークチャ
ンバー、６……ソースガス注入口、７……直流電圧可変
手段、８……ＲＦ電源、１１……イオン源、１２……引
出電極系、１３……質量分析器、１４……加速管、１５
……イオン偏向系、１６……イオン打ち込み室。
アーク電源、４……リフレクタ電極、５……アークチャ
ンバー、６……ソースガス注入口、７……直流電圧可変
手段、８……ＲＦ電源、１１……イオン源、１２……引
出電極系、１３……質量分析器、１４……加速管、１５
……イオン偏向系、１６……イオン打ち込み室。
Claims (11)
- 【請求項１】 フィラメントから発生される熱電子を反
射するリフレクタ電極と、前記熱電子を前記フィラメン
トから前記リフレクタ電極に進ませる直流磁界を印加す
る直流磁界印加手段とを有するイオン注入装置のイオン
源において、 前記リフレクタ電極に印加する電圧を可変する電圧印加
手段を具備し、 前記電圧印加手段による電圧印加によって前記フィラメ
ントと前記リフレクタ電極間の電界を変化させることを
特徴とするイオン注入装置のイオン源。 - 【請求項２】 前記電圧印加手段は前記リフレクタ電極
に印加する直流電圧を可変する直流電圧可変手段を具備
することを特徴とする請求項１記載のイオン注入装置の
イオン源。 - 【請求項３】 前記電圧印加手段は前記リフレクタ電極
に印加する前記直流電圧に重畳される交流電圧を与える
交流電圧印加手段を具備することを特徴とする請求項１
または請求項２記載のイオン注入装置のイオン源。 - 【請求項４】 前記直流磁界印加手段が印加する直流磁
界に重畳する交流磁界を印加する交流磁界印加手段を具
備することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいず
れかに記載のイオン注入装置のイオン源。 - 【請求項５】 前記電圧印加手段の電圧印加によって前
記フィラメントと前記リフレクタ電極間の電界を変化さ
せ、イオンビーム断面形状を細くし、イオンビームのビ
ームロスを低減しビーム電流が増加するように制御する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに
記載のイオン注入装置のイオン源。 - 【請求項６】 前記電圧印加手段の電圧印加によって前
記フィラメントと前記リフレクタ電極間の電界を変化さ
せ、イオンビーム断面形状を細くし、イオン注入装置内
部の汚染を低減し絶縁劣化を抑制するように制御するこ
とを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記
載のイオン注入装置のイオン源。 - 【請求項７】 前記電圧印加手段の電圧印加によって前
記フィラメントと前記リフレクタ電極間の電界を変化さ
せ、イオンビーム断面形状を細くし、イオンビーム密度
を向上しビーム電流が増加するように制御することを特
徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のイ
オン注入装置のイオン源。 - 【請求項８】 フィラメントから発生される熱電子を反
射するリフレクタ電極と、前記熱電子を移動させる直流
磁界を印加する直流磁界印加手段とを有するイオン注入
装置のイオン源において、 前記直流磁界印加手段が印加する直流磁界に重畳する交
流磁界を印加する交流磁界印加手段を具備することを特
徴とするイオン注入装置のイオン源。 - 【請求項９】 前記磁界印加手段による磁界印加によっ
て、イオンビーム断面形状を細くし、イオンビームのビ
ームロスを低減しビーム電流が増加するように制御する
ことを特徴とする請求項８記載のイオン注入装置のイオ
ン源。 - 【請求項１０】 前記磁界印加手段による磁界印加によ
って、イオンビーム断面形状を細くし、イオン注入装置
内部の汚染を低減し絶縁劣化を抑制するように制御する
ことを特徴とする請求項８記載のイオン注入装置のイオ
ン源。 - 【請求項１１】 前記磁界印加手段による磁界印加によ
って、イオンビーム断面形状を細くし、イオンビーム密
度を向上しビーム電流が増加するように制御することを
特徴とする請求項８記載のイオン注入装置のイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8338595A JPH10177846A (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | イオン注入装置のイオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8338595A JPH10177846A (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | イオン注入装置のイオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10177846A true JPH10177846A (ja) | 1998-06-30 |
Family
ID=18319658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8338595A Pending JPH10177846A (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | イオン注入装置のイオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10177846A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6525482B2 (en) | 2000-11-09 | 2003-02-25 | Nissin Electric Co., Ltd. | Ion source and operation method thereof |
| JP2005174913A (ja) * | 2003-10-24 | 2005-06-30 | Applied Materials Inc | イオン源におけるカソード及びカウンタカソード配置 |
| KR100656955B1 (ko) | 2005-12-30 | 2006-12-14 | 삼성전자주식회사 | 이온 임플랜터의 이온 발생 장치 |
| KR100688573B1 (ko) | 2005-09-16 | 2007-03-02 | 삼성전자주식회사 | 이온소스부, 이를 구비하는 이온주입장치 및 그 변경 방법 |
| JP2008546153A (ja) * | 2005-06-03 | 2008-12-18 | アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド | イオン注入における微粒子の防止 |
| JP2010522965A (ja) * | 2007-03-29 | 2010-07-08 | ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド | 一体型遮蔽電極を有するイオン加速カラム接続機構及びその方法 |
-
1996
- 1996-12-18 JP JP8338595A patent/JPH10177846A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6525482B2 (en) | 2000-11-09 | 2003-02-25 | Nissin Electric Co., Ltd. | Ion source and operation method thereof |
| JP2005174913A (ja) * | 2003-10-24 | 2005-06-30 | Applied Materials Inc | イオン源におけるカソード及びカウンタカソード配置 |
| EP1580788A3 (en) * | 2003-10-24 | 2009-01-07 | Applied Materials, Inc. | Cathode and counter-cathode arrangement in an ion source |
| JP2008546153A (ja) * | 2005-06-03 | 2008-12-18 | アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド | イオン注入における微粒子の防止 |
| KR100688573B1 (ko) | 2005-09-16 | 2007-03-02 | 삼성전자주식회사 | 이온소스부, 이를 구비하는 이온주입장치 및 그 변경 방법 |
| KR100656955B1 (ko) | 2005-12-30 | 2006-12-14 | 삼성전자주식회사 | 이온 임플랜터의 이온 발생 장치 |
| JP2010522965A (ja) * | 2007-03-29 | 2010-07-08 | ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド | 一体型遮蔽電極を有するイオン加速カラム接続機構及びその方法 |
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