JP3034009B2 - イオン打込み装置 - Google Patents
イオン打込み装置Info
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- JP3034009B2 JP3034009B2 JP2283868A JP28386890A JP3034009B2 JP 3034009 B2 JP3034009 B2 JP 3034009B2 JP 2283868 A JP2283868 A JP 2283868A JP 28386890 A JP28386890 A JP 28386890A JP 3034009 B2 JP3034009 B2 JP 3034009B2
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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
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/04—Means for controlling the discharge
- H01J2237/045—Diaphragms
- H01J2237/0455—Diaphragms with variable aperture
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- H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
- H01J2237/304—Controlling tubes
- H01J2237/30472—Controlling the beam
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はトランジスタやIC等の半導体素子を作るため
のイオン打込み装置に関する。
のイオン打込み装置に関する。
従来のイオン打込み装置は、特開昭62−55854号公報
に開示されるように、そのビームラインがイオン源、質
量分離用電磁石、後段加速管（ここでは、質量分離用電
磁石の後に配置の加速管を後段加速管或いは後段加速器
と定義する）、打込み室等により構成されていた。
に開示されるように、そのビームラインがイオン源、質
量分離用電磁石、後段加速管（ここでは、質量分離用電
磁石の後に配置の加速管を後段加速管或いは後段加速器
と定義する）、打込み室等により構成されていた。
また、イオンビームそのものを走査用の偏向磁石や走
査電極を用いて走査させてイオン打込みを行うビームス
キャン方式のものと、イオンビームに対して被打込み側
（打込み室）を移動させてイオン打込みを行うメカニカ
ルスキャン方式のものとがある。前者の方式は主に小電
流や中電流イオン打込み装置で用いられ、後者の方式
は、ビームスキャン方式を採用し難い大電流イオン打込
み装置に用いられている。すなわち、大電流イオン打込
み装置の場合、一つのウエハに集中してビームスキャン
を行うと、発熱量が増大しウエハが溶ける問題があるの
で、複数のウエハを交互に一括処理するいわゆるバッチ
式のメカニカルスキャン方式が採用される。
査電極を用いて走査させてイオン打込みを行うビームス
キャン方式のものと、イオンビームに対して被打込み側
（打込み室）を移動させてイオン打込みを行うメカニカ
ルスキャン方式のものとがある。前者の方式は主に小電
流や中電流イオン打込み装置で用いられ、後者の方式
は、ビームスキャン方式を採用し難い大電流イオン打込
み装置に用いられている。すなわち、大電流イオン打込
み装置の場合、一つのウエハに集中してビームスキャン
を行うと、発熱量が増大しウエハが溶ける問題があるの
で、複数のウエハを交互に一括処理するいわゆるバッチ
式のメカニカルスキャン方式が採用される。
また、打込み電流が約1mA以下の中電流イオン打込み
装置では、「LSIプロセス工学」（右高正俊著 オーム
社発行 発行日昭和57年10月25日）の116頁〜118頁に記
載のように、後段加速管の後にビーム偏向用電極を設け
たものがある。
装置では、「LSIプロセス工学」（右高正俊著 オーム
社発行 発行日昭和57年10月25日）の116頁〜118頁に記
載のように、後段加速管の後にビーム偏向用電極を設け
たものがある。
このビーム偏向用電極の設けた目的は、イオンビーム
が後段加速管とビーム走査電極との間に存在する残留ガ
スと衝突して発生する中性粒子を取り除くためである。
が後段加速管とビーム走査電極との間に存在する残留ガ
スと衝突して発生する中性粒子を取り除くためである。
ところで、イオン打込み装置においては、２価イオン
打込み時にイオン源と質量分離部間のビームラインでメ
タステーブルイオンや、分子イオン打込み時に質量分離
部間と後段加速管とのビームラインで分解イオンが発生
する。
打込み時にイオン源と質量分離部間のビームラインでメ
タステーブルイオンや、分子イオン打込み時に質量分離
部間と後段加速管とのビームラインで分解イオンが発生
する。
メタステールブルイオンは、例えば打込み対象たる２
価イオンがP++である場合は、イオン源と質量分離磁石
の間でＰの２量体イオン（P2 +）が分解して発生する
P+、すなわち、 P2 +→Ｐ＋P+ である。
価イオンがP++である場合は、イオン源と質量分離磁石
の間でＰの２量体イオン（P2 +）が分解して発生する
P+、すなわち、 P2 +→Ｐ＋P+ である。
一方、分解イオンは、例えば打込み対象たる分子イオ
ンがBF2 +（フッ化ボロンイオン）である場合は、質量分
離磁石と後段加速部間で残留ガスと衝突して発生するイ
オン（下記のアンダーラインに示すイオン）である。
ンがBF2 +（フッ化ボロンイオン）である場合は、質量分
離磁石と後段加速部間で残留ガスと衝突して発生するイ
オン（下記のアンダーラインに示すイオン）である。
BF2 +→F2＋Ｂ ＋ BF2 +→Ｆ＋BF ＋ これらのメタステーブルイオンや分解イオンは、打込
みイオンと一緒にウエハに打ち込まれると、エネルギー
の異なるイオンが同時にウエハに入ってしまい、ウエハ
内での打込みイオン分布が変化し、所望の半導体素子が
得られなくなる。
みイオンと一緒にウエハに打ち込まれると、エネルギー
の異なるイオンが同時にウエハに入ってしまい、ウエハ
内での打込みイオン分布が変化し、所望の半導体素子が
得られなくなる。
そして、このようなメタステーブルイオンや分解イオ
ンの除去対策として、小電流イオン打込み装置及び中電
流イオン打込装置では、前述したような中性粒子除去に
用いたビーム偏向用電極を後段加速管の後に設けること
も考えられるが、打込み電流が数mA以上の大電流イオン
打込み装置の場合には、次の理由により採用することが
困難であった。
ンの除去対策として、小電流イオン打込み装置及び中電
流イオン打込装置では、前述したような中性粒子除去に
用いたビーム偏向用電極を後段加速管の後に設けること
も考えられるが、打込み電流が数mA以上の大電流イオン
打込み装置の場合には、次の理由により採用することが
困難であった。
すなわち、大電流イオンビームは、ビーム中の＋イオ
ン同士の反発力が強くイオンビーム自身が拡がろうとす
る傾向が強い。そして、このイオンビーム自身の電荷に
よる広がりを抑える役目をはたしているのが、ビーム中
の浮遊電子（イオンビームラインの管壁にイオンが衝突
することで発生する２次電子が浮遊電子となる）である
が、上記のようなビーム偏向用電極を用いると浮遊電子
がビーム偏向用電極に取られてしまい、イオンビーム形
状を制御できなくなる問題がある。
ン同士の反発力が強くイオンビーム自身が拡がろうとす
る傾向が強い。そして、このイオンビーム自身の電荷に
よる広がりを抑える役目をはたしているのが、ビーム中
の浮遊電子（イオンビームラインの管壁にイオンが衝突
することで発生する２次電子が浮遊電子となる）である
が、上記のようなビーム偏向用電極を用いると浮遊電子
がビーム偏向用電極に取られてしまい、イオンビーム形
状を制御できなくなる問題がある。
本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、例えば大電流イオン打込み装置のよう
にメカニカルスキャン方式が採用される装置において、
イオンビーム形状の制御を損うことなく２価イオン打込
み時のメタステーブルイオンや分子イオン打込み時の分
解イオンをビームライン途中で分離し、これらのイオン
がウエハに打ち込まれないようにして、打込みイオンの
純度確保を実現させることにある。
とするところは、例えば大電流イオン打込み装置のよう
にメカニカルスキャン方式が採用される装置において、
イオンビーム形状の制御を損うことなく２価イオン打込
み時のメタステーブルイオンや分子イオン打込み時の分
解イオンをビームライン途中で分離し、これらのイオン
がウエハに打ち込まれないようにして、打込みイオンの
純度確保を実現させることにある。
本発明は上記目的を達成するために、次のような課題
解決手段を提案する。
解決手段を提案する。
本発明は上記目的を達成するために、次のように構成
する。
する。
すなわち、イオン源から出射されるイオンビームを質
量分離する電磁石と、その後段に配置されるイオン加速
器（加速管）とを備え、イオンビームに対し被打込み側
を機械的に移動させてイオン打込みを行うメカニカルス
キャン型のイオン打込み装置において、 前記質量分離用電磁石のビーム偏向面（ここでビーム
偏向面とは、フレミングの左手の法則の見地から定義す
ればイオンビームの偏向を行う磁場の磁束方向と垂直な
方向すなわちイオンビームが磁場により力の作用を受け
る方向に水平な面となる）と同じ偏向面を持つ一様磁場
型の偏向用電磁石を前記加速器の後に設置すると共に、
前記質量分離用電磁石の間にビーム偏向方向のイオンビ
ーム幅を制限するスリットを設け、さらに前記偏向用電
磁石の後にイオンビームを分離するスリットを設け、 且つ前記イオンビーム幅制限スリット及びイオンビー
ム分離用スリットのそれぞれのスリット幅を可変調整す
る機構と、 前記イオン源，加速器，偏向用電磁石等の出力をモニ
タして前記各スリットの最適スリット幅を算出し、スリ
ット幅制御指令信号を前記可変調整機構の送るコントロ
ーラとを備えたことを特徴とする。
量分離する電磁石と、その後段に配置されるイオン加速
器（加速管）とを備え、イオンビームに対し被打込み側
を機械的に移動させてイオン打込みを行うメカニカルス
キャン型のイオン打込み装置において、 前記質量分離用電磁石のビーム偏向面（ここでビーム
偏向面とは、フレミングの左手の法則の見地から定義す
ればイオンビームの偏向を行う磁場の磁束方向と垂直な
方向すなわちイオンビームが磁場により力の作用を受け
る方向に水平な面となる）と同じ偏向面を持つ一様磁場
型の偏向用電磁石を前記加速器の後に設置すると共に、
前記質量分離用電磁石の間にビーム偏向方向のイオンビ
ーム幅を制限するスリットを設け、さらに前記偏向用電
磁石の後にイオンビームを分離するスリットを設け、 且つ前記イオンビーム幅制限スリット及びイオンビー
ム分離用スリットのそれぞれのスリット幅を可変調整す
る機構と、 前記イオン源，加速器，偏向用電磁石等の出力をモニ
タして前記各スリットの最適スリット幅を算出し、スリ
ット幅制御指令信号を前記可変調整機構の送るコントロ
ーラとを備えたことを特徴とする。
発明が解決しようとする課題の項でも既述したよう
に、イオン打込み装置においては、例えば２価イオン打
込み時には、イオン源と質量分離用電磁石との間でメタ
ステーブルイオンが発生する。
に、イオン打込み装置においては、例えば２価イオン打
込み時には、イオン源と質量分離用電磁石との間でメタ
ステーブルイオンが発生する。
このメタステーブルイオン（例えばP+,B+）は、その
２価イオン（P++,B++）と比べイオン価数は半分である
が、質量分離用電磁石に入射する速度も半分のため、質
量分離用電磁石内では同一軌道になる。
２価イオン（P++,B++）と比べイオン価数は半分である
が、質量分離用電磁石に入射する速度も半分のため、質
量分離用電磁石内では同一軌道になる。
しかし、その後の後段加速部では、２価イオンとメタ
ステーブルイオンのイオン価数が異なるため、後段加速
部で受ける力が異なる。従って、本発明のようにイオン
加速器の後段に質量分離用電磁石のビーム偏向面と同じ
偏向面を持つ偏向用電磁石を設置してあれば、２価イオ
ンの軌道とメタステーブルイオンの軌道とが異なってく
る。その結果、２価イオンとメタステーブルイオンとを
分離できる。このような偏向用電磁石で２価イオンとメ
タステーブルイオンとを分離させる場合には、偏向電極
のようにイオンビーム中の浮遊電子がとらえられないの
で、イオンビーム幅の拡がりを抑制できる。
ステーブルイオンのイオン価数が異なるため、後段加速
部で受ける力が異なる。従って、本発明のようにイオン
加速器の後段に質量分離用電磁石のビーム偏向面と同じ
偏向面を持つ偏向用電磁石を設置してあれば、２価イオ
ンの軌道とメタステーブルイオンの軌道とが異なってく
る。その結果、２価イオンとメタステーブルイオンとを
分離できる。このような偏向用電磁石で２価イオンとメ
タステーブルイオンとを分離させる場合には、偏向電極
のようにイオンビーム中の浮遊電子がとらえられないの
で、イオンビーム幅の拡がりを抑制できる。
ただし、偏向用電磁石の偏向角が小さい場合や（偏向
角は電磁石の仕様の関係上さほど大きくできない）、偏
向用電磁石とウエハ間の距離が短い場合、２価イオンと
メタステーブルイオンの分離距離が各々のビーム幅より
も小さくなり、これらを完全に分離できない問題があっ
た。これを、第２図により詳述すると、上記２価イオン
ビームの幅をＢ、２価イオンビームとメタステーブルイ
オンとの分離距離をＡとすると、同図（ａ）に示すよう
にＡ＜Ｂの場合には、偏向用電磁石４の後に設けたスリ
ット（ビーム分離用スリットで実施例ではビームエリミ
ネータ７と称してある）幅を小さくしてもメタステーブ
ルイオンと２価イオンビームとの完全分離が困難であっ
た。
角は電磁石の仕様の関係上さほど大きくできない）、偏
向用電磁石とウエハ間の距離が短い場合、２価イオンと
メタステーブルイオンの分離距離が各々のビーム幅より
も小さくなり、これらを完全に分離できない問題があっ
た。これを、第２図により詳述すると、上記２価イオン
ビームの幅をＢ、２価イオンビームとメタステーブルイ
オンとの分離距離をＡとすると、同図（ａ）に示すよう
にＡ＜Ｂの場合には、偏向用電磁石４の後に設けたスリ
ット（ビーム分離用スリットで実施例ではビームエリミ
ネータ７と称してある）幅を小さくしてもメタステーブ
ルイオンと２価イオンビームとの完全分離が困難であっ
た。
これに対して同図（ｂ）に示すようにＡ＞Ｂの場合に
は、ビーム分離用スリット７により２価イオンビームと
メタステーブルイオンとの分離が容易に行い得る。
は、ビーム分離用スリット７により２価イオンビームと
メタステーブルイオンとの分離が容易に行い得る。
偏向用電磁石４の後に設けたビーム分離用スリット７
を通過する２価イオンビームの幅は、質量分離用電磁石
の前にビーム幅を制限するスリットを設けることで制御
することが可能となる。すなわち、上記ビーム幅制限ス
リットのスリット幅を適宜設定することで、第２図
（ｂ）のようにＡ＞Ｂの関係となるように２価イオンビ
ーム幅を制限できる。
を通過する２価イオンビームの幅は、質量分離用電磁石
の前にビーム幅を制限するスリットを設けることで制御
することが可能となる。すなわち、上記ビーム幅制限ス
リットのスリット幅を適宜設定することで、第２図
（ｂ）のようにＡ＞Ｂの関係となるように２価イオンビ
ーム幅を制限できる。
その結果、本発明では、ビーム幅制限スリット，偏向
用電磁石，ビーム分離用スリットの要素を備えること
で、ビーム分離用スリットが元々の２価イオンビームか
らメタステーブルイオンを完全に除去し、イオン打込み
部には２価イオンのみを打ち込むことができる。
用電磁石，ビーム分離用スリットの要素を備えること
で、ビーム分離用スリットが元々の２価イオンビームか
らメタステーブルイオンを完全に除去し、イオン打込み
部には２価イオンのみを打ち込むことができる。
次に、分子イオン打込み時に分解イオンが発生する場
合は、分解イオンはもともとの分子イオンと一緒に後段
加速器で再加速を受けるが、その質量が異なるために後
段加速後の各イオンの速度が違ってくる。このため、後
段加速後の偏向用電磁石内での軌道半径が異なり、従っ
て、この偏向用電磁石と前述のビーム幅制限スリット及
びビーム分離用スリットとを備えることで、２価イオン
とメタステーブルイオン同様、偏向用電磁石の後段のビ
ーム分離用スリットで分解イオンを完全に除去でき、分
子イオンのみをイオン打込みすることが可能となる。
合は、分解イオンはもともとの分子イオンと一緒に後段
加速器で再加速を受けるが、その質量が異なるために後
段加速後の各イオンの速度が違ってくる。このため、後
段加速後の偏向用電磁石内での軌道半径が異なり、従っ
て、この偏向用電磁石と前述のビーム幅制限スリット及
びビーム分離用スリットとを備えることで、２価イオン
とメタステーブルイオン同様、偏向用電磁石の後段のビ
ーム分離用スリットで分解イオンを完全に除去でき、分
子イオンのみをイオン打込みすることが可能となる。
さらに偏向用電磁石のほかにイオン源，加速器の出力
が、２価イオンビームとメタステーブルイオンの分離
（分散距離）や分子イオンと分解イオンの分離に影響を
及ぼすので、イオンビームの状態をイオン源，加速器，
偏向用電磁石の出力状態からとらえて、ビーム幅制限ス
リット及びビーム分離用スリットのスリット幅をスリッ
ト幅可変調整機構を介して最適制御すれば、自動的にビ
ーム純度を確保できる。
が、２価イオンビームとメタステーブルイオンの分離
（分散距離）や分子イオンと分解イオンの分離に影響を
及ぼすので、イオンビームの状態をイオン源，加速器，
偏向用電磁石の出力状態からとらえて、ビーム幅制限ス
リット及びビーム分離用スリットのスリット幅をスリッ
ト幅可変調整機構を介して最適制御すれば、自動的にビ
ーム純度を確保できる。
本発明の実施例を第１図により説明する。
第１図は本発明の一実施例たるイオンビーム打込み装
置の構成図である。本実施例では、メカニカルスキャン
方式の大電流イオン打込み装置を例示しており、基本構
成は、イオン源１、質量分離用電磁石２、加速管３、偏
向用電磁石４、打込み部５よりなっている。11はイオン
ビームである。
置の構成図である。本実施例では、メカニカルスキャン
方式の大電流イオン打込み装置を例示しており、基本構
成は、イオン源１、質量分離用電磁石２、加速管３、偏
向用電磁石４、打込み部５よりなっている。11はイオン
ビームである。
加速管３は質量分離用電磁石２の後段に配置される。
打込み部５は回転ディスク5aの一面に周方向にそって
多数のウエハ5bを配置してなり、ディスク5aは回転しな
がら紙面の上下方向に往復移動することで、多数のウエ
ハ5bを一括して交互にイオン打込みを行うバッチ式のメ
カニカルスキャン方式を採用している。
多数のウエハ5bを配置してなり、ディスク5aは回転しな
がら紙面の上下方向に往復移動することで、多数のウエ
ハ5bを一括して交互にイオン打込みを行うバッチ式のメ
カニカルスキャン方式を採用している。
偏向用電磁石４は後述のスリット６及びスリット７と
協働して、２価イオンとメタステーブルイオン或いは分
子イオンと分解イオンを分離するための機能をなし、加
速管３と打込み部（回転ディスク5a上のウエハ5b）間に
配置される。また、偏向用電磁石４は、質量分離用電磁
石２の偏向面（実施例では偏向面は第１図の紙面と平行
な面としてある）と同一の偏向面としてある。
協働して、２価イオンとメタステーブルイオン或いは分
子イオンと分解イオンを分離するための機能をなし、加
速管３と打込み部（回転ディスク5a上のウエハ5b）間に
配置される。また、偏向用電磁石４は、質量分離用電磁
石２の偏向面（実施例では偏向面は第１図の紙面と平行
な面としてある）と同一の偏向面としてある。
スリット６は、イオン源１と質量分離用電磁石２との
間に設置されてビーム幅を制限するためのビームリミッ
タとして機能する（以下スリット６をビームリミッタと
称する）。
間に設置されてビーム幅を制限するためのビームリミッ
タとして機能する（以下スリット６をビームリミッタと
称する）。
スリット７は偏向用電磁石４の後に配置されてビーム
分離用スリット（以下、ビームエリミネータと称する）
を構成する。
分離用スリット（以下、ビームエリミネータと称する）
を構成する。
ビームリミッタ６及びビームエリミネータ７はそれぞ
れのスリット幅を自動的に可変調整するための機構21b,
21fを有し、コントローラ21はイオン源１の出力検知部2
1a,質量分離用電磁石２の出力検知部21c,加速管４の出
力検知部21d,偏向用電磁石４の出力検知部21eからのモ
ニタ信号に基づきビームリミッタ６及びビームエリミネ
ータ７の最適なスリット幅を算出し、そのスリット幅の
決定信号をスリット幅可変調整機構21b,21fに送ってい
る。８は加速管３の前に設けた質量分離用スリットであ
る。
れのスリット幅を自動的に可変調整するための機構21b,
21fを有し、コントローラ21はイオン源１の出力検知部2
1a,質量分離用電磁石２の出力検知部21c,加速管４の出
力検知部21d,偏向用電磁石４の出力検知部21eからのモ
ニタ信号に基づきビームリミッタ６及びビームエリミネ
ータ７の最適なスリット幅を算出し、そのスリット幅の
決定信号をスリット幅可変調整機構21b,21fに送ってい
る。８は加速管３の前に設けた質量分離用スリットであ
る。
なお、本実施例における各構成要素の基本諸元は次の
ようにしてある。
ようにしてある。
イオン源１…偏向方向イオン出射幅:2mm、 最大加速電圧:30KV 質量分離用電磁石２…偏向半径:400mm 偏向角:60度 後段加速管３…最大加速電圧:220KV 偏向用電磁石４…偏向半径:1893mm 偏向角:10度 打込み部５……偏向方向ビーム幅:50mm ビームリミッタ６…偏向方向ビームリミッタ幅:0〜25
mm ビームエリミネータ７…偏向方向エリミネータ幅10〜
50mm 質量分離スリット８…偏向方向スリット幅:5mm 各部間距離…l1＝500mm、l2＝800mm、 l3＝300mm、l4＝450mm 本実施において、イオン源１からV1KVの加速でイオン
を引き出し、さらにV2KVの後段加速を行い、トータル
（V1＋V2）KVで、例えば２価イオン（B++）或いは分子
イオン（BF2 +）を打ち込んだ時の打込み部５でのメタス
テーブルイオン（B2 +→Ｂ＋B+）や分解イオン（BF2 +→F
2＋B+）の到達位置ずれ（分散）結果を以下の表に示
す。
mm ビームエリミネータ７…偏向方向エリミネータ幅10〜
50mm 質量分離スリット８…偏向方向スリット幅:5mm 各部間距離…l1＝500mm、l2＝800mm、 l3＝300mm、l4＝450mm 本実施において、イオン源１からV1KVの加速でイオン
を引き出し、さらにV2KVの後段加速を行い、トータル
（V1＋V2）KVで、例えば２価イオン（B++）或いは分子
イオン（BF2 +）を打ち込んだ時の打込み部５でのメタス
テーブルイオン（B2 +→Ｂ＋B+）や分解イオン（BF2 +→F
2＋B+）の到達位置ずれ（分散）結果を以下の表に示
す。
（１）B++イオンとメタステーブルイオン（B+）の分散
距離（Ｄ） （２）BF2 +イオンと分解イオン（B+）の分散距離（Ｄ） 以上のように、打込み部５での分散距離Ｄは、元々の
打込み部でのビーム幅50mm（基本諸元参照）よりも小さ
いため、これらを完全に分離するには、発明の〔作用〕
の項でも述べたように（第２図参照）元々のビーム幅Ｂ
に対して分離幅（分散幅）ＡをＡ＞Ｂの関係にする必要
がある。
距離（Ｄ） （２）BF2 +イオンと分解イオン（B+）の分散距離（Ｄ） 以上のように、打込み部５での分散距離Ｄは、元々の
打込み部でのビーム幅50mm（基本諸元参照）よりも小さ
いため、これらを完全に分離するには、発明の〔作用〕
の項でも述べたように（第２図参照）元々のビーム幅Ｂ
に対して分離幅（分散幅）ＡをＡ＞Ｂの関係にする必要
がある。
そのため、ビームリミッタ6,ビームエリミネータ７が
使用される。その使い方は、ビームリミッタ６の幅を元
々のイオンビーム（２価イオン或いは分子イオン）のビ
ーム幅が打込み部５で上記のビーム幅が上記分散距離
（Ｄ）よりも小さくなるように狭め、さらにビームエリ
ミネータ７のスリット幅も上記分散距離以下にする。
使用される。その使い方は、ビームリミッタ６の幅を元
々のイオンビーム（２価イオン或いは分子イオン）のビ
ーム幅が打込み部５で上記のビーム幅が上記分散距離
（Ｄ）よりも小さくなるように狭め、さらにビームエリ
ミネータ７のスリット幅も上記分散距離以下にする。
そして、このように偏向用電磁石４のほかにビームリ
ミッタ６とビームエリミネータ７を併用することによ
り、偏向用電磁石４の偏向角が小さく（本実施例の場合
10度）とも、２価イオンとメタステーブルイオン、ある
いは分子イオンと分解イオンを完全に分離することが可
能となる。
ミッタ６とビームエリミネータ７を併用することによ
り、偏向用電磁石４の偏向角が小さく（本実施例の場合
10度）とも、２価イオンとメタステーブルイオン、ある
いは分子イオンと分解イオンを完全に分離することが可
能となる。
また、上記分散距離はイオン源１、後段加速管３の加
速電圧ならびに打込みイオン種から求められる。従っ
て、これらの実出力を検知部21a,21c,21d等で常時モニ
タしてビームリミッタ６とビームエリミネータ７のスリ
ット幅をコントローラ21及びスリット幅可変調整機構21
b,21fにより最適制御すれば、自動的にビーム純度を確
保できる。
速電圧ならびに打込みイオン種から求められる。従っ
て、これらの実出力を検知部21a,21c,21d等で常時モニ
タしてビームリミッタ６とビームエリミネータ７のスリ
ット幅をコントローラ21及びスリット幅可変調整機構21
b,21fにより最適制御すれば、自動的にビーム純度を確
保できる。
さらに本実施例では、上記のようにビームリミッタ６
とビームエリミネータ７を、ビーム引き出し条件に合わ
せて制御することにより、打込みイオンの純度を確保し
つつ打込みイオン電流の低下を極力抑えることができ、
打込み処理能力低下を防ぐことができる。
とビームエリミネータ７を、ビーム引き出し条件に合わ
せて制御することにより、打込みイオンの純度を確保し
つつ打込みイオン電流の低下を極力抑えることができ、
打込み処理能力低下を防ぐことができる。
さらにビームリミッタ６とビームエリミネータ７を追
加することにより、上記偏向用電磁石４と打込み部５間
の距離l4を大きくしないで打込み電流の純度を確保で
き、装置の小形化を図ることができる。
加することにより、上記偏向用電磁石４と打込み部５間
の距離l4を大きくしないで打込み電流の純度を確保で
き、装置の小形化を図ることができる。
以上のように本発明によれば、第１の課題解決手段で
は、大電流イオン打込み装置等のようにメカニカルスキ
ャン方式が採用される装置であっても、イオンビーム形
状の制御を損うことなく２価イオン打込み時のメタステ
ーブルイオンや分子イオン打込み時の分解イオンを元々
のビームラインから完全に分離できるので、打込みイオ
ンの純度確保を図ることができる。
は、大電流イオン打込み装置等のようにメカニカルスキ
ャン方式が採用される装置であっても、イオンビーム形
状の制御を損うことなく２価イオン打込み時のメタステ
ーブルイオンや分子イオン打込み時の分解イオンを元々
のビームラインから完全に分離できるので、打込みイオ
ンの純度確保を図ることができる。
また、イオンビームの状態をイオン源，加速器，偏向
用電磁石の出力状態からとらえてビーム幅制限スリット
及びビーム分離用スリットのスリット幅を適宜に自動調
整するので、打込みイオン純度を状況に応じて自動的に
確保できる効果がある。
用電磁石の出力状態からとらえてビーム幅制限スリット
及びビーム分離用スリットのスリット幅を適宜に自動調
整するので、打込みイオン純度を状況に応じて自動的に
確保できる効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は本発
明の動作を説明するための説明図である。 １……イオン源、２……質量分離用電磁石、３……後段
加速管（加速器）、４……偏向用電磁石、５……打込み
部、5a……ディスク、5b……ウエハ、６……ビーム幅制
限用スリット、７……ビーム分離用スリット、11……イ
オンビーム、12……スリット幅可変用コントローラ、21
b,21f……スリット可変調整機構。
明の動作を説明するための説明図である。 １……イオン源、２……質量分離用電磁石、３……後段
加速管（加速器）、４……偏向用電磁石、５……打込み
部、5a……ディスク、5b……ウエハ、６……ビーム幅制
限用スリット、７……ビーム分離用スリット、11……イ
オンビーム、12……スリット幅可変用コントローラ、21
b,21f……スリット可変調整機構。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 37/00 - 37/36 H01L 21/265 C23C 14/48
Claims (1)
- 【請求項１】イオン源から出射されるイオンビームを質
量分離する電磁石と、その後段に配置されるイオン加速
器とを備え、イオンビームに対し被打込み側を機械的に
移動させてイオン打込みを行うメカニカルスキャン型の
イオン打込み装置において、 前記質量分離用電磁石のビーム偏向面と同じ偏向面を持
つ一様磁場型の偏向用電磁石を前記加速器の後に設置す
ると共に、前記質量分離用電磁石の前にビーム偏向方向
のイオンビーム幅を制限するスリットを設け、さらに前
記偏向用電磁石の後にイオンビームを分離するスリット
を設け、 且つ前記イオンビーム幅制限スリット及びイオンビーム
分離用スリットのそれぞれのスリット幅を可変調整する
機構と、 前記イオン源，加速器，偏向用電磁石等の出力をモニタ
して前記各スリットの最適スリット幅を算出し、スリッ
ト幅制御指令信号を前記可変調整機構の送るコントロー
ラとを備えたことを特徴とするイオン打込み装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2283868A JP3034009B2 (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | イオン打込み装置 |
| GB9122283A GB2250859A (en) | 1990-10-22 | 1991-10-21 | Ion implantation apparatus |
| US07/780,198 US5216253A (en) | 1990-10-22 | 1991-10-22 | Ion implantation apparatus with variable width slits providing an ion beam of high purity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2283868A JP3034009B2 (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | イオン打込み装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04160744A JPH04160744A (ja) | 1992-06-04 |
| JP3034009B2 true JP3034009B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=17671215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2283868A Expired - Fee Related JP3034009B2 (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | イオン打込み装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3034009B2 (ja) |
| GB (1) | GB2250859A (ja) |
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| US5486702A (en) * | 1993-09-21 | 1996-01-23 | Genus, Inc. | Scan technique to reduce transient wafer temperatures during ion implantation |
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| US5780863A (en) * | 1997-04-29 | 1998-07-14 | Eaton Corporation | Accelerator-decelerator electrostatic lens for variably focusing and mass resolving an ion beam in an ion implanter |
| US6207964B1 (en) * | 1999-02-19 | 2001-03-27 | Axcelis Technologies, Inc. | Continuously variable aperture for high-energy ion implanter |
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| US6423976B1 (en) * | 1999-05-28 | 2002-07-23 | Applied Materials, Inc. | Ion implanter and a method of implanting ions |
| JP3727047B2 (ja) * | 1999-07-30 | 2005-12-14 | 住友イートンノバ株式会社 | イオン注入装置 |
| JP2001308027A (ja) * | 2000-04-25 | 2001-11-02 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP3941434B2 (ja) * | 2001-08-09 | 2007-07-04 | 日新イオン機器株式会社 | イオン注入装置およびその運転方法 |
| JP2009088500A (ja) | 2007-09-14 | 2009-04-23 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Ｓｏｉ基板の作製方法 |
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| US8884244B1 (en) * | 2013-10-22 | 2014-11-11 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Dual mode ion implanter |
| US8993980B1 (en) | 2013-10-22 | 2015-03-31 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Dual stage scanner for ion beam control |
| CN113793797A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-12-14 | 延边大学 | 一种可分离同分异构体碎片离子的质谱仪 |
| CN116390324B (zh) * | 2023-05-25 | 2023-08-29 | 之江实验室 | 狭缝波导加速结构和基于狭缝波导加速结构的加速器 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1149632A (en) * | 1965-06-11 | 1969-04-23 | Ass Elect Ind | Improvements relating to mass spectrometers |
| DE2326279A1 (de) * | 1973-05-23 | 1974-12-19 | Siemens Ag | Ionenstrahlschnellschaltung zur erzielung definierter festkoerperdotierungen durch ionenimplantation |
| US4017403A (en) * | 1974-07-31 | 1977-04-12 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Ion beam separators |
| JPS56156662A (en) * | 1980-05-02 | 1981-12-03 | Hitachi Ltd | Device for ion implantation |
| JPS57182956A (en) * | 1981-05-07 | 1982-11-11 | Hitachi Ltd | Ion-implantation device |
| US4550258A (en) * | 1982-07-27 | 1985-10-29 | Nippon Telegraph & Telephone Public Corporation | Aperture structure for charged beam exposure |
| DE3332949A1 (de) * | 1983-09-13 | 1985-04-04 | Finnigan MAT GmbH, 2800 Bremen | Vorrichtung zur einstellung von spaltweiten bei spektrometern |
| DE3522340A1 (de) * | 1985-06-22 | 1987-01-02 | Finnigan Mat Gmbh | Linsenanordnung zur fokussierung von elektrisch geladenen teilchen und massenspektrometer mit einer derartigen linsenanordnung |
| US4881010A (en) * | 1985-10-31 | 1989-11-14 | Harris Semiconductor Patents, Inc. | Ion implantation method and apparatus |
| GB8619775D0 (en) * | 1986-08-14 | 1986-09-24 | Millspin Ltd | Ion beam dosimetry |
| US4851693A (en) * | 1988-06-03 | 1989-07-25 | Varian Associates, Inc. | Compensated scan wave form generator for ion implantation equipment |
| GB2233124B (en) * | 1989-06-06 | 1994-02-09 | Mitsubishi Electric Corp | Ion implantation apparatus |
-
1990
- 1990-10-22 JP JP2283868A patent/JP3034009B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-10-21 GB GB9122283A patent/GB2250859A/en not_active Withdrawn
- 1991-10-22 US US07/780,198 patent/US5216253A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9122283D0 (en) | 1991-12-04 |
| US5216253A (en) | 1993-06-01 |
| JPH04160744A (ja) | 1992-06-04 |
| GB2250859A (en) | 1992-06-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |