JP3660457B2 - イオン発生装置及びイオン照射装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体装置等の製造に用いるイオン発生装置、イオン照射装置及びイオン照射方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
イオン注入法（イオン照射法）は、半導体基板に硼素（Ｂ）、燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）等の不純物を導入してｐｎ接合を形成する方法として、広く用いられている。このイオン注入法によれば、目的とする場所に不純物の濃度と深さを精密にコントロールして導入することができる。
【０００３】
イオン注入装置（イオン照射装置）の心臓部となるイオン源チャンバーには、熱電極を用いたフリーマン型及びバーナス型、マグネトロンを用いたマイクロ波型がある。
【０００４】
図４は、バーナス型のイオン源チャンバーの断面構造を示したものであり、同図（ａ）はチャンバーの上面に平行な断面を、同図（ｂ）はチャンバーの側面に平行な断面をそれぞれ示したものである。アークチャンバー２１の一方の端面には絶縁支持部２５及びリフレクター２６（スペーサー）を介してフィラメント２７が設けてあり、アークチャンバー２１の他方の端面には絶縁支持部２５を介して対向電極２４が設けてある。ガス導入口２２から例えばＡｒガスを供給するとともに、フィラメント２７から熱電子を放出させ、対向電極２４によって熱電子の運動方向を反対方向に偏向することにより、アークチャンバー２１内に導入されたＡｒガスとの衝突確率を高めてイオン化を行う。そして、フロントプレート２８に設けたイオン引き出し口２３からイオンが取り出される。
【０００５】
図５は、フリーマン型のイオン源チャンバーの断面構造を示したものであり、同図（ａ）はチャンバーの上面に平行な断面を、同図（ｂ）はチャンバーの側面に平行な断面をそれぞれ示したものである。アークチャンバー４１の対向する面にそれぞれ絶縁支持部４５を介してリフレクター４６が設けてあり、この対向するリフレクター４６間に棒状のフィラメント４７が設けてある。このフィラメント４７から熱電子を放出させてプラズマを生じさせるとともに、電磁石５０によるフィラメント４７に平行な磁界と、フィラメント電流による回転磁界を発生させ、リフレクタ４６の作用によってアークチャンバー４１内で電子を複雑に運動させることにより、フィラメント４７から放出される熱電子とガス導入口４２から供給させるガスとの衝突確率を高めている。そして、フロントプレート４８に設けたイオン引き出し口４３からイオンが取り出される。
【０００６】
図６は、マイクロ波型のイオン源チャンバーの断面構造を示したものである。これは、マグネトロン６１で発生したマイク口波を導波管６２を通して放電箱６３に導き、放電箱６３内でプラズマを発生させ、引き出し電極６４を通してイオンを取り出すというものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなイオン照射装置（イオン発生装置）の場合、一般的には、ガス或いは固体を昇華させてその蒸気をアークチャンバー内に導入し、イオン化放電を行っている。しかしながら、例えばＢ（ボロン）、Ｔｉ（チタン）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）といった１０００℃以上の高融点を有する金属をイオン化させるためには、使用限界温度が約８００℃のベーパライザー（昇温ルツボ）等を用いて固体から蒸気を得ることは不可能である。例えば、Ｔｉで１０-4ｔｏｒｒの蒸気圧を得るためには、１４４２℃の高温に加熱する必要がある。
【０００８】
そこで、このような高融点金属のイオン化を行うためには、例えば塩素と結び付けて特殊材料ガスとして使用する方法が取られている。例えば、Ｔｉに対しては、ＴｉＣｌ2 、Ｆｅに対してはＦｅＣｌ2 ，Ｃｏに対してはＣｏＣｌ2 など、塩素と結び付けたガスが使用されている。これは、塩素との結びつきが極めて安定であり、容易に形成できるためである。
【０００９】
しかしながら、このような塩素系ガスを使用した場合には、アークチャンバー内でのエッチング反応が強い。したがって、熱電子を放出させるフィラメントをも腐食してしまい、安定なアーク放電が得られず、長時間の作業は極めて困難であった。また、Ｉｒ（イリジウム）、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）といった金属に対しては、その化合物が極めて不安定でガスとしての生成が困難であり、また、１０００℃以上の高融点金属、アルカリ金属であることから、ベーパライザーによって蒸気を得ることも困難であり、事実上イオン化は不可能であった。
【００１０】
本発明の目的は、容易かつ安定的に所望のイオンを発生させることが可能なイオン発生装置、イオン照射装置及びイオン照射方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明におけるイオン発生装置は、容器と、所望のイオンを生じさせるための材料からなる材料板を前記容器内に保持する保持手段と、前記容器内にプラズマを発生させることにより前記保持手段に保持された材料板をスパッタリングして所望のイオンを発生させるプラズマ発生手段と、前記材料板に対するスパッタリングに用いるガスを前記容器内に導入するガス導入手段と、前記材料板に対するスパッタリングで生じたイオンを前記容器外に導出するイオン導出手段とを有する。
【００１２】
また、本発明におけるイオン発生装置は、容器と、所望のイオンを生じさせるための材料からなり前記容器内に保持された材料板と、前記容器内にプラズマを発生させることにより前記材料板をスパッタリングして所望のイオンを発生させるプラズマ発生手段と、前記材料板に対するスパッタリングに用いるガスを前記容器内に導入するガス導入手段と、前記材料板に対するスパッタリングで生じたイオンを前記容器外に導出するイオン導出手段とを有する。
【００１３】
本発明におけるイオン照射装置は、容器と、所望のイオンを生じさせるための材料からなる材料板を前記容器内に保持する保持手段と、前記容器内にプラズマを発生させることにより前記保持手段に保持された材料板をスパッタリングして所望のイオンを発生させるプラズマ発生手段と、前記材料板に対するスパッタリングに用いるガスを前記容器内に導入するガス導入手段と、前記材料板に対するスパッタリングで生じたイオンを前記容器外に導出するイオン導出手段と、このイオン導出手段で導出されたイオンを該イオンが照射される試料に誘導する誘導手段とを有する。
【００１４】
前記保持手段としては、例えば前記容器の内壁面に沿って設けたスリットを用いることができる。
【００１５】
前記材料板は前記容器の内壁面上の少なくとも一部に設置されていることが好ましい。
【００１６】
また、前記プラズマ発生手段は熱電子を放出するフィラメントを用いて構成するとが好ましい。
【００１７】
また、前記材料板には、前記プラズマ発生手段でイオン化される所望の金属 （高融点金属やアルカリ金属）の単体を用いて構成してもよいし、該金属を含む化合物（何種類かの高融点金属やアルカリ金属の化合物）を用いて構成してもよい。
【００１８】
前記イオン発生装置及びイオン照射装置によれば、容器内に設けた材料板をスパッタリングすることにより所望のイオンを発生させるので、例えば高融点金属やアルカリ金属等であっても容易かつ安定的にイオンを発生させることができる。したがって、例えば半導体装置の製造におけるイオン注入工程に用いることにより、大きな効果を発揮することができる。
【００１９】
また、容器の内壁面に沿ってスリット（溝）を設け、このスリットに材料板を保持するようにすれば、材料板を容易に交換することができる。
【００２０】
本発明におけるイオン照射方法は、所望のイオンを生じさせるための材料からなる材料板が保持された容器内にスパッタリングガスを導入する工程と、前記容器内にプラズマを発生させることにより前記スパッタリングガスを用いて前記材料板をスパッタリングして所望のイオンを発生する工程と、前記スパッタリングによって生じたイオンを前記容器外に導出する工程と、前記容器外に導出されたイオンを所望の試料に照射する工程とを有する。
【００２１】
前記イオン照射方法によれば、容器内に設けた材料板をスパッタリングすることにより所望のイオンを発生させ、このイオンを所望の試料に照射するので、例えば高融点金属やアルカリ金属等であっても容易かつ安定的にイオンを発生させ、これを所望の試料に照射することができる。
【００２２】
また、本発明におけるイオン照射方法は、所望のイオンを生じさせるための材料が保持された容器内にスパッタリングガスを導入する工程と、前記容器内にプラズマを発生させることにより前記スパッタリングガスを用いて前記容器内に保持された材料をスパッタリングしてクラスタ状のイオンを発生する工程と、スパッタリングによって生じた前記クラスタ状のイオンを前記容器外に導出する工程と、前記容器外に導出された前記クラスタ状のイオンを所望の試料に照射する工程とを有する。
【００２３】
前記イオン照射方法によれば、スパッタリングによってイオンを発生させるため、クラスタ状のイオン（例えばＢ12）を発生させることが可能である。このようなクラスタ状のイオンを試料に照射（注入）することにより、従来よりも浅い領域にイオンを導入することが可能になるとともに、イオンの輸送量を少なくすることができるため照射時間（注入時間）の短縮をはかることが可能となる。したがって、例えばＭＯＳトランジスタのソース・ドレインの拡散層形成に用いた場合には、短い注入時間で浅い接合を形成することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００２５】
まず、図１を参照して、イオン照射装置の全体構成の概要を説明する。なお、本発明は、後述するようにイオン発生装置となるイオン源チャンバー１にその大きな特徴があり、図１に示したその他の構成は従来のイオン照射装置の構成と同様である。
【００２６】
図１に示したイオン照射装置では、まずイオン源チャンバー１でイオンが生成され（その詳細については後述する。）、このイオンが引き出し電極２によって引き出され、分離電磁石３によって質量分離される。続いて、スリット４で完全に分離された所望のイオンを、加速器５によって最終エネルギーまで加速又は減速する。そして、イオンビームが四極レンズ６によって試料１２（例えば半導体基板）の表面に収束点を持つように収束される。続いて、走査電極７及び８により試料面全体で注入量が一様に分布するよう走査される。そして、残留ガスとの衝突で生じる中性粒子を除去するために偏向電極９によりイオンビームが曲げられ、マスク１０を通して試料１２表面にイオンビームが照射される。１１はアースである。
【００２７】
以下、図１に示したイオン源チャンバー１（イオン発生装置）及びその使用方法等の詳細について、図２及び図３を参照して説明する。
【００２８】
まず、図２を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
【００２９】
図２は、本実施形態に係るバーナス型のイオン源チャンバーの断面構造を示したものであり、同図（ａ）はチャンバーの上面に平行な断面を、同図（ｂ）はチャンバーの横方向の側面に平行な断面を、同図（ｃ）はチャンバーの縦方向の側面に平行な断面を、それぞれ示したものである。
【００３０】
基本的な構成は、図４に示した従来のバーナス型のイオン源チャンバーの構成と同様である。すなわち、タングステンを主成分として構成されたアークチャンバー２１の一方の端面には絶縁支持部２５及びリフレクター２６（スペーサー）を介してタングステンフィラメント２７が設けてあり、アークチャンバー２１の他方の端面には絶縁支持部２５を介して対向電極２４が設けてある。そして、ガス導入口２２からはＡｒガスが供給され、フロントプレート２８に設けたイオン引き出し口２３から所望のイオンが取り出される。
【００３１】
本実施形態におけるイオン発生装置では、アークチャンバー２１の内壁に沿ってスリット３１を設け、このスリット３１に所望のイオンを取り出すための材料板２９を着脱自在に保持している。したがって、取り出したいイオンに応じて材料板を簡単に取り替えることができる。そして、フィラメント２７から熱電子を放出させてプラズマを発生させ、Ａｒガスのスパッタ作用によりに材料板２９から所望のイオンを取り出すようにしている。
【００３２】
材料板２９は、アークチャンバー２１の内壁面上の少なくとも一部に設置されていればよいが、より好ましくはフィラメント２７及び対向電極２４が取り付けられている一対の対向面以外の四つの内壁面の少なくとも一つ以上の面上に設置されていればよい。また、材料板２９は、材料板２９が設置される面の少なくとも一部に設置されればよいが、その面全体に設置した方がスパッタリングの効率がよい。また、材料板２９の構成材料には、イオン化される所望の金属の単体又は該金属を含む化合物が用いられる。
【００３３】
本実施形態では、材料板２９の構成材料にＴｉを用い、これをアークチャンバー２１の内壁面のうち一対の側壁面及び底面の３面に設置している。ガス導入口２２よりＡｒガスを供給するとともに、フィラメント２７から熱電子を放出させると、Ａｒガスによるスパッタリング効果により材料板２９からＴｉが導出され、放電によりイオン化される。発生したＴｉイオン及びＡｒイオンは、引き出し口２３を通して引き出されるが、このうち分離電磁石によりＴｉイオンのみを取り出し、試料へのイオン注入を行った。この場合、加速電圧１５０ｋｅＶで約４ｍＡのビーム電流が約４０時間（従来の約１０倍）安定して得られた。
【００３４】
一方、図４に示した従来型のイオン源チャンバーにＴｉＣｌ2 ガスを導入してイオン化を行った場合には、ＴｉＣｌ2 から分離したＣｌイオン又はラジカルが、タングステンを主成分とするアークチャンバーの内壁面をエッチングする他、タングステンフィラメントまでもエッチングしてしまうため、フィラメントの細線化が著しくなって抵抗増大を招き、アーク放電に必要な制御ができなくなってしまう。その結果、使用時間約６時間で異常放電が多発し、イオン打ち込みができなくなってしまった。
【００３５】
このように、Ｔｉのイオン化を塩素系ガスを用いて行う限り、アークチャンバ−の内壁面及びタングステンフィラメントには、イオン化により発生する塩素イオンや塩素ラジカルによるエッチング反応が起こり、これを回避することはできない。
【００３６】
本実施形態のように、Ｔｉの材料板をアークチャンバ−の内壁面に設置し、Ａｒガスのスパッタリング効果を利用してイオン化を行う場合には、フィラメントへのエッチング反応は起こらず、極めて安定的に長時間イオン化を行うことが可能である。
【００３７】
つぎに、図３を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
【００３８】
図３は、本実施形態に係るフリーマン型のイオン源チャンバーの断面構造を示したものであり、同図（ａ）はチャンバーの上面に平行な断面を、同図（ｂ）はチャンバーの横方向の側面に平行な断面を、同図（ｃ）はチャンバーの縦方向の側面に平行な断面を、それぞれ示したものである。
【００３９】
基本的な構成は、図５に示した従来のフリーマン型のイオン源チャンバーの構成と同様である。すなわち、アークチャンバー４１の対向する面にそれぞれ絶縁支持部４５を介してリフレクター４６が設けてあり、この対向するリフレクター４６間に棒状のフィラメント４７が設けてある。そして、ガス導入口４２からはＡｒガスが供給され、フロントプレート４８に設けたイオン引き出し口４３から所望のイオンが取り出される。
【００４０】
本実施形態におけるイオン発生装置では、図２に示した例と同様、アークチャンバー４１の内壁に沿ってスリット５１を設け、このスリット５１に所望のイオンを取り出すための材料板４９を着脱自在に保持している。そして、フィラメント４７から熱電子を放出させてプラズマを発生させ、Ａｒガスのスパッタ作用によりに材料板４９から所望のイオンを取り出すようにしている。
【００４１】
材料板４９は、アークチャンバー４１の内壁面上の少なくとも一部に設置されていればよいが、より好ましくは一対のリフレクター４６が取り付けられている一対の対向面以外の四つの内壁面の少なくとも一つ以上の面上に設置されていればよい。また、材料板４９は、材料板４９が設置される面の少なくとも一部に設置されればよいが、その面全体に設置した方がスパッタリングの効率がよい。また、材料板４９の構成材料には、イオン化される所望の金属の単体又は該金属を含む化合物が用いられる。
【００４２】
本実施形態では、材料板４９の構成材料にＴｉを用い、これをモリブデンを用いたアークチャンバー４１の内壁面のうち一対の側壁面及び底面の３面に設置した。チャンバーのサイズは例えば横７ｃｍ、高さ４ｃｍ、奥行き４ｃｍである。直径約２ｍｍのフィラメント４７にはＷを使用している。
【００４３】
ガス導入口４２よりＡｒガスを供給するとともに、フィラメント４７から熱電子を放出させると、Ａｒガスによるスパッタリング効果により材料板４９からＴｉが導出され、放電によりイオン化される。発生したＴｉイオン及びＡｒイオンは、引き出し口４３を通して引き出されるが、このうち分離電磁石によりＴｉイオンのみを取り出し、試料へのイオン注入を行う。
【００４４】
なお、絶縁支持部材４５は、チャンバー４１の外側から取り付けられた状態となっている。これにより、チャンバー４１とスペーサー４６との間において狭い空間が形成され、絶縁支持部材４５が直接プラズマに晒されるのが防止される。ここで、図３に示すように、この空間を構成する領域に対応する部分の長さをｘ及びｙとすると、ｘ／ｙが１以上となるような構造としている。このようにすることで、絶縁支持部材４５が直接プラズマに晒されないことに加え、ランダムに運動するイオンやラジカル等の絶縁支持部材４５への侵入が防止される。よって、金属をイオン化することで懸念される絶縁不良を抑制することができる。
【００４５】
本実施形態では、ｙを２〜３ｍｍとし、ｘを３〜４ｍｍとしている。ｘ／ｙを１以上とすることで隙間が狭くなり、脱離した金属が隙間部分に付着することによってショートが生じる可能性はあるが、従来よりも絶縁不良に対する抑制効果を高くすることができる。
【００４６】
このような構造とすることにより、従来のフリーマン型のイオン源チャンバーの問題であった絶縁不良の問題を抑制している。このような構造と、塩素系ガスを使用しないことにより、フィラメントの寿命が改善され、長時間安定したＴｉのイオン化が可能となる。
【００４７】
つぎに、図２を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。
【００４８】
本実施形態は、先に説明した第１実施形態と同様のバーナス型のイオン源チャンバーを用いており、イオン源チャンバーの基本的な構成や材料板の設置位置等については第１実施形態と同様であるため、これらの詳細な説明は第１実施形態の対応する説明を参照するものとする。
【００４９】
本実施形態では、材料板２９の構成材料にＢ（ボロン）を用い、これをアークチャンバー２１の内壁面のうち一対の側壁面及び底面の３面に設置している。ガス導入口２２よりＡｒガスを供給するとともに、フィラメント２７から熱電子を放出させると、Ａｒガスによるスパッタリング効果により材料板２９からボロンが導出される。この場合、単体のボロンの他にクラスタ状のボロン（Ｂ12等）が導出され、クラスタ状のボロンはフィラメント２７から放出される熱電子と衝突してイオン化する。したがって、クラスタの形態のままイオン化することが可能となる。総電流量に対して、単体Ｂが約４５％、クラスタ状のボロンが約４０％、その他の多価イオンが約１５％であった。発生したＢイオンのうち、所望のＢイオンのみを分離電磁石によって分離すれば、例えばＢ12のみを取り出して試料に照射することができる。
【００５０】
このように、クラスタ状のイオンを試料に照射（注入）することにより、同じ加速電圧でも、より浅い領域にＢ等のイオンを導入することが可能になる。また、イオンの輸送量を少なくすることができるため照射時間（注入時間）の短縮をはかることが可能となる。
【００５１】
一方、図５に示した従来型のイオン源チャンバーにＢＦ3 ガスを導入してイオン化を行った場合には、総電流量に対して、単体Ｂが約２０％、ＢＦ2 の形態が約６０％、その他の多価イオンやＢＦ+ 、Ｆ+ 等の形態が約２０％であった。したがって、クラスタ状のＢイオンが得られないばかりか、単体Ｂを効率よく取り出すことも困難である。
【００５２】
以上説明した装置は、例えば半導体装置の製造に適用することが可能である。例えば、半導体基板にＢイオンを導入することにより、ＭＯＳトランジスタのソース・ドレインの不純物拡散層を形成することができる。特にクラスタ状のイオン（例えばＢ12）を導入することにより、“単体Ｂイオン注入の加速電圧×クラスタイオンの個数（ここでは１２個）”でイオン注入時の加速電圧を設定できることから、低加速化に伴うスループットの低下や、注入時の反射及びスパッタリング効果に伴う実効注入量の低下を引き起こすことなく、極めて容易に不純物を導入することが可能となる。また、イオン輸送量（ドーズ）も“単体Ｂイオン注入時のドーズ（個数）／クラスタイオンの個数（ここでは１２個）”で制御できることから、極めて容易に短時間で所望の不純物量を基板に導入することが可能となる。
【００５３】
また、酸化膜中にタンタル、イリジウム等の高融点金属やアルカリ金属を注入することにより、高誘電体に対する電極を形成することも可能である。さらに、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ等のイオンをシリコン基板に注入し、６００℃以上の温度で加熱してＴｉＳｉ2 、ＣｏＳｉ2 、ＮｉＳｉ2 等を形成することにより、拡散層抵抗を低減したり、拡散層と配線との間の接触抵抗を低減することも可能である。
なお、本発明は、以上説明した各実施形態に限定されるものではない。
【００５４】
以上説明した各実施形態では、イオン化される金属としてＴｉやＢを用いて説明したが、その他の高融点金属やアルカリ金属を用いることができる。
【００５５】
また、材料板に用いる材料は１種類である必要はなく、各内壁面上に互いに異なる材料（互いに異なる高融点金属やアルカリ金属）を用いた材料板を設置するようにしてもよい。この場合、多種の高融点金属やアルカリ金属を同時にイオン化することが可能であり、電離磁石によって質量分離することで、イオンの選択をすることが可能である。
【００５６】
また、以上説明した各実施形態では、スパッタリングを行うためのサポートガスとしてＡｒを用いて説明したが、その他のサポートガスを用いることも可能である。また、フィラメントやチャンバーには、タングステン以外の材料を用いることも可能である。
【００５７】
さらに、以上説明した各実施形態では、フリーマン型イオン源或いはバーナス型イオン源を用いる方式について説明したが、その他の方式に対して適用することも可能である。
【００５８】
その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施可能である。
【００５９】
【発明の効果】
本発明では、容器内に設けた材料板をスパッタリングすることにより所望のイオンを発生させるので、例えば高融点金属やアルカリ金属等であっても容易かつ安定的にイオンを発生させることができる。したがって、例えば半導体装置の製造におけるイオン注入工程に用いることにより、大きな効果を発揮することができる。
【００６０】
また、本発明では、スパッタリングによってイオンを発生させるため、クラスタ状のイオンを発生させることが可能である。このようなクラスタ状のイオンを試料に照射することにより、“単体Ｂイオン注入の加速電圧×クラスタイオンの個数”でイオン注入時の加速電圧を制御できることから、浅い領域への不純物の導入が極めて容易になり、かつ、イオン輸送量（ドーズ）は、“単体Ｂイオン注入時のドーズ／クラスタイオンの個数”で制御できるために、イオンの輸送量を実効的に少なくすることが可能となり、注入時間の短縮をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るイオン照射装置の全体構成についてその一例を示した図。
【図２】本発明に係るイオン発生装置の一例を示した図。
【図３】本発明に係るイオン発生装置の他の例を示した図。
【図４】従来技術に係るイオン発生装置の一例を示した図。
【図５】従来技術に係るイオン発生装置の他の例を示した図。
【図６】従来技術に係るイオン発生装置の他の例を示した図。
【符号の説明】
２１、４１…アークチャンバー（容器）
２２、４２…ガス導入口（ガス導入手段）
２３、４３…イオン引き出し口（イオン導出手段）
２７、４７…フィラメント（プラズマ発生手段）
２９、４９…材料板
３１、５１…スリット（保持手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体装置等の製造に用いるイオン発生装置、イオン照射装置及びイオン照射方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
イオン注入法（イオン照射法）は、半導体基板に硼素（Ｂ）、燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）等の不純物を導入してｐｎ接合を形成する方法として、広く用いられている。このイオン注入法によれば、目的とする場所に不純物の濃度と深さを精密にコントロールして導入することができる。
【０００３】
イオン注入装置（イオン照射装置）の心臓部となるイオン源チャンバーには、熱電極を用いたフリーマン型及びバーナス型、マグネトロンを用いたマイクロ波型がある。
【０００４】
図４は、バーナス型のイオン源チャンバーの断面構造を示したものであり、同図（ａ）はチャンバーの上面に平行な断面を、同図（ｂ）はチャンバーの側面に平行な断面をそれぞれ示したものである。アークチャンバー２１の一方の端面には絶縁支持部２５及びリフレクター２６（スペーサー）を介してフィラメント２７が設けてあり、アークチャンバー２１の他方の端面には絶縁支持部２５を介して対向電極２４が設けてある。ガス導入口２２から例えばＡｒガスを供給するとともに、フィラメント２７から熱電子を放出させ、対向電極２４によって熱電子の運動方向を反対方向に偏向することにより、アークチャンバー２１内に導入されたＡｒガスとの衝突確率を高めてイオン化を行う。そして、フロントプレート２８に設けたイオン引き出し口２３からイオンが取り出される。
【０００５】
図５は、フリーマン型のイオン源チャンバーの断面構造を示したものであり、同図（ａ）はチャンバーの上面に平行な断面を、同図（ｂ）はチャンバーの側面に平行な断面をそれぞれ示したものである。アークチャンバー４１の対向する面にそれぞれ絶縁支持部４５を介してリフレクター４６が設けてあり、この対向するリフレクター４６間に棒状のフィラメント４７が設けてある。このフィラメント４７から熱電子を放出させてプラズマを生じさせるとともに、電磁石５０によるフィラメント４７に平行な磁界と、フィラメント電流による回転磁界を発生させ、リフレクタ４６の作用によってアークチャンバー４１内で電子を複雑に運動させることにより、フィラメント４７から放出される熱電子とガス導入口４２から供給させるガスとの衝突確率を高めている。そして、フロントプレート４８に設けたイオン引き出し口４３からイオンが取り出される。
【０００６】
図６は、マイクロ波型のイオン源チャンバーの断面構造を示したものである。これは、マグネトロン６１で発生したマイク口波を導波管６２を通して放電箱６３に導き、放電箱６３内でプラズマを発生させ、引き出し電極６４を通してイオンを取り出すというものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなイオン照射装置（イオン発生装置）の場合、一般的には、ガス或いは固体を昇華させてその蒸気をアークチャンバー内に導入し、イオン化放電を行っている。しかしながら、例えばＢ（ボロン）、Ｔｉ（チタン）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）といった１０００℃以上の高融点を有する金属をイオン化させるためには、使用限界温度が約８００℃のベーパライザー（昇温ルツボ）等を用いて固体から蒸気を得ることは不可能である。例えば、Ｔｉで１０-4ｔｏｒｒの蒸気圧を得るためには、１４４２℃の高温に加熱する必要がある。
【０００８】
そこで、このような高融点金属のイオン化を行うためには、例えば塩素と結び付けて特殊材料ガスとして使用する方法が取られている。例えば、Ｔｉに対しては、ＴｉＣｌ2 、Ｆｅに対してはＦｅＣｌ2 ，Ｃｏに対してはＣｏＣｌ2 など、塩素と結び付けたガスが使用されている。これは、塩素との結びつきが極めて安定であり、容易に形成できるためである。
【０００９】
しかしながら、このような塩素系ガスを使用した場合には、アークチャンバー内でのエッチング反応が強い。したがって、熱電子を放出させるフィラメントをも腐食してしまい、安定なアーク放電が得られず、長時間の作業は極めて困難であった。また、Ｉｒ（イリジウム）、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）といった金属に対しては、その化合物が極めて不安定でガスとしての生成が困難であり、また、１０００℃以上の高融点金属、アルカリ金属であることから、ベーパライザーによって蒸気を得ることも困難であり、事実上イオン化は不可能であった。
【００１０】
本発明の目的は、容易かつ安定的に所望のイオンを発生させることが可能なイオン発生装置、イオン照射装置及びイオン照射方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明におけるイオン発生装置は、容器と、所望のイオンを生じさせるための材料からなる材料板を前記容器内に保持する保持手段と、前記容器内にプラズマを発生させることにより前記保持手段に保持された材料板をスパッタリングして所望のイオンを発生させるプラズマ発生手段と、前記材料板に対するスパッタリングに用いるガスを前記容器内に導入するガス導入手段と、前記材料板に対するスパッタリングで生じたイオンを前記容器外に導出するイオン導出手段とを有する。
【００１２】
また、本発明におけるイオン発生装置は、容器と、所望のイオンを生じさせるための材料からなり前記容器内に保持された材料板と、前記容器内にプラズマを発生させることにより前記材料板をスパッタリングして所望のイオンを発生させるプラズマ発生手段と、前記材料板に対するスパッタリングに用いるガスを前記容器内に導入するガス導入手段と、前記材料板に対するスパッタリングで生じたイオンを前記容器外に導出するイオン導出手段とを有する。
【００１３】
本発明におけるイオン照射装置は、容器と、所望のイオンを生じさせるための材料からなる材料板を前記容器内に保持する保持手段と、前記容器内にプラズマを発生させることにより前記保持手段に保持された材料板をスパッタリングして所望のイオンを発生させるプラズマ発生手段と、前記材料板に対するスパッタリングに用いるガスを前記容器内に導入するガス導入手段と、前記材料板に対するスパッタリングで生じたイオンを前記容器外に導出するイオン導出手段と、このイオン導出手段で導出されたイオンを該イオンが照射される試料に誘導する誘導手段とを有する。
【００１４】
前記保持手段としては、例えば前記容器の内壁面に沿って設けたスリットを用いることができる。
【００１５】
前記材料板は前記容器の内壁面上の少なくとも一部に設置されていることが好ましい。
【００１６】
また、前記プラズマ発生手段は熱電子を放出するフィラメントを用いて構成するとが好ましい。
【００１７】
また、前記材料板には、前記プラズマ発生手段でイオン化される所望の金属 （高融点金属やアルカリ金属）の単体を用いて構成してもよいし、該金属を含む化合物（何種類かの高融点金属やアルカリ金属の化合物）を用いて構成してもよい。
【００１８】
前記イオン発生装置及びイオン照射装置によれば、容器内に設けた材料板をスパッタリングすることにより所望のイオンを発生させるので、例えば高融点金属やアルカリ金属等であっても容易かつ安定的にイオンを発生させることができる。したがって、例えば半導体装置の製造におけるイオン注入工程に用いることにより、大きな効果を発揮することができる。
【００１９】
また、容器の内壁面に沿ってスリット（溝）を設け、このスリットに材料板を保持するようにすれば、材料板を容易に交換することができる。
【００２０】
本発明におけるイオン照射方法は、所望のイオンを生じさせるための材料からなる材料板が保持された容器内にスパッタリングガスを導入する工程と、前記容器内にプラズマを発生させることにより前記スパッタリングガスを用いて前記材料板をスパッタリングして所望のイオンを発生する工程と、前記スパッタリングによって生じたイオンを前記容器外に導出する工程と、前記容器外に導出されたイオンを所望の試料に照射する工程とを有する。
【００２１】
前記イオン照射方法によれば、容器内に設けた材料板をスパッタリングすることにより所望のイオンを発生させ、このイオンを所望の試料に照射するので、例えば高融点金属やアルカリ金属等であっても容易かつ安定的にイオンを発生させ、これを所望の試料に照射することができる。
【００２２】
また、本発明におけるイオン照射方法は、所望のイオンを生じさせるための材料が保持された容器内にスパッタリングガスを導入する工程と、前記容器内にプラズマを発生させることにより前記スパッタリングガスを用いて前記容器内に保持された材料をスパッタリングしてクラスタ状のイオンを発生する工程と、スパッタリングによって生じた前記クラスタ状のイオンを前記容器外に導出する工程と、前記容器外に導出された前記クラスタ状のイオンを所望の試料に照射する工程とを有する。
【００２３】
前記イオン照射方法によれば、スパッタリングによってイオンを発生させるため、クラスタ状のイオン（例えばＢ12）を発生させることが可能である。このようなクラスタ状のイオンを試料に照射（注入）することにより、従来よりも浅い領域にイオンを導入することが可能になるとともに、イオンの輸送量を少なくすることができるため照射時間（注入時間）の短縮をはかることが可能となる。したがって、例えばＭＯＳトランジスタのソース・ドレインの拡散層形成に用いた場合には、短い注入時間で浅い接合を形成することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００２５】
まず、図１を参照して、イオン照射装置の全体構成の概要を説明する。なお、本発明は、後述するようにイオン発生装置となるイオン源チャンバー１にその大きな特徴があり、図１に示したその他の構成は従来のイオン照射装置の構成と同様である。
【００２６】
図１に示したイオン照射装置では、まずイオン源チャンバー１でイオンが生成され（その詳細については後述する。）、このイオンが引き出し電極２によって引き出され、分離電磁石３によって質量分離される。続いて、スリット４で完全に分離された所望のイオンを、加速器５によって最終エネルギーまで加速又は減速する。そして、イオンビームが四極レンズ６によって試料１２（例えば半導体基板）の表面に収束点を持つように収束される。続いて、走査電極７及び８により試料面全体で注入量が一様に分布するよう走査される。そして、残留ガスとの衝突で生じる中性粒子を除去するために偏向電極９によりイオンビームが曲げられ、マスク１０を通して試料１２表面にイオンビームが照射される。１１はアースである。
【００２７】
以下、図１に示したイオン源チャンバー１（イオン発生装置）及びその使用方法等の詳細について、図２及び図３を参照して説明する。
【００２８】
まず、図２を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
【００２９】
図２は、本実施形態に係るバーナス型のイオン源チャンバーの断面構造を示したものであり、同図（ａ）はチャンバーの上面に平行な断面を、同図（ｂ）はチャンバーの横方向の側面に平行な断面を、同図（ｃ）はチャンバーの縦方向の側面に平行な断面を、それぞれ示したものである。
【００３０】
基本的な構成は、図４に示した従来のバーナス型のイオン源チャンバーの構成と同様である。すなわち、タングステンを主成分として構成されたアークチャンバー２１の一方の端面には絶縁支持部２５及びリフレクター２６（スペーサー）を介してタングステンフィラメント２７が設けてあり、アークチャンバー２１の他方の端面には絶縁支持部２５を介して対向電極２４が設けてある。そして、ガス導入口２２からはＡｒガスが供給され、フロントプレート２８に設けたイオン引き出し口２３から所望のイオンが取り出される。
【００３１】
本実施形態におけるイオン発生装置では、アークチャンバー２１の内壁に沿ってスリット３１を設け、このスリット３１に所望のイオンを取り出すための材料板２９を着脱自在に保持している。したがって、取り出したいイオンに応じて材料板を簡単に取り替えることができる。そして、フィラメント２７から熱電子を放出させてプラズマを発生させ、Ａｒガスのスパッタ作用によりに材料板２９から所望のイオンを取り出すようにしている。
【００３２】
材料板２９は、アークチャンバー２１の内壁面上の少なくとも一部に設置されていればよいが、より好ましくはフィラメント２７及び対向電極２４が取り付けられている一対の対向面以外の四つの内壁面の少なくとも一つ以上の面上に設置されていればよい。また、材料板２９は、材料板２９が設置される面の少なくとも一部に設置されればよいが、その面全体に設置した方がスパッタリングの効率がよい。また、材料板２９の構成材料には、イオン化される所望の金属の単体又は該金属を含む化合物が用いられる。
【００３３】
本実施形態では、材料板２９の構成材料にＴｉを用い、これをアークチャンバー２１の内壁面のうち一対の側壁面及び底面の３面に設置している。ガス導入口２２よりＡｒガスを供給するとともに、フィラメント２７から熱電子を放出させると、Ａｒガスによるスパッタリング効果により材料板２９からＴｉが導出され、放電によりイオン化される。発生したＴｉイオン及びＡｒイオンは、引き出し口２３を通して引き出されるが、このうち分離電磁石によりＴｉイオンのみを取り出し、試料へのイオン注入を行った。この場合、加速電圧１５０ｋｅＶで約４ｍＡのビーム電流が約４０時間（従来の約１０倍）安定して得られた。
【００３４】
一方、図４に示した従来型のイオン源チャンバーにＴｉＣｌ2 ガスを導入してイオン化を行った場合には、ＴｉＣｌ2 から分離したＣｌイオン又はラジカルが、タングステンを主成分とするアークチャンバーの内壁面をエッチングする他、タングステンフィラメントまでもエッチングしてしまうため、フィラメントの細線化が著しくなって抵抗増大を招き、アーク放電に必要な制御ができなくなってしまう。その結果、使用時間約６時間で異常放電が多発し、イオン打ち込みができなくなってしまった。
【００３５】
このように、Ｔｉのイオン化を塩素系ガスを用いて行う限り、アークチャンバ−の内壁面及びタングステンフィラメントには、イオン化により発生する塩素イオンや塩素ラジカルによるエッチング反応が起こり、これを回避することはできない。
【００３６】
本実施形態のように、Ｔｉの材料板をアークチャンバ−の内壁面に設置し、Ａｒガスのスパッタリング効果を利用してイオン化を行う場合には、フィラメントへのエッチング反応は起こらず、極めて安定的に長時間イオン化を行うことが可能である。
【００３７】
つぎに、図３を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
【００３８】
図３は、本実施形態に係るフリーマン型のイオン源チャンバーの断面構造を示したものであり、同図（ａ）はチャンバーの上面に平行な断面を、同図（ｂ）はチャンバーの横方向の側面に平行な断面を、同図（ｃ）はチャンバーの縦方向の側面に平行な断面を、それぞれ示したものである。
【００３９】
基本的な構成は、図５に示した従来のフリーマン型のイオン源チャンバーの構成と同様である。すなわち、アークチャンバー４１の対向する面にそれぞれ絶縁支持部４５を介してリフレクター４６が設けてあり、この対向するリフレクター４６間に棒状のフィラメント４７が設けてある。そして、ガス導入口４２からはＡｒガスが供給され、フロントプレート４８に設けたイオン引き出し口４３から所望のイオンが取り出される。
【００４０】
本実施形態におけるイオン発生装置では、図２に示した例と同様、アークチャンバー４１の内壁に沿ってスリット５１を設け、このスリット５１に所望のイオンを取り出すための材料板４９を着脱自在に保持している。そして、フィラメント４７から熱電子を放出させてプラズマを発生させ、Ａｒガスのスパッタ作用によりに材料板４９から所望のイオンを取り出すようにしている。
【００４１】
材料板４９は、アークチャンバー４１の内壁面上の少なくとも一部に設置されていればよいが、より好ましくは一対のリフレクター４６が取り付けられている一対の対向面以外の四つの内壁面の少なくとも一つ以上の面上に設置されていればよい。また、材料板４９は、材料板４９が設置される面の少なくとも一部に設置されればよいが、その面全体に設置した方がスパッタリングの効率がよい。また、材料板４９の構成材料には、イオン化される所望の金属の単体又は該金属を含む化合物が用いられる。
【００４２】
本実施形態では、材料板４９の構成材料にＴｉを用い、これをモリブデンを用いたアークチャンバー４１の内壁面のうち一対の側壁面及び底面の３面に設置した。チャンバーのサイズは例えば横７ｃｍ、高さ４ｃｍ、奥行き４ｃｍである。直径約２ｍｍのフィラメント４７にはＷを使用している。
【００４３】
ガス導入口４２よりＡｒガスを供給するとともに、フィラメント４７から熱電子を放出させると、Ａｒガスによるスパッタリング効果により材料板４９からＴｉが導出され、放電によりイオン化される。発生したＴｉイオン及びＡｒイオンは、引き出し口４３を通して引き出されるが、このうち分離電磁石によりＴｉイオンのみを取り出し、試料へのイオン注入を行う。
【００４４】
なお、絶縁支持部材４５は、チャンバー４１の外側から取り付けられた状態となっている。これにより、チャンバー４１とスペーサー４６との間において狭い空間が形成され、絶縁支持部材４５が直接プラズマに晒されるのが防止される。ここで、図３に示すように、この空間を構成する領域に対応する部分の長さをｘ及びｙとすると、ｘ／ｙが１以上となるような構造としている。このようにすることで、絶縁支持部材４５が直接プラズマに晒されないことに加え、ランダムに運動するイオンやラジカル等の絶縁支持部材４５への侵入が防止される。よって、金属をイオン化することで懸念される絶縁不良を抑制することができる。
【００４５】
本実施形態では、ｙを２〜３ｍｍとし、ｘを３〜４ｍｍとしている。ｘ／ｙを１以上とすることで隙間が狭くなり、脱離した金属が隙間部分に付着することによってショートが生じる可能性はあるが、従来よりも絶縁不良に対する抑制効果を高くすることができる。
【００４６】
このような構造とすることにより、従来のフリーマン型のイオン源チャンバーの問題であった絶縁不良の問題を抑制している。このような構造と、塩素系ガスを使用しないことにより、フィラメントの寿命が改善され、長時間安定したＴｉのイオン化が可能となる。
【００４７】
つぎに、図２を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。
【００４８】
本実施形態は、先に説明した第１実施形態と同様のバーナス型のイオン源チャンバーを用いており、イオン源チャンバーの基本的な構成や材料板の設置位置等については第１実施形態と同様であるため、これらの詳細な説明は第１実施形態の対応する説明を参照するものとする。
【００４９】
本実施形態では、材料板２９の構成材料にＢ（ボロン）を用い、これをアークチャンバー２１の内壁面のうち一対の側壁面及び底面の３面に設置している。ガス導入口２２よりＡｒガスを供給するとともに、フィラメント２７から熱電子を放出させると、Ａｒガスによるスパッタリング効果により材料板２９からボロンが導出される。この場合、単体のボロンの他にクラスタ状のボロン（Ｂ12等）が導出され、クラスタ状のボロンはフィラメント２７から放出される熱電子と衝突してイオン化する。したがって、クラスタの形態のままイオン化することが可能となる。総電流量に対して、単体Ｂが約４５％、クラスタ状のボロンが約４０％、その他の多価イオンが約１５％であった。発生したＢイオンのうち、所望のＢイオンのみを分離電磁石によって分離すれば、例えばＢ12のみを取り出して試料に照射することができる。
【００５０】
このように、クラスタ状のイオンを試料に照射（注入）することにより、同じ加速電圧でも、より浅い領域にＢ等のイオンを導入することが可能になる。また、イオンの輸送量を少なくすることができるため照射時間（注入時間）の短縮をはかることが可能となる。
【００５１】
一方、図５に示した従来型のイオン源チャンバーにＢＦ3 ガスを導入してイオン化を行った場合には、総電流量に対して、単体Ｂが約２０％、ＢＦ2 の形態が約６０％、その他の多価イオンやＢＦ+ 、Ｆ+ 等の形態が約２０％であった。したがって、クラスタ状のＢイオンが得られないばかりか、単体Ｂを効率よく取り出すことも困難である。
【００５２】
以上説明した装置は、例えば半導体装置の製造に適用することが可能である。例えば、半導体基板にＢイオンを導入することにより、ＭＯＳトランジスタのソース・ドレインの不純物拡散層を形成することができる。特にクラスタ状のイオン（例えばＢ12）を導入することにより、“単体Ｂイオン注入の加速電圧×クラスタイオンの個数（ここでは１２個）”でイオン注入時の加速電圧を設定できることから、低加速化に伴うスループットの低下や、注入時の反射及びスパッタリング効果に伴う実効注入量の低下を引き起こすことなく、極めて容易に不純物を導入することが可能となる。また、イオン輸送量（ドーズ）も“単体Ｂイオン注入時のドーズ（個数）／クラスタイオンの個数（ここでは１２個）”で制御できることから、極めて容易に短時間で所望の不純物量を基板に導入することが可能となる。
【００５３】
また、酸化膜中にタンタル、イリジウム等の高融点金属やアルカリ金属を注入することにより、高誘電体に対する電極を形成することも可能である。さらに、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ等のイオンをシリコン基板に注入し、６００℃以上の温度で加熱してＴｉＳｉ2 、ＣｏＳｉ2 、ＮｉＳｉ2 等を形成することにより、拡散層抵抗を低減したり、拡散層と配線との間の接触抵抗を低減することも可能である。
なお、本発明は、以上説明した各実施形態に限定されるものではない。
【００５４】
以上説明した各実施形態では、イオン化される金属としてＴｉやＢを用いて説明したが、その他の高融点金属やアルカリ金属を用いることができる。
【００５５】
また、材料板に用いる材料は１種類である必要はなく、各内壁面上に互いに異なる材料（互いに異なる高融点金属やアルカリ金属）を用いた材料板を設置するようにしてもよい。この場合、多種の高融点金属やアルカリ金属を同時にイオン化することが可能であり、電離磁石によって質量分離することで、イオンの選択をすることが可能である。
【００５６】
また、以上説明した各実施形態では、スパッタリングを行うためのサポートガスとしてＡｒを用いて説明したが、その他のサポートガスを用いることも可能である。また、フィラメントやチャンバーには、タングステン以外の材料を用いることも可能である。
【００５７】
さらに、以上説明した各実施形態では、フリーマン型イオン源或いはバーナス型イオン源を用いる方式について説明したが、その他の方式に対して適用することも可能である。
【００５８】
その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施可能である。
【００５９】
【発明の効果】
本発明では、容器内に設けた材料板をスパッタリングすることにより所望のイオンを発生させるので、例えば高融点金属やアルカリ金属等であっても容易かつ安定的にイオンを発生させることができる。したがって、例えば半導体装置の製造におけるイオン注入工程に用いることにより、大きな効果を発揮することができる。
【００６０】
また、本発明では、スパッタリングによってイオンを発生させるため、クラスタ状のイオンを発生させることが可能である。このようなクラスタ状のイオンを試料に照射することにより、“単体Ｂイオン注入の加速電圧×クラスタイオンの個数”でイオン注入時の加速電圧を制御できることから、浅い領域への不純物の導入が極めて容易になり、かつ、イオン輸送量（ドーズ）は、“単体Ｂイオン注入時のドーズ／クラスタイオンの個数”で制御できるために、イオンの輸送量を実効的に少なくすることが可能となり、注入時間の短縮をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るイオン照射装置の全体構成についてその一例を示した図。
【図２】本発明に係るイオン発生装置の一例を示した図。
【図３】本発明に係るイオン発生装置の他の例を示した図。
【図４】従来技術に係るイオン発生装置の一例を示した図。
【図５】従来技術に係るイオン発生装置の他の例を示した図。
【図６】従来技術に係るイオン発生装置の他の例を示した図。
【符号の説明】
２１、４１…アークチャンバー（容器）
２２、４２…ガス導入口（ガス導入手段）
２３、４３…イオン引き出し口（イオン導出手段）
２７、４７…フィラメント（プラズマ発生手段）
２９、４９…材料板
３１、５１…スリット（保持手段）
Claims (6)
- 容器と、
所望のイオンを生じさせるための材料からなる材料板を前記容器内に保持する保持手段と、
前記容器内にプラズマを発生させることにより前記保持手段に保持された材料板をスパッタリングして所望のイオンを発生させるプラズマ発生手段と、
前記材料板に対するスパッタリングに用いるガスを前記容器内に導入するガス導入手段と、
前記材料板に対するスパッタリングで生じたイオンを前記容器外に導出するイオン導出手段と
を有し、
前記保持手段は前記容器の内壁面に沿って設けたスリットであることを特徴とするイオン発生装置。 - 前記プラズマ発生手段は熱電子を放出するフィラメントを用いて構成されていることを特徴とする請求項１に記載のイオン発生装置。
- 前記材料板は前記プラズマ発生手段でイオン化される所望の金属の単体又は該金属を含む化合物を用いて構成されていることを特徴とする請求項１に記載のイオン発生装置。
- 容器と、
所望のイオンを生じさせるための材料からなる材料板を前記容器内に保持する保持手段と、
前記容器内にプラズマを発生させることにより前記保持手段に保持された材料板をスパッタリングして所望のイオンを発生させるプラズマ発生手段と、
前記材料板に対するスパッタリングに用いるガスを前記容器内に導入するガス導入手段と、
前記材料板に対するスパッタリングで生じたイオンを前記容器外に導出するイオン導出手段と、
このイオン導出手段で導出されたイオンを該イオンが照射される試料に誘導する誘導手段と
を有し、
前記保持手段は前記容器の内壁面に沿って設けたスリットであることを特徴とするイオン照射装置。 - 所望のイオンを生じさせるための材料からなる材料板が保持手段によって保持された容器内にスパッタリングガスを導入する工程と、
前記容器内にプラズマを発生させることにより前記スパッタリングガスを用いて前記保持手段によって保持された材料板をスパッタリングして所望のイオンを発生する工程と、
前記スパッタリングによって生じたイオンを前記容器外に導出する工程と、
前記容器外に導出されたイオンを所望の試料に照射する工程と
を有し、
前記保持手段は前記容器の内壁面に沿って設けたスリットであることを特徴とするイオン照射方法。 - 所望のイオンを生じさせるための材料からなる材料板が保持手段によって保持された容器内にスパッタリングガスを導入する工程と、
前記容器内にプラズマを発生させることにより前記スパッタリングガスを用いて前記保持手段によって保持された材料板をスパッタリングしてクラスタ状のイオンを発生する工程と、
スパッタリングによって生じた前記クラスタ状のイオンを前記容器外に導出する工程と、
前記容器外に導出された前記クラスタ状のイオンを所望の試料に照射する工程と
を有し、
前記保持手段は前記容器の内壁面に沿って設けたスリットであることを特徴とするイオン照射方法。
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-
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