JPH03138847A - イオン注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、イオン注入装置に関し、特にそのイオンビ
ームの集束点位置の変動を抑制する手段に関する。

〔従来の技術〕

第４図は、従来のイオン注入装置の一例を示す概略平面
図である。

このイオン注入装置は、基本的には、イオン源２から引
き出したイオンビーム４を分析電磁石６を通して偏向さ
せ、かつその下流側における所定のビーム集束点Ｆに設
けた分析スリット８を通し、それによってイオンビーム
４の運動量分析を行って所望質量のイオンから成るイオ
ンビーム４を選択的に導出し、それをターゲット（例え
ばウェーハ）１０に入射させる構成をしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のようなイオン注入装置においては、イオンビーム
４のイオン種、エネルギー、ビーム量、ビーム輸送ライ
ンの真空度等の運転パラメータの相違により、イオンビ
ーム４における空間電荷効果が異なってくる。

このため、分析電磁石６の上流側や下流側におけるイオ
ンビーム４の発散状態が変化し、ビーム集束点Ｆの位置
がビーム進行方向上で種々に変動する。第４図中の破線
はその一例を示すものであり、この場合のビーム集束点
Ｆ′は正規のビーム集束点Ｆより下流側にずれている。

これによって、質量分解能の低下（換言すれば不純物イ
オンの混入）、ビーム輸送ライン上でのビーム損失の増
大（即ちビーム輸送効率の低下）、ターゲット１０上で
のビーム形状の変化等、イオン注入装置の基本性能上程
々の問題が住しる。

そこでこの発明は、上記のような空間電荷効果に影響を
与える運転パラメータが変化した場合でもイオンビーム
における空間電荷効果を一定に近づけてビーム集束点位
置の変動を抑え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。

〔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
、前記イオン源からターゲットまでのビーム輸送ライン
の近傍であってイオンビームが当たらない所に、イオン
ビーム中に存在する電子を吸収するための１以上の電子
吸収電極を設け、これに直流電源から正電圧を印加する
ようにしたことを特徴とするイオン注入装置。

〔作用〕

上記構成によれば、イオンビーム中に存在する電子を電
子吸収電極によって吸収することができ、その吸収量は
、電子吸収電極に印加する正電圧を加減することによっ
て調整することができる。その結果、イオンビームのイ
オン種、エネルギービーム量、ビーム輸送ラインの真空
度等の空間電荷効果に影響を与える運転パラメータが変
化した場合でも、イオンビームにおける正イオンおよび
電子の両作用を加味した実効的な空間電荷効果を一定に
近づけることができる。

〔実施例〕

第１図は、この発明の一実施例に係るイオン注入装置を
示す概略平面図である。第４図の例と同一または相当す
る部分には同一符号を付し、以下においては従来例との
相違点を主に説明する。

この実施例においては、イオン源２と分析電磁石６との
間のビーム輸送ラインの近傍であってイオンビーム４が
当たらない所に、電子吸収電極１２を設けている。そし
てこの電子吸収電極１２に、直流電源１４から正電圧を
印加するようにしている。

電子吸収電極１２は、図示例は平行平板状のものである
が、イオンビーム４の断面形状等に応じて、円筒状、角
筒状等の他の形状にしても良い。

直流電源１４から電子吸収電極１２に印加する電圧は、
例えば０〜３００■程度の範囲内で、定の値に設定する
ようにしても良いし、連続的または段階的に可変として
も良い。

上記構成によれば、イオン源２と分析電磁石６との間に
おけるイオンビーム４中に存在する電子を電子吸収電極
１２によって吸収することができ、その吸収量は、電子
吸収電極１２に印加する正電圧を加減することによって
調整することができる。

従って、イオンビーム４のイオン種、エネルギービーム
量、ビーム輸送ラインの真空度等の空間電荷効果に影響
を与える運転パラメータが変化した場合でも、上記区間
内でのイオンビーム４における正イオンおよび電子の両
作用を加味した実効的な空間電荷効果を一定に近づける
ことができる。

その結果、ビーム集束点Ｆの位置のビーム進行方向上で
の変動を抑えることができ、それによって質量分解能の
低下、ビーム輸送効率の低下、ターゲット１０上でのビ
ーム形状の変化等を防止することができ、イオン注入装
置としての特性が向上する。

なお、電子吸収電極１２に印加する電圧を制御する手段
の具体例を示すと、例えば第２図に示すように、電子吸
収電極１２に流れる電流１ｅを計測する電流計測器１６
を設けてその計測値を制御装置１８に入力し、この電流
１ｅが予め定められた条件に基づいて所定の値になるよ
うに、制御装置１８によって直流電源１４の出力電圧Ｖ
ｅを自動調整するようにしても良い。

あるいは第３図に示すように、イオンビーム４のイオン
種、エネルギー、ビーム量、ビーム輸送ラインの真空度
等の空間電荷効果に影響を与える運転パラメータと、そ
の運転パラメータに対してビーム集束点Ｆの位置を一定
にするために必要な印加電圧との関係を予めデータベー
スとして作成しておいてこれを制御装置２０内に格納し
ておき、制御装置２０に与えられる運転パラメータに応
じて直流電源１４の出力電圧Ｖｅを自動調整するように
しても良い。

また、上記のような電子吸収電極１２は、第１図中に２
点鎖線で示すように、分析電磁石６と分析スリット８と
の間に設けても良く、そのようにすれば、この区間内で
のイオンビーム４における実効的な空間電荷効果を一定
に近づけることができ、それによってもビーム集束点位
置の変動を抑えることができる。

勿論必要に応じて、上記のような電子吸収電極１２は、
イオン源２と分析電磁石６との間および分析電磁石６と
分析スリット８との間の両方に設けても良く、また各区
間において複数個設けても良い。

また、イオンビーム４中の電子は、電界や分析電磁石６
中のように磁界のかかっている所以外では自由に上流側
および下流側にゆっくりとではあるが移動することがで
きるので、第１図中に２点ｔ＊ｖＡで示すように、分析
スリット８の下流側に電子吸収電極１２を設けてそこか
ら分析スリット８の上流側の電子を吸収するようにし、
それによって分析スリット８の上流側における空間電荷
効果を一定に近づけるようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、電子吸収電極に印加す
る正電圧を調整することによって、イオンビームのイオ
ン種、エネルギー、ビーム量、ビーム輸送ラインの真空
度等の空間電荷効果に影響を与える運転パラメータが変
化した場合でも、イオンビームにおける実効的な空間電
荷効果を一定に近づけることができる。

その結果、ビーム集束点位置の変動を抑えることができ
、それによって質量分解能の低下、ビーム輸送効率の低
下、ターゲット上でのビーム形状の変化等を防止するこ
とができ、イオン注入装置としての特性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係るイオン注入装置を
示す概略平面図である。第２図および第３図は、それぞ
れ、第１図中の直流電源の制御系の例を示す図である。 第４図は、従来のイオン注入装置の一例を示す概略平面
図である。 ２・・・イオン源、４・・・イオンビーム、６・・・分
析電磁石、８・・・分析スリット、１０・・・ターゲッ
ト、１２・・・電子吸収電極、１４・・・直流電源、Ｆ
、Ｆ’・・・ビーム集束点。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）イオン源から引き出したイオンビームを分析電磁
   石およびその下流側に設けた分析スリットを通してター
   ゲットへ入射させる構成のイオン注入装置において、前
   記イオン源からターゲットまでのビーム輸送ラインの近
   傍であってイオンビームが当たらない所に、イオンビー
   ム中に存在する電子を吸収するための１以上の電子吸収
   電極を設け、これに直流電源から正電圧を印加するよう
   にしたことを特徴とするイオン注入装置。