JPH04149948A - イオンビームのイオン種認識方法 - 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、イオン注入装置等のように複数のイオン種
を含むイオンビームの中から所望イオン種のイオンビー
ムを分析装置で選択してターゲットに照射する際のイオ
ンビームのイオン種認識方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のイオン注入装置では、多種類のイオン種の各々の
イオンビーム選択時の分析装置の分析マグネットの磁束
密度とそのイオン種のマス値との関係を予め対にして求
めておき、この磁束密度とマス値との関係を示すデータ
によって得られる磁束密度対マス値の特性表に基づいて
、分析マグネットの実際の磁束密度からマス値を求める
構成とし、所望のイオン種のイオンビームを、主にこの
マス値によって管理していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このような従来方法では、所望のイオン種の
イオンビームを、主に上記の磁束密度対マス値の特性表
に基づいて管理しているため、磁束密度対マス値の特性
表の設定の誤り、また計測系の温度ドリフト等の誤差等
があって所望のイオン種の選択精度が低かった。

そこで、分析装置において分析マグネットの磁束密度の
設定によって所望のイオン種のイオンビームが正しく選
択されているかどうか、つまり所望のイオン種のイオン
ビームの軌道が適正なものであるかどうかを高精度に認
識できるようにすることが望まれていた。

この発明の目的は、所望のイオン種のイオンビームの軌
道か適正なものであるかどうかを高精度に認識すること
かできるイオンビームのイオン種認識方法を提供するこ
とである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明のイオンビームのイオン種認識方法は、ターゲ
ットに対するビーム照射時と同一の引出電圧で、かつタ
ーゲットに対するビーム照射時と同一の複数のイオン種
を含むイオンソースから生成したイオンビームを分析管
に入射させ、イオンビームか通過する分析管の管路内の
任意の箇所に設けたビーム電流センサで分析管最内部か
ら分析管最外部までの各位置におけるビーム電流分布を
測定する。このビーム電流分布の測定結果に基づき、複
数のイオン種の中の所望イオン種のイオンビームが所定
位置にくるように分析マグネットの磁束密度を調整した
ときのビーム電流分布の特徴的データを予め求めて記憶
装置に格納する。

そして、ターゲットに対するビーム照射前のビーム測定
モード時において、ビーム電流センサで分析管最内部か
ら分析管最外部までの各位置におけるビーム電流分布を
測定し、このビーム電流分布の測定結果に基づいて所望
イオン種のイオンビームが所定位置にくるように分析マ
グネットの磁束密度を調整したときのビーム電流分布の
特徴的データを求め、現に求めたビーム電流分布の特徴
的データと記憶装置に予め格納したビーム電流分布の特
徴的データとをそれぞれ比較することにより、所望イオ
ン種のイオンビームの軌道の適否を認識する。

〔作　　　用〕

この発明の構成によれば、所望イオン種のイオンビーム
が所定位置にくるように分析マグネットの磁束密度を調
整したときのビーム電流分布の特徴的データについて、
予め測定して記憶装置に格納した値とターゲットに対す
るビーム照射前に測定した値とを比較して所望イオン種
のイオンビームの軌道の適否の判別を行うので、分析装
置で選択された所望のイオン種のイオンビームの軌道が
適正なものであるかどうか、つまり所望のイオン種のイ
オンビームが正しく選択されているかどうかを、ビーム
電流分布を判断基準として高精度に認識することができ
る。例えば、誤ったイオン種のイオンビームを分析装置
で選択した場合には、たとえそのイオン種のイオンビー
ムが分析管の中央位置にあっても、これ以外のイオン種
のイオンビームの位置が正しい位置とは異なり、また相
対的なビーム電流値も正しい値と異なることになり、所
望のイオン種のイオンビームの軌道が適正でないこと、
つまり選択したイオン種かまちかっていることか判る。

〔実　施　例〕

この発明の一実施例のイオンビームのイオン種認識方法
を第１図ないし第３図に基づいて説明する。

第１図はこのイオンビームのイオン種認識方法を実施す
るためのイオン注入装置の分析装置周辺の構成を示す概
略図である。第１図において、１は分析マグネット、２
は複数のイオン種を含むイオンソースから生成したイオ
ンビームが入る分析管で、所望イオン種のイオンビーム
３と不要イオン種のイオンビーム４Ａ、４Ｂを分ける。

５Ａ、５Ｂ、５Ｃは分析管２中の管路内の適宜の箇所に
設けた例えば長方形のマルチチャンネルプレート等のよ
うなビーム電流センサであり、各設置位置における分析
管最内部から分析管最外部までの各位置におけるビーム
電流分布を測定するものである。このビーム電流センサ
５Ａ、５Ｂ。

５Ｃは、ビーム電流測定モード時にのみ、分析管２中の
ビーム軌道中に存在し、ターゲット（図示せず）へのビ
ーム照射モート時には邪魔にならないにように倒す等し
てビーム軌道上から退避させることかできるような構造
となっている。

６は分析マグネット電源、７はビーム電流センサ５Ａ、
５Ｂ、５Ｃの出力信号を演算処理可能な形に変換する変
換器である。８は演算処理装置で、変換器７の出力に基
づき、ビーム電流センサ５Ａ５Ｂ、５Ｃによるビーム電
流分布の測定結果を取り込むとともに、所望イオン種の
イオンビームか所定位置にくるように分析マグネットの
磁束密度を調整したときのビーム電流分布の特徴的デー
タ、例えば所望イオン種のイオンビームの位置を基準と
した不要イオン種のイオンビームの相対位置および所望
イオン種のビーム電流値を基準とした不要イオン種の相
対的ビーム電流値を検出したり、その比較処理等を行う
。９は所望イオン種のイオンビームの位置を基準とした
不要イオン種のイオンビームの相対位置および所望イオ
ン種のビーム電流値を基準とした不要イオン種の相対的
ビーム電流値等を記憶する記憶装置である。

以下、このイオンビームのイオン種認識方法について詳
しく説明する。

このイオン種認識方法では、ターゲットに対するビーム
照射時と同一の引出電圧で、かつターゲットに対するビ
ーム照射時と同一の複数のイオン種を含むイオンソース
から生成したイオンビーム３．４Ａ、４Ｂを分析管２に
入射させ、イオンビーム３，４Ａ、４Ｂが通過する分析
管２の管路内の適宜の箇所に設けたビーム電流センサ５
Ａ。

５Ｂ、５Ｃで分析管２の最内部から分析管２の最外部ま
での各位置におけるビーム電流分布を測定する。このビ
ーム電流分布は例えば第２図に示すようになる。

演算処理装置８ては、この第２図のようなビーム電流分
布の測定結果に基づき、ビーム電流分布の特徴的データ
として例えば複数のイオン種の中の所望イオン種のイオ
ンビーム３が所定位置（例えば、中央位置）にくるよう
に分析マグネットｌの磁束密度を調整したときの所望イ
オン種のイオンビーム３の位置を基準とした不要イオン
種のイオンビーム４Ａ、４Ｂの相対位置および所望イオ
ン種のビーム電流値を基準とした不要イオン種の相対的
ビーム電流値を予め求めて記憶装置９に格納する。

この際、上記の複数のイオン種の中の所望イオン種のイ
オンビーム３が所定位置（例えば、中央位置）にくるよ
うに分析マグネットｌの磁束密度を調整したときの所望
イオン種のイオンビーム３の位置を基準とした不要イオ
ン種のイオンビーム４Ａ、４Ｂの相対位置（判定基準と
なる）および所望イオン種のビーム電流値を基準とした
不要イオン種の相対的ビーム電流値（判定基準となる）
は、理論と実験とに基づいて正確に求める必要がある。

また、これらのデータは、分析管２の各位置のビーム電
流センサ５Ａ、５Ｂ、５Ｃ毎に求め、またターゲットに
照射するイオン種（ガス種）毎に求め、記憶装置９に格
納してあり、適宜判定基準となるデータを引き出してタ
ーゲットへの照射前に得たデータと比較する。なお、ビ
ーム電流センサ５Ａ、５Ｂ、５Ｃの設置位置および個数
は特に限定されない。

そして、ターゲットに対するビーム照射前のビーム測定
モード時において、ビーム電流センサ５Ａ、５Ｂ、５Ｃ
で分析管２の最内部から分析管２の最外部までの各位置
におけるビーム電流分布を測定する。演算処理装置８で
は、ビーム電流分布の測定結果に基づいて所望イオン種
のイオンビーム３が所定位置にくるように分析マグネッ
トｌの磁束密度を調整したときの所望イオン種のイオン
ビーム３の位置を基準とした不要イオン種のイオンビー
ム４Ａ、４Ｂの相対位置ならびに所望イオン種のビーム
電流値を基準とした不要イオン種の相対的ビーム電流値
を求める。さらに、現に求めた不要イオン種のイオンビ
ーム４Ａ、４Ｂの相対位置および不要イオン種の相対的
ビーム電流値と記憶装置９に予め格納した不要イオン種
のイオンビームの相対位置および不要イオン種の相対的
ビーム電流値とをそれぞれ比較することにより、所望イ
オン種のイオンビーム３の軌道の適否、つまり所望イオ
ン種のイオンビーム３がターゲ、ットに届いているかど
うかを認識する。

ここで、例えば、第１図におけるビーム電流センサ５Ａ
に関して、記憶装置９に予め格納しておくデータについ
て説明する。

イオンソースがＢＦｉであり、引出電圧が２５ｋＶであ
るとし、所望イオン種である１１Ｂ１のイオンビームが
分析管２の中央部に位置するように分析マグネットｌの
磁束密度を調整した場合、不要イオン種としては１０Ｂ
０とｌａＦ″″とが存在し、例えば第３図に示すような
ビーム電流分布となり、この第３図のビーム電流分布か
らビーム電流センサ５Ａ上における所望イオン種１１Ｂ
＋のイオンビームの位置と不要イオン種１１Ｂ＋のイオ
ンビームの位置との距離を１としたときに、所望イオン
種Ｂ＋のイオンビームの位置と不要イオン種１９Ｆ１の
イオンビームの位置との距離がｎであり、各イオン種１
０Ｂ−、１ＩＩ３４．１Ｓｐ−ノビーム電流の比か２８
：１００：５０であるというデータか得られ、これを記
憶装置９に格納しておく。

残りのビーム電流センサ５Ｂ、５Ｃについても同様であ
り、各イオンソースの種類もしくは所望イオン種毎に、
さらに異なる引出電圧毎に各々データを得て記憶装置９
に格納する。

この実施例によれば、所望イオン種のイオンビーム３が
所定位置にくるように分析マグネットｌの磁束密度を調
整したときの所望イオン種のイオンビーム３の位置を基
準とした不要イオン種のイオンビーム４Ａ、４Ｂの相対
位置および所望イオン種のビーム電流値を基準とした不
要イオン種の相対的ビーム電流値について、予め測定し
て記憶装置９に格納した値とターゲットに対するビーム
照射前に測定した値とを比較して所望イオン種のイオン
ビーム３の軌道の適否の判別を行うので、分析管２を通
過することによって選択されたイオンビーム３のイオン
種が所望のイオン種であるかどうかを、所望イオン種の
イオンビーム３の位置を基準とした不要イオン種のイオ
ンビーム４Ａ。

４Ｂの相対位置および所望イオン種のビーム電流値を基
準とした不要イオン種の相対的ビーム電流値を判断基準
として高精度に認識することができ、したがって、計測
系の誤差等によるイオン種選択ミスを防止することがで
きる。

〔発明の効果〕

この発明のイオンビームのイオン種認識方法によれば、
所望イオン種のイオンビームが所定位置にくるように分
析マグネットの磁束密度を調整したときのビーム電流分
布の特徴的データについて、予め測定して記憶装置に格
納した値とターゲットに対するビーム照射前に測定した
値とを比較して所望イオン種のイオンビームの軌道の適
否の判別を行うので、分析装置で選択されたイオンビー
ムのイオン種か所望のイオン種であるかどうかを、ビー
ム電流分布を判断基準として高精度に認識することがで
き、したがって、計測系の誤差等によるイオン種選択ミ
スを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のイオンビームのイオン種
認識方法を実施するイオン注入装置の分析装置周辺部分
の構成を示す概略図、第２図はビーム電流分布の一例を
示す図、第３図はイオンソースかＢＦ、であるときのビ
ーム電流分布の一例を示す図である。 １・・・分析マグネット、２・・・分析管、３・・・イ
オンビーム、４Ａ、４Ｂ・・・イオンビーム、５Ａ、５
Ｂ。 ５Ｃ・・・ビーム電流センサ、６・・・分析マグネット
電源、７・・・変換回路、８・・・演算処理装置、９・
・・記憶装置 上押と＝ｊ Ａ ４Ａ Ｂ ４Ｂ・・・イオンビーム ５Ｃ・・・ビーム電流センサ 第 図 第 図 −イ喧［ｙ虻 上位　Ｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ターゲットに対するビーム照射時と同一の引出電圧で
   、かつ前記ターゲットに対するビーム照射時と同一の複
   数のイオン種を含むイオンソースから生成したイオンビ
   ームを分析管に入射させ、前記イオンビームが通過する
   前記分析管の管路内の任意の箇所に設けたビーム電流セ
   ンサで分析管最内部から分析管最外部までの各位置にお
   けるビーム電流分布を測定し、このビーム電流分布の測
   定結果に基づいて複数のイオン種の中の所望イオン種の
   イオンビームが所定位置にくるように分析マグネットの
   磁束密度を調整したときのビーム電流分布の特徴的デー
   タを予め求めて記憶装置に格納し、 前記ターゲットに対するビーム照射前のビーム測定モー
   ド時において、前記ビーム電流センサで分析管最内部か
   ら分析管最外部までの各位置におけるビーム電流分布を
   測定し、このビーム電流分布の測定結果に基づいて所望
   イオン種のイオンビームが所定位置にくるように前記分
   析マグネットの磁束密度を調整したときのビーム電流分
   布の特徴的データを求め、現に求めたビーム電流分布の
   特徴的データと前記記憶装置に予め格納したビーム電流
   分布の特徴的データとをそれぞれ比較することにより、
   所望イオン種のイオンビームの軌道の適否を認識するこ
   とを特徴とするイオンビームのイオン種認識方法。