JPH05234560A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
- Publication number
- JPH05234560A JPH05234560A JP5587391A JP5587391A JPH05234560A JP H05234560 A JPH05234560 A JP H05234560A JP 5587391 A JP5587391 A JP 5587391A JP 5587391 A JP5587391 A JP 5587391A JP H05234560 A JPH05234560 A JP H05234560A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- analysis
- magnet
- ion beam
- mass spectrometry
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ２重かつ逆方向にビームを曲げることによっ
て分析能を高め、純度の高いイオン注入を可能ならしめ
る。 【構成】 イオン源１から引き出されたイオン２を分析
磁石により質量分析して、注入すべきイオンを出射する
構成において、イオンビームを曲げて質量分析を行う第
１の分析磁石３Ａと、この第１の分析磁石とは逆の向き
にイオンビームを曲げて質量分析を行う第２の分析磁石
３Ｂとを少なくとも有する。
て分析能を高め、純度の高いイオン注入を可能ならしめ
る。 【構成】 イオン源１から引き出されたイオン２を分析
磁石により質量分析して、注入すべきイオンを出射する
構成において、イオンビームを曲げて質量分析を行う第
１の分析磁石３Ａと、この第１の分析磁石とは逆の向き
にイオンビームを曲げて質量分析を行う第２の分析磁石
３Ｂとを少なくとも有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオン注入装置に関す
る。特に、イオン源から引き出されたイオンを分析磁石
により質量分析して、注入すべきイオンを出射し、これ
を半導体基板その他のイオン被注入材にイオン注入する
構成としたイオン注入装置に関する。
る。特に、イオン源から引き出されたイオンを分析磁石
により質量分析して、注入すべきイオンを出射し、これ
を半導体基板その他のイオン被注入材にイオン注入する
構成としたイオン注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び解決すべき問題点】イオン注入技術
は、例えば、各種の電子材料の製造の際に使用される
が、とりわけ、半導体装置の不純物層形成のためには、
イオン注入が必要不可欠な技術となっている。これは半
導体基板等に所定の不純物イオンを打ちこんで、所望の
不純物層を形成するものである。目的とする不純物層形
成のためには、注入するイオンビームの純度（元素、エ
ネルギー）が高いことが必要である。特に重金属類がビ
ームに混入すると、結晶に打ち込まれた後様々な障害も
発生させる可能性の高いことがわかっている。現段階の
技術では、イオンビームの加速は静電加速であるので、
不純物元素も帯電している限り、必ず加速されてしま
う。この問題点を、従来のイオン注入装置の構成を示す
図３を参照して説明すると、次のとおりである。
は、例えば、各種の電子材料の製造の際に使用される
が、とりわけ、半導体装置の不純物層形成のためには、
イオン注入が必要不可欠な技術となっている。これは半
導体基板等に所定の不純物イオンを打ちこんで、所望の
不純物層を形成するものである。目的とする不純物層形
成のためには、注入するイオンビームの純度（元素、エ
ネルギー）が高いことが必要である。特に重金属類がビ
ームに混入すると、結晶に打ち込まれた後様々な障害も
発生させる可能性の高いことがわかっている。現段階の
技術では、イオンビームの加速は静電加速であるので、
不純物元素も帯電している限り、必ず加速されてしま
う。この問題点を、従来のイオン注入装置の構成を示す
図３を参照して説明すると、次のとおりである。
【０００３】従来のイオン注入装置は、図３に示す如
く、イオン源１から引き出されたイオンビーム２は、第
１の分析電磁石３１で質量分析された後加速器４で加速
され、第２の分析電磁石３２で質量分析されて出射し、
イオン被注入材５である例えば半導体ウェハに入射し注
入される。この構成においては、イオンビーム２が加速
された後は分析用電磁石３２が１つあるのみで、かつこ
れは電荷数選択用電磁石であり、質量分析能は非常に弱
い。イオン引き出し後・加速前に、分析電磁石３１が１
つ設置されているが、質量分析能は１００程度（即ち
１．０１と１．００との分別が可能な程度）と低い上
に、前記したように、通した原子は必ず加速されてしま
う。従って、イオン源からのイオン引き出し時やビーム
トランスポート中にスパッタリングされて発生・混入し
た不純物元素の含有率は高いと言える。
く、イオン源１から引き出されたイオンビーム２は、第
１の分析電磁石３１で質量分析された後加速器４で加速
され、第２の分析電磁石３２で質量分析されて出射し、
イオン被注入材５である例えば半導体ウェハに入射し注
入される。この構成においては、イオンビーム２が加速
された後は分析用電磁石３２が１つあるのみで、かつこ
れは電荷数選択用電磁石であり、質量分析能は非常に弱
い。イオン引き出し後・加速前に、分析電磁石３１が１
つ設置されているが、質量分析能は１００程度（即ち
１．０１と１．００との分別が可能な程度）と低い上
に、前記したように、通した原子は必ず加速されてしま
う。従って、イオン源からのイオン引き出し時やビーム
トランスポート中にスパッタリングされて発生・混入し
た不純物元素の含有率は高いと言える。
【０００４】また、１回の質量分析では速度が異なる原
子が通過した時、加速後のエネルギーに差が生じてしま
う。現状では質量分析能が極めて低いために、このエネ
ルギー純度（精度）も悪くなっている。即ち、所望の原
子のイオンビームが得られた場合でも、分析後の速度が
バラついて、エネルギーの均一性が悪くなってしまって
いる。
子が通過した時、加速後のエネルギーに差が生じてしま
う。現状では質量分析能が極めて低いために、このエネ
ルギー純度（精度）も悪くなっている。即ち、所望の原
子のイオンビームが得られた場合でも、分析後の速度が
バラついて、エネルギーの均一性が悪くなってしまって
いる。
【０００５】
【発明の目的】本発明は上記問題点を解決して、不純物
元素の混入のない純度の高いイオンビームを得ることが
でき、また、エネルギー純度をも高めて、所望のイオン
のみの高精度なイオン注入を達成できるイオン注入装置
を提供せんとするものである。
元素の混入のない純度の高いイオンビームを得ることが
でき、また、エネルギー純度をも高めて、所望のイオン
のみの高精度なイオン注入を達成できるイオン注入装置
を提供せんとするものである。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】本発明のイオン注入装
置は、イオン源から引き出されたイオンを分析磁石によ
り質量分析して、注入すべきイオンを出射する構成とし
たイオン注入装置において、イオンビームを曲げて質量
分析を行う第１の分析磁石と、この第１の分析磁石とは
逆の向きにイオンビームを曲げて質量分析を行う第２の
分析磁石とを少なくとも有することを特徴とするイオン
注入装置であって、これにより上記目的を達成するもの
である。
置は、イオン源から引き出されたイオンを分析磁石によ
り質量分析して、注入すべきイオンを出射する構成とし
たイオン注入装置において、イオンビームを曲げて質量
分析を行う第１の分析磁石と、この第１の分析磁石とは
逆の向きにイオンビームを曲げて質量分析を行う第２の
分析磁石とを少なくとも有することを特徴とするイオン
注入装置であって、これにより上記目的を達成するもの
である。
【０００７】本発明において、第１，第２の分析磁石を
設けて互いに逆向きの方向でイオンビームを曲げて質量
分析を行うのは、加速の前でも後でもよい。例えば、加
速後にこの少なくとも２回の質量分析を行うのでもよ
く、加速前に行うのでもよく、加速前に少なくとも１
回、加速後にこれと逆向きに曲げて少なくとも１回質量
分析を行うのでもよい。好ましいのは、加速後に少なく
とも２回、互いに逆向きの方向でイオンビームを曲げて
質量分析を行うことであり、これにより加速後のビーム
の純度を向上させることができて、著しく純度の高いイ
オン注入を達成できる。
設けて互いに逆向きの方向でイオンビームを曲げて質量
分析を行うのは、加速の前でも後でもよい。例えば、加
速後にこの少なくとも２回の質量分析を行うのでもよ
く、加速前に行うのでもよく、加速前に少なくとも１
回、加速後にこれと逆向きに曲げて少なくとも１回質量
分析を行うのでもよい。好ましいのは、加速後に少なく
とも２回、互いに逆向きの方向でイオンビームを曲げて
質量分析を行うことであり、これにより加速後のビーム
の純度を向上させることができて、著しく純度の高いイ
オン注入を達成できる。
【０００８】
【作用】本発明によれば、第１，第２の分析磁石を少な
くとも有して、互いに逆方向にイオンビームを曲げた質
量分析を行うので、仮に混入して通過してしまった不純
物元素があってこれが１回の質量分析で取り除けなくと
も、もう１回の質量分析をイオンビームを逆方向に曲げ
て行うことで分析能は飛躍的に向上する。
くとも有して、互いに逆方向にイオンビームを曲げた質
量分析を行うので、仮に混入して通過してしまった不純
物元素があってこれが１回の質量分析で取り除けなくと
も、もう１回の質量分析をイオンビームを逆方向に曲げ
て行うことで分析能は飛躍的に向上する。
【０００９】同方向に２回曲げても効果を得られるよう
に考えられるかも知れないが、本発明者の検討によれ
ば、１回で通過した不純物元素の軌跡を解析すると、逆
方向に曲げた方が２回目の分析としては分析能が優れて
いることがわかっている。従来技術と対比すれば、ラフ
に見積っても、分析能は、スリット等の通過条件が同じ
だとして、１０，０００以上（即ち１．０００１と１．
００００の分別が可能）になることは確実である。スリ
ットから出たイオンが入射する第２の質量分析器を備え
るイオン注入装置の開示が特開昭６２−１８８１５０に
あるが、本発明の構成を示唆するものではなく、本発明
により得られる効果をもたらすものでもない。
に考えられるかも知れないが、本発明者の検討によれ
ば、１回で通過した不純物元素の軌跡を解析すると、逆
方向に曲げた方が２回目の分析としては分析能が優れて
いることがわかっている。従来技術と対比すれば、ラフ
に見積っても、分析能は、スリット等の通過条件が同じ
だとして、１０，０００以上（即ち１．０００１と１．
００００の分別が可能）になることは確実である。スリ
ットから出たイオンが入射する第２の質量分析器を備え
るイオン注入装置の開示が特開昭６２−１８８１５０に
あるが、本発明の構成を示唆するものではなく、本発明
により得られる効果をもたらすものでもない。
【００１０】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。但し当然のことではあるが、本発明は以下
述べる実施例により限定されるものではない。
て説明する。但し当然のことではあるが、本発明は以下
述べる実施例により限定されるものではない。
【００１１】実施例−１ この実施例は、半導体装置製造の際に半導体基板に不純
物を打ち込むために用いるイオン注入装置である
物を打ち込むために用いるイオン注入装置である
【００１２】この実施例のイオン注入装置は、図１に示
すように、イオン源１から引き出されたイオン２を分析
磁石により質量分析して、注入すべきイオンを出射する
構成としたイオン注入装置において、イオンビームを曲
げて質量分析を行う第１の分析磁石３Ａと、この第１の
分析磁石３Ａとは逆の向きにイオンビームを曲げて質量
分析を行う第２の分析磁石３Ｂとを少なくとも有する構
成になっている。
すように、イオン源１から引き出されたイオン２を分析
磁石により質量分析して、注入すべきイオンを出射する
構成としたイオン注入装置において、イオンビームを曲
げて質量分析を行う第１の分析磁石３Ａと、この第１の
分析磁石３Ａとは逆の向きにイオンビームを曲げて質量
分析を行う第２の分析磁石３Ｂとを少なくとも有する構
成になっている。
【００１３】特にこの実施例は、加速器４での加速の後
に、この分析磁石３Ａ，３Ｂを設けて、両分析磁石３
Ａ，３Ｂにより互いに逆方向にイオンビームを曲げる質
量分析アナライザー３０を構成した。よって加速後のイ
オンについて分析を行うことにより、純度の高い元素の
イオンビームが得られるばかりでなく、エネルギー純度
も高いイオンを注入するようにすることができる。
に、この分析磁石３Ａ，３Ｂを設けて、両分析磁石３
Ａ，３Ｂにより互いに逆方向にイオンビームを曲げる質
量分析アナライザー３０を構成した。よって加速後のイ
オンについて分析を行うことにより、純度の高い元素の
イオンビームが得られるばかりでなく、エネルギー純度
も高いイオンを注入するようにすることができる。
【００１４】第１，第２の分析磁石としては、同じもの
で、ビームを曲げる性能のみが逆の電磁石を連動させる
ようにすれば、制御性が良く、有利である。
で、ビームを曲げる性能のみが逆の電磁石を連動させる
ようにすれば、制御性が良く、有利である。
【００１５】本実施例によれば、イオンビーム純度の向
上、及び質量分析とエネルギー分析の改善が達成でき、
これによりイオン注入して作成した半導体製品の電気的
特性を改善することができる。
上、及び質量分析とエネルギー分析の改善が達成でき、
これによりイオン注入して作成した半導体製品の電気的
特性を改善することができる。
【００１６】実施例−２ この実施例は、図２のように、加速前即ち加速器４の前
段に電磁石を同様に設けて、第１，第２の分析磁石３
Ａ，３Ｂとして質量分析を２重化したものである。一般
には実施例−１の方が分析能は高いと考えられるが、加
速前に２重の質量分析を行う構成を採りたい場合もあ
り、この実施例−２の場合でも、質量分析能はラフに見
積って、１０，０００程度が見込める。
段に電磁石を同様に設けて、第１，第２の分析磁石３
Ａ，３Ｂとして質量分析を２重化したものである。一般
には実施例−１の方が分析能は高いと考えられるが、加
速前に２重の質量分析を行う構成を採りたい場合もあ
り、この実施例−２の場合でも、質量分析能はラフに見
積って、１０，０００程度が見込める。
【００１７】
【発明の効果】本発明のイオン注入装置によれば、不純
物元素の混入のない純度の高いイオンビームを得ること
ができ、また、エネルギー純度をも高めることができ、
所望のイオンのみの高精度のイオン注入を達成できる。
物元素の混入のない純度の高いイオンビームを得ること
ができ、また、エネルギー純度をも高めることができ、
所望のイオンのみの高精度のイオン注入を達成できる。
【図１】 実施例−１のイオン注入装置の構成図であ
る。
る。
【図２】 実施例−２のイオン注入装置の構成図であ
る。
る。
【図３】 従来のイオン注入装置の構成図である。
１ イオン源 ２ イオンビーム ３Ａ 第１の分析磁石 ３Ｂ 第２の分析磁石
Claims (1)
- 【請求項１】イオン源から引き出されたイオンを分析磁
石により質量分析して、注入すべきイオンを出射する構
成としたイオン注入装置において、 イオンビームを曲げて質量分析を行う第１の分析磁石
と、この第１の分析磁石とは逆の向きにイオンビームを
曲げて質量分析を行う第２の分析磁石とを少なくとも有
することを特徴とするイオン注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5587391A JPH05234560A (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5587391A JPH05234560A (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | イオン注入装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05234560A true JPH05234560A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=13011214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5587391A Pending JPH05234560A (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05234560A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999063572A1 (en) * | 1998-06-02 | 1999-12-09 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Acceleration and analysis architecture for ion implanter |
| WO2008042094A2 (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Axcelis Technologies, Inc. | New and improved beam line architecture for ion implanter |
| CN101335176A (zh) * | 2007-06-29 | 2008-12-31 | 海力士半导体有限公司 | 局部离子注入设备及方法 |
| KR100977359B1 (ko) * | 2002-03-05 | 2010-08-20 | 가부시키가이샤 에스이엔 에스에이치아이 아크세리스 캄파니 | 이온 빔의 질량 분리 필터와 그 질량 분리 방법 및 이를사용하는 이온 소스 |
| CN102446691A (zh) * | 2010-10-13 | 2012-05-09 | 北京中科信电子装备有限公司 | 一种用于离子注入机的预分析器 |
-
1991
- 1991-02-27 JP JP5587391A patent/JPH05234560A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999063572A1 (en) * | 1998-06-02 | 1999-12-09 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Acceleration and analysis architecture for ion implanter |
| US6130436A (en) * | 1998-06-02 | 2000-10-10 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Acceleration and analysis architecture for ion implanter |
| JP2002517885A (ja) * | 1998-06-02 | 2002-06-18 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | イオン注入器用の加速および分析アーキテクチャー |
| KR100977359B1 (ko) * | 2002-03-05 | 2010-08-20 | 가부시키가이샤 에스이엔 에스에이치아이 아크세리스 캄파니 | 이온 빔의 질량 분리 필터와 그 질량 분리 방법 및 이를사용하는 이온 소스 |
| WO2008042094A2 (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Axcelis Technologies, Inc. | New and improved beam line architecture for ion implanter |
| WO2008042094A3 (en) * | 2006-09-29 | 2008-05-22 | Axcelis Tech Inc | New and improved beam line architecture for ion implanter |
| US7507978B2 (en) | 2006-09-29 | 2009-03-24 | Axcelis Technologies, Inc. | Beam line architecture for ion implanter |
| CN101335176A (zh) * | 2007-06-29 | 2008-12-31 | 海力士半导体有限公司 | 局部离子注入设备及方法 |
| CN102446691A (zh) * | 2010-10-13 | 2012-05-09 | 北京中科信电子装备有限公司 | 一种用于离子注入机的预分析器 |
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