JPH0567449A - イオン注入装置 - Google Patents

イオン注入装置

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JPH0567449A
JPH0567449A JP22712491A JP22712491A JPH0567449A JP H0567449 A JPH0567449 A JP H0567449A JP 22712491 A JP22712491 A JP 22712491A JP 22712491 A JP22712491 A JP 22712491A JP H0567449 A JPH0567449 A JP H0567449A
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JP
Japan
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ion
density
extraction electrode
discrepancy
course
Prior art date
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Application number
JP22712491A
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English (en)
Inventor
Shigeo Sato
重夫 佐藤
Mitsunori Nakamura
光則 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
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Publication of JPH0567449A publication Critical patent/JPH0567449A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 イオンビーム7の軌道ズレをイオン密度の分
布状態を基にして修正するイオン注入装置は、設置状態
を変更可能な引出電極2と、磁束密度を変更可能な質量
分析器4と、イオンビーム7が照射される所定領域のイ
オン密度を検出するキャッチプレート5と、イオン密度
の分布状態からイオンビーム7の軌道ズレの有無を判定
して引出電極2の設置状態および質量分析器4の磁束密
度を調整する制御手段3とを有している。 【効果】 制御手段3は、イオン密度の分布状態からイ
オンビーム7の軌道ズレの有無を判定し、判定結果に基
づいて引出電極2および質量分析器4を調整する。従っ
て、軌道ズレの判定に基づく軌道ズレの調整は、人手を
介さずに行われることになる。これにより、イオン注入
装置は、軌道ズレの修正時の操作者の負担を解消するこ
とが可能であると共に、制御手段3による調整時間の短
縮化から生産性を向上させることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、イオンビームの軌道ズ
レに起因したイオン照射対象物へのイオンビームの不均
一な照射を引出電極の設置状態および質量分析器の磁束
密度を制御することによって均一化するイオン注入装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】イオン注入装置は、図8に示すように、
イオン源31において形成したイオンを引出電極32に
より引き出し、質量分析器34によって特定のイオン種
からなるイオンビーム37とし、このイオンビーム37
をイオン照射対象物へ照射することによってイオン照射
対象物内に不純物を注入するものである。
【0003】この際、軌道ズレを生じたイオンビーム3
7がイオン照射対象物へ照射された場合には、イオン照
射対象物へ照射されるイオン密度の分布状態が不均一に
なるため、イオン照射対象物への不純物の注入量にバラ
ツキを生じさせることになると共に、イオン照射対象物
の特定部分に過剰な電荷を堆積させてチャージアップを
生じさせることにもなる。
【0004】イオンビーム37の軌道ズレは、引出電極
32の設置状態や質量分析器34の磁束密度が変化する
ことによって生じることがあるため、従来のイオン注入
装置は、引出電極32の設置状態および質量分析器34
の磁束密度を軌道ズレを生じない所定の状態および値に
固定することによって、イオンビーム37の軌道ズレを
防止し、この軌道ズレに起因したイオン照射対象物への
不均一な照射を防止するようになっている。
【0005】また、イオンビーム37の軌道ズレは、例
えばイオン源31の交換や長時間の使用等による引出電
極32や質量分析器34以外の要素の変化によって生じ
ることもある。そこで、従来のイオン注入装置は、イオ
ン照射対象物へ照射する前段階として、X方向およびY
方向に複数の測定子を備えたキャッチプレート35にイ
オンビーム37を照射させ、各測定子から得られたビー
ム電流をビーム電流密度測定器36に入力させることに
よってイオン密度の分布状態を表示させるようになって
いる。そして、分布状態の確認による軌道ズレの有無の
判定結果から、軌道ズレが確認された場合には、引出電
極32の設置状態や質量分析器34の磁束密度を調整す
ることによって軌道ズレを修正するようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のイオン注入装置では、ビーム電流密度測定器36に
よる軌道ズレの判定と、引出電極32および質量分析器
34による軌道ズレの調整とが独立して行われるため、
軌道ズレが確認された場合、操作者がビーム電流密度測
定器36に表示された分布状態を確認しながら引出電極
32および質量分析器34を調整する必要がある。これ
により、従来のイオン注入装置では、ビーム電流密度測
定器36を確認しながらの引出電極32および質量分析
器34の調整が操作者の負担を増大させるという問題を
有していると共に、手作業による調整時間の遅延から生
産性を低下させるという問題を有している。
【0007】従って、本発明においては、軌道ズレの判
定と軌道ズレの調整とを連動させることによって、上記
の問題を解決することができるイオン注入装置を提供す
ることを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のイオン注入装置
は、上記課題を解決するために、イオンビームの軌道ズ
レをイオン密度の分布状態を基にして修正するものであ
り、下記の特徴を有している。
【0009】即ち、イオン注入装置は、設置状態を変更
可能な引出電極と、磁束密度を変更可能な質量分析器
と、上記イオンビームが照射される所定領域のイオン密
度を検出するイオン密度検出手段であるキャッチプレー
トと、上記イオン密度の分布状態からイオンビームの軌
道ズレの有無を判定して引出電極の設置状態および質量
分析器の磁束密度を調整する制御手段とを有しているこ
とを特徴としている。
【0010】
【作用】上記の構成によれば、制御手段は、イオン密度
の分布状態からイオンビームの軌道ズレの有無を判定
し、判定結果に基づいて引出電極の設置状態および質量
分析器の磁束密度を調整するようになっている。従っ
て、イオン注入装置は、軌道ズレの判定と引出電極およ
び質量分析器による軌道ズレの調整とが人手を介さずに
行われるため、軌道ズレの修正時の操作者の負担を解消
することが可能になっていると共に、制御手段による調
整時間の短縮化から生産性を向上させることが可能にな
っている。
【0011】
【実施例】本発明の一実施例を図1ないし図7に基づい
て説明すれば、以下の通りである。
【0012】本実施例に係るイオン注入装置は、図1に
示すように、ボロンイオン(B+ )や砒素イオン(As
+ )等のイオンを発生するイオン源1を有しており、イ
オン源1には、発生したイオンを外部へ放出する開口部
1aが形成されている。イオン源1の開口部1aの前方
には、負電圧の引出し電圧を印加された引出電極2が配
設されており、引出電極2は、負電圧によりイオン源1
内の正電荷のイオンを開口部1aから外部へ引き出すよ
うになっている。
【0013】上記の引出電極2は、図2に示すように、
板状体に形成されており、引出電極2の中心部には、引
出電極2によって引き出されたイオンをイオンビーム7
として通過させる引出孔2aが形成されている。また、
この引出電極2には、後述の制御手段3によって引出電
極2の設置状態を変更可能な図示しないギャップ変更手
段と水平移動手段と角度変更手段とが設けられており、
ギャップ変更手段は、引出電極2をイオン源1方向とな
るGL方向に往復移動させてイオン源1と引出電極2と
の間隔GLを調整するようになっている。また、水平移
動手段は、引出電極2を水平方向となるH方向に往復移
動させるようになっており、角度変更手段は、引出電極
2をA方向に回動させて引出電極2とイオン源1との角
度を変更させるようになっている。
【0014】上記の引出電極2により引き出されたイオ
ンの進行方向には、図1に示すように、磁束密度を任意
に変更可能な質量分析器4が配設されている。この質量
分析器1には、定電流電源を有したMPS(Magnet Pow
erSupply)8が接続されており、MPS8は、質量分析
器1の分析マグネットコイルに流れる電流量を制御する
ようになっている。これにより、質量分析器1は、MP
S8によって磁束密度を任意に変更可能になっており、
この磁束密度によって引出電極によりイオン源から引き
出されたイオンの進行方向をイオンの質量に対応した軌
道に曲折させるようになっている。
【0015】上記の質量分析器4質量分析器4によって
進行方向が曲折されたイオンは、質量に対応した各軌道
に分離して特定のイオン種からなるイオンビーム7とし
て進行するようになっており、質量分析器1の中心部の
軌道を進行するイオンビーム7は、図示しない分析スリ
ットを通過するようになっている。
【0016】上記の分析スリットを通過したイオンビー
ム7の進行方向には、イオンビーム7を加速する図示し
ない加速管および静電レンズ等が配設されており、さら
に、イオンビーム7の進行方向には、イオン照射対象物
の背面側等に位置されたキャッチプレート5が配設され
ている。このキャッチプレート5には、図3に示すよう
に、イオンビーム7の照射によりビーム電流を生じる複
数の測定子5a…・5b…が設けられている。これらの
測定子5a…・5b…は、X方向およびY方向に配設さ
れており、Y方向に配設された測定子5a…がイオンビ
ーム7によって照射された所定領域のY方向の密度分布
を測定するようになっている一方、X方向に配設された
測定子5b…がイオンビーム7によって照射された所定
領域のX方向の密度分布を測定するようになっている。
【0017】上記の各測定子5a…・5b…は、図1に
示すように、オシロスコープ等のビーム電流密度測定器
6に接続されており、ビーム電流密度測定器6は、例え
ば図4および図5に示すように、測定子5a…・5b…
から入力されたビーム電流を基にしてX方向およびY方
向のイオン密度の分布状態を表示するようになってい
る。そして、ビーム電流密度測定器6は、制御手段3に
接続されており、制御手段3は、上述の引出電極2の設
置状態を設定するギャップ変更手段と水平移動手段と角
度変更手段とに制御する制御手段3に接続されていると
共に、質量分析器4の磁束密度を設定するMPS8に接
続されている。
【0018】上記の制御手段3は、ビーム電流密度測定
器6を介して入力されたビーム電流をデジタル化してビ
ーム電流データとして処理するCPU(Central Proces
singUnit)等の演算部およびRAM(Random Access Mem
ory)やROM(Read OnlyMemory) 等の記憶部を有して
おり、記憶部のRAMには、ビーム電流データを記憶す
るビーム電流データ記憶領域が形成されている。
【0019】また、記憶部のROMには、ビーム電流デ
ータを基にしてイオンビーム7の軌道ズレを修正する軌
道ズレ修正ルーチンが記憶されており、この軌道ズレ修
正ルーチンは、ビーム電流データによるイオン密度の分
布状態を基にしてギャップ変更手段と水平移動手段と角
度変更手段とMPS8との少なくとも一つを制御し、イ
オン密度の分布状態が最も均一化するように引出電極2
の設置状態および質量分析器4の磁束密度を調整するよ
うになっている。
【0020】上記の構成において、イオン注入装置の動
作について説明する。
【0021】イオン源1が正電荷のイオンを形成する
と、このイオンは、負電圧を印加された引出電極2方向
に引き寄せられ、開口部1aから質量分析器4方向へ所
定の速度で引き出されることになる。質量分析器4内に
導入されたイオンは、質量分析器4内の磁界の影響によ
って進行方向が曲折され、質量に対応した軌道に分離し
て進行することになる。
【0022】質量分析器4の中心部の軌道を進行するイ
オンは、分析スリットを介してキャッチプレート5方向
へイオンビーム7として進行することになり、キャッチ
プレート5に照射されたイオンビーム7は、図3の測定
子5a…・5b…にビーム電流を生じさせることにな
る。そして、各測定子5a…・5b…のビーム電流は、
ビーム電流密度測定器6に入力されることになり、ビー
ム電流密度測定器6は、測定子5a…・5b…のビーム
電流からX方向およびY方向のイオン密度の分布状態を
表示することになる。
【0023】即ち、図3に示すように、例えば実線の位
置にイオンビーム7が照射されている場合には、図4お
よび図5に示すように、ビーム電流密度測定器6がX方
向およびY方向に略左右対象のイオン密度を表示するこ
とになる。また、例えば破線の位置にイオンビーム7が
照射されている場合には、図6および図7に示すよう
に、X方向の一方に偏ったイオン密度の分布状態を表示
することになる。これにより、操作者は、ビーム電流密
度測定器6に表示された分布状態を確認することによっ
て、イオンビーム7の軌道ズレの有無を認識できること
になる。
【0024】また、各測定子5a…・5b…のビーム電
流は、図1に示すように、ビーム電流密度測定器6を介
して制御手段3にも入力されている。制御手段3に入力
されたビーム電流は、ビーム電流データに変換された
後、記憶手段のビーム電流データ記憶領域に記憶される
ことになり、これらのビーム電流データは、軌道ズレ修
正ルーチンの実行時に使用されることになる。
【0025】即ち、軌道ズレ修正ルーチンは、先ず、ビ
ーム電流データからイオン密度の分布状態を確認するこ
とになる。この分布状態の確認によって、例えば図6お
よび図7に示すように、イオン密度の分布状態がX方向
の一方にのみ偏っていると判定した場合には、イオンビ
ーム7の照射面をX方向の他方に移動させるように、例
えば水平移動手段を制御して引出電極2を移動させると
共にMPS8を制御して質量分析器4の磁束密度を変更
し、イオンビーム7の軌道を変化させることになる。
【0026】この際、制御手段3は、測定子5a…・5
b…からのビーム電流データを基にした分布状態の確認
を常時実行しており、図4に示すように、イオン密度の
分布状態が最も左右対象になったと判定したときに、引
出電極2の移動および質量分析器4の磁束密度の変更を
停止させることになる。これにより、イオンビーム7
は、図3に示すように、照射面が破線の位置から実線の
位置へ移動することによって、軌道ズレが修正されるこ
とになる。
【0027】このように、本実施例のイオン注入装置
は、制御手段3がイオン密度の分布状態からイオンビー
ム7の軌道ズレの有無を判定し、判定結果に基づいて引
出電極2の設置状態および質量分析器4の磁束密度を調
整するようになっている。従って、このイオン注入装置
は、軌道ズレの判定に基づく引出電極2および質量分析
器4による軌道ズレの調整が人手を介さずに行われるた
め、軌道ズレの修正時の操作者の負担を解消することが
可能になっていると共に、制御手段3による調整時間の
短縮化から生産性を向上させることが可能になってい
る。
【0028】
【発明の効果】本発明のイオン注入装置は、以上のよう
に、イオンビームの軌道ズレを引出電極の設置状態を調
整することによって修正するものであり、設置状態を変
更可能な引出電極と、上記イオンビームが照射される所
定領域のイオン密度を検出するイオン密度検出手段と、
上記イオン密度の分布状態からイオンビームの軌道ズレ
の有無を判定して引出電極の設置状態を調整する制御手
段とを有している構成である。
【0029】これにより、制御手段がイオン密度の分布
状態からイオンビームの軌道ズレの有無を判定し、判定
結果に基づいて引出電極の設置状態および質量分析器の
磁束密度を調整するため、軌道ズレの判定と引出電極お
よび質量分析器による軌道ズレの調整とが人手を介さず
に行われることになり、軌道ズレの修正時の操作者の負
担を解消することが可能になると共に、制御手段による
調整時間の短縮化から生産性を向上させることが可能に
なるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のイオン注入装置の概略構成図である。
【図2】引出電極の斜視図である。
【図3】キャッチプレートにイオンビームが照射された
状態を示す説明図である。
【図4】ビーム電流密度測定器がX方向のイオン密度の
分布状態を表示した状態を示す説明図である。
【図5】ビーム電流密度測定器がY方向のイオン密度の
分布状態を表示した状態を示す説明図である。
【図6】ビーム電流密度測定器がX方向のイオン密度の
分布状態を表示した状態を示す説明図である。
【図7】ビーム電流密度測定器がY方向のイオン密度の
分布状態を表示した状態を示す説明図である。
【図8】従来例を示すものであり、イオン注入装置の概
略構成図である。
【符号の説明】
1 イオン源 2 引出電極 2a 引出孔 3 制御手段 4 質量分析器 5 キャッチプレート(イオン密度検出手段) 5a 測定子 5b 測定子 6 ビーム電流密度測定器 7 イオンビーム 8 MPS

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】イオンビームの軌道ズレをイオン密度の分
    布状態を基にして修正するイオン注入装置において、 設置状態を変更可能な引出電極と、磁束密度を変更可能
    な質量分析器と、上記イオンビームが照射される所定領
    域のイオン密度を検出するイオン密度検出手段と、上記
    イオン密度の分布状態からイオンビームの軌道ズレの有
    無を判定して引出電極の設置状態および質量分析器の磁
    束密度を調整する制御手段とを有していることを特徴と
    するイオン注入装置。
JP22712491A 1991-09-06 1991-09-06 イオン注入装置 Pending JPH0567449A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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