JPH0656746B2 - イオン打込装置用イオン源 - Google Patents
イオン打込装置用イオン源Info
- Publication number
- JPH0656746B2 JPH0656746B2 JP61076092A JP7609286A JPH0656746B2 JP H0656746 B2 JPH0656746 B2 JP H0656746B2 JP 61076092 A JP61076092 A JP 61076092A JP 7609286 A JP7609286 A JP 7609286A JP H0656746 B2 JPH0656746 B2 JP H0656746B2
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- JP
- Japan
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- ion
- ion source
- mass separation
- discharge box
- source
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はイオン打込装置に係り、質量分離を行なうに好
適な出射口の配置をイオン源に有して、その装置の他は
従来の大電流型イオン打込装置の部品配置と同じままに
し、本発明のイオン源の出射口の改善によりイオン源の
効率を上げられることで、従来の大電流型イオン源の電
流値と同じ電流値で使用すると従来より比較的低い投入
パワーで運転でき、本発明のイオン源の寿命を従来の大
電流型イオン源の寿命より延長することができるイオン
打込装置用イオン源に関する。
適な出射口の配置をイオン源に有して、その装置の他は
従来の大電流型イオン打込装置の部品配置と同じままに
し、本発明のイオン源の出射口の改善によりイオン源の
効率を上げられることで、従来の大電流型イオン源の電
流値と同じ電流値で使用すると従来より比較的低い投入
パワーで運転でき、本発明のイオン源の寿命を従来の大
電流型イオン源の寿命より延長することができるイオン
打込装置用イオン源に関する。
従来の質量分離を行なうに好適なイオン源は参考文献
「DEFECTS IN CRYSTALLINE SOLIDS Vol.8 ION IMPLANTA
TION（NORTH HOLLAND PUBLISHING COMPANY）P.314 FIG
4.37(b)」の様に幅に制限の有る１本の短冊状の出射口
を有していた。この理由を第３図，第４図により説明す
る。第３図，第４図において、イオン源の放電箱１の出
射口２（幅をＳとする）から出射したイオンビーム３
は、出射方向にある、有限の入り口寸法を持つた質量分
離用磁石４に入射する。磁石のポールピース５間のギヤ
ツプには、磁場６が発生している。この中をビーム３が
通るとき、質量ＭとＭ＋ΔＭのイオンは異なる軌道を通
過する。そして質量分離スリツト７を通過するのは、 を満すイオンビーム９である。ここでｒはイオン中心軌
道半径、Ｂは磁場６の強度、Ｖはビームエネルギーであ
る。Ｋは比例定数である。質量Ｍ＋ΔＭのビーム８と分
離する能力すなわち分解能：Ｒ．Ｐ．は と表わされる。ここでＡＸは像倍率、ｄは質量分離スリ
ツト７の幅である。
「DEFECTS IN CRYSTALLINE SOLIDS Vol.8 ION IMPLANTA
TION（NORTH HOLLAND PUBLISHING COMPANY）P.314 FIG
4.37(b)」の様に幅に制限の有る１本の短冊状の出射口
を有していた。この理由を第３図，第４図により説明す
る。第３図，第４図において、イオン源の放電箱１の出
射口２（幅をＳとする）から出射したイオンビーム３
は、出射方向にある、有限の入り口寸法を持つた質量分
離用磁石４に入射する。磁石のポールピース５間のギヤ
ツプには、磁場６が発生している。この中をビーム３が
通るとき、質量ＭとＭ＋ΔＭのイオンは異なる軌道を通
過する。そして質量分離スリツト７を通過するのは、 を満すイオンビーム９である。ここでｒはイオン中心軌
道半径、Ｂは磁場６の強度、Ｖはビームエネルギーであ
る。Ｋは比例定数である。質量Ｍ＋ΔＭのビーム８と分
離する能力すなわち分解能：Ｒ．Ｐ．は と表わされる。ここでＡＸは像倍率、ｄは質量分離スリ
ツト７の幅である。
すなわちＳが大きいと、ｄをいかに小さくしても分解能
の劣化が著しい。完全に質量分離を行うためには、出射
口２のスリツトの幅をあまり大きくは出来ない。
の劣化が著しい。完全に質量分離を行うためには、出射
口２のスリツトの幅をあまり大きくは出来ない。
もうひとつの理由としては、第５図に示す様に出射口２
の幅が大きくなると、プラズマ１０からのビーム３の出
射形状が大きく発散することとなり質量分離磁石４の有
限寸法の入り口にはいらなくなる。
の幅が大きくなると、プラズマ１０からのビーム３の出
射形状が大きく発散することとなり質量分離磁石４の有
限寸法の入り口にはいらなくなる。
しかるに、質量分離を行なうに適する短冊状出射口を有
する大電流型イオン源とするためには、放電箱内部のプ
ラズマ密度を上げるか、出射口スリツトの長さを長くし
出射面積を増加せしめるか、イオン源から出射したビー
ムを、イオン源と、質量分離磁石間にもうけた磁場レン
ズにより再成形し、質量分離磁石４に導く手段があつ
た。
する大電流型イオン源とするためには、放電箱内部のプ
ラズマ密度を上げるか、出射口スリツトの長さを長くし
出射面積を増加せしめるか、イオン源から出射したビー
ムを、イオン源と、質量分離磁石間にもうけた磁場レン
ズにより再成形し、質量分離磁石４に導く手段があつ
た。
しかしながら、前記第１の方法は、投入パワーを大きく
することによりイオン源の寿命を減少させる欠点があ
る。また、前記第２の方法は、イオン源の長手寸法が大
きくなると同時に、質量分離磁石のギヤツプも大きくす
る必要があり、装置が大型化する欠点があつた。さらに
前記第３の方法も装置の大型化や運転時の操作がわずら
わしくなるという欠点があつた。
することによりイオン源の寿命を減少させる欠点があ
る。また、前記第２の方法は、イオン源の長手寸法が大
きくなると同時に、質量分離磁石のギヤツプも大きくす
る必要があり、装置が大型化する欠点があつた。さらに
前記第３の方法も装置の大型化や運転時の操作がわずら
わしくなるという欠点があつた。
本発明の目的は、好敵な出射口を複数イオン源に配置す
ることにより、イオンビームを発散させることなく、ま
た出射口の改善によりイオン源の効率を上げられること
で、従来の大電流型短冊状出射口イオン源の電流値と同
じ電流値で使用すると従来より比較的低い投入パワーで
運転でき、イオン源の寿命を従来の大電流型短冊状出射
口イオン源の寿命より延長することができるイオン打込
装置用イオン源を提供することにある。
ることにより、イオンビームを発散させることなく、ま
た出射口の改善によりイオン源の効率を上げられること
で、従来の大電流型短冊状出射口イオン源の電流値と同
じ電流値で使用すると従来より比較的低い投入パワーで
運転でき、イオン源の寿命を従来の大電流型短冊状出射
口イオン源の寿命より延長することができるイオン打込
装置用イオン源を提供することにある。
本発明は、短冊状の出射口の幅を増加させることにより
大電流型イオン源を実現するにあたり、各イオン種にお
ける装置の質量分解能を検討し、その範囲内でスリツト
幅を拡大しても従来の質量分離磁石で分離出来るビーム
の出射形状とするためと、本発明のイオン源の寿命を従
来の大電流型短冊状出射口イオン源より延長するための
手段として、出射口の形状と配置を改良したものであ
る。
大電流型イオン源を実現するにあたり、各イオン種にお
ける装置の質量分解能を検討し、その範囲内でスリツト
幅を拡大しても従来の質量分離磁石で分離出来るビーム
の出射形状とするためと、本発明のイオン源の寿命を従
来の大電流型短冊状出射口イオン源より延長するための
手段として、出射口の形状と配置を改良したものであ
る。
すなわち、本発明は、プラズマを内部に発生し維持する
放電箱と該放電箱からイオンを出射するための出射口を
有するイオン打込装置用イオン源において、出射口形状
は１０mm横×２．５mm縦で、しきり部を１mmとし１２段
縦方向に重ねることを特徴とするものである。
放電箱と該放電箱からイオンを出射するための出射口を
有するイオン打込装置用イオン源において、出射口形状
は１０mm横×２．５mm縦で、しきり部を１mmとし１２段
縦方向に重ねることを特徴とするものである。
以下、本発明の実施例について説明する。
第１図には、本発明の一実施例が示されている。
図において、出射口形状は、１０mm×２．５mmで、しき
り部を１mmとし１２段重ねることにより、全長４１mmと
してある。
り部を１mmとし１２段重ねることにより、全長４１mmと
してある。
この様な出射口形状の放電箱１を有するイオンで、３フ
ツ化ボロン（ＢＦ３）ガスをプラズマ化し出射させ、ボ
ロンイオン（Ｂ＋）を質量分離して得た。
ツ化ボロン（ＢＦ３）ガスをプラズマ化し出射させ、ボ
ロンイオン（Ｂ＋）を質量分離して得た。
本実験に使用した質量分離磁石のボロンイオン軌道半径
ｒは０．５ｍ、倍率ＡＸは約２であるから分離スリツト
において質量分離されたボロンイオンを全部通過させる
時の分解能Ｒ．Ｐ．は２式により となつて、質量数１１のボロンイオンは分離した。
ｒは０．５ｍ、倍率ＡＸは約２であるから分離スリツト
において質量分離されたボロンイオンを全部通過させる
時の分解能Ｒ．Ｐ．は２式により となつて、質量数１１のボロンイオンは分離した。
そして、各出射口からのイオンビームの出射形状も第５
図（Ｂ）に示すようにほぼ平行であつて質量分離磁石の
ギヤツプを変更する必要がなかつた。イオン源その他の
配置も従来とすべて同じで良かつた。
図（Ｂ）に示すようにほぼ平行であつて質量分離磁石の
ギヤツプを変更する必要がなかつた。イオン源その他の
配置も従来とすべて同じで良かつた。
従来４０mm×２．５mmの短冊状の出射口から２５ｍＡの
イオン電流を出射し、分離後のボロン電流３ｍＡを得て
いた時とイオン源運転を同一条件にしたところ、本発明
により、５０ｍＡのイオン電流を出射し分離後６ｍＡの
ボロン電流を得た。
イオン電流を出射し、分離後のボロン電流３ｍＡを得て
いた時とイオン源運転を同一条件にしたところ、本発明
により、５０ｍＡのイオン電流を出射し分離後６ｍＡの
ボロン電流を得た。
プラズマ密度を高くすることなく、出射の電流値を上げ
られるので、逆に従来と同等の電流値で運転すると従来
より低い投入パワーで運転でき、イオン源の寿命が延び
るという効果があつた。
られるので、逆に従来と同等の電流値で運転すると従来
より低い投入パワーで運転でき、イオン源の寿命が延び
るという効果があつた。
又、第２図の実施例の様に出射口配置が凹面に沿つてい
ると、出射ビームは出射後クロスオーバする点があり、
この点に質量分離磁石の入口を配すると第１図の発明よ
り小型の磁石で同様の性能を出すことが出来た。第２図
では、縦横方向共凹であるが目的に応じてどちらか一方
向だけ凹であつても良い。
ると、出射ビームは出射後クロスオーバする点があり、
この点に質量分離磁石の入口を配すると第１図の発明よ
り小型の磁石で同様の性能を出すことが出来た。第２図
では、縦横方向共凹であるが目的に応じてどちらか一方
向だけ凹であつても良い。
以上説明したように、本発明によれば、出射口を変更す
るだけで、その他は従来と同じ部品と部品配置のまま
で、イオンビームを発散させることなく、従来の大電流
型短冊状出射口イオン源の電流値と同じ電流値で使用す
ることで従来より低い投入パワーで運転でき、イオン源
の寿命を従来の大電流型短冊状出射口イオン源の寿命よ
り延長することができる。
るだけで、その他は従来と同じ部品と部品配置のまま
で、イオンビームを発散させることなく、従来の大電流
型短冊状出射口イオン源の電流値と同じ電流値で使用す
ることで従来より低い投入パワーで運転でき、イオン源
の寿命を従来の大電流型短冊状出射口イオン源の寿命よ
り延長することができる。
第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は本発明の他
の実施例を示す図、第３図は従来のイオン源を使用した
質量分離の説明図、第４図は第３図図示実施例の平面
図、第５図はイオンがプラズマから出射するときのイオ
ンビームの出射形状の出射口幅依存性を示す図である。 １……放電箱、２……出射口、３……出射ビーム、４…
…質量分離磁石、７……分離スリツト、１０……プラズ
マ。
の実施例を示す図、第３図は従来のイオン源を使用した
質量分離の説明図、第４図は第３図図示実施例の平面
図、第５図はイオンがプラズマから出射するときのイオ
ンビームの出射形状の出射口幅依存性を示す図である。 １……放電箱、２……出射口、３……出射ビーム、４…
…質量分離磁石、７……分離スリツト、１０……プラズ
マ。
Claims (2)
- 【請求項１】プラズマを内部に発生し維持する放電箱と
該放電箱からイオンを出射する為の出射口を有するイオ
ン打込装置用イオン源において、出射口形状は、１０mm
横×２．５mm縦で、しきり部を１mmとし１２段縦方向に
重ねることを特徴とするイオン打込装置用イオン源。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載のものにおい
て、上記出射口の配置が放電箱外部より見て凹面に沿っ
て配置されていることを特徴とするイオン打込装置用イ
オン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61076092A JPH0656746B2 (ja) | 1986-04-02 | 1986-04-02 | イオン打込装置用イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61076092A JPH0656746B2 (ja) | 1986-04-02 | 1986-04-02 | イオン打込装置用イオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62232844A JPS62232844A (ja) | 1987-10-13 |
| JPH0656746B2 true JPH0656746B2 (ja) | 1994-07-27 |
Family
ID=13595198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61076092A Expired - Lifetime JPH0656746B2 (ja) | 1986-04-02 | 1986-04-02 | イオン打込装置用イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0656746B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6040659B2 (ja) * | 1977-04-05 | 1985-09-12 | 俊宜 高木 | イオン発生装置 |
| DE3480449D1 (de) * | 1983-08-15 | 1989-12-14 | Applied Materials Inc | Apparatus for ion implantation |
-
1986
- 1986-04-02 JP JP61076092A patent/JPH0656746B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62232844A (ja) | 1987-10-13 |
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