JPH07176290A - イオン注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハイブリッドスキャン方式のイオン注入装置
において、そのイオンビームの走査位置にかかわらず常
に、プラズマをイオンビームの近傍に供給して、当該プ
ラズマ中の電子によってイオンビーム照射に伴う基板の
帯電を効果的に抑制することができるようにする。 【構成】 基板を保持するホルダの上流側に、イオンビ
ーム２のＸ方向の走査領域３の外側を取り囲む筒状の非
磁性体から成るリフレクタ電極６４を設け、それにリフ
レクタ電源６６から負電圧を印加するようにした。リフ
レクタ電極６４の一端部６４ａの外側近傍に、プラズマ
５４を生成してそれをリフレクタ電極６４内へ供給する
プラズマ源として、第１プラズマ生成容器３０および第
２プラズマ生成容器４８を設けた。第２プラズマ生成容
器４８の外側付近に、前記Ｘ方向に沿う磁束７０を発生
させるプラズマガイド用コイル６８を設け、それにプラ
ズマガイド用コイル電源７２を接続し、それを制御回路
７４によって制御して、コイル電流Ｉをイオンビーム２
のＸ方向の走査に同期して制御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、イオンビームを電気
的に走査すると共に、基板をイオンビームの走査方向と
実質的に直交する方向に機械的に走査して基板にイオン
注入を行う、いわゆるハイブリッドスキャン方式のイオ
ン注入装置に関し、より具体的には、その基板の帯電
（チャージアップ）を抑制する手段の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】ハイブリッドスキャン方式のイオン注入
装置は、例えば特開平４−２２９００号公報等に開示さ
れているが、その一例を図３に示す。

【０００３】このイオン注入装置は、図示しないイオン
源から引き出され、かつ必要に応じて質量分析、加速等
が行われたスポット状のイオンビーム２を、走査電源１
６から互いに１８０度位相の異なる走査電圧が印加され
る二組の走査電極４および６の協働によってＸ方向（例
えば水平方向。以下同じ）に静電的に高速度で平行走査
（パラレルスキャン）し、これをホルダ１０に保持され
た基板（例えばウェーハ）８に照射してイオン注入を行
うよう構成されている。

【０００４】走査電源１６は、この例では、互いに１８
０度位相の異なる三角波状の走査電圧＋Ｖおよび−Ｖを
出力するものであり、三角波状の走査信号Ｓを発生する
走査信号発生器１８と、それからの走査信号Ｓを昇圧し
て互いに逆極性の走査電圧＋Ｖおよび−Ｖをそれぞれ出
力する高圧増幅器２０および２２とを備えている。

【０００５】一方、基板８を保持するホルダ１０をアー
ム１２に取り付け、このアーム１２を可逆転式のモータ
（例えばダイレクトドライブモータ）１４によって矢印
Ｒのように揺動回転させることによって、ホルダ１０を
イオンビーム２の走査領域３において、前記Ｘ方向と実
質的に直交するＹ方向（例えば垂直方向。以下同じ）に
機械的に走査するようにしている。これと、イオンビー
ム２の前記走査との協働（ハイブリッドスキャン）によ
って、基板８の全面に均一にイオン注入が行われるよう
にしている。

【０００６】なお、ハイブリッドスキャン方式の場合、
イオンビーム２を磁場によって走査する場合もある。ま
た、イオンビーム２を必ずしもこの例のように平行走査
しない場合もある。また、ホルダ１０を前記Ｙ方向に往
復直線運動させる場合もある。

【０００７】ところで、基板にイオン注入を行う場合、
イオンビームの照射に伴って基板の表面が、特に当該表
面が絶縁物の場合、正に帯電して放電等の不具合が発生
する問題がある。

【０００８】このような基板の帯電を防止する手段とし
ては、従来、例えば特開平１−２７９５６０号公報等に
も開示されているように、二次電子を利用する方式のも
のが提案されている。

【０００９】これは、簡単に言えば、基板の上流側に設
けられているファラデーカップの側部に設けたフィラメ
ントから放出させた一次電子を高エネルギー（例えば３
００ｅＶ程度）に加速してそれをファラデーカップの対
向壁に衝突させてそこから二次電子を放出させ、この二
次電子をイオンビーム照射領域における基板に供給して
その表面でのイオンビームによる正電荷を中和させるも
のである。

【００１０】ところが、この方式の場合、基板に入射す
る電子には、低エネルギーの二次電子の他に、ファラデ
ーカップ表面で跳ね返った高エネルギーの一次電子も混
ざっており、これが基板に逆に負の帯電を惹き起こし、
それによって基板上で絶縁破壊を生じさせる恐れがある
という問題がある。

【００１１】このような高エネルギー電子が基板に入射
する問題を解決する手段として、基板の上流側であって
イオンビームの通過領域の近傍にプラズマ源を設けてそ
れからイオンビームの近傍にプラズマを供給し、このプ
ラズマ中の低エネルギーの電子をイオンビーム中に当該
イオンビームの電位によって引き込ませてイオンビーム
と共に基板に供給し、それで基板の帯電を防止するとい
う、いわゆるプラズマシャワー方式が提案されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記プラズ
マシャワー方式では、プラズマ中の電子をイオンビーム
中にその電位によって引き込ませるため、プラズマをイ
オンビームのできるだけ近傍に供給しなければならず、
そのためこの方式は、イオンビームを走査せずにイオン
ビームの位置が固定した方式のイオン注入装置には有効
であるが、前述したハイブリッドスキャン方式のイオン
注入装置のように、イオンビームを高速で走査する方式
のイオン注入装置には単純に適用することができないと
いう問題がある。

【００１３】なぜなら、イオンビームを高速で走査する
場合、イオンビームがプラズマ源の近くに走査されて来
た時は、プラズマをイオンビームの近傍に供給すること
ができるので、プラズマ中の電子をイオンビーム中にそ
の電位によって引き込ませることができるけれども、イ
オンビームがプラズマ源から遠ざかった場所に走査され
た時は、プラズマをイオンビームの近傍に供給すること
はできないので、プラズマ中の電子をイオンビーム中に
その電位によって引き込ませることはできないからであ
る。

【００１４】そこでこの発明は、ハイブリッドスキャン
方式の装置であって、そのイオンビームの走査位置にか
かわらず常に、プラズマをイオンビームの近傍に供給し
て、当該プラズマ中の電子によってイオンビーム照射に
伴う基板の帯電を効果的に抑制す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。

【００１５】

【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、前記ホルダの上流側
近傍に設けられていて、イオンビームの前記Ｘ方向の走
査領域の外側を取り囲む筒状の非磁性体から成るリフレ
クタ電極と、このリフレクタ電極の前記Ｘ方向の一端部
の外側近傍に設けられていて、プラズマを生成してそれ
を当該一端部からリフレクタ電極の内側へ供給するプラ
ズマ源と、このプラズマ源の出口付近から前記リフレク
タ電極の前記一端部付近にかけての部分を取り囲むよう
に巻かれていて、同プラズマ源の出口付近からイオンビ
ームの走査領域内にかけて前記Ｘ方向に沿う磁束を発生
させるプラズマガイド用コイルと、前記リフレクタ電極
の前記一端部に対向する他端部付近に前記プラズマガイ
ド用コイルに対向するように設けられた磁性体部材と、
前記リフレクタ電極に負電圧を印加するリフレクタ電源
と、前記プラズマガイド用コイルにコイル電流を供給す
るプラズマガイド用コイル電源と、前記イオンビームの
前記Ｘ方向の走査に同期して、イオンビームがその走査
領域の前記プラズマ源側の端部にあるときは前記コイル
電流を弱く、その反対側の端部にあるときは同コイル電
流を強くするように前記プラズマガイド用コイル電源を
制御する制御回路とを備えることを特徴とする。

【００１６】

【作用】上記構成によれば、プラズマガイド用コイル電
源からプラズマガイド用コイルに供給されるコイル電流
がイオンビームの走査に同期して変化させられるので、
プラズマガイド用コイルによる磁場強度は、イオンビー
ムの走査に同期して変化させられる。

【００１７】プラズマは磁束があればその磁束にガイド
されてその磁束に沿って輸送されるので、プラズマガイ
ド用コイルによる磁場強度を上記のようにイオンビーム
の走査に同期させて変化させれば、プラズマ源から供給
されるプラズマは、イオンビームの走査位置にかかわら
ず常に、イオンビームの近傍に供給される。

【００１８】その結果、イオンビームの走査位置にかか
わらず常に、プラズマ中の電子はイオンビームの電位に
よってイオンビーム中に引き込まれてイオンビームと共
に基板に到達することになり、それによってイオンビー
ム照射に伴う基板の帯電を効果的に抑制することができ
る。

【００１９】上記の場合、リフレクタ電源から負電圧が
印加されるリフレクタ電極は、プラズマ中のイオンを捕
獲すると共に電子を中央の方へ押し返す働きをする。従
って、プラズマ中の電子をより効率的にイオンビーム中
に供給することができる。

【００２０】また、磁性体部材は、プラズマガイド用コ
イルからの磁束を引き込む働きをするので、プラズマガ
イド用コイルからの磁束の広がりを抑えて、同磁束を、
イオンビームの走査領域の広い範囲に亘ってその走査方
向に平行に近づけることができる。従って、同磁束によ
るプラズマのイオンビーム走査方向に沿う輸送をより効
率的に行うことができる。

【００２１】

【実施例】図１は、この発明に係るイオン注入装置にお
けるプラズマ源周りの一例を示す断面図である。この図
はイオンビーム２の進行方向の後ろから見た図である。
イオン注入装置としての構成は、例えば先に図３で説明
したものと同様であるので、それを参照するものとす
る。

【００２２】この実施例では、図３に示したホルダ１０
のすぐ上流側１１の部分に、イオンビーム２の前記Ｘ方
向の走査領域３の外側を取り囲む筒状のリフレクタ電極
６４を設けている。このリフレクタ電極６４は、非磁性
体から成る。

【００２３】なお、イオンビーム２は、この例では細長
いスポット状をしており、図のようにその走査領域３の
一端３ａから他端３ｂまで往復走査される。

【００２４】このリフレクタ電極６４の上記一端３ａ側
の一端部６４ａの外側近傍に、プラズマ５４を生成して
それを当該一端部６４ａからリフレクタ電極６４の内側
へ供給するプラズマ源が設けられている。

【００２５】このプラズマ源は、この実施例ではいわゆ
るデュオプラズマトロン方式のものであり、第１プラズ
マ生成容器３０および第２プラズマ生成容器４８を有し
ている。

【００２６】第１プラズマ生成容器３０は、そのリフレ
クタ電極６４側の部分に小孔３２を有しており、内部に
例えばキセノンガス等の電離用のガス３６が導入され
る。また、この第１プラズマ生成容器３０内にこの実施
例ではフィラメント３４を有しており、それの加熱用の
フィラメント電源３８がその両端に接続されている。こ
の第１プラズマ生成容器３０は、この実施例では磁性体
から成る。

【００２７】第１プラズマ生成容器３０の小孔３２の出
口側近傍には、この小孔３２に対向する小孔５２を有
し、その反対側がリフレクタ電極６４の前記一端部６４
ａ内に挿入されていて開いている第２プラズマ生成容器
４８が設けられている。この第２プラズマ生成容器４８
を構成する入口側板５０は、この実施例では磁性体から
成り、上記小孔５２を有しており、かつ後述するプラズ
マガイド用コイル６８の外周部付近まで広がっている。
第２プラズマ生成容器４８の入口側板５０以外の部分は
非磁性体から成る。

【００２８】第１プラズマ生成容器３０と第２プラズマ
生成容器４８との間および第２プラズマ生成容器４８と
リフレクタ電極６４との間は、リング状の絶縁物４６お
よび６２によってそれぞれ絶縁されている。

【００２９】第１プラズマ生成容器３０の出口付近から
第２プラズマ生成容器４８の入口付近にかけての部分を
取り囲むように、プラズマ生成用コイル５８が巻かれて
おり、それにプラズマ生成用コイル電源６０が接続され
ている。

【００３０】第２プラズマ生成容器４８と（より具体的
にはその入口側板５０と）フィラメント３４との間に
は、第２プラズマ生成容器４８側を正側にして、直流の
プラズマ生成用電源４０が接続されている。このプラズ
マ生成用電源４０の出力電圧は、例えば３５Ｖ程度以下
に設定される。入口側板５０はこの実施例では接地され
ている。

【００３１】第２プラズマ生成容器４８と第１プラズマ
生成容器３０との間、換言すればプラズマ生成用電源４
０の正側と第１プラズマ生成容器３０との間には、制限
抵抗５６が接続されている。この制限抵抗５６の値は、
例えば１５０Ω程度である。

【００３２】第２プラズマ生成容器４８の出口付近から
リフレクタ電極６４の一端部６４ａの内側付近にかけて
の部分を取り囲むようにプラズマガイド用コイル６８が
巻かれており、それに、コイル電流Ｉを供給する直流の
電圧可変のプラズマガイド用コイル電源７２が接続され
ている。

【００３３】このプラズマガイド用コイル電源７２の出
力電流であるコイル電流Ｉは、制御回路７４によって次
のように制御される。即ち、制御回路７４は、イオンビ
ーム２の前記Ｘ方向の走査に同期して、イオンビーム２
がその走査領域３の前記一端３ａ側にある時はコイル電
流Ｉを弱く、イオンビーム２がその反対側の他端３ｂ側
にある時は同コイル電流Ｉを強くするようにプラズマガ
イド用コイル電源７２を制御する。

【００３４】より具体的には、図３で説明した走査信号
発生器１８から出力される走査信号Ｓは、例えば図２に
示すような三角波状をしており、それが負側のピークに
ある時にはイオンビーム２はその走査領域３の前記一端
３ａに来るように走査され、走査信号Ｓが正側のピーク
にある時はイオンビーム２は前記他端３ｂに来るように
走査される。制御回路７４はこのような走査信号Ｓを用
いてプラズマガイド用コイル電源７２を制御して、この
走査信号Ｓの波形に相似形のコイル電流Ｉをプラズマガ
イド用コイル電源７２から出力させる。これによって、
コイル電流Ｉを上記のようにイオンビーム２のＸ方向の
走査に同期して制御することができる。

【００３５】リフレクタ電極６４と接地された入口側板
５０との間には、リフレクタ電極６４に負電圧を印加す
るリフレクタ電源６６が接続されている。このリフレク
タ電源６６の出力電圧は、リフレクタ電極６４内に導入
されるプラズマ５４中の電子を押し返すに足りる電圧、
例えば２０Ｖ程度にしている。

【００３６】リフレクタ電極６４の前記一端部６４ａに
対向する他端部６４ｂ付近には、前記プラズマガイド用
コイル６８に対向するように磁性体部材７６が設けられ
ている。

【００３７】プラズマ生成用コイル５８からの磁束は、
磁性体から成る第１プラズマ生成容器３０、その小孔３
２付近、磁性体から成る入口側板５０の小孔５２付近お
よび入口側板５０の経路で閉ループを作る。

【００３８】プラズマガイド用コイル６８からの磁束７
０は、図示のように、磁性体から成る入口側板５０、そ
の小孔５２付近、リフレクタ電極６４の内部および磁性
体部材７６の経路で閉ループを作る。

【００３９】このイオン注入装置の動作例を説明する
と、第２プラズマ生成容器４８と第１プラズマ生成容器
３０とは制限抵抗５６を介して接続されており、第１プ
ラズマ生成容器３０内でプラズマ４２が点灯するまで
は、第２プラズマ生成容器４８と第１プラズマ生成容器
３０とは同電位になっており、第１プラズマ生成容器３
０とフィラメント３４間にはプラズマ生成用電源４０か
らその出力電圧がそのまま印加される。従って、フィラ
メント３４から放出された熱電子は、上記出力電圧によ
って第１プラズマ生成容器３０側に引き寄せられ、その
途中で、第１プラズマ生成容器３０内に導入されたガス
３６と衝突してそれを電離させ、これによって第１プラ
ズマ生成容器３０内にプラズマ４２が生成される。この
とき、プラズマ生成用コイル５８の磁束が小孔３２付近
でもその軸方向に沿うように発生されているので、この
磁束がプラズマ４２の発生および維持に寄与する。

【００４０】上記のようにして第１プラズマ生成容器３
０内でプラズマ４２が生成されると、このプラズマ４２
を通して第１プラズマ生成容器３０とフィラメント３４
間に電流が流れるので、制限抵抗５６において電圧降下
が生じ、第２プラズマ生成容器４８と第１プラズマ生成
容器３０間に例えば十数Ｖ程度の電位差が生じる。これ
によって、第１プラズマ生成容器３０に印加される電圧
が下がるので、第１プラズマ生成容器３０内に生成され
るプラズマ４２は比較的薄いものとなる。

【００４１】第２プラズマ生成容器４８と第１プラズマ
生成容器３０間には上記電位差が生じているので、それ
による加速電界によって、第１プラズマ生成容器３０内
のプラズマ４２中の電子４４は、第２プラズマ生成容器
４８内に引き出される。この電子４４のエネルギーは、
例えば３０ｅＶ程度の低エネルギーであるが、プラズマ
生成用コイル５８の磁束が小孔３２付近から小孔５２付
近にかけてそれらの軸方向に沿うように発生されている
ので、電子４４はこの磁束にガイドされて第２プラズマ
生成容器４８内に効率良く引き出される。

【００４２】第２プラズマ生成容器４８内には、第１プ
ラズマ生成容器３０側からガス３６が流れ込んで来てお
り、第２プラズマ生成容器４８内に引き出された電子４
４はこのガスと衝突してそれを電離させ、この第２プラ
ズマ生成容器４８内で再びプラズマ５４が作られる。こ
の第２プラズマ生成容器４８内には、プラズマガイド用
コイル６８によってその軸方向に沿うように磁束７０が
発生されていて、第２プラズマ生成容器４８内では電子
４４は磁束７０の周りを旋回運動する過程でガス分子と
多重衝突するので、ガス３６の電離能率が高く、従って
第２プラズマ生成容器４８内では、第１プラズマ生成容
器３０内のプラズマ４２よりも高密度の（例えば３〜４
倍程度の高密度の）プラズマ５４が生成される。

【００４３】つまり、この実施例のようにプラズマ源
に、二つのプラズマ生成容器３０および４８を用いるこ
とによって次のような効果が得られる。即ち、リフレク
タ電極６４内に十分な量の電子を供給するためには、プ
ラズマの密度も濃いものにしなければならない。その場
合仮に、第２プラズマ生成容器４８を設けずに、第１プ
ラズマ生成容器３０内で濃いプラズマ４２を作りこれを
リフレクタ電極６４内へ供給しようとすると、そのため
にはフィラメント３４から放出させる電子の量およびプ
ラズマ生成用のガス３６の量を増加させる必要がある。
しかしながら、そのようにすると、フィラメント３４の
消耗が早まり、しかも多量のガス３６がリフレクタ電極
６４内へ漏れ出るため、イオンビーム２の通過経路の真
空度も悪化してしまう。

【００４４】これに対して、この実施例では、第１プラ
ズマ生成容器３０内で生成するプラズマ４２は薄いもの
で良く、このプラズマ４２中の電子４４を利用して第２
プラズマ生成容器４８内で濃いプラズマ５４を生成さ
せ、それを引き出してリフレクタ電極６４内へ供給する
ようにしている。その結果、フィラメント３４から放出
させる電子の量を少なくすることができるので、フィラ
メント３４の消耗を遅くしてその寿命を長くすることが
できる。しかも、第１プラズマ生成容器３０内に供給す
るガス３６の量を少なくすることができると共に、第１
プラズマ生成容器３０から第２プラズマ生成容器４８内
へ漏れ出たガス３６をそこで再びプラズマ化するので、
また小孔３２および５２においてガスに対するコンダク
タンスが十分に低下するので、リフレクタ電極６４内へ
漏れ出るガスの量は非常に少なく、従ってイオンビーム
２の通過経路の真空度低下（即ちガス圧上昇）を非常に
小さく抑えることができる。その結果、イオンビーム２
とガス分子とが衝突して中性粒子が発生して注入量誤差
等の不具合が生じるのを防止することができる。

【００４５】上記のようにして第２プラズマ生成容器４
８内で生成されたプラズマ５４は、プラズマガイド用コ
イル６８による磁束７０にガイドされて、リフレクタ電
極６４内へ導入される。

【００４６】イオン注入の際、イオンビーム２は上記の
ようにその走査領域３の一端３ａから他端３ｂ間を往復
走査されている訳であるが、このイオン注入装置では、
前述したようにプラズマガイド用コイル６８に供給され
るコイル電流Ｉがイオンビーム２の走査に同期して変化
させられるので、プラズマガイド用コイル６８による磁
場強度は、イオンビーム２の走査に同期して変化させら
れる。

【００４７】プラズマは磁束があればその磁束にガイド
されてその磁束に沿って輸送されるので、プラズマガイ
ド用コイル６８による磁場強度を上記のようにイオンビ
ーム２の走査に同期させて変化させれば、第２プラズマ
生成容器４８からリフレクタ電極６４内に供給されるプ
ラズマ５４は、プラズマガイド用コイル６８による磁束
７０によって、イオンビーム２の走査位置にかかわらず
常に、イオンビーム２の近傍に供給される。

【００４８】即ち、イオンビーム２が走査領域３の一端
３ａ側にある時は、プラズマガイド用コイル６８による
磁場強度は最小になるので、プラズマ５４は磁束７０に
よって遠くへ導かれることなくすぐ近くに来ているイオ
ンビーム２の近傍に導かれる。また、イオンビーム２が
走査領域３の他端３ｂにある時は、プラズマガイド用コ
イル６８による磁場強度は最大になるので、プラズマ５
４は磁束７０によって遠くまで導かれ、遠くにあるイオ
ンビーム２の近傍に導かれる。

【００４９】その結果、イオンビーム２を高速に走査し
てもその走査位置にかかわらず常に、プラズマ５４中の
電子はイオンビーム２の電位によってイオンビーム２中
に引き込まれてイオンビーム２と共にホルダ１０上の基
板８に到達することになり、それによってイオンビーム
照射に伴う基板８の帯電を効果的に抑制することができ
る。即ち、プラズマ５４中の低エネルギー電子による基
板８の帯電防止を、ハイブリッドスキャン方式のイオン
注入装置に効果的に適用することができる。

【００５０】上記プラズマ５４中の電子による基板８の
帯電防止作用をより詳しく説明すると、基板８が帯電し
ている場合はそれによってイオンビーム２の軸方向に電
位勾配が生じるため、イオンビーム２内に引き込まれた
電子は、この電位勾配によって基板８に引き寄せられ、
それによって基板表面のイオンビーム照射に伴う正電荷
を中和する。正電荷が中和されれば、電子の基板８への
引き込みは自動的に止む。このようにして、電子が基板
８に過不足なく供給される。

【００５１】しかも、プラズマ５４中の電子は低エネル
ギーであり、電子による基板表面の電位は、そこに入射
される電子のエネルギーより負側に高くならないので、
上記のようにして低エネルギーの電子を基板８に導くこ
とにより、基板８の負の帯電をも抑制することができ
る。

【００５２】以上のような作用によって、イオンビーム
２が高速に作用されている場合でも、低エネルギーの電
子を基板８に過不足なく供給することができるので、イ
オンビーム照射に伴う基板８の帯電を効果的に抑制する
ことができる。

【００５３】また、上記の場合、リフレクタ電源６６か
ら負電圧が印加されるリフレクタ電極６４は、プラズマ
５４中のイオンを捕獲すると共に、電子を中央の方へ押
し返す働きをする。従って、プラズマ５４中の電子をよ
り効率的にイオンビーム２中に供給することができ、こ
のこともイオンビーム照射に伴う基板の帯電を効果的に
抑制することに寄与する。

【００５４】また、磁性体部材７６は、プラズマガイド
用コイル６８からの磁束７０を引き込む働きをするの
で、プラズマガイド用コイル６８からの磁束７０の広が
りを抑えて、同磁束７０を、イオンビーム２の走査領域
３の広い範囲に亘ってその走査方向に平行に近づけるこ
とができる。従って、磁束７０によるプラズマ５４のイ
オンビーム走査方向に沿う輸送をより効率的に行うこと
ができ、このこともイオンビーム照射に伴う基板の帯電
を効果的に抑制することに寄与する。

【００５５】なお、第１プラズマ生成容器３０では、上
記例のようにフィラメント３４を用いる代わりに、マイ
クロ波放電やＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）放電を
用いてプラズマ４２を発生させるようにしても良い。

【００５６】また、プラズマ源としては、この実施例の
ように第１プラズマ生成容器３０および第２プラズマ生
成容器４８内で２段階にプラズマを発生させる方式のも
のが、前述したように濃いプラズマ５４を発生させるこ
とができる等の利点を有しているので好ましいけれど
も、それに限定されるものではなく、他の方式のもの、
例えば一つのプラズマ生成容器を有する通常のプラズマ
源でも良い。

【００５７】また、この発明は、イオンビーム２を磁場
によって走査するイオン注入装置、イオンビーム２を平
行走査せずに広がり角度を持って走査するイオン注入装
置、更にはホルダ１０を前記Ｙ方向に往復直線運動させ
るイオン注入装置にも勿論適用することができる。

【００５８】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、プラズ
マガイド用コイルによる磁場強度を、イオンビームの走
査に同期して変化させるようにしたので、プラズマ源か
ら供給されるプラズマを、イオンビームの走査位置にか
かわらず常に、イオンビームの近傍に供給することがで
きる。その結果、イオンビームの走査位置にかかわらず
常に、プラズマ中の電子はイオンビームの電位によって
イオンビーム中に引き込まれてイオンビームと共に基板
に到達することになり、それによってイオンビーム照射
に伴う基板の帯電を効果的に抑制することができる。

【００５９】また、リフレクタ電源から負電圧が印加さ
れるリフレクタ電極は、プラズマ中のイオンを捕獲する
と共に電子を中央の方へ押し返す働きをするので、プラ
ズマ中の電子をより効率的にイオンビーム中に供給する
ことができ、このこともイオンビーム照射に伴う基板の
帯電を効果的に抑制することに寄与する。

【００６０】また、磁性体部材は、プラズマガイド用コ
イルからの磁束を引き込む働きをして、同磁束をイオン
ビームの走査領域の広い範囲に亘ってその走査方向に平
行に近づけることができるので、同磁束によるプラズマ
のイオンビーム走査方向に沿う輸送をより効率的に行う
ことができ、このこともイオンビーム照射に伴う基板の
帯電を効果的に抑制することに寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るイオン注入装置におけるプラズ
マ源周りの一例を示す断面図である。

【図２】イオンビームの走査位置と、走査信号およびコ
イル電流との関係の一例を示す図である。

【図３】ハイブリッドスキャン方式のイオン注入装置の
一例を部分的に示す斜視図である。

【符号の説明】

２ イオンビーム ３ 走査領域 ４，６ 走査電極 ８ 基板 １０ ホルダ １４ モータ ３０ 第１プラズマ生成容器 ４２ プラズマ ４８ 第２プラズマ生成容器 ５４ プラズマ ６４ リフレクタ電極 ６６ リフレクタ電源 ６８ プラズマガイド用コイル ７０ 磁束 ７２ プラズマガイド用コイル電源 ７４ 制御回路 ７６ 磁性体部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イオンビームをＸ方向に電気的に走査す
   ると共に、基板を保持するホルダをＸ方向と実質的に直
   交するＹ方向に機械的に走査して、ホルダ上の基板にイ
   オン注入を行う構成のイオン注入装置において、前記ホ
   ルダの上流側近傍に設けられていて、イオンビームの前
   記Ｘ方向の走査領域の外側を取り囲む筒状の非磁性体か
   ら成るリフレクタ電極と、このリフレクタ電極の前記Ｘ
   方向の一端部の外側近傍に設けられていて、プラズマを
   生成してそれを当該一端部からリフレクタ電極の内側へ
   供給するプラズマ源と、このプラズマ源の出口付近から
   前記リフレクタ電極の前記一端部付近にかけての部分を
   取り囲むように巻かれていて、同プラズマ源の出口付近
   からイオンビームの走査領域内にかけて前記Ｘ方向に沿
   う磁束を発生させるプラズマガイド用コイルと、前記リ
   フレクタ電極の前記一端部に対向する他端部付近に前記
   プラズマガイド用コイルに対向するように設けられた磁
   性体部材と、前記リフレクタ電極に負電圧を印加するリ
   フレクタ電源と、前記プラズマガイド用コイルにコイル
   電流を供給するプラズマガイド用コイル電源と、前記イ
   オンビームの前記Ｘ方向の走査に同期して、イオンビー
   ムがその走査領域の前記プラズマ源側の端部にあるとき
   は前記コイル電流を弱く、その反対側の端部にあるとき
   は同コイル電流を強くするように前記プラズマガイド用
   コイル電源を制御する制御回路とを備えることを特徴と
   するイオン注入装置。