JPH0744009B2 - 電子ビ−ム励起イオン源 - Google Patents
電子ビ−ム励起イオン源Info
- Publication number
- JPH0744009B2 JPH0744009B2 JP62021302A JP2130287A JPH0744009B2 JP H0744009 B2 JPH0744009 B2 JP H0744009B2 JP 62021302 A JP62021302 A JP 62021302A JP 2130287 A JP2130287 A JP 2130287A JP H0744009 B2 JPH0744009 B2 JP H0744009B2
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- JP
- Japan
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- electron beam
- ion
- generation chamber
- ion source
- ion generation
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- Plasma Technology (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、半導体製造装置等に利用される電子ビーム励
起イオン源に関する。
起イオン源に関する。
（従来の技術） 一般に、イオンビームを用いて半導体ウエハ等の処理を
行なう半導体製造装置等では、低エネルギかつ大電流の
イオンビームを用いることが好ましい。
行なう半導体製造装置等では、低エネルギかつ大電流の
イオンビームを用いることが好ましい。
このような低エネルギかつ大電流のイオンビームを得る
ためには、効率良く多量のイオンを発生させるイオン源
が必要とされるため、従来各種のイオン源が提案されて
いる。
ためには、効率良く多量のイオンを発生させるイオン源
が必要とされるため、従来各種のイオン源が提案されて
いる。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来のイオン源では、効率良く多量のイ
オンを発生させるイオン源がなく、このため、低エネル
ギかつ大電流のイオンビームを得ることが困難であっ
た。
オンを発生させるイオン源がなく、このため、低エネル
ギかつ大電流のイオンビームを得ることが困難であっ
た。
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもの
で、効率良く多量のイオンを発生させることができ、低
エネルギかつ大電流のイオンビームを得ることのできる
電子ビーム励起イオン源を提供しようとするものであ
る。
で、効率良く多量のイオンを発生させることができ、低
エネルギかつ大電流のイオンビームを得ることのできる
電子ビーム励起イオン源を提供しようとするものであ
る。
［発明の構成］ すなわち本発明の電子ビーム励起イオン源は、所定の反
応ガス雰囲気とされるイオン生成室と、放電により生成
されるプラズマの中から電子を引き出し、前記イオン生
成室内に電子ビームを照射してイオンを発生させる手段
と、前記イオン生成室内に多極磁場を形成し前記イオン
および前記電子ビームを制御する手段とを備えたことを
特徴とする。
応ガス雰囲気とされるイオン生成室と、放電により生成
されるプラズマの中から電子を引き出し、前記イオン生
成室内に電子ビームを照射してイオンを発生させる手段
と、前記イオン生成室内に多極磁場を形成し前記イオン
および前記電子ビームを制御する手段とを備えたことを
特徴とする。
（作用） 本発明の電子ビーム励起イオン源では、所定の反応ガス
雰囲気とされるイオン生成室と、放電により生成される
プラズマの中から電子を引き出し、前記イオン生成室内
に電子ビームを照射してイオンを発生させる手段と、イ
オン生成室内に多極磁場を形成し、イオンおよび電子ビ
ームを制御する手段とを備えている。
雰囲気とされるイオン生成室と、放電により生成される
プラズマの中から電子を引き出し、前記イオン生成室内
に電子ビームを照射してイオンを発生させる手段と、イ
オン生成室内に多極磁場を形成し、イオンおよび電子ビ
ームを制御する手段とを備えている。
すなわち、イオン生成室内の反応ガス分子に高速の電子
を衝突させ、この反応ガス分子をイオン化する。このと
き、イオン生成室内に多極磁場を形成し、イオンおよび
電子ビームを制御することにより、例えば電子ビームが
反応ガス分子に衝突する前にイオン生成室内の壁に衝突
して運動エネルギを失ったり、イオンがイオン生成室内
の壁に衝突して消滅したりすることなく、効率良く多量
のイオンを発生させることができ、低エネルギかつ大電
流のイオンビームを得ることができる。
を衝突させ、この反応ガス分子をイオン化する。このと
き、イオン生成室内に多極磁場を形成し、イオンおよび
電子ビームを制御することにより、例えば電子ビームが
反応ガス分子に衝突する前にイオン生成室内の壁に衝突
して運動エネルギを失ったり、イオンがイオン生成室内
の壁に衝突して消滅したりすることなく、効率良く多量
のイオンを発生させることができ、低エネルギかつ大電
流のイオンビームを得ることができる。
（実施例） 以下本発明の電子ビーム励起イオン源の実施例を図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
第１図に示す電子ビーム励起イオン源は、イオン注入装
置のイオン源として用いられるもので、密閉容器１内に
は、例えばモリブデンやタングステン等の高融点金属等
から、直径数cm、厚さ0.2mm〜0.5mm程度の円板状に形成
され、その周辺部を除く領域に、直径0.5mm程度の透孔2
b、3bが多数配置されたアノード電極２および電子ビー
ム加速用電極３が、例えば0.3mm〜1.5mmの所定間隙を設
けて配置されている。
置のイオン源として用いられるもので、密閉容器１内に
は、例えばモリブデンやタングステン等の高融点金属等
から、直径数cm、厚さ0.2mm〜0.5mm程度の円板状に形成
され、その周辺部を除く領域に、直径0.5mm程度の透孔2
b、3bが多数配置されたアノード電極２および電子ビー
ム加速用電極３が、例えば0.3mm〜1.5mmの所定間隙を設
けて配置されている。
密閉容器１のアノード電極２と対向する側壁1aには、例
えばタンタル等からなり、中心部に貫通孔５を備えた円
筒状のカソード電極４がアノード電極２へ向けて突出す
るよう配置されている。
えばタンタル等からなり、中心部に貫通孔５を備えた円
筒状のカソード電極４がアノード電極２へ向けて突出す
るよう配置されている。
カソード電極４とアノード電極２との間には、微小コン
ダクタンスの隘路６例えば導電板にスリット状または円
形状の透孔が設けられている。
ダクタンスの隘路６例えば導電板にスリット状または円
形状の透孔が設けられている。
この隘路６は、カソード電極４側の密閉容器１内のガス
圧を0.3Torr〜1.00Torr例えば、0.8Torr程度とし、アノ
ード電極２側の密閉容器１内のガス圧を0.01Torr〜0.04
Torr程度とする大きさであり中間電極の役割も兼ねてい
る。
圧を0.3Torr〜1.00Torr例えば、0.8Torr程度とし、アノ
ード電極２側の密閉容器１内のガス圧を0.01Torr〜0.04
Torr程度とする大きさであり中間電極の役割も兼ねてい
る。
また、隘路６の内面のうち、アノード電極２側の大部分
は、例えばアルミナ径セラミックス等の絶縁物７で覆わ
れており、カソード電極４とアノード電極２との放電が
容易になされるようにされている。
は、例えばアルミナ径セラミックス等の絶縁物７で覆わ
れており、カソード電極４とアノード電極２との放電が
容易になされるようにされている。
そして、カソード電極４の貫通孔５を通して、密閉容器
１内に放電用ガス、例えばアルゴンガス等が導入され
る。カソード電極４とアノード電極２との間には、放電
電源８から例えば500V程度の放電電圧が印加され、グロ
ー放電を起こし、プラズマが生成される。
１内に放電用ガス、例えばアルゴンガス等が導入され
る。カソード電極４とアノード電極２との間には、放電
電源８から例えば500V程度の放電電圧が印加され、グロ
ー放電を起こし、プラズマが生成される。
アノード２に対して0.5〜1.5mmの間隙で設けられた電子
ビーム加速用電極３は、電子ビーム加速用電源９により
例えば300V程度の加速電圧を印加され、放電により生じ
たプラズマの中から電子を引出し、例えば50eV〜300eV
に加速してイオン生成室10内に入射させる。
ビーム加速用電極３は、電子ビーム加速用電源９により
例えば300V程度の加速電圧を印加され、放電により生じ
たプラズマの中から電子を引出し、例えば50eV〜300eV
に加速してイオン生成室10内に入射させる。
なお、アノード２と電子ビーム加速用電極３との間は、
例えば0.03Torr程度のガス圧とされる。
例えば0.03Torr程度のガス圧とされる。
イオン生成室10は、電子ビーム加速用電極３と同電位と
された導体壁により構成されており、その内側には、第
２図にも示すように隣合う永久磁石の極性が異なるよう
に多数の永久磁石10aが配列され、多極磁場を形成して
いる。なお、磁石10aは、イオン生成室10の外部に配置
しても良い。
された導体壁により構成されており、その内側には、第
２図にも示すように隣合う永久磁石の極性が異なるよう
に多数の永久磁石10aが配列され、多極磁場を形成して
いる。なお、磁石10aは、イオン生成室10の外部に配置
しても良い。
そしてイオン生成室10内には、イオン注入のためのガス
例えばヒ素ガスがガス圧0.01Torr〜0.02Torrとなるよう
に供給され、このイオン生成室10内に導入された電子ビ
ームは、ヒ素ガス分子に衝突し、濃いプラズマを発生す
る。これは電離断面積の大きなエネルギーを有する電子
ビームを用いてガス圧の少ない領域でプラズマを発生す
るためである。また、このとき電子ビームおよびプラズ
マは、多数の永久磁石10aによって形成される多極磁場
により閉じ込められ、イオン生成室10の内壁に衝突しな
いよう構成されている。
例えばヒ素ガスがガス圧0.01Torr〜0.02Torrとなるよう
に供給され、このイオン生成室10内に導入された電子ビ
ームは、ヒ素ガス分子に衝突し、濃いプラズマを発生す
る。これは電離断面積の大きなエネルギーを有する電子
ビームを用いてガス圧の少ない領域でプラズマを発生す
るためである。また、このとき電子ビームおよびプラズ
マは、多数の永久磁石10aによって形成される多極磁場
により閉じ込められ、イオン生成室10の内壁に衝突しな
いよう構成されている。
イオン生成室10の電子ビーム加速用電極３に対向する側
には、電子ビーム加速用電極３と同電位とされた方形状
のスリット11および楕円形状のスリット12が設けられて
いる。
には、電子ビーム加速用電極３と同電位とされた方形状
のスリット11および楕円形状のスリット12が設けられて
いる。
これらのスリット11、12の構成は、周知のイオン注入装
置のイオン源に用いられているイオン導出部の電極構成
で、スリット11は縦長の1.5mm×15.5mmの長方形状の透
孔であり、スリット12は短径0.5mm、長径20mmの楕円形
状である。
置のイオン源に用いられているイオン導出部の電極構成
で、スリット11は縦長の1.5mm×15.5mmの長方形状の透
孔であり、スリット12は短径0.5mm、長径20mmの楕円形
状である。
これらのスリット11、12により、イオン生成室10内から
引出されたイオンビームは、イオン注入装置の質量分析
用の磁場中（図示せず）へ出射される。
引出されたイオンビームは、イオン注入装置の質量分析
用の磁場中（図示せず）へ出射される。
すなわち、上記説明のこの実施例の電子ビーム励起イオ
ン源では、イオン生成室10内の反応ガス分子に高速の電
子を衝突させ、この反応ガス分子をイオン化する。この
とき、イオン生成室10内に配置された多数の永久磁石10
aにより形成れた多極磁場で、イオンおよび電子ビーム
を制御することにより、例えば電子ビームが反応ガス分
子に衝突する前にイオン生成室内の壁に衝突して運動エ
ネルギを失ったり、イオンがイオン生成室内の壁に衝突
して消滅したりすることなく、効率良く多量のイオンを
発生させることができ、低エネルギかつ大電流のイオン
ビームを得ることができる。
ン源では、イオン生成室10内の反応ガス分子に高速の電
子を衝突させ、この反応ガス分子をイオン化する。この
とき、イオン生成室10内に配置された多数の永久磁石10
aにより形成れた多極磁場で、イオンおよび電子ビーム
を制御することにより、例えば電子ビームが反応ガス分
子に衝突する前にイオン生成室内の壁に衝突して運動エ
ネルギを失ったり、イオンがイオン生成室内の壁に衝突
して消滅したりすることなく、効率良く多量のイオンを
発生させることができ、低エネルギかつ大電流のイオン
ビームを得ることができる。
なお、上述の実施例では、イオン生成室10およびスリッ
ト11が電子ビーム加速用電極３と同電位となるよう構成
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、例えば第３図に示すように、絶縁性部材11aを介し
てスリット11をイオン生成室10に固定し、このスリット
11をアノード電極２と同電位とすることもできる。この
場合、スリット11の電位がイオン生成室10の壁の電位よ
り低くなるため、プラズマの電位がスリット11とイオン
生成室10との中間の電位となり、イオンは、磁石の表面
においてシースの電界により反発され、電子は、磁場の
勾配によって反発される。
ト11が電子ビーム加速用電極３と同電位となるよう構成
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、例えば第３図に示すように、絶縁性部材11aを介し
てスリット11をイオン生成室10に固定し、このスリット
11をアノード電極２と同電位とすることもできる。この
場合、スリット11の電位がイオン生成室10の壁の電位よ
り低くなるため、プラズマの電位がスリット11とイオン
生成室10との中間の電位となり、イオンは、磁石の表面
においてシースの電界により反発され、電子は、磁場の
勾配によって反発される。
また、第４図に示すように、イオン生成室10を絶縁性壁
10bから構成し、スリット11をアノード電極２と同電位
とすることもできる。
10bから構成し、スリット11をアノード電極２と同電位
とすることもできる。
上記実施例で多極磁場を永久磁石により構成したが、電
磁コイルにより多極磁場を形成してもよいことは説明す
るまでもないことである。
磁コイルにより多極磁場を形成してもよいことは説明す
るまでもないことである。
［発明の効果］ 上述のように本発明の電子ビーム励起イオン源では、効
率良く多量のイオンを発生させることができ、低エネル
ギかつ大電流のイオンビームを得ることができる。
率良く多量のイオンを発生させることができ、低エネル
ギかつ大電流のイオンビームを得ることができる。
第１図は本発明の一実施例の電子ビーム励起イオン源を
示す構成図で、第２図は第１図の要部を示す縦断面図、
第３図および第４図は第１図の変形例を示す構成図であ
る。 １……密閉容器、２……アノード電極、４……カソード
電極、８……放電電源、９……電子ビーム加速用電源、
10……イオン生成室、10a……永久磁石。
示す構成図で、第２図は第１図の要部を示す縦断面図、
第３図および第４図は第１図の変形例を示す構成図であ
る。 １……密閉容器、２……アノード電極、４……カソード
電極、８……放電電源、９……電子ビーム加速用電源、
10……イオン生成室、10a……永久磁石。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川村 剛平 東京都新宿区西新宿１丁目26番２号 東京 エレクトロン株式会社内 (72)発明者 原 民夫 埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究所 内 (72)発明者 浜垣 学 埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究所 内 (72)発明者 難波 進 埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究所 内 (72)発明者 青柳 克信 埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究所 内 (56)参考文献 特開 昭60−240039（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】所定の反応ガス雰囲気とされるイオン生成
室と、 放電により生成されるプラズマの中から電子を引き出
し、前記イオン生成室内に電子ビームを照射してイオン
を発生させる手段と、 前記イオン生成室内に多極磁場を形成し前記イオンおよ
び前記電子ビームを制御する手段と を備えたことを特徴とする電子ビーム励起イオン源。 - 【請求項２】前記多極磁場によって前記電子ビームおよ
び前記プラズマが閉じ込められ、前記イオン生成室内壁
に前記電子ビームおよび前記プラズマが衝突しないよう
に構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の電子ビーム励起イオン源。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62021302A JPH0744009B2 (ja) | 1987-01-31 | 1987-01-31 | 電子ビ−ム励起イオン源 |
| KR1019870004962A KR900003310B1 (ko) | 1986-05-27 | 1987-05-19 | 이온 발생 장치 |
| US07/054,496 US4749912A (en) | 1986-05-27 | 1987-05-27 | Ion-producing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62021302A JPH0744009B2 (ja) | 1987-01-31 | 1987-01-31 | 電子ビ−ム励起イオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63190229A JPS63190229A (ja) | 1988-08-05 |
| JPH0744009B2 true JPH0744009B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=12051349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62021302A Expired - Fee Related JPH0744009B2 (ja) | 1986-05-27 | 1987-01-31 | 電子ビ−ム励起イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0744009B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60240039A (ja) * | 1984-05-11 | 1985-11-28 | Ryuichi Shimizu | イオン銃 |
-
1987
- 1987-01-31 JP JP62021302A patent/JPH0744009B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63190229A (ja) | 1988-08-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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