JPH08184697A - Device removing residual ion in high speed atom beam - Google Patents

Device removing residual ion in high speed atom beam

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JPH08184697A
JPH08184697A JP33888794A JP33888794A JPH08184697A JP H08184697 A JPH08184697 A JP H08184697A JP 33888794 A JP33888794 A JP 33888794A JP 33888794 A JP33888794 A JP 33888794A JP H08184697 A JPH08184697 A JP H08184697A
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JP
Japan
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residual
ion
sleeve
atom beam
ions
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JP33888794A
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Japanese (ja)
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Yoshihiko Naito
儀彦 内藤
Osamu Hotta
修 堀田
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Abstract

PURPOSE: To reduce the size of whole device by reducing the radius of curvature of separation orbit of residual ion. CONSTITUTION: Along a path of ion beam 12 accelerated from an ion source 3 in a vacuum chamber 1 and directing to a target 10, a neutralizing chamber 7 equipped with an opening for passing the beam 12 is provided. By exchanging electric charge of the ion beam in the neutralizing chamber 7, it is converted to high speed atom beam 13 and residual ion included in the high speed atom beam 13 is bent and removed by magnetic field. A sleeve 22 surrounding the high speed atom beam 13 including the residual ion is provided in between magnets 20, 21 producing magnetic field. Electric potential is given to the sleeve 22 for reducing the speed of the residual ion. The sleeve 22 is longer than the length between magnetic poles 20 and 21 along the ion beam 12 passing direction.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子を製造する
際のドーパント注入等において、従来のイオンを注入す
る方法に代わって中性の高速原子の注入を行うための高
速原子線生成装置に係わり、特にイオンビームを高速原
子線に変換した後の該高速原子線中に含まれる残留イオ
ンを効率的に除去するための除去装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high speed atom beam generator for injecting neutral high speed atoms in place of the conventional ion injection method in the dopant injection when manufacturing a semiconductor element. In particular, the present invention relates to a removal device for efficiently removing residual ions contained in the fast atom beam after converting the ion beam into the fast atom beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体の製造工程において、半導体基板
上に集積回路を形成するために、基板に異種元素を打ち
込むいわゆる不純物ドーピングが行われる。このための
方法として、従来はイオン注入法が用いられている。し
かし、この方法では、集積度の向上に従い、イオン電荷
の蓄積に起因する絶縁膜の破壊や、クーロン力による入
射イオンの軌道の偏向に起因する打ち込み精度の低下、
イオン注入により流れる電流に起因するジュール熱によ
る素子の破壊などの問題が顕著になった。
2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing process, in order to form an integrated circuit on a semiconductor substrate, so-called impurity doping is performed to implant a different element into the substrate. As a method for this purpose, an ion implantation method has been conventionally used. However, in this method, as the degree of integration is improved, the insulation film is destroyed due to the accumulation of ionic charges, and the implantation accuracy is reduced due to the deflection of the trajectory of incident ions due to Coulomb force.
Problems such as element destruction due to Joule heat caused by the current flowing by ion implantation have become prominent.

【0003】そこで、イオンビームを途中で中性化して
原子線の流れとし、これをターゲットの半導体基板に注
入することが行われている。これは、例えば特開平3−
152848号公報に示すように、イオン源から加速さ
れてターゲットに向かうイオンビームの経路に、例えば
アルゴンのような不活性ガスを導入する中性化室を設
け、ここでガスとイオンの接触により電荷を交換させて
イオンを電気的に中性化し、中性である高速原子線のビ
ームを形成するものである。
Therefore, it has been practiced to neutralize the ion beam in the middle to form a stream of atomic beams, which is then injected into the target semiconductor substrate. This is, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
As shown in Japanese Patent No. 152848, a neutralization chamber for introducing an inert gas such as argon is provided in the path of an ion beam accelerated from an ion source toward a target, where a charge is generated by contact between the gas and ions. Are exchanged to electrically neutralize the ions to form a neutral fast atom beam.

【0004】特開平1−161699号公報には、従来
のイオンビームから高速原子線に変換されたビーム中に
含まれる残留イオンを除去する装置が開示されている。
これは残留イオンを含む高速原子線の走行経路上にビー
ムの通過のための開口を有する円板状の阻止電極を設
け、この電極を高速原子線の発生源の陰極側電極と対向
する位置に配置して、且つこの電極に陽極側もしくはそ
れ以上の電位を与えるようにしたものである。従って、
陰極側から走行してくる残留イオンビームは阻止電極と
陰極間との逆電界により走行が阻止されるが、高速原子
線は電界の影響を受けないため、阻止電極の開口を通過
してターゲット側に向かう。
Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 1-161699 discloses an apparatus for removing residual ions contained in a beam converted from a conventional ion beam into a fast atom beam.
This is provided with a disc-shaped blocking electrode having an opening for passing a beam on the traveling path of a fast atom beam containing residual ions, and this electrode is placed at a position facing the cathode side electrode of the source of the fast atom beam. It is arranged so that an electric potential on the anode side or higher is applied to this electrode. Therefore,
The residual ion beam traveling from the cathode side is prevented from traveling by the reverse electric field between the blocking electrode and the cathode, but the fast atom beam is not affected by the electric field, so it passes through the aperture of the blocking electrode and passes through the target side. Head to.

【0005】また、特開平1−220353号公報に
は、他の形式の残留イオン除去装置が開示されている。
これは、真空チャンバ中で加速されたイオンビームが中
性化室を通り高速原子線に変換された後で、該ビームに
垂直方向の磁界を作用させるようにしたものである。高
速原子線は磁界の影響を受けずに直進するが、残留イオ
ンは進行方向に垂直な方向の磁界による力を受け、その
軌道が曲げられ高速原子線から分離される。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 1-220353 discloses another type of residual ion removing device.
This is one in which, after an ion beam accelerated in a vacuum chamber passes through a neutralization chamber and is converted into a fast atom beam, a vertical magnetic field is applied to the beam. The fast atom beam travels straight without being affected by the magnetic field, but the residual ions receive a force from the magnetic field in the direction perpendicular to the traveling direction, and their orbits are bent and separated from the fast atom beam.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、阻止電
極を用いた方法では、阻止電極と陰極間のガス濃度によ
っては、この区間が放電区間となり、高速原子線の生成
が阻害されるという問題がある。又、高速原子線の加速
電圧が高く、数十kVにも及ぶ場合には、一枚の阻止電
極で残留イオンの走行を阻止するには極めて高い絶縁強
度を必要として現実的ではない。
However, the method using the blocking electrode has a problem in that, depending on the gas concentration between the blocking electrode and the cathode, this section becomes a discharge section and the generation of the fast atom beam is hindered. . Further, when the acceleration voltage of the fast atom beam is high and reaches several tens of kV, it is not realistic because a single blocking electrode requires extremely high insulation strength to prevent the residual ions from traveling.

【0007】又、磁界を用いて高速で走行する残留イオ
ンを偏向する方法では、残留イオンビームがその軌道を
曲げられるまでの距離が必要であり、特に高速原子線の
エネルギが高く、数十keVにも及ぶ場合にはこの距離
が大きくなる。このため、高速原子線装置等においては
残留イオン除去のための磁石を配置した部分から高速原
子線のターゲット迄の距離が大きくなり、装置が大型化
してしまうという問題がある。又、磁界を強くすれば残
留イオンの分離軌道の曲率半径を小さくすることができ
るが、磁石が大型化して装置の大型化につながる。又、
磁石の磁極間距離を小さくすると磁界を強めることがで
きるが、高速原子線の一部が磁極に衝突してスパッタリ
ングして、汚染物質を放散するという問題が生じる。
Further, in the method of deflecting the residual ions traveling at a high speed by using a magnetic field, a distance until the trajectory of the residual ion beam can be bent is required. Especially, the energy of the high speed atom beam is high, and several tens keV is required. This distance becomes large when it reaches to. Therefore, in a high-speed atom beam apparatus or the like, there is a problem that the distance from the portion where the magnet for removing residual ions is arranged to the target of the high-speed atom beam becomes large, and the apparatus becomes large. Further, if the magnetic field is strengthened, the radius of curvature of the separation trajectory of the residual ions can be reduced, but the magnet becomes large and the device becomes large. or,
Although the magnetic field can be strengthened by reducing the distance between the magnetic poles of the magnet, a problem arises that a part of the fast atom beam collides with the magnetic pole and is sputtered to dissipate the contaminants.

【0008】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、残留イオン除去装置における残留イオンの分離軌道
の曲率半径を小さくすることにより、装置全体の小型化
を図ることのできる高速原子線の残留イオン除去装置を
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and by reducing the radius of curvature of the residual ion separation orbit in the residual ion removing apparatus, it is possible to reduce the size of the entire apparatus and to maintain the high-speed atom beam residual. An object is to provide an ion removing device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の高速原子線の残
留イオン除去装置は、真空チャンバ中のイオン源から加
速されてターゲットに向かうイオンビームの経路に沿っ
て、該ビームを通過する開口を備えた中性化室を設け、
該中性化室でイオンビームの電荷を交換することにより
高速原子線に変換し、該高速原子線に含まれる残留イオ
ンを磁界により偏向して除去する残留イオン除去装置で
あって、前記残留イオンを含む高速原子線を取り囲むス
リーブを前記磁界を生成する磁極間に備え、該スリーブ
には前記残留イオンを減速する電位が付与されるもので
あり、且つ前記スリーブはビームの走行方向に沿って前
記磁極の長さよりも長いものであることを特徴とする。
The fast ion beam residual ion removal apparatus of the present invention has an opening passing through an ion beam accelerated from an ion source in a vacuum chamber toward a target. A neutralization room equipped with
A residual ion removing device for converting a charge of an ion beam in the neutralization chamber to convert into a high-speed atom beam and deflecting and removing residual ions contained in the high-speed atom beam by a magnetic field. Is provided between the magnetic poles for generating the magnetic field, and a potential for decelerating the residual ions is applied to the sleeve, and the sleeve is arranged along the traveling direction of the beam. It is characterized in that it is longer than the length of the magnetic pole.

【0010】また、本発明の第1の態様のスリーブは、
前記真空チャンバ外の電圧印加手段に接続されたもので
あることを特徴とする。
The sleeve according to the first aspect of the present invention is
It is characterized in that it is connected to a voltage applying means outside the vacuum chamber.

【0011】また、本発明の第2の態様のスリーブは、
前記真空チャンバ外部に配置された高抵抗に接続し、該
高抵抗を介して接地されたものであることを特徴とす
る。
The sleeve according to the second aspect of the present invention is
It is characterized in that it is connected to a high resistance arranged outside the vacuum chamber and is grounded via the high resistance.

【0012】また、本発明の第3の態様のスリーブは、
前記真空チャンバ内部に配置された高抵抗に接続し、該
高抵抗を介して接地されたものであることを特徴とす
る。
The sleeve of the third aspect of the present invention is
It is characterized in that it is connected to a high resistance disposed inside the vacuum chamber and is grounded via the high resistance.

【0013】また、本発明の第4の態様のスリーブは、
前記真空チャンバから絶縁され、前記高速原子線に含ま
れる残留イオンが帯電することにより減速電位が生じる
ものであることを特徴とする。
The sleeve of the fourth aspect of the present invention is
It is insulated from the vacuum chamber, and a deceleration potential is generated by charging residual ions contained in the fast atom beam.

【0014】[0014]

【作用】中性化室の下流側で残留イオン除去装置の磁界
を生成する磁石間にスリーブを配置して、そのスリーブ
に残留イオンを減速する電位を付与することにより、ス
リーブ中を通過する高速原子線に含まれる残留イオン
は、スリーブ入口で減速され、残留イオン除去用磁石の
磁界の影響を強くうけることとなる。残留イオンの分離
軌道の曲率半径rは、速度vの平方根に比例することか
ら、残留イオンの分離に必要な距離が短くなる。このた
め、高速原子線装置においては、高速原子線が導かれる
ターゲットの位置を、残留イオン除去装置の位置から高
速原子線の走行方向に短くすることができ、装置全体を
小型化することができる。
A sleeve is disposed between magnets that generate a magnetic field of the residual ion removing device on the downstream side of the neutralization chamber, and a potential for decelerating residual ions is applied to the sleeve, so that high speed passing through the sleeve is achieved. The residual ions contained in the atomic beam are decelerated at the sleeve entrance, and are strongly influenced by the magnetic field of the residual ion removing magnet. Since the radius of curvature r of the separation trajectory of residual ions is proportional to the square root of the velocity v, the distance required for separation of residual ions becomes short. Therefore, in the fast atom beam device, the position of the target to which the fast atom beam is guided can be shortened from the position of the residual ion removing device in the traveling direction of the fast atom beam, and the entire device can be downsized. .

【0015】また、本発明の第1の態様によれば、スリ
ーブに真空チャンバの外から任意の減速電位を与えるこ
とができるので、高速原子線源のエネルギの大きさ、磁
界の強さ等に応じて任意の減速電界を形成することがで
きる。
Further, according to the first aspect of the present invention, since an arbitrary deceleration potential can be applied to the sleeve from outside the vacuum chamber, the energy level of the fast atom beam source, the strength of the magnetic field, etc. can be improved. Accordingly, an arbitrary deceleration electric field can be formed.

【0016】また、本発明の第2の態様によれば、スリ
ーブを真空チャンバ外部で高抵抗を介して接地すること
により、スリーブの電位を把握することができる。ま
た、この高抵抗の抵抗値を調節することで、スリーブの
減速電位を任意に調整することができる。
According to the second aspect of the present invention, the potential of the sleeve can be grasped by grounding the sleeve outside the vacuum chamber via a high resistance. Further, the deceleration potential of the sleeve can be arbitrarily adjusted by adjusting the resistance value of this high resistance.

【0017】また、本発明の第3の態様によれば、スリ
ーブを高抵抗を介して真空チャンバ内で接地することに
より、真空チャンバ内への電圧供給機構が不必要とな
り、真空チャンバの構造を簡単にすることができる。な
お、高抵抗の抵抗値をあらかじめ調節しておくことによ
り、スリーブの減速電位をビームの有するエネルギ等に
応じて任意に調整することができる。
Further, according to the third aspect of the present invention, by grounding the sleeve in the vacuum chamber through the high resistance, a mechanism for supplying a voltage to the vacuum chamber is unnecessary, and the structure of the vacuum chamber is reduced. Can be easy. By adjusting the resistance value of the high resistance in advance, the deceleration potential of the sleeve can be arbitrarily adjusted according to the energy of the beam and the like.

【0018】また、本発明の第4の態様によれば、スリ
ーブを接地電位の真空チャンバから絶縁した状態で配置
することにより、高速原子線に含まれた残留イオンの一
部がスリーブに付着して帯電する。この帯電した電荷に
より生ずる電位によって走行してくる残留イオンに対し
て減速効果を与えることができる。従って、真空チャン
バ内への電圧供給機構や高抵抗接地が不必要となり、真
空チャンバの構造を大幅に簡単にすることができる。
Further, according to the fourth aspect of the present invention, by disposing the sleeve in a state of being insulated from the vacuum chamber of the ground potential, a part of the residual ions contained in the fast atom beam adheres to the sleeve. To be charged. A deceleration effect can be given to the residual ions traveling due to the potential generated by the charged electric charges. Therefore, a mechanism for supplying a voltage to the vacuum chamber and grounding with high resistance are unnecessary, and the structure of the vacuum chamber can be greatly simplified.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照しながら説明する。尚、各図中同一符号は同一又は相
当部分を示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

【0020】図1は、本発明の一実施例の高速原子線注
入装置を示すもので、図中、符号1は全体がほぼL字型
の真空チャンバであり、主ポンプ2によって排気されて
所定の高真空度に保たれている。その屈曲する一端側に
は、イオン源3が設けられ、イオン源3の近傍には高圧
を印加される電極5からなる加速部が設けられている。
真空チャンバの屈曲部6には、図示しない磁石によって
磁場を形成し、これによってイオンビーム12を偏向さ
せて所要のイオンのみを中性化部の方向に向ける分離部
が設けられている。
FIG. 1 shows a high-speed atomic beam implanter according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 is a vacuum chamber having a substantially L-shape as a whole, which is evacuated by a main pump 2 to a predetermined size. Maintained at a high degree of vacuum. An ion source 3 is provided on one end side of the bending, and an accelerating section including an electrode 5 to which a high voltage is applied is provided near the ion source 3.
The bending portion 6 of the vacuum chamber is provided with a separating portion that forms a magnetic field by a magnet (not shown) and deflects the ion beam 12 to direct only desired ions toward the neutralizing portion.

【0021】中性化室7は、イオンビーム12の走行す
る線に沿って設けられ、ビームを通過する開口を備えて
いる。中性化室7はオリフィスによって区切られた複数
の部屋からなっており、この例では三つの部屋からなっ
ている。オリフィスはそれぞれの部屋の中心軸線上に形
成され、その経路は必要とされるビームの系よりもやや
大きな値となっている。そして三つの部屋の中央の部屋
には、不活性ガスの供給源と連絡された供給管15が接
続されており、これには流量調整弁16が設けられてい
る。一方、これに隣接する二つの部屋にはターボ分子ポ
ンプ17の吸気側が連結されている。
The neutralization chamber 7 is provided along the line along which the ion beam 12 travels, and has an opening through which the beam passes. The neutralization chamber 7 is composed of a plurality of rooms separated by orifices, and in this example, is composed of three rooms. The orifice is formed on the central axis of each room, and its path is slightly larger than the required beam system. A supply pipe 15 connected to a supply source of an inert gas is connected to the center of the three chambers, and a flow rate adjusting valve 16 is provided in the supply pipe 15. On the other hand, the intake side of the turbo molecular pump 17 is connected to the two adjacent chambers.

【0022】真空チャンバ1の内部は、主ポンプ2によ
って例えば1×10-5Torr以下の真空状態に保たれてい
る。この状態でイオン源3よりイオンが発生させられ、
このイオンは加速部5によって加速されて一定のエネル
ギを得る。このように形成されたイオンビームは分離部
6において一定の磁界を受けてその質量とエネルギの関
係で決まる一定の角度だけ曲げられる。これによって、
分離部の磁界を調整することによって、必要とされる種
類のイオンのみが軌道を90度曲げられて中性化部に向
かう。
The inside of the vacuum chamber 1 is maintained in a vacuum state of, for example, 1 × 10 -5 Torr or less by the main pump 2. In this state, ions are generated from the ion source 3,
The ions are accelerated by the accelerating unit 5 to obtain constant energy. The ion beam thus formed is subjected to a constant magnetic field in the separating portion 6 and is bent at a constant angle determined by the relationship between the mass and energy. by this,
By adjusting the magnetic field of the separation part, only the required kind of ions are bent by 90 degrees toward the neutralization part.

【0023】中性化室7においては、不活性ガス源より
供給管15を通して流量制御弁16によって制御された
量のアルゴン等の不活性ガスが導入され、一方、ターボ
分子ポンプ17の作用によって排気される不活性ガスの
流れが形成されている。ターボ分子ポンプの排気量は十
分大きく設定されているので、ガスが供給される部屋と
隣接する部屋の間には、約102 程度の圧力差ができ、
従ってこのような多段の部屋と循環排気系を設けること
によって中性化室7の中央部分の部屋は、真空チャンバ
の真空状態に比べて約104 程度の比較的高いガス圧力
が保たれている。
In the neutralization chamber 7, an inert gas such as argon is introduced from the inert gas source through the supply pipe 15 in an amount controlled by the flow control valve 16, while exhausted by the action of the turbo molecular pump 17. A flow of inert gas is formed. Since the displacement of the turbo molecular pump is set large enough, there is a pressure difference of about 10 2 between the room to which the gas is supplied and the adjacent room.
Therefore, by providing such a multi-stage chamber and a circulating exhaust system, the central chamber of the neutralization chamber 7 maintains a relatively high gas pressure of about 10 4 as compared with the vacuum state of the vacuum chamber. .

【0024】このような圧力状態が保たれている不活性
ガス中をイオンビームが通過することによって、イオン
と不活性ガス原子との接触によりイオンがガス原子の電
荷を受けて、即ち電荷交換により中性化され、高速原子
線として中性化室7の後段の開口をターゲット10方向
に向かって出て行く。高速イオンが電荷交換により中性
化された高速原子は、イオンが有していた運動エネルギ
をほとんど失わないので、高速原子線13として走行し
てターゲットである半導体ウエハ10内に注入される。
この装置においては、中性化室7における不活性ガスの
圧力を所定の値に保つことが重要であり、この圧力が高
すぎる場合には、中性化されて原子となるイオンの量は
多くなるが、ビームとガスの相互作用による散乱も多く
なって最終的にターゲットに到達する原子線の量は少な
くなる。一方、ガスの圧力が低すぎる場合には、ガスと
イオンの接触が少なくなって、中性化率自体が低下して
しまう。
When the ion beam passes through the inert gas in which such a pressure state is maintained, the ions receive the charge of the gas atoms due to the contact between the ions and the inert gas atoms, that is, by the charge exchange. It is neutralized, and exits toward the target 10 through the opening in the latter stage of the neutralization chamber 7 as a high-speed atomic beam. Since the fast atoms neutralized by the fast ions by charge exchange hardly lose the kinetic energy possessed by the ions, they travel as the fast atom beam 13 and are injected into the semiconductor wafer 10 as the target.
In this device, it is important to keep the pressure of the inert gas in the neutralization chamber 7 at a predetermined value, and if this pressure is too high, the amount of ions neutralized to become atoms is large. However, the amount of atomic beams that finally reach the target is reduced due to the increased scattering due to the interaction between the beam and the gas. On the other hand, when the pressure of the gas is too low, the contact between the gas and the ions is reduced and the neutralization rate itself is lowered.

【0025】この高速原子線13の中に含まれる中性化
されずに残った残留イオンは、次に詳述する残留イオン
除去装置8において一定の磁界を受けて軌道を偏向させ
られて除去される。高速原子線13はそのまま直進して
回転台9に取り付けられたターゲットに注入されて半導
体基板10のドーピング作用を行う。
The residual ions contained in the high-speed atomic beam 13 which have not been neutralized and which have not been neutralized are subjected to a constant magnetic field in the residual ion removing device 8 described in detail below to be deflected and removed. It The high-speed atom beam 13 goes straight as it is and is injected into a target mounted on the turntable 9 to perform the doping action of the semiconductor substrate 10.

【0026】図2は、本発明の第1実施例の残留イオン
除去装置を示す。中性化室7ではイオンビーム12を高
速原子線13に変換するが、その中性化率は概略数十%
程度であり、多少のイオンが中性化されないまま残留イ
オンとしてターゲット側に走行する。残留イオンを含ん
だ高速原子線13は残留イオン除去装置8で高速原子線
の走行方向に対して垂直な方向の磁界を受け、残留イオ
ンはその軌道を曲げられ分離される。残留イオン除去装
置8は、本実施例においては2枚の平行平板磁石20,
21により磁界を生成している。平板磁石20の磁極
は、例えば上面がN極、下面がS極となっており、磁石
21も上面がN極、下面がS極となっている。したがっ
て、上下方向に一様な磁界が形成されており、この磁界
の中を残留イオンが図の左側から走行してくると、磁界
は図の上下方向であるので、イオンはこの両者に垂直な
方向である図面に垂直方向に向かう力を受けその軌道を
曲げられる。
FIG. 2 shows a residual ion removing apparatus according to the first embodiment of the present invention. In the neutralization chamber 7, the ion beam 12 is converted into a high-speed atomic beam 13, the neutralization rate of which is approximately several tens%.
However, some ions travel to the target side as residual ions without being neutralized. The fast ion beam 13 containing residual ions is subjected to a magnetic field in a direction perpendicular to the traveling direction of the fast atom beam in the residual ion removing device 8, and the residual ions are bent and separated. In the present embodiment, the residual ion removing device 8 includes two parallel plate magnets 20,
21 generates a magnetic field. The magnetic poles of the flat magnet 20 have, for example, an N pole on the upper surface and an S pole on the lower surface, and the magnet 21 also has an N pole on the upper surface and an S pole on the lower surface. Therefore, a uniform magnetic field is formed in the vertical direction, and when residual ions travel in this magnetic field from the left side of the figure, the magnetic field is in the vertical direction of the figure, so the ions are perpendicular to both. The trajectory can be bent by receiving a force in the direction perpendicular to the drawing.

【0027】真空容器1内の中心部分の磁石20,21
間には、導電材のスリーブ(円筒)22を備え、このス
リーブ22はつば部分22Aを備えている。スリーブ2
2の内径は、高速原子線13の径よりやや大き目になっ
ている。このスリーブの材質は、例えば高純度のカーボ
ングラファイト、あるいはシリコン材等であり、導電性
を有する。従って、このスリーブ22の内径部分又はつ
ば部分22Aに高速原子線が衝突してもスリーブ材がス
パッタされ、あるいはスリーブ材から汚染物質を放出す
る等の問題を回避することができる。
The magnets 20 and 21 in the central portion of the vacuum container 1
In between, a sleeve (cylinder) 22 made of a conductive material is provided, and this sleeve 22 is provided with a collar portion 22A. Sleeve 2
The inner diameter of 2 is slightly larger than the diameter of the fast atom beam 13. The material of this sleeve is, for example, high-purity carbon graphite or silicon material, and has conductivity. Therefore, even if the high-speed atom beam collides with the inner diameter portion or the collar portion 22A of the sleeve 22, the sleeve material is prevented from being sputtered, or the contaminants are released from the sleeve material.

【0028】スリーブ22は絶縁体により真空チャンバ
1に固定されているが、その一端が電線24に接続さ
れ、真空チャンバ1の気密シール部23を介して真空チ
ャンバ1外に引き出され、電圧源25に接続されてい
る。電圧源25は、スリーブ22内を走行してくる残留
イオンを減速する減速電位を印加するもので、イオンの
加速電圧の3/4或いは半分程度の電圧をスリーブ22
に印加する。
The sleeve 22 is fixed to the vacuum chamber 1 by an insulator, one end of which is connected to an electric wire 24, is pulled out of the vacuum chamber 1 through an airtight seal portion 23 of the vacuum chamber 1, and a voltage source 25 is provided. It is connected to the. The voltage source 25 applies a deceleration potential for decelerating the residual ions traveling in the sleeve 22, and a voltage of about 3/4 or half of the acceleration voltage of the ions is applied to the sleeve 22.
Apply to.

【0029】つば部分22Aを有するスリーブ22が高
速原子線の加速された電圧とほぼ同程度の電圧を有する
電圧源25によりバイアスされているとすると、加速電
圧とほぼ等しい逆方向の減速電界が作用することとな
り、残留イオンの速度は磁石20,21間の垂直方向の
磁界の作用する部分でほぼ0となる。
Assuming that the sleeve 22 having the collar portion 22A is biased by a voltage source 25 having a voltage substantially equal to the accelerated voltage of the fast atom beam, a deceleration electric field in the opposite direction substantially equal to the acceleration voltage acts. Therefore, the velocity of the residual ions becomes almost zero in the portion where the vertical magnetic field acts between the magnets 20 and 21.

【0030】しかしながら、数十kVにも及ぶ加速電圧
とほぼ同程度の電圧を一個のスリーブに印加すること
は、絶縁上困難であるので、加速電圧の3/4から1/
2程度の電圧を印加して、残留イオンを減速する。残留
イオンは、まずスリーブ22の入口のつば部分22Aで
減速電界を受け、スリーブ22中においては磁界の作用
により急速にその軌道が曲げられる。又、残留イオンの
一部がスリーブ22の内壁に衝突しても、電荷を失い中
性原子に戻る。スリーブ22は前述したように高純度の
カーボンまたはシリコン系の材料から構成されているの
で、汚染物質を放出する等の問題を避けることができ
る。なお、スリーブ22の電位は数十kV程度の高圧に
なる場合もあるので、その角部は極力丸みを帯びた構造
とし、電界の局部的な集中を抑える必要がある。
However, it is difficult to apply a voltage of approximately the same level as an accelerating voltage of several tens of kV to one sleeve because it is difficult to insulate, so 3/4 to 1/1 of the acceleration voltage is applied.
A voltage of about 2 is applied to decelerate residual ions. The residual ions first receive a deceleration electric field at the collar portion 22A at the entrance of the sleeve 22, and the orbit thereof is rapidly bent in the sleeve 22 by the action of the magnetic field. Further, even if some of the residual ions collide with the inner wall of the sleeve 22, they lose their charge and return to neutral atoms. Since the sleeve 22 is made of high-purity carbon or silicon-based material as described above, problems such as emission of contaminants can be avoided. Since the potential of the sleeve 22 may be as high as several tens of kV, its corners should be rounded as much as possible to suppress the local concentration of the electric field.

【0031】電圧源25によるバイアス電圧が加速電圧
の3/4程度であるとすると、残留イオンの速度は、中
性化室7を出た直後の速度の1/4程度にまで減速され
る。そうすると、磁石20,21間の磁界の強さが同じ
であるとすると、残留イオンビームの軌道の磁界により
曲げられる曲率半径rは、 r=k(mv)1/2 /H 但し k:比例定数 m:イオンの質量 v:イオンの速度 H:磁界の強さ 従って、残留イオンの速度が約1/4に減速されると曲
率半径は約1/2となる。
Assuming that the bias voltage from the voltage source 25 is about 3/4 of the acceleration voltage, the velocity of residual ions is reduced to about 1/4 of the velocity immediately after leaving the neutralization chamber 7. Then, if the strength of the magnetic field between the magnets 20 and 21 is the same, the radius of curvature r bent by the magnetic field of the trajectory of the residual ion beam is r = k (mv) 1/2 / H where k: proportional constant m: mass of ions v: velocity of ions H: strength of magnetic field Therefore, when the velocity of residual ions is reduced to about 1/4, the radius of curvature becomes about 1/2.

【0032】従って、従来の残留イオン除去装置におい
ては、磁石から例えば半導体基板を装着するターゲット
回転台9までの距離が例えば40cm程度であるとすれ
ば、残留イオンの速度を1/4程度に減速することによ
り、軌道の曲率半径を1/2程度に低減することがで
き、残留イオン除去装置8の磁石部分とターゲット10
間の距離を20cm程度に短縮することができる。
Therefore, in the conventional residual ion removing apparatus, if the distance from the magnet to the target rotary table 9 on which the semiconductor substrate is mounted is, for example, about 40 cm, the velocity of residual ions is reduced to about 1/4. By doing so, the radius of curvature of the orbit can be reduced to about 1/2, and the magnet portion of the residual ion removing device 8 and the target 10 can be reduced.
The distance between them can be shortened to about 20 cm.

【0033】図3は、本発明の第2実施例の残留イオン
除去装置を示す。本実施例の残留イオン除去装置は、第
1実施例がスリーブ22に電圧源を接続してバイアス電
圧を印加していたのに対して、高抵抗26を接続したも
のである。ここでスリーブ22の内径は概略、高速原子
線13の径と等しくなっている。スリーブ22の特につ
ば部分22Aに残留イオンを含む高速原子線の一部が衝
突すると残留イオンはスリーブ22上に帯電する。しか
しながら、高抵抗26を介してスリーブ22は接地され
ているので、高抵抗26には電流が流れ、この電流と抵
抗値との積で表される電圧によりスリーブ22はセルフ
バイアスされる。
FIG. 3 shows a residual ion removing device according to a second embodiment of the present invention. The residual ion removing apparatus of this embodiment is different from the first embodiment in that the sleeve 22 is connected to the voltage source to apply the bias voltage, whereas the high resistance 26 is connected to the sleeve 22. Here, the inner diameter of the sleeve 22 is approximately equal to the diameter of the fast atom beam 13. When a portion of the fast atom beam including residual ions collides with the sleeve portion 22A of the sleeve 22, the residual ions are charged on the sleeve 22. However, since the sleeve 22 is grounded via the high resistance 26, a current flows through the high resistance 26, and the sleeve 22 is self-biased by the voltage represented by the product of the current and the resistance value.

【0034】このセルフバイアス電圧によって中性化室
から走行してくる残留イオンを含んだ高速原子線13中
の、残留イオンはスリーブ22の減速電界により減速さ
れる。そして、減速された残留イオンはスリーブ22内
で磁石20,21間の磁界による力を受け、その軌道を
曲げられることは第1実施例と同じである。
The self-bias voltage causes the residual ions in the fast atom beam 13 containing the residual ions traveling from the neutralization chamber to be decelerated by the deceleration electric field of the sleeve 22. Then, the decelerated residual ions receive a force due to the magnetic field between the magnets 20 and 21 in the sleeve 22, and their orbits can be bent, as in the first embodiment.

【0035】本実施例においては残留イオンの減速にス
リーブ22のセルフバイアスを用いているので、外部電
源を必要としない。そして、この高抵抗26の両端の電
圧をモニタすることにより、スリーブ22に付与されて
いるバイアス電圧を測定することができ、高抵抗26の
抵抗値を調整することで、スリーブ22の減速電位を変
更することができる。
In this embodiment, since the self bias of the sleeve 22 is used for decelerating the residual ions, an external power source is not required. The bias voltage applied to the sleeve 22 can be measured by monitoring the voltage across the high resistance 26, and the deceleration potential of the sleeve 22 can be adjusted by adjusting the resistance value of the high resistance 26. Can be changed.

【0036】図4は、本発明の第3実施例の残留イオン
除去装置を示す。本実施例は、スリーブ22を高抵抗2
7を介して接地する点においては第2実施例と共通す
る。しかしながら、高抵抗27は、真空チャンバ1内に
配置されていて、接地される点で第2実施例と異なる。
このため高抵抗27は、外皮28により覆われている。
外皮28は、スリーブ22と同様に高純度の炭素系もし
くはシリコン系の材料を用い、このことにより残留イオ
ンを含む高速原子線によって高抵抗27がスパッタさ
れ、高抵抗27から汚染物質が発生する等の問題を回避
することができる。
FIG. 4 shows a residual ion removing apparatus according to the third embodiment of the present invention. In this embodiment, the sleeve 22 has a high resistance 2
It is common to the second embodiment in that it is grounded via 7. However, the high resistance 27 is arranged in the vacuum chamber 1 and is different from the second embodiment in that it is grounded.
Therefore, the high resistance 27 is covered with the outer skin 28.
Similar to the sleeve 22, the outer cover 28 is made of a high-purity carbon-based or silicon-based material, which causes the high resistance 27 to be sputtered by a high-speed atom beam containing residual ions, and pollutants are generated from the high resistance 27. The problem of can be avoided.

【0037】本実施例においてもスリーブ22がセルフ
バイアスされ、走行する高速原子線に含まれる残留イオ
ンに対して減速効果を与えることにより、磁界による軌
道の曲率半径を小さくすることができ、これにより残留
イオン除去装置とターゲット間の距離を短縮できる効果
が生じることも上述の実施例と同じである。また、本実
施例においても外部電源を必要とせず、特に真空チャン
バ内で接地するため、真空チャンバ内への外部からの電
気的な接続機構が不要となり、真空チャンバ内の構造を
簡略化することができ、装置の小型化及び低価格化に寄
与できる。
Also in the present embodiment, the sleeve 22 is self-biased, and the deceleration effect is given to the residual ions contained in the traveling high-speed atom beam, whereby the radius of curvature of the orbit due to the magnetic field can be made small, and thus The effect that the distance between the residual ion removing device and the target can be shortened is also the same as in the above embodiment. Further, also in this embodiment, an external power source is not required, and in particular, since it is grounded in the vacuum chamber, an electrical connection mechanism from the outside into the vacuum chamber is not required, and the structure in the vacuum chamber is simplified. This can contribute to downsizing and cost reduction of the device.

【0038】図5は、本発明の第4実施例の残留イオン
除去装置を示す。本実施例においても、残留イオンの一
部がスリーブ22に帯電して残留イオンに対して減速電
界を形成することは上述の各実施例と同様である。本実
施例においては、スリーブ22が絶縁体により真空チャ
ンバ1に支持されており、電気的には接地されていない
状態にある。このため、一切の外部電源及び接地のため
の接続を必要としないことから、真空チャンバ1内の構
成を大幅に簡略化することができる。
FIG. 5 shows a residual ion removing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. Also in this embodiment, a part of the residual ions is charged on the sleeve 22 to form a deceleration electric field with respect to the residual ions, as in the above-described respective embodiments. In this embodiment, the sleeve 22 is supported by the vacuum chamber 1 by an insulator and is not electrically grounded. For this reason, no connection for external power supply and grounding is required, so that the structure in the vacuum chamber 1 can be greatly simplified.

【0039】スリーブ22が電気的に真空チャンバ1内
において完全に絶縁された状態にあっても、残留イオン
が加速された電圧以上にはスリーブ22の電位は上昇し
ないと考えられる。実際にはリーク電流があるため、減
速電位は加速電圧迄上昇しないが、残留イオンを減速す
るのに十分な電位を形成することができるものと考えら
れ、これにより、残留イオンの分離軌道の曲率半径を小
さくできることは上述した各実施例と同様である。
Even if the sleeve 22 is electrically completely insulated in the vacuum chamber 1, it is considered that the potential of the sleeve 22 does not rise above the voltage at which the residual ions are accelerated. Although there is actually a leakage current, the deceleration potential does not rise to the acceleration voltage, but it is thought that a sufficient potential can be formed to decelerate the residual ions. The radius can be reduced as in the above-described embodiments.

【0040】なお、セルフバイアス用の抵抗体として好
ましい抵抗値を概算すると次のようになる。例えば、ビ
ーム径50mmφで10mAのビームをそのエネルギ4
0keVから1/4である10keVに減速するのに、
その抵抗値は概略75MΩ程度になる。この程度に残留
イオンの速度を減速すれば、磁界の強さを同じとした場
合には残留イオンの軌道の曲率半径は概略1/2程度と
なる。したがって、スリーブと接地間の抵抗体または絶
縁体の抵抗値が上述した値以上であれば、スリーブの電
位はより高くなり、残留イオンに対する減速効果はより
大きくなる。これにより残留イオンの軌道の曲率半径は
より小さくなる。また、残留イオンの減速効果が十分に
大きい場合には、磁界の強さを減らすことができる。こ
れにより、磁石の大きさを小さくすることができ、装置
の小型軽量化に寄与することができる。
The resistance value preferable for the self-biasing resistor is roughly calculated as follows. For example, if the beam diameter is 50 mm and a beam of 10 mA is used,
To decelerate from 0 keV to 1/4, which is 10 keV,
The resistance value is about 75 MΩ. If the velocity of the residual ions is reduced to this extent, the radius of curvature of the trajectory of the residual ions becomes approximately 1/2 when the strength of the magnetic field is the same. Therefore, if the resistance value of the resistor or the insulator between the sleeve and the ground is equal to or more than the above-mentioned value, the potential of the sleeve becomes higher and the deceleration effect on the residual ions becomes larger. As a result, the radius of curvature of the residual ion trajectory becomes smaller. Further, when the deceleration effect of residual ions is sufficiently large, the strength of the magnetic field can be reduced. As a result, the size of the magnet can be reduced, which contributes to the reduction in size and weight of the device.

【0041】図6は、第1乃至第4実施例の残留イオン
除去装置を上から見た説明図である。残留イオン除去装
置8は、スリーブ22で減速された高速原子線13中の
残留イオンを磁石20,21の磁界による力で偏向し
て、残留イオンビーム14を形成してターゲット30に
導く。磁石20,21による磁界は残留イオンビーム1
4を集束させるように、例えば軌道の外周側では曲率半
径が小さくなるように強く、又内周側では曲率半径が大
きくなるように弱く形成されている。又、残留イオンビ
ームを集束させるためには、軌道の外周側では磁界の通
過距離を長く、又内周側では磁界の通過距離を短くする
ように磁極を形成してもよい。
FIG. 6 is an explanatory view of the residual ion removing apparatus of the first to fourth embodiments as seen from above. The residual ion removing device 8 deflects the residual ions in the fast atom beam 13 decelerated by the sleeve 22 by the force of the magnetic fields of the magnets 20 and 21 to form a residual ion beam 14 and guide it to the target 30. The magnetic field generated by the magnets 20 and 21 is the residual ion beam 1
4 are focused so that they are strong so that the radius of curvature is small on the outer peripheral side of the track, and weak so that they are large on the inner peripheral side. Further, in order to focus the residual ion beam, the magnetic poles may be formed so that the magnetic field passage distance is long on the outer peripheral side of the track and the magnetic field passage distance is short on the inner peripheral side.

【0042】ターゲット30は、その表面に図7に示す
ような凹凸のある高純度のカーボングラファイト又はシ
リコン系の材料で作られており、図示はしないが真空チ
ャンバ1の内壁に接地されている。ターゲット30の近
傍には真空チャンバ1の真空ポンプに連通した排気孔3
1が設けられている。
The target 30 is made of high-purity carbon graphite or silicon-based material having irregularities on its surface as shown in FIG. 7, and is grounded to the inner wall of the vacuum chamber 1 although not shown. In the vicinity of the target 30, an exhaust hole 3 communicating with the vacuum pump of the vacuum chamber 1
1 is provided.

【0043】従って、集束した残留イオンビーム14が
ターゲット30に衝突して、表面の四角錐状の凹凸によ
りターゲット30に吸収される。残留イオンはターゲッ
ト30で電荷交換され、中性の原子に戻り、近傍に設け
られた排気孔31より排気される。残留イオンの衝突に
よりターゲット30からスパッタされた原子等も同時に
排気される。
Therefore, the focused residual ion beam 14 collides with the target 30 and is absorbed by the target 30 due to the quadrangular pyramid-shaped irregularities on the surface. The residual ions are subjected to charge exchange in the target 30, return to neutral atoms, and are exhausted from the exhaust holes 31 provided in the vicinity. Atoms and the like sputtered from the target 30 due to collision of residual ions are also exhausted at the same time.

【0044】なお、上述した各実施例においては残留イ
オンの偏向除去には、永久磁石を用いているが、電磁石
を用いて磁界を形成してもよいのは勿論のことである。
In each of the above-mentioned embodiments, the permanent magnet is used for deflecting and removing the residual ions, but it goes without saying that the magnetic field may be formed by using an electromagnet.

【0045】又、上述の実施例はイオン注入に代えて高
速原子を注入する高速原子線注入装置に関するものであ
るが、高速原子線によるスパッタリング、エッチング、
マイクロマシニング等を行う各種高速原子線装置に利用
可能であることも言う迄もない。
Further, the above-mentioned embodiment relates to a high-speed atom beam implantation apparatus for implanting high-speed atoms instead of ion implantation.
It goes without saying that it can be used for various high-speed atom beam devices that perform micromachining and the like.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上に説明したように本発明の高速原子
線の残留イオン除去装置は、残留イオンを除去する磁石
の磁極間にスリーブを挿入し、これに減速電位を付与す
るようにしたものである。これにより残留イオンに対す
る減速電界が形成され、残留イオン除去用の磁界の存在
する部分で残留イオンの速度は大幅に減速されている。
従って、残留イオン除去用の磁界から残留イオンが大き
な偏向を受け、その分離軌道の曲率半径を大幅に小さく
することができる。そして、スリーブが磁極間に挿入さ
れているため、軌道が曲げられた残留イオンが磁石に衝
突してスパッタリングあるいは汚染物質を発生する等の
問題を防止することができる。それ故、残留イオン除去
装置とターゲットとの間隔を短くすることができ、また
は磁界の強さを弱くすることができるので、高速原子線
装置の小型軽量化に寄与することができる。
As described above, in the fast ion beam residual ion removing apparatus of the present invention, a sleeve is inserted between magnetic poles of a magnet for removing residual ions, and a deceleration potential is applied to the sleeve. Is. As a result, a deceleration electric field is formed for the residual ions, and the velocity of the residual ions is greatly reduced in the portion where the magnetic field for removing the residual ions exists.
Therefore, the residual ions are greatly deflected by the magnetic field for removing the residual ions, and the radius of curvature of the separation trajectory can be significantly reduced. Further, since the sleeve is inserted between the magnetic poles, it is possible to prevent problems such as residual ions whose orbit is bent colliding with the magnet to generate sputtering or pollutants. Therefore, the distance between the residual ion removing device and the target can be shortened or the strength of the magnetic field can be weakened, which can contribute to the reduction in size and weight of the high-speed atom beam device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の高速原子線注入装置の全体
構成を示す説明図。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an overall configuration of a high-speed atomic beam implanter according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例のイオン残留除去装置の説
明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an ion residue removing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2実施例のイオン残留除去装置の説
明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram of an ion residue removing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3実施例のイオン残留除去装置の説
明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an ion residue removing apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4実施例のイオン残留除去装置の説
明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an ion residue removing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】前記各実施例のイオン残留除去装置の上面から
見た構造の説明図。
FIG. 6 is an explanatory view of the structure of the ion residual removal apparatus of each of the above embodiments as viewed from above.

【図7】残留イオンビームのターゲットの構造の一例を
示す説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of the structure of a target of a residual ion beam.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空チャンバ 7 中性化室 12 イオンビーム 13 高速原子線 20,21 磁石(磁極) 22 スリーブ 25 電圧源 26,27 高抵抗 1 Vacuum chamber 7 Neutralization chamber 12 Ion beam 13 High-speed atom beam 20,21 Magnet (magnetic pole) 22 Sleeve 25 Voltage source 26,27 High resistance

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空チャンバ中のイオン源から加速され
てターゲットに向かうイオンビームの経路に沿って、該
ビームを通過する開口を備えた中性化室を設け、該中性
化室でイオンビームの電荷を交換することにより高速原
子線に変換し、該高速原子線に含まれる残留イオンを磁
界により偏向して除去する残留イオン除去装置であっ
て、前記残留イオンを含む高速原子線を取り囲むスリー
ブを前記磁界を生成する磁極間に備え、該スリーブには
前記残留イオンを減速する電位が付与されるものであ
り、且つ前記スリーブはビームの走行方向に沿って前記
磁極の長さよりも長いものであることを特徴とする高速
原子線の残留イオン除去装置。
1. A neutralization chamber having an opening passing through the ion beam accelerated from an ion source in a vacuum chamber toward a target is provided in the vacuum chamber, and the ionization chamber is provided in the neutralization chamber. A residual ion removing device for converting a charge into a high-speed atom beam by exchanging the electric charges, and deflecting and removing residual ions contained in the high-speed atom beam by a magnetic field, the sleeve enclosing the high-speed atom beam containing the residual ions. Between the magnetic poles for generating the magnetic field, a potential for decelerating the residual ions is applied to the sleeve, and the sleeve is longer than the length of the magnetic pole along the traveling direction of the beam. High-speed atomic beam residual ion removal device characterized by the above.
【請求項2】 前記スリーブは、前記真空チャンバ外の
電圧印加手段に接続されたものであることを特徴とする
請求項1記載の高速原子線の残留イオン除去装置。
2. The fast ion beam residual ion removing device according to claim 1, wherein the sleeve is connected to a voltage applying means outside the vacuum chamber.
【請求項3】 前記スリーブは、前記真空チャンバ外部
に配置された高抵抗に接続し、該高抵抗を介して接地さ
れたものであることを特徴とする請求項1記載の高速原
子線の残留イオン除去装置。
3. The fast atom beam residue according to claim 1, wherein the sleeve is connected to a high resistance disposed outside the vacuum chamber and grounded via the high resistance. Ion removal device.
【請求項4】 前記スリーブは、前記真空チャンバ内部
に配置された高抵抗に接続し、該高抵抗を介して接地さ
れたものであることを特徴とする請求項1記載の高速原
子線の残留イオン除去装置。
4. The fast atom beam residue according to claim 1, wherein the sleeve is connected to a high resistance disposed inside the vacuum chamber and grounded via the high resistance. Ion removal device.
【請求項5】 前記スリーブは、前記真空チャンバから
絶縁され、前記高速原子線に含まれる残留イオンから帯
電することにより減速電位が生じるものであることを特
徴とする請求項1記載の高速原子線の残留イオン除去装
置。
5. The fast atom beam according to claim 1, wherein the sleeve is insulated from the vacuum chamber, and a deceleration potential is generated by being charged from residual ions contained in the fast atom beam. Residual ion removal device.
【請求項6】 前記スリーブの中性化室側の開口部には
つばをもうけたことを特徴とする請求項1乃至5記載の
高速原子線の残留イオン除去装置。
6. The fast ion beam residual ion removing device according to claim 1, wherein the opening of the sleeve on the neutralization chamber side is provided with a collar.
【請求項7】 前記高速原子線から分離された残留イオ
ンを集束させる手段と、該集束した残留イオンを導くタ
ーゲットとを更に備えたことを特徴とする請求項1乃至
6記載の高速原子線の残留イオン除去装置。
7. The fast atom beam according to claim 1, further comprising a unit for focusing the residual ions separated from the fast atom beam, and a target for guiding the focused residual ion. Residual ion removal device.
【請求項8】 前記集束手段を磁極で構成したことを特
徴とする請求項7記載の高速原子線の残留イオン除去装
置。
8. The residual ion removing device for a fast atom beam according to claim 7, wherein the focusing means is composed of a magnetic pole.
【請求項9】 前記ターゲットは表面に凹凸を有するも
のであることを特徴とする請求項7又は8記載の高速原
子線の残留イオン除去装置。
9. The fast ion beam residual ion removing apparatus according to claim 7, wherein the target has irregularities on its surface.
【請求項10】 前記ターゲットはカーボングラファイ
ト又はシリコン材であることを特徴とする請求項7又は
8記載の高速原子線の残留イオン除去装置。
10. The residual ion removing device for a fast atom beam according to claim 7, wherein the target is carbon graphite or a silicon material.
【請求項11】 前記ターゲットの近傍に真空排気孔を
備えたことを特徴とする請求項7又は8記載の高速原子
線の残留イオン除去装置。
11. The fast ion beam residual ion removing device according to claim 7, wherein a vacuum exhaust hole is provided near the target.
【請求項12】 前記請求項1乃至11記載の高速原子
線の残留イオン除去装置を通過した高速原子線をターゲ
ットに導く手段を備えたことを特徴とする高速原子線装
置。
12. A high-speed atomic beam device comprising means for guiding a high-speed atomic beam passing through the high-speed atomic beam residual ion removing device according to any one of claims 1 to 11 to a target.
【請求項13】 真空チャンバ中のイオン源から加速さ
れてターゲットに向かうイオンビームの経路に沿って、
該ビームを通過する開口を備えた中性化室を設け、該中
性化室でイオンビームの電荷を交換することにより高速
原子線に変換し、該高速原子線に含まれる残留イオンを
磁界により偏向して除去し、該高速原子線をターゲット
に導く高速原子線装置において、中性化室で中性化され
た残留イオンを含む高速原子線を前記磁界の作用空間に
減速用スリーブを設け、該スリーブに減速電位を与える
ことにより前記残留イオンを減速して前記磁界により大
きく偏向させて高速原子線から分離して除去することを
特徴とする高速原子線の残留イオン除去方法。
13. Along the path of an ion beam accelerated from an ion source in a vacuum chamber to a target,
A neutralization chamber having an opening for passing the beam is provided, and the ion beam is exchanged in the neutralization chamber to convert into a fast atom beam, and residual ions contained in the fast atom beam are generated by a magnetic field. In a high-speed atom beam device that deflects and removes the high-speed atom beam to a target, a high-speed atom beam including residual ions neutralized in a neutralization chamber is provided with a deceleration sleeve in the action space of the magnetic field, A method for removing residual ions from a fast atom beam, which comprises decelerating the residual ions by applying a deceleration potential to the sleeve, deflecting the residual ions largely by the magnetic field, and separating and removing the residual ions from the fast atom beam.
【請求項14】 前記残留イオンビームを集束させて、
残留イオン用のターゲットに導くことを特徴とする請求
項13記載の高速原子線の残留イオン除去方法。
14. Focusing the residual ion beam,
The method for removing residual ions from a fast atom beam according to claim 13, wherein the method is directed to a target for residual ions.
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JP33888794A Pending JPH08184697A (en) 1994-12-28 1994-12-28 Device removing residual ion in high speed atom beam

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JP (1) JPH08184697A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017527080A (en) * 2014-08-26 2017-09-14 ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド Tandem accelerator and ion implantation system
CN114286491A (en) * 2021-12-21 2022-04-05 中国科学技术大学 Neutral atomic beam generating device and neutral atomic beam calibrating device

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