JPH08190887A - 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】 リフレクタ電極２４を非磁性体で構成した。
筒状または環状をしていてその中心部においてイオンビ
ーム走査方向Ｘに沿う磁束であって互いに逆向きの磁束
４２、４４をそれぞれ発生させる二つの磁気ガイド３
４、３６を、リフレクタ電極２４の外側であってイオン
ビーム走査領域３の両端部付近に、イオンビーム走査領
域の中心軸３ｃに対してほぼ左右対称に設けた。かつプ
ラズマシャワー装置３０ａを、イオンビーム走査領域の
中心軸３ｃ上に位置させ、それからのプラズマ３２を、
イオンビーム走査方向にほぼ直交する方向からリフレク
タ電極２４内に供給するようにした。

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２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、例えば
数百Ｈｚ程度で平行走査（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のように往復旋回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
機械的に往復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、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】その一例を図３（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）を参照して説明す
ると、図２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２４を設けている。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。

【００１３】このリフレクタ電極２４の上記一端３ａ側
の外側近傍に、プラズマ３２を生成してそれをリフレク
タ電極２４の内側へ供給するプラズマシャワー装置３０
が設けられている。このプラズマ３２中の電子は、特に
加速が行われていないので、高くても２０ｅＶ程度以下
の低エネルギーである。

【００１４】このプラズマシャワー装置３０とリフレク
タ電極２４との間には、リフレクタ電極２４に負電圧を
印加する直流のリフレクタ電源２６が接続されている。
このリフレクタ電源２６の出力電圧は、リフレクタ電極
２４内に導入されるプラズマ３２中の電子を押し返すに
足りる電圧、例えば−２０Ｖ〜−３０Ｖ程度にしてい
る。

【００１５】上記のようにしてリフレクタ電極２４内に
導入されたプラズマ３２中のイオンは、負電位のリフレ
クタ電極２４に吸引され捕らえられる。一方、同プラズ
マ３２中の電子は、同リフレクタ電極２４の負電圧によ
って押し返され、イオンビーム２内にその正電位によっ
て引き込まれる。

【００１６】基板８（図２参照）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、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
ので、イオンビーム照射に伴う基板８の正の帯電を抑制
することができる。

【００１７】しかも、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、プラズマ３２中の低エネルギーの電子を利用す
ることにより、基板８の負の帯電をも抑制することがで
きる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上記プラズマ３２中の
電子をイオンビーム２中にその電位によって引き込ませ
るためには、プラズマ３２をイオンビーム２のできるだ
け近傍に供給するのが好ましい。

【００１９】ところが上記イオン注入装置のようにイオ
ンビーム２を高速で走査する場合、イオンビーム２がプ
ラズマシャワー装置３０の近傍に走査されていた時は、
プラズマ３２をイオンビーム２の近傍に供給することが
できるので、プラズマ３２中の電子をイオンビーム２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２が遠ざかった場所に走査された時
は、プラズマ３２をイオンビーム２の近傍に供給するこ
とはできないので、プラズマ３２中の電子をイオンビー
ム２中にその電位によって引き込ませることはできな
い。従ってその時は、イオンビーム照射に伴う基板８の
帯電をうまく抑制することはできない。

【００２０】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。

【００２１】

【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、前記リフレクタ電極
を非磁性体で構成し、筒状または環状をしていてその中
心部においてイオンビーム走査方向に沿う磁束であって
互いに逆向きのものをそれぞれ発生させる二つの磁気ガ
イドを、リフレクタ電極の外側であってイオンビーム走
査領域の両端部付近に、イオンビーム走査領域の中心軸
に対してほぼ左右対称に設け、かつ前記プラズマシャワ
ー装置を、前記イオンビーム走査領域の中心軸上に位置
させ、それからのプラズマを、イオンビーム走査方向に
ほぼ直交する方向からリフレクタ電極内に供給するよう
にしたことを特徴とする。

【００２２】

【作用】上記構成によれば、二つの磁気ガイドからの磁
束は、リフレクタ電極内のイオンビーム走査領域のほぼ
全域にほぼ左右対称に広がり、その中心部付近にプラズ
マシャワー装置からプラズマが供給される。このプラズ
マは、前記磁束に沿って拡散し、イオンビーム走査領域
のほぼ全域に拡散して充満する。

【００２３】その結果、イオンビームがどこに来ても、
即ちイオンビームの走査位置にかかわらず常に、プラズ
マ中の電子がイオンビーム中にその電位によって引き込
まれるようになり、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。

【００２４】

【実施例】図１は、この発明に係るイオン注入装置にお
けるプラズマシャワー装置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。図３の従来例と同一または相当する部分には
同一符号を付し、以下においては当該従来例との相違点
を主に説明する。なお、イオン注入装置としての構成
は、例えば先に図２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。

【００２５】この実施例においては、前述したリフレク
タ電極２４を、アルミニウム等の非磁性体で構成してい
る。

【００２６】そして、筒状または環状をしていてその中
心部においてイオンビーム２の走査方向（即ちこの例で
はＸ方向）に沿う磁束であって互いに逆向きの磁束４２
および４４をそれぞれ発生させる二つの磁気ガイド３４
および３６を、リフレクタ電極２４の外側であってイオ
ンビーム走査領域３の両端部付近に、イオンビーム走査
領域３の中心軸３ｃに対してほぼ左右対称に設けてい
る。

【００２７】両磁気ガイド３４、３６からの磁束４２、
４４は、図示例のように、それらの一端側から出て、そ
れらの中心部を通り、それらの他端側に戻る。但し、両
磁束４２、４４の向きは、図示例とは逆向きでも良い。

【００２８】両磁気ガイド３４、３６は、この例ではコ
イルであり、それに接続された直流電源３８、４０によ
ってそれぞれ励磁されて上記のような磁束４２、４４を
それぞれ発生させる。但し、共通の直流電源で両磁気ガ
イド３４、３６を励磁するようにしても良い。また、両
磁気ガイド３４、３６は、上記のような磁束４２、４４
を発生させる永久磁石であっても良い。

【００２９】更に、前述したプラズマシャワー装置３０
に相当するプラズマシャワー装置３０ａを、イオンビー
ム走査領域３の中心軸３ｃ上に位置させ、それからのプ
ラズマ３２を、イオンビーム２の走査方向にほぼ直交す
る方向（即ちこの例ではＹ方向）からリフレクタ電極２
４内に供給するようにしている。このプラズマシャワー
装置３０ａの位置は、図１の例とは反対側、即ち図の上
側に設けても良い。

【００３０】上記構成によれば、二つの磁気ガイド３
４、３６からの磁束４２、４４は、リフレクタ電極２４
内のイオンビーム走査領域３のほぼ全域に、その中心軸
３ｃに対してほぼ左右対称に広がり、その中心部付近に
プラズマシャワー装置３０ａからプラズマ３２が供給さ
れる。このプラズマ３２は、上記磁束４２、４４に沿っ
て左右に拡散して、イオンビーム走査領域３のほぼ全域
に拡散して充満する。

【００３１】その結果、イオンビーム２がどこに来て
も、即ちイオンビーム２の走査位置にかからわず常に、
プラズマ３２中の電子がイオンビーム２中にその電位に
よって引き込まれるようになり、それによってイオンビ
ーム照射に伴う基板８（図２参照）の帯電を効果的に抑
制することができる。即ち、イオンビーム２の高速走査
にもうまく対応することができる。なお、イオンビーム
２中に引き込まれた電子が基板８の帯電を抑制する作用
は前述のとおりである。

【００３２】プラズマシャワー装置３０ａは、この実施
例では、２段階でプラズマを生成するものであり、第１
プラズマ生成容器４６、第２プラズマ生成容器６４、コ
イル６８およびそれら用の各種電源を備えている。第１
プラズマ生成容器４６および第２プラズマ生成容器６４
は、この例ではアルミニウム等の非磁性体から成る。

【００３３】第１プラズマ生成容器４６は、リフレクタ
電極２４の外側に設けられていて、リフレクタ電極２４
側の部分に小孔４８を有しており、かつガス導入管５０
を経由して内部に例えばキセノンガス等の電離用のガス
５２が導入される。この第１プラズマ生成容器４６内に
は、フィラメント５４が設けられており、その両端に
は、その加熱用のフィラメント電源５８が接続されてい
る。５６は絶縁物である。

【００３４】第１プラズマ生成容器４６とリフレクタ電
極２４との間に第２プラズマ生成容器６４を設けて、そ
のリフレクタ電極２４側の孔６７をリフレクタ電極２４
内に直接（即ち連結筒等の他の物を介することなく）通
じさせている。孔６７の大きさは、１〜５ｍｍφ程度が
好ましく、２〜３ｍｍφ程度がより好ましい。これは、
孔６７をあまり大きくすると、第１プラズマ生成容器４
６側から第２プラズマ生成容器６４内に流入して来るガ
ス５２が第２プラズマ生成容器６４内に充満しにくくな
って安定したプラズマ３２が生成しにくくなり、孔６７
をあまり小さくすると、生成したプラズマ３２が孔６７
を通してリフレクタ電極２４内へ出にくくなるからであ
る。

【００３５】更に第２プラズマ生成容器６４は、第１プ
ラズマ生成容器４６側に、その小孔４８に対向する小孔
６６を有している。両小孔４８および６６の直径は、例
えば２ｍｍφ程度である。この第２プラズマ生成容器６
４とリフレクタ電極２４とは、絶縁物２８で電気的に絶
縁されている。

【００３６】第１プラズマ生成容器４６と第２プラズマ
生成容器６４との間は、リング状の絶縁物６２で電気的
に絶縁されている。

【００３７】第１プラズマ生成容器４６のリフレクタ電
極２４寄りの外側には、磁場電源７０が接続されたコイ
ル６８が巻かれており、これによって、第１プラズマ生
成容器４６の小孔４８付近から第２プラズマ生成容器６
４内にかけての領域に、それらの軸方向に沿う磁束Ｂを
発生させる。即ちこの例では、このコイル６８および磁
場電源７０によって、磁束発生手段を構成している。な
お、磁束Ｂの向きは、図示とは逆に第１プラズマ生成容
器４６側へ向いていても良い。

【００３８】第２プラズマ生成容器６４とフィラメント
５４との間には、前者を正側にして直流のプラズマ生成
用電源７４が接続されている。このプラズマ生成用電源
７４の出力電圧（即ちプラズマ生成電圧Ｖ_A ）は、この
例では０〜３５Ｖの範囲で可変である。

【００３９】第２プラズマ生成容器６４と第１プラズマ
生成容器４６との間には、制限抵抗７２が接続されてい
る。この制限抵抗７２の値は、例えば１５０Ω程度であ
る。

【００４０】前述したリフレクタ電源２６は、第２プラ
ズマ生成容器６４とリフレクタ電極２４との間に後者を
負側にして接続されている。

【００４１】フィラメント５４を加熱することによって
それから放出された熱電子は、制限抵抗７２を介して印
加されているプラズマ生成電圧Ｖ_A によって第１プラズ
マ生成容器４６側に引き寄せられ、その途中で、第１プ
ラズマ生成容器４６内に導入されたガス５２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４
６内にプラズマ６０が生成される。このとき、コイル６
８による磁束Ｂがプラズマ６０の発生および維持に寄与
する。

【００４２】プラズマ６０が生成されると、制限抵抗７
２に電流が流れてそこに電圧降下が生じ、第２プラズマ
生成容器６４と第１プラズマ生成容器４６間に例えば十
数Ｖ程度の電位差ΔＶが生じる。これによって、第１プ
ラズマ生成容器４６に印加される電圧が下がるので、プ
ラズマ６０は比較的薄いものとなる。

【００４３】上記電位差ΔＶによる加速電界によって、
第１プラズマ生成容器４６内のプラズマ６０中の電子
は、第２プラズマ生成容器６４内に引き出される。この
電子のエネルギーは、例えば２０ｅＶ程度の低エネルギ
ーであるが、当該電子はコイル６８の磁束Ｂによってガ
イドされて第２プラズマ生成容器６４内に効率良く引き
出される。

【００４４】第２プラズマ生成容器６４内には、第１プ
ラズマ生成容器４６側から小孔４８および６６を経由し
てガス５２が流れ込んで来ており、第２プラズマ生成容
器６４内に引き出された電子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６４内で再びプ
ラズマ３２が作られる。ガス５２の電離エネルギーは１
０ｅＶ程度であるので、２０ｅＶ程度のエネルギーの電
子によってそれを十分電離させることができる。しか
も、この第２プラズマ生成容器６４内では、電子はコイ
ル６８による磁束Ｂ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５２の電離能率が高く、従
って第２プラズマ生成容器６４内では、第１プラズマ生
成容器４６内のプラズマ６０よりも高密度の（例えば３
〜４倍程度の）プラズマ３２が生成される。

【００４５】そして、第２プラズマ生成容器６４の孔６
７はリフレクタ電極２４内に直接通じているので、第２
プラズマ生成容器６４内で生成されその孔６７から出た
プラズマ３２は、損失することなく全てリフレクタ電極
２４内に導入されることになる。従って、第２プラズマ
生成容器６４内で生成されたプラズマ中の電子を非常に
効率良くイオンビーム２の中和に利用することができ
る。

【００４６】その場合、前述したように、リフレクタ電
極２４内に導入されたプラズマ３２中のイオンは、負電
位のリフレクタ電極２４に捕捉される。一方、同プラズ
マ３２中の電子は、リフレクタ電極２４の負電位によっ
てその中央部に押し返されると共に、前述した磁束４
２、４４にガイドされてイオンビーム走査領域３のほぼ
全域に拡散して充満し、イオンビーム２内にその電位に
よって引き込まれ、基板８の帯電防止作用をする。

【００４７】なお、上記のようにしてリフレクタ電極２
４内に導入されるプラズマ３２中の電子のエネルギー
は、プラズマ３２を生成させた時のエネルギーのままで
あり、その後何ら加速が行われていないので、例えば数
ｅＶ〜十ｅＶ程度の低エネルギーである。

【００４８】このプラズマシャワー装置３０ａのよう
に、二つのプラズマ生成容器４６および６４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２４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６４を設けずに、第１プ
ラズマ生成容器４６内で濃いプラズマ６０を作りこれを
リフレクタ電極２４内へ供給しようとすると、そのため
にはフィラメント５４から放出させる電子の量およびプ
ラズマ生成用のガス５２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５４の
消耗が早まり、しかも多量のガス５２がリフレクタ電極
２４内へ漏れ出るため、リフレクタ電極２４内の真空度
も悪化してしまう。

【００４９】これに対して、このプラズマシャワー装置
３０ａでは、第１プラズマ生成容器４６内で生成するプ
ラズマ６０は薄いもので良く、このプラズマ６０中の電
子を利用して第２プラズマ生成容器６４内で濃いプラズ
マ３２を生成させ、しかも第２プラズマ生成容器６４の
孔６７をリフレクタ電極２４内に直接通じさせていてこ
の濃いプラズマ３２を効率良くリフレクタ電極２４内へ
導入するようにしている。その結果、フィラメント５４
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５４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４６
内に供給するガス５２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４６から第２プラズマ生成
容器６４内へ漏れ出たガス５２をそこで再びプラズマ化
するので、また小孔４８および６６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２４内へ漏れ出るガスの量は非常に少なく、従ってリ
フレクタ電極２４内の、即ちイオンビーム２の通過領域
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。

【００５０】なお、上記コイル６８および磁場電源７０
の代わりに、複数または単一の永久磁石を第１プラズマ
生成容器４６の外側に設けて上記のような磁束Ｂを発生
させるようにし、これによって磁束発生手段を構成して
も良い。

【００５１】

【発明の効果】この発明は、上記のとおり構成されてい
るので、次のような効果を奏する。

【００５２】請求項１のイオン注入装置によれば、上記
のような磁気ガイドを設け、かつプラズマシャワー装置
からのプラズマをイオンビーム走査方向にほぼ直交する
方向からリフレクタ電極内に供給するようにしたので、
プラズマシャワー装置からのプラズマは、磁気ガイドに
よる磁束によって拡散し、イオンビーム走査領域のほぼ
全域に拡散して充満する。その結果、イオンビームの走
査位置にかかわらず常に、プラズマ中の電子がイオンビ
ーム中にその電位によって引き込まれるようになり、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。

【００５３】請求項２のイオン注入装置によれば、プラ
ズマを第１プラズマ生成容器内と第２プラズマ生成容器
内との２段階で発生させるようにしていて、第１プラズ
マ生成容器内のプラズマが薄くても第２プラズマ生成容
器内で濃いプラズマを生成することができるので、しか
も第２プラズマ生成容器の孔をリフレクタ電極内に直接
通じさせていてこの濃いプラズマを効率良くリフレクタ
電極内に導入することができるので、第１プラズマ生成
容器内のフィラメントから放出させる電子の量を少なく
することができ、フィラメントの寿命を長くすることが
できる。また、第１プラズマ生成容器内に供給するガス
の量を少なくすることができると共に、第２プラズマ生
成容器内へ漏れ出たガスをそこで再びプラズマ化するの
で、また第１プラズマ生成容器および第２プラズマ生成
容器の各小孔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、第１プラズマ生成容器内へガスを導
入することによるリフレクタ電極内の、即ちイオンビー
ム通過領域の真空度低下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。

【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
マシャワー装置周りの一例を示す断面図である。

【図２】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。

【図３】従来のイオン注入装置におけるプラズマシャワ
ー装置周りの一例を示す概略断面図である。

【符号の説明】

２ イオンビーム ３ イオンビーム走査領域 ８ 基板 ２４ リフレクタ電極 ２６ リフレクタ電源 ３０ａ プラズマシャワー装置 ３２ プラズマ ３４，３６ 磁気ガイド ４２，４４ 磁束 ４６ 第１プラズマ生成容器 ５４ フィラメント ５８ フィラメント電源 ６０ プラズマ ６４ 第２プラズマ生成容器 ６８ コイル ７２ 制限抵抗 ７４ プラズマ生成用電源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イオンビームを一方向に電気的に往復走
   査すると共に、基板を保持するホルダをイオンビーム走
   査方向と実質的に直交する方向に機械的に往復走査し
   て、ホルダ上の基板にイオン注入を行う構成の装置であ
   って、ホルダの上流側近傍に設けられていてイオンビー
   ム走査領域の外側を取り囲む筒状のリフレクタ電極と、
   このリフレクタ電極に負電圧を印加する直流のリフレク
   タ電源と、プラズマを生成してそれをリフレクタ電極内
   に供給するプラズマシャワー装置とを備えるイオン注入
   装置において、前記リフレクタ電極を非磁性体で構成
   し、筒状または環状をしていてその中心部においてイオ
   ンビーム走査方向に沿う磁束であって互いに逆向きのも
   のをそれぞれ発生させる二つの磁気ガイドを、リフレク
   タ電極の外側であってイオンビーム走査領域の両端部付
   近に、イオンビーム走査領域の中心軸に対してほぼ左右
   対称に設け、かつ前記プラズマシャワー装置を、前記イ
   オンビーム走査領域の中心軸上に位置させ、それからの
   プラズマを、イオンビーム走査方向にほぼ直交する方向
   からリフレクタ電極内に供給するようにしたことを特徴
   とするイオン注入装置。
2. 【請求項２】 前記プラズマシャワー装置が、前記リフ
   レクタ電極の外側に設けられていて、内部にガスが導入
   されかつリフレクタ電極側に小孔を有する第１プラズマ
   生成容器と、この第１プラズマ生成容器内に設けられた
   フィラメントと、前記第１プラズマ生成容器とリフレク
   タ電極との間に設けられていて、第１プラズマ生成容器
   側にその小孔に対向する小孔を有し、かつリフレクタ電
   極側に孔を有していてその孔がリフレクタ電極内に直接
   通じている第２プラズマ生成容器と、前記第１プラズマ
   生成容器の小孔付近から第２プラズマ生成容器内にかけ
   ての領域に、それらの軸方向に沿う磁束を発生させる磁
   束発生手段と、前記フィラメントを加熱するフィラメン
   ト電源と、前記第２プラズマ生成容器とフィラメントと
   の間に前者を正側にして接続された直流のプラズマ生成
   用電源と、前記第２プラズマ生成容器と第１プラズマ生
   成容器との間に接続された制限抵抗とを備えており、か
   つ前記リフレクタ電源はその正側が前記第２プラズマ生
   成容器に接続されその負側が前記リフレクタ電極に接続
   されている請求項１記載のイオン注入装置。