JPH087813A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
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- JPH087813A JPH087813A JP6157942A JP15794294A JPH087813A JP H087813 A JPH087813 A JP H087813A JP 6157942 A JP6157942 A JP 6157942A JP 15794294 A JP15794294 A JP 15794294A JP H087813 A JPH087813 A JP H087813A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】スループットが高く、一様性が良く、一定の入
射角度での注入が可能で、不純物の混入が少ないイオン
注入装置を提供する。 【構成】イオン源１の前方に質量分離器２を配置し、そ
の質量分離器で選別されたイオンビームを基板に高速で
走査させながら照射するイオン注入装置において、前記
質量分離器の前方に多極静電偏向器４を配置し、その多
極静電偏向器の中心部の電位を基板に比べて著しく負に
大きくし、更に、前記多極静電偏向器の偏向中心から出
発する光軸上の前記多極静電偏向器と基板との間に第１
の軸対称構造の電極８を配置し、その軸対称構造の電極
の電位を基板と同電位にする。
射角度での注入が可能で、不純物の混入が少ないイオン
注入装置を提供する。 【構成】イオン源１の前方に質量分離器２を配置し、そ
の質量分離器で選別されたイオンビームを基板に高速で
走査させながら照射するイオン注入装置において、前記
質量分離器の前方に多極静電偏向器４を配置し、その多
極静電偏向器の中心部の電位を基板に比べて著しく負に
大きくし、更に、前記多極静電偏向器の偏向中心から出
発する光軸上の前記多極静電偏向器と基板との間に第１
の軸対称構造の電極８を配置し、その軸対称構造の電極
の電位を基板と同電位にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば半導体集積回
路の製造工程の一部として接合深さが０．１ミクロン程
度以下の浅い接合を形成する工程において、基板への入
射角度を一定に保ったまま、イオン化した化学元素を基
板面上に走査させながら数ＫｅＶから３０ＫｅＶ程度の
エネルギーで基板に打ち込むイオン注入装置に関するも
のである。
路の製造工程の一部として接合深さが０．１ミクロン程
度以下の浅い接合を形成する工程において、基板への入
射角度を一定に保ったまま、イオン化した化学元素を基
板面上に走査させながら数ＫｅＶから３０ＫｅＶ程度の
エネルギーで基板に打ち込むイオン注入装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来のイオン注入装置の第１例が図９に
示されており、同図において、それぞれ独立した電位の
与えられるイオン源２１および質量分離器２２が配置さ
れ、質量分離器２２の前方には第１光軸２３に沿って加
減速管２４、中心部の電位が基板の電位とほぼ等しい平
行平板型の第１静電偏向器２５、同じく中心部の電位が
基板の電位とほぼ等しい平行平板型の第２静電偏向器２
６が配置され、更に、第２静電偏向器２６の偏向中心か
ら出発する第２光軸２７上の例えば１．５ｍ前方には基
板２８が配置されている。
示されており、同図において、それぞれ独立した電位の
与えられるイオン源２１および質量分離器２２が配置さ
れ、質量分離器２２の前方には第１光軸２３に沿って加
減速管２４、中心部の電位が基板の電位とほぼ等しい平
行平板型の第１静電偏向器２５、同じく中心部の電位が
基板の電位とほぼ等しい平行平板型の第２静電偏向器２
６が配置され、更に、第２静電偏向器２６の偏向中心か
ら出発する第２光軸２７上の例えば１．５ｍ前方には基
板２８が配置されている。
【０００３】このようなイオン注入装置において、イオ
ン源２１から例えば３０ＫｅＶのエネルギーで引き出さ
れたイオンは、質量分離器２２で所定の質量のイオンの
みに選別された後、第１光軸２３に沿って走行し、加減
速管２４で所定のエネルギーにまで加速もしくは減速さ
れる。加速もしくは減速されたイオンは第１静電偏向器
２５と第２静電偏向器２６とで水平および垂直方向に偏
向されながら基板２８上を走査する。第２静電偏向器２
６で水平方向に所定の角度、例えば７°だけ偏向される
ため、残留ガスとの衝突によって中性となった電磁気的
に制御できない原子は除去される。
ン源２１から例えば３０ＫｅＶのエネルギーで引き出さ
れたイオンは、質量分離器２２で所定の質量のイオンの
みに選別された後、第１光軸２３に沿って走行し、加減
速管２４で所定のエネルギーにまで加速もしくは減速さ
れる。加速もしくは減速されたイオンは第１静電偏向器
２５と第２静電偏向器２６とで水平および垂直方向に偏
向されながら基板２８上を走査する。第２静電偏向器２
６で水平方向に所定の角度、例えば７°だけ偏向される
ため、残留ガスとの衝突によって中性となった電磁気的
に制御できない原子は除去される。
【０００４】従来のイオン注入装置の第２例が図１０に
示されている。第２例は図９の第１例の平行平板型の第
１静電偏向器２５の代わりに、中心部の電位が基板の電
位とほぼ等しい第１多重極静電偏向器３１を用い、ま
た、第２静電偏向器２６の代わりに、第２多重極静電偏
向器３２を用いたもので、その他は第１例と同様であ
る。
示されている。第２例は図９の第１例の平行平板型の第
１静電偏向器２５の代わりに、中心部の電位が基板の電
位とほぼ等しい第１多重極静電偏向器３１を用い、ま
た、第２静電偏向器２６の代わりに、第２多重極静電偏
向器３２を用いたもので、その他は第１例と同様であ
る。
【０００５】このようなイオン注入装置において、イオ
ン源（図示せず）より引き出されたイオンは、質量分離
器（図示せず）で所定の質量のイオンのみに選別された
後、第１光軸２３に沿って走行し、加減速管（図示せ
ず）で所定のエネルギーにまで加速もしくは減速され
る。加速もしくは減速されたイオンは第１多重極静電偏
向器３１で第２光軸２７方向に偏向されて走査するが、
第２多重極静電偏向器３２により、イオンの進行方向が
第２光軸２７と平行になるように戻され、一定の入射角
度で基板２８に照射される。
ン源（図示せず）より引き出されたイオンは、質量分離
器（図示せず）で所定の質量のイオンのみに選別された
後、第１光軸２３に沿って走行し、加減速管（図示せ
ず）で所定のエネルギーにまで加速もしくは減速され
る。加速もしくは減速されたイオンは第１多重極静電偏
向器３１で第２光軸２７方向に偏向されて走査するが、
第２多重極静電偏向器３２により、イオンの進行方向が
第２光軸２７と平行になるように戻され、一定の入射角
度で基板２８に照射される。
【０００６】従来のイオン注入装置の第３例が図１２に
示されている。同図において、それぞれ独立した電位の
与えられるイオン源４１と質量分離器４２とが配置さ
れ、質量分離器４２の例えば前方１ｍには複数の基板４
３を収容したウェーハーディスク４４が配置されてい
る。
示されている。同図において、それぞれ独立した電位の
与えられるイオン源４１と質量分離器４２とが配置さ
れ、質量分離器４２の例えば前方１ｍには複数の基板４
３を収容したウェーハーディスク４４が配置されてい
る。
【０００７】このようなイオン注入装置において、イオ
ン源４１より引き出されたイオンは、質量分離器４２で
所定の質量のイオンのみに選別された後、回転と並進運
動を行うウェーハーディスク４４内の基板４３に照射さ
れる。
ン源４１より引き出されたイオンは、質量分離器４２で
所定の質量のイオンのみに選別された後、回転と並進運
動を行うウェーハーディスク４４内の基板４３に照射さ
れる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】半導体の集積度が高ま
るにつれて、浅い接合の形式が必要になってくる。例え
ば、２５６メガビットのＤＲＡＭでは接合の深さが０．
１ｍｍ程度と浅くなり、そのため、Ｂイオンを１０Ｋｅ
Ｖ程度以下の低エネルギーで注入することが必要にな
る。また、構造が微細化するにつれて、製造工程におけ
る基板への金属原子などの混入を減少させることが必要
になる。
るにつれて、浅い接合の形式が必要になってくる。例え
ば、２５６メガビットのＤＲＡＭでは接合の深さが０．
１ｍｍ程度と浅くなり、そのため、Ｂイオンを１０Ｋｅ
Ｖ程度以下の低エネルギーで注入することが必要にな
る。また、構造が微細化するにつれて、製造工程におけ
る基板への金属原子などの混入を減少させることが必要
になる。
【０００９】従来のイオン注入装置の第１例および第２
例において、基板２８に照射されるイオンのエネルギー
が３０ＫｅＶ程度より低いときのイオンビームの進行に
沿った電位が図１１に示されている。電位１の状態にあ
るイオン源２１より電位１と電位３との電位差で引き出
されたイオンは、質量分離器２２で質量分離された後、
加減速管２４でグランド電位２まで減速され、第１静電
偏向器２５および第２静電偏向器２６を経て基板２８に
到達するまでの例えば１．５ｍの距離をほぼ一定のエネ
ルギーで飛行する。そのため、基板２８への入射エネル
ギーが３０ＫｅＶ程度以下と比較的低いときには、空間
電荷効果によるビームの広がりを無視できなくなる。
例において、基板２８に照射されるイオンのエネルギー
が３０ＫｅＶ程度より低いときのイオンビームの進行に
沿った電位が図１１に示されている。電位１の状態にあ
るイオン源２１より電位１と電位３との電位差で引き出
されたイオンは、質量分離器２２で質量分離された後、
加減速管２４でグランド電位２まで減速され、第１静電
偏向器２５および第２静電偏向器２６を経て基板２８に
到達するまでの例えば１．５ｍの距離をほぼ一定のエネ
ルギーで飛行する。そのため、基板２８への入射エネル
ギーが３０ＫｅＶ程度以下と比較的低いときには、空間
電荷効果によるビームの広がりを無視できなくなる。
【００１０】例えば、半導体集積回路の製造工程でよく
用いられる質量の比較的軽いＢ+ （質量＝１１）でも、
イオンのエネルギーが３０ＫｅＶ、イオン電流が１ｍＡ
の場合、計算機シミュレーションによると、平均半径が
５ｍｍのイオンビームでも、１．５ｍの距離を飛行する
間に空間電荷効果によって平均半径は２５ｍｍ程度にま
で大きくなる。
用いられる質量の比較的軽いＢ+ （質量＝１１）でも、
イオンのエネルギーが３０ＫｅＶ、イオン電流が１ｍＡ
の場合、計算機シミュレーションによると、平均半径が
５ｍｍのイオンビームでも、１．５ｍの距離を飛行する
間に空間電荷効果によって平均半径は２５ｍｍ程度にま
で大きくなる。
【００１１】一般に、注入される化学元素の基板面内で
の密度の一様性を良くするために、基板上でイオンを高
速で走査させながら注入している。その際、一様性を良
くするには、基板上でのイオンビームの広がりが基板の
大きさに比べて充分に小さいことが必要となる。
の密度の一様性を良くするために、基板上でイオンを高
速で走査させながら注入している。その際、一様性を良
くするには、基板上でのイオンビームの広がりが基板の
大きさに比べて充分に小さいことが必要となる。
【００１２】例えば、半導体集積回路の製造では、イオ
ン注入される化学元素の基板面内での密度の一様性が１
％程度以下であることが要求される場合、基板の直径を
６インチとすると、基板上でのビームの半径は１０ｍｍ
程度以下にすることが必要になる。したがって、３０Ｋ
ｅＶ程度以下の比較的低いエネルギーでのイオン注入は
ビーム電流が１０μＡ程度以下に限られ、１００ＫｅＶ
程度以上のエネルギーでのイオン注入に比べてスループ
ットが著しく制限される。
ン注入される化学元素の基板面内での密度の一様性が１
％程度以下であることが要求される場合、基板の直径を
６インチとすると、基板上でのビームの半径は１０ｍｍ
程度以下にすることが必要になる。したがって、３０Ｋ
ｅＶ程度以下の比較的低いエネルギーでのイオン注入は
ビーム電流が１０μＡ程度以下に限られ、１００ＫｅＶ
程度以上のエネルギーでのイオン注入に比べてスループ
ットが著しく制限される。
【００１３】一方、従来のイオン注入装置の第３例では
イオン源４１から引き出されたイオンは基板４３までの
例えば２ｍの距離を基板４３に入射されるエネルギーで
飛行するため、エネルギーが低くなるにつれて、空間電
荷効果によるビームの発散が顕著になる。このため、エ
ネルギーが１０ＫｅＶ程度では、得られる電流が６０Ｋ
ｅＶの場合の１／１０程度にまで減少する問題があっ
た。また、イオンの基板４３への入射角度を精密に制御
することが構造上困難であり、基板４３上の位置によっ
て入射角度が異なるといった問題のみならず、斜め注入
や回転注入などが出来ないといった問題がある。更に、
基板４３と同時にウェーハーディスク４４もイオンで照
射されるために、ウェーハーディスク４４からイオンに
より叩き出される金属原子の量が多く、製造工程での基
板４３への金属原子の混入が多くなる問題があった。
イオン源４１から引き出されたイオンは基板４３までの
例えば２ｍの距離を基板４３に入射されるエネルギーで
飛行するため、エネルギーが低くなるにつれて、空間電
荷効果によるビームの発散が顕著になる。このため、エ
ネルギーが１０ＫｅＶ程度では、得られる電流が６０Ｋ
ｅＶの場合の１／１０程度にまで減少する問題があっ
た。また、イオンの基板４３への入射角度を精密に制御
することが構造上困難であり、基板４３上の位置によっ
て入射角度が異なるといった問題のみならず、斜め注入
や回転注入などが出来ないといった問題がある。更に、
基板４３と同時にウェーハーディスク４４もイオンで照
射されるために、ウェーハーディスク４４からイオンに
より叩き出される金属原子の量が多く、製造工程での基
板４３への金属原子の混入が多くなる問題があった。
【００１４】上述したように半導体集積回路の製造工程
において、０．１ミクロン程度以下の浅い接合を作成す
るには、従来のイオン注入装置ではスループットが低
く、一様性が悪く、不純物の混入が多いといった問題が
あった。
において、０．１ミクロン程度以下の浅い接合を作成す
るには、従来のイオン注入装置ではスループットが低
く、一様性が悪く、不純物の混入が多いといった問題が
あった。
【００１５】この発明の目的は、従来の問題を解決し
て、スループットが高く、一様性が良く、一定の入射角
度での注入が可能で、不純物の混入が少ないイオン注入
装置を提供することにある。
て、スループットが高く、一様性が良く、一定の入射角
度での注入が可能で、不純物の混入が少ないイオン注入
装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、イオン源の前方に質量分離器を配置
し、その質量分離器で選別されたイオンビームを基板に
高速で走査させながら照射するイオン注入装置におい
て、前記質量分離器の前方に多極静電偏向器を配置し、
その多極静電偏向器の中心部の電位を基板に比べて著し
く負に大きくし、更に、前記多極静電偏向器の偏向中心
から出発する光軸上の前記多極静電偏向器と基板との間
に軸対称構造の電極を配置し、その軸対称構造の電極の
電位を基板と同電位にしたことを特徴とするものであ
る。
に、この発明は、イオン源の前方に質量分離器を配置
し、その質量分離器で選別されたイオンビームを基板に
高速で走査させながら照射するイオン注入装置におい
て、前記質量分離器の前方に多極静電偏向器を配置し、
その多極静電偏向器の中心部の電位を基板に比べて著し
く負に大きくし、更に、前記多極静電偏向器の偏向中心
から出発する光軸上の前記多極静電偏向器と基板との間
に軸対称構造の電極を配置し、その軸対称構造の電極の
電位を基板と同電位にしたことを特徴とするものであ
る。
【００１７】なお、イオン源は質量分離器の偏向面と同
一面内に複数配置することが好ましい。
一面内に複数配置することが好ましい。
【００１８】また、多極静電偏向器と第１の軸対称構造
の電極との間に第２の軸対称構造の電極を第１の軸対称
構造と同軸になるように配置すると共に、第２の軸対称
構造の電極に独立した電位を印加することが好ましい。
の電極との間に第２の軸対称構造の電極を第１の軸対称
構造と同軸になるように配置すると共に、第２の軸対称
構造の電極に独立した電位を印加することが好ましい。
【００１９】更に、第１の軸対称構造の電極を、多極静
電偏向器の偏向中心から出発する光軸を中心とした複数
のリング状の電極からなる構造とすることが好ましい。
電偏向器の偏向中心から出発する光軸を中心とした複数
のリング状の電極からなる構造とすることが好ましい。
【００２０】もしくは、第１の軸対称構造の電極の少な
くとも一部にスリットを設け、そのスリットの位置を多
極静電偏向器に入射するイオンビームの光軸と、多極静
電偏向器の偏向中心から出発する光軸とのなす面内にし
ていることが好ましい。
くとも一部にスリットを設け、そのスリットの位置を多
極静電偏向器に入射するイオンビームの光軸と、多極静
電偏向器の偏向中心から出発する光軸とのなす面内にし
ていることが好ましい。
【００２１】また、第１の軸対称構造の電極を、多極静
電偏向器の偏向中心から出発する光軸に沿って前方に進
むにしたがって内径が大きくなるテーパー状にすること
が好ましい。
電偏向器の偏向中心から出発する光軸に沿って前方に進
むにしたがって内径が大きくなるテーパー状にすること
が好ましい。
【００２２】
【作用】この発明は、質量分離器で選別されたイオンビ
ームは多極静電偏向器で偏向された後、多極静電偏向器
と軸対称構造の電極との電位差により凸レンズ作用を受
け、多極静電偏向器での偏向角に依存しないで、多極静
電偏向器の偏向中心から出発する光軸と平行になり、基
板に一定の入射角度で照射される。
ームは多極静電偏向器で偏向された後、多極静電偏向器
と軸対称構造の電極との電位差により凸レンズ作用を受
け、多極静電偏向器での偏向角に依存しないで、多極静
電偏向器の偏向中心から出発する光軸と平行になり、基
板に一定の入射角度で照射される。
【００２３】
【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。この発明の第１実施例は図１に示さ
れており、同図において、イオン源１の前方には質量分
離器２が配置され、その質量分離器２の前方には質量分
析スリット３が配置されている。質量分析スリット３の
前方には多極静電偏向器４が配置され、その多極静電偏
向器４の中心部の電位を基板５に比べて著しく負に大き
くしている。更に、多極静電偏向器４の偏向中心から出
発する光軸６上の多極静電偏向器４と基板５との間に軸
対称構造の電極８を配置し、その軸対称構造の電極８の
電位を基板５と同電位にしている。基板５は軸対称構造
の電極８の前方に配置されている。
しながら説明する。この発明の第１実施例は図１に示さ
れており、同図において、イオン源１の前方には質量分
離器２が配置され、その質量分離器２の前方には質量分
析スリット３が配置されている。質量分析スリット３の
前方には多極静電偏向器４が配置され、その多極静電偏
向器４の中心部の電位を基板５に比べて著しく負に大き
くしている。更に、多極静電偏向器４の偏向中心から出
発する光軸６上の多極静電偏向器４と基板５との間に軸
対称構造の電極８を配置し、その軸対称構造の電極８の
電位を基板５と同電位にしている。基板５は軸対称構造
の電極８の前方に配置されている。
【００２４】このような第１実施例において、イオンビ
ームの進行に沿っての電位を図２に模式的に示してい
る。電位１はイオン源１の電位、電位２は質量分離器２
と多極静電偏向器４の中心電位、電位３はグランド電位
を示している。
ームの進行に沿っての電位を図２に模式的に示してい
る。電位１はイオン源１の電位、電位２は質量分離器２
と多極静電偏向器４の中心電位、電位３はグランド電位
を示している。
【００２５】いま、イオン源１の電位を＋５ＫＶ、多極
静電偏向器４の中心電位を−２５ＫＶ、軸対称構造の電
極８と基板５の電位をグランド電位にすると、イオン源
１と多極静電偏向器４の中心電位との電位差により、イ
オン源１よりイオンビームが引き出される。引き出され
たイオンビームは、電位差に相当する運動エネルギーを
保ったまま質量分離器２で偏向かつ収束され、質量分析
スリット３で質量分離される。質量分離されたイオンビ
ームは多極静電偏向器４の偏向中心９を通る光軸６を中
心に偏向される。しかし、質量分離されたイオンビーム
の一部は前方に進行する途中で残留ガスと衝突などして
中性となり電気的に制御できないため、偏向されない。
偏向されたイオンビームは、多極静電偏向器４と軸対称
構造の電極８との電位差により凸レンズ作用を受け、偏
向角にかかわりなく光軸６と平行になって基板５に照射
される。図３は偏向されたイオンビームが凸レンズ作用
を受けて光軸６と平行になる状態を示している。低エネ
ルギ（５ＫｅＶ）でイオンが飛行する距離が電極８から
基板５までと短いため、空間電荷効果によるビームの広
がりは小さい。なお、中性となった電気的に制御できな
い中性原子は原子キャッチャー１０で補足される。
静電偏向器４の中心電位を−２５ＫＶ、軸対称構造の電
極８と基板５の電位をグランド電位にすると、イオン源
１と多極静電偏向器４の中心電位との電位差により、イ
オン源１よりイオンビームが引き出される。引き出され
たイオンビームは、電位差に相当する運動エネルギーを
保ったまま質量分離器２で偏向かつ収束され、質量分析
スリット３で質量分離される。質量分離されたイオンビ
ームは多極静電偏向器４の偏向中心９を通る光軸６を中
心に偏向される。しかし、質量分離されたイオンビーム
の一部は前方に進行する途中で残留ガスと衝突などして
中性となり電気的に制御できないため、偏向されない。
偏向されたイオンビームは、多極静電偏向器４と軸対称
構造の電極８との電位差により凸レンズ作用を受け、偏
向角にかかわりなく光軸６と平行になって基板５に照射
される。図３は偏向されたイオンビームが凸レンズ作用
を受けて光軸６と平行になる状態を示している。低エネ
ルギ（５ＫｅＶ）でイオンが飛行する距離が電極８から
基板５までと短いため、空間電荷効果によるビームの広
がりは小さい。なお、中性となった電気的に制御できな
い中性原子は原子キャッチャー１０で補足される。
【００２６】次に、第２実施例が図４に示されている。
同図において、複数のイオン源１が質量分離器２の偏向
面と同一面内に配置されている。Ｓｉ半導体で浅い接合
を形成する場合、Ｂ（ほう素）とＡｓ（砒素）の２種類
の元素を注入することが多い。イオン源１から異なった
イオン種（ＢとＡｓ）を引き出しながら、イオン源１を
同時に動作させたままで質量分離器２の磁場を変更する
ことにより、１０秒程度以下の短時間でイオン種を切り
替えることができる。
同図において、複数のイオン源１が質量分離器２の偏向
面と同一面内に配置されている。Ｓｉ半導体で浅い接合
を形成する場合、Ｂ（ほう素）とＡｓ（砒素）の２種類
の元素を注入することが多い。イオン源１から異なった
イオン種（ＢとＡｓ）を引き出しながら、イオン源１を
同時に動作させたままで質量分離器２の磁場を変更する
ことにより、１０秒程度以下の短時間でイオン種を切り
替えることができる。
【００２７】その次に、第３実施例が図５に示されてい
る。同図において、多極静電偏向器４と軸対称構造の電
極８との間に、独立した電位が与えられる別の軸対称構
造の電極１１が軸対称構造の電極８と同軸になるように
設けられ、別の軸対称構造の電極１１の電位を調整する
ことによって、多極静電偏向器４、軸対称構造の電極８
および別の軸対称構造の電極１１によるレンズ系の入射
側焦点を常に多極静電偏向器４の偏向中心９に一致させ
ることできる。そのため、基板５に入射されるイオンの
エネルギーが変わっても、多極静電偏向器４の中心電位
を変えることなくイオンの基板５への入射角を常に光軸
６と平行にさせることができる。
る。同図において、多極静電偏向器４と軸対称構造の電
極８との間に、独立した電位が与えられる別の軸対称構
造の電極１１が軸対称構造の電極８と同軸になるように
設けられ、別の軸対称構造の電極１１の電位を調整する
ことによって、多極静電偏向器４、軸対称構造の電極８
および別の軸対称構造の電極１１によるレンズ系の入射
側焦点を常に多極静電偏向器４の偏向中心９に一致させ
ることできる。そのため、基板５に入射されるイオンの
エネルギーが変わっても、多極静電偏向器４の中心電位
を変えることなくイオンの基板５への入射角を常に光軸
６と平行にさせることができる。
【００２８】更にその次に、第４実施例が図６に示され
ている。同図において、軸対称構造の電極８は、多極静
電偏向器４の偏向中心から出発する光軸６を中心とした
複数のリング状の電極からなる構造になっている。この
ような構造にすることによって、イオンが中性化して電
磁気的な制御不能となった粒子（高速中性粒子）等が軸
対称構造の電極８の内壁に衝突する確率が小さくなり、
軸対称構造の電極８の内壁をスパッタして飛び出した金
属原子が基板５に混入するのを減少させることができ
る。
ている。同図において、軸対称構造の電極８は、多極静
電偏向器４の偏向中心から出発する光軸６を中心とした
複数のリング状の電極からなる構造になっている。この
ような構造にすることによって、イオンが中性化して電
磁気的な制御不能となった粒子（高速中性粒子）等が軸
対称構造の電極８の内壁に衝突する確率が小さくなり、
軸対称構造の電極８の内壁をスパッタして飛び出した金
属原子が基板５に混入するのを減少させることができ
る。
【００２９】次に、第５実施例が図７に示されている。
同図において、軸対称構造の電極８の少なくとも一部に
スリット１２が設けられ、そのスリット１２の位置は多
極静電偏向器４に入射するイオンビームの光軸と、多極
静電偏向器４の偏向中心から出発する光軸６とのなす面
内である。したがって、イオンが中性化して電磁気的な
制御不能となった粒子（高速中性粒子）等が軸対称構造
の電極８の内壁に衝突する確率が小さくなり、軸対称構
造の電極８の内壁をスパッタして飛び出した金属原子が
基板５に混入するのを減少させることができる。
同図において、軸対称構造の電極８の少なくとも一部に
スリット１２が設けられ、そのスリット１２の位置は多
極静電偏向器４に入射するイオンビームの光軸と、多極
静電偏向器４の偏向中心から出発する光軸６とのなす面
内である。したがって、イオンが中性化して電磁気的な
制御不能となった粒子（高速中性粒子）等が軸対称構造
の電極８の内壁に衝突する確率が小さくなり、軸対称構
造の電極８の内壁をスパッタして飛び出した金属原子が
基板５に混入するのを減少させることができる。
【００３０】その次に、第６実施例が図８に示されてい
る。同図において、多極静電偏向器４は、その偏向中心
から出発する光軸６に沿って前方に進むにしたがって内
径が大きくなるテーパー状になっている。このよな形状
にすることよって、大きな偏向角を可能にしたまま多極
静電偏向器４の静電容量を小さくすることができる。こ
れにより、多極静電偏向器４への電圧供給の電源の負荷
を小さくでき、しかも、イオンの走査速度を速くするこ
とができる。
る。同図において、多極静電偏向器４は、その偏向中心
から出発する光軸６に沿って前方に進むにしたがって内
径が大きくなるテーパー状になっている。このよな形状
にすることよって、大きな偏向角を可能にしたまま多極
静電偏向器４の静電容量を小さくすることができる。こ
れにより、多極静電偏向器４への電圧供給の電源の負荷
を小さくでき、しかも、イオンの走査速度を速くするこ
とができる。
【００３１】
【発明の効果】請求項１、２、３ ４ ５および６記載
の各発明は、上記のように質量分離器で選別されたイオ
ンビームは多極静電偏向器で偏向した後、多極静電偏向
器と軸対称構造の電極との電位差により凸レンズ作用を
受け、多極静電偏向器での偏向角に依存しないで、多極
静電偏向器の偏向中心から出発する光軸と平行になり、
基板に一定の入射角度で照射される。そのため、基板へ
の入射角度を一定に保ったままイオンビームを基板上に
走査でき、また、基板に照射されるイオンビーム電流を
大きくすることができ、更に、基板に注入されるイオン
の空間的な分布の一様性を良くすることができる。更に
その上、軸対称構造の電極等からスパッタされた金属粒
子が基板に混入するのを低減することができ、また、装
置の全長を半分程度に小さくすることができる。
の各発明は、上記のように質量分離器で選別されたイオ
ンビームは多極静電偏向器で偏向した後、多極静電偏向
器と軸対称構造の電極との電位差により凸レンズ作用を
受け、多極静電偏向器での偏向角に依存しないで、多極
静電偏向器の偏向中心から出発する光軸と平行になり、
基板に一定の入射角度で照射される。そのため、基板へ
の入射角度を一定に保ったままイオンビームを基板上に
走査でき、また、基板に照射されるイオンビーム電流を
大きくすることができ、更に、基板に注入されるイオン
の空間的な分布の一様性を良くすることができる。更に
その上、軸対称構造の電極等からスパッタされた金属粒
子が基板に混入するのを低減することができ、また、装
置の全長を半分程度に小さくすることができる。
【００３２】なお、請求項２記載の発明は、上記効果の
他にも、複数のイオン源を配置しているので、イオン種
の切替えに必要な時間を短くすることができる。
他にも、複数のイオン源を配置しているので、イオン種
の切替えに必要な時間を短くすることができる。
【図１】この発明の第１実施例を示す説明図
【図２】この発明の第１実施例における電位の状態を示
す説明図
す説明図
【図３】この発明の第１実施例においてイオンビームが
凸レンズ作用を受けた状態を示す説明図
凸レンズ作用を受けた状態を示す説明図
【図４】この発明の第２実施例を示す説明図
【図５】この発明の第３実施例を示す説明図
【図６】この発明の第４実施例を示す説明図
【図７】この発明の第５実施例を示す説明図
【図８】この発明の第６実施例を示す説明図
【図９】従来のイオン注入装置の第１例を示す説明図
【図１０】従来のイオン注入装置の第２例を示す説明図
【図１１】従来のイオン注入装置の第１例および第２例
における電位の状態を示す説明図
における電位の状態を示す説明図
【図１２】従来のイオン注入装置の第３例を示す説明図
１・・・・・・・イオン源 ２・・・・・・・質量分離器 ３・・・・・・・質量分析スリット ４・・・・・・・多極静電偏向器 ５・・・・・・・基板 ６・・・・・・・光軸 ８・・・・・・・軸対称構造の電極 ９・・・・・・・偏向中心 １０・・・・・・・原子キャッチャー １１・・・・・・・別の軸対称構造の電極 １２・・・・・・・スリット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 37/317 Ａ 9172−5Ｅ Ｈ０１Ｌ 21/265
Claims (6)
- 【請求項１】イオン源の前方に質量分離器を配置し、そ
の質量分離器で選別されたイオンビームを基板に高速で
走査させながら照射するイオン注入装置において、前記
質量分離器の前方に多極静電偏向器を配置し、その多極
静電偏向器の中心部の電位を基板に比べて著しく負に大
きくし、更に、前記多極静電偏向器の偏向中心から出発
する光軸上の前記多極静電偏向器と基板との間に第１の
軸対称構造の電極を配置し、その軸対称構造の電極の電
位を基板と同電位にしたことを特徴とするイオン注入装
置。 - 【請求項２】前記質量分離器の偏向面と同一面内に複数
のイオン源を配置していることを特徴とする請求項１記
載のイオン注入装置。 - 【請求項３】前記多極静電偏向器と前記第１の軸対称構
造の電極との間に第２の軸対称構造の電極を第１の軸対
称構造と同軸になるように配置すると共に、第２の軸対
称構造の電極に独立した電位を印加することを特徴とし
た請求項１又は２記載のイオン注入装置。 - 【請求項４】前記第１の軸対称構造の電極を前記多極静
電偏向器の偏向中心から出発する光軸を中心とした複数
のリング状の電極からなる構造としたことを特徴とする
請求項１、２又は３記載のイオン注入装置。 - 【請求項５】前記第１の軸対称構造の電極の少なくとも
一部にスリットを設け、そのスリットの位置を前記多極
静電偏向器に入射するイオンビームの光軸と、前記多極
静電偏向器の偏向中心から出発する光軸とのなす面内に
していることを特徴とした請求項１、２、３又は４記載
のイオン注入装置。 - 【請求項６】前記多極静電偏向器を、その偏向中心から
出発する光軸に沿って前方に進むにしたがって内径が大
きくなるテーパー状にしたことを特徴とする請求項１、
２、３、４又は５記載のイオン注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15794294A JP3420338B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15794294A JP3420338B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | イオン注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH087813A true JPH087813A (ja) | 1996-01-12 |
| JP3420338B2 JP3420338B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=15660842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15794294A Expired - Fee Related JP3420338B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3420338B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100846110B1 (ko) * | 2000-12-06 | 2008-07-14 | 가부시키가이샤 아루박 | 이온주입장치 및 이온주입방법 |
-
1994
- 1994-06-15 JP JP15794294A patent/JP3420338B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100846110B1 (ko) * | 2000-12-06 | 2008-07-14 | 가부시키가이샤 아루박 | 이온주입장치 및 이온주입방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3420338B2 (ja) | 2003-06-23 |
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