JPS63168945A

JPS63168945A - イオン打込装置用イオン源

Info

Publication number: JPS63168945A
Application number: JP31143986A
Authority: JP
Inventors: Fumihiko Nakajima; 中島　文彦; Toru Shudo; 亨首藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-12-30
Filing date: 1986-12-30
Publication date: 1988-07-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はイオン打込装置用イオン源に係り、特にボロン
イオンのように低質量数であるが大電流イオンビームの
引き出しが必要なイオンとヒ素イオンのような比較的高
い分解能が必要なイオンを出射するのに好適なイオン源
に関するものである。

〔従来の技術〕

一般にイオン打込等で使用するイオンは、ボロン、ヒ素
等である。両者は対称的な元素であって、質量はそれぞ
れ１１及び７５であって、すなわち、質量分離装置とし
ての分解能もそれぞれこの程度あればよい。

一方、ボロンイオンは、ＢＦｓガスをイオン化したもの
から選択されるが、電離されにくいガスであって純粋な
ボロンイオンは全イオン引出電流のうち２０〜４０％程
度である。ヒ素イオンは、Ａ　ｓ　ＨａガスまたはＡｓ
固体をイオン化して得られるが、ヒ素イオンの割合は９
０％にもなる。このようにかなり性質の異なるイオンを
同一形状のイオン源と質量分離装置で得ようとしていた
。

なお、文献としては、デイフエツ　イン　ブリスタリン
　ソリツヅ　ボリウム８１′イオン　インプランテーシ
ョン”　ＣＤＥＦＥＣＴＳ　ＩＮ　ＣＲＹＳＴＡＬＬＩ
ＮＥＳｏｌ、ＩＤ５ＶｏＵ８　　“丁ＯＮ　　ＩＭＰＬ
ＡＮＴＡ丁ＩＯＮ”　Ｐ、３１４ＦＩＧ４　３７　（ｂ
）　）がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では、ボロンイオンとヒ素イオンとを同量
取得しようとすると、イオン源はＢＦ２１ガスをイオン
化した場合を考えて、ヒ素専用の場合の２〜３倍のスリ
ットの長さを有する必要があった。また、長さを長くし
て幅を大きくできないのは、このイオン源をヒ素用とし
ても使用しなければならないからであり、スリット幅を
大きくすると、分解能が劣化し、ヒ素イオンを十分に分
離できなくなる。このような長さのスリットのイオン源
から出たイオンビームを通過させるための質量分離磁石
は巨大なものとなってしまい、イオン源自体も大型化せ
ざるを得ないという問題がある。

本発明の目的は、質量分離装置を大型化せずにボロンイ
オンを大電流化でき、ボロン、ヒ素イオン共用のイオン
打込装置用イオン源を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、イオン源の出射スリット部品を移動させる
ことにより、ヒ素ビーム引き出し時には幅の狭いスリッ
トからビームを引き出し、ボロンビームのように大電流
ビームを引き出す必要のあるときは、複数のスリットか
らビームを出射させるようにして達成するようにした。

なお、出射スリット部品を移動させる際に、移動を回転
動作とし、かつ、回転の中心をイオン光学軸と一致させ
ることにより、イオン源寸法を従来と同一寸法のままと
した。

〔作用〕

イオン源の出射スリットを移動させることによりヒ素ビ
ーム引き出し時には幅の狭い１つのスリットからビーム
を引き出し、ボロンビームのように大電流ビームを引き
出す必要のあるときは、複数のスリットからビームを引
き出すようにしたので、従来のイオン打込装置の寸法を
ほとんど変えることなくボロン、ヒ素イオン共用のイオ
ン打込装置用イオン源とすることができる。

〔実施例〕

以下本発明を第１図、第２図、第４図に示した実施例お
よび第３図を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明のイオン打込装置用イオン源の一実施例
を示す断面図で、第１図（ａ）はヒ素イオンを引き出す
場合、第１図（ｂ）はボロンイオンを引き出す場合を示
し、それぞれ（イ）は断面図、（ロ）は（イ）を電極側
から見た側面図である。

第１図（ａ）において、放電箱１内で維持されているプ
ラズマ２は、スリット部品３にあけたスリット部４から
出射する。電極５は、放電箱１やスリット部品３と同電
位となっている。電極５に対向する電極６にはより低い
電圧が印加されており、電極５，６とがレンズ効果のあ
る形状となるよう配置しであるので、スリット部４から
出射するイオンビーム７は発散せずに電極５，６に設け
た穴を通過しながら加速される。

第１図（ａ）においては、スリット部４とイオンビーム
７は、イオン源と質量分離磁石とイオンビームの位置関
係を示す斜視図である第２図の実線のように分離磁石２
１のギャップ方向２２の方向に延びており、ヒ素イオン
ビーム用の高分解能を示す。

スリット部品３は、スリット部品保持筒８とともにモー
タ９によって９０’回転する。なお、本実施例では、放
電箱１と電極５はフランジ１０に図示のように固定して
あり、スリット部品保持筒８の回転軸１１はシール１２
によってシールされており、放電箱］、内は真空に保た
れたままスリット部品３の切り換えができるようにしで
ある。

第１図（ｂ）は、スリット部品３の９０’回転後の状態
を示している。スリット部品３にあらかじめ切っである
第１図（ａ）のスリット部４とは異なる複数個のスリッ
ト部１２が電極５の穴部に見えてくることになる。第２
図の１点鎖線がこのときの位置関係を表わしている。

すなわち、第１図（ｂ）の場合は、第１図（ａ）のスリ
ット部の面積の約２倍となっており、イオン源からのイ
オンビーム量も２倍となる。分解能に関係する方向のス
リット幅は約４倍となり、分解能は１／４となり、ボロ
ンを十分分離することができる。

スリット部１２が大きな穴でなく、あくまでもスリット
状にした理由を第３図を用いて説明する。

第３図（ａ）、（ｂ）のようにスリット幅が２．５ｍｍ
以下のときは、イオンビーム７は発散しないが、第３図
（ｃ）に示すようにスリット幅が２．５ｍｍ以上になる
と、プラズマ２が外へふくれ出してくるため、発散し、
収束イオンビーム引き出しが不可能となってしまう。

なお、スリット部品３の回転中心がイオン光学系の中心
軸と一致しているため、イオン源の寸法は全〈従来と同
じである。

以上のように、本実施例によれば、ボロンビームの大電
流化を従来の装置で実現することができる。

第４図は本発明の他の実施例を示す断面図である。マグ
ネトロン４０で発振したマイクロ波電力４１は、ジヨイ
ント型導波管４２．つなぎ導波管４３、真空シール４４
を経て放電箱１内にプラズマ２を発生させる。放電箱１
には、スリット部品３が固定しである。電極５はイオン
源フランジ４５に固定してあり、回転はしない。スリッ
ト部品３を放電箱１とつなぎ、導波管４３と真空シール
４４とを一緒にしてロータリジヨイント型導波管４２部
分でモータ９により回転すると、電極５の穴には、第１
図と同様のスリットが表わる。

本実施例によっても、ヒ素とボロンのイオン種に応じて
高分解能確保と大電流低分解能を両立させることができ
、従来の寸法の装置で、従来の２倍のボロンビームを得
ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、従来のイオン打
込装置の寸法をほとんど変えることなく、ボロンイオン
の大電流化を達成でき、この場合、スリット部品へのス
リットの切り方やイオン源の構造にもよるが、従来の２
〜３倍のボロンイオンが利用できるようになり、ヒ素イ
オンは従来なみのものを確保し、分解能も劣化せず、従
来のヒ素とボロンを共用しているイオン打込装置で不足
ぎみであったボロンイオン量をヒ素なみとし、生産性の
向上をはかることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のイオン打込装置用イオン源の一実施例
を示す断面図、第２図は第１図のイオン源と質量分離磁
石とイオンビームの位置関係を示す斜視図、第３図はス
リット幅とイオンビームの発散の関係を示す説明図、第
４図は本発明の他の実施例を示す断面図である。１・・・放電箱、２・・・プラズマ、３・・・スリット
部品、４．１２・・・スリット部、５，６・・・電極、
７・・・イオンビーム、８・・・スリット部品保持筒、
９・・・モータ、１０・・・フランジ、１１・・・回転
軸、２１・・・質量分離磁石、２２・・・ギャップ方向
、４０・・・マグネトロン、４１・・・マイクロ波、４
２・・・ロータリジヨイント導波管、４３・・・つなぎ
導波管、４４・・・真空シール、４５・・・イオン源フ
ランジ。

Claims

【特許請求の範囲】１、質量分離機能を有するイオン打込装置に使用するイ
オン源であつて内部にプラズマを維持する放電箱と該放
電箱から前記プラズマが出射される出射口を有する部品
とを備え、前記放電箱から前記出射口を通つて出射され
た前記プラズマをイオンビームとして引出して加速する
複数の電極を有するイオン源において、前記電極のうち
出射口と同電位にある電極は前記出射口を有する部品よ
り独立しており、前記出射口を有する部品は前記出射口
として幅の狭い複数のスリットを並べてあけてあり、高
分解能が必要なときは幅の狭い単一の前記スリットから
前記電極を通つてイオンビームが引き出されて加速され
、前記他のスリットは前記出射口と同電位にある電極で
隠されており、低分解能でよいときは前記部品が回転移
動して前記複数のスリットから前記電極を通つて前記イ
オンビームが引き出されて加速される構成としてあるこ
とを特徴とするイオン打込装置用イオン源。２、前記出射口を有する部品の回転移動の中心は、前記
イオン打込装置のイオン源からのイオンビームのイオン
光学的軌道と一致するようにしてある特許請求の範囲第
１項記載のイオン打込装置用イオン源。