KR20120132318A - Ion implantation apparatus - Google Patents

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닛신 이온기기 가부시기가이샤
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Abstract

PURPOSE: An ion implantation apparatus is provided to reduce electric power consumption by leaning the progress direction of ion beam to longitudinal direction of ion beam. CONSTITUTION: An ion source(2) generates a ribbon-shaped ion beam. A mass separation magnet(3) is arranged in downstream of the ion source. The mass separation magnet leans the progress direction of ion beam toward longitudinal direction of ion beam. An analysis slit(4) passes through an ion beam which includes the desired ion species. The direction of magnetic field diagonally crosses the main surface of ion beam which passes through the inside of a mass separation magnet.

Description

이온주입장치{ION IMPLANTATION APPARATUS}Ion implanter {ION IMPLANTATION APPARATUS}

본 발명은 리본형상의 이온빔을 질량 분리하여, 기판에 이온주입처리를 실시하는 이온주입장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion implantation apparatus for carrying out ion implantation treatment on a substrate by separating a ribbon ion beam.

종래부터, 리본형상의 이온빔을 질량 분리하여, 기판에 이온주입처리를 실시하는 이온주입장치가 사용되고 있으며, 그 일례가 특허문헌 1에 개시되어 있다. DESCRIPTION OF RELATED ART Conventionally, the ion implantation apparatus which mass-separates a ribbon-shaped ion beam and performs an ion implantation process to a board | substrate is used, The example is disclosed by patent document 1. As shown in FIG.

특허문헌 1의 이온주입장치에서 이용되는 질량분리 마그넷은 한 방향으로 길고, 길이방향과 직교하는 방향으로 두께를 가지는 띠형상(리본형상, 혹은 시트형상이라고도 부름)의 이온빔을 그 길이방향에서 사이에 끼우도록 해서 대향 배치된 한 쌍의 자극을 구비하고 있다. 각 자극에는 코일이 권회(卷回;winding)되어 있으며, 상기 코일에 전류를 공급함으로써 자극간에 자장이 발생된다. 이 자장을 이용해서, 두께방향으로 곡률을 가지도록 띠형상의 이온빔의 진행방향을 구부려, 질량분리 마그넷의 하류에 위치하는 분리 슬릿(분석 슬릿이라고도 함)의 위치에서 띠형상의 이온빔을 그 두께방향으로 수속(收束)시켜서 질량 분리를 하고 있다. The mass separation magnet used in the ion implantation apparatus of Patent Literature 1 is long in one direction, and has a band-shaped ion beam (also called a ribbon shape or sheet shape) having a thickness in a direction orthogonal to the longitudinal direction in the longitudinal direction. It is equipped with a pair of magnetic poles opposingly arrange | positioned. A coil is wound around each magnetic pole, and a magnetic field is generated between the magnetic poles by supplying a current to the coil. Using this magnetic field, the band-shaped ion beam is bent to have a curvature in the thickness direction, and the band-shaped ion beam is moved in the thickness direction at the position of a separation slit (also called an analysis slit) located downstream of the mass separation magnet. The mass is separated by converging with.

일본국 공개특허공보 2008-243765호(단락 0021~0022, 도 2)Japanese Patent Laid-Open No. 2008-243765 (paragraphs 0021 to 0022, Fig. 2).

최근 몇 년간 리본형상 이온빔의 길이방향의 치수는 기판 치수의 대형화에 맞춰 길어지고 있다. 유리 기판과 같은 대형 기판일 경우, 길이방향의 치수가 600mm~900mm 정도이고 두께방향의 치수가 30mm~100mm 정도인 이온빔이 사용되고 있다. 또한 기판이 실리콘 웨이퍼와 같이 비교적 작은 반도체 기판이더라도, 앞으로 표준이 되는 대형 기판에서는 지름 치수가 450mm까지도 되므로, 길이방향의 치수가 500mm 정도이고 두께방향의 치수가 20mm~50mm 정도인 이온빔이 사용될 것으로 여겨지고 있다. In recent years, the longitudinal dimension of the ribbon ion beam has been lengthened with the increase in the size of the substrate. In the case of a large substrate such as a glass substrate, an ion beam having a dimension in the longitudinal direction of about 600 mm to 900 mm and a dimension in the thickness direction of about 30 mm to 100 mm is used. In addition, even if the substrate is a relatively small semiconductor substrate such as a silicon wafer, in the future, a large substrate, which is a standard, may have a diameter dimension of up to 450 mm. Therefore, an ion beam having a length of about 500 mm and a thickness of about 20 mm to 50 mm is considered to be used. have.

특허문헌 1에 기재된 질량분리 마그넷에 마련된 한 쌍의 자극간의 거리는 리본형상 이온빔의 길이방향의 치수보다 더 크게 설정되어 있다. 대형 기판에 이온을 주입할 경우, 취급하는 이온빔의 길이방향의 치수가 매우 크게 되므로, 자극간의 거리를 지금까지 이상으로 넓힐 필요가 있다. The distance between a pair of magnetic poles provided in the mass separation magnet of patent document 1 is set larger than the dimension of the longitudinal direction of a ribbon ion beam. In the case of implanting ions into a large substrate, the dimension of the longitudinal direction of the ion beam to be handled becomes very large, and thus it is necessary to widen the distance between magnetic poles more than ever.

통상, 질량분리 마그넷 내의 자장은 질량 분리를 하는 이온빔의 전역에 걸쳐 원하는 강도로 균일한 자장 분포가 되도록 설계되어 있다. 이러한 균일한 자장 분포는 질량 분리되는 이온빔의 편향량을 이온빔의 전역에 걸쳐 거의 동등한 양으로 하여, 정밀도 좋게 질량 분리를 하기 위해 필요로 되고 있다. Normally, the magnetic field in the mass separation magnet is designed to have a uniform magnetic field distribution with a desired intensity over the entire ion beam to be subjected to mass separation. This uniform magnetic field distribution is required to make the mass separation with high precision by making the deflection amount of the ion beam to be separated by mass to be almost the same amount over the entire area of the ion beam.

그러나 자극간의 거리가 넓어졌을 경우, 리본형상 이온빔의 길이방향에 있어서 자장 분포에 치우침이 생겨 버린다. 자극간의 거리가 넓어질수록, 대향 배치된 자극간에 발생하는 자력선은 자극의 둘레단부에서 만곡된다. 그 결과, 상대적으로, 대향 배치된 자극간의 중앙부에서의 자속 밀도가 성기게 되고, 자극 근방에서의 자속 밀도가 조밀하게 된다. 이러한 영향을 받아, 자극 사이를 통과하는 리본형상 이온빔의 편향량에도 차이가 생긴다. 구체적으로는, 자극간의 중앙부를 통과하는 리본형상 이온빔의 편향량이, 자극 근방을 통과하는 리본형상 이온빔의 편향량에 비해 작아져, 길이방향에 있어서 이온빔의 형상에 일그러짐이 생긴다. 특허문헌 1의 질량분리 마그넷을 구성하는 한 쌍의 자극은 리본형상 이온빔의 길이방향에서 대향 배치되어 있으므로, 상술한 리본형상 이온빔의 길이방향에 있어서의 편향량의 차이가 크게 나타나, 정밀도 좋은 질량 분리를 하기가 어려워진다. However, when the distance between the magnetic poles is widened, the magnetic field distribution occurs in the longitudinal direction of the ribbon-shaped ion beam. As the distance between the magnetic poles becomes wider, the lines of magnetic force generated between oppositely arranged magnetic poles are curved at the circumferential ends of the magnetic poles. As a result, the magnetic flux density in the center of the opposite magnetic poles is relatively coarse, and the magnetic flux density in the vicinity of the magnetic poles is denser. Under these influences, a difference also occurs in the amount of deflection of the ribbon ion beam passing through the magnetic poles. Specifically, the amount of deflection of the ribbon ion beam passing through the center portion between the magnetic poles is smaller than the amount of deflection of the ribbon ion beam passing near the magnetic poles, resulting in distortion in the shape of the ion beam in the longitudinal direction. Since the pair of magnetic poles constituting the mass separation magnet of Patent Literature 1 are disposed opposite in the longitudinal direction of the ribbon ion beam, the difference in the deflection amount in the longitudinal direction of the ribbon ion beam described above is large, resulting in high precision mass separation. It becomes difficult to do

한편, 특허문헌 1에 기재된 질량분리 마그넷에서, 자극간에서 발생하는 불균일한 자속 밀도 분포를 개선하기 위해, 리본형상 이온빔의 두께방향에서의 자극 치수를 충분히 크게 하고, 그 중앙부 부근에 리본형상의 이온빔을 통과시키도록 질량분리 마그넷을 구성하는 방법을 생각할 수 있지만, 그 경우, 질량분리 마그넷의 치수가 매우 커지게 된다. On the other hand, in the mass separation magnet described in Patent Literature 1, in order to improve the uneven magnetic flux density distribution occurring between the magnetic poles, the magnetic pole dimension in the thickness direction of the ribbon-shaped ion beam is sufficiently enlarged, and the ribbon-shaped ion beam is located near the center part. It is conceivable to construct a mass separation magnet so as to pass through it, but in that case, the dimensions of the mass separation magnet become very large.

또한 자극간의 거리가 넓어짐에 따라, 상기 자극간에서 발생시키는 자장의 강도가 약해진다. 자장의 강도가 약해지는 한편, 이온빔을 질량 분리할 때 필요하게 되는 편향량에는 변함이 없으므로, 질량분리 마그넷의 각 자극에 권회된 코일에 흘려보내는 전류량을 증가시켜서 자장 강도를 강화할 필요가 있게 된다. 이 경우, 전류량의 증가에 따라 질량분리 마그넷의 소비 전력이 커져 버린다. Further, as the distance between the magnetic poles increases, the strength of the magnetic field generated between the magnetic poles becomes weaker. While the strength of the magnetic field is weakened, the amount of deflection required for mass separation of the ion beam remains unchanged. Therefore, it is necessary to enhance the magnetic field strength by increasing the amount of current flowing through the coil wound around each magnetic pole of the mass separation magnet. In this case, the power consumption of the mass separation magnet increases as the amount of current increases.

그래서 본 발명에서는 기판 치수의 대형화에 따라, 리본형상 이온빔의 길이방향에서의 치수를 길게 했을 경우에도, 종래의 구성에 비해 자극간에서의 자장 분포가 균일하고 치수가 작으며, 게다가 소비 전력이 작은 질량분리 마그넷을 구비한 이온주입장치를 제공하는 것을 소기의 목적으로 한다. Therefore, in the present invention, as the size of the substrate increases, even when the length of the ribbon ion beam in the longitudinal direction is increased, the magnetic field distribution between the magnetic poles is uniform, the dimensions are small, and the power consumption is small compared with the conventional configuration. It is an object of the present invention to provide an ion implantation apparatus having a mass separation magnet.

본 발명에 따른 이온주입장치는 한 방향으로 긴 리본형상의 이온빔을 생성하는 이온원과, 상기 이온원의 하류에 배치되며, 상기 이온빔의 길이방향과 진행방향으로 정의되는 평면 내에 위치하는 상기 이온빔의 주면(主面)을 사이에 두고 대향 배치된 한 쌍의 자극을 가지며, 상기 자극간에서 발생되는 자장에 의해, 상기 이온빔의 진행방향을 상기 이온빔의 길이방향으로 편향시키는 질량분리 마그넷과, 상기 질량분리 마그넷을 통과한 이온빔 중, 원하는 이온종을 포함하는 이온빔을 통과시키는 분석 슬릿과, 상기 분석 슬릿을 통과한 이온빔이 조사되는 기판이 배치된 처리실을 가지는 이온주입장치에 있어서, 상기 자극간에서 발생되는 자장의 방향이, 상기 질량분리 마그넷 내부를 통과하는 상기 이온빔의 주면을 비스듬하게 가로지르는 방향인 것을 특징으로 하고 있다. An ion implantation apparatus according to the present invention comprises an ion source for generating a ribbon-shaped ion beam elongated in one direction, and downstream of the ion source, the ion beam being positioned in a plane defined by a longitudinal direction and a traveling direction of the ion beam. A mass separation magnet having a pair of magnetic poles disposed across the main surface and biasing the traveling direction of the ion beam in the longitudinal direction of the ion beam by a magnetic field generated between the magnetic poles, and the mass An ion implantation apparatus comprising an analysis slit for passing an ion beam containing a desired ion species among ion beams passing through a separation magnet, and a processing chamber in which a substrate to which the ion beam has passed through the analysis slit is disposed is generated between the magnetic poles. The direction of the magnetic field is a direction crossing obliquely across the main surface of the ion beam passing through the inside of the mass separation magnet It features.

리본형상 이온빔의 진행방향을 이온빔의 길이방향으로 편향시켜서 질량 분리를 하므로, 질량분리 마그넷의 자극을 이온빔의 주면을 사이에 두고 대향 배치시킬 수 있다. 그 때문에, 리본형상의 이온빔을 그 길이방향에서 사이에 끼우도록 자극이 배치된 종래의 구성에 비해, 자극간의 거리를 극히 얼마 안 되는 거리로 할 수 있다. 그 결과, 자극간에서 발생하는 자장 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한 자장 분포의 균일성이 좋으므로, 자장 분포의 치우침을 경감하기 위해 자극 치수를 크게 할 필요가 없다. 그 때문에, 종래의 구성으로 균일한 자장 분포를 형성하는 경우에 비해, 질량분리 마그넷의 치수를 작게 할 수 있다. 또한 자극간 거리가 작으므로, 자극간에서 발생하는 자장의 강도가 충분히 강해진다. 그 때문에, 자극간의 거리 확대에 따라 자장 강도가 약해지는 것을 보상하기 위해, 종래의 질량분리 마그넷과 같이 자극에 권회된 코일에 흘려보내는 전류량을 증가시킬 필요가 없으므로, 그만큼 질량분리 마그넷의 소비 전력을 작게 할 수 있다. Since the separation of the ribbon-like ion beam in the longitudinal direction of the ion beam is performed to separate the mass, the magnetic pole of the mass separation magnet can be disposed to face the main surface of the ion beam. Therefore, compared with the conventional structure in which magnetic poles are arranged to sandwich the ribbon-shaped ion beam in the longitudinal direction thereof, the distance between the magnetic poles can be made very small. As a result, the uniformity of the magnetic field distribution generated between the magnetic poles can be improved. In addition, since the uniformity of the magnetic field distribution is good, it is not necessary to increase the magnetic pole dimension in order to reduce the bias of the magnetic field distribution. Therefore, compared with the case where a uniform magnetic field distribution is formed by the conventional structure, the dimension of a mass separation magnet can be made small. In addition, since the distance between the magnetic poles is small, the strength of the magnetic field generated between the magnetic poles is sufficiently strong. Therefore, it is not necessary to increase the amount of current flowing through the coil wound around the magnetic pole, as in the case of the conventional mass separation magnet, in order to compensate for the weak magnetic field strength as the distance between the magnetic poles increases. Can be made small.

또한 종래에 길이방향으로 리본형상 이온빔의 진행방향을 편향시켜서 질량 분리를 할 경우, 길이방향에서 원하는 이온종을 포함하는 리본형상의 이온빔과 그 이외의 이온종을 포함하는 리본형상의 이온빔을 분리했었다. 그 경우, 질량분리 마그넷의 치수를 크게 하거나 상기 마그넷 내부에서 발생되는 자장을 강하게 하여, 원하는 이온종을 포함하는 리본형상 이온빔과 그 이외의 이온종을 포함하는 리본형상 이온빔과의 편향량 차이를 매우 크게 해야만 했다. 이에 반해, 본 발명의 이온주입장치에서는 자극간에서 발생되는 자장의 방향이, 질량분리 마그넷 내부를 통과하는 이온빔의 주면을 비스듬하게 가로지르는 방향이 되도록 구성하였으므로, 주면에 수직인 리본형상 이온빔의 두께방향에서 원하는 이온종과 그 이외의 이온종을 포함하는 리본형상 이온빔을 분리할 수 있게 된다. 그 때문에, 상술한 것과 같은 질량분리 마그넷의 대형화나 자장 강도를 강화할 필요가 생기지 않는다. In the case of mass separation by deflecting the ribbon ion beam in the longitudinal direction, the ribbon ion beam containing the desired ion species and the ribbon ion beam containing the other ion species were separated in the longitudinal direction. . In this case, the dimension of the mass separation magnet is increased or the magnetic field generated inside the magnet is strengthened, so that the difference in the amount of deflection between the ribbon ion beam containing the desired ion species and the ribbon ion beam containing the other ion species is greatly reduced. Had to be loud. In contrast, in the ion implantation apparatus of the present invention, since the direction of the magnetic field generated between the magnetic poles is configured to be a direction crossing the main surface of the ion beam passing through the inside of the mass separation magnet, the thickness of the ribbon-shaped ion beam perpendicular to the main surface It is possible to separate the ribbon ion beam containing the desired ion species and other ion species in the direction. Therefore, there is no need to enlarge the mass separation magnet as described above and to enhance the magnetic field strength.

보다 구체적인 질량분리 마그넷의 구성으로는, 상기 자극은 상기 이온빔의 길이방향에 있어서 상기 이온빔의 치수보다 큰 치수를 가지고 있다. In a more specific configuration of the mass separation magnet, the magnetic pole has a dimension larger than that of the ion beam in the longitudinal direction of the ion beam.

또한 상기 자극간의 거리는 상기 질량분리 마그넷 내부에서 일정한 것을 특징으로 하고 있다. In addition, the distance between the magnetic poles is characterized in that the inside of the mass separation magnet.

그리고 질량분리 마그넷에 입사하는 이온빔으로서는, 상기 이온원에서 생성된 상기 이온빔의 진행방향이, 상기 질량분리 마그넷 내에서 발생되는 자장의 방향에 대하여 비스듬하게 교차하고 있는 것이어도 된다. As the ion beam incident on the mass separation magnet, the traveling direction of the ion beam generated from the ion source may cross at an angle with respect to the direction of the magnetic field generated in the mass separation magnet.

또한 이온원과 질량분리 마그넷 사이의 빔 경로의 구성으로는, 상기 이온원에서 생성된 상기 이온빔의 진행방향이, 상기 질량분리 마그넷 내부에서 발생되는 자장의 방향에 직교하고 있는 동시에, 상기 이온원과 상기 질량분리 마그넷 사이의 빔 경로에, 상기 이온빔의 진행방향을 상기 이온빔의 주면에 수직인 두께방향으로 편향시키는 한 쌍의 정전편향전극이 배치되어 있어도 된다. In the configuration of the beam path between the ion source and the mass separation magnet, the traveling direction of the ion beam generated from the ion source is orthogonal to the direction of the magnetic field generated inside the mass separation magnet, and A pair of electrostatic deflection electrodes may be arranged in the beam path between the mass separation magnets to deflect the traveling direction of the ion beam in a thickness direction perpendicular to the main surface of the ion beam.

한편 다음과 같은 구성도 생각할 수 있다. 상기 이온원에서 생성된 상기 이온빔의 진행방향이, 상기 질량분리 마그넷 내부에서 발생되는 자장의 방향에 직교하고 있는 동시에, 상기 질량분리 마그넷 내에, 상기 이온빔의 진행방향을 상기 이온빔의 주면에 수직인 두께방향으로 편향시키는 한 쌍의 정전편향전극이 배치되어 있어도 된다. On the other hand, the following configuration can also be considered. While the traveling direction of the ion beam generated from the ion source is perpendicular to the direction of the magnetic field generated inside the mass separation magnet, the traveling direction of the ion beam is perpendicular to the main surface of the ion beam in the mass separation magnet. A pair of electrostatic deflection electrodes may be arranged to deflect in the direction.

나아가서는, 상기 이온원과 상기 질량분리 마그넷 사이의 빔 경로에, 상기 이온빔의 진행방향을 상기 이온빔의 길이방향으로 편향시키는 편향 전자석이 배치되어 있어도 된다. Furthermore, a deflection electromagnet may be arranged in the beam path between the ion source and the mass separation magnet to deflect the traveling direction of the ion beam in the longitudinal direction of the ion beam.

질량분리 마그넷으로부터, 길이방향에 있어서 대략 평행한 이온빔을 사출시키기 위해서는, 상기 질량분리 마그넷 내에서, 상기 이온빔의 길이방향에 있어서 다른 장소를 통과하는 복수의 이온빔의 궤도상에 그어진 각 접선이 서로 대략 평행이 되는 점을 연결한 선상에, 상기 질량분리 마그넷의 출구측에 배치된 상기 자극의 단부가 위치해 있는 것이 바람직하다. In order to eject an ion beam that is approximately parallel in the longitudinal direction from the mass separation magnet, the tangents drawn on the trajectories of the plurality of ion beams passing through different locations in the longitudinal direction of the ion beam within the mass separation magnet are approximately equal to each other. It is preferable that the end part of the said pole arrange | positioned at the exit side of the said mass separation magnet is located on the line which connected the parallel point.

또한 질량분리 마그넷 내부를 통과하기 전과 통과한 후에, 이온빔의 길이방향에 있어서, 이온빔의 특성을 거의 동일하게 유지하기 위해서는 상기 질량분리 마그넷 내부에서, 상기 이온빔의 길이방향에 있어서 다른 장소를 통과하는 상기 이온빔의 궤도의 길이가 거의 동일한 것이 요망된다. In addition, in the longitudinal direction of the ion beam in the longitudinal direction of the ion beam before and after passing through the inside of the mass separation magnet, the inside of the mass separation magnet passes through another place in the longitudinal direction of the ion beam in order to maintain substantially the same characteristics. It is desired that the trajectories of the ion beams be about the same length.

분석 슬릿의 배치에 대하여, 상기 분석 슬릿은 상기 이온빔의 두께방향의 치수가 대략 최소가 되는 위치에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 배치해 두면, 원하는 이온종을 포함하는 이온빔과 그 이외의 이온종을 포함하는 이온빔의 분리를 정밀도 좋게 할 수 있다. Regarding the arrangement of the analysis slits, it is preferable that the analysis slits are arranged at a position where the dimension in the thickness direction of the ion beam becomes approximately minimum. By arrange | positioning in this way, the ion beam containing a desired ion species and the ion beam containing other ion species can be isolate | separated precisely.

기판 치수의 대형화에 따라, 리본형상 이온빔의 길이방향의 치수를 길게 했을 경우에도, 종래의 구성에 비해 이온주입장치에서 이용되는 질량분리 마그넷을, 자극간에서의 자장 분포가 균일하고 치수가 작으며, 게다가 소비 전력이 작은 것으로 할 수 있다. As the size of the substrate increases, even if the length of the ribbon ion beam is increased in length, the magnetic field distribution between the magnetic poles is uniform and the size is smaller than that of the conventional configuration. Moreover, power consumption can be made small.

도 1은 본 발명에서 이용되는 리본형상 이온빔의 사시도를 나타낸다. 도 1(A)는 길이방향이 대략 평행한 리본형상의 이온빔을 나타내고, 도 1(B)는 길이방향이 발산하는 리본형상의 이온빔을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 하나의 이온주입장치의 구성을 나타내는 평면도로서, 도 2(A)는 YZ평면에서의 평면도, 도 2(B)는 XZ평면에서의 평면도를 나타낸다.
도 3은 도 2에 기재된 C1선, C2선, C3선에 의한 질량분리 마그넷의 단면 모습을 나타내며, 도 3(A)는 C1선 단면도를 나타내고, 도 3(B)는 C2선 단면도를 나타낸다. 그리고 도 3(C)는 C3선 단면도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에서의 질량 분리 수법에 관한 설명도로서, 도 4(A)는 질량분리 마그넷 내부를 통과하는 이온빔을 자장의 방향과 자장에 수직인 방향의 성분으로 나눈 경우의 모습을 나타내고, 도 4(B)는 질량분리 마그넷 내부를 통과하는 원하는 이온종을 포함하는 이온빔의 궤도와 그 이외의 이온종을 포함하는 이온빔의 궤도를 나타내며, 도 4(C)는 빔 경로상의 각 위치에서, 자장의 방향에서의 각 이온빔의 위치를 나타낸다. 또한 도 4(D)는 분석 슬릿에서, 다른 질량의 이온종을 포함하는 각각의 이온빔이 분리되는 모습을 나타낸다.
도 5는 이온빔의 길이방향에 있어서, 질량분리 마그넷 내부를 통과하는 이온빔의 궤도의 길이가 다른 경우의 질량 분리 수법에 관한 설명도로서, 도 5(A)는 질량분리 마그넷 내부를 통과하는 원하는 이온종을 포함하는 이온빔의 궤도와 그 이외의 이온종을 포함하는 이온빔의 궤도를 나타내고, 도 5(B)는 분석 슬릿에서, 다른 질량의 이온종을 포함하는 각각의 이온빔이 분리되는 모습을 나타낸다.
도 6은 질량분리 마그넷의 출구측에 마련된 자극 단부의 구성에 관한 설명도이다. 도 6(A)는 자극 단부의 구성 방법에 따른 설명도이고, 도 6(B)는 도 6(A)에 기초해서 구성된 질량분리 마그넷을 나타내며, 도 6(C)는 도 6(B)의 질량분리 마그넷 내부를 통과하는 이온빔의 입사방향과 출사방향을 반대로 했을 때의 모습을 나타낸다.
도 7은 질량분리 마그넷의 출구측에 마련되는 자극 단부의 구성에 관한 설명도이다. 도 7(A)는 자극 단부의 구성 방법에 따른 설명도이고, 도 7(B)는 도 7(A)에 기초해서 구성된 질량분리 마그넷을 나타내며, 도 7(C)는 도 7(B)의 질량분리 마그넷을 통과하는 이온빔의 입사방향과 출사방향을 반대로 했을 때의 모습을 나타낸다. 그리고 도 7(D)는 도 7(B)의 예에서, 질량분리 마그넷을 점(P2) 둘레로 각도(θ1) 회전시켜서 배치했을 때의 모습을 나타낸다.
도 8은 도 2(A), 도 2(B)에 기재된 이온주입장치의 변형예로서, 이온빔의 진행방향을 이온빔의 두께방향으로 편향시키는 정전편향전극을 가진 이온장치의 예이다. 도 8(A)는 이온원과 질량분리 마그넷 사이의 빔 경로에 한 쌍의 정전편향전극을 마련한 이온주입장치의 예이고, 도 8(B)는 질량분리 마그넷 내에 한 쌍의 정전편향전극을 마련한 이온주입장치의 예이며, 도 8(C)는 도 8(A)의 구성에 더하여, 분석 슬릿의 하류측에도 한 쌍의 정전편향전극을 마련한 이온주입장치의 예이다.
도 9는 도 2(A), 도 2(B)에 기재된 이온주입장치의 변형예로서, 질량분리 마그넷 외에 이온빔의 진행방향을 이온빔의 길이방향으로 편향시키는 전자석을 가진 이온주입장치의 예이다. 도 9(A)는 YZ평면에서의 평면도이고, 도 9(B)는 XZ평면에서의 평면도를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 이온주입장치에서의 분석 슬릿의 배치 위치에 관한 설명도이다. 도 10(A)는 두께방향에서 이온빔이 초점을 연결하는 모습을 나타내고, 도 10(B)는 도 10(A)를 다른 평면에서 보았을 때의 모습을 나타낸다.
1 shows a perspective view of a ribbon ion beam used in the present invention. Fig. 1 (A) shows a ribbon ion beam in which the longitudinal direction is substantially parallel, and Fig. 1 (B) shows a ribbon ion beam in which the longitudinal direction diverges.
Fig. 2 is a plan view showing the structure of one ion implantation apparatus according to the present invention, Fig. 2 (A) is a plan view in the YZ plane, and Fig. 2 (B) is a plan view in the XZ plane.
Fig. 3 shows a cross-sectional view of the mass separation magnet by C1, C2 and C3 lines shown in Fig. 2, Fig. 3 (A) shows a sectional view along the C1 line, and Fig. 3 (B) shows a sectional view along the C2 line. 3C is a cross-sectional view taken along the line C3.
4 is an explanatory diagram of a mass separation method according to the present invention, and FIG. 4 (A) shows a state in which an ion beam passing through an inside of a mass separation magnet is divided into components in the direction of the magnetic field and the direction perpendicular to the magnetic field. 4 (B) shows the trajectory of the ion beam containing the desired ion species passing through the mass separation magnet and the ion beam including the other ion species, and FIG. 4 (C) shows each position on the beam path, The position of each ion beam in the direction of the magnetic field is shown. In addition, FIG. 4 (D) shows the separation of each ion beam including ions of different masses in the analysis slit.
Fig. 5 is an explanatory view of a mass separation method in the case where the length of the trajectory of the ion beam passing through the inside of the mass separation magnet is different in the longitudinal direction of the ion beam. The trajectory of the ion beam including the species and the trajectory of the ion beam including other ionic species are shown. FIG. 5 (B) shows the separation of the respective ion beams containing different mass of ionic species in the analysis slit.
6 is an explanatory view of the configuration of the magnetic pole ends provided on the outlet side of the mass separation magnet. FIG. 6 (A) is an explanatory diagram according to the configuration method of the magnetic pole ends, FIG. 6 (B) shows the mass separation magnet constructed based on FIG. 6 (A), and FIG. 6 (C) shows the structure of FIG. 6 (B). It shows the state in which the incidence direction and the emission direction of the ion beam passing through the inside of the mass separation magnet are reversed.
It is explanatory drawing about the structure of the pole edge part provided in the exit side of a mass separation magnet. Fig. 7A is an explanatory diagram according to the configuration method of the magnetic pole ends, Fig. 7B shows a mass separation magnet constructed based on Fig. 7A, and Fig. 7C shows Fig. 7B. It shows the state when the direction of incidence and the outgoing direction of the ion beam passing through the mass separation magnet are reversed. 7 (D) shows a state in which the mass separation magnet is arranged by rotating the angle θ1 around the point P2 in the example of FIG. 7B.
Fig. 8 is a modification of the ion implanter described in Figs. 2A and 2B, which is an example of an ion device having an electrostatic deflection electrode that deflects the traveling direction of the ion beam in the thickness direction of the ion beam. FIG. 8A shows an example of an ion implantation apparatus in which a pair of electrostatic deflection electrodes are provided in a beam path between an ion source and a mass separation magnet, and FIG. 8B shows a pair of electrostatic deflection electrodes in a mass separation magnet. 8C is an example of an ion implantation apparatus, and FIG. 8C is an example of an ion implantation apparatus provided with a pair of electrostatic deflection electrodes in the downstream side of the analysis slit, in addition to the configuration of FIG. 8A.
Fig. 9 is a modified example of the ion implantation apparatus described in Figs. 2A and 2B, which is an example of an ion implantation apparatus having an electromagnet which deflects the traveling direction of the ion beam in the longitudinal direction of the ion beam in addition to the mass separation magnet. Fig. 9A is a plan view in the YZ plane, and Fig. 9B is a plan view in the XZ plane.
It is explanatory drawing about the arrangement position of the analysis slit in the ion implantation apparatus of this invention. Fig. 10A shows the ion beams in focus in the thickness direction, and Fig. 10B shows the view when Fig. 10A is viewed from another plane.

도 1(A), 도 1(B)에는 본 발명에서 이용되는 이온빔(1)의 예가 도시되어 있다. 이 이온빔(1)들은 후술하는 도 2(A), (B)에 기재된 이온원(1)과 질량분리 마그넷(3) 사이의 빔 경로를 비행하는 이온빔(1)을 잘라냈을 때의 모습을 나타낸 것이다. 이온빔(1)은 후술하는 이온원(2)에서 생성되며, 도시되는 Z축의 방향(본 발명에서는 Z방향, 혹은 이온빔(1)의 진행방향이라고도 부름)을 따라 진행하여, 후술하는 질량분리 마그넷(3)에 입사한다. 1A and 1B show examples of the ion beam 1 used in the present invention. These ion beams 1 show a state when the ion beam 1 flying through the beam path between the ion source 1 and the mass separation magnet 3 described in FIGS. 2A and 2B will be described later. will be. The ion beam 1 is generated from the ion source 2 described later, and proceeds along the Z-axis shown in the present invention (also referred to as the Z direction or the traveling direction of the ion beam 1 in the present invention), and the mass separation magnet described later ( Enter 3).

도 1(A)에 기재된 이온빔(1)은 그 진행방향에 수직인 평면으로 절단했을 때, X축의 방향(본 발명에서는 X방향, 혹은 이온빔(1)의 길이방향이라고도 부름)으로 폭 WX의 길이를 가지며, Y축의 방향(본 발명에서는 Y방향, 혹은 이온빔(1)의 두께방향이라고도 부름)으로 폭 WX보다 충분히 좁은 폭 WY의 두께를 가지고 있다. 이러한 직사각형상의 단면을 가지는 이온빔(1)은 일반적으로 리본형상 혹은 시트형상의 이온빔이라고 부르고 있다. 또한 XZ평면 내에 위치하는 리본형상 이온빔의 면은 다른 면에 비해 폭이 넓으므로, 본 발명에서는 이 면을 주면이라고 부르고 있다. The length of the width WX in the direction of the X axis (also called the X direction or the longitudinal direction of the ion beam 1 in this invention) when cut | disconnected in the plane perpendicular | vertical to the advancing direction in FIG. It has a thickness WY which is sufficiently narrower than the width WX in the Y-axis direction (also called in the Y direction or the thickness direction of the ion beam 1 in the present invention). The ion beam 1 having such a rectangular cross section is generally called a ribbon or sheet-shaped ion beam. In addition, since the surface of the ribbon ion beam located in the XZ plane is wider than other surfaces, this surface is called the main surface in the present invention.

이러한 이온빔(1)을 생성하는 이온원의 일례로서는 버킷형 이온원이 알려져 있다. 보다 구체적으로는, 커스프 자장을 생성하는 복수의 영구 자석을 구비한 직육면체형상의 플라즈마 생성용기와, 플라즈마 생성용기 내에 용기의 길이방향을 따라 배치된 복수의 필라멘트와, 플라즈마 생성용기의 일측면에 형성된 개구부와, 상기 개구부에 인접해서 배치된 복수장의 전극군으로 구성되는 인출 전극계를 구비하고 있다.As an example of an ion source for generating such an ion beam 1, a bucket type ion source is known. More specifically, a rectangular parallelepiped plasma generation vessel having a plurality of permanent magnets for generating a cusp magnetic field, a plurality of filaments disposed along the longitudinal direction of the vessel in the plasma generation vessel, and one side of the plasma generation vessel. And a lead-out electrode system composed of a plurality of electrode groups arranged adjacent to the opening.

도 1(A)에 기재된 이온빔(1)은 길이방향의 양 단부가 Z방향을 따라 서로 평행하다. 그러나 실제로는 완전히 평행한 상태가 되지는 않고, 대략 평행한 상태가 된다. 왜냐하면 이온빔(1)은 공간 전하 효과의 영향을 받아, Z방향으로 진행함에 따라서 발산한다. 발산의 정도는 이온빔(1)의 에너지나 양의 전하를 가지는 이온빔(1)이라면 빔 경로 내에 존재하고 있는 전자의 비율에 따라서도 변화된다. 또한 인출 전극계를 구성하는 복수장의 전극군의 배치 오차가 이온빔(1)의 평행성에 영향을 끼치는 경우도 생각할 수 있다. 그 때문에, 길이방향에 있어서 이온빔(1)을 완전히 평행한 상태로 하기는 어렵다. In the ion beam 1 described in Fig. 1A, both ends in the longitudinal direction are parallel to each other along the Z direction. In reality, however, it is not completely parallel, but is approximately parallel. Because the ion beam 1 is affected by the space charge effect, it diverges as it progresses in the Z direction. The degree of divergence varies depending on the ratio of electrons present in the beam path as long as the ion beam 1 has the energy or positive charge of the ion beam 1. It is also conceivable that the arrangement error of the plurality of electrode groups constituting the lead-out electrode system affects the parallelism of the ion beam 1. Therefore, it is difficult to make the ion beam 1 completely parallel in the longitudinal direction.

상기한 사항을 고려하여 본 발명에서는 도 1(A)에 예시된 이온빔(1)을, 이온빔(1)의 길이방향이 대략 평행한 이온빔(1), 혹은 설계상 이온빔(1)의 길이방향이 평행한 이온빔(1)이라고 부르고 있다. In view of the above, in the present invention, the ion beam 1 illustrated in FIG. 1A is characterized by the ion beam 1 having substantially parallel lengths of the ion beam 1 or, by design, the longitudinal direction of the ion beam 1. It is called the parallel ion beam 1.

이에 반해, 도 1(B)에 기재된 이온빔(1)에서는 이온빔(1)의 길이방향이 Z방향을 따라 발산(확대)하고 있다. 이 발산에 대해서는, 도 1(B)에 기재된 길이방향에서의 폭 WX1이 Z방향으로 이온빔(1)이 진행함으로써 폭 WX2로 확대되고 있는 것으로 보아 용이하게 이해할 수 있을 것이다. In contrast, in the ion beam 1 described in FIG. 1B, the longitudinal direction of the ion beam 1 diverges (expands) along the Z direction. This divergence can be easily understood as the width WX1 in the longitudinal direction described in FIG. 1 (B) is expanded to the width WX2 as the ion beam 1 advances in the Z direction.

이러한 이온빔(1)도 도 1(A)에 도시되어 있는 이온빔(1)과 마찬가지로 리본형상 혹은 시트형상의 이온빔이라고 불리고 있으며, 본 발명에 적용 가능하다. 한편 이러한 이온빔(1)을 생성하는 이온원의 일례로는 바나스형 이온원이 알려져 있다. 보다 구체적으로는, 직육면체형상의 플라즈마 생성용기와, 상기 플라즈마 생성용기 내에 배치된 필라멘트와, 플라즈마 생성용기의 일측면에 형성된 개구부와, 상기 개구부에 인접 배치되며, 슬릿형상의 개구를 가지는 적어도 1장의 전극을 구비하고 있다. 한편 도 1(B)에 나타낸 이온빔(1)의 경우도, 도 1(A)에 도시된 이온빔(1)과 마찬가지로, 공간 전하 효과의 영향에 의해 약간의 발산이 발생한다. Like the ion beam 1 shown in Fig. 1A, the ion beam 1 is also called a ribbon or sheet ion beam and can be applied to the present invention. On the other hand, as an example of an ion source for generating such an ion beam 1, a Banas type ion source is known. More specifically, at least one sheet having a rectangular parallelepiped plasma generating vessel, a filament disposed in the plasma generating vessel, an opening formed on one side of the plasma generating vessel, and adjacent to the opening and having a slit-shaped opening. An electrode is provided. On the other hand, in the case of the ion beam 1 shown in FIG. 1B, similarly to the ion beam 1 shown in FIG. 1A, some divergence occurs due to the effect of the space charge effect.

도 2(A), 도 2(B)에는 본 발명에 따른 이온주입장치(IM)의 일례가 도시되어 있다. 도 2(A)와 도 2(B)에서는 도시되어 있는 평면이 다르다. 이 도면들에는 상술한 도 1(A)에 기재된 이온빔(1)이 그려져 있지만, 이 대신에 도 1(B)에 기재된 이온빔(1)을 사용해도 된다. 2 (A) and 2 (B) show an example of the ion implantation apparatus IM according to the present invention. In FIG. 2 (A) and FIG. 2 (B), the plane shown is different. In these figures, the ion beam 1 described in FIG. 1A is drawn, but the ion beam 1 described in FIG. 1B may be used instead.

이온원(2)에서 생성된 이온빔(1)은 한 쌍의 자극(9)을 구비한 질량분리 마그넷(3) 내에서 발생하는 자장(B)의 방향에 대하여 비스듬히 교차하는 방향으로 진행한다. 질량분리 마그넷(3)에 입사한 이온빔(1)은 자장(B)에 의해, 도 2(B)에 도시되어 있듯이 그 진행방향이 길이방향으로 편향된다. The ion beam 1 generated by the ion source 2 travels in a direction intersecting at an angle with respect to the direction of the magnetic field B generated in the mass separation magnet 3 having the pair of magnetic poles 9. The ion beam 1 incident on the mass separation magnet 3 is deflected in the longitudinal direction by the magnetic field B, as shown in Fig. 2B.

이온원(2)에서 생성된 이온빔(1)에는 다양한 이온종이 포함되어 있어, 원하는 이온종을 포함하는 이온빔(1)만 질량분리 마그넷(3)의 하류측(Z방향측)에 배치된 분석 슬릿(4)을 통과하도록, 질량분리 마그넷(3) 내의 자장(B)의 강도가 조정된다. The ion beam 1 generated from the ion source 2 contains various ion species, and only the ion beam 1 containing the desired ion species is disposed on the downstream side (Z direction side) of the mass separation magnet 3. In order to pass through (4), the intensity of the magnetic field B in the mass separation magnet 3 is adjusted.

분석 슬릿(4)을 통과한 이온빔(1)은 처리실(5) 안에 도입된다. 이때, 이온빔(1)의 길이방향의 치수는 동일방향에서의 기판(6)(예를 들면 유리 기판이나 실리콘 웨이퍼 등)의 치수보다 길어지도록 설정되어 있다. 그리고 처리실(5) 내에 배치된 기판(6)은 화살표 A의 방향을 따라 도시되지 않은 구동 기구에 의해 왕복 구동되어, 기판(6) 전면에 이온주입처리가 실시된다. The ion beam 1 passing through the analysis slit 4 is introduced into the process chamber 5. At this time, the dimension of the longitudinal direction of the ion beam 1 is set to become longer than the dimension of the board | substrate 6 (for example, a glass substrate, a silicon wafer, etc.) in the same direction. Subsequently, the substrate 6 disposed in the processing chamber 5 is reciprocally driven by a drive mechanism (not shown) along the direction of arrow A, and ion implantation treatment is performed on the entire surface of the substrate 6.

본 발명에서는 도 2(A)에 도시되어 있듯이, 질량분리 마그넷(3)에 입사하는 이온빔(1)의 진행방향이, 질량분리 마그넷(3)에서 발생하는 자장(B)의 방향에 대하여 비스듬하게 교차하고 있다. 바꿔 말하면, 질량분리 마그넷(3)을 통과하는 이온빔(1)의 주면(XZ평면 내에 위치하는 면)을 비스듬히 가로지르도록 질량분리 마그넷(3) 내에서 자장(B)이 발생하고 있다고 말할 수 있다. 이렇게 구성함으로써, 이온빔(1)의 진행방향을 이온빔(1)의 길이방향으로 편향시키는 동시에, 이온빔(1)의 두께방향에 있어서, 분석 슬릿(4)으로 원하는 이온종을 포함하는 이온빔(1)을 선택적으로 통과시키는 것을 가능하게 하고 있다. In the present invention, as shown in FIG. 2A, the traveling direction of the ion beam 1 incident on the mass separation magnet 3 is oblique to the direction of the magnetic field B generated in the mass separation magnet 3. Crossing. In other words, it can be said that the magnetic field B is generated in the mass separation magnet 3 to obliquely cross the main surface (surface located in the XZ plane) of the ion beam 1 passing through the mass separation magnet 3. . By doing so, the ion beam 1 deflects the advancing direction of the ion beam 1 in the longitudinal direction of the ion beam 1, and contains the desired ion species as the analysis slit 4 in the thickness direction of the ion beam 1. It is possible to selectively pass.

도 3(A)~도 3(C)에는 도 2(A)에 기재된 선분 C1~C3에 의해, 질량분리 마그넷(3)을 절단했을 때의 모습이 도시되어 있다. 각 도면에 도시되어 있듯이, 질량분리 마그넷(3)은 H형상의 요크(yoke)(7)와 상기 요크(7)로부터 돌출하여, 이온빔(1)의 주면을 사이에 두고 대향 배치된 한 쌍의 자극(9)을 가지고 있다. 이온빔(1)의 길이방향에 있어서, 각 자극(9)의 치수는 이온빔(1)의 치수보다 충분히 길다. 그리고 각 자극(9)에는 코일(8)이 권회되어 있어, 도시되지 않은 전원을 이용해서 코일(8)에 흘려보내는 전류량이나 전류의 방향이 조정된다. 이로 인해, 자극(9) 사이에서 한 방향을 향해 자장(B)이 생성되고 있다. 한편 여기서는 요크 형상을 H형상으로 했지만, 이에 한정하지 않고 다른 형상으로 해도 된다. 예를 들면 C형상의 요크를 이용해도 무방하다. 3 (A) to 3 (C) show a state when the mass separation magnet 3 is cut by the line segments C1 to C3 described in FIG. 2 (A). As shown in each drawing, the mass separation magnet 3 protrudes from the H-shaped yoke 7 and the yoke 7, and has a pair of opposedly arranged main faces of the ion beam 1 interposed therebetween. Has a stimulus (9). In the longitudinal direction of the ion beam 1, the dimensions of each magnetic pole 9 are sufficiently longer than the dimensions of the ion beam 1. The coil 8 is wound around each magnetic pole 9, and the amount of current and the direction of the current flowing to the coil 8 by using a power source (not shown) are adjusted. For this reason, the magnetic field B is produced between the magnetic poles 9 toward one direction. In addition, although the yoke shape was made into H shape here, it is not limited to this, You may make another shape. For example, a C-shaped yoke may be used.

이 예의 경우, 이온빔(1)의 길이방향(X방향)의 각 장소에서, 질량분리 마그넷(3) 내부를 통과하는 이온빔(1)의 궤도의 길이는 대체로 같다. 구체예를 들면, 도 2(B)의 질량분리 마그넷(3)의 점 P1과 점 P3를 통과하는 이온빔(1)의 궤도와, 점 P2와 점 P4를 통과하는 이온빔(1)의 궤도의 길이를 비교하면 대체로 같아진다. 여기서는 이온빔(1)의 양 단부에서의 궤도를 예로 들었지만, 예를 들어 질량분리 마그넷(3) 내에서, 이온빔(1)의 길이방향에 있어서의 중앙부에서의 궤도의 길이도 양 단부에서의 궤도의 길이와 거의 같아진다. In the case of this example, at each location in the longitudinal direction (X direction) of the ion beam 1, the length of the trajectory of the ion beam 1 passing through the mass separation magnet 3 is substantially the same. For example, the trajectory of the ion beam 1 passing through the point P1 and the point P3 of the mass separation magnet 3 of FIG. 2B, and the length of the trajectory of the ion beam 1 passing through the point P2 and the point P4. Comparing is generally the same. Here, the trajectories at both ends of the ion beam 1 are exemplified, but for example, in the mass separation magnet 3, the length of the trajectory at the center in the longitudinal direction of the ion beam 1 is also determined by the trajectory at both ends. It is almost equal to the length.

그 때문에, 질량분리 마그넷(3)을 통과한 후의 동일 질량을 가지는 이온종을 포함하는 이온빔에 착안하면, X방향에 걸쳐, 자장(B)의 방향에서의 위치가 거의 동일해진다. 이것에 대해서는 도 4(D)를 이용해서 후술한다. 또한 도 2(B)에 기재된 X축, Y축, Z축의 각 축은 이온원(2)과 질량분리 마그넷(3) 사이를 통과하는 이온빔(1)에 대응하고 있고, 그 밖의 장소를 이온빔(1)이 통과할 경우, 각 축의 방향은 장소에 따라 적절히 변경된다. 이 각 축의 방향이 빔 경로에서 적절히 변경되는 점에 대해서는 후술하는 도 4(B), 도 5(A), 도 8(A)~도 8(C), 도 9(B)에 대해서도 마찬가지라고 할 수 있다. Therefore, focusing on the ion beam containing the ionic species having the same mass after passing through the mass separation magnet 3, the position in the direction of the magnetic field B is substantially the same over the X direction. This will be described later with reference to FIG. 4D. In addition, each axis of the X-axis, Y-axis, and Z-axis shown in FIG. 2 (B) corresponds to the ion beam 1 passing between the ion source 2 and the mass separation magnet 3, and other places are referred to as the ion beam 1 In the case of passing through), the direction of each axis changes according to the location. About the point where the direction of each axis changes suitably in a beam path, it is the same also about FIG. 4 (B), FIG. 5 (A), FIG. 8 (A)-FIG. 8 (C), and FIG. 9 (B) which are mentioned later. Can be.

이온빔(1)은 자장(B)의 방향에 대하여 비스듬하게 교차하는 방향으로 진행한다. 그 때문에, 도 3(A)~도 3(C)에서 이온빔(1)이 빔 경로를 진행함에 따라, 자극(9) 사이를 비행하는 이온빔(1)의 위치는, 한쪽 자극(9)(도시된 지면 우측 자극(9))에서 다른 쪽 자극(9)(도시된 지면 좌측 자극(9))을 향해 변화되고 있다. 또한 질량분리 마그넷(3)을 구성하는 자극(9)간의 거리는 Z방향을 따라 일정하고, 자극(9) 사이에서 발생하는 자장(B)에 의해 이온빔(1)의 진행방향은 이온빔(1)의 길이방향으로 편향된다. 그 때문에, 질량분리 마그넷(3) 내부를 통과하는 이온빔(1)의 진행방향은 개략하여 도 3의 지면 좌측 윗방향을 향해 변화되고 있다.The ion beam 1 proceeds in a direction intersecting obliquely with respect to the direction of the magnetic field B. Therefore, as the ion beam 1 advances the beam path in FIGS. 3A to 3C, the position of the ion beam 1 flying between the magnetic poles 9 is one magnetic pole 9 (shown in FIG. 3). It is changing from the ground right pole 9 to the other pole 9 (ground left pole 9 shown). In addition, the distance between the magnetic poles 9 constituting the mass separation magnet 3 is constant along the Z direction, and the traveling direction of the ion beam 1 is determined by the magnetic field B generated between the magnetic poles 9. Deflected in the longitudinal direction. Therefore, the traveling direction of the ion beam 1 passing through the mass separation magnet 3 is roughly changed toward the upper left side of the page in FIG. 3.

도 4(A)~도 4(D)는 도 2(A)와 도 2(B)에 기재된 질량분리 마그넷(3)과 분석 슬릿(4)에 의한 이온빔(1)의 질량 분리에 관한 설명도이다. 질량분리 마그넷(3)에 입사한 길이방향이 대략 평행한 이온빔(1)은 질량분리 마그넷(3) 내에서 발생하는 자장(B)의 방향과 사교(斜交)하는 방향으로 진행한다. 이 이온빔(1)은 도 4(A)에 기재된 바와 같이 자장(B)의 방향에 평행한 성분(ZB)과 자장(B)의 방향에 수직인 성분(ZB⊥)으로 나눌 수 있다. 4 (A) to 4 (D) are explanatory views of the mass separation of the ion beam 1 by the mass separation magnet 3 and the analysis slit 4 described in FIGS. 2A and 2B. to be. The ion beam 1 having a substantially parallel longitudinal direction incident on the mass separation magnet 3 proceeds in a direction intersecting with the direction of the magnetic field B generated in the mass separation magnet 3. This ion beam 1 can be divided into a component Z B parallel to the direction of the magnetic field B and a component Z B 수직 perpendicular to the direction of the magnetic field B, as described with reference to FIG. 4A.

자장(B)의 방향에 평행한 성분인 ZB는 자장(B)에 의한 편향 작용을 받지 않는다. 한편 자장(B)의 방향에 수직인 성분인 ZB⊥는 자장에 의한 편향 작용을 받아, 이온빔(1)의 전하가 양이라면, 지면(紙面) 앞방향을 향해 로렌츠 힘이 발생한다. 이 로렌츠 힘에 의해 이온빔(1)의 진행방향은 이온빔(1)의 길이방향으로 편향된다. Z B , a component parallel to the direction of the magnetic field B, is not subjected to the deflection action by the magnetic field B. On the other hand, Z B 인 which is a component perpendicular to the direction of the magnetic field B is subjected to a deflection action by the magnetic field, and if the charge of the ion beam 1 is positive, a Lorentz force is generated toward the front of the ground. By the Lorentz force, the traveling direction of the ion beam 1 is deflected in the longitudinal direction of the ion beam 1.

도 4(B)에는 질량분리 마그넷(3) 내부를 진행하는 이온빔(1)의 길이방향에 있어서의 양 단부에서의 궤도가 도시되어 있다. 질량분리 마그넷(3)에 입사하는 이온빔(1)에는 원하는 이온종, 그보다 질량이 가벼운 이온종, 그리고 그보다 질량이 무거운 이온종이 포함되어 있다. 여기서는 각각의 이온종을 포함하는 각 이온빔의 궤도가 질량분리 마그넷(3) 내에서 분리되는 모습이 도시되어 있다. 4B shows the trajectories at both ends in the longitudinal direction of the ion beam 1 traveling inside the mass separation magnet 3. The ion beam 1 incident on the mass separation magnet 3 contains a desired ion species, an ion species having a lighter mass, and an ion species having a heavier mass. Here, the trajectory of each ion beam including each ion species is shown separated in the mass separation magnet 3.

도 4(B)에서 실선은 원하는 이온종을 포함하는 이온빔(1)의 궤도(IBd)이고, 파선은 원하는 이온종보다 질량이 무거운 이온종을 포함하는 이온빔(1)의 궤도(IBh)이다. 그리고 일점 쇄선은 원하는 이온종보다 질량이 가벼운 이온종을 포함하는 이온빔(1)의 궤도(IBl)이다. In FIG. 4B, the solid line is the trajectory IBd of the ion beam 1 containing the desired ion species, and the broken line is the trajectory IBh of the ion beam 1 containing the ion species having a heavier mass than the desired ion species. And the dashed-dotted line is the trajectory IBl of the ion beam 1 containing the ionic species whose mass is lighter than the desired ionic species.

이온빔(1)의 에너지가 같으면, 질량분리 마그넷(3)에서의 이온빔(1)의 편향량(여기서는 이온빔(1)의 길이방향으로, 이온빔(1)의 진행방향이 구부러지는 양)은 대체로 이온종의 질량에 의존한다. 그 때문에, 질량이 무거운 이온종을 포함하는 이온빔(1)이면 그 편향량이 작고, 질량이 가벼운 이온종을 포함하는 이온빔(1)이면 그 편향량이 크다. 편향량이 다르면, 도 4(B)에 도시되어 있듯이 질량분리 마그넷(3) 내부를 통과하는 각각의 이온종을 포함하는 각 이온빔의 궤도에 차이가 생긴다. 또한 도 4(B)에는 이온빔(1)이 질량분리 마그넷(3)으로부터 사출되는 장소에 X, Y, Z축이 그려져 있는데, 이것은 질량분리 마그넷(3)을 통과한 후의 원하는 이온종을 포함하는 이온빔(1)에 대한 것이다. If the energy of the ion beam 1 is the same, the deflection amount of the ion beam 1 in the mass separation magnet 3 (here, the amount in which the traveling direction of the ion beam 1 bends in the longitudinal direction of the ion beam 1) is generally ion. Depends on the mass of the species. Therefore, the deflection amount is small for the ion beam 1 containing the ionic species of heavy mass, and the deflection amount is large for the ion beam 1 containing the ionic species of light mass. If the deflection amount is different, as shown in Fig. 4B, a difference occurs in the trajectory of each ion beam including each ion species passing through the mass separation magnet 3. 4 (B), X, Y, and Z axes are drawn at a position where the ion beam 1 is ejected from the mass separation magnet 3. This is because the desired ion species after passing through the mass separation magnet 3 And is for the ion beam 1.

도 4(C)에는 각 이온종을 포함하는 이온빔(1)마다의 궤도가 도시되어 있다. 이 도면에서 세로축은 자장(B)의 방향에서의 위치를 나타내고, 가로축은 빔 경로상에서의 위치를 나타낸다. 또한 이 도면의 원점은 질량분리 마그넷(3)의 입구(이온빔(1)이 질량분리 마그넷(3)에 입사하는 장소)이고, 도 4(B)와 마찬가지로, 원하는 이온종을 포함하는 이온빔의 궤도를 실선으로 표시하고, 원하는 이온종보다 질량이 가벼운 이온종을 포함하는 이온빔(1)의 궤도를 일점 쇄선으로 표시하고, 원하는 이온종보다 질량이 무거운 이온종을 포함하는 이온빔(1)의 궤도를 파선으로 표시하였다. 한편 질량분리 마그넷(3)에 입사하는 이온빔(1)은 자극(9) 사이에 위치해 있다. 그 때문에, 도 4(C)의 원점에 있어서, 자장(B)의 방향에서의 위치에 대해서는, 이온빔(1)이 입사한 자극(9) 사이에서의 위치를 기준으로 하고 있다. 여기서의 원점은 자장(B)의 방향에서의 위치가 제로, 즉 자극(9)상에 이온빔(1)이 위치해 있다는 의미가 아니다. In Fig. 4C, the trajectories of the ion beams 1 containing the respective ion species are shown. In this figure, the vertical axis represents the position in the direction of the magnetic field B, and the horizontal axis represents the position on the beam path. In addition, the origin of this figure is the entrance of the mass separation magnet 3 (the place where the ion beam 1 enters the mass separation magnet 3), and similarly to FIG. 4 (B), the trajectory of the ion beam containing the desired ion species. Is indicated by a solid line, the trajectory of the ion beam 1 containing the ion species having a lighter weight than the desired ion species is indicated by a dashed-dotted line, and the trajectory of the ion beam 1 containing the ion species having a heavier mass than the desired ion species is shown. It is indicated by a broken line. On the other hand, the ion beam 1 incident on the mass separation magnet 3 is located between the magnetic poles 9. Therefore, in the origin of FIG. 4C, the position in the direction of the magnetic field B is based on the position between the magnetic poles 9 into which the ion beam 1 is incident. The origin here does not mean that the position in the direction of the magnetic field B is zero, that is, the ion beam 1 is located on the magnetic pole 9.

도 4(C)에 도시되어 있듯이, 빔 경로상의 같은 위치에서 자장(B)의 방향에서의 위치를 비교하면, 질량이 다른 이온종을 포함하는 각 이온빔(1)의 궤도는 각각 다르다. 이 차이에 대하여 설명한다. 도 4(B)를 참조하면 알 수 있듯이, 질량이 가벼운 이온종을 포함하는 이온빔의 질량분리 마그넷(3) 내부를 통과하는 거리(질량분리 마그넷(3) 내에서의 IBl의 길이)는 원하는 이온종을 포함하는 이온빔(1)의 질량분리 마그넷(3) 내부를 통과하는 거리(질량분리 마그넷(3) 내에서의 IBd의 길이)에 비해 길고, 질량이 무거운 이온종을 포함하는 이온빔(1)의 질량분리 마그넷(3) 내부를 통과하는 거리(질량분리 마그넷(3) 내에서의 IBh의 길이)는 원하는 이온종을 포함하는 이온빔(1)의 질량분리 마그넷(3) 내부를 통과하는 거리(질량분리 마그넷(3) 내에서의 IBd의 길이)에 비해 짧아진다. As shown in Fig. 4C, when the positions in the direction of the magnetic field B are compared at the same positions on the beam path, the trajectories of the respective ion beams 1 containing ionic species having different masses are different. This difference is explained. As can be seen with reference to FIG. 4 (B), the distance (the length of IBl in the mass separation magnet 3) passing through the mass separation magnet 3 inside the ion beam containing a light mass of ionic species is desired. Ion beam 1 containing a heavier species having a heavier mass than the distance passing through the mass separation magnet 3 inside the ion beam 1 including the species (the length of IBd in the mass separation magnet 3) The distance passing through the mass separation magnet 3 inside the length (the length of IBh in the mass separation magnet 3) is the distance passing through the mass separation magnet 3 inside the ion beam 1 containing the desired ion species ( Length of the IBd in the mass separation magnet 3).

상술한 바와 같이, 이온빔(1)은 질량분리 마그넷(3) 내에서 발생하는 자장(B)의 방향과 사교하는 방향으로 진행한다. 그 때문에, 질량이 가벼운 이온종을 포함하는 이온빔(1)은 질량분리 마그넷(3) 내부를 통과하는 거리가 긴 만큼, 다른 질량의 이온종을 포함하는 이온빔(1)에 비해, 자장(B)의 방향과 사교하는 방향으로 진행하는 거리가 길어진다. 반대로, 질량이 무거운 이온종을 포함하는 이온빔(1)은 질량분리 마그넷(3) 내부를 통과하는 거리가 짧은 만큼, 다른 질량의 이온종을 포함하는 이온빔(1)에 비해, 자장(B)의 방향과 사교하는 방향으로 진행하는 거리가 짧아진다. 도 4(A)에서 기술한 바와 같이, 자장(B) 안을 진행하는 이온빔(1)은 자장(B) 방향의 성분을 포함하고 있으므로, 이온빔(1)이 자장(B) 안을 진행하는 거리가 길어질수록, 자장(B) 방향으로 진행하는 거리도 길어진다. 그 때문에, 도 4(C)에 도시되어 있듯이, 빔 경로상의 같은 장소에서 비교하면, 질량이 다른 이온종을 포함하는 각 이온빔(1)의 자장(B) 방향에서의 위치에 차이가 생기게 된다. As described above, the ion beam 1 travels in a direction intersecting with the direction of the magnetic field B generated in the mass separation magnet 3. Therefore, the ion beam 1 containing the light species having a lighter mass is longer than the ion beam 1 containing other mass ion species as the distance through the mass separation magnet 3 is long. The distance that goes in the direction of and the direction of socializing becomes longer. On the contrary, the ion beam 1 containing the heavier species of heavy mass has a shorter distance passing through the mass separation magnet 3, so that the magnetic beam B of the magnetic field B The distance which progresses in the direction which intersects with direction becomes short. As described in FIG. 4A, since the ion beam 1 traveling in the magnetic field B includes components in the direction of the magnetic field B, the distance that the ion beam 1 travels in the magnetic field B becomes long. The more the distance progresses toward the magnetic field B, the longer it becomes. Therefore, as shown in Fig. 4C, when compared at the same place on the beam path, there is a difference in the position in the direction of the magnetic field B of each ion beam 1 containing ion species having different masses.

도 4(C)에 기재된 분석 슬릿(4)에는 지면 뒤쪽에서 앞방향을 따라 가늘고 긴 슬릿이 형성되어 있다. 이 슬릿의 긴 길이방향의 치수(X방향의 치수)는 이온빔(1)의 길이방향의 치수보다 크다. 그리고 슬릿의 짧은 길이방향의 치수(Y방향의 치수)를 원하는 이온종을 포함하는 이온빔(1)만 통과하도록 설정해 둔다. 구체적으로는, 도 4(C)에 도시되어 있듯이, 원하는 이온종보다 질량이 가벼운 이온종이나 질량이 무거운 이온종을 포함하는 이온빔(1)이 분석 슬릿(4)에 충돌하여, 원하는 이온종을 포함하는 이온빔(1)만 통과할 수 있도록 구성되어 있다. 한편 이 짧은 길이방향에 있어서의 슬릿의 치수는 취급하는 이온종의 종류나 질량 분리할 때의 분해능에 따라 적당한 치수로 설정되어 있다. 이렇게 해서, 본 발명에서의 질량 분리가 이루어진다. In the analysis slit 4 described in FIG. 4C, an elongated slit is formed along the front direction from the back of the paper. The long longitudinal dimension (dimension in the X direction) of the slit is larger than the longitudinal dimension of the ion beam 1. Then, the length of the slit in the short longitudinal direction (the dimension in the Y direction) is set to pass only the ion beam 1 containing the desired ion species. Specifically, as shown in Fig. 4C, an ion beam 1 containing an ionic species having a lighter mass or a heavier ionic species than the desired ionic species collides with the analysis slit 4, and the desired ionic species is selected. It is comprised so that only the ion beam 1 containing may pass. On the other hand, the dimension of the slit in the short longitudinal direction is set to an appropriate dimension according to the kind of ion species to be handled and the resolution at the time of mass separation. In this way, mass separation in the present invention is achieved.

도 4(C)를 참작하면 알 수 있듯이, 도 4(D)에서 자장(B)의 방향은 도시되어 있지 않지만, 대략 Y방향에 일치하고 있다. 도 2(B)에서 설명한 바와 같이, 이온빔(1)의 길이방향에 있어서, 질량분리 마그넷(3) 내부를 통과하는 이온빔(1)의 궤도는 대체로 같다. 그 때문에 도 4(D)에 도시되어 있듯이, 이온빔(1)의 길이방향에 있어서, 원하는 이온종을 포함하는 이온빔(1)의 자장(B)의 방향(이 도면은 Z방향에서 보고 있으므로, 자장(B)의 방향은 대략 Y방향이 된다)에서의 위치는 대체로 같아진다. 여기서는 이온빔(1)의 길이방향에 있어서의 양 단부의 궤도밖에 도시되어 있지 않지만, 그 밖의 장소(예를 들면 길이방향에서의 중앙부)를 통과하는 이온빔(1)의 궤도에 대해서도 자장(B)의 방향에서의 위치는 거의 같아진다. As can be seen from reference to FIG. 4C, the direction of the magnetic field B is not shown in FIG. 4D, but is substantially coincident with the Y direction. As described in FIG. 2B, in the longitudinal direction of the ion beam 1, the trajectory of the ion beam 1 passing through the mass separation magnet 3 is substantially the same. Therefore, as shown in FIG. 4 (D), in the longitudinal direction of the ion beam 1, the direction of the magnetic field B of the ion beam 1 containing the desired ion species (this figure is viewed in the Z direction, and thus the magnetic field). The direction in (B) becomes approximately Y direction). Although only the trajectories of both ends in the longitudinal direction of the ion beam 1 are shown here, the magnetic field B is also applied to the trajectory of the ion beam 1 passing through other places (for example, the central portion in the longitudinal direction). The position in the direction is about the same.

한편, 이온빔(1)의 길이방향에 있어서, 질량분리 마그넷(3) 내부를 통과하는 이온빔(1)의 각 장소에서의 궤도의 길이가 달라도 된다. 그 경우, 이온빔(1)의 길이방향에 있어서의 양 단부에서의 궤도를 예로 들면, 일단부를 통과하는 궤도가 타단부를 통과하는 궤도에 비해, 자장(B)의 방향에서의 위치가 낮거나 혹은 높아져 버린다. 자장(B)의 방향에서의 위치 차이가 커지면, 이온빔(1)의 길이방향에 있어서 이온빔(1)의 특성에 차이가 생길 우려가 있다. 단, 이온주입처리된 기판(6)상에 제조되는 반도체 디바이스의 특성이 거의 균일해지는 정도라면, 이온빔(1)의 길이방향에서의 특성상의 차이는 전혀 문제가 되지 않는다. 그 때문에, 반도체 디바이스의 특성 편차가 허용되는 범위 내에서 적절히 이온빔(1)의 길이방향에 있어서의 각 장소에서의 궤도의 길이가 다르도록 질량분리 마그넷(3)을 구성해 두어도 무방하다. In addition, in the longitudinal direction of the ion beam 1, the length of the track | orbit in each place of the ion beam 1 which passes inside the mass separation magnet 3 may differ. In that case, taking the trajectories at both ends in the longitudinal direction of the ion beam 1 as an example, the position in the direction of the magnetic field B is lower than the trajectory passing through one end of the trajectory passing through the other end, or It becomes high. When the position difference in the direction of the magnetic field B becomes large, there exists a possibility that a difference may arise in the characteristic of the ion beam 1 in the longitudinal direction of the ion beam 1. However, as long as the characteristics of the semiconductor device manufactured on the ion implanted substrate 6 become almost uniform, the difference in characteristics in the longitudinal direction of the ion beam 1 is not a problem at all. Therefore, you may comprise the mass separation magnet 3 so that the track | orbit length in each place in the longitudinal direction of the ion beam 1 may differ suitably within the range to which the characteristic deviation of a semiconductor device is permissible.

또한 질량분리 마그넷(3) 내에서 생긴 이온빔(1)의 길이방향에서의 특성 편차를 보정하기 위해, 이온원(2)에서 이온빔(1)이 조사되는 기판(6)까지의 사이에서, 이온빔(1)의 길이방향에 있어서 각 장소를 통과하는 이온빔(1)의 궤도가, 자장(B)의 방향에 대하여 차이가 생기지 않도록 해 두는 것을 생각할 수 있다. 이것에 대해서는, 예를 들면 기판(6)을 기울이면서 구동시키거나, 각 부재의 배치를 적당히 설정하거나 해서, 자장(B)의 방향에서의 궤도 차이를 보정하도록 해 두면 된다. In addition, in order to correct the characteristic variation in the longitudinal direction of the ion beam 1 generated in the mass separation magnet 3, the ion beam (2) from the ion source 2 to the substrate 6 to which the ion beam 1 is irradiated. It is conceivable that the trajectory of the ion beam 1 passing through each place in the longitudinal direction of 1) does not cause a difference in the direction of the magnetic field B. For this, for example, the substrate 6 may be driven while tilting, or the arrangement of each member may be appropriately set so as to correct the track difference in the direction of the magnetic field B.

도 5(A), 도 5(B)에는 질량분리 마그넷(3) 내부를 통과하는 이온빔(1)의 길이방향에 있어서의 각 장소에서의 궤도를 다르게 했을 때의 모습이 도시되어 있다. 궤도가 다른 점을 제외하고, 기본적인 구성은 도 4(A)~도 4(D)에서 설명한 것과 같기 때문에, 여기서는 중복되는 내용에 관한 상세한 설명은 생략한다. 5 (A) and 5 (B) show a state in which the trajectories at different locations in the longitudinal direction of the ion beam 1 passing through the mass separation magnet 3 are different. Except for the difference in the trajectory, since the basic configuration is the same as that described in Figs. 4A to 4D, detailed description of overlapping contents is omitted here.

도 5(A)에는 질량분리 마그넷(3) 내부를 진행하는 이온빔(1)의 길이방향에 있어서의 양 단부에서의 궤도의 길이가 다른 예가 도시되어 있다. 구체적으로는, 여기서는 P1-P3 곡선(점 P1과 점 P3를 연결하는 이온빔의 궤도인 IBd)의 치수가 P2-P4 곡선(점 P2와 점 P4를 연결하는 이온빔의 궤도인 IBd)의 치수보다 길다. 질량이 다른 기타 이온종이 그리는 궤도(IBh와 IBl)에 대해서도 마찬가지이며, 점 P1을 통과하는 궤도는 점 P2를 통과하는 궤도보다 거리가 길다. 5A shows an example in which the lengths of the trajectories at both ends in the longitudinal direction of the ion beam 1 traveling inside the mass separation magnet 3 are different. Specifically, the dimension of the P1-P3 curve (IBd, which is the trajectory of the ion beam connecting the points P1 and P3) is longer than the dimension of the P2-P4 curve (IBd, which is the trajectory of the ion beam connecting the points P2 and P4). . The same applies to the trajectories (IBh and IBl) drawn by other ion species of different masses, and the trajectory passing through the point P1 is longer than the trajectory passing through the point P2.

도 5(B)에는 도 5(A)의 질량분리 마그넷(3) 내부를 통과한 원하는 이온종을 포함하는 각 이온빔(1)의 궤도(IBd)가 분석 슬릿(4)을 통과하는 모습이 도시되어 있다. 도 5(A)에서 점 P1을 통과한 이온빔(1)의 궤도(IBd, IBh, IBl)는 도 5(B)의 지면 좌측에 도시되어 있고, 점 P2를 통과한 이온빔(1)의 궤도(IBd, IBh, IBl)는 도 5(B)의 지면 우측에 도시되어 있다. 도 5(A)에서 설명한 바와 같이, 점 P1을 통과한 이온빔(1)의 궤도는 점 P2를 통과한 이온빔(1)의 궤도보다 거리가 길어진다. 그 때문에, 도 5(B)에 도시되어 있듯이, 자장(B)의 방향(대체로 지면 윗방향)에 있어서, 각 점을 통과한 이온빔(1)의 궤도의 위치가 다르다. 또한 질량이 다른 이온종을 포함하는 이온빔(1)이 그리는 궤도에 대해서도 마찬가지로 말할 수 있다. FIG. 5B shows the trajectory IBd of each ion beam 1 including the desired ion species passing through the mass separation magnet 3 in FIG. 5A passing through the analysis slit 4. It is. In Fig. 5A, the trajectories IBd, IBh, IBl of the ion beam 1 passing through the point P1 are shown on the left side of the page of Fig. 5B and the trajectory of the ion beam 1 passing through the point P2 ( IBd, IBh and IBl are shown on the right side of the page of Fig. 5B. As explained in Fig. 5A, the trajectory of the ion beam 1 passing through the point P1 is longer than the trajectory of the ion beam 1 passing through the point P2. Therefore, as shown in FIG. 5 (B), the position of the trajectory of the ion beam 1 passing through each point is different in the direction of the magnetic field B (usually, the direction upward to the surface of the paper). The same can also be said for the trajectory drawn by the ion beam 1 containing ionic species having different masses.

이온빔(1)의 길이방향에 있어서, 자장(B)의 방향에서의 궤도의 위치가 달랐을 경우, 원하는 이온종을 포함하는 이온빔(1)의 궤도와 질량이 다른 기타 이온종을 포함하는 이온빔(1)의 궤도 사이의 관계에 있어서도 차이가 생긴다. 구체적으로는, 도 5(B)에서 지면 우측에 그려진 각 이온종을 포함하는 이온빔(1)의 궤도(IBd, IBh, IBl)간의 간격이, 지면 좌측에 그려진 각 이온종을 포함하는 이온빔(1)의 궤도(IBd, IBh, IBl)간의 간격보다 커진다. 이러한 이온빔(1)의 길이방향에서의 성질 차이로 인해, 이온빔(1)의 길이방향에서의 특성(예를 들면 공간 전하 효과에 의한 이온빔(1)의 확산이 크고 작은 것)에 차이가 발생한다. 그러나 상술한 바와 같이, 기판(6)상에 제조되는 반도체 디바이스의 특성이 허용 가능한 범위 내에 들어간다면, 이러한 구성이어도 무방하다. In the longitudinal direction of the ion beam 1, when the position of the trajectory in the direction of the magnetic field B is different, the ion beam 1 containing the other ion species having different masses from the trajectory of the ion beam 1 containing the desired ion species. The difference also occurs in the relationship between the orbits of. Specifically, in Fig. 5 (B), the interval between the trajectories IBd, IBh, IBl of the ion beam 1 including the respective ion species drawn on the right side of the page is the ion beam 1 containing each ion type drawn on the left side of the page. It becomes larger than the space | interval between orbits IBd, IBh, IBl of (). Due to such a property difference in the longitudinal direction of the ion beam 1, a difference occurs in the characteristic in the longitudinal direction of the ion beam 1 (for example, a large and small diffusion of the ion beam 1 due to the space charge effect). . However, as described above, as long as the characteristics of the semiconductor device manufactured on the substrate 6 fall within the allowable range, such a configuration may be sufficient.

길이방향에 있어서, 이온빔(1)은 대략 평행한 상태로 기판(6)에 조사되는 것이 바람직하다. 길이방향이 발산이나 수속한 상태에서 기판(6)에 조사되면, 길이방향에 있어서 기판(6)에 대한 이온빔(1)의 조사 각도가 똑같아지지 않기 때문에, 기판(6)상에 제조되는 반도체 디바이스의 특성에 불균일이 생길 우려가 있다. 그 때문에, 길이방향에서 대략 평행한 이온빔(1)을 기판(6)에 조사시키기 위해, 자극(9)의 단부형상을 다음과 같이 구성해 두는 방법을 생각할 수 있다. In the longitudinal direction, the ion beam 1 is preferably irradiated to the substrate 6 in a substantially parallel state. When irradiated to the substrate 6 in the state where the longitudinal direction diverges or converges, the irradiation angle of the ion beam 1 with respect to the substrate 6 does not become the same in the longitudinal direction, so that the semiconductor device manufactured on the substrate 6 There is a fear of nonuniformity in the properties of. Therefore, in order to irradiate the board | substrate 6 with the ion beam 1 substantially parallel in a longitudinal direction, the method of having the edge shape of the pole 9 is comprised as follows.

도 6(A), 도 6(B)는 자극(9)의 단부 구성에 관한 설명도이다. 도 6(A)에 도시하는 바와 같이, 길이방향이 대략 평행한 이온빔(1)이 반원형의 질량분리 마그넷(3)에 입사하는 경우를 생각할 수 있다. 이 질량분리 마그넷(3) 내에서는 자장(B)이 지면 뒤쪽에서 앞을 향해 발생하고 있다. 또한 자극(9)의 형상은 파선으로 도시되어 있는데, 편의상 여기서는 질량분리 마그넷(3)의 입구측 단면(end surface)과 출구측 단면이 자극(9)의 단면과 일치하도록 도시되어 있다. 단, 실제로는 질량분리 마그넷(3)의 안쪽 영역에 자극(9)이 배치되게 되므로, 각 단면이 일치하게 되지는 않는다. 한편 평면에 도시했기 때문에, 이온빔(1)이 자장(B)의 방향에 대하여 수직이 되는 방향으로 진행하고 있는 것처럼 보이지만 그렇지 않다. 이 예의 경우도 상술한 실시예의 구성과 마찬가지로, 지면 뒤쪽에서 앞을 향해 발생하고 있는 자장(B)의 방향에 대하여, 이온빔(1)은 비스듬히 사교하는 방향으로 진행하고 있다. 6 (A) and 6 (B) are explanatory views of the end configuration of the magnetic pole 9. As shown in Fig. 6A, a case may be considered in which the ion beam 1 having substantially parallel longitudinal directions enters the semicircular mass separation magnet 3. In this mass separation magnet 3, the magnetic field B is generated from the rear of the ground to the front. In addition, the shape of the magnetic pole 9 is shown by the broken line, for convenience here the inlet end surface and the outlet side cross section of the mass separation magnet 3 are shown to coincide with the cross section of the magnetic pole 9. However, since the magnetic pole 9 is actually arranged in the inner region of the mass separation magnet 3, the cross sections do not coincide. On the other hand, as shown in the plane, the ion beam 1 appears to be traveling in a direction perpendicular to the direction of the magnetic field B, but it is not. In the case of this example as well, the ion beam 1 is traveling in an oblique direction with respect to the direction of the magnetic field B occurring forward from the rear of the page toward the front, similarly to the configuration of the above-described embodiment.

이 도면에 기재되어 있듯이 길이방향에서 대략 평행한 이온빔(1)을 반원형상으로 편향시키면, 질량분리 마그넷(3)으로부터 길이방향에서 대략 평행한 이온빔(1)을 사출시킬 수 있다. 그러나 이 경우, 질량분리 마그넷(3)의 치수를 종래의 질량분리 마그넷보다 더 크게 해야 한다. 그 때문에 이러한 구성은 실용적이지 않다. As shown in this figure, when the ion beam 1 substantially parallel in the longitudinal direction is deflected in a semicircular shape, the ion beam 1 which is substantially parallel in the longitudinal direction can be ejected from the mass separation magnet 3. In this case, however, the dimension of the mass separation magnet 3 should be made larger than that of the conventional mass separation magnet. As such, this configuration is not practical.

따라서 질량분리 마그넷(3)의 치수를 작게 하기 위해, 본 발명에서는 길이방향에서의 이온빔(1)의 궤도가 수속하는 초점위치 F보다 질량분리 마그넷(3)의 입구측에 자극(9)의 단부가 위치하도록 구성하고 있다. 질량분리 마그넷(3)에서 사출되는 이온빔(1)의 진행방향은 질량분리 마그넷(3)의 출구 근방을 통과하는 이온빔(1)의 궤도상에 그어진 접선의 방향이 된다. 그 때문에, 본 발명에서는 초점위치 F보다 질량분리 마그넷(3)의 입구측의 장소이면서, 이온빔(1)의 길이방향에 있어서, 2군데 이상의 장소를 통과하는 이온빔(1)의 궤도상에 그어진 접선이 대체로 평행이 되는 장소를 연결한 선상에 자극(9)의 단부가 배치되도록 구성되어 있다. Therefore, in order to reduce the size of the mass separation magnet 3, in the present invention, the end of the magnetic pole 9 is closer to the inlet side of the mass separation magnet 3 than the focal position F where the trajectory of the ion beam 1 converges in the longitudinal direction. It is configured to be located. The traveling direction of the ion beam 1 emitted from the mass separation magnet 3 becomes the direction of the tangent drawn on the trajectory of the ion beam 1 passing near the exit of the mass separation magnet 3. Therefore, in the present invention, the tangent line is formed on the trajectory of the ion beam 1 passing through two or more places in the longitudinal direction of the ion beam 1 while being at the entrance side of the mass separation magnet 3 than the focal position F. It is comprised so that the edge part of the pole 9 may be arrange | positioned on the line which connected this substantially parallel place.

구체적으로 설명하면, 이온빔(1)의 길이방향에 있어서 도시되는 지면 좌측을 통과하는 이온빔(1)의 궤도상에 그어진 접선을 L1로 하고, 이온빔(1)의 길이방향에 있어서 도시되는 지면 우측을 통과하는 이온빔(1)의 궤도상에 그어진 접선을 L2로 한다. 그리고 양 접선이 대체로 평행이 되는 위치인 점 P3와 점 P4를 연결하는 선U-U상에 자극(9)의 단부를 배치한다. 여기서는 이온빔(1)의 길이방향에 있어서, 그 양 단부를 통과하는 궤도상에 그어진 접선을 예로 들어 설명했지만, 물론 그 밖의 장소를 통과하는 이온빔(1)의 궤도상에 그어진 접선이어도 무방하다. More specifically, the tangential line formed on the trajectory of the ion beam 1 passing through the left side of the paper in the longitudinal direction of the ion beam 1 is defined as L1, and the right side of the paper shown in the longitudinal direction of the ion beam 1 is defined as The tangent line on the trajectory of the passing ion beam 1 is defined as L2. Then, the ends of the magnetic pole 9 are arranged on the line U-U connecting the point P3 and the point P4 where the two tangent lines are substantially parallel. Here, the tangent lines drawn on the tracks passing through both ends thereof in the longitudinal direction of the ion beam 1 have been described as an example, but of course, the tangents drawn on the tracks of the ion beams 1 passing through other places may be used.

도 6(A)에서 설명한 자극(9) 단부의 구성 수법에 기초해서 작성된 질량분리 마그넷(3)이 도 6(B)에 도시되어 있다. 이렇게 해서 자극(9)의 단부형상을 구성하면, 질량분리 마그넷(3)의 치수를 작게 할 뿐 아니라, 질량분리 마그넷(3)으로부터 대략 평행한 이온빔(1)을 사출시키는 것도 가능하게 된다. 단, 이 경우 이온빔(1)의 길이방향의 치수는 질량분리 마그넷(3)에 입사될 때에 W1이었던 데 반해, 질량분리 마그넷(3)으로부터 사출될 때에는 W1보다 작은 W2가 된다. 그 때문에 기판(6)의 치수가 클 경우, W1을 충분히 크게 해 두어야 한다. 6 (B) shows a mass separation magnet 3 created on the basis of the construction method of the ends of the magnetic pole 9 described with reference to FIG. 6A. In this way, if the end shape of the magnetic pole 9 is comprised, it becomes possible not only to make the dimension of the mass separation magnet 3 small, but also to eject the substantially parallel ion beam 1 from the mass separation magnet 3. In this case, however, the dimension in the longitudinal direction of the ion beam 1 was W1 when incident on the mass separation magnet 3, whereas W2 was smaller than W1 when exiting from the mass separation magnet 3. Therefore, when the dimension of the board | substrate 6 is large, W1 must be made large enough.

질량분리 마그넷(3)을 통과함으로써 이온빔(1)의 길이방향의 치수가 축소되는 것을 개선하기 위해, 도 6(C)에 도시한 구성을 생각할 수 있다. 이 예에서는 질량분리 마그넷(3)을 통과하는 이온빔(1)의 진행방향을 도 6(B)의 것과 반대로 하고 있다. 또한 자장(B)은 지면 앞에서 뒤쪽을 향해 발생하고 있다. 이러한 구성으로 해 두면, 질량분리 마그넷(3)에서 이온빔(1)의 길이방향의 치수를 확대시킬 수 있다. 한편 이 예에서도 상술한 바와 같이, 질량분리 마그넷(3)의 출구측에 마련된 자극(9)의 단부는 이온빔(1)의 궤도상에 그어진 접선이 대략 평행해지는 점 P1과 점 P2를 연결하는 선상에 배치되어 있음을 알 수 있다. In order to improve that the dimension of the longitudinal direction of the ion beam 1 is reduced by passing through the mass separation magnet 3, the structure shown in FIG. 6 (C) can be considered. In this example, the traveling direction of the ion beam 1 passing through the mass separation magnet 3 is reversed to that in Fig. 6B. In addition, the magnetic field (B) is generated toward the rear in front of the ground. With such a configuration, the dimension in the longitudinal direction of the ion beam 1 in the mass separation magnet 3 can be enlarged. On the other hand, as described above in this example, the end of the magnetic pole 9 provided on the outlet side of the mass separation magnet 3 has a line connecting the point P1 and the point P2 where the tangents drawn on the trajectory of the ion beam 1 are substantially parallel. It can be seen that it is arranged in.

도 7(A)~도 7(D)에서는 이온원(2)에서 생성되는 이온빔(1)은 도 1(B)에 기재된 이온빔(1)을 상정하고 있다. 도 6(A)와 마찬가지로, 도 7(A)에는 반원형의 질량분리 마그넷(3) 내부를 통과하는 이온빔(1)의 궤도가 도시되어 있다. 질량분리 마그넷(3)이나 이온빔(1)의 궤도에 대한 접선 등의 개념은 도 6(A)에서 설명한 것과 같기 때문에, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하고 간단히 설명하는 것에 그친다. In FIGS. 7A to 7D, the ion beam 1 generated from the ion source 2 assumes the ion beam 1 described in FIG. 1B. As shown in FIG. 6 (A), FIG. 7 (A) shows the trajectory of the ion beam 1 passing through the semicircular mass separation magnet 3. Since the concepts such as the tangent to the trajectory of the mass separation magnet 3 and the ion beam 1 are the same as those described with reference to FIG. 6 (A), the detailed description is omitted here and simply described.

도 6(A)의 예와 마찬가지로, 질량분리 마그넷(3) 내부를 통과하는 이온빔(1)의 궤도상에 그어진 접선 L1과 접선 L2가 서로 대략 평행이 되는 위치인 점 P1과 점 P2를 연결하는 선U-U상에 자극(9) 단부가 배치되도록 구성한다. As in the example of Fig. 6A, the point P1 and the point P2, which are positions where the tangent L1 and the tangent L2 drawn on the trajectory of the ion beam 1 passing through the mass separation magnet 3, are approximately parallel to each other, are connected. The end of the pole 9 is arranged on the line UU.

그 결과, 도 7(B)에 나타내는 질량분리 마그넷(3)이 작성되는데, 입사시의 이온빔(1)의 길이방향의 치수가 W3인 데 반해, 사출시에는 그보다 큰 W4의 치수를 가지는 이온빔(1)으로 확대시킬 수 있다. As a result, a mass separation magnet 3 shown in Fig. 7B is produced. While the length of the ion beam 1 in the longitudinal direction is W3 at the time of incidence, the ion beam having the size of W4 larger than that at the time of injection is obtained. You can zoom in to 1).

반대로, 도 7(C)에 나타내는 바와 같이 이온빔(1)의 진행방향을 도 7(B)의 예와 반대로 해서, 이온빔(1)의 길이방향의 치수를 좁히도록 해 두어도 무방하다. 이것은, 기판(6)의 치수가 작으면, 이온빔(1)의 길이방향에서의 폭을 그다지 크게 해 둘 필요가 없기 때문이다. 또한 기판(6)에의 이온주입처리를 단시간에 하기 위해, 이온빔(1)의 단위면적당 빔 전류량을 증가시켜 두는 방법을 생각할 수 있다. 이 경우, 도 7(C)에 도시된 구성을 이용해서, 이온빔(1)의 길이방향의 치수를 좁혀 빔 전류량을 증가시켜도 된다. 물론, 앞서 설명한 도 6(B)에 나타낸 구성을 이용해서 빔 전류량을 증가시켜도 된다. Conversely, as shown in Fig. 7C, the traveling direction of the ion beam 1 may be reversed from the example of Fig. 7B to narrow the length of the ion beam 1 in the longitudinal direction. This is because, if the size of the substrate 6 is small, it is not necessary to increase the width in the longitudinal direction of the ion beam 1 so much. In addition, in order to perform ion implantation to the substrate 6 in a short time, a method of increasing the amount of beam current per unit area of the ion beam 1 can be considered. In this case, by using the configuration shown in Fig. 7C, the length of the ion beam 1 in the longitudinal direction may be narrowed to increase the beam current amount. Of course, the beam current amount may be increased by using the configuration shown in Fig. 6B described above.

상기한 바와 같이, 질량분리 마그넷(3)에서 사출되는 이온빔(1)의 길이방향의 치수를 변경시키기 위해서는, 원래 구비되어 있는 이온원(2)을 길이방향의 치수가 다른 이온빔(1)을 생성하는 다른 이온원(2)으로 교환하거나, 이온원(2)을 기울여서 질량분리 마그넷(3)에 입사하는 이온빔(1)의 치수를 좁히거나 혹은 넓히는 방법을 생각할 수 있다. 마찬가지로, 질량분리 마그넷(3)의 배치를 변경해도, 질량분리 마그넷(3)에서 사출되는 이온빔(1)의 길이방향의 치수를 좁히거나 혹은 넓힐 수 있다. As described above, in order to change the length in the longitudinal direction of the ion beam 1 emitted from the mass separation magnet 3, the ion source 2 originally provided is generated with the ion beam 1 having a different length in the longitudinal direction. It is conceivable to reduce the size of the ion beam 1 incident on the mass separation magnet 3 by changing the ion source 2 to another ion source 2 or the like. Similarly, even if the arrangement of the mass separation magnet 3 is changed, the dimension in the longitudinal direction of the ion beam 1 emitted from the mass separation magnet 3 can be narrowed or widened.

도 7(D)에는 질량분리 마그넷(3)의 배치를 변경시킴으로써, 이온빔(1)의 길이방향의 치수를 확대하는 예가 도시되어 있다. 도 7(D)에는 도 7(B)에 기재된 질량분리 마그넷(3)을 점 P2를 중심으로 해서, 각도(θ1) 회전시켰을 때의 구성이 도시되어 있다. 이 경우, 질량분리 마그넷(3) 내부를 통과하는 이온빔(1)의 궤도가 도 7(B)의 예에서 나타낸 것과 다르게 된다. 구체적으로는, 지면 좌측의 단부를 통과하는 이온빔(1)의 궤도는 도 7(B)의 예에 비해 각도(θ2)만큼 외측으로 넓어지게 된다. 그 때문에, W4보다 큰 W5의 치수를 가지는 이온빔(1)을 질량분리 마그넷(3)으로부터 사출시킬 수 있게 된다. 7D shows an example in which the dimension of the longitudinal direction of the ion beam 1 is enlarged by changing the arrangement of the mass separation magnets 3. FIG. 7 (D) shows the configuration when the mass separation magnet 3 described in FIG. 7B is rotated at an angle θ1 around the point P2. In this case, the trajectory of the ion beam 1 passing through the mass separation magnet 3 becomes different from that shown in the example of Fig. 7B. Specifically, the trajectory of the ion beam 1 passing through the end of the left side of the page becomes wider outward by the angle θ2 as compared with the example of FIG. 7B. Therefore, the ion beam 1 having the dimension of W5 larger than W4 can be ejected from the mass separation magnet 3.

한편 상기한 도 7(D)의 예에서는 질량분리 마그넷(3)으로부터 길이방향에서 발산하는 이온빔(1)이 사출되게 되는데, 발산 정도가 어느 정도라면, 이러한 이온빔(1)이 기판(6)에 조사되어도 문제가 되지 않는다. 왜냐하면, 기판(6)상에 제조되는 반도체 디바이스의 특성이 허용되는 범위 내에 들어간다면, 길이방향에서 발산하는 이온빔(1)이어도 문제가 되지 않기 때문이다. On the other hand, in the example of FIG. 7D, the ion beam 1 diverging from the mass separation magnet 3 in the longitudinal direction is emitted. If the degree of divergence is to some extent, the ion beam 1 is directed to the substrate 6. It is not a problem if investigated. This is because even if the characteristics of the semiconductor device manufactured on the substrate 6 fall within the allowable range, the ion beam 1 emitting in the longitudinal direction is not a problem.

도 2(A), 도 2(B)에 예로 든 이온주입장치(IM) 대신에, 도 8(A)~도 8(C)의 이온주입장치(IM)를 이용해도 된다. Instead of the ion implantation apparatus IM illustrated in Figs. 2A and 2B, the ion implantation apparatus IM shown in Figs. 8A to 8C may be used.

도 8(A)의 이온주입장치(IM)에는 이온원(2)과 질량분리 마그넷(3) 사이에 한 쌍의 정전편향전극(10)이 배치되어 있다. 도 2(A)의 예에서는 질량분리 마그넷(3)의 한 쌍의 자극(9) 사이에서 발생되는 자장(B)의 방향에 대하여, 비스듬해지는 방향으로 이온원(2)에서 이온빔(1)을 사출(진행)시켰었다. 이에 반해, 도 8(A)의 예에서는 질량분리 마그넷(3)의 한 쌍의 자극(9) 사이에서 발생되는 자장(B)의 방향과 직교하는 방향으로 이온원(2)으로부터 이온빔(1)을 사출시키고 있다. 그리고 정전편향전극(10)에 의해, 자장(B)의 방향에 대하여 비스듬해지도록 이온빔(1)의 진행방향을 이온빔(1)의 두께방향으로 편향시키고 있다. In the ion implantation apparatus IM of FIG. 8A, a pair of electrostatic deflection electrodes 10 are disposed between the ion source 2 and the mass separation magnet 3. In the example of FIG. 2A, the ion beam 1 is moved from the ion source 2 in an oblique direction with respect to the direction of the magnetic field B generated between the pair of magnetic poles 9 of the mass separation magnet 3. Had been injected. In contrast, in the example of FIG. 8A, the ion beam 1 is moved from the ion source 2 in a direction orthogonal to the direction of the magnetic field B generated between the pair of magnetic poles 9 of the mass separation magnet 3. Is injected. The traveling direction of the ion beam 1 is deflected in the thickness direction of the ion beam 1 by the electrostatic deflection electrode 10 so as to be oblique to the direction of the magnetic field B.

이 예에서 이온빔(1)은 양의 전하를 가지는 이온빔이다. 또한 각 정전편향전극(10)은 이온빔(1)의 길이방향에 있어서, 이온빔(1)보다 긴 치수를 가지고 있으며, 이온빔(1)의 주면을 사이에 두고 대향 배치되어 있다. 그리고 각 정전편향전극(10)에는 도시되지 않은 전원이 접속되어 있어, 도시된 바와 같이 지면 상측에 배치된 전극에는 음(-)의 전압이 인가되고, 지면 하측에 배치된 전극에는 양(+)의 전압이 인가되고 있다. 이러한 구성을 이용함으로써, 양의 전하를 가지는 이온빔(1)을 음전압이 인가된 지면 상측의 전극을 향해 편향시킬 수 있다. In this example, the ion beam 1 is an ion beam having a positive charge. In addition, each electrostatic deflection electrode 10 has a length longer than that of the ion beam 1 in the longitudinal direction of the ion beam 1, and is disposed to face each other with the main surface of the ion beam 1 interposed therebetween. A power source (not shown) is connected to each electrostatic deflection electrode 10. As shown in the drawing, a negative voltage is applied to an electrode disposed above the ground, and a positive voltage is applied to an electrode disposed below the ground. Voltage is being applied. By using such a configuration, the ion beam 1 having a positive charge can be deflected toward the electrode on the upper side of the ground to which a negative voltage is applied.

전원의 전압은 고정이어도 되지만, 가변으로 설정 변경이 가능하도록 해 두는 것이 바람직하다. 그 경우, 이온원(2)이나 질량분리 마그넷(3) 등의 배치에 다소의 오차가 생겼다고 해도, 정전편향전극(10)에 인가하는 전압의 값을 변경시킴으로써 그 오차를 보정할 수 있다. The voltage of the power supply may be fixed, but it is preferable to allow the setting to be changed to be variable. In this case, even if some errors occur in the arrangement of the ion source 2 or the mass separation magnet 3, the error can be corrected by changing the value of the voltage applied to the electrostatic deflection electrode 10.

도 8(A)에서는 정전편향전극(10)을 이온원(2)과 질량분리 마그넷(3) 사이에 배치했지만, 도 8(B)에 도시되어 있듯이, 질량분리 마그넷(3) 내에 배치해도 된다. 정전편향전극(10)이 중금속으로 구성되어 있으면, 그것이 이온빔(1)에 의해 스퍼터링되어 기판(6)에 혼입되었을 경우, 반도체 디바이스의 제조 불량을 야기할 가능성이 있다. 그 때문에, 정전편향전극(10)을 카본으로 구성하는 방법이나 기판(6)이 실리콘 웨이퍼라면, 실리콘으로 구성하는 방법을 생각할 수 있다. 또한 자장(B) 내에 한 쌍의 정전편향전극(10)을 배치할 경우, 정전편향전극(10) 사이에서 발생되는 전계(E)의 방향은 자장(B)의 방향에 평행해지도록 해 두는 것이 바람직하다. 이러한 구성을 이용함으로써, 질량분리 마그넷(3) 내부를 통과하는 이온빔(1)에 대하여, E×B 드리프트에 의한 편향 작용을 발생시키지 않을 수 있다. In FIG. 8A, the electrostatic deflection electrode 10 is disposed between the ion source 2 and the mass separation magnet 3, but as shown in FIG. 8B, the electrostatic deflection electrode 10 may be disposed in the mass separation magnet 3. . If the electrostatic deflection electrode 10 is made of heavy metal, if it is sputtered by the ion beam 1 and mixed in the substrate 6, there is a possibility of causing a manufacturing defect of a semiconductor device. Therefore, a method of forming the electrostatic deflection electrode 10 from carbon or a method of forming the silicon if the substrate 6 is a silicon wafer can be considered. In addition, when the pair of electrostatic deflection electrodes 10 are disposed in the magnetic field B, the direction of the electric field E generated between the electrostatic deflection electrodes 10 should be parallel to the direction of the magnetic field B. desirable. By using such a configuration, the deflection action due to E × B drift can not be generated for the ion beam 1 passing through the mass separation magnet 3.

이온빔(1)의 두께방향에 있어서, 이온빔(1)을 되구부리기 위해서는 질량분리 마그넷(3)과 처리실(5) 사이에, 제2 정전편향전극(11)을 배치해 두는 방법을 생각할 수 있다. 이 예가 도 8(C)에 도시되어 있다. 정전편향전극(10)과 제2 정전편향전극(11)은 이온빔(1)의 주면을 사이에 두고 배치된 전극에 인가되는 전압의 극성이 반대인 것을 제외하고, 동일한 구성이 채용되어 있다. 이러한 구성을 이용함으로써, 기판(6)에 조사되는 이온빔(1)의 두께방향에서의 조사 각도를 조정할 수 있게 된다. In order to bend the ion beam 1 in the thickness direction of the ion beam 1, the method of arranging the 2nd electrostatic deflection electrode 11 between the mass separation magnet 3 and the process chamber 5 can be considered. This example is shown in Fig. 8C. The same configuration is adopted for the electrostatic deflection electrode 10 and the second electrostatic deflection electrode 11 except that the polarities of the voltages applied to the electrodes disposed with the main surface of the ion beam 1 interposed therebetween are reversed. By using such a structure, the irradiation angle in the thickness direction of the ion beam 1 irradiated to the substrate 6 can be adjusted.

또한 도 9(A), 도 9(B)에 도시되어 있는 이온주입장치(IM)를 이용해도 된다. 도 9(A)에 도시되어 있듯이, 이 예에서는 이온원(2)과 질량분리 마그넷(3) 사이에 작은 편향 전자석(12)이 배치되어 있다. 이 점이 도 2(A), 도 2(B)의 예와 다르다. 편향 전자석(12)은 이온빔(1)의 주면을 사이에 두고 대향 배치된 한 쌍의 자극(13)을 가지고 있으며, 자극(13) 사이에서 발생되는 자장(B)의 방향은 이온원(2)으로부터 사출된 이온빔(1)의 진행방향과 직교하고 있다. Alternatively, the ion implantation apparatus IM shown in Figs. 9A and 9B may be used. As shown in Fig. 9A, in this example, a small deflection electromagnet 12 is disposed between the ion source 2 and the mass separation magnet 3. This point differs from the examples of FIGS. 2A and 2B. The deflection electromagnet 12 has a pair of magnetic poles 13 opposed to each other with the main surface of the ion beam 1 interposed therebetween, and the direction of the magnetic field B generated between the magnetic poles 13 is the ion source 2. It is orthogonal to the advancing direction of the ion beam 1 emitted from the.

도 9(B)에 도시되어 있듯이, 편향 전자석(12)에 의해 이온빔(1)은 길이방향을 향해 편향된다. 이 편향 작용에 의해, XZ평면 내에서 질량분리 마그넷(3)에 입사하는 이온빔(1)의 길이방향의 치수를 변경시킬 수 있으므로, 질량분리 마그넷(3)으로부터 사출되는 이온빔(1)의 길이방향의 치수를 조정할 수 있게 된다. 또한 이온원(2)이나 기타 이온 광학 요소의 부재 배치에 관한 유도(裕度;tolerance)를 향상시킬 수도 있다. 한편 이 편향 전자석(12)을 질량분리 마그넷(3)과 처리실(5) 사이에 하나 더 마련해 두어도 된다. 그러면 기판(6)에 조사되는 이온빔(1)의 진행방향이나 길이방향에서의 치수를 보정할 수 있다. As shown in Fig. 9B, the ion beam 1 is deflected in the longitudinal direction by the deflecting electromagnet 12. By this deflection action, since the dimension of the longitudinal direction of the ion beam 1 incident on the mass separation magnet 3 in the XZ plane can be changed, the longitudinal direction of the ion beam 1 emitted from the mass separation magnet 3 You can adjust the dimensions. It is also possible to improve the tolerance with respect to the member arrangement of the ion source 2 or other ion optical elements. On the other hand, the deflection electromagnet 12 may be further provided between the mass separation magnet 3 and the processing chamber 5. Then, the dimension in the advancing direction or the longitudinal direction of the ion beam 1 irradiated to the substrate 6 can be corrected.

또한 질량분리 마그넷(3)에서 발생하는 자장(B)의 방향과 이온빔(1)의 진행방향과의 상대적인 위치 관계가 변경되지 않으면 되므로, 질량분리 마그넷(3)의 요크(7)에서 이온빔(1)측으로 돌출하는 한 쌍의 자극(9)의 치수(요크(7)로부터의 거리)를, Z방향을 따라 한쪽 자극(9)에서 서서히 짧아지도록 변화시켜 두고, 질량분리 마그넷(3)의 요크(7)에서 이온빔(1)측으로 돌출하는 한 쌍의 자극(9)의 치수(요크(7)로부터의 거리)를, Z방향을 따라 다른 쪽 자극(9)에서 서서히 길어지도록 변화시켜 둔다. 그리고 자극(9) 사이의 치수는 일정해지도록 해 둔다. 그리고 나서, 자극(9)의 형상에 맞춰 이온빔(1)의 진행방향이 적절해지도록 이온원(2)을 기울이거나 해도 된다. In addition, since the relative positional relationship between the direction of the magnetic field B generated in the mass separation magnet 3 and the traveling direction of the ion beam 1 does not have to be changed, the ion beam 1 in the yoke 7 of the mass separation magnet 3 needs to be changed. The yoke of the mass separation magnet 3 is changed by changing the dimensions (distance from the yoke 7) of the pair of magnetic poles 9 protruding toward the side to be gradually shortened by one magnetic pole 9 along the Z direction. In 7), the dimension (distance from the yoke 7) of the pair of magnetic poles 9 protruding toward the ion beam 1 side is changed to be gradually longer at the other magnetic pole 9 along the Z direction. And the dimension between magnetic poles 9 is made to be constant. Then, the ion source 2 may be tilted so that the traveling direction of the ion beam 1 becomes appropriate to the shape of the magnetic pole 9.

지금까지의 실시예에서는 설명을 간략화하기 위해, 질량분리 마그넷(3)의 자극(9) 단부에서 발생하는 자장(프린지 필드)에 관한 설명을 생략했었다. 이 프린지 필드를 고려하면, 분석 슬릿(4)의 배치는 도 10(A)에 도시되어 있듯이, 이온빔(1)의 두께방향의 치수가 거의 최소가 되는 위치가 된다. In the above examples, for the sake of simplicity, the description of the magnetic field (fringe field) occurring at the ends of the magnetic poles 9 of the mass separation magnet 3 has been omitted. Taking this fringe field into consideration, the arrangement of the analysis slits 4 becomes a position where the dimension in the thickness direction of the ion beam 1 becomes almost minimum, as shown in Fig. 10A.

도 10(A)에는 질량분리 마그넷(3)의 이온빔(1)의 입구측과 출구측의 자극(9) 단부에서 발생하는 프린지 필드(Bf)를 고려했을 경우에, 이온빔(1)의 두께방향의 치수가 변화되는 모습이 도시되어 있다. 10A shows the thickness direction of the ion beam 1 when the fringe field Bf generated at the ends of the magnetic pole 9 on the inlet side and the outlet side of the ion beam 1 of the mass separation magnet 3 is considered. It is shown that the dimension of is changed.

종래부터 알려져 있듯이, 한 쌍의 자극을 가지는 다이폴 마그넷의 자극 단면에 수직인 방향에 대하여 이온빔을 비스듬하게 입사했을 경우, 프린지 필드(Bf)에 의해 이온빔에는 수속 혹은 발산의 힘이 작용한다. 한편 다이폴 마그넷의 자극간에서 발생하는 자장의 방향에 따라 다르지만, 본 발명에 비추어서 생각하면, 여기서 말한 자극 단면에 수직인 방향과 이온빔의 입사방향의 관계는 자극(9) 사이에서 발생하는 자장(B)의 방향에 수직인 평면에서의 관계이다. As is known in the art, when an ion beam is obliquely incident in a direction perpendicular to the magnetic pole cross section of a dipole magnet having a pair of magnetic poles, the force of convergence or divergence acts on the ion beam by the fringe field Bf. On the other hand, although it depends on the direction of the magnetic field generated between the magnetic poles of the dipole magnets, in view of the present invention, the relationship between the direction perpendicular to the cross section of the magnetic poles and the incident direction of the ion beam is the magnetic field B generated between the magnetic poles 9. Relationship in the plane perpendicular to the direction of.

구체예에 기초해서 설명한다. 도 10(A)에 기재된 이온주입장치(IM)의 자장(B)에 수직인 평면에서의 모습이 도 10(B)에 도시되어 있다. 이 도 10(B)에 도시된 바와 같이, 이온빔(1)이 입사하는 입구측의 자극(9)의 단면에 수직인 방향(P⊥)에 대하여, 이온빔(1)은 각도 θ3로 입사한다. 이 때, 자장의 방향은 지면 앞쪽에서 뒤쪽이 되므로, 프린지 필드(Bf)에 의해 이온빔(1)은 두께방향으로 수속된다. It demonstrates based on a specific example. The state in the plane perpendicular | vertical to the magnetic field B of the ion implantation apparatus IM described in FIG. 10 (A) is shown in FIG. As shown in FIG. 10 (B), the ion beam 1 is incident at an angle θ3 with respect to the direction P ′ perpendicular to the cross section of the magnetic pole 9 on the inlet side where the ion beam 1 is incident. At this time, since the direction of the magnetic field is from the front side to the rear side, the ion beam 1 converges in the thickness direction by the fringe field Bf.

한편, 이온빔(1)이 사출되는 출구측의 자극(9)의 단면에 수직인 방향(P⊥)에 대하여, 이온빔(1)은 수평으로 출사되고 있다. 그 때문에, 여기서는 프린지 필드(Bf)에 의한 이온빔(1)에의 수속, 발산 작용은 작용하지 않는다. On the other hand, the ion beam 1 is emitted horizontally with respect to the direction P 'perpendicular | vertical to the cross section of the pole 9 by the exit side from which the ion beam 1 is emitted. Therefore, the convergence and divergence action to the ion beam 1 by the fringe field Bf does not work here.

도 10(A)에 도시되어 있듯이, 질량분리 마그넷(3)의 입구측에서, 프린지 필드(Bf)에 의해 두께방향으로 수속 작용이 작용한다. 그리고 질량분리 마그넷(3)의 출구측에서는 프린지 필드(Bf)에 의한 수속, 발산 작용이 작용하지 않으므로, 이온빔(1)은 두께방향에서 수속된 채 진행하여, 질량분리 마그넷(3)의 하류측에서 초점을 연결하고, 이 장소에 배치된 분석 슬릿(4)에 의해, 불필요한 이온종을 포함하는 이온빔의 분리가 이루어진다. As shown in Fig. 10A, at the inlet side of the mass separation magnet 3, the convergence action acts in the thickness direction by the fringe field Bf. Since the convergence and divergence action by the fringe field Bf do not act on the exit side of the mass separation magnet 3, the ion beam 1 proceeds while converged in the thickness direction, and on the downstream side of the mass separation magnet 3 By connecting the focal points and placing the analysis slits 4 at this place, the ion beams containing unnecessary ionic species are separated.

이와 같이 분석 슬릿(4)은 이온빔(1)의 두께방향에서의 초점위치에 배치해 두면, 분석 슬릿(4)의 짧은 길이방향의 치수를 좁힐 수 있다. 그 결과, 원하는 이온종을 포함하는 이온빔과 그 밖의 이온종을 포함하는 이온빔과의 분리 정밀도를 높일 수 있게 된다. 여기서는 초점위치에 분석 슬릿(4)을 배치하는 예를 제시했지만, 물론 초점위치 부근에 배치되어 있으면 동등한 효과를 발휘하는 것을 기대할 수 있다. 그 때문에, 분석 슬릿(4)의 배치는 반드시 초점위치에 정확히 배치해야 하는 것은 아니고, 대략 초점위치에 배치해 두면 된다. 또한 이온빔(1)의 에너지나 공간 전하 효과의 영향에 따라서는 초점을 연결하지 않는 경우도 생각할 수 있다. 이러한 것을 고려하면, 분석 슬릿(4)의 배치로서는 이온빔(1)의 두께방향에서의 치수가 거의 최소가 되는 위치에 배치하는 것을 생각할 수 있다. Thus, if the analysis slit 4 is arrange | positioned at the focus position in the thickness direction of the ion beam 1, the dimension of the short length direction of the analysis slit 4 can be narrowed. As a result, the separation accuracy of the ion beam containing the desired ion species and the ion beam containing the other ion species can be improved. Here, an example of arranging the analysis slits 4 at the focal position has been presented, but of course, it can be expected to exhibit the same effect when disposed near the focal position. Therefore, arrangement | positioning of the analysis slit 4 does not necessarily need to arrange | position exactly in a focal position, but should just arrange | position substantially in a focal position. It is also conceivable that the focal point is not connected depending on the energy of the ion beam 1 or the effect of the space charge effect. In consideration of this, as the arrangement of the analysis slits 4, it is conceivable to arrange at the position where the dimension in the thickness direction of the ion beam 1 becomes almost minimum.

이 예에서는 도 10(A)에 도시되어 있듯이, 질량분리 마그넷(3)의 입구측에 입사되는 이온빔(1)이 입구측의 자극(9) 사이의 중앙 부근을 통과하고 있으므로, Y방향과 Y방향과 반대인 방향으로부터, 이온빔(1)에 안쪽 방향의 힘이 동등하게 작용하고 있다. 한편 이온빔(1)이 Y방향측에 배치된 자극(9)에 치우친 위치를 통과할 경우, 이온빔(1)에는 Y방향 반대측을 향한 힘만 작용한다. 이 경우에도, 이온빔(1)의 자극(9)에 가까운 측(이온빔(1)의 지면 상측부분)과 먼 측(이온빔(1)의 지면 하측부분)에서는, Y방향 반대측을 향해 작용하는 힘의 크기가 다르므로, 이온빔(1)은 두께방향에서 수속하게 된다. 그 때문에, YZ평면 내에서 이온빔(1)이 자극(9) 사이를 통과하는 위치는 도 10(A)에 도시된 중앙 부근에 한정되지 않는다. In this example, as shown in Fig. 10A, the ion beam 1 incident on the inlet side of the mass separation magnet 3 passes through the vicinity of the center between the magnetic poles 9 on the inlet side. The force in the inward direction acts equally on the ion beam 1 from the direction opposite to the direction. On the other hand, when the ion beam 1 passes through the position biased to the magnetic pole 9 arranged on the Y-direction side, only the force directed to the side opposite to the Y-direction acts on the ion beam 1. Also in this case, on the side near the magnetic pole 9 of the ion beam 1 (upper part of the surface of the ion beam 1) and the far side (lower part of the surface of the ion beam 1), the force acting toward the opposite side in the Y direction Since the size is different, the ion beam 1 converges in the thickness direction. Therefore, the position where the ion beam 1 passes between the magnetic poles 9 in the YZ plane is not limited to the vicinity of the center shown in Fig. 10 (A).

또한 도 10(B)에서는 질량분리 마그넷(3)의 출구측에서의 자극(9)의 단면에 수직이 되는 방향(P⊥)과 이온빔(1)의 진행방향(IBZ)이 수평한 관계로 되어 있지만, 이 대신에 양자의 관계를 비스듬하게 해 두어도 된다. In FIG. 10B, the direction P ′ perpendicular to the cross section of the magnetic pole 9 on the outlet side of the mass separation magnet 3 and the traveling direction IB Z of the ion beam 1 are in a horizontal relationship. Instead, the relationship between them may be oblique.

예를 들면 자극(9)의 단면에 수직인 방향(P⊥)에 대하여, 지면 비스듬하게 아래방향 혹은 윗방향을 향해 각도를 가지도록 이온빔(1)을 사출시키도록 구성해 둔다. 그렇게 하면, 질량분리 마그넷(3)의 출구측에서 발생하는 프린지 필드(Bf)에 의해, 이온빔(1)은 두께방향으로 더욱 수속하게 된다. 이것은 질량분리 마그넷(3)의 출구측에서 도 10(A)에 나타내는 바와 같이 이온빔(1)이 한 쪽의 자극(9)측에 치우쳐 있기 때문이다. 이렇게 해서, 2단계로 이온빔(1)을 두께방향으로 수속시키도록 해 두어도 된다. For example, the ion beam 1 is configured to be ejected such that the angle is inclined downwardly or upwardly with respect to the direction P ′ perpendicular to the cross section of the magnetic pole 9. As a result, the ion beam 1 converges further in the thickness direction by the fringe field Bf generated at the exit side of the mass separation magnet 3. This is because the ion beam 1 is biased toward one magnetic pole 9 side as shown in Fig. 10A on the exit side of the mass separation magnet 3. In this way, the ion beam 1 may be converged in the thickness direction in two steps.

또한 도 10(B)에서 이온빔(1)의 진행방향(IBZ)을 자극(9)의 단면에 수직인 방향(P⊥)에 대하여, 지면 하측으로부터 입사하도록 해 둔다. 그렇게 하면, 질량분리 마그넷(3)의 입구측에서 이온빔(1)은 두께방향으로 발산한다. 그 후, 상술한 바와 같이 질량분리 마그넷(3)의 출구측에서, 이온빔(1)을 자극(9)의 단면에 수직인 방향(P⊥)에 대하여 비스듬하게 사출시킨다. 그 때, 자극(9)의 단면에 수직인 방향에 대한 사출 각도를 입구측에서의 입사 각도보다 크게 해 둠으로써, 질량분리 마그넷(3)을 통과하기 전후에, 이온빔(1)의 두께방향의 치수를 종합적으로 작게 하는 것을 기대할 수 있다. In addition, in FIG. 10 (B), the traveling direction IB Z of the ion beam 1 is made to enter from the lower side of the ground in the direction P ′ perpendicular to the cross section of the magnetic pole 9. Then, the ion beam 1 diverges in the thickness direction at the inlet side of the mass separation magnet 3. Thereafter, on the outlet side of the mass separation magnet 3, the ion beam 1 is obliquely ejected with respect to the direction P 'perpendicular to the cross section of the magnetic pole 9 as described above. At that time, by making the injection angle with respect to the direction perpendicular to the cross section of the magnetic pole 9 larger than the angle of incidence at the entrance side, the dimension in the thickness direction of the ion beam 1 before and after passing through the mass separation magnet 3 is determined. You can expect to make it smaller overall.

상술한 것 외에, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 개량 및 변경을 가해도 됨은 물론이다. In addition to the above, various improvements and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

1 이온빔
2 이온원
3 질량분리 마그넷
4 분석 슬릿
5 처리실
6 기판
7 요크
8 코일
9 자극
IM 이온주입장치
1 ion beam
2 ion source
3 mass separation magnet
4 analysis slits
5 treatment rooms
6 substrate
7 York
8 coil
9 stimuli
IM ion implanter

Claims (20)

한 방향으로 긴 리본형상의 이온빔을 생성하는 이온원과,
상기 이온원의 하류에 배치되며, 상기 이온빔의 길이방향과 진행방향으로 정의되는 평면 내에 위치하는 상기 이온빔의 주면(主面)을 사이에 두고 대향 배치된 한 쌍의 자극을 가지며, 상기 자극간에서 발생되는 자장에 의해, 상기 이온빔의 진행방향을 상기 이온빔의 길이방향으로 편향시키는 질량분리 마그넷과,
상기 질량분리 마그넷을 통과한 이온빔 중, 원하는 이온종을 포함하는 이온빔을 통과시키는 분석 슬릿과,
상기 분석 슬릿을 통과한 이온빔이 조사되는 기판이 배치된 처리실을 가지는 이온주입장치에 있어서,
상기 자극간에서 발생되는 자장의 방향이, 상기 질량분리 마그넷 내부를 통과하는 상기 이온빔의 주면을 비스듬하게 가로지르는 방향인 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
An ion source for generating a long ribbon-shaped ion beam in one direction,
A pair of magnetic poles disposed downstream of the ion source, the pair of magnetic poles being opposed to each other with a main surface of the ion beam positioned in a plane defined in a longitudinal direction and a traveling direction of the ion beam; A mass separation magnet for biasing the traveling direction of the ion beam in the longitudinal direction of the ion beam by the generated magnetic field;
An analysis slit for passing an ion beam containing a desired ion species among the ion beams having passed through the mass separation magnet,
An ion implantation apparatus having a processing chamber in which a substrate to which an ion beam passing through the analysis slit is irradiated is disposed,
The direction of the magnetic field generated between the magnetic poles, the ion implantation device, characterized in that the direction crossing the main surface of the ion beam passing through the mass separation magnet obliquely.
제1항에 있어서,
상기 자극은 상기 이온빔의 길이방향에 있어서,
상기 이온빔의 치수보다 큰 치수를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
The method of claim 1,
The stimulus is in the longitudinal direction of the ion beam,
And an ion implantation device having a dimension larger than that of the ion beam.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 자극간의 거리는 상기 질량분리 마그넷 내부에서 일정한 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
The method of claim 1,
And a distance between the pair of magnetic poles is constant within the mass separation magnet.
제1항에 있어서,
상기 자극은 상기 이온빔의 길이방향에 있어서, 상기 이온빔의 치수보다 큰 치수를 가지며,
상기 한 쌍의 자극간의 거리는 상기 질량분리 마그넷 내부에서 일정한 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
The method of claim 1,
The magnetic pole has a dimension greater than that of the ion beam in the longitudinal direction of the ion beam,
And a distance between the pair of magnetic poles is constant within the mass separation magnet.
제1항에 있어서,
상기 이온원에서 생성된 상기 이온빔의 진행방향이, 상기 질량분리 마그넷 내에서 발생되는 자장의 방향에 대하여, 비스듬하게 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
The method of claim 1,
And the traveling direction of the ion beam generated from the ion source crosses at an angle with respect to the direction of the magnetic field generated in the mass separation magnet.
제1항에 있어서,
상기 자극은 상기 이온빔의 길이방향에 있어서, 상기 이온빔의 치수보다 큰 치수를 가지고 있으며,
상기 이온원에서 생성된 상기 이온빔의 진행방향이, 상기 질량분리 마그넷 내에서 발생되는 자장의 방향에 대하여, 비스듬하게 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
The method of claim 1,
The magnetic pole has a dimension greater than that of the ion beam in the longitudinal direction of the ion beam,
And the traveling direction of the ion beam generated from the ion source crosses at an angle with respect to the direction of the magnetic field generated in the mass separation magnet.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 자극간의 거리는 상기 질량분리 마그넷 내부에서 일정하고,
상기 이온원에서 생성된 상기 이온빔의 진행방향이, 상기 질량분리 마그넷 내에서 발생되는 자장의 방향에 대하여, 비스듬하게 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
The method of claim 1,
The distance between the pair of magnetic poles is constant inside the mass separation magnet,
And the traveling direction of the ion beam generated from the ion source crosses at an angle with respect to the direction of the magnetic field generated in the mass separation magnet.
제1항에 있어서,
상기 자극은 상기 이온빔의 길이방향에 있어서, 상기 이온빔의 치수보다 큰 치수를 가지며,
상기 한 쌍의 자극간의 거리는 상기 질량분리 마그넷 내부에서 일정하고,
상기 이온원에서 생성된 상기 이온빔의 진행방향이, 상기 질량분리 마그넷 내에서 발생되는 자장의 방향에 대하여, 비스듬하게 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
The method of claim 1,
The magnetic pole has a dimension greater than that of the ion beam in the longitudinal direction of the ion beam,
The distance between the pair of magnetic poles is constant inside the mass separation magnet,
And the traveling direction of the ion beam generated from the ion source crosses at an angle with respect to the direction of the magnetic field generated in the mass separation magnet.
제1항에 있어서,
상기 이온원에서 생성된 상기 이온빔의 진행방향이, 상기 질량분리 마그넷 내에서 발생되는 자장의 방향에 직교하고 있는 동시에, 상기 이온원과 상기 질량분리 마그넷 사이의 빔 경로에, 상기 이온빔의 진행방향을 상기 이온빔의 주면에 수직인 두께방향으로 편향시키는 한 쌍의 정전편향전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
The method of claim 1,
The traveling direction of the ion beam generated in the ion source is orthogonal to the direction of the magnetic field generated in the mass separation magnet, and the traveling direction of the ion beam is placed in the beam path between the ion source and the mass separation magnet. And a pair of electrostatic deflecting electrodes for deflecting in the thickness direction perpendicular to the main surface of said ion beam.
제1항에 있어서,
상기 자극은 상기 이온빔의 길이방향에 있어서, 상기 이온빔의 치수보다 큰 치수를 가지고 있으며,
상기 이온원에서 생성된 상기 이온빔의 진행방향이, 상기 질량분리 마그넷 내에서 발생되는 자장의 방향에 직교하고 있는 동시에, 상기 이온원과 상기 질량분리 마그넷 사이의 빔 경로에, 상기 이온빔의 진행방향을 상기 이온빔의 주면에 수직인 두께방향으로 편향시키는 한 쌍의 정전편향전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
The method of claim 1,
The magnetic pole has a dimension greater than that of the ion beam in the longitudinal direction of the ion beam,
The traveling direction of the ion beam generated in the ion source is orthogonal to the direction of the magnetic field generated in the mass separation magnet, and the traveling direction of the ion beam is placed in the beam path between the ion source and the mass separation magnet. And a pair of electrostatic deflecting electrodes for deflecting in the thickness direction perpendicular to the main surface of said ion beam.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 자극간의 거리는 상기 질량분리 마그넷 내부에서 일정하고,
상기 이온원에서 생성된 상기 이온빔의 진행방향이, 상기 질량분리 마그넷 내에서 발생되는 자장의 방향에 직교하고 있는 동시에, 상기 이온원과 상기 질량분리 마그넷 사이의 빔 경로에, 상기 이온빔의 진행방향을 상기 이온빔의 주면에 수직인 두께방향으로 편향시키는 한 쌍의 정전편향전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
The method of claim 1,
The distance between the pair of magnetic poles is constant inside the mass separation magnet,
The traveling direction of the ion beam generated in the ion source is orthogonal to the direction of the magnetic field generated in the mass separation magnet, and the traveling direction of the ion beam is placed in the beam path between the ion source and the mass separation magnet. And a pair of electrostatic deflecting electrodes for deflecting in the thickness direction perpendicular to the main surface of said ion beam.
제1항에 있어서,
상기 자극은 상기 이온빔의 길이방향에 있어서, 상기 이온빔의 치수보다 큰 치수를 가지며,
상기 한 쌍의 자극간의 거리는 상기 질량분리 마그넷 내부에서 일정하고,
상기 이온원에서 생성된 상기 이온빔의 진행방향이, 상기 질량분리 마그넷 내에서 발생되는 자장의 방향에 직교하고 있는 동시에, 상기 이온원과 상기 질량분리 마그넷 사이의 빔 경로에, 상기 이온빔의 진행방향을 상기 이온빔의 주면에 수직인 두께방향으로 편향시키는 한 쌍의 정전편향전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
The method of claim 1,
The magnetic pole has a dimension greater than that of the ion beam in the longitudinal direction of the ion beam,
The distance between the pair of magnetic poles is constant inside the mass separation magnet,
The traveling direction of the ion beam generated in the ion source is orthogonal to the direction of the magnetic field generated in the mass separation magnet, and the traveling direction of the ion beam is placed in the beam path between the ion source and the mass separation magnet. And a pair of electrostatic deflecting electrodes for deflecting in the thickness direction perpendicular to the main surface of said ion beam.
제1항에 있어서,
상기 이온원에서 생성된 상기 이온빔의 진행방향이, 상기 질량분리 마그넷 내에서 발생되는 자장의 방향에 직교하고 있는 동시에, 상기 질량분리 마그넷 내에, 상기 이온빔의 진행방향을 상기 이온빔의 주면에 수직인 두께방향으로 편향시키는 한 쌍의 정전편향전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
The method of claim 1,
While the traveling direction of the ion beam generated from the ion source is perpendicular to the direction of the magnetic field generated in the mass separation magnet, the traveling direction of the ion beam in the mass separation magnet is perpendicular to the main surface of the ion beam. An ion implantation device, characterized in that a pair of electrostatic deflection electrodes are arranged to deflect in a direction.
제1항에 있어서,
상기 자극은 상기 이온빔의 길이방향에 있어서, 상기 이온빔의 치수보다 큰 치수를 가지고 있으며,
상기 이온원에서 생성된 상기 이온빔의 진행방향이, 상기 질량분리 마그넷 내에서 발생되는 자장의 방향에 직교하고 있는 동시에, 상기 질량분리 마그넷 내에, 상기 이온빔의 진행방향을 상기 이온빔의 주면에 수직인 두께방향으로 편향시키는 한 쌍의 정전편향전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
The method of claim 1,
The magnetic pole has a dimension greater than that of the ion beam in the longitudinal direction of the ion beam,
While the traveling direction of the ion beam generated from the ion source is perpendicular to the direction of the magnetic field generated in the mass separation magnet, the traveling direction of the ion beam in the mass separation magnet is perpendicular to the main surface of the ion beam. An ion implantation device, characterized in that a pair of electrostatic deflection electrodes are arranged to deflect in a direction.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 자극간의 거리는 상기 질량분리 마그넷 내부에서 일정하고,
상기 이온원에서 생성된 상기 이온빔의 진행방향이, 상기 질량분리 마그넷 내에서 발생되는 자장의 방향에 직교하고 있는 동시에, 상기 질량분리 마그넷 내에, 상기 이온빔의 진행방향을 상기 이온빔의 주면에 수직인 두께방향으로 편향시키는 한 쌍의 정전편향전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
The method of claim 1,
The distance between the pair of magnetic poles is constant inside the mass separation magnet,
While the traveling direction of the ion beam generated from the ion source is perpendicular to the direction of the magnetic field generated in the mass separation magnet, the traveling direction of the ion beam in the mass separation magnet is perpendicular to the main surface of the ion beam. An ion implantation device, characterized in that a pair of electrostatic deflection electrodes are arranged to deflect in a direction.
제1항에 있어서,
상기 자극은 상기 이온빔의 길이방향에 있어서, 상기 이온빔의 치수보다 큰 치수를 가지며,
상기 한 쌍의 자극간의 거리는 상기 질량분리 마그넷 내부에서 일정하고,
상기 이온원에서 생성된 상기 이온빔의 진행방향이, 상기 질량분리 마그넷 내에서 발생되는 자장의 방향에 직교하고 있는 동시에, 상기 질량분리 마그넷 내에, 상기 이온빔의 진행방향을 상기 이온빔의 주면에 수직인 두께방향으로 편향시키는 한 쌍의 정전편향전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
The method of claim 1,
The magnetic pole has a dimension greater than that of the ion beam in the longitudinal direction of the ion beam,
The distance between the pair of magnetic poles is constant inside the mass separation magnet,
While the traveling direction of the ion beam generated from the ion source is perpendicular to the direction of the magnetic field generated in the mass separation magnet, the traveling direction of the ion beam in the mass separation magnet is perpendicular to the main surface of the ion beam. An ion implantation device, characterized in that a pair of electrostatic deflection electrodes are arranged to deflect in a direction.
제1항에 있어서,
상기 이온원과 상기 질량분리 마그넷 사이의 빔 경로에, 상기 이온빔의 진행방향을 상기 이온빔의 길이방향으로 편향시키는 편향 전자석이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
The method of claim 1,
And a deflection electromagnet for deflecting the traveling direction of the ion beam in the longitudinal direction of the ion beam in a beam path between the ion source and the mass separation magnet.
제1항에 있어서,
상기 질량분리 마그넷 내에서, 상기 이온빔의 길이방향에 있어서 다른 장소를 통과하는 복수의 이온빔의 궤도상에 그어진 각 접선이 서로 평행이 되는 점을 연결한 선상에, 상기 질량분리 마그넷의 출구측에 배치된 상기 자극의 단부가 위치해 있는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
The method of claim 1,
In the mass separation magnet, the tangent lines drawn on the tracks of the plurality of ion beams passing through different locations in the length direction of the ion beam are connected to each other so as to be parallel to each other, and arranged at the outlet side of the mass separation magnet. An ion implantation device, characterized in that the end of the magnetic pole is located.
제1항에 있어서,
상기 질량분리 마그넷 내부에서, 상기 이온빔의 길이방향에 있어서 다른 장소를 통과하는 상기 이온빔의 궤도의 길이는 동일한 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
The method of claim 1,
In the mass separation magnet, the ion implantation device, characterized in that the length of the trajectory of the ion beam passing through another place in the longitudinal direction of the ion beam is the same.
제1항에 있어서,
상기 분석 슬릿은 상기 이온빔의 두께방향의 치수가 최소가 되는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
The method of claim 1,
And the analysis slit is disposed at a position where the dimension in the thickness direction of the ion beam is minimized.
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