JPH06223762A - 荷電粒子加速装置 - Google Patents
荷電粒子加速装置Info
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- JPH06223762A JPH06223762A JP5010743A JP1074393A JPH06223762A JP H06223762 A JPH06223762 A JP H06223762A JP 5010743 A JP5010743 A JP 5010743A JP 1074393 A JP1074393 A JP 1074393A JP H06223762 A JPH06223762 A JP H06223762A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 荷電ビームの通路の壁面に荷電粒子が衝撃す
ることによって発生する金属粒子の被イオン注入基体へ
の影響を回避する。 【構成】 真空容器１内の荷電粒子が通過する通路１３
の内周壁が先方に向かって広がる断面形状とする。
ることによって発生する金属粒子の被イオン注入基体へ
の影響を回避する。 【構成】 真空容器１内の荷電粒子が通過する通路１３
の内周壁が先方に向かって広がる断面形状とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばイオン注入装置
に適用して好適な荷電粒子加速装置に係わる。
に適用して好適な荷電粒子加速装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】荷電粒子加速装置、例えばイオン注入装
置の一般的構成は、図５にその概略構成を示すように、
真空容器１が構成され、イオン源２から取り出したイオ
ンビーム、すなわち荷電粒子ビーム３を、目的とするイ
オン注入がなされる被イオン注入基体４上に所要のエネ
ルギーをもって衝撃させるに、イオン源２から得たイオ
ンを、アナライザ・チャンバ５においてアナライザ・マ
グネット６によって必要とするイオン種のみを質量分析
して加速管７に導入して加速を行い、第１及び第２の偏
向手段８及び９によって水平及び垂直偏向を行ってイオ
ンビームを目的とする基体４に所要のエネルギーをもっ
て衝撃し、かつ水平及び垂直走査するようになされてい
る。
置の一般的構成は、図５にその概略構成を示すように、
真空容器１が構成され、イオン源２から取り出したイオ
ンビーム、すなわち荷電粒子ビーム３を、目的とするイ
オン注入がなされる被イオン注入基体４上に所要のエネ
ルギーをもって衝撃させるに、イオン源２から得たイオ
ンを、アナライザ・チャンバ５においてアナライザ・マ
グネット６によって必要とするイオン種のみを質量分析
して加速管７に導入して加速を行い、第１及び第２の偏
向手段８及び９によって水平及び垂直偏向を行ってイオ
ンビームを目的とする基体４に所要のエネルギーをもっ
て衝撃し、かつ水平及び垂直走査するようになされてい
る。
【０００３】図において、１０はイオン源の拡散ポン
プ、１１はビームラインとエンドステーションの拡散ポ
ンプを、また、１２はファラデー・ケージを示す。
プ、１１はビームラインとエンドステーションの拡散ポ
ンプを、また、１２はファラデー・ケージを示す。
【０００４】このようなイオン注入装置において、その
真空容器１のイオンビーム（荷電子ビーム）の通路１３
となるいわゆるイオンライン、アナライザ・チャンバ５
の壁面は金属、一般にはＳＵＳ（Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ合
金）によって構成される。
真空容器１のイオンビーム（荷電子ビーム）の通路１３
となるいわゆるイオンライン、アナライザ・チャンバ５
の壁面は金属、一般にはＳＵＳ（Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ合
金）によって構成される。
【０００５】ところが、実際上イオンビームは、そのイ
オン同士の反発力によって、これが広がりながら、基体
４に向かうことから、このイオンが通路１３の内周壁面
に衝撃し、その壁面からその構成金属の粒子を発生させ
る。
オン同士の反発力によって、これが広がりながら、基体
４に向かうことから、このイオンが通路１３の内周壁面
に衝撃し、その壁面からその構成金属の粒子を発生させ
る。
【０００６】この通路１３の内周壁に対するイオンの衝
撃は、例えば図５に示す偏向手段９の後段側でみられる
ように、通路１３の屈曲部１４で著しく発生する。
撃は、例えば図５に示す偏向手段９の後段側でみられる
ように、通路１３の屈曲部１４で著しく発生する。
【０００７】そして、このようにして発生した金属粒子
が基体４に向かうと、この基体４、例えばこれが半導体
基体である場合においては、これを金属汚染させること
になって、この半導体基体に形成する各種半導体素子の
特性劣化、特性の不均一性、信頼性低下等をきたす。
が基体４に向かうと、この基体４、例えばこれが半導体
基体である場合においては、これを金属汚染させること
になって、この半導体基体に形成する各種半導体素子の
特性劣化、特性の不均一性、信頼性低下等をきたす。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、半導体基体
等の各種基体に対するイオン注入を金属汚染粒子等を発
生させることなく確実に行うことができる荷電粒子加速
装置を提供する。
等の各種基体に対するイオン注入を金属汚染粒子等を発
生させることなく確実に行うことができる荷電粒子加速
装置を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、図１にその一
例の概略構成を示すように、真空容器１内の荷電粒子が
通過する通路１３の内周壁が図２〜図４にその断面図を
示すように、先方に向かって広がる断面形状とする。
例の概略構成を示すように、真空容器１内の荷電粒子が
通過する通路１３の内周壁が図２〜図４にその断面図を
示すように、先方に向かって広がる断面形状とする。
【００１０】本発明は、上記通路１３の内周壁を、図２
に示すように、先方に向かって広がる断面２次曲線の例
えば放物線ないしは双曲線形状とする。
に示すように、先方に向かって広がる断面２次曲線の例
えば放物線ないしは双曲線形状とする。
【００１１】また、本発明は、上記通路１３の内周壁
を、図３に示すように、先方に向かって広がる断面階段
状とする。
を、図３に示すように、先方に向かって広がる断面階段
状とする。
【００１２】
【作用】上述の本発明装置によれば、イオンビームを通
過させる通路１３の内周壁の断面形状を先方に向かって
広がる形状としたことによって、この内周壁面に対する
イオンの衝撃によって叩き出された通路１３の構成金属
材料粒子による基体３の汚染が格段に減少した。
過させる通路１３の内周壁の断面形状を先方に向かって
広がる形状としたことによって、この内周壁面に対する
イオンの衝撃によって叩き出された通路１３の構成金属
材料粒子による基体３の汚染が格段に減少した。
【００１３】これは、通路１３の内周壁面の断面形状を
先方に向かって広がる形状としたことによってイオンビ
ームにおける広がりと共に、通路１３の内周壁が後退し
ていることによってイオンがこの内周壁にぶつかりにく
くなることからイオンの通路内周壁に対する衝突確率を
減少できるとともに、この通路１３の内周壁面に対する
イオンの入射角α（壁面の法線方向とイオンの到来方向
とのなす角）を９０°近傍にすることができることとが
相乗的に作用することによって、通路１３の内周壁面か
らの金属粒子の発生が激減する。
先方に向かって広がる形状としたことによってイオンビ
ームにおける広がりと共に、通路１３の内周壁が後退し
ていることによってイオンがこの内周壁にぶつかりにく
くなることからイオンの通路内周壁に対する衝突確率を
減少できるとともに、この通路１３の内周壁面に対する
イオンの入射角α（壁面の法線方向とイオンの到来方向
とのなす角）を９０°近傍にすることができることとが
相乗的に作用することによって、通路１３の内周壁面か
らの金属粒子の発生が激減する。
【００１４】すなわち、例えばアプライド・フィジック
ス（Appl.Phys.)A 34,73−94(1984)（以下資料１とい
う）に報告されているように、基板に対して粒子を衝撃
させるとき、例えばＮｉ基板にＮｅを衝撃させるとき、
図６に示すように、その入射角αが９０°近傍で、スパ
ッタリング量すなわち金属粒子の飛び出し量がほゞゼロ
となる。
ス（Appl.Phys.)A 34,73−94(1984)（以下資料１とい
う）に報告されているように、基板に対して粒子を衝撃
させるとき、例えばＮｉ基板にＮｅを衝撃させるとき、
図６に示すように、その入射角αが９０°近傍で、スパ
ッタリング量すなわち金属粒子の飛び出し量がほゞゼロ
となる。
【００１５】そして、図４で示した構成では、各階段の
継ぎ目で軸心に対してほぼ直交ないしは斜交するリング
状の壁面１３ａ，１３ｂ‥‥が生ずることからこの壁面
１３ａ，１３ｂ‥‥に対するイオンの衝突は大となる
が、此処で発生した金属粒子は、先方にすなわちイオン
注入を行う被イオン注入基体側に向かうことが殆どない
のでこれによる基体の特性への影響は殆どない。
継ぎ目で軸心に対してほぼ直交ないしは斜交するリング
状の壁面１３ａ，１３ｂ‥‥が生ずることからこの壁面
１３ａ，１３ｂ‥‥に対するイオンの衝突は大となる
が、此処で発生した金属粒子は、先方にすなわちイオン
注入を行う被イオン注入基体側に向かうことが殆どない
のでこれによる基体の特性への影響は殆どない。
【００１６】
【実施例】図１を参照して本発明の一例を説明する。
【００１７】この場合においても、真空容器１が構成さ
れ、イオン源２から取り出したイオンビーム、すなわち
荷電粒子ビーム３を、目的とするイオン注入がなされる
基体４上に所要のエネルギーをもって衝撃させるに、イ
オン源２から得たイオンを、アナライザ・チャンバ５に
おいてアナライザ・マグネット６によって必要とするイ
オン種のみを質量分析して加速管７に導入して加速を行
い、第１及び第２の偏向手段８及び９によって水平及び
垂直偏向を行ってイオンビームを目的とする基体４に所
要のエネルギーをもって衝撃し、かつ水平及び垂直走査
するようになされている。
れ、イオン源２から取り出したイオンビーム、すなわち
荷電粒子ビーム３を、目的とするイオン注入がなされる
基体４上に所要のエネルギーをもって衝撃させるに、イ
オン源２から得たイオンを、アナライザ・チャンバ５に
おいてアナライザ・マグネット６によって必要とするイ
オン種のみを質量分析して加速管７に導入して加速を行
い、第１及び第２の偏向手段８及び９によって水平及び
垂直偏向を行ってイオンビームを目的とする基体４に所
要のエネルギーをもって衝撃し、かつ水平及び垂直走査
するようになされている。
【００１８】図において、１０はイオン源の拡散ポン
プ、１１はビームラインとエンドステーションの拡散ポ
ンプを、また、１２はファラデー・ケージを示す。
プ、１１はビームラインとエンドステーションの拡散ポ
ンプを、また、１２はファラデー・ケージを示す。
【００１９】本発明は、例えばこのようなイオン注入装
置において、その通路１３、例えばアナライザ・チャン
バ５、また第２の偏向手段９の出口側のビームラインの
屈曲部１４を有する通路１３において、その内周壁が先
方に向かって広がる断面形状とする。
置において、その通路１３、例えばアナライザ・チャン
バ５、また第２の偏向手段９の出口側のビームラインの
屈曲部１４を有する通路１３において、その内周壁が先
方に向かって広がる断面形状とする。
【００２０】すなわち、通路１３の内周壁を、図２に示
すように、先方に向かって広がる断面２次曲線の例えば
放物線ないしは双曲線形状とする。
すように、先方に向かって広がる断面２次曲線の例えば
放物線ないしは双曲線形状とする。
【００２１】或いは例えば、通路１３の内周壁を、図３
に示すように、先方に向かって広がる直線状とする。
に示すように、先方に向かって広がる直線状とする。
【００２２】或いは、図４に示すように、通路１３の内
周壁を断面階段状とする。
周壁を断面階段状とする。
【００２３】すなわち、これら通路１３は、例えばＳＵ
Ｓによるパイプによって、通路１３におけるイオンビー
ム（荷電子ビーム）３の軸心に対して例えば回転対称を
なし、この軸心を含む断面での形状が、上述の図２のラ
ッパ状、図３の切頭円錐面状に、或いは図４の複数の例
えば切頭円錐面体或いはラッパ状部が連続的に連なった
階段状とする。
Ｓによるパイプによって、通路１３におけるイオンビー
ム（荷電子ビーム）３の軸心に対して例えば回転対称を
なし、この軸心を含む断面での形状が、上述の図２のラ
ッパ状、図３の切頭円錐面状に、或いは図４の複数の例
えば切頭円錐面体或いはラッパ状部が連続的に連なった
階段状とする。
【００２４】この場合、その段階部に生じる壁面１３
ａ，１３ｂにはこれに向うイオンの入射角ができるだけ
垂直とならない面に形成することができる。
ａ，１３ｂにはこれに向うイオンの入射角ができるだけ
垂直とならない面に形成することができる。
【００２５】そして、図４で示した構成では、各階段の
継ぎ目で軸心に対してほぼ直交ないしは斜交するリング
状の壁面１３ａ，１３ｂ‥‥が生ずることからこの壁面
１３ａに対するイオンの衝突は大となるが、此処で発生
した金属粒子は、先方にすなわちイオン注入を行う被イ
オン注入基体側に向かうことが殆どないのでこれによる
基体の特性への影響は殆どない。
継ぎ目で軸心に対してほぼ直交ないしは斜交するリング
状の壁面１３ａ，１３ｂ‥‥が生ずることからこの壁面
１３ａに対するイオンの衝突は大となるが、此処で発生
した金属粒子は、先方にすなわちイオン注入を行う被イ
オン注入基体側に向かうことが殆どないのでこれによる
基体の特性への影響は殆どない。
【００２６】尚、この階段状構成において、そのリング
状壁面１３ａ，１３ｂ‥‥の内径を先方側に向って漸次
大とすることによって、これに対するイオンの衝撃を小
さくすることができる。
状壁面１３ａ，１３ｂ‥‥の内径を先方側に向って漸次
大とすることによって、これに対するイオンの衝撃を小
さくすることができる。
【００２７】上述の本発明構成によれば、通路１３の内
周壁面に対してイオンの衝撃確率が高いイオン通路の屈
曲ないしは湾曲部において、先方に向かって広がる形状
としたので、前述の資料１で明らかなように金属粒子が
多量に発生する入射角をとり勝ちな部分での金属粒子の
発生を抑制することができ、基体３に対する金属汚染を
効果的に回避できる。
周壁面に対してイオンの衝撃確率が高いイオン通路の屈
曲ないしは湾曲部において、先方に向かって広がる形状
としたので、前述の資料１で明らかなように金属粒子が
多量に発生する入射角をとり勝ちな部分での金属粒子の
発生を抑制することができ、基体３に対する金属汚染を
効果的に回避できる。
【００２８】なお、本発明は、図１で示した構成のイオ
ン注入装置に適用する場合に限らず、他の各種形式のイ
オン注入装置、また他の各種荷電粒子加速装置に適用す
ることができる。
ン注入装置に適用する場合に限らず、他の各種形式のイ
オン注入装置、また他の各種荷電粒子加速装置に適用す
ることができる。
【００２９】
【発明の効果】上述の本発明装置は、イオンビームを通
過させる通路１３の内周壁の断面形状を先方に向かって
広がる形状としたことによって、この内周壁面に対する
イオンの衝撃によるこの通路１３を構成する金属材料粒
子による基体３の汚染が格段に減少した。
過させる通路１３の内周壁の断面形状を先方に向かって
広がる形状としたことによって、この内周壁面に対する
イオンの衝撃によるこの通路１３を構成する金属材料粒
子による基体３の汚染が格段に減少した。
【００３０】これは、通路１３の内周壁面の断面形状を
先方に向かって広がる形状としたことによってイオンビ
ームにおける広がりと共に、通路１３の内周壁が後退し
ていることによってイオンがこの内周壁にぶつかりにく
くなることからイオンの通路内周壁に対する衝突確率を
減少できるとともに、この通路１３の内周壁面に対する
イオンの入射角α（壁面の法線方向とイオンの到来方向
とのなす角）を９０°近傍にすることができることとが
相乗的に作用することによって、通路１３の内周壁面か
らの金属粒子の発生を減少できるものである。
先方に向かって広がる形状としたことによってイオンビ
ームにおける広がりと共に、通路１３の内周壁が後退し
ていることによってイオンがこの内周壁にぶつかりにく
くなることからイオンの通路内周壁に対する衝突確率を
減少できるとともに、この通路１３の内周壁面に対する
イオンの入射角α（壁面の法線方向とイオンの到来方向
とのなす角）を９０°近傍にすることができることとが
相乗的に作用することによって、通路１３の内周壁面か
らの金属粒子の発生を減少できるものである。
【００３１】したがって、本発明を例えば半導体装置の
製造過程で用いるイオン注入装置に適用するときは、被
イオン注入半導体基体の金属不純物による汚損、特性劣
化を回避できる。
製造過程で用いるイオン注入装置に適用するときは、被
イオン注入半導体基体の金属不純物による汚損、特性劣
化を回避できる。
【図１】本発明装置の一例の概略構成図である。
【図２】本発明装置における荷電粒子通路の一例の断面
図である。
図である。
【図３】本発明装置における荷電粒子通路の他の例の断
面図である。
面図である。
【図４】本発明装置における荷電粒子通路の例の断面図
である。
である。
【図５】従来装置の概略構成図である。
【図６】スパッタリング量の入射角依存性を示す図であ
る。
る。
１ 真空容器 ２ イオン源 ３ 荷電ビーム ４ イオン注入基体 ５ アナライザ・チャンバ ６ アナライザ・マグネット ７ 加速管 ８ 第１の偏向手段 ９ 第２の偏向手段 １３ 通路 １４ 屈曲ないしは湾曲部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/265
Claims (3)
- 【請求項１】 真空容器内の荷電粒子が通過する通路の
内周壁が先方に向かって広がる断面形状としたことを特
徴とする荷電粒子加速装置。 - 【請求項２】 上記通路の内周壁が先方に向かって広が
る断面２次曲線形状としたことを特徴とする荷電粒子加
速装置。 - 【請求項３】 上記通路の内周壁が先方に向かって広が
る断面階段状としたことを特徴とする荷電粒子加速装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5010743A JPH06223762A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 荷電粒子加速装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5010743A JPH06223762A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 荷電粒子加速装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06223762A true JPH06223762A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=11758793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5010743A Pending JPH06223762A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 荷電粒子加速装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06223762A (ja) |
-
1993
- 1993-01-26 JP JP5010743A patent/JPH06223762A/ja active Pending
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