JP2003257357A - 粒子注入装置 - Google Patents
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/48—Ion implantation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C14/46—Sputtering by ion beam produced by an external ion source
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
-
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- H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
- H01J2237/31—Processing objects on a macro-scale
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- H01J2237/3146—Ion beam bombardment sputtering
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- Analytical Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板に低エネルギーの粒子を大量にかつ均一
性良く注入することのできる粒子注入装置を提供する。 【解決手段】 この粒子注入装置は、スパッタ用のター
ゲット２と、ターゲット２に見かけがＸ方向に幅広のシ
ート状をしたイオンビーム８を照射してスパッタ粒子１
０を発生させるイオンビーム源６と、ターゲット２をＸ
方向に交差するＹ方向に、イオンビーム８との間の角度
θを一定に保ちつつ機械的に往復走査するターゲット走
査機構４と、ターゲット２から発生したスパッタ粒子１
０を通過させるＸ方向に長いスリット１４を有するスリ
ット板１２と、スリット１４を通過したスパッタ粒子１
０が入射する位置に基板１６を保持するホルダ１８と、
ホルダ１８をＸ方向およびＹ方向の両者に交差するＺ方
向に機械的に往復走査するホルダ走査機構２０とを備え
ている。
性良く注入することのできる粒子注入装置を提供する。 【解決手段】 この粒子注入装置は、スパッタ用のター
ゲット２と、ターゲット２に見かけがＸ方向に幅広のシ
ート状をしたイオンビーム８を照射してスパッタ粒子１
０を発生させるイオンビーム源６と、ターゲット２をＸ
方向に交差するＹ方向に、イオンビーム８との間の角度
θを一定に保ちつつ機械的に往復走査するターゲット走
査機構４と、ターゲット２から発生したスパッタ粒子１
０を通過させるＸ方向に長いスリット１４を有するスリ
ット板１２と、スリット１４を通過したスパッタ粒子１
０が入射する位置に基板１６を保持するホルダ１８と、
ホルダ１８をＸ方向およびＹ方向の両者に交差するＺ方
向に機械的に往復走査するホルダ走査機構２０とを備え
ている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、スパッタ方式に
よって、基板に低エネルギーの粒子を大量にかつ均一性
良く注入することを可能にした粒子注入装置に関する。
よって、基板に低エネルギーの粒子を大量にかつ均一性
良く注入することを可能にした粒子注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、例えば半導体デバイス製造等の分
野において、基板に低エネルギーの粒子を大量にかつ均
一性良く注入する技術が必要になってきた。例えば、半
導体基板に不純物をイオン等の形で注入して電界効果ト
ランジスタ（例えばＭＯＳ−ＦＥＴ）等の半導体デバイ
スを製造するに当たっては、近年は半導体デバイスの小
型化に伴って注入領域も非常に浅くなって来ており、こ
れまで以上に低エネルギー（例えば数ｅＶ〜数百ｅＶ程
度の範囲内。高くても数ｋｅＶ以下）での注入が求めら
れるようになってきた。
野において、基板に低エネルギーの粒子を大量にかつ均
一性良く注入する技術が必要になってきた。例えば、半
導体基板に不純物をイオン等の形で注入して電界効果ト
ランジスタ（例えばＭＯＳ−ＦＥＴ）等の半導体デバイ
スを製造するに当たっては、近年は半導体デバイスの小
型化に伴って注入領域も非常に浅くなって来ており、こ
れまで以上に低エネルギー（例えば数ｅＶ〜数百ｅＶ程
度の範囲内。高くても数ｋｅＶ以下）での注入が求めら
れるようになってきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記のような低
エネルギーのイオン（イオンビーム）をイオン源から引
き出そうとすると、イオンビーム電流は引出し電圧の３
／２乗に比例して小さくなるため（これを３／２乗比例
則と呼ぶことにする）、引き出し得るイオンビーム電流
は急減に小さくなり、大量に注入することが困難にな
り、注入処理能力（スループット）が急激に低下する。
エネルギーのイオン（イオンビーム）をイオン源から引
き出そうとすると、イオンビーム電流は引出し電圧の３
／２乗に比例して小さくなるため（これを３／２乗比例
則と呼ぶことにする）、引き出し得るイオンビーム電流
は急減に小さくなり、大量に注入することが困難にな
り、注入処理能力（スループット）が急激に低下する。
【０００４】そのために現在は、イオン源から数ｋｅＶ
よりも十分に高い高エネルギーで引き出したイオンビー
ムを減速器で減速して目的とする数ｋｅＶ以下の低エネ
ルギーにして輸送して注入するという技術が採用されて
いる。しかし、エネルギーが数ｋｅＶ以下という低エネ
ルギーのイオンビームを輸送する場合、当該イオンビー
ムの空間電荷によってイオンビームの発散が大きくなる
ので、イオンビームの輸送効率が極端に低下する。低エ
ネルギーかつ大電流のイオンビームを輸送する場合は特
にそうである。これは、イオンビームが大電流の場合は
その空間電荷が大きく、かつイオンビームが低エネルギ
ーの場合は空間電荷による発散の影響を受けやすいから
である。従って、上記技術でも、低エネルギーのイオン
を基板に大量に照射して大量に注入することは困難であ
る。
よりも十分に高い高エネルギーで引き出したイオンビー
ムを減速器で減速して目的とする数ｋｅＶ以下の低エネ
ルギーにして輸送して注入するという技術が採用されて
いる。しかし、エネルギーが数ｋｅＶ以下という低エネ
ルギーのイオンビームを輸送する場合、当該イオンビー
ムの空間電荷によってイオンビームの発散が大きくなる
ので、イオンビームの輸送効率が極端に低下する。低エ
ネルギーかつ大電流のイオンビームを輸送する場合は特
にそうである。これは、イオンビームが大電流の場合は
その空間電荷が大きく、かつイオンビームが低エネルギ
ーの場合は空間電荷による発散の影響を受けやすいから
である。従って、上記技術でも、低エネルギーのイオン
を基板に大量に照射して大量に注入することは困難であ
る。
【０００５】そこでこの発明は、基板に低エネルギーの
粒子を大量にかつ均一性良く注入することのできる粒子
注入装置を提供することを主たる目的とする。
粒子を大量にかつ均一性良く注入することのできる粒子
注入装置を提供することを主たる目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の粒子注入装置
は、スパッタ用のターゲットと、このターゲットに見か
けがＸ方向に幅広のシート状をしたイオンビームを照射
してスパッタ粒子を発生させるイオンビーム源と、前記
ターゲットを前記Ｘ方向に交差するＹ方向に、前記イオ
ンビームとの間の角度を一定に保ちつつ機械的に往復走
査するターゲット走査機構と、前記ターゲットから発生
したスパッタ粒子を通過させるものであって前記Ｘ方向
に長いスリットを有するスリット板と、このスリット板
のスリットを通過したスパッタ粒子が入射する位置に基
板を保持するホルダと、このホルダを前記Ｘ方向および
Ｙ方向の両者に交差するＺ方向に機械的に往復走査する
ホルダ走査機構とを備えることを特徴としている（請求
項１）。
は、スパッタ用のターゲットと、このターゲットに見か
けがＸ方向に幅広のシート状をしたイオンビームを照射
してスパッタ粒子を発生させるイオンビーム源と、前記
ターゲットを前記Ｘ方向に交差するＹ方向に、前記イオ
ンビームとの間の角度を一定に保ちつつ機械的に往復走
査するターゲット走査機構と、前記ターゲットから発生
したスパッタ粒子を通過させるものであって前記Ｘ方向
に長いスリットを有するスリット板と、このスリット板
のスリットを通過したスパッタ粒子が入射する位置に基
板を保持するホルダと、このホルダを前記Ｘ方向および
Ｙ方向の両者に交差するＺ方向に機械的に往復走査する
ホルダ走査機構とを備えることを特徴としている（請求
項１）。
【０００７】上記イオンビーム源は、スポット状のイオ
ンビームを電界または磁界によって走査することによっ
てシート状に見えるイオンビームを発生させるものでも
良いし、現実にシート状をしたイオンビームを走査せず
に発生させるものでも良い。
ンビームを電界または磁界によって走査することによっ
てシート状に見えるイオンビームを発生させるものでも
良いし、現実にシート状をしたイオンビームを走査せず
に発生させるものでも良い。
【０００８】上記構成によれば、イオンビーム源からの
イオンビームは、基板にではなくターゲットに照射する
ので、このターゲットに照射するイオンビームには数ｋ
ｅＶよりも高い高エネルギーのイオンビームを利用する
ことができる。高エネルギーのイオンビームを利用すれ
ば、前述した３／２乗比例則による引出し電流低下や空
間電荷による輸送効率低下の問題を回避することができ
るので、ターゲットに大量のイオンビームを照射するこ
とができる。しかもスパッタ率の高いエネルギー域を利
用することができる。その結果、ターゲットからスパッ
タリングによってスパッタ粒子を大量に発生させること
ができる。
イオンビームは、基板にではなくターゲットに照射する
ので、このターゲットに照射するイオンビームには数ｋ
ｅＶよりも高い高エネルギーのイオンビームを利用する
ことができる。高エネルギーのイオンビームを利用すれ
ば、前述した３／２乗比例則による引出し電流低下や空
間電荷による輸送効率低下の問題を回避することができ
るので、ターゲットに大量のイオンビームを照射するこ
とができる。しかもスパッタ率の高いエネルギー域を利
用することができる。その結果、ターゲットからスパッ
タリングによってスパッタ粒子を大量に発生させること
ができる。
【０００９】スパッタリングによって発生したスパッタ
粒子は、中性粒子および正イオン等で構成されている
が、そのエネルギーは、照射イオンビームのエネルギー
に拘わらず、殆どが数ｅＶ〜２０ｅＶ程度の範囲内に分
布していることが経験的に知られている。従って、上記
構成によれば、このような低エネルギーのスパッタ粒子
を基板に大量に入射させることができるので、基板に低
エネルギーのスパッタ粒子を大量に注入することができ
る。従って、低エネルギーでの注入処理能力を高めるこ
とができる。
粒子は、中性粒子および正イオン等で構成されている
が、そのエネルギーは、照射イオンビームのエネルギー
に拘わらず、殆どが数ｅＶ〜２０ｅＶ程度の範囲内に分
布していることが経験的に知られている。従って、上記
構成によれば、このような低エネルギーのスパッタ粒子
を基板に大量に入射させることができるので、基板に低
エネルギーのスパッタ粒子を大量に注入することができ
る。従って、低エネルギーでの注入処理能力を高めるこ
とができる。
【００１０】ところで、公知のスパッタリング装置は、
ターゲットのほぼ全面をカバーするように２次元に広が
った大面積のイオンビームをターゲットに照射し、当該
ターゲットから発生したスパッタ粒子をそのまま基板に
入射させるものである（例えば、特開平４−３１４８６
０号公報参照）。
ターゲットのほぼ全面をカバーするように２次元に広が
った大面積のイオンビームをターゲットに照射し、当該
ターゲットから発生したスパッタ粒子をそのまま基板に
入射させるものである（例えば、特開平４−３１４８６
０号公報参照）。
【００１１】このような公知のスパッタリング装置で
は、大面積のイオンビームは通常その中央部が濃く周辺
部が淡い山型の密度分布を有していてその密度分布の均
一性が悪いので、そのようなイオンビームの照射によっ
て発生するスパッタ粒子の密度分布も均一性が悪い。従
って、単にこのようなスパッタ粒子を注入に用いても、
基板に均一性の良い注入を行うことはできない。しか
も、大面積のイオンビームが照射されたターゲットから
スパッタ粒子は多様な角度に放出されるので、基板に入
射するスパッタ粒子の入射角のばらつきが非常に大き
い。このような入射角の不揃いなスパッタ粒子は、注入
には適さない。注入深さや注入領域の境界が明確になら
ず注入特性が非常に悪いからである。
は、大面積のイオンビームは通常その中央部が濃く周辺
部が淡い山型の密度分布を有していてその密度分布の均
一性が悪いので、そのようなイオンビームの照射によっ
て発生するスパッタ粒子の密度分布も均一性が悪い。従
って、単にこのようなスパッタ粒子を注入に用いても、
基板に均一性の良い注入を行うことはできない。しか
も、大面積のイオンビームが照射されたターゲットから
スパッタ粒子は多様な角度に放出されるので、基板に入
射するスパッタ粒子の入射角のばらつきが非常に大き
い。このような入射角の不揃いなスパッタ粒子は、注入
には適さない。注入深さや注入領域の境界が明確になら
ず注入特性が非常に悪いからである。
【００１２】これに対して、この発明では、イオンビー
ム源からターゲットに対して、見かけがＸ方向に幅広の
シート状をしたイオンビームを照射することができ、こ
のようなイオンビームはＸ方向だけの均一性を考慮すれ
ば良いので、２次元に広がった大面積のイオンビームに
比べれば均一性良く照射することが容易である。特に、
イオンビームをＸ方向に走査する場合は容易である。従
って、ターゲットからスパッタ粒子をＸ方向において均
一性良く発生させることができる。しかもホルダ走査機
構によって、ホルダ上の基板を前記Ｘ方向と交差するＺ
方向に走査することができるので、これとスパッタ粒子
をＸ方向に均一性良く発生させることができることとの
協働によって、基板の広い領域に亘って（例えば基板の
ほぼ全面に）、スパッタ粒子を均一性良く入射させて均
一性良く注入することができる。しかも、前述したよう
に、低エネルギーのスパッタ粒子を大量に注入すること
ができる。
ム源からターゲットに対して、見かけがＸ方向に幅広の
シート状をしたイオンビームを照射することができ、こ
のようなイオンビームはＸ方向だけの均一性を考慮すれ
ば良いので、２次元に広がった大面積のイオンビームに
比べれば均一性良く照射することが容易である。特に、
イオンビームをＸ方向に走査する場合は容易である。従
って、ターゲットからスパッタ粒子をＸ方向において均
一性良く発生させることができる。しかもホルダ走査機
構によって、ホルダ上の基板を前記Ｘ方向と交差するＺ
方向に走査することができるので、これとスパッタ粒子
をＸ方向に均一性良く発生させることができることとの
協働によって、基板の広い領域に亘って（例えば基板の
ほぼ全面に）、スパッタ粒子を均一性良く入射させて均
一性良く注入することができる。しかも、前述したよう
に、低エネルギーのスパッタ粒子を大量に注入すること
ができる。
【００１３】しかもこの発明では、スリット板のＸ方向
に長いスリットを通してスパッタ粒子を基板に入射させ
ることができるので、基板に入射するスパッタ粒子の入
射角を揃えることができる。従って、注入特性の良い注
入を行うことができる。
に長いスリットを通してスパッタ粒子を基板に入射させ
ることができるので、基板に入射するスパッタ粒子の入
射角を揃えることができる。従って、注入特性の良い注
入を行うことができる。
【００１４】更にこの発明では、ターゲット走査機構に
よって、ターゲットを上記のようにＹ方向に機械的に走
査することができるので、ターゲットの広い領域をスパ
ッタに有効に利用することができる。しかも、仮にター
ゲットを固定しておいて同一箇所をスパッタし続ける
と、ターゲットが局所的に削られてスパッタ粒子の放出
方向やスパッタ粒子の放出量等のスパッタ状況が変化し
て、スパッタ粒子を基板に均一性良く入射させて均一性
良く注入することが短時間で困難になるけれども、この
ような問題をターゲットの上記走査によって解決するこ
とができる。従って、この観点からも、低エネルギーで
の注入処理能力を高めることができる。
よって、ターゲットを上記のようにＹ方向に機械的に走
査することができるので、ターゲットの広い領域をスパ
ッタに有効に利用することができる。しかも、仮にター
ゲットを固定しておいて同一箇所をスパッタし続ける
と、ターゲットが局所的に削られてスパッタ粒子の放出
方向やスパッタ粒子の放出量等のスパッタ状況が変化し
て、スパッタ粒子を基板に均一性良く入射させて均一性
良く注入することが短時間で困難になるけれども、この
ような問題をターゲットの上記走査によって解決するこ
とができる。従って、この観点からも、低エネルギーで
の注入処理能力を高めることができる。
【００１５】前記ターゲットとホルダとの間にターゲッ
ト側を正にして直流の加速電圧を印加する加速電源を更
に設けても良い（請求項２）。そのようにすれば、ター
ゲットから発生したスパッタ粒子中の正イオンを加速電
圧によって加速して基板に注入することができるので、
スパッタ粒子が本来有するエネルギー（これは前述した
ように数ｅＶ〜２０ｅＶ程度）よりも高いエネルギー域
での注入（イオン注入）を実現することができる。
ト側を正にして直流の加速電圧を印加する加速電源を更
に設けても良い（請求項２）。そのようにすれば、ター
ゲットから発生したスパッタ粒子中の正イオンを加速電
圧によって加速して基板に注入することができるので、
スパッタ粒子が本来有するエネルギー（これは前述した
ように数ｅＶ〜２０ｅＶ程度）よりも高いエネルギー域
での注入（イオン注入）を実現することができる。
【００１６】前記ターゲットとホルダとの間に、特定の
エネルギーを有する正イオンを選別して導出するエネル
ギーフィルタを更に設けても良い（請求項３）。そのよ
うにすれば、基板に注入するイオンのエネルギーを特定
のものに限定することができる。スパッタ粒子中の中性
粒子や、ターゲットで反跳した入射イオンが基板に入射
することを防止することもできる。その結果、注入イオ
ンのエネルギーが所望のものに正確に揃った、より正確
な粒子注入（イオン注入）を実現することができる。
エネルギーを有する正イオンを選別して導出するエネル
ギーフィルタを更に設けても良い（請求項３）。そのよ
うにすれば、基板に注入するイオンのエネルギーを特定
のものに限定することができる。スパッタ粒子中の中性
粒子や、ターゲットで反跳した入射イオンが基板に入射
することを防止することもできる。その結果、注入イオ
ンのエネルギーが所望のものに正確に揃った、より正確
な粒子注入（イオン注入）を実現することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は、この発明に係る粒子注入
装置の一例を示す概略側面図である。図２は、図１のタ
ーゲット周りの平面図である。
装置の一例を示す概略側面図である。図２は、図１のタ
ーゲット周りの平面図である。
【００１８】この粒子注入装置は、スパッタ用の板状の
ターゲット２と、このターゲット２に見かけがＸ方向に
幅広のシート状をしたイオンビーム８を照射して当該タ
ーゲット２からスパッタ粒子１０を発生させるイオンビ
ーム源６とを備えている。「Ｘ方向に幅広のシート状」
とは、Ｘ方向に直交する方向の厚さに比べてＸ方向の幅
が十分に広い形状のことを言う。Ｘ方向に長い細長い断
面形状をしていると言うこともできる。「見かけが」と
いう文言には、この明細書では、スポット状のイオンビ
ームを走査することによってイオンビーム８がシート状
に見える場合と、走査しなくてもイオンビーム８が現実
にシート状をしている場合の両方の意味が含まれてい
る。
ターゲット２と、このターゲット２に見かけがＸ方向に
幅広のシート状をしたイオンビーム８を照射して当該タ
ーゲット２からスパッタ粒子１０を発生させるイオンビ
ーム源６とを備えている。「Ｘ方向に幅広のシート状」
とは、Ｘ方向に直交する方向の厚さに比べてＸ方向の幅
が十分に広い形状のことを言う。Ｘ方向に長い細長い断
面形状をしていると言うこともできる。「見かけが」と
いう文言には、この明細書では、スポット状のイオンビ
ームを走査することによってイオンビーム８がシート状
に見える場合と、走査しなくてもイオンビーム８が現実
にシート状をしている場合の両方の意味が含まれてい
る。
【００１９】ターゲット２は、イオンビーム８の前記Ｘ
方向の幅をカバーする広さを有している。このターゲッ
ト２は、基板１６に対して注入を行いたい元素を含む材
料から成るものであれば良いが、注入を行いたい元素で
構成された材料の方が好ましく、その純度が高い方がよ
り好ましい。例えば、基板１６に対してホウ素（Ｂ）の
注入を行う場合は、純粋なホウ素から成るターゲット２
を用いるのが好ましい。
方向の幅をカバーする広さを有している。このターゲッ
ト２は、基板１６に対して注入を行いたい元素を含む材
料から成るものであれば良いが、注入を行いたい元素で
構成された材料の方が好ましく、その純度が高い方がよ
り好ましい。例えば、基板１６に対してホウ素（Ｂ）の
注入を行う場合は、純粋なホウ素から成るターゲット２
を用いるのが好ましい。
【００２０】イオンビーム源６は、この例では、イオン
源から引き出したスポット状のイオンビームを、電界ま
たは磁界による走査器によってＸ方向に往復走査するこ
とによって、上記シート状に見えるイオンビーム８を発
生させるものであるが、イオン源から現実に上記シート
状をしたイオンビーム８を発生させるものでも良い。こ
のイオンビーム源６は、この例では、それから出力する
イオンビーム８を所望のエネルギーに加速する加速器も
備えている。
源から引き出したスポット状のイオンビームを、電界ま
たは磁界による走査器によってＸ方向に往復走査するこ
とによって、上記シート状に見えるイオンビーム８を発
生させるものであるが、イオン源から現実に上記シート
状をしたイオンビーム８を発生させるものでも良い。こ
のイオンビーム源６は、この例では、それから出力する
イオンビーム８を所望のエネルギーに加速する加速器も
備えている。
【００２１】ターゲット２に照射するイオンビーム８の
種類やエネルギーは、当該イオンビーム８によるターゲ
ット２のスパッタ率（＝１個のイオンの入射によってス
パッタされる原子の数。単位はａｔｏｍｓ／ｉｏｎ）が
高くてスパッタ粒子１０が多く放出されるものを選ぶの
が好ましい。例えば、イオンビーム８には、Ａr 、Ｈe
、Ｎe 、Ｋr 、Ｘe 等の不活性ガスイオンビームを用
いれば良い。それを用いれば、ターゲット２を構成する
材料との無用な反応を防止することができるという利点
もある。
種類やエネルギーは、当該イオンビーム８によるターゲ
ット２のスパッタ率（＝１個のイオンの入射によってス
パッタされる原子の数。単位はａｔｏｍｓ／ｉｏｎ）が
高くてスパッタ粒子１０が多く放出されるものを選ぶの
が好ましい。例えば、イオンビーム８には、Ａr 、Ｈe
、Ｎe 、Ｋr 、Ｘe 等の不活性ガスイオンビームを用
いれば良い。それを用いれば、ターゲット２を構成する
材料との無用な反応を防止することができるという利点
もある。
【００２２】イオンビーム８のエネルギーは、上記スパ
ッタ率に加えて、イオンビーム源６から発生させやすさ
の観点も考慮して、数ｋｅＶよりも高いエネルギーを選
ぶのが好ましい。具体的には、１０ｋｅＶ〜数百ｋｅＶ
程度の範囲内で選べば良い。しかしあまり高くしてもス
パッタ率は飽和して向上しなくなるので、１０ｋｅＶ〜
１００ｋｅＶ程度の範囲内で選ぶのが好ましい。この程
度のエネルギーを有するイオンビーム８であれば、イオ
ンビーム源６から例えば１０ｍＡ〜数十ｍＡ程度の大電
流で発生させることは比較的容易である。
ッタ率に加えて、イオンビーム源６から発生させやすさ
の観点も考慮して、数ｋｅＶよりも高いエネルギーを選
ぶのが好ましい。具体的には、１０ｋｅＶ〜数百ｋｅＶ
程度の範囲内で選べば良い。しかしあまり高くしてもス
パッタ率は飽和して向上しなくなるので、１０ｋｅＶ〜
１００ｋｅＶ程度の範囲内で選ぶのが好ましい。この程
度のエネルギーを有するイオンビーム８であれば、イオ
ンビーム源６から例えば１０ｍＡ〜数十ｍＡ程度の大電
流で発生させることは比較的容易である。
【００２３】この粒子注入装置は、更に、ターゲット２
を前記Ｘ方向に角度θで交差するＹ方向に、イオンビー
ム８との間の当該角度θを一定に保ちつつ機械的に往復
走査するターゲット走査機構４を備えている。角度θ
は、イオンビーム８によるターゲット２のスパッタ率が
高くてスパッタ粒子１０が多く放出される角度を選ぶの
が好ましい。例えば、角度θとしては、２０°〜３０°
程度の範囲内で選べば良い。
を前記Ｘ方向に角度θで交差するＹ方向に、イオンビー
ム８との間の当該角度θを一定に保ちつつ機械的に往復
走査するターゲット走査機構４を備えている。角度θ
は、イオンビーム８によるターゲット２のスパッタ率が
高くてスパッタ粒子１０が多く放出される角度を選ぶの
が好ましい。例えば、角度θとしては、２０°〜３０°
程度の範囲内で選べば良い。
【００２４】この粒子注入装置は、更に、ターゲット２
から発生したスパッタ粒子１０を通過させるものであっ
て前記Ｘ方向に細長いスリット１４を有するスリット板
１２と、このスリット１４を通過したスパッタ粒子１０
が入射する位置に、被注入物である基板１６を保持する
ホルダ１８と、このホルダ１８を基板１６と共に、前記
Ｘ方向およびＹ方向の両者に交差するＺ方向に機械的に
往復走査するホルダ走査機構２０とを備えている。この
Ｚ方向は、この例では、前記Ｘ方向と直交し、かつ前記
Ｙ方向と角度θで交差する方向である。
から発生したスパッタ粒子１０を通過させるものであっ
て前記Ｘ方向に細長いスリット１４を有するスリット板
１２と、このスリット１４を通過したスパッタ粒子１０
が入射する位置に、被注入物である基板１６を保持する
ホルダ１８と、このホルダ１８を基板１６と共に、前記
Ｘ方向およびＹ方向の両者に交差するＺ方向に機械的に
往復走査するホルダ走査機構２０とを備えている。この
Ｚ方向は、この例では、前記Ｘ方向と直交し、かつ前記
Ｙ方向と角度θで交差する方向である。
【００２５】この粒子注入装置によれば、イオンビーム
源６からのイオンビーム８は、基板１６にではなくター
ゲット２に照射するので、このターゲット２に照射する
イオンビーム８には数ｋｅＶよりも高い例えば前述した
ような高エネルギーのイオンビーム８を利用することが
できる。高エネルギーのイオンビーム８を利用すれば、
前述した３／２乗比例則による引出し電流低下や空間電
荷による輸送効率低下の問題を回避することができるの
で、ターゲット２に大量の（大電流の）イオンビーム８
を照射することができる。しかもスパッタ率の高いエネ
ルギー域を利用することができる。その結果、ターゲッ
ト２からスパッタリングによってスパッタ粒子１０を大
量に発生させることができる。例えば５〜１０程度のス
パッタ率を実現することは容易であるので、入射イオン
ビーム８の量の何倍もの量のスパッタ粒子１０を発生さ
せることができる。
源６からのイオンビーム８は、基板１６にではなくター
ゲット２に照射するので、このターゲット２に照射する
イオンビーム８には数ｋｅＶよりも高い例えば前述した
ような高エネルギーのイオンビーム８を利用することが
できる。高エネルギーのイオンビーム８を利用すれば、
前述した３／２乗比例則による引出し電流低下や空間電
荷による輸送効率低下の問題を回避することができるの
で、ターゲット２に大量の（大電流の）イオンビーム８
を照射することができる。しかもスパッタ率の高いエネ
ルギー域を利用することができる。その結果、ターゲッ
ト２からスパッタリングによってスパッタ粒子１０を大
量に発生させることができる。例えば５〜１０程度のス
パッタ率を実現することは容易であるので、入射イオン
ビーム８の量の何倍もの量のスパッタ粒子１０を発生さ
せることができる。
【００２６】スパッタリングによって発生したスパッタ
粒子１０は、中性粒子および正イオン等で構成されてい
るが、そのエネルギーは、照射イオンビーム８のエネル
ギーに拘わらず、殆どが数ｅＶ〜２０ｅＶ程度の範囲内
に分布していることが経験的に知られている。この粒子
注入装置では、このような低エネルギーのスパッタ粒子
１０を基板１６に大量に入射させることができるので、
基板１６に低エネルギーのスパッタ粒子１０を大量に注
入することができる。同程度のエネルギーを有するイオ
ンビームを基板１６にまで輸送してそれに照射する場合
よりも遙かに大量の粒子を基板１６に注入することがで
きる。基板１６に注入される粒子は、中性粒子であって
も正イオンであっても構わない。従って、低エネルギー
での注入処理能力を高めることができる。
粒子１０は、中性粒子および正イオン等で構成されてい
るが、そのエネルギーは、照射イオンビーム８のエネル
ギーに拘わらず、殆どが数ｅＶ〜２０ｅＶ程度の範囲内
に分布していることが経験的に知られている。この粒子
注入装置では、このような低エネルギーのスパッタ粒子
１０を基板１６に大量に入射させることができるので、
基板１６に低エネルギーのスパッタ粒子１０を大量に注
入することができる。同程度のエネルギーを有するイオ
ンビームを基板１６にまで輸送してそれに照射する場合
よりも遙かに大量の粒子を基板１６に注入することがで
きる。基板１６に注入される粒子は、中性粒子であって
も正イオンであっても構わない。従って、低エネルギー
での注入処理能力を高めることができる。
【００２７】しかもこの粒子注入装置では、イオンビー
ム源６からターゲット２に対して、見かけがＸ方向に幅
広のシート状をしたイオンビーム８を照射することがで
き、このようなイオンビーム８はＸ方向だけの均一性を
考慮すれば良いので、２次元に広がった大面積のイオン
ビームに比べれば均一性良く照射することが容易であ
る。特に、イオンビーム８をＸ方向に走査する場合は、
同一のスポット状のイオンビームをＸ方向において往復
させるので、Ｘ方向において均一性良く照射することが
容易である。従って、ターゲット２からスパッタ粒子１
０をＸ方向において均一性良く発生させることができ
る。しかもホルダ走査機構２０によって、ホルダ１８上
の基板１６を前記Ｘ方向と直交するＺ方向に走査するこ
とができるので、これとスパッタ粒子１０をＸ方向に均
一性良く発生させることができることとの協働によっ
て、基板１６の広い領域に亘って（例えば基板１６のほ
ぼ全面に）、スパッタ粒子１０を均一性良く入射させて
均一性良く注入することができる。しかも、前述したよ
うに、低エネルギーのスパッタ粒子１０を大量に注入す
ることができる。
ム源６からターゲット２に対して、見かけがＸ方向に幅
広のシート状をしたイオンビーム８を照射することがで
き、このようなイオンビーム８はＸ方向だけの均一性を
考慮すれば良いので、２次元に広がった大面積のイオン
ビームに比べれば均一性良く照射することが容易であ
る。特に、イオンビーム８をＸ方向に走査する場合は、
同一のスポット状のイオンビームをＸ方向において往復
させるので、Ｘ方向において均一性良く照射することが
容易である。従って、ターゲット２からスパッタ粒子１
０をＸ方向において均一性良く発生させることができ
る。しかもホルダ走査機構２０によって、ホルダ１８上
の基板１６を前記Ｘ方向と直交するＺ方向に走査するこ
とができるので、これとスパッタ粒子１０をＸ方向に均
一性良く発生させることができることとの協働によっ
て、基板１６の広い領域に亘って（例えば基板１６のほ
ぼ全面に）、スパッタ粒子１０を均一性良く入射させて
均一性良く注入することができる。しかも、前述したよ
うに、低エネルギーのスパッタ粒子１０を大量に注入す
ることができる。
【００２８】更にこの粒子注入装置では、スリット板１
２のＸ方向に細長いスリット１４を通してスパッタ粒子
１０を基板１６に入射させることができるので、基板１
６に入射するスパッタ粒子１０の入射角を揃えることが
できる。従って、注入特性の良い注入を行うことができ
る。
２のＸ方向に細長いスリット１４を通してスパッタ粒子
１０を基板１６に入射させることができるので、基板１
６に入射するスパッタ粒子１０の入射角を揃えることが
できる。従って、注入特性の良い注入を行うことができ
る。
【００２９】なお、上記スリット板１２のスリット１４
を通過したスパッタ粒子１０は、平面的に見て、Ｘ方向
に細長い帯状の領域で基板１６に入射し注入されること
になるけれども、前述したように、ホルダ走査機構２０
によってホルダ１８および基板１６をＸ方向と直交する
Ｚ方向に走査するので、このようなスリット板１２を設
けても、基板１６の広い領域に亘って（例えばほぼ全面
に）スパッタ粒子１０を入射させて均一性の良い注入を
行うことができる。
を通過したスパッタ粒子１０は、平面的に見て、Ｘ方向
に細長い帯状の領域で基板１６に入射し注入されること
になるけれども、前述したように、ホルダ走査機構２０
によってホルダ１８および基板１６をＸ方向と直交する
Ｚ方向に走査するので、このようなスリット板１２を設
けても、基板１６の広い領域に亘って（例えばほぼ全面
に）スパッタ粒子１０を入射させて均一性の良い注入を
行うことができる。
【００３０】更にこの粒子注入装置では、ターゲット走
査機構４によって、ターゲット２を上記のようにＹ方向
に機械的に走査することができるので、ターゲット２の
広い領域を（例えばほぼ全面を）スパッタに有効に利用
することができる。しかも、仮にターゲット２を固定し
ておいて同一箇所をスパッタし続けると、ターゲット２
が局所的に削られて（掘られて）スパッタ粒子１０の放
出方向やスパッタ粒子１０の放出量等のスパッタ状況が
変化して、スパッタ粒子１０を基板１６に均一性良く入
射させて均一性良く注入することが短時間で困難になる
けれども、このような問題をターゲット２の上記走査に
よって解決することができる。従って、この観点から
も、低エネルギーでの注入処理能力を高めることができ
る。
査機構４によって、ターゲット２を上記のようにＹ方向
に機械的に走査することができるので、ターゲット２の
広い領域を（例えばほぼ全面を）スパッタに有効に利用
することができる。しかも、仮にターゲット２を固定し
ておいて同一箇所をスパッタし続けると、ターゲット２
が局所的に削られて（掘られて）スパッタ粒子１０の放
出方向やスパッタ粒子１０の放出量等のスパッタ状況が
変化して、スパッタ粒子１０を基板１６に均一性良く入
射させて均一性良く注入することが短時間で困難になる
けれども、このような問題をターゲット２の上記走査に
よって解決することができる。従って、この観点から
も、低エネルギーでの注入処理能力を高めることができ
る。
【００３１】図３は、この発明に係る粒子注入装置の他
の例を示す概略側面図である。図１および図２に示した
例との相違点を主体に説明すると、この粒子注入装置で
は、ターゲット２とホルダ１８との間にターゲット２側
を正にして直流の加速電圧Ｖ A を印加する加速電源２２
を更に備えている。ホルダ１８はこの例では接地電位に
されている。
の例を示す概略側面図である。図１および図２に示した
例との相違点を主体に説明すると、この粒子注入装置で
は、ターゲット２とホルダ１８との間にターゲット２側
を正にして直流の加速電圧Ｖ A を印加する加速電源２２
を更に備えている。ホルダ１８はこの例では接地電位に
されている。
【００３２】この加速電圧ＶA によって、スパッタ粒子
１０中に含まれる正イオン１０ａを加速して基板１６に
注入することができるので、スパッタ粒子１０が本来有
するエネルギー（これは前述したように数ｅＶ〜２０ｅ
Ｖ程度）よりも高いエネルギー域での注入（イオン注
入）を実現することができる。例えば、加速電圧ＶA に
応じて、２０ｅＶ〜数ｋｅＶのエネルギーを有する正イ
オン１０ａを基板１６に注入することができる。この図
３の装置は、基板１６に正イオン１０ａの注入を行うの
で、イオン注入装置と呼ぶこともできる。
１０中に含まれる正イオン１０ａを加速して基板１６に
注入することができるので、スパッタ粒子１０が本来有
するエネルギー（これは前述したように数ｅＶ〜２０ｅ
Ｖ程度）よりも高いエネルギー域での注入（イオン注
入）を実現することができる。例えば、加速電圧ＶA に
応じて、２０ｅＶ〜数ｋｅＶのエネルギーを有する正イ
オン１０ａを基板１６に注入することができる。この図
３の装置は、基板１６に正イオン１０ａの注入を行うの
で、イオン注入装置と呼ぶこともできる。
【００３３】スパッタ粒子１０中に含まれる正イオン１
０ａの量は、中性粒子に比べればかなり少ないけれど
も、それでも、この正イオン１０ａと同程度の低エネル
ギーのイオンビームを基板１６まで輸送してそれを照射
する場合よりも大量のイオンを基板１６に注入すること
ができる。
０ａの量は、中性粒子に比べればかなり少ないけれど
も、それでも、この正イオン１０ａと同程度の低エネル
ギーのイオンビームを基板１６まで輸送してそれを照射
する場合よりも大量のイオンを基板１６に注入すること
ができる。
【００３４】この粒子注入装置は、更に、ターゲット２
とホルダ１８との間に、より具体的にはこの例では、タ
ーゲット２とスリット板１２との間に、特定のエネルギ
ーを有する正イオン１０ａを選別して導出する（換言す
ればエネルギー分離を行う）エネルギーフィルタ２４を
備えている。
とホルダ１８との間に、より具体的にはこの例では、タ
ーゲット２とスリット板１２との間に、特定のエネルギ
ーを有する正イオン１０ａを選別して導出する（換言す
ればエネルギー分離を行う）エネルギーフィルタ２４を
備えている。
【００３５】エネルギーフィルタ２４は、この例では、
電界によるフィルタであり、正イオン１０ａの経路を挟
んで相対向していて前記Ｘ方向に長い２枚のフィルタ電
極２６、２７と、それらに直流の電圧を印加するフィル
タ電源２８とを備えている。これによって、２枚のフィ
ルタ電極２６、２７間に印加する電圧、即ち電界の強さ
に応じたエネルギーを有する正イオン１０ａを選別して
導出することができる。
電界によるフィルタであり、正イオン１０ａの経路を挟
んで相対向していて前記Ｘ方向に長い２枚のフィルタ電
極２６、２７と、それらに直流の電圧を印加するフィル
タ電源２８とを備えている。これによって、２枚のフィ
ルタ電極２６、２７間に印加する電圧、即ち電界の強さ
に応じたエネルギーを有する正イオン１０ａを選別して
導出することができる。
【００３６】エネルギーフィルタ２４は、上記のような
構成の代わりに、磁界によって特定エネルギーを有する
正イオン１０ａを選別して導出する構成のものでも良
い。その場合の磁界は、前記Ｘ方向に沿う方向に発生さ
せれば良い。
構成の代わりに、磁界によって特定エネルギーを有する
正イオン１０ａを選別して導出する構成のものでも良
い。その場合の磁界は、前記Ｘ方向に沿う方向に発生さ
せれば良い。
【００３７】上記エネルギーフィルタ２４によって、基
板１６に注入する正イオン１０ａのエネルギーを特定の
ものに限定することができる。スパッタ粒子１０中の中
性粒子や、ターゲット２で反跳した入射イオン（イオン
ビーム８中のイオン）が基板１６に入射することを防止
することもできる。その結果、注入イオンのエネルギー
が所望のものに正確に揃った、より正確な粒子注入（イ
オン注入）を実現することができる。
板１６に注入する正イオン１０ａのエネルギーを特定の
ものに限定することができる。スパッタ粒子１０中の中
性粒子や、ターゲット２で反跳した入射イオン（イオン
ビーム８中のイオン）が基板１６に入射することを防止
することもできる。その結果、注入イオンのエネルギー
が所望のものに正確に揃った、より正確な粒子注入（イ
オン注入）を実現することができる。
【００３８】なお、エネルギーフィルタ２４の入口側に
も、スリット板１２と同様のスリット板を設けておいて
も良い。そのようにすれば、エネルギーフィルタ２４内
に不要な粒子が入るのを予め減少させることができるの
で、エネルギーフィルタ２４内の汚れを防止することが
できる等の効果を奏する。スリット板１２を一つしか設
けない場合は、図３に示す例のように、エネルギーフィ
ルタ２４と基板１６との間にスリット板１２を設けるの
が好ましい。エネルギーフィルタ２４から不所望な軌道
で出て来る正イオン１０ａ等をスリット板１２で除去し
てそれが基板１６に入射するのを防止することができる
からである。
も、スリット板１２と同様のスリット板を設けておいて
も良い。そのようにすれば、エネルギーフィルタ２４内
に不要な粒子が入るのを予め減少させることができるの
で、エネルギーフィルタ２４内の汚れを防止することが
できる等の効果を奏する。スリット板１２を一つしか設
けない場合は、図３に示す例のように、エネルギーフィ
ルタ２４と基板１６との間にスリット板１２を設けるの
が好ましい。エネルギーフィルタ２４から不所望な軌道
で出て来る正イオン１０ａ等をスリット板１２で除去し
てそれが基板１６に入射するのを防止することができる
からである。
【００３９】ところで、図３に示す装置のように、スパ
ッタ粒子１０中の正イオン１０ａだけを基板１６への注
入に用いる場合は、ターゲット２に照射するイオンビー
ム８には、ターゲット２を構成する材料のフッ化物イオ
ンビームを用いるのが好ましい。例えば、ターゲット２
がホウ素から成る場合は、ＢＦ2 + イオンビームを用い
れば良い。このようなイオンビーム８を用いれば、フッ
素の存在によって、Ａr 等の不活性ガスイオンビームを
用いる場合に比べて、スパッタ粒子１０中に含まれる正
イオン１０ａの割合が大幅に（例えば１〜２桁程度）向
上するので、注入処理能力をより高めることができる。
ッタ粒子１０中の正イオン１０ａだけを基板１６への注
入に用いる場合は、ターゲット２に照射するイオンビー
ム８には、ターゲット２を構成する材料のフッ化物イオ
ンビームを用いるのが好ましい。例えば、ターゲット２
がホウ素から成る場合は、ＢＦ2 + イオンビームを用い
れば良い。このようなイオンビーム８を用いれば、フッ
素の存在によって、Ａr 等の不活性ガスイオンビームを
用いる場合に比べて、スパッタ粒子１０中に含まれる正
イオン１０ａの割合が大幅に（例えば１〜２桁程度）向
上するので、注入処理能力をより高めることができる。
【００４０】なお、上記図１〜図３に示した装置は、特
に図１に示した装置は、基板１６に低エネルギーのスパ
ッタ粒子１０を大量にかつ均一性良く入射させることが
できるので、基板１６の表面にスパッタ粒子１０を均一
性良く堆積させて、膜厚の均一性の良い薄膜を形成する
ことにも利用することができる。
に図１に示した装置は、基板１６に低エネルギーのスパ
ッタ粒子１０を大量にかつ均一性良く入射させることが
できるので、基板１６の表面にスパッタ粒子１０を均一
性良く堆積させて、膜厚の均一性の良い薄膜を形成する
ことにも利用することができる。
【００４１】
【発明の効果】この発明は、上記のとおり構成されてい
るので、次のような効果を奏する。
るので、次のような効果を奏する。
【００４２】請求項１記載の発明によれば、ターゲット
からスパッタリングによって低エネルギーのスパッタ粒
子を大量に発生させて、基板に低エネルギーのスパッタ
粒子を大量に注入することができる。従って、低エネル
ギーでの注入処理能力を高めることができる。
からスパッタリングによって低エネルギーのスパッタ粒
子を大量に発生させて、基板に低エネルギーのスパッタ
粒子を大量に注入することができる。従って、低エネル
ギーでの注入処理能力を高めることができる。
【００４３】しかも、見かけがＸ方向に幅広のシート状
をしたイオンビームをターゲットに照射することと、ホ
ルダ走査機構によってホルダ上の基板を前記Ｘ方向と交
差するＺ方向に走査することとの協働によって、基板の
広い領域に亘ってスパッタ粒子を均一性良く入射させて
均一性良く注入することができる。
をしたイオンビームをターゲットに照射することと、ホ
ルダ走査機構によってホルダ上の基板を前記Ｘ方向と交
差するＺ方向に走査することとの協働によって、基板の
広い領域に亘ってスパッタ粒子を均一性良く入射させて
均一性良く注入することができる。
【００４４】更に、スリット板のＸ方向に長いスリット
を通してスパッタ粒子を基板に入射させることができる
ので、基板に入射するスパッタ粒子の入射角を揃えるこ
とができ、注入特性の良い注入を行うことができる。
を通してスパッタ粒子を基板に入射させることができる
ので、基板に入射するスパッタ粒子の入射角を揃えるこ
とができ、注入特性の良い注入を行うことができる。
【００４５】また、ターゲット走査機構によってターゲ
ットをＹ方向に機械的に走査することができるので、タ
ーゲットの広い領域をスパッタに有効に利用することが
できる。しかも、ターゲットがイオンビームによって局
所的に削られてスパッタ粒子の放出方向やスパッタ粒子
の放出量等のスパッタ状況が変化して注入特性が悪化す
る問題を、ターゲットの上記走査によって解決すること
ができる。従って、この観点からも、低エネルギーでの
注入処理能力を高めることができる。
ットをＹ方向に機械的に走査することができるので、タ
ーゲットの広い領域をスパッタに有効に利用することが
できる。しかも、ターゲットがイオンビームによって局
所的に削られてスパッタ粒子の放出方向やスパッタ粒子
の放出量等のスパッタ状況が変化して注入特性が悪化す
る問題を、ターゲットの上記走査によって解決すること
ができる。従って、この観点からも、低エネルギーでの
注入処理能力を高めることができる。
【００４６】請求項２記載の発明によれば、ターゲット
から発生したスパッタ粒子中の正イオンを加速電圧によ
って加速して基板に注入することができるので、スパッ
タ粒子が本来有するエネルギーよりも高いエネルギー域
での注入（イオン注入）を実現することができる、とい
う更なる効果を奏する。
から発生したスパッタ粒子中の正イオンを加速電圧によ
って加速して基板に注入することができるので、スパッ
タ粒子が本来有するエネルギーよりも高いエネルギー域
での注入（イオン注入）を実現することができる、とい
う更なる効果を奏する。
【００４７】請求項３記載の発明によれば、エネルギー
フィルタによって、基板に注入するイオンのエネルギー
を特定のものに限定することができると共に、スパッタ
粒子中の中性粒子やターゲットで反跳した入射イオンが
基板に入射することを防止することもできる。その結
果、注入イオンのエネルギーが所望のものに正確に揃っ
た、より正確な粒子注入（イオン注入）を実現すること
ができる、という更なる効果を奏する。
フィルタによって、基板に注入するイオンのエネルギー
を特定のものに限定することができると共に、スパッタ
粒子中の中性粒子やターゲットで反跳した入射イオンが
基板に入射することを防止することもできる。その結
果、注入イオンのエネルギーが所望のものに正確に揃っ
た、より正確な粒子注入（イオン注入）を実現すること
ができる、という更なる効果を奏する。
【図１】この発明に係る粒子注入装置の一例を示す概略
側面図である。
側面図である。
【図２】図１のターゲット周りの平面図である。
【図３】この発明に係る粒子注入装置の他の例を示す概
略側面図である。
略側面図である。
２ ターゲット
４ ターゲット走査機構
６ イオンビーム源
８ イオンビーム
１０ スパッタ粒子
１０ａ 正イオン
１２ スリット板
１４ スリット
１６ 基板
１８ ホルダ
２０ ホルダ走査機構
２２ 加速電源
２４ エネルギーフィルタ
Claims (3)
- 【請求項１】 スパッタ用のターゲットと、このターゲ
ットに見かけがＸ方向に幅広のシート状をしたイオンビ
ームを照射してスパッタ粒子を発生させるイオンビーム
源と、前記ターゲットを前記Ｘ方向に交差するＹ方向
に、前記イオンビームとの間の角度を一定に保ちつつ機
械的に往復走査するターゲット走査機構と、前記ターゲ
ットから発生したスパッタ粒子を通過させるものであっ
て前記Ｘ方向に長いスリットを有するスリット板と、こ
のスリット板のスリットを通過したスパッタ粒子が入射
する位置に基板を保持するホルダと、このホルダを前記
Ｘ方向およびＹ方向の両者に交差するＺ方向に機械的に
往復走査するホルダ走査機構とを備えることを特徴とす
る粒子注入装置。 - 【請求項２】 前記ターゲットとホルダとの間にターゲ
ット側を正にして直流の加速電圧を印加する加速電源を
更に備えている請求項１記載の粒子注入装置。 - 【請求項３】 前記ターゲットとホルダとの間に、特定
のエネルギーを有する正イオンを選別して導出するエネ
ルギーフィルタを更に備えている請求項１または２記載
の粒子注入装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002056187A JP2003257357A (ja) | 2002-03-01 | 2002-03-01 | 粒子注入装置 |
| US10/375,072 US6835289B2 (en) | 2002-03-01 | 2003-02-28 | Particle implantation apparatus and particle implantation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002056187A JP2003257357A (ja) | 2002-03-01 | 2002-03-01 | 粒子注入装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003257357A true JP2003257357A (ja) | 2003-09-12 |
Family
ID=27800080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002056187A Pending JP2003257357A (ja) | 2002-03-01 | 2002-03-01 | 粒子注入装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6835289B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003257357A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008541406A (ja) * | 2005-05-20 | 2008-11-20 | パーサー、ケネス、エイチ． | 原子及び分子の低不純物強イオンビームの製造用共鳴方法 |
| JP2009055057A (ja) * | 2008-10-24 | 2009-03-12 | Panasonic Corp | イオン注入装置とそのイオン注入制御方法 |
| JP2020537285A (ja) * | 2017-10-09 | 2020-12-17 | アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド | Ａｅｆ領域におけるインサイチュでのビームラインフィルムの安定化または除去のためのシステムおよび方法 |
| JP7512193B2 (ja) | 2017-10-09 | 2024-07-08 | アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド | Ａｅｆ領域におけるインサイチュでのビームラインフィルムの安定化または除去のためのシステムおよび方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008140585A1 (en) * | 2006-11-22 | 2008-11-20 | Nexgen Semi Holding, Inc. | Apparatus and method for conformal mask manufacturing |
| US8108986B2 (en) * | 2007-12-28 | 2012-02-07 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method for manufacturing a perpendicular magnetic write pole having a large bevel angle |
| US10566169B1 (en) | 2008-06-30 | 2020-02-18 | Nexgen Semi Holding, Inc. | Method and device for spatial charged particle bunching |
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| CN103187230A (zh) * | 2011-12-30 | 2013-07-03 | 北京中科信电子装备有限公司 | 一种片库腔体充氮装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5308461A (en) * | 1992-01-14 | 1994-05-03 | Honeywell Inc. | Method to deposit multilayer films |
| US6495010B2 (en) * | 2000-07-10 | 2002-12-17 | Unaxis Usa, Inc. | Differentially-pumped material processing system |
| US6579420B2 (en) * | 2001-02-09 | 2003-06-17 | Advanced Optical Solutions, Inc. | Apparatus and method for uniformly depositing thin films over substrates |
-
2002
- 2002-03-01 JP JP2002056187A patent/JP2003257357A/ja active Pending
-
2003
- 2003-02-28 US US10/375,072 patent/US6835289B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008541406A (ja) * | 2005-05-20 | 2008-11-20 | パーサー、ケネス、エイチ． | 原子及び分子の低不純物強イオンビームの製造用共鳴方法 |
| JP2009055057A (ja) * | 2008-10-24 | 2009-03-12 | Panasonic Corp | イオン注入装置とそのイオン注入制御方法 |
| JP2020537285A (ja) * | 2017-10-09 | 2020-12-17 | アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド | Ａｅｆ領域におけるインサイチュでのビームラインフィルムの安定化または除去のためのシステムおよび方法 |
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