JP2881881B2 - 電子シャワー - Google Patents
電子シャワーInfo
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- JP2881881B2 JP2881881B2 JP33402689A JP33402689A JP2881881B2 JP 2881881 B2 JP2881881 B2 JP 2881881B2 JP 33402689 A JP33402689 A JP 33402689A JP 33402689 A JP33402689 A JP 33402689A JP 2881881 B2 JP2881881 B2 JP 2881881B2
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- electrons
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、半導体基板、ガラス基板、などに正イオ
ンビームを照射し、イオン注入、ドーピング、エッチン
グ等を行う場合のチャージアップ防止用低エネルギー電
子シャワーに関する。
ンビームを照射し、イオン注入、ドーピング、エッチン
グ等を行う場合のチャージアップ防止用低エネルギー電
子シャワーに関する。
イオン照射は、試料にイオンを注入、ドーピングした
り、試料をイオンでエッチングしたりするために用いら
れる。イオン照射装置は、イオン源、加速電極、試料を
保持するチャンバ等を含む。 試料は半導体、金属、ガラスなど任意である。試料が
絶縁体の場合はイオン照射によりイオンの持っていた電
荷が試料に蓄積され試料面の電圧が高くなる。これをチ
ャージアップという。チャージアップが著しくなると、
半導体基板状に形成されている絶縁膜などが破壊された
りする。 正イオンの場合は、チャージアップを防ぐために電子
を同時に照射するということが行われる。電子を試料に
照射すれば正イオンの正電荷を電子の負電荷で中和する
ことができる。これは連続的あるいは間欠的になされ
る。 例えば、 a.特開昭61−288364（S61.12.18） b.特開昭62−296357（S62.12.23） はイオン注入装置において、中和用の電子シャワーを設
けたものが開示されている。 中和用の電子に要求されるのは、電子量が大量であっ
て、しかもエネルギーが低いということである。電子の
フラックス（密度×速度）は、照射されるイオンのフラ
ックスと同じ程度に大きくしなければならない。 特にエネルギーの点は重要である。電子エネルギーが
高いと、高速の電子が試料に衝突し機械的な衝撃を与え
るので半導体素子の試料などの場合、素子が破壊される
惧れがある。低いエネルギーの電子が必要である。 電子エネルギーは10eV程度であることが望ましい。と
ころが、電子発生装置でこのような低い引出電圧で大量
の電子を引き出すことができない。電子発生装置を工夫
すれば少量の低エネルギー電子を引き出すことはできる
が、それでは素子表面を中和するのには足らない。 従来、中性化電子シャワー引出電圧は100V以上であっ
た。こうして引き出された電子をそのまま試料に当てる
と、電子シャワーによるチャージアップ電圧も100V程度
になり、素子破壊が起きる惧れがあった。 そこで、低エネルギーの大量の電子を生ずるために、
次のような工夫がなされる。 一つは二次電子を利用するものであり、もう一つは電
子を減速するものである。 前者について述べる。例えば、600V程度で比較的高エ
ネルギーの電子を引き出し、金属板などに当てて二次電
子を発生させる。これを試料に照射する。二次電子のエ
ネルギーは十分に低いので、試料がこれによって破壊さ
れるということがない。 後者について述べる。前者の特開昭62−296357は、い
ったん高電圧で電子を引き出し、その前方の減速電極で
減速し低エネルギーの電子に変換するような方法を提案
している。つまり熱フィラメントの前に引出電極と、減
速電極とを設け、フィラメント・引出電極間に例えば＋
100V、引出電極・減速電極間に−90Vの電圧を印加し、
最終的に電子のエネルギーを10eVにしている。
り、試料をイオンでエッチングしたりするために用いら
れる。イオン照射装置は、イオン源、加速電極、試料を
保持するチャンバ等を含む。 試料は半導体、金属、ガラスなど任意である。試料が
絶縁体の場合はイオン照射によりイオンの持っていた電
荷が試料に蓄積され試料面の電圧が高くなる。これをチ
ャージアップという。チャージアップが著しくなると、
半導体基板状に形成されている絶縁膜などが破壊された
りする。 正イオンの場合は、チャージアップを防ぐために電子
を同時に照射するということが行われる。電子を試料に
照射すれば正イオンの正電荷を電子の負電荷で中和する
ことができる。これは連続的あるいは間欠的になされ
る。 例えば、 a.特開昭61−288364（S61.12.18） b.特開昭62−296357（S62.12.23） はイオン注入装置において、中和用の電子シャワーを設
けたものが開示されている。 中和用の電子に要求されるのは、電子量が大量であっ
て、しかもエネルギーが低いということである。電子の
フラックス（密度×速度）は、照射されるイオンのフラ
ックスと同じ程度に大きくしなければならない。 特にエネルギーの点は重要である。電子エネルギーが
高いと、高速の電子が試料に衝突し機械的な衝撃を与え
るので半導体素子の試料などの場合、素子が破壊される
惧れがある。低いエネルギーの電子が必要である。 電子エネルギーは10eV程度であることが望ましい。と
ころが、電子発生装置でこのような低い引出電圧で大量
の電子を引き出すことができない。電子発生装置を工夫
すれば少量の低エネルギー電子を引き出すことはできる
が、それでは素子表面を中和するのには足らない。 従来、中性化電子シャワー引出電圧は100V以上であっ
た。こうして引き出された電子をそのまま試料に当てる
と、電子シャワーによるチャージアップ電圧も100V程度
になり、素子破壊が起きる惧れがあった。 そこで、低エネルギーの大量の電子を生ずるために、
次のような工夫がなされる。 一つは二次電子を利用するものであり、もう一つは電
子を減速するものである。 前者について述べる。例えば、600V程度で比較的高エ
ネルギーの電子を引き出し、金属板などに当てて二次電
子を発生させる。これを試料に照射する。二次電子のエ
ネルギーは十分に低いので、試料がこれによって破壊さ
れるということがない。 後者について述べる。前者の特開昭62−296357は、い
ったん高電圧で電子を引き出し、その前方の減速電極で
減速し低エネルギーの電子に変換するような方法を提案
している。つまり熱フィラメントの前に引出電極と、減
速電極とを設け、フィラメント・引出電極間に例えば＋
100V、引出電極・減速電極間に−90Vの電圧を印加し、
最終的に電子のエネルギーを10eVにしている。
二次電子を利用する方法は、ターゲットから反射され
た二次電子と一次電子を完全に分離できない。このため
高速の一次電子も素子表面に至り、素子破壊の惧れがあ
る。 いったん高速で引き出し、減速電極で減速する方法
は、減速電極が平板であるという幾何学的制約のため電
子の進行方向が、イオンの進行方向と直角になる。電子
の速度成分が直接に試料に向かわず、装置の壁によって
何度も反射されたものの一部が試料に達する。このため
大部分の電子が有効に利用されないことになる。 低エネルギーの大量の電子を効率良く試料に照射でき
るようにした電子シャワーを提供することが本発明の目
的である。
た二次電子と一次電子を完全に分離できない。このため
高速の一次電子も素子表面に至り、素子破壊の惧れがあ
る。 いったん高速で引き出し、減速電極で減速する方法
は、減速電極が平板であるという幾何学的制約のため電
子の進行方向が、イオンの進行方向と直角になる。電子
の速度成分が直接に試料に向かわず、装置の壁によって
何度も反射されたものの一部が試料に達する。このため
大部分の電子が有効に利用されないことになる。 低エネルギーの大量の電子を効率良く試料に照射でき
るようにした電子シャワーを提供することが本発明の目
的である。
本発明は、電子発生装置と試料との間に磁石を設け
る。このとき電子の進行方向に対して交差する磁力線成
分を持つように磁石の位置、方向を決定する。磁石は電
磁石でも良いし、永久磁石でも良い。 磁場の作用で電子をサイクロトロン運動させ進行方向
をランダムにし、チャンバ壁、中性粒子と電子とを衝突
させ低エネルギーにし、同時に二次電子を発生させる。
そして低エネルギーになった一次電子と二次電子を試料
に照射するようにしている。 磁力線をイオンビームが横切らないような配置でとす
る。
る。このとき電子の進行方向に対して交差する磁力線成
分を持つように磁石の位置、方向を決定する。磁石は電
磁石でも良いし、永久磁石でも良い。 磁場の作用で電子をサイクロトロン運動させ進行方向
をランダムにし、チャンバ壁、中性粒子と電子とを衝突
させ低エネルギーにし、同時に二次電子を発生させる。
そして低エネルギーになった一次電子と二次電子を試料
に照射するようにしている。 磁力線をイオンビームが横切らないような配置でとす
る。
電子発生装置１と、試料の間に磁石を設けているの
で、試料に向かう電子は必ず磁石の磁力線に捕らえられ
てサイクロトロン運動をする。 これは磁力線のまわりを回る螺施運動であるが、磁場
の大きさが同じであれば、回転角速度は同一である。 エネルギーの大きい電子ほど半径が大きい運動をす
る。壁面や中性原子に衝突する確率が大きい。衝突によ
りエネルギーの高いものはエネルギーを失う。十分低エ
ネルギーになってから電子が試料に照射される。 電子の負電荷によりイオンの正電荷が中和され、チャ
ージアップが防止される。電子の速度が小さいので試料
表面が破壊されない。
で、試料に向かう電子は必ず磁石の磁力線に捕らえられ
てサイクロトロン運動をする。 これは磁力線のまわりを回る螺施運動であるが、磁場
の大きさが同じであれば、回転角速度は同一である。 エネルギーの大きい電子ほど半径が大きい運動をす
る。壁面や中性原子に衝突する確率が大きい。衝突によ
りエネルギーの高いものはエネルギーを失う。十分低エ
ネルギーになってから電子が試料に照射される。 電子の負電荷によりイオンの正電荷が中和され、チャ
ージアップが防止される。電子の速度が小さいので試料
表面が破壊されない。
第１図は第１の実施例を示す。これは電子発生装置１
からでた電子が一旦ターゲット８に衝突し二次電子を発
生するようになっている。 ファラデイカップ２の途中にある開口26に電子発生装
置１の出口が連絡してあり、二次電子と反跳（一次）電
子が、開口26からファラデイカップ２の中に入るように
なっている。丁度開口26の外側に複数の磁石７が、異極
が対向するように配置してある。これら磁石によって作
られる磁力線は開口26を横切っている。 電子発生装置１はフィラメント20、フィラメント電源
21,引出電極22等を備える。さらに電子発生装置１の壁
面をフィラメントに対して正電位に保つための電源23、
フィラメントを大地電位に対して負電位に保つための電
源24を含む。 イオン源から出射されたイオンビームはマスク10、抑
制電極12、ファラデイカップ２を通ってデイスク３上に
戴置された試料４に到達する。 熱電子がフィラメント20から放出される。これが引出
電極22によって引き出される。この一次電子ビーム６の
エネルギーは5100〜1000eVである。これがターゲット８
に当たって二次電子を発生する。 二次電子と、反跳電子は磁石７の作る磁力線の中に入
ってサイクロトロン運動をする。エネルギーの大きい電
子は大きい半径を描くので、壁面に衝突し易くエネルギ
ーを失い易い。 また中性原子を電子発生装置１から導入している場合
は、電子が中性原子にも衝突してエネルギーを失う。 こうして低エネルギーになった電子のみがファラデイ
カップ２の中に入り、試料の表面に到達し、これを中性
化する。 本発明においては磁石がファラデイカップ２の外にあ
るので、イオンビームが磁石の磁力線によって曲げられ
るということはない。であるから1000ガウス以上であっ
ても良い。
からでた電子が一旦ターゲット８に衝突し二次電子を発
生するようになっている。 ファラデイカップ２の途中にある開口26に電子発生装
置１の出口が連絡してあり、二次電子と反跳（一次）電
子が、開口26からファラデイカップ２の中に入るように
なっている。丁度開口26の外側に複数の磁石７が、異極
が対向するように配置してある。これら磁石によって作
られる磁力線は開口26を横切っている。 電子発生装置１はフィラメント20、フィラメント電源
21,引出電極22等を備える。さらに電子発生装置１の壁
面をフィラメントに対して正電位に保つための電源23、
フィラメントを大地電位に対して負電位に保つための電
源24を含む。 イオン源から出射されたイオンビームはマスク10、抑
制電極12、ファラデイカップ２を通ってデイスク３上に
戴置された試料４に到達する。 熱電子がフィラメント20から放出される。これが引出
電極22によって引き出される。この一次電子ビーム６の
エネルギーは5100〜1000eVである。これがターゲット８
に当たって二次電子を発生する。 二次電子と、反跳電子は磁石７の作る磁力線の中に入
ってサイクロトロン運動をする。エネルギーの大きい電
子は大きい半径を描くので、壁面に衝突し易くエネルギ
ーを失い易い。 また中性原子を電子発生装置１から導入している場合
は、電子が中性原子にも衝突してエネルギーを失う。 こうして低エネルギーになった電子のみがファラデイ
カップ２の中に入り、試料の表面に到達し、これを中性
化する。 本発明においては磁石がファラデイカップ２の外にあ
るので、イオンビームが磁石の磁力線によって曲げられ
るということはない。であるから1000ガウス以上であっ
ても良い。
電子発生装置で電子を引き出す電圧は比較的高電圧で
も良いので、電子を大量に引き出すことができる。この
ためイオンビームが強くてもこれを中和することができ
る。 磁石の作用で、電子をサイクロトロン運動させ壁面や
中性原子に何度も衝突させて十分低エネルギーにしてか
ら試料に電子を照射するので試料の表面の構造を破壊し
ない。 減速電極により静電的手段により減速するものは、電
子の進行方向がイオンビームの進行方向と直角にならざ
るを得ず、電子の内極僅かな部分しか試料に達しない。
本発明の場合は、磁石により電子の進行方向をランダム
にしているので、多くの部分が試料に到達できる。電子
の利用効率が高い。 これにより電子のエネルギーを10eVより低くすること
ができる。4eV程度の極めて低いものも要求されること
もあるが、本発明によればこれも容易である。
も良いので、電子を大量に引き出すことができる。この
ためイオンビームが強くてもこれを中和することができ
る。 磁石の作用で、電子をサイクロトロン運動させ壁面や
中性原子に何度も衝突させて十分低エネルギーにしてか
ら試料に電子を照射するので試料の表面の構造を破壊し
ない。 減速電極により静電的手段により減速するものは、電
子の進行方向がイオンビームの進行方向と直角にならざ
るを得ず、電子の内極僅かな部分しか試料に達しない。
本発明の場合は、磁石により電子の進行方向をランダム
にしているので、多くの部分が試料に到達できる。電子
の利用効率が高い。 これにより電子のエネルギーを10eVより低くすること
ができる。4eV程度の極めて低いものも要求されること
もあるが、本発明によればこれも容易である。
第１図は本発明の第１の実施例にかかる電子シャワーの
概略構成図。 １……電子発生装置 ２……ファラデイカップ ３……デイスク ４……試料 ５……イオンビーム ６……一次電子ビーム ７……磁石 ８……ターゲット 10……マスク 11……抑制電極 13……デイスク回転軸 20……フィラメント 21……フィラメント電源 22……引出電極 30……電流計
概略構成図。 １……電子発生装置 ２……ファラデイカップ ３……デイスク ４……試料 ５……イオンビーム ６……一次電子ビーム ７……磁石 ８……ターゲット 10……マスク 11……抑制電極 13……デイスク回転軸 20……フィラメント 21……フィラメント電源 22……引出電極 30……電流計
Claims (1)
- 【請求項１】真空に引かれたチャンバ内に置かれた試料
に正イオンを照射するイオン照射装置に付属して設けら
れ電子を試料に照射して電荷を中和し試料のチャージア
ップを防ぐための電子シャワーであって、イオンビーム
の経路の外に設けられ、試料に対して負電圧に保持され
試料に照射するための電子を発生する電子発生装置と、
電子発生装置の前方に設けられ電子を衝突させて二次電
子を発生させるターゲットと、ターゲットと試料の中間
であってイオンビームの経路の外に設けられ二次電子を
サイクロトロン運動させ二次電子を壁面に衝突させるた
め二次電子の進行方向に対して交差する磁力線成分をイ
オンビームの経路の外に生ずる磁石とよりなることを特
徴とする電子シャワー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33402689A JP2881881B2 (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 電子シャワー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33402689A JP2881881B2 (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 電子シャワー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03194841A JPH03194841A (ja) | 1991-08-26 |
| JP2881881B2 true JP2881881B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=18272672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33402689A Expired - Fee Related JP2881881B2 (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 電子シャワー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2881881B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03269941A (ja) * | 1990-03-19 | 1991-12-02 | Matsushita Electron Corp | イオン注入方法及びイオン注入装置 |
| JPH11260309A (ja) | 1998-03-13 | 1999-09-24 | Hitachi Ltd | イオン注入装置 |
| JP3608416B2 (ja) * | 1999-02-02 | 2005-01-12 | 日新電機株式会社 | プラズマ源 |
| JP3690517B2 (ja) | 2002-02-28 | 2005-08-31 | 住友イートンノバ株式会社 | イオン注入方法及びイオン注入装置 |
| PL1741088T3 (pl) | 2004-04-30 | 2012-08-31 | Hillcrest Lab Inc | Urządzenia wskazujące w przestrzeni swobodnej, z kompensacją nachylenia i usprawnioną użytecznością |
| US8629836B2 (en) | 2004-04-30 | 2014-01-14 | Hillcrest Laboratories, Inc. | 3D pointing devices with orientation compensation and improved usability |
| JP4805633B2 (ja) | 2005-08-22 | 2011-11-02 | 任天堂株式会社 | ゲーム用操作装置 |
| US7927216B2 (en) | 2005-09-15 | 2011-04-19 | Nintendo Co., Ltd. | Video game system with wireless modular handheld controller |
| JP4262726B2 (ja) | 2005-08-24 | 2009-05-13 | 任天堂株式会社 | ゲームコントローラおよびゲームシステム |
-
1989
- 1989-12-22 JP JP33402689A patent/JP2881881B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03194841A (ja) | 1991-08-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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