JPH03102755A - イオン注入方法 - Google Patents
イオン注入方法Info
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- JPH03102755A JPH03102755A JP1241429A JP24142989A JPH03102755A JP H03102755 A JPH03102755 A JP H03102755A JP 1241429 A JP1241429 A JP 1241429A JP 24142989 A JP24142989 A JP 24142989A JP H03102755 A JPH03102755 A JP H03102755A
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- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 29
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- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 abstract description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 9
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- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 10
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、試料にイオンビームを照射してイオン注入
を行うイオン注入方法に関し、より具体的には、イオン
注入の際の試料表面のチャージアップ（帯電）現象を防
止する方法に関する。
を行うイオン注入方法に関し、より具体的には、イオン
注入の際の試料表面のチャージアップ（帯電）現象を防
止する方法に関する。
試料にイオンビームを照射してイオン注入を行う場合、
試料自体またはその表面が絶縁物の場合は特に、イオン
ビーム照射に伴う正電荷が試料表面に蓄積してチャージ
アップ現象が生じる。そしてこれを放置しておくと、試
料表面の電位の上昇によって絶縁破壊等の不具合が発生
する。
試料自体またはその表面が絶縁物の場合は特に、イオン
ビーム照射に伴う正電荷が試料表面に蓄積してチャージ
アップ現象が生じる。そしてこれを放置しておくと、試
料表面の電位の上昇によって絶縁破壊等の不具合が発生
する。
そこでこれを防止するため、従来は、電子放出用のフィ
ラメントおよび電子加速用の引出し電極等から成る電子
シャワー装置を設け、イオンビーム照射と同時に試料に
対して電子シャワー照射を行って試料表面の電荷を中和
するようにしている。
ラメントおよび電子加速用の引出し電極等から成る電子
シャワー装置を設け、イオンビーム照射と同時に試料に
対して電子シャワー照射を行って試料表面の電荷を中和
するようにしている。
ところが、上記のような電子シャワー照射を用いる方法
だと、■電子シャワー装置の取り付けのため、試料を収
納する真空容器等の構造が複雑になる、■電子シャワー
装置のためにコストアップになる、■フィラメントから
の電子を引出し電極を用いて加速して試料に照射するが
、このときの電子の有するエネルギーが大きいために、
一旦試料表面の電荷が中和された後も電子による電荷蓄
積が起こり、逆に負のチャージアップ現象が生じる、等
の問題がある。
だと、■電子シャワー装置の取り付けのため、試料を収
納する真空容器等の構造が複雑になる、■電子シャワー
装置のためにコストアップになる、■フィラメントから
の電子を引出し電極を用いて加速して試料に照射するが
、このときの電子の有するエネルギーが大きいために、
一旦試料表面の電荷が中和された後も電子による電荷蓄
積が起こり、逆に負のチャージアップ現象が生じる、等
の問題がある。
そこでこの発明は、電子シャワー照射の場合のような問
題を惹き起こすことなく、イオン注入の際の試料表面の
チャージアップ現象を防止することができるイオン注入
方法を提供することを主たる目的とする。
題を惹き起こすことなく、イオン注入の際の試料表面の
チャージアップ現象を防止することができるイオン注入
方法を提供することを主たる目的とする。
上記目的を達成するため、この発明のイオン注入方法は
、試料に対向する電極が試料および試料台に対して同電
位または負電位にあるイオン源を用いて試料にイオン注
入を行う際に、試料近傍の真空度を１０−５〜１ ０−
’Ｔｏ ｒ ｒ台に保持することを特徴とする。
、試料に対向する電極が試料および試料台に対して同電
位または負電位にあるイオン源を用いて試料にイオン注
入を行う際に、試料近傍の真空度を１０−５〜１ ０−
’Ｔｏ ｒ ｒ台に保持することを特徴とする。
イオン注入を行う際に試料近傍の真空度を上記のように
保持すると、雰囲気中のガス分子にイオン源から引き出
されたイオンが衝突して試料の近傍にプラズマが作られ
る。
保持すると、雰囲気中のガス分子にイオン源から引き出
されたイオンが衝突して試料の近傍にプラズマが作られ
る。
このとき、イオン源の試料に対向する電極が上記のよう
な電位にあると、上記プラズマ中の電子を主体とする負
の荷電粒子は、イオン源側に引かれることなく試料に供
給される。
な電位にあると、上記プラズマ中の電子を主体とする負
の荷電粒子は、イオン源側に引かれることなく試料に供
給される。
その結果、イオン注入に伴う試料表面の電荷が中和され
、試料表面のチャージアップ現象が防止される。
、試料表面のチャージアップ現象が防止される。
第１図は、この発明に係るイオン注入方法を実施するイ
オン注入装置の一例を示す図である。
オン注入装置の一例を示す図である。
このイオン注入装置は、図示しない真空排気装置によっ
て真空排気される真空容器１６と、その上部に取り付け
られたイオン源２とを有しており、このイオン源２から
引き出したイオンビームｌ４を、真空容器ｌ６内に収納
した試料１８に照射してイオン注入を行うよう構成され
ている。
て真空排気される真空容器１６と、その上部に取り付け
られたイオン源２とを有しており、このイオン源２から
引き出したイオンビームｌ４を、真空容器ｌ６内に収納
した試料１８に照射してイオン注入を行うよう構成され
ている。
真空容器１６内には、上記試料１８を載せる試料台２０
が設けられており、この試料台２０と真空容器１６は電
気的に接地されている。
が設けられており、この試料台２０と真空容器１６は電
気的に接地されている。
イオン源２は、ガス１０を導入してプラズマを作るプラ
ズマソース部４と、そこからイオンビーム１４を引き出
す引出し電極系６とを有している。
ズマソース部４と、そこからイオンビーム１４を引き出
す引出し電極系６とを有している。
引出し電極系６は、この例では、引出し電源１２から正
の高電圧が印加されるプラズマ電極７と、接地電位にさ
れる接地電極８とで構成されている。
の高電圧が印加されるプラズマ電極７と、接地電位にさ
れる接地電極８とで構成されている。
従ってこの例では、接地電極８が前述した試料ｌ８に対
向する電極であり、この接地電極８は試料１８および試
料台２０と同電位にある。
向する電極であり、この接地電極８は試料１８および試
料台２０と同電位にある。
更にこの例では、試料１８の近傍にガス２４を供給する
何本かの（例えば２本の）ガス供給パイプ２２を設けて
いる。
何本かの（例えば２本の）ガス供給パイプ２２を設けて
いる。
このガス２４には、試料ｌ８に対する不純物混入防止の
ために、イオンビーム１４と同種のガス、不活性ガスま
たは両者の混合ガスを用いるのが好ましい。
ために、イオンビーム１４と同種のガス、不活性ガスま
たは両者の混合ガスを用いるのが好ましい。
一般的にイオン注入は、１ ０−７〜１ ０−６Ｔｏ
ｒ ｒ程度の高真空下で行われるが、この例では、イオ
ン注入を行う際に、ガス供給パイブ２２から試料１８の
近傍にガス２４を供給して試料近傍の真空度を１ ０−
５〜１ ０−’Ｔ ｏ ｒ ｒ台に保持する。
ｒ ｒ程度の高真空下で行われるが、この例では、イオ
ン注入を行う際に、ガス供給パイブ２２から試料１８の
近傍にガス２４を供給して試料近傍の真空度を１ ０−
５〜１ ０−’Ｔ ｏ ｒ ｒ台に保持する。
真空度を上記範囲に限定するのは、１ ０−６Ｔｏ ｒ
ｒ台以下だと、雰囲気中のガス分子が少ないので、そ
れとイオンビーム１４中のイオンとの衝突が少なく、そ
のためプラズマが殆ど発生しないからである。また、１
０−３Ｔｏｒｒ台以上だと、その影響でイオン源２の引
出し電極系６において放電が発生してイオンビーム１４
の引き出しが困難になるからである。
ｒ台以下だと、雰囲気中のガス分子が少ないので、そ
れとイオンビーム１４中のイオンとの衝突が少なく、そ
のためプラズマが殆ど発生しないからである。また、１
０−３Ｔｏｒｒ台以上だと、その影響でイオン源２の引
出し電極系６において放電が発生してイオンビーム１４
の引き出しが困難になるからである。
上記のようにすると、イオン注入を行う際に、イオン源
２から引き出されたイオンビームｌ４中のイオンが試料
近傍のガス分子に衝突して、試料ｌ８の近傍にプラズマ
が作られる。
２から引き出されたイオンビームｌ４中のイオンが試料
近傍のガス分子に衝突して、試料ｌ８の近傍にプラズマ
が作られる。
このとき、イオン源２の試料ｌ８に対向する接地電極８
はこの例では試料１８および試料台２０と同電位にある
ので、上記プラズマ中の電子を主体とする負の荷電粒子
は、イオン源２側に引かれることはなく、むしろイオン
ビーム照射によって試料１８の表面に蓄積された正電荷
に引かれて試料ｌ８側に供給される。
はこの例では試料１８および試料台２０と同電位にある
ので、上記プラズマ中の電子を主体とする負の荷電粒子
は、イオン源２側に引かれることはなく、むしろイオン
ビーム照射によって試料１８の表面に蓄積された正電荷
に引かれて試料ｌ８側に供給される。
その結果、イオン注入に伴う試料表面の電荷が中和され
、試料表面のチャージアップ現象が防止される。
、試料表面のチャージアップ現象が防止される。
しかも、従来のように試料に対して電子シャワー照射を
行う場合と違って、雷子シャワー装置が不要なので装置
の構造が簡単になり、かつコスト的にも安くなる。また
、試料近傍で作られるプラズマ中の荷電粒子のエネルギ
ーは、イオンビーム１４中のイオンのエネルギーや従来
の電子シャワーによる電子のエネルギーに比べて充分に
小さいので、当該荷電粒子による試料表面のチャージア
ップ現象は殆ど起こらない。
行う場合と違って、雷子シャワー装置が不要なので装置
の構造が簡単になり、かつコスト的にも安くなる。また
、試料近傍で作られるプラズマ中の荷電粒子のエネルギ
ーは、イオンビーム１４中のイオンのエネルギーや従来
の電子シャワーによる電子のエネルギーに比べて充分に
小さいので、当該荷電粒子による試料表面のチャージア
ップ現象は殆ど起こらない。
上記のような方法による場合の試料表面の電位の測定結
果の一例を説明すると、第３図のように試料台２０上に
ガラスの試料ｌ８を載せ、更にその上に金属板３０を載
せ、これに電圧計３２を接続しておき、このような構或
でイオン注入の際の試料１８の表面の電位を、試料近傍
の真空度を変化させて測定した。このときのイオンビー
ムの引出し電圧はＩＯＫＶとした。
果の一例を説明すると、第３図のように試料台２０上に
ガラスの試料ｌ８を載せ、更にその上に金属板３０を載
せ、これに電圧計３２を接続しておき、このような構或
でイオン注入の際の試料１８の表面の電位を、試料近傍
の真空度を変化させて測定した。このときのイオンビー
ムの引出し電圧はＩＯＫＶとした。
その測定結果の一例を第４図に示す。このグラフから分
かるように、試料近傍の真空度を前述したように１ ０
−５〜１ ０−’Ｔ ｏ ｒ ｒ台に保った場合、試料
表面の電位はＩＯＶ前後と非常に低い値であった。
かるように、試料近傍の真空度を前述したように１ ０
−５〜１ ０−’Ｔ ｏ ｒ ｒ台に保った場合、試料
表面の電位はＩＯＶ前後と非常に低い値であった。
ちなみに、試料１８の近傍にガスを供給しない場合は、
試料表面の電位はＫＶオーダーにまで上昇し、遂には金
属板３０と試料台２０との間で放電が起こった。
試料表面の電位はＫＶオーダーにまで上昇し、遂には金
属板３０と試料台２０との間で放電が起こった。
なお、上記のようなガス供給パイプ２２を用いる代わり
に、例えば第２図に示すように、試料台２０上の試料１
８を取り囲むリング状のガス供給パイプ２６であって試
料１日に向けて多数のガス噴出口２日を有するものを用
いても良く、そのようなものを用いれば、ガス２４を試
料ｌ８の周りに万遍なく供給することができるので、特
に試料１８が大型の場合に効果的である。
に、例えば第２図に示すように、試料台２０上の試料１
８を取り囲むリング状のガス供給パイプ２６であって試
料１日に向けて多数のガス噴出口２日を有するものを用
いても良く、そのようなものを用いれば、ガス２４を試
料ｌ８の周りに万遍なく供給することができるので、特
に試料１８が大型の場合に効果的である。
また、第１図の装置では、イオン源２のプラズマソース
部４にイオン生戒のためのガス１０を供給しているが、
これを止めて、真空容器１６内側にのみ前述したように
してガス２４を供給しても良く、その場合でも、ガス２
４が引出し電極系６の電極穴を通してプラズマソース部
４内に供給されてそこでのガス圧が試料近傍と同程度に
なるので、イオンビーム１４を支障なく引き出すことが
できる。この場合は、ガス２４には、所要のイオンビー
ム１４と同種のガスまたはそれと不活性ガスとの混合ガ
スを用いるものとする。
部４にイオン生戒のためのガス１０を供給しているが、
これを止めて、真空容器１６内側にのみ前述したように
してガス２４を供給しても良く、その場合でも、ガス２
４が引出し電極系６の電極穴を通してプラズマソース部
４内に供給されてそこでのガス圧が試料近傍と同程度に
なるので、イオンビーム１４を支障なく引き出すことが
できる。この場合は、ガス２４には、所要のイオンビー
ム１４と同種のガスまたはそれと不活性ガスとの混合ガ
スを用いるものとする。
また、上記とは逆に、真空容器１６内側にガス２４を供
給する代わりに、イオン源２の引出し電極系６の電極穴
のコンダクタンス等を適宜に設計して、イオン源２のプ
ラズマソース部４に供給されたガス１０の真空容器１６
内への流れを制御することによって、試料近傍の真空度
を上記のように１０−５〜ｌ Ｏ−’Ｔｏ ｒ ｒ台に
保持するようにしても良い。
給する代わりに、イオン源２の引出し電極系６の電極穴
のコンダクタンス等を適宜に設計して、イオン源２のプ
ラズマソース部４に供給されたガス１０の真空容器１６
内への流れを制御することによって、試料近傍の真空度
を上記のように１０−５〜ｌ Ｏ−’Ｔｏ ｒ ｒ台に
保持するようにしても良い。
また、上記のようなイオン源２の代わりに、試料ｌ８に
対向する電極が負電位のイオン源を用いても良く、その
場合は、当該電極よりも試料１８および試料台２０の電
位が相対的に高くなるので、試料近傍に作られたプラズ
マ中の負の荷電粒子が試料側に引き込まれやすくなる。
対向する電極が負電位のイオン源を用いても良く、その
場合は、当該電極よりも試料１８および試料台２０の電
位が相対的に高くなるので、試料近傍に作られたプラズ
マ中の負の荷電粒子が試料側に引き込まれやすくなる。
［発明の効果］
以上のようにこの発明によれば、イオン注入の際に試料
近傍にプラズマが作られ、このプラズマ中の電子を主体
とする負の荷電粒子が試料に供給されるので、イオン注
入の際の試料表面のチャージアップ現象を防止すること
ができる。
近傍にプラズマが作られ、このプラズマ中の電子を主体
とする負の荷電粒子が試料に供給されるので、イオン注
入の際の試料表面のチャージアップ現象を防止すること
ができる。
しかも、従来のように試料に対して電子シャワー照射を
行う場合と違って、電子シャワー装置が不要なので装置
の構造が簡単になり、かつコスト的にも安くなる。また
、試料近傍で作られるプラズマ中の荷電粒子のエネルギ
ーが小さいので、当該荷電粒子による試料表面のチャー
ジアップ現象は殆ど起こらない。
行う場合と違って、電子シャワー装置が不要なので装置
の構造が簡単になり、かつコスト的にも安くなる。また
、試料近傍で作られるプラズマ中の荷電粒子のエネルギ
ーが小さいので、当該荷電粒子による試料表面のチャー
ジアップ現象は殆ど起こらない。
第１図、この発明に係るイオン注入方法を実施するイオ
ン注入装置の一例を示す図である。第２図は、ガス供給
パイプの他の例を示す平面図である。第３図は、試料表
面の電位を測定するのに用いた構成を示す図である。第
４図は、試料表面の電位の測定結果の一例を示すグラフ
である。 ２・・・イオン源、６・・・引出し電極系、ｌ４・・・
イオンビーム、１８・・・試料、２０・・・試料台、２
２．２６・・・ガス供給パイプ、２４・・・ガス。 第 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 図 第 ４ 図 真空度 （Ｔｏｒｒ）
ン注入装置の一例を示す図である。第２図は、ガス供給
パイプの他の例を示す平面図である。第３図は、試料表
面の電位を測定するのに用いた構成を示す図である。第
４図は、試料表面の電位の測定結果の一例を示すグラフ
である。 ２・・・イオン源、６・・・引出し電極系、ｌ４・・・
イオンビーム、１８・・・試料、２０・・・試料台、２
２．２６・・・ガス供給パイプ、２４・・・ガス。 第 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 図 第 ４ 図 真空度 （Ｔｏｒｒ）
Claims (1)
- （１）試料に対向する電極が試料および試料台に対して
同電位または負電位にあるイオン源を用いて試料にイオ
ン注入を行う際に、試料近傍の真空度を１０＾−＾５〜
１０＾−＾４Ｔｏｒｒ台に保持することを特徴とするイ
オン注入方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1241429A JPH03102755A (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | イオン注入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1241429A JPH03102755A (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | イオン注入方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03102755A true JPH03102755A (ja) | 1991-04-30 |
Family
ID=17074171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1241429A Pending JPH03102755A (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | イオン注入方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03102755A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0860854A1 (en) * | 1997-01-09 | 1998-08-26 | Eaton Corporation | Plasma immersion ion implantation method and apparatus with pulsed anode |
| FR2770684A1 (fr) * | 1997-11-06 | 1999-05-07 | Hitachi Ltd | Dispositif d'implantation ionique |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6348739A (ja) * | 1986-08-18 | 1988-03-01 | Mitsubishi Electric Corp | イオン注入装置 |
| JPS6361123B2 (ja) * | 1984-08-11 | 1988-11-28 |
-
1989
- 1989-09-18 JP JP1241429A patent/JPH03102755A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6361123B2 (ja) * | 1984-08-11 | 1988-11-28 | ||
| JPS6348739A (ja) * | 1986-08-18 | 1988-03-01 | Mitsubishi Electric Corp | イオン注入装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5911832A (en) * | 1996-10-10 | 1999-06-15 | Eaton Corporation | Plasma immersion implantation with pulsed anode |
| EP0860854A1 (en) * | 1997-01-09 | 1998-08-26 | Eaton Corporation | Plasma immersion ion implantation method and apparatus with pulsed anode |
| FR2770684A1 (fr) * | 1997-11-06 | 1999-05-07 | Hitachi Ltd | Dispositif d'implantation ionique |
| US6326630B1 (en) | 1997-11-06 | 2001-12-04 | Hitachi, Ltd. | Ion implanter |
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