JPH04267042A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
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- JPH04267042A JPH04267042A JP3049254A JP4925491A JPH04267042A JP H04267042 A JPH04267042 A JP H04267042A JP 3049254 A JP3049254 A JP 3049254A JP 4925491 A JP4925491 A JP 4925491A JP H04267042 A JPH04267042 A JP H04267042A
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- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 13
- 238000002513 implantation Methods 0.000 abstract description 14
- 230000002950 deficient Effects 0.000 abstract description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、イオンビームを固定
しておいて試料をＸＹ方向に機械的に走査するイオン注
入装置に関する。
しておいて試料をＸＹ方向に機械的に走査するイオン注
入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のイオン注入装置の従来例を図３
に示す。
に示す。
【０００３】このイオン注入装置は、基本的には、真空
容器（図示省略）内において、イオンビーム２を固定し
ておいて、ホルダ１４上の試料１２を駆動装置１６によ
ってＸ方向（例えば横方向）およびこれにほぼ直交する
Ｙ方向（例えば縦方向）に機械的に走査し、それによっ
て試料１２の全面にイオンビーム２を照射してイオン注
入を行うものである。
容器（図示省略）内において、イオンビーム２を固定し
ておいて、ホルダ１４上の試料１２を駆動装置１６によ
ってＸ方向（例えば横方向）およびこれにほぼ直交する
Ｙ方向（例えば縦方向）に機械的に走査し、それによっ
て試料１２の全面にイオンビーム２を照射してイオン注
入を行うものである。
【０００４】イオンビーム２の経路上には、イオンビー
ム２を成形するマスク４、負電位されるサプレッサ電極
６、ファラデーケース８およびイオンビーム２が後方へ
漏れるのを防止するキャッチプレート１０が設けられて
いる。
ム２を成形するマスク４、負電位されるサプレッサ電極
６、ファラデーケース８およびイオンビーム２が後方へ
漏れるのを防止するキャッチプレート１０が設けられて
いる。
【０００５】そして、ファラデーケース８、キャッチプ
レート１０およびホルダ１４を互いに電気的に並列接続
して、例えばカレントインテグレータのようなビーム電
流計測器１８に接続しておいて、それによってイオンビ
ーム２のビーム電流を正確に計測できるようにしている
。
レート１０およびホルダ１４を互いに電気的に並列接続
して、例えばカレントインテグレータのようなビーム電
流計測器１８に接続しておいて、それによってイオンビ
ーム２のビーム電流を正確に計測できるようにしている
。
【０００６】また、この例では注入制御回路２２および
走査制御回路２４から成り、前記駆動装置１６を制御し
て試料１２の機械的な走査を制御する制御装置２０を設
けている。
走査制御回路２４から成り、前記駆動装置１６を制御し
て試料１２の機械的な走査を制御する制御装置２０を設
けている。
【０００７】注入制御回路２２には、外部からイオンビ
ーム２の平面的な寸法（横幅ＬＸ 、縦幅ＬＹ ）、試
料１２の平面的な寸法（横幅ＷＸ 、縦幅ＷＹ ）およ
びドーズ量φが入力され、これらの情報とビーム電流計
測器１８からのレンジ情報Ｒ（即ちこのビーム電流計測
器は広い範囲のビーム電流に対応することができるよう
に測定レンジが切り換えられるようになっており、その
情報）に基づいて、この注入制御回路２２は、試料１２
の走査領域ＡＸＹおよび走査回数ｎを求め、これを走査
制御回路２４に与える。
ーム２の平面的な寸法（横幅ＬＸ 、縦幅ＬＹ ）、試
料１２の平面的な寸法（横幅ＷＸ 、縦幅ＷＹ ）およ
びドーズ量φが入力され、これらの情報とビーム電流計
測器１８からのレンジ情報Ｒ（即ちこのビーム電流計測
器は広い範囲のビーム電流に対応することができるよう
に測定レンジが切り換えられるようになっており、その
情報）に基づいて、この注入制御回路２２は、試料１２
の走査領域ＡＸＹおよび走査回数ｎを求め、これを走査
制御回路２４に与える。
【０００８】走査制御回路２４は、これらの情報とビー
ム電流計測器１８で計測したイオンビーム２のビーム電
流ＩＢ に基づいて、試料１２の走査速度を求め、駆動
信号（例えばパルス信号）を駆動装置１６に与える。
ム電流計測器１８で計測したイオンビーム２のビーム電
流ＩＢ に基づいて、試料１２の走査速度を求め、駆動
信号（例えばパルス信号）を駆動装置１６に与える。
【０００９】このような制御装置２０によって、試料１
２の走査が所定の走査領域ＡＸＹ、走査回数ｎおよび走
査速度になるように制御する。
２の走査が所定の走査領域ＡＸＹ、走査回数ｎおよび走
査速度になるように制御する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】イオン注入装置におい
ては、一般的に、イオンビームの条件（例えばビーム量
、ビームエネルギー、イオン種、更にはイオン源の時間
安定性等）によって、必然的に、イオンビームの平面的
な寸法が大きく変動する。
ては、一般的に、イオンビームの条件（例えばビーム量
、ビームエネルギー、イオン種、更にはイオン源の時間
安定性等）によって、必然的に、イオンビームの平面的
な寸法が大きく変動する。
【００１１】ところが、上記従来のイオン注入装置にお
いては、イオンビーム２の寸法（即ち横幅ＬＸ 、縦幅
ＬＹ ）を装置組立時等に予め測定しておき、この情報
（即ち固定情報）を制御装置２０に入力するようにして
おり、従ってイオンビーム２の寸法が大きく変動すると
、注入不良、即ち試料１２の全面に均一にイオンビーム
２が当たらない事態が生じるという問題がある。
いては、イオンビーム２の寸法（即ち横幅ＬＸ 、縦幅
ＬＹ ）を装置組立時等に予め測定しておき、この情報
（即ち固定情報）を制御装置２０に入力するようにして
おり、従ってイオンビーム２の寸法が大きく変動すると
、注入不良、即ち試料１２の全面に均一にイオンビーム
２が当たらない事態が生じるという問題がある。
【００１２】これを防止するために従来は、イオンビー
ム２の最大の寸法変動を予め見込んで試料１２の走査領
域を大きくしている（即ちオーバースキャン量を大きく
している）が、そのため、余分な注入領域が大きくなり
、注入時間が長くかかり、スループット（単位時間当り
の処理能力）が低いという問題がある。
ム２の最大の寸法変動を予め見込んで試料１２の走査領
域を大きくしている（即ちオーバースキャン量を大きく
している）が、そのため、余分な注入領域が大きくなり
、注入時間が長くかかり、スループット（単位時間当り
の処理能力）が低いという問題がある。
【００１３】そこでこの発明は、イオンビームの寸法変
動が大きくても、上記のような注入不良を起こさず、し
かもスループットの高いイオン注入装置を提供すること
を主たる目的とする。
動が大きくても、上記のような注入不良を起こさず、し
かもスループットの高いイオン注入装置を提供すること
を主たる目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、この発明のイオン注入装置は、ＸＹ方向に配設された
複数のコレクタ電極を含み前記イオンビームの平面的な
寸法を計測するビーム寸法計測装置を設け、これによっ
て計測したイオンビームの平面的な寸法を前記制御装置
に与え、それによって試料の走査領域をイオンビームの
平面的な寸法の変動に応じて変更することができるよう
にしたことを特徴とする。
、この発明のイオン注入装置は、ＸＹ方向に配設された
複数のコレクタ電極を含み前記イオンビームの平面的な
寸法を計測するビーム寸法計測装置を設け、これによっ
て計測したイオンビームの平面的な寸法を前記制御装置
に与え、それによって試料の走査領域をイオンビームの
平面的な寸法の変動に応じて変更することができるよう
にしたことを特徴とする。
【００１５】
【作用】上記構成によれば、試料の走査領域をイオンビ
ームの寸法変動に応じて変更することができるので、イ
オンビームの寸法変動が大きくても、注入不良は生じな
い。しかも、試料の走査領域を、イオンビームの寸法に
合わせて適正なものとすることができるので、注入時間
が短縮できスループットが高くなる。
ームの寸法変動に応じて変更することができるので、イ
オンビームの寸法変動が大きくても、注入不良は生じな
い。しかも、試料の走査領域を、イオンビームの寸法に
合わせて適正なものとすることができるので、注入時間
が短縮できスループットが高くなる。
【００１６】
【実施例】図１は、この発明の一実施例に係るイオン注
入装置を示す図である。図３の従来例と同一または相当
する部分には同一符号を付し、以下においては当該従来
例との相違点を主に説明する。
入装置を示す図である。図３の従来例と同一または相当
する部分には同一符号を付し、以下においては当該従来
例との相違点を主に説明する。
【００１７】この実施例においては、次のような構成の
ビーム寸法計測装置３０を設けている。
ビーム寸法計測装置３０を設けている。
【００１８】即ち、前述したようなキャッチプレート１
０内に、ＸＹ方向に配設されていてイオンビーム２を受
ける複数のコレクタ電極３４を設け、その前方にサプレ
ッサ電極３２およびマスク３１を設け、各コレクタ電極
３４に抵抗３６をそれぞれ接続し、その両端の電圧を複
数のスイッチ３８によって切り換えて絶縁アンプ４０に
入力し、その出力を演算制御回路４２に取り込むように
している。なお、マスク３１の各孔は互いに同じサイズ
としている。スイッチ３８の切り換えは、演算制御回路
４２によって行われる。
０内に、ＸＹ方向に配設されていてイオンビーム２を受
ける複数のコレクタ電極３４を設け、その前方にサプレ
ッサ電極３２およびマスク３１を設け、各コレクタ電極
３４に抵抗３６をそれぞれ接続し、その両端の電圧を複
数のスイッチ３８によって切り換えて絶縁アンプ４０に
入力し、その出力を演算制御回路４２に取り込むように
している。なお、マスク３１の各孔は互いに同じサイズ
としている。スイッチ３８の切り換えは、演算制御回路
４２によって行われる。
【００１９】このビーム寸法計測装置３０によれば、複
数のコレクタ電極３４の内のどの範囲にイオンビーム２
が当たっているかを計測して、イオンビーム２の平面的
な寸法（即ちこの例では横幅ＬＸ および縦幅ＬＹ ）
を計測することができる。
数のコレクタ電極３４の内のどの範囲にイオンビーム２
が当たっているかを計測して、イオンビーム２の平面的
な寸法（即ちこの例では横幅ＬＸ および縦幅ＬＹ ）
を計測することができる。
【００２０】そしてこの実施例では、このビーム寸法計
測装置３０によって計測したイオンビーム２の寸法情報
ＬＸ 、ＬＹ を制御装置２０に（より具体的にはその
注入制御回路２２に）取り込み、それによって試料１２
の走査領域ＡＸＹをイオンビーム２の寸法変動に応じて
変更することができるようにしている。
測装置３０によって計測したイオンビーム２の寸法情報
ＬＸ 、ＬＹ を制御装置２０に（より具体的にはその
注入制御回路２２に）取り込み、それによって試料１２
の走査領域ＡＸＹをイオンビーム２の寸法変動に応じて
変更することができるようにしている。
【００２１】このイオンビーム２の寸法を計測して試料
１２の走査領域を変更する動作は、例えば、一つの試料
１２に対する注入を始める直前に行わせれば良い。
１２の走査領域を変更する動作は、例えば、一つの試料
１２に対する注入を始める直前に行わせれば良い。
【００２２】上記制御装置２０における制御内容のより
具体例を図２を参照して説明する。
具体例を図２を参照して説明する。
【００２３】説明を簡単にするために、イオンビーム２
および試料１２が紙面に垂直方向に無限の長さを持ちそ
れに直角方向に試料１２を走査する一次元系を考えると
、この場合、便宜上、試料１２を固定しイオンビーム２
を図示の２ａと２ｂの間で走査すると考えても等価であ
る。ＬＸ はビーム幅、ＤＳは走査幅、ＤＵ は有効走
査幅即ち均一注入領域であり、試料１２はこの幅ＤＵ
内に置かれている。
および試料１２が紙面に垂直方向に無限の長さを持ちそ
れに直角方向に試料１２を走査する一次元系を考えると
、この場合、便宜上、試料１２を固定しイオンビーム２
を図示の２ａと２ｂの間で走査すると考えても等価であ
る。ＬＸ はビーム幅、ＤＳは走査幅、ＤＵ は有効走
査幅即ち均一注入領域であり、試料１２はこの幅ＤＵ
内に置かれている。
【００２４】走査幅ＤＳ は、
ＤＳ ≧ＤＵ ＋ＬＸ ＋α ・・・（３）とな
るように決めている。ここで、試料１２の幅をＤＷ と
した場合、ＤＷ ≦ＤＵ である。また、αはオーバー
スキャン量であり、ＤＵ の範囲を均一に注入するため
の裕度である。
るように決めている。ここで、試料１２の幅をＤＷ と
した場合、ＤＷ ≦ＤＵ である。また、αはオーバー
スキャン量であり、ＤＵ の範囲を均一に注入するため
の裕度である。
【００２５】ここでは、イオンビーム２のビーム電流Ｉ
Ｂ は時間的に一定で、かつ走査速度Ｖも時間的に一定
であると考えると、ＤＵ の範囲に１回の片道走査で注
入されるドーズ量φ１ は、 φ１ ＝ＩＢ ・ＴＵ ／ｑ・ＤＵ ＝ＩＢ
・ＴＳ ／ｑ・ＤＳ ・・・（１）で表される
。これは、ＤＵ ／ＴＵ ＝ＤＳ ／ＴＳ ＝Ｖ（一定
）だからである。ここで、ＴＵ 、ＴＳ は、幅ＤＵ
、ＤＳ をそれぞれ走査するに要する時間である。
Ｂ は時間的に一定で、かつ走査速度Ｖも時間的に一定
であると考えると、ＤＵ の範囲に１回の片道走査で注
入されるドーズ量φ１ は、 φ１ ＝ＩＢ ・ＴＵ ／ｑ・ＤＵ ＝ＩＢ
・ＴＳ ／ｑ・ＤＳ ・・・（１）で表される
。これは、ＤＵ ／ＴＵ ＝ＤＳ ／ＴＳ ＝Ｖ（一定
）だからである。ここで、ＴＵ 、ＴＳ は、幅ＤＵ
、ＤＳ をそれぞれ走査するに要する時間である。
【００２６】従って、ＤＵ の範囲にｎ回の往復走査で
注入されるドーズ量φｎ は、 φｎ ＝ＩＢ ・２ｎＴＵ ／ｑ・ＤＵ ＝（
ＩＢ ・ＴＳ ／ｑ・ＤＳ ）２ｎ
・
・・（２）で表される。
注入されるドーズ量φｎ は、 φｎ ＝ＩＢ ・２ｎＴＵ ／ｑ・ＤＵ ＝（
ＩＢ ・ＴＳ ／ｑ・ＤＳ ）２ｎ
・
・・（２）で表される。
【００２７】実際の注入では、注入時間として測定され
るのはＴＳ （または２ｎＴＳ ）であり、これに対応
する注入幅はＤＳ である。
るのはＴＳ （または２ｎＴＳ ）であり、これに対応
する注入幅はＤＳ である。
【００２８】そして、上記制御装置２０では、上記（２
）式から、与えられたドーズ量φｎ に対して、走査回
数ｎが整数になるように、しかも走査速度Ｖが駆動装置
１６の機械的条件で決まる最大値を超えないように、Ｄ
Ｓ ／ＴＳ ≡Ｖを計算している。また、ビーム電流Ｉ
Ｂ が時間的に変動するような場合に所定のドーズ量φ
ｎ を保証するために、ＩＢ （ｔ）／Ｖ（ｔ）＝一定
となるように、ビーム電流ＩＢ の変化に応じて走査速
度Ｖを変化させる制御を行っている。
）式から、与えられたドーズ量φｎ に対して、走査回
数ｎが整数になるように、しかも走査速度Ｖが駆動装置
１６の機械的条件で決まる最大値を超えないように、Ｄ
Ｓ ／ＴＳ ≡Ｖを計算している。また、ビーム電流Ｉ
Ｂ が時間的に変動するような場合に所定のドーズ量φ
ｎ を保証するために、ＩＢ （ｔ）／Ｖ（ｔ）＝一定
となるように、ビーム電流ＩＢ の変化に応じて走査速
度Ｖを変化させる制御を行っている。
【００２９】ビーム幅ＬＸ や試料幅ＤＷ がいつも再
現性良く決定されている装置であれば、前記オーバース
キャン量αは小さくて良く、理論的にはα＝０で良い。
現性良く決定されている装置であれば、前記オーバース
キャン量αは小さくて良く、理論的にはα＝０で良い。
【００３０】しかし現実には、前述したようにビーム幅
ＬＸ の変動が大きく、それにもかかわらず従来例では
ＬＸ を一定に設定していたので、これを補うためにα
を大きく、よってＤＳ を大きくしなければならなかっ
た。これに対してこの実施例では、このビーム幅ＬＸ
に、ビーム寸法計測装置３０による計測値を用いるよう
にしたので、オーバースキャン量αを最小にすることが
できる。
ＬＸ の変動が大きく、それにもかかわらず従来例では
ＬＸ を一定に設定していたので、これを補うためにα
を大きく、よってＤＳ を大きくしなければならなかっ
た。これに対してこの実施例では、このビーム幅ＬＸ
に、ビーム寸法計測装置３０による計測値を用いるよう
にしたので、オーバースキャン量αを最小にすることが
できる。
【００３１】二次元系で走査する場合は、上記一次元系
の考えを二次元系に拡張すれば良い。
の考えを二次元系に拡張すれば良い。
【００３２】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、試料の
走査領域をイオンビームの寸法変動に応じて変更するこ
とができるので、イオンビームの寸法変動が大きくても
、注入不良は生じない。しかも、試料の走査領域を、イ
オンビームの寸法に合わせた適正なものとすることがで
きるので、注入時間が短縮できスループットが高くなる
。
走査領域をイオンビームの寸法変動に応じて変更するこ
とができるので、イオンビームの寸法変動が大きくても
、注入不良は生じない。しかも、試料の走査領域を、イ
オンビームの寸法に合わせた適正なものとすることがで
きるので、注入時間が短縮できスループットが高くなる
。
【図１】 この発明の一実施例に係るイオン注入装置
を示す図である。
を示す図である。
【図２】 便宜上、試料を固定しイオンビームを走査
すると考えた場合の図である。
すると考えた場合の図である。
【図３】 従来のイオン注入装置の一例を示す図であ
る。
る。
２ イオンビーム
１２ 試料
１４ ホルダ
１６ 駆動装置
２０ 制御装置
３０ ビーム寸法計測装置
３４ コレクタ電極
Claims (1)
- 【請求項１】 イオンビームを固定しておき、試料を
駆動装置によってＸ方向およびこれにほぼ直交するＹ方
向に機械的に走査するイオン注入装置であって、イオン
ビームの平面的な寸法、試料の平面的な寸法、試料に対
するドーズ量およびイオンビームのビーム電流を含む情
報に基づいて、試料の走査領域、走査回数および走査速
度を求めてそれらになるように前記駆動装置を制御する
制御装置を備えるものにおいて、ＸＹ方向に配設された
複数のコレクタ電極を含み前記イオンビームの平面的な
寸法を計測するビーム寸法計測装置を設け、これによっ
て計測したイオンビームの平面的な寸法を前記制御装置
に与え、それによって試料の走査領域をイオンビームの
平面的な寸法の変動に応じて変更することができるよう
にしたことを特徴とするイオン注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3049254A JPH04267042A (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3049254A JPH04267042A (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | イオン注入装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04267042A true JPH04267042A (ja) | 1992-09-22 |
Family
ID=12825702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3049254A Pending JPH04267042A (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04267042A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011081076A1 (de) | 2011-03-16 | 2012-09-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Zündspuleneinrichtung |
-
1991
- 1991-02-21 JP JP3049254A patent/JPH04267042A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011081076A1 (de) | 2011-03-16 | 2012-09-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Zündspuleneinrichtung |
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