JPH0451516A - イオン注入方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、基板にイオン注入を行う際に、同基板に電
子を供給してイオン注入に伴う基板の帯電を防止するよ
うにしたイオン注入方法に関する。

〔従来の技術〕

第２図に、中性化手段を備えるイオン注入装置の一例を
部分的に示す。

この装置は、基本的には、ホルダ６に保持された基板５
にイオンビーム２を照射してそれにイオン注入を行うよ
う構成されている。基板５は、例えばガラス基板等の絶
縁物基板や半導体基板であるが、特定のものに限定され
るものではない。

また、ホルダ６をファラデーケース４内に収納すると共
に、その入口部に負電位のサプレッサ電極３を配置する
ことによって、イオンビーム２がホルダ６等に当たった
際に放出される二次電子のアースへの逃げを防止して、
ビーム電流計測器２６によるイオンビーム２のビーム電
流１ｂの計測を正確に行なえるようにしている。

また、イオンビーム２の照射に伴って基板５０表面が、
特に当該表面が絶縁物の場合に、正に帯電して放電等の
不具合が発生するのを防止するために、次のような中性
化手段を設けている。即ち、ファラデーケース４の側部
にフィラメント８を設け、これから放出させた一次電子
１１をこの例ではファラデーケース４の内壁に当ててそ
こから二次電子１２を放出させ、この二次電子１２を基
板５に供給してイオンビーム２による正電荷を中和させ
るようにしている。１４はフィラメント８を加熱するだ
めのフィラメント電源、１６はフィラメント８から一次
電子１１を引き出すためのエミッション電源である。ま
た、１８は二次電子１２をホルダ６上の基板５に効率良
く導くためのホルダバイアス電源、２０はファラデーケ
ース４から二次電子１２を逃がさないためのファラデー
バイアス電源であるが、これらは省略される場合もある
。

イオン注入の際、ホルダバイアス電源１８に直列に挿入
した抵抗２２には、イオンビーム２によるビーム電流Ｉ
ｂと二次電子１２による二次電子電流■２を合成したホ
ルダ電流Ｉｈ　　（＝Ｉｂ　−Ｉ２）が流れるが、これ
を中性化制御回路２４に取り込み、この中性化制御回路
２４によってフィラメント電源１４を制御してフィラメ
ント電流を制御してフィラメント８から放出する一次電
子１１の量を制御し、それによってホルダ電流１ｈが所
望の一定値（これは経験的に言えば０ではなく例えば−
１００μＡ位が好ましい）になるようにして基板５の帯
電防止が効果的に行なえるようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが従来は、イオン注入の最初からホルダ電流１ｈ
を一定にするようにフィラメント電流を制御しており、
そのため最初の数秒間は、基板５に供給する二次電子１
２の量が過大になって却って基板５が負に帯電してダメ
ージを受けることがあるという問題があった。これは、
イオン注入当初は基板５は未だ正に帯電しておらず、基
板５の周囲のホルダ６の部分からでしか二次電子１２を
取り込めないので、その面積が小さくてホルダ６には小
さな二次電子電流１．Ｌか流れず、そのためホルダ電流
１ｈが正側に（これはイオンビーム２のビーム電流Ｉｂ
による）大きく触れることになり、これを無理矢理前述
したような一定値にしようとして一次電子１１ひいては
二次電子１２の量が過大になるからである。

また従来は、基板５に対するイオン注入が完了してもそ
のまま上記のようなフィードバック制御をかけており、
そのためホルダ６上の基板５を交換するためにホルダ６
を倒したりすると、ホルダ６に二次電子１２が入って来
なくなってホルダ電流Ｉｈが０近くになり（イオン注入
は完了しているからビーム電流Ｉｂは流れない）、これ
を無理矢理前述したような一定値にしようとしてフィラ
メント電流が最大値になるまで上昇するという問題もあ
った。ちなみにこのようにフィラメント電流が上昇する
と、消費電力が大になり、またフィラメント８の寿命も
短（なる。

そこでこの発明は、上記のような点を改善したイオン注
入方法を提供することを主たる目的とする。

〔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方法は
、一つの基板に対するイオン注入開始から一定時間は、
ホルダ電流によるフィラメント電流の前述したような制
御は行わずに、その前の基板に対するイオン注入時のフ
ィラメント電流のままでイオン注入を行い、かつ一つの
基板に対するイオン注入完了と同時にフィラメント電流
をそのときの値に固定することを特徴とする。

〔実施例〕

この発明に係るイオン注入方法の一例を第１図のフロー
チャートを参照して説明する。

まず初めに、基板５を前述したホルダ６に装着する（ス
テップ３１）。この場合、一連のイオン注入の内の一番
最初の注入は、本来の基板５と同様のダミー基板で行う
ようにしても良く、そのようにすれば、本来の基板５に
対しては１枚目から良好なイオン注入を行うことができ
る。

基板５を装着したら、ホルダ６を立ててイオン注入を開
始する（ステップ３２）。そして注入開始から一定時間
は、ホルダ電流Ｉｈによるフィラメント電流の前述した
ようなフィードバック制御は行わずに、フィラメント電
流を固定したままで注入する（ステップ３３）。このよ
うにすると、従来例のように中性化用の二次電子１２が
基板５に過大に供給されることがなくなる。従って、二
次電子１２の供給過剰による基板５のダメージを防止す
ることができる。上記一定時間としては、経験的に言え
ば、５秒間程度にするのが好ましい。

またこのときの固定のフィラメント電流値としては、ダ
ミー基板や初めての基板５に対しては予め前述した中性
化制御回路２４内等に記憶させていたものを用いれば良
く、２枚目以降の基板５に対してはその前の基板５に対
する注入完了時に固定した（後述するステップ３５参照
）ものを用いる。

前記一定時間経過後は、ホルダ電流ｒｈが所定の一定値
になるようにフィラメント電流を制御する（ステップ３
４）。この一定値としては、基板５の帯電防止を効果的
に行うためには、経験的に言えば、前述したように０で
はなく一１００ｕＡ程度にするのが好ましい。

そして、基板５に対する所定のイオン注入が完了したら
、それと同時にフィラメント電流の制御を停止して、そ
のときの値に固定する（ステップ３５）。このようにす
ると、従来例のようにホルダ６上の基板５を交換するた
めにホルダ６を倒したときにフィラメント電流が最大値
まで上昇することがなくなる。従って、フィラメント電
源１４に対する消費電力を節約することができると共に
、フィラメント８の寿命も長くなる。特にフィラメント
電源１４にバッテリーを使用するような場合は、この消
費電力節約の効果は大きい。

その後、基板５の入れ換えのためにホルダ６を倒す（ス
テップ３６）。そして、イオン注入を続行する場合は、
ステップ３１に戻り、次の基板５を、例えば先の基板が
ダミー基板の場合は本来の基板５をホルダ６に装着して
、上記のような動作を繰り返せば良い。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、イオン注入開始時に中
性化用の二次電子が基板に過大に供給されることがなく
なり、二次電子の供給過剰による基板のダメージを防止
することができる。

また、ホルダ上の基板を交換するときにフィラメント電
流が上昇することがなくなり、消費電力を節約すること
ができると共にフィラメントの寿命も長くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係るイオン注入方法の一例を示す
フローチャートである。第２図は、中性化手段を備える
イオン注入装置の一例を部分的に示す図である。 ２・・・イオンビーム、５・・・基板、６・・・ホルダ
、８・・・フィラメント、１２・・・二次電子、２４・
・・中性化制御回路。 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ホルダに基板を順次装着して同基板に順次イオン
   注入を行う際に、フィラメントから放出させた一次電子
   をファラデー系の構造物に当ててそこから二次電子を放
   出させてこれをホルダ上の基板に供給し、しかもそのと
   きにホルダに流れるホルダ電流が所望の一定値になるよ
   うにフィラメント電流を制御するイオン注入方法におい
   て、一つの基板に対するイオン注入開始から一定時間は
   、ホルダ電流によるフィラメント電流の前記制御は行わ
   ずに、その前の基板に対するイオン注入時のフィラメン
   ト電流のままでイオン注入を行い、かつ一つの基板に対
   するイオン注入完了と同時にフィラメント電流をそのと
   きの値に固定することを特徴とするイオン注入方法。