JPH05266856A - イオン照射装置、及び、イオン照射装置における帯電防止装置並びに帯電防止方法 - Google Patents

イオン照射装置、及び、イオン照射装置における帯電防止装置並びに帯電防止方法

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JPH05266856A
JPH05266856A JP6032492A JP6032492A JPH05266856A JP H05266856 A JPH05266856 A JP H05266856A JP 6032492 A JP6032492 A JP 6032492A JP 6032492 A JP6032492 A JP 6032492A JP H05266856 A JPH05266856 A JP H05266856A
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JP
Japan
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primary
ion
electrons
electromagnetic wave
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JP6032492A
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Kenzo Kobayashi
健三 小林
Katsuhiko Sakai
克彦 酒井
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 イオン照射による試料の帯電防止のため、少
数の1次電子源で、大量に、低エネルギーの2次電子を
イオンビーム或いは試料に供給するイオン照射装置及び
帯電防止装置及び帯電防止方法の提供。 【構成】 イオン源7と、このイオン源7からイオン8
の集合体のイオンビーム9を照射する試料5と、試料5
の帯電を防止するために、試料5に2次電子6を供給す
るための2次電子放出部3と、2次電子放出部3に1次
電子4を照射するための1次電子源1と、2次電子放出
部3の1次電子源1からの1次電子4が照射される位置
に電磁波10を照射する電磁波源11とから概略構成し
た。 【効果】 2次電子放出現象が1次電子と電磁波の両方
のエネルギー源からの供与により誘起されるため、少数
の1次電子源で多量且つ低エネルギーの2次電子をイオ
ンビーム或いは試料に供給できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はイオン照射装置及びイオ
ン照射装置における帯電防止装置並びに帯電防止方法に
係り、特に材料の表層処理装置や材料の中にイオンを注
入するイオン注入装置に好適なイオン照射装置及びイオ
ン照射装置における帯電防止装置並びに帯電防止方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、イオン照射装置は、イオン源か
らのイオンを、試料に照射することにより試料の物理
的、或は、化学的特性を変えられるため、材料を扱う広
い分野で用いられる装置である。例えば、ガラスやポリ
マーのような非金属材料の表層処理装置や半導体材料の
中にイオンを注入するイオン注入装置などがある。
【0003】このイオン照射装置は、電荷を持つイオン
を試料に照射する装置であるため、イオン照射部の導電
性が低い(絶縁性が高い)場合には、イオン照射部分に
帯電現象が起こる。また、イオン照射に伴う2次電子放
出現象によっても試料に帯電現象が起こる。この帯電現
象は、試料特性に、望ましくない効果をもたらすことが
ある。例えば、大規模集積回路製造過程においては、導
電性の高い部分と低い部分の両方が混在する試料に、イ
オンを照射して、ある部分に、イオンを注入する過程が
あるが、導電性の低い部分に帯電現象が生じ、大規模集
積回路の設計上の望ましい物理特性を示さなくなる問題
が生ずることがある。
【0004】この帯電現象の防止を考慮したイオン照射
装置の例としては、図5に、示すようなイオン照射装置
がある。
【0005】この装置は、イオン源7からイオン8を、
試料5に照射するイオン照射装置である。試料5の帯電
を防止するために、1次電子源1からの1次電子4を2
次電子放出部3に照射し、発生した2次電子6を、イオ
ンビーム9、或は、試料5に供給する帯電防止装置を具
備するイオン照射装置である。
【0006】なお、この種の装置の関連する公知例とし
て以下の例が挙げられる。特開昭63−257175号
公報、特開昭63−126147号公報、特開昭64−
10563号公報、特開昭61−47048号公報、特
開平3−11541号公報。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の装置では、以下
の2つ問題点を有している。
【0008】(1)一般に、材料の処理速度を向上させ
るために、大電流イオン照射装置が、産業上要求される
が、これに伴って、中和する2次電子も大電流である必
要がある。また、2次電子照射量は、1次電子照射量と
正の相関を持つので、従来の装置では、帯電した試料を
中和するのに十分な2次電子放出量を得るために、多数
の1次電子源が必要になる恐れがあり、装置構成を複雑
にするという問題が生ずることになる。
【0009】(2)一般に、2次電子放出量を最大にす
るために、最適な1次電子エネルギーが存在することが
知られている。また、2次電子の中に、1次電子のエネ
ルギーに近いエネルギーの2次電子が含まれることが知
られている。このため、従来の装置では、比較的高いエ
ネルギーの2次電子が試料に照射されて、試料を破損す
る恐れがある。
【0010】本発明の目的は、上記問題点を解決するた
めになされたもので、少数の1次電子源で、多量の、且
つ低いエネルギーの2次電子を、イオンビーム或いは試
料に供給するイオン照射装置及びイオン照射装置におけ
る帯電防止装置並びに帯電防止方法を提供することであ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、イオンビームを発生するイオン源と、1次
電子を発生する1次電子源とを備え、該1次電子の照射
により2次電子を発生する2次電子放出部を設けたイオ
ン照射装置において、前記2次電子放出部に対して電磁
波を照射する電磁波源を備えたことを特徴とするもので
ある。
【0012】また、イオンを発生するイオン源と、該イ
オン源からのイオンが照射される試料と、該試料に2次
電子を供給する2次電子放出部と、該2次電子放出部に
1次電子を照射する1次電子源とを備えてなるイオン照
射装置或いはイオン照射装置における帯電防止装置或い
は帯電防止方法において、前記2次電子放出部の前記1
次電子源からの1次電子が照射される位置に電磁波を照
射して2次電子を発生させ、この発生した2次電子を前
記試料に供給する電磁波源を備えたことを特徴とするも
のである。
【0013】また、イオンを発生するイオン源と、該イ
オン源からのイオンビームが照射される試料と、該イオ
ンビームに2次電子を供給する2次電子放出部と、該2
次電子放出部に1次電子を照射する1次電子源とを備え
てなるイオン照射装置或いはイオン照射装置における帯
電防止装置或いは帯電防止方法において、前記2次電子
放出部の前記1次電子源からの1次電子が照射される位
置に電磁波を照射して2次電子を発生させ、この発生し
た2次電子を前記イオンビームに供給する電磁波源を備
えたことを特徴とするものである。
【0014】
【作用】上記構成によれば、次の作用がある。 (1)電磁波を照射しない従来の場合では、1次電子か
らのみ、2次電子放出部の原子の電子にエネルギーが供
給されて、2次電子放出が起こるが、上記構成のよう
に、2次電子放出部に電磁波を照射すると、1次電子の
みならず、電磁波からも2次電子放出部の原子の電子に
エネルギーが供給されるため、2次電子放出量が増大す
る。
【0015】(2)一般に、2次電子の中に含まれる比
較的高いエネルギーの2次電子は、1次電子と同程度の
エネルギーであることが知られている。このため、1次
電子のエネルギーを低くすれば、2次電子の中に比較的
高いエネルギーの2次電子が含まれないことになる。上
記構成の場合では、電磁波と1次電子との両方からのエ
ネルギーで2次電子を放出させることができるため、1
次電子のエネルギーを低くしても、必要な2次電子放出
量が得られるので、低いエネルギーの2次電子をイオン
ビーム或いは試料に供給することができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明のいくつかの実施例を、図面を
参照して説明する。尚、図中の符号は、従来の装置と同
一のものは同符号を使用する。
【0017】(実施例1)図1は、本発明の第1の実施
例のイオン照射装置の側面図である。図1に示すこの装
置は、イオンを発生させるイオン源7と、このイオン源
7からイオン8の集合体であるイオンビーム9を照射す
る試料5と、試料5の帯電を防止するために、試料5に
2次電子6を供給するための2次電子放出部3と、2次
電子放出部3に1次電子4を照射するための1次電子源
1と、2次電子放出部3の1次電子源1からの1次電子
4が照射される位置に電磁波10を照射する電磁波源1
1とから概略構成されている。電磁波源11を水銀ラン
プにより構成し、電磁波10として、紫外線を用いてい
る。また、1次電子源1をフィラメントにより構成す
る。
【0018】通常、イオン源7からイオン8の集合体で
あるイオンビーム9を試料5に照射すると、帯電現象の
ために、試料5が劣化する場合がある。この試料5の劣
化は、試料5の導電性が低い場合に著しい。そこで、こ
の帯電防止のため、イオンビーム9、或いは、2次電子
6を供給するが、本実施例では、1次電子源1からの1
次電子4を2次電子放出部3に照射すると共に、2次電
子放出部3の1次電子4の照射される位置に電磁波10
を照射することにより、低いエネルギーの2次電子6を
多量に、イオンビーム9、或いは、試料5に供給して試
料5の帯電防止を図るようにしている。
【0019】従来の装置では、イオン照射量の大電流化
が要求されるなかで、電荷中和をするための十分な2次
電子量が得るために、多数の一次電子源1が必要になる
恐れがあり、装置構成を複雑にする問題が生ずることに
なる。或いは、2次電子6のなかに、比較的高いエネル
ギーの2次電子6が含まれて試料5が破損する恐れがあ
る。
【0020】こうした従来技術の問題点の解決に対し
て、この実施例では、2次電子放出部3の1次電子4が
照射される位置に、電磁波10が照射されるため、2次
電子放出部3からの2次電子放出現象が、1次電子4と
電磁波10の両方のエネルギー源からの供与により誘起
されるため、下記の作用効果を有する。
【0021】(1)少数の1次電子源1で、多量の2次
電子6を、イオンビーム9、或いは、試料5に供給でき
る。 (2)低いエネルギーの2次電子6を、イオンビーム
9、或いは、試料5に供給できる。
【0022】(実施例2)以下、本発明の第2の実施例
を図2により説明する。図2は、本発明の第2の実施例
のイオン照射装置の側面図である。図2に示す装置の概
略構成は、図1の実施例の装置の概略構成とほぼ同じで
あるが、両者の相違点は、図2の装置では、加熱部13
を具備していることである。加熱部13は、2次電子放
出部3を加熱する部分である。
【0023】第2の実施例では、第1の実施例の効果に
加えて、以下の効果がある。 (1)2次電子放出部3が加熱部13からの熱エネルギ
ーをも得ることもできるため、2次電子放出現象が、1
次電子4及び電磁波10及び熱線の3つエネルギー供給
源から与えられるエネルギーにより2次電子放出現象が
起こるため、1次電子4のエネルギーを低下させても、
必要な2次電子放出量を得ることができる。
【0024】(2)2次電子放出部3が汚染されると2
次電子放出量が減少する恐れがあるが、2次電子放出部
3が加熱部により加熱されることにより、2次電子放出
部3の汚染部分が除去できるため、汚染により2次電子
放出量が減少するという問題を解決することができる。
【0025】(実施例3)以下、本発明の第3の実施例
を図3により説明する。図3は、本発明の第3の実施例
のイオン照射装置の側面図である。図3に示す装置の概
略構成は、図1の実施例の装置の概略構成とほぼ同じで
あるが、その相違点は、図3の装置では駆動部14が具
備されていることである。この駆動部14は、2次電子
放出部3を移動可能にするものである。
【0026】第3の実施例では、第1の実施例の効果に
加えて、以下の効果がある。2次電子放出部3が汚染さ
れると2次電子放出量が減少してしまう恐れがあるが、
この2次電子放出部3の汚染は、一般に、イオンが試料
5に照射される時に、試料5の一部がイオンにより、弾
き飛ばされて、2次電子放出部3に付着しておこる。こ
の汚染による2次電子放出量の減少を防止するために、
2次電子放出部3を移動可能にすることにより、汚染し
ている部分を移動して、汚染していない部分に、1次電
子4を照射して2次電子6を放出させることにより、汚
染による2次電子放出量の減少のために、2次電子放出
部3を取り替えるメンテナンス周期を長くすることがで
きる。
【0027】(実施例4)以下、本発明の第4の実施例
を図4により説明する。図4は、本発明の第4の実施例
のイオン照射装置の側面図である。図4に示す装置の概
略構成は、図1に実施例の装置の概略構成とほぼ同じで
あるが、その相違点は、図4の装置では、1次電子源が
プラズマの電子源により構成される。ガスをガス管15
からプラズマ室17に供給し、また、マイクロ波を導波
管16からプラズマ室17に供給して、プラズマ室17
でプラズマを形成する。このプラズマ中の電子を引き出
し電極12により引き出し、1次電子4として2次電子
放出部3に照射する。
【0028】第4の実施例では、第1の実施例の効果に
加えて、以下の効果がある。フィラメントを用いる電子
源では、長時間通電によるフィラメントの断線のため、
フィラメントを取り替えるメンテナンスが必要になると
いう問題が生ずる。本実施例のように、プラズマを電子
源として用いると、フィラメントを用いないので、フィ
ラメントの断線によるメンテナンスが必要になるという
問題を解決することができる。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、2次電子放出部の1次
電子が照射される位置に、電磁波が照射されるため、2
次電子放出部からの2次電子放出現象が、1次電子と電
磁波の両方のエネルギー源からの供与により誘起される
ため、下記の効果を有する。
【0030】(1)少数の1次電子源で、多量の2次電
子を、イオンビーム、或いは、試料に供給することがで
きる。 (2)低いエネルギーの2次電子を、イオンビーム、或
いは、試料に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例のイオン照射装置の側面
図である。
【図2】本発明の第2の実施例のイオン照射装置の側面
図である。
【図3】本発明の第3の実施例のイオン照射装置の側面
図である。
【図4】本発明の第4の実施例のイオン照射装置の側面
図である。
【図5】従来の帯電防止を考慮したイオン照射装置の側
面図である。
【符号の説明】
1 1次電子源 2 試料保持台 3 2次電子放出部 4 1次電子 5 試料 6 2次電子 7 イオン源 8 イオン 9 イオンビーム 10 電磁波 11 電磁波発生源 12 引き出し電極 13 加熱部 14 駆動部 15 ガス管 16 導波管 17 プラズマ室

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 イオンビームを発生するイオン源と、1
    次電子を発生する1次電子源とを備え、該1次電子の照
    射により2次電子を発生する2次電子放出部を設けたイ
    オン照射装置において、前記2次電子放出部に対して電
    磁波を照射する電磁波源を備えたことを特徴とするイオ
    ン照射装置。
  2. 【請求項2】 イオンを発生するイオン源と、該イオン
    源からのイオンが照射される試料と、該試料に2次電子
    を供給する2次電子放出部と、該2次電子放出部に1次
    電子を照射する1次電子源とを備えてなるイオン照射装
    置において、前記2次電子放出部の前記1次電子源から
    の1次電子が照射される位置に電磁波を照射して2次電
    子を発生させ、この発生した2次電子を前記試料に供給
    する電磁波源を備えたことを特徴とするイオン照射装
    置。
  3. 【請求項3】 イオンを発生するイオン源と、該イオン
    源からのイオンビームが照射される試料と、該イオンビ
    ームに2次電子を供給する2次電子放出部と、該2次電
    子放出部に1次電子を照射する1次電子源とを備えてな
    るイオン照射装置において、前記2次電子放出部の前記
    1次電子源からの1次電子が照射される位置に電磁波を
    照射して2次電子を発生させ、この発生した2次電子を
    前記イオンビームに供給する電磁波源を備えたことを特
    徴とするイオン照射装置。
  4. 【請求項4】 前記電磁波は、波長が紫外線領域である
    請求項1、2又は3記載のイオン照射装置。
  5. 【請求項5】 前記2次電子放出部を加熱する加熱部を
    具備した請求項1、2又は3記載のイオン照射装置。
  6. 【請求項6】 前記2次電子放出部を移動する駆動部を
    具備した請求項1、2又は3記載のイオン照射装置。
  7. 【請求項7】 前記1次電子源は、プラズマが1次電子
    源である請求項1、2又は3記載のイオン照射装置。
  8. 【請求項8】 イオンが照射される試料と、該試料に2
    次電子を供給する2次電子放出部と、該2次電子放出部
    に1次電子を照射する1次電子源とを備えてなるイオン
    照射装置における帯電防止装置において、前記2次電子
    放出部の前記1次電子源からの1次電子が照射される位
    置に電磁波を照射して2次電子を発生させ、この発生し
    た2次電子を前記試料に供給する電磁波源を備えたこと
    を特徴とするイオン照射装置における帯電防止装置。
  9. 【請求項9】 イオンの集合体であるイオンビームが照
    射される試料と、該イオンビームに2次電子を供給する
    2次電子放出部と、該2次電子放出部に1次電子を照射
    する1次電子源とを備えてなるイオン照射装置における
    帯電防止装置において、前記2次電子放出部の前記1次
    電子源からの1次電子が照射される位置に電磁波を照射
    して2次電子を発生させ、この発生した2次電子を前記
    イオンビームに供給する電磁波源を備えたことを特徴と
    するイオン照射装置における帯電防止装置。
  10. 【請求項10】 前記電磁波は、波長が紫外線領域であ
    る請求項8又は9記載のイオン照射装置における帯電防
    止装置。
  11. 【請求項11】 前記2次電子放出部を加熱する加熱部
    を具備した請求項8又は9記載のイオン照射装置におけ
    る帯電防止装置。
  12. 【請求項12】 前記2次電子放出部を移動する駆動部
    を具備した請求項8又は9記載のイオン照射装置におけ
    る帯電防止装置。
  13. 【請求項13】 前記1次電子源は、プラズマが1次電
    子源である請求項8又は9記載のイオン照射装置におけ
    る帯電防止装置。
  14. 【請求項14】 イオン照射による試料の帯電防止をす
    るために、1次電子源からの1次電子を2次電子放出部
    に照射し、発生した2次電子を試料に供給する帯電防止
    方法において、前記2次電子放出部の前記1次電子源か
    らの1次電子が照射される位置に電磁波を照射して、2
    次電子を発生させ、これを前記試料に供給することを特
    徴とするイオン照射装置における帯電防止方法。
  15. 【請求項15】 イオンの集合体であるイオンビームの
    照射による試料の帯電防止をするために、1次電子源か
    らの1次電子を2次電子放出部に照射し、発生した2次
    電子をイオンビームに供給するイオン照射装置における
    帯電防止方法において、前記2次電子放出部の前記1次
    電子源からの1次電子が照射される位置に電磁波を照射
    して2次電子を発生させ、この発生した2次電子を前記
    イオンビームに供給することを特徴とするイオン照射装
    置における帯電防止方法。
  16. 【請求項16】 前記電磁波は、波長が紫外線領域であ
    る請求項14又は15記載のイオン照射装置における帯
    電防止方法。
  17. 【請求項17】 前記2次電子放出部を加熱する加熱部
    を具備した請求項14又は15記載のイオン照射装置に
    おける帯電防止方法。
  18. 【請求項18】 前記2次電子放出部を移動する駆動部
    を具備した請求項14又は15記載のイオン照射装置に
    おける帯電防止方法。
  19. 【請求項19】 前記1次電子源は、プラズマが1次電
    子源である請求項14又は15記載のイオン照射装置に
    おける帯電防止方法。
JP6032492A 1992-03-17 1992-03-17 イオン照射装置、及び、イオン照射装置における帯電防止装置並びに帯電防止方法 Pending JPH05266856A (ja)

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