JPH0748366B2 - 集束イオンビーム注入装置 - Google Patents
集束イオンビーム注入装置Info
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- JPH0748366B2 JPH0748366B2 JP63189894A JP18989488A JPH0748366B2 JP H0748366 B2 JPH0748366 B2 JP H0748366B2 JP 63189894 A JP63189894 A JP 63189894A JP 18989488 A JP18989488 A JP 18989488A JP H0748366 B2 JPH0748366 B2 JP H0748366B2
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- shot
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、全チャンネリングを著しく小さく出来る集束
イオンビーム注入装置に関する。
イオンビーム注入装置に関する。
［従来の技術］ 集束イオンビーム注入装置はイオン源からのイオンビー
ムを集束して、例えば、シリコンウエハの如き材料上の
任意の位置に注入する装置である。さて、この様に材料
にイオン注入を行う場合、材料面に垂直にイオンをショ
ットすると、該イオンが材料の原子と衝突せずに奥深く
打ち込まれてしまう。この様な現象をチャンネル効果と
呼んでいるが、特に、意識的に深いイオン打ち込みを行
う場合を除き、この様なチャンネル効果は出来るだけ小
さくする必要がある。その為に、イオンビームを材料面
に対し斜めにショットする事により、イオンを材料原子
と衝突させ、材料表面の近くに止まる様にしている。該
イオンを斜めショットする場合には、例えば、第３図
（ａ）に示す様に、光軸Ｏに対し、材料Ｍを角度θ（７
゜）傾けるか、第３図（ｂ）に示す様に、材料面は水平
にし、上下２段の偏向器Da,Dbから成る斜めショット用
偏向器によりイオンビームを光軸Ｏに対し角度θ（７
゜）傾けて材料にショットする様にしている。
ムを集束して、例えば、シリコンウエハの如き材料上の
任意の位置に注入する装置である。さて、この様に材料
にイオン注入を行う場合、材料面に垂直にイオンをショ
ットすると、該イオンが材料の原子と衝突せずに奥深く
打ち込まれてしまう。この様な現象をチャンネル効果と
呼んでいるが、特に、意識的に深いイオン打ち込みを行
う場合を除き、この様なチャンネル効果は出来るだけ小
さくする必要がある。その為に、イオンビームを材料面
に対し斜めにショットする事により、イオンを材料原子
と衝突させ、材料表面の近くに止まる様にしている。該
イオンを斜めショットする場合には、例えば、第３図
（ａ）に示す様に、光軸Ｏに対し、材料Ｍを角度θ（７
゜）傾けるか、第３図（ｂ）に示す様に、材料面は水平
にし、上下２段の偏向器Da,Dbから成る斜めショット用
偏向器によりイオンビームを光軸Ｏに対し角度θ（７
゜）傾けて材料にショットする様にしている。
［発明が解決しようとする課題］ 所で、第４図におけるXc,Yc,Zcは材料の結晶軸（Ｚ軸は
光軸と平行である）で、上記斜めショットは、該各結晶
軸の内、Ｚ軸（以後、結晶Ｚ軸と称す）に対し角度θ
（７゜）傾けてイオンビームを材料にショットしたもの
である。即ち、垂直方向のチャンネリングを押さえたも
のである。しかし、これだけでは、結晶軸の内、Ｙ軸
（以後、結晶Ｙ軸と称す）に対する角度は固定なので、
水平方向のチャンネリングが全く押さえられていない。
光軸と平行である）で、上記斜めショットは、該各結晶
軸の内、Ｚ軸（以後、結晶Ｚ軸と称す）に対し角度θ
（７゜）傾けてイオンビームを材料にショットしたもの
である。即ち、垂直方向のチャンネリングを押さえたも
のである。しかし、これだけでは、結晶軸の内、Ｙ軸
（以後、結晶Ｙ軸と称す）に対する角度は固定なので、
水平方向のチャンネリングが全く押さえられていない。
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、垂直方
向のチャンネリングだけでなく、水平方向のチャンネリ
ングも押さえられるようにした新規な集束イオンビーム
注入装置を提供するものである。
向のチャンネリングだけでなく、水平方向のチャンネリ
ングも押さえられるようにした新規な集束イオンビーム
注入装置を提供するものである。
［課題を解決するための手段］ その為に、本発明の集束イオンビーム注入装置は、イオ
ンビーム発生手段、該イオンビーム発生手段からのイオ
ンビームを材料上で集束させる集束レンズ、該イオンビ
ームを前記材料の結晶Ｚ軸に対して所定角度傾かせて材
料上にショットさせる機構、該イオンビームを材料上の
所定位置にショットさせる為の方向,Y方向偏向器を備え
た集束イオンビーム注入装置において、前記材料を、該
材料の中心を回転中心として光軸に垂直な面に沿って任
意の角度（φ）回転させる手段、イオンビームの材料上
でのショット位置を指定する位置信号（X,Y）と、前記
角度（φ）の余弦値（cosφ），正弦値（sinφ）の各積
を取る回路、該各積の内、XcosφとYsinφの差を取って
上記Ｘ方向偏向器に、XsinφとYcosφの和を取って上記
Ｙ方向偏向器に夫々送る回路を設けた。
ンビーム発生手段、該イオンビーム発生手段からのイオ
ンビームを材料上で集束させる集束レンズ、該イオンビ
ームを前記材料の結晶Ｚ軸に対して所定角度傾かせて材
料上にショットさせる機構、該イオンビームを材料上の
所定位置にショットさせる為の方向,Y方向偏向器を備え
た集束イオンビーム注入装置において、前記材料を、該
材料の中心を回転中心として光軸に垂直な面に沿って任
意の角度（φ）回転させる手段、イオンビームの材料上
でのショット位置を指定する位置信号（X,Y）と、前記
角度（φ）の余弦値（cosφ），正弦値（sinφ）の各積
を取る回路、該各積の内、XcosφとYsinφの差を取って
上記Ｘ方向偏向器に、XsinφとYcosφの和を取って上記
Ｙ方向偏向器に夫々送る回路を設けた。
［実施例］ 第１図は本発明の一実施例として示した集束イオンビー
ム注入装置の概略図である。
ム注入装置の概略図である。
図中、１はイオン源、２は集束レンズ、３はサブレン
ズ、4X,4Yは各々Ｘ方向,Y方向偏向器、５はステージ、
６はホルダ、７は材料、８は制御装置、9X,9YはDA変換
器、10は余弦発生器、11は正弦発生器、12,13,14,15は
乗算器、16は引算器、17は足算器、18は補正演算回路で
ある。上記ステージ５としては、そのホルダ載置面が光
軸に垂直な面（水平面）に対し角度θ（７゜）傾いたも
のを使用するか、そのホルダ載置面の水平面に対する角
度が自由に変えられるものを使用する。又は、材料７を
保持したホルダ６をステージ５の材料載置面上で任意の
角度傾ける事が出来る様に構成してもよい。又、上記第
１図では特に図示しなかったが、材料７を該材料の中心
を回転中心として光軸に垂直な面に沿って任意の角度回
転させる手段として、例えば、前記ホルダ６をステージ
５の材料載置面に平行な面上で、任意の角度回転させる
機構が設けられている。
ズ、4X,4Yは各々Ｘ方向,Y方向偏向器、５はステージ、
６はホルダ、７は材料、８は制御装置、9X,9YはDA変換
器、10は余弦発生器、11は正弦発生器、12,13,14,15は
乗算器、16は引算器、17は足算器、18は補正演算回路で
ある。上記ステージ５としては、そのホルダ載置面が光
軸に垂直な面（水平面）に対し角度θ（７゜）傾いたも
のを使用するか、そのホルダ載置面の水平面に対する角
度が自由に変えられるものを使用する。又は、材料７を
保持したホルダ６をステージ５の材料載置面上で任意の
角度傾ける事が出来る様に構成してもよい。又、上記第
１図では特に図示しなかったが、材料７を該材料の中心
を回転中心として光軸に垂直な面に沿って任意の角度回
転させる手段として、例えば、前記ホルダ６をステージ
５の材料載置面に平行な面上で、任意の角度回転させる
機構が設けられている。
さて、材料上の或る領域（フィールド）内にイオンビー
ムを打ち込む場合、先ず、制御装置８はショットすべき
位置（X,Y）データをDA変換器9X,9Yに、イオンビームの
結晶Ｙ軸に対するショット角度φを余弦発生器10,正弦
発生器11に送る。このイオンビームの結晶Ｙ軸に対する
ショット角度φとしては材料の種類に応じて最も材料原
子と衝突する確率の高い角度が選択される。この時、同
時に、材料７が基準軸からステージ５の材料載置面に平
行な面上で、角度φだけ回転する様にホルダ６をステー
ジの材料載置面上で回転させる。材料の基準軸とは、第
２図（ａ）に示す様に、例えば、材料としてオリフラ
（オリエンテーションフラット）OFを有するシリコンウ
エハを使用した場合、該オリフラOFに垂直な線Ｖが結晶
Ｙ軸Ycと平行な状態にある場合の、該線Ｖに対応した仮
想的軸に対応する。尚、結晶Ｙ軸Ycはステージ５のＹ座
標軸Ycに平行に一致する様に成されているので、該ステ
ージ５のＹ座標軸Ysが基準軸と一致する。従って、本実
施例の場合、第２図（ｂ）に示す様に、該シリコンウエ
ハを基準軸Ysに対し、角度φだけ回転させておく。図中
XsはステージのＸ座標軸である。
ムを打ち込む場合、先ず、制御装置８はショットすべき
位置（X,Y）データをDA変換器9X,9Yに、イオンビームの
結晶Ｙ軸に対するショット角度φを余弦発生器10,正弦
発生器11に送る。このイオンビームの結晶Ｙ軸に対する
ショット角度φとしては材料の種類に応じて最も材料原
子と衝突する確率の高い角度が選択される。この時、同
時に、材料７が基準軸からステージ５の材料載置面に平
行な面上で、角度φだけ回転する様にホルダ６をステー
ジの材料載置面上で回転させる。材料の基準軸とは、第
２図（ａ）に示す様に、例えば、材料としてオリフラ
（オリエンテーションフラット）OFを有するシリコンウ
エハを使用した場合、該オリフラOFに垂直な線Ｖが結晶
Ｙ軸Ycと平行な状態にある場合の、該線Ｖに対応した仮
想的軸に対応する。尚、結晶Ｙ軸Ycはステージ５のＹ座
標軸Ycに平行に一致する様に成されているので、該ステ
ージ５のＹ座標軸Ysが基準軸と一致する。従って、本実
施例の場合、第２図（ｂ）に示す様に、該シリコンウエ
ハを基準軸Ysに対し、角度φだけ回転させておく。図中
XsはステージのＸ座標軸である。
上記DA変換器9Xの出力（Ｘ）は乗算器12,14に、DA変換
器9Yの出力（Ｙ）は乗算器13,15に夫々送られる。又、
余弦発生器10の出力（cosφ）は乗算器12,15に、正弦発
生器11の出力（sinφ）は乗算器13,14に夫々送られる。
上記乗算器12の出力（Xcosφ）と，乗算器13の出力（Ys
inφ）は引算器16に、乗算器14の出力（Xsinφ）と，乗
算器15の出力（Ycosφ）は足算器17に夫々送られる。そ
して、上記引算器16の出力（Xcosφ−Ysinφ）は、Ｘ方
向偏向器4Xと補正演算回路18に、足算器17の出力（Xsin
φ＋Ycosφ）はＹ方向偏向器4Yと補正演算回路18に夫々
送られる。
器9Yの出力（Ｙ）は乗算器13,15に夫々送られる。又、
余弦発生器10の出力（cosφ）は乗算器12,15に、正弦発
生器11の出力（sinφ）は乗算器13,14に夫々送られる。
上記乗算器12の出力（Xcosφ）と，乗算器13の出力（Ys
inφ）は引算器16に、乗算器14の出力（Xsinφ）と，乗
算器15の出力（Ycosφ）は足算器17に夫々送られる。そ
して、上記引算器16の出力（Xcosφ−Ysinφ）は、Ｘ方
向偏向器4Xと補正演算回路18に、足算器17の出力（Xsin
φ＋Ycosφ）はＹ方向偏向器4Yと補正演算回路18に夫々
送られる。
而して、イオン源１からのイオンビームは集束レンズ２
により材料面上で集束される。この時、材料は水平面に
対して角度θ（７゜）傾けられており、且つ、水平面上
で基準軸から角度φだけ回転させられている。従って、
前記イオンビームは、材料の結晶Ｚ軸Zcに対し角度θ
（７゜）、結晶Ｙ軸Ycに対し角度φ傾けられて材料上の
所定位置にショットされる。又、この時、偏向器4X,4Y
には、上記引算器16,足算器17各々より（Xcosφ−Ysin
φ），（Xsinφ＋Ycosφ）に対応した位置信号が供給さ
れているので、第２図（ｂ）に示す様に、形成すべき領
域が正方形状、若しくは長方形状の場合、オリフラOFに
平行な辺の領域が形成されるので、この様な領域を繋い
で大領域を形成しても、精度良く繋がる。更に、この様
に材料上に順次領域を形成する場合、上記制御装置８か
ら該領域位置を指定する位置信号が順次、各DA変換器9
X,9Yに送られて来るが、本実施例の場合、材料を水平面
に対し角度θ（７゜）傾けているので、該領域内の各位
置でフォーカスがずれてしまう恐れがある。そこで、本
実施例では、該フォーカスのずれが該領域内で発生しな
いように、補正演算回路18が使用されている。該補正演
算回路は、該領域内の各位置を指定する信号（Xcosφ−
Ysinφ）、（Xcosφ＋Ysinφ）が送られて来ると、その
位置に応じてフォーカス補正したレンズ電流をサブレン
ズ３に供給している。
により材料面上で集束される。この時、材料は水平面に
対して角度θ（７゜）傾けられており、且つ、水平面上
で基準軸から角度φだけ回転させられている。従って、
前記イオンビームは、材料の結晶Ｚ軸Zcに対し角度θ
（７゜）、結晶Ｙ軸Ycに対し角度φ傾けられて材料上の
所定位置にショットされる。又、この時、偏向器4X,4Y
には、上記引算器16,足算器17各々より（Xcosφ−Ysin
φ），（Xsinφ＋Ycosφ）に対応した位置信号が供給さ
れているので、第２図（ｂ）に示す様に、形成すべき領
域が正方形状、若しくは長方形状の場合、オリフラOFに
平行な辺の領域が形成されるので、この様な領域を繋い
で大領域を形成しても、精度良く繋がる。更に、この様
に材料上に順次領域を形成する場合、上記制御装置８か
ら該領域位置を指定する位置信号が順次、各DA変換器9
X,9Yに送られて来るが、本実施例の場合、材料を水平面
に対し角度θ（７゜）傾けているので、該領域内の各位
置でフォーカスがずれてしまう恐れがある。そこで、本
実施例では、該フォーカスのずれが該領域内で発生しな
いように、補正演算回路18が使用されている。該補正演
算回路は、該領域内の各位置を指定する信号（Xcosφ−
Ysinφ）、（Xcosφ＋Ysinφ）が送られて来ると、その
位置に応じてフォーカス補正したレンズ電流をサブレン
ズ３に供給している。
尚、上記実施例では、材料を水平面に対し角度θ（７
゜）傾けて結晶Ｚ軸に対し角度θ（７゜）傾けてイオン
ビームを材料にショット出来る様にしたが、第３図
（ｂ）に示す様に、材料面は水平にし、上下２段の偏向
器Da,Dbから成る斜めショット用偏向器によりイオンビ
ームを光軸Ｏに対し角度θ（７゜）傾けて材料にショッ
トする様に成した場合には、該光路上に該斜めショット
用偏向器を配置するが、材料を水平に対し傾ける必要が
ないので、補正演算回路18を設けてフォーカス補正をす
る必要もない。
゜）傾けて結晶Ｚ軸に対し角度θ（７゜）傾けてイオン
ビームを材料にショット出来る様にしたが、第３図
（ｂ）に示す様に、材料面は水平にし、上下２段の偏向
器Da,Dbから成る斜めショット用偏向器によりイオンビ
ームを光軸Ｏに対し角度θ（７゜）傾けて材料にショッ
トする様に成した場合には、該光路上に該斜めショット
用偏向器を配置するが、材料を水平に対し傾ける必要が
ないので、補正演算回路18を設けてフォーカス補正をす
る必要もない。
［本発明の効果］ 本発明にれば、材料を水平面に沿って任意の角度回転さ
せることにより、イオンビームの結晶Ｙ軸に対するショ
ット角度を変え、水平方向のチャンネリングを押さえる
ことにより、全チャンネリングを極めて小さく出来る様
にしたばかりではなく、上記材料の回転と同時に、上記
材料の回転角とX,Y位置信号に基づいた信号、即ち、（X
cosφ−Ysinφ），（Xsinφ＋Ycosφ）を夫々Ｘ方向偏
向器値Ｙ方向偏向器に供給しているので、イオンビーム
注入される領域が正方形状若しくは長方形状等の形状で
あっても、材料の基準辺（オリフラ）に平行な辺の領域
が形成される。
せることにより、イオンビームの結晶Ｙ軸に対するショ
ット角度を変え、水平方向のチャンネリングを押さえる
ことにより、全チャンネリングを極めて小さく出来る様
にしたばかりではなく、上記材料の回転と同時に、上記
材料の回転角とX,Y位置信号に基づいた信号、即ち、（X
cosφ−Ysinφ），（Xsinφ＋Ycosφ）を夫々Ｘ方向偏
向器値Ｙ方向偏向器に供給しているので、イオンビーム
注入される領域が正方形状若しくは長方形状等の形状で
あっても、材料の基準辺（オリフラ）に平行な辺の領域
が形成される。
第１図は、本発明の一実施例として示した集束イオンビ
ーム注入装置の概略図、第２図（ａ），（ｂ）は本発明
の実施例の説明を補足する為のもの、第３図（ａ），
（ｂ）は材料の結晶Ｚ軸に対し角度θ（７゜）傾けてイ
オンビームを材料にショットする例を示したもの、４図
は材料の結晶軸Xc,Yc,Zcを説明する為に用いたものあ
る。 1:イオン源、2:集束レンズ、3:サブレンズ、4X,4Y:X方
向,Y方向偏向器、5:ステージ、6:ホルダ、7:材料、8:制
御装置、9X,9Y:DA変換器、10:余弦発生器、11:正弦発生
器、12,13,14,15:乗算器、16:引算器、17:足算器、18:
補正演算回路。
ーム注入装置の概略図、第２図（ａ），（ｂ）は本発明
の実施例の説明を補足する為のもの、第３図（ａ），
（ｂ）は材料の結晶Ｚ軸に対し角度θ（７゜）傾けてイ
オンビームを材料にショットする例を示したもの、４図
は材料の結晶軸Xc,Yc,Zcを説明する為に用いたものあ
る。 1:イオン源、2:集束レンズ、3:サブレンズ、4X,4Y:X方
向,Y方向偏向器、5:ステージ、6:ホルダ、7:材料、8:制
御装置、9X,9Y:DA変換器、10:余弦発生器、11:正弦発生
器、12,13,14,15:乗算器、16:引算器、17:足算器、18:
補正演算回路。
Claims (1)
- 【請求項１】イオンビーム発生手段、該イオンビーム発
生手段からのイオンビームを材料上で集束させる集束レ
ンズ、該イオンビームを前記材料の結晶Ｚ軸に対して所
定角度傾かせて材料上にショットさせる機構、該イオン
ビームを材料上の所定位置にショットさせる為のＸ方
向,Y方向偏向器を備えた集束イオンビーム注入装置にお
いて、前記材料を、該材料の中心を回転中心として光軸
に垂直な面に沿って任意の角度（φ）回転させる手段、
イオンビームの材料上でのショット位置を指定する位置
信号（X,Y）と、前記角度（φ）の余弦値（cosφ），正
弦値（sinφ）の各積を取る回路、該各積の内、Xcosφ
とYsinφの差を取って上記Ｘ方向偏向器に、XsinφとYc
osφの和を取って上記Ｙ方向偏向器に夫々送る回路を設
けた集束イオンビーム注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63189894A JPH0748366B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 集束イオンビーム注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63189894A JPH0748366B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 集束イオンビーム注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0240851A JPH0240851A (ja) | 1990-02-09 |
| JPH0748366B2 true JPH0748366B2 (ja) | 1995-05-24 |
Family
ID=16248967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63189894A Expired - Fee Related JPH0748366B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 集束イオンビーム注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0748366B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1441824A (en) * | 1973-04-19 | 1976-07-07 | Cambridge Scientific Instr Ltd | Scanning electronbeam instrument |
| JPS5721830B2 (ja) * | 1973-06-04 | 1982-05-10 | ||
| JPS5984517A (ja) * | 1982-11-08 | 1984-05-16 | Toshiba Corp | 単結晶基体へのイオン注入方法 |
-
1988
- 1988-07-29 JP JP63189894A patent/JPH0748366B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0240851A (ja) | 1990-02-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |