JPS5853469B2 - イオン打込み装置 - Google Patents
イオン打込み装置Info
- Publication number
- JPS5853469B2 JPS5853469B2 JP6361576A JP6361576A JPS5853469B2 JP S5853469 B2 JPS5853469 B2 JP S5853469B2 JP 6361576 A JP6361576 A JP 6361576A JP 6361576 A JP6361576 A JP 6361576A JP S5853469 B2 JPS5853469 B2 JP S5853469B2
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- JP
- Japan
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- implantation
- substrate
- ion
- amount
- implanted
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- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、イオン打込み装置にむいてイオン打込み量の
精度向上の改良に関するものである。
精度向上の改良に関するものである。
第１図は従来技術によるイオン打込み装置を説明する図
である。
である。
イオン源１から出たイオンビーム４は、質量分離器の磁
極２による磁界によって質量分離され、打込み室３内の
打込み基板５に打込１れる。
極２による磁界によって質量分離され、打込み室３内の
打込み基板５に打込１れる。
イオンビームは適当な走査方式を採ることによって基板
全面に一様に打込１れる。
全面に一様に打込１れる。
打込み基板５はいわゆるファラデーカップの底板となる
ように配置され、第１図では基板５と円筒８でカップを
形成している。
ように配置され、第１図では基板５と円筒８でカップを
形成している。
これらの前方には二次電子サプレッサー６、トよびコレ
クタスリット７が配置されている。
クタスリット７が配置されている。
ファラデーカップ構造にすることにより、イオン打込み
時にち−ける打込みイオン電流が電流計１４により正確
に測定される。
時にち−ける打込みイオン電流が電流計１４により正確
に測定される。
この電流量を検出抵抗９を介して積算器１２によって積
算し、この積算値が所望のイオン量に到達すると打込み
が終了する。
算し、この積算値が所望のイオン量に到達すると打込み
が終了する。
即ち従来装置では、入射イオン電流の積算によってだけ
、打込みイオンの全量の算出が行なわれている。
、打込みイオンの全量の算出が行なわれている。
この方法は、打込みイオンのエネルギーが２０〜３０
ＫｅＶＪ！上の高エネルギーでは、かなり高精度な方法
である。
ＫｅＶＪ！上の高エネルギーでは、かなり高精度な方法
である。
しかしながら打込１れるエネルギーが２０ＫｅＶ以下、
とりわけ数ＫｅＶＯ時は、入射電流量の積算法では打込
み量に誤差が生じる。
とりわけ数ＫｅＶＯ時は、入射電流量の積算法では打込
み量に誤差が生じる。
これを第２図を参照して以下に説明する。
第２図雌、イオンエネルギーの高低によって打込１れた
イオンが基板内でどの様な分布をとるかを説明するもの
である。
イオンが基板内でどの様な分布をとるかを説明するもの
である。
第２図Ａは高エネルギーでの基板内のイオン密度分布を
表わしたものであり、同図Ｂは低エネルギーの場合を示
している。
表わしたものであり、同図Ｂは低エネルギーの場合を示
している。
分布はガウス分布を形成し、最大値を与える場所の表面
からの深さは飛程Ｒｐで示し分布の標準偏差はｌＲＰで
示される。
からの深さは飛程Ｒｐで示し分布の標準偏差はｌＲＰで
示される。
図から分るように低エネルギーになるとＲＰが減少しＡ
ＲＰ もまた減少する。
ＲＰ もまた減少する。
よって低エネルギーに移行するに伴い、表面近傍に堆積
されるイオンの量は飛躍的に増大するから、表面に露出
する打込み元素の量も多くなる。
されるイオンの量は飛躍的に増大するから、表面に露出
する打込み元素の量も多くなる。
一方１個の入射イオンの衝突により、基板表面からスパ
ッタされる粒子の数、すなわちスパッタ効率＋ｄ、数Ｋ
ｅ■〜２０ＫｅＶのエネルギーで最大となり、大きいも
のでは１０程度の値を有する。
ッタされる粒子の数、すなわちスパッタ効率＋ｄ、数Ｋ
ｅ■〜２０ＫｅＶのエネルギーで最大となり、大きいも
のでは１０程度の値を有する。
したがって低エネルギー打込みになるに伴ない、表面近
傍に堆積された打込み元素は、自身の入射イオンによっ
てスパッタされ表面から除去されることになる。
傍に堆積された打込み元素は、自身の入射イオンによっ
てスパッタされ表面から除去されることになる。
スパッタされた粒子としては、二次イオンと中性粒子の
２つがあるが、中性粒子の割合が圧倒的に多いことが知
られている。
２つがあるが、中性粒子の割合が圧倒的に多いことが知
られている。
よって低エネルギーの打込みの場合、入射イオン電流の
積算によって打込み全量を算定すると、スパッタリング
を受けて失われる中性粒子の分が含１れないから誤差は
大きくなる。
積算によって打込み全量を算定すると、スパッタリング
を受けて失われる中性粒子の分が含１れないから誤差は
大きくなる。
例えば、５Ｋｅ■の硼素イオンを硅素基板に打込んだ場
合、硼素が表面近傍に堆積することを考慮すると、その
スパッタ効率は０．２以上になる。
合、硼素が表面近傍に堆積することを考慮すると、その
スパッタ効率は０．２以上になる。
これは打込み量で２０％前後の誤差が生じることを表わ
している。
している。
これに対し本発明を用いれば、上記中性粒子の量を間接
的に推定し、打込み全量を正確に決めることが可能とな
る。
的に推定し、打込み全量を正確に決めることが可能とな
る。
第３図は本発明の詳細な説明する図である。
図では基板から出る二次イオンを検知する二次イオン検
知器１０が、打込み基板５の近傍に装着されている。
知器１０が、打込み基板５の近傍に装着されている。
スパッタされる二次イオンと中性粒子の割合は、現在あ
る基板中の全打込み量や一次イオンエネルギーによって
決する。
る基板中の全打込み量や一次イオンエネルギーによって
決する。
また基板からの二次イオンを検知すれば、スパッタリン
グされている粒子の総数を知ることもできる。
グされている粒子の総数を知ることもできる。
１１は二次イオン検知器から出た電気的信号を使って、
スパッタ粒子の総数に比例した電気的出力を発生する電
気回路である。
スパッタ粒子の総数に比例した電気的出力を発生する電
気回路である。
電流計１４からの信号と、１１からの信号とを引き算回
路１３に入れ、引き算回路１３からの出力を積算器１２
に入れれば、高精度なイオン打込みが行なわれる。
路１３に入れ、引き算回路１３からの出力を積算器１２
に入れれば、高精度なイオン打込みが行なわれる。
な１積算器は所望のイオン打込み量に達すると信号が出
て、打込みが完了するようになる。
て、打込みが完了するようになる。
本発明では、所定の打込み量に到る時間は、長くなりこ
れは打込み時間の制御を行うことに対応する。
れは打込み時間の制御を行うことに対応する。
なお二次イオン検知器としては四重極マスフィルタを用
いれば小型化できる。
いれば小型化できる。
次に、一様な打込みを行うためにはイオンビーム４を試
料基板上で走査する必要がある。
料基板上で走査する必要がある。
小電流のイオン打込みでは、第１図の磁極２と打込み室
３の間に偏向電極等を設けている。
３の間に偏向電極等を設けている。
しかし大電流になると偏向電極による電気的走査は不可
能となり基板を機械的に走査する方法がとられる。
能となり基板を機械的に走査する方法がとられる。
機械的走査方式への本発明の適用を以下述べる。
第４図は本発明に基づく別の実施例を説明する図である
。
。
図には、円筒１５の外面に、基板５を保持した基板ホル
ダー１６が並べられている。
ダー１６が並べられている。
円筒１５は回転し、また第５図で上下方向に微送りされ
る。
る。
この時入射イオンビームは固定されている。
上記機械的走査方式では、イオン打込み量は微送りスピ
ードによって決められる。
ードによって決められる。
したがって積算器１２からの信号で、微送りの速度を制
御することにより高精度イオン打込みが達成できる。
御することにより高精度イオン打込みが達成できる。
また二次イオン検知器の電気信号が、各基板ごとに同じ
になる様に。
になる様に。
検知器出力で円筒１５０回転速度を制御すれば、各基板
の打込み量は全て同一となる。
の打込み量は全て同一となる。
以上述べたように本発明によるイオン打込み装置では、
低エネルギー打込みの時間層となるスパッタ中性粒子数
を算定するため、打込み量の精度が向上する−特に大電
流低エネルギー打込みで使われる機械的走査方式を備え
た打込み機では、打込み量の高精度化の他、基板ごとの
打込み量の均一化が達成でき、実用に供してその効果は
著しく犬である。
低エネルギー打込みの時間層となるスパッタ中性粒子数
を算定するため、打込み量の精度が向上する−特に大電
流低エネルギー打込みで使われる機械的走査方式を備え
た打込み機では、打込み量の高精度化の他、基板ごとの
打込み量の均一化が達成でき、実用に供してその効果は
著しく犬である。
第１図は従来技術によるイオン打込み装置を説明する図
、第２図は基板内の打込みイオンの密度分布を説明する
図、第３図は本発明の詳細な説明する図、第４図は本発
明の別の実施例を説明する図である。 図中、１０・・・二次イオン検知器、１１・・・信号処
理回路、１２・・・積算器、１３・・・引き算回路、１
４・・・電流計。
、第２図は基板内の打込みイオンの密度分布を説明する
図、第３図は本発明の詳細な説明する図、第４図は本発
明の別の実施例を説明する図である。 図中、１０・・・二次イオン検知器、１１・・・信号処
理回路、１２・・・積算器、１３・・・引き算回路、１
４・・・電流計。
Claims (1)
- １ イオン打込みされるべき基板の近傍に、イオンビー
ムの打込みによって該基板から放出される二次イオン量
を検出するための検出器を設け、該検出器の検出出力に
応じて、上記基板中へのイオンの打込み量を制御する手
段を付加してなることを特徴とするイオン打込み装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6361576A JPS5853469B2 (ja) | 1976-06-02 | 1976-06-02 | イオン打込み装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6361576A JPS5853469B2 (ja) | 1976-06-02 | 1976-06-02 | イオン打込み装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52147073A JPS52147073A (en) | 1977-12-07 |
| JPS5853469B2 true JPS5853469B2 (ja) | 1983-11-29 |
Family
ID=13234380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6361576A Expired JPS5853469B2 (ja) | 1976-06-02 | 1976-06-02 | イオン打込み装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5853469B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0234755Y2 (ja) * | 1984-09-06 | 1990-09-19 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55124936A (en) * | 1979-03-22 | 1980-09-26 | Hitachi Ltd | Control method of beam current in ion drive |
| JPS5750759A (en) * | 1980-09-10 | 1982-03-25 | Hitachi Ltd | Charged particle irradiator |
-
1976
- 1976-06-02 JP JP6361576A patent/JPS5853469B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0234755Y2 (ja) * | 1984-09-06 | 1990-09-19 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52147073A (en) | 1977-12-07 |
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