JPS60236446A - イオン打込み装置 - Google Patents
イオン打込み装置Info
- Publication number
- JPS60236446A JPS60236446A JP9807085A JP9807085A JPS60236446A JP S60236446 A JPS60236446 A JP S60236446A JP 9807085 A JP9807085 A JP 9807085A JP 9807085 A JP9807085 A JP 9807085A JP S60236446 A JPS60236446 A JP S60236446A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- ion source
- implantation
- ion implantation
- base plate
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (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
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は半導体基板などに所定のイオンを打ち込むた。
めのイオン打込み装置に関する。
従来、イオン打込み装置においては、イオン源から引出
された種々のイオン・ビームを磁場型質量分離器で質量
分離し、特定のイオン種だけを選択して基板に打込んで
いた。第１図は従来の打込み装置を説明する図である。
された種々のイオン・ビームを磁場型質量分離器で質量
分離し、特定のイオン種だけを選択して基板に打込んで
いた。第１図は従来の打込み装置を説明する図である。
このような装置を示す公知例として９例えば英国特許第
２０５２１４６号がある。イオン源ｌから出たイオン・
ビーム３は磁石２が作る静磁場Ｂによりイオン種別に３
’、３’。
２０５２１４６号がある。イオン源ｌから出たイオン・
ビーム３は磁石２が作る静磁場Ｂによりイオン種別に３
’、３’。
３″等に分かれる。打込み基板５は回転円板４の表面に
装着されている。基板５は回転率３動と半径方向の運動
の組合わせで、所定のイオン、のみを出すビーム３″に
均等に照射される。この場合、磁石による質量分離器の
質量分解能が磁場半径ｒｍに比例するから９分離を良く
しようとする場合、ｒが −大きくなり、したがって磁
石および装置が大型化した。また質量分離器のビーム透
過率は一般に数１０％であり、ビーム損失が避けられな
かっ、た。したがって、イオン源から引き出されたビー
ムの打込み電流への有効利用率は通常３０％前後である
。
装着されている。基板５は回転率３動と半径方向の運動
の組合わせで、所定のイオン、のみを出すビーム３″に
均等に照射される。この場合、磁石による質量分離器の
質量分解能が磁場半径ｒｍに比例するから９分離を良く
しようとする場合、ｒが −大きくなり、したがって磁
石および装置が大型化した。また質量分離器のビーム透
過率は一般に数１０％であり、ビーム損失が避けられな
かっ、た。したがって、イオン源から引き出されたビー
ムの打込み電流への有効利用率は通常３０％前後である
。
近年、材料表面へイオン打込みによって表面の性質を変
えるイオン打込みの応用分野が発達してきた。この場合
、ビーム純度は余り問題にならず。
えるイオン打込みの応用分野が発達してきた。この場合
、ビーム純度は余り問題にならず。
打込み電流を増大させて大面積の表面に高速に打込み処
理を行なうことが要求される。従来このような要請に応
えることができるイオン打込み装置は存在していなかっ
た。
理を行なうことが要求される。従来このような要請に応
えることができるイオン打込み装置は存在していなかっ
た。
本発明の目的は、したがって、ビーム純度は余り高くな
いが、高い強度のイオン打込みを可能とするイオン打込
み装置を提供することである。
いが、高い強度のイオン打込みを可能とするイオン打込
み装置を提供することである。
［発明の概要〕
上記目的を達成するために９本発明によるイオン打込み
装置は、イオン源と、イオンを打ち込もうとする試料を
支持する試料台°と、上記試料と上記イオン源の間に設
けられた空芯コイルまたは永久磁石とから成り、上記コ
イルに交流電流を流すかまたはイオンのエネルギを変え
ることによって第１の方向の走査を行ない、上記試料台
の運動によって第２の方向の走査を行なうことを要旨と
する。
装置は、イオン源と、イオンを打ち込もうとする試料を
支持する試料台°と、上記試料と上記イオン源の間に設
けられた空芯コイルまたは永久磁石とから成り、上記コ
イルに交流電流を流すかまたはイオンのエネルギを変え
ることによって第１の方向の走査を行ない、上記試料台
の運動によって第２の方向の走査を行なうことを要旨と
する。
第２図は本発明によるイオン打込み装置の原理を説明す
るための図である。打込み基板５をイオン源１のビーム
の直進方向におく。さらに、イオィル６をおき、交流電
源７から交流電流を流してビームを紙面の左右方向に振
る。一方、基板５を紙面に対して垂直方向に機械的に運
動させ、基板に均一にビーム照射を行なう。この場６１
基板５の一方の端Ａが磁場Ｂ＝Ｏの時のビームに照射
されないように１位置を横に移動しておく。これは。
るための図である。打込み基板５をイオン源１のビーム
の直進方向におく。さらに、イオィル６をおき、交流電
源７から交流電流を流してビームを紙面の左右方向に振
る。一方、基板５を紙面に対して垂直方向に機械的に運
動させ、基板に均一にビーム照射を行なう。この場６１
基板５の一方の端Ａが磁場Ｂ＝Ｏの時のビームに照射
されないように１位置を横に移動しておく。これは。
イオン源から出る中性の高速粒子が基板に当たり。
打込み量が基板内でばらつくのを防ぐためである。
本発明によれば、従来の第１図に示す装置とは異なり、
質量分離器２がなく、イオン源１と基板５の距離が短か
くなるので、ビーム損失が極めて少なくなり、イオン源
から引出されたビーム３がそのまま有効に利用できる。
質量分離器２がなく、イオン源１と基板５の距離が短か
くなるので、ビーム損失が極めて少なくなり、イオン源
から引出されたビーム３がそのまま有効に利用できる。
本発明による装置においては、質量分離を行なっていな
いが、イオン源に打込みイオン種の固体物質を加熱蒸発
して導入し、イオン源動作ガスとして、引出しビーム純
度を向上、させたイオン源を用いれば良い。このための
イオン源としては１例えば特開昭５５−１５２１４０号
に記載されているような同軸マイクロ波イオン源を゛使
用することができる。
いが、イオン源に打込みイオン種の固体物質を加熱蒸発
して導入し、イオン源動作ガスとして、引出しビーム純
度を向上、させたイオン源を用いれば良い。このための
イオン源としては１例えば特開昭５５−１５２１４０号
に記載されているような同軸マイクロ波イオン源を゛使
用することができる。
以Ｔ、実施例を用い１本発ヨを一層詳、に説明するが、
それらは例示に過ぎず２本発明の枠を越えることなしに
、いろいろな変形や改良があり得ることは勿論である。
それらは例示に過ぎず２本発明の枠を越えることなしに
、いろいろな変形や改良があり得ることは勿論である。
第２図に示した構成をもとに実験を行なった。
この場合、イオン源には大電流ビームが得られるマイク
ロ波イオン源を使い、基板にＳｔウェハを用いた。空芯
コイルによる偏向磁場および空芯コイル内に磁路を入れ
た偏向磁場の二種類について実験を行なった。その結果
、打込み電流として従来の数倍の（資）〜１００ ｍＡ
のＰ＋電流が基板５で得られた。また基板の一端をビー
ムの半幅だけずらしたことにより、中性粒子の混入が防
げ、４“ウェハ内での打込み量均−性もばらつきの標準
偏差（１σ）で数多の桁に押えられた。これは従来装置
釜みの均一性である。また打込み電流が増加したので。
ロ波イオン源を使い、基板にＳｔウェハを用いた。空芯
コイルによる偏向磁場および空芯コイル内に磁路を入れ
た偏向磁場の二種類について実験を行なった。その結果
、打込み電流として従来の数倍の（資）〜１００ ｍＡ
のＰ＋電流が基板５で得られた。また基板の一端をビー
ムの半幅だけずらしたことにより、中性粒子の混入が防
げ、４“ウェハ内での打込み量均−性もばらつきの標準
偏差（１σ）で数多の桁に押えられた。これは従来装置
釜みの均一性である。また打込み電流が増加したので。
打込み時間が短かくなり、打込み処理能力の格段の飛躍
が認められた。さらに打ち込みウェハの接合特性を調べ
た結果、従来打込み法と同等な電流−電圧特性が得られ
、素子性能上何ら問題はなかった０ つぎに第３図は他の一つの態様たよるイオン打込み装置
の構成を示す図である。この実施の態様においては、空
芯コイル６の代りに永久磁石８を使って静磁場を印加し
ておく。イオン源からビーム３を引出すための直流加速
電源１２の電圧に依存してビームは磁場中で曲がる。こ
のとき、基板５の中心にビーム示照射されるようにする
。つぎに。
が認められた。さらに打ち込みウェハの接合特性を調べ
た結果、従来打込み法と同等な電流−電圧特性が得られ
、素子性能上何ら問題はなかった０ つぎに第３図は他の一つの態様たよるイオン打込み装置
の構成を示す図である。この実施の態様においては、空
芯コイル６の代りに永久磁石８を使って静磁場を印加し
ておく。イオン源からビーム３を引出すための直流加速
電源１２の電圧に依存してビームは磁場中で曲がる。こ
のとき、基板５の中心にビーム示照射されるようにする
。つぎに。
直流電源１２からの直流電圧に交流電圧電源１１からの
交流電圧を重畳させることにより、基板上でビーム３は
左右に振れる。交流電圧の印加によりビーム引出し電圧
が変動するため、ビーム引出し特性も変わるが、今回の
実験では直流電圧ち。＝３０ ｋＶに対し交流電圧ｖＡ
Ｏは１〜２ｋＶ前後であった。この程度の電圧変化では
殆んど引出し特性（ビーム電流、形状）に変化はない。
交流電圧を重畳させることにより、基板上でビーム３は
左右に振れる。交流電圧の印加によりビーム引出し電圧
が変動するため、ビーム引出し特性も変わるが、今回の
実験では直流電圧ち。＝３０ ｋＶに対し交流電圧ｖＡ
Ｏは１〜２ｋＶ前後であった。この程度の電圧変化では
殆んど引出し特性（ビーム電流、形状）に変化はない。
なお図中。
１３はプラズマ室、１０は負電極、９はアース電極であ
る。本実施例では、ビームは基板５を中心にして振れる
。第２図ではビームはイオン源直進部分を中心にして振
れるので、ビームを大きく振らせる必要があったが、第
３図に示す実施例では、振れが小さくでき、ビーム電流
の利用率が改善された。
る。本実施例では、ビームは基板５を中心にして振れる
。第２図ではビームはイオン源直進部分を中心にして振
れるので、ビームを大きく振らせる必要があったが、第
３図に示す実施例では、振れが小さくでき、ビーム電流
の利用率が改善された。
以上説明したとおり２本発明によれば、打込み均一性を
減少させることなく、大電流ビームの打込みが可能とな
り、実用に供しその効果は著しく大である。
減少させることなく、大電流ビームの打込みが可能とな
り、実用に供しその効果は著しく大である。
第１図は従来のイオン打込み装置の構成を示す図、第２
図は本発明によるイオン打込み装置の構成を示す図、第
３図は本発明の他の一つの実施の態様によるイオン打込
み装置の構成を示す図である。 １・・・イオン源 ２・・・磁石 ３・・・イオン・ビーム ３′、３“、３′＃・・・質量分離後のイオン・ビーム
４・・・回転円板 ５・・・打込み基板６・・・空芯コ
イル ７・・・交流電源８・・・永久磁石 ９・・・ア
ース電極１０・・・負電極 １１・・・交流電圧電源１
２・・・直流加速電源 １３・・・プラズマ室代理人弁
理士 中 村 純之助 才１図 り ＩＰ２図 １’３図 １２−′￥Ｖａｔ
図は本発明によるイオン打込み装置の構成を示す図、第
３図は本発明の他の一つの実施の態様によるイオン打込
み装置の構成を示す図である。 １・・・イオン源 ２・・・磁石 ３・・・イオン・ビーム ３′、３“、３′＃・・・質量分離後のイオン・ビーム
４・・・回転円板 ５・・・打込み基板６・・・空芯コ
イル ７・・・交流電源８・・・永久磁石 ９・・・ア
ース電極１０・・・負電極 １１・・・交流電圧電源１
２・・・直流加速電源 １３・・・プラズマ室代理人弁
理士 中 村 純之助 才１図 り ＩＰ２図 １’３図 １２−′￥Ｖａｔ
Claims (1)
- イオン源と、イオンを打ち込もうとする試料を支持する
試料台と、上記試料と上記イオン源の間に設けられた空
芯コイルまたは永久磁石とから成り、上記コイルに交流
電流を流すかまたはイオンのエネルギを変えることによ
って第１の方向でのイオンの走査を行ない、上記試料台
の運動によって第２の方向でのイオンの走査を行なうこ
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 |
|---|---|---|---|
| JP9807085A JPS60236446A (ja) | 1985-05-10 | 1985-05-10 | イオン打込み装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9807085A JPS60236446A (ja) | 1985-05-10 | 1985-05-10 | イオン打込み装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60236446A true JPS60236446A (ja) | 1985-11-25 |
Family
ID=14210079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9807085A Pending JPS60236446A (ja) | 1985-05-10 | 1985-05-10 | イオン打込み装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60236446A (ja) |
-
1985
- 1985-05-10 JP JP9807085A patent/JPS60236446A/ja active Pending
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