JPS6147048A - イオン打込み装置のタ−ゲツト帯電防止装置 - Google Patents
イオン打込み装置のタ−ゲツト帯電防止装置Info
- Publication number
- JPS6147048A JPS6147048A JP16643984A JP16643984A JPS6147048A JP S6147048 A JPS6147048 A JP S6147048A JP 16643984 A JP16643984 A JP 16643984A JP 16643984 A JP16643984 A JP 16643984A JP S6147048 A JPS6147048 A JP S6147048A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- electron
- ion implantation
- electron beam
- irradiated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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
- H01J37/02—Details
- H01J37/026—Means for avoiding or neutralising unwanted electrical charges on tube components
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、イオン打込み装置において特に電気的に高抵
抗な物質、あるいは絶縁材からなる打込み表面を有する
ターゲットに、イオンを打込んだときにターゲットが帯
電するのを防止する装置に関するものであ、るー。
抗な物質、あるいは絶縁材からなる打込み表面を有する
ターゲットに、イオンを打込んだときにターゲットが帯
電するのを防止する装置に関するものであ、るー。
近年、イオン打込み装置におけるイオン電流は増大の一
途を辿っている。これに伴い、従来の中電流イオン打込
みに比べて、主にターゲットとなる半導体ウェハ表面の
絶縁膜の帯電による打込量の不均一、および静電破壊不
良等、ウェハプロセスに与える影響は大きなものとなっ
てきている。
途を辿っている。これに伴い、従来の中電流イオン打込
みに比べて、主にターゲットとなる半導体ウェハ表面の
絶縁膜の帯電による打込量の不均一、および静電破壊不
良等、ウェハプロセスに与える影響は大きなものとなっ
てきている。
従来において、ターゲット表面およびその内部の帯電に
よる悪影響を防止するために、ターゲットに直接電子を
照射する方法がある０例えば、ローバード・ダブリユウ
・ボウフー等による“低エネルギ電子を誘電体膜をもつ
半導体へ放射する方法″（米国特許３，５０７，７０９
号）や、遠井淳友“半導体素子の製造方法（特公昭４５
−２８５７号）ｎに開示されている方法である。
よる悪影響を防止するために、ターゲットに直接電子を
照射する方法がある０例えば、ローバード・ダブリユウ
・ボウフー等による“低エネルギ電子を誘電体膜をもつ
半導体へ放射する方法″（米国特許３，５０７，７０９
号）や、遠井淳友“半導体素子の製造方法（特公昭４５
−２８５７号）ｎに開示されている方法である。
ところで、この方法では電子源が加熱されたフィラメン
トである場合、その熱および蒸発したフィラメント材料
がターゲットを汚染してしまうという問題が指摘されて
いる０例えば、チャールズ・エム・マケナ等の“イオン
ビーム衝撃装置（特公昭５８−４２９３９号）＃および
ジョン・エル・フオーリネス等の“イオンビーム衝撃装
置ｆ（特公昭５８−４３８５１号）”に示されている通
りである。
トである場合、その熱および蒸発したフィラメント材料
がターゲットを汚染してしまうという問題が指摘されて
いる０例えば、チャールズ・エム・マケナ等の“イオン
ビーム衝撃装置（特公昭５８−４２９３９号）＃および
ジョン・エル・フオーリネス等の“イオンビーム衝撃装
置ｆ（特公昭５８−４３８５１号）”に示されている通
りである。
これに対し、フィラメントからターゲットに直接的電子
照射が起きぬようにフィラメント周囲に遮蔽手段を設け
、イオンビームに電子を供給することによってイオンビ
ームを中性化する方法が提案されている（前記特許昭５
８−４２９３９号および特公昭５８−４３８６１号参照
）、また、イオンビーム近傍に設けたダミーターゲット
に電子ビームを衝突させることにより、低エネルギ２次
電子を放出させてイオンビーム内にトラップさせる方法
も提案されている（デビット・アーサー・ロバートソン
等の“正電荷のイオンビームの中性化を強化するたメツ
方［８Ｊ：ヒＭＩＩ” （特ｒ１Ｍ昭５７−Ｂ’１０５
６号参照）。
照射が起きぬようにフィラメント周囲に遮蔽手段を設け
、イオンビームに電子を供給することによってイオンビ
ームを中性化する方法が提案されている（前記特許昭５
８−４２９３９号および特公昭５８−４３８６１号参照
）、また、イオンビーム近傍に設けたダミーターゲット
に電子ビームを衝突させることにより、低エネルギ２次
電子を放出させてイオンビーム内にトラップさせる方法
も提案されている（デビット・アーサー・ロバートソン
等の“正電荷のイオンビームの中性化を強化するたメツ
方［８Ｊ：ヒＭＩＩ” （特ｒ１Ｍ昭５７−Ｂ’１０５
６号参照）。
しかしながらこれらの方法の場合、イオンビームにトラ
ップされる電子の量は、高々イオンビームの電荷密度と
同等の量である。ここで、１００ＫａＶ近いエネルギを
もつイオンをターゲットに打込んだ場合、ターゲットか
らは、２次電子が放出される。従って、１個の正イオン
をターゲットに打込んだ場合、ターゲットの帯電量は、
イオンの電気量と放出した２次電子の電気量の和となる
。
ップされる電子の量は、高々イオンビームの電荷密度と
同等の量である。ここで、１００ＫａＶ近いエネルギを
もつイオンをターゲットに打込んだ場合、ターゲットか
らは、２次電子が放出される。従って、１個の正イオン
をターゲットに打込んだ場合、ターゲットの帯電量は、
イオンの電気量と放出した２次電子の電気量の和となる
。
即ち、ターゲットが十分高抵抗を有する絶縁体である場
合、ターゲットの帯電は、打込んだイオンの電気量より
も大きくなり得る。さらに、ターゲットが、薄い酸化膜
を有する構造である場合、２次電子の放出は特に著しく
、ｉｌｌのイオン打込みによって２１１以上の２次電子
が放出される。
合、ターゲットの帯電は、打込んだイオンの電気量より
も大きくなり得る。さらに、ターゲットが、薄い酸化膜
を有する構造である場合、２次電子の放出は特に著しく
、ｉｌｌのイオン打込みによって２１１以上の２次電子
が放出される。
従って、イオン打込みによるターゲットの帯電を防止す
るためには、イオンビームを中和するだけでは不十分で
ある。即ち、ターゲットの帯電を防止するためには、タ
ーゲット直前に多量の電子を供給する必要がある。
るためには、イオンビームを中和するだけでは不十分で
ある。即ち、ターゲットの帯電を防止するためには、タ
ーゲット直前に多量の電子を供給する必要がある。
一方、帯電を中和するために生成された電子がイオンビ
ームの測定系にかかわっている場合、電子がファラデー
カップとターゲット・ディスクとのすきま等から外周に
漏れてしまうと、イオンビーム電流の測定に誤差を生じ
させ、不純物打込量をくるわせてしまう事態が生じる。
ームの測定系にかかわっている場合、電子がファラデー
カップとターゲット・ディスクとのすきま等から外周に
漏れてしまうと、イオンビーム電流の測定に誤差を生じ
させ、不純物打込量をくるわせてしまう事態が生じる。
従って、電子がイオン電流測定系から外部に漏れないよ
う配慮する必要がある。
う配慮する必要がある。
本発明の目的は、イオン打込みの際に生ずるターゲット
の帯電を確実に防止し得るターゲット帯電防止装置を提
供することにある。
の帯電を確実に防止し得るターゲット帯電防止装置を提
供することにある。
本発明の他の目的は、ターゲット直前に発生した電子を
、イオンビーム測定系から漏れぬように保持し得るター
ゲット帯電防止装置を提供することくある。
、イオンビーム測定系から漏れぬように保持し得るター
ゲット帯電防止装置を提供することくある。
本発明は、電子源から放出した電子をターゲット近傍に
設けたダイオードに斜めに照射することによって多量の
低エネルギー２次電子をターゲット直前に生成すること
により、イオン打込み時におけるターゲットの帯電を防
止するようにしたものである。また、ターゲットの直前
に磁場を設け、そこで生成された低エネルギー２次電子
を保持することによって高密度低エネルギー電子雲を形
成するようにしたもので、ある、。
設けたダイオードに斜めに照射することによって多量の
低エネルギー２次電子をターゲット直前に生成すること
により、イオン打込み時におけるターゲットの帯電を防
止するようにしたものである。また、ターゲットの直前
に磁場を設け、そこで生成された低エネルギー２次電子
を保持することによって高密度低エネルギー電子雲を形
成するようにしたもので、ある、。
以下１本発明を実施例を用いて詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す図である。同図におい
て、イオンビーム１５はスリット２２゜サプレッサ２１
、ファラデーカップ１０を通り。
て、イオンビーム１５はスリット２２゜サプレッサ２１
、ファラデーカップ１０を通り。
ディスク１９に装着されたウェハ２０に打込まれる。こ
の実施例では、ファラデーカップ１０の側面に設けた加
熱フィラメント１１による電子源から電子ビーム１３を
放出している。フィラメント１１は、定電流電Ｗ１２４
によって加熱され、定電圧電源２３によってファラデー
カップ１０内に加速引出しされる。これによって加速さ
れた電子ビーム１３は、磁場１４によって偏向され、ダ
イオードの役割をするファラデーカップ１０のウェハ２
０側に近い部分２５に斜めに照射される。これによって
部分２５から２次電子が放出される。
の実施例では、ファラデーカップ１０の側面に設けた加
熱フィラメント１１による電子源から電子ビーム１３を
放出している。フィラメント１１は、定電流電Ｗ１２４
によって加熱され、定電圧電源２３によってファラデー
カップ１０内に加速引出しされる。これによって加速さ
れた電子ビーム１３は、磁場１４によって偏向され、ダ
イオードの役割をするファラデーカップ１０のウェハ２
０側に近い部分２５に斜めに照射される。これによって
部分２５から２次電子が放出される。
一般に、電子ビームが金腐面に対して面の法線とθの角
度をなして入射する場合、２次電子の最δ（ｃｏａθ）
２；一定 ・・・・・・（１）という関係
式が成り立つ（ム、Ｊ、ＤＩＥＫＫＥＲ著、固体物理“
２次電子放出”日本版Ｐ４７０ コロナ社参照）。
度をなして入射する場合、２次電子の最δ（ｃｏａθ）
２；一定 ・・・・・・（１）という関係
式が成り立つ（ム、Ｊ、ＤＩＥＫＫＥＲ著、固体物理“
２次電子放出”日本版Ｐ４７０ コロナ社参照）。
本実施例において、電子ビーム１３がファラデーカップ
１０のダイノード部分２５に入射する角度θは最小６０
度から最大８０度以上である。従って、上記第（１）式
から２次電子の最大利得δは、垂直入射時と較べて約１
．５倍から２．５倍以上に達する。この場合、純アルミ
ニウム表面の２次電子最大利得δはδ＃１であるが、表
面に激化膜を有する場合にはこの利得δが２倍以上にな
る。このことは２次イオン質量分析計（ＳＩＭＳ）等で
周知である。従って、ダイノード部分２５から放出され
る２次電子は、１次電子の５倍以上になる。
１０のダイノード部分２５に入射する角度θは最小６０
度から最大８０度以上である。従って、上記第（１）式
から２次電子の最大利得δは、垂直入射時と較べて約１
．５倍から２．５倍以上に達する。この場合、純アルミ
ニウム表面の２次電子最大利得δはδ＃１であるが、表
面に激化膜を有する場合にはこの利得δが２倍以上にな
る。このことは２次イオン質量分析計（ＳＩＭＳ）等で
周知である。従って、ダイノード部分２５から放出され
る２次電子は、１次電子の５倍以上になる。
このようにターゲットとしてのウェハ２０の直前に多量
の２次電子を発生することにより、イオンビーム１５は
完全に中和される。この結果、ウェハ２０の帯電を確実
に防止することができる。
の２次電子を発生することにより、イオンビーム１５は
完全に中和される。この結果、ウェハ２０の帯電を確実
に防止することができる。
なお、ダイノード部分２５に照射する電子ビームは４１
ｇ２７から負の電圧を受ける静電界ｔｉｉ２６の静電界
によってその方向を制御するようにしてもよい。
ｇ２７から負の電圧を受ける静電界ｔｉｉ２６の静電界
によってその方向を制御するようにしてもよい。
第２図は本発明の他の実施例を示す図であり、この実施
例はイオン打込みによってウェハ２０の前面に生成され
た２次電子がイオン源の方へ戻らないように磁場１６を
設けることにより、高密度の２次電子雲を生成させる構
造を示すものである。
例はイオン打込みによってウェハ２０の前面に生成され
た２次電子がイオン源の方へ戻らないように磁場１６を
設けることにより、高密度の２次電子雲を生成させる構
造を示すものである。
この場合、磁場１６には、コイルまたは永久磁力等が用
いられる。この実施例によれば、２次電子のエネルギー
は、１０６ｖ程度であるために約３０ガウスの磁場で回
転半径１ｃｍ以内で旋回させることができ、これによっ
て形成された高密度の２次電子雲によってファラデーカ
ップ１０から電子が外部に漏れるということをなくすこ
とができ。
いられる。この実施例によれば、２次電子のエネルギー
は、１０６ｖ程度であるために約３０ガウスの磁場で回
転半径１ｃｍ以内で旋回させることができ、これによっ
て形成された高密度の２次電子雲によってファラデーカ
ップ１０から電子が外部に漏れるということをなくすこ
とができ。
イオンビーム電流を精度良く測定することができるよう
になる。
になる。
従って、これら第１図と第２図の実施例を組合せ、第３
図に示すような構成とすることにより。
図に示すような構成とすることにより。
ターゲットとしてのウェハ２０の帯電を確実に防止し、
さらにイオンビーム電流も精度良く測定することができ
る。
さらにイオンビーム電流も精度良く測定することができ
る。
以上の説明から明らかなように本発明によれば。
半導体ウェハ等のターゲットにイオンを打込む際に生じ
るターゲットの帯電を確実に防止することができるとい
う優れた効果がある。
るターゲットの帯電を確実に防止することができるとい
う優れた効果がある。
第１図〜第３図は本発明の一実施例を示す図である。
１０・・・ファラデーカップ、１１・・・フィラメント
、１３・・・電子ビーム、１４・・・偏向層の磁場、１
５・・・イオンビーム、１６・・・電子保持用の磁場、
１７・・・電子霊、１８・・・２次電子、１９・・・デ
ィスク、２０・・・ウェハ、２３・・・定電圧電源、２
６・・・静電界電極。
、１３・・・電子ビーム、１４・・・偏向層の磁場、１
５・・・イオンビーム、１６・・・電子保持用の磁場、
１７・・・電子霊、１８・・・２次電子、１９・・・デ
ィスク、２０・・・ウェハ、２３・・・定電圧電源、２
６・・・静電界電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電子ビームを発生する電子ビーム発生手段と、前記
電子ビームが照射されることによつて２次電子を発生す
る２次電子発生電極とを備え、前記電子ビームを前記２
次電子発生電極に対して斜めに照射するように構成し、
前記２次電子発生電極を該電極から発生される２次電子
の雲がイオンビームが照射されるターゲットの直前に形
成されるように配置したことを特徴とするイオン打込み
装置のターゲート帯電防止装置。 ２、２次電子発生電極に照射する電子ビームは磁場によ
つて照射角度を制御するように構成したことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のイオン打込み装置のター
ゲート帯電防止装置。 ３、２次電子発生電極に照射する電子ビームは静電界に
よつて照射角度を制御するように構成したことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のイオン打込み装置のタ
ーゲート帯電防止装置。 ４、２次電子発生電極はターゲットに照射されるイオン
ビーム量を測定するファラデーカップで構成し、かつこ
のファラデーカップの電子ビーム照射面は表面に酸化膜
を有するアルミニウムで形成したことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のイオン打込み装置のターゲート
帯電防止装置。 ５、電子ビームを発生させる電子ビーム発生手段と、前
記電子ビームが照射されることによつて２次電子を発生
する２次電子発生電極とを備え、前記電子ビームを前記
２次電子発生電極に対して斜めに照射するように構成し
、前記２次電子発生電極を該電極から発生される２次電
子の雲がイオンビームが照射されるターゲットの直前に
形成されるように配置すると共に、前記ターゲットの直
前に磁場を発生させ、この磁場により前記２次電子の雲
を前記ターゲット直前に滞留させるようにしたことを特
徴とするイオン打込み装置のターゲート帯電防止装置。 ６、２次電子発生電極に照射する電子ビームは磁場によ
つて照射角度を制御するように構成したことを特徴とす
る特許請求の範囲第５項記載のイオン打込み装置のター
ゲート帯電防止装置。 ７、２次電子発生電極に照射する電子ビームは静電界に
よつて照射角度を制御するように構成したことを特徴と
する特許請求の範囲第５項記載のイオン打込み装置のタ
ーゲート帯電防止装置。 ８、２次電子発生電極はターゲットに照射されるイオン
ビーム量を測定するファラデーカップで構成し、かつこ
のファラデーカップの電子ビーム照射面は表面に酸化膜
を有するアルミニウムで形成したことを特徴とする特許
請求の範囲第５項記載のイオン打込み装置のターゲート
帯電防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16643984A JPS6147048A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | イオン打込み装置のタ−ゲツト帯電防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16643984A JPS6147048A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | イオン打込み装置のタ−ゲツト帯電防止装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6147048A true JPS6147048A (ja) | 1986-03-07 |
Family
ID=15831421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16643984A Pending JPS6147048A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | イオン打込み装置のタ−ゲツト帯電防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6147048A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63126220A (ja) * | 1986-11-14 | 1988-05-30 | Mitsubishi Electric Corp | 不純物添加方法 |
| JPH0287450A (ja) * | 1988-09-24 | 1990-03-28 | Hitachi Ltd | イオン打込装置 |
-
1984
- 1984-08-10 JP JP16643984A patent/JPS6147048A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63126220A (ja) * | 1986-11-14 | 1988-05-30 | Mitsubishi Electric Corp | 不純物添加方法 |
| JPH0287450A (ja) * | 1988-09-24 | 1990-03-28 | Hitachi Ltd | イオン打込装置 |
| JPH0754690B2 (ja) * | 1988-09-24 | 1995-06-07 | 株式会社日立製作所 | イオン打込装置 |
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