JPS6412061B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6412061B2 JPS6412061B2 JP12532075A JP12532075A JPS6412061B2 JP S6412061 B2 JPS6412061 B2 JP S6412061B2 JP 12532075 A JP12532075 A JP 12532075A JP 12532075 A JP12532075 A JP 12532075A JP S6412061 B2 JPS6412061 B2 JP S6412061B2
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- JP
- Japan
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- ion beam
- ion
- slit opening
- ions
- mass
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- Expired
Links
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- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 20
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体基板等に対するイオン打込み装
置の改良に関し、とくに大電流のイオンビームを
用いてイオン打込みを行なうことにより、所定の
イオン量の打込みに要する時間を短縮することを
可能ならしめる改良装置構造に関するものであ
る。
置の改良に関し、とくに大電流のイオンビームを
用いてイオン打込みを行なうことにより、所定の
イオン量の打込みに要する時間を短縮することを
可能ならしめる改良装置構造に関するものであ
る。
従来、各種の金属元素をはじめ、硼素、燐、砒
素等の元素よりなる高純度のイオンビームを高精
度な量だけシリコンウエハーなどの半導体基板に
打込むための、いわゆるイオン打込み装置におい
ては、所定量のイオン打込みに要する時間を短縮
し、打込み装置としてのスループツトを向上させ
るために、打込み可能なイオン電流の増大が強く
要請されている。しかるに、通常のイオン打込み
装置にあつては、イオン打込みされるべき試料基
板中への均一打込みを達成するために、試料基板
の表面上でイオンビームを掃引する方法が取られ
ている。このため、通常はイオンビーム軌道に沿
つてビーム掃引用の少なくとも一対の静電偏向電
極を設け、該静電偏向電極に印加する偏向電圧を
経時変化させることによつてイオンビームの掃引
が行なわれている。
素等の元素よりなる高純度のイオンビームを高精
度な量だけシリコンウエハーなどの半導体基板に
打込むための、いわゆるイオン打込み装置におい
ては、所定量のイオン打込みに要する時間を短縮
し、打込み装置としてのスループツトを向上させ
るために、打込み可能なイオン電流の増大が強く
要請されている。しかるに、通常のイオン打込み
装置にあつては、イオン打込みされるべき試料基
板中への均一打込みを達成するために、試料基板
の表面上でイオンビームを掃引する方法が取られ
ている。このため、通常はイオンビーム軌道に沿
つてビーム掃引用の少なくとも一対の静電偏向電
極を設け、該静電偏向電極に印加する偏向電圧を
経時変化させることによつてイオンビームの掃引
が行なわれている。
第１図は従来技術によるイオン打込み装置の構
成を説明する図である。図において、イオン源１
から引出電極系２によつて引出されたイオンビー
ム１２は、質量分離用電磁石３を通過後、図中の
矢印で示したような軌道を通り、コレクタースリ
ツト５のビーム通過開口内に集束する。図中４は
Ｅ×Ｂフイールドと呼ばれるもので、イオンビー
ムに対し磁場Ｂと電場Ｅとが互いに直角に印加さ
れており、それによつて２価のイオンを除去する
ために設けられたものである。また、６はコレク
タースリツト５を通過したイオンを加速するため
の加速電極系である。ついで、イオンビームの進
行方向をｚ軸とした場合、四重極レンズ７により
イオンビームはｘ，ｙ方向に集束作用を受け、さ
らに相対向する２枚の電極で構成された偏向電極
系８，９および円筒電極１０によりビームが試料
基板１１の表面上でｘ，ｙ方向に二次元掃引され
る。ここで、円筒電極１０は、イオンビームと雰
囲気ガス分子との電荷交換作用によつて発生する
高速中性粒子を除去する目的で取りつけられるも
のである。
成を説明する図である。図において、イオン源１
から引出電極系２によつて引出されたイオンビー
ム１２は、質量分離用電磁石３を通過後、図中の
矢印で示したような軌道を通り、コレクタースリ
ツト５のビーム通過開口内に集束する。図中４は
Ｅ×Ｂフイールドと呼ばれるもので、イオンビー
ムに対し磁場Ｂと電場Ｅとが互いに直角に印加さ
れており、それによつて２価のイオンを除去する
ために設けられたものである。また、６はコレク
タースリツト５を通過したイオンを加速するため
の加速電極系である。ついで、イオンビームの進
行方向をｚ軸とした場合、四重極レンズ７により
イオンビームはｘ，ｙ方向に集束作用を受け、さ
らに相対向する２枚の電極で構成された偏向電極
系８，９および円筒電極１０によりビームが試料
基板１１の表面上でｘ，ｙ方向に二次元掃引され
る。ここで、円筒電極１０は、イオンビームと雰
囲気ガス分子との電荷交換作用によつて発生する
高速中性粒子を除去する目的で取りつけられるも
のである。
さて、一定時間中に所定量のイオンを打込んだ
試料基板の処理枚数を増加するには、大電流のイ
オンビームを得て、試料基板一枚当りの打込み時
間を短縮すればよい。ところが、第１図に示した
ように、イオンビームの掃引のために静電偏向手
段を用いるものでは、大電流のイオンビームを偏
向掃引して打込みを行なわせることは困難であ
る。すなわち、イオンビーム電流が数百μA以下
の場合には平行平板状の偏向電極を用いた静電偏
向手段でも十分にビーム掃引の目的は達成できる
が、掃引すべきイオンビーム電流が1mA以上の
大電流になるともはや静電偏向手段では所望とす
る掃引機能を発揮し得なくなつてしまう。
試料基板の処理枚数を増加するには、大電流のイ
オンビームを得て、試料基板一枚当りの打込み時
間を短縮すればよい。ところが、第１図に示した
ように、イオンビームの掃引のために静電偏向手
段を用いるものでは、大電流のイオンビームを偏
向掃引して打込みを行なわせることは困難であ
る。すなわち、イオンビーム電流が数百μA以下
の場合には平行平板状の偏向電極を用いた静電偏
向手段でも十分にビーム掃引の目的は達成できる
が、掃引すべきイオンビーム電流が1mA以上の
大電流になるともはや静電偏向手段では所望とす
る掃引機能を発揮し得なくなつてしまう。
本発明の目的は、大電流のイオンビームをも十
分に所望とする掃引範囲にわたつて偏向掃引しな
がら試料基板中に打込むことの可能なイオン打込
み装置を提供することにある。
分に所望とする掃引範囲にわたつて偏向掃引しな
がら試料基板中に打込むことの可能なイオン打込
み装置を提供することにある。
以下、実施例を示しながら、本発明の原理およ
び特徴等をさらに詳細に説明する。
び特徴等をさらに詳細に説明する。
第２図ａ，ｂは本発明の原理を説明するための
一実施例を示す図である。本実施例は、第２図ａ
に示す様に、質量分離用電磁石３とコレクタース
リツト５との間のコレクタースリツト近傍に一対
（２個）の電磁偏向コイル（ソレノイドコイル）
１５を設けたものである。第２図ｂは、試料基板
１１側から見たコレクタースリツト５並びに電磁
偏向コイル１５の配置関係を示したものである。
第２図ｂに示すように、コレクタースリツト５に
設けられたスリツト開口は質量分離用電磁石によ
るイオンの質量分離方向（ｘ軸方向）とは直角な
方向（ｙ軸方向）に細長く形成されており、この
細長スリツト開口の中央小円内に所望とする質量
数のイオンビーム１２が集束されており、このイ
オンビームは、スリツト開口の長さ方向（図中の
矢印方向＝ｙ軸方向）に、電磁偏向コイル１５に
よつて掃引されることになる。試料基板１１は、
第２図ｂ中のｘ軸方向に機械的移動機構（図示せ
ず）によつて等速移動せしめられる。なお第２図
ｂにおいて、打込み対象としているイオン種（質
量数Ｍ）とは質量数が１だけ異なるイオン種（質
量数Ｍ＋１、Ｍ−１）はコレクタースリツト５に
より除去され、試料基板１１には打ちこまれな
い。これにより試料基板１１の表面に一様に、特
定の質量数Ｍのイオンビームを打込むことが可能
となる。
一実施例を示す図である。本実施例は、第２図ａ
に示す様に、質量分離用電磁石３とコレクタース
リツト５との間のコレクタースリツト近傍に一対
（２個）の電磁偏向コイル（ソレノイドコイル）
１５を設けたものである。第２図ｂは、試料基板
１１側から見たコレクタースリツト５並びに電磁
偏向コイル１５の配置関係を示したものである。
第２図ｂに示すように、コレクタースリツト５に
設けられたスリツト開口は質量分離用電磁石によ
るイオンの質量分離方向（ｘ軸方向）とは直角な
方向（ｙ軸方向）に細長く形成されており、この
細長スリツト開口の中央小円内に所望とする質量
数のイオンビーム１２が集束されており、このイ
オンビームは、スリツト開口の長さ方向（図中の
矢印方向＝ｙ軸方向）に、電磁偏向コイル１５に
よつて掃引されることになる。試料基板１１は、
第２図ｂ中のｘ軸方向に機械的移動機構（図示せ
ず）によつて等速移動せしめられる。なお第２図
ｂにおいて、打込み対象としているイオン種（質
量数Ｍ）とは質量数が１だけ異なるイオン種（質
量数Ｍ＋１、Ｍ−１）はコレクタースリツト５に
より除去され、試料基板１１には打ちこまれな
い。これにより試料基板１１の表面に一様に、特
定の質量数Ｍのイオンビームを打込むことが可能
となる。
このように、細長スリツト開口の長さ方向（Ｙ
方向）のビーム掃引のために電磁偏向コイルを用
いることは、とくに大電流のイオンビームを掃引
する場合に有利である。すなわち、イオンビーム
電流が数百μA以下の場合には平行平板状の偏向
電極を用いた静電偏向手段でも十分にビーム掃引
の目的は達成できるが、掃引すべきイオンビーム
電流が1mA以上の大電流になるともはや静電偏
向手段では所望とする掃引機能を発揮し得なくな
つてしまう。これは、イオンビーム電流が1mA
以上にもなると、静電偏向手段による偏向電界が
大電流イオンビームの断面内周縁部のイオンビー
ムによつてシールドされてしまうため、断面内中
心部のイオンビームには偏向作用を及ぼさなくな
つてしまうためである。したがつて、掃引すべき
イオンビーム電流が1mAを越すような大電流イ
オンビームの掃引による均一打込みを実現するた
めには、上述したところの細長スリツト開口の長
手方向（Ｙ方向）への掃引のためには、この実施
例に示すような電磁偏向コイルを用いての電磁偏
向手段を用いることが不可欠である。
方向）のビーム掃引のために電磁偏向コイルを用
いることは、とくに大電流のイオンビームを掃引
する場合に有利である。すなわち、イオンビーム
電流が数百μA以下の場合には平行平板状の偏向
電極を用いた静電偏向手段でも十分にビーム掃引
の目的は達成できるが、掃引すべきイオンビーム
電流が1mA以上の大電流になるともはや静電偏
向手段では所望とする掃引機能を発揮し得なくな
つてしまう。これは、イオンビーム電流が1mA
以上にもなると、静電偏向手段による偏向電界が
大電流イオンビームの断面内周縁部のイオンビー
ムによつてシールドされてしまうため、断面内中
心部のイオンビームには偏向作用を及ぼさなくな
つてしまうためである。したがつて、掃引すべき
イオンビーム電流が1mAを越すような大電流イ
オンビームの掃引による均一打込みを実現するた
めには、上述したところの細長スリツト開口の長
手方向（Ｙ方向）への掃引のためには、この実施
例に示すような電磁偏向コイルを用いての電磁偏
向手段を用いることが不可欠である。
以上説明したとおり、本発明によれば、大電流
のイオンビームを、効果的に掃引せしめながら試
料基板中に打込むことが可能となり、実用に供し
てその効果著しく大である。
のイオンビームを、効果的に掃引せしめながら試
料基板中に打込むことが可能となり、実用に供し
てその効果著しく大である。
第１図は従来技術によるイオン打込み装置の説
明図、第２図ａ，ｂは本発明の原理を説明するた
めの一実施例を示す図である。 図中、１……イオン源、２……引出電極、３…
…質量分離器用電磁石、５……コレクタースリツ
ト、１１……試料基板、１２……イオンビーム、
１５……電磁偏向コイル。
明図、第２図ａ，ｂは本発明の原理を説明するた
めの一実施例を示す図である。 図中、１……イオン源、２……引出電極、３…
…質量分離器用電磁石、５……コレクタースリツ
ト、１１……試料基板、１２……イオンビーム、
１５……電磁偏向コイル。
Claims (1)
- １ イオン源と、該イオン源から引出されたイオ
ンを質量分離するための質量分離用電磁石と、該
質量分離用電磁石によつて質量分離されたイオン
のち特定の質量数のイオン種のみを通過させるた
めの、上記質量分離用電磁石によるイオンの分離
方向とは直角な方向に細長く形成されたスリツト
開口とを有し、該スリツト開口を通過したイオン
を試料基板中に打込むようにしたイオン打込装置
において、上記質量分離用電磁石とスリツト開口
との間のスリツト開口近傍に、該スリツト開口を
通過するイオンビームを該スリツト開口の長手方
向に掃引するごとく構成した電磁偏向コイルを用
いたイオンビーム偏向手段を設けてなることを特
徴としたイオン打込み装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50125320A JPS5249774A (en) | 1975-10-20 | 1975-10-20 | Ion implanting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50125320A JPS5249774A (en) | 1975-10-20 | 1975-10-20 | Ion implanting device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5249774A JPS5249774A (en) | 1977-04-21 |
| JPS6412061B2 true JPS6412061B2 (ja) | 1989-02-28 |
Family
ID=14907180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50125320A Granted JPS5249774A (en) | 1975-10-20 | 1975-10-20 | Ion implanting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5249774A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02305790A (ja) * | 1989-05-22 | 1990-12-19 | Toshiba Corp | 低層階建物用エレベータ |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56156662A (en) * | 1980-05-02 | 1981-12-03 | Hitachi Ltd | Device for ion implantation |
| JPH0760665B2 (ja) * | 1982-10-08 | 1995-06-28 | 株式会社日立製作所 | 表面改質装置 |
| JPS61124568A (ja) * | 1984-11-16 | 1986-06-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | イオンビ−ムスパツタ装置 |
| JPS61202705A (ja) * | 1985-03-07 | 1986-09-08 | Kawasaki Steel Corp | 熱間スラブの連続幅圧下プレス装置 |
| JPS62146519U (ja) * | 1986-03-06 | 1987-09-16 | ||
| JP4964413B2 (ja) * | 2004-11-30 | 2012-06-27 | 株式会社Ｓｅｎ | イオンビーム／荷電粒子ビーム照射装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4017403A (en) * | 1974-07-31 | 1977-04-12 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Ion beam separators |
-
1975
- 1975-10-20 JP JP50125320A patent/JPS5249774A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02305790A (ja) * | 1989-05-22 | 1990-12-19 | Toshiba Corp | 低層階建物用エレベータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5249774A (en) | 1977-04-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19820406 |