KR920005348B1 - 이온주입방법 - Google Patents
이온주입방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR920005348B1 KR920005348B1 KR1019880010320A KR880010320A KR920005348B1 KR 920005348 B1 KR920005348 B1 KR 920005348B1 KR 1019880010320 A KR1019880010320 A KR 1019880010320A KR 880010320 A KR880010320 A KR 880010320A KR 920005348 B1 KR920005348 B1 KR 920005348B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- emitter
- ion
- ions
- reservoir
- tip
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 title claims description 18
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 79
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 29
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229910000521 B alloy Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 12
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 claims 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims 2
- 229910001325 element alloy Inorganic materials 0.000 claims 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000013022 venting Methods 0.000 claims 2
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910002058 ternary alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910000691 Re alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 3
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 239000006023 eutectic alloy Substances 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- 229910015365 Au—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019918 CrB2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017888 Cu—P Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007948 ZrB2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- VWZIXVXBCBBRGP-UHFFFAOYSA-N boron;zirconium Chemical compound B#[Zr]#B VWZIXVXBCBBRGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000005389 semiconductor device fabrication Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
-
- 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
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
- H01J37/08—Ion sources; Ion guns
-
- 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
- H01J37/3172—Maskless patterned ion implantation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 FIB 시스템에서 이온원(source)의 개략도.
제2도는 방출되는 이온전류를 측정하기 전극의 정렬도.
제3a도는 인출전압/방출이온전류 특성을 보여주는 그래프.
제3b도는 Cu-As-B 이온 방출 특성을 보여주는 그래프.
제4도는 본 발명의 구현예를 설명하는 FIB 장치의 개략도.
제5도는 LMIS의 인출전압/이온전류방출 특징을 설명하는 도면.
제6도는 LMIS 방출기 선단의 조성분석을 보여주는 도면.
제7도는 LMIS 가열 방법을 설명하는 도면.
제8도는 이온전류방출 특성을 보여주는 도면.
본 발명은 반도체소자 제조에 있어서 집속이온빔(FIB)을 사용하는 이온주입(ion implantation)방법 및 그 장치에 관한 것이다.
본 발명은 또한 반도체소자 제조에 특히 적당한 마이크로빔(microbeam) 이온주입을 위한 이온을 발생시키기 위한 액체금속이온원(liquid metal ion source)에 관한 것이다.
반도체소자의 제조에 사용된 종래의 이온주입 기술에서, 지름이 수 ㎜에서 수십 ㎝까지의 범위에 있는 광대한 이온빔이 레지스트패턴에 의하여 마스킹되는 기판상에 조사된다.
최근에 직접 액체금속표면에서 강전계에 의하여 이온을 취출하는 형식의 LMIS 기술에 있어서 상당한 진보가 있다. 이 기술은 마스크를 사용하지않고 크기가 0.1마이크로미터 정도의 범위에서 실행되어지는 밀링(milling), 부식(etching), 레지스트노출(resist exposure), 이온주입, 및 증착 같은 마스크없는 미소제작기술을 선택적으로 제공한다. 그러나, 실리콘을 주체로 하는 대규모 집적회로의 제작의 응용에서, LMIS 재료는 다음 : 소자 특성에 영향을 미치지 않는 (i) 도팬트원소(dopant element)(예로서 B, As, 또는 P) : (ii) 전극형성용 금속원소(예로서 Pt, Ni, 또는 Pd) ; 그리고 (iii) 주입되어지는 영역을 주사이온 현미경(SIM) 상으로 관찰하는데 필요한 원소, 바람직하게는 소자특성에 영향을 미치지 않는 원소(예로는 Si)를 포함하는 것이 필수적이다. 상기에 언급한 원소 가운데에서, As와 P는 높은 증기압을 가지고, 쉽게 기화되고 반면에 B와 Pt는 높은 융점을 가지며, 이온전류밀도가 작아서 LMIS 재료로서 이 원소만을 단독사용할 수 없다. 따라서 필요한 원소를 상기 결합이 제거된 공융합금으로 결합한다. Au-Si, Au-Si-Be, Pb-Ni, Si-Be-B, Pt-As, Pd-As-B, Ni-B-Si, Pd-As, B-P, 및 Cu-P와 같은 LMIS 재료가 문헌(Journal of Vacuum Science and Technoligy B, Vol.5, No.2, 1987, p.469)에 보고되어 있다. LMIS 합금으로서 사용된 재료는 용융상태에서 이미터와 화학반응을 하지 않고서도 쉽게 적셔지는 것이 요구된다. 그러나 Pd, Ni, B, As, Si, 및 P와 같은 원소의 공융합금이 LMIS 재료로서 사용될때도, B와 As가 합금에서 불충분하게 용해되어 있기 때문에 충분한 이온전류를 얻는다는 것은 불가능하다. 또한 W, Ta와 Mo와 같은 이미터 재료는 B, Ni와 Pd와 강한 화학반응을 일으켜서, 장시간 동안 안정한 이온전류를 얻을 수 없다.
다른 문제는 이온전류를 감소시킨다고 알려진 이온원작동 동안에 스퍼터링된 원자 또는 잔류가스에 의한 LMIS의 오염이다. 특히, 탄소는 FIB 장치에서 LMIS 작동 동안에 이미터 표면에 접착하고, 이미터 표면상에 합금의 유동을 방해하여 이온전류 감소를 일으킨다.
본 발명의 목적은 실리콘소자를 위해 필요한 원소를 포함하고, 이온전류밀도는 충분하게 높고, 이온원은 쇠퇴가 되지않는 이온주입의 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 안정한 FIB 이온 전류를 얻을 수 있는 FIB 이온주입의 장치와 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이미터의 제작이 비교적 간단하게 될 수 있고, LMIS 작동시에 용융금속과 이미터 사이의 반응을 억압할 수 있고, 그리고 안정한 이온전류를 제공할 수 있는 LMIS를 제공하는 것이다.
본 발명의 특징에 따르면, B 및/또는 AS 이온이 기판에 주입하는 경우에, 적어도 10% As와 10% B의 원자 성분을 가지는 Pt-Si-As-B 합금이 저장소에서 용융상태로 유지되어 있다. 이 합금을 저장소에서 이미터까지 공급이 되고, 그리고 이미터 선단의 강한 전기장이 이온을 인출하기 위해서 이미터의 선단까지 작용한다. W-Re 합금을 합금과 함께 화학반응을 억압하기 위해서 이미터 재료로서 사용을 한다.
상기 구성에서, 사원소합금 Pt-Si-As-B가 FIB를 위한 LMIS 재료로서 사용이 되므로, B와 As 이온의 연속적인 주입이 가능하다. Pt 이온의 주입은 또한 필요한 영역안에서 전극 형성을 할 수 있게 한다. Si 이온의 방출은 또한 가능하며, 그래서 SIM 관찰은 소자의 성질에 영향을 미치는 것이 없이 실행할 수가 있다. 더불어서, W-Re 합금도 이미터 재료로서 사용이 되므로, Pt-Si-As-B 합금과의 반응을 억압할 수 있고, 안정한 이온전류를 장시간이 지나서 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, B와/또는 As 이온을 기판에 주입하는 경우에, 적어도 10% As와 10% B의 원자 성분을 가지는 Cu-As-B 합금은 저장소에서 용융상태로 유지되어 있고, 이 합금을 저장소에서 이미터까지 공급하고, 그리고 이미터의 선단으로부터 강한 정기장이 이온을 인출하기 위하여 이미터의 선단에 적용이 된다. 이미터 재료로서, 바람직하게는 Ni를 사용은하여 Cu-As-B가 얻어지는 안정한 B 또는 As 이온 전류에 의하여 쉽게 습윤이 된다.
상기 구성에서, 공융성이 좋은 삼원소 Cu-As-B 합금은 FIB를 위한 LMIS 재료로서 사용이 되므로, B 이온과 As 이온의 고이온전류밀도에의 선택적인 주입이 가능하다. B 이온은 Si에 대하여 억셉터가 된다.
더불어서, 이미터 재료로서 Ni의 사용은 Cu-As-B 합금에 대하여 습윤성질을 향상시킬 수 있고, 반응
Re의 원자 조성비가 10% 이상일 경우에, 와이어브레이크에 의한 이온원의 감쇠는 발생하지 않는다.
본 발명의 전술한 구현예에 따라서, 이온주입을 집속이온빔을 사용하여 수행하는 경우에, FIB 장치에서 공정의 2Pt-Si-As-B 합금은 LMIS 재료로서 공급이 되고, W-Re 합금은 이미터 재료로서 사용되므로, 이온주입은 고이온전류밀도로 장기간의 시간동안 실행할 수 있다. 더불어서, B 이온은 Si 기판에 대하여 억셉터가 되고, As 이온은 도우너가 되므로 연속주입은 가능하다. 더구나, Pt 이온은 요구되는 구역에서 전극을 형성하기 위하여 주입할 수 있다. 소자 특성에 영향을 끼침이 없이 SIM 관찰을 위하여 Si 이온을 방출하는 가능성이 또한 있다.
상기 설명한 이 구현예에서, FIB LMIS 재료로서 공정의 Pt-Si-As-B 합금의 이용은 고이온전류밀도를 가지는 미시적인 구역에서 Pt 이온, Si 이온, As 이온과 B 이온의 선택적인 주입을 할 수가 있다. 이미터 재료로서 W-Re 합금의 사용은 이미터의 감쇠를 방지하고, 늘어난 시간 동안에 실행되어지는 이온주입을 할 수가 있다.
본 발명의 제2의 구현예는 상기 설명한 제1의 구현예와 비슷하다. 그러나, 이미터 선단(1)과 가열기(2)는 0.3㎜ 지름의 니켈(Ni)선으로부터 제작이 된다. 공정의 Cu-As-B 합금[Cu : As : B =2 : 1 : 1(원자조성비)]도 LMIS 재료(3)으로 사용되었다.
Cu-As-B 합금은 다음의 순서에 의하여 제작하였다. 우선, 구성원소의 무게를 달았고, 석영관 안에 진공 밀폐하였다. 다음에, 관을 1000℃까지 가열하였고, 원소를 혼합하였다. 다음에 균일한 조성을 얻기 위해서 30∼50hr 동안 800∼1000℃에서 오븐 소둔을 하였다. 이미터는 대략 1마이크로미터까지 선단 지름을 줄이기 위해서 35% HCI 용액(4V, 30분)에서 전해 연마하였다. 작동 진공압력은 통상적으로 1×10-6Torr이다.
이 LMIS 재료를 가열기(2)상에 부착한 후, 가열기(2)에 의해 800℃의 온도까지 가열을 하고, 용해하였다. 그리고 이미터(1)의 선단에 1V/A의 고전기장을 적용하여 Si 기판에 대하여 억셉터가 되는 B 이온과 도우너가 되는 As 이온을 인출한다. B 이온과 As 이온을 도면에서 보여주지 않는 비인필터 같은 질량분리기의 공용으로 고용된 형태에 의하여 선택적으로 주입되었다.
제2도에서 참고로 설명한 방출된 이온전류를 측정하기 위한 배열을 또한 이 제2의 구현예에서 사용하였다.
제3b도는 관찰된 인출전압/이온전류 방출특성을 보여주고, 그리고 고전류밀도가 얻어지는 것을 지적한다.
이 Cu-As-B LMIS 재료와 통상의 텅스텐(W) 이미터 재료의 사용은 합금의 고표면장력에 의하여 나쁜 습윤성질을 초래한다. 이미터 재료로서 니켈(Ni)을 사용함에 의하여, Cu-As-B 합금에 대하여 습윤성질을 향상시키고, LMIS 재료와의 반응을 억압시키는 가능성이 있다.
상기 설명한 이 구현예에서, FIB LMIS 재료로서 삼원소 Cu-As-B 합금의 사용은 고이온전류밀도와 미시적 영역안에서 Si에 대하여 p-형의 재료인 B, n-형의 재료인 As의 선택적인 주입을 할 수 있다.
이미터재료로서 Ni를 사용하면, Cu-As-B 합금에 의하여 습윤을 개선시키고, 연장된 시간동안 동작을 가능케 하며, 반응을 억제한다.
본 발명의 제3실시예는 제4도 내지 제6도의 설명도를 참조하여 설명할 것이다. 제4도는 FIB 장치의 개략도이다. 제1도 내지 제3도의 참고번호와 동일한 참고번호는 동일하거나 유사한 부재 또는 부분을 지칭한다. 참고번호 101은 포위챔버(enclosing chamber)를 지칭하고, 참고번호 105는 렌즈계를, 참고번호 106은 편향전극을, 참고번호 107은 시료를, 참고번호 108은 밸브를, 참고번호 109는 이미터(1)와, 가열기(2) 및 인출전극(5)을 포함하는 LMIS 부에 가스를 공급하기 위한 가스튜브를 나타내고, 참고번호 112는 은 이온가속화 전원이고, 참고번호 113은 렌즈전원이며, 참고번호 114 및 115는 비임편향전원이고, 참고번호 116 및 117은 절연단자(isolation terminal)이고, 참고번호 118은 진공게이지이다.
FIB 이온주입중에 이미터(1)의 표면에 부착되어 있는 탄소는 다음과 같은 방법으로 제거된다. 챔버(101)는 약 1×10-6토르의 압력까지 배기되고, 다음에 밸브(188)는 개방되어 수소가스(H2)는 가스튜브(109)를 통하여 도입된다.
수소가스(H2)는 챔버(11)가 약 1×10-3Torr의 진공압력에 도달할때까지 도입된다. 그 다음에, 이온추출 전원(11)을 사용하여, 이미터(1)와 인출전극(5) 사이에 5 내지 10kV의 직류전압을 인가한다. 이런 상태에서, 이미터(1)와 인출전극(5) 사이에 방출이 일어나서, 이온전류가 1 내지 10mA의 크기로 흐르도록 한다. 결과적으로 이미터(1)의 표면에 부착되어 있는 탄소는 이미터 표면으로부터 증발하는 탄화수소(CmHn, m과 n은 정수)로 변환된다. 이 표면처리는 LMIS가 사용되기 전 또는 후에 정상적으로 수행된다.
제5도는 공용의 Pd-Ni-As-B 합금(Pd : Ni : As : B = 3 : 3 : 2 : 2)을 사용하여 LMIS의 추출전압(VEX) 대 이온전류(I1) 특성을 나타내고 있다. 인출전압(VEX)은 이온인출전압전원(11)에 의하여 제어되고, 이온전류(I1)는 견본(107)의 위치에서 측정되었다. 제5도에서, 참고분호(a)는 20시간의 이온원동작후의 방출특성이고, 이 상태에서 이미터(1)의 표면은 탄소로 오염되며, 한편 참고부호(b)는 (a)의상태에서 수행되는 10분간의 수소방출호의 방출특성이다. 소정의 인출전압(VEX)의 경우에, 이온전류(I1)는 (a)에서 보다 (b)에서 더 크다. 제6도는 이미터(1)의 선단의 조성물의 오제(Auger) 스펙트럼분석의 결과를 나타내고 있고, 여기서 참고부호(a)는 수소방출전에 20시간의 이온원동작후의 조성물을 나타내고 있으며, 참고부호(b)는 20시간의 이온원동작후에 10분간의 수소방출이 이어지는 조성물을 나타내고 있다.
제6도로부터, 수소방출후에이미터표면에 부착되어 있는 탄소가 제거되는 것을 알 수 있다. 따라서 수소 방출처리는 이미터(1)의 표면상의 액상금속의 유동을 방해하는 오염물을 제거하여서, 청정한 LMIS 표면을 다시 노출시킨다. 제5도 및 제6도에 도시된 것과 유사한 결과는, 또한 수소가스대신에 아르곤가스를 가스 튜브(109)를 통해 도입하면 얻을 수 있으며, LMIS 부를 방출함으로써 물리적 스핏터링을 통하여 표면의 오염을 제거할 수 있다.
상기 설명된 것처럼, 상기 실시예를 따르는 장치에 의하여 수행되는 수소방출은 이미터표면상의 탄소를 증발하는 탄소함유화합물(CmHn, m과 n
1)로 변환되고, LMIS가 합금의 안정된 유동으로 이온화되는 것을 가능하게 되도록 청정시키고, 우수한 이온방출특성을 제공한다. 아르곤가스를 사용한 방출에 의하여 스핏터링에 의한 탄소를 제거함으로써 유사한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예를 제1도 및 제2도 뿐만 아니라, 제7도 및 제8도의 설명도를 참조하여 설명할 것이다.
본 실시예는 이미터를 비교적 용이하게 제조가능하도록 하고, LMIS 동작중에 용융금속과 이미터사이의 반응을 억제하도록 하며, 안정한 이온전류를 제공하도록 LMIS에게 지시한다. 액체금속과 이미터사이의 반응, 또는 액체금속과 가열기(액체금속저장부) 사이의 반응은 특히 빈번하게 발생하여, 제1도의 B로 표시된 위치에서 와이어브레이크를 초래하며, 안정한 이온전류를 제공하는 오랜수명의 LMIS를 얻을 수가 없게 한다. BN-TiB2, ZrB2, 또는 CrB2와 같은 붕소기질, 또는 TiC 또는 TaC와 같은 탄소기질을 이미터재료로서 이용함으로써, 용융금속과 이미터의 반응을 감소시키려는 시도가 있었으나, 이 기질이 이미터로서 사용될지라도, 기계적인 가공연마 및 마모에 의하여 니이들선단 모양으로 이미터를 단지 형성할 수 있어서, 이미터의 선단을 1마이크로미터이하로 가공하는 것은 용이하지 않았다.
Claims (8)
- 기판표면에 붕소(B) 및/또는 비소(As)이온을 주입시켜기 위한 이온주입방법에 있어서, 용융상태에서의 저장조에 백금, 실리콘, 비소 및 붕소의 4원소합금을 유지하고, 상기 4원소합금을 상기 저장조로부터이미터로 공급하고: 상기 이미터의 선단에 강한 전기장을 인가하여 상기 이미터의 선단으로부터 이온을 추출하는 것을 특징으로 하는 이온주입방법.
- 제1항에 있어서, 상기 이미터가 제동(Re)과 텅스텐(W)의 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온주입방법.
- 기관표면에 붕소(B) 및/또는 비소(As)이온을 주입시키기 위한 이온주입방법에 있어서 구리(Cu), 비소 및 붕소의 3원소합금을 저장조에 용융상태로 유지하고; 상기 3원소합금을 상기 저장조로부터 이미터까지 공급하고; 상기 이미터의 선단에 강한 전기장을 인가하여 상기 이미터의 선단으로부터 이온을 추출하는 것을 특징으로 하는 이온주입방법.
- 제3항에 있어서, 상기 저장조 및 상기 이미터가 니켈(Ni)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온주입방법.
- 집속된 이온비임이온주입장치에 있어서, 용융금속이 이온화되도록 유지시키는 액체금속이온원과; 상기 금속의 이온을 추출하기 위한 인출전극과; 상기 금속이온을 집속시키기 위한 렌즈계와; 상기 금속이온을 편향시키기 위한 편향전극과; 상기 액체금속이온원부를 방출하기 위한 방출수단과; 상기 액체금속이온원부에 이온을 공급하기 위한 가스공급수단과; 상기 가스를 통기시키기 위한 송풍 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온비임이온주입장치.
- 집속된 이온비임에 의한 이온주입방법에 있어서, 수소(H) 및/또는 아르곤(Ar)가스를 집속된 이온비임이온주입장치내의 액체금속이온원에 공급하는 단계와; 상기 액체금속이온원부를 방출하는 단계와; 상기 가스를 통기시키는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 이온주입방법.
- 이온화되는 재료를 저장하기 위한 저장소와, 상기 저장소로부터 공급되는 이온화된 재료의 이온을 이미터선단으로부터 방출시키기위한 이미터와, 인출전극과 상기 이미터사이에 전기장을 인가하고, 이미터선단으로부터 이온을 추출하기 위한 인출전극을 포함하고 있는 액상금속이온원에 있어서, 상기 저장조 및 이미터가 W, Mo, 및 Ta로부터 선택된 내화금속이며, 적어도 그 표면이 질화되어 있는 것을 특징으로 하는 액체금속이온원.
- 제7항에 있어서, 상기 저장소 및 이미터가 질소를 포함하는 가스분위기내에 내화금속을 고온열처리를 함으로써 얻을 수 있는 내화금속인 것을 특징으로 하는 액체금속이온원.
Applications Claiming Priority (12)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP87-200002 | 1987-08-12 | ||
| JP62-200001 | 1987-08-12 | ||
| JP87-200001 | 1987-08-12 | ||
| JP62200001A JPS6445044A (en) | 1987-08-12 | 1987-08-12 | Process of ion implantation |
| JP62-200002 | 1987-08-12 | ||
| JP62200002A JPS6445045A (en) | 1987-08-12 | 1987-08-12 | Process of ion implantation |
| JP62204254A JPH0618109B2 (ja) | 1987-08-19 | 1987-08-19 | 液体金属イオン源の清浄化方法 |
| JP87-204254 | 1987-08-19 | ||
| JP62-204254 | 1987-08-19 | ||
| JP87-215453 | 1987-08-31 | ||
| JP62-215453 | 1987-08-31 | ||
| JP62215453A JPS6459745A (en) | 1987-08-31 | 1987-08-31 | Liquid metal ion source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR890004395A KR890004395A (ko) | 1989-04-21 |
| KR920005348B1 true KR920005348B1 (ko) | 1992-07-02 |
Family
ID=27475990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019880010320A KR920005348B1 (ko) | 1987-08-12 | 1988-08-12 | 이온주입방법 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4892752A (ko) |
| EP (1) | EP0303486B1 (ko) |
| KR (1) | KR920005348B1 (ko) |
| DE (1) | DE3855897T2 (ko) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4907422A (en) * | 1988-09-30 | 1990-03-13 | The Manitowoc Company, Inc. | Harvest cycle refrigerant control system |
| JP2807719B2 (ja) * | 1990-04-04 | 1998-10-08 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 集束イオンビーム装置の液体金属イオン源の動作方法 |
| US5447763A (en) * | 1990-08-17 | 1995-09-05 | Ion Systems, Inc. | Silicon ion emitter electrodes |
| US5857889A (en) * | 1996-03-27 | 1999-01-12 | Thermoceramix, Llc | Arc Chamber for an ion implantation system |
| US5914494A (en) * | 1996-03-27 | 1999-06-22 | Thermoceramix, Llc | Arc chamber for an ion implantation system |
| US6239440B1 (en) | 1996-03-27 | 2001-05-29 | Thermoceramix, L.L.C. | Arc chamber for an ion implantation system |
| JP3749924B2 (ja) * | 1996-12-03 | 2006-03-01 | 富士通株式会社 | イオン注入方法および半導体装置の製造方法 |
| WO1999062098A1 (en) * | 1998-05-22 | 1999-12-02 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Method and apparatus for low energy ion implantation |
| GB2359414B (en) * | 1999-04-28 | 2002-05-29 | Toshiba Kk | Ion implantation method and ion generation apparatus |
| US6452338B1 (en) | 1999-12-13 | 2002-09-17 | Semequip, Inc. | Electron beam ion source with integral low-temperature vaporizer |
| US6939434B2 (en) * | 2000-08-11 | 2005-09-06 | Applied Materials, Inc. | Externally excited torroidal plasma source with magnetic control of ion distribution |
| US7137354B2 (en) * | 2000-08-11 | 2006-11-21 | Applied Materials, Inc. | Plasma immersion ion implantation apparatus including a plasma source having low dissociation and low minimum plasma voltage |
| US7320734B2 (en) * | 2000-08-11 | 2008-01-22 | Applied Materials, Inc. | Plasma immersion ion implantation system including a plasma source having low dissociation and low minimum plasma voltage |
| US6995079B2 (en) * | 2003-08-29 | 2006-02-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Ion implantation method and method for manufacturing semiconductor device |
| JP2005150058A (ja) * | 2003-11-20 | 2005-06-09 | Canon Inc | 液体金属イオン放出用装置、イオンビーム照射装置、該イオンビーム照射装置を備えた加工装置、分析装置、および液体金属イオン放出用装置の製造方法 |
| WO2011070156A2 (de) * | 2009-12-11 | 2011-06-16 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung und verfahren zur ionenstrahlmodifikation eines halbleitersubstrates |
| AT14861U1 (de) * | 2015-03-02 | 2016-07-15 | Plansee Se | Ionenimplanter |
| SG11201710396UA (en) * | 2015-07-07 | 2018-01-30 | Value Eng Ltd | Repeller for ion implanter, cathode, chamber wall, slit member, and ion generating device comprising same |
| DE102016212578A1 (de) * | 2016-07-11 | 2018-01-11 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Projektionsoptik für die EUV-Projektionslithographie |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2098954A5 (ko) * | 1970-07-31 | 1972-03-10 | Anvar | |
| US4367429A (en) * | 1980-11-03 | 1983-01-04 | Hughes Aircraft Company | Alloys for liquid metal ion sources |
| JPH0622094B2 (ja) * | 1983-11-28 | 1994-03-23 | 株式会社日立製作所 | 液体金属イオン源 |
| US4686414A (en) * | 1984-11-20 | 1987-08-11 | Hughes Aircraft Company | Enhanced wetting of liquid metal alloy ion sources |
| EP0204297B1 (en) * | 1985-06-04 | 1991-01-23 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Charged particle emission source structure |
-
1988
- 1988-08-02 US US07/227,255 patent/US4892752A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-08-11 EP EP88307442A patent/EP0303486B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-08-11 DE DE3855897T patent/DE3855897T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-08-12 KR KR1019880010320A patent/KR920005348B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1989
- 1989-06-27 US US07/371,976 patent/US4946706A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0303486A3 (en) | 1990-09-12 |
| EP0303486B1 (en) | 1997-05-07 |
| EP0303486A2 (en) | 1989-02-15 |
| US4892752A (en) | 1990-01-09 |
| DE3855897D1 (de) | 1997-06-12 |
| KR890004395A (ko) | 1989-04-21 |
| DE3855897T2 (de) | 1997-10-23 |
| US4946706A (en) | 1990-08-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR920005348B1 (ko) | 이온주입방법 | |
| US5504340A (en) | Process method and apparatus using focused ion beam generating means | |
| US9401262B2 (en) | Multi-source plasma focused ion beam system | |
| US5825035A (en) | Processing method and apparatus using focused ion beam generating means | |
| JPH0685309B2 (ja) | 液体金属イオン源 | |
| JP3564717B2 (ja) | 集束イオンビーム発生手段を用いた処理方法及びその装置 | |
| US7335896B2 (en) | Emitter for an ion source | |
| JPH09145896A (ja) | 高速原子線源 | |
| Hesse et al. | Development of a cobalt liquid alloy ion source | |
| US3911311A (en) | Field desorption ion source and method of fabrication | |
| KR102076956B1 (ko) | 표면산화막과 전계증발현상을 이용한 금속선 팁의 초미세 선단부 가공방법 | |
| Galovich et al. | A new method for improving gallium liquid metal ion source stability | |
| Ishitani et al. | Development of Liquid‐Metal‐Ion Sources for Focused‐Ion‐Beam Applications | |
| JPH06302292A (ja) | ゲルマニウム液体金属イオン源、その作製方法と作製装置、およびこれを用いた集束イオンビーム装置 | |
| JPH07312196A (ja) | 集束イオンビーム照射方法および集束イオンビーム装置 | |
| JPH0555968B2 (ko) | ||
| Umemura et al. | Development of an arsenic liquid-metal ion source | |
| JP2697563B2 (ja) | 集束イオンビーム装置 | |
| JPH05205680A (ja) | 電気流体力学的イオン源、それを用いたフッ素イオンの放出方法、二次イオン質量分析装置、それを用いた質量分析方法、加工装置及びそれを用いた加工方法 | |
| Higuchi‐Rusli et al. | Development of test bed system for high melting temperature alloy fabrication and mass spectroscopy analysis of liquid metal ion beam source | |
| Prewett | Liquid Metal Ion Sources For FIB Applications: Current Status And Future Prospects | |
| JPH0555969B2 (ko) | ||
| Harriott | Ion Beam Techniques and Applications | |
| Mair | Liquid metal ion sources | |
| Khairnar et al. | Metallic glass as a field electron emitter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| G160 | Decision to publish patent application | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 19960627 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |