JPH0240851A - 集束イオンビーム注入装置 - Google Patents

集束イオンビーム注入装置

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JPH0240851A
JPH0240851A JP63189894A JP18989488A JPH0240851A JP H0240851 A JPH0240851 A JP H0240851A JP 63189894 A JP63189894 A JP 63189894A JP 18989488 A JP18989488 A JP 18989488A JP H0240851 A JPH0240851 A JP H0240851A
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Japan
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ion beam
angle
axis
shot
crystallographic
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Toshihiro Asari
浅利 敏弘
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Jeol Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、全チャンネリングを著しく小さく出来る集束
イオンビーム注入装置に関する。
[従来の技術] 集束イオンビーム注入装置はイオン源からのイオンビー
ムを集束して、例えば、シリコンウェハの如き材料上の
任意の位置に注入する装置である。
さて、この様に材料にイオン注入を行う場合、材料面に
垂直にイオンをショットすると、該イオンが材料の原子
と衝突せずに奥深く打ち込まれてしまう。この様な現象
をチャンネル効果と呼んでいるか、特に、意識的に深い
イオン打ち込みを行う場合を除き、この様なチャンネル
効果は出来るだけ小さくする必要がある。その為に、イ
オンビームを材料面に対し斜めにショットする事により
、イオンを材料原子と衝突させ、材料表面の近くに止ま
る様にしている。該イオンを斜めショットする場合には
、例えば、第3図(a)に示す様に、光軸Oに対し、材
料Mを角度θ(7’ )傾けるが、第3図(b)に示す
様に、材料面は水平にし、上下2段の偏向器Da、Db
から成る斜めショット用偏向器によりイオンビームを光
軸0に対し角度θ(7°)傾けて材料にショットする様
にしている。
[発明が解決しようtする課題] 所で、第4図におけるXc、Yc、Zcは材料の結晶軸
(Z軸は光軸と平行である)で、上記斜めショットは、
該各結晶軸の内、Z軸(以後、結晶Z軸と称す)に対し
角度θ(7°)傾けてイオンビームを材料にショットし
たものである。即ち、垂直方向のチャンネリングを押さ
えたものである。
しかし、これたけでは、結晶軸の内、Y軸(以後、結晶
Y軸と称す)に対する角度は固定なので、水平方向のチ
ャンネリングが全く押さえられていない。
本発明はこの様な点に鑑みて成されたもので、結晶Z軸
に対し角度θ(7’ )傾けてイオンビームを材料にシ
ョット出来る共に、該ビームの結晶Y軸に対するショッ
ト角度を電気的に自由に変える事が出来る様に成す事に
より、垂直方向だけでは無く、水平方向のチャンネリン
グも押さえれるようにした新規な集束イオンビーム注入
装置を提供するものである。
[課題を解決するための手段] その為に、本発明の集束イオンビーム注入装置は、イオ
ンビーム発生手段、該イオンビーム発生手段からのイオ
ンビームを材料上で集束させる集束レンズ、該イオンビ
ームを光軸に対して所定角度傾かせて材料上にショット
させる機構、該イオンビームを材料上の所定位置にショ
ットさせる為のX方向、Y方向偏向器備えた集束イオン
ビーム注入装置において、イオンビームの材料上でのシ
ョット位置を指定する位置信号(X、Y)と、光軸を含
む面に対する水平方向の任意の角度(φ)の余弦値(c
osφ)、正弦値(sinφ)の6積を取る回路、該6
積の内、XcosφとYsinφの差を取って上記X方
向偏向器に、XsinφとYcosφの和を取って上記
Y方向偏向器に夫々送る回路を設けた。
[実施例] 第1図は、本発明の一実施例として示した集束イオンビ
ーム注入装置の概略図である。
図中、1はイオン源、2は集束レンズ、3はサブレンズ
、4X、4Yは各々X方向、Y方向偏向器、5はステー
ジ、6はホルダ、7は材料、8は制御装置、9X、9Y
はDA変換器、10は余弦発生器、11は正弦発生器、
12.13.14゜15は乗算器、16は引算器、17
は足算器、18は補正演算回路である。上記ステージ5
としては、そのホルダ載置面が光軸に垂直な面(水甲面
)対し角度θ(7°)傾いたものを使用するか、そのホ
ルダ載置面の水平面に対する角度が自由に変えられるも
のを使用する。又は、材料7を保持したホルダ6をステ
ージ5の材料載置面上で任意の角度傾ける事が出来る様
に構成してもよい。
先ず、制御装置8はショットすべき位置(X。
Y)データをDA変換器9X、9Yに、イオンビームの
結晶Y軸に対するショット角度φを余弦発生器10.正
弦発生器11に送る。このイオンビームの結晶Y軸に対
するショット角度φとしては材料の種類に応じて最も材
料原子と衝突する確率の高い角度か選択出来る。この時
、同時に、材料7が基準軸からステージ5の材料載置面
に平行な面上で、角度φだけ回転する様にホルダ6をス
テージの材料載置面上で回転させる。材料の基準軸とは
、第2図(a)に示す様に、例えば、材料としてオリフ
ラ(オリエンテーションフラット)OFを有するシリコ
ンウェハを使用した場合、該オリフラOFに垂直な線V
が結晶Y!d+Ycと平行な状態にある場合の、波線V
に対応した仮想的軸に対応する。尚、結晶Y軸Ycはス
テージ5のY座標軸Ysに平行に一致する様に成されて
いるので、該ステージ5のY座標軸Ysが基準軸と一致
する。
従って、本実施例の場合、第2図(b)に示す様に、該
シリコンウェハが基準軸Ysに対し、角度φだけ回転さ
せておく。図中XsはステージのX座標軸である。
上記DA変換器9Xの出力(X)は乗算器12゜14に
、DA変換器9Yの出力(Y)は乗算器13.15に夫
々送られる。又、余弦発生器10の出力(cosφ)は
乗算器12.15に、正弦発生器11の出力(sinφ
)は乗算器13.14に夫々送られる。
上記乗算器12の出力(Xcosφ)と、乗算器13の
出力(Ysinφ)は引算器16に、乗算器14の出力
(Xsinφ)と、乗算器15の出力(Ycosφ)は
足算器17に夫々送られる。
そして、上記引算器16の出力(XcosφYsinφ
)は、X方向偏向器4Xと補正演算回路18に、足算器
17の出力(Xsinφ+Ycosφ)はY方向偏向器
4Yと補正演算回路18に夫々送られる。
而して、イオン源1からのイオンビームは集束レンズ2
により材料面上で集束される。この時、材料7は水平面
に対して角度θ(7°)傾けられており、偏向器4X、
4Yには、上記引算器16゜足算器17各々より(Xc
osφ−Ysinφ)。
(Xsinφ+Ycosφ)に対応した位置信号か供給
されているので、該イオンビームは、材料の結晶Z軸Z
cに対し角度θ(7″)、結晶Y軸Ycに対し角度φ傾
けられて材料上の所定位置にショットされる。
さて、材料上の成る領域(フィールド)内にイオンビー
ムが打ち込まれる場合、上記制御装置8から該領域位置
を指定する位置信号が順次、各DA変換器9X、9Yに
送られて来るが、本実施例の場合、材料7を水平面に対
し角度θ(7°)傾けているので、該領域内の各位置で
フォーカスがずれてしまう恐れがある。そこで、本実施
例では、該フォーカスのずれが該領域内で発生しないよ
うに、補正演算回路18が使用されている。該補正演算
回路は、該領域内の各位置を指定する信号(Xcosφ
−Ysinφ)、(−Xsinφ+Ycosφ)が送ら
れて来ると、その位置に応じてフォーカス補正したレン
ズ電流をザブレンズ3に供給している。又、この様に領
域にイオンを打ち込む場合、本実施例では、第2図(b
)に示す様に、該シリコンウェハを基準軸Ysに対し、
角度φだけ回転させているので、例えば、形成すべき領
域が正方形状、若しくは長方形状の場合、オリフラOF
に平行な辺の領域が形成される。従って、この様な領域
を繋いで大領域を形成しても場合、本実施例では精度よ
く繋がる。
尚、上記実施例では、材料を水平面に対し角度θ(7@
)傾けて結晶Z軸に対し角度θ(7°)傾けてイオンビ
ームを材料にショット出来る様にしたが、第3図(b)
に示す様に、材料面は水平にし、上下2段の偏向器Da
、Dbから成る斜めショット用偏向器によりイオンビー
ムを光軸Oに対し角度θ(7’ )傾けて材料にショッ
トする様に成した場合には、該光路上に該斜めショット
用偏向器を配置するが、材料を水平面に対し傾ける必要
がないので、補正演算回路18を設けてフォーカス補正
をする必要もない。
[発明の効果] 本発明によれば、材料の結晶Y軸に対する角度が自由に
変えることが出来るので、水平方向のチャンネリングを
押さえる事が可能となり、全チャンネリングが極めて小
さく出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例として示した集束イオンビ
ーム注入装置の概略図、第2図(a)。 (b)は本発明の詳細な説明を補足する為のもの、第3
図(a)、(b)は材料の結晶Z軸に対し角度θ(7”
 )傾けてイオンビームを材料にショットする例を示し
たもので、第4図は材料の結晶軸Xc、Yc、Zcを説
明する為に用いたものである。 1:イオン源  2:集束レンズ  3:サブレンズ 
 4X、4Y:X方向、Y方向偏向器5;ステージ  
6:ホルダ  7:材料8:制御装置  9X、9Y:
DA変換器10:余弦発生器  11:正弦発生器  
12゜13.14,15:乗算器  16:引算器17
:足算器  18:補正演算回路 特許出願人  日本電子株式会社 Y5(v)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. イオンビーム発生手段、該イオンビーム発生手段からの
    イオンビームを材料上で集束させる集束レンズ、該イオ
    ンビームを光軸に対して所定角度傾かせて材料上にショ
    ットさせる機構、該イオンビームを材料上の所定位置に
    ショットさせる為のX方向、Y方向偏向器備えた集束イ
    オンビーム注入装置において、イオンビームの材料上で
    のショット位置を指定する位置信号(X、Y)と、光軸
    を含む面に対する水平方向の任意の角度(φ)の余弦値
    (cosφ)、正弦値(sinφ)の各積を取る回路、
    該各積の内、XcosφとYsinφの差を取って上記
    X方向偏向器に、XsinφとYcosφの和を取って
    上記Y方向偏向器に夫々送る回路を設けた集束イオンビ
    ーム注入装置。
JP63189894A 1988-07-29 1988-07-29 集束イオンビーム注入装置 Expired - Fee Related JPH0748366B2 (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5011761A (ja) * 1973-06-04 1975-02-06
JPS5031770A (ja) * 1973-04-19 1975-03-28
JPS5984517A (ja) * 1982-11-08 1984-05-16 Toshiba Corp 単結晶基体へのイオン注入方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5031770A (ja) * 1973-04-19 1975-03-28
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JPS5984517A (ja) * 1982-11-08 1984-05-16 Toshiba Corp 単結晶基体へのイオン注入方法

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