JPH0754917Y2 - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
- Publication number
- JPH0754917Y2 JPH0754917Y2 JP2676790U JP2676790U JPH0754917Y2 JP H0754917 Y2 JPH0754917 Y2 JP H0754917Y2 JP 2676790 U JP2676790 U JP 2676790U JP 2676790 U JP2676790 U JP 2676790U JP H0754917 Y2 JPH0754917 Y2 JP H0754917Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- beam current
- ion
- trigger signal
- current measuring
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、方形の基板を回転させながら当該基板にイ
オンビームを照射してイオン注入を行うイオン注入装置
に関し、より具体的には、そのイオンビームのビーム電
流量を計測する手段の改良に関する。
オンビームを照射してイオン注入を行うイオン注入装置
に関し、より具体的には、そのイオンビームのビーム電
流量を計測する手段の改良に関する。
第６図は、従来のイオン注入装置の基板周りを示す平面
図である。
図である。
真空容器２内に、例えば矢印Ａの方向に回転される方形
（図示例は正方形）の基板（例えばガラス基板）４が収
納されており、これにその上方から、丸型のイオン源
（図示省略）から引き出された円形のイオンビーム６を
照射して、当該基板４にイオン注入を行うよう構成され
ている。基板４を回転させるのは、それに対するイオン
注入の均一性を良くするためであり、このときの基板４
の回転軌跡を4aで示す。
（図示例は正方形）の基板（例えばガラス基板）４が収
納されており、これにその上方から、丸型のイオン源
（図示省略）から引き出された円形のイオンビーム６を
照射して、当該基板４にイオン注入を行うよう構成され
ている。基板４を回転させるのは、それに対するイオン
注入の均一性を良くするためであり、このときの基板４
の回転軌跡を4aで示す。
基板４にイオン注入を行う場合、それに対するドーズ量
を再現性良く制御する必要がある。このドーズ量Ｎは次
式で表される。
を再現性良く制御する必要がある。このドーズ量Ｎは次
式で表される。
Ｎ＝tI/qS …（１） ここで、ｔは注入時間、Ｉはビーム電流、ｑはイオンの
電荷、Ｓは注入面積である。
電荷、Ｓは注入面積である。
そのために従来は、図示のように、基板４の側方のイオ
ンビーム６が常に照射されるところにビーム電流計測器
８を配置し、これによってイオンビーム６のビーム電流
Ｉを常時計測し、それを積算することで上記ドーズ量Ｎ
を算出するようにしている。第７図の斜線部分の面積が
時間ｔまでのビーム電流量である。
ンビーム６が常に照射されるところにビーム電流計測器
８を配置し、これによってイオンビーム６のビーム電流
Ｉを常時計測し、それを積算することで上記ドーズ量Ｎ
を算出するようにしている。第７図の斜線部分の面積が
時間ｔまでのビーム電流量である。
ところが、上記のような従来のイオン注入装置において
は、ビーム電流計測器８に常時イオンビーム６を取り込
むには、基板４の回転中心Ｏから一つの角までの対角線
の長さをL1（基板４の一辺の長さをｌとすると ）とすると、〔L1＋ビーム電流計測器８の大きさ＋余
裕〕という大きな半径のイオンビーム６を出さなければ
ならないので、イオン源が大型化するという問題の他、
真空容器２が大型化すると共にそれのための真空排気装
置も大容量化し、ひいてはイオン注入装置全体が大型化
するという問題がある。しかもこのような問題は、基板
４が大型化するほど著しくなる。
は、ビーム電流計測器８に常時イオンビーム６を取り込
むには、基板４の回転中心Ｏから一つの角までの対角線
の長さをL1（基板４の一辺の長さをｌとすると ）とすると、〔L1＋ビーム電流計測器８の大きさ＋余
裕〕という大きな半径のイオンビーム６を出さなければ
ならないので、イオン源が大型化するという問題の他、
真空容器２が大型化すると共にそれのための真空排気装
置も大容量化し、ひいてはイオン注入装置全体が大型化
するという問題がある。しかもこのような問題は、基板
４が大型化するほど著しくなる。
そこでこの考案は、上記のような問題を惹き起こすこと
なく、イオンビームのビーム電流量を正確に計測するこ
とができるようにしたイオン注入装置を提供することを
主たる目的とする。
なく、イオンビームのビーム電流量を正確に計測するこ
とができるようにしたイオン注入装置を提供することを
主たる目的とする。
上記目的を達成するため、この考案のイオン注入装置
は、前記基板の回転中心から一つの角までの対角線の長
さをL1、同回転中心から一辺までの垂線の長さをL2とし
た場合、同回転中心から、 L1＞Ｍ＞L2 なる距離Ｍのところに中心を有するビーム電流計測器
と、このビーム電流計測器がイオンビームを完全に受け
るときにそれに同期したトリガ信号を発生するトリガ信
号発生手段と、このトリガ信号発生手段からのトリガ信
号に応答して前記ビーム電流計測器で計測したビーム電
流を読み取りかつそれを積算する機能を有する積算器と
を備えることを特徴とする。
は、前記基板の回転中心から一つの角までの対角線の長
さをL1、同回転中心から一辺までの垂線の長さをL2とし
た場合、同回転中心から、 L1＞Ｍ＞L2 なる距離Ｍのところに中心を有するビーム電流計測器
と、このビーム電流計測器がイオンビームを完全に受け
るときにそれに同期したトリガ信号を発生するトリガ信
号発生手段と、このトリガ信号発生手段からのトリガ信
号に応答して前記ビーム電流計測器で計測したビーム電
流を読み取りかつそれを積算する機能を有する積算器と
を備えることを特徴とする。
上記構成によれば、ビーム電流計測器は、基板の回転に
応じて、その陰になったり、イオンビームを基板に少し
も遮られることなく完全に受けたりする。イオンビーム
を完全に受けるときは、ビーム電流計測器はイオンビー
ムのビーム電流を正確に計測することができる。このと
き、それに同期して、トリガ信号発生手段からトリガ信
号が発生され、積算器はそのときのビーム電流を読み取
りかつ積算する。これにより、イオンビームのビーム電
流量を正確に計測することができる。
応じて、その陰になったり、イオンビームを基板に少し
も遮られることなく完全に受けたりする。イオンビーム
を完全に受けるときは、ビーム電流計測器はイオンビー
ムのビーム電流を正確に計測することができる。このと
き、それに同期して、トリガ信号発生手段からトリガ信
号が発生され、積算器はそのときのビーム電流を読み取
りかつ積算する。これにより、イオンビームのビーム電
流量を正確に計測することができる。
しかも上記構成によれば、ビーム電流計測器を従来例よ
りも基板に近づけているので、そのぶんイオンビームの
直径が小さくて済み、その結果イオン源の小型化、真空
容器の小型化、真空排気装置の小容量化、ひいては当該
イオン注入装置全体の小型化を図ることができる。
りも基板に近づけているので、そのぶんイオンビームの
直径が小さくて済み、その結果イオン源の小型化、真空
容器の小型化、真空排気装置の小容量化、ひいては当該
イオン注入装置全体の小型化を図ることができる。
第１図は、この考案の一実施例に係るイオン注入装置の
要部を示す縦断面図である。第２図は、第１図のイオン
注入装置の平面図である。第６図の従来例と同一または
相当する部分には同一符号を付し、以下においては当該
従来例との相違点を主に説明する。
要部を示す縦断面図である。第２図は、第１図のイオン
注入装置の平面図である。第６図の従来例と同一または
相当する部分には同一符号を付し、以下においては当該
従来例との相違点を主に説明する。
この実施例においては、前述した基板４は、真空容器２
外に設けたモータ16および回転軸18によって回転させる
ようにしている。なお、基板４は実際は基板ホルダに装
着されているが、ここではその図示を省略している。
外に設けたモータ16および回転軸18によって回転させる
ようにしている。なお、基板４は実際は基板ホルダに装
着されているが、ここではその図示を省略している。
また、前述したビーム電流計測器８は、イオンビーム６
を受けてそのビーム電流Ｉを計測するファラデーカップ
10、それから放出された二次電子がアース側へ漏れるの
を抑制するサプレッサ電極12およびマスク14から成る。
を受けてそのビーム電流Ｉを計測するファラデーカップ
10、それから放出された二次電子がアース側へ漏れるの
を抑制するサプレッサ電極12およびマスク14から成る。
そして、基板４の回転中心Ｏから一つの角までの対角線
の長さをL1（基板４の一辺の長さをｌとすると ）、同回転中心Ｏから一辺までの垂線の長さをL2とした
場合、同回転中心Ｏから、 L1＞Ｍ＞L2 なる距離Ｍのところに中心が来るようにビーム電流計測
器８を配置している。
の長さをL1（基板４の一辺の長さをｌとすると ）、同回転中心Ｏから一辺までの垂線の長さをL2とした
場合、同回転中心Ｏから、 L1＞Ｍ＞L2 なる距離Ｍのところに中心が来るようにビーム電流計測
器８を配置している。
また、前記回転軸18にスリット板22を取り付け、これを
挟むように光透過形の光電スイッチ24を設け、これによ
ってトリガ信号発生手段20を構成している。26は光電ス
イッチ24から発せられる光である。スリット板22は、こ
の実施例では第３図に示すように、基板４の四辺に対応
する位置に四つのスリット22sを有している。この光電
スイッチ24からは、光26がスリット22sを通過する度に
トリガ信号TSが出力される。
挟むように光透過形の光電スイッチ24を設け、これによ
ってトリガ信号発生手段20を構成している。26は光電ス
イッチ24から発せられる光である。スリット板22は、こ
の実施例では第３図に示すように、基板４の四辺に対応
する位置に四つのスリット22sを有している。この光電
スイッチ24からは、光26がスリット22sを通過する度に
トリガ信号TSが出力される。
そして、この光電スイッチ24から出力されたトリガ信号
TSと、前記ビーム電流計測器８で計測されたイオンビー
ム６のビーム電流Ｉとを積算器28に入力するようにして
いる。
TSと、前記ビーム電流計測器８で計測されたイオンビー
ム６のビーム電流Ｉとを積算器28に入力するようにして
いる。
上記構成によれば、イオンビーム６の半径を〔L1＋少し
の余裕〕にしておけば、ビーム電流計測器８は、基板４
の回転に応じて、基板４の角部の陰になったり、第２図
に示すようにイオンビーム６を基板４に少しも遮られる
ことなく完全に受けたりする。このとき、ビーム電流計
測器８によって計測されるビーム電流Ｉの状態を第４図
に示す。
の余裕〕にしておけば、ビーム電流計測器８は、基板４
の回転に応じて、基板４の角部の陰になったり、第２図
に示すようにイオンビーム６を基板４に少しも遮られる
ことなく完全に受けたりする。このとき、ビーム電流計
測器８によって計測されるビーム電流Ｉの状態を第４図
に示す。
イオンビームを完全に受けるときは、ビーム電流計測器
８はイオンビーム６のビーム電流Ｉを正確に計測するこ
とができる。また、このとき、光電スイッチ24の光26は
スリット板22のスリット22sを通過するので、それに同
期して、時間t1、t2、t3・・・のときにトリガ信号TSが
出力される。その周期は、基板４の回転が等速であるの
でΔｔである。
８はイオンビーム６のビーム電流Ｉを正確に計測するこ
とができる。また、このとき、光電スイッチ24の光26は
スリット板22のスリット22sを通過するので、それに同
期して、時間t1、t2、t3・・・のときにトリガ信号TSが
出力される。その周期は、基板４の回転が等速であるの
でΔｔである。
積算器28は、このトリガ信号TSに応答して、そのときに
ビーム電流計測器８で計測したビーム電流Ｉを読み取り
かつそれを積算する。
ビーム電流計測器８で計測したビーム電流Ｉを読み取り
かつそれを積算する。
この場合、イオン源から引き出されるイオンビーム６の
ビーム電流Ｉは一定ではなく、通常は幾らか変動してい
るものであり、従って例えば第５図に示すように、時間
t1、t2、t3・・・のときにトリガ信号TSが積算器28に入
り、そのときのビーム電流I1、I2、I3・・・が読み取ら
れる。
ビーム電流Ｉは一定ではなく、通常は幾らか変動してい
るものであり、従って例えば第５図に示すように、時間
t1、t2、t3・・・のときにトリガ信号TSが積算器28に入
り、そのときのビーム電流I1、I2、I3・・・が読み取ら
れる。
そして積算器28では、トリガ信号TSが入ったときのビー
ム電流値を次のトリガ信号TSが入るまで一定と見なし、 なるビーム電流量を求める（これは第５図中の斜線部の
面積に相当する）。
ム電流値を次のトリガ信号TSが入るまで一定と見なし、 なるビーム電流量を求める（これは第５図中の斜線部の
面積に相当する）。
従って、このビーム電流量に基づいて、ドーズ量Ｎ′
は、 で求めることができる。この（３）式までの演算を積算
器28内で行うようにしても良い。
は、 で求めることができる。この（３）式までの演算を積算
器28内で行うようにしても良い。
ここで、この方式によるドーズ量の計測誤差を評価して
みると、例えば単位面積当りのビーム電流I/Sが10μA/c
m2付近で通常考えられる程度変動しており、Δｔが0.15
秒（100rpm）、注入時間が16秒程度の場合、（１）式で
求めたドーズ量Ｎが約１×1015個／cm2に対して、
（３）式で求めたドーズ量Ｎ′は約１×1013個／cm2と
なり、その誤差は約１％で問題はない。
みると、例えば単位面積当りのビーム電流I/Sが10μA/c
m2付近で通常考えられる程度変動しており、Δｔが0.15
秒（100rpm）、注入時間が16秒程度の場合、（１）式で
求めたドーズ量Ｎが約１×1015個／cm2に対して、
（３）式で求めたドーズ量Ｎ′は約１×1013個／cm2と
なり、その誤差は約１％で問題はない。
また、好ましくは、基板４およびスリット板２の回転に
対応するトリガ信号TSの間隔Δtn（ｎ＝１、２、３・・
・）を計測し、各ｎに対応するビーム電流ΔInを計測す
ることにより、ドーム量Ｎ″を、 Ｎ″＝（1/qS）ΣΔIn・Δtn …（４） なる式で求めるようにしても良く、そのようにすれば、
回転速度の不安定性から発生する誤差が減少する。
対応するトリガ信号TSの間隔Δtn（ｎ＝１、２、３・・
・）を計測し、各ｎに対応するビーム電流ΔInを計測す
ることにより、ドーム量Ｎ″を、 Ｎ″＝（1/qS）ΣΔIn・Δtn …（４） なる式で求めるようにしても良く、そのようにすれば、
回転速度の不安定性から発生する誤差が減少する。
このように上記構成によれば、ビーム電流計測器８を従
来例より基板４側に近づけてもビーム電流量、ひいては
ドーズ量を正確に計測することができる。しかも、ビー
ム電流計測器８を基板４側に近づけたぶんイオンビーム
６の直径が小さくて済むので、イオン源の小型化、真空
容器の小型化、真空排気装置の小容量化、ひいては当該
イオン注入装置全体の小型化を図ることができる。
来例より基板４側に近づけてもビーム電流量、ひいては
ドーズ量を正確に計測することができる。しかも、ビー
ム電流計測器８を基板４側に近づけたぶんイオンビーム
６の直径が小さくて済むので、イオン源の小型化、真空
容器の小型化、真空排気装置の小容量化、ひいては当該
イオン注入装置全体の小型化を図ることができる。
なお、スリット板22に設けるスリット22sの数は、基板
４が方形であるのでそれに対応させて上記実施例のよう
に四つにするのが計測の正確さの点で好ましいが、勿論
それ以下の数でも良い。
４が方形であるのでそれに対応させて上記実施例のよう
に四つにするのが計測の正確さの点で好ましいが、勿論
それ以下の数でも良い。
また、基板４が上記実施例と違って長方形の場合は、上
記長さL2は、短辺に向けて取っても良いし長辺に向けて
取っても良いが、短辺に向けて取れば基板４の１回転で
ビーム電流計測器８が４回露出するようになるので、こ
の方がビーム電流量の計測の正確さの観点からは好まし
いと言える。
記長さL2は、短辺に向けて取っても良いし長辺に向けて
取っても良いが、短辺に向けて取れば基板４の１回転で
ビーム電流計測器８が４回露出するようになるので、こ
の方がビーム電流量の計測の正確さの観点からは好まし
いと言える。
以上のようにこの考案によれば、ビーム電流計測器を従
来例よりも基板側に近づけてもビーム電流量を正確に計
測することができる。しかもビーム電流計測器を基板側
に近づけたぶん、イオンビームの直径が小さくて済むの
で、イオン源の小型化、真空容器の小型化、真空排気装
置の小容量化、ひいては当該イオン注入装置全体の小型
化を図ることができる。
来例よりも基板側に近づけてもビーム電流量を正確に計
測することができる。しかもビーム電流計測器を基板側
に近づけたぶん、イオンビームの直径が小さくて済むの
で、イオン源の小型化、真空容器の小型化、真空排気装
置の小容量化、ひいては当該イオン注入装置全体の小型
化を図ることができる。
第１図は、この考案の一実施例に係るイオン注入装置の
要部を示す縦断面図である。第２図は、第１図のイオン
注入装置の平面図である。第３図は、第１図中のトリガ
信号発生手段を抜き出して示す平面図である。第４図
は、ビーム電流計測器によって計測されるビーム電流の
状態の一例を示す図である。第５図は、ビーム電流が変
動している場合のビーム電流の読みと時間との関係の一
例を示す図である。第６図は、従来のイオン注入装置の
基板周りを示す平面図である。第７図は、ビーム電流と
時間との関係の一例を示す図である。 ４……基板、６……イオンビーム、８……ビーム電流計
測器、20……トリガ信号発生手段、28……積算器。
要部を示す縦断面図である。第２図は、第１図のイオン
注入装置の平面図である。第３図は、第１図中のトリガ
信号発生手段を抜き出して示す平面図である。第４図
は、ビーム電流計測器によって計測されるビーム電流の
状態の一例を示す図である。第５図は、ビーム電流が変
動している場合のビーム電流の読みと時間との関係の一
例を示す図である。第６図は、従来のイオン注入装置の
基板周りを示す平面図である。第７図は、ビーム電流と
時間との関係の一例を示す図である。 ４……基板、６……イオンビーム、８……ビーム電流計
測器、20……トリガ信号発生手段、28……積算器。
Claims (1)
- 【請求項１】方形の基板を回転させながら当該基板にイ
オンビームを照射してイオン注入を行う装置において、
前記基板の回転中心から一つの角までの対角線の長さを
L1、同回転中心から一辺までの垂線の長さをL2とした場
合、同回転中心から、 L1＞Ｍ＞L2 なる距離Ｍのところに中心を有するビーム電流計測器
と、このビーム電流計測器がイオンビームを完全に受け
るときにそれに同期したトリガ信号を発生するトリガ信
号発生手段と、このトリガ信号発生手段からのトリガ信
号に応答して前記ビーム電流計測器で計測したビーム電
流を読み取りかつそれを積算する機能を有する積算器と
を備えることを特徴とするイオン注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2676790U JPH0754917Y2 (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2676790U JPH0754917Y2 (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | イオン注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03118546U JPH03118546U (ja) | 1991-12-06 |
| JPH0754917Y2 true JPH0754917Y2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=31529647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2676790U Expired - Lifetime JPH0754917Y2 (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754917Y2 (ja) |
-
1990
- 1990-03-16 JP JP2676790U patent/JPH0754917Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03118546U (ja) | 1991-12-06 |
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