JPS58100349A - 多重イオン打込み装置 - Google Patents
多重イオン打込み装置Info
- Publication number
- JPS58100349A JPS58100349A JP56196806A JP19680681A JPS58100349A JP S58100349 A JPS58100349 A JP S58100349A JP 56196806 A JP56196806 A JP 56196806A JP 19680681 A JP19680681 A JP 19680681A JP S58100349 A JPS58100349 A JP S58100349A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- ions
- ion implantation
- magnetic field
- mass spectrometric
- 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
- H01J37/30—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
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】
本発明は、多重イオン打込み装置に関する。
現状のイオン打込み装置は、質量分析マグネットにより
、試料に打込むイオン種を一つに限定して打込みを行な
っていた。そのため、複数種のイ交換を必要とし、実用
上極めて煩雑であった。
、試料に打込むイオン種を一つに限定して打込みを行な
っていた。そのため、複数種のイ交換を必要とし、実用
上極めて煩雑であった。
本発明は、上記従来の問題を解決し、一度の打込みによ
って多重イオン打込み素子を得ることの可能なイオン打
込み装置を提供することを目的とする。
って多重イオン打込み素子を得ることの可能なイオン打
込み装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、イオン源で発生さ
せた複数のイオンを用いることにより、一度のイオン打
込みで、所望の深さに所望のイオンを分布させるもので
ある。
せた複数のイオンを用いることにより、一度のイオン打
込みで、所望の深さに所望のイオンを分布させるもので
ある。
以下、本発明の詳細な説明する。
イオン打込みバブル素子は、磁気バブル結晶面に各種（
Ｄイオ：ｉ （Ｈ” 、Ｈ，” 、Ｈｅ” 、Ｎｅ”）
を打込んで、磁歪効果で形成される面内磁化層の性質を
利用する。
Ｄイオ：ｉ （Ｈ” 、Ｈ，” 、Ｈｅ” 、Ｎｅ”）
を打込んで、磁歪効果で形成される面内磁化層の性質を
利用する。
この素子が良好な転送特性を得るためには、面内磁化層
の歪分布の一様性が必須条件である。
の歪分布の一様性が必須条件である。
一般に、−回のイオン打込みでは、その歪分布がガウス
分布となるため、イオン打込みバブル素子は、多重イオ
ン打込みにより上記の条件を満足させている。
分布となるため、イオン打込みバブル素子は、多重イオ
ン打込みにより上記の条件を満足させている。
一方、従来のイオン打込みを用いたバブル素子の形成方
法には、上記のような問題点が存在する。
法には、上記のような問題点が存在する。
そこで、第１図および第２図に示すように、本発明を用
いて複数のイオンの多重イオン打込みを行なえば、上記
の問題を一気に解決することができる。
いて複数のイオンの多重イオン打込みを行なえば、上記
の問題を一気に解決することができる。
すなわち、第１図および第２図に示したように、打込み
イオンを変えることによって歪量を制御することができ
るが、これはイオン化率に基づいたイオン源ガスの混合
比を一調節することによって可能となり、また第３図に
示したような質量分析にパルス電流を用いることにより
達成される。
イオンを変えることによって歪量を制御することができ
るが、これはイオン化率に基づいたイオン源ガスの混合
比を一調節することによって可能となり、また第３図に
示したような質量分析にパルス電流を用いることにより
達成される。
多重イオン打込みにおけるイオン深さ分布の制御は、イ
オン源ガスの組み合わせ選択により可能となり、原子番
号の近いものを選べばイオン深さの差は第４図に示した
ごとく小さくなり、遠いもの選べば第５図に示したごと
く大きくなる。
オン源ガスの組み合わせ選択により可能となり、原子番
号の近いものを選べばイオン深さの差は第４図に示した
ごとく小さくなり、遠いもの選べば第５図に示したごと
く大きくなる。
従来用いられた一般的なイオン打込み装置の概要を第６
図に示す。イオン打込み技術はＢｏ。
図に示す。イオン打込み技術はＢｏ。
Ｐｏなどの半導体基板への不純物原子をイオンにしてこ
れに高いエネルギーを与えて基板の中に打込み、不純物
のドーピングを行なう技術である。
れに高いエネルギーを与えて基板の中に打込み、不純物
のドーピングを行なう技術である。
第６図に示したように、まずイオン源１の中で打込む目
的の不純物イオンを作り、引出し電極２により高電圧を
印加する。イオンは正の電荷を持つているので、アース
電位の打込み部に向って加速さｎ基板３に到達して打込
まれる。イオン源で発生したイオンは必ずしも純粋に目
的のイオンだけで１４なく余分の不必要なイオンも含ま
れているので、引出され加速され九イオ“ンから目的の
イオンのみを取出すイオン分ＩＩｍ（質量分析）の過程
を経る。これは電磁石を使用した方法が一般的である。
的の不純物イオンを作り、引出し電極２により高電圧を
印加する。イオンは正の電荷を持つているので、アース
電位の打込み部に向って加速さｎ基板３に到達して打込
まれる。イオン源で発生したイオンは必ずしも純粋に目
的のイオンだけで１４なく余分の不必要なイオンも含ま
れているので、引出され加速され九イオ“ンから目的の
イオンのみを取出すイオン分ＩＩｍ（質量分析）の過程
を経る。これは電磁石を使用した方法が一般的である。
またイオンを打込む基板はウェーハ状で広い面積をもつ
ので、ウェーハ全面に均一にイオンが打込まれるように
イオンビームを走査部にて均一に拡大する。
ので、ウェーハ全面に均一にイオンが打込まれるように
イオンビームを走査部にて均一に拡大する。
第６図において、記号４，５，６，７，８，９゜１０は
それぞれ、質量分析マグネット、加速器、収束レンズ、
中性ビームトラップ、Ｙ軸スキャンナ、ビームトラップ
、Ｘ軸スキャンナを表わす。
それぞれ、質量分析マグネット、加速器、収束レンズ、
中性ビームトラップ、Ｙ軸スキャンナ、ビームトラップ
、Ｘ軸スキャンナを表わす。
本発明の多重イオン打込み装置では、分子ガスの多種イ
オン（分子イオン及単原子）発生に着目して、一度に複
数個のイオンを打込むことを可能としたものであり、そ
の概略を第７図に示す。
オン（分子イオン及単原子）発生に着目して、一度に複
数個のイオンを打込むことを可能としたものであり、そ
の概略を第７図に示す。
第７図から明らかなように、多重イオンを同時に打込む
ために質量分析マグネットは取り除かれ良状態となって
いる。多種イオンの発生方法としては、分子ガス（Ｈ，
、ｐＨ，、ＢＰ、など）を用いる方法およびイオン源に
２種以上のガスを混合して挿入する方法（ｅｘ、Ｈｅ＋
Ｎｅ）などを用いることができる。ま九本発明は、分析
マグネットがない丸めに、イオン源１で発生したイオン
は直線的にウェーハ３に当てる。そのため管壁などで発
生する中性粒子の必配がなく、中性ビームトラップも不
要となる。しかも、通常のイオン打込み装置に比べ、軽
量化できることかつ安価であることも一つの大きな特長
である。ただし、高純度のイオン打込みを必要とする際
には、不必要なイオンも含まれるという欠点がめる。
ために質量分析マグネットは取り除かれ良状態となって
いる。多種イオンの発生方法としては、分子ガス（Ｈ，
、ｐＨ，、ＢＰ、など）を用いる方法およびイオン源に
２種以上のガスを混合して挿入する方法（ｅｘ、Ｈｅ＋
Ｎｅ）などを用いることができる。ま九本発明は、分析
マグネットがない丸めに、イオン源１で発生したイオン
は直線的にウェーハ３に当てる。そのため管壁などで発
生する中性粒子の必配がなく、中性ビームトラップも不
要となる。しかも、通常のイオン打込み装置に比べ、軽
量化できることかつ安価であることも一つの大きな特長
である。ただし、高純度のイオン打込みを必要とする際
には、不必要なイオンも含まれるという欠点がめる。
そこで、本発明は、第８図に示したように、目的とする
複数種のみのイオン打込み行なうための交流磁場印加に
よる質量分析マグネットを用いる。
複数種のみのイオン打込み行なうための交流磁場印加に
よる質量分析マグネットを用いる。
すなわち、本発明はイオン源において混合ガス（Ｎｅ＋
Ｈｅ１）のイオン化を行ない、質量分析マグネット４に
交流磁場１１を印加することによって、Ｎｅ＋とＨｅ４
″を交互に分析する。軽い）（ｅ ４″を通過させる際
には、重いＮｅ９は分析マグネットでトラップされ、そ
の逆の場合には、Ｈｅ＋がトラップされる。交流磁場は
パルス電流わるいはステップ電流などによシ印加する。
Ｈｅ１）のイオン化を行ない、質量分析マグネット４に
交流磁場１１を印加することによって、Ｎｅ＋とＨｅ４
″を交互に分析する。軽い）（ｅ ４″を通過させる際
には、重いＮｅ９は分析マグネットでトラップされ、そ
の逆の場合には、Ｈｅ＋がトラップされる。交流磁場は
パルス電流わるいはステップ電流などによシ印加する。
本装置の一つの大きな特徴は、このパルス幅あるいは、
ステップ幅を変えることによりＨｅ０とＮｅ０のドース
量を制御することが可能になることである。Ｈｅ”を多
量に打込む際には、Ｎｅ”のパルス幅を短くすｎばよい
ことはいうまでもない。
ステップ幅を変えることによりＨｅ０とＮｅ０のドース
量を制御することが可能になることである。Ｈｅ”を多
量に打込む際には、Ｎｅ”のパルス幅を短くすｎばよい
ことはいうまでもない。
このように、上記不必要なイオンの通過もこの交流磁場
印加分析マグネットによりしゃ断さｎ。
印加分析マグネットによりしゃ断さｎ。
極めて高純度の多重イオン打込みを行なうことができる
。
。
本発明による多重イオン打込み装置を用いれば、素子に
おける多層配線が可能となる。第９図にその実施例を示
す。
おける多層配線が可能となる。第９図にその実施例を示
す。
まず第９図（ａ）に示すように、Ｓ五基板１２上に絶縁
層（ｓｉｏ、）１ａ を介して、導体層（Ａｔ）１４お
よび高抵抗層（ｓｉ）ｔｓを被着後、所望の配線パター
ン（レジストパターン）１６を形成する。
層（ｓｉｏ、）１ａ を介して、導体層（Ａｔ）１４お
よび高抵抗層（ｓｉ）ｔｓを被着後、所望の配線パター
ン（レジストパターン）１６を形成する。
上記レジストパターン１６をマスクに用いて、上記本発
明にかかる多重イオン打込み装置を用いＰ′″および０
．″）を打込んだ。
明にかかる多重イオン打込み装置を用いＰ′″および０
．″）を打込んだ。
この際、軽い０％は導体層（Ａ１１４まで到達するが、
重いＰｏは高抵抗層（ｓｉ）１ｓまで到達する。このと
きのイオン打込みの加速電圧は、レジスト膜厚、高抵抗
層＜Ｓｉ）厚、および絶縁層厚により決定される。
重いＰｏは高抵抗層（ｓｉ）１ｓまで到達する。このと
きのイオン打込みの加速電圧は、レジスト膜厚、高抵抗
層＜Ｓｉ）厚、および絶縁層厚により決定される。
上記多重イオン打込み後、０．。の到達した導体層（Ａ
ｌ１４の表面は酸化され、レジストマスク１６にそった
絶縁層（・Ａ４０ａ ） １７を形成された。
ｌ１４の表面は酸化され、レジストマスク１６にそった
絶縁層（・Ａ４０ａ ） １７を形成された。
一方、Ｐｏの到達し九高抵抗層（８ｉ）１５は、Ｐｏが
注入されたことにより、レジストマスク１６にそった低
抵抗層（導体層Ｐ＠Ｓｉ）が形成される。
注入されたことにより、レジストマスク１６にそった低
抵抗層（導体層Ｐ＠Ｓｉ）が形成される。
多重イオン打込み後、マスク１６を除去し、あらたに絶
縁層（８ｉ０り１９を介して、導体層（Ａ１２０を被着
すれば、第９図（ｂ）に示したような３層配線が形成で
きる。
縁層（８ｉ０り１９を介して、導体層（Ａ１２０を被着
すれば、第９図（ｂ）に示したような３層配線が形成で
きる。
第９図から明らかなように、本発明を用いて形成された
素子配線は、素子の平坦化に極めて有効である。
素子配線は、素子の平坦化に極めて有効である。
第９図に示した多層配線は、バブルメモリチップの検出
器配線の３層静電シールドに適用でき、誘導雑音低減に
大きな効果がある。
器配線の３層静電シールドに適用でき、誘導雑音低減に
大きな効果がある。
なお、絶縁層および導体層の多重イオン打込みによる形
成は、下地の材料に合わせた打込みイオンの選択組合せ
により可能であり、極めて適用分野の広いものである。
成は、下地の材料に合わせた打込みイオンの選択組合せ
により可能であり、極めて適用分野の広いものである。
第１図、第２図、第４図および第５図は、それぞれ複数
イオンを打込んだときの、打込み深さと歪の関係を示す
曲線図、第３図は質量分析電流の一例を示す図、第６図
は従来のイオン打込み装置の一方を示す系統図、第７図
は多重イオン打込み装置の一例を示す系統図、第８図は
本発明において用いられる質量分析マグネットとそれに
印加される交流磁場の一例を示す図、第９図は本発明を
用いて配線を形成する方法を示す工程図でめる。 １・・・イオン源、２・・・引き出し電極、３・・・ウ
ェーノー、４・・・質量分析マグネット、５・・・加速
器、６・・・収束レンズ、７・・・中性ビームトラップ
、８・・・Ｙ軸スキャンナ、９・・・ビームトラップ、
１０・・・Ｘ軸スキャンナ、１１・・・交流磁場、１２
・・・シリコン基板、１４・・・Ａｔ膜、１５・・・ポ
リシリコン膜、１６・・・レジストパターン、１７・・
・酸化アルミニウム、１８） 干 Ｔ３ｔ 図 第 ２ 図 ０ ／、２ １．４ １．６ １Ｊ
７１１丁３ンΣ−コｆ 澤−！ （ｐクガ―）￥］
９ 図 体）（ｔ）
イオンを打込んだときの、打込み深さと歪の関係を示す
曲線図、第３図は質量分析電流の一例を示す図、第６図
は従来のイオン打込み装置の一方を示す系統図、第７図
は多重イオン打込み装置の一例を示す系統図、第８図は
本発明において用いられる質量分析マグネットとそれに
印加される交流磁場の一例を示す図、第９図は本発明を
用いて配線を形成する方法を示す工程図でめる。 １・・・イオン源、２・・・引き出し電極、３・・・ウ
ェーノー、４・・・質量分析マグネット、５・・・加速
器、６・・・収束レンズ、７・・・中性ビームトラップ
、８・・・Ｙ軸スキャンナ、９・・・ビームトラップ、
１０・・・Ｘ軸スキャンナ、１１・・・交流磁場、１２
・・・シリコン基板、１４・・・Ａｔ膜、１５・・・ポ
リシリコン膜、１６・・・レジストパターン、１７・・
・酸化アルミニウム、１８） 干 Ｔ３ｔ 図 第 ２ 図 ０ ／、２ １．４ １．６ １Ｊ
７１１丁３ンΣ−コｆ 澤−！ （ｐクガ―）￥］
９ 図 体）（ｔ）
Claims (1)
- １、複数種のイオンを同時に発生し得るイオン源と交流
磁場を印加し得る質量分析マグネットを少なくともそな
え、上記複数種のイオンを被打込み物に打込む手段をそ
なえていることを特徴とする多重イオン打込み装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56196806A JPS58100349A (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | 多重イオン打込み装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56196806A JPS58100349A (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | 多重イオン打込み装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58100349A true JPS58100349A (ja) | 1983-06-15 |
Family
ID=16363951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56196806A Pending JPS58100349A (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | 多重イオン打込み装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58100349A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62115639A (ja) * | 1985-11-14 | 1987-05-27 | Nissin Electric Co Ltd | イオン注入装置 |
| JPS6396855A (ja) * | 1986-10-13 | 1988-04-27 | Hitachi Ltd | イオン打込方法及びイオン打込装置 |
| JP2013012319A (ja) * | 2011-06-28 | 2013-01-17 | Ulvac Japan Ltd | イオン注入法及び磁気記録媒体の製造方法 |
-
1981
- 1981-12-09 JP JP56196806A patent/JPS58100349A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62115639A (ja) * | 1985-11-14 | 1987-05-27 | Nissin Electric Co Ltd | イオン注入装置 |
| JPS6396855A (ja) * | 1986-10-13 | 1988-04-27 | Hitachi Ltd | イオン打込方法及びイオン打込装置 |
| JP2013012319A (ja) * | 2011-06-28 | 2013-01-17 | Ulvac Japan Ltd | イオン注入法及び磁気記録媒体の製造方法 |
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