JPS6080800A - Ion projector - Google Patents
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、イオン照射装置に関する。[Detailed description of the invention] (b) Industrial application field The present invention relates to an ion irradiation device.
（ロ）従来技術
従来のイオン照射装置は、真空槽内に試料支持体を設け
、かつその試料支持体に対応してイオン源部、質量分析
部および加減速部からなるビームラインを設けて構成さ
れている。 試料に照射されるイオンビーム量は、試料
自体をイオンビーム検出器の一部として使用することに
より検出している。(B) Prior art A conventional ion irradiation device is constructed by providing a sample support in a vacuum chamber, and a beam line consisting of an ion source, a mass spectrometer, and an acceleration/deceleration section corresponding to the sample support. has been done. The amount of ion beam irradiated onto the sample is detected by using the sample itself as part of an ion beam detector.
しかし上記従来装置では、ビームラインが一つであるた
め、異なるイオンを短時間で切換え発生させることが困
難で１、また同時照射は不可能である。 さらにイオン
ビーム量の検出を試料および試料支持体で行なってお夛
、それらから出る二次電子のイオンビーム量への影響を
抑えるため真空槽内に抑制電極を設ける必要があるなど
真空槽内の構造が複雑である。However, since the above-mentioned conventional apparatus has one beam line, it is difficult to switch and generate different ions in a short time1, and simultaneous irradiation is impossible. In addition, it is necessary to detect the ion beam amount using the sample and sample support, and to suppress the influence of secondary electrons emitted from them on the ion beam amount, it is necessary to install a suppression electrode inside the vacuum chamber. The structure is complex.
（ハ）発明の目的
この発明は、異なるイオンビームの照射を速かに切換え
であるいは同時に行うことができ、かつ抑制電極を設け
る必要なく各イオンビーム量を正確に検出しうるように
したイオン照射装置を提供することを目的とする。(C) Purpose of the Invention This invention provides an ion irradiation method that enables irradiation with different ion beams to be quickly switched or performed simultaneously, and to accurately detect the amount of each ion beam without the need to provide a suppression electrode. The purpose is to provide equipment.
（ロ）発明の構成
この発明のイオン照射装置は、真空槽に複数のイオンビ
ームラインを設け、かつそれらイオンビームラインの各
々に対応した数のイオンビーム検出器を設け、さらに回
転移動することによって前記イオンビームラインの各々
からイオンの照射を受けうる少なくとも１つの回転式試
料支持体を設け、これにより異種のイオンビームの照射
を短時間で切換えて、あるいは同時に行いつるようにし
たことを特徴とするものである。(B) Structure of the Invention The ion irradiation apparatus of the present invention has a vacuum chamber provided with a plurality of ion beam lines, a number of ion beam detectors corresponding to each of the ion beam lines, and a rotary movement. At least one rotary sample support capable of receiving ion irradiation from each of the ion beam lines is provided, so that irradiation with different types of ion beams can be switched in a short time or can be performed simultaneously. It is something to do.
←）実施例
第１図に示す（１）は、この発明のイオン照射装置の一
実施例である。←) Example (1) shown in FIG. 1 is an example of the ion irradiation apparatus of the present invention.
真空槽（２）に２つのイオンビームライン（５）、（９
）が設けられると共に、それらに対応して２つのイオン
ビーム検出器（３）、（４）が設けられている。Two ion beam lines (5) and (9) in a vacuum chamber (2)
) are provided, and two ion beam detectors (3) and (4) are provided correspondingly.
イオンビームライン（５）は、イオン源部（６）と質量
分析部（７）と加減速部（８）とからなり、イオンビー
ムライン（９）はイオン源部ａＯと質量分析部θＢと加
減速部υとからなっている。The ion beam line (5) consists of an ion source section (6), a mass spectrometer section (7), and an acceleration/deceleration section (8), and the ion beam line (9) consists of an ion source section aO, a mass spectrometer section θB, and an acceleration/deceleration section (8). It consists of a reduction part υ.
α３は回転円盤形の試料支持体であって、第２図に詳細
に示すように、表面に試料（Ｓ）を保持しうると共に、
イオンビームを透過しうるスリットα伺θを有している
。α3 is a sample support in the shape of a rotating disk, and as shown in detail in FIG. 2, it can hold the sample (S) on its surface, and
It has a slit α and θ through which the ion beam can pass.
上記イオン照射装置（１）の作動をＧａＡｓ半導体薄膜
の形成を例にとって説明する。The operation of the ion irradiation device (1) will be explained by taking the formation of a GaAs semiconductor thin film as an example.
まず回転円盤（１３上の試料保持位置に試料（８）とし
てＧａＡｓ基板を取シ付け、真空槽（２）内を真空排気
し、回転円盤０をたとえば２００ ｒｐｍ〜８００ｒｐ
ｍで回転する。First, a GaAs substrate as a sample (8) is mounted on the sample holding position on the rotating disk (13), the inside of the vacuum chamber (2) is evacuated, and the rotating disk 0 is heated at, for example, 200 rpm to 800 rpm.
Rotate at m.
次いでイオン源部（６）にアルシンガスを供給してＡ８
イオンを生成させ、そのＡ８イオンビームをイオン検出
器（３）の方向に照射する。 また同時に、イオン源部
００にガス化したＧａイオンを生成させ、そのＧａイオ
ンビームをイオン検出器（４）の方向に照射する。Next, arsine gas is supplied to the ion source section (6) and A8
Ions are generated and the A8 ion beam is irradiated in the direction of the ion detector (3). At the same time, gasified Ga ions are generated in the ion source section 00, and the Ga ion beam is irradiated in the direction of the ion detector (4).
１つのＧａＡｓ基板に着目すれば、回転円盤αりによっ
て移動させられて、イオン検出器（３）の前方に至ると
Ａｓイオンを照射され、かつイオン検出器（４）の前方
に至るとＧａイオンを照射され、これが交互に高速で繰
返される。 そこでＡＯイオンとＧａイオンとが実質的
に同時に照射されたことに′ｆｘ、ｂ、ＧａＡｓ基板上
に新しいＧａＡｓ半導体層が形成される。Focusing on one GaAs substrate, it is moved by the rotating disk α, and when it reaches the front of the ion detector (3), it is irradiated with As ions, and when it reaches the front of the ion detector (4), it is irradiated with Ga ions. is irradiated, and this is repeated at high speed alternately. Then, since the AO ions and the Ga ions are irradiated substantially simultaneously, a new GaAs semiconductor layer is formed on the GaAs substrate.
イオン検出器（３）、（４）には、それらの前方にスリ
ットα４．ａ９が至ったときにイオンビームが入射する
から、それによってイオンビーム量を検出できる。 つ
まシイオン検出器（３）によシイオンビームライン（５
）のイオンビーム量を、またイオン検出器（４）によシ
イオンビームライン（９）のイオンビーム量をそれぞれ
独立に検出できる。 しかも試料とは無関係に検出する
構造であるから、試料および試料支持体からの二次電子
に対する抑制電極を設けなくてもイオンビーム量の検出
精度は高い。 したがって、これらイオン検出器（３１
，（４）の出力信号に基いてそれぞれに対応するイオン
ビームライン（５） 、 （９）を制御することにより
各イオンビーム量を精度よく制御できる。 Ｑｏはその
制御器である。The ion detectors (3) and (4) have slits α4. Since the ion beam enters when a9 is reached, the amount of ion beam can be detected. The ion beam line (5) is connected to the ion detector (3).
), and the ion beam amount of the ion beam line (9) can be detected independently by the ion detector (4). Moreover, since the structure is such that detection is performed independently of the sample, the ion beam amount can be detected with high precision even without providing a suppression electrode for secondary electrons from the sample and sample support. Therefore, these ion detectors (31
, (4) by controlling the corresponding ion beam lines (5) and (9), the amount of each ion beam can be controlled with high precision. Qo is its controller.
第８図に示すＣ！１１は、この発明のイオン照射装置の
他の実施例である。 上述の実施例装置（１）と異なる
点は、イオンビームライン（９）に代えて、イオン源部
００と加減速部（２）とからなる、質量分析部α１）を
もたないイオンビームラインのを具備している点である
。C! shown in Figure 8! 11 is another embodiment of the ion irradiation device of the present invention. The difference from the above-mentioned embodiment device (1) is that the ion beam line (9) is replaced by an ion beam line consisting of an ion source section 00 and an acceleration/deceleration section (2), and does not have a mass spectrometer section α1). It is equipped with the following.
このイオン照射装置！２１１によれば、クロムイオンと
酸素イオンの二重照射によシ鉄表層に耐食性の良い層を
好適に形成することができる。 すなわち試料（Ｅｌ）
として鉄基板を回転円盤ａ３上に取シ付けて回転させる
。 イオン照射は、まずイオン源部（６）にクロムおよ
びイオン発生用として塩素ガスとアルゴンガスを供給し
、クロムイオンを発生させ、質量分析部（７）によりク
ロムイオンを選択し、加減速部（８）にて８０ Ｋｅ’
Ｖ’−１００ＫｅＶ程度のエネルギーを与え、試料（Ｓ
）にｌＸ１０”〜ｌＸｌ０１７α１程度の照射を行なう
。 次いでイオン源部σＶに酸素を供給して酸素イオン
を発生させ、先に照射したクロムイオンの分布に重なる
ようなエネルギーを加減速部＠にて酸素イオンに与え、
同程度の量のイオンを照射する。 この結果、鉄表面に
クロムと酸素による耐食性の良い層が形成できる。This ion irradiation device! According to No. 211, a layer with good corrosion resistance can be suitably formed on the iron surface layer by double irradiation with chromium ions and oxygen ions. That is, the sample (El)
As a result, the iron substrate is mounted on the rotating disk a3 and rotated. Ion irradiation is performed by first supplying chlorine gas and argon gas for chromium and ion generation to the ion source section (6) to generate chromium ions, selecting the chromium ions using the mass spectrometer section (7), and then supplying them to the ion source section (6). 8) at 80 Ke'
Apply energy of about V'-100KeV to the sample (S
) is irradiated with about 1X10'' to 1X1017α1. Next, oxygen is supplied to the ion source σV to generate oxygen ions, and the acceleration/deceleration unit @ applies energy such that it overlaps the distribution of the previously irradiated chromium ions. give to ion,
Irradiate the same amount of ions. As a result, a highly corrosion-resistant layer of chromium and oxygen can be formed on the iron surface.
（へ）発明の効果
この発明のイオン照射装置によれば、次のような効果が
ある。(F) Effects of the Invention The ion irradiation device of the present invention has the following effects.
■ 異なるイオンビームの照射を速やかに切換えて行な
うことができ、またそれにより異なるイオンビームの同
時注入が実質的に可能である。(2) Irradiation with different ion beams can be quickly switched, and thereby simultaneous implantation of different ion beams is substantially possible.
■ 複数のイオンビーム量をそれぞれ独立に専用のイオ
ン検出器で検出するため真空槽内の構造は簡単になシ、
かつより正確な検出が行なえる。■ The structure inside the vacuum chamber can be simplified because multiple ion beam amounts are detected independently using dedicated ion detectors.
Moreover, more accurate detection can be performed.
■ 各イオン検出器の出力信号に基いて対応するイオン
ビームラインを制御することで各イオンビーム量を精度
よく制御できる。 また他のイオンビームラインを制御
することを相互に行うことでイオンビーム量の絶対量あ
るいは相対量を精度ふく制御できる。■ By controlling the corresponding ion beam line based on the output signal of each ion detector, the amount of each ion beam can be controlled with high precision. Furthermore, by mutually controlling other ion beam lines, the absolute amount or relative amount of the ion beam can be controlled with high precision.
第１図はこの発明のイオン照射装置の一実施例の構成説
明図、第２図は第１図に示す装置の試料支持体を詳細に
示す要部斜視図、第８図はこの発明のイオン照射装置の
他の実施例の構成説明図である。
（１）Ｑト・・イオン照射装置、（２）・・・真空槽、
（３）（４）・・・イオン検出器、 （５）（９）（２
２１・・・イオンビームライン：（６）α０・・・イオ
ン源部、（７）（１１）・・・質量分析部、（８）（１
２・・・加減速部、０３・・回転円盤、α柔αθ・・・
スリット、（ｌｆＤ・・・制御器。
第１図
第２図FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of one embodiment of the ion irradiation device of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the main part showing the sample support of the device shown in FIG. 1 in detail, and FIG. 8 is an ion irradiation device of the present invention. FIG. 7 is a configuration explanatory diagram of another embodiment of the irradiation device. (1) Q...Ion irradiation device, (2)...Vacuum chamber,
(3)(4)...Ion detector, (5)(9)(2
21... Ion beam line: (6) α0... Ion source section, (7) (11)... Mass spectrometry section, (8) (1
2... Acceleration/deceleration section, 03... Rotating disk, α soft αθ...
Slit, (lfD...controller. Figure 1 Figure 2
Claims (1)
れらイオンビームラインの各々に対応した数のイオンビ
ーム検出器を設け、さらに回転移動することによって前
記イオンビーム２インの各々からイオンの照射を受けう
る少なくとも１つの回転式試料支持体を設け、これによ
シ異種のイオンビームの照射を短時間で切換えて、ある
いは同時罠行いうるようにしたことを特徴とするイオン
照射装置。 ２、複数のイオンビームラインが、イオン源部と質量分
析部と加減速部とからなる質量分析部をもつ系およびイ
オン源部と加減速部とからなる質量分析部をもたない系
の両系統を含む請求の範囲第１項記載のイオン照射装置
。 ８、回転式試料支持体がスリットを一部に有する回転円
盤で才 、イオンビームラインから照射されたイオンビ
ームはそのスリットを通して対応するイオンビーム２イ
ンに入射されうるよう配置されて る請求の範囲第１項
または第２項記載のイオン照射装置。 ４、イオンビーム検出器の出力に基いて対応するイオン
ビームラインのイオンビーム量を制御する制御手段をさ
らに具備してなる請求の範囲第１項〜第８項のいずれか
に記載のイオン照射装置。[Claims] 1. A plurality of ion beam lines are provided in a vacuum chamber, and a number of ion beam detectors corresponding to each of the ion beam lines are provided, and the ion beam detectors are further rotated to detect the ion beams in the 2-in. At least one rotating sample support body capable of receiving ion irradiation from each is provided, whereby irradiation with different types of ion beams can be switched in a short time or simultaneous trapping can be performed. Irradiation device. 2. Multiple ion beam lines can be used in both a system with a mass spectrometer consisting of an ion source, a mass spectrometer, and an acceleration/deceleration section, and a system without a mass spectrometer consisting of an ion source and an acceleration/deceleration section. The ion irradiation device according to claim 1, which includes a system. 8. A claim in which the rotating sample support is a rotating disk having a slit in a part thereof, and is arranged so that the ion beam irradiated from the ion beam line can be incident on the corresponding ion beam 2 through the slit. The ion irradiation device according to item 1 or 2. 4. The ion irradiation apparatus according to any one of claims 1 to 8, further comprising a control means for controlling the ion beam amount of the corresponding ion beam line based on the output of the ion beam detector. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18872383A JPS6080800A (en) | 1983-10-08 | 1983-10-08 | Ion projector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18872383A JPS6080800A (en) | 1983-10-08 | 1983-10-08 | Ion projector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6080800A true JPS6080800A (en) | 1985-05-08 |
Family
ID=16228650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18872383A Pending JPS6080800A (en) | 1983-10-08 | 1983-10-08 | Ion projector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6080800A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5053627A (en) * | 1990-03-01 | 1991-10-01 | Ibis Technology Corporation | Apparatus for ion implantation |
| US5331172A (en) * | 1991-02-11 | 1994-07-19 | Microelectronics And Computer Technology Corporation | Ionized metal cluster beam systems and methods |
| JP2009081032A (en) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Axcelis Technologies Inc | Ion implantation cluster tool using ribbon form beam |
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-
1983
- 1983-10-08 JP JP18872383A patent/JPS6080800A/en active Pending
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