JPS6093748A - イオンビ−ム補正装置 - Google Patents
イオンビ−ム補正装置Info
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- JPS6093748A JPS6093748A JP58201628A JP20162883A JPS6093748A JP S6093748 A JPS6093748 A JP S6093748A JP 58201628 A JP58201628 A JP 58201628A JP 20162883 A JP20162883 A JP 20162883A JP S6093748 A JPS6093748 A JP S6093748A
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- ion
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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
- H01J37/02—Details
- H01J37/244—Detectors; Associated components or circuits therefor
-
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- 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)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (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】
産業上の利用分野
本発明は、イオン注入装置、イオンビーム照射装置の注
入量を補正し、精度の高いイオン注入を行なうためのイ
オン注入量補正装置に関するものである。
入量を補正し、精度の高いイオン注入を行なうためのイ
オン注入量補正装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
イオン注入装置は、第１図の概略構成図で示さ分析部３
、後段加速部４、偏向・掃引電極部５、中性粒子トラッ
プ６および試料室７の各部より構成されている。イオン
源１で発生したイオンビーム８は、質量分析部３で目的
のイオン種に選定され、後段加速部４へ進入する。後段
加速されたイオンビームはレンズ作用により整形され偏
向電極によシ掃引され、かつ数度偏向され、進路が曲げ
られる。このとき、偏向電極へ到達するまでに発生した
中性粒子９を直進させ、中性粒子のトラップ６へ衝突さ
せる。一方、イオンビーム８は偏向され試料室へ進行す
る。これにより、偏向電極へ到達するまでに発生した中
性粒子は除去され、イオンビームのみ試料に注入される
。１イオンビーム量はファラデイカツブ１０により測定
さ！し、ｔト入量が計算される。４導体素子へのイオン
注入においては、注入基板物質へレジストをマスク拐と
して塗布して注入操作を行なう。イオン注入中にレジス
トよシ発生するガスは真窒度を低下させる。
、後段加速部４、偏向・掃引電極部５、中性粒子トラッ
プ６および試料室７の各部より構成されている。イオン
源１で発生したイオンビーム８は、質量分析部３で目的
のイオン種に選定され、後段加速部４へ進入する。後段
加速されたイオンビームはレンズ作用により整形され偏
向電極によシ掃引され、かつ数度偏向され、進路が曲げ
られる。このとき、偏向電極へ到達するまでに発生した
中性粒子９を直進させ、中性粒子のトラップ６へ衝突さ
せる。一方、イオンビーム８は偏向され試料室へ進行す
る。これにより、偏向電極へ到達するまでに発生した中
性粒子は除去され、イオンビームのみ試料に注入される
。１イオンビーム量はファラデイカツブ１０により測定
さ！し、ｔト入量が計算される。４導体素子へのイオン
注入においては、注入基板物質へレジストをマスク拐と
して塗布して注入操作を行なう。イオン注入中にレジス
トよシ発生するガスは真窒度を低下させる。
このため注入基板試料周辺ではイオンビームと残留ガス
が非弾性衝突し、中性粒子が発生する。発生した中性粒
子は除去することができず、試料室７へ直進し、注入基
板１１に注入される。ファラデイカノブ１０は中性粒子
をカウントできないため、実質的に試料に注入された量
は、ファラデイカツブ１０で計測された量よりも多くな
ってしまう。換言すれば、真空度が異なると、基板試料
への注入量に差異が生じ、イオン注入量の正確な再現性
が得られなくなる。真空度を低下させる要因としては、
注入中に生じる基板からの放出ガス、枚葉式の場合、試
料交換の際のリークガスなどがあげられる。以上のよう
に、後段加速部４から偏向電極５までの間でノ１じ／こ
中性粒子はビームを偏向させることによって除去するこ
とができるが、偏向電極５から試料室７寸での間、すな
わち、ビーム走行距離りの間で発４１−シた中性粒子は
除去できず、したがって真空度が低下して、中性粒子が
増加すると注入量が増加してしまう。
が非弾性衝突し、中性粒子が発生する。発生した中性粒
子は除去することができず、試料室７へ直進し、注入基
板１１に注入される。ファラデイカノブ１０は中性粒子
をカウントできないため、実質的に試料に注入された量
は、ファラデイカツブ１０で計測された量よりも多くな
ってしまう。換言すれば、真空度が異なると、基板試料
への注入量に差異が生じ、イオン注入量の正確な再現性
が得られなくなる。真空度を低下させる要因としては、
注入中に生じる基板からの放出ガス、枚葉式の場合、試
料交換の際のリークガスなどがあげられる。以上のよう
に、後段加速部４から偏向電極５までの間でノ１じ／こ
中性粒子はビームを偏向させることによって除去するこ
とができるが、偏向電極５から試料室７寸での間、すな
わち、ビーム走行距離りの間で発４１−シた中性粒子は
除去できず、したがって真空度が低下して、中性粒子が
増加すると注入量が増加してしまう。
このため再現性のよいイオン注入量を得るには１．注入
中の基板試料近傍を十分、高真空に維持しなくてはなら
ないが、実際にはイオン注入中の基板試料近傍の真空度
を常に再現性の得られる高真空状態に保持するのは困難
である。
中の基板試料近傍を十分、高真空に維持しなくてはなら
ないが、実際にはイオン注入中の基板試料近傍の真空度
を常に再現性の得られる高真空状態に保持するのは困難
である。
発明の目的
く、正確なイオン注入量を得るだめのイオン注入量補正
装置を提供するものである。
装置を提供するものである。
発明の構成
本発明は、要約するに、イオンビーム測定用フ応動する
入出力部、中性粒子補正用の制御部、演算部および補正
データの記憶部により構成され、これにより、イオンビ
ーム童を自動的に補正し、最適イオンビーム量に設定す
ることができる、。
入出力部、中性粒子補正用の制御部、演算部および補正
データの記憶部により構成され、これにより、イオンビ
ーム童を自動的に補正し、最適イオンビーム量に設定す
ることができる、。
実施例の説明
第２図は本発明実施例構成のブロック図であり、イオン
ビーム２０、ファラデイカツブ２１、電流積算計部２２
、真空訓または質量分析器２３、入出力部２４、中性粒
子補正用の制御部２５、演算部２６および補正データの
記憶部２７を有し、さらに、電流積算計部２２内には、
Ａ／Ｄコンバータ２８およびカウンタ２９の各機能部が
含捷れている。
ビーム２０、ファラデイカツブ２１、電流積算計部２２
、真空訓または質量分析器２３、入出力部２４、中性粒
子補正用の制御部２５、演算部２６および補正データの
記憶部２７を有し、さらに、電流積算計部２２内には、
Ａ／Ｄコンバータ２８およびカウンタ２９の各機能部が
含捷れている。
イオン注入中の基板試料周辺部に残留しているガス種に
イオンビームが非弾性衝突をすると、衝突時において、
それぞれのイオン種原子の電子軌道は一時的に分子軌道
を形成し、電子の交換が行なわれる。このような、電荷
交換反応が生ずる衝突断面積は、イオンビーム、のエネ
ルギ、イオン種残留ガス種によ−〕で異なった値をもつ
。
イオンビームが非弾性衝突をすると、衝突時において、
それぞれのイオン種原子の電子軌道は一時的に分子軌道
を形成し、電子の交換が行なわれる。このような、電荷
交換反応が生ずる衝突断面積は、イオンビーム、のエネ
ルギ、イオン種残留ガス種によ−〕で異なった値をもつ
。
次に、実際に真空度に３にってどの程度、注入量がずれ
るかを第３図にボす３、実際ンζ使用する装置の真空度
を決めている主な残留ガス種は水分子である。、第３図
は、ボロンイオン（Ｂ”）、りんイオン（Ｐ＋）と２×
１Ｏ−５Ｔ ｒ分圧の水分子との電荷交換反応により生
じたイオン注入量のずれのエネルギー依存性を表わした
ものである。低エネルギーで中性粒子の発生確率が大き
くなっており、注入量のずれが大きくなる。−例で言え
ば、ボロｙ イ”ｊ’ｆｊｗＨ”ｏ” ｇｔ Ｖ ｔＤ
場＠、３、−＊走６１１ｔＬ＝１３０ｃＩｎで、２×
１０ Ｔ の水分子の分圧増 ｒ ｒ 加によりその注入量の変化量からみて、１Ｑ％の中性粒
子が発生していたことがわかる。
るかを第３図にボす３、実際ンζ使用する装置の真空度
を決めている主な残留ガス種は水分子である。、第３図
は、ボロンイオン（Ｂ”）、りんイオン（Ｐ＋）と２×
１Ｏ−５Ｔ ｒ分圧の水分子との電荷交換反応により生
じたイオン注入量のずれのエネルギー依存性を表わした
ものである。低エネルギーで中性粒子の発生確率が大き
くなっており、注入量のずれが大きくなる。−例で言え
ば、ボロｙ イ”ｊ’ｆｊｗＨ”ｏ” ｇｔ Ｖ ｔＤ
場＠、３、−＊走６１１ｔＬ＝１３０ｃＩｎで、２×
１０ Ｔ の水分子の分圧増 ｒ ｒ 加によりその注入量の変化量からみて、１Ｑ％の中性粒
子が発生していたことがわかる。
なお、第３図の注入量のずれの測定け１×１Ｏ−６Ｔｏ
ｒｒの真空でイオン注入した７リコ／（Ｓｉ）ウェー−
・と水蒸気をイオン注入装置内にリークさせ導入して、
真空度を２×１０ Ｔｏｒｒに保ち、同一のイオン注入
を行なったウェーッ・を同時に熱処理して、Ｓｉウェー
ハの各部分より７−ト１１（接値をめたものである。
ｒｒの真空でイオン注入した７リコ／（Ｓｉ）ウェー−
・と水蒸気をイオン注入装置内にリークさせ導入して、
真空度を２×１０ Ｔｏｒｒに保ち、同一のイオン注入
を行なったウェーッ・を同時に熱処理して、Ｓｉウェー
ハの各部分より７−ト１１（接値をめたものである。
第２図の構成において、直りと４１１こはＩＪｊ↓１１
：分析２３２３からの真空度１〕、残留ガス神１４１、
残留ガス分圧ｐｉの各実測値が入出力部２４に入力され
、同時に、イオン注入装置ｄからの注入ｉ６： Ｄ 、
ｒｌ（大イオンエネルギＥ、注入イオン神Ｍ ｏ、中
性粒子トラップから基板１でのビーム走行距１１１１
Ｌも前詔入出力部２４に入力されると、この入力部２４
からの出力信号は中性粒子補正用の制御部２５に人力さ
れ、演算部２６および補正データの記憶部２７を通して
、中性粒子数の補正係数に１．に２がめられる。ファラ
デイカツブ２１からの電流は、電流積算計２２内のＡ／
Ｄコンバータ２８に入力され、同Ａ／Ｄコンバータ２８
の出力信号が演算部２６へ電流信号工として伺加される
。
：分析２３２３からの真空度１〕、残留ガス神１４１、
残留ガス分圧ｐｉの各実測値が入出力部２４に入力され
、同時に、イオン注入装置ｄからの注入ｉ６： Ｄ 、
ｒｌ（大イオンエネルギＥ、注入イオン神Ｍ ｏ、中
性粒子トラップから基板１でのビーム走行距１１１１
Ｌも前詔入出力部２４に入力されると、この入力部２４
からの出力信号は中性粒子補正用の制御部２５に人力さ
れ、演算部２６および補正データの記憶部２７を通して
、中性粒子数の補正係数に１．に２がめられる。ファラ
デイカツブ２１からの電流は、電流積算計２２内のＡ／
Ｄコンバータ２８に入力され、同Ａ／Ｄコンバータ２８
の出力信号が演算部２６へ電流信号工として伺加される
。
演舞一部２６では、入出力部２４から入力されたイオン
注入量りとＡＤコンバータ２８からの電流信号工を次の
（１）式のように補正する。
注入量りとＡＤコンバータ２８からの電流信号工を次の
（１）式のように補正する。
そして、この補正した信号（ｉ／、ｌ）／）を電流積算
計２２内のカウンタ２９に入力し、中性粒子数を補正し
、正確なイオン注入時を得る。
計２２内のカウンタ２９に入力し、中性粒子数を補正し
、正確なイオン注入時を得る。
イオン注入時に、真空度が一定の場合、イオン注入量は
次式で補正される。
次式で補正される。
ここで、Ｄは目的とするイオン注入量であり、σ１は中
性粒子発生確率であり、イオン注入エネルギ、注入イオ
ン種、残留ガスのイオン種に依存する。
性粒子発生確率であり、イオン注入エネルギ、注入イオ
ン種、残留ガスのイオン種に依存する。
りんイオブに′水分子（Ｈ２Ｏ）との場合、’（ｐ＋
Ｈ２Ｏ）＝ １２０ ０．３２Ｅ （Ｃｍ ＴＯｒ、）
但し、Ｅは注入エネルギであり、通常、２０〜３００Ｋ
ｅＶの範囲の適値に設定される。次にボロンイオ菱Ｈ２
０分子の場合、 （ｏｎ −ＴＯｒｒ） の様に、実験的にめられる。。
Ｈ２Ｏ）＝ １２０ ０．３２Ｅ （Ｃｍ ＴＯｒ、）
但し、Ｅは注入エネルギであり、通常、２０〜３００Ｋ
ｅＶの範囲の適値に設定される。次にボロンイオ菱Ｈ２
０分子の場合、 （ｏｎ −ＴＯｒｒ） の様に、実験的にめられる。。
なお、Ｐｌは残留ガスイオン神町の分圧であり、真空側
等により圧力測定がなされる。
等により圧力測定がなされる。
注入中に、真空度、残留ガス分圧が一定でない場合には
、Ａ／Ｄコンバー タ２８からの電流信弓工を、 のように補正して、電流積算計２２のカウンタ２９へ入
力する。
、Ａ／Ｄコンバー タ２８からの電流信弓工を、 のように補正して、電流積算計２２のカウンタ２９へ入
力する。
発明の効果
以上述べたように、本発明を用いることによシ、イオン
注入時に生ずる残留ガス放出などによる真空度の低下と
、それに起因する中性粒子の発生による注入量のずれを
補正でき、正確で再現性のよいイオン注入量が得られる
。
注入時に生ずる残留ガス放出などによる真空度の低下と
、それに起因する中性粒子の発生による注入量のずれを
補正でき、正確で再現性のよいイオン注入量が得られる
。
また、これにより、低真空中、もしくはガスを導入した
雰囲気中でもイオン注入、イオンビーム照射などが可能
となる。
雰囲気中でもイオン注入、イオンビーム照射などが可能
となる。
第１図はイオン注入装置の概略図、第２図は本発明実施
例構成のブロック図、第３図は各イオン注入エネルギに
対するイオン１１・人１１１のずれを表わす特性図であ
る。 ２１・・・・・ファラデイカツブ、２２・・・・・・電
流積算言１．２３・・・・・真空言１又はｒｔ＋什分析
器、２４・・・・・入出力部、２５・・・・・制御部、
２６・・・・・演算部、２７・・・・・・記憶部、２８
・・・・・Ａ／Ｄコンバータ、２９・・・・・・カウン
タ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
＠ １Ｅｉｐυ 第３図 シ主入エネルＮパ（ンａｖ）
例構成のブロック図、第３図は各イオン注入エネルギに
対するイオン１１・人１１１のずれを表わす特性図であ
る。 ２１・・・・・ファラデイカツブ、２２・・・・・・電
流積算言１．２３・・・・・真空言１又はｒｔ＋什分析
器、２４・・・・・入出力部、２５・・・・・制御部、
２６・・・・・演算部、２７・・・・・・記憶部、２８
・・・・・Ａ／Ｄコンバータ、２９・・・・・・カウン
タ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
＠ １Ｅｉｐυ 第３図 シ主入エネルＮパ（ンａｖ）
Claims (1)
- イオンビーム測定用ファラデイカツブ近傍に、残留ガス
分圧を測定する真空計器または質量分析計器を有し、こ
れに対し、同計器の信号で応動する入出力部、中性粒子
補正用の制御部、演算部および補正データの記憶部をそ
れぞれ結合し、前記演算部信号により、イオンビーム量
を前記真空計器または質量分析計器からの信号にょシ制
御する構成をそなえたイオンビーム補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58201628A JPS6093748A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | イオンビ−ム補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58201628A JPS6093748A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | イオンビ−ム補正装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6093748A true JPS6093748A (ja) | 1985-05-25 |
Family
ID=16444215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58201628A Pending JPS6093748A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | イオンビ−ム補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6093748A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05343025A (ja) * | 1992-06-08 | 1993-12-24 | Hitachi Ltd | イオンビーム照射装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5887746A (ja) * | 1981-11-18 | 1983-05-25 | Nec Corp | イオン注入装置における入射ビ−ム量測定値補正方法 |
-
1983
- 1983-10-27 JP JP58201628A patent/JPS6093748A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5887746A (ja) * | 1981-11-18 | 1983-05-25 | Nec Corp | イオン注入装置における入射ビ−ム量測定値補正方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05343025A (ja) * | 1992-06-08 | 1993-12-24 | Hitachi Ltd | イオンビーム照射装置 |
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