JPS60124343A - ラザフオ−ド散乱測定装置付きイオン打込み装置 - Google Patents
ラザフオ−ド散乱測定装置付きイオン打込み装置Info
- Publication number
- JPS60124343A JPS60124343A JP58229925A JP22992583A JPS60124343A JP S60124343 A JPS60124343 A JP S60124343A JP 58229925 A JP58229925 A JP 58229925A JP 22992583 A JP22992583 A JP 22992583A JP S60124343 A JPS60124343 A JP S60124343A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- accelerator
- frequency
- rutherford
- ion implantation
- 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
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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
- H01J37/30—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)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (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】
〔発明の利用分野〕
本発明はイオン打込み装置に係り、特に、打込み中にラ
ザフオード散乱分析を同時に行える打込み装置に関する
。。
ザフオード散乱分析を同時に行える打込み装置に関する
。。
第１図は従来のイオン打込み装置を説明する図である。
従来のイオン打込みでは、イオン源１から引出されたイ
オンビーム１′は質量分離器２によって質量分離され、
特定のイオン種が試料基板４に打込まれる。質量分離器
２と試料基板４の間には、基板に均一に打込みが行なわ
れるよう、ビームをＸＹ方向に走査するビーム走査系３
が設けられている。一方、ラザフオード散乱分析は高速
のＨｅイオンを基板にあて、基板中に含まれる元素によ
ってラザフォード散乱されるＨｅイオンのエネルギ分布
から、上記元素の同定と深さ分布をめるものである。し
かしながら、一般にラザフオード散乱分析用のＨｅイオ
ンエネルギは１〜３Ｍ ｅ Ｖであるため、分析のため
には打込み試料を取出し、パンデグラーフ加速器やコツ
ククロフト加速器から出たＨｅイオンビームを使うラザ
フオード散乱分析装置に取つける必要があった。即ち。
オンビーム１′は質量分離器２によって質量分離され、
特定のイオン種が試料基板４に打込まれる。質量分離器
２と試料基板４の間には、基板に均一に打込みが行なわ
れるよう、ビームをＸＹ方向に走査するビーム走査系３
が設けられている。一方、ラザフオード散乱分析は高速
のＨｅイオンを基板にあて、基板中に含まれる元素によ
ってラザフォード散乱されるＨｅイオンのエネルギ分布
から、上記元素の同定と深さ分布をめるものである。し
かしながら、一般にラザフオード散乱分析用のＨｅイオ
ンエネルギは１〜３Ｍ ｅ Ｖであるため、分析のため
には打込み試料を取出し、パンデグラーフ加速器やコツ
ククロフト加速器から出たＨｅイオンビームを使うラザ
フオード散乱分析装置に取つける必要があった。即ち。
杓込みを行いながらその打込みイオン種の深さ分布を同
時観測できる打込み装置はなかった。第２図は別の従来
例を説明する図である。第２図でイオン源１から引出さ
れたイオンビーム１′は、高周波四重横加速器５によっ
てＭ ｅ Ｖ領域まで加速さｉＬ、試料基板４に打込ま
れる。第３図は高周波四重横加速器の概略構成図である
。本加速器は波うった四個の電極から成り、相対する２
個の電極の出つばった部分では、残りの２組の電極がへ
こむよう構成されている。本加速器は一種の空洞共振器
を構成しており、これに１００ Ｍ Ｈｚの高周波電界
を印加することにより軸方向に加速電界が生じイオンは
効率良く加速される。しかしながら、従来の共振器構造
の場合、この加速器を透過可能なイオン種は一種類であ
り、加速後のエネルギも固定であった。従って、第２図
でＨｅイオンによるラザフオード散乱分析を行うために
は、高周波四重横加速器そのものを交換する必要があり
、事実上、イオン打込みを行いながら、ラザフオード散
乱分析による打込みイオン種の深さ分布を知ることは不
可能であった。
時観測できる打込み装置はなかった。第２図は別の従来
例を説明する図である。第２図でイオン源１から引出さ
れたイオンビーム１′は、高周波四重横加速器５によっ
てＭ ｅ Ｖ領域まで加速さｉＬ、試料基板４に打込ま
れる。第３図は高周波四重横加速器の概略構成図である
。本加速器は波うった四個の電極から成り、相対する２
個の電極の出つばった部分では、残りの２組の電極がへ
こむよう構成されている。本加速器は一種の空洞共振器
を構成しており、これに１００ Ｍ Ｈｚの高周波電界
を印加することにより軸方向に加速電界が生じイオンは
効率良く加速される。しかしながら、従来の共振器構造
の場合、この加速器を透過可能なイオン種は一種類であ
り、加速後のエネルギも固定であった。従って、第２図
でＨｅイオンによるラザフオード散乱分析を行うために
は、高周波四重横加速器そのものを交換する必要があり
、事実上、イオン打込みを行いながら、ラザフオード散
乱分析による打込みイオン種の深さ分布を知ることは不
可能であった。
本発明の目的は、従来、実現不可能であったイオン打込
み中に、ラザフオード散乱分析を行う装置を提供するこ
とにあり、これにより任意の注入深さ分布が得られるイ
オン打込み装置の実現を図るものである。
み中に、ラザフオード散乱分析を行う装置を提供するこ
とにあり、これにより任意の注入深さ分布が得られるイ
オン打込み装置の実現を図るものである。
本発明においては、イオン打込み用の高周波四重横加速
器として構造を変えることなくその印加波数を変えるこ
とにより加速イオン種を切換え可能な外部共振形加速器
もしくは特定イオン種専用の高周波四重横加速器を複数
個並べ、以って打込みとラザフオード散乱分析を交互に
行う。
器として構造を変えることなくその印加波数を変えるこ
とにより加速イオン種を切換え可能な外部共振形加速器
もしくは特定イオン種専用の高周波四重横加速器を複数
個並べ、以って打込みとラザフオード散乱分析を交互に
行う。
以下、本発明の一実施例を第４図により説明する。第４
図においては、高周波四重横加速器としては、外部共振
形加速器５′を用いた６本加速器では、相対する２組の
電極に、独立な電源から電力を供給するものである。こ
の場合、周波数切換え調整器８′とガス切換え装置１″
を使い、イオン打込み時にはＰ＋イオンが加速、打込み
され、またラザフオード散乱分析時にはＨｅイオンが加
速され、基板にあたるようにした。
図においては、高周波四重横加速器としては、外部共振
形加速器５′を用いた６本加速器では、相対する２組の
電極に、独立な電源から電力を供給するものである。こ
の場合、周波数切換え調整器８′とガス切換え装置１″
を使い、イオン打込み時にはＰ＋イオンが加速、打込み
され、またラザフオード散乱分析時にはＨｅイオンが加
速され、基板にあたるようにした。
第５図は本発明に基づく別の実施例を説明する図である
。
。
第５図ではビームラインにＨｅイオン加速用高周波四重
極加速器７を設けると共に、ラザフオード散乱粒子測定
器９とマルチチャンネルアナライザ１０を設けている。
極加速器７を設けると共に、ラザフオード散乱粒子測定
器９とマルチチャンネルアナライザ１０を設けている。
さらに、スイッチング回路８を設け、イオン源１に流入
するガスのバルブをスイッチングすると共に各加速器の
駆動型ｇ６′。
するガスのバルブをスイッチングすると共に各加速器の
駆動型ｇ６′。
７′をスイッチングする。これによりイオン打込み、例
えばＰ＋の打込みを共振器６を使い、ラザフオード散乱
分析では共振器７を用いて、イオン打込みしながらラザ
フォード散乱分析を行うことが可能となった。本実施例
では、打込み電流の減少を少なく押えるため、イオン源
に近い加速器を打込みイオン種（ここではｐ−Ｆ）用の
ものとしている。なお、打込み電流としては、Ｐ＋では
約１ｍＡである。一方、ラザフオード散乱分析時のヘリ
ウムビーム電流としてもほぼ１ｍＡに近いビーム電流が
得られ、分析時間は数秒の桁であった。
えばＰ＋の打込みを共振器６を使い、ラザフオード散乱
分析では共振器７を用いて、イオン打込みしながらラザ
フォード散乱分析を行うことが可能となった。本実施例
では、打込み電流の減少を少なく押えるため、イオン源
に近い加速器を打込みイオン種（ここではｐ−Ｆ）用の
ものとしている。なお、打込み電流としては、Ｐ＋では
約１ｍＡである。一方、ラザフオード散乱分析時のヘリ
ウムビーム電流としてもほぼ１ｍＡに近いビーム電流が
得られ、分析時間は数秒の桁であった。
第６図は本発明に基づく別の実施例を説明する図である
。図では共振器７と走査系３の間に、ビームエネルギを
微調するためのシングルキャップ１２を設けた。一方、
ラザフォード散乱粒子のエネルギスペクトルから得られ
る注入イオン種の深さ方向分布をディスプレイ１１に表
示し、分布形状比較器１３を使って目的とする分布形状
が得られるように、シングルギャップにがける電圧とそ
の状態での打込み量を制御した。これにより、イオン打
込みをしながら、その注入分布がわがると共に、その分
布形状をずい時、任意に変えることが可能となった。
。図では共振器７と走査系３の間に、ビームエネルギを
微調するためのシングルキャップ１２を設けた。一方、
ラザフォード散乱粒子のエネルギスペクトルから得られ
る注入イオン種の深さ方向分布をディスプレイ１１に表
示し、分布形状比較器１３を使って目的とする分布形状
が得られるように、シングルギャップにがける電圧とそ
の状態での打込み量を制御した。これにより、イオン打
込みをしながら、その注入分布がわがると共に、その分
布形状をずい時、任意に変えることが可能となった。
次に以上の実施例では打込み操作とラザフォード散乱分
析を交互に行うため、同時操作できなかった。このため
同時操作できた一実施例を第７図に示す。本実施例では
、イオン源と加速器からなるビーンラインを２ヶ設け、
片方をイオン打込み機側、他方をラザフォード散乱分析
用に用いた。
析を交互に行うため、同時操作できなかった。このため
同時操作できた一実施例を第７図に示す。本実施例では
、イオン源と加速器からなるビーンラインを２ヶ設け、
片方をイオン打込み機側、他方をラザフォード散乱分析
用に用いた。
次に第４．第６図に示した実施例では、打込みイオンの
エネルギは高周波四重極加速器を使用しているため、数
１００ｋｅＶ〜数Ｍ ｅ Ｖとなっている。従って、従
来の１００ｋｅＶ以下の打込み機に対しラザフオード分
析を行った。別の一実施例を第８図に示す。図では、打
込もうとするイオン（例えばＰ＋）は９０°偏向の磁場
形質量分離器２′を使って選別され、基板４に打込まれ
る。
エネルギは高周波四重極加速器を使用しているため、数
１００ｋｅＶ〜数Ｍ ｅ Ｖとなっている。従って、従
来の１００ｋｅＶ以下の打込み機に対しラザフオード分
析を行った。別の一実施例を第８図に示す。図では、打
込もうとするイオン（例えばＰ＋）は９０°偏向の磁場
形質量分離器２′を使って選別され、基板４に打込まれ
る。
この時のビームエネルギはイオン源１に印加する加速電
圧によって決まる。−カラザフォード散乱分析用のビー
ムラインを図中に示したように配置している。ラザフォ
ード散乱測定時は、質量分離器２′の磁場の強さを零に
し、ヘリウムイオンが偏向されないようにした。本実施
例ではＰ＋イオン打込みは１００ｋｅＶ以下で行い、ラ
ザフオード散乱分析時には３ Ｍ ｅ Ｖの１−１ ｅ
イオンビームを用いた。これにより、従来打込み機でも
ラザフオー１−敗乱分析をイオン１１込みと併用するこ
とが可能となった。
圧によって決まる。−カラザフォード散乱分析用のビー
ムラインを図中に示したように配置している。ラザフォ
ード散乱測定時は、質量分離器２′の磁場の強さを零に
し、ヘリウムイオンが偏向されないようにした。本実施
例ではＰ＋イオン打込みは１００ｋｅＶ以下で行い、ラ
ザフオード散乱分析時には３ Ｍ ｅ Ｖの１−１ ｅ
イオンビームを用いた。これにより、従来打込み機でも
ラザフオー１−敗乱分析をイオン１１込みと併用するこ
とが可能となった。
本発明によれば、イオン打込み中にラザフオード散乱分
析を行うことができ、注入イオン二つ１１て目的とする
任意の深さ分布形状を持つ打込みが可能となり、実用上
、多大な効果がある。
析を行うことができ、注入イオン二つ１１て目的とする
任意の深さ分布形状を持つ打込みが可能となり、実用上
、多大な効果がある。
第１図は打込み装置の従来例を説明する図、第２図は打
込み装置の別の従来例を説明する図、第３図は高周波四
重極加速器の概略構造図、第４図は本発明に基づく一実
施例を説明する図、第５図ないし第８図は本発明に基づ
くそれぞれ別の実施例を説明する図である。 １・・・イオン源、１′・・・イオンビーム、１＃・・
・ガス切換え装置、２・・・磁場形質量分離器、２′・
・・９０゜偏向磁場形、質量分離器、３・・・ビーム走
査系、４・・・試料基板、５・・・高周波四重極加速器
、５′・・・外、一部共振形高周波四重極加速器、５“
・・・外部共振形高周波四重極用電源、６・・・打込み
イオン種用高周波四重極加速器、６′・・電源、７・・
・ヘリウムイオン用高周波四重極加速器、７′・・・電
源、８・・・スイッチング回路、８′・・・周波数調整
器、９・・・半導体検出器、１０・・・マルチチャンネ
ルアナライザ、１トディスプレイ、１２・・・シングル
キャップ、多１回 ３ 等３図 ４ Φ ７ ６ ／
込み装置の別の従来例を説明する図、第３図は高周波四
重極加速器の概略構造図、第４図は本発明に基づく一実
施例を説明する図、第５図ないし第８図は本発明に基づ
くそれぞれ別の実施例を説明する図である。 １・・・イオン源、１′・・・イオンビーム、１＃・・
・ガス切換え装置、２・・・磁場形質量分離器、２′・
・・９０゜偏向磁場形、質量分離器、３・・・ビーム走
査系、４・・・試料基板、５・・・高周波四重極加速器
、５′・・・外、一部共振形高周波四重極加速器、５“
・・・外部共振形高周波四重極用電源、６・・・打込み
イオン種用高周波四重極加速器、６′・・電源、７・・
・ヘリウムイオン用高周波四重極加速器、７′・・・電
源、８・・・スイッチング回路、８′・・・周波数調整
器、９・・・半導体検出器、１０・・・マルチチャンネ
ルアナライザ、１トディスプレイ、１２・・・シングル
キャップ、多１回 ３ 等３図 ４ Φ ７ ６ ／
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、イオン源、高周波四重横加速器、打込み室で構成さ
れるイオン打込み装置において、イオン源と打込み室と
の間に１ケもしくは複数個の高周波四重横加速器を設け
、かつイオン源への導入試料ガスの切換え装置を設ける
と共に、打込み室にラザフオード散乱測定装置を組み込
むことにより、イオン打込みと、ラザフオード散乱分析
を交互に行なわしめることを特徴としたラヶ設ける高周
波四重横加速器として、外部共振形加速器とすると共に
、イオン打込み用イオン種加速のための高周波四重極加
速器印加周波数とラザフオード散乱用ヘリウムイオン加
速のための印加周波数を切換え調整する調整器を設けた
ことを特徴とする竿中中井佐多うザフオード散乱測定装
置付きイオン打込み装置。 ３、打込みイオン種用の高周波四重横加速器とラザフオ
ード散乱分析に用いるヘリウムイオン用高周波四重極加
速器を直列に並べて構成し、かつイオン打込み及びラザ
フォード散乱分析を交互に行なわしめるための高周波四
重極加速器動ン打込み装置。 ４、イオン源と高周波四重横加速器からなるビームライ
ンを２ヶ以上設けて同時に試料基板にビーム照射し、以
って打込み操作を中断することなくラザフオード散乱分
析を可能にせしめた特許請求の範囲第１項記載のラザフ
ォード散乱測定装置付きイオン打込み装置。 ５、試料基板と高周波四重横加速器の中間に９０゜偏向
の質量分離マグネットを設けると共に、このマグネット
の一端から打込みイオン種発生用のイオン源から出たビ
ームを導入せしめ、質量分離されたＩ Ｍ ｅ Ｖ以下
のイオンビームを試料基板に打込みながら、ラザフオー
ド散乱分析を同時に行なうようにしたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載のラザフォード散乱測定装
置付きイオン打込み装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58229925A JPS60124343A (ja) | 1983-12-07 | 1983-12-07 | ラザフオ−ド散乱測定装置付きイオン打込み装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58229925A JPS60124343A (ja) | 1983-12-07 | 1983-12-07 | ラザフオ−ド散乱測定装置付きイオン打込み装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60124343A true JPS60124343A (ja) | 1985-07-03 |
Family
ID=16899884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58229925A Pending JPS60124343A (ja) | 1983-12-07 | 1983-12-07 | ラザフオ−ド散乱測定装置付きイオン打込み装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60124343A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001027968A1 (en) * | 1999-10-13 | 2001-04-19 | Applied Materials, Inc. | Determining beam alignment in ion implantation using rutherford back scattering |
-
1983
- 1983-12-07 JP JP58229925A patent/JPS60124343A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001027968A1 (en) * | 1999-10-13 | 2001-04-19 | Applied Materials, Inc. | Determining beam alignment in ion implantation using rutherford back scattering |
| US6555832B1 (en) | 1999-10-13 | 2003-04-29 | Applied Materials, Inc. | Determining beam alignment in ion implantation using Rutherford Back Scattering |
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