JP2001015059A - High precision single ion extracting method, and high precision single ion injecting device and method using it - Google Patents
High precision single ion extracting method, and high precision single ion injecting device and method using itInfo
- Publication number
- JP2001015059A JP2001015059A JP11187323A JP18732399A JP2001015059A JP 2001015059 A JP2001015059 A JP 2001015059A JP 11187323 A JP11187323 A JP 11187323A JP 18732399 A JP18732399 A JP 18732399A JP 2001015059 A JP2001015059 A JP 2001015059A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- single ion
- ions
- aperture
- source
- 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
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は集束イオンビーム
（ＦＩＢ）を利用したシングルイオン抽出方法及び該方
法を適用したシングルイオン注入装置及び方法に関し、
具体的には照準精度が向上してナノメートル領域にシン
グルイオン注入可能な高精細シングルイオン抽出方法及
び該方法を適用した高精細シングルイオン注入装置及び
方法に関する。The present invention relates to a single ion extraction method using a focused ion beam (FIB), and a single ion implantation apparatus and method to which the method is applied.
More specifically, the present invention relates to a high-definition single-ion extraction method capable of improving single-point injection into a nanometer region with improved aiming accuracy, and a high-definition single-ion implantation apparatus and method to which the method is applied.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、イオンマイクロプローブを利用し
たイオン注入装置において、特に狙った部位にイオン１
個もしくは制御された所定数イオンを精度良く照射する
シングルイオンもしくは制御された所定数イオン照射が
可能なイオン照射装置及び方法に関しては、大泊巌，杉
森正章，村山純一，黄明植，則武克誌，松川貴，清水博
明によって提案され、特公平７−７５１５６号公報「イ
オン照射装置及び方法」（特許第２０５１８５９号（登
録日平成８年（１９９６年）５月１０日））に開示され
ている。同様に米国特許第５，３３１，１６１号明細書
（登録日１９９４年７月１９日）において開示されてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, in an ion implantation apparatus using an ion microprobe, the ion
Regarding the ion irradiation apparatus and method capable of irradiating a single ion or a controlled predetermined number of ions with high precision to a single or controlled predetermined number of ions, Iwao Ohdomari, Masaaki Sugimori, Junichi Murayama, Huang Ming vein, Noritake Katsu, It has been proposed by Takashi Matsukawa and Hiroaki Shimizu and disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-75156 entitled "Ion Irradiation Apparatus and Method" (Japanese Patent No. 20551859 (registered on May 10, 1996)). Also disclosed in U.S. Patent No. 5,331,161 (registered July 19, 1994).
【０００３】更にまた、集束イオンビーム（ＦＩＢ）も
しくはイオンマイクロプローブによるマイクロイオンビ
ーム（ＭＩＢ）を利用したイオン注入装置において、特
に狙った部位に所定の照準精度でイオン１個もしくは制
御された所定数イオンを精度良く注入するシングルイオ
ンもしくは制御された所定数イオン注入が可能なシング
ルイオン注入装置及び方法に関しても、大泊巌によって
提案され、特許第２７３１８８６号（登録日平成９年
（１９９７年）１２月２６日）に開示されている。同様
に米国特許第５，５３９，２０３号明細書（登録日１９
９６年７月２３日）において開示されている。Furthermore, in an ion implantation apparatus using a focused ion beam (FIB) or a micro ion beam (MIB) using an ion microprobe, one ion or a controlled number of ions is focused on a target portion with a predetermined aiming accuracy. A single ion implantation apparatus and a single ion implantation method capable of implanting ions with high precision or a controlled number of ions are also proposed by Iwao Ohdomari and disclosed in Japanese Patent No. 2731886 (registered date 1997 (1997) 12). On March 26). Similarly, US Pat. No. 5,539,203 (registered date 19
(July 23, 1996).
【０００４】上記２件の先行技術においては、云わゆる
ビームチョッピング方法によってシングルイオンを抽出
する技術を採用していた。図６は従来のシングルイオン
抽出法（チョッピング法）の説明図である。図６におい
て、１は集束イオンビーム（ＦＩＢ）、２はチョッピン
グディフレクタ（偏向板）、３，４はチョッピングディ
フレクタ（偏向板）へ電圧を印加する電極、５はイオン
流通過領域、２１はシングルイオン抽出用アパチャーで
ある。In the above two prior arts, a technique of extracting a single ion by a so-called beam chopping method has been adopted. FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional single ion extraction method (chopping method). In FIG. 6, 1 is a focused ion beam (FIB), 2 is a chopping deflector (deflecting plate), 3 and 4 are electrodes for applying a voltage to the chopping deflector (deflecting plate), 5 is an ion flow passage area, and 21 is a single ion. Aperture for extraction.
【０００５】従来のシングルイオン抽出法においては上
記２件の先行技術においても開示されているように、チ
ョッピングディフレクタ（偏向板）２を通過する集束イ
オンビーム（ＦＩＢ）１を偏向する電圧を電極３，４に
対して印加することによって図６に示す如く集束イオン
ビーム（ＦＩＢ）１を偏向させてシングルイオンを抽出
している。図６の例では、電極３に対してＶ＝３０Ｖ印
加し、電極４に対してＶ＝０Ｖ、Ｖ＝３０Ｖ、Ｖ＝６０
Ｖと印加する電圧をパルス的に変化させることによっ
て、シングルイオン抽出用アパチャー２１の左右に集束
イオンビーム（ＦＩＢ）１を偏向させて集束イオンビー
ム（ＦＩＢ）１がシングルイオン抽出用アパチャー２１
内のイオン流通過領域５を通過する時、シングルイオン
を抽出できるように条件を設定している。４８は抽出さ
れたシングルイオンを示す。In the conventional single ion extraction method, as disclosed in the above two prior arts, a voltage for deflecting a focused ion beam (FIB) 1 passing through a chopping deflector (deflecting plate) 2 is applied to an electrode 3. , 4 to deflect the focused ion beam (FIB) 1 as shown in FIG. In the example of FIG. 6, V = 30 V is applied to the electrode 3 and V = 0 V, V = 30 V, and V = 60 to the electrode 4.
The focused ion beam (FIB) 1 is deflected to the left and right of the single ion extraction aperture 21 by changing the applied voltage V and the applied voltage in a pulsed manner, so that the focused ion beam (FIB) 1 is changed to the single ion extraction aperture 21.
The conditions are set so that single ions can be extracted when passing through the ion flow passage area 5 in the inside. 48 indicates the extracted single ion.
【０００６】しかしながら、上記先行技術によるシング
ルイオン抽出法（チョッピンク法）では、図６に示す如
く、イオンビームの軌道が大きくずれることから、照準
精度はサブミクロン程度と低く、用途が限られていた。
即ち、従来のチョッピング法によるシングルイオン抽出
方法及びシングルイオン注入装置では、チョッピング時
に、イオンビームの軌道が大きくずれるため、照準精度
の向上が難しく、サブミクロン程度の低い照準精度しか
得られないという問題点があった。However, in the single ion extraction method (chopping method) according to the prior art, as shown in FIG. 6, since the trajectory of the ion beam is largely displaced, the aiming accuracy is low, on the order of submicron, and its use is limited. Was.
That is, in the conventional single ion extraction method and the single ion implantation apparatus using the chopping method, the trajectory of the ion beam is largely displaced during chopping, so that it is difficult to improve the aiming accuracy, and only a low aiming accuracy of about submicron can be obtained. There was a point.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のチョッピング法によるシングルイオン抽出方法及びシ
ングルイオン注入装置の照準精度よりも高い照準精度が
実現できる高精細シングルイオン抽出方法及び該方法を
適用した高精細シングルイオン注入装置及び方法を提供
することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a single ion extraction method using a conventional chopping method, a high-definition single ion extraction method capable of achieving a higher aiming accuracy than the aiming accuracy of a single ion implanter, and a method therefor. An object of the present invention is to provide a high-definition single ion implantation apparatus and method applied thereto.
【０００８】本発明の別の目的の１つは、シングルイオ
ン抽出用アパチャーに電界を印加し、静電的に開閉する
ことによって、シングルイオンを抽出する手法を採用し
て、イオンビームが原理的に理想的な軌道からずれない
ため、高い照準精度が実現できる高精細シングルイオン
抽出方法及び該方法を適用した高精細シングルイオン注
入装置及び方法を提供することにある。Another object of the present invention is to apply a method of extracting a single ion by applying an electric field to a single ion extraction aperture and opening and closing the same electrostatically, so that an ion beam is fundamentally formed. It is an object of the present invention to provide a high-definition single ion extraction method capable of realizing high aiming accuracy because it does not deviate from an ideal orbit, and a high-definition single ion implantation apparatus and method to which the method is applied.
【０００９】本発明の別の目的の１つは、イオンビーム
からシングルイオンを抽出し、ナノメートルの領域に注
入するための高精細シングルイオン抽出方法及び該方法
を適用した高精細シングルイオン注入装置及び方法を提
供することにある。Another object of the present invention is to provide a high-definition single-ion extraction method for extracting single ions from an ion beam and implanting them into a nanometer region, and a high-definition single-ion implantation apparatus to which the method is applied. And a method.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は以下に示す通りである。即ち、集束イ
オンビーム（ＦＩＢ）（１）と、前記集束イオンビーム
（ＦＩＢ）（１）よりシングルイオン（４８）を抽出す
るシングルイオン抽出用アパチャー（２１）と、前記シ
ングルイオン抽出用アパチャー（２１）にパルス電圧を
印加する電源手段（２０）とからなる構成において、前
記シングルイオン抽出用アパチャー（２１）は、印加さ
れる前記パルス電圧によって、電界制御的に前記シング
ルイオン抽出用アパチャー（２１）内のイオン流通過領
域（５）に広がるポテンシャル分布が制御されて、イオ
ン流の通過を阻止したり、シングルイオン（４８）を抽
出することを特徴とする高精細シングルイオン抽出方法
（図１，図２）としての構成を有する。The configuration of the present invention for achieving the above object is as follows. That is, a focused ion beam (FIB) (1), a single ion extraction aperture (21) for extracting a single ion (48) from the focused ion beam (FIB) (1), and the single ion extraction aperture (21) And a power supply means (20) for applying a pulse voltage to the single ion extraction aperture (21) in an electric field controlled manner by the applied pulse voltage. A high-definition single ion extraction method characterized in that the potential distribution spreading in the ion flow passage area (5) in the inside is controlled to block the passage of the ion flow or to extract a single ion (48) (FIG. 1, FIG. 2).
【００１１】或いはまた、集束イオンビーム（ＦＩＢ）
（１）と、前記集束イオンビーム（ＦＩＢ）（１）より
シングルイオン（４８）を抽出するシングルイオン抽出
用アパチャー（２１）と、前記シングルイオン抽出用ア
パチャーにパルス電圧を印加する電源手段（２０）とか
らなる構成において、前記シングルイオン抽出用アパチ
ャー（２１）近傍における集束イオンビーム（ＦＩＢ）
（１）のイオンビーム運動エネルギーｑＶｉ（ｑはイオ
ンの電荷量）に対して、前記シングルイオン抽出用アパ
チャー（２１）に印加するパルス電圧Ｖは、Ｖ＞Ｖｉの
時、イオンビームの通過を阻止し、或いは、Ｖｉ≧Ｖの
時、イオンビームの通過を阻止し、Ｖ＝０の時、シング
ルイオン（４８）を抽出することを特徴とする高精細シ
ングルイオン抽出方法（図１，図２）としての構成を有
する。Alternatively, a focused ion beam (FIB)
(1) a single ion extraction aperture (21) for extracting a single ion (48) from the focused ion beam (FIB) (1); and power supply means (20) for applying a pulse voltage to the single ion extraction aperture. ), The focused ion beam (FIB) near the single ion extraction aperture (21).
With respect to the ion beam kinetic energy qVi (q is an ion charge amount) in (1), the pulse voltage V applied to the single ion extraction aperture (21) prevents passage of the ion beam when V> Vi. Alternatively, when Vi ≧ V, the passage of the ion beam is blocked, and when V = 0, a single ion (48) is extracted (FIGS. 1 and 2). It has a configuration as
【００１２】或いはまた、集束イオンビーム（ＦＩＢ）
装置の標準的な構成要素に対して、シングルイオン注入
用の構成要素を加えた高精細シングルイオン注入装置で
あって、前記シングルイオン注入用の構成要素として、
シングルイオン抽出用アパチャー（２１）に対してパル
ス電圧を印加してシングルイオン（４８）を抽出する電
源手段を具備することを特徴とする高精細シングルイオ
ン注入装置（図３，図４，図５）としての構成を有す
る。Alternatively, a focused ion beam (FIB)
For a standard component of the device, a high-definition single ion implantation device with a single ion implantation component added, as the single ion implantation component,
A high-definition single ion implanter (FIGS. 3, 4, and 5) comprising a power supply means for applying a pulse voltage to the single ion extraction aperture (21) to extract a single ion (48). ).
【００１３】或いはまた、集束イオンビーム（ＦＩＢ）
装置の標準的な構成要素に対して、シングルイオン注入
用の構成要素を加えた高精細シングルイオン注入装置で
あって、前記シングルイオン注入用の構成要素として、
シングルイオン抽出用アパチャー（２１）に対してパル
ス電圧を印加してシングルイオンを抽出する電源手段
（２０）を具え、前記シングルイオン抽出用アパチャー
（２１）は、印加される前記パルス電圧によって、電界
制御的に前記シングルイオン抽出用アパチャー（２１）
内のイオン流通過領域（５）に広がるポテンシャル分布
が制御されて、イオン流の通過を阻止したり、シングル
イオン（４８）を抽出することを特徴とする高精細シン
グルイオン注入装置（図３，図４，図５）としての構成
を有する。Alternatively, a focused ion beam (FIB)
For a standard component of the device, a high-definition single ion implantation device with a single ion implantation component added, as the single ion implantation component,
A power supply means (20) for applying a pulse voltage to the single ion extraction aperture (21) to extract a single ion, wherein the single ion extraction aperture (21) is provided with an electric field by the applied pulse voltage. Aperture for single ion extraction controllably (21)
A high-definition single ion implantation apparatus characterized in that the potential distribution spreading in the ion flow passage area (5) in the inside is controlled to block the passage of the ion flow and extract a single ion (48) (FIG. 3, 4 and 5).
【００１４】或いはまた、前記シングルイオン抽出用ア
パチャー（２１）近傍における集束イオンビーム（ＦＩ
Ｂ）（１）のイオンビーム運動エネルギーｑＶｉ（ｑは
イオンの電荷量）に対して、前記シングルイオン抽出用
アパチャー（２１）に印加するパルス電圧Ｖは、Ｖ＞Ｖ
ｉの時、イオンビームの通過を阻止し、或いは、Ｖｉ≧
Ｖの時、イオンビームの通過を阻止し、Ｖ＝０の時、シ
ングルイオン（４８）を抽出することを特徴とする高精
細シングルイオン注入装置（図３，図４，図５）として
の構成を有する。Alternatively, the focused ion beam (FI) in the vicinity of the single ion extraction aperture (21)
B) For the ion beam kinetic energy qVi of (1) (q is the amount of charge of the ions), the pulse voltage V applied to the single ion extraction aperture (21) is V> V
At the time of i, the passage of the ion beam is blocked, or Vi ≧
A configuration as a high-definition single ion implanter (FIGS. 3, 4, and 5) characterized in that the passage of an ion beam is blocked at V and a single ion (48) is extracted at V = 0. Having.
【００１５】或いはまた、集束イオンビーム（ＦＩＢ）
装置の標準的な構成要素に対して、シングルイオン注入
用の構成要素を加えた高精細シングルイオン注入装置で
あって、前記シングルイオン注入用の構成要素として
は、シングルイオン照射用液体金属イオン源（１６）も
しくはガスソースイオン源と、前記シングルイオン照射
用液体金属イオン源（１６）もしくはガスソースイオン
源に結合して配置した加速器（１７）と、前記加速器
（１７）に結合して配置したコンデンサレンズ（１８）
と、前記コンデンサレンズ（１８）に結合して配置した
静電型円筒プリズム（１９）と、前記静電型円筒プリズ
ム（１９）に結合して配置した質量分析器（９）と、前
記質量分析器（９）の下側に集束イオンビームラインを
介して配置したシングルイオン抽出用アパチャー（２
１）と、前記シングルイオン抽出用アパチャー（２１）
に対してパルス電圧を印加してシングルイオンを抽出す
る電源手段（２０）とから構成され、前記標準的な構成
要素としては、試料トリミング用液体金属イオン源
（６）もしくはガスソースイオン源と、前記試料トリミ
ング用液体金属イオン源（６）もしくはガスソースイオ
ン源に結合して配置した加速器（７）と、前記加速器
（７）に結合して配置したコンデンサレンズ（８）と、
前記コンデンサレンズ（８）に対して前記静電型円筒プ
リズム（１９）を介して配置された前記質量分析器
（９）と、前記質量分析器（９）に対して、前記シング
ルイオン抽出用アパチャー（２１）を介して配置された
静電型対物レンズ（１０）と、前記静電型対物レンズ
（１０）に対して結合して配置されたアパチャー（１
１）と、前記アパチャー（１１）に対して結合して配置
された走査偏向用電極（１２）と、前記試料（１３）を
保持する試料ステージ（１４）と、前記抽出されたシン
グルイオン（４８）を検出する２次電子検出器（１５）
とから構成され、前記シングルイオン照射用液体金属イ
オン源（１６）もしくはガスソースイオン源に結合して
配置された前記加速器（１７）によって加速された集束
イオンビームから、前記シングルイオン抽出用アパチャ
ー（２１）に対して前記電源手段（２０）から印加され
た前記パルス電圧によってイオン流通過領域（５）内に
おいて電界制御されて抽出されたシングルイオン（４
８）は、前記アパチャー（１１）及び前記走査偏向用電
極（１２）を介して前記試料（１３）に対してイオン注
入されることを特徴とする高精細シングルイオン注入装
置（図３）としての構成を有する。Alternatively, a focused ion beam (FIB)
A high-definition single ion implantation apparatus in which components for single ion implantation are added to standard components of the apparatus, wherein the component for single ion implantation is a liquid metal ion source for single ion irradiation. (16) Alternatively, a gas source ion source, an accelerator (17) connected to the liquid metal ion source for single ion irradiation (16) or the gas source ion source, and an accelerator (17) connected to the accelerator (17). Condenser lens (18)
An electrostatic cylindrical prism (19) coupled to the condenser lens (18); a mass analyzer (9) coupled to the electrostatic cylindrical prism (19); Single ion extraction aperture (2) placed under the ionizer (9) via a focused ion beam line
1) and the single ion extraction aperture (21)
And a power source means (20) for extracting a single ion by applying a pulse voltage thereto. The standard components include a liquid metal ion source for sample trimming (6) or a gas source ion source, An accelerator (7) arranged and connected to the sample trimming liquid metal ion source (6) or gas source ion source; and a condenser lens (8) arranged and connected to the accelerator (7).
The mass spectrometer (9) arranged via the electrostatic cylindrical prism (19) with respect to the condenser lens (8), and the single ion extraction aperture with respect to the mass spectrometer (9). An electrostatic objective lens (10) arranged via (21) and an aperture (1) coupled to the electrostatic objective lens (10) and arranged.
1), a scanning deflection electrode (12) arranged to be coupled to the aperture (11), a sample stage (14) holding the sample (13), and the extracted single ion (48). ) To detect secondary electron (15)
And the aperture for single ion extraction from the focused ion beam accelerated by the accelerator (17) arranged in connection with the liquid metal ion source for single ion irradiation (16) or the gas source ion source (17). In response to the pulse voltage applied from the power supply means (20) with respect to 21), the electric field is controlled in the ion flow passage area (5) to extract single ions (4).
8) A high-definition single ion implantation apparatus (FIG. 3) characterized in that ions are implanted into the sample (13) through the aperture (11) and the scanning deflection electrode (12). Having a configuration.
【００１６】或いはまた、集束イオンビーム（ＦＩＢ）
装置の標準的な構成要素に対して、シングルイオン注入
用の構成要素を加えた高精細シングルイオン注入装置で
あって、前記シングルイオン注入用の構成要素として
は、シングルイオン照射用液体金属イオン源（１６）も
しくはガスソースイオン源と、前記シングルイオン照射
用液体金属イオン源（１６）もしくはガスソースイオン
源に結合して配置した加速器（１７）と、前記加速器
（１７）に結合して配置したコンデンサレンズ（１８）
と、前記コンデンサレンズ（１８）に結合して配置した
静電型円筒プリズム（１９）と、前記静電型円筒プリズ
ム（１９）に結合して配置した質量分析器（９）と、前
記質量分析器（９）の下側に集束イオンビームラインを
介して配置したシングルイオン抽出用アパチャー（２
１）と、前記シングルイオン抽出用アパチャー（２１）
に対してパルス電圧を印加してシングルイオンを抽出す
る電源手段（２０）とから構成され、前記標準的な構成
要素としては、前記質量分析器（９）に対して、前記シ
ングルイオン抽出用アパチャー（２１）を介して配置さ
れた静電型対物レンズ（１０）と、前記静電型対物レン
ズ（１０）に対して結合して配置されたアパチャー（１
１）と、前記アパチャー（１１）に対して結合して配置
された走査偏向用電極（１２）と、前記試料（１３）を
保持する試料ステージ（１４）と、前記抽出されたシン
グルイオン（４８）を検出する２次電子検出器（１５）
とから構成され、前記シングルイオン照射用液体金属イ
オン源（１６）もしくはガスソースイオン源に結合して
配置された前記加速器（１７）によって加速された集束
イオンビームから、前記シングルイオン抽出用アパチャ
ー（２１）に対して前記電源手段（２０）から印加され
た前記パルス電圧によってイオン流通過領域（５）内に
おいて電界制御されて抽出されたシングルイオン（４
８）は、前記アパチャー（１１）及び前記走査偏向用電
極（１２）を介して前記試料（１３）に対してイオン注
入されることを特徴とする高精細シングルイオン注入装
置（図５）としての構成を有する。Alternatively, a focused ion beam (FIB)
A high-definition single ion implantation apparatus in which components for single ion implantation are added to standard components of the apparatus, wherein the component for single ion implantation is a liquid metal ion source for single ion irradiation. (16) Alternatively, a gas source ion source, an accelerator (17) connected to the liquid metal ion source for single ion irradiation (16) or the gas source ion source, and an accelerator (17) connected to the accelerator (17). Condenser lens (18)
An electrostatic cylindrical prism (19) coupled to the condenser lens (18); a mass analyzer (9) coupled to the electrostatic cylindrical prism (19); Single ion extraction aperture (2) placed under the ionizer (9) via a focused ion beam line
1) and the single ion extraction aperture (21)
And a power supply means (20) for applying a pulse voltage to the mass spectrometer to extract a single ion. The standard components include the aperture for single ion extraction with respect to the mass analyzer (9). An electrostatic objective lens (10) arranged via (21) and an aperture (1) coupled to the electrostatic objective lens (10) and arranged.
1), a scanning deflection electrode (12) arranged to be coupled to the aperture (11), a sample stage (14) holding the sample (13), and the extracted single ion (48). ) To detect secondary electron (15)
And the aperture for single ion extraction from the focused ion beam accelerated by the accelerator (17) arranged in connection with the liquid metal ion source for single ion irradiation (16) or the gas source ion source (17). In response to the pulse voltage applied from the power supply means (20) with respect to 21), the electric field is controlled in the ion flow passage area (5) to extract single ions (4).
8) A high-definition single ion implantation apparatus (FIG. 5) characterized in that ions are implanted into the sample (13) through the aperture (11) and the scanning deflection electrode (12). Having a configuration.
【００１７】或いはまた、前記シングルイオン注入用の
構成要素として、更に、シングルイオン入射によって発
生した一光子検出用ストリークカメラ（２２）を具備す
ることを特徴とする高精細シングルイオン注入装置（図
３，図４，図５）としての構成を有する。Alternatively, a high-definition single ion implanter (FIG. 3) further comprising a streak camera (22) for detecting one-photon generated by injection of a single ion as a component for the single ion implantation. , FIGS. 4 and 5).
【００１８】或いはまた、前記シングルイオン注入用の
構成要素として、更に、前記走査偏向用電極（１２）と
前記試料（１３）との間に配置され、前記抽出されたシ
ングルイオン（４８）を前記試料（１３）に対して減速
電界とともに注入する阻止電場印加用電極（３５）を具
備することを特徴とする高精細シングルイオン注入装置
（図４）としての構成を有する。Alternatively, as the component for the single ion implantation, the extracted single ion (48) is further disposed between the scanning deflection electrode (12) and the sample (13). It has a configuration as a high-definition single ion implanter (FIG. 4), which is provided with an electrode (35) for applying a stop electric field to the sample (13) for injection together with a deceleration electric field.
【００１９】或いはまた、前記シングルイオン注入用の
構成要素として、更に、前記試料ステージ（１４）に結
合され、前記抽出されたシングルイオン（４８）を前記
試料（１３）に対して減速電界とともに注入する阻止電
場発生用電源手段（２３）を具備することを特徴とする
高精細シングルイオン注入装置としての構成を有する。Alternatively, as a component for the single ion implantation, further, the extracted single ion (48) coupled to the sample stage (14) is injected into the sample (13) together with a deceleration electric field. A high-definition single ion implanter characterized by comprising a power supply means (23) for generating a blocking electric field.
【００２０】或いはまた、半導体のドーパントとなる原
子のイオン又は液体金属イオン源として構成される各種
イオン種又はガスソースによるイオン源として構成され
る各種イオン種から選択される一のイオンを、シングル
イオン抽出用アパチャー（２１）に印加するパルス電圧
Ｖをイオンビーム運動エネルギーｑＶｉ（ｑはイオンの
電荷量）に対して、Ｖ＞Ｖｉ或いはＶｉ≧Ｖの時、イオ
ンビームの通過を阻止し、Ｖ＝０の時、シングルイオン
（４８）を１個ずつ取り出すシングルイオン抽出工程
と、試料（１３）の極微小領域を的にして絞り、前記抽
出されたシングルイオン（４８）が注入されるべき領域
に照準する照準工程と、前記１個ずつ抽出されたシング
ルイオン（４８）を前記照準された試料（１３）の極微
小領域に所定の加速エネルギーで打ち込むシングルイオ
ン注入工程とから構成され、前記シングルイオン抽出工
程により１個ずつ抽出されたシングルイオン（４８）を
前記照準工程により、前記試料（１３）の極微小領域を
的にして照準するとともに、前記シングルイオン注入工
程によってシングルイオン注入を行なうことを特徴とす
る高精細シングルイオン注入方法としての構成を有す
る。Alternatively, one ion selected from various ion species constituted as a dopant ion of a semiconductor or a liquid metal ion source or various ion species constituted as a gas source ion source may be replaced with a single ion. When the pulse voltage V applied to the extraction aperture (21) is V> Vi or Vi ≧ V with respect to the ion beam kinetic energy qVi (q is the charge amount of the ion), the passage of the ion beam is blocked. At the time of 0, a single ion extraction step of extracting single ions (48) one by one, and narrowing down a very small area of the sample (13) to an area where the extracted single ion (48) is to be implanted. An aiming step of aiming, and a predetermined acceleration of the single ions (48) extracted one by one to a very small area of the aimed sample (13). And a single ion implantation step of implanting with energy. The single ions (48) extracted one by one in the single ion extraction step are aimed at an extremely small area of the sample (13) by the aiming step. In addition, the method has a configuration as a high-definition single ion implantation method, wherein single ion implantation is performed in the single ion implantation step.
【００２１】或いはまた、前記液体金属イオン源として
構成される各種イオン種は、ボロン（Ｂ）のイオン、シ
リコン（Ｓｉ）のイオン、リン（Ｐ）のイオン、銅（Ｃ
ｕ）のイオン、ガリウム（Ｇａ）のイオン、ゲルマニウ
ム（Ｇｅ）のイオン、砒素（Ａｓ）のイオン、金（Ａ
ｕ）のイオンを含むことを特徴とする高精細シングルイ
オン注入方法としての構成を有する。Alternatively, the various ion species configured as the liquid metal ion source include boron (B) ions, silicon (Si) ions, phosphorus (P) ions, and copper (C) ions.
u) ion, gallium (Ga) ion, germanium (Ge) ion, arsenic (As) ion, gold (A)
It has a configuration as a high-definition single ion implantation method characterized by including the ion of u).
【００２２】或いはまた、前記ガスソースによるイオン
源として構成される各種イオン種は、水素（Ｈ）のイオ
ン、ヘリウム（Ｈｅ）のイオン、酸素（Ｏ）のイオン、
アルゴン（Ａｒ）のイオンを含むことを特徴とするの高
精細シングルイオン注入方法としての構成を有する。Alternatively, various ion species constituted as an ion source by the gas source include hydrogen (H) ions, helium (He) ions, oxygen (O) ions,
It has a configuration as a high-definition single ion implantation method characterized by containing argon (Ar) ions.
【００２３】或いはまた、前記１個ずつ抽出されたシン
グルイオン（４８）を前記照準された前記試料（１３）
の極微小領域に所定の加速エネルギーで打ち込むシング
ルイオン注入工程において、前記１個ずつ抽出されたシ
ングルイオン（４８）は、前記試料（１３）の近傍に配
置された阻止電場印加用電極（３５）に印加された電圧
もしくは阻止電場発生用電源手段（２３）によって試料
ステージ（１４）に印加された電圧により、前記試料
（１３）に対して減速電界を受けて柔軟に着陸すること
を特徴とする高精細シングルイオン注入方法としての構
成を有する。Alternatively, the single sample (13) extracted with the single ions (48) is focused on the sample (13).
In the single ion implantation step of implanting at a predetermined acceleration energy into the extremely small region of the sample, the single ions (48) extracted one by one are applied to a blocking electric field applying electrode (35) arranged near the sample (13). The apparatus is characterized by receiving a decelerating electric field with respect to the sample (13) by the voltage applied to the sample or the voltage applied to the sample stage (14) by the stopping electric field generating power supply means (23) and landing flexibly. It has a configuration as a high-definition single ion implantation method.
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】本発明の高精細シングルイオン抽
出方法においては、集束イオンビーム（ＦＩＢ）（１）
と、前記集束イオンビーム（ＦＩＢ）（１）よりシング
ルイオン（４８）を抽出するシングルイオン抽出用アパ
チャー（２１）と、前記シングルイオン抽出用アパチャ
ー（２１）にパルス電圧を印加する電源手段（２０）と
からなる構成において、前記シングルイオン抽出用アパ
チャー（２１）に印加される前記パルス電圧によって、
前記シングルイオン抽出用アパチャー（２１）内のイオ
ン流通過領域（５）に電界制御的に制御される空乏層を
発生させて、前記パルス電圧の値によって、イオン流の
通過を阻止したり、シングルイオン（４８）の抽出を可
能とする実施の形態を有する。前記シングルイオン抽出
用アパチャー（２１）に印加するパルス電圧Ｖの値は、
ｑＶｉをイオンビーム運動エネルギーとする時、Ｖ＞Ｖ
ｉの時イオン流の通過を阻止し、Ｖ＝０の時シングルイ
オンを抽出する条件としてもよい。或いはまた、Ｖｉ≧
Ｖの時イオン流の通過を阻止し、Ｖ＝０の時シングルイ
オンを抽出する条件としてもよい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the high-definition single ion extraction method of the present invention, a focused ion beam (FIB) (1)
A single ion extraction aperture (21) for extracting a single ion (48) from the focused ion beam (FIB) (1); and power supply means (20) for applying a pulse voltage to the single ion extraction aperture (21). ), The pulse voltage applied to the single ion extraction aperture (21)
An electric field-controlled depletion layer is generated in the ion flow passage area (5) in the single ion extraction aperture (21) to prevent the passage of the ion current, There is an embodiment that allows extraction of ions (48). The value of the pulse voltage V applied to the single ion extraction aperture (21) is:
When qVi is the ion beam kinetic energy, V> V
The condition may be such that the passage of the ion current is blocked at the time of i and the single ion is extracted at the time of V = 0. Alternatively, Vi ≧
The condition may be such that the passage of the ion flow is blocked when V is satisfied, and single ions are extracted when V = 0.
【００２５】本発明の高精細シングルイオン注入装置に
おいては、集束イオンビーム（ＦＩＢ）装置の標準的な
構成要素に対して、シングルイオン注入用の構成要素を
加えた構成を発明の実施の形態とする。前記シングルイ
オン注入用の構成要素として、シングルイオン抽出用ア
パチャー（２１）に対して、パルス電圧を印加して所定
の条件においてシングルイオン（４８）を抽出する電源
手段（２０）を具備することを特徴とする。前記シング
ルイオン抽出用アパチャー（２１）に印加するパルス電
圧Ｖの条件は、ｑＶｉをイオンビーム運動エネルギーと
する時、Ｖ＞Ｖｉの時イオンビームの通過を阻止し、Ｖ
＝０の時シングルイオンを抽出する条件、或いは、Ｖｉ
≧Ｖの時イオンビームの通過を阻止し、Ｖ＝０の時シン
グルイオンを抽出する条件としてもよい。In the high-definition single ion implantation apparatus of the present invention, a configuration in which a component for single ion implantation is added to standard components of a focused ion beam (FIB) apparatus according to the embodiment of the invention. I do. A power supply means (20) for extracting a single ion (48) under a predetermined condition by applying a pulse voltage to the single ion extraction aperture (21) is provided as a component for the single ion implantation. Features. The condition of the pulse voltage V applied to the single ion extraction aperture (21) is such that when qVi is the ion beam kinetic energy, the ion beam is prevented from passing when V> Vi, and
= 0, conditions for extracting a single ion, or Vi
The condition may be such that the passage of an ion beam is blocked when ≧ V and a single ion is extracted when V = 0.
【００２６】本発明の高精細シングルイオン注入方法に
おいては、半導体のドーパントとなる原子のイオン又は
液体金属イオン源として構成される各種イオン種、又は
ガスソースによるイオン源として構成される各種イオン
種から選択される一のイオンを、シングルイオン抽出用
アパーチャ（２１）に印加するパルス電圧を変化させ
て、１個ずつ取り出すシングルイオン抽出工程と、試料
（１３）の極微小領域の前記抽出されたシングルイオン
（４８）が注入されるべき領域に照準する照準工程と、
前記抽出されたシングルイオン（４８）を前記照準され
た試料（１３）の極微小領域に所定の加速エネルギーで
打ち込むシングルイオン注入工程とから構成される発明
の実施の形態を有する。In the high-definition single ion implantation method of the present invention, various kinds of ions configured as a source of atoms of a semiconductor dopant or liquid metal ions, or various kinds of ions configured as a gas source ion source are used. A single ion extraction step of extracting one selected ion by changing a pulse voltage applied to a single ion extraction aperture (21) one by one, and a step of extracting the extracted single ion in an extremely small area of the sample (13). Aiming at an area where ions (48) are to be implanted;
A single ion implantation step of implanting the extracted single ion (48) into the microscopic area of the aimed sample (13) with a predetermined acceleration energy.
【００２７】前記液体金属イオン源として構成される各
種イオン種は、例えば、ボロン（Ｂ）のイオン、シリコ
ン（Ｓｉ）のイオン、リン（Ｐ）のイオン、銅（Ｃｕ）
のイオン、ガリウム（Ｇａ）のイオン、ゲルマニウム
（Ｇｅ）のイオン、砒素（Ａｓ）のイオン、金（Ａｕ）
のイオンを含む。The various ion species configured as the liquid metal ion source include, for example, boron (B) ions, silicon (Si) ions, phosphorus (P) ions, and copper (Cu).
Ion, gallium (Ga) ion, germanium (Ge) ion, arsenic (As) ion, gold (Au)
Of ions.
【００２８】前記ガスソースによるイオン源として構成
される各種イオン種は、水素（Ｈ）のイオン、ヘリウム
（Ｈｅ）のイオン、酸素（Ｏ）のイオン、アルゴン（Ａ
ｒ）のイオンを含む。Various ion species constituted as an ion source by the gas source include hydrogen (H) ions, helium (He) ions, oxygen (O) ions, and argon (A).
r) ions.
【００２９】前記試料（１３）の表面近傍には阻止電場
印加用電極（３５）を設けてもよい。また試料ステージ
（１４）に阻止電場発生用電源手段（２３）を結合して
もよい。またシングルイオン入射によって発生した一光
子検出用ストリークカメラ（２２）を具備していてもよ
い。An electrode (35) for applying a blocking electric field may be provided near the surface of the sample (13). Further, a power source means (23) for generating a blocking electric field may be connected to the sample stage (14). Further, a streak camera (22) for detecting one photon generated by the incidence of a single ion may be provided.
【００３０】[0030]
【実施例】（実施例１）図１は本発明の第１の実施例と
しての高精細シングルイオン抽出方法の模式的説明図で
ある。図１において、１は集束イオンビーム（ＦＩ
Ｂ）、５はイオン流通過領域、２１はシングルイオン抽
出用アパチャー、２０は前記シングルイオン抽出用アパ
チャーにパルス電圧を印加するための電源手段、４８は
抽出されたシングルイオンを示す。ｑＶｉ（ｑはイオン
の電荷量）を集束イオンビーム（ＦＩＢ）１のシングル
イオン抽出用アパチャー２１近傍におけるイオンビーム
運動エネルギーとする時、電源手段２０によってシング
ルイオン抽出用アパチャー２１に印加されるパルス電圧
Ｖは以下の条件としている。即ち、Ｖ＞Ｖｉの時、集束
イオンビーム１はシングルイオン抽出用アパチャー２１
近傍の逆電界によって反発、反転されシングルイオン抽
出用アパチャー２１はイオン流の通過を阻止し、Ｖ＝０
の時、集束イオンビーム１よりシングルイオン４８を抽
出するというものである。(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic explanatory view of a high-definition single ion extraction method as a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a focused ion beam (FI
B), 5 is an ion flow passage area, 21 is a single ion extraction aperture, 20 is a power supply for applying a pulse voltage to the single ion extraction aperture, and 48 is a single ion extracted. When qVi (q is the charge amount of ions) is the ion beam kinetic energy of the focused ion beam (FIB) 1 in the vicinity of the single ion extraction aperture 21, the pulse voltage applied to the single ion extraction aperture 21 by the power supply means 20 V is set under the following conditions. That is, when V> Vi, the focused ion beam 1 is converted into the single ion extraction aperture 21.
The single ion extraction aperture 21 is repelled and inverted by the nearby reverse electric field, and blocks the passage of the ion current, and V = 0.
At this time, a single ion 48 is extracted from the focused ion beam 1.
【００３１】図１中の３つの図面は、それぞれ電源手段
２０によって印加されるパルス電圧Ｖ＞Ｖｉ，Ｖ＝０，
Ｖ＞Ｖｉの各条件に対応している。前述の如く、ｑＶｉ
をイオンビーム運動エネルギーとする時にパルス電圧Ｖ
＞Ｖｉと設定することによって、集束イオンビーム１は
反発・反転され、Ｖ＝０の時のみシングルイオン４８を
抽出するようにシングルイオン抽出用アパチャー２１内
のイオン流通過領域５の幅及び厚さが選択されている。The three figures in FIG. 1 show pulse voltages V> Vi, V = 0,
It corresponds to each condition of V> Vi. As mentioned above, qVi
When the ion beam kinetic energy is the pulse voltage V
By setting> Vi, the focused ion beam 1 is repelled and inverted, and the width and thickness of the ion flow passage area 5 in the single ion extraction aperture 21 so that the single ion 48 is extracted only when V = 0. Is selected.
【００３２】原理的には電界制御によるイオン流通過領
域５のポテンシャル分布によってイオン流が反発・反転
されたりシングルイオン４８が抽出される条件に設定す
ることができる。このような条件を満足するものであれ
ばよく、シングルイオン抽出用アパチャー２１の材質、
寸法、イオン流通過領域５の幅及び厚さも任意に選択す
ることができる。In principle, the conditions can be set such that the ion flow is repelled / reversed or a single ion 48 is extracted by the potential distribution in the ion flow passage region 5 by electric field control. Any material that satisfies such conditions may be used, and the material of the aperture 21 for single ion extraction,
The dimensions and the width and thickness of the ion flow passage area 5 can also be arbitrarily selected.
【００３３】シングルイオン抽出用アパチャー２１にパ
ルス電圧Ｖを印加し、イオン流通過領域５に発生する空
乏層の幅及び厚さを静電的、電界制御によって開閉する
ことによって、シングルイオン４８を抽出したり、イオ
ン流の通過を阻止したりするため、イオンビームは原理
的に理想的な軌道からずれることがない。このため高い
照準精度が実現される。例えば、ナノメートル領域への
シングルイオン注入も実現することができる。A single ion 48 is extracted by applying a pulse voltage V to the single ion extraction aperture 21 and opening and closing the width and thickness of the depletion layer generated in the ion flow passage region 5 by electrostatic and electric field control. The ion beam does not deviate from the ideal trajectory in principle because the ion beam does not pass through the ion beam. Therefore, high aiming accuracy is realized. For example, single ion implantation into a nanometer region can also be realized.
【００３４】シングルイオン抽出用アパチャー２１に印
加するパルス電圧Ｖの時間的なタイミングを制御して一
定の時系列でシングルイオン４８を抽出したり、阻止し
たり、再びシングルイオン４８を抽出したり、阻止した
りという動作を繰り返すことができる。The temporal timing of the pulse voltage V applied to the single ion extraction aperture 21 is controlled to extract or block the single ions 48 in a fixed time series, to extract the single ions 48 again, The operation of blocking can be repeated.
【００３５】また本発明の第１の実施例ではシングルイ
オン４８の抽出について開示したが、制御された数の所
望の所定数イオンを抽出したり、阻止したりする動作を
繰り返すこともできる。即ち、本発明の第１の実施例と
しての高精細シングルイオン抽出方法と同様の方法によ
って、制御された所定数のイオン抽出方法を実現するこ
ともできる。Although the first embodiment of the present invention discloses the extraction of a single ion 48, the operation of extracting or blocking a controlled number of desired predetermined number of ions can be repeated. That is, a controlled and predetermined number of ion extraction methods can be realized by a method similar to the high-definition single ion extraction method as the first embodiment of the present invention.
【００３６】また、図１に開示した本発明の第１の実施
例では、集束イオンビーム（ＦＩＢ）１を発生する集束
イオンビームカラムは単一の例であるが、スループット
を改善するために更に複数の集束イオンビームカラムを
設定してもよい。Further, in the first embodiment of the present invention disclosed in FIG. 1, the focused ion beam column for generating the focused ion beam (FIB) 1 is a single example. A plurality of focused ion beam columns may be set.
【００３７】（実施例２）図２は本発明の第２の実施例
としての高精細シングルイオン抽出方法の模式的説明図
である。図２において、１は集束イオンビーム（ＦＩ
Ｂ）、５はイオン流通過領域、２１はシングルイオン抽
出用アパチャー、２０は前記シングルイオン抽出用アパ
チャーにパルス電圧を印加するための電源手段、４８は
抽出されたシングルイオンを示す。ｑＶｉ（ｑはイオン
の電荷量）を集束イオンビーム（ＦＩＢ）１のシングル
イオン抽出用アパチャー２１近傍におけるイオンビーム
運動エネルギーとする時、電源手段２０によってシング
ルイオン抽出用アパチャー２１に印加されるパルス電圧
Ｖは、以下の条件としている。即ち、Ｖｉ≧Ｖの時、シ
ングルイオン抽出用アパチャー２１内のイオン流通過領
域５には電界制御によってイオン流の通過を阻止するの
に充分なポテンシャル（電位）が与えられて、イオン流
の通過は遮断され、Ｖ＝０の時、集束イオンビーム１よ
りシングルイオン４８を抽出するというものである。(Embodiment 2) FIG. 2 is a schematic explanatory view of a high-definition single ion extraction method as a second embodiment of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a focused ion beam (FI
B), 5 is an ion flow passage area, 21 is a single ion extraction aperture, 20 is a power supply for applying a pulse voltage to the single ion extraction aperture, and 48 is a single ion extracted. When qVi (q is the charge amount of ions) is the ion beam kinetic energy of the focused ion beam (FIB) 1 in the vicinity of the single ion extraction aperture 21, the pulse voltage applied to the single ion extraction aperture 21 by the power supply means 20 V is based on the following conditions. That is, when Vi ≧ V, the ion flow passage area 5 in the single ion extraction aperture 21 is given a potential (potential) sufficient to prevent the passage of the ion flow by electric field control, and Is cut off, and when V = 0, a single ion 48 is extracted from the focused ion beam 1.
【００３８】第１の実施例と比較すると、パルス電圧Ｖ
の値が低いために、集束イオンビーム１はシングルイオ
ン抽出用アパチャー２１近傍において反発・反転される
ことはない。図２に示す如く、Ｖｉ≧Ｖの条件ではイオ
ンビームのスポットがシングルイオン抽出用アパチャー
２１上において、イオン流通過領域５を中心として広が
っている様子がわかる。しかしながら、この条件におい
てはイオン流通過領域５内にはイオンの通過を阻止する
べく充分なポテンシャル障壁が形成されて、シングルイ
オン４８の通過も阻止されている。しかるに、Ｖ＝０の
条件において、ようやくシングルイオン４８を抽出する
ことができる。即ち、Ｖ＝０の時にのみシングルイオン
４８を抽出するようにシングルイオン抽出用アパチャー
２１内のイオン流通過領域５の幅及び厚さが選択されて
いる。原理的には、電界制御によるイオン流通過領域５
内のポテンシャル分布によって、イオン流が阻止された
り、シングルイオン４８が抽出される条件に選定するこ
とができる。このような条件を満足するものであればよ
く、シングルイオン抽出用アパチャー２１の材質、寸
法、イオン流通過領域５の幅及び厚さも任意に選択する
ことができる点でも第１の実施例と同様である。As compared with the first embodiment, the pulse voltage V
Is small, the focused ion beam 1 is not repelled or inverted near the single ion extraction aperture 21. As shown in FIG. 2, under the condition of Vi ≧ V, it can be seen that the spot of the ion beam spreads around the ion flow passage area 5 on the single ion extraction aperture 21. However, under these conditions, a potential barrier sufficient to prevent the passage of ions is formed in the ion flow passage area 5, and the passage of the single ions 48 is also prevented. However, under the condition of V = 0, the single ion 48 can be finally extracted. That is, the width and thickness of the ion flow passage area 5 in the single ion extraction aperture 21 are selected so that the single ions 48 are extracted only when V = 0. In principle, the ion flow passage area 5 by electric field control
Depending on the potential distribution inside, conditions can be selected to prevent ion flow or to extract single ions 48. As long as the condition is satisfied, the material and dimensions of the single ion extraction aperture 21 and the width and thickness of the ion flow passage area 5 can be arbitrarily selected as in the first embodiment. It is.
【００３９】本発明の第２の実施例においても、イオン
ビームは原理的に理想的な軌道からずれることはないた
め、高い照準精度が実現される。例えば、ナノメートル
領域へのシングルイオン注入も実現することができる。Also in the second embodiment of the present invention, the ion beam does not deviate from an ideal trajectory in principle, so that high aiming accuracy is realized. For example, single ion implantation into a nanometer region can also be realized.
【００４０】またシングルイオン抽出用アパチャー２１
内に印加するパルス電圧Ｖの時間的なタイミングを制御
して、一定の時系列でシングルイオン４８を抽出した
り、阻止したり、再びシングルイオン４８を抽出した
り、阻止したりという動作を繰り返すこともできる。The aperture 21 for single ion extraction
The temporal timing of the pulse voltage V applied to the inside is controlled to repeat the operation of extracting and blocking single ions 48 in a fixed time series, extracting and blocking single ions 48 again. You can also.
【００４１】また本発明の第２の実施例ではシングルイ
オン４８の抽出について開示したが、制御された数の所
望の所定数イオンを抽出したり、阻止したりする動作を
繰り返すこともできる。即ち、本発明の第２の実施例と
しての高精細シングルイオン抽出方法と同様の方法によ
って、制御された所定数のイオン抽出方法を実現するこ
とができる。In the second embodiment of the present invention, the extraction of a single ion 48 is disclosed. However, the operation of extracting or blocking a controlled number of desired predetermined number of ions can be repeated. That is, a controlled number of ion extraction methods can be realized by a method similar to the high-definition single ion extraction method as the second embodiment of the present invention.
【００４２】また、図２に開示した本発明の第２の実施
例では、集束イオンビーム（ＦＩＢ）１を発生する集束
イオンビームカラムは単一の例であるが、スループット
を改善するために更に複数の集束イオンビームカラムを
設定してもよい。Further, in the second embodiment of the present invention disclosed in FIG. 2, the focused ion beam column for generating the focused ion beam (FIB) 1 is a single example. A plurality of focused ion beam columns may be set.
【００４３】（実施例３）図３は本発明の第３の実施例
としての、高精細シングルイオン抽出方法を適用した高
精細シングルイオン注入装置の模式的構成図を示す。図
３は集束イオンビーム（ＦＩＢ）装置の標準的な構成要
素に対して、シングルイオン注入用の構成要素を加えた
高精細シングルイオン注入装置に対応している。以下具
体的に説明する。標準的な構成要素としては、試料トリ
ミング用液体金属イオン源６と加速器７と、コンデンサ
レンズ８と、質量分析器９と、静電型対物レンズ１０
と、アパチャー１１と、走査偏向用電極１２と、試料１
３と、試料ステージ１４と及び二次電子検出器１５が含
まれている。これらの標準的な構成要素に対して、新た
に本発明の第３の実施例においては高精細シングルイオ
ン注入のための構成として、シングルイオン照射用液体
金属イオン源１６と、加速器１７と、コンデンサレンズ
１８と、静電型円筒プリズム１９と、シングルイオン抽
出用アパチャー２１と、前記シングルイオン抽出用アパ
チャー２１にパルス電圧を印加するための電源手段２０
と、前記シングルイオン抽出用アパチャー２１内のイオ
ン流通過領域５において電界制御されて抽出されたシン
グルイオン４８とを具備している。尚、必ずしも必要で
はないが一光子検出用ストリークカメラ２２を更に具備
していてもよい。(Embodiment 3) FIG. 3 shows a schematic configuration diagram of a high-definition single ion implantation apparatus to which a high-definition single ion extraction method is applied as a third embodiment of the present invention. FIG. 3 corresponds to a high-definition single ion implantation apparatus in which components for single ion implantation are added to standard components of a focused ion beam (FIB) apparatus. This will be specifically described below. The standard components include a liquid metal ion source 6 for sample trimming, an accelerator 7, a condenser lens 8, a mass analyzer 9, and an electrostatic objective lens 10.
, Aperture 11, scanning deflection electrode 12, sample 1
3, a sample stage 14 and a secondary electron detector 15 are included. In contrast to these standard components, in the third embodiment of the present invention, a liquid metal ion source 16 for single ion irradiation, an accelerator 17, a condenser, A lens 18, an electrostatic cylindrical prism 19, an aperture 21 for extracting single ions, and a power supply 20 for applying a pulse voltage to the aperture 21 for extracting single ions.
And a single ion 48 extracted by the electric field control in the ion flow passage area 5 in the single ion extraction aperture 21. In addition, although not always necessary, a streak camera 22 for one-photon detection may be further provided.
【００４４】試料トリミング時、及び２次電子像取得時
には、標準的構成の集束イオンビーム（ＦＩＢ）装置を
使用する。即ち、試料トリミング用液体金属イオン源６
で発生したイオンビームは、加速器７を通して所望のエ
キルギーまで加速され、コンデンサレンズ８によって集
束を受ける。その後、質量分析器９により所望の質量
数、価数のイオンが選択され、最終的に試料に照射され
て試料表面の原子をスパッタする。At the time of sample trimming and at the time of acquiring a secondary electron image, a focused ion beam (FIB) apparatus having a standard configuration is used. That is, the liquid metal ion source 6 for sample trimming
Is accelerated to a desired energy through an accelerator 7 and is focused by a condenser lens 8. Thereafter, ions having a desired mass number and valence are selected by the mass analyzer 9 and finally irradiated on the sample to sputter atoms on the sample surface.
【００４５】高精細シングルイオン注入時には、標準的
構成に加え、新たに付加されたシングルイオン照射用液
体金属イオン源１６を使用する。シングルイオン照射用
液体金属イオン源１６、加速器１７、コンデンサレンズ
１８は、試料トリミング時と同様にイオンビームを加
速、集束させる働きがあるが、その後イオンビームは静
電型円筒プリズム１９によってその軌道が偏向される。
この静電型円筒プリズム１９の作用によって、質量分析
器９では除去することができず、レンズの集束作用も受
けない電気的中性粒子が、シングルイオン注入時に試料
に到達するのを防ぐことができる。このようにして、電
気的中性粒子を取り除かれたイオンビームから、質量分
析器９によって所望の質量数、価数のイオンビームを選
択して取り出す。更にこのイオンビームより、上記実施
例１，２に開示した高精細シングルイオン抽出方法を適
用して、電源手段２０よりパルス電圧Ｖをシングルイオ
ン抽出用アパチャー２１に印加して、イオン流通過領域
５内に広がる空乏層を電界制御して、イオン流の通過を
阻止したり、シングルイオン４８を抽出して、試料１３
の希望する部位に照射する。At the time of high-definition single ion implantation, a newly added single ion irradiation liquid metal ion source 16 is used in addition to the standard configuration. The liquid metal ion source 16 for single ion irradiation, the accelerator 17, and the condenser lens 18 have the function of accelerating and focusing the ion beam as in the case of the sample trimming. Be deflected.
By the action of the electrostatic cylindrical prism 19, it is possible to prevent electrically neutral particles which cannot be removed by the mass analyzer 9 and are not subjected to the focusing action of the lens from reaching the sample during single ion implantation. it can. From the ion beam from which the electrically neutral particles have been removed, the mass analyzer 9 selects and extracts an ion beam having a desired mass number and valence. Further, from this ion beam, the pulse voltage V is applied from the power supply means 20 to the single ion extraction aperture 21 by applying the high-definition single ion extraction method disclosed in the first and second embodiments, and the ion flow passage region 5 The electric field of the depletion layer extending in the inside is controlled to prevent the passage of the ion current, and the single ions 48 are extracted to extract the sample 13.
Irradiate the desired site.
【００４６】抽出されたシングルイオン４８の試料への
入射は、２次電子検出器１５によって検出される。また
シングルイオン入射に伴う発光現象を一光子検出用スト
リークカメラ２２によって検出することもできる。The incidence of the extracted single ion 48 on the sample is detected by the secondary electron detector 15. Further, the light emission phenomenon accompanying the single ion incidence can be detected by the one-photon detection streak camera 22.
【００４７】本発明の第３の実施例においても、パルス
電圧Ｖの値は、実施例１と同様に、Ｖ＞Ｖｉの時、イオ
ン流の通過を阻止し、Ｖ＝０の時、シングルイオンを抽
出する条件に設定することができる。或いはまた、実施
例２の場合と同様に、Ｖｉ≧Ｖの時イオン流の通過を阻
止し、Ｖ＝０の時、シングルイオンを抽出する条件に設
定することもできる。Also in the third embodiment of the present invention, the value of the pulse voltage V is such that when V> Vi, the passage of the ion current is blocked, and when V = 0, the single ion Can be set as a condition for extracting. Alternatively, as in the case of the second embodiment, it is also possible to set a condition for preventing passage of the ion current when Vi ≧ V and extracting a single ion when V = 0.
【００４８】（実施例４）図４は本発明の第４の実施例
としての、高精細シングルイオン抽出方法を適用した高
精細シングルイオン注入装置の模式的構成図を示す。図
４の構成は図３と実質的に同一であるが、唯一異なる点
は、試料１３の表面近傍に阻止電場印加用電極３５を具
備する点にある。この阻止電場印加用電極３５に電圧を
印加することによって、シングルイオン４８の速度を試
料１３表面近傍において減速させ、試料１３表面に軟着
陸させることができる。これにより、試料１３表面の損
傷を緩和し、またより高精細なシングルイオン注入を実
現することができる。(Embodiment 4) FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a high-definition single ion implantation apparatus to which a high-definition single ion extraction method is applied as a fourth embodiment of the present invention. The configuration in FIG. 4 is substantially the same as that in FIG. 3, but the only difference is that a stop field applying electrode 35 is provided near the surface of the sample 13. By applying a voltage to the blocking electric field applying electrode 35, the velocity of the single ion 48 can be reduced near the surface of the sample 13 and the surface of the sample 13 can be softly landed. As a result, damage to the surface of the sample 13 can be reduced, and single ion implantation with higher definition can be realized.
【００４９】（実施例５）図５は本発明の第５の実施例
としての、高精細シングルイオン抽出方法を適用した高
精細シングルイオン注入装置の模式的構成図を示す。図
５の構成は、図３及び図４の構成に比べて簡単化されて
いる。即ち、図３及び図４に示した集束イオンビーム
（ＦＩＢ）装置の標準的な構成要素における、試料トリ
ミング用液体金属イオン源６と、前記試料トリミング用
液体金属イオン源６に結合して配置した加速器７、及び
前記加速器７に結合して配置したコンデンサレンズ８か
らなる３つの構成を構成要素として含まない点に特徴を
有する。図５の例では、集束イオンビーム（ＦＩＢ）装
置の標準的な構成要素としては、質量分析器９に対して
シングルイオン抽出用アパチャー２１を介して配置され
た静電型対物レンズ１０と、前記静電型対物レンズ１０
に対して結合されたアパチャー１１と、前記アパチャー
１１に対して結合して配置された走査偏向用電極１２
と、試料を保持する試料ステージ１４と、抽出されたシ
ングルイオン４８を検出する２次電子検出器１５とを含
む。シングルイオン注入用の構成要素は、図５に示され
た如く、シングルイオン照射用液体金属イオン源１６
と、前記シングルイオン照射用液体金属イオン源１６に
結合して配置した加速器１７と、前記加速器１７に結合
して配置したコンデンサレンズ１８と、前記コンデンサ
レンズ１８に結合して配置した静電型円筒プリズム１９
と、前記静電型円筒プリズム１９に結合して配置した質
量分析器９と、前記質量分析器９の下側に集束イオンビ
ームラインを介して配置したシングルイオン抽出用アパ
チャー２１と、前記シングルイオン抽出用アパチャー２
１に対してパルス電圧を印加してシングルイオンを抽出
する電源手段２０とから構成されている。これらの構成
要素は図５に示す如く、一直線上に配置されていても、
或いは、図３，図４と同様に屈曲して配置されていても
よい。図５に示した第５の実施例では、一直線上に配置
されており、しかも前述の如く構成要素が３つ減少して
いることから装置構成が簡略化されている。即ち、小型
・軽量化され、全体としてコンパクトな装置を提供でき
るという利点がある。図５の構成においても阻止電場印
加用電極３５を設けてもよいことはもちろんである。或
いは、阻止電場印加用電極３５の代わりに試料ステージ
１４に阻止電場発生用のための電圧を印加してもよい。
図５の例では阻止電場発生用電源手段２３を試料ステー
ジ１４に結合している。直流電圧として例えば、−２０
〜２０ｋＶの値を印加している。この点は図３，図４に
示した他の実施例に適用してもよいことはもちろんであ
る。(Embodiment 5) FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a high-definition single ion implantation apparatus to which a high-definition single ion extraction method is applied as a fifth embodiment of the present invention. The configuration of FIG. 5 is simplified as compared with the configurations of FIGS. That is, in the standard components of the focused ion beam (FIB) apparatus shown in FIGS. 3 and 4, the liquid metal ion source 6 for sample trimming and the liquid metal ion source 6 for sample trimming are disposed. The present invention is characterized in that it does not include three components including an accelerator 7 and a condenser lens 8 which is arranged to be coupled to the accelerator 7 as constituent elements. In the example of FIG. 5, as standard components of the focused ion beam (FIB) device, an electrostatic objective lens 10 disposed via a single ion extraction aperture 21 with respect to the mass analyzer 9, Electrostatic objective lens 10
Aperture 11 and a scanning deflection electrode 12 coupled to the aperture 11
And a sample stage 14 for holding a sample, and a secondary electron detector 15 for detecting the extracted single ion 48. As shown in FIG. 5, the component for single ion implantation is a liquid metal ion source 16 for single ion irradiation.
An accelerator 17 coupled to the liquid metal ion source 16 for single ion irradiation; a condenser lens 18 coupled to the accelerator 17; and an electrostatic cylinder coupled to the condenser lens 18 Prism 19
A mass analyzer 9 coupled to the electrostatic cylindrical prism 19; a single ion extraction aperture 21 disposed below the mass analyzer 9 via a focused ion beam line; Aperture for extraction 2
And a power supply means 20 for applying a pulse voltage to each 1 to extract single ions. Even if these components are arranged in a straight line as shown in FIG.
Alternatively, they may be bent as in FIGS. 3 and 4. In the fifth embodiment shown in FIG. 5, the devices are arranged on a straight line, and since the number of constituent elements is reduced by three as described above, the structure of the apparatus is simplified. That is, there is an advantage that a compact and lightweight device can be provided as a whole. Needless to say, the blocking electric field applying electrode 35 may be provided also in the configuration of FIG. Alternatively, a voltage for generating a stopping electric field may be applied to the sample stage 14 instead of the stopping electric field applying electrode 35.
In the example of FIG. 5, the power supply means 23 for generating a stop electric field is connected to the sample stage 14. As a DC voltage, for example, -20
A value of ２０20 kV is applied. This point may of course be applied to the other embodiments shown in FIGS.
【００５０】また、図３，図４に示した試料トリミング
用液体金属イオン源６、加速器７、コンデンサレンズ８
からなる構成と、シングルイオン照射用液体金属イオン
源１６、加速器１７、コンデンサレンズ１８からなる構
成を逆に配置してもよいことは明らかである。The liquid metal ion source 6 for sample trimming, the accelerator 7, the condenser lens 8 shown in FIGS.
Obviously, the configuration consisting of the liquid metal ion source 16 for single ion irradiation, the accelerator 17, and the condenser lens 18 may be reversed.
【００５１】更に、図５に示したような簡略化構成も可
能であることから、図３，図４においても、試料トリミ
ング用液体金属イオン源６の代わりにシングルイオン照
射用液体金属イオン源１６を配置し、更に加速器７の代
わりに加速器１７、コンデンサレンズ８の代わりにコン
デンサレンズ１８を配置して、２系統のシングルイオン
注入装置を構成してもよい。この場合には、例えば、ｐ
型のドーパントとなるイオン源、ｎ型のドーパントとな
るイオン源をそれぞれ配置して、イオン源の交換に要す
る時間を節約できる等の利点も存在する。即ち、図３，
図４に示した実施例３，４の構成において、試料トリミ
ング用液体金属イオン源６の代わりにシングルイオン照
射用液体金属イオン源１６を用いれば、異種のイオンソ
ースを配置できることから、装置の稼働効率が上昇し、
スループット（生産性）の向上に寄与することもでき
る。Further, since the simplified configuration as shown in FIG. 5 is possible, the liquid metal ion source 16 for single ion irradiation is replaced with the liquid metal ion source 16 for single ion irradiation in FIGS. May be arranged, and an accelerator 17 may be provided in place of the accelerator 7, and a condenser lens 18 may be provided in place of the condenser lens 8, to form a two-system single ion implantation apparatus. In this case, for example, p
There is also an advantage such that an ion source serving as an n-type dopant and an ion source serving as an n-type dopant can be disposed to save time required for ion source replacement. That is, FIG.
In the configuration of the third and fourth embodiments shown in FIG. 4, if the liquid metal ion source 16 for single ion irradiation is used instead of the liquid metal ion source 6 for sample trimming, different types of ion sources can be arranged. Increased efficiency,
It can also contribute to an improvement in throughput (productivity).
【００５２】尚、上記実施例３，４，５における装置構
成では、いずれもイオン源として液体金属イオン液
（６，１６）を用いる例を開示したが、これに限るもの
ではない。ガスソースによるイオン源として構成される
各種イオン種を使用する場合もあるため、シングルイオ
ン注入用のイオン源としては、ガスソースによるイオン
源を用いる構成を有していてもよい。更に複数系統のイ
オン源を用いる場合には、液体金属イオン源とガスソー
スによるイオン源をそれぞれ別々の系統で用いてもよ
い。In each of the apparatus configurations in the third, fourth, and fifth embodiments, an example in which the liquid metal ionic liquid (6, 16) is used as the ion source is disclosed, but the present invention is not limited to this. Since various ion species configured as an ion source using a gas source may be used in some cases, the ion source for single ion implantation may have a configuration using an ion source using a gas source. When a plurality of ion sources are used, a liquid metal ion source and a gas source may be used in separate systems.
【００５３】液体金属イオン源として構成可能なイオン
としては、例えば、ボロン（Ｂ）のイオン、シリコン
（Ｓｉ）のイオン、リン（Ｐ）のイオン、銅（Ｃｕ）の
イオン、ガリウム（Ｇａ）のイオン、ゲルマニウム（Ｇ
ｅ）のイオン、砒素（Ａｓ）のイオン、金（Ａｕ）のイ
オン等が存在する。The ions that can be configured as the liquid metal ion source include, for example, boron (B) ions, silicon (Si) ions, phosphorus (P) ions, copper (Cu) ions, and gallium (Ga) ions. Ion, germanium (G
e) ions, arsenic (As) ions, gold (Au) ions, and the like.
【００５４】ガスソースによるイオン源として構成可能
なイオンとしては、例えば、水素（Ｈ）のイオン、ヘリ
ウム（Ｈｅ）のイオン、酸素（Ｏ）のイオン、アルゴン
（Ａｒ）のイオン等が存在する。Examples of ions that can be configured as an ion source using a gas source include hydrogen (H) ions, helium (He) ions, oxygen (O) ions, and argon (Ar) ions.
【００５５】（実施例６）本発明の高精細シングルイオ
ン注入方法においては、半導体のドーパントとなる原子
のイオン又は液体金属イオン源として構成される各種イ
オン種、又はガスソースによるイオン源として構成され
る各種イオン種から選択される一のイオンを、上記実施
例１，２に開示した高精細シングルイオン抽出方法を用
いて、１個ずつ取出し（高精細シングルイオン抽出工
程）、試料の極微小領域を的（ターゲット）にして照準
し（照準工程）、上記実施例３，４，５に開示した高精
細シングルイオン注入装置を用いて前記１個ずつ抽出さ
れたシングルイオンを前記照準された試料の極微小領域
に所定の加速エネルギーでシングルイオン注入（シング
ルイオン注入工程）を行なう。(Embodiment 6) In the high-definition single ion implantation method of the present invention, various kinds of ions configured as atoms of atoms serving as a semiconductor dopant or a liquid metal ion source, or an ion source formed by a gas source are used. One ion selected from various ion species is extracted one by one using the high-definition single-ion extraction method disclosed in the first and second embodiments (high-definition single-ion extraction step), and an extremely small region of the sample is extracted. Aiming at a target (aiming step), the single ions extracted one by one using the high-definition single ion implantation apparatus disclosed in Examples 3, 4 and 5 above are used as a target of the aimed sample. Single ion implantation (single ion implantation step) is performed at a predetermined acceleration energy in an extremely small area.
【００５６】前記液体金属イオン源として構成される各
種イオン種は、例えば、ボロン（Ｂ）のイオン、シリコ
ン（Ｓｉ）のイオン、リン（Ｐ）のイオン、銅（Ｃｕ）
のイオン、ガリウム（Ｇａ）のイオン、ゲルマニウム
（Ｇｅ）のイオン、砒素（Ａｓ）のイオン、金（Ａｕ）
のイオン等を含む。The various ion species configured as the liquid metal ion source include, for example, boron (B) ions, silicon (Si) ions, phosphorus (P) ions, and copper (Cu).
Ion, gallium (Ga) ion, germanium (Ge) ion, arsenic (As) ion, gold (Au)
And the like.
【００５７】前記ガスソースによるイオン源として構成
される各種イオン種は、例えば、水素（Ｈ）のイオン、
ヘリウム（Ｈｅ）のイオン、酸素（Ｏ）のイオン、アル
ゴン（Ａｒ）のイオン等を含む。Various ion species constituted as the ion source by the gas source include, for example, hydrogen (H) ions,
Includes helium (He) ions, oxygen (O) ions, argon (Ar) ions, and the like.
【００５８】実施例３，４，５，６に開示した本発明の
高精細シングルイオン注入装置及び方法においては、集
束イオンビームカラムを複数配置することによってスル
ープットを改善することができる。またシングルイオン
抽出方法と同様の方法によって、制御された所定数のイ
オンを抽出し、ターゲットに照準し、イオン注入するこ
とも可能である。即ち、本発明において開示した高精細
シングルイオン注入装置及び方法においては、シングル
イオンのみならず、所望の所定数の制御されたイオンの
イオン注入も行なうことができる。In the high-definition single ion implantation apparatus and method of the present invention disclosed in Embodiments 3, 4, 5, and 6, the throughput can be improved by arranging a plurality of focused ion beam columns. It is also possible to extract a controlled number of ions by a method similar to the single ion extraction method, aim at a target, and implant ions. That is, in the high-definition single ion implantation apparatus and method disclosed in the present invention, not only a single ion but also a desired predetermined number of controlled ions can be implanted.
【００５９】前述の如くシングルイオン抽出用アパチャ
ー２１に印加するパルス電圧Ｖを繰り返しＯＮ−ＯＦＦ
することによって、イオン流通過領域５内のポテンシャ
ル分布が電界制御されるため、一定の時系列でシングル
イオン４８を抽出したり、阻止したりする動作を繰り返
すことによって、パルス電圧ＶのＯＮ−ＯＦＦによって
繰り返し制御された高精細シングルイオン注入装置及び
方法を実現することもできる。As described above, the pulse voltage V applied to the single ion extraction aperture 21 is repeatedly turned on and off.
As a result, the potential distribution in the ion flow passage region 5 is controlled by the electric field, so that the operation of extracting or blocking the single ions 48 in a certain time series is repeated, thereby turning ON / OFF the pulse voltage V. , A high-definition single ion implantation apparatus and method repeatedly controlled.
【００６０】本発明の高精細シングルイオン注入装置及
び方法によれば、イオンビームは原理的に理想的な軌道
からずれることはないため、高い照準精度が実現され、
ナノメートル領域へのシングルイオン注入も実現するこ
とができる。According to the high-definition single ion implantation apparatus and method of the present invention, since the ion beam does not deviate from an ideal orbit in principle, high aiming accuracy is realized.
Single ion implantation into the nanometer range can also be realized.
【００６１】照準精度としては例えば２０ｎｍ程度まで
実現されている。即ち、ビーム径５０ｎｍに対して照準
精度２０ｎｍまで実現されており、ナノメートル領域へ
のシングルイオン注入も実現される。The aiming accuracy is realized, for example, up to about 20 nm. That is, aiming accuracy of 20 nm is achieved for a beam diameter of 50 nm, and single ion implantation in the nanometer range is also realized.
【００６２】半導体集積回路（ＬＳＩ）を構成する半導
体デバイスの極微細化を妨げる不純物のゆらぎを、本発
明の高精細シングルイオン抽出方法及び該方法を適用し
た高精細シングルイオン注入装置及び方法を適用して、
制御することによって、更なる高性能ＬＳＩの実現が期
待される。特にシングルイオン照準精度の改善によっ
て、ＬＳＩロードマップ上の更に一世代先の技術として
期待される。The high-definition single-ion extraction method of the present invention and the high-definition single-ion implantation apparatus and method to which the method is applied can be applied to the fluctuation of impurities which hinder the miniaturization of the semiconductor device constituting the semiconductor integrated circuit (LSI). do it,
By controlling, further realization of a high-performance LSI is expected. In particular, improvement in single ion aiming accuracy is expected as a technology one generation ahead on the LSI roadmap.
【００６３】また、半導体材料のみならず、金属、絶縁
体材料へのシングルイオン注入は、材料の局所的性状改
善効果が極めて大きく、改質部位と非改質部位の選択性
を利用してナノメートルオーダーの構造形成が容易に可
能である。ナノ構造集合体の利用価値は高く、新機能デ
バイス、高密度メモリ、高感度センサなど多岐に渡り、
応用分野は非常に広い。In addition, single ion implantation into not only semiconductor materials but also metals and insulator materials has an extremely large effect of improving the local properties of the materials. A structure on the order of meters can be easily formed. The utility value of nanostructure aggregates is high, and it covers a wide range of fields, including new functional devices, high-density memory,
The field of application is very wide.
【００６４】[0064]
【発明の効果】本発明の高精細シングルイオン抽出方法
によれば、シングルイオン抽出用アパチャーへ印加する
バルス電圧だけでシングルイオンを容易に抽出すること
ができ、しかもイオンビームは原理的に理想的な軌道か
らずれないため、高い照準精度を実現することができ
る。According to the high-definition single ion extraction method of the present invention, single ions can be easily extracted only by the pulse voltage applied to the single ion extraction aperture, and the ion beam is ideal in principle. Since it does not deviate from a perfect orbit, high aiming accuracy can be realized.
【００６５】本発明の高精細シングルイオン抽出方法を
適用した高精細シングルイオン注入装置によれば、従来
の集束イオンビーム（ＦＩＢ）をシングルイオン抽出用
アパチャー上で静電的に偏向するビームチョンピング法
によるサブミクロン程度の低い照準精度に比べ、シング
ルイオン抽出用アパチャーに電界を印加し静電誘導的、
電界制御的に開閉することによってシングルイオンを抽
出することから、イオンビームが原理的に理想的な軌道
からずれることがなく、ナノメートル領域へのシングル
イオン注入を実現することができ、高い照準精度を実現
することができる。According to the high-definition single ion implantation apparatus to which the high-definition single ion extraction method of the present invention is applied, beam chopping in which a conventional focused ion beam (FIB) is electrostatically deflected on a single ion extraction aperture. The electric field is applied to the aperture for single ion extraction and the electrostatic induction
Since single ions are extracted by opening and closing by electric field control, the ion beam does not deviate from the ideal trajectory in principle, and single ion implantation into the nanometer range can be realized, and high aiming accuracy Can be realized.
【００６６】本発明の高精細シングルイオン抽出方法を
適用した高精細シングルイオン注入方法によれば、半導
体のドーパントとなる原子のイオン又は液体金属イオン
源として構成可能な各種イオン種として、例えば、ボロ
ン（Ｂ）のイオン、シリコン（Ｓｉ）のイオン、リン
（Ｐ）のイオン、銅（Ｃｕ）のイオン、ガリウム（Ｇ
ａ）のイオン、ゲルマニウム（Ｇｅ）のイオン、砒素
（Ａｓ）のイオン、金（Ａｕ）のイオン等、又はガスソ
ースによるイオン源として構成可能な各種イオン種とし
て、例えば、水素（Ｈ）のイオン、ヘリウム（Ｈｅ）の
イオン、酸素（Ｏ）のイオン、アルゴン（Ａｒ）のイオ
ン等から選択される一のイオンを１個ずつ取り出すシン
グルイオン抽出工程において、シングルイオン抽出用ア
パチャーに印加するパルス電圧を変化させることによっ
てシングルイオンを容易に抽出することができ、しかも
イオンビームは原理的に理想的な軌道からずれないた
め、ナノメートル領域へのシングルイオン注入を実現す
ることができ、高い照準精度を実現することができる。According to the high-definition single-ion implantation method to which the high-definition single-ion extraction method of the present invention is applied, for example, boron as an ion of an atom serving as a semiconductor dopant or various ionic species that can be constituted as a liquid metal ion source is used. (B) ion, silicon (Si) ion, phosphorus (P) ion, copper (Cu) ion, gallium (G)
a) ions, germanium (Ge) ions, arsenic (As) ions, gold (Au) ions, and the like, or various ion species that can be configured as an ion source using a gas source, such as hydrogen (H) ions Pulse voltage applied to a single ion extraction aperture in a single ion extraction step of extracting one ion selected from helium (He) ions, oxygen (O) ions, argon (Ar) ions, etc. Single ions can be easily extracted by changing the ion beam. In addition, since the ion beam does not deviate from the ideal orbit in principle, single ion implantation into the nanometer range can be realized, and high aiming accuracy can be achieved. Can be realized.
【００６７】更に上記高精細シングルイオン注入装置及
び方法において、試料表面近傍に配置された阻止電場印
加用電極に電圧を印加することにより、試料へのシング
ルイオン注入時に減速電界を発生させて、シングルイオ
ンを試料表面に対して軟着陸させることによって、ナノ
メートル領域へのシングルイオン注入を高い照準精度と
ともに実現することができる。Further, in the above-described high-definition single ion implantation apparatus and method, a voltage is applied to an electrode for applying a blocking electric field arranged in the vicinity of the surface of the sample to generate a deceleration electric field at the time of single ion implantation into the sample. By soft landing the ions on the sample surface, single ion implantation into the nanometer range can be realized with high aiming accuracy.
【図１】本発明の第１の実施例としての高精細シングル
イオン抽出方法の模式的説明図FIG. 1 is a schematic explanatory view of a high-definition single ion extraction method as a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施例としての高精細シングル
イオン抽出方法の模式的説明図FIG. 2 is a schematic illustration of a high-definition single ion extraction method as a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３の実施例としての、高精細シング
ルイオン抽出方法を適用した高精細シングルイオン注入
装置の模式的構成図FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a high-definition single ion implantation apparatus to which a high-definition single ion extraction method is applied as a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第４の実施例としての、高精細シング
ルイオン抽出方法を適用した高精細シングルイオン注入
装置の模式的構成図FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a high-definition single ion implantation apparatus to which a high-definition single ion extraction method is applied as a fourth embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第５の実施例としての、高精細シング
ルイオン抽出方法を適用した高精細シングルイオン注入
装置の模式的構成図FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a high-definition single ion implantation apparatus to which a high-definition single ion extraction method is applied as a fifth embodiment of the present invention.
【図６】従来例としてのシングルイオン抽出方法（チョ
ッピング法）の模式的説明図FIG. 6 is a schematic illustration of a single ion extraction method (chopping method) as a conventional example.
１ 集束イオンビーム（ＦＩＢ） ２ チョッピングディフレクタ（ビームチョップ用静電
偏向板） ３，４ 電極 ５ イオン流通過領域 ６ 試料トリミング用液体金属イオン源 ７，１７ 加速器 ８，１８ コンデンサレンズ ９ 質量分析器 １０ 静電型対物レンズ １１ アパチャー １２ 走査偏向用電極 １３ 試料 １４ 試料ステージ １５ 二次電子検出器 １６ シングルイオン照射用液体金属イオン源 １９ 静電型円筒プリズム ２０ 電源手段 ２１ シングルイオン抽出用アパチャー ２２ 一光子検出用ストリークカメラ ２３ 阻止電場発生用電源手段 ３５ 阻止電場印加用電極 ４８ 抽出されたシングルイオンDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Focused ion beam (FIB) 2 Chopping deflector (electrostatic deflection plate for beam chopping) 3, 4 Electrode 5 Ion flow passage area 6 Liquid metal ion source for sample trimming 7, 17 Accelerator 8, 18 Condenser lens 9 Mass analyzer 10 Electrostatic objective lens 11 Aperture 12 Scanning deflection electrode 13 Sample 14 Sample stage 15 Secondary electron detector 16 Liquid metal ion source for single ion irradiation 19 Electrostatic cylindrical prism 20 Power supply 21 Single ion extraction aperture 22 One photon Streak camera for detection 23 Power supply means for generating stop electric field 35 Electrode for applying stop electric field 48 Extracted single ion
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黄 明植 東京都練馬区旭丘１丁目52番２号 (72)発明者 石川 敦貴 東京都杉並区高井戸西２丁目12番25号 Ｆターム(参考） 5C033 AA01 BB01 BB02 5C034 CC17 CD07 DD06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Huang Meikyou 1-52-2 Asahioka, Nerima-ku, Tokyo (72) Inventor Atsuki Ishikawa 2-1-25-2 Takaido Nishi, Suginami-ku, Tokyo F-term (reference ) 5C033 AA01 BB01 BB02 5C034 CC17 CD07 DD06
Claims (14)
束イオンビーム（ＦＩＢ）よりシングルイオンを抽出す
るシングルイオン抽出用アパチャーと、前記シングルイ
オン抽出用アパチャーにパルス電圧を印加する電源手段
とからなる構成において、前記シングルイオン抽出用ア
パチャーは、印加される前記パルス電圧によって、電界
制御的に前記シングルイオン抽出用アパチャー内のイオ
ン流通過領域に広がるポテンシャル分布が制御されて、
イオン流の通過を阻止したり、シングルイオンを抽出す
ることを特徴とする高精細シングルイオン抽出方法。1. A focused ion beam (FIB), a single ion extraction aperture for extracting a single ion from the focused ion beam (FIB), and power supply means for applying a pulse voltage to the single ion extraction aperture. In the configuration, the single ion extraction aperture is controlled by the pulse voltage to be applied, whereby a potential distribution spreading to an ion flow passage area in the single ion extraction aperture in an electric field control manner is controlled,
A high-definition single ion extraction method characterized by preventing passage of an ion flow or extracting a single ion.
束イオンビーム（ＦＩＢ）よりシングルイオンを抽出す
るシングルイオン抽出用アパチャーと、前記シングルイ
オン抽出用アパチャーにパルス電圧を印加する電源手段
とからなる構成において、前記シングルイオン抽出用ア
パチャー近傍における集束イオンビーム（ＦＩＢ）のイ
オンビーム運動エネルギーｑＶｉ（ｑはイオンの電荷
量）に対して、前記シングルイオン抽出用アパチャーに
印加するパルス電圧Ｖは、Ｖ＞Ｖｉの時、イオンビーム
の通過を阻止し、或いは、Ｖｉ≧Ｖの時、イオンビーム
の通過を阻止し、Ｖ＝０の時、シングルイオンを抽出す
ることを特徴とする高精細シングルイオン抽出方法。2. A focused ion beam (FIB), a single ion extraction aperture for extracting a single ion from the focused ion beam (FIB), and power supply means for applying a pulse voltage to the single ion extraction aperture. In the configuration, the pulse voltage V applied to the single ion extraction aperture is V with respect to the ion beam kinetic energy qVi (q is the charge amount of the ion) of the focused ion beam (FIB) near the single ion extraction aperture. High-definition single ion extraction characterized by blocking passage of an ion beam when> Vi, or blocking passage of an ion beam when Vi ≧ V and extracting a single ion when V = 0. Method.
的な構成要素に対して、シングルイオン注入用の構成要
素を加えた高精細シングルイオン注入装置であって、前
記シングルイオン注入用の構成要素として、シングルイ
オン抽出用アパチャーに対してパルス電圧を印加してシ
ングルイオンを抽出する電源手段を具備することを特徴
とする高精細シングルイオン注入装置。3. A high-definition single ion implantation apparatus in which a single ion implantation component is added to standard components of a focused ion beam (FIB) device, wherein the single ion implantation component is used. A high-definition single ion implantation apparatus, comprising: a power supply means for extracting a single ion by applying a pulse voltage to a single ion extraction aperture.
的な構成要素に対して、シングルイオン注入用の構成要
素を加えた高精細シングルイオン注入装置であって、前
記シングルイオン注入用の構成要素として、シングルイ
オン抽出用アパチャーに対してパルス電圧を印加してシ
ングルイオンを抽出する電源手段を具え、 前記シング
ルイオン抽出用アパチャーは、印加される前記パルス電
圧によって、電界制御的に前記シングルイオン抽出用ア
パチャー内のイオン流通過領域に広がるポテンシャル分
布が制御されて、イオン流の通過を阻止したり、シング
ルイオンを抽出することを特徴とする高精細シングルイ
オン注入装置。4. A high-definition single ion implantation apparatus in which components for single ion implantation are added to standard components of a focused ion beam (FIB) apparatus. Power supply means for applying a pulse voltage to the single-ion extraction aperture to extract single ions, wherein the single-ion extraction aperture is configured to perform the single-ion extraction in an electric field-controlled manner by the applied pulse voltage. A high-definition single ion implantation apparatus characterized in that the potential distribution spreading in the ion flow passage area in the application aperture is controlled to block the passage of the ion flow and to extract single ions.
傍における集束イオンビーム（ＦＩＢ）のイオンビーム
運動エネルギーｑＶｉ（ｑはイオンの電荷量）に対し
て、前記シングルイオン抽出用アパチャーに印加するパ
ルス電圧Ｖは、Ｖ＞Ｖｉの時、イオンビームの通過を阻
止し、或いは、Ｖｉ≧Ｖの時、イオンビームの通過を阻
止し、Ｖ＝０の時、シングルイオンを抽出することを特
徴とする請求項３もしくは４の内いずれか１項記載の高
精細シングルイオン注入装置。5. A pulse voltage V applied to the single ion extraction aperture with respect to an ion beam kinetic energy qVi (q is an ion charge amount) of a focused ion beam (FIB) in the vicinity of the single ion extraction aperture. , V> Vi, the passage of an ion beam is blocked, or when Vi ≧ V, the passage of an ion beam is blocked, and when V = 0, a single ion is extracted. Or the high-definition single ion implantation apparatus according to any one of 4.
的な構成要素に対して、シングルイオン注入用の構成要
素を加えた高精細シングルイオン注入装置であって、前
記シングルイオン注入用の構成要素としては、シングル
イオン照射用液体金属イオン源もしくはガスソースイオ
ン源と、前記シングルイオン照射用液体金属イオン源も
しくはガスソースイオン源に結合して配置した加速器
と、前記加速器に結合して配置したコンデンサレンズ
と、前記コンデンサレンズに結合して配置した静電型円
筒プリズムと、前記静電型円筒プリズムに結合して配置
した質量分析器と、前記質量分析器の下側に集束イオン
ビームラインを介して配置したシングルイオン抽出用ア
パチャーと、前記シングルイオン抽出用アパチャーに対
してパルス電圧を印加してシングルイオンを抽出する電
源手段とから構成され、前記標準的な構成要素として
は、試料トリミング用液体金属イオン源もしくはガスソ
ースイオン源と、前記試料トリミング用液体金属イオン
源もしくはガスソースイオン源に結合して配置した加速
器と、前記加速器に結合して配置したコンデンサレンズ
と、前記コンデンサレンズに対して前記静電型円筒プリ
ズムを介して配置された前記質量分析器と、前記質量分
析器に対して、前記シングルイオン抽出用アパチャーを
介して配置された静電型対物レンズと、前記静電型対物
レンズに対して結合して配置されたアパチャーと、前記
アパチャーに対して結合して配置された走査偏向用電極
と、前記試料を保持する試料ステージと、前記抽出され
たシングルイオンを検出する２次電子検出器とから構成
され、前記シングルイオン照射用液体金属イオン源もし
くはガスソースイオン源に結合して配置された前記加速
器によって加速された集束イオンビームから、前記シン
グルイオン抽出用アパチャーに対して前記電源手段から
印加された前記パルス電圧によってイオン流通過領域内
において電界制御されて抽出されたシングルイオンは、
前記アパチャー及び前記走査偏向用電極を介して前記試
料に対してイオン注入されることを特徴とする高精細シ
ングルイオン注入装置。6. A high-definition single ion implantation apparatus in which a single ion implantation component is added to standard components of a focused ion beam (FIB) device, wherein the single ion implantation component is used. A liquid metal ion source or gas source ion source for single ion irradiation, an accelerator coupled to the liquid metal ion source or gas source ion source for single ion irradiation, and a condenser coupled to the accelerator A lens, an electrostatic cylindrical prism coupled to the condenser lens, a mass analyzer coupled to the electrostatic cylindrical prism, and a focused ion beam line below the mass analyzer. A pulse voltage is applied to the single ion extraction aperture and the single ion extraction aperture Power supply means for extracting a single ion by using a liquid metal ion source or gas source ion source for sample trimming and the liquid metal ion source or gas source ion source for sample trimming as standard components. The accelerator arranged in combination, the condenser lens arranged in combination with the accelerator, the mass analyzer arranged through the electrostatic cylindrical prism with respect to the condenser lens, and the mass analyzer An electrostatic objective lens disposed via the single ion extraction aperture, an aperture coupled to the electrostatic objective lens, and an aperture coupled to the aperture. A scanning deflection electrode, a sample stage for holding the sample, and a secondary electron detector for detecting the extracted single ion And from the focused ion beam accelerated by the accelerator arranged and connected to the single ion irradiation liquid metal ion source or gas source ion source, the single ion extraction aperture is applied from the power supply means to the single ion extraction aperture. Single ions extracted by the electric field controlled in the ion flow passage region by the pulse voltage is
A high-definition single ion implantation apparatus, wherein ions are implanted into the sample via the aperture and the scanning deflection electrode.
的な構成要素に対して、シングルイオン注入用の構成要
素を加えた高精細シングルイオン注入装置であって、前
記シングルイオン注入用の構成要素としては、シングル
イオン照射用液体金属イオン源もしくはガスソースイオ
ン源と、前記シングルイオン照射用液体金属イオン源も
しくはガスソースイオン源に結合して配置した加速器
と、前記加速器に結合して配置したコンデンサレンズ
と、前記コンデンサレンズに結合して配置した静電型円
筒プリズムと、前記静電型円筒プリズムに結合して配置
した質量分析器と、前記質量分析器の下側に集束イオン
ビームラインを介して配置したシングルイオン抽出用ア
パチャーと、前記シングルイオン抽出用アパチャーに対
してパルス電圧を印加してシングルイオンを抽出する電
源手段とから構成され、前記標準的な構成要素として
は、前記質量分析器に対して、前記シングルイオン抽出
用アパチャーを介して配置された静電型対物レンズと、
前記静電型対物レンズに対して結合して配置されたアパ
チャーと、前記アパチャーに対して結合して配置された
走査偏向用電極と、前記試料を保持する試料ステージ
と、前記抽出されたシングルイオンを検出する２次電子
検出器とから構成され、前記シングルイオン照射用液体
金属イオン源もしくはガスソースイオン源に結合して配
置された前記加速器によって加速された集束イオンビー
ムから、前記シングルイオン抽出用アパチャーに対して
前記電源手段から印加された前記パルス電圧によってイ
オン流通過領域内において電界制御されて抽出されたシ
ングルイオンは、前記アパチャー及び前記走査偏向用電
極を介して前記試料に対してイオン注入されることを特
徴とする高精細シングルイオン注入装置。7. A high-definition single ion implantation apparatus in which a single ion implantation component is added to standard components of a focused ion beam (FIB) device, wherein the single ion implantation component is used. A liquid metal ion source or gas source ion source for single ion irradiation, an accelerator coupled to the liquid metal ion source or gas source ion source for single ion irradiation, and a condenser coupled to the accelerator A lens, an electrostatic cylindrical prism coupled to the condenser lens, a mass analyzer coupled to the electrostatic cylindrical prism, and a focused ion beam line below the mass analyzer. A pulse voltage is applied to the single ion extraction aperture and the single ion extraction aperture Power supply means for extracting single ions, and as the standard components, with respect to the mass analyzer, an electrostatic objective lens disposed via the single ion extraction aperture,
An aperture coupled to the electrostatic objective lens, a scanning deflection electrode coupled to the aperture, a sample stage holding the sample, and the extracted single ion From the focused ion beam accelerated by the accelerator arranged in combination with the liquid metal ion source for single ion irradiation or the gas source ion source. Single ions extracted by the electric field controlled in the ion flow passage area by the pulse voltage applied to the aperture from the power supply means are ion-implanted into the sample via the aperture and the scanning deflection electrode. A high-definition single ion implanter characterized by being performed.
して、更に、シングルイオン入射によって発生した一光
子検出用ストリークカメラを具備することを特徴とする
請求項６もしくは７の内、いずれか１項記載の高精細シ
ングルイオン注入装置。8. The streak camera according to claim 6, further comprising a streak camera for detecting one-photon generated by incidence of a single ion, as a component for the single ion implantation. High-definition single ion implanter.
して、更に、前記走査偏向用電極と前記試料との間に配
置され、前記抽出されたシングルイオンを前記試料に対
して減速電界とともに注入する阻止電場印加用電極を具
備することを特徴とする請求項６乃至８の内、いずれか
１項記載の高精細シングルイオン注入装置。9. The component for single ion implantation, further disposed between the scanning deflection electrode and the sample, for preventing the extracted single ion from being injected into the sample together with a deceleration electric field. The high-definition single ion implantation apparatus according to any one of claims 6 to 8, further comprising an electrode for applying an electric field.
として、更に、前記試料ステージに結合され、前記抽出
されたシングルイオンを前記試料に対して減速電界とと
もに注入する阻止電場発生用電源手段を具備することを
特徴とする請求項６乃至８の内、いずか１項記載の高精
細シングルイオン注入装置。10. A power source for generating a blocking electric field, which is coupled to the sample stage and injects the extracted single ions into the sample together with a decelerating electric field, as a component for the single ion implantation. The high-definition single ion implantation apparatus according to any one of claims 6 to 8, wherein:
ン又は液体金属イオン源として構成される各種イオン
種、又はガスソースによるイオン源として構成される各
種イオン種から選択される一のイオンを、シングルイオ
ン抽出用アパチャーに印加するパルス電圧Ｖをイオンビ
ーム運動エネルギーｑＶｉ（ｑはイオンの電荷量）に対
して、Ｖ＞Ｖｉ或いはＶｉ≧Ｖの時、イオンビームの通
過を阻止し、Ｖ＝０の時、シングルイオンを１個ずつ取
り出すシングルイオン抽出工程と、試料の極微小領域を
的にして絞り、前記抽出されたシングルイオンが注入さ
れるべき領域に照準する照準工程と、前記１個ずつ抽出
されたシングルイオンを前記照準された試料の極微小領
域に所定の加速エネルギーで打ち込むシングルイオン注
入工程とから構成され、前記シングルイオン抽出工程に
より１個ずつ抽出されたシングルイオンを前記照準工程
により、前記試料の極微小領域を的にして照準するとと
もに、前記シングルイオン注入工程によってシングルイ
オン注入を行なうことを特徴とする高精細シングルイオ
ン注入方法。11. An ion selected from the group consisting of an ion of an atom serving as a dopant in a semiconductor or various ionic species configured as a liquid metal ion source, or an ionic species configured as an ion source using a gas source, is converted into a single ion. When the pulse voltage V applied to the extraction aperture is V> Vi or Vi ≧ V with respect to the ion beam kinetic energy qVi (q is the charge amount of the ion), the passage of the ion beam is blocked, and when V = 0 A single ion extraction step of extracting single ions one by one, an aiming step of narrowing down a very small area of the sample to aim at an area where the extracted single ions are to be implanted, and A single ion implantation step of implanting a single ion at a predetermined acceleration energy into a very small area of the sample to be aimed. The single ions extracted one by one in the single ion extraction step are aimed at a very small region of the sample in the aiming step, and single ion implantation is performed in the single ion implantation step. High-definition single ion implantation method.
る各種イオン種は、ボロン（Ｂ）のイオン、シリコン
（Ｓｉ）のイオン、リン（Ｐ）のイオン、銅（Ｃｕ）の
イオン、ガリウム（Ｇａ）のイオン、ゲルマニウム（Ｇ
ｅ）のイオン、砒素（Ａｓ）のイオン、金（Ａｕ）のイ
オンを含むことを特徴とする請求項１１記載の高精細シ
ングルイオン注入方法。12. The various ion species configured as the liquid metal ion source include boron (B) ions, silicon (Si) ions, phosphorus (P) ions, copper (Cu) ions, and gallium (Ga) ions. ) Ion, germanium (G
12. The high-definition single ion implantation method according to claim 11, comprising ions of e), ions of arsenic (As), and ions of gold (Au).
構成される各種イオン種は、水素（Ｈ）のイオン、ヘリ
ウム（Ｈｅ）のイオン、酸素（Ｏ）のイオン、アルゴン
（Ａｒ）のイオンを含むことを特徴とする請求項１１記
載の高精細シングルイオン注入方法。13. The various ion species configured as the ion source by the gas source include hydrogen (H) ions, helium (He) ions, oxygen (O) ions, and argon (Ar) ions. The high-definition single ion implantation method according to claim 11, characterized in that:
ンを前記照準された前記試料の極微小領域に所定の加速
エネルギーで打ち込むシングルイオン注入工程におい
て、前記１個ずつ抽出されたシングルイオンは、前記試
料の近傍に配置された阻止電場印加用電極に印加された
電圧もしくは阻止電場発生用電源手段によって試料ステ
ージに印加された電圧により、前記試料に対して減速電
界を受けて柔軟に着陸することを特徴とする請求項１１
乃至１３の内、いずれか１項記載の高精細シングルイオ
ン注入方法。14. A single ion implantation step of implanting the single ions extracted one by one into a microscopic region of the sighted sample with a predetermined acceleration energy, wherein the single ions extracted one by one are A flexible electric field is applied to the sample by receiving a decelerating electric field with respect to the sample by the voltage applied to the stopping electric field applying electrode arranged near the sample or the voltage applied to the sample stage by the stopping electric field generating power supply means. Claim 11
14. The high-definition single ion implantation method according to any one of Items 13 to 13.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11187323A JP2001015059A (en) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | High precision single ion extracting method, and high precision single ion injecting device and method using it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11187323A JP2001015059A (en) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | High precision single ion extracting method, and high precision single ion injecting device and method using it |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001015059A true JP2001015059A (en) | 2001-01-19 |
Family
ID=16204007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11187323A Pending JP2001015059A (en) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | High precision single ion extracting method, and high precision single ion injecting device and method using it |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001015059A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003019635A1 (en) * | 2001-08-27 | 2003-03-06 | Unisearch Limited | Method and system for single ion implantation |
| KR100755071B1 (en) | 2006-05-18 | 2007-09-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | Partial implantation apparatus and method |
| JP2009140925A (en) * | 2007-12-05 | 2009-06-25 | Ict Integrated Circuit Testing Ges Fuer Halbleiterprueftechnik Mbh | High resolution gas field ion column reducing load to test piece |
| WO2019186938A1 (en) * | 2018-03-29 | 2019-10-03 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Charged-particle beam device |
| WO2024146537A1 (en) * | 2023-01-04 | 2024-07-11 | 上海交通大学 | Linear-array-type single-ion implantation system |
-
1999
- 1999-07-01 JP JP11187323A patent/JP2001015059A/en active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003019635A1 (en) * | 2001-08-27 | 2003-03-06 | Unisearch Limited | Method and system for single ion implantation |
| US7002166B2 (en) | 2001-08-27 | 2006-02-21 | Qucor Pty Ltd | Method and system for single ion implantation |
| CN1295754C (en) * | 2001-08-27 | 2007-01-17 | 库克有限公司 | Method and system for single ion implantation |
| AU2002322184B2 (en) * | 2001-08-27 | 2007-03-29 | Newsouth Innovations Pty Limited | Method and system for single ion implantation |
| KR100755071B1 (en) | 2006-05-18 | 2007-09-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | Partial implantation apparatus and method |
| JP2009140925A (en) * | 2007-12-05 | 2009-06-25 | Ict Integrated Circuit Testing Ges Fuer Halbleiterprueftechnik Mbh | High resolution gas field ion column reducing load to test piece |
| WO2019186938A1 (en) * | 2018-03-29 | 2019-10-03 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Charged-particle beam device |
| JPWO2019186938A1 (en) * | 2018-03-29 | 2021-02-25 | 株式会社日立ハイテク | Charged particle beam device |
| US11183359B2 (en) | 2018-03-29 | 2021-11-23 | Hitachi High-Tech Corporation | Charged particle beam apparatus |
| WO2024146537A1 (en) * | 2023-01-04 | 2024-07-11 | 上海交通大学 | Linear-array-type single-ion implantation system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5689415B2 (en) | Magnetic energy filter after decel in ion implantation system | |
| US3845312A (en) | Particle accelerator producing a uniformly expanded particle beam of uniform cross-sectioned density | |
| JPH07101602B2 (en) | Device for scanning a high current ion beam with a constant incident angle | |
| JP2002517885A (en) | Acceleration and analysis architecture for ion implanters | |
| JP2009535765A (en) | Method and system for ion beam particle capture and ion beam focusing | |
| DE4426594C2 (en) | switching device | |
| EP2478546B1 (en) | Distributed ion source acceleration column | |
| US3585397A (en) | Programmed fine ion implantation beam system | |
| US4687940A (en) | Hybrid focused-flood ion beam system and method | |
| KR20030064748A (en) | Electrostatic trap for particles entrained in an ion beam | |
| DE60105199T2 (en) | SEM WITH A SECONDARY ELECTRODE DETECTOR WITH A CENTRAL ELECTRODE | |
| KR101702908B1 (en) | Adjustable louvered plasma electron flood enclosure | |
| US9689068B2 (en) | Deposition and patterning using emitted electrons | |
| JP2001015059A (en) | High precision single ion extracting method, and high precision single ion injecting device and method using it | |
| JPH09145896A (en) | Fast atomic beam source | |
| JP2946433B2 (en) | Ion beam control system | |
| JP2000505589A (en) | Mass sorter | |
| JPH0782119B2 (en) | Ion beam irradiation method | |
| JPH0693352B2 (en) | Ion implanter | |
| WO2011070156A2 (en) | Device and method for the ion beam modification of a semiconductor substrate | |
| JPH06267490A (en) | Negative ion injecting device | |
| DE102015104213A1 (en) | Apparatus and method for generating and emitting a charge and mass separated ion beam variable energy | |
| JPH02112140A (en) | Low speed ion gun | |
| JPS63299041A (en) | Ion beam neutralization device | |
| JPH04284343A (en) | Device and method of ion beam irradiation |