DE19618734C2 - Ion source for an ion beam system - Google Patents

Ion source for an ion beam system

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ionenquelle für eine Ionenstrahlanlage gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.The present invention relates to an ion source for an ion beam system according to the preamble of the patent claim 1.

Ionenquellen finden ihre technische Anwendung in Bereichen, in denen ein großflächiger homogener Ionenstrahl erforder­ lich ist. Dies ist beispielsweise bei der Großflächenionen­ implantation zur Dotierung von Halbleitern, bei der Tribo­ logie zur Oberflächenhärtung und bei der ionenstrahlunter­ stützten Beschichtung der Fall.Ion sources find their technical application in areas in which a large-area homogeneous ion beam is required is. This is the case with large-area ions, for example implantation for the doping of semiconductors in the Tribo technology for surface hardening and ion beam supported coating the case.

Der Trend in der Ionenimplantation für die hochintegrierte Mikroelektronik geht zu geringeren Ionenenergien bei größe­ ren Implantationsflächen. Die Höchstintegration mit mehr als 107 Bauelementen pro Schaltung verlangt eine Reduzierung der pn-Übergangstiefe. Zum Beispiel sind in der CMOS-Technologie für die Drain und die Source ultrafache pn-Übergänge mit einer Tiefe von weniger als 100 nm erforderlich. Die Her­ stellung von immer flacheren pn-Übergängen bereitet vor allem bei der Implantation von Bor für p+-Gebiete große technologische Schwierigkeiten. Die hierfür erforderlichen Anforderungen an die Ionenimplantation, wie z. B. eine ge­ ringe Ionenenergie deutlich unterhalb von 30 keV, hoher Ionenstrom bzw. hoher Durchsatz, paralleler Strahl bei großen Implantationsflächen und hohe Homogenität werden von derzeit erhältlichen kommerziellen Anlagen nicht erfüllt.The trend in ion implantation for highly integrated microelectronics is towards lower ion energies with larger implantation areas. The maximum integration with more than 10 7 components per circuit requires a reduction in the pn junction depth. For example, in CMOS technology, drain and source ultra-thin pn junctions with a depth of less than 100 nm are required. The manufacture of ever flatter pn junctions poses great technological difficulties, particularly in the implantation of boron for p + regions. The required requirements for ion implantation, such as. B. a low ion energy ge well below 30 keV, high ion current or high throughput, parallel beam with large implantation areas and high homogeneity are not met by currently available commercial systems.

Ein weiteres Leistungsmerkmal für zukünftige Halbleiterfer­ tigungsgeräte ist die Integrierbarkeit in sogenannten Mehr­ kammerprozeßanlagen, die auch als Cluster-Systeme bezeichnet werden. Dies erfordert die Entwicklung kleiner Prozeßmodule, die von einem zentralen Roboter mit Prozeßscheiben bedient werden können. Solche System haben den Vorteil, daß mehrere Prozeßschritte in einer Anlage ausgeführt werden können. Durch die steigende Anzahl an Prozeßschritten bei der Halb­ leiterfertigung und höhere Anforderungen an die Flexibilität des Fertigungsprozesses gewinnen solche Anlagen immer mehr an Bedeutung. Herkömmliche Implantationsanlagen eignen sich nicht für eine Integration in eine Mehrkammerprozeßanlage, da sie in ihren Abmessungen zu groß sind. Die immer kom­ plexer und teuerer werdenden kommerziellen Anlagen erfordern weiterhin einen hohen Wartungsaufwand und eine große Rein­ raumfläche, was wiederum zu hohen Betriebskosten führt.Another feature for future semiconductor remote is the integrability in so-called more Chamber process plants, also known as cluster systems  become. This requires the development of small process modules operated by a central robot with process disks can be. Such systems have the advantage that several Process steps can be carried out in a plant. Due to the increasing number of process steps in the half conductor production and higher demands on flexibility Such systems are gaining more and more in the manufacturing process in importance. Conventional implantation systems are suitable not for integration into a multi-chamber process plant, because their dimensions are too big. They always come require more complex and expensive commercial systems still a high maintenance and a large clean area, which in turn leads to high operating costs.

Um den genannten Anforderungen Rechnung tragen zu können, ist eine neue Ionenstrahltechnologie nötig. Eine Möglichkeit bietet die sogenannte "Plasma Immersion Ion Implantation", kurz PIII. In solchen Anlagen wird mittels hochfrequenter elektromagnetischer Anregungen ein Plasma in der Implanta­ tionskammer ausgebildet. Die Ionendichte in diesem Bereich beträgt in der Regel 1010 bis 1011 cm-3. Durch Anlegen einer negativen Spannung, die bis zu einigen Kilovolt betragen kann, werden die positiven Ionen aus dem Plasma in Richtung einer Probe, die zu bearbeiten ist, beschleunigt. Eine PIII-Anlage hat eine Reihe von Vorteilen, wie z. B. hoher Ionenstrom, niedrige Prozeßkosten und ist ein kompaktes, wartungsarmes System, welches sich sehr gut für Mehrkammer­ prozeßanlagen eignet.In order to be able to meet the requirements mentioned, new ion beam technology is necessary. One possibility is the so-called "plasma immersion ion implantation", or PIII for short. In such systems, a plasma is formed in the implantation chamber by means of high-frequency electromagnetic excitations. The ion density in this area is usually 10 10 to 10 11 cm -3 . By applying a negative voltage, which can be up to a few kilovolts, the positive ions from the plasma are accelerated towards a sample that is to be processed. A PIII system has a number of advantages, such as B. high ion current, low process costs and is a compact, low-maintenance system, which is very suitable for multi-chamber process plants.

Obwohl das PIII-Verfahren schon lange bekannt ist, konnte es sich bisher nicht bei der Implantation bei der Halbleiter­ technologie durchsetzen. Die Gründe hierfür sind die un­ scharfe Energieverteilung (Energiekontamination), die inho­ mogene Dosisverteilung und die Kontamination der Proben mit Schwermetallen oder unerwünschten Ionenarten.Although the PIII process has been known for a long time, it could has so far not been involved in implantation in the semiconductor enforce technology. The reasons for this are the un sharp energy distribution (energy contamination), the inho homogeneous dose distribution and contamination of the samples Heavy metals or undesirable types of ions.

Bekannte Ionenquellen für die Erzeugung großflächiger Ionen­ strahlen sind die Hochfrequenz- und die Elektro-Zyklotron- Resonanz-Ionenquelle.Known ion sources for the generation of large-area ions the high-frequency and electro-cyclotron  Resonance ion source.

Bei Hochfrequenz-Ionenquellen (HF-Ionenquelle) liegt der Ar­ beitsdruck bei etwa 10-3 bis 10-2 mbar. Bei diesen Ionen­ quellen ist die einfache Bauart und der geringe Leistungsbe­ darf von Vorteil. Die Hochfrequenz wird kapazitiv bzw. in­ duktiv eingekoppelt. Ist ein sehr sauberes Plasma erforder­ lich, besteht der Plasmareaktor aus einem Quarzdom. Durch die Verwendung eines Quarzdoms wird die Hochfrequenzeinkopp­ lung und ein gleichmäßig verteilter Gaseinlaß in den Plasma­ raum erschwert. Um diese Nachteile, die zu inhomogenen Ionenverteilungen und höheren Arbeitsdrücken führen, zu ver­ meiden, werden bei vielen Herstellern Metallteile im Plas­ maraum eingesetzt. Dies wiederum führt zu einer Metallkonta­ mination auf den Prozeßscheiben und schließt eine Verwendung dieser Ionenquellenart für die großflächige Ionenimplanta­ tion aus. Die herkömmlichen großflächigen HF-Ionenquellen sind deshalb nur für Ionenätzen geeignet. Da beim Ätzen sich die Kontaminationen an der Oberfläche befinden und nicht in den Halbleiter implantiert werden, können diese wieder ent­ fernt werden.With high-frequency ion sources (HF ion source), the working pressure is approximately 10 -3 to 10 -2 mbar. With these ion sources, the simple design and the low power requirement are an advantage. The high frequency is coupled capacitively or inductively. If a very clean plasma is required, the plasma reactor consists of a quartz dome. The use of a quartz dome makes high frequency coupling and an evenly distributed gas inlet into the plasma space more difficult. In order to avoid these disadvantages, which lead to inhomogeneous ion distributions and higher working pressures, many manufacturers use metal parts in the plasma space. This in turn leads to metal contamination on the process disks and precludes the use of this type of ion source for large-area ion implantation. The conventional large-area HF ion sources are therefore only suitable for ion etching. Since the contaminants are on the surface during etching and are not implanted in the semiconductor, they can be removed again.

Elektron-Zyklotron-Resonanz-Ionenquellen (ECR-Ionenquellen) zeichnen sich aufgrund der Elektron-Zyklotron-Resonanz durch eine höhere Plasmadichte (1012 bis 1013 cm-3) als Hochfre­ quenzplasmen (1010 bis 1011 cm-3) aus. Daher arbeiten diese Quellen bei einem geringeren Prozeßdruck im Bereich von 10-5 bis 10-2 mbar. Ein Nahteil der ECR-Ionenquellen ist die durch das Magnetfeld entstehende Divergenz des Ionenstrahls. Ebenso wie im Falle der HF-Quellen ist für Anwendungen im Halbleiterbereich zur Reduzierung der Kontamination ein Quarzdom erforderlich. Dies erschwert auch hier den gleich­ mäßig verteilten Gaseinlaß und die Mikrowelleneinkopplung. Es werden daher bei manchen Herstellern Metallteile im Plasmaraum verwendet. Die ECR-Quellen werden für die her­ kömmliche Ionenimplantation (mit Massenseparation) und für Ätzanwendungen verwendet. Für die großflächige Ionenimplan­ tation sind sie aus den bisher ungelösten Kontaminationspro­ blemen und aufgrund der hohen magnetischen Felder nicht ein­ setzbar. Weiterhin nimmt mit zunehmender Größe die Homogeni­ tät des Plasmas ab, da die ECR-Bedingung meist nur am Rand des Plasmas erfüllt wird. Eine solche ECR-Ionenquelle ist beispielsweise aus der DE 37 08 716 A1 bekannt.Electron cyclotron resonance ion sources (ECR ion sources) are characterized by a higher plasma density (10 12 to 10 13 cm -3 ) than high frequency plasmas (10 10 to 10 11 cm -3 ) due to the electron cyclotron resonance. Therefore, these sources work at a lower process pressure in the range of 10 -5 to 10 -2 mbar. A close part of the ECR ion sources is the divergence of the ion beam caused by the magnetic field. As in the case of RF sources, a quartz dome is required for applications in the semiconductor sector to reduce contamination. This also complicates the evenly distributed gas inlet and the microwave coupling. Therefore, some manufacturers use metal parts in the plasma room. The ECR sources are used for conventional ion implantation (with mass separation) and for etching applications. For the large-scale ion implantation, they cannot be used due to the unsolved contamination problems and due to the high magnetic fields. Furthermore, the homogeneity of the plasma decreases with increasing size, since the ECR condition is usually only met at the edge of the plasma. Such an ECR ion source is known for example from DE 37 08 716 A1.

Eine weitere bekannte Ionenquelle ist die sogenannte Kauf­ mannionenquelle, die jedoch für viele Anwendungen aus Konta­ minationsgründen ausscheidet. Besonders problematisch bei der Verwendung von Kaufmannionenquellen ist die Korrosion und das Absputtern der Glühkathode.Another known ion source is the so-called purchase mannion source, but for many applications from Konta due to minimization reasons. Particularly problematic with Corrosion is the use of merchant ion sources and sputtering the hot cathode.

Im Stand der Technik sind Ionenstrahlanlagen bekannt, die sogenannte Ionenoptiken verwenden. Bisherige Ionenoptiken für großflächige Ionenstrahlen sind jedoch auf die Extrak­ tion und die Beschleunigung von Ionen aus dem Plasma be­ grenzt. Es ist mit diesen bekannten Ionenoptiken nicht mög­ lich, einen großflächigen Ionenstrahl abzulenken, ohne die Homogenität des Ionenstrahls zu beeinträchtigen und ohne eine zusätzliche Kontaminationsquelle in den Ionenstrahl einzubringen. Da die bisherigen Gitter oder Ablenkeinrich­ tungen aus Metall oder Graphit bestehen, wird durch Ionen­ strahlzerstäubung Material abgetragen, welches die Halblei­ terproben kontaminiert. Ein weiteres Problem bei den bisher­ igen Gittern besteht darin, daß die Gitterstruktur auf der Prozeßscheibe abgebildet wird. Extraktionsgitter sind bei­ spielsweise in der DE 43 15 348 A1 und in der DE 36 01 632 A1 beschrieben.In the prior art, ion beam systems are known that use so-called ion optics. Previous ion optics for large-area ion beams, however, are on the Extrak tion and the acceleration of ions from the plasma borders. It is not possible with these known ion optics deflect a large-area ion beam without the To affect the homogeneity of the ion beam and without an additional source of contamination in the ion beam bring in. Because the previous grid or deflecting device ions made of metal or graphite is replaced by ions jet atomization material removed, which the half lead contaminated. Another problem with the so far ig lattices is that the lattice structure on the Process disk is mapped. Extraction grids are included for example in DE 43 15 348 A1 and in DE 36 01 632 A1 described.

Die JP 2-20018 A betrifft eine Elektrodenstruktur für einen Plasmareaktor, und der Plasmareaktor umfaßt eine obere Elek­ trode, die mit einer Hochfrequenzleistungsquelle verbunden ist, und eine untere Elektrode. Beide Elektroden sind in einem oberen Abschnitt einer Kammer angeordnet. Ein Dotier­ gas wird in die Kammer durch eine Gaszuführungsröhre zuge­ führt und fließt zwischen die Elektroden in einem laminaren Fluß oder durch Diffusion. Um nunmehr eine Dotierung einer Probe ohne Kontamination durch Elektrodenkomponenten zu er­ reichen, wird eine Elektrode verwendet, die aus dem Material besteht, mit dem der Wafer zu dotieren ist.JP 2-20018 A relates to an electrode structure for one Plasma reactor, and the plasma reactor includes an upper elec trode connected to a high frequency power source and a lower electrode. Both electrodes are in an upper portion of a chamber. A grant gas is drawn into the chamber through a gas feed tube leads and flows between the electrodes in a laminar Flow or by diffusion. To now endow a Sample without contamination from electrode components  range, an electrode is used that is made of the material with which the wafer is to be doped.

Die EP 0405855 A und die US-A-5,396,076 betreffen herkömm­ liche Implantationsanlagen, bei denen die Aperturen und Elektroden aus Silizium angefertigt sind, um Kontaminationen zu vermeiden. Die beschriebenen Implantationsanlagen arbei­ ten mit Glühkathodenionenquellen aus Metall, wie beispiels­ weise Molybdän oder Wolfram, und ein weiterer Hauptbestand­ teil eines solchen Systems ist die Massenseparation, die Be­ schleunigungsröhre und die Implantationskammer mit mecha­ nischer Ablenkung. Da der Ionenstrahl dünn im Vergleich zur Probe ist und eine Gaußsche Intensitätsverteilung hat, muß er mechanisch, magnetisch und elektrostatisch über die Probe abgelenkt werden.EP 0405855 A and US-A-5,396,076 relate conventionally Liche implantation systems in which the apertures and Silicon electrodes are made to prevent contamination to avoid. The described implantation systems work ten with hot cathode ion sources made of metal, such as wise molybdenum or tungsten, and another major inventory part of such a system is mass separation, the Be acceleration tube and the implantation chamber with mecha African distraction. Because the ion beam is thin compared to the Is a sample and has a Gaussian intensity distribution mechanically, magnetically and electrostatically over the sample get distracted.

Die DE 36 32 340 A1, die DE 37 08 716 A1, die JP-A-63252341 und die JP-A-63190228 offenbaren einfache Gitterstrukturen, die bei höherer Energie der Ionen, beispielsweise über 5 KeV, auf der Probe abgebildet werden, und zu einer inhomogenen und somit unbrauchbaren Implantation führen.DE 36 32 340 A1, DE 37 08 716 A1, JP-A-63252341 and JP-A-63190228 disclose simple lattice structures that with higher energy of the ions, for example above 5 KeV, mapped on the sample, and to an inhomogeneous and thus lead to useless implantation.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ionenquelle zu schaffen, bei der Kontaminationen der Prozeß­ scheibe sicher vermieden werden können, die eine großflä­ chige Ionenimplantation von Proben ermöglicht und die Nach­ teile, die der direkten Anordnung des Plasmas über der Pro­ zeßscheibe zugeordnet sind, sicher vermeidet.The present invention has for its object a To create ion source when contaminating the process can be safely avoided, the large area ion implantation of samples and the after parts that the direct arrangement of the plasma over the Pro are assigned to avoiding.

Diese Aufgabe wird durch eine Ionenquelle gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by an ion source according to claim 1 solved.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht dar­ in, eine Ionenstrahlanlage zu schaffen, die die Erzeugung eines großflächigen, homogenen und kontaminationsfreien Ionenstrahls mit niedriger Ionenenergie und hohem Ionenstrom ermöglicht. Another object of the present invention is in to create an ion beam machine that is generating a large, homogeneous and contamination-free Ion beam with low ion energy and high ion current enables.  

Diese Aufgabe wird durch eine Ionenstrahlanlage nach An­ spruch 8 gelöst.This task is accomplished by an ion beam system according to An saying 8 solved.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß mittels der neuartigen Ionenstrahlanlage ein kontaminations­ freier Ionenstrahl erzeugt, extrahiert, abgelenkt und be­ schleunigt werden kann, wobei die für die Erzeugung, Extra­ hierung, Ablenkung und Beschleunigung wesentlichen Elemente der Ionenquelle und der Ionenoptik gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus Silizium bestehen und deshalb für sehr saubere Prozesse in der Siliziumhalbleitertechnologie geeignet sind.The advantage of the present invention is that contamination using the new ion beam system free ion beam generated, extracted, deflected and be can be accelerated, being for generation, extra tion, distraction and acceleration essential elements the ion source and the ion optics according to a preferred Embodiment consist of silicon and therefore for very clean processes in silicon semiconductor technology  are suitable.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht dar­ in, daß mittels der erfindungsgemäßen Ionenstrahlanlage die oben beschriebenen Nachteile der bekannten Implantationsan­ lagen reduziert bzw. vollständig ausgeräumt werden und fer­ ner ein kostengünstiges, kompaktes und integrierbares System mit hohem Durchsatz und niedrigen Betriebskosten geschaffen wird, das speziell für die Implantation von hohen Dosen bei niedriger Energie, kleiner als 10 keV, geeignet ist.Another advantage of the present invention is in that by means of the ion beam system according to the invention Disadvantages of the known Implantationsan described above were reduced or completely cleared out and fer ner an inexpensive, compact and integrable system created with high throughput and low operating costs that is specially designed for the implantation of high doses low energy, less than 10 keV, is suitable.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß mittels der neuar­ tigen Ionenoptik, die beispielsweise aus Silizium besteht, der Ionenstrahl kontaminationsfrei extrahiert, beschleunigt und/oder abgelenkt werden kann, ohne daß sich eine Gitter­ struktur auf der Prozeßscheibe abbildet. Ferner kann die Form des Ionenstrahls dem Substrat bzw. der Prozeßscheibe angepaßt werden, wobei die Größe beliebig ist. Somit eignet sich die erfindungsgemäße Ionenquelle auch für die Prozessierung von quadratischen Substraten, wie z. B. für LCD-Anzeigen.Another advantage is that by means of the neuar term ion optics, which consist for example of silicon, the ion beam extracted without contamination, accelerated and / or can be deflected without a grid structure on the process disk. Furthermore, the Shape of the ion beam to the substrate or the process disk can be adjusted, the size is arbitrary. Consequently the ion source according to the invention is also suitable for Processing of square substrates, such as. B. for LCD displays.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ionenstrahlanlage besteht darin, daß es nun möglich ist, die Vorteile der Plasmadotierung mit den Vorteilen der herkömmlichen Ionenim­ plantation zu verbinden. Es wird ein modernes, leistungs­ fähiges Halbleiterfertigungsgerät geschaffen, das den Anfor­ derungen in der Ionenimplantationstechnik nach immer höherem Durchsatz bei niedriger Energie und hoher Dosis gerecht wird.Another advantage of the ion beam system according to the invention is that it is now possible to take advantage of Plasma doping with the advantages of conventional ions plantation to connect. It will be a modern, performance capable semiconductor manufacturing device that meets the requirements changes in ion implantation technology for ever higher Low energy and high dose throughput becomes.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht dar­ in, daß ein sehr sauberes Plasma und somit ein kontamina­ tionsfreier Ionenstrahl erzeugt wird, da der Plasmaraum z. B. vollständig mit Quarzglas und Silizium abgeschirmt ist. Fer­ ner wird eine optimale Hochfrequenzeinkopplung sicherge­ stellt, da sich die Elektroden unmittelbar am Plasma befin­ den und den Plasmaraum abgrenzen. Another advantage of the present invention is in that a very clean plasma and thus a kontamina tion-free ion beam is generated because the plasma space z. B. is completely shielded with quartz glass and silicon. Fer An optimal high-frequency coupling is ensured as the electrodes are directly on the plasma delimit the and the plasma room.  

Wiederum ein weiterer Vorteil besteht darin, daß ein sehr homogenes Plasma auch bei großen Flächen erzeugt werden kann, wobei im Gegensatz zu anderen Plasmaquellen die Homo­ genität mit steigender Fläche bei einem Parallelplatten-Re­ aktor zunimmt.Yet another advantage is that a very homogeneous plasma can be generated even with large areas can, whereas in contrast to other plasma sources the Homo genity with increasing area for a parallel plate re actuator increases.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Form des Ionen­ strahls beliebig ist und somit der Form der zu bearbeitenden Probe angepaßt werden kann. Ferner wird eine kontaminations­ freie Auskopplung der Ionen aus dem Plasma durch Verwendung eines Siliziumgitters oder eines Siliziumschlitzgitters sichergestellt. Durch sogenanntes Wobbeln bzw. Ablenken des Ionenstrahls wird die Abbildung der Gitter auf den Prozeß­ scheiben verhindert.Another advantage is that the shape of the ion is arbitrary and thus the shape of the to be processed Sample can be customized. Furthermore, a contamination free coupling of the ions from the plasma through use a silicon grid or a silicon slot grid ensured. By wobbling or distracting the Ion beam will map the lattice to the process disks prevented.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines kostengünstigen, kompakten und inte­ grierbaren Systems, das geringe Anschaffungs-, Wartungs- und Betriebskosten hat.Another advantage of the present invention is the creation of an inexpensive, compact and inte gratable system, the low purchase, maintenance and Has operating costs.

Ferner hat die erfindungsgemäße Ionenstrahlanlage den Vor­ teil eines hohen Durchsatzes und niedriger Prozeßkosten, wo­ hingegen es bei herkömmlichen Implantationsanlagen bei der Herstellung von flachen pn-Übergängen aufgrund der niedrigen Ionenenergie zu einer drastischen Reduzierung des Ionenstro­ mes und somit zu einem niedrigen Durchsatz kommt. Der Vor­ teil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß mittels der neuen Ionenquelle es ermöglicht wird, sehr kurze Implan­ tationszeiten bei hohen Dosen zu erreichen.Furthermore, the ion beam system according to the invention has the front part of a high throughput and low process costs, where on the other hand, it is the case with conventional implantation systems Production of flat pn junctions due to the low Ion energy to drastically reduce the ion current mes and thus leads to a low throughput. The before part of the present invention is that means the new ion source enables very short implan to achieve tation times with high doses.

Wiederum ein weiterer Vorteil der vorliegenden erfindungsge­ mäßen Ionenstrahlanlage besteht darin, daß ein Implanta­ tionsmodul geschaffen wird, das vollständig neue technologi­ sche Möglichkeiten bietet, wie z. B. die Durchführung mehrerer Prozeßschritte in einer Anlage, wenn das Implanta­ tionsmodul beispielsweise mit einem Tempermodul kombiniert wird. Yet another advantage of the present invention moderate ion beam system consists in the fact that an implant tion module is created, the completely new technology offers opportunities such as B. the implementation several process steps in one system, if the implant tion module, for example, combined with a temp module becomes.  

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ionenquelle be­ steht darin, daß diese für Anwendungen, die einen groß­ flächigen Ionenstrahl erfordern, der direkt (ohne Massen­ separation, Ablenk- und Fokussiereinheit) auf die Probe zu beschleunigen ist, besonders gut geeignet ist.Another advantage of the ion source according to the invention is that this is for applications that are great require extensive ion beam that directly (without masses separation, deflection and focusing unit) towards the sample accelerate is particularly well suited.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.Further preferred embodiments of the invention are in the Subclaims defined.

Nachfolgend werden anhand der beiliegenden Zeichnungen be­ vorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:Below will be with reference to the accompanying drawings preferred embodiments of the present invention described in more detail. Show it:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen HF-Ionenquelle; Fig. 1 shows a first embodiment of the RF ion source of the invention;

Fig. 2 eine Mehrfach-Schlitzgitterstruktur; FIG. 2 shows a multi-slot grid structure;

Fig. 3 eine Mehrfach-Schlitzgitterkammstruktur; FIG. 3 shows a multi-slot grid comb structure;

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Ablenkung von Ionenstrahlen mittels einer Ionenoptik; Fig. 4 is a schematic representation of the deflection of ion beams by means of an ion-optics;

Fig. 5a und 5b ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der er­ findungsgemäßen Ionenstrahlanlage; FIGS. 5a and 5b, a preferred embodiment of he inventive ion beam system;

Fig. 6 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines integrier­ ten Dosismeßsystems in der erfindungsgemäßen Ionen­ strahlanlage; und Fig. 6 shows a preferred embodiment of an integrated dose measuring system in the ion beam system according to the invention; and

Fig. 7 eine HF-Plasmaquelle gemäß dem Stand der Technik. Fig. 7 is an RF plasma source according to the prior art.

Bevor nachfolgend bevorzugte Ausführungsbeispiele der vor­ liegenden Erfindung näher beschrieben werden, erfolgt zu­ nächst eine kurze Beschreibung einer herkömmlichen HF-Plas­ maquelle für Ätzanwendungen anhand der Fig. 7. Before preferred exemplary embodiments of the present invention are described in more detail below, a brief description of a conventional HF plasma source for etching applications is given first with reference to FIG. 7.

In Fig. 7 ist eine herkömmliche Plasmaquelle in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 700 bezeichnet. Die HF-Plasmaquelle umfaßt eine sogenannte Duschelektrode 702, die mit Masse verbunden ist. Die Gegenelektrode ist durch den Probenhalter 704 gebildet, auf dem eine zu bearbeitende Probe 706 angeordnet ist. Zwischen der Elektrode 704 und der Duschelektrode 702 ist der sogenannte Plasmaraum 708 defi­ niert. In dem Plasmaraum 708 wird durch Beschicken desselben mit einem Gas, wie es durch die Pfeile 710 angedeutet ist und durch Anlegen einer Hochfrequenzspannung an den Proben­ halter 704 ein Plasma 712 erzeugt.In Fig. 7 a conventional plasma source is designated in its entirety by the reference numeral 700. The RF plasma source comprises a so-called shower electrode 702 , which is connected to ground. The counter electrode is formed by the sample holder 704 on which a sample 706 to be processed is arranged. The so-called plasma space 708 is defined between the electrode 704 and the shower electrode 702 . In the plasma space 708 by charging it with a gas, as indicated by the arrows 710 and by applying a high-frequency voltage to the sample holder 704, a plasma 712 is generated.

Die in Fig. 7 dargestellte HF-Plasmaquelle stellt eine ein­ fache Art dar, ein sehr homogenes Plasma zu erzeugen. Dies wird durch Anlegen der Hochfrequenzspannung UHF zwischen der Duschelektrode 702 und der Elektrode 704 erreicht. Dieses Prinzip findet vielfach in Ätzmodulen Verwendung, wobei die zu ätzende Siliziumscheibe 706 bereits auf einer Metallplat­ tenelektrode 704 aufliegt. Da das Plasma 712 direkt über der Siliziumscheibe 706 ausgebildet ist und die beiden Platten­ elektroden 702 (Duschelektrode in Fig. 7) und 704 aus Metall bestehen, treten in einem solchen System Strahlenschäden und eine Metallkontamination an der Oberfläche der Silizium­ scheibe auf. Diese Art der Plasmaerzeugung kann daher nur für Ätzanwendungen oder plasmaunterstützte Schichtabschei­ dungen verwendet werden.The RF plasma source shown in FIG. 7 represents a simple way of generating a very homogeneous plasma. This is achieved by applying the high-frequency voltage U HF between the shower electrode 702 and the electrode 704 . This principle is widely used in etching modules, the silicon wafer 706 to be etched already resting on a metal plate electrode 704 . Since the plasma 712 is formed directly above the silicon wafer 706 and the two plate electrodes 702 (shower electrode in FIG. 7) and 704 consist of metal, radiation damage and metal contamination occur on the surface of the silicon wafer in such a system. This type of plasma generation can therefore only be used for etching applications or plasma-assisted layer depositions.

Anhand der Fig. 1 wird nachfolgend ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Ionenoptik im Zusammenwirken mit einer Ionenquelle gemäß der vorliegenden Erfindung näher be­ schrieben. Es wird darauf hingewiesen, daß in der nachfol­ genden Beschreibung der vorliegenden Erfindung in den Zeich­ nungen für ähnliche Elemente die gleichen Bezugszeichen ver­ wendet werden.With reference to FIG. 1, a first preferred embodiment of an ion optical system in cooperation with an ion source will hereinafter be written in accordance with the present invention. It should be noted that in the following description of the present invention, the same reference numerals are used in the drawings for similar elements.

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Ionenquelle in ihrer Ge­ samtheit mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet. Es wird dar­ auf hingewiesen, daß in Fig. 1 neben der erfindungsgemäßen Ionenquelle 100 noch weitere Elemente einer Ionenstrahlan­ lage dargestellt sind, wie z. B. eine Ionenoptik 102, die zum Extrahieren und/oder Ablenken von aus der Ionenquelle 100 zu einer Probe 104 abgegebenen Ionen dient. Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt die erfindungsgemäße Ionenquelle 100 eine Anode 106, die mit Masse verbunden ist und eine Kathode 108, an die eine HF-Spannung UHF anlegbar ist. Zwischen der Anode 106 und der Kathode 108 ist ein Plasmaraum 110 defini­ ert. Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Ionenquelle wird ein zu ionisierendes Gas in den Plasmaraum 110 eingeleitet, wie dies durch die Pfeile 112 in Fig. 1 dargestellt ist. Auf­ grund der Art der Einführung des Gases in den Plasmaraum 110 wird die Anode 106 auch als Duschelektrode bezeichnet. Eben­ falls ist es möglich, den Gaseinlaß von der Anode zu tren­ nen, z. B. durch einen ringförmigen Gaseinlaß zwischen der Anode und der Seitenwand 126. Zur Erzeugung eines Plasmas 114 innerhalb des Plasmaraums 110 wird an die Kathode 108, die beispielsweise als Gitterelektrode ausgebildet ist, eine Hochspannung UHF angelegt.In Fig. 1, the ion source according to the invention is designated in its entirety with the reference numeral 100 . It is pointed out that in Fig. 1 in addition to the ion source 100 according to the invention further elements of an ion beam position are shown, such as. B. an ion optics 102 , which is used to extract and / or deflect ions released from the ion source 100 to a sample 104 . As shown in FIG. 1, the ion source 100 according to the invention comprises an anode 106 which is connected to ground and a cathode 108 to which an HF voltage U HF can be applied. A plasma space 110 is defined between the anode 106 and the cathode 108. During operation of the ion source according to the invention, a gas to be ionized is introduced into the plasma space 110 , as shown by the arrows 112 in FIG. 1. Because of the way in which the gas is introduced into the plasma space 110 , the anode 106 is also referred to as the shower electrode. Just in case it is possible to separate the gas inlet from the anode, e.g. B. through an annular gas inlet between the anode and the side wall 126 . In order to generate a plasma 114 within the plasma space 110 , a high voltage U HF is applied to the cathode 108 , which is designed, for example, as a grid electrode.

Wie aus der obigen Beschreibung der erfindungsgemäßen Ionen­ quelle deutlich wird, weist diese einen sogenannten Paral­ lelplattenreaktor auf, der die nachfolgend näher beschrie­ benen entscheidenden Ergänzungen aufweist. Die Anode und Ka­ thode, d. h. die Elektroden 106, 108 bestehen gemäß der vor­ liegenden Erfindung nicht aus einem Metall, sondern aus dem­ selben Material, aus dem die Probe 104 besteht. Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die Elek­ troden 106, 108 aus einem Halbleitermaterial, wobei die un­ terste Elektrode 108 beispielsweise in der Form eines Git­ ters ausgebildet ist oder eine geeignet geformte Lochstruk­ tur aufweist oder aus einer Siliziumplatte mit mehreren Schlitzen besteht. Die Elektrode 108 kann gleichzeitig zu der Erzeugung des Plasmas auch die Extraktion der Ionen aus dem Plasmaraum 110 ermöglichen. Wie es aus Fig. 1 zu erken­ nen ist, brennt das Plasma 114 nicht direkt über der Probe 104, sondern ist von dieser beabstandet. Durch die Verwen­ dung der Gitterelektrode 108 (bzw. der Schlitzelektrode) wird aus dem Parallelplattenreaktor eine Ionenquelle.As is clear from the above description of the ion source according to the invention, it has a so-called parallel plate reactor which has the decisive additions described in more detail below. The anode and Ka method, ie the electrodes 106 , 108 are made according to the present invention not from a metal, but from the same material from which the sample 104 is made. According to the embodiment shown in FIG. 1, the electrodes 106 , 108 consist of a semiconductor material, the lowest electrode 108 being formed, for example, in the form of a grid or having a suitably shaped hole structure or consisting of a silicon plate with a plurality of slots. The electrode 108 can also enable the extraction of the ions from the plasma space 110 at the same time as the generation of the plasma. As can be seen from FIG. 1, the plasma 114 does not burn directly over the sample 104 , but is spaced from it. By using the grid electrode 108 (or the slot electrode), the parallel plate reactor becomes an ion source.

Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, ist zwischen der Ionen­ quelle 100 und der Probe 104, die auf einem Probenhalter 116 angeordnet ist, die Ionenoptik 102 angeordnet. Die Ionenop­ tik 102 umfaßt ein Extraktionsgitter 118 und eine Ionenab­ lenkeinrichtung 120, die die von der Ionenquelle 100 erzeug­ ten Ionen, die zu der Probe 104 abgegeben werden, extrahie­ ren und ablenken, wie dies durch die Ionenstrahlen 122 in Fig. 1 angedeutet ist.As shown in FIG. 1, the ion optics 102 is arranged between the ion source 100 and the sample 104 , which is arranged on a sample holder 116 . The ion optics 102 includes an extraction grid 118 and an ion deflector 120 which extracts and deflects the ions generated by the ion source 100 , which are released to the sample 104 , as indicated by the ion beams 122 in FIG. 1.

An die Extraktionselektrode 118 ist eine Exktraktionsspan­ nung UEX anlegbar. Es wird darauf hingewiesen, daß die Elek­ trode 118 beispielsweise als Gitter oder Schlitzelektrode ausgebildet sein kann. Mittels der Ablenkeinrichtung 120 er­ folgt eine Ablenkung der Ionenstrahlen 122. Die Funktions­ weise der Ionenoptik 102 wird später noch detaillierter be­ schrieben. Die Kombination der in Fig. 1 dargestellten zwei Hauptkomponenten, nämlich der Ionenquelle 100 und der erfin­ dungsgemäßen Ionenoptik 102 stellt ein Ausführungsbeispiel einer Ionenstrahlanlage 124 dar.An extraction voltage U EX can be applied to the extraction electrode 118 . It is pointed out that the electrode 118 can be designed, for example, as a grid or slot electrode. The deflection device 120 deflects the ion beams 122 . The function of the ion optics 102 will be described in more detail later. The combination of the two main components shown in FIG. 1, namely the ion source 100 and the ion optics 102 according to the invention, represents an exemplary embodiment of an ion beam system 124 .

Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß abhängig von der vor­ gesehen Verwendung der Ionenquelle 100 auf die Ionenoptik 102 ganz oder teilweise verzichtet werden kann. Mit anderen Worten ist es beispielsweise nicht zwingend erforderlich, das in Fig. 1 dargestellte Extraktionsgitter 118 und die Ionenablenkeinrichtung 120, die beispielsweise auch in der Form eines Gitters vorliegt, vorzusehen, da einerseits die im Plasma 114 zwischen der oberen und der unteren Elektrode 106, 108 entstehende Spannung zur Ionenextraktion verwendet werden kann, und andererseits eine Spannung zwischen der Gitterelektrode 108 und dem Probenhalter 116 zur Extraktion anlegbar ist.However, it is pointed out that, depending on the use of the ion source 100 , the ion optics 102 can be dispensed with in whole or in part. In other words, it is not absolutely necessary, for example, to provide the extraction grid 118 shown in FIG. 1 and the ion deflection device 120 , which for example is also in the form of a grid, since on the one hand the plasma 114 between the upper and lower electrodes 106 , 108 resulting voltage can be used for ion extraction, and on the other hand, a voltage can be applied between the grid electrode 108 and the sample holder 116 for extraction.

Ferner ist es möglich, auch nur einen Teil der Ionenoptik zusammen mit der Ionenquelle 100 vorzusehen, abhängig vom Anwendungsfall. So kann beispielsweise auf die Ionenablenk­ einrichtung 120 verzichtet werden und nur ein Extraktions­ gitter 118 vorgesehen sein. Andererseits kann, wenn die Extraktionsspannung auf die oben beschriebene Art erzeugt wird, auf das Extraktionsgitter 118 verzichtet werden, und nur die Ablenkeinrichtung 120 vorgesehen sein.It is also possible to provide only part of the ion optics together with the ion source 100 , depending on the application. For example, the ion deflection device 120 can be dispensed with and only one extraction grid 118 can be provided. On the other hand, if the extraction voltage is generated in the manner described above, the extraction grid 118 can be dispensed with and only the deflection device 120 can be provided.

Neben den oben beschriebenen Strukturen der Kathode 108 kann diese auch eine Mehrfach-Schlitzstruktur haben.In addition to the structures of the cathode 108 described above, this can also have a multiple-slot structure.

Wie es in Fig. 1 weiter dargestellt ist, ist der Plasmaraum 110 in Bereichen, in denen er nicht durch die Anode 106 oder die Kathode 108 begrenzt ist, durch eine nicht-metallische Struktur 126 begrenzt, die beispielsweise eine Quarzstruktur ist.As is further illustrated in FIG. 1, the plasma space 110 is delimited in areas in which it is not delimited by the anode 106 or the cathode 108 by a non-metallic structure 126 , which is, for example, a quartz structure.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 2 bis 4 die oben angespro­ chene Ionenoptik 102 näher beschrieben. Wie es bereits im Vorhergehenden ausgeführt wurde, sind die bisher bekannten Ionenoptiken für großflächige Ionenstrahlen einfache Metall- oder Graphitgitter, mit denen nur eine Extraktion und Be­ schleunigung der Ionen möglich ist. Diese Gittersysteme ha­ ben zwei entscheidende Nachteile für die Anwendung bei der Ionenimplantation, erstens sind sie eine Kontaminations­ quelle, zweitens werfen sie einen Schatten, d. h. die Gitter werden durch den Ionenstrahl auf der zu implantierenden Pro­ be abgebildet.Subsequently, the described 2 to 4 above angespro chene ion optics 102, with reference to FIGS.. As has already been explained above, the previously known ion optics for large-area ion beams are simple metal or graphite grids with which only an extraction and acceleration of the ions is possible. These grid systems have two decisive disadvantages for use in ion implantation, firstly they are a source of contamination, secondly they cast a shadow, ie the grid is imaged by the ion beam on the sample to be implanted.

Wie es bereits anhand der Fig. 1 kurz beschrieben wurde, um­ faßt die Ionenoptik 102 eine Einrichtung 118, 120, mittels der Ionen, die aus der Ionenquelle 100 zu der Probe 104 ab­ gegeben werden, extrahiert und/oder abgelenkt werden. Abhän­ gig von der erwünschten Anwendung kann hierbei entweder nur extrahiert oder nur abgelenkt oder extrahiert und abgelenkt werden.As has already been briefly described with reference to FIG. 1, the ion optics 102 includes a device 118 , 120 by means of which ions which are emitted from the ion source 100 to the sample 104 are extracted and / or deflected. Depending on the desired application, it can either be extracted or only distracted or extracted and distracted.

In Fig. 2 und 3 sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der verwendeten Gitterstrukturen 200 bzw. 300 dargestellt. Die Ionenoptik 102 (Fig. 1) umfaßt eine Extraktionseinrichtung 118 und eine Ionenablenkeinrichtung 120. Die Extraktionsein­ richtung ist durch eine Mehrfach-Schlitzgitterstruktur 200 (Fig. 2) gebildet. Die Gitterstruktur 200 umfaßt einen soli­ den Umfangsabschnitt 202 sowie eine Mehrzahl von leitfähigen Stegen 204, die von dem Umfangsabschnitt 202 gehalten sind. Der Umfangsabschnitt 202 ist bevorzugterweise aus einem iso­ lierenden Material hergestellt, um somit die voneinander isolierte Anordnung mehrerer Strukturen 200 zu ermöglichen. Ferner ist die Gitterstruktur 200 mit einer Anschlußvorrich­ tung, die in Fig. 2 nicht dargestellt ist, versehen, um das Anlegen einer Spannung an die Stege 204 zu ermöglichen.In FIGS. 2 and 3, preferred embodiments of the grating structures used are shown 200 and 300 respectively. The ion optics 102 ( FIG. 1) comprises an extraction device 118 and an ion deflection device 120 . The extraction device is formed by a multiple slit grid structure 200 ( FIG. 2). The lattice structure 200 comprises a soli the peripheral portion 202 and a plurality of conductive webs 204 which are held by the peripheral portion 202 . The peripheral portion 202 is preferably made of an insulating material so as to enable the mutually insulated arrangement of a plurality of structures 200 . Furthermore, the lattice structure 200 is provided with a connecting device, which is not shown in FIG. 2, in order to enable a voltage to be applied to the webs 204 .

Die Ionenablenkeinrichtung der Ionenoptik 102 ist durch eine Mehrzahl von Mehrfach-Schlitzgitterstrukturen gebildet, die voneinander isoliert sind. Die Mehrfach-Schlitzgitterstruk­ tur für die Ionenablenkeinrichtung 120 kann beispielsweise durch eine Mehrzahl von übereinander angeordneten Mehrfach- Schlitzgitterstrukturen gebildet sein, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist.The ion deflection device of the ion optics 102 is formed by a plurality of multiple slit grating structures which are isolated from one another. The multiple slit lattice structure for the ion deflection device 120 can be formed, for example, by a plurality of multiple slit lattice structures arranged one above the other, as is illustrated in FIG. 2.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist eine Mehrfach- Schlitzgitterstruktur als Kammstruktur ausgebildet, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Die in Fig. 3 dargestellte Mehr­ fach-Schlitzgitterstruktur 300 umfaßt einen Umfangsabschnitt 302, der sich teilweise um den äußeren Umfang der Struktur 300 erstreckt. Ausgehend von dem Umfangsabschnitt 302 er­ strecken sich Stege 304, die voneinander beabstandet sind und mit dem Umfangsabschnitt verbunden sind. Die Stege kön­ nen durch eine geeignete Vorrichtung mit einer Spannungs­ quelle (nicht dargestellt) verbunden werden. Bei der Verwen­ dung einer Gitterstruktur, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, umfaßt die Ionenablenkeinrichtung 120 eine Mehrzahl von Mehrfach-Schlitzgitter-Kammstrukturen, wobei diese derart angeordnet sind, daß die Kammstrukturen (in der Form der Stege 304) ineinander geschoben sind.According to a further exemplary embodiment, a multiple slit grid structure is designed as a comb structure, as is shown in FIG. 3. The multiple slot grating structure 300 shown in FIG. 3 includes a peripheral portion 302 that extends partially around the outer periphery of the structure 300 . Starting from the circumferential section 302, it extends webs 304 which are spaced apart and are connected to the circumferential section. The webs can be connected to a voltage source (not shown) by a suitable device. When using a lattice structure as shown in FIG. 3, the ion deflector 120 comprises a plurality of multi-slit lattice comb structures, which are arranged such that the comb structures (in the form of the webs 304 ) are pushed into one another.

Die wesentlichen Elemente der Ionenoptik, die zur Extraktion und/oder Ablenkung des Ionenstrahls 120 vorgesehen sind, be­ stehen gemäß der vorliegenden Erfindung aus demselben Mate­ rial, aus dem die Probe 104 besteht. Die Verwendung der Mehrfachschlitz-Ionenoptik, beispielsweise aus Silizium, wenn eine Siliziumprobe zu behandeln ist, hat den Vorteil, daß die Ionenoptik 120 für die Prozeßscheibe bzw. Probe 104 keine Kontaminationsquelle darstellt, da beide aus demselben Material bestehen. Das vom Ionenstrahl zerstäubte Material ist beispielsweise Silizium. Durch Verwendung eines Mehr­ fach-Schlitzsystems können die Ionen extrahiert, beschleu­ nigt und/oder abgelenkt werden. Hierbei werden zwei überein­ ander gelegte und voneinander isolierte Mehrfach-Schlitz­ scheiben 200 oder zwei ineinander geschobene Kammstrukturen 300 verwendet, wodurch es ermöglicht wird, ein elektrisches Feld senkrecht zur Ionenstrahlrichtung zu erzeugen und da­ durch einen großflächigen Ionenstrahl abzulenken, ohne des­ sen Homogenität zu beeinträchtigen. Dies ist in Fig. 4 ver­ deutlicht, in der positive Ionenstrahlen 120 dargestellt sind, die eine ineinandergeschobene Kammstruktur 300 bzw. übereinander angeordnete flache Schlitzgitter 200 durch­ laufen. Durch Erzeugung des elektrischen Feldes senkrecht zur Ionenstrahlrichtung, wie es durch die Angaben der Po­ larität vereinfacht dargestellt ist, erfolgt eine Auslenkung der Ionenstrahlen, wie es durch die Pfeile 400 dargestellt ist. Die Ionenoptik stellt somit eine Art Breitstrahlwobbel­ einrichtung, im vorliegenden Fall beispielsweise eine Sili­ ziumbreitstrahl-Wobbeleinrichtung dar, mit der auf einfache Weise das Abbilden der Gitterstruktur 200 bzw. 300 (Extrak­ tionsgitter, Beschleunigungsgitter) auf die Siliziumprozeß­ scheibe 104 verhindert wird.The essential elements of the ion optics, which are provided for the extraction and / or deflection of the ion beam 120 , are according to the present invention from the same material from which the sample 104 is made. The use of the multi-slot ion optics, for example made of silicon, when a silicon sample is to be treated has the advantage that the ion optics 120 do not represent a source of contamination for the process disk or sample 104 , since both consist of the same material. The material sputtered by the ion beam is silicon, for example. The ions can be extracted, accelerated and / or deflected by using a multiple slot system. Here, two superimposed and mutually insulated multiple slit disks 200 or two interleaved comb structures 300 are used, which makes it possible to generate an electric field perpendicular to the direction of the ion beam and to deflect it by a large-area ion beam without impairing its homogeneity. This is illustrated in FIG. 4, in which positive ion beams 120 are shown, which run through a nested comb structure 300 or flat slit grids 200 arranged one above the other. By generating the electric field perpendicular to the ion beam direction, as is shown in simplified form by the information of the polarity, the ion beams are deflected, as is shown by the arrows 400 . The ion optics thus represents a kind of wide-beam sweep device, in the present case, for example, a silicon broad-beam wobble device with which the mapping of the grid structure 200 or 300 (extraction grid, acceleration grid) onto the silicon process disk 104 is prevented in a simple manner.

Ein Vorteil der oben beschriebenen Ionenoptik besteht darin, daß diese gegenüber thermischer Ausdehnung unempfindlich ist, und somit keine mechanischen Spannungen auftreten und eine Dejustierung vermieden wird.An advantage of the ion optics described above is that that this is insensitive to thermal expansion is, and thus no mechanical stresses occur and misalignment is avoided.

Ein weiterer Vorteil ist die einfache Herstellung der Struk­ turen 200 bzw. 300, die nach deren Strukturierung mit Hilfe einer Diamantsäge zu entsprechenden Scheiben mit vorbestimm­ ter Dicke erzeugt werden.Another advantage is the simple production of the structures 200 and 300 , which, after their structuring, are produced with the aid of a diamond saw to form corresponding disks with a predetermined thickness.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 5a und der Fig. 5b ein wei­ teres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ionenstrahlanlage 124 beschrieben, wobei in Fig. 5 Elemente, die bereits anhand der vorhergehenden Figuren beschrieben wurden, mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und eine erneute Beschreibung weggelassen ist.Hereinafter, with reference to FIGS. 5a and a white teres preferred embodiment of the ion beam system 124 according to the invention described in FIG. 5b, the preceding figures have been described in Fig. 5 elements already described with reference, are provided with the same reference numerals, and repeated description is omitted .

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ionenstrahlanlage 124 bildet sich das Plasma 114 gemäß dem in Fig. 5 dargestellten Aus­ führungsbeispiel im Bereich zwischen einer Siliziumanode 106 und einer Siliziumschlitzkathode 108 aus, wobei der Plasma­ raum 110 nach außen durch Quarzringe 126 abgeschirmt ist. Das Plasma 114 kommt somit nur noch mit Silizium bzw. Quarz­ oberflächen in Berührung, was eine Metallkontamination ver­ hindert. Durch Anlegen einer negativen externen Gleichspan­ nung an das Siliziumextraktionsgitter 118 werden positive Plasmaionen extrahiert und auf die zu prozessierenden Schei­ ben 104 beschleunigt. Durch eine Siliziumionenoptik 120 wird der Strahl abgelenkt, und kann beispielsweise durch eine zu­ sätzliche, nicht dargestellte Lochblende fokussiert bwz. de­ fokussiert werden.In the illustrated in Fig. 5 ion beam unit 124, the plasma 114 forms according to the in Fig. From illustrated 5 operation example in the range between a silicon anode 106 and a silicon slit cathode 108, wherein the plasma chamber 110 is shielded by quartz ring 126 to the outside. The plasma 114 therefore only comes into contact with silicon or quartz surfaces, which prevents metal contamination. By applying a negative external DC voltage to the silicon extraction grid 118 , positive plasma ions are extracted and accelerated onto the wafers 104 to be processed. The beam is deflected by silicon ion optics 120 , and can be focused, for example, by an additional pinhole, not shown. de focused.

Die Siliziumanode 106, die auch als Duschanode bezeichnet wird, umfaßt eine Metallhalterung 502, eine Quarzringhalte­ rung 504, wobei durch die Anode 106, die Metallhalterung 502 und die Quarzringhalterung 504 ein geschlossener Gasvertei­ lungsraum 506 definiert ist.The silicon anode 106 , which is also referred to as a shower anode, comprises a metal holder 502 , a quartz ring holder 504 , a closed gas distribution space 506 being defined by the anode 106 , the metal holder 502 and the quartz ring holder 504 .

An den Verbindungsstellen zwischen der Metallhalterung 502 und der Quarzringhalterung 504 sind entsprechende Dichtungs­ elemente 508 angeordnet, um den Gasverteilungsraum 506 dicht abzuschließen. Über einen Gaseinlaß 510 wird Gas von einer Gasversorgung 512 in den Gasverteilungsraum 506 eingebracht. Der Gasverteilungsraum 506 gewährleistet eine optimale Gas­ verteilung und stellt ferner eine physikalische Trennung der Metallhalterung zu der Siliziumanode 106 sicher, so daß eine vollständige Trennung des Plasmas 114 von Metallteilen ge­ währleistet ist. Wie es in Fig. 5 zu erkennen ist, ist die Anode 106 durch Wolframfedern 514 an der Metallhalterung 502 befestigt und gegen einen Vorsprung 516 der Quarzringhalte­ rung 504 vorgespannt.Corresponding sealing elements 508 are arranged at the connection points between the metal holder 502 and the quartz ring holder 504 in order to seal off the gas distribution space 506 . Gas is introduced into the gas distribution space 506 from a gas supply 512 via a gas inlet 510 . The gas distribution space 506 ensures optimal gas distribution and also ensures a physical separation of the metal holder to the silicon anode 106 , so that a complete separation of the plasma 114 from metal parts is ensured. As can be seen in FIG. 5, the anode 106 is fastened to the metal holder 502 by tungsten springs 514 and biased against a projection 516 of the quartz ring holder 504 .

Das Gas wird aus dem Gasverteilungsraum 506 in den Plasma­ raum 510 durch eine Mehrzahl von gleichmäßig verteilten Lö­ chern in der Siliziumscheibe 106 oder durch ringförmig am Rande zwischen dem Vorsprung 516 und der Siliziumscheibe 106 angeordnete Löcher eingebracht. Die Metallhalterung 502 und die Siliziumanode 106 sind beide geerdet.The gas is introduced from the gas distribution space 506 into the plasma space 510 through a plurality of uniformly distributed holes in the silicon wafer 106 or through holes arranged in a ring on the edge between the projection 516 and the silicon wafer 106 . The metal bracket 502 and silicon anode 106 are both grounded.

Die Metallhalterung 502 ist mit einem Wassereinlaß 518 und mit einem Wasserauslaß 520 verbunden, wodurch eine Wasser­ kühlung der Metallhalterung 502 bereitgestellt wird.The metal bracket 502 is connected to a water inlet 518 and to a water outlet 520 , whereby water cooling of the metal bracket 502 is provided.

Die Siliziumkathodenanordnung ruht auf einem Glasring 522, der als Grundplatte und zur elektrischen Isolation dient. Ferner ist ein Siliziumring vorgesehen, der Aluminiumkon­ taktringe 526 von dem Plasmaraum 110 isoliert. Die Aluminiumkontaktringe 526 dienen dazu, die entsprechenden Spannungen an die Elektroden 108 und 118 anzulegen, wie dies in Fig. 5b zu erkennen ist. Um einen Kurzschluß zwischen den Elektroden 108 und 118 zu vermeiden, sind diese durch einen Teflonring 528 voneinander isoliert.The silicon cathode arrangement rests on a glass ring 522 , which serves as a base plate and for electrical insulation. A silicon ring is also provided which isolates the aluminum contact rings 526 from the plasma space 110 . The aluminum contact rings 526 serve to apply the corresponding voltages to the electrodes 108 and 118 , as can be seen in FIG. 5b. In order to avoid a short circuit between the electrodes 108 and 118 , these are insulated from one another by a Teflon ring 528 .

Wie es in Fig. 5 zu sehen ist, ist die Anodenstruktur mit der Kathodenstruktur über die Quarzglasringseitenteile 126 verbunden, wobei bei aufgesetzter Anodenstruktur die Quarz­ ringhalterung 504 zusammen mit einer Teflondichtung 530 und den Quarzglasringseitenteil 126 den. Plasmaraum 110 nach außen vollständig abschirmen.As 5 shown in Fig., The anode structure is connected to the cathode structure on the quartz glass ring side parts 126, wherein in patch anode structure the quartz ring holder 504 together with a Teflon seal 530, and the quartz glass ring side portion 126 to. Completely shield plasma room 110 from the outside.

Die erforderliche Hochfrequenzspannung wird über den Alumi­ niumkontakt 526 an die Siliziumkathode 108 angelegt.The required high-frequency voltage is applied to the silicon cathode 108 via the aluminum contact 526 .

Der erzeugte Ionenstrahl 122 wird durch die bereits oben be­ schriebene Ionenoptik 120 abgelenkt bzw. gewobbelt, so daß sich keine Gitterstrukturen auf der Siliziumscheibe 104 ab­ bilden. Zusätzlich kann eine in Fig. 5 nicht dargestellte Lochapertur vorgesehen sein, die den Ionenstrahl geringfügig verbreitert bzw. fokusiert. Durch das Anlegen einer Spannung an ein weiteres, ebenfalls nicht dargestelltes Schlitzgit­ ter, bzw. an die Probenhalterung 116 wird der Ionenstrahl auf die gewünschte Energie gebracht, so daß die Beschleuni­ gungsspannung von der Extraktionsspannung entkoppelt ist und in weiten Bereichen frei gewählt werden kann. Die Probenhal­ terung 116 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit Silizium verkleidet, um Kontaminationen durch eine Zerstäubung zu vermeiden.The ion beam 122 generated is deflected or wobbled by the ion optics 120 already described above, so that no lattice structures form on the silicon wafer 104 . In addition, a hole aperture (not shown in FIG. 5) can be provided, which slightly widens or focuses the ion beam. By applying a voltage to a further slot grid, also not shown, or to the sample holder 116 , the ion beam is brought to the desired energy, so that the acceleration voltage is decoupled from the extraction voltage and can be freely selected in wide ranges. In this exemplary embodiment, the sample holder 116 is clad with silicon in order to avoid contamination by sputtering.

Die bisher beschriebene Anordnung ist in einem Vakuumgehäuse angeordnet, das wassergekühlte Seitenwände 532 sowie einen Vakuumdeckel 534 aufweist. Die Seitenwände sind mit Flan­ schen 536 versehen, die als Sichtfenster, Spannungs- und Meßdurchführung genutzt werden können.The arrangement described so far is arranged in a vacuum housing which has water-cooled side walls 532 and a vacuum cover 534 . The side walls are provided with flanges 536 , which can be used as a viewing window, voltage and measurement implementation.

Ein Boden 538 des Gehäuses umfaßt zwei Flansche 540, zwi­ schen denen eine Ausnehmung 542 gebildet ist, die den An­ schluß des Gehäuses an eine Vakuumpumpe ermöglichen. An einer Seitenwand 532 des Gehäuses ist ein Vakuumventil 544 vorgesehen, das die Beschickung der Ionenstrahlanlage mit einer zu prozessierenden Scheibe mittels einer Roboterein­ richtung 546 ermöglicht. Die Ionenquelle ist mittels des Glasrings 522 über entsprechende Befestigungselemente 548 an der Seitenwand 532 befestigt. Ebenso ist der Probenhalter 116 mittels einer isolierten Aufhängung 550 an dem Gehäuse­ seitenteil 532 befestigt.A bottom 538 of the housing comprises two flanges 540 , between which a recess 542 is formed, which enables the connection to the housing to a vacuum pump. On a side wall 532 of the housing, a vacuum valve 544 is provided, which enables the ion beam system to be charged with a disk to be processed by means of a robot device 546 . The ion source is fastened to the side wall 532 by means of the glass ring 522 via corresponding fastening elements 548 . Likewise, the sample holder 116 is fastened to the housing side part 532 by means of an insulated suspension 550 .

In dem Probenhalter 116 ist eine Mehrzahl von Faraday-Be­ chern 552 integriert. Mittels dieser Becher 552 kann der Ionenstrom und die Homogenität des Ionenstrahls während des Prozesses gemessen werden. Durch eine Aufintegration des Ionenstroms über die Prozeßzeit ist die Bestimmung der Ionendosis möglich, welche eine wichtige Kenngröße beim Ionenimplantationsprozeß darstellt.A plurality of Faraday cups 552 are integrated in the sample holder 116 . Using this cup 552 , the ion current and the homogeneity of the ion beam can be measured during the process. By integrating the ion current over the process time, it is possible to determine the ion dose, which is an important parameter in the ion implantation process.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 6 eine Dosismeßeinrichtung detaillierter beschrieben. Elemente, die bereits anhand der vorhergehenden Figuren beschrieben wurden, sind in Fig. 6 mit den gleichen Bezugszeichen versehen und eine detaillier­ te Beschreibung dieser Elemente wird weggelassen.A dose measuring device is described in more detail below with reference to FIG. 6. Elements which have already been described with reference to the preceding figures are provided with the same reference symbols in FIG. 6 and a detailed description of these elements is omitted.

Die integrierte Dosismessung erfolgt durch eine Mehrzahl von Faraday-Bechern 552, die in der Prozeßscheibenhalterung 116 angeordnet sind, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Mittels dieser Faraday-Becher wird der Ionenstrom und die Homogeni­ tät des Ionenstrahls während des Prozesses bzw. zwischen den einzelnen Prozeßschritten gemessen. Durch eine Integration des Ionenstroms über die Prozeßzeit ist die Bestimmung der Ionendosis möglich, welche eine wichtige Kenngröße bei einem Ionenimplantationsprozeß darstellt.The integrated dose measurement is carried out by a plurality of Faraday beakers 552 , which are arranged in the process disk holder 116 , as shown in FIG. 6. Using this Faraday cup, the ion current and the homogeneity of the ion beam are measured during the process or between the individual process steps. By integrating the ion current over the process time, it is possible to determine the ion dose, which is an important parameter in an ion implantation process.

Wie es in Fig. 6 dargestellt ist, sind die einzelnen Fara­ day-Becher 552 über Leitungen 602 mit einem Meßverstärker 604 verbunden, der innerhalb der Halterung 116 angeordnet ist. Über eine Datenleitung 606 und eine Energieleitung 608 ist der Meßverstärker mit einer Dosismeßeinrichtung 610 ver­ bunden. Die Dosismeßeinrichtung umfaßt eine Steuerung, eine Dosisanzeige, eine Energieversorgungseinheit und stellt eine Schnittstelle mit dem Meßstromverstärker und mit einem Steuerrechner 612 bereit. Der Steuerrechner 612 dient neben der Ansteuerung des Dosismeßgeräts auch zur Steuerung der in Fig. 5 dargestellten Ionenstrahlanlage.As shown in FIG. 6, the individual Fara day cups 552 are connected via lines 602 to a measuring amplifier 604 which is arranged within the holder 116 . The measuring amplifier is connected to a dose measuring device 610 via a data line 606 and an energy line 608 . The dose measuring device comprises a controller, a dose display, an energy supply unit and provides an interface with the measuring current amplifier and with a control computer 612 . The control computer 612 is used not only to control the dose meter but also to control the ion beam system shown in FIG. 5.

Wie es in Fig. 6 zu sehen ist, erfolgt die Verbindung zwi­ schen Meßverstärker und Dosismeßgeräten mittels der Leitun­ gen 606 und 608, die durch eine isolierte Durchführung in der Aufhängung 550 geführt sind, mit der die Scheibenhal­ terung 116 an einer Seitenwand 632 befestigt ist. Das Innere der Scheibenhalterung 116 ist von dem im Inneren des Gehäu­ ses 532 herrschenden Vakuum isoliert. As can be seen in Fig. 6, the connection between the measuring amplifier's and dose measuring devices is carried out by means of the lines 606 and 608 , which are guided through an insulated bushing in the suspension 550 with which the disc holder 116 is attached to a side wall 632 . The inside of the disk holder 116 is isolated from the vacuum prevailing inside the housing 532 .

Der in Fig. 6 dargestellte Stromintegrator besteht aus meh­ reren Faraday-Meßbechern 552 und einer oder mehrerer Ver­ stärkereinheiten 604 an jedem Faraday-Meßbecher, die auf einem Hochspannungspotential liegt und beide in der Halterung 116 integriert sind. Ein Dosismeßgerät und ein Rechner sind, wie bereits oben beschrieben wurde, vorgese­ hen.The current integrator shown in Fig. 6 consists of MEH reren Faraday measuring cups 552 and one or more Ver more units 604 on each Faraday measuring cup, which is at a high voltage potential, and both are integrated in the holder 116. A dose meter and a computer are, as already described above, hen.

Das Verstärkersignal wird über einen Lichtwellenleiter zum Dosismeßgerät weitergeleitet und in der Dosissteuerung wird das Signal über die Prozeßzeit integriert und in die Dosis umgerechnet. Nachdem eine voreingestellte Dosis erreicht ist, wird der Implantationsprozeß von der Steuerung über den Steuerrechner 612 abgeschaltet. Die Dosissteuerung kann manuell oder über den Steuerrechner 612 eingestellt werden. Da mehrere Meßbecher symmetrisch am Rand der Implantations­ fläche angeordnet sind, erhält man über die Abweichung der einzelnen Meßwerte während des Prozesses ein Maß für die Homogenität. Bei einem Scheibenwechsel, d. h. wenn der Robo­ ter 546 (Fig. 5) die Scheibe 104 entfernt und eine neue Scheibe holt, ist anhand von einem oder mehreren weiteren Meßbechern, die während des Prozesses von der Siliziumschei­ be abgedeckt sind, eine genaue Homogenitätsbestimmung direkt am Ort der Scheibenablage möglich.The amplifier signal is forwarded to the dose measuring device via an optical waveguide and the signal is integrated in the dose control over the process time and converted into the dose. After a preset dose is reached, the implantation process is switched off by the control via the control computer 612 . The dose control can be set manually or via the control computer 612 . Since several measuring cups are arranged symmetrically on the edge of the implantation surface, a measure of the homogeneity is obtained via the deviation of the individual measured values during the process. When changing wafers, ie when the robot ter 546 ( FIG. 5) removes the wafer 104 and fetches a new wafer, one or more additional measuring cups that are covered by the silicon wafer during the process are used to precisely determine the homogeneity Location of the disc storage possible.

Die Verwendung des oben beschriebenen Dosismeßsystems be­ steht darin, daß die Messung der Dosis direkt an der Sili­ ziumscheibe erfolgt und die Messung der Strahlhomogenität ohne mechanisch bewegte Teile direkt am Ort der Scheibenab­ lage durchgeführt wird. Das beschriebene Dosismeßsystem weist eine hohe Störsicherheit auf, da das Meßsignal direkt nach dem Meßbecher 552 verstärkt wird und erst dann an eine Dosissteuerung weitergeleitet wird.The use of the dose measuring system described above is that the dose is measured directly on the silicon disk and the measurement of the beam homogeneity is carried out directly at the location of the disk storage without mechanically moving parts. The dose measuring system described has a high level of interference immunity since the measuring signal is amplified directly after the measuring cup 552 and is only then forwarded to a dose control.

Ferner hat das System den Vorteil, daß der Faraday-Becher und der Verstärker von der Dosissteuerung galvanisch ge­ trennt sind und somit auf unterschiedlichem Potential liegen können. Dies ermöglicht eine Dosismessung auch dann, wenn der Faraday-Becher auf 20 kV liegt und die Steuerung auf Massepotential liegt.The system also has the advantage that the Faraday cup and the amplifier from the dose control galvanically ge are separated and therefore have different potential can. This enables a dose measurement even if  the Faraday cup is at 20 kV and the control is on Ground potential is.

Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung hauptsäch­ lich auf Proben aus Silizium Bezug genommen wurde, wird dar­ auf hingewiesen, daß anstelle des beschriebenen Siliziums auch Proben aus anderem Material, wie z. B. Galiumarsenid oder Germanium oder ähnlichem verwendet werden können, wobei in diesem Fall zur Vermeidung der Kontamination der zu bearbeitenden Prozeßscheibe die oben beschriebenen Elemente der Ionenquelle bzw. der Ionenstrahlanlage aus demselben Material hergestellt sind, aus dem die zu bearbeitende Probe besteht, oder aus einem die Material hergestellt sind, das für die Probe keine Kontamination darstellt, wie z. B. Si oder C bei einer Probe aus SiC.Although in the previous description of the preferred Embodiments of the present invention mainly Reference to samples made of silicon is shown pointed out that instead of the silicon described also samples of other material, such as B. Galium arsenide or germanium or the like can be used, wherein in this case to avoid contamination of the processing disc the elements described above the ion source or the ion beam system from the same Material is made up of the sample to be processed consists of, or from which the material is made represents no contamination for the sample, such as. B. Si or C for a sample made of SiC.

Claims (9)

1. Ionenquelle zur großflächigen Implantation von Ionen in eine Probe (104), mit
einer Anode (106);
einer Kathode (108), die aus demselben Material, aus dem die Probe (104) besteht, zu der Ionen aus der Io­ nenquelle (100) abgegeben werden, oder aus einem Mate­ rial hergestellt ist, das für die Probe (104) keine Ko­ ntamination darstellt; und
einem zwischen der Anode (106) und der Kathode (108) angeordneten Plasmaraum (110);
dadurch gekennzeichnet,
daß der Plasmaraum geschlossen ist;
daß die Kathode (108) eine Multischlitzstruktur (200; 300) mit nebeneinanderliegenden Schlitzen, die durch Stege getrennt sind, umfaßt, die von den Ionen durch­ laufen wird, und so ein Multibandstrahl erzeugt wird; und
daß an die Kathode oder an nachfolgende Multischlitz­ strukturen zur Extraktion und Beschleunigung des Multi­ bandstrahls eine Spannung zur Erzeugung eines senkrecht zum Ionenstrahl liegenden elektrischen Feldes derart anlegbar ist, daß benachbarte Stege unterschiedliche Potentiale aufweisen.1. ion source for large-area implantation of ions in a sample ( 104 ), with
an anode ( 106 );
a cathode ( 108 ), which is made of the same material from which the sample ( 104 ) is made, to which ions are released from the ion source ( 100 ), or of a material that does not contain any ko for the sample ( 104 ) represents contamination; and
a plasma space ( 110 ) disposed between the anode ( 106 ) and the cathode ( 108 );
characterized by
that the plasma room is closed;
that the cathode ( 108 ) comprises a multi-slot structure ( 200 ; 300 ) with adjacent slots separated by ridges which the ions will pass through to produce a multi-band beam; and
that on the cathode or on subsequent multi-slot structures for extracting and accelerating the multi-band beam, a voltage for generating an electric field perpendicular to the ion beam can be applied such that adjacent webs have different potentials. 2. Ionenquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Multischlitzstruktur der Kathode und/oder die nachfolgenden Multischlitzstrukturen durch eine Mehr­ zahl von Multischlitzgitterstrukturen (200; 300) ge­ bildet ist, die voneinander isoliert sind.2. Ion source according to claim 1, characterized in that the multislot structure of the cathode and / or the subsequent multislot structures is formed by a plurality of multislot grid structures ( 200 ; 300 ) which are isolated from one another. 3. Ionenquelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Multischlitzstruktur der Kathode und/oder die nachfolgenden Multischlitzstrukturen durch eine Mehr­ zahl von übereinander angeordneten Multischlitzgitter­ strukturen (200) gebildet ist.3. Ion source according to claim 2, characterized in that the multi-slot structure of the cathode and / or the subsequent multi-slot structures is formed by a plurality of superimposed multi-slot grid structures ( 200 ). 4. Ionenquelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Multischlitzstruktur der Kathode und/oder die nachfolgenden Multischlitzstrukturen eine Mehrzahl von Multischlitzgitterstrukturen umfaßt, die eine Kamm­ struktur (300) haben, wobei die Multischlitzgitter­ kammstrukturen (300) ineinandergeschoben sind.That the multi-slot structure of the cathode and / or the subsequent multi-slot structures comprises 4. An ion source according to claim 2, characterized in that a plurality of multi-slot grid structures having a comb structure (300), said multi-slot grid comb structures (300) are pushed into one another. 5. Ionenquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (106) zumindest im Fall von reaktiven Ga­ sen ebenfalls aus demselben Material, aus dem die Probe (104) besteht, oder aus einem Material hergestellt ist, das für die Probe (104) keine Kontamination darstellt.5. Ion source according to one of claims 1 to 4, characterized in that the anode ( 106 ) at least in the case of reactive Ga sen also made of the same material from which the sample ( 104 ) is made, or of a material which is for the sample ( 104 ) does not represent contamination. 6. Ionenquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Plasmaraum (110) in Bereichen, in denen dieser nicht durch die Anode (106) und die Kathode (108) be­ grenzt ist, durch eine nicht-metallische Struktur (126), wie etwa eine Quarzstruktur, begrenzt ist, wo­ durch eine zusätzliche induktive Hochfrequenzeinkopp­ lung ermöglicht wird.6. Ion source according to one of claims 1 to 5, characterized in that the plasma space ( 110 ) in areas in which this is not limited by the anode ( 106 ) and the cathode ( 108 ) be by a non-metallic structure ( 126 ), such as a quartz structure, where an additional inductive high-frequency coupling enables. 7. Ionenquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekenn­ zeichnet durch einen Gaseinlaß (510), der wirksam mit einem Gasvertei­ lungsraum (506) verbunden ist, wobei der Gasvertei­ lungsraum (506) durch die Anode (106) von dem Plasma­ raum (110) getrennt ist.7. Ion source according to one of claims 1 to 6, characterized by a gas inlet ( 510 ) which is operatively connected to a gas distribution space ( 506 ), the gas distribution space ( 506 ) through the anode ( 106 ) from the plasma space ( 110 ) is separated. 8. Ionenstrahlanlage, mit einer Ionenquelle (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch
einen Probenhalter (116) zur Aufnahme der Probe (104); und
eine Dosismeßeinrichtung (552, 604, 610) zum Messen der Dosis des von der Ionenquelle (100) ausgegebenen Ionen­ strahls (122) und dessen Homogenität, welche Faraday- Becher (552) umfaßt und in den Probenhalter (116) integriert ist, so daß eine Dosis- und Homogenitätsmessung in situ möglich ist.8. ion beam system, with an ion source ( 100 ) according to any one of claims 1 to 7, characterized by
a sample holder ( 116 ) for receiving the sample ( 104 ); and
a dose measuring device ( 552 , 604 , 610 ) for measuring the dose of the ion beam ( 100 ) ion beam ( 122 ) and its homogeneity, which Faraday cup ( 552 ) comprises and is integrated in the sample holder ( 116 ), so that dose and homogeneity measurement is possible in situ. 9. Ionenstrahlanlage nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Probe (104) aus Silizium besteht.9. Ion beam system according to claim 8, characterized in that the sample ( 104 ) consists of silicon.
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