JP2002008580A - Ion implantation device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、質量分析器を備え
たイオン注入装置に関する。特には、質量分析器のカー
ボン膜の劣化状況を把握することによりカーボン膜の無
駄な交換を防止したイオン注入装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion implantation apparatus provided with a mass analyzer. In particular, the present invention relates to an ion implantation apparatus in which useless replacement of a carbon film is prevented by grasping the state of deterioration of the carbon film of a mass spectrometer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】以下、従来のイオン注入装置を用いてイ
オン注入する方法について説明する。まず、イオン源に
おいて不純物ガスをイオン化し、このイオン化された不
純物を引出し電源により引き出す。引き出された不純物
イオンは、マグネットなどを用いた質量分析器に引き込
まれ、質量分析器において半導体ウエハに打ち込む不純
物を抽出する。次に、抽出された不純物イオンは加速器
で加速される。そして、所定の加速電圧に加速された不
純物イオン（イオンビーム）は、ウエハ処理室内に流
れ、このウエハ処理室内の載置台に載置された被処理体
であるウエハに打ち込まれる。2. Description of the Related Art A method for ion implantation using a conventional ion implantation apparatus will be described below. First, an impurity gas is ionized in an ion source, and the ionized impurities are extracted by an extraction power supply. The extracted impurity ions are drawn into a mass analyzer using a magnet or the like, and the mass analyzer extracts impurities to be implanted into a semiconductor wafer. Next, the extracted impurity ions are accelerated by an accelerator. Then, the impurity ions (ion beams) accelerated to a predetermined accelerating voltage flow into the wafer processing chamber, and are implanted into a wafer which is a processing object mounted on a mounting table in the wafer processing chamber.
【０００３】上記質量分析器は、通常、イオン源では例
えば49ＢＦ2 +、11Ｂ+、10Ｂ+のような複数種類のイオン
が発生するので、これらのイオンのうちウエハに打ち込
むイオン（例えば11Ｂ+）を質量の違いを利用して分離
するためのものである。質量分析器は曲線状に曲げられ
たＡｌ製の分析管を有しており、この分析管の内面には
アナライザーカーボン膜が貼り付けられている。このカ
ーボン膜は、質量分析器で分析（分離）しようとするイ
オン種以外のイオンが分析管の内壁面に衝突して分析管
に穴が開くのを防止するための膜である。In the above-mentioned mass spectrometer, usually, a plurality of types of ions such as 49 BF 2 + , 11 B + , and 10 B + are generated in an ion source. 11 B + ) is separated by utilizing the difference in mass. The mass spectrometer has an Al analysis tube bent in a curved shape, and an analyzer carbon film is adhered to an inner surface of the analysis tube. This carbon film is a film for preventing ions other than the ion species to be analyzed (separated) by the mass spectrometer from colliding with the inner wall surface of the analysis tube to form a hole in the analysis tube.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記質量分
析器の分析管内のアナライザーカーボン膜は、それにイ
オンが複数回衝突すると穴が開いてしまう。このように
穴が開いたカーボン膜は交換する必要がある。By the way, in the analyzer carbon film in the analysis tube of the mass spectrometer, a hole is formed when ions collide with the analyzer a plurality of times. It is necessary to replace the carbon film having such a hole.
【０００５】しかし、カーボン膜は、使用するイオン種
やビーム電流量などによって膜の減り具合が大きく異な
る。例えば、31Ｐ+のイオン注入を多量に行ったイオン
注入装置と11Ｂ+のイオン注入を多量に行ったイオン注
入装置とでは、カーボン膜の劣化具合が全く異なる。ま
た、上記従来の分析器では、カーボン膜に穴が開いたか
否かを検知することができない。However, the degree of reduction of the carbon film varies greatly depending on the ion species used, the amount of beam current, and the like. For example, the degree of deterioration of the carbon film is completely different between an ion implanter that has performed a large amount of 31 P + ion implantation and an ion implanter that has performed a large amount of 11 B + ion implantation. Further, the above conventional analyzer cannot detect whether or not a hole is formed in the carbon film.
【０００６】このような事情から、従来のイオン注入装
置では、カーボン膜を交換するなどのメンテナンスの頻
度を予想するのが困難であるため、結果的に、早めにカ
ーボン膜を交換するという対応を強いられることとなっ
ていた。このため、無駄にカーボン膜を交換することが
あると考えられる。[0006] Under such circumstances, it is difficult to predict the frequency of maintenance such as replacement of the carbon film in the conventional ion implantation apparatus. As a result, it is necessary to replace the carbon film as soon as possible. Had to be forced. For this reason, it is considered that the carbon film may be replaced needlessly.
【０００７】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、質量分析器のカーボン膜
の劣化状況を把握することによりカーボン膜の無駄な交
換を防止したイオン注入装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to grasp the state of deterioration of a carbon film of a mass spectrometer to prevent unnecessary replacement of the carbon film by ion implantation. It is to provide a device.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明に係るイオン注入
装置は、複数種類の不純物イオンから所望の不純物イオ
ンを分離する質量分析器を備え、所望の不純物イオンを
被処理体に注入するイオン注入装置であって、上記質量
分析器に設けられた、不純物イオンを通過させる分析管
と、この分析管に接続された電流計と、分析管の内面に
配置されたカーボン膜と、このカーボン膜と分析管内壁
との間に配置された絶縁膜と、を具備するこを特徴とす
る。An ion implantation apparatus according to the present invention includes a mass analyzer for separating desired impurity ions from a plurality of types of impurity ions, and implants the desired impurity ions into an object. An apparatus, provided in the mass spectrometer, an analysis tube through which impurity ions pass, an ammeter connected to the analysis tube, a carbon film disposed on an inner surface of the analysis tube, and the carbon film. An insulating film disposed between the inner wall of the analysis tube and the inner wall of the analysis tube.
【０００９】上記イオン注入装置によれば、質量分析器
においてカーボン膜と分析管内壁との間に絶縁膜を配置
し、分析管に電流計を接続している。このため、カーボ
ン膜に複数のイオンが衝突してカーボン膜に穴が開き、
更に絶縁膜にも穴が開いて分析管にイオンが直接衝突す
ることにより、分析管に電流が流れる。この電流を電流
計により測定することによって、カーボン膜に穴が開い
たことを検知できる。従って、カーボン膜の劣化状況を
把握することができ、それによりカーボン膜の無駄な交
換を防止することができる。According to the above-described ion implantation apparatus, the insulating film is arranged between the carbon film and the inner wall of the analysis tube in the mass analyzer, and the ammeter is connected to the analysis tube. For this reason, a plurality of ions collide with the carbon film, opening a hole in the carbon film,
Further, a hole also opens in the insulating film, and ions directly collide with the analysis tube, so that a current flows through the analysis tube. By measuring this current with an ammeter, it is possible to detect that a hole has been formed in the carbon film. Therefore, it is possible to grasp the state of deterioration of the carbon film, thereby preventing useless replacement of the carbon film.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の
形態によるイオン注入装置における質量分析器を模式的
に示す断面図である。図２は、図１に示す質量分析器の
分析管の一部を拡大した断面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view schematically showing a mass analyzer in the ion implantation apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged sectional view of a part of the analysis tube of the mass spectrometer shown in FIG.
【００１１】イオン注入装置は、不純物ガスをイオン化
するイオン源、このイオン化された不純物を引き出す引
出し電源、この引き出された不純物イオンを分析（分
離）する質量分析器、不純物イオンを加速する加速器、
被処理体である半導体ウエハにイオン注入を行うウエハ
処理室、及び、ウエハ処理室内に配置されたウエハを載
置する載置台などから構成されている。The ion implantation apparatus includes an ion source for ionizing an impurity gas, an extraction power supply for extracting the ionized impurities, a mass analyzer for analyzing (separating) the extracted impurity ions, an accelerator for accelerating the impurity ions,
The wafer processing chamber includes a wafer processing chamber for performing ion implantation on a semiconductor wafer to be processed, a mounting table for mounting a wafer disposed in the wafer processing chamber, and the like.
【００１２】質量分析器は、通常、イオン源では例えば
49ＢＦ2 +、11Ｂ+、10Ｂ+のような複数種類のイオンが発
生するので、これらのイオンのうちウエハに打ち込むイ
オン（例えば11Ｂ+）を質量の違いを利用して分離する
ためのものである。すなわち、図１に示すように、質量
分析器は曲線状に曲げられた分析管１を有しており、こ
の分析管１は内部には不純物イオンが通る中空部分があ
る。また、分析管１には電流計５が接続されている。Mass spectrometers are typically used in ion sources, for example
Since a plurality of kinds of ions such as 49 BF 2 + , 11 B + , and 10 B + are generated, ions (for example, 11 B + ) to be implanted into a wafer among these ions are separated by utilizing a difference in mass. belongs to. That is, as shown in FIG. 1, the mass spectrometer has an analysis tube 1 bent in a curved shape, and the analysis tube 1 has a hollow portion through which impurity ions pass. An ammeter 5 is connected to the analysis tube 1.
【００１３】分析管１は、図２に示すようにＡｌ等の金
属板（又は金属管）２と、その内側に配置された絶縁物
質（絶縁膜）３と、この絶縁膜３の内側に配置されたア
ナライザーカーボン膜４と、から構成されている。アナ
ライザーカーボン膜４は、質量分析器で分析（分離）し
ようとするイオン種以外のイオンが分析管の内壁面に衝
突して分析管に穴が開くのを防止するための膜である。
絶縁膜３の厚さは、０．１ｍｍ程度が好ましい。絶縁膜
３としては、例えば金属板２に薄く塗られた絶縁塗料を
用いることも可能である。この絶縁膜３は、導電体であ
るカーボン膜４と金属板２とを絶縁するための膜であ
る。As shown in FIG. 2, the analysis tube 1 has a metal plate (or metal tube) 2 of Al or the like, an insulating material (insulating film) 3 disposed inside the metal plate, and an insulating material 3 disposed inside the insulating film 3. And the analyzed analyzer carbon film 4. The analyzer carbon film 4 is a film for preventing ions other than the ion species to be analyzed (separated) by the mass spectrometer from colliding with the inner wall surface of the analysis tube to form a hole in the analysis tube.
The thickness of the insulating film 3 is preferably about 0.1 mm. As the insulating film 3, for example, an insulating paint thinly applied to the metal plate 2 can be used. The insulating film 3 is a film for insulating the conductive carbon film 4 from the metal plate 2.
【００１４】カーボン膜４にイオンが衝突しても絶縁膜
３があるため、金属板２には電流が流れることがない。
しかし、カーボン膜４にイオンが複数回衝突し、カーボ
ン膜４が破れ、更にその破れた部分にイオンが衝突して
薄い絶縁膜３も破れると、イオンが直接金属板２に衝突
することになる。これにより、金属板２に電流が流れ、
その電流が電流計５によって検出される。つまり、この
イオン注入装置は、カーボン膜４に穴が開くと、それが
電流計５によって検知できるように構成されている。従
って、カーボン膜４の交換の時期を正確に知ることがで
きる。また、カーボン膜４の交換と同時に絶縁膜３も交
換することが好ましい。Even if ions collide with the carbon film 4, no current flows through the metal plate 2 because the insulating film 3 exists.
However, when the ion collides with the carbon film 4 a plurality of times, the carbon film 4 is broken, and the ion collides with the broken portion and the thin insulating film 3 is also broken, the ion directly collides with the metal plate 2. . As a result, a current flows through the metal plate 2,
The current is detected by the ammeter 5. That is, this ion implantation apparatus is configured so that when a hole is formed in the carbon film 4, the hole can be detected by the ammeter 5. Therefore, it is possible to accurately know the time of replacement of the carbon film 4. Further, it is preferable that the insulating film 3 be replaced at the same time as the replacement of the carbon film 4.
【００１５】なお、電流計５により所定電流値以上の電
流が検出された場合に、アラームを鳴らす手段又はラン
プを点灯させる手段を付加しておくことが好ましい。こ
れにより、カーボン膜４の交換時期を容易に知ることが
できる。It is preferable to add a means for sounding an alarm or a means for lighting a lamp when the ammeter 5 detects a current equal to or greater than a predetermined current value. This makes it easy to know when to replace the carbon film 4.
【００１６】次に、上記イオン注入装置を用いて半導体
ウエハにイオン注入する方法及びカーボン膜４の交換の
時期について説明する。Next, a method of implanting ions into a semiconductor wafer by using the above-described ion implantation apparatus and a timing of replacing the carbon film 4 will be described.
【００１７】まず、イオン源において不純物ガスをイオ
ン化し、このイオン化された不純物を引出し電源により
引き出す。引き出された不純物イオンは、マグネットな
どを用いた質量分析器に引き込まれ、質量分析器におい
てウエハに打ち込む不純物を抽出する。この際、図１に
示すように、質量数の小さいイオン種の軌道７は分析管
１の形状の曲線より内側を通り、分析管内のカーボン膜
４に衝突する。質量数の大きいイオン種の軌道８は分析
管１の形状の曲線より外側を通り、分析管内のカーボン
４に衝突する。そして、狙いとする質量数のイオン種の
軌道９は分析管の形状の曲線上を通り、分析管の内部を
通過する。このようにして質量分析器においてウエハに
打ち込む不純物イオンを抽出する。First, an impurity gas is ionized in an ion source, and the ionized impurities are extracted by a power supply. The extracted impurity ions are drawn into a mass spectrometer using a magnet or the like, and the mass spectrometer extracts impurities to be implanted into a wafer. At this time, as shown in FIG. 1, the orbit 7 of the ion species having a small mass number passes inside the curve of the shape of the analysis tube 1 and collides with the carbon film 4 in the analysis tube. The orbit 8 of the ion species having a large mass number passes outside the curve of the shape of the analysis tube 1 and collides with the carbon 4 in the analysis tube. Then, the trajectory 9 of the ion species having the targeted mass number passes along the curve of the shape of the analysis tube and passes through the inside of the analysis tube. In this manner, impurity ions implanted into the wafer are extracted in the mass spectrometer.
【００１８】次に、抽出された不純物イオンは加速器で
加速される。そして、所定の加速電圧に加速された不純
物イオン（イオンビーム）は、ウエハ処理室内に流れ、
このウエハ処理室内の載置台に載置された被処理体であ
るウエハに打ち込まれる。Next, the extracted impurity ions are accelerated by an accelerator. Then, the impurity ions (ion beams) accelerated to a predetermined acceleration voltage flow into the wafer processing chamber,
The wafer is driven into a wafer to be processed placed on a mounting table in the wafer processing chamber.
【００１９】このようなイオン注入を複数のウエハに施
すことにより、カーボン膜４にイオンが複数回衝突し、
カーボン膜４が破れ、更にその破れた部分にイオンが衝
突して薄い絶縁膜３も破れると、イオンが直接金属板２
に衝突する。それによって、金属板２に電流が流れ、そ
の電流が電流計５によって検出される。その後、カーボ
ン膜４及び絶縁膜３を交換する。By performing such ion implantation on a plurality of wafers, ions collide with the carbon film 4 a plurality of times.
When the carbon film 4 is torn and the ion collides with the torn portion and the thin insulating film 3 is also torn, the ions are directly transferred to the metal plate 2.
Collide with As a result, a current flows through the metal plate 2, and the current is detected by the ammeter 5. After that, the carbon film 4 and the insulating film 3 are exchanged.
【００２０】上記実施の形態によれば、分析管１におい
てカーボン膜４と金属板２との間に絶縁膜３を配置し、
金属板２に電流計５を接続している。このため、カーボ
ン膜４に複数のイオンが衝突してカーボン膜４に穴が開
き、更に絶縁膜３にも穴が開いて金属板２にイオンが直
接衝突することにより、金属板２に電流が流れる。この
電流を電流計５により検出することによって、カーボン
膜４に穴が開いたことを検知できる。従って、カーボン
膜４を交換するといったメンテナンスの最適な時期を正
確に知ることができる。つまり、質量分析器のカーボン
膜４の劣化状況を把握することができ、それによりカー
ボン膜４の無駄な交換を防止することができる。よっ
て、従来のイオン注入装置に比べて無駄な作業を減らす
ことができ、イオン注入装置の稼働率を向上させること
ができる。According to the above-described embodiment, the insulating film 3 is disposed between the carbon film 4 and the metal plate 2 in the analysis tube 1,
An ammeter 5 is connected to the metal plate 2. For this reason, a plurality of ions collide with the carbon film 4 to form a hole in the carbon film 4, and a hole is also formed in the insulating film 3, so that ions directly collide with the metal plate 2, so that a current is applied to the metal plate 2. Flows. By detecting this current with the ammeter 5, it can be detected that a hole has been formed in the carbon film 4. Therefore, it is possible to accurately know the optimal time for maintenance such as replacing the carbon film 4. That is, it is possible to grasp the state of deterioration of the carbon film 4 of the mass spectrometer, thereby preventing useless replacement of the carbon film 4. Therefore, useless work can be reduced as compared with the conventional ion implantation apparatus, and the operation rate of the ion implantation apparatus can be improved.
【００２１】尚、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、種々変更して実施することが可能である。The present invention is not limited to the above embodiment, but can be implemented with various modifications.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、質
量分析器においてカーボン膜と分析管内壁との間に絶縁
膜を配置し、分析管に電流計を接続している。したがっ
て、質量分析器のカーボン膜の劣化状況を把握すること
によりカーボン膜の無駄な交換を防止したイオン注入装
置を提供することができる。As described above, according to the present invention, in a mass spectrometer, an insulating film is disposed between a carbon film and an inner wall of an analytical tube, and an ammeter is connected to the analytical tube. Therefore, it is possible to provide an ion implantation apparatus in which useless replacement of the carbon film is prevented by grasping the deterioration state of the carbon film of the mass spectrometer.
【図１】本発明の実施の形態によるイオン注入装置にお
ける質量分析器を模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a mass analyzer in an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示す質量分析器の分析管の一部を拡大し
た断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a part of an analysis tube of the mass spectrometer shown in FIG.
１…分析管 ２…金属板 ３…絶縁膜 ４…アナライザーカーボン膜 ５…電流計 ７…質量数の小さいイオン種の軌道 ８…質量数の大きいイオン種の軌道 ９…狙いとする質量数のイオン種の軌道 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Analytical tube 2 ... Metal plate 3 ... Insulating film 4 ... Analyzer carbon film 5 ... Ammeter 7 ... Orbit of ion species with small mass number 8 ... Orbit of ion species with large mass number 9 ... Ion of targeted mass number Seed orbit
Claims (1)
物イオンを分離する質量分析器を備え、所望の不純物イ
オンを被処理体に注入するイオン注入装置であって、 上記質量分析器に設けられた、不純物イオンを通過させ
る分析管と、 この分析管に接続された電流計と、 分析管の内面に配置されたカーボン膜と、 このカーボン膜と分析管内壁との間に配置された絶縁膜
と、 を具備するこを特徴とするイオン注入装置。1. An ion implantation apparatus, comprising: a mass analyzer for separating a desired impurity ion from a plurality of types of impurity ions; and implanting the desired impurity ion into an object to be processed, provided in the mass analyzer. An analysis tube through which impurity ions pass; an ammeter connected to the analysis tube; a carbon film disposed on the inner surface of the analysis tube; and an insulating film disposed between the carbon film and the inner wall of the analysis tube. An ion implantation apparatus, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000186741A JP2002008580A (en) | 2000-06-21 | 2000-06-21 | Ion implantation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000186741A JP2002008580A (en) | 2000-06-21 | 2000-06-21 | Ion implantation device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002008580A true JP2002008580A (en) | 2002-01-11 |
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ID=18686848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000186741A Withdrawn JP2002008580A (en) | 2000-06-21 | 2000-06-21 | Ion implantation device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002008580A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004178993A (en) * | 2002-11-27 | 2004-06-24 | Nec Yamagata Ltd | Beam pathway tube for ion implantation |
| JP2010111897A (en) * | 2008-11-05 | 2010-05-20 | Shinmaywa Industries Ltd | Vacuum treatment system |
-
2000
- 2000-06-21 JP JP2000186741A patent/JP2002008580A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004178993A (en) * | 2002-11-27 | 2004-06-24 | Nec Yamagata Ltd | Beam pathway tube for ion implantation |
| JP2010111897A (en) * | 2008-11-05 | 2010-05-20 | Shinmaywa Industries Ltd | Vacuum treatment system |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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