JP2002373614A - Ion implantation apparatus - Google Patents

Ion implantation apparatus

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JP2002373614A JP2002098148A JP2002098148A JP2002373614A JP 2002373614 A JP2002373614 A JP 2002373614A JP 2002098148 A JP2002098148 A JP 2002098148A JP 2002098148 A JP2002098148 A JP 2002098148A JP 2002373614 A JP2002373614 A JP 2002373614A
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泰郎 山下
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ion implantation apparatus capable of preventing an internal discharge at an initial stage of an ion beam extraction process. SOLUTION: In an extraction procedure of an ion beam, an excitation current necessary under objective device operating conditions for generating a predetermined magnetic field for each apparatus is fed to a mass separator, a Q-lens, and a 30 deg. deflection system, and objective pre-acceleration and post-acceleration voltages are respectively applied by raising voltages of pre-acceleration and post-acceleration power sources (step 101). In step 102, an excitation current corresponding to strength of the magnetic field to be generated is fed by an ion source coil, and O2 gas is introduced as the gas for ion generation. In step 103, plasma is ignited and ions are generated by controlling a microwave supply part 31 and introducing microwave into a plasma chamber 1b.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、イオンや電子等を
加速する荷電粒子加速装置に係り、特に、半導体基板で
あるシリコンウェハーに、イオンビームを注入するイオ
ン注入装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charged particle accelerator for accelerating ions and electrons, and more particularly to an ion implanter for implanting an ion beam into a silicon wafer as a semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の技術を図2〜図7を参照して説明
する。
2. Description of the Related Art A conventional technique will be described with reference to FIGS.

【0003】図2は、一般的な大電流酸素イオン注入装
置の全体構成を示している。このイオン注入装置は、全
体として、幅4m、長さ7m、高さ3m程度の大きさを
有する。イオン源1には、プラズマ室があり、イオン源
コイル1aによる磁場印加、及び、図示していないガス
及びマイクロ波供給源からの、ビームガス種であるO 2
ガス及びマイクロ波が導入されて、プラズマが生成され
る。前段加速電源2により、このイオン源1は例えば5
0kVまで昇圧され、当該電圧を引き出し電圧として、
イオン源1からイオンビームが引き出される。引き出さ
れたイオンビームは、質量分離器3により、目的とする
イオン(ここではO+)と、不要なイオンO2+等とに分
離される。
FIG. 2 shows a general high current oxygen ion implantation apparatus.
1 shows the overall configuration of the device. This ion implanter
As a body, a size of about 4m in width, 7m in length and 3m in height
Have. The ion source 1 has a plasma chamber,
Application of magnetic field by coil 1a and gas not shown
And the beam gas species O from the microwave source Two
Gas and microwaves are introduced to create a plasma
You. By the pre-acceleration power supply 2, this ion source 1
0 kV, and the voltage is used as an extraction voltage.
An ion beam is extracted from the ion source 1. Pulled out
The focused ion beam is targeted by the mass separator 3.
Ions (here, O +) and unnecessary ions OTwo+ Minutes
Separated.

【0004】なお、質量分離器3に印加する電磁強度B
は、次式により算出される。
The electromagnetic intensity B applied to the mass separator 3
Is calculated by the following equation.

【0005】 B=1.44/r・√MV/n ・・・(1) ここで、r:偏向半径 M:質量数 V:前段加速電圧(例えば50kV) n:イオン価数 イオン注入装置においては、上記V,M,n,rは与え
られており、これらからBが求まる。目的とするイオン
を得るために必要な磁場強度Bが求まると、例えば図3
に示すような、電磁石へ供給する励磁電流とその電磁石
が発生する磁場強度との関係に基づいて、当該磁場強度
Bを得るために、質量分離器3に備えられている電磁石
へ印加すべき励磁電流Iが求まる。
B = 1.44 / r · √MV / n (1) where, r: deflection radius M: mass number V: pre-stage acceleration voltage (for example, 50 kV) n: ion valence In ion implantation apparatus Is given the above V, M, n, and r, from which B is determined. When the magnetic field strength B required to obtain the target ions is determined, for example, FIG.
Based on the relationship between the exciting current supplied to the electromagnet and the magnetic field strength generated by the electromagnet as shown in FIG. 5, the excitation to be applied to the electromagnet provided in the mass separator 3 in order to obtain the magnetic field strength B The current I is obtained.

【0006】質量分離器3を通過したイオンビームは、
外部とは電気的に絶縁されている、いわゆるREDBO
X5に含まれている加速管6により加速される。加速管
6を含むREDBOX5は、後段加速電源4により昇圧
される。加速されたイオンビームは、Qレンズ7でビー
ム整形され、30°偏向器8では、質量分離器3と同じ
く不要なビームがカットされる。最後に、偏向器8を通
過したビームのみが、エンドステーション10中のSi
ウェハー9に照射される。
The ion beam that has passed through the mass separator 3 is
The so-called REDBO that is electrically insulated from the outside
It is accelerated by an acceleration tube 6 included in X5. The REDBOX 5 including the accelerating tube 6 is boosted by the post-acceleration power supply 4. The accelerated ion beam is beam-shaped by the Q lens 7, and unnecessary beams are cut off by the 30 ° deflector 8, similarly to the mass separator 3. Finally, only the beam that has passed through the deflector 8 is
The wafer 9 is irradiated.

【0007】Siウエハー9は、基板搬送用ロボット1
0dにより外部からエンドステーション10内部に搬入
され、図中矢印方向に回転可能な試料ホルダー10bに
保持される。なお、10cは、Siウエハー9に注入さ
れずに、その後方に流れていったビームを減衰させるた
めのビームダンパーである。
[0007] The Si wafer 9 is the substrate transfer robot 1
0d, the sample is carried into the end station 10 from the outside, and is held by the sample holder 10b rotatable in the arrow direction in the figure. Reference numeral 10c denotes a beam damper for attenuating a beam that has not been injected into the Si wafer 9 and has flowed behind it.

【0008】従来のイオンビーム引き出し手順は、例え
ば図4に示すように、最初、質量分離器3、Qレンズ
7、30°偏向器8に、予め設定した必要な磁場を印加
し、イオン源1にプラズマを発生させ(ステップ40
1)、その後、前段及び後段加速電圧を印加(ステップ
402)することによって、イオンビームを引き出して
いた。
In the conventional ion beam extraction procedure, for example, as shown in FIG. 4, a preset required magnetic field is first applied to the mass separator 3, the Q lens 7, and the 30 ° deflector 8, and the ion source 1 To generate plasma (step 40).
1) After that, an ion beam was extracted by applying a pre-stage and post-stage acceleration voltage (step 402).

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】現在利用されている前
段及び後段加速電源による印加電圧の昇圧には、図5に
示すように、通常、ある一定の時間が必要である。例え
ば、加速電源として用いられる高周波スイッチング制御
電源では、その装置に含まれているLC回路のコンデン
サーの充電に、ある程度の時間がかかる。さらに、加速
電源による印加電圧を急激に立ち上げようとすると、印
加電圧が不安定になり、その電圧値が振動することがあ
る。このような場合には、電圧制御が困難となり、さら
に、他の電気素子にも悪影響を与える。
As shown in FIG. 5, a certain period of time is usually required for boosting the applied voltage by the currently used pre-stage and post-stage acceleration power supplies. For example, in a high-frequency switching control power supply used as an acceleration power supply, it takes some time to charge a capacitor of an LC circuit included in the device. Further, if the voltage applied by the acceleration power supply is to be rapidly increased, the applied voltage becomes unstable, and the voltage value may oscillate. In such a case, voltage control becomes difficult, and further, other electric elements are adversely affected.

【0010】したがって、通常の昇圧過程の初期段階に
おいては、加速電圧Vが定常運転時と比較して小さくな
る。
Therefore, in the initial stage of the normal step-up process, the acceleration voltage V is lower than in the normal operation.

【0011】このため、上記数1からわかるように、一
定の磁場強度Bがすでに印加されている機器、例えば質
量分離器3では、その内部を通過するイオンビームの偏
向半径rは、定常運転時よりも小さくなる。例えば、質
量分離器3では、図6に示すように、イオンビーム0+
が、質量分離器3の真空容器壁面14と衝突する場合が
ある。
For this reason, as can be seen from the above equation (1), in a device to which a constant magnetic field intensity B has already been applied, for example, in the mass separator 3, the deflection radius r of the ion beam passing through the inside of the device is determined during normal operation. Smaller than. For example, in the mass separator 3, as shown in FIG.
May collide with the vacuum vessel wall surface 14 of the mass separator 3.

【0012】このようなイオンビームの衝突は、磁場を
印加することによってビームの偏向を行うような30°
偏向器8や、さらに、ビームライン上に配置され、当該
ラインを通るビームを目的の状態とするための磁場及び
電場のうち少なくとも一方を発生させるような機器で
も、同様に発生することがある。
The collision of the ion beam is performed by applying a magnetic field of 30 ° to deflect the beam.
The same may occur in the deflector 8 or in a device that is arranged on the beam line and generates at least one of a magnetic field and an electric field for setting a beam passing through the line to a target state.

【0013】イオンビームが、真空容器内壁等の金属面
と衝突すると、当該金属面でイオンビームが反射される
だけでなく、図7に示すように、この衝突により発生し
た、中性粒子11、2次電子12、スパッタ原子13が
放出される。このうち、2次電子は、前段加速電圧ある
いは後段加速電圧により逆方向に加速されて逆流し、イ
オン源電極や加速電極等に衝突し、内部負荷短絡を生ず
る。
When the ion beam collides with a metal surface such as the inner wall of a vacuum vessel, the ion beam is reflected not only on the metal surface but also as shown in FIG. Secondary electrons 12 and sputtered atoms 13 are emitted. Of these, the secondary electrons are accelerated in the opposite direction by the pre-acceleration voltage or the post-acceleration voltage and flow backward, colliding with the ion source electrode, the acceleration electrode, and the like, causing an internal load short circuit.

【0014】このような内部負荷短絡の発生は、イオン
電流値の小さい加速装置においては、あまり大きな問題
とはならなかった。しかし、最近のイオン注入処理に使
用されている、数百mA/数百kVの大電流イオン注入
装置においては、特に顕著となる現象であり、問題とな
っている。
The occurrence of such an internal load short-circuit did not cause a serious problem in an accelerator having a small ion current value. However, in a high-current ion implantation apparatus of several hundred mA / several hundred kV used in recent ion implantation processing, this phenomenon is particularly noticeable and poses a problem.

【0015】さらに、上述したイオンビームの引き出し
手順を実行するために各電源や各電流供給源の制御手段
を備え、自動運転を可能とするイオン注入装置では、上
記内部負荷短絡を生ずると、当該制御手段が、電源を保
護する意味で、加速電圧を0にし、再立上げを自動的に
行う。よって、上記内部負荷短絡の発生は、イオン注入
装置の稼働率低下や、ウェハー処理能力低下の原因とな
る。
Further, in the ion implantation apparatus which is provided with control means for each power supply and each current supply source for executing the above-described ion beam extraction procedure and which can perform automatic operation, if the internal load short circuit occurs, The control means sets the acceleration voltage to 0 in order to protect the power supply, and automatically starts up again. Therefore, the occurrence of the internal load short-circuit causes a reduction in the operation rate of the ion implantation apparatus and a reduction in the wafer processing capacity.

【0016】さらに、イオンビームが真空容器に衝突す
る為に、真空容器の構成材料である、Fe、Alなどが
スパッタされ、不純物としてSiウェハー9に注入さ
れ、ウェハー汚染を生ずるような場合もある。
Further, since the ion beam collides with the vacuum vessel, the constituent materials of the vacuum vessel, such as Fe and Al, are sputtered and injected into the Si wafer 9 as impurities, which may cause wafer contamination. .

【0017】本発明は、上述したような点を考慮してな
されたものであり、荷電粒子の加速装置において、荷電
粒子ビームの引き出し過程の初期段階で発生しうる、当
該装置の機器内壁面と荷電粒子ビームとの衝突により発
生する内部負荷短絡(内部放電)を防止あるいは軽減す
ることができる、荷電粒子加速装置を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and in an apparatus for accelerating a charged particle, an inner wall of an apparatus of the apparatus, which may be generated in an initial stage of a process of extracting a charged particle beam, may be provided. It is an object of the present invention to provide a charged particle accelerator capable of preventing or reducing an internal load short circuit (internal discharge) caused by collision with a charged particle beam.

【0018】より具体的には、荷電粒子としてのイオン
を基板へ注入するイオン注入装置において、上述したよ
うな、装置の稼働率低下、ウェハー処理能力低下、ウェ
ハーへの不純物注入の発生等の原因となる、イオンビー
ム引き出し過程の初期段階での内部放電の発生を防止あ
るいは軽減することができる、イオン注入装置を提供す
ることを、本発明の目的とする。
More specifically, in an ion implantation apparatus for implanting ions as charged particles into a substrate, as described above, factors such as a decrease in the operation rate of the apparatus, a decrease in the wafer processing capability, and the occurrence of impurity implantation into the wafer. It is an object of the present invention to provide an ion implantation apparatus capable of preventing or reducing the occurrence of internal discharge at an initial stage of an ion beam extraction process.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、荷電粒子を発生させる荷電粒子発生源
と、当該発生された荷電粒子を加速する加速部とを備え
る荷電粒子加速装置において、当該装置のビームライン
に沿って配置され、前記荷電粒子のビームをある特定の
状態へ変化させるために、目的とする強度の磁場及び電
場のうち少なくとも一方を発生する1以上の機器と、前
記1以上の機器、前記荷電粒子発生源、及び、前記加速
部を制御するための制御部とを有し、前記制御部は、前
記荷電粒子を引き出すための制御モードを備え、前記制
御モードでは、前記加速部を制御して目的とする加速電
場を発生させ、かつ、前記1以上の機器を制御して目的
とする場をそれぞれ発生させた後に、前記荷電粒子発生
源を制御して荷電粒子を発生させる。
To achieve the above object, the present invention provides a charged particle accelerating apparatus including a charged particle generating source for generating charged particles, and an accelerating unit for accelerating the generated charged particles. In, at least one device arranged along the beam line of the device, and generates at least one of a magnetic field and an electric field of the intended intensity, in order to change the beam of the charged particles to a specific state, The at least one device, the charged particle generation source, and a control unit for controlling the acceleration unit, the control unit has a control mode for extracting the charged particles, the control mode Controlling the accelerating unit to generate a target accelerating electric field, and controlling the one or more devices to generate the target fields, and then controlling the charged particle source to control the charged particles. The cause.

【0020】より具体的には、上述した本発明の荷電粒
子加速装置として、荷電粒子としてイオンを用い、加速
したイオンを半導体などの基板へ注入するイオン注入装
置に適用することが出来る。
More specifically, the charged particle accelerator of the present invention can be applied to an ion implanter that uses ions as charged particles and implants accelerated ions into a substrate such as a semiconductor.

【0021】また、上記目的を達成するために、本発明
は、荷電粒子を発生させる荷電粒子発生源と、当該発生
された荷電粒子を加速する加速部とを備える荷電粒子加
速装置において、当該装置のビームラインに沿って配置
され、前記荷電粒子のビームをある特定の状態へ変化さ
せるために、目的とする強度の磁場及び電場のうち少な
くとも一方を発生する1以上の機器と、前記1以上の機
器、前記荷電粒子発生源、及び、前記加速部を制御する
ための制御部とを有し、前記制御部は、前記荷電粒子の
軌道を制御するための制御モードを備え、前記制御モー
ドでは、前記加速部による加速電場を発生させると共
に、前記1以上の機器による場を発生させるものであ
り、その際には、前記1以上の機器のそれぞれを制御し
て、各機器毎について予め定められた関係式に従い、前
記加速電場強度の定常状態からの変化に応じて、当該機
器が発生する場の強度を調整するものであり、前記予め
定めた関係式とは、前記電源の電圧と、当該電圧に応じ
た加速電場により加速された荷電粒子が前記ビームライ
ンを形成する真空容器の内壁面に衝突せずに移動するた
めに必要な場の強度との対応関係を定義したものであ
る。
According to another aspect of the present invention, there is provided a charged particle accelerating apparatus including a charged particle generating source for generating charged particles, and an accelerating unit for accelerating the generated charged particles. One or more devices that are arranged along the beam line and generate at least one of a magnetic field and an electric field of a desired intensity in order to change the beam of the charged particles to a specific state; Equipment, the charged particle generation source, and a control unit for controlling the acceleration unit, the control unit includes a control mode for controlling the trajectory of the charged particles, in the control mode, The accelerating unit generates an accelerating electric field and the one or more devices generate a field. In this case, each of the one or more devices is controlled so that According to a predetermined relational expression, the intensity of the field generated by the device is adjusted according to a change from the steady state of the accelerating electric field strength, and the predetermined relational expression is a voltage of the power supply. And defines the correspondence between the field intensity required for the charged particles accelerated by the accelerating electric field corresponding to the voltage to move without colliding with the inner wall surface of the vacuum vessel forming the beam line. is there.

【0022】上記発明による荷電粒子の軌道を制御する
制御モードは、例えば、イオン注入装置において、加速
部が、電圧を時間と共に増加させる昇圧期間を経て、目
的とする加速電場を発生するための電圧を発生する電源
を備える場合に適用することが出来る。この場合には、
イオン源を制御して荷電粒子を発生させた後に、前記制
御モードを適用して、前記昇圧期間中のイオンビームの
軌道を制御し、イオンビームが真空容器壁面に衝突する
のを防止する。
In the control mode for controlling the trajectory of charged particles according to the present invention, for example, in an ion implantation apparatus, the acceleration unit passes through a boosting period in which the voltage is increased with time, and generates a voltage for generating a target acceleration electric field. Can be applied to the case where a power supply that generates In this case,
After controlling the ion source to generate charged particles, the control mode is applied to control the trajectory of the ion beam during the pressure-increasing period to prevent the ion beam from colliding with the vacuum vessel wall.

【0023】また、上記目的を達成するために、本発明
による荷電粒子加速装置は、当該装置のビームラインに
沿って配置され、前記荷電粒子のビームをある特定の状
態へ変化させるために、目的とする強度の磁場及び電場
のうち少なくとも一方を発生する1以上の機器と、前記
ビームラインを形成する真空容器とを有し、前記真空容
器は、前記加速部による加速電場強度が定常状態の値か
ら変位した場合に荷電粒子のビームが衝突する壁面部分
に配置され、当該衝突による発生する荷電粒子の運動を
制約するための電場及び磁場の少なくとも一方を発生さ
せるトラップ手段を1以上備える。
In order to achieve the above object, a charged particle accelerator according to the present invention is disposed along a beam line of the device, and changes the charged particle beam to a specific state. And at least one device that generates at least one of a magnetic field and an electric field having a predetermined intensity, and a vacuum container that forms the beam line, wherein the vacuum container has an acceleration electric field intensity by the acceleration unit at a steady state value. And at least one trap means for generating at least one of an electric field and a magnetic field for restricting the movement of the charged particles generated by the collision when the charged particle beam collides with the beam.

【0024】トラップ手段としては、例えば、イオン注
入装置において、イオンビームの衝突により発生した2
次電子をトラップするための負の電圧が印加されるサプ
レッサー電極を用いることができる。
As the trapping means, for example, in an ion implantation apparatus, 2 generated by collision of an ion beam.
A suppressor electrode to which a negative voltage for trapping secondary electrons is applied can be used.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用したイオン注
入装置の実施の形態について、図1、図8〜図9を参照
して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an ion implantation apparatus to which the present invention is applied will be described below with reference to FIGS.

【0026】本実施形態のイオン注入装置は、例えば図
2及び図8に示すように、イオン源1、質量分離器3、
加速管6、Qレンズ7、30°偏向器8、及び、エンド
ステーション10を有する。なお、これらの構成につい
ては、上記図2に示されている従来のイオン注入装置の
構成と同じものであり、その動作の説明は省略する。
As shown in FIGS. 2 and 8, for example, the ion implantation apparatus of this embodiment includes an ion source 1, a mass separator 3,
It has an acceleration tube 6, a Q lens 7, a 30 ° deflector 8, and an end station 10. Note that these components are the same as those of the conventional ion implantation apparatus shown in FIG. 2 and the description of the operation is omitted.

【0027】イオン源1は、イオンを発生させるプラズ
マ室1bと、プラズマ室1b内にプラズマを発生するた
めの磁場を印加するイオン源コイル1aと、発生したイ
オンをプラズマ室1bから引き出すための電圧(前段加
速電圧)が印加される引き出し電極1cとを有する。エ
ンドステーション10内には、イオン注入される基板
(Siウエハー)9を複数保持する試料ホルダー10b
と、試料ホルダー10bを回転させて、各基板をイオン
ビームの照射位置まで移動させるためのアクチュエータ
10aとが設けられている。
The ion source 1 includes a plasma chamber 1b for generating ions, an ion source coil 1a for applying a magnetic field for generating plasma in the plasma chamber 1b, and a voltage for extracting generated ions from the plasma chamber 1b. (A pre-acceleration voltage). In the end station 10, a sample holder 10b holding a plurality of substrates (Si wafers) 9 to be ion-implanted.
And an actuator 10a for rotating the sample holder 10b to move each substrate to the irradiation position of the ion beam.

【0028】本実施形態のイオン注入装置は、さらに、
引き出し電極1c、加速管6に印加する加速電圧をそれ
ぞれ供給する前段加速電源2、後段加速電源4と、イオ
ン源コイル1a、質量分離器3、Qレンズ7、30°偏
向器8にそれぞれ含まれている電磁石へ励磁電流を供給
する励磁電流供給部21、23、27、28と、プラズ
マ発生のためのマイクロ波をプラズマ室1bへ供給する
マイクロ波供給部31と、イオン生成用のガスをプラズ
マ室1bへ供給するガス供給部32と、基板移動用アク
チュエータ10aを駆動するためのアクチュエータ駆動
部33とを有する。
The ion implantation apparatus of this embodiment further includes
Included in the leading-edge acceleration power supply 2 and the latter-stage acceleration power supply 4 for supplying an acceleration voltage to be applied to the extraction electrode 1c and the acceleration tube 6, respectively, the ion source coil 1a, the mass separator 3, the Q lens 7, and the 30 ° deflector 8 respectively. Excitation current supply units 21, 23, 27, 28 for supplying an excitation current to the electromagnet, a microwave supply unit 31 for supplying a microwave for generating plasma to the plasma chamber 1 b, and a gas for generating ions for generating plasma. It has a gas supply unit 32 for supplying to the chamber 1b and an actuator driving unit 33 for driving the substrate moving actuator 10a.

【0029】本実施形態のイオン注入装置は、さらに、
前段加速電源2、後段加速電源4、励磁電流供給部2
1、23、27、28、マイクロ波供給部31、ガス供
給部32、及び、アクチュエータ駆動部33の動作をそ
れぞれ制御する制御部41と、制御部41が行う制御処
理のモード(制御モード)に対応する処理プログラムを
記憶する記憶部42とを有する。記憶部42は、前記制
御モードに対応する処理プログラムとして、例えば、イ
オンビームを引き出すための処理手順を規定するプログ
ラムや、イオンを発生するための処理手順を規定するプ
ログラムを記憶する。
The ion implantation apparatus of this embodiment further includes
Pre-acceleration power supply 2, post-acceleration power supply 4, excitation current supply unit 2
1, 23, 27, 28, a control unit 41 for controlling the operations of the microwave supply unit 31, the gas supply unit 32, and the actuator driving unit 33, respectively, and a control processing mode (control mode) performed by the control unit 41. A storage unit 42 for storing a corresponding processing program. The storage unit 42 stores, for example, a program defining a processing procedure for extracting an ion beam and a program defining a processing procedure for generating ions as a processing program corresponding to the control mode.

【0030】ここで、前段加速電源2及び後段加速電源
4の印加電圧値はもちろんのこと、励磁電流供給部2
3、27、28のそれぞれが供給する電流値は可変であ
り、制御部41によりその制御が可能である構成とす
る。さらに、制御部41は、励磁電流供給部21による
イオン源コイル1aへの予め定めた励磁電流の供給動
作、マイクロ波供給部31によるマイクロ波の発生動
作、及び、ガス供給部32によるイオン生成用ガスの導
入動作を少なくとも制御するものである。
Here, not only the applied voltage values of the pre-acceleration power supply 2 and the post-acceleration power supply 4 but also the excitation current supply unit 2
The current value supplied by each of 3, 27, and 28 is variable and can be controlled by the control unit 41. Further, the control unit 41 supplies a predetermined exciting current to the ion source coil 1 a by the exciting current supply unit 21, generates a microwave by the microwave supply unit 31, and generates an ion by the gas supply unit 32. It controls at least the gas introduction operation.

【0031】次に、本実施形態のイオン注入装置で用い
る制御モードについて説明する。
Next, a control mode used in the ion implantation apparatus of this embodiment will be described.

【0032】本実施形態では、イオンビームを引き出す
際に発生する内部放電多発を抑制するため制御モードと
して、例えば、図1に示すようなイオンビームの引き出
し手順を実行する。
In the present embodiment, for example, a procedure for extracting an ion beam as shown in FIG. 1 is executed as a control mode in order to suppress the frequent occurrence of internal discharge generated when extracting an ion beam.

【0033】本例によるイオンビームの引き出し手順に
おいては、最初に、質量分離器3、Qレンズ7、及び、
30°偏向器8に、目的とする装置運転条件下で必要
な、それぞれの機器について予め定められている磁場を
発生するための励磁電流を各励磁電流供給部21、2
3、27、28から供給させると共に、前段加速電源
2、後段加速電源4を昇圧させて、目的とする前段加速
電圧、後段加速電圧を、引き出し電極1c、加速管6を
含むREDBOX5(図2参照)にそれぞれ印加する
(ステップ101)。
In the procedure for extracting the ion beam according to the present embodiment, first, the mass separator 3, the Q lens 7, and the
The 30 ° deflector 8 supplies the excitation current supply units 21 and 2 with an excitation current required for generating a predetermined magnetic field required for each device under the target device operating conditions.
3, 27, and 28, and the pre-acceleration power supply 2 and the post-acceleration power supply 4 are stepped up to supply the desired pre-acceleration voltage and post-acceleration voltage to the REDBOX 5 including the extraction electrode 1c and the acceleration tube 6 (see FIG. ) (Step 101).

【0034】その後、イオン源1内にプラズマを発生さ
せることで、イオンビームを引き出す。すなわち、ステ
ップ102では、イオン源コイル1aにより発生すべき
磁場の強度に対応した励磁電流を励磁電流供給部21に
より供給すると共に、イオン生成用のガスとしてガス供
給部32からO2ガスを導入する。最後に、ステップ1
03で、マイクロ波供給部31を制御してマイクロ波を
プラズマ室1bへ導入させることにより、プラズマを点
火して、イオンを発生させる。
Thereafter, a plasma is generated in the ion source 1 to extract an ion beam. That is, in step 102, the exciting current corresponding to the intensity of the magnetic field to be generated by the ion source coil 1a is supplied from the exciting current supply unit 21 and the O 2 gas is introduced from the gas supply unit 32 as a gas for generating ions. . Finally, step 1
At 03, the microwave is supplied to the plasma chamber 1b by controlling the microwave supply unit 31, thereby igniting the plasma and generating ions.

【0035】以上の処理手順によれば、予め設定されて
いた、目的とする加速電場及び磁場がビームラインに沿
って印加されている状態でイオンを発生させるため、上
記処理手順の最後(ステップ103)の時点で、初めて
プラズマ室1に発生したイオンは、予め設定されている
軌道、すなわちビームラインに沿って移動することがで
きる。従って、従来技術によるイオン引き出し手順で生
じていた、イオンビームが真空容器内壁に衝突する事に
より生ずる内部放電(内部負荷短絡)を減少あるいは防
止する事が可能となる。
According to the above-described processing procedure, ions are generated in a state where a target acceleration electric field and magnetic field which are set in advance are applied along the beam line. At the point in time), ions generated in the plasma chamber 1 for the first time can move along a predetermined trajectory, that is, a beam line. Therefore, it is possible to reduce or prevent the internal discharge (internal load short-circuit) caused by the collision of the ion beam with the inner wall of the vacuum vessel, which has occurred in the ion extraction procedure according to the prior art.

【0036】さらに、本例では、イオン源1のプラズマ
発生手順として、まず、イオン源コイル1aによる磁場
印加、イオン源ガス種であるO2ガスの導入の後に、マ
イクロ波を導入させるているため、より安定なプラズマ
点火が可能となる。
Further, in the present embodiment, as a procedure for generating a plasma of the ion source 1, a microwave is first introduced after applying a magnetic field by the ion source coil 1a and introducing an O 2 gas which is a kind of ion source gas. Thus, more stable plasma ignition is possible.

【0037】次に、本実施形態のイオン注入装置で用い
ることが出来るイオンビーム引き出し手順の他の例につ
いて図9を参照して説明する。
Next, another example of an ion beam extraction procedure that can be used in the ion implantation apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0038】本例の手順では、図9に示すように、最初
に、イオン源1内にプラズマを発生させる(ステップ9
01)。この処理は、実質的には、上記図1の処理のス
テップ102及び103の処理と同じである。
In the procedure of this example, as shown in FIG. 9, first, plasma is generated in the ion source 1 (step 9).
01). This processing is substantially the same as the processing of steps 102 and 103 in the processing of FIG.

【0039】次に、ステップ902では、発生したイオ
ンを引き出すために、質量分離器3、Qレンズ7、及
び、30°偏向器8で磁場を発生させると共に、引き出
し電極1c、加速管6に加速電場を発生させる。
Next, in step 902, in order to extract the generated ions, a magnetic field is generated by the mass separator 3, the Q lens 7, and the 30 ° deflector 8, and the magnetic field is accelerated by the extraction electrode 1c and the acceleration tube 6. Generate an electric field.

【0040】ただし、本例では、前段加速電源2および
後段加速電源4の印加電圧が時間と共に上昇する昇圧期
間中(図5参照)には、前段加速電圧及び後段加速電圧
の時間的変化に応じて、質量分離器3、Qレンズ7、及
び、30°偏向器8で印加する磁場強度を調整する制御
を行う。
However, in this example, during the boosting period in which the applied voltages of the pre-acceleration power supply 2 and the post-acceleration power supply 4 rise with time (see FIG. 5), the voltage changes according to the temporal change of the pre-acceleration voltage and the post-acceleration voltage. Then, control for adjusting the magnetic field intensity applied by the mass separator 3, the Q lens 7, and the 30 ° deflector 8 is performed.

【0041】これにより、本例のイオンビーム引き出し
手順では、定常運転時の加速電圧よりも低い昇圧期間中
の電圧に応じで加速されたイオンが、当該装置のビーム
ラインを構成する真空容器の内壁面に衝突する事を防ぐ
ものである。
Thus, in the ion beam extraction procedure of the present embodiment, ions accelerated according to the voltage during the boosting period that is lower than the acceleration voltage at the time of steady operation are supplied to the inside of the vacuum vessel constituting the beam line of the apparatus. This prevents collision with the wall.

【0042】より具体的には、制御部41は、前段加速
電源2、後段加速電源4の印加電圧を検出し、その検出
された印加電圧と上記数1とにより、イオンのr(偏向
半径)が定常印加電圧時と同じくなるために必要な磁場
強度Bを求める。さらに、上記図3に示されたような、
各機器の電磁石が発生する磁場の強度と、それに必要な
励磁電流との関係から、前記磁場強度Bを得るために必
要な励磁電流Iを求め、この励磁電流Iが、対応される
機器に供給されるように、各励磁電流供給部を制御す
る。
More specifically, the control unit 41 detects the applied voltage of the pre-acceleration power supply 2 and the post-acceleration power supply 4 and calculates the r (deflection radius) of the ions based on the detected applied voltage and the above equation (1). Of the magnetic field required to make the same as at the time of the steady applied voltage. Further, as shown in FIG.
From the relationship between the intensity of the magnetic field generated by the electromagnet of each device and the excitation current required for the device, an excitation current I required to obtain the magnetic field intensity B is obtained, and this excitation current I is supplied to the corresponding device. So that each excitation current supply unit is controlled.

【0043】例えば、質量分離器3には、前段加速電源
2による印加電圧のみによって加速されたイオンが通過
する。このために、質量分離器3の磁場強度は、前段加
速電圧だけを考慮して決定する。また、加速管6よりも
下流側に位置する各機器については、前段加速電圧及び
後段加速電圧の両者をあわせて加速電圧を考慮して、各
機器の発生するべき磁場強度を決定する。
For example, ions accelerated only by the voltage applied by the pre-acceleration power supply 2 pass through the mass separator 3. For this purpose, the magnetic field strength of the mass separator 3 is determined by considering only the pre-acceleration voltage. For each device located downstream of the accelerating tube 6, the magnetic field intensity to be generated by each device is determined by considering both the pre-acceleration voltage and the post-acceleration voltage in consideration of the acceleration voltage.

【0044】本例のイオンビーム引き出し手順によれ
ば、前段加速電圧、後段加速電圧の変化に応じて、質量
分離器3、Qレンズ7、30°偏向器8等に印加する磁
場強度を調整することができる。このため、前段加速電
源2及び後段加速電源4の立ち上げ時の昇圧期間に、引
き出されたイオンビームがビームラインを形成する真空
容器の内壁面に衝突し、内部放電が発生することを抑制
あるいは防止する事が可能となる。
According to the ion beam extraction procedure of this embodiment, the intensity of the magnetic field applied to the mass separator 3, the Q lens 7, the 30 ° deflector 8 and the like is adjusted according to changes in the pre-acceleration voltage and the post-acceleration voltage. be able to. For this reason, during the boosting period at the time of startup of the pre-acceleration power supply 2 and the post-acceleration power supply 4, the extracted ion beam collides with the inner wall surface of the vacuum vessel forming the beam line, thereby suppressing the occurrence of internal discharge or It is possible to prevent it.

【0045】本発明によるイオン注入装置の他の実施形
態について、図10を参照して説明する。
Another embodiment of the ion implantation apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0046】本実施形態では、図2に示すような構成を
有するイオン注入装置において、前段加速電源2及び後
段加速電源4の、目的の電圧に達するまでの昇圧過程
で、引き出されたイオンビームが衝突すると考えられる
真空容器の壁面に、サプレッサーをそれぞれ設ける。こ
のサプレッサーにより、衝突により発生する2次電子を
トラップする。
In the present embodiment, in the ion implantation apparatus having the configuration shown in FIG. 2, in the step of boosting the pre-acceleration power supply 2 and the post-acceleration power supply 4 until the target voltage is reached, the extracted ion beam is used. Suppressors are provided on the walls of the vacuum vessel that are considered to collide. This suppressor traps secondary electrons generated by the collision.

【0047】例えば、質量分離器3では、上述したよう
に電源の昇圧過程では、真空容器14の内壁面14aに
(図6参照)、イオンビームが衝突する場合がある。本
実施形態では、図10に示すように、イオンビームが衝
突する可能性がある真空容器14の内壁面14aに対向
する位置にサプレッサー電極110を設け、サプレッサ
ー電極110に、2次電子をトラップするに必要な負の
電圧(−V)をかけるものである。
For example, in the mass separator 3, as described above, during the step-up of the power supply, the ion beam may collide with the inner wall surface 14 a of the vacuum vessel 14 (see FIG. 6). In the present embodiment, as shown in FIG. 10, a suppressor electrode 110 is provided at a position facing the inner wall surface 14a of the vacuum vessel 14 where an ion beam may collide, and secondary electrons are trapped in the suppressor electrode 110. Is applied with a necessary negative voltage (-V).

【0048】本実施形態によれば、イオンビームがビー
ムラインを形成する真空容器の内壁面に衝突したとして
も、そこで発生する2次電子をトラップあるいはその動
きを抑制することが出来る。このため、2次電子がイオ
ン源1または30°偏向器8等へ逆流することを防ぎ、
さらに、逆流した2次電子による引き出し電極1cや加
速管6の電極への衝突を抑制することが出来る。
According to this embodiment, even if the ion beam collides with the inner wall surface of the vacuum vessel forming the beam line, the secondary electrons generated there can be trapped or their movement can be suppressed. For this reason, secondary electrons are prevented from flowing back to the ion source 1 or the 30 ° deflector 8 or the like,
Furthermore, collision of the back-flowed secondary electrons with the extraction electrode 1c and the electrode of the acceleration tube 6 can be suppressed.

【0049】なお、本実施形態では、真空容器14内
に、イオンビームの衝突により発生する2次電子をトラ
ップするためにサプレッサー電極110を設けたが、こ
の代わりに、定常運転においてビームラインを通過する
イオンビームの軌道に影響しない程度の磁場を発生する
磁場発生手段を、前記衝突が起こる部分に配置し、この
磁場によって2次電子の運動を抑制する構成としてもよ
い。
In this embodiment, the suppressor electrode 110 is provided in the vacuum vessel 14 for trapping secondary electrons generated by the collision of the ion beam. A magnetic field generating means for generating a magnetic field that does not affect the trajectory of the ion beam may be arranged at a portion where the collision occurs, and the movement of the secondary electrons may be suppressed by the magnetic field.

【0050】なお、上記2つの実施形態では、ビームラ
インに沿って配置される機器として、磁場のみを発生さ
せる機器が使用される場合について説明したが、イオン
ビームの状態を目的の状態へ変化させるための電場を発
生させる機器、あるいは、磁場及び電場の両方を発生す
る機器を用いているイオン注入装置についても同様に、
本発明を適用することが出来る。
In the above two embodiments, the case where a device that generates only a magnetic field is used as a device arranged along the beam line has been described, but the state of the ion beam is changed to a target state. Similarly, for an ion implanter using a device that generates an electric field for, or a device that generates both a magnetic field and an electric field,
The present invention can be applied.

【0051】また、上記2つの実施形態では、荷電粒子
としてイオンビームを例に上げて説明したが、電子やマ
イナスイオンを発生させて加速するような荷電粒子加速
装置の場合にも同様に、本発明を適用することが出来
る。
In the above two embodiments, an ion beam has been described as an example of charged particles. However, a charged particle accelerator for generating and accelerating electrons and negative ions is similarly used. The invention can be applied.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明によれば、荷電粒子ビームの引き
出し過程の初期段階で発生しうる、当該装置の機器内壁
面と荷電粒子ビームとの衝突によって発生する内部放電
(内部負荷短絡)を防止あるいは軽減することができ
る、荷電粒子加速装置を提供することができる。
According to the present invention, the internal discharge (internal load short-circuit) caused by the collision between the inner wall surface of the apparatus and the charged particle beam, which may occur in the initial stage of the extraction process of the charged particle beam, is prevented. Alternatively, a charged particle accelerator that can be reduced can be provided.

【0053】また、本発明によれば、荷電粒子としての
イオンを基板へ注入するイオン注入装置において、上述
したような、装置の稼働率低下、ウェハー処理能力低
下、ウェハーへの不純物注入の発生等の原因となる、イ
オンビーム引き出し過程の初期段階での内部放電の発生
を防止することができる、イオン注入装置を提供するこ
とができる。
Further, according to the present invention, in an ion implantation apparatus for implanting ions as charged particles into a substrate, as described above, the operation rate of the apparatus is reduced, the wafer processing capacity is reduced, the impurity is implanted into the wafer, and the like. It is possible to provide an ion implantation apparatus that can prevent the occurrence of internal discharge in the initial stage of the ion beam extraction process, which causes the above.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるイオン注入装置の一実施形態にお
けるイオンビーム引き出し手順の一例を示すフローチャ
ート。
FIG. 1 is a flowchart showing an example of an ion beam extraction procedure in an embodiment of the ion implantation apparatus according to the present invention.

【図2】イオン注入装置の全体構成を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the ion implantation apparatus.

【図3】電磁石励磁電流と、発生される磁場強度との関
係の一例を示すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing an example of a relationship between an electromagnet excitation current and a generated magnetic field intensity.

【図4】従来技術によるイオンビーム引き出し手順を示
すフローチャート。
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for extracting an ion beam according to a conventional technique.

【図5】加速電源の昇圧過程の一例を示すグラフ。FIG. 5 is a graph showing an example of a boosting process of an acceleration power supply.

【図6】イオンビームと真空容器との衝突を示す説明
図。
FIG. 6 is an explanatory view showing collision between an ion beam and a vacuum vessel.

【図7】イオンビームと壁面との干渉を示す説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram showing interference between an ion beam and a wall surface.

【図8】図1の実施形態のイオン注入装置の構成を示す
ブロック図。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of the ion implantation apparatus according to the embodiment of FIG. 1;

【図9】図1の実施形態におけるイオンビーム引き出し
手順の他の例を示すフローチャート。
FIG. 9 is a flowchart showing another example of the ion beam extraction procedure in the embodiment of FIG. 1;

【図10】本発明によるイオン注入装置の他の実施形態
における要部構成を示す説明図。
FIG. 10 is an explanatory view showing a main part configuration in another embodiment of the ion implantation apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 イオン源 2 前段加速電源 4 後段加速電源 8 30°偏向器 9 Siウェハー 14 真空容器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ion source 2 Pre-stage acceleration power supply 4 Post-stage acceleration power supply 8 30 degree deflector 9 Si wafer 14 Vacuum container.

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成14年4月1日(2002.4.1)[Submission date] April 1, 2002 (2002.4.1)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

フロントページの続き (72)発明者 山下 泰郎 茨城県日立市国分町一丁目1番1号 株式 会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 米良 和夫 茨城県日立市国分町一丁目1番1号 株式 会社日立製作所国分工場内 Fターム(参考) 5C030 BB09 5C033 AA07 5C034 CD01 CD02 CD03 CD04 Continuing from the front page (72) Inventor Yasuo Yamashita 1-1-1, Kokubuncho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside the Kokubu Factory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Kazuo Yonera 1-1-1, Kokubuncho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Share BB09 5C033 AA07 5C034 CD01 CD02 CD03 CD04

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】イオンを発生させるイオン源と、前記発生
されたイオンを加速する加速部と、前記加速されたイオ
ンが注入される基板を保持するエンドステーションとを
備えるイオン注入装置において、 当該装置のビームラインに沿って配置され、前記イオン
のビームをある特定の状態へ変化させるために、目的と
する強度の磁場及び電場のうち少なくとも一方を発生す
る1以上の機器と、 前記1以上の機器、前記イオン源、及び、前記加速部を
制御するための制御部とを有し、 前記制御部は、イオンを引き出すための制御モードを備
え、 前記制御モードでは、前記加速部を制御して目的とする
加速電場を発生させ、かつ、前記1以上の機器を制御し
て目的とする場をそれぞれ発生させた後に、前記イオン
源を制御してイオンを発生させることを特徴とするイオ
ン注入装置。
1. An ion implantation apparatus comprising: an ion source for generating ions; an accelerating unit for accelerating the generated ions; and an end station for holding a substrate into which the accelerated ions are implanted. One or more devices that are arranged along the beam line and generate at least one of a magnetic field and an electric field of a target intensity in order to change the ion beam to a specific state; and the one or more devices. A control unit for controlling the acceleration unit. The control unit includes a control mode for extracting ions. In the control mode, the control unit controls the acceleration unit. After generating an accelerating electric field, and controlling the one or more devices to generate respective target fields, the ion source is controlled to generate ions. An ion implanter characterized by the following.
【請求項2】請求項1において、 前記イオン源は、プラズマを発生するプラズマ室と、前
記プラズマ室内に磁場を発生させる磁場発生部と、前記
プラズマ室内にガスを供給するガス供給部と、前記プラ
ズマ室にマイクロ波を供給するマイクロ波供給部とを有
し、 前記制御モードでは、イオンを発生するための手順とし
て、前記磁場発生部により前記プラズマ室内に目的とす
る磁場を発生させると共に、前記ガス供給部により前記
プラズマ室内にガスを導入させた後に、前記マイクロ波
供給部により前記プラズマ室内にマイクロ波を導入させ
ることを特徴とするイオン注入装置。
2. The ion source according to claim 1, wherein the ion source includes: a plasma chamber for generating plasma; a magnetic field generation unit for generating a magnetic field in the plasma chamber; a gas supply unit for supplying gas into the plasma chamber; A microwave supply unit for supplying microwaves to the plasma chamber, wherein in the control mode, as a procedure for generating ions, the magnetic field generation unit generates a target magnetic field in the plasma chamber, An ion implantation apparatus, wherein a microwave is introduced into the plasma chamber by the microwave supply unit after a gas is introduced into the plasma chamber by a gas supply unit.
【請求項3】請求項1において、 前記加速部は、電圧を時間と共に増加させる昇圧期間を
経て、前記目的とする加速電場を発生するための電圧を
発生する電源を備えるものであり、 前記制御モードでは、前記イオン源を制御してイオンを
発生させた後に、前記電源を立ち上げて加速電場を発生
させると共に、前記1以上の機器による場を発生させる
ものであり、 前記電源の昇圧期間中には、前記1以上の機器のそれぞ
れを制御して、各機器毎について予め定められた関係式
に従い、前記電源の電圧の変化に応じて、当該機器が発
生する場の強度を変化させるものであり、 前記予め定めた関係式とは、前記電源の電圧と、当該電
圧に応じた加速電場により加速されたイオンが前記ビー
ムラインを形成する真空容器の内壁面に衝突せずに移動
するために必要な場の強度との対応関係を定義したもの
であることを特徴とするイオン注入装置。
3. The control unit according to claim 1, wherein the acceleration unit includes a power supply that generates a voltage for generating the target acceleration electric field after a boosting period in which the voltage is increased with time. In the mode, after generating ions by controlling the ion source, the power source is started to generate an accelerating electric field, and a field is generated by the one or more devices. Controlling each of the one or more devices to change the intensity of a field generated by the device according to a change in the voltage of the power supply according to a relational expression predetermined for each device. The predetermined relational expression is that the voltage of the power supply and the ions accelerated by the accelerating electric field corresponding to the voltage move without colliding with the inner wall surface of the vacuum vessel forming the beam line. An ion implantation apparatus, which defines a correspondence relationship with a field intensity necessary for the ion implantation.
【請求項4】請求項3において、 前記加速部は、前記イオン源からのイオンの引き出しを
行うための前段部と、前記引き出されたイオンを加速す
るための後段部と、前記前段部及び前記後段部で目的と
する加速電場を発生するための電圧を供給する電源であ
る、前段加速電源及び後段加速電源とを備え、 前記1以上の機器として、それぞれが磁場を発生する手
段を備える、前記前段部で加速されたイオンの質量分離
を行う質量分離器と、前記後段部で加速されたイオンの
ビームを整形するQレンズと、前記Qレンズで整形され
たイオンビームを偏向させるビーム偏向器とを備えるも
のであり、 前記制御モードでは、前記前段加速電源及び後段加速電
源の立ち上げ時における昇圧期間中は、前記前段部に印
加される電圧に応じて前記質量分離器で発生させる磁場
強度を変化させ、前記前段部及び前記後段部に印加され
る電圧に応じて、前記Qレンズ及び前記ビーム偏向器で
発生する磁場強度を変化させることを特徴とするイオン
注入装置。
4. The apparatus according to claim 3, wherein the accelerating unit includes a pre-stage for extracting ions from the ion source, a post-stage for accelerating the extracted ions, the pre-stage and the pre-stage. A power supply for supplying a voltage for generating a target accelerating electric field in a rear part, comprising a pre-stage acceleration power supply and a post-stage acceleration power supply, wherein each of the one or more devices includes a unit for generating a magnetic field. A mass separator that performs mass separation of the ions accelerated in the front stage, a Q lens that shapes the beam of the ions accelerated in the rear stage, and a beam deflector that deflects the ion beam shaped by the Q lens. In the control mode, during the boosting period when the pre-acceleration power supply and the post-acceleration power supply are started, the mass separation is performed according to the voltage applied to the pre-stage unit. In changing the magnetic field strength to be generated, in response to said front portion and the voltage applied to the second part, the ion implantation apparatus characterized by varying the magnetic field intensity generated by the Q lens and the beam deflector.
【請求項5】イオンを発生させるイオン源と、前記発生
されたイオンを加速する加速部と、前記加速されたイオ
ンが注入される基板を保持するエンドステーションとを
備えるイオン注入装置において、 当該装置のビームラインに沿って配置され、前記イオン
のビームをある特定の状態へ変化させるために、目的と
する強度の磁場及び電場のうち少なくとも一方を発生す
る1以上の機器と、 前記ビームラインを形成する真空容器とを有し、 前記加速部は、電圧を時間と共に増加させる昇圧期間を
経て、前記目的とする加速電場を発生するための電圧を
発生する電源を備えるものであり、 前記真空容器は、前記電源の昇圧期間中にイオンビーム
が衝突する壁面部分に、当該衝突により発生する2次電
子の動きを制限するための2次電子抑制手段を1以上備
えることを特徴とするイオン注入装置。
5. An ion implantation apparatus comprising: an ion source for generating ions; an accelerating unit for accelerating the generated ions; and an end station for holding a substrate into which the accelerated ions are implanted. One or more devices that are arranged along a beam line and generate at least one of a magnetic field and an electric field of a desired intensity in order to change the ion beam to a specific state; and forming the beam line. The accelerating unit is provided with a power supply that generates a voltage for generating the target acceleration electric field through a boosting period in which the voltage is increased with time, and the vacuum container is A secondary electron suppressing means for restricting movement of secondary electrons generated by the collision with a wall portion where the ion beam collides during the boosting period of the power supply. An ion implantation apparatus comprising one or more of the following.
【請求項6】請求項5において、 前記2次電子トラップ手段は、前記イオンビームが衝突
する壁面部分と対向する位置に配置され、負の電圧が印
加されるサプレッサー電極であることを特徴とするイオ
ン注入装置。
6. The apparatus according to claim 5, wherein said secondary electron trap means is a suppressor electrode which is disposed at a position facing a wall portion with which said ion beam collides, and to which a negative voltage is applied. Ion implanter.
【請求項7】荷電粒子を発生させる荷電粒子発生源と、
当該発生された荷電粒子を加速する加速部とを備える荷
電粒子加速装置において、 当該装置のビームラインに沿って配置され、前記荷電粒
子のビームをある特定の状態へ変化させるために、目的
とする強度の磁場及び電場のうち少なくとも一方を発生
する1以上の機器と、 前記1以上の機器、前記荷電粒子発生源、及び、前記加
速部を制御するための制御部とを有し、 前記制御部は、前記荷電粒子を引き出すための制御モー
ドを備え、 前記制御モードでは、前記加速部を制御して目的とする
加速電場を発生させ、かつ、前記1以上の機器を制御し
て目的とする場をそれぞれ発生させた後に、前記荷電粒
子発生源を制御して荷電粒子を発生させることを特徴と
する荷電粒子加速装置。
7. A charged particle source for generating charged particles,
A charged particle accelerator comprising: an accelerating unit for accelerating the generated charged particles.The charged particle accelerator is disposed along a beam line of the device, and is used for changing a beam of the charged particles to a specific state. A control unit configured to control at least one of a strong magnetic field and an electric field; and the control unit configured to control the one or more devices, the charged particle generation source, and the acceleration unit; Comprises a control mode for extracting the charged particles, and in the control mode, controls the acceleration unit to generate a target acceleration electric field, and controls the one or more devices to control a target field. A charged particle accelerator that controls the charged particle generation source to generate charged particles.
【請求項8】荷電粒子を発生させる荷電粒子発生源と、
当該発生された荷電粒子を加速する加速部とを備える荷
電粒子加速装置において、 当該装置のビームラインに沿って配置され、前記荷電粒
子のビームをある特定の状態へ変化させるために、目的
とする強度の磁場及び電場のうち少なくとも一方を発生
する1以上の機器と、 前記1以上の機器、前記荷電粒子発生源、及び、前記加
速部を制御するための制御部とを有し、 前記制御部は、前記荷電粒子の軌道を制御するための制
御モードを備え、 前記制御モードでは、前記加速部による加速電場を発生
させると共に、前記1以上の機器による場を発生させる
ものであり、その際には、前記1以上の機器のそれぞれ
を制御して、各機器毎について予め定められた関係式に
従い、前記加速電場強度の定常状態からの変化に応じ
て、当該機器が発生する場の強度を調整するものであ
り、 前記予め定めた関係式とは、前記電源の電圧と、当該電
圧に応じた加速電場により加速された荷電粒子が前記ビ
ームラインを形成する真空容器の内壁面に衝突せずに移
動するために必要な場の強度との対応関係を定義したも
のであることを特徴とする荷電粒子加速装置。
8. A charged particle generation source for generating charged particles,
A charged particle accelerator comprising: an accelerating unit for accelerating the generated charged particles.The charged particle accelerator is disposed along a beam line of the device, and is used for changing a beam of the charged particles to a specific state. A control unit configured to control at least one of a strong magnetic field and an electric field; and the control unit configured to control the one or more devices, the charged particle generation source, and the acceleration unit; Comprises a control mode for controlling the trajectory of the charged particles, In the control mode, while generating an accelerating electric field by the accelerating unit, to generate a field by the one or more devices, Controls each of the one or more devices, and generates the devices according to a change from the steady state of the accelerating electric field strength according to a relational expression predetermined for each device. The predetermined relational expression is a voltage of the power source and a charged particle accelerated by an accelerating electric field corresponding to the voltage in a vacuum vessel forming the beam line. A charged particle accelerator characterized by defining a correspondence relationship with a field intensity necessary for moving without colliding with a wall surface.
【請求項9】荷電粒子を発生させる荷電粒子発生源と、
前記発生された荷電粒子を加速する加速部とを備える荷
電粒子加速装置において、 当該装置のビームラインに沿って配置され、前記荷電粒
子のビームをある特定の状態へ変化させるために、目的
とする強度の磁場及び電場のうち少なくとも一方を発生
する1以上の機器と、 前記ビームラインを形成する真空容器とを有し、 前記真空容器は、前記加速部による加速電場強度が定常
状態の値から変位した場合に荷電粒子のビームが衝突す
る壁面部分に配置され、当該衝突による発生する荷電粒
子の運動を制約するための電場及び磁場の少なくとも一
方を発生させるトラップ手段を1以上備えることを特徴
とする荷電粒子加速装置。
9. A charged particle generation source for generating charged particles,
A charged particle accelerator comprising: an accelerating unit for accelerating the generated charged particles.The charged particle accelerator is disposed along a beam line of the device, and is used for changing a beam of the charged particles to a specific state. And at least one device for generating at least one of a strong magnetic field and an electric field, and a vacuum container forming the beam line, wherein the vacuum container has an acceleration electric field intensity by the acceleration unit displaced from a steady state value. In this case, at least one trap means is provided on a wall portion where the charged particle beam collides and generates at least one of an electric field and a magnetic field for restricting the movement of the charged particle generated by the collision. Charged particle accelerator.
【請求項10】荷電粒子を発生させる荷電粒子発生源
と、当該発生された荷電粒子を加速する加速部と、ビー
ムラインに沿って配置され、前記荷電粒子のビームをあ
る特定の状態へ変化させるために、目的とする強度の磁
場及び電場のうち少なくとも一方を発生する1以上の機
器とを備える荷電粒子加速装置における、荷電粒子の引
き出し方法において、 最初に、前記加速部により目的とする加速電場を発生さ
せ、かつ、前記1以上の機器により目的とする場をそれ
ぞれ発生させ、 次に、前記荷電粒子発生源により荷電粒子を発生させる
ことを特徴とする荷電粒子の引き出し方法。
10. A charged particle generation source for generating charged particles, an acceleration unit for accelerating the generated charged particles, and arranged along a beam line to change a beam of the charged particles to a specific state. Therefore, in a method of extracting charged particles in a charged particle accelerator including at least one device that generates at least one of a magnetic field and an electric field of a target strength, And generating a target field by the one or more devices, and then generating charged particles by the charged particle generation source.
【請求項11】請求項10において、 前記加速部の電源として、印加電圧を時間と共に上昇さ
せる昇圧期間を経て目的とする電圧を発生するものを用
いる場合には、 前記イオン源を制御してイオンを発生させた後に、前記
電源を立ち上げて加速電場を発生させると共に、前記1
以上の機器による場を発生させるものであり、 前記昇圧期間中には、前記1以上の各機器のそれぞれに
ついて予め定められた関係式に従い、当該電源電圧の変
化に対応して、各機器が発生する場の強度を変化させる
ものであり、 前記予め定めた関係式とは、前記電源の電圧と、当該電
圧により加速された荷電粒子が、ビームラインを形成す
る真空容器の内壁面と衝突せず移動するために必要な場
の強度との関係を定義するものであることを特徴とする
荷電粒子の引き出し方法。
11. The ion source according to claim 10, wherein the power source of the acceleration unit generates a target voltage through a boosting period in which an applied voltage is increased with time. After the power is generated, the power is turned on to generate an accelerating electric field, and
A field is generated by the above devices. During the boosting period, each device is generated in accordance with a change in the power supply voltage according to a predetermined relational expression for each of the one or more devices. The predetermined relational expression is that the voltage of the power supply and the charged particles accelerated by the voltage do not collide with the inner wall surface of the vacuum vessel forming the beam line. A method for extracting charged particles, wherein the method defines a relationship with a field strength necessary for movement.
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