JP2759151B2 - イオン注入装置及びイオン注入方法 - Google Patents
イオン注入装置及びイオン注入方法Info
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- JP2759151B2 JP2759151B2 JP63234050A JP23405088A JP2759151B2 JP 2759151 B2 JP2759151 B2 JP 2759151B2 JP 63234050 A JP63234050 A JP 63234050A JP 23405088 A JP23405088 A JP 23405088A JP 2759151 B2 JP2759151 B2 JP 2759151B2
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- ion implantation
- vacuum
- ion
- ion source
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、イオン注入装置及びイオン注入方法に関す
る。
る。
（従来の技術） 一般に、イオン注入装置は、被処理物例えば半導体ウ
エハに不純物例えばＰ（リン）、Ｂ（ホウ素）等をドー
ピングする装置として広く用いられている。
エハに不純物例えばＰ（リン）、Ｂ（ホウ素）等をドー
ピングする装置として広く用いられている。
このような従来のイオン注入装置では、イオン源にお
いて例えばPF3、BF3等の原料ガスを電離してP+、B+を発
生させ、このイオン源からP+、B+を電気的に引き出し、
質量分析マグネットで偏向し、分析スリットを通過させ
ることによって選別し、しかる後加速およびＸ−Ｙ方向
に走査して被処理物例えば半導体ウエハに照射するよう
構成されている。
いて例えばPF3、BF3等の原料ガスを電離してP+、B+を発
生させ、このイオン源からP+、B+を電気的に引き出し、
質量分析マグネットで偏向し、分析スリットを通過させ
ることによって選別し、しかる後加速およびＸ−Ｙ方向
に走査して被処理物例えば半導体ウエハに照射するよう
構成されている。
このようなイオン注入装置、例えば中電流型のイオン
注入装置では、例えばP+、B+等のイオンを最大200KeV程
度にまで加速して半導体ウエハ等に照射可能に構成され
ている。
注入装置では、例えばP+、B+等のイオンを最大200KeV程
度にまで加速して半導体ウエハ等に照射可能に構成され
ている。
（発明が解決しようとする課題） 上述のように従来のイオン注入装置では、例えばP+、
B+等のイオンを最大200KeV程度にまで加速して半導体ウ
エハ等に照射することができる。ところが、近年は、例
えば300KeV〜400KeV程度のエネルギーを有する高エネル
ギーのイオンをドーピングする必要性が生じてきた。
B+等のイオンを最大200KeV程度にまで加速して半導体ウ
エハ等に照射することができる。ところが、近年は、例
えば300KeV〜400KeV程度のエネルギーを有する高エネル
ギーのイオンをドーピングする必要性が生じてきた。
そこで、２価イオン例えばP++、B++を用いることによ
って例えば300KeV〜400KeV程度の高エネルギーのイオン
ビームを得ることが考えられている。すなわち、２価イ
オンを用いることによって、同じ加速電圧で２倍のエネ
ルギーを得ようとするものである。
って例えば300KeV〜400KeV程度の高エネルギーのイオン
ビームを得ることが考えられている。すなわち、２価イ
オンを用いることによって、同じ加速電圧で２倍のエネ
ルギーを得ようとするものである。
しかしながら、P++、B++等の２価イオンは、電子を得
て１価イオン（P+、B+）に変換されやすい。このため、
２価イオン中に１価イオンが混入して、ビーム純度が低
下する。例えば本発明者等が従来のイオン注入装置を用
いて測定したところ、P++を用いた場合ビーム純度は88
％程度、B++を用いた場合ビーム純度は90％程度であっ
た。
て１価イオン（P+、B+）に変換されやすい。このため、
２価イオン中に１価イオンが混入して、ビーム純度が低
下する。例えば本発明者等が従来のイオン注入装置を用
いて測定したところ、P++を用いた場合ビーム純度は88
％程度、B++を用いた場合ビーム純度は90％程度であっ
た。
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもの
で、２価イオンを用いた場合でも、１価イオンの混入に
よるビーム純度の低下を従来に較べて大幅に低減するこ
とができ、ビーム純度を良好に保つことのできるイオン
注入装置及びイオン注入方法を提供しようとするもので
ある。
で、２価イオンを用いた場合でも、１価イオンの混入に
よるビーム純度の低下を従来に較べて大幅に低減するこ
とができ、ビーム純度を良好に保つことのできるイオン
注入装置及びイオン注入方法を提供しようとするもので
ある。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち本発明のイオン注入装置は、イオン源から引
き出したイオンを、質量分析マグネットよって偏向し、
分析スリットを通過させることによって選別し、しかる
後、ビームラインにおいて加速、偏向して、エンドステ
ーションに設けられた被処理物に照射するイオン注入装
置において、 前記質量分析マグネットと前記分析スリットとの間の
部位から真空排気するための真空排気機構であって、ク
ライオポンプと、このクライオポンプと該部位から真空
排気するための機構とを接続するための絶縁性の真空チ
ューブと、バルブとを有する真空排気機構と、 前記イオン源の部位から真空排気するためのイオン源
用真空排気機構と、 前記ビームラインの部位から真空排気するためのビー
ムライン用真空排気機構と、 前記エンドステーションの部位から真空排気するため
のエンドステーション用真空排気機構と を設けたことを特徴とする。
き出したイオンを、質量分析マグネットよって偏向し、
分析スリットを通過させることによって選別し、しかる
後、ビームラインにおいて加速、偏向して、エンドステ
ーションに設けられた被処理物に照射するイオン注入装
置において、 前記質量分析マグネットと前記分析スリットとの間の
部位から真空排気するための真空排気機構であって、ク
ライオポンプと、このクライオポンプと該部位から真空
排気するための機構とを接続するための絶縁性の真空チ
ューブと、バルブとを有する真空排気機構と、 前記イオン源の部位から真空排気するためのイオン源
用真空排気機構と、 前記ビームラインの部位から真空排気するためのビー
ムライン用真空排気機構と、 前記エンドステーションの部位から真空排気するため
のエンドステーション用真空排気機構と を設けたことを特徴とする。
また、請求項２のイオン注入方法は、イオン源から引
き出した２価のイオンを、質量分析マグネットによって
偏向し、分析スリットを通過させることによって選別
し、しかる後、ビームラインにおいて加速、偏向して、
エンドステーションに設けられた被処理物に照射中に、 前記質量分析マグネットと前記分析スリットとの間の
部位から、クライオポンプと、このクライオポンプと該
部位から真空排気するための機構とを接続するための絶
縁性の真空チューブと、バルブとを有する真空排気機構
によって真空排気するとともに、 前記イオン源の部位と、前記ビームラインの部位と、
前記エンドステーションの部位とから真空排気すること
を特徴とする。
き出した２価のイオンを、質量分析マグネットによって
偏向し、分析スリットを通過させることによって選別
し、しかる後、ビームラインにおいて加速、偏向して、
エンドステーションに設けられた被処理物に照射中に、 前記質量分析マグネットと前記分析スリットとの間の
部位から、クライオポンプと、このクライオポンプと該
部位から真空排気するための機構とを接続するための絶
縁性の真空チューブと、バルブとを有する真空排気機構
によって真空排気するとともに、 前記イオン源の部位と、前記ビームラインの部位と、
前記エンドステーションの部位とから真空排気すること
を特徴とする。
（作用） 本発明者等が詳細に調査したところ、従来のイオン注
入装置では、質量分析マグネットと分析スリットとの
間、いわゆるマフカップの部位の真空度が低くなり、２
価イオンを用いた場合この真空度の低下がビーム純度の
低下を招く大きな原因となっていることが判明した。
入装置では、質量分析マグネットと分析スリットとの
間、いわゆるマフカップの部位の真空度が低くなり、２
価イオンを用いた場合この真空度の低下がビーム純度の
低下を招く大きな原因となっていることが判明した。
すなわち、通常従来のイオン注入装置には、イオン源
と質量分析マグネットとの間および分析スリットよりエ
ンドステーション側に幾つか真空排気機構が設けられて
いるが、分析スリットが真空排気の際の抵抗となること
からマフカップの部位の真空度が他の部位に較べて低く
なる。このため、質量分析マグネットを通過した後の２
価イオンが気体分子と衝突することによって１価イオン
に変換され、この１価イオンは、既に質量分析マグネッ
トを通過しているのでこの後選別されることなく半導体
ウエハ等に照射され、ビーム純度の低下を招くことにな
る。
と質量分析マグネットとの間および分析スリットよりエ
ンドステーション側に幾つか真空排気機構が設けられて
いるが、分析スリットが真空排気の際の抵抗となること
からマフカップの部位の真空度が他の部位に較べて低く
なる。このため、質量分析マグネットを通過した後の２
価イオンが気体分子と衝突することによって１価イオン
に変換され、この１価イオンは、既に質量分析マグネッ
トを通過しているのでこの後選別されることなく半導体
ウエハ等に照射され、ビーム純度の低下を招くことにな
る。
そこで本発明のイオン注入装置及びイオン注入方法で
は、上記質量分析マグネットと分析スリットとの間の部
位（マフカップ）に、真空排気するための機構を設け、
この部位の真空度を上昇させることにより、２価イオン
と気体分子との衝突による１価イオンへの変換可能性を
低減してビーム純度の低下を防止する。
は、上記質量分析マグネットと分析スリットとの間の部
位（マフカップ）に、真空排気するための機構を設け、
この部位の真空度を上昇させることにより、２価イオン
と気体分子との衝突による１価イオンへの変換可能性を
低減してビーム純度の低下を防止する。
（実施例） 以下本発明のイオン注入装置及びイオン注入方法の一
実施例を図面を参照して説明する。
実施例を図面を参照して説明する。
イオン源１には、ガスボックス２およびイオン源用電
源３が接続されており、このイオン源１とこのイオン源
１に連設された質量分析マグネット４との間には、イオ
ン源用真空排気機構５が設けられている。
源３が接続されており、このイオン源１とこのイオン源
１に連設された質量分析マグネット４との間には、イオ
ン源用真空排気機構５が設けられている。
また、質量分析マグネット４の出口側には、マフカッ
プ６を介して分析スリット７が設けられており、このマ
フカップ６には、真空排気機構８が設けられている。な
お、この真空排気機構８は、例えば第２図に示すよう
に、クライオポンプ8a、このクライオポンプ8aとマフカ
ップ６とを接続するための絶縁性の真空チューブ8bおよ
びバルブ8cなどから構成することができる。
プ６を介して分析スリット７が設けられており、このマ
フカップ６には、真空排気機構８が設けられている。な
お、この真空排気機構８は、例えば第２図に示すよう
に、クライオポンプ8a、このクライオポンプ8aとマフカ
ップ６とを接続するための絶縁性の真空チューブ8bおよ
びバルブ8cなどから構成することができる。
さらに、分析スリット７の出口側には、加速管９、四
極子レンズ10、Ｙスキャンプレート11、Ｘスキャンプレ
ート12をこの順で配置されたビームライン13が設けられ
ており、Ｘスキャンプレート12近傍には、ビームライン
用真空排気機構14が設けられている。
極子レンズ10、Ｙスキャンプレート11、Ｘスキャンプレ
ート12をこの順で配置されたビームライン13が設けられ
ており、Ｘスキャンプレート12近傍には、ビームライン
用真空排気機構14が設けられている。
そして、上記ビームライン13には、エンドステーショ
ン用真空排気機構15を接続されたターゲットチャンバー
16が連設されており、ターゲットチャンバー16端部には
半導体ウエハ17を保持するためのプラテン18が設けられ
ている。
ン用真空排気機構15を接続されたターゲットチャンバー
16が連設されており、ターゲットチャンバー16端部には
半導体ウエハ17を保持するためのプラテン18が設けられ
ている。
上記構成のこの実施例のイオン注入装置では、イオン
源１でガスボックス２から供給される原料ガス例えばPF
3、BF3ガスを電離してイオンを発生させる。イオン源１
で発生したイオンは、電気的に引き出され、イオンビー
ム19として質量分析マグネット４に導入される。質量分
析マグネット４内には、所定の磁場、すなわち所望のイ
オン例えばP++、B++をほぼ90度偏向する磁場が形成され
ており、この質量分析マグネット４によってほぼ90度偏
向された上記イオンのみが質量分析スリット７を通過す
るよう構成されている。
源１でガスボックス２から供給される原料ガス例えばPF
3、BF3ガスを電離してイオンを発生させる。イオン源１
で発生したイオンは、電気的に引き出され、イオンビー
ム19として質量分析マグネット４に導入される。質量分
析マグネット４内には、所定の磁場、すなわち所望のイ
オン例えばP++、B++をほぼ90度偏向する磁場が形成され
ており、この質量分析マグネット４によってほぼ90度偏
向された上記イオンのみが質量分析スリット７を通過す
るよう構成されている。
このようにして選択されたイオンビーム19は、分析ス
リット７を通過した後、加速管９によって加速され、四
極子レンズ10によって集束され、Ｙスキャンプレート11
およびＸスキャンプレート12によってＸ−Ｙ方向に走査
されてプラテン18に保持された半導体ウエハ17に照射さ
れる。
リット７を通過した後、加速管９によって加速され、四
極子レンズ10によって集束され、Ｙスキャンプレート11
およびＸスキャンプレート12によってＸ−Ｙ方向に走査
されてプラテン18に保持された半導体ウエハ17に照射さ
れる。
この時、イオン源用真空排気機構５、マフカップ６に
設けられた真空排気機構８、ビームライン用真空排気機
構14およびエンドステーション用真空排気機構15を予め
駆動しておき、各部の排気を行っておく。
設けられた真空排気機構８、ビームライン用真空排気機
構14およびエンドステーション用真空排気機構15を予め
駆動しておき、各部の排気を行っておく。
第３図および第４図のグラフは、それぞれイオン源１
に供給するガスをBF3、PF3とした場合のイオン源１の圧
力と一価イオンの混入量の関係を示しており、それぞれ
直線Ａはこの実施例のイオン注入装置の場合、直線Ｂは
従来のイオン注入装置の場合を示している。これらのグ
ラフに示されるように、この実施例のイオン注入装置で
は、マフカップ６部分の圧力を低く保つことができるの
で、P++、B++等の２価イオンの１価イオン（P+、B+）へ
の変換量を低減することができ、１価イオンの混入によ
るビーム純度の低下を従来に較べて大幅に低減すること
ができる。
に供給するガスをBF3、PF3とした場合のイオン源１の圧
力と一価イオンの混入量の関係を示しており、それぞれ
直線Ａはこの実施例のイオン注入装置の場合、直線Ｂは
従来のイオン注入装置の場合を示している。これらのグ
ラフに示されるように、この実施例のイオン注入装置で
は、マフカップ６部分の圧力を低く保つことができるの
で、P++、B++等の２価イオンの１価イオン（P+、B+）へ
の変換量を低減することができ、１価イオンの混入によ
るビーム純度の低下を従来に較べて大幅に低減すること
ができる。
［発明の効果］ 上述のように、本発明のイオン注入装置及びイオン注
入方法によれば、２価イオンを用いた場合でも、１価イ
オンの混入によるビーム純度の低下を従来に較べて大幅
に低減することができ、ビーム純度を良好に保つことが
できる。
入方法によれば、２価イオンを用いた場合でも、１価イ
オンの混入によるビーム純度の低下を従来に較べて大幅
に低減することができ、ビーム純度を良好に保つことが
できる。
第１図は本発明の一実施例のイオン注入装置の構成を示
す図、第２図は第１図のイオン注入装置の要部を示す斜
視図、第３図および第４図はイオン源の圧力と一価イオ
ンの混入量の関係を実施例装置と従来装置で比較して示
すグラフである。 １……イオン源、２……ガスボックス、３……イオン源
用電源、４……質量分析マグネット、５……イオン源用
真空排気機構、６……マフカップ、７……分析スリッ
ト、８……真空排気機構、９……加速管、10……四極子
レンズ、11……Ｙスキャンプレート、12……Ｘスキャン
プレート、13……ビームライン、14……ビームライン用
真空排気機構、15……エンドステーション用真空排気機
構、16……ターゲットチャンバー、17……半導体ウエ
ハ、18……プラテン、19……イオンビーム。
す図、第２図は第１図のイオン注入装置の要部を示す斜
視図、第３図および第４図はイオン源の圧力と一価イオ
ンの混入量の関係を実施例装置と従来装置で比較して示
すグラフである。 １……イオン源、２……ガスボックス、３……イオン源
用電源、４……質量分析マグネット、５……イオン源用
真空排気機構、６……マフカップ、７……分析スリッ
ト、８……真空排気機構、９……加速管、10……四極子
レンズ、11……Ｙスキャンプレート、12……Ｘスキャン
プレート、13……ビームライン、14……ビームライン用
真空排気機構、15……エンドステーション用真空排気機
構、16……ターゲットチャンバー、17……半導体ウエ
ハ、18……プラテン、19……イオンビーム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−111040（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−77340（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−177842（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】イオン源から引き出したイオンを、質量分
析マグネットよって偏向し、分析スリットを通過させる
ことによって選別し、しかる後、ビームラインにおいて
加速、偏向して、エンドステーションに設けられた被処
理物に照射するイオン注入装置において、 前記質量分析マグネットと前記分析スリットとの間の部
位から真空排気するための真空排気機構であって、クラ
イオポンプと、このクライオポンプと該部位から真空排
気するための機構とを接続するための絶縁性の真空チュ
ーブと、バルブとを有する真空排気機構と、 前記イオン源の部位から真空排気するためのイオン源用
真空排気機構と、 前記ビームラインの部位から真空排気するためのビーム
ライン用真空排気機構と、 前記エンドステーションの部位から真空排気するための
エンドステーション用真空排気機構と を設けたことを特徴とするイオン注入装置。 - 【請求項２】イオン源から引き出した２価のイオンを、
質量分析マグネットによって偏向し、分析スリットを通
過させることによって選別し、しかる後、ビームライン
において加速、偏向して、エンドステーションに設けら
れた被処理物に照射中に、 前記質量分析マグネットと前記分析スリットとの間の部
位から、クライオポンプと、このクライオポンプと該部
位から真空排気するための機構とを接続するための絶縁
性の真空チューブと、バルブとを有する真空排気機構に
よって真空排気するとともに、 前記イオン源の部位と、前記ビームラインの部位と、前
記エンドステーションの部位とから真空排気することを
特徴とするイオン注入方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63234050A JP2759151B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | イオン注入装置及びイオン注入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63234050A JP2759151B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | イオン注入装置及びイオン注入方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0282443A JPH0282443A (ja) | 1990-03-23 |
| JP2759151B2 true JP2759151B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=16964787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63234050A Expired - Fee Related JP2759151B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | イオン注入装置及びイオン注入方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2759151B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56111040A (en) * | 1980-01-07 | 1981-09-02 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Ion implanting device |
-
1988
- 1988-09-19 JP JP63234050A patent/JP2759151B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0282443A (ja) | 1990-03-23 |
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|---|---|---|---|
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