JP2976491B2 - イオン注入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路の製造工程で用いられるイオ
ン注入装置に関し、特に２次電子を放出させてウェハー
のチャージアップを抑制する機構に関する。

〔従来の技術〕

従来、たとえば半導体集積回路の製造工程で用いられ
るイオン注入装置は、イオンビームによる正のチャージ
アップでウェハに形成される半導体素子がダメージを受
けることがあった。この対策として第４図に示すよう
に、エレクトロンシャワー機能をもっているのが普通で
ある。

フィラメント４から出た１次電子２は、リフレクター
電源７で負に印加されたリフレクター板６により円筒状
のターゲットブロック５に向かって放出される。この１
次電子２は、高エネルギーをもっているためイオンビー
ム１に捕獲されにくい。そのため１次電子２は、ターゲ
ットブロック５に衝突し低エネルギーの２次電子を発生
させる。この低エネルギーの２次電子３は、イオンビー
ム１に捕獲されイオンビーム１を中和する。このためデ
ィスク10に保持されたウェハ11上のチャージアップを防
ぐことができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のイオン注入装置におけるエレクトロン
シャワー部は、１次電子を放出するフィラメント４と、
１次電子との衝突により２次電子を放出するターゲット
ブロック５で構成されている。このターゲットブロック
５は、ウェハ11を保持するディスク10の前方に設けられ
たステンレス製の円筒が用いられているため、フィラメ
ント４とターゲットブロック５の位置関係により、２次
電子３がイオンビーム１に捕獲される確率の分布は決定
されていた。

さらにイオンビーム１の断面は、引出電極の位置やビ
ームエネルギー、アーク電流等で変化する。一方２次電
子は、強弱の変化しか与えられない。イオンビームによ
る２次電子の捕獲される領域は決定されているので、単
に２次電子を強くすると捕獲されきれない２次電子がウ
ェハ11にふりかかることもあり、２次電子による負のチ
ャージアップがウェハ11に起きるという欠点があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のイオン注入装置は、フィラメントと、このフ
ィラメントからの１次電子の照射によりイオンビームを
中性化するための２次電子を放出するターゲットブロッ
クとからなるエレクトロンシャワー部を有するイオン注
入装置において、前記ターゲットブロックの１次電子が
照射される部分にターゲットブロックと同質の材料から
なる回転板を設けたものである。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例のエレクトロンシャワー部
の断面図、第２図は回転板の平面図である。

第１図において、フィラメント４とリフレクター板６
をステンレス製の円筒状のターゲットブロック５の一方
の側面に設け、このフィラメント４と対向するターゲッ
トブロック５の他方の側面にはモーター14により回転す
る回転軸13に取付けられたステンレス製の回転板12が設
けてある。この回転板12は第２図に示したように、中心
部から放射状に形成されたひだ状の凹部15A及び凸部15B
が形成されており、１次電子２の衝突により発生する２
次電子３が広範囲に散乱するようになっている。フィラ
メント４にはフィラメント電流源９により電流を供給す
る。リフレクター板６には、負のバイアスを加える向き
にリフレクター電源７を接続する。ターゲットブロック
５には、１次電子２が衝突するようなバイアス電源８で
正の印加電圧を加える。

このように構成することにより、フィラメント４から
出た１次電子２は、リフレクター板６の負電位のため回
転板12に向かって飛ぶ。１次電子２は回転板12に衝突し
２次電子３を放出する。回転板12を回転することで放出
する２次電子３は広くビームラインに散乱されるので、
イオンビーム１に捕獲される確率が上がり、イオンビー
ム１の中性化が促進される。更に、２次電子３の量を増
しても、イオンビームに捕獲されないい２次電子３の増
加は少なくなり、２次電子自身によるウェハ11の負のチ
ャージアップをなくすことができる。

第３図は本発明の第２の実施例の断面図である。

ターゲットブロック５の側面に３ケの回転板12を配置
し、それぞれの回転板12を回転させるように回転軸13を
介してモーター14を接続する。フィラメント4Aは、横に
長い構造となっているため、１ケの回転板12よりも複数
個の回転板12で、２次電子を散乱させることができる。
従って、効率よく２次電子を散乱させることができるた
め、イオンビームに捕獲される確率をより上げることが
できる利点がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、フィラメントとフィラ
メントからの１次電子の照射により２次電子を放出する
ターゲットブロックからなるエレクトロンシャワー部を
有するイオン注入装置において、このターゲットブロッ
ク１次電子が照射される部分に回転板を設けることによ
り、イオンビームがイオン源パラメータの変更により変
化し、２次電子を増す必要がある場合でも、イオンビー
ムに２次電子を捕獲させる確率をより高く上げイオンビ
ームを中性化することができる。このためウェハのチャ
ージアップを精度よく抑制することができる。またイオ
ンビームに捕獲されなかった２次電子が減少するため、
２次電子自身によるウェハ等被イオン注入物のチャージ
アップを防ぐことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例のエレクトロンシャワー
部の断面図、第２図は第１の実施例の回転板の上面図、
第３図は本発明の第２の実施例のエレクトロンシャワー
部の断面図、第４図は従来のイオン注入装置のエレクト
ロンシャワー部の断面図である。 １……イオンビーム、２……１次電子、３……２次電
子、４……フィラメント、５……ターゲットブロック、
６……リフレクター板、７……リフレクター電源、８…
…バイアス電源、９……フィラメント電流源、10……デ
ィスク、11……ウェハ、12……回転板、13……回転軸、
14……モーター、15A……ひだ状凹部、15B……ひだ状凸
部。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フィラメントと、このフィラメントからの
   １次電子の照射によりイオンビームを中性化するための
   ２次電子を放出するターゲットブロックとからなるエレ
   クトロンシャワー部を有するイオン注入装置において、
   前記ターゲットブロックの１次電子が照射される部分に
   ターゲットブロックと同質の材料からなる回転板を設け
   たことを特徴とするイオン注入装置。
2. 【請求項２】回転板は中心部から放射状に形成されたひ
   だ状の凹凸を有する請求項１記載のイオン注入装置。