JP3123123B2 - イオン注入装置 - Google Patents

イオン注入装置

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JP3123123B2
JP3123123B2 JP03162234A JP16223491A JP3123123B2 JP 3123123 B2 JP3123123 B2 JP 3123123B2 JP 03162234 A JP03162234 A JP 03162234A JP 16223491 A JP16223491 A JP 16223491A JP 3123123 B2 JP3123123 B2 JP 3123123B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、イオン注入装置に関
し、より具体的には、ターゲットにパーティクル(ごみ
等)が付着するのを防止する手段に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は、従来のイオン注入装置の一例を
部分的に示す概略断面図である。
【0003】このイオン注入装置は、図示しないイオン
源から引き出され、かつ必要に応じて質量分析、加速等
の行われたイオンビーム2を、図示しない種々のアパー
チャ、走査電極、Qレンズ等を通してプラテン6上のタ
ーゲット(例えばウェーハ)4に照射してイオン注入を
行うよう構成されている。
【0004】また、ターゲット4にイオンビーム2を照
射することに伴ってターゲット4やプラテン6から放出
される二次電子がアースへ逃げるのを防止してターゲッ
ト4に流れるビーム電流の計測を正確に行う等の目的
で、ターゲット4の周囲から上流側にかけてファラデー
ケース8を設けており、かつこのファラデーケース8の
入口部上流側に直流電源14によって負電位にされるサ
プレッサ電極10を設けている。また、このサプレッサ
電極10の上流側には、イオンビーム2が同サプレッサ
電極10に当たるのを防止する等の目的でマスク12を
設けている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなイオン注
入装置においては、種々の原因で、例えばイオンビーム
2の一部分がそのビームラインにある構造物(例えば前
述したような種々のアパーチャ、走査電極、Qレンズ
等)やプラテン6等に当たってスパッタすること等によ
り、パーティクル(ごみ等)16が発生し、これがター
ゲット4の近傍の底、図示例ではファラデーケース8の
底板8a上に溜まる。しかもこのパーティクル16は、
イオンビーム2の照射に伴ってターゲット4等から放出
される二次電子が付着して負に帯電する。一方、ターゲ
ット4の表面はイオンビーム2の照射に伴って正に帯電
するので、この正電荷に引かれて負帯電のパーティクル
16がターゲット4の方向に飛来する。このようにし
て、ターゲット4の表面にパーティクル16が付着する
という問題が生じる。
【0006】ちなみに、例えばサブミクロンのパターン
を形成する超高集積回路の製造プロセスにおいて、処理
されるウェーハへのパーティクルの付着は致命傷にな
り、パーティクルの付着が多いことは歩留りを悪くする
大きな原因になる。
【0007】そこでこの発明は、上記のようなパーティ
クルがターゲットに付着するのを防止することを主たる
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第1のイオン注入装置は、前述したよう
ファラデーケース内の少なくとも底部に、同ファラデ
ーケースから電気的に絶縁されたメッシュ状の電極を少
なくとも1段設け、その内の少なくとも一つにファラデ
ーケースの電位よりも負の電圧を印加するようにしたこ
とを特徴とする。
【0009】また、この発明の第2のイオン注入装置
は、ターゲットチャンバ内にターゲットを収納している
イオン注入装置において、前記ターゲットチャンバ内の
ターゲット近傍の少なくとも底部に、ターゲットおよび
ターゲットチャンバから電気的に絶縁されたメッシュ状
の電極を少なくとも1段設け、その内の少なくとも一つ
にターゲットおよびターゲットチャンバの電位よりも負
の電圧を印加して、ターゲットチャンバ内底部のパーテ
ィクルがターゲット方向に行くことを抑えるようにした
ことを特徴とする。
【0010】
【作用】上記第1のイオン注入装置によれば、メッシュ
状の電極は負電位にされるので、ファラデーケース内
部のパーティクルにはターゲット等から放出された二次
電子が到達しにくくなり、その結果同パーティクルは負
に帯電しにくくなる。また仮に負に帯電しても、メッシ
ュ状の電極の負電位によってファラデーケース側へ追い
返されるので、同パーティクルがターゲット方向に行く
ことが抑えられる。その結果、パーティクルがターゲッ
トに付着することが防止される。
【0011】また、上記第2のイオン注入装置によれ
ば、メッシュ状の電極は負電位にされるので、ターゲッ
トチャンバ内底部のパーティクルにはターゲット等から
放出された二次電子が到達しにくくなり、その結果同パ
ーティクルは負に帯電しにくくなる。また仮に負に帯電
しても、メッシュ状の電極の負電位によってターゲット
チャンバ側へ追い返されるので、同パーティクルがター
ゲット方向に行くことが抑えられる。その結果、パーテ
ィクルがターゲットに付着することが防止される。
【0012】
【実施例】図1は、この発明の一実施例に係るイオン注
入装置の要部を示す概略断面図である。図7の従来例と
同一または相当する部分には同一符号を付し、以下にお
いては当該従来例との相違点を主に説明する。
【0013】この実施例においては、前述したようなタ
ーゲット近傍周囲である例えばファラデーケース8の底
板8aの内側に、ターゲットおよびその近傍周囲である
ファラデーケース8から電気的に絶縁されたメッシュ状
の電極20を設け、これに、直流電源22によって、タ
ーゲット4およびその近傍周囲であるファラデーケース
8の電位よりも負の電圧を印加するようにしている。
【0014】このような構造によれば、メッシュ状の電
極20は負電位にされるので、ファラデーケース8の底
部のパーティクル16にはターゲット4等から放出され
た二次電子が到達しにくくなり、その結果同パーティク
ル16は負に帯電しにくくなる。また仮に負に帯電して
も、メッシュ状の電極20の負の電位によって追い返さ
れるので、同パーティクル16がターゲット4の方向に
行くことが抑えられる。その結果、パーティクル16が
ターゲット4に付着することが防止される。
【0015】この場合、電極20は、ターゲット4等か
ら放出された二次電子や底部の負帯電のパーティクル1
6を追い返す電界が十分に得られる範囲で、粗い(即ち
隙間の大きい)メッシュ状にするのが好ましく、そのよ
うにすれば、この電極20自体の上にパーティクルが溜
まるのを防止することができる。
【0016】また、上記電極20の内側に、この実施例
のように、ファラデーケース8と同電位であってパーテ
ィクルが溜まりにくいメッシュ状の電極24を設けても
良く、そのようにすれば、電極20の電位をターゲット
4側から電気的にシールドすることができ、電極20を
設けたことによるイオンビーム2等への電気的影響を一
切無くすることができる。
【0017】ところで、マスク12やその上流側のビー
ムラインにある構造物(例えば前述したように種々のア
パーチャ、走査電極、Qレンズ等)にイオンビーム2の
一部分が当たることによって、このマスク12や構造物
上のパーティクルが正に帯電し、これが負電位のサプレ
ッサ電極10に引かれてターゲット4の方向に飛来する
可能性もある。これに対しては、図1の実施例のような
構成に加えて、例えば図2に示す実施例のように、マス
ク12の下流にパーティクルサプレッサ電極26を設
け、これに直流電源28によって、マスク12あるいは
その上流側のビームラインの電位よりも正の電圧を印加
するようにしても良い。
【0018】このようにすると、正電位のパーティクル
サプレッサ電極26が、ビームラインで発生した正帯電
のパーティクルがこのパーティクルサプレッサ電極26
より下流側に行くのを追い返す働きをする。従って、タ
ーゲット4近傍周囲であるファラデーケース8内がパー
ティクルで汚れにくくなるので、パーティクルがターゲ
ット4に付着するのを一層確実に防止することができ
る。
【0019】なお、上記いずれの実施例の場合も、メッ
シュ状の電極20は必ずしも1枚(1段)にする必要は
なく、例えば正電位、負電位交互に複数段設けても良
く、そのようにすれば、帯電極性の異なるパーティクル
を追い返すことができる。
【0020】また、上記実施例はいずれもファラデーケ
ース8の底部について説明したが、ファラデーケース8
の側面部も上記と同様の構造にしても良く、そのように
すれば、側面部からのパーティクルによるターゲット4
の汚染をも防止することができる。
【0021】また、以上はいずれも、ターゲット4を固
定しておいてイオンビーム2をXY方向に走査するイオ
ン注入装置を例に説明したが、この発明はそれに限定さ
れるものではなく、例えば図3および図4に示すように
イオンビーム2を固定しておいて複数枚のターゲット4
を装着したウェーハディスク30を回転および並進させ
るいわゆるバッチ式のイオン注入装置や、図5および図
6に示すようにイオンビーム2を一方向に電気的に走査
しターゲット4をそれと実質的に直交する方向に機械的
に走査するいわゆるハイブリッドスキャン方式のイオン
注入装置等にも適用することができる。
【0022】図3、図4に示す例ではターゲット4の近
傍周囲にはニュートラルカップ(ファラデーカップとも
呼ばれる)32が設けられており、このニュートラルカ
ップ32の底部32aの内側に、ターゲット4およびそ
の近傍周囲であるニュートラルカップ32から電気的に
絶縁されたメッシュ状の電極20を設け、これに、直流
電源22によってターゲット4およびその近傍周囲であ
るニュートラルカップ32の電位よりも負の電圧を印加
するようにしている。なお、図中34はビームライン容
器、36は真空容器からなるターゲットチャンバ、38
はキャッチプレートである。
【0023】図5、図6に示す例では、ターゲット4の
近傍周囲を覆うようには上記実施例のようなファラデー
カップ8やニュートラルカップ32は存在せず、従って
真空容器からなるターゲットチャンバ36の底部36a
の内側に、ターゲット4およびその近傍周囲であるター
ゲットチャンバ36から電気的に絶縁されたメッシュ状
の電極20を設け、これに、直流電源22によってター
ゲット4およびその周囲近傍であるターゲットチャンバ
36の電位よりも負の電圧を印加するようにしている。
なお、図中40はイオンビーム2をモニターするファラ
デーカップ、42はこのファラデーカップ40のサプレ
ッサ電極である。
【0024】
【発明の効果】以上のように請求項1記載の発明によれ
ば、ファラデーケース内に上記のような負電圧が印加さ
れるメッシュ状の電極を設けることによって、ファラデ
ーケース内底部のパーティクルにターゲット等から放出
された二次電子が到達しにくくなり同パーティクルが負
に帯電しにくくなると共に、仮に負に帯電してもメッシ
ュ状の電極の負電位によってファラデーケース側へ追い
返されるので同パーティクルがターゲット方向に行く
ことが抑えられる。従って、パーティクルがターゲット
に付着するのを防止することができる。
【0025】また、請求項2記載の発明によれば、ター
ゲットチャンバ内に上記のような負電圧が印加されるメ
ッシュ状の電極を設けることによって、ターゲットチャ
ンバ内底部のパーティクルにターゲット等から放出され
た二次電子が到達しにくくなり同パーティクルが負に帯
電しにくくなると共に、仮に負に帯電してもメッシュ状
の電極の負電位によってターゲットチャンバ側へ追い返
されるので、同パーティクルがターゲット方向に行くこ
とが抑えられる。従って、パーティクルがターゲットに
付着するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例に係るイオン注入装置の
要部を示す概略断面図である。
【図2】 この発明の他の実施例に係るイオン注入装置
の要部を示す概略断面図である。
【図3】 この発明の更に他の実施例に係るイオン注入
装置の要部を示す概略平面断面図である。
【図4】 図3の概略正面断面図である。
【図5】 この発明の更に他の実施例に係るイオン注入
装置の要部を示す概略平面断面図である。
【図6】 図5の概略正面断面図である。
【図7】 従来のイオン注入装置の一例を部分的に示す
概略断面図である。
【符号の説明】
2 イオンビーム 4 ターゲット 8 ファラデーケース 10 サプレッサ電極 12 マスク 16 パーティクル 20 メッシュ状の電極 22 直流電源 26 パーティクルサプレッサ電極 28 直流電源

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ターゲットの上流側にファラデーケース
    を設けたイオン注入装置において、前記ファラデーケー
    ス内の少なくとも底部に、同ファラデーケースから電気
    的に絶縁されたメッシュ状の電極を少なくとも1段設
    け、その内の少なくとも一つにファラデーケースの電位
    よりも負の電圧を印加するようにしたことを特徴とする
    イオン注入装置。
  2. 【請求項2】 ターゲットチャンバ内にターゲットを収
    納しているイオン注入装置において、前記ターゲットチ
    ャンバ内のターゲット近傍の少なくとも底部に、ターゲ
    ットおよびターゲットチャンバから電気的に絶縁された
    メッシュ状の電極を少なくとも1段設け、その内の少な
    くとも一つにターゲットおよびターゲットチャンバの電
    位よりも負の電圧を印加して、ターゲットチャンバ内底
    部のパーティクルがターゲット方向に行くことを抑える
    ようにしたことを特徴とするイオン注入装置。
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