JP3149486B2 - Ion processing apparatus and method of using the same - Google Patents

Ion processing apparatus and method of using the same

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JP3149486B2
JP3149486B2 JP31851191A JP31851191A JP3149486B2 JP 3149486 B2 JP3149486 B2 JP 3149486B2 JP 31851191 A JP31851191 A JP 31851191A JP 31851191 A JP31851191 A JP 31851191A JP 3149486 B2 JP3149486 B2 JP 3149486B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えばイオン注入装
置のように、真空中で基板にイオンビームを照射してそ
れにイオン注入等の処理を施すイオン処理装置に関し、
より具体的には、その基板の帯電および同基板に対する
コンタミネーションを低減する手段の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion processing apparatus for irradiating a substrate with an ion beam in a vacuum and performing processing such as ion implantation, such as an ion implantation apparatus.
More specifically, the present invention relates to an improvement in means for reducing the charging of the substrate and the contamination on the substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、従来のイオン処理装置の一例を
部分的に示す図である。この装置は、基本的には、真空
容器(図示省略)内に収納されたホルダ4に保持された
基板(例えばウェーハ)6にイオンビーム2を照射して
それにイオン注入等の処理を施すよう構成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a view partially showing an example of a conventional ion processing apparatus. This apparatus is basically configured to irradiate a substrate (for example, a wafer) 6 held by a holder 4 housed in a vacuum vessel (not shown) with an ion beam 2 and to perform a process such as ion implantation. Have been.

【0003】ホルダ4は、バッチ処理用のウェーハディ
スクの場合と、枚葉処理用のプラテンの場合とがあり、
図示のものは前者の場合の例であり、複数枚の基板6を
装着して真空容器内で高速回転および並進させられる。
[0003] The holder 4 may be a wafer disk for batch processing or a platen for single-wafer processing.
The illustrated one is an example of the former case, in which a plurality of substrates 6 are mounted and rotated at high speed and translated in a vacuum vessel.

【0004】イオンビーム2の経路上には、ファラデー
系を構成するものとし、イオンビーム2がホルダ4や基
板6に当たった際にそれから放出される二次電子14を
受けてそれのアースへの逃げを防止するファラデーカッ
プ(ファラデーケースとも呼ばれる)10および放出二
次電子14の上流側への逃げを防止する負電位のサプレ
ッサ電極8がホルダ4の手前側に、更にこの例ではホル
ダ4が外に並進したときにそれの代わりにイオンビーム
2を受けるキャッチプレート12がホルダ4の後方側
に、それぞれ設けられている。
A Faraday system is formed on the path of the ion beam 2, and receives secondary electrons 14 emitted from the ion beam 2 when the ion beam 2 hits the holder 4 or the substrate 6, and receives the secondary electrons 14 to ground. A Faraday cup (also called a Faraday case) 10 for preventing escape and a suppressor electrode 8 having a negative potential for preventing the emitted secondary electrons 14 from escaping to the upstream side are provided on the front side of the holder 4, and in this example, the holder 4 is provided outside. A catch plate 12 is provided on the rear side of the holder 4 for receiving the ion beam 2 instead of the translation when the translation is performed.

【0005】そして、ホルダ4、ファラデーカップ10
およびキャッチプレート12は、互いに電気的に並列接
続されてビーム電流計測器16に接続されており、それ
によってイオンビーム2のビーム電流の計測を正確に行
えるようにしている。
[0005] Then, the holder 4, the Faraday cup 10
The catch plate 12 and the catch plate 12 are electrically connected in parallel to each other and connected to the beam current measuring device 16 so that the beam current of the ion beam 2 can be accurately measured.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記のようなイオン処
理装置においては、イオンビーム2の照射に伴って基板
6の表面が、特にイオンビーム2が大電流であってしか
も基板6の表面が絶縁物の場合、正に帯電して放電等の
不具合が発生する可能性がある。
In the ion processing apparatus as described above, the surface of the substrate 6 is irradiated with the ion beam 2, especially when the ion beam 2 has a large current and the surface of the substrate 6 is insulated. In the case of an object, there is a possibility that a problem such as discharge occurs due to positive charging.

【0007】これの対策の一つに、イオンビーム2の照
射に伴ってホルダ4等から放出された二次電子14をホ
ルダ4上の基板6に追い返すという考えがあり、そのた
めに従来、図示のように、ホルダ4とファラデーカップ
10等との間にバイアス電源18を挿入し、ファラデー
カップ10に対してホルダ4に正の電位(例えば数V〜
数十V程度)を与えて二次電子14を引き戻すという手
段が提案されている。
As a countermeasure against this, there is an idea that secondary electrons 14 emitted from the holder 4 or the like accompanying the irradiation of the ion beam 2 are repelled to the substrate 6 on the holder 4. As described above, the bias power supply 18 is inserted between the holder 4 and the Faraday cup 10 or the like, and a positive potential (for example, several volts to
Means of applying a voltage of about several tens V to pull back the secondary electrons 14 have been proposed.

【0008】しかしながらこの手段では、ホルダ4の電
位が固定であるため、種々のエネルギーを持った二次電
子14に対して効果が少ない。また仮にバイアス電源1
8の電圧を変化させてホルダ4の電位を変化させるにし
ても、二次電子14のエネルギーやその放出量の変化が
非常に速いので(これは、イオンビーム2がホルダ4に
当たる場合と基板6に当たる場合とで二次電子14の放
出量が異なり、しかもホルダ4が高速回転するからであ
る)、これにホルダ4の電位を追従させることは困難で
あり、ホルダ4の電位は固定と変わらない。従って従来
は、上記のようなホルダ4からの放出二次電子14を用
いて基板6の帯電を効果的に低減させることはできなか
った。
However, in this means, since the potential of the holder 4 is fixed, there is little effect on the secondary electrons 14 having various energies. If the bias power supply 1
Even if the potential of the holder 4 is changed by changing the voltage of the electrode 8, the energy of the secondary electrons 14 and the amount of the emitted electrons change very quickly (this is because the ion beam 2 hits the holder 4 and the substrate 6 And the holder 4 rotates at a high speed), it is difficult to make the potential of the holder 4 follow this, and the potential of the holder 4 remains unchanged. . Therefore, conventionally, the charging of the substrate 6 cannot be effectively reduced by using the secondary electrons 14 emitted from the holder 4 as described above.

【0009】一方、上記のような装置では、イオンビー
ム2がホルダ4や基板6に当たることによってホルダ4
や基板6からスパッタ粒子が飛び出し、これによる堆積
膜がファラデーカップ10の内壁に付着し、それが多量
になると壁から剥がれ落ちてパーティクル(ごみ)が基
板6の表面に付着し、コンタミネーションが増加すると
いう問題もあった。
On the other hand, in the above-described apparatus, the ion beam 2 hits the holder 4 or the substrate 6 so that the holder 4
Particles spatter out of the substrate 6 and the deposited film adheres to the inner wall of the Faraday cup 10, and when a large amount of the sputtered particles peels off from the wall, particles (dust) adhere to the surface of the substrate 6, increasing contamination. There was also the problem of doing.

【0010】そこでこの発明は、イオンビームがホルダ
等に当たることによって放出される二次電子を効果的に
利用して、イオンビーム照射に伴う基板の帯電現象を低
減させることができると共に、ファラデーカップ内部で
のパーティクルの発生を抑えて基板に対するコンタミネ
ーションを低減させることができるようにしたイオン処
理装置を提供することを主たる目的とする。
Therefore, the present invention can reduce the charging phenomenon of the substrate due to the irradiation of the ion beam by effectively utilizing the secondary electrons emitted when the ion beam hits the holder, etc. It is a main object of the present invention to provide an ion processing apparatus capable of suppressing generation of particles at the substrate and reducing contamination on a substrate.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係るイオン処理装置の一つは、前述した
ようなファラデーカップの内壁に、同内壁を覆う板状ま
たは筒状の金属ライナーであって、複数に分割されてお
り、しかも互いにかつファラデーカップから電気的に絶
縁されたものを、着脱可能に取り付けたことを特徴とす
る。
In order to achieve the above-mentioned object , one of the ion processing apparatuses according to the present invention is provided on the inner wall of the Faraday cup as described above, in a plate-like shape covering the inner wall.
Alternatively, a tubular metal liner, which is divided into a plurality of parts and electrically insulated from each other and from the Faraday cup, is detachably attached.

【0012】[0012]

【作用】上記構成によれば、イオンビーム照射に伴って
ホルダ等から放出された二次電子は、金属ライナーの表
面に入り、当該金属ライナーは、電気的に絶縁されてい
るため、この二次電子によって負の電位にバイアスされ
る。この電位は、二次電子のエネルギーや放出量に変化
があっても、またその変化が高速であっても、自動的に
それに対応してバイアスされる。この負バイアスによ
り、ホルダ等からの二次電子は自動的にホルダの方へ追
い返される。イオンビーム照射に伴ってホルダ上の基板
が正に帯電していると、その電荷に引かれて上記二次電
子は正に帯電している部分に自動的に供給され、帯電を
打ち消す。これによって、イオンビーム照射に伴う基板
の帯電現象を効果的に低減させることができる。
According to the above construction, secondary electrons emitted from the holder and the like accompanying the ion beam irradiation enter the surface of the metal liner, and the metal liner is electrically insulated. Biased to a negative potential by electrons. This potential is automatically biased in response to a change in the energy or emission amount of the secondary electrons, even if the change is fast. Due to this negative bias, secondary electrons from the holder and the like are automatically turned back toward the holder. If the substrate on the holder is positively charged with the ion beam irradiation, the secondary electrons are automatically supplied to the positively charged portion by being attracted by the charge and cancel the charge. Thereby, the charging phenomenon of the substrate due to the ion beam irradiation can be effectively reduced.

【0013】また、イオンビーム照射に伴ってホルダ等
から発生するスパッタ粒子による堆積膜は、ファラデー
カップ内壁を覆う各金属ライナーの表面に付着すること
になる。この各金属ライナーは着脱可能であるため、こ
れを適宜交換あるいは取り外して清掃することにより、
ファラデーカップ内部でのパーティクルの発生を抑えて
基板に対するコンタミネーションを低減させることがで
きる。
Further, a deposited film of sputtered particles generated from a holder or the like due to ion beam irradiation adheres to the surface of each metal liner covering the inner wall of the Faraday cup. Since each of these metal liners is removable, by replacing or removing them as appropriate, cleaning
Generation of particles inside the Faraday cup can be suppressed, and contamination to the substrate can be reduced.

【0014】[0014]

【実施例】図1は、この発明の一実施例に係るイオン処
理装置を部分的に示す断面図である。図2は、図1の線
A−Aに沿う断面図である。図3は、図1の線B−Bに
沿う断面図である。図6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。
FIG. 1 is a sectional view partially showing an ion processing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. Parts that are the same as or correspond to those in the conventional example of FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and differences from the conventional example will be mainly described below.

【0015】この実施例においては、前述したようなフ
ァラデーカップ10の内壁およびホルダ4との対向面
に、それらの内壁および対向面を覆うように、複数に分
割された金属ライナー20を互いにかつファラデーカッ
プ10から電気的に絶縁して取り付けている。各金属ラ
イナー20は、碍子22によって着脱可能に支持されて
いる。
In this embodiment, a metal liner 20 divided into a plurality of parts is placed on the surface facing the inner wall of the Faraday cup 10 and the holder 4 as described above so as to cover the inner wall and the facing surface. It is attached electrically insulated from the cup 10. Each metal liner 20 is detachably supported by an insulator 22.

【0016】更にこの実施例は、イオンビーム照射に伴
う基板6の正帯電をより確実に防止するために、ファラ
デーカップ10の側壁部にフィラメント30を設け、こ
れから引き出した一次電子31を対向面の金属ライナー
20(20a)に当て、そこから放出された電子シャワ
ー(二次電子)32をホルダ4上の基板6に供給するこ
とを併用できるようにしているが、このような手段はこ
の発明に必須のものではなく、それを設けるか否かは任
意である。
Further, in this embodiment, in order to more reliably prevent the substrate 6 from being positively charged due to the ion beam irradiation, a filament 30 is provided on the side wall of the Faraday cup 10, and primary electrons 31 extracted from the filament 30 on the opposite surface. Supplying the electron shower (secondary electron) 32 emitted from the metal liner 20 (20a) to the substrate 6 on the holder 4 can be used in combination with the metal liner 20 (20a). It is not indispensable, and it is optional to provide it.

【0017】詳述すると、各金属ライナー20は、ファ
ラデーカップ10の内壁のものは、イオンビーム2の進
行方向に複数に(図示例は3段に)分割されている。一
番上流側のものは、図2にも示すように、筒状をしてい
る。一番下流側のものも同様である。中間のものは、フ
ィラメント30からの一次電子31が当たる部分の金属
ライナー20aは、図3にも示すように、1枚にしてお
き、それを電線21等でファラデーカップ10に接続し
て、ファラデー電位にしておく。もしこの金属ライナー
20aを浮かせておくと、それが一次電子31によって
負にバイアスされて一次電子31の入射が困難になるか
らである。中間部における上記金属ライナー20a以外
の部分の金属ライナー20は、図3に示すように、一次
電子31の放出部分を除外して、ファラデーカップ10
の内壁を覆っている。但し、フィラメント30を設けな
い場合は、この中間の金属ライナー20も、その上下の
ものと同様に単なる筒状で良い。ホルダ4に対向する面
の金属ライナー20は、1枚の環状の板状のものにして
いる。
More specifically, the metal liner 20 on the inner wall of the Faraday cup 10 is divided into a plurality (three stages in the illustrated example) in the traveling direction of the ion beam 2. The one on the most upstream side has a cylindrical shape as shown in FIG. The same applies to the most downstream one. In the middle one, the metal liner 20a where the primary electrons 31 from the filament 30 hits is made into one piece as shown in FIG. 3 and connected to the Faraday cup 10 with an electric wire 21 or the like, and Leave at potential. This is because if the metal liner 20a is left floating, it is negatively biased by the primary electrons 31 and it becomes difficult for the primary electrons 31 to enter. As shown in FIG. 3, the metal liner 20 other than the metal liner 20 a in the intermediate portion has the Faraday cup 10 excluding the emission part of the primary electrons 31.
Is covering the inner wall. However, when the filament 30 is not provided, the intermediate metal liner 20 may have a simple tubular shape like the upper and lower metal liners. The metal liner 20 on the surface facing the holder 4 has a single annular plate shape.

【0018】各金属ライナー間は、ホルダ4等から放出
された二次電子14が隙間を通り抜けないように、例え
ば図4に示すように、迷路構造にして隙間を極力無くす
るようにするのが好ましく、そのようにすれば、二次電
子14のファラデーカップ10への逃げをより完全に防
止することができると共に、スパッタ粒子によるファラ
デーカップ10の汚れをより完全に防止することができ
る。
In order to prevent the secondary electrons 14 emitted from the holder 4 or the like from passing through the gap between the metal liners, it is preferable to form a maze structure as shown in FIG. Preferably, this makes it possible to more completely prevent the secondary electrons 14 from escaping into the Faraday cup 10, and to more completely prevent contamination of the Faraday cup 10 by sputtered particles.

【0019】各碍子22は、ホルダ4上のイオンビーム
照射面から見通せないようにするのが好ましく、そのよ
うにすれば、スパッタ粒子による当該碍子22の汚れを
防止することができる。更に各碍子22のスパッタ粒子
による汚れをより確実に防止するために、例えば図5に
示すように、各碍子22にカバー28を被せても良い。
同図において26は金属ライナー20の固定用のねじ、
24は碍子である。
It is preferable that each insulator 22 be invisible from the ion beam irradiation surface on the holder 4, so that the insulator 22 can be prevented from being contaminated by sputtered particles. Further, in order to more reliably prevent contamination of each insulator 22 by sputtered particles, a cover 28 may be put on each insulator 22 as shown in FIG. 5, for example.
In the figure, reference numeral 26 denotes a screw for fixing the metal liner 20;
24 is an insulator.

【0020】上記構成によれば、イオンビーム照射に伴
ってホルダ4や基板6から放出された二次電子14は、
金属ライナー20の表面に入り、当該金属ライナー20
は、電気的に絶縁されているため、この二次電子14に
よって負の電位にバイアスされる。この電位は、二次電
子14のエネルギーや放出量に変化があっても、またそ
の変化が高速であっても、自動的にそれに対応してバイ
アスされる。この負バイアスにより、ホルダ4等からの
二次電子14は自動的にホルダ4の方へ追い返される。
イオンビーム照射に伴ってホルダ4上の基板6が正に帯
電していると、その電荷に引かれて上記二次電子14は
正に帯電している部分に自動的に供給され、帯電を打ち
消す。これによって、イオンビーム照射に伴う基板6の
帯電現象を効果的に低減させることができる。
According to the above configuration, the secondary electrons 14 emitted from the holder 4 and the substrate 6 due to the ion beam irradiation,
The metal liner 20 enters the surface of the metal liner 20 and
Are electrically insulated, and are biased to a negative potential by the secondary electrons 14. This potential is automatically biased in response to changes in the energy or the amount of emitted secondary electrons 14, even if the changes are fast. Due to this negative bias, the secondary electrons 14 from the holder 4 and the like are automatically turned back toward the holder 4.
If the substrate 6 on the holder 4 is positively charged with the ion beam irradiation, the secondary electrons 14 are automatically supplied to the positively charged portion by the charge and cancel the charge. . Thereby, the charging phenomenon of the substrate 6 due to the ion beam irradiation can be effectively reduced.

【0021】また、イオンビーム照射に伴ってホルダ4
等から発生するスパッタ粒子による堆積膜は、ファラデ
ーカップ内壁を覆う各金属ライナー20の表面に付着す
ることになる。この各金属ライナー20は着脱可能であ
るため、これを適宜交換あるいは取り外して清掃するこ
とにより、ファラデーカップ内部でのパーティクルの発
生を抑えて基板6に対するコンタミネーションを低減さ
せることができる。しかもこのようにすれば、ファラデ
ーカップ10自身を取り外して清掃するのに比べて作業
が遙かに簡単であるため、保守作業時間の短縮を図るこ
とができる。
In addition, the holder 4 is irradiated with the ion beam irradiation.
The deposited film formed by sputter particles generated from the above-mentioned method adheres to the surface of each metal liner 20 covering the inner wall of the Faraday cup. Since each of the metal liners 20 is detachable, by appropriately replacing or removing the metal liner 20 and cleaning it, it is possible to suppress generation of particles inside the Faraday cup and reduce contamination to the substrate 6. Moreover, in this case, the operation is much simpler than removing and cleaning the Faraday cup 10 itself, so that the maintenance operation time can be reduced.

【0022】なお、各金属ライナー20は、上述のよう
に絶縁取付けした状態のままとしても良いし、あるい
は、各金属ライナー20に電線を接続してそれを真空シ
ール部を経由して真空容器外に引き出しておけば、必要
な金属ライナー20に各々独立の電位を外部電源や抵抗
を用いて与えることも可能であり、これを例えば処理す
る基板6等に応じて切り換えるようにすれば、装置とし
てのフレキシビリティーが向上する。
Each of the metal liners 20 may be left in an insulated state as described above, or an electric wire may be connected to each of the metal liners 20 and connected to the outside of the vacuum vessel via a vacuum seal portion. It is also possible to apply an independent potential to each of the required metal liners 20 using an external power supply or a resistor. If the potential is switched in accordance with, for example, the substrate 6 to be processed, the device can be used as an apparatus. Flexibility is improved.

【0023】また、ホルダ4は、上記例はバッチ処理用
のウェーハディスクであるけれども、枚葉処理用のプラ
テンであっても良いのは前述したとおりである。
Although the holder 4 is a wafer disk for batch processing in the above example, it may be a platen for single-wafer processing as described above.

【0024】[0024]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、ファラデ
ーカップ内壁に設けた金属ライナーが、イオンビーム照
射に伴ってホルダ等から放出される二次電子によって、
しかもこの二次電子のエネルギーや放出量に変化があっ
ても自動的にそれに対応して、負電位にバイアスされ、
この負バイアスによって二次電子をホルダの方へ追い返
して、イオンビーム照射に伴って正帯電している基板に
供給することができる。その結果、上記二次電子を効果
的に利用して、基板の帯電現象を効果的に低減させるこ
とができる。
According to the first aspect of the invention, the metal liner provided on the inner wall of the Faraday cup is caused by the secondary electrons emitted from the holder or the like with the irradiation of the ion beam.
Moreover, even if there is a change in the energy or emission amount of this secondary electron, it is automatically biased to a negative potential in accordance with the change,
With this negative bias, the secondary electrons can be repelled toward the holder and supplied to the positively charged substrate with the irradiation of the ion beam. As a result, the charging phenomenon of the substrate can be effectively reduced by effectively utilizing the secondary electrons.

【0025】また、イオンビーム照射に伴ってホルダ等
から発生するスパッタ粒子による堆積膜は、ファラデー
カップ内壁を覆う各金属ライナーの表面に付着すること
になり、この各金属ライナーは着脱可能であるため、こ
れを適宜交換あるいは取り外して清掃することにより、
ファラデーカップ内部でのパーティクルの発生を抑えて
基板に対するコンタミネーションを低減させることがで
きる。請求項2記載の発明によれば、ファラデーカップ
内壁に設けた金属ライナーが、イオンビーム照射に伴っ
てホルダ等から放出される二次電子によって、しかもこ
の二次電子のエネルギーや放出量に変化があっても自動
的にそれに対応して、負電位にバイアスされ、この負バ
イアスによって二次電子をホルダの方へ追い返して、イ
オンビーム照射に伴って正帯電している基板に供給する
ことができる。その結果、上記二次電子を効果的に利用
して、基板の帯電現象を効果的に低減させることができ
る。 しかも、フィラメントからの一次電子が当たる部分
に取り付けられた金属ライナーをファラデーカップに電
気的に接続していて、当該金属ライナーが当該一次電子
によって負にバイアスされて当該一次電子の入射が困難
になることを防止することができるので、フィラメント
からの一次電子が当たることによって金属ライナーから
放出される電子シャワー(二次電子)を効果的に併用し
て、イオンビーム照射に伴う基板の正帯電をより確実に
防止することができる。 また、イオンビーム照射に伴っ
てホルダ等から発生するスパッタ粒子による堆積膜は、
ファラデーカップ内壁を覆う各金属ライナーの表面に付
着することになり、この各金属ライナーを適宜交換ある
いは取り外して清掃することにより、ファラデーカップ
内部でのパーティクルの発生を抑えて基板に対するコン
タミネーションを低減させることができる。 請求項3記
載の発明によれば、ファラデーカップ内壁に設けた金属
ライナーが、イオンビーム照射に伴ってホルダ等から放
出される二次電子によって、しかもこの二次電子のエネ
ルギーや放出量に変化があっても自動的にそれに対応し
て、負電位にバイアスされ、この負バイアスによって二
次電子をホルダの方へ追い返して、イオンビーム照射に
伴って正帯電している基板に供給することができる。
の結果、上記二次電子を効果的に利用して、基板の帯電
現象を効果的に低減させることができる。 また、イオン
ビーム照射に伴ってホルダ等から発生するスパッタ粒子
による堆積膜は、ファラデーカップ内壁を覆う各金属ラ
イナーの表面に付着することになり、この各金属ライナ
ーが汚れたときにそれを取り外して交換または清掃を行
うことにより、ファラデーカップ内部でのパーティクル
の発生を抑えて基板に対するコンタミネーションを低減
させることができる。 請求項4記載の発明によれば、フ
ァラデーカップ内壁に設けた金属ライナーが、イオンビ
ーム照射に伴ってホルダ等から放出される二次電子によ
って、しかもこの二次電子のエネルギーや放出量に変化
があっても自動的にそれに対応して、負電位にバイアス
され、この負バイアスによって二次電子をホルダの方へ
追い返して、イオンビーム照射に伴って正帯電している
基板に供給することができる。その結果、上記二次電子
を効果的に利用して、基板の帯電現象を効果的に低減さ
せることができる。 しかも、フィラメントからの一次電
子が当たる部分に取り付けられた金属ライナーをファラ
デーカップに電気的に接続していて、当該金属ライナー
が当該一次電子によって負にバイアスされて当該一次電
子の入射が困難になることを防止することができるの
で、フィラメントからの一次電子が当たることによって
金属ライナーから放出される電子シャワー(二次電子)
を効果的に併用して、イオンビーム照射に伴う基板の正
帯電をより確実に防止することができる。 また、イオン
ビーム照射に伴ってホルダ等から発生するスパッタ粒子
による堆積膜は、ファラデーカップ内壁を覆う各金属ラ
イナーの表面に付着することになり、この各金属ライナ
ーが汚れたときにそれを取り外して交換または清掃を行
うことにより、ファラデーカップ内部でのパーティクル
の発生を抑えて基板に対するコンタミネーションを低減
させることができる。
Further, the deposited film of sputtered particles generated from the holder or the like due to the irradiation of the ion beam adheres to the surface of each metal liner covering the inner wall of the Faraday cup, and each metal liner is detachable. , By replacing or removing this as appropriate and cleaning
Generation of particles inside the Faraday cup can be suppressed, and contamination to the substrate can be reduced. According to the invention described in claim 2, the Faraday cup
The metal liner provided on the inner wall
The secondary electrons emitted from the holder, etc.
Automatic even if there is a change in the energy or emission amount of secondary electrons
Correspondingly, it is biased to a negative potential,
Ias drives secondary electrons back to the holder,
Supply to positively charged substrate with on-beam irradiation
be able to. As a result, the above secondary electrons are effectively used
To effectively reduce the charging phenomenon of the substrate.
You. Moreover, the part where the primary electrons from the filament hit
The metal liner attached to the Faraday cup
Pneumatic connection and the metal liner is the primary electron
Negative electron bias makes it difficult for the primary electrons to enter
Can be prevented from becoming a filament
From the metal liner by being hit by primary electrons from
Effective use of emitted electron showers (secondary electrons)
To positively charge the substrate due to ion beam irradiation.
Can be prevented. Also, with ion beam irradiation
Deposited film due to sputtered particles generated from the holder, etc.
Attached to the surface of each metal liner that covers the inner wall of the Faraday cup
Each metal liner
Faraday cup by removing and cleaning
It suppresses the generation of particles inside and
Termination can be reduced. Claim 3
According to the invention described above, the metal provided on the inner wall of the Faraday cup
The liner is released from a holder etc. with ion beam irradiation.
The emitted secondary electrons, and the energy of this secondary electrons
Automatically responds to changes in energy and emissions.
Biased to a negative potential.
Backs out the next electron toward the holder, for ion beam irradiation
Accordingly, it can be supplied to a positively charged substrate. So
As a result, the above-mentioned secondary electrons are effectively used to charge the substrate.
The phenomenon can be effectively reduced. Also, ion
Sputtered particles generated from holders etc. due to beam irradiation
The metal film covering the inner wall of the Faraday cup
Each metal liner will adhere to the surface of the inner
When it becomes dirty, remove it and replace or clean it.
Particles inside the Faraday cup
Suppression of contamination and reduction of substrate contamination
Can be done. According to the fourth aspect of the invention,
The metal liner on the inner wall of the Faraday cup
Secondary electrons emitted from the holder etc.
Changes in the energy and emission of this secondary electron
Automatically biases negative potentials accordingly
This secondary bias causes secondary electrons to move toward the holder.
Turns back and is positively charged with ion beam irradiation
It can be supplied to the substrate. As a result, the secondary electrons
To effectively reduce substrate charging phenomena.
Can be made. Moreover, the primary power from the filament
Pull the metal liner attached to the part
Electrically connected to the day cup and the metal liner
Is negatively biased by the primary electron and the primary
Can prevent the child from becoming difficult to enter.
And the primary electrons from the filament hit
Electron shower emitted from metal liner (secondary electron)
Is effectively used to correct the substrate
Charging can be more reliably prevented. Also, ion
Sputtered particles generated from holders etc. due to beam irradiation
The metal film covering the inner wall of the Faraday cup
Each metal liner will adhere to the surface of the inner
When it becomes dirty, remove it and replace or clean it.
Particles inside the Faraday cup
Suppression of contamination and reduction of substrate contamination
Can be done.

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

【図1】 この発明の一実施例に係るイオン処理装置を
部分的に示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view partially showing an ion processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1の線A−Aに沿う断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】 図1の線B−Bに沿う断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB in FIG. 1;

【図4】 金属ライナー間の隙間を無くする構造の一例
を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a structure for eliminating a gap between metal liners.

【図5】 碍子のカバーの一例を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing an example of a cover of the insulator.

【図6】 従来のイオン処理装置の一例を部分的に示す
断面図である。
FIG. 6 is a sectional view partially showing an example of a conventional ion processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 イオンビーム 4 ホルダ 6 基板 10 ファラデーカップ 14 二次電子 20 金属ライナー 22 碍子 30 フィラメント 2 Ion beam 4 Holder 6 Substrate 10 Faraday cup 14 Secondary electron 20 Metal liner 22 Insulator 30 Filament

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 37/317 C23C 14/48 H01J 37/04 H01L 21/265 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 37/317 C23C 14/48 H01J 37/04 H01L 21/265

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板を保持するホルダに保持された基板
に真空中でイオンビームを照射して当該基板を処理する
装置であって、ホルダの上流側にビーム電流計測用の
ァラデーカップを有するものにおいて、前記ファラデー
カップの内壁に、同内壁を覆う板状または筒状の金属ラ
イナーであって、複数に分割されており、しかも互いに
かつファラデーカップから電気的に絶縁されたものを、
着脱可能に取り付けたことを特徴とするイオン処理装
置。
An apparatus for treating a substrate held by a holder holding the substrate by irradiating the substrate with an ion beam in a vacuum, wherein a beam current measuring beam is provided upstream of the holder. In a device having a Faraday cup, a plate-shaped or tubular metal liner that covers the inner wall of the Faraday cup, which is divided into a plurality of pieces and is electrically insulated from each other and from the Faraday cup. ,
An ion processing apparatus which is detachably attached.
【請求項2】 基板を保持するホルダに保持された基板2. A substrate held by a holder for holding a substrate.
に真空中でイオンビームを照射して当該基板を処理するThe substrate by irradiating the substrate with an ion beam in a vacuum
装置であって、ホルダの上流側にビーム電流計測用のフA device for measuring beam current on the upstream side of the holder.
ァラデーカップを有し、かつ当該ファラデーカップの側Have a Faraday cup and beside the Faraday cup
壁部に一次電子を発生するフィラメントを有するものにWith filaments that generate primary electrons on the wall
おいて、前記ファラデーカップの内壁に、同内壁を覆うIn this case, the inner wall of the Faraday cup is covered with the inner wall.
複数個の互いに電気的に絶縁された板状または筒状の金A plurality of electrically insulated plate or tubular gold
属ライナーを取り付けており、しかもこの複数個の金属Metal liner and this multiple metal
ライナーの内で、前記フィラメントからの一次電子が当In the liner, primary electrons from the filament strike
たる部分に取り付けられた金属ライナーは前記ファラデThe metal liner attached to the barrel is the Faraday
ーカップに電気的に接続し、残りの金属ライナーは前記Electrically connected to the cup, and the remaining metal liner is
ファラデーカップから電気的に絶縁していることを特徴It is electrically insulated from the Faraday cup
とするイオン処理装置。Ion treatment device.
【請求項3】 基板を保持するホルダに保持された基板3. A substrate held by a holder for holding a substrate.
に真空中でイオンビームを照射して当該基板を処理するThe substrate by irradiating the substrate with an ion beam in a vacuum
装置であって、ホルダの上流側にビーム電流計測用のフA device for measuring beam current on the upstream side of the holder.
ァラデーカップを有するものにおいて、前記ファラデーIn the case of having a Faraday cup, the Faraday
カップの内壁に、同内壁を覆う板状または筒状の金属ラA plate-like or tubular metal wrapper covering the inner wall of the cup
イナーであって、複数に分割されており、しかも互いにInner, divided into multiple parts, and
かつファラデーカップから電気的に絶縁されたものを取And take an electrically insulated one from the Faraday cup.
り付けておき、この金属ライナーが汚れたときにそれをAnd when this metal liner gets dirty,
取り外して交換または清掃を行うことを特徴とするイオIon characterized by removal and replacement or cleaning
ン処理装置の使用方法。How to use the processing unit.
【請求項4】 基板を保持するホルダに保持された基板4. A substrate held by a holder for holding a substrate.
に真空中でイオンビームを照射して当該基板を処理するThe substrate by irradiating the substrate with an ion beam in a vacuum
装置であって、ホルダの上流側にビーム電流計測用のフA device for measuring beam current on the upstream side of the holder.
ァラデーカップを有し、かつ当該ファラデーカップの側Have a Faraday cup and beside the Faraday cup
壁部に一次電子を発生するフィラメントを有するものにWith filaments that generate primary electrons on the wall
おいて、前記ファラデーカップの内壁に、同内壁を覆うIn this case, the inner wall of the Faraday cup is covered with the inner wall.
複数個の互いに電気的に絶縁された板状または筒状の金A plurality of electrically insulated plate or tubular gold
属ライナーを取り付けておき、しかもこの複数個の金属A metal liner is attached, and this multiple metal
ライナーの内で、前記フィラメンIn the liner, the filament トからの一次電子が当Primary electrons from the
たる部分に取り付けられた金属ライナーは前記ファラデThe metal liner attached to the barrel is the Faraday
ーカップに電気的に接続し、残りの金属ライナーは前記Electrically connected to the cup, and the remaining metal liner is
ファラデーカップから電気的に絶縁しておき、この金属Keep this metal electrically insulated from the Faraday cup
ライナーが汚れたときにそれを取り外して交換または清Remove and replace or clean the liner when it gets dirty.
掃を行うことを特徴とするイオン処理装置の使用方法。A method for using an ion processing apparatus, comprising performing a sweep.
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