JPH03167745A - Device and method for irradiating ion beam - Google Patents

Device and method for irradiating ion beam

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JPH03167745A
JPH03167745A JP30840589A JP30840589A JPH03167745A JP H03167745 A JPH03167745 A JP H03167745A JP 30840589 A JP30840589 A JP 30840589A JP 30840589 A JP30840589 A JP 30840589A JP H03167745 A JPH03167745 A JP H03167745A
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Abstract

PURPOSE:To restrain changes in device characteristics with time so as to enhance the reliability of the process of device characteristics by generating oxygen plasma on the inner wall of a Faraday cup or both the inner wall of the Faraday cup and the surface of an ion beam irradiated target. CONSTITUTION:Oxygen plasma is generated on the inner wall of a Faraday cup 13 or both the inner wall of the Faraday cup 13 and the surface of an ion beam irradiated target 12 by an oxygen plasma generating means 21 so that a thin insulating film of metal oxides is formed on the inner wall or both the inner wall and the surface of the target 12. Potential distribution inside the Faraday cup 1 therefore becomes a predetermined one from the beginning and the efficiency of the arrival of secondary electrons l2 to the target is enhanced immediately after cleaning, etc., and the chargeup resistance of a device is maintained from the beginning. The efficiency of the arrival of the secondary electrons l2 to the target is thus enhanced without being affected by changes in device characteristics with time, and the service conditions of the device are prevented from shifting or becoming unstable, thereby enhancing the reliability of the process.

Description

【発明の詳細な説明】 1概要] イオンビーム照射装置およびイオンビ一二照射方法に関
し、 ファラデー力ノブ内壁のクリーニング直後等に君いても
二次電子のターゲ,ト到達効率を向上させて、経時変化
抑制による装置特性のプロセス信頼性の向上および装置
の対チャージアップ特性を維持することができるイオン
ビーム照射装置およびイオンビーム照射方法を提供する
ことを目的と真空容器内に収納されたイオンビーム照射
ターケ゛ノトと、該ターゲットに対向するように配置さ
れたファラデー力ノブと、該ファラデーカノブの内部に
設けられた電子供給手段と、該ファラデーカノブ付近に
酸素を含んだガスを供給する供給手段と、ファラデーカ
ソブ内壁またはファラデー力,プ内壁とイオンビーム照
射ターゲット表面に酸素プラズマを発生させる酸素プラ
ズマ発生手段と、を備えるように構戒し、 また、ファラデーカップ付近に酸素を含んだガスを供給
しながら真空容器内に放電電圧を印加し、ファラデーカ
ップの内壁またはファラデーカップ内壁とイオンビーム
照射ターゲットとを酸化処理した後、該ターゲットにイ
オンビームを照射ナるような方法にする。
[Detailed Description of the Invention] 1 Overview] Regarding the ion beam irradiation device and the ion beam irradiation method, even if it is applied immediately after cleaning the inner wall of the Faraday force knob, the efficiency of reaching the target of secondary electrons is improved, and the change over time is improved. The purpose of this invention is to provide an ion beam irradiation device and an ion beam irradiation method that can improve the process reliability of device characteristics by suppressing them and maintain the charge-up characteristics of the device. a Faraday force knob arranged to face the target, an electron supply means provided inside the Faraday cannob, and a supply means for supplying a gas containing oxygen to the vicinity of the Faradaycannob; The device is equipped with an oxygen plasma generating means for generating oxygen plasma on the inner wall of the Faraday cup or Faraday force, and on the inner wall of the Faraday cup and the surface of the ion beam irradiation target, and also supplies gas containing oxygen near the Faraday cup. In this method, a discharge voltage is applied in the vacuum container to oxidize the inner wall of the Faraday cup or the inner wall of the Faraday cup and the ion beam irradiation target, and then the target is irradiated with the ion beam.

[産業上の利用分野] 本発明は、イオンビーム照射装置に関し、特に電子によ
る電荷中和装置を備え、イオンビーム照射時にターゲッ
トの絶縁膜表面に生ずるチャージアノプを軽減すること
ができるイオンビーム照射装置およびイオンビーム照射
方法に関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to an ion beam irradiation device, and more particularly to an ion beam irradiation device and an ion beam irradiation device equipped with an electron charge neutralization device and capable of reducing charge anopia generated on the surface of an insulating film of a target during ion beam irradiation. This invention relates to an ion beam irradiation method.

近年、高ドーズ量領域におけるイオン注入技術の利用が
増加しており、これら注入技術では高トーズ量を短時間
で注入処理することができるよう;こ丁るために例えば
20〜30m1にも及ぶ大電流イオンく王人装置の実用
化が進んでいる。しかしなが与、これら大電流イオン注
入装置においては、当然なが,)ターゲット表面に単位
時間当たりに供給される電荷量が増加するため、半導体
ウエハー等の表面に酸化物やレジスト膜等の絶縁膜があ
ると、ウエハー上の絶縁膜にチャージアノブが生し、ウ
エハーと絶縁膜表面との電位差による絶縁膜破壊が土し
るという問題がある。一方、イオン注入されるデハイス
側にあっても、素子の微細化に伴い酸化膜厚の滅少δよ
びウェハーとのコンタクト窓の哉少等の傾向が増加して
きているため、チャージアノプによる耐性が益々減少し
、前記問題を助長巳ている。
In recent years, the use of ion implantation techniques in the high dose region has increased, and these implantation techniques can implant high doses in a short time; Practical use of the current ion ion device is progressing. However, in these high-current ion implanters, the amount of charge supplied to the target surface per unit time increases (of course), so the surface of the semiconductor wafer etc. is coated with an insulator such as an oxide or resist film. If there is a film, there is a problem that a charge knob is generated in the insulating film on the wafer, leading to breakdown of the insulating film due to the potential difference between the wafer and the surface of the insulating film. On the other hand, even on the device side where ions are implanted, there is an increasing tendency for the oxide film thickness to decrease δ and the contact window with the wafer to decrease as devices become smaller. This is decreasing and exacerbating the aforementioned problems.

(従来の技術: このようは問題を解決するものとして、例えシヨ、第5
図に記載されたようはちのがある。第5図は従来のイオ
>” ”−L ′!@射装置の内部を説明する科視図で
あり、一図中、11よイオンヒ゛−ム賀〕1夕一ゲット
であり、イオンビーム照射ターゲット■:よターゲット
ディスクが回転しながら上下、また;ま左右に移動する
公知のもので、その表面には半導体ウェハー2が載置さ
れている。3ニまアルミニウム等から形或されたファラ
デー力ノブてあり、ファラデーカップ3は一次電子発生
部としてのフィラメント4、二次電子発生部5等から構
威される電子供給手段および筒状の円筒部6から構或さ
れ、・イオンビーム照射ターゲットlとサブレノサ7の
間に介装されている。8:まメノシュ状の引出霊極であ
る。ここで、二次電子発生部5がファラデー力ノプ3の
円筒部6の内面よりやや後退して形成されているのは、
フィラメント4から出た一次篭子e1が引出電極8によ
って加速されて二次電子発生部5に衝突して低エネルギ
ーの二次電子e2の他に高電子の反跳電子eI′がイオ
ンビーム照肘ターゲット1に直接入射するのを防止する
ためである。この反跳電子e1′が・fオンビー二照射
夕一ゲノト1に入射ずると半導体ウェハー2の表面を負
二こ帯電して′−よい、図示′,..ない1′オンどム
発生源からの照射されるイオンにより正に帯電する場合
と同様に素子を破壊してしまうのである。
(Prior art: This method is used to solve problems, for example,
There is a honeycomb as shown in the figure. FIG. 5 shows the conventional Io>” ”−L ′! This is a scientific diagram explaining the inside of the irradiation device. In the figure, the ion beam irradiation target 11 is the target, and the ion beam irradiation target 11 is the target disk rotating up and down, and also; It is a known device that moves left and right, and a semiconductor wafer 2 is placed on its surface. 3. A Faraday force knob is formed from aluminum or the like, and the Faraday cup 3 is composed of a filament 4 as a primary electron generating section, an electron supply means composed of a secondary electron generating section 5, etc., and a cylindrical cylindrical section. 6, and is interposed between the ion beam irradiation target l and the sublenosa 7. 8: It is a Mamenosh-like drawing spirit pole. Here, the reason why the secondary electron generating part 5 is formed slightly backward from the inner surface of the cylindrical part 6 of the Faraday force knob 3 is because
The primary cage e1 emitted from the filament 4 is accelerated by the extraction electrode 8 and collides with the secondary electron generating section 5, and in addition to the low-energy secondary electrons e2, high-electron recoil electrons eI' are emitted by the ion beam. This is to prevent direct incidence on the target 1. When this recoil electron e1' enters the electron beam 1, the surface of the semiconductor wafer 2 is negatively charged, as shown in the figure. .. The device will be destroyed in the same way as when it is positively charged by ions irradiated from a non-1' ion source.

このイオンビーム照射装置では、イオンビーム発生源か
ら、例え5よ正に帯電したAsイオン(As)を発生さ
せ、これに高エネルギーを付与して加速することにより
イオンビームaを発生させ、半導体ウエハー2に照射し
てイオン注入を行う。
In this ion beam irradiation apparatus, positively charged As ions (As), for example 5, are generated from an ion beam generation source, and high energy is applied to and accelerated to generate an ion beam a, which can be used to fertilize semiconductor wafers. 2 to perform ion implantation.

半導体ウェハー2上には、例えばMOS−IC等のデバ
イスが形威されており、酸化物やレジスト膜等の絶縁物
の層が存在しており、その表面は正の電荷がチャージア
ップしている。
On the semiconductor wafer 2, a device such as a MOS-IC is formed, and there is a layer of an insulating material such as an oxide or a resist film, and the surface thereof is charged with positive charges. .

一方、−100〜−300Vにバイアスされてフィラメ
ントから発生した一次電子e1は、接地電位の引出電極
8によって加速され、イオンビームaを横切って対向す
る二次電子発生部5に照射される。このため、二次電子
発生部5から低エネルギーの二次電子e2が放出され、
その一部が半導体ウェハー2に到達して上記イオンによ
る正電荷を打ち消し(中和し)、チャージアップを軽減
するようにしている。
On the other hand, primary electrons e1 generated from the filament biased at -100 to -300V are accelerated by the extraction electrode 8 at the ground potential, and are irradiated across the ion beam a to the opposing secondary electron generation section 5. Therefore, low energy secondary electrons e2 are emitted from the secondary electron generating section 5,
A part of the ions reaches the semiconductor wafer 2 and cancels out (neutralizes) the positive charges caused by the ions, thereby reducing charge-up.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、このような従来のイオンビーム照射装置
にあっては、反跳電子を除去することができるとともに
、チャージアンプを軽減することができるのであるが、
ファラデーカツプ3の円筒部6の内壁の金属表面が露出
しているクリーニング直後等にあっては、低エネルギー
の二次電子e2のイオンビーム照射ターゲット1への到
達効率が悪化するという問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in such a conventional ion beam irradiation device, recoil electrons can be removed and the charge amplifier can be reduced.
Immediately after cleaning, when the metal surface of the inner wall of the cylindrical portion 6 of the Faraday cup 3 is exposed, there is a problem that the efficiency with which the low-energy secondary electrons e2 reach the ion beam irradiation target 1 deteriorates. .

このように到達効率が悪化してしまうのは二次電子発生
部5で発生した二次電子e2がファラデーカソブ3の片
側の面6aに吸収されてしまうことによる。この点を第
3図に具体的に示す。第3図はファラデーカップ3の円
筒部6の金属表面が露出している時のファラデーカップ
3内におけるイオンビームaおよび二次電子e2の電位
分布を示す図であり、ファラデーカップ3内部の電位を
イオンビームに垂直な軸に沿って示したものである。同
図に示すようにファラデーカップ3の二次電子発生部5
で発生した二次電子ezはファラデ一カノプ3をグラン
ドとして接地電位に対し数〜十数ボルトのエネルギーを
持っているため、イオンビーム照射ターゲットlに入射
される前に片側の面6aに到達して片側の面6aに吸収
されてしまうのである。
The reason why the arrival efficiency deteriorates in this way is that the secondary electrons e2 generated in the secondary electron generating section 5 are absorbed by the surface 6a on one side of the Faraday cassob 3. This point is specifically shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing the potential distribution of the ion beam a and the secondary electrons e2 inside the Faraday cup 3 when the metal surface of the cylindrical part 6 of the Faraday cup 3 is exposed, and shows the potential inside the Faraday cup 3. It is shown along the axis perpendicular to the ion beam. As shown in the figure, the secondary electron generating section 5 of the Faraday cup 3
Since the secondary electrons ez generated in the ion beam have an energy of several to tens of volts with respect to the ground potential using the farade canopy 3 as the ground, they reach the surface 6a on one side before being incident on the ion beam irradiation target l. Therefore, it is absorbed by the surface 6a on one side.

ところが、一方で時間の経過とともに二次電子e2の到
達効率は向上するのである。すなわち、半導体デバイス
のイオン注入においては、通常レシスト膜を材料として
用いることが多いことから、イオン照射に際してこのレ
ジストがスバノタされ、ファラデーカソプ3の円筒部6
に付着し、使用時間の経過とともに絶縁性のレジスト膜
を形威してしまう。そして、該レジスト膜表面に反跳電
子e1 ′および二次電子e2等が付着してレジスト膜
が帯電してしまう。このため、ファラデーカップ3内で
のイオンビームaの電位分布は第4図に示丁ように片側
の面6aで負にチャージアソプされることになり、二次
電子発生部5で発生した二次電子e2は片側の面6aで
吸収されることな《跳ね返る。このため、二次電子e2
はイオンビーム照射ターゲットlに到達し易く到達効率
が向上するのである。
However, on the other hand, the arrival efficiency of the secondary electrons e2 improves with the passage of time. In other words, in ion implantation of semiconductor devices, a resist film is often used as a material, so this resist is removed during ion irradiation, and the cylindrical part 6 of the Faraday cassop 3 is
It adheres to the surface and forms an insulating resist film over time. Then, recoil electrons e1', secondary electrons e2, etc. adhere to the surface of the resist film, and the resist film becomes electrically charged. Therefore, the potential distribution of the ion beam a in the Faraday cup 3 is negatively charged on one side 6a as shown in FIG. e2 is not absorbed by the surface 6a on one side and bounces back. Therefore, the secondary electron e2
can easily reach the ion beam irradiation target l, improving the efficiency of reaching the ion beam irradiation target l.

しかしながら、このことは装置特性の経時変化を表わす
ものであるため到達効率が上昇するものの、装置の使用
条件のシフトあるいは不安定を生してしまいプロセスの
信頼性が悪化するばかりでなく、実用的に充分なイオン
がイオンビーム照射ターゲット1に到達する様になるま
でに;よ多くの時間を要し、この間に装置のチャージア
ップ耐性を損なってしまうという問題があった。
However, since this represents changes in equipment characteristics over time, although the achieved efficiency increases, it not only causes a shift or instability in the usage conditions of the equipment, deteriorating the reliability of the process, but also impairs practical use. There is a problem in that it takes a long time for enough ions to reach the ion beam irradiation target 1, and during this time the charge-up resistance of the device is impaired.

そこで本発明は、クリーニング直後等においても二次電
子のターゲット到達効率を向上させるとともに、経時変
化による装置の使用条件のシフトあるいは不安定が生し
ないようにして、プロセス信頼性の向上および装置の対
チャージアップ特性を維持することができるイオンビー
ム照射装置およびイオンビーム照射方法を提供すること
を目的としている。
Therefore, the present invention improves the efficiency of secondary electrons reaching the target even immediately after cleaning, and also prevents shifts or instability in the usage conditions of the equipment due to changes over time, thereby improving process reliability and improving equipment maintenance. It is an object of the present invention to provide an ion beam irradiation device and an ion beam irradiation method that can maintain charge-up characteristics.

〔課題を解決ナるための手段] 第1の発明によるイオンビーム照射装置は上記目的を達
戒するため、真空容器内Cこ収納されたイオンビーム照
射ターゲットと、該ターゲットに対向するように配置さ
れたファラデーカップと、該ファラデーカップの内部に
設けられた電子供給手段と、該ファラデーカノブ付近に
酸素を含んだガスを供給する供給手段と、ファラデーカ
ンブ内壁またはファラデー力ノブ内壁とイオンビーム照
射夕一ゲノト表面に酸素プラズマを発生させる酸素プラ
ズマ発生手段と、を備えたごとを特徴とするものであり
、前記発生手段を、ファラデーカップ電極とイオンビー
ム照射ターゲットの間またはファラデー力ノブ電極と真
空容器との間または、イオンビーム照射ターゲットと真
空容器の間に設けるようにしても良い。また、ファラデ
ーカップを第lカノブと第2カンプとから或る2分割構
造とし、前記発生手段を第Iカソプと第2カップとの間
に設けるようにしても良い。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the ion beam irradiation device according to the first invention includes an ion beam irradiation target housed in a vacuum container and an ion beam irradiation target arranged to face the target. a Faraday cup, an electron supply means provided inside the Faraday cup, a supply means for supplying a gas containing oxygen to the vicinity of the Faraday cannob, and an ion beam irradiation of the inner wall of the Faraday cumbe or the inner wall of the Faraday force knob. It is characterized by comprising an oxygen plasma generating means for generating oxygen plasma on the surface of the Yuichi Genoto, and the generating means is placed between the Faraday cup electrode and the ion beam irradiation target or between the Faraday force knob electrode and the vacuum. It may be provided between the container or between the ion beam irradiation target and the vacuum container. Further, the Faraday cup may be divided into two parts, the first cup and the second cup, and the generating means may be provided between the first cup and the second cup.

第2の発明によるイオンビーム照射方法は上記目的達或
のため、ファラデー力ノブ付近に酸素を含んだガスを供
給しながら真空容器内に放電電圧を印加し、ファラデー
カップの内壁またはファラデー力ノブ内壁とイオンビー
ム照射ターゲットとを酸化処理した後、該ターゲットに
イオンヒ゛−ムを照射するようにしたことを特徴とする
ものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the ion beam irradiation method according to the second invention applies a discharge voltage in the vacuum container while supplying oxygen-containing gas near the Faraday force knob, and applies a discharge voltage to the inner wall of the Faraday cup or the inner wall of the Faraday force knob. The ion beam irradiation target is oxidized and then the target is irradiated with the ion beam.

こ作用] 本発明では、酸素プラズマ発生手段によりファラデーカ
ップ内壁またはファラデーカップ内壁とイオンビーム照
射ターゲット表面に酸素プラズマが発生され、該内壁ま
たは該内壁と該ターゲット表面に金属酸化物による薄い
絶縁膜が形威される。
[Effect] In the present invention, oxygen plasma is generated by the oxygen plasma generation means on the inner wall of the Faraday cup or on the surface of the Faraday cup inner wall and the ion beam irradiation target, and a thin insulating film made of metal oxide is formed on the inner wall or on the inner wall and the target surface. Formally imposing.

したがって、ファラデーカップ内の電位分布が最初か5
第4図に示すような電位分布になり、二次電子のターゲ
ット到達効率がクリーニング直後等から向上されて装置
の対チャージアンプ耐性が初めから維持される。また、
二次電子のターゲット到達率が装置特性の経時変化の影
響を受げることCく向上され、装置の使用条件がシフト
したり不安定となることが防止されてプロセスの信頼性
が向上する。
Therefore, the potential distribution inside the Faraday cup is initially 5
The potential distribution becomes as shown in FIG. 4, the efficiency of secondary electrons reaching the target is improved immediately after cleaning, and the resistance of the device to the charge amplifier is maintained from the beginning. Also,
The target arrival rate of secondary electrons is improved because it is not affected by changes in device characteristics over time, and the operating conditions of the device are prevented from shifting or becoming unstable, thereby improving the reliability of the process.

:実施例;・ 以下、本発明を図面に基づいて説明する。:Example;· Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings.

第1図一よ本発明に係るイオンビーム照射装置およびイ
オンビーム照射方法に適用されるイオンビーム照射装置
の一実施例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an ion beam irradiation apparatus applied to an ion beam irradiation apparatus and an ion beam irradiation method according to the present invention.

まず、構或を説明する。同図において、11は真空容器
であり、真空容器11内にはイオンビーム照射ターゲッ
トl2、ファラデーカップ13、サブレノサ14が収納
されている。イオンビーム照射ターゲット12はモータ
軸15を介してディスク回転用モータ16によって回転
されるターゲットディスクから構或されている。また、
該ターゲット12はアルミニウム合金等から形或されて
おり、その表面Cこ二まイオン打ち込み基板として半導
体ウェハー17が取付あれている。ファラデー力ノプ1
3:よアルξニウム等かS形威されており、ターゲット
ディスク12に対向するようにして配置され内部に一次
電子発生部としてのフィラメント18、発生した一次電
子が衝突して二次電子e2を発生手段させる二次電子発
生部19および円筒状の金属電極13a,13b(ファ
ラデーカップ電極)から構或されている。
First, the structure will be explained. In the figure, 11 is a vacuum container, and the ion beam irradiation target 12, the Faraday cup 13, and the sublenosa 14 are housed in the vacuum container 11. The ion beam irradiation target 12 is composed of a target disk rotated by a disk rotation motor 16 via a motor shaft 15. Also,
The target 12 is made of aluminum alloy or the like, and a semiconductor wafer 17 is attached to its surface as an ion implantation substrate. Faraday Power Nop 1
3: It has an S-shaped structure made of aluminum, etc., and is arranged so as to face the target disk 12, and has a filament 18 inside as a primary electron generating section, and the generated primary electrons collide to generate secondary electrons e2. It is composed of a secondary electron generating section 19 as a generating means and cylindrical metal electrodes 13a and 13b (Faraday cup electrodes).

真空容器11にはガス供給手段20が取付られており、
ガス供給手段20は酸素を含んだガス約Q, lTor
r程度をイオンビーム照射ターゲット12付近に供給ナ
るように構威されている。また、イオンビーム照射ター
ゲットl2の金属電極13aとイオンごーム照射ターゲ
ットl2に連結されたモータ軸l6の間5こ〉よ酸素プ
ラズマ発生手段として高周波電源21が設けられており
、高周波電源21はイオンビーム照射ターゲット12と
金属電極13aの間にIKVの高周波の放電電圧を印加
する。なお、22は真空容器18こ設げられたロータリ
ーポンプであり、真空容器11内のガスを外部に排出す
る。
A gas supply means 20 is attached to the vacuum container 11,
The gas supply means 20 supplies a gas containing oxygen to approximately Q, l Tor.
The ion beam irradiation target 12 is designed to supply about 100 yen of the ion beam to the vicinity of the ion beam irradiation target 12. Furthermore, a high frequency power source 21 is provided as an oxygen plasma generating means between the metal electrode 13a of the ion beam irradiation target l2 and the motor shaft l6 connected to the ion beam irradiation target l2. A high frequency discharge voltage of IKV is applied between the ion beam irradiation target 12 and the metal electrode 13a. Note that 22 is a rotary pump provided with 18 vacuum vessels, and discharges the gas inside the vacuum vessel 11 to the outside.

次に、作用を説明する。Next, the effect will be explained.

まず、ファラデーカノブ■3の内壁部のクリーニング直
後等にガス供給手段20によりファラデーうノプ13付
近に酸素を含んだガスを約Q. lTorr程度供給し
ながら高周波電源21によりイオンビーム照射ターゲッ
ト12とファラデーカップ13の金属電極13aとの間
にIKVの放電電圧を印加する。このため、ファラデー
カソプ13の内壁およびイオンビーム照射ターゲッl−
12の表面付近に酸素プラズマが発生しファラデーカソ
プl3の内壁面およびターゲットディスクl6の表面が
アルマイト処理(酸化処理)されアルミナの薄い絶縁膜
が形威される。そして、この後、半導体ウェハー17表
面にイオンビームを照射するとともに二次電子e2を供
給する。
First, immediately after cleaning the inner wall of the Faraday knob 3, a gas containing oxygen is supplied to the vicinity of the Faraday knob 13 by the gas supply means 20 at a rate of approximately Q. A discharge voltage of IKV is applied between the ion beam irradiation target 12 and the metal electrode 13a of the Faraday cup 13 by the high frequency power source 21 while supplying approximately 1 Torr. Therefore, the inner wall of the Faraday cassop 13 and the ion beam irradiation target l-
Oxygen plasma is generated near the surface of the Faraday cassop 13, and the inner wall surface of the Faraday cassop 13 and the surface of the target disk 16 are alumite-treated (oxidized) to form a thin alumina insulating film. Then, the surface of the semiconductor wafer 17 is irradiated with an ion beam and secondary electrons e2 are supplied.

本実施例では酸素プラズマにより形威された絶縁膜がイ
オンビームの照射によりターゲットからスパソタされた
絶縁膜に相当し、従来のようにスバソタされた絶縁膜が
経時変化によってファラデーカソプ13の内壁面に付着
したような状態を予め形戒することができる。このため
、ファラデーカップ13内の電位分布を最初から第4図
に示したような状態にして二次電子のターゲット到達率
をクリーニング直後等から向上させることができ、装置
の対チャージアノプ耐性を初めから十分に維持すること
ができる。
In this embodiment, the insulating film shaped by oxygen plasma corresponds to the insulating film that is super-soldered from the target by ion beam irradiation, and the insulating film that is super-soldered as in the conventional case changes over time to form the inner wall surface of the Faraday cassop 13. It is possible to foretell in advance the situation in which the object is attached to the surface. Therefore, the potential distribution inside the Faraday cup 13 can be set to the state shown in FIG. 4 from the beginning, so that the target arrival rate of secondary electrons can be improved immediately after cleaning, and the resistance of the device to the charge anop can be improved from the beginning. can be sufficiently maintained.

なお、イオンビームを半導体ウェハー■7に照射して行
くうちに、半導体ウェハーl7からの絶縁膜がファラデ
ーカソプl3の金属電極13bの内壁部に堆積して金属
電極13b表面の負帯電はさらに増えて行くが、このと
きの電位分布の変化による装置特性はファラデーカソブ
13内が第3図に示した電位分布の状態にあるものから
第4図に示した電位分布にシフトすることによって生し
る特性変化に比べて小さいものであることが確認されて
いる。
As the ion beam continues to irradiate the semiconductor wafer 17, the insulating film from the semiconductor wafer 17 is deposited on the inner wall of the metal electrode 13b of the Faraday cassop 13, and the negative charge on the surface of the metal electrode 13b further increases. However, the device characteristics due to the change in potential distribution at this time are caused by shifting the potential distribution inside the Faraday cassock 13 from the potential distribution shown in FIG. 3 to the potential distribution shown in FIG. It has been confirmed that the change in characteristics is small compared to the change in characteristics.

また、本実施例では、高周波電源21をファラデーカッ
プ13の金属電極13bとイオンビーム照射ターゲット
l2の間に設けているが、これに限らず金属電極13b
と真空容器11との間またはイオンビーム照射ターゲッ
ト12と真空容器11の間に設けても良い。なぜなら、
要は真空容器11内に放電電圧を印加してファラデーカ
ップ13の内壁またはファラデーカップ13の内壁とイ
オンビーム照射ターゲノ}12の表面とを酸化処理する
ことができれば良いからである。さらに、第2図に示す
ようにファラデーカソプl3を第lカンブAおよび第2
カップBとからなる2分割構造として第1カソブAと第
2カノプBの間に高周波電源2Iを設けるようにしても
良い。この場合、カップAB間の距離はIIIIII1
〜5印に設定すれ:よ2次電子e2を外部に洩れCいよ
うにする上で好ましい。
Further, in this embodiment, the high frequency power source 21 is provided between the metal electrode 13b of the Faraday cup 13 and the ion beam irradiation target l2, but the present invention is not limited to this.
It may be provided between the ion beam irradiation target 12 and the vacuum vessel 11 or between the ion beam irradiation target 12 and the vacuum vessel 11. because,
The point is that the inner wall of the Faraday cup 13 or the inner wall of the Faraday cup 13 and the surface of the ion beam irradiation target 12 can be oxidized by applying a discharge voltage in the vacuum container 11. Furthermore, as shown in FIG.
A high frequency power source 2I may be provided between the first canopy A and the second canopy B as a two-divided structure consisting of a cup B. In this case, the distance between cups AB is IIIIII1
Setting the value to 5 marks is preferable in order to prevent the secondary electrons e2 from leaking to the outside.

〔発明の効果] 本発明によれば、二次電子のターゲット到達率をファラ
デーカップ内壁部のクリーニング直後等から向上させる
ことができ、装置の対チャージアノプ耐性を最初から十
分維持することができる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, the target arrival rate of secondary electrons can be improved immediately after cleaning the inner wall of the Faraday cup, and the resistance of the device to the charge anop can be sufficiently maintained from the beginning.

また、二次電子のターゲット到達率が経時変化の影響を
受けることがないので、装置の使用条件がシフトしたり
不安定となることを防止することができ、プロセスの信
頼性を向上させることができる。
In addition, since the target arrival rate of secondary electrons is not affected by changes over time, it is possible to prevent the operating conditions of the device from shifting or becoming unstable, improving the reliability of the process. can.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係るイオンビーム照射装置の一実施例
を示すその全体構或図、 第2図は本発明に係るイオンビーム照射装置の他の実施
例を示ナファラデーカップの構戒図、第3図はファラデ
ー力・ノブ内面が奇麗な時のファラデーカップ内の電位
分布を説明する図、第4図はファラデーカップ内面に絶
縁物質が堆積した時のファラデーカップ内の電位分布を
説明する図、 第5図は従来のイオンヒ゛−ム照射装置を示す図である
。 1l・・・・・・真空容器、 l2・・・・・・イオンビーム照射ターゲノ13・・・
・・・ファラデー力ノブ、 13b・・・・・・金属電極(ファラデーカ20・・・
・・・ガス供給手段、 2l・・・・・・高周波雷源。 ト、 ソプ電極) イオンビーム照射装置の一実施例を示す全体構威図他の
実施例を示すファラデー力・ノブの}λ成図第2図 電子のボテン/J+ル 番 フ7ラデーカノブ内面が奇Mfi時の内部の電位分布を
説明する図第3図 ◆ 電子のボテンノヤル 寸 ファラデーカップ内面二こ絶d物が堆1laLた時の内
部電位分布を説明する図 第 i 図 従来のイオンビーム照射装置を説明する図第5図
Fig. 1 is an overall configuration diagram showing one embodiment of the ion beam irradiation device according to the present invention, and Fig. 2 is a schematic diagram of the Nafaraday cup showing another embodiment of the ion beam irradiation device according to the present invention. , Figure 3 is a diagram explaining the Faraday force and potential distribution inside the Faraday cup when the inner surface of the knob is clean, and Figure 4 is a diagram explaining the potential distribution inside the Faraday cup when an insulating material is deposited on the inside of the Faraday cup. FIG. 5 is a diagram showing a conventional ion beam irradiation device. 1l...Vacuum container, l2...Ion beam irradiation target area 13...
...Faraday force knob, 13b...Metal electrode (Faraday 20...
...Gas supply means, 2l...High frequency lightning source. Figure 2 Electron button/J+R number 7 Radical knob inner surface is strange A diagram explaining the internal potential distribution during Mfi Figure 3 ◆ A diagram explaining the internal potential distribution when a material is deposited on the inner surface of a Faraday cup. Diagram for explanation: Figure 5

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)真空容器内に収納されたイオンビーム照射ターゲ
ットと、 該ターゲットに対向するように配置されたファラデーカ
ップと、 該ファラデーカップの内部に設けられた電子供給手段と
、 該ファラデーカップ付近に酸素を含んだガスを供給する
供給手段と、 ファラデーカップ内壁、またはファラデーカップ内壁と
イオンビーム照射ターゲット表面に酸素プラズマを発生
させる酸素プラズマ発生手段と、を備えたことを特徴と
するイオンビーム照射装置。
(1) An ion beam irradiation target housed in a vacuum container, a Faraday cup arranged to face the target, an electron supply means provided inside the Faraday cup, and oxygen near the Faraday cup. 1. An ion beam irradiation device comprising: a supply means for supplying a gas containing the above; and an oxygen plasma generation means for generating oxygen plasma on an inner wall of a Faraday cup, or on an inner wall of a Faraday cup and a surface of an ion beam irradiation target.
(2)前記発生手段は、ファラデーカップ電極とイオン
ビーム照射ターゲットとの間に設けられたことを特徴と
する請求項1記載のイオンビーム照射装置。
(2) The ion beam irradiation apparatus according to claim 1, wherein the generating means is provided between a Faraday cup electrode and an ion beam irradiation target.
(3)前記発生手段は、ファラデーカップ電極と真空容
器との間に設けられたことを特徴とする請求項1記載の
イオンビーム照射装置。
(3) The ion beam irradiation apparatus according to claim 1, wherein the generating means is provided between a Faraday cup electrode and a vacuum vessel.
(4)前記発生手段は、イオンビーム照射ターゲットと
真空容器との間に設けられたことを特徴とする請求項1
記載のイオンビーム照射装置。
(4) Claim 1, wherein the generating means is provided between the ion beam irradiation target and the vacuum container.
The ion beam irradiation device described.
(5)前記ファラデーカップを第1カップと第2カップ
とから成る2分割構造とし、前記発生手段を第1カップ
と第2カップとの間に設けたことを特徴とする請求項1
記載のイオンビーム照射装置。
(5) Claim 1 characterized in that the Faraday cup has a two-part structure consisting of a first cup and a second cup, and the generating means is provided between the first cup and the second cup.
The ion beam irradiation device described.
(6)ファラデーカップ付近に酸素を含んだガスを供給
しながら真空容器内に放電電圧を印加し、ファラデーカ
ップの内壁またはファラデーカップ内壁とイオンビーム
照射ターゲットとを酸化処理した後、該ターゲットにイ
オンビームを照射するようにしたことを特徴とするイオ
ンビーム照射方法。
(6) Applying a discharge voltage in the vacuum chamber while supplying oxygen-containing gas near the Faraday cup to oxidize the inner wall of the Faraday cup or the inner wall of the Faraday cup and the ion beam irradiation target, and then ionize the target. An ion beam irradiation method characterized by irradiating a beam.
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