JPH0432568A - Ion treating device - Google Patents

Ion treating device

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JPH0432568A
JPH0432568A JP14054290A JP14054290A JPH0432568A JP H0432568 A JPH0432568 A JP H0432568A JP 14054290 A JP14054290 A JP 14054290A JP 14054290 A JP14054290 A JP 14054290A JP H0432568 A JPH0432568 A JP H0432568A
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JP
Japan
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electrons
ion beam
ion
electron
semiconductor wafer
Prior art date
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Pending
Application number
JP14054290A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukio Koike
小池 幸男
Yuichiro Fujikawa
雄一郎 藤川
Katsuto Hirose
勝人 広瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Tel-Varian Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Tel-Varian Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd, Tel-Varian Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP14054290A priority Critical patent/JPH0432568A/en
Publication of JPH0432568A publication Critical patent/JPH0432568A/en
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Abstract

PURPOSE:To subject a work to an ion treatment while surely neutralizing the charges of the work by neutralizing the positive charges generated in the work with the electrons from an electron source consisting of the electron source consisting of an indirectly-heated cathode having a thermal filaments and a heater. CONSTITUTION:A semiconductor wafer 4 held on the inner side face of a disk 3 is irradiated with an ion beam 1 consisting of positive ions. An electron supplying mechanism 5 is provided in the prescribed position of the above-mentioned ion beam introducing pipe 2. The indirectly-heated cathode 8 therein is constituted of a heater 8a, an insulating member 8b on the outer side thereof and further a thermal filament 8c as a thermion generating body covering the outer side thereof. Further, an electron drawing out electrode 10 and an electric field limiting electrode 11 are disposed between the cathode and the ion beam introducing pipe 2. While the electrons (e) generated by this indirectly-heated cathode 8 are controlled, the electrons are fed into the ion beam introducing pipe 2 and are supplied to the semiconductor wafer 4. The energy of the electrons are accurately and uniformly controlled in this way and the work is subjected to the ion treatment while the charges of the work are surely neutralized.

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、イオン処理装置に関する。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to an ion processing device.

(従来の技術) イオン処理装置例えばイオン注入装置は、被処理物に対
して不純物を導入する装置として近年広く用いられてい
る。このイオン注入装置は、注入量、注入深さ等を高精
度で制御できるので、特に半導体ウェハへの不純物導入
に際しては必要不可欠な装置となりつつある。
(Prior Art) Ion processing apparatuses, such as ion implantation apparatuses, have been widely used in recent years as apparatuses for introducing impurities into objects to be processed. Since this ion implantation apparatus can control the implantation amount, implantation depth, etc. with high precision, it is becoming an indispensable apparatus especially when introducing impurities into semiconductor wafers.

一般に、イオン注入技術では、正に帯電したイオンを電
場により加速して半導体ウェハに照射するため、特に、
高電流(数アンペア程度)のイオン注入装置においては
、半導体ウェハに加速された正イオンが衝突する過程で
、半導体ウェハがら電子が叩き出されたり、絶縁体表面
部分に正電荷の蓄積が起きるなど、半導体ウニ八表面が
正に帯電しやすくなっている。そのために、半導体ウェ
ハに形成された絶縁体部分(絶縁膜)が、蓄積された正
電荷により特に高集積化される今日静電破壊を起こす可
能性がある。従って、イオン注入装置においては、イオ
ン注入に伴なう半導体ウェハの帯電を防止しなければな
らない。
Generally, in ion implantation technology, positively charged ions are accelerated by an electric field and irradiated onto a semiconductor wafer.
In ion implantation equipment with high current (about several amperes), when accelerated positive ions collide with the semiconductor wafer, electrons are knocked out of the semiconductor wafer and positive charges accumulate on the surface of the insulator. , the surface of the semiconductor sea urchin is easily charged positively. For this reason, there is a possibility that an insulator portion (insulating film) formed on a semiconductor wafer may be damaged by electrostatic discharge due to accumulated positive charges, especially in today's highly integrated semiconductor wafer. Therefore, in the ion implantation apparatus, it is necessary to prevent the semiconductor wafer from being charged with electricity due to ion implantation.

このため、従来から、例えばエネルギーの高い一次電子
をイオンビーム導入管の内壁面に衝突させてエネルギー
の低い(例えば数エレクトロンボルト程度)二次電子を
発生させ、この二次電子を半導体ウェハに供給して半導
体ウェハに蓄積された正電荷を中和する電子供給装置を
具備したイオン注入装置が用いられている。
For this reason, conventional methods have been used, for example, to collide high-energy primary electrons with the inner wall surface of an ion beam introduction tube to generate low-energy (for example, several electron volts) secondary electrons, and then supply these secondary electrons to semiconductor wafers. An ion implantation apparatus is used which is equipped with an electron supply device that neutralizes positive charges accumulated in a semiconductor wafer.

このようなイオン注入装置では、イオンビーム導入管の
内壁面で反射されたエネルギーの高い一次電子が半導体
ウェハに供給され、この結果半導体ウェハ上に電子が過
剰に供給されて逆に負電荷が蓄積し、絶縁膜が破壊され
ることがある。
In such ion implantation equipment, high-energy primary electrons reflected from the inner wall of the ion beam introduction tube are supplied to the semiconductor wafer, and as a result, an excessive number of electrons are supplied onto the semiconductor wafer, and negative charges accumulate on the semiconductor wafer. However, the insulating film may be destroyed.

なお、イオンビームの照射により、半導体ウェハ表面に
被着されたレジストが飛散し、イオンビーム導入管内壁
がこのレジストにより汚染されることがあるが、−次電
子を衝突させる部位がこのようなレジストにより汚染さ
れると、ここに負電荷が蓄積され、−次電子が反射され
易くなるため、特にこのような危険性が増大する。
Note that due to ion beam irradiation, the resist adhered to the surface of the semiconductor wafer may be scattered and the inner wall of the ion beam introduction tube may be contaminated by this resist. This risk is especially increased when contaminated with chlorine, because negative charges are accumulated there and negative electrons are more likely to be reflected.

また、近年は、半導体デバイスの高集積化に伴い、半導
体ウェハ上に形成される絶縁膜も、薄くされる傾向にあ
り、静電破壊に対する耐性が低くなる傾向にある。この
ため、上述した絶縁膜の静電破壊が特に大きな問題とな
りつつある。
Furthermore, in recent years, as semiconductor devices have become more highly integrated, insulating films formed on semiconductor wafers have also tended to be thinner, resulting in lower resistance to electrostatic breakdown. For this reason, the above-described electrostatic breakdown of the insulating film is becoming a particularly serious problem.

また、このような問題を解決するため、例えば特開昭8
2−298357号公報等では、フィラメントから熱電
子を発生させ、この熱電子を電子引き出し電極で引き出
し、半導体ウェハに供給してこの半導体ウェハの正電荷
を中和する装置が提案されて、いる。
In addition, in order to solve such problems, for example,
No. 2-298357 and other publications propose an apparatus for generating thermoelectrons from a filament, extracting the thermoelectrons with an electron extracting electrode, and supplying the thermoelectrons to a semiconductor wafer to neutralize the positive charge on the semiconductor wafer.

このような装置では、前述した一次電子から二次電子を
発生させる装置に較べて半導体ウェハに供給される電子
のエネルギーを制御し易い。このため、半導体ウェハに
エネルギーの高い電子が過剰に供給され、半導体ウェハ
が負に帯電し、負電荷の蓄積により絶縁膜が破壊される
ことを防止することができる。
In such an apparatus, it is easier to control the energy of electrons supplied to the semiconductor wafer than in the above-described apparatus that generates secondary electrons from primary electrons. Therefore, it is possible to prevent the semiconductor wafer from being excessively supplied with high-energy electrons, becoming negatively charged, and destroying the insulating film due to accumulation of negative charges.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述したようなイオン処理装置において
も、さらに、半導体ウェハに供給される電子のエネルギ
ーを精度良く均一に制御することができ、確実に半導体
ウェハの電荷を中和しながらイオン処理処理を実施する
ことが当然要求される。
(Problem to be solved by the invention) However, even in the above-mentioned ion processing apparatus, it is possible to control the energy of electrons supplied to the semiconductor wafer accurately and uniformly, and to reliably reduce the charge on the semiconductor wafer. Naturally, it is required to carry out the ion treatment while neutralizing.

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので
、被処理物に供給される電子のエネルギーを精度良く均
一に制御することができ、確実に被処理物の電荷を中和
しつつ、イオン処理を実施することのできるイオン処理
装置を提供しようとするものである。
The present invention has been made in response to such conventional circumstances, and it is possible to precisely and uniformly control the energy of electrons supplied to the object to be processed, while reliably neutralizing the electric charge of the object to be processed. The present invention aims to provide an ion processing apparatus capable of performing ion processing.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) すなわち、本発明は、被処理物にイオンビームを照射す
る手段と、この手段により発生された前記被処理物の正
電荷を中和する電子供給手段とを具備したイオン処理装
置において、前記電子供給手段の電子源を、熱フィラメ
ントと加熱ヒータとを具備した傍熱型陰極により構成し
たことを特徴とする。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) That is, the present invention provides means for irradiating an object to be treated with an ion beam, and electrons generated by this means to neutralize positive charges on the object to be treated. The ion processing apparatus is characterized in that the electron source of the electron supply means is constituted by an indirectly heated cathode equipped with a hot filament and a heater.

また、本発明は、被処理物にイオンビームを照射する手
段と、電子源で発生させた電子を前記被処理物に供給し
、該被処理物の正電荷を中和する電子供給手段とを具備
したイオン処理装置において、前記電子源を、長手方向
に分割され、電源に並列接続された複数のフィラメント
により構成したことを特徴とする。
The present invention also provides a means for irradiating an ion beam onto a workpiece, and an electron supply means for supplying electrons generated by an electron source to the workpiece to neutralize positive charges on the workpiece. The ion processing apparatus is characterized in that the electron source is constituted by a plurality of filaments that are divided in the longitudinal direction and connected in parallel to a power source.

(作 用) 上記構成の本発明の請求項1記載のイオン処理装置では
、被処理物に発生する正電荷を中和する電子供給手段の
電子源が、熱フィラメントと加熱ヒータとを具備した傍
熱型陰極により構成されている。
(Function) In the ion processing apparatus according to claim 1 of the present invention having the above configuration, the electron source of the electron supply means for neutralizing the positive charge generated in the object to be processed is provided with a hot filament and a heating heater. It consists of a thermal cathode.

また、本発明の請求項2記載のイオン処理装置では、上
記電子源が、長手方向に分割され、電源に並列接続され
た複数のフィラメントにより構成されている。
Further, in the ion processing apparatus according to claim 2 of the present invention, the electron source is constituted by a plurality of filaments that are divided in the longitudinal direction and connected in parallel to a power source.

したがって、電気抵抗により電子源の長手方向に発生す
る電位勾配を抑制することができ、電子源の各部から放
出される電子のエネルギーを、均一化することができる
。このため、被処理物に供給される電子のエネルギーを
精度良く均一に制御することができ、確実に被処理物の
電荷を中和しつつ、イオン処理を実施することができる
Therefore, it is possible to suppress the potential gradient generated in the longitudinal direction of the electron source due to the electrical resistance, and it is possible to equalize the energy of electrons emitted from each part of the electron source. Therefore, the energy of electrons supplied to the object to be processed can be uniformly controlled with high precision, and ion processing can be performed while reliably neutralizing the electric charge of the object to be processed.

したがって、例えば半導体ウニl\の表面に形成された
絶縁膜が正あるいは負の電荷の蓄積により静電破壊され
ること等を防止して、良好なイオン処理を実施すること
ができる。
Therefore, for example, it is possible to prevent the insulating film formed on the surface of the semiconductor sea urchin l\ from being damaged by electrostatic discharge due to the accumulation of positive or negative charges, and to perform a good ion treatment.

(実施例) 以下、本発明をイオン注入装置に適用した実施例を図面
を参照して説明する。
(Example) Hereinafter, an example in which the present invention is applied to an ion implantation device will be described with reference to the drawings.

第1図に示すように、正イオンからなるイオンビーム1
を導くためのイオンビーム導入管2の端部には、円板状
に形成されたディスク3が設けられている。このディス
ク3内側面には、複数(例えば十数枚)の半導体ウェハ
4が保持されており、ディスク3を図示矢印の如く回転
させながら、各半導体ウェハ4に、イオンビーム1を照
射する如く構成されている。
As shown in Figure 1, an ion beam 1 consisting of positive ions
A disc 3 shaped like a disc is provided at the end of the ion beam introduction tube 2 for guiding the ion beam. A plurality of (for example, more than ten) semiconductor wafers 4 are held on the inner surface of the disk 3, and the configuration is such that each semiconductor wafer 4 is irradiated with the ion beam 1 while the disk 3 is rotated as shown by the arrow in the figure. has been done.

なお、イオンビーム導入管2のイオンビーム1飛来側に
は、周知の如く、イオン源、イオン引き出し電極、質量
分析マグネット、加速管、偏向電極(いずれも図示せず
)等が設けられており、これらの機器によって所望のイ
オンビーム1が形成される。
As is well known, an ion source, an ion extraction electrode, a mass spectrometry magnet, an acceleration tube, a deflection electrode (all not shown), etc. are provided on the side of the ion beam introduction tube 2 from which the ion beam 1 comes. A desired ion beam 1 is formed by these devices.

また、上記イオンビーム導入管2のディスク3近傍の所
定部位例えば上部には、電子供給機構5が設けられてい
る。
Further, an electron supply mechanism 5 is provided at a predetermined portion of the ion beam introduction tube 2 near the disk 3, for example, at the top.

すなわち、第2図に示めされているように、イオンビー
ム導入管2の上部外側には、例えばセラミックス等から
なる絶縁部材6を介して、例えばアルミニウム等の導電
性部材からなる電子供給機構5の筐体7が設けられてい
る。
That is, as shown in FIG. 2, an electron supply mechanism 5 made of a conductive material such as aluminum is installed on the outside of the upper part of the ion beam introduction tube 2 via an insulating member 6 made of ceramic or the like. A housing 7 is provided.

また、この筺体7内には棒状例えば丸棒状に形成された
電子源としての傍熱型陰極8と、この傍熱型陰極8から
放出された電子eをイオンビーム導入管2の方向へ反射
する凹面状反射板9が設けられている。
Also, inside the housing 7 is an indirectly heated cathode 8 as an electron source formed in the shape of a rod, for example, a round rod, and the electrons e emitted from the indirectly heated cathode 8 are reflected in the direction of the ion beam introduction tube 2. A concave reflective plate 9 is provided.

上記傍熱型陰極8は、軸芯部に設けられた丸棒状加熱ヒ
ータ8aと、この加熱ヒータ8aの外側を覆う如く環状
に設けられた材質例えばセラミックス等からなる絶縁部
材8bと、この絶縁部材8bのさらに外側を覆う如く設
けられた熱電子発生体例えば熱フィラメント8Cとから
構成されている。そして、加熱ヒータ8aに通電するこ
とによって、熱フィラメント8Cを加熱し、熱フィラメ
ント8cから熱電子eを放出させるよう構成されている
。このような陰極8は、必要に応じて複数本平行に配列
してもよいし、面状の陰極にしてもよい。
The indirectly heated cathode 8 includes a round rod-shaped heater 8a provided on the shaft core, an insulating member 8b made of a material such as ceramics, and provided in an annular shape so as to cover the outside of the heater 8a, and this insulating member It is composed of a thermoelectron generator, such as a hot filament 8C, which is provided so as to cover the outside of 8b. Then, by energizing the heater 8a, the hot filament 8C is heated and the hot electrons e are emitted from the hot filament 8c. A plurality of such cathodes 8 may be arranged in parallel as required, or may be formed into a planar cathode.

さらに、とイオンビーム導入管2との間に設けられた絶
縁部材6には、筐体7側から順に、電子引き出し電極1
0と電界制限用電極11が保持されている。
Furthermore, the insulating member 6 provided between the ion beam introduction tube 2 and the ion beam introduction tube 2 is provided with electron extraction electrodes 1 and 1 in order from the housing 7 side.
0 and the electric field limiting electrode 11 are held.

上記電子引き出し電極10は、傍熱型陰極8からイオン
ビーム導入管2内へ電子eを引き出すためのもので、第
3図に示す如く、導電性部材から矩形状に形成された枠
体10aと、この枠体10aに固定された導電性部材か
らなるメツシュ10bとから構成されており、メツシュ
10bの開口部位を電子が通過可能な如く構成されてい
る。
The electron extraction electrode 10 is for extracting electrons e from the indirectly heated cathode 8 into the ion beam introduction tube 2, and as shown in FIG. , and a mesh 10b made of a conductive member fixed to the frame 10a, and is configured so that electrons can pass through the openings of the mesh 10b.

また、電界制限用電極11は、電子引き出し電極10に
よってイオンビーム導入管2内に形成される電界を制限
するためのもので、上記電子引き出し電極10と同様に
メツシュ状に構成されている。上記電極10.11のい
ずれかに電子量を制御するためのパルス状の電子カット
オフ電圧を適宜印加してもよい。
Further, the electric field limiting electrode 11 is for limiting the electric field formed in the ion beam introduction tube 2 by the electron extraction electrode 10, and is configured in a mesh shape like the electron extraction electrode 10 described above. A pulsed electronic cutoff voltage may be appropriately applied to any of the electrodes 10, 11 to control the amount of electrons.

上記構成のこの実施例のイオン注入装置では、イオンビ
ーム導入管2、筺体7は同電位(例えばOV)に保たれ
る。そして、半導体ウェハ4にイオンビーム1を照射す
る。これとともに、電源12により傍熱型陰極8の加熱
ヒータ8aに通電して熱フィラメント8cを加熱し、電
源13により熱フィラメント8cに所定電圧例えば−5
■、電源14により反射板9に所定電圧例えば−30V
、電源15により電子引き出し電極10に所定電圧例え
ば+5oov 、電源16により電界制限用電極11に
所定電圧例えば+50Vをそれぞれ印加することにより
、熱フィラメント8Cからイオンビーム導入管2内に電
子eを送り込み、半導体ウニ/%4に電子eを供給する
In the ion implantation apparatus of this embodiment having the above configuration, the ion beam introduction tube 2 and the housing 7 are kept at the same potential (for example, OV). Then, the semiconductor wafer 4 is irradiated with the ion beam 1. At the same time, the power supply 12 supplies electricity to the heater 8a of the indirectly heated cathode 8 to heat the hot filament 8c, and the power supply 13 applies a predetermined voltage to the hot filament 8c, for example -5.
(2) A predetermined voltage is applied to the reflector 9 by the power supply 14, for example, -30V.
, by applying a predetermined voltage, e.g., +50V, to the electron extraction electrode 10 by the power supply 15 and a predetermined voltage, e.g., +50V, to the electric field limiting electrode 11 by the power supply 16, electrons e are sent into the ion beam introduction tube 2 from the hot filament 8C, Supply electrons e to the semiconductor sea urchin/%4.

この時、傍熱型陰極8の熱フィラメント8Cからから放
出され、半導体ウニ/X4に供給される電子eは半導体
ウェハ4と熱フィラメント8Cとの電位差に相当するエ
ネルギーを有する。すなわち、上記印加電圧の例では、
半導体ウニt14 (OV)と、熱フィラメント8c(
−5V)との電位差が5■であるので、電子eは5eV
のエネルギーを有する。
At this time, the electrons e emitted from the hot filament 8C of the indirectly heated cathode 8 and supplied to the semiconductor urchin/X4 have energy corresponding to the potential difference between the semiconductor wafer 4 and the hot filament 8C. That is, in the above applied voltage example,
Semiconductor sea urchin t14 (OV) and hot filament 8c (
-5V) is 5■, so the electron e is 5eV
It has the energy of

ここで、傍熱型陰極8の熱フィラメント8は、直熱型フ
ィラメントの場合に較べて電気抵抗が少ない。このため
、熱フィラメント8Cの長手方向における電位勾配が少
なく、その両側端部における電位差がゼロに近いので、
熱フィラメント8Cの各部から放出される電子eのエネ
ルギーは、はぼ均一となる。
Here, the hot filament 8 of the indirectly heated cathode 8 has less electrical resistance than a directly heated filament. Therefore, the potential gradient in the longitudinal direction of the hot filament 8C is small, and the potential difference at both ends is close to zero, so
The energy of the electrons e emitted from each part of the hot filament 8C is almost uniform.

すなわち、半導体ウェハ4とフィラメント8との電位差
を所望の値に設定することにより、所望の均一なエネル
ギーを有する電子のみを半導体ウェハ4に供給すること
ができる。
That is, by setting the potential difference between the semiconductor wafer 4 and the filament 8 to a desired value, only electrons having a desired uniform energy can be supplied to the semiconductor wafer 4.

したがって、半導体ウェハ4に一次電子のような高いエ
ネルギーを有する電子が供給されることがなく、半導体
ウェハ4に電子が過剰に供給されて、半導体ウェハ4の
表面に形成された絶縁膜が負の電荷の蓄積により静電破
壊されることを防止することができる。
Therefore, electrons with high energy such as primary electrons are not supplied to the semiconductor wafer 4, and electrons are excessively supplied to the semiconductor wafer 4, causing the insulating film formed on the surface of the semiconductor wafer 4 to become negative. Electrostatic damage due to charge accumulation can be prevented.

また、周知のラングミュアの公式に示されるように、熱
フィラメント8Cから引き出される電子の量は、熱フィ
ラメント8Cと電子引き出し電極10との間の電圧Vの
3/2乗に比例し、熱フィラメント8cと電子引き出し
電極10との間の間隔dの2乗に反比例する。
Further, as shown in the well-known Langmuir formula, the amount of electrons extracted from the hot filament 8C is proportional to the 3/2 power of the voltage V between the hot filament 8C and the electron extraction electrode 10, and the amount of electrons extracted from the hot filament 8C is and the electron extraction electrode 10 is inversely proportional to the square of the distance d.

したがって、この実施例のイオン注入装置では、上述し
た如く半導体ウェハ4と熱フィラメント8Cとの電位差
を小さく設定(あるいは同電位に設定)した状態であっ
ても、電源15により、電子引き出し電極10に印加す
る電圧をある程度大きく設定(例えば+500V )す
ることにより、熱フィラメント8Cから多量の電子を引
き出すことがてきる。
Therefore, in the ion implantation apparatus of this embodiment, even if the potential difference between the semiconductor wafer 4 and the hot filament 8C is set to be small (or set to the same potential) as described above, the power source 15 is used to connect the electron extraction electrode 10. By setting the applied voltage to a certain level (for example, +500V), a large amount of electrons can be extracted from the hot filament 8C.

したがって、イオンビーム1の照射によって半導体ウェ
ハ4に生じる正電荷を充分に中和することのできる量の
電子eを供給することができ、半導体ウェハ4の表面に
形成された絶縁膜が正の電荷の蓄積により静電破壊され
ることを防止することができる。
Therefore, it is possible to supply an amount of electrons e that can sufficiently neutralize the positive charges generated on the semiconductor wafer 4 by the irradiation with the ion beam 1, and the insulating film formed on the surface of the semiconductor wafer 4 becomes positively charged. It is possible to prevent electrostatic damage caused by accumulation of .

なお、前述した如く、電界制限用電極11は、電子引き
出し電極10によってイオンビーム導入管2内に形成さ
れる電界を制限し、イオンビーム導入管2内と電子供給
機構5内とを分離するためのものである。すなわち、電
界制限用電極11は、電子引き出し電極10より低い電
位に設定され、イオンビーム導入管2内に形成される電
界を抑制する。しかしながら、電界制限用電極11の設
定電位がフィラメント8の設定電位より低くなると電子
eを引き出すことができなくなってしまうので、上述し
た如く例えば+50v程度に設定される。
As described above, the electric field limiting electrode 11 is used to limit the electric field formed inside the ion beam introduction tube 2 by the electron extraction electrode 10 and to separate the inside of the ion beam introduction tube 2 from the inside of the electron supply mechanism 5. belongs to. That is, the electric field limiting electrode 11 is set to a lower potential than the electron extraction electrode 10, and suppresses the electric field formed within the ion beam introduction tube 2. However, if the set potential of the electric field limiting electrode 11 becomes lower than the set potential of the filament 8, it becomes impossible to extract the electrons e, and therefore, as described above, it is set to about +50V, for example.

但し、この電界制限用電極11は、省略することも可能
である。
However, this electric field limiting electrode 11 can also be omitted.

第4図は、他の実施例のイオン注入装置の要部構成を示
すもので、前述の実施例と同一部分には、同一符号を付
しである。
FIG. 4 shows the main part configuration of an ion implantation apparatus according to another embodiment, and the same parts as in the above-mentioned embodiment are given the same reference numerals.

この実施例のイオン注入装置では、電子源が、長手方向
に分割されフィラメント加熱用の電源12に並列接続さ
れた複数、例えば4つのフィラメント20a、20b、
20c、20dから構成されている。なお、上記フィラ
メント20a、20b、20c、20dは、それぞれ材
質例えばタングステン等からなる螺旋状のワイヤーによ
って構成されている。
In the ion implantation apparatus of this embodiment, the electron source includes a plurality of filaments, for example four filaments 20a, 20b, which are divided in the longitudinal direction and connected in parallel to a power source 12 for heating the filaments.
It is composed of 20c and 20d. The filaments 20a, 20b, 20c, and 20d are each made of a spiral wire made of a material such as tungsten.

上記構成のこの実施例では、例えば分割されていない1
つのフィラメントを用いた場合に較べて、フィラメント
加熱用の電源12の電圧を1/4(分割数をnとすれば
1/n)とすることができ、電気抵抗により電子源の長
手方向に生じる電位勾配を1つのフィラメントを用いた
場合に較べてl/4(分割数をnとすれば1/n)とす
ることができる。
In this embodiment with the above configuration, for example, the undivided 1
Compared to the case where one filament is used, the voltage of the power supply 12 for filament heating can be reduced to 1/4 (1/n if the number of divisions is n), and the electric resistance generated in the longitudinal direction of the electron source The potential gradient can be reduced to 1/4 (1/n if the number of divisions is n) compared to when one filament is used.

したがって、フィラメント20a、20b、20c、2
0dの各部から放出される電子eのエネルギーを均一化
することができ、前述の実施例と同様な効果を得ること
ができる。
Therefore, filaments 20a, 20b, 20c, 2
The energy of the electrons e emitted from each part of 0d can be made uniform, and the same effect as in the above embodiment can be obtained.

なお、上記実施例では、電子源を、長手方向に4分割さ
れたフィラメント20a、20b、20c、20dによ
って構成した例について説明したが、本発明はかかる実
施例に限定されるものではなく、この分割数は2以上幾
つとしてもよい。この場合、分割数を多くすれば、より
電子のエネルギーを均一化することができるが、構造が
複雑化したり、製造コストが増大するため、分割数は、
例えば2〜6程度等、適宜選択する必要がある。
In the above embodiment, an example was explained in which the electron source was constituted by filaments 20a, 20b, 20c, and 20d divided into four parts in the longitudinal direction, but the present invention is not limited to this embodiment. The number of divisions may be 2 or more. In this case, increasing the number of divisions will make the electron energy more uniform, but this will complicate the structure and increase manufacturing costs, so the number of divisions is
For example, it is necessary to select the number appropriately, such as about 2 to 6.

また、上記実施例では、電子源を材質例えばタングステ
ン等からなる螺旋状のワイヤーからなるフィラメント2
0a、20b、20c、20dによって構成したが、例
えば電気抵抗の少ない棒状の部材等によって構成するこ
ともできる。
In the above embodiment, the electron source is a filament 2 made of a spiral wire made of a material such as tungsten.
0a, 20b, 20c, and 20d, but they can also be constructed using, for example, rod-shaped members with low electrical resistance.

上記実施例では、イオン注入装置に適用した例について
説明したが、イオンビームを照射して正帯電する装置で
あればいずれでもよい。例えばマスクリペア、ウェハリ
ペア等のイオンリペアに適用しても・よい。
In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to an ion implantation device has been described, but any device that positively charges the device by irradiating an ion beam may be used. For example, it may be applied to ion repair such as mask repair and wafer repair.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明のイオン処理装置によれば
、被処理物に供給される電子のエネルギーを精度良く均
一に制御することができ、確実に被処理物の電荷を中和
しつつ、イオン処理を実施することができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the ion processing apparatus of the present invention, the energy of electrons supplied to the object to be processed can be uniformly controlled with high accuracy, and the electric charge of the object to be processed can be reliably controlled. Ion treatment can be performed while neutralizing.

したがって、例えば半導体ウェハの表面に形成された絶
縁膜が正あるいは負の電荷の蓄積により静電破壊される
こと等を防止して、良好なイオン注入処理を実施するこ
とができる。
Therefore, for example, it is possible to prevent an insulating film formed on the surface of a semiconductor wafer from being damaged by electrostatic discharge due to the accumulation of positive or negative charges, and to perform a good ion implantation process.

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

第1図および第2図は本発明の一実施例のイオン注入装
置の要部構成を示す図、第3図は第1図のイオン注入装
置の電子引き出し電極の構成を示す図、第4図は他の実
施例のイオン注入装置の要部構成を示す図である。 1・・・・・・イオンビーム、2・・・・・・イオンビ
ーム導入管、3・・・・・・ディスク、4・・・・・・
半導体ウェハ、5・・・・・・電子供給機構、6・・・
・・・絶縁部材、7・・・・・・筐体、8・・・・・・
傍熱型陰極、8a・・・・・・加熱ヒータ、8b・・・
・・・絶縁部材、8C・・・・・・熱フィラメント、9
・・・・・・反射板、10・・・・・・電子引き出し電
極、11・・・・・・電界制限用電極、12〜16・・
・・・・電源、20a、20b、20c、20d・・・
・・・フィラメント。
1 and 2 are diagrams showing the configuration of main parts of an ion implantation device according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a diagram showing the configuration of an electron extraction electrode of the ion implantation device of FIG. 1, and FIG. FIG. 2 is a diagram showing a main part configuration of an ion implantation apparatus according to another embodiment. 1...Ion beam, 2...Ion beam introduction tube, 3...Disc, 4...
Semiconductor wafer, 5...Electron supply mechanism, 6...
...Insulating member, 7...Housing, 8...
Indirectly heated cathode, 8a... Heater, 8b...
...Insulating member, 8C...Hot filament, 9
... Reflection plate, 10 ... Electron extraction electrode, 11 ... Electric field limiting electrode, 12 to 16 ...
...Power supply, 20a, 20b, 20c, 20d...
···filament.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)被処理物にイオンビームを照射する手段と、この
手段により発生された前記被処理物の正電荷を中和する
電子供給手段とを具備したイオン処理装置において、 前記電子供給手段の電子源を、熱フィラメントと加熱ヒ
ータとを具備した傍熱型陰極により構成したことを特徴
とするイオン処理装置。
(1) In an ion processing apparatus comprising means for irradiating an ion beam onto a workpiece, and an electron supply means for neutralizing positive charges on the workpiece generated by the means, the electrons of the electron supply means An ion processing device characterized in that the source is constituted by an indirectly heated cathode equipped with a hot filament and a heater.
(2)被処理物にイオンビームを照射する手段と、電子
源で発生させた電子を前記被処理物に供給し、該被処理
物の正電荷を中和する電子供給手段とを具備したイオン
処理装置において、 前記電子源を、長手方向に分割され、電源に並列接続さ
れた複数のフィラメントにより構成したことを特徴とす
るイオン処理装置。
(2) Ions comprising means for irradiating an ion beam onto a workpiece, and electron supply means for supplying electrons generated by an electron source to the workpiece to neutralize positive charges on the workpiece. An ion processing apparatus, characterized in that the electron source is constituted by a plurality of filaments that are divided in the longitudinal direction and connected in parallel to a power source.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5584973A (en) * 1994-06-08 1996-12-17 Tel Varian Limited Processing apparatus with an invertible collimator and a processing method therefor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5584973A (en) * 1994-06-08 1996-12-17 Tel Varian Limited Processing apparatus with an invertible collimator and a processing method therefor

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