JPH04368765A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
- Publication number
- JPH04368765A JPH04368765A JP3170759A JP17075991A JPH04368765A JP H04368765 A JPH04368765 A JP H04368765A JP 3170759 A JP3170759 A JP 3170759A JP 17075991 A JP17075991 A JP 17075991A JP H04368765 A JPH04368765 A JP H04368765A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- ion beam
- filament
- ion implantation
- secondary electrons
- Prior art date
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- Pending
Links
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- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 30
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 abstract description 33
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、イオン注入時のウエ
ハ帯電を取り除く電子中和器を備えたイオン注入装置に
関するものである。
ハ帯電を取り除く電子中和器を備えたイオン注入装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ウエハに不純物層を形成する技術として
古くからイオン注入技術が用いられているが、イオン注
入では正電荷を持った不純物元素のイオンをウエハに注
入するために必然的にウエハ表面が帯電するという欠点
を持っている。この帯電量が多くなるとウエハ上に形成
された、例えばゲート酸化膜のような薄い絶縁物が、か
かる電界に耐えきれなくなり、絶縁不良となり、ウエハ
上に作成されたデバイスが正しく動作しなくなる問題が
ある。上記問題点を解決するために現在のイオン注入装
置には電子中和器が具備されているものがある。ここで
、従来のイオン注入装置に用いられている電子中和器に
ついて説明する。
古くからイオン注入技術が用いられているが、イオン注
入では正電荷を持った不純物元素のイオンをウエハに注
入するために必然的にウエハ表面が帯電するという欠点
を持っている。この帯電量が多くなるとウエハ上に形成
された、例えばゲート酸化膜のような薄い絶縁物が、か
かる電界に耐えきれなくなり、絶縁不良となり、ウエハ
上に作成されたデバイスが正しく動作しなくなる問題が
ある。上記問題点を解決するために現在のイオン注入装
置には電子中和器が具備されているものがある。ここで
、従来のイオン注入装置に用いられている電子中和器に
ついて説明する。
【０００３】図４（ａ） は従来のイオン注入装置の注
入室部を示す平面図であり、装置を上方から見た状態を
示す。図４（ｂ） は従来のイオン注入装置のイオンビ
ームとフィラメントの位置を示す斜視図である。図にお
いて、１はイオンビーム、２はイオンビーム１の照射部
を限定するためのマスク、３はビーム電流値を計測する
ためのファラデー箱、４は該ファラデー箱３に取り付け
られた電子中和器のフィラメント、５は帯電の中和に寄
与する２次電子、６は電子中和器の電源系、７はウエハ
、８はウエハ７が十数枚装着された円板状の回転体であ
るディスクである。
入室部を示す平面図であり、装置を上方から見た状態を
示す。図４（ｂ） は従来のイオン注入装置のイオンビ
ームとフィラメントの位置を示す斜視図である。図にお
いて、１はイオンビーム、２はイオンビーム１の照射部
を限定するためのマスク、３はビーム電流値を計測する
ためのファラデー箱、４は該ファラデー箱３に取り付け
られた電子中和器のフィラメント、５は帯電の中和に寄
与する２次電子、６は電子中和器の電源系、７はウエハ
、８はウエハ７が十数枚装着された円板状の回転体であ
るディスクである。
【０００４】次に動作について説明する。イオンビーム
１はマスク２及びファラデー箱３を通過し、ウエハ７に
到達する。この時、ウエハ７が装着されたディスク８は
約１０００ｒｐｍで高速回転しながら、約１０ｍｍ／ｓ
ｅｃでゆっくりと並進運動を行い、全てのウエハ全面に
イオンが照射される。この時、イオンビーム１によるウ
エハ７の帯電を中和するために、電子中和器のフィラメ
ント４より熱電子を引き出し、対面するファラデー箱３
の壁に当て、それにより発生する２次電子５を利用する
。
１はマスク２及びファラデー箱３を通過し、ウエハ７に
到達する。この時、ウエハ７が装着されたディスク８は
約１０００ｒｐｍで高速回転しながら、約１０ｍｍ／ｓ
ｅｃでゆっくりと並進運動を行い、全てのウエハ全面に
イオンが照射される。この時、イオンビーム１によるウ
エハ７の帯電を中和するために、電子中和器のフィラメ
ント４より熱電子を引き出し、対面するファラデー箱３
の壁に当て、それにより発生する２次電子５を利用する
。
【０００５】この時のイオンビーム１と２次電子５の相
対関係を図４（ａ） のＡ−Ａ線断面について示した概
念図が図５である。図５において、９はディスク８の回
転方向を示す。２次電子５はイオンビーム１の正のポテ
ンシャルに引かれ、例えばイオンビームの右にある電子
は左へ、また左にある電子は右へと移動を行い、イオン
ビームの中央部で停止することはない。
対関係を図４（ａ） のＡ−Ａ線断面について示した概
念図が図５である。図５において、９はディスク８の回
転方向を示す。２次電子５はイオンビーム１の正のポテ
ンシャルに引かれ、例えばイオンビームの右にある電子
は左へ、また左にある電子は右へと移動を行い、イオン
ビームの中央部で停止することはない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のイオン注入装置
は以上のように構成されているので、２次電子の存在確
率がイオンビームの左右で高く、ビームの内部で低い。 従って、この状態で図５に示した方向にディスクが回転
を行うと、ウエハはイオンビームが照射されている領域
は正に帯電し、その左右の領域は負に帯電することにな
る。長い時間でみると、並進運動が行われるため、ウエ
ハ全面でみると帯電の中和が行われていることになるが
、並進運動が行われない、ごく短時間では正帯電の領域
と負帯電の領域が混在し、絶縁膜を破壊する静電破壊が
発生するという問題点があった。
は以上のように構成されているので、２次電子の存在確
率がイオンビームの左右で高く、ビームの内部で低い。 従って、この状態で図５に示した方向にディスクが回転
を行うと、ウエハはイオンビームが照射されている領域
は正に帯電し、その左右の領域は負に帯電することにな
る。長い時間でみると、並進運動が行われるため、ウエ
ハ全面でみると帯電の中和が行われていることになるが
、並進運動が行われない、ごく短時間では正帯電の領域
と負帯電の領域が混在し、絶縁膜を破壊する静電破壊が
発生するという問題点があった。
【０００７】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、ディスク１回転という、ごく
短い時間においてもウエハ上の帯電を完全に除去し得る
イオン注入装置を得ることを目的とする。
るためになされたもので、ディスク１回転という、ごく
短い時間においてもウエハ上の帯電を完全に除去し得る
イオン注入装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係るイオン注
入装置は、電子中和器のフィラメントをディスクの回転
方向に対して垂直に設置したものである。
入装置は、電子中和器のフィラメントをディスクの回転
方向に対して垂直に設置したものである。
【０００９】
【作用】この発明におけるイオン注入装置は、フィラメ
ントをディスクの回転方向に対して垂直に設置すること
により、２次電子をイオンビームの上下方向に分布させ
、ウエハの帯電を防止する。
ントをディスクの回転方向に対して垂直に設置すること
により、２次電子をイオンビームの上下方向に分布させ
、ウエハの帯電を防止する。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１（ａ） はこの発明の一実施例によるイオン
注入装置の注入室部を示す平面図であり、イオン注入装
置を上方から見た状態を示す。図１（ｂ） はこの発明
の一実施例によるイオン注入装置のイオンビームとフィ
ラメントの位置を示す斜視図である。図において、図４
と同一符号は同一または相当部分を示す。
する。図１（ａ） はこの発明の一実施例によるイオン
注入装置の注入室部を示す平面図であり、イオン注入装
置を上方から見た状態を示す。図１（ｂ） はこの発明
の一実施例によるイオン注入装置のイオンビームとフィ
ラメントの位置を示す斜視図である。図において、図４
と同一符号は同一または相当部分を示す。
【００１１】イオンビーム１をウエハ７全面に照射する
方法は、従来例と全く同じであるのでその説明を省略す
る。イオンビーム１によるウエハ７の帯電を中和するた
めの電子中和器のフィラメント４はファラデー箱３の上
部に設置されており、フィラメント４より出た熱電子は
ファラデー箱３の底部に当たり、そこより発生した２次
電子がウエハ７の帯電を中和する。
方法は、従来例と全く同じであるのでその説明を省略す
る。イオンビーム１によるウエハ７の帯電を中和するた
めの電子中和器のフィラメント４はファラデー箱３の上
部に設置されており、フィラメント４より出た熱電子は
ファラデー箱３の底部に当たり、そこより発生した２次
電子がウエハ７の帯電を中和する。
【００１２】この時のイオンビーム１と２次電子５の関
係を図１（ａ） のＡ−Ａ線断面について示した概念図
を図２に示す。図２に示すように、フィラメント４をフ
ァラデー箱３の上部に設けたために、従来例ではイオン
ビーム１の左右に多く存在していた２次電子５がイオン
ビーム１の上下に多く存在するようになっている。なお
、イオンビーム１内の２次電子５は従来例と同じく存在
確率が低いままである。
係を図１（ａ） のＡ−Ａ線断面について示した概念図
を図２に示す。図２に示すように、フィラメント４をフ
ァラデー箱３の上部に設けたために、従来例ではイオン
ビーム１の左右に多く存在していた２次電子５がイオン
ビーム１の上下に多く存在するようになっている。なお
、イオンビーム１内の２次電子５は従来例と同じく存在
確率が低いままである。
【００１３】このような状態でウエハ７を装着したディ
スク８がディスク回転方向９へ回転すると、ディスクの
１回転だけに着目してもウエハ表面の帯電は負・正・負
の電荷にさらされることになり、フィラメント４に流す
電流を適当値に設定することにより、イオンビーム照射
後のウエハ表面帯電をゼロにすることができる。
スク８がディスク回転方向９へ回転すると、ディスクの
１回転だけに着目してもウエハ表面の帯電は負・正・負
の電荷にさらされることになり、フィラメント４に流す
電流を適当値に設定することにより、イオンビーム照射
後のウエハ表面帯電をゼロにすることができる。
【００１４】このように、この実施例によれば、電子中
和器のフィラメントをディスクの回転方向に対して垂直
方向に設け、イオンビームの左・右に存在する２次電子
の数を極めて少なくし、イオンビームの上・下方向に２
次電子を分布させたので、ウエハの帯電を防止できる。
和器のフィラメントをディスクの回転方向に対して垂直
方向に設け、イオンビームの左・右に存在する２次電子
の数を極めて少なくし、イオンビームの上・下方向に２
次電子を分布させたので、ウエハの帯電を防止できる。
【００１５】なお、上記実施例ではフィラメント４をフ
ァラデー箱３の上部に設けたものを示したが、ディスク
回転方向と垂直面内に設ければよく、図３に示すように
フィラメント４をファラデー箱３の下部に設けてもよい
。
ァラデー箱３の上部に設けたものを示したが、ディスク
回転方向と垂直面内に設ければよく、図３に示すように
フィラメント４をファラデー箱３の下部に設けてもよい
。
【００１６】また、上記実施例では電子中和器が２次電
子利用型の場合について説明したが、１次電子利用型等
、他の方式の中和器であってもよく、上記実施例と同様
の効果を奏する。
子利用型の場合について説明したが、１次電子利用型等
、他の方式の中和器であってもよく、上記実施例と同様
の効果を奏する。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、この発明に係るイオン注
入装置によれば、電子中和器のフィラメントをディスク
の回転方向に対して垂直方向に設け、２次電子をイオン
ビームの上下方向に分布させたので、イオンビームの照
射領域とその周辺でのウエハの正・負帯電を起こすこと
なく、ウエハの帯電を防止することができるという効果
がある。
入装置によれば、電子中和器のフィラメントをディスク
の回転方向に対して垂直方向に設け、２次電子をイオン
ビームの上下方向に分布させたので、イオンビームの照
射領域とその周辺でのウエハの正・負帯電を起こすこと
なく、ウエハの帯電を防止することができるという効果
がある。
【図１】図１（ａ） はこの発明の一実施例によるイオ
ン注入装置の注入室部を示す平面図、図１（ｂ） はこ
の発明の一実施例によるイオン注入装置のイオンビーム
とフィラメントの位置を示す斜視図である。
ン注入装置の注入室部を示す平面図、図１（ｂ） はこ
の発明の一実施例によるイオン注入装置のイオンビーム
とフィラメントの位置を示す斜視図である。
【図２】この発明の一実施例によるイオンビームと電子
の関係を示す概念図である。
の関係を示す概念図である。
【図３】この発明の他の実施例によるイオンビームと電
子の関係を示す概念図である。
子の関係を示す概念図である。
【図４】図４（ａ） は従来のイオン注入装置の注入室
部を示す平面図、図４（ｂ） は従来のイオン注入装置
のイオンビームとフィラメントの位置を示す斜視図であ
る。
部を示す平面図、図４（ｂ） は従来のイオン注入装置
のイオンビームとフィラメントの位置を示す斜視図であ
る。
【図５】従来のイオン注入装置のイオンビームと電子の
関係を示す概念図である。
関係を示す概念図である。
１ イオンビーム
２ マスク
３ ファラデー箱
４ フィラメント
５ ２次電子
６ 電源系
７ ウエハ
８ ディスク
９ ディスクの回転方向
Claims (1)
- 【請求項１】 イオン注入時のウエハ帯電を防止する
電子中和器と、ウエハを複数枚同時に装着できる回転体
であるウエハ保持装置とを備えたイオン注入装置におい
て、電子中和器のフィラメントをイオン注入部において
ウエハ保持装置の回転方向に対して垂直な面に設けたこ
とを特徴とするイオン注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3170759A JPH04368765A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3170759A JPH04368765A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | イオン注入装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04368765A true JPH04368765A (ja) | 1992-12-21 |
Family
ID=15910859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3170759A Pending JPH04368765A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04368765A (ja) |
-
1991
- 1991-06-14 JP JP3170759A patent/JPH04368765A/ja active Pending
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