JPH0492349A - Ion implanting device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、イオンビームの軌道を磁界により湾曲させて
被注入体にイオン注入するようにしたイオン注入装置に
関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an ion implantation apparatus that implants ions into an implanted object by curving the trajectory of an ion beam using a magnetic field.
イオンビームを被注入体にイオン注入する場合に、被注
入体の注入面に垂直にイオン注入すると、所望の注入深
度より深く注入されてしまう、いわゆるチャンネリング
現象が生ずる。このチャンネリングを防止するためには
、イオンビームの注入角度を被注入体の注入面に対して
、幾分傾ける(7度程度)ことが有用である。このため
従来のイオン注入装置では、例えば被注入体である半導
体ウェハか載置されるステージにすりこぎ運動をさせて
、半導体ウェハをイオンビームに対して幾分傾けると共
に、ゲート電極パターンなどの影でイオン注入されない
領域、すなわちオフセット領域が生じないようにしてい
る。When implanting ions into an implanted object with an ion beam, if the ions are implanted perpendicularly to the implantation surface of the implanted object, a so-called channeling phenomenon occurs in which the ions are implanted deeper than the desired implantation depth. In order to prevent this channeling, it is useful to slightly tilt the implantation angle of the ion beam (about 7 degrees) with respect to the implantation surface of the implanted object. For this reason, in conventional ion implantation equipment, for example, a stage on which a semiconductor wafer, which is an object to be implanted, is placed is made to perform a grinding motion, thereby tilting the semiconductor wafer somewhat with respect to the ion beam, and removing shadows such as the gate electrode pattern. This is to prevent the formation of a region where ions are not implanted, that is, an offset region.
また、目的を異にするものであるが、同様に半導体ウェ
ハに対して一定の注入角度をもってイオン注入が行われ
るものとして、特開昭61−233956公報に記載の
イオン注入装置が知られている。この装置は、半導体ウ
ェハに溝部がありこの溝部の内壁にもイオン注入を行う
もので、半導体ウェハ自体を傾けること無く、磁界発生
手段でイオンビームの軌道を湾曲させて溝部の内壁にイ
オン注入を行うと共に、回転駆動装置で被注入体を水平
回転させて、溝部の内壁に均一にイオン注入が行えるよ
うになっている。Furthermore, although the purpose is different, an ion implantation apparatus described in Japanese Patent Application Laid-open No. 61-233956 is known as one that similarly performs ion implantation into a semiconductor wafer at a fixed implantation angle. . This device implants ions into the inner wall of the groove in a semiconductor wafer by curving the trajectory of the ion beam using magnetic field generating means without tilting the semiconductor wafer itself. At the same time, the object to be implanted is horizontally rotated by a rotational drive device, so that ions can be uniformly implanted into the inner wall of the groove.
このように上記前者の従来技術では、半導体ウェハにす
りこぎ運動させるため、ステージの駆動装置が複雑な構
造となり、装置全体が高価なものとなっていた。As described above, in the former conventional technique, since the semiconductor wafer is subjected to a grinding motion, the stage driving device has a complicated structure, making the entire device expensive.
一方、所望の注入角度を保持する共に、ステージの駆動
装置を単純化するために、上記後者の従来技術を応用す
ることも考えられる。しかし、この技術によれば、近年
増加傾向にある大口径の半導体ウェハにイオン注入する
場合、イオンビームの振り角度が大きくなるウェハ周縁
部では所望の注入角度を得難く、均一なイオン注入がで
きない不具合が想定される。もっとも、このイオンビー
ムを振る走査手段と半導体ウェハとの間に十分な距離を
置くようにすれば、走査角度が小さくなってこの問題は
解決するが、今度は装置の大型化という問題を生ずるこ
ととなる。On the other hand, in order to maintain a desired injection angle and to simplify the stage driving device, it is also possible to apply the latter conventional technique. However, with this technology, when implanting ions into large-diameter semiconductor wafers, which have been on the rise in recent years, it is difficult to obtain the desired implantation angle at the wafer periphery where the ion beam swing angle is large, making uniform ion implantation impossible. Problems are expected. However, if a sufficient distance is placed between the scanning means that emits this ion beam and the semiconductor wafer, the scanning angle will become smaller and this problem will be solved, but this will lead to the problem of increasing the size of the device. becomes.
本発明は、上記不具合を解消すべく為されたもので、単
純かつ小型装置で均一なイオン注入を可能にするイオン
注入装置を提供することをその目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an ion implantation device that enables uniform ion implantation with a simple and compact device.
上記目的を達成すべく請求項1の発明では、被注入体に
近接して配設され、イオン源からのイオンビームの軌道
を、発生させた磁界により湾曲させて、被注入体の注入
面に対し垂直より幾分傾いた注入角度でイオン注入させ
る磁界発生手段を備えたイオン注入装置において、磁界
発生手段は、被注入体を挟んでN−S極を対向させた複
数の磁極を含む組磁石と、組磁石を、被注入体回りに回
転させる回転駆動装置とを有し、組磁石は、イオンビー
ムに交差する面上で、直交方向に一定の強度勾配を持つ
磁界を発生させるように構成されていることを特徴とす
る
請求項2の発明では、被注入体に近接して配設され、イ
オン源からのイオンビームの軌道を、発生させた磁界に
より湾曲させて、被注入体の注入面に対し垂直より幾分
傾いた注入角度でイオン注入させる磁界発生手段を備え
たイオン注入装置において、磁界発生手段は、それぞれ
が被注入体を挾んでN−8極を対向させた複数の磁極を
含み、被注入体を囲うように周方向に均一に配設された
3個以上の組型磁石と、各組型磁石に通電して、イオン
ビームに交差する面上で、直交方向に一定の強度勾配を
持つ磁界を発生させると共に、この磁界状態で3組以上
の組型磁石に順次配電して磁界を被注入体回りに連続的
に回転させる磁界回転装置とを有することを特徴とする
請求項3の発明では、被注入体に近接して配設され、イ
オン源からのイオンビームの軌道を、発生させた磁界に
より湾曲させて、被注入体の注入面に対し垂直より幾分
類いた注入角度でイオン注入させる磁界発生手段を備え
たイオン注入装置において、磁界発生手段は、それぞれ
が被注入体を挾んでN−S極を対向させた複数の磁極を
含み、ビーム軸方向に位置ズレ状態で十字状に配設され
た2組の組磁石と、両組磁石を、被注入体回りに回転さ
せる回転駆動装置とを有し、各組磁石は、イオンビーム
に交差する面上で、磁力線に直交する方向に一定の強度
勾配を持つ磁界を発生させるように構成されていること
を特徴とする。In order to achieve the above object, in the invention of claim 1, the ion source is arranged close to the object to be implanted, and the trajectory of the ion beam from the ion source is curved by the generated magnetic field, In an ion implantation apparatus equipped with a magnetic field generating means for implanting ions at an implantation angle somewhat tilted from perpendicular, the magnetic field generating means is a set of magnets including a plurality of magnetic poles with north and south poles facing each other with the object to be implanted sandwiched therebetween. and a rotational drive device that rotates the assembled magnet around the implanted object, the assembled magnet is configured to generate a magnetic field having a constant intensity gradient in the orthogonal direction on a plane intersecting the ion beam. In the invention of claim 2, the ion source is disposed close to the object to be implanted, and the trajectory of the ion beam from the ion source is curved by the generated magnetic field. In an ion implantation apparatus equipped with a magnetic field generating means for implanting ions at an implantation angle slightly tilted from perpendicular to the plane, the magnetic field generating means has a plurality of magnetic poles each sandwiching the implanted object and having N-8 poles facing each other. 3 or more assembled magnets are arranged uniformly in the circumferential direction so as to surround the implanted object, and each assembled magnet is energized to generate a constant beam in the orthogonal direction on a plane intersecting the ion beam. It is characterized by having a magnetic field rotation device that generates a magnetic field having an intensity gradient of In the invention of claim 3, the ion source is disposed close to the object to be implanted, and the trajectory of the ion beam from the ion source is curved by the generated magnetic field, so as to be slightly different from perpendicular to the implantation surface of the object to be implanted. In an ion implantation apparatus equipped with a magnetic field generation means for implanting ions at an implantation angle, the magnetic field generation means includes a plurality of magnetic poles each sandwiching the implanted object and having north and south poles facing each other, and the magnetic field generation means has a plurality of magnetic poles each sandwiching the implanted object and having north and south poles facing each other, and the magnetic field generation means has a plurality of magnetic poles that are disposed in the beam axis direction. It has two sets of assembled magnets arranged in a cross shape, and a rotational drive device that rotates both sets of magnets around the object to be implanted. It is characterized by being configured to generate a magnetic field having a constant intensity gradient in a direction perpendicular to the lines of magnetic force.
請求項1の如く構成することにより、イオンビームは磁
界によりローレンツ力を受は曲げられ、その曲げ角度は
磁界の強さに比例する。すなわち、磁界の強さが大きい
と曲げ角度は大きくなり、磁界の強さが小さいと曲げ角
度は小さくなる。したがって、イオンビームか、直交方
向に一定の強度勾配を持つ磁界を通過すると、この直交
方向の一方の端部では曲げ角度か大きく、逆に他方の端
部では曲げ角度が小さくなる。これを被注入体の注入面
との角度、すなわち注入角度で捕らえると、一方の端部
では「曲げ角度−ビームの振り角度」が注入角度となり
、他方の端部では「曲げ角度+ビームの振り角度」が注
入角度となる。また、その中間、すなわちビーム振り角
度0度(ビーム軸方向)では「曲げ角度±0」が注入角
度となる。By constructing the ion beam as in claim 1, the ion beam is bent by the Lorentz force by the magnetic field, and the bending angle is proportional to the strength of the magnetic field. That is, when the strength of the magnetic field is large, the bending angle becomes large, and when the strength of the magnetic field is small, the bending angle becomes small. Therefore, when an ion beam passes through a magnetic field having a constant intensity gradient in the orthogonal direction, the bending angle becomes large at one end of the orthogonal direction, and conversely, the bending angle becomes small at the other end. If we capture this in terms of the angle with the injection surface of the implanted object, that is, the injection angle, at one end the injection angle is "bending angle - beam swing angle", and at the other end, "bending angle + beam swing angle" is the injection angle. "angle" is the injection angle. Further, in the middle thereof, that is, at a beam swing angle of 0 degrees (in the beam axis direction), the injection angle is "bending angle ±0".
したがって、ビームの振り角度に合わせて磁界の強度勾
配を適宜選定すれば、磁界に直交する方向の注入角度が
ほぼ同一の角度となる。Therefore, if the intensity gradient of the magnetic field is appropriately selected in accordance with the swing angle of the beam, the injection angle in the direction perpendicular to the magnetic field will be approximately the same angle.
そして、この状態て組磁石を回転させれば、被注入体の
全域に所望の注入角度でイオン注入が行われる。If the assembled magnet is rotated in this state, ions are implanted into the entire region of the object to be implanted at a desired implantation angle.
請求項2の如く構成すれば、磁界発生手段自体を機械的
に回転しなくとも、磁界回転装置によりイオンビームを
適切な注入角度に曲げる磁界状態のまま、磁界を連続的
に回転させることかできる。If configured as in claim 2, the magnetic field can be continuously rotated while maintaining the magnetic field state that bends the ion beam to an appropriate injection angle by the magnetic field rotating device without mechanically rotating the magnetic field generating means itself. .
請求項3の如く構成すれば、イオンビームを直交する2
方向に適切な注入角度に曲げる磁界を構成でき、イオン
ビームが、被注入体の注入面の全域に対し所望の注入角
度で注入される。If configured as in claim 3, the ion beam can be
A magnetic field can be configured to bend the direction to an appropriate implantation angle, and the ion beam is implanted over the entire implantation surface of the implanted object at the desired implantation angle.
以下、請求項]の発明を第1図に示す実施例に基づいて
、請求項2の発明を第2図に示す実施例に基づいて、請
求項3の発明を第3図に示す実施例に基づいてそれぞれ
説明する。Hereinafter, the invention of claim] is based on the embodiment shown in FIG. 1, the invention of claim 2 is based on the embodiment shown in FIG. 2, and the invention of claim 3 is based on the embodiment shown in FIG. 3. Each will be explained based on the following.
第1図(a)は第1実施例のイオン注入装置を説明する
ための側面図であり、第1図(b)はその平面図である
。第1図に示すように、このイオン注入装置は、イオン
源(図示せず)からのイオンビームBを走査する走査手
段1(同図(a))と、磁界を発生させる磁界発生手段
2(同図(b))とを備えている。走査手段1は、イオ
ンビームBを振り角度αで被注入体である半導体ウェハ
3に対し、主走査方向と副走査方向とに組合わせ走査す
るようになっており、半導体ウェハ3の(100)面(
イオン注入面)の全域にイオンビームBを注入できるよ
うになっている。一方、半導体ウェハ3はステージ(図
示せず)上に載置固定されており、そのイオン注入面で
ある(100)面がビーム軸Baに直交し、かつ半導体
ウェハ3の中心とビーム軸Baとが合致するように載置
されている。この場合、イオンビームBの注入角度は半
導体ウェハ3の中央では垂直であり、両端では垂直から
それぞれ角度±α/2傾いたものとなるが、いわゆるチ
ャンネリングを防止するため、角度7度程度傾けてイオ
ンビームBを注入することが有用である。このため、本
実施例では、イオンビームBの振り範囲に磁界発生手段
2により磁界を発生させ、その軌道を湾曲させて所望の
注入角度を得るようにしている。FIG. 1(a) is a side view for explaining the ion implantation apparatus of the first embodiment, and FIG. 1(b) is a plan view thereof. As shown in FIG. 1, this ion implantation apparatus includes a scanning means 1 (FIG. 1(a)) that scans an ion beam B from an ion source (not shown), and a magnetic field generating means 2 (FIG. 1(a)) that generates a magnetic field. (b)) in the same figure. The scanning means 1 swings the ion beam B and scans the semiconductor wafer 3, which is the object to be implanted, at an angle α in combination in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and scans the (100) of the semiconductor wafer 3 at an angle α. surface(
The ion beam B can be implanted into the entire area (ion implantation surface). On the other hand, the semiconductor wafer 3 is mounted and fixed on a stage (not shown), and the (100) plane, which is the ion implantation surface, is perpendicular to the beam axis Ba, and the center of the semiconductor wafer 3 and the beam axis Ba are aligned. are placed so that they match. In this case, the implantation angle of the ion beam B is vertical at the center of the semiconductor wafer 3, and tilted at an angle of ±α/2 from the vertical at both ends, but in order to prevent so-called channeling, the implantation angle is approximately 7 degrees. It is useful to implant the ion beam B at the same time. For this reason, in this embodiment, a magnetic field is generated by the magnetic field generating means 2 in the oscillation range of the ion beam B, and its trajectory is curved to obtain a desired implantation angle.
磁界発生手段2は、半導体ウェハ3を挟んてN・S極を
対向させた磁極5a、5b、5cを有する3個の電磁石
5,5.5を連結した組磁石4を備えている。組磁石4
は半導体ウェハ3の全体を両側から挾むように位置する
と共に、その上方に近接して磁界を発生させるようにビ
ーム軸方向に近接して配設されている。また、組磁石4
は図外の回転駆動装置により半導体ウェハ3回り矢印方
向に回転され、イオンビームBが所望の注入角度を保持
した状態で360度回転されるようになっている。The magnetic field generating means 2 includes a magnet assembly 4 in which three electromagnets 5, 5.5 are connected, each having magnetic poles 5a, 5b, and 5c with north and south poles facing each other with the semiconductor wafer 3 in between. set magnet 4
are positioned so as to sandwich the entire semiconductor wafer 3 from both sides, and are also disposed close to above in the beam axis direction so as to generate a magnetic field. In addition, the assembled magnet 4
is rotated three times around the semiconductor wafer in the direction of the arrow by a rotation drive device (not shown), so that the ion beam B is rotated 360 degrees while maintaining a desired implantation angle.
この実施例では電磁石5は走査方向に直交する方向に配
設されており、走査方向に直交する方向に磁界を発生さ
せるようになっている。そして、各電磁石5は、通電量
を調整してそれぞれ磁力が「強・中・弱」の並びとなる
ように連結されており、直交方向に一定の強度勾配を持
つ磁界を発生させる。すなわち、走査の際の振り範囲の
一方の端では磁界が強く、中間では磁界が普通の強さで
、他方の端では弱くなるように連続的、あるいは段階的
な磁界の強度勾配をつけている。このことは、「強」の
磁極5aを持つ電磁石5の磁界部分では磁束の密度が高
く、「中コの磁極5bを持つ電磁石5の磁界部分ては磁
束の密度が普通で、「弱」の磁極5cを持つ電磁石5C
の磁界部分は磁束の密度が低い状態となっているという
ことであり、イオンビームBが磁界により受けるいわゆ
るローレンツ力は「強」、「中」、「弱」の磁界部分に
対応して、「強」、「中」、「弱」となる。このため、
イオンビームBの軌道は「強」の磁界部分では大きく湾
曲され、「弱」の磁界部分で小さく湾曲され、「中」の
部分では前両者の中間程度に湾曲される。In this embodiment, the electromagnet 5 is arranged in a direction perpendicular to the scanning direction, and generates a magnetic field in the direction perpendicular to the scanning direction. The electromagnets 5 are connected so that the amount of current applied is adjusted so that the magnetic forces are arranged in the order of "strong, medium, and weak," and generate a magnetic field having a constant intensity gradient in the orthogonal direction. In other words, the magnetic field is strong at one end of the swing range during scanning, normal strength in the middle, and weak at the other end, creating a continuous or stepwise magnetic field strength gradient. . This means that the magnetic flux density is high in the magnetic field part of the electromagnet 5 with the "strong" magnetic pole 5a, the magnetic flux density is normal in the magnetic field part of the electromagnet 5 with the "medium magnetic pole 5b", and the "weak" magnetic field part has a high magnetic flux density. Electromagnet 5C with magnetic pole 5C
This means that the magnetic field part has a low density of magnetic flux, and the so-called Lorentz force that the ion beam B receives from the magnetic field corresponds to the "strong", "medium", and "weak" magnetic field parts. "Strong", "Medium", and "Weak". For this reason,
The trajectory of the ion beam B is largely curved in the "strong" magnetic field portion, slightly curved in the "weak" magnetic field portion, and curved to an intermediate degree between the two in the "medium" magnetic field portion.
ここで、この状態に走査の際のビームの振り角度を加味
したイオンビームBの注入角度、θ1(「強」)、θ
(「中」)、θ3 (「弱」)について考えると、θ1
は湾曲した角度から振り角度の半分の角度を引いたもの
、すなわち湾曲角(大)−α/2〔度〕となり、θ2は
湾曲角±0〔度〕となり、θ3は湾曲角(小)十α/2
〔度〕となる。したがって、イオンビームBの振り角度
に対応させて、電磁石5a、5b、5c、により作り出
される磁界の強度勾配を適宜選定すれば、注入角度:θ
1−θ2−θ3となる。すなわち、磁界に直交する方向
の任意の1点における注入角度はすべて同じ角度となる
。Here, the implantation angle of ion beam B, which takes into account the beam swing angle during scanning, is θ1 (“strong”), θ
(“medium”), θ3 (“weak”), θ1
is the curved angle minus half the swing angle, that is, the curved angle (large) - α/2 [degrees], θ2 is the curved angle ±0 [degrees], and θ3 is the curved angle (small) + α/2
It becomes [degrees]. Therefore, if the intensity gradient of the magnetic field created by the electromagnets 5a, 5b, and 5c is appropriately selected in accordance with the swing angle of the ion beam B, the injection angle: θ
1-θ2-θ3. That is, the injection angles at any one point in the direction perpendicular to the magnetic field are all the same angle.
次に、上記の関係をより具体的に説明するため、必要な
磁界の強度の計算例を以下に示す。Next, in order to explain the above relationship more specifically, an example of calculating the required magnetic field strength will be shown below.
E二加速電圧、m:イオンの質量、v :イオンの速さ
とすると、
1/2mv2−qE
1/2
、°、v −(2qE/m) となる。E2 acceleration voltage, m: mass of ion, v: speed of ion, then 1/2mv2-qE1/2,°, v-(2qE/m).
ここで、B:磁界の強さとして、ローレンツ力を求める
と、
Fmqv B
これにより生ずる横方向の加速度: A −q / m
・v *B、これで得る横方向の速さV’ 、イオン
が横ぎる磁界の長さ(磁石の厚さ)をpとすると、
v −atwa、Q/v
したがって、
v’/v−aρ/v2−q/mI+]/v・BI3
よって、
B−v’ /v (2qE/m) 1/2 −’と
なる。Here, B is the strength of the magnetic field, and the Lorentz force is calculated as follows: Fmqv B The lateral acceleration caused by this: A -q / m
・v *B, the resulting lateral velocity V', and the length of the magnetic field that the ion crosses (thickness of the magnet) as p, v - atwa, Q/v Therefore, v'/v-aρ /v2-q/mI+]/v·BI3 Therefore, B-v'/v (2qE/m) 1/2-'.
イオン種をボロンとして、加速電圧を5×10’ E
V)のとき、半導体ウェハの中心で約7°傾ける(注入
角度)ためには、
v’ / v =jan −’7°−0.12ここで
、F−10cmとすると、
B−0,12X [f2X (1,6X10−27XI
O)X5X10’)/ (1,6X10) コ
X (0,1) ”−1−1,0−1(テ
スラ〕
−103Cガウス〕
となる。The ion species is boron, the acceleration voltage is 5×10' E
V), in order to tilt (implantation angle) approximately 7° at the center of the semiconductor wafer, v'/v = jan -'7°-0.12Here, assuming F-10cm, B-0,12X [f2X (1,6X10-27XI
O)X5X10')/ (1,6X10)
X (0,1) ”-1-1,0-1 (Tesla] -103C Gauss).
このことから、走査手段と半導体ウェハの注入面までの
距離か1,5mの装置において、8インチウェハにイオ
ン注入を行う場合、磁界の強度勾配を5〜7X10’C
ガウス/ cm )に設定することか適切となる。なお
、この場合ウェハ中心では磁界の強さか103 〔ガウ
ス〕となる。From this, when implanting ions into an 8-inch wafer in an apparatus where the distance between the scanning means and the implantation surface of the semiconductor wafer is 1.5 m, the magnetic field intensity gradient should be set at 5 to 7 x 10'C.
Gauss/cm) is appropriate. In this case, the strength of the magnetic field at the center of the wafer is 103 Gauss.
以上のように本実施例によれば、イオンビームBの走査
の際の振り角度に対応させて磁界の強度勾配を適宜選定
すれば、磁界に直交する方向に所望の注入角度が得られ
るので、口径の大きい半導体ウェハ3にイオン注入する
場合でも、走査手段1と半導体ウェハ3との距離を大き
くとること無くこれに対処できる。しかも、この状態で
組磁石4を回転させるので、磁界に直交する方向に適切
な注入角度を維持しつつ半導体ウェハ3の注入面全域に
均一にイオン注入を行うことができる。As described above, according to this embodiment, if the intensity gradient of the magnetic field is appropriately selected in accordance with the swing angle during scanning of the ion beam B, a desired implantation angle can be obtained in the direction perpendicular to the magnetic field. Even when ion implantation is performed into a semiconductor wafer 3 having a large diameter, this can be handled without increasing the distance between the scanning means 1 and the semiconductor wafer 3. Moreover, since the assembled magnet 4 is rotated in this state, ions can be uniformly implanted over the entire implantation surface of the semiconductor wafer 3 while maintaining an appropriate implantation angle in the direction perpendicular to the magnetic field.
なお、本実施例では、電磁石5を用いているが、永久磁
石を用いても良いことはいうまでもない。Note that although the electromagnet 5 is used in this embodiment, it goes without saying that a permanent magnet may also be used.
また、3個の電磁石5a、5b、5cを連結して組磁石
4を構成しているが、電磁石5の個数は3個に限定され
るものではなく複数個であればよい。Moreover, although the assembled magnet 4 is constructed by connecting three electromagnets 5a, 5b, and 5c, the number of electromagnets 5 is not limited to three, but may be any number as long as it is plural.
次に、第2図を参照して本発明の第2実施例のイオン注
入装置について説明する。第2図(a)は第2実施例の
説明のための平面図であり、第2図(b)はその側面図
である。Next, an ion implantation apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2(a) is a plan view for explaining the second embodiment, and FIG. 2(b) is a side view thereof.
このイオン注入装置では、第1実施例と同様なの走査手
段を有する(図示せず)が、磁界発生手段2は第1実施
例に用いた組磁石4を3組用いて構成するようになって
いる。すなわち、各組磁石4は半導体ウニ/X3を囲う
ようにして、半導体ウェハ3の周方向同一平面上にちょ
うど六角形状を作ルヨウに配設されている。そして、磁
界回転装置(図示せず)を用いて、3組の組磁石4,4
゜4に対して順次位相をづらした電流を流すようにし、
直交方向にいって一定の強度勾配を有する磁界状態で、
磁界をビーム軸Baを中心に半導体ウェハ3回りに回転
させるようにしている。This ion implanter has a scanning means (not shown) similar to that of the first embodiment, but the magnetic field generating means 2 is constructed using three sets of assembled magnets 4 used in the first embodiment. There is. That is, each set of magnets 4 is arranged in a hexagonal manner on the same plane in the circumferential direction of the semiconductor wafer 3 so as to surround the semiconductor wafer /X3. Then, using a magnetic field rotation device (not shown), three sets of assembled magnets 4, 4 are
Let the current flow with the phase shifted sequentially with respect to ゜4,
In a magnetic field state with a constant intensity gradient in the orthogonal direction,
The magnetic field is rotated around the semiconductor wafer 3 around the beam axis Ba.
したがって、イオンビームBが第1実施例と同様に磁界
に直交する方向に所望の注入角度を保持した状態で、連
続的に360度回転される。このため、半導体ウェハ3
の注入面全域に均一にイオン注入を行うことができる。Therefore, as in the first embodiment, the ion beam B is continuously rotated 360 degrees while maintaining the desired implantation angle in the direction orthogonal to the magnetic field. For this reason, the semiconductor wafer 3
Ion implantation can be performed uniformly over the entire implantation surface.
次に、第3図を参照して本発明の第3実施例のイオン注
入装置について説明する。Next, an ion implantation apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第3図に示すように、このイオン注入装置では、第1実
施例と同様な走査手段1を有するか、磁界発生手段2は
第1実施例に用いた組磁石4を2組用いて構成するよう
になっている。As shown in FIG. 3, this ion implanter has the same scanning means 1 as in the first embodiment, or the magnetic field generating means 2 is constructed by using two sets of assembled magnets 4 used in the first embodiment. It looks like this.
この2組の組磁石4.4は、ビーム軸方向上下に位置ズ
レ状態で十字状に、ちょうど半導体ウェハ3を四方から
囲うように配設されている。もちろん、各組磁石4は直
交方向に一定の強度勾配を持つ磁界を発生させるように
なっている。These two sets of assembled magnets 4.4 are disposed in a cross shape with their positions shifted vertically in the beam axis direction so as to surround the semiconductor wafer 3 from all sides. Of course, each set of magnets 4 is designed to generate a magnetic field having a constant intensity gradient in the orthogonal direction.
したがって、第1図(a)に示す第1実施例の注入状態
が、直交する2方向に同時に生じ、第1実施例のような
一方向、すなわち半導体ウニ/\3の例えばX方向だけ
でなく、XY力方向適切な注入角度が得られる。ここで
、第4図に基づいてこの状態を分かり易く説明するに、
第4図(a)は磁界発生手段2が無い場合を示しており
、イオンビームBは、ビーム軸Baを中心に径方向外側
に向かって徐々に注入角度が大きくなっている。第4図
(b)は磁界発生手段2がX方向に作用する、いわゆる
実施例1および2の場合を示しており、イオンビームB
はX方向についてのみ一定の注入角度となっているか、
Y方向は同図(a)の場合と同様に改善されていない。Therefore, the injection state of the first embodiment shown in FIG. , an appropriate injection angle in the XY force direction can be obtained. Here, to explain this state in an easy-to-understand manner based on Fig. 4,
FIG. 4(a) shows the case without the magnetic field generating means 2, and the implantation angle of the ion beam B gradually increases toward the outside in the radial direction around the beam axis Ba. FIG. 4(b) shows the case of so-called Examples 1 and 2 in which the magnetic field generating means 2 acts in the X direction, and the ion beam B
Is the injection angle constant only in the X direction?
There is no improvement in the Y direction as in the case of FIG.
第4図(c)は本実施例の場合で、この場合は、磁界発
生手段2がXY力方向作用し、イオンビームBはX7両
方向に一定の注入角度となっている。また、両組磁石4
゜4は第1実施例同様に図外の回転駆動装置により回転
されるようになっている。FIG. 4(c) shows the case of this embodiment. In this case, the magnetic field generating means 2 acts in the XY direction, and the ion beam B has a constant implantation angle in both the X7 directions. Also, both sets of magnets 4
4 is adapted to be rotated by a rotation drive device (not shown) as in the first embodiment.
このため、半導体ウェノ\3の注入面全域で極めて均一
なイオン注入を行うことができる。Therefore, extremely uniform ion implantation can be performed over the entire implantation surface of the semiconductor weno\3.
以上のように請求項1の発明によれば、組磁石が、直交
方向に一定の強度勾配を持つ磁界を発生させ、かつ回転
されるので、イオンビームの振り角度に合わせて強度勾
配を適宜選定すれば、被注入体の磁界に直交する方向に
適切な注入角度が得られ、振り角度に係わらず単純でか
つ小型な装置を構成でき、しかも均一なイオン注入を可
能にする効果を有する。As described above, according to the invention of claim 1, the assembled magnet generates a magnetic field having a constant intensity gradient in the orthogonal direction and is rotated, so that the intensity gradient is appropriately selected according to the swing angle of the ion beam. In this way, an appropriate implantation angle can be obtained in the direction perpendicular to the magnetic field of the implanted object, and a simple and compact device can be constructed regardless of the swing angle, and it has the effect of enabling uniform ion implantation.
また、請求項2の発明によれば、直交方向に一定の強度
勾配を持つ磁界が回転されるので、請求項1の発明と同
様にイオン注入を均一に行うことができる効果を有する
。Further, according to the invention of claim 2, since the magnetic field having a constant intensity gradient in the orthogonal direction is rotated, there is an effect that ion implantation can be performed uniformly as in the invention of claim 1.
更に、請求項3の発明によれば、各組磁石の磁界に直交
する方向のみならず、磁界方向にも一定の強度勾配を持
つ磁界が得られるので、被注入体の注入面全域において
適切な注入角度が得られ、しかも、回転により、より一
層均−なイオン注入を可能にする効果を有する。Furthermore, according to the invention of claim 3, a magnetic field having a constant intensity gradient is obtained not only in the direction orthogonal to the magnetic field of each set of magnets but also in the magnetic field direction. An angle of implantation can be obtained, and the rotation has the effect of enabling more uniform ion implantation.
1・・・走査手段、2・・・磁界発生手段、321.半
導体ウェハ、4・・・組磁石、5・・・電磁石、5a、
5b、5c・・・磁極、B・・・イオンビーム。1... Scanning means, 2... Magnetic field generation means, 321. Semiconductor wafer, 4... Set of magnets, 5... Electromagnet, 5a,
5b, 5c...Magnetic pole, B...Ion beam.
Claims (3)
オンビームの軌道を、発生させた磁界により湾曲させて
、被注入体の注入面に対し垂直より幾分傾いた注入角度
でイオン注入させる磁界発生手段を備えたイオン注入装
置において、 前記磁界発生手段は、前記被注入体を挟んでN・S極を
対向させた複数の磁極を含む組磁石と、当該組磁石を、
前記被注入体回りに回転させる回転駆動装置とを有し、 前記組磁石は、前記イオンビームに交差する面上で、磁
力線に直交する方向に一定の強度勾配を持つ磁界を発生
させるように構成されていることを特徴とするイオン注
入装置。1. Arranged close to the object to be implanted, the trajectory of the ion beam from the ion source is curved by the generated magnetic field, and ions are implanted at an implantation angle that is somewhat tilted from perpendicular to the implantation surface of the object to be implanted. In an ion implantation apparatus including a magnetic field generating means, the magnetic field generating means includes a magnet assembly including a plurality of magnetic poles with N and S poles facing each other with the implanted object in between, and the assembled magnet,
a rotational drive device that rotates around the implanted object, and the assembled magnet is configured to generate a magnetic field having a constant intensity gradient in a direction perpendicular to the lines of magnetic force on a plane intersecting the ion beam. An ion implantation device characterized by:
オンビームの軌道を、発生させた磁界により湾曲させて
、被注入体の注入面に対し垂直より幾分傾いた注入角度
でイオン注入させる磁界発生手段を備えたイオン注入装
置において、 前記磁界発生手段は、それぞれが前記被注入体を挟んで
N・S極を対向させた複数の磁極を含み、前記被注入体
を囲うように周方向に均一に配設された3個以上の組電
磁石と、 当該各組電磁石に通電して、前記イオンビームに交差す
る面上で、磁力線に直交する方向に一定の強度勾配を持
つ磁界を発生させると共に、この磁界状態で前記3組以
上の組電磁石に順次配電して磁界を前記被注入体回りに
連続的に回転させる磁界回転装置とを有することを特徴
とするイオン注入装置。2. Arranged close to the object to be implanted, the trajectory of the ion beam from the ion source is curved by the generated magnetic field, and ions are implanted at an implantation angle that is somewhat tilted from perpendicular to the implantation surface of the object to be implanted. In an ion implantation apparatus equipped with a magnetic field generating means, the magnetic field generating means includes a plurality of magnetic poles each having north and south poles facing each other with the implanted object in between, and extends in a circumferential direction so as to surround the implanted object. three or more assembled electromagnets uniformly arranged in the ion beam, and energizing each of the assembled electromagnets to generate a magnetic field having a constant intensity gradient in a direction perpendicular to the magnetic field lines on a plane intersecting the ion beam. An ion implantation apparatus comprising: a magnetic field rotation device that sequentially distributes power to the three or more sets of electromagnets in this magnetic field state to continuously rotate the magnetic field around the implanted object.
オンビームの軌道を、発生させた磁界により湾曲させて
、被注入体の注入面に対し垂直より幾分傾いた注入角度
でイオン注入させる磁界発生手段を備えたイオン注入装
置において、 前記磁界発生手段は、それぞれが前記被注入体を挟んで
N・S極を対向させた複数の磁極を含み、ビーム軸方向
に位置ズレ状態で十字状に配設された2組の組磁石と、 当該両組磁石を、前記被注入体回りに回転させる回転駆
動装置とを有し、 前記各組磁石は、前記イオンビームに交差する面上で、
磁力線に直交する方向に一定の強度勾配を持つ磁界を発
生させるように構成されていることを特徴とするイオン
注入装置。3. Arranged close to the object to be implanted, the trajectory of the ion beam from the ion source is curved by the generated magnetic field, and ions are implanted at an implantation angle that is somewhat tilted from perpendicular to the implantation surface of the object to be implanted. In an ion implantation apparatus equipped with a magnetic field generating means, the magnetic field generating means includes a plurality of magnetic poles, each of which has north and south poles facing each other with the implanted object in between, arranged in a cross shape with a positional shift in the beam axis direction. and a rotation drive device that rotates both sets of magnets around the implanted object, and each of the set magnets is arranged on a plane intersecting the ion beam.
An ion implantation device characterized by being configured to generate a magnetic field having a constant intensity gradient in a direction perpendicular to magnetic lines of force.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2209765A JPH0492349A (en) | 1990-08-07 | 1990-08-07 | Ion implanting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2209765A JPH0492349A (en) | 1990-08-07 | 1990-08-07 | Ion implanting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0492349A true JPH0492349A (en) | 1992-03-25 |
Family
ID=16578251
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2209765A Pending JPH0492349A (en) | 1990-08-07 | 1990-08-07 | Ion implanting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0492349A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100675891B1 (en) * | 2005-05-04 | 2007-02-02 | 주식회사 하이닉스반도체 | Apparatus and method of implanting ions partially |
-
1990
- 1990-08-07 JP JP2209765A patent/JPH0492349A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100675891B1 (en) * | 2005-05-04 | 2007-02-02 | 주식회사 하이닉스반도체 | Apparatus and method of implanting ions partially |
US7365406B2 (en) | 2005-05-04 | 2008-04-29 | Hynix Semiconductor Inc. | Non-uniform ion implantation apparatus and method thereof |
US8343859B2 (en) | 2005-05-04 | 2013-01-01 | Hynix Semiconductor Inc. | Non-uniform ion implantation apparatus and method thereof |
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