JPH05106037A - イオン注入装置及びその制御方法 - Google Patents
イオン注入装置及びその制御方法Info
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- JPH05106037A JPH05106037A JP3267650A JP26765091A JPH05106037A JP H05106037 A JPH05106037 A JP H05106037A JP 3267650 A JP3267650 A JP 3267650A JP 26765091 A JP26765091 A JP 26765091A JP H05106037 A JPH05106037 A JP H05106037A
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/36—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases using ionised gases, e.g. ionitriding
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、二次電子の発生量を高め、二次
電子を効率的に半導体基板に到達させることによって、
イオン注入により帯電した半導体基板を中和し、絶縁膜
の静電破壊を防止し、信頼性の高い半導体装置が得られ
るイオン注入装置及びその制御方法を得ることを目的と
する。 【構成】 二次電子発生手段であるリング状電極２２
は、支持台２１に載置された半導体基板７を固定するた
めのクランプリング２０上に設けられ、クランプリング
２０とは電気的に絶縁され、かつ支持台２１に対して負
にバイアスされている。また、二次電子反射手段である
カップ状電極２３は、半導体基板７の外周部周辺を囲ん
で配置され、支持台２１に対して負にバイアスされてて
いる。イオンビーム２の照射によりリング状電極２２で
発生した二次電子１９は、カップ状電極２３により正に
帯電した半導体基板７に配向され、この正の帯電を緩和
する。
電子を効率的に半導体基板に到達させることによって、
イオン注入により帯電した半導体基板を中和し、絶縁膜
の静電破壊を防止し、信頼性の高い半導体装置が得られ
るイオン注入装置及びその制御方法を得ることを目的と
する。 【構成】 二次電子発生手段であるリング状電極２２
は、支持台２１に載置された半導体基板７を固定するた
めのクランプリング２０上に設けられ、クランプリング
２０とは電気的に絶縁され、かつ支持台２１に対して負
にバイアスされている。また、二次電子反射手段である
カップ状電極２３は、半導体基板７の外周部周辺を囲ん
で配置され、支持台２１に対して負にバイアスされてて
いる。イオンビーム２の照射によりリング状電極２２で
発生した二次電子１９は、カップ状電極２３により正に
帯電した半導体基板７に配向され、この正の帯電を緩和
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、イオン注入装置及び
その制御方法、特に、半導体製造プロセスにおいて半導
体基板に不純物層を形成する際に用いられるイオン注入
装置及びその制御方法に関するものである。
その制御方法、特に、半導体製造プロセスにおいて半導
体基板に不純物層を形成する際に用いられるイオン注入
装置及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板に不純物層を形成する方法の
１つとして、イオン注入法がある。図６は、従来のイオ
ン注入装置を示す概略構成図である。このようなイオン
注入装置を用いて、次のようにして半導体基板にイオン
注入が行われる。まず、イオン源１にドーパントガス又
は固体蒸気を供給し、アーク放電を行うことにより高密
度プラズマを生成する。次に、引き出し電極（図示しな
い）に高電圧（一般には２０〜８０ＫＶ）を印加し、イ
オン源１よりイオンを引き出すと同時に、所望のエネル
ギーを与え、イオンビーム２とする。一定のエネルギー
を与えられたイオンビーム２から、質量分析器３で磁場
偏向され、その磁束密度、エネルギー、及び質量分析器
３の曲率半径で決まる所定の質量と電荷を持つイオンが
選択される。次いで、イオンビーム２は、分析スリット
４を通過し分解能を高めて加速管５へ導かれ、所望のエ
ネルギーまで高められる。その後、四重極レンズ６でイ
オンビーム２の焦点を、ターゲットであり注入室１０内
に配置された半導体基板７で結ぶように調整する。この
とき、走査電極８、９は、イオン注入が半導体基板７で
均一に行われるようにイオンビーム２を走査させる。
１つとして、イオン注入法がある。図６は、従来のイオ
ン注入装置を示す概略構成図である。このようなイオン
注入装置を用いて、次のようにして半導体基板にイオン
注入が行われる。まず、イオン源１にドーパントガス又
は固体蒸気を供給し、アーク放電を行うことにより高密
度プラズマを生成する。次に、引き出し電極（図示しな
い）に高電圧（一般には２０〜８０ＫＶ）を印加し、イ
オン源１よりイオンを引き出すと同時に、所望のエネル
ギーを与え、イオンビーム２とする。一定のエネルギー
を与えられたイオンビーム２から、質量分析器３で磁場
偏向され、その磁束密度、エネルギー、及び質量分析器
３の曲率半径で決まる所定の質量と電荷を持つイオンが
選択される。次いで、イオンビーム２は、分析スリット
４を通過し分解能を高めて加速管５へ導かれ、所望のエ
ネルギーまで高められる。その後、四重極レンズ６でイ
オンビーム２の焦点を、ターゲットであり注入室１０内
に配置された半導体基板７で結ぶように調整する。この
とき、走査電極８、９は、イオン注入が半導体基板７で
均一に行われるようにイオンビーム２を走査させる。
【０００３】従来のイオン注入装置は上述したように構
成され、イオン注入が行われる際、半導体基板７上には
通常、既にパターンが形成されている。パターニングさ
れた半導体基板７の一例を、図７に示す。図において、
半導体基板７が例えばｐ導電型で、半導体基板７の主面
には、厚いフィールド絶縁膜１２が選択的に形成されて
いる。フィールド絶縁膜１２に挟まれた活性領域上に
は、ゲート絶縁膜となる薄い絶縁膜１３が形成されてお
り、この絶縁膜１３上にはゲート電極１４が形成されて
いる。なお、絶縁膜１３は、デバイスの小型化に伴い、
非常に薄膜化されている。
成され、イオン注入が行われる際、半導体基板７上には
通常、既にパターンが形成されている。パターニングさ
れた半導体基板７の一例を、図７に示す。図において、
半導体基板７が例えばｐ導電型で、半導体基板７の主面
には、厚いフィールド絶縁膜１２が選択的に形成されて
いる。フィールド絶縁膜１２に挟まれた活性領域上に
は、ゲート絶縁膜となる薄い絶縁膜１３が形成されてお
り、この絶縁膜１３上にはゲート電極１４が形成されて
いる。なお、絶縁膜１３は、デバイスの小型化に伴い、
非常に薄膜化されている。
【０００４】また、通常ＣＭＯＳトランジスタを形成す
る場合には、図７に示すようにフォトレジスト１５で例
えばｐチャンネル領域１１をマスクする。この場合、ｎ
チャンネル領域のソース・ドレインをＮ導電型に形成す
べく、イオン注入を行う。この時、イオンビーム２は例
えばリン、ヒ素等のイオンビーム（正イオン）とする。
このように、絶縁膜１２、１３及びフォトレジスト１５
で半導体基板７上を覆われた状態でイオン注入を行う
と、半導体基板７の表面が正に帯電し、非常に薄膜化の
進んだ絶縁膜１３において絶縁破壊が起こる可能性が大
となる。
る場合には、図７に示すようにフォトレジスト１５で例
えばｐチャンネル領域１１をマスクする。この場合、ｎ
チャンネル領域のソース・ドレインをＮ導電型に形成す
べく、イオン注入を行う。この時、イオンビーム２は例
えばリン、ヒ素等のイオンビーム（正イオン）とする。
このように、絶縁膜１２、１３及びフォトレジスト１５
で半導体基板７上を覆われた状態でイオン注入を行う
と、半導体基板７の表面が正に帯電し、非常に薄膜化の
進んだ絶縁膜１３において絶縁破壊が起こる可能性が大
となる。
【０００５】この絶縁破壊を防止する手段の１つとし
て、電荷中和器１６が一般に用いられている。図８は、
電荷中和器１６の動作を説明する概略構成図である。図
において、電荷中和器１６は、電子銃１６aのフィラメ
ント１６bから放出される一次電子１７を３００Ｖ程度
の電界で加速し、対向するファラデーケージ１８に照射
して二次電子１９を発生させる。この二次電子１９をイ
オン注入中の半導体基板７に供給することにより、正イ
オンによって帯電した半導体基板７を電気的に中和させ
ている。なお、半導体基板７は、クランプリング２０に
より支持台２１に固定されている。
て、電荷中和器１６が一般に用いられている。図８は、
電荷中和器１６の動作を説明する概略構成図である。図
において、電荷中和器１６は、電子銃１６aのフィラメ
ント１６bから放出される一次電子１７を３００Ｖ程度
の電界で加速し、対向するファラデーケージ１８に照射
して二次電子１９を発生させる。この二次電子１９をイ
オン注入中の半導体基板７に供給することにより、正イ
オンによって帯電した半導体基板７を電気的に中和させ
ている。なお、半導体基板７は、クランプリング２０に
より支持台２１に固定されている。
【０００６】この電荷中和器１６を用いてイオン注入を
行うと、一次電子１７の一部が反跳電子として、３００
ｅＶ程度のエネルギーを持ったまま半導体基板７に到達
する。この反跳一次電子は、イオンビーム２と正帯電し
た半導体基板７の持つ正のポテンシャルを越えて半導体
基板７の電気的に中性な部分に到達し、負の帯電を起こ
す。つまり、イオンビーム２は半導体基板７上を走査す
るように移動するため、半導体基板７の微小領域で帯電
現象を観測すると、正・負帯電を繰り返すことになる。
行うと、一次電子１７の一部が反跳電子として、３００
ｅＶ程度のエネルギーを持ったまま半導体基板７に到達
する。この反跳一次電子は、イオンビーム２と正帯電し
た半導体基板７の持つ正のポテンシャルを越えて半導体
基板７の電気的に中性な部分に到達し、負の帯電を起こ
す。つまり、イオンビーム２は半導体基板７上を走査す
るように移動するため、半導体基板７の微小領域で帯電
現象を観測すると、正・負帯電を繰り返すことになる。
【０００７】このように、電荷中和器１６を用いてイオ
ン注入を行うと、正・負帯電を繰り返し、電気的に中和
されることがなく、非常に薄膜化の進んだ絶縁膜１３が
絶縁破壊を起こす可能性が大となる。この現象は、絶縁
膜１３の面積が大きい程顕著で、例えば電気容量を大き
くするために絶縁膜１３の面積を大きくせざるを得ない
ＭＯＳキャパシタで絶縁破壊の可能性が大となる。ま
た、反跳電子の量は、ファラデーケージ１８の汚れの影
響で、例えばファラデーケージ１８に絶縁性の不純物被
膜が形成されるとその表面が帯電し経時変化するため、
制御性が悪い。
ン注入を行うと、正・負帯電を繰り返し、電気的に中和
されることがなく、非常に薄膜化の進んだ絶縁膜１３が
絶縁破壊を起こす可能性が大となる。この現象は、絶縁
膜１３の面積が大きい程顕著で、例えば電気容量を大き
くするために絶縁膜１３の面積を大きくせざるを得ない
ＭＯＳキャパシタで絶縁破壊の可能性が大となる。ま
た、反跳電子の量は、ファラデーケージ１８の汚れの影
響で、例えばファラデーケージ１８に絶縁性の不純物被
膜が形成されるとその表面が帯電し経時変化するため、
制御性が悪い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述したようなイオン
注入装置では、デバイスの微細化等に伴い、イオン注入
により発生する帯電により絶縁膜が絶縁破壊を起こし、
半導体装置の歩留まりの悪化や信頼性の低下を引き起こ
すという問題点があった。また、電荷中和器１６を用い
ても、高いエネルギーを持った一次電子成分が半導体基
板７を負帯電させ、従来の問題点を解決するには不十分
であった。さらに、帯電を起こさないようにイオン注入
を行おうとすると、イオン注入に長時間を要し、半導体
装置の生産性を低下させるという問題点もあった。この
発明は、このような問題点を解決するためになされたも
ので、イオンビームを用いて負帯電を起こさない低エネ
ルギーの二次電子を効果的に発生させると共に、この二
次電子を効果的に半導体基板に到達させてイオン注入に
より帯電した半導体基板を中和することができるイオン
注入装置及びその制御方法を得ることを目的とする。
注入装置では、デバイスの微細化等に伴い、イオン注入
により発生する帯電により絶縁膜が絶縁破壊を起こし、
半導体装置の歩留まりの悪化や信頼性の低下を引き起こ
すという問題点があった。また、電荷中和器１６を用い
ても、高いエネルギーを持った一次電子成分が半導体基
板７を負帯電させ、従来の問題点を解決するには不十分
であった。さらに、帯電を起こさないようにイオン注入
を行おうとすると、イオン注入に長時間を要し、半導体
装置の生産性を低下させるという問題点もあった。この
発明は、このような問題点を解決するためになされたも
ので、イオンビームを用いて負帯電を起こさない低エネ
ルギーの二次電子を効果的に発生させると共に、この二
次電子を効果的に半導体基板に到達させてイオン注入に
より帯電した半導体基板を中和することができるイオン
注入装置及びその制御方法を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項第１項
に係るイオン注入装置は、半導体基板を支持台に保持す
る固定部材に隣接し半導体基板の周囲を囲んで配置され
ると共に、上記支持台に対して負にバイアスされた二次
電子発生手段と、上記半導体基板の外周部周辺を囲んで
配置されると共に、上記支持台に対して負にバイアスさ
れ、上記二次電子発生手段で発生した二次電子を上記半
導体基板に配向させる二次電子反射手段とを備えたもの
である。
に係るイオン注入装置は、半導体基板を支持台に保持す
る固定部材に隣接し半導体基板の周囲を囲んで配置され
ると共に、上記支持台に対して負にバイアスされた二次
電子発生手段と、上記半導体基板の外周部周辺を囲んで
配置されると共に、上記支持台に対して負にバイアスさ
れ、上記二次電子発生手段で発生した二次電子を上記半
導体基板に配向させる二次電子反射手段とを備えたもの
である。
【００１０】また、この発明の請求項第２項に係るイオ
ン注入装置は、半導体基板を支持台に保持する固定部材
に隣接し上記半導体基板の周囲を囲んで配置されると共
に、上記支持台に対して負にバイアスされた二次電子発
生手段と、上記半導体基板の外周部周辺を囲んで配置さ
れると共に、絶縁物で形成され、上記二次電子発生手段
で発生した二次電子を上記半導体基板に配向させる二次
電子反射手段とを備えたものである。
ン注入装置は、半導体基板を支持台に保持する固定部材
に隣接し上記半導体基板の周囲を囲んで配置されると共
に、上記支持台に対して負にバイアスされた二次電子発
生手段と、上記半導体基板の外周部周辺を囲んで配置さ
れると共に、絶縁物で形成され、上記二次電子発生手段
で発生した二次電子を上記半導体基板に配向させる二次
電子反射手段とを備えたものである。
【００１１】さらに、この発明の請求項第３項に係るイ
オン注入装置の制御方法は、二次電子発生手段で発生し
た二次電子を上記支持台に対して負にバイアスされた二
次電子反射手段により上記半導体基板に配向させ、イオ
ン注入時における不純物により上記二次電子反射手段が
絶縁状態となった時、上記バイアスの電源を切るもので
ある。
オン注入装置の制御方法は、二次電子発生手段で発生し
た二次電子を上記支持台に対して負にバイアスされた二
次電子反射手段により上記半導体基板に配向させ、イオ
ン注入時における不純物により上記二次電子反射手段が
絶縁状態となった時、上記バイアスの電源を切るもので
ある。
【００１２】
【作用】この発明の請求項第１項に係るイオン注入装置
においては、二次電子発生手段を負にバイアスさせるこ
とにより二次電子発生量を増加させ、負にバイアスされ
た二次電子反射手段によって正帯電した半導体基板に効
率よく二次電子を収容し、半導体基板の正電荷を中和す
る。
においては、二次電子発生手段を負にバイアスさせるこ
とにより二次電子発生量を増加させ、負にバイアスされ
た二次電子反射手段によって正帯電した半導体基板に効
率よく二次電子を収容し、半導体基板の正電荷を中和す
る。
【００１３】また、この発明の請求項第２項に係るイオ
ン注入装置においては、二次電子発生手段を負にバイア
スさせることにより二次電子発生量を増加させ、絶縁物
で形成された二次電子反射手段に二次電子が照射されて
負に帯電し、この負に帯電した二次電子反射手段が二次
電子を反発することによって、正帯電した半導体基板に
効率よく二次電子を収容して半導体基板の正電荷を中和
する。
ン注入装置においては、二次電子発生手段を負にバイア
スさせることにより二次電子発生量を増加させ、絶縁物
で形成された二次電子反射手段に二次電子が照射されて
負に帯電し、この負に帯電した二次電子反射手段が二次
電子を反発することによって、正帯電した半導体基板に
効率よく二次電子を収容して半導体基板の正電荷を中和
する。
【００１４】さらに、この発明の請求項第３項に係るイ
オン注入装置の制御方法は、始めに負にバイアスされた
二次電子反射手段により二次電子を反射して半導体基板
に収容し、イオン注入時における不純物によりこの二次
電子反射手段が絶縁状態となった後はバイアス電流の電
源を切り、絶縁状態の二次電子反射手段によりイオン注
入を行うものである。
オン注入装置の制御方法は、始めに負にバイアスされた
二次電子反射手段により二次電子を反射して半導体基板
に収容し、イオン注入時における不純物によりこの二次
電子反射手段が絶縁状態となった後はバイアス電流の電
源を切り、絶縁状態の二次電子反射手段によりイオン注
入を行うものである。
【００１５】
【実施例】図１は、この発明の一実施例によるイオン注
入装置を示す要部概略断面図である。なお、各図中、同
一符号は同一又は相当部分を示している。図において、
従来装置との相違点は、電荷中和器１６をなくし、イオ
ンビーム２の照射で必然的に発生する二次電子の量を増
加させる二次電子発生手段例えばリング状電極２２と、
半導体基板７の外周部周辺を囲み、二次電子を半導体基
板７に収容する二次電子反射手段例えばカップ状電極２
３を設けた点である。
入装置を示す要部概略断面図である。なお、各図中、同
一符号は同一又は相当部分を示している。図において、
従来装置との相違点は、電荷中和器１６をなくし、イオ
ンビーム２の照射で必然的に発生する二次電子の量を増
加させる二次電子発生手段例えばリング状電極２２と、
半導体基板７の外周部周辺を囲み、二次電子を半導体基
板７に収容する二次電子反射手段例えばカップ状電極２
３を設けた点である。
【００１６】上述したように構成されたイオン注入装置
においては、半導体基板７における電荷の中和作用を除
いて従来装置と同様であるので、その詳細な説明は省略
する。図１において、リング状電極２２は、支持台２１
に載置された半導体基板７を固定するためのクランプリ
ング２０上に設けられ、クランプリング２０とは電気的
に絶縁され、かつ支持台２１に対して負にバイアスされ
ている。このとき、リング状電極２２は、イオンビーム
２の走査経路内に設置されているため、リング状電極２
２はイオンビーム２に照射され、二次電子１９を発生す
る。このとき、リング状電極２２は負にバイアスされて
いるため、二次電子１９の発生量を増加させることにな
る。そして、発生した二次電子１９は、正に帯電した半
導体基板７に収容され、この正の帯電を緩和する。な
お、この時、負バイアスによって増加した二次電子１９
の量を計測するために、電流計２４が挿入されている。
二次電子１９の量は、リング状電極２２の負バイアスを
オン、オフし、その電流量の差から求められる。
においては、半導体基板７における電荷の中和作用を除
いて従来装置と同様であるので、その詳細な説明は省略
する。図１において、リング状電極２２は、支持台２１
に載置された半導体基板７を固定するためのクランプリ
ング２０上に設けられ、クランプリング２０とは電気的
に絶縁され、かつ支持台２１に対して負にバイアスされ
ている。このとき、リング状電極２２は、イオンビーム
２の走査経路内に設置されているため、リング状電極２
２はイオンビーム２に照射され、二次電子１９を発生す
る。このとき、リング状電極２２は負にバイアスされて
いるため、二次電子１９の発生量を増加させることにな
る。そして、発生した二次電子１９は、正に帯電した半
導体基板７に収容され、この正の帯電を緩和する。な
お、この時、負バイアスによって増加した二次電子１９
の量を計測するために、電流計２４が挿入されている。
二次電子１９の量は、リング状電極２２の負バイアスを
オン、オフし、その電流量の差から求められる。
【００１７】一方、半導体基板７の外周を囲むカップ状
電極２３は、支持台２１に対して負にバイアスされてい
る。従って、半導体基板７とリング状電極２２から発生
する二次電子を反発し、二次電子１９が半導体基板７に
収容されるように作用する。なお、カップ状電極２３に
流入する電流量を計測するために、電流計２５が挿入さ
れている。電流計２５には、通常カップ電極２３に電子
が入射する方向に電流が流れるが、カップ状電極２３の
表面の経時変化に伴って電流量が減少していくため、こ
れをモニタし、最終的にはバイアスをオフしてもよい。
また、図１において、カップ状電極２３は−３０Ｖ、リ
ング状電極２２は−２０Ｖでそれぞれバイアスされてい
るが、好適には両電極共に、−５０Ｖ〜−１０Ｖの範囲
でバイアス電圧を印加することができる。
電極２３は、支持台２１に対して負にバイアスされてい
る。従って、半導体基板７とリング状電極２２から発生
する二次電子を反発し、二次電子１９が半導体基板７に
収容されるように作用する。なお、カップ状電極２３に
流入する電流量を計測するために、電流計２５が挿入さ
れている。電流計２５には、通常カップ電極２３に電子
が入射する方向に電流が流れるが、カップ状電極２３の
表面の経時変化に伴って電流量が減少していくため、こ
れをモニタし、最終的にはバイアスをオフしてもよい。
また、図１において、カップ状電極２３は−３０Ｖ、リ
ング状電極２２は−２０Ｖでそれぞれバイアスされてい
るが、好適には両電極共に、−５０Ｖ〜−１０Ｖの範囲
でバイアス電圧を印加することができる。
【００１８】なお、上述した実施例では、カップ状電極
２３は金属で形成され、負にバイアスされたものを示し
たが、カップ状電極２３は絶縁物で形成されていてもよ
い。図２は、この発明の他の実施例によるイオン注入装
置を示す要部概略断面図である。この図においては、絶
縁物で形成されたカップ２６が設けられている。このカ
ップ２６の作用は、まず、リング状電極２２から放出さ
れる二次電子１９によってカップ２６の表面が負に帯電
する。このため、カップ２６は二次電子１９を反発し、
二次電子１９が半導体基板７に収容されるように働き、
半導体基板７の電荷を中和することができる。なお、カ
ップ２６は絶縁物で形成された場合について示したが、
その材質は金属であり、表面に絶縁物がコーティングさ
れていてもよい。例えば、アルマイト処理により、酸化
アルミニウムを形成してもよい。
２３は金属で形成され、負にバイアスされたものを示し
たが、カップ状電極２３は絶縁物で形成されていてもよ
い。図２は、この発明の他の実施例によるイオン注入装
置を示す要部概略断面図である。この図においては、絶
縁物で形成されたカップ２６が設けられている。このカ
ップ２６の作用は、まず、リング状電極２２から放出さ
れる二次電子１９によってカップ２６の表面が負に帯電
する。このため、カップ２６は二次電子１９を反発し、
二次電子１９が半導体基板７に収容されるように働き、
半導体基板７の電荷を中和することができる。なお、カ
ップ２６は絶縁物で形成された場合について示したが、
その材質は金属であり、表面に絶縁物がコーティングさ
れていてもよい。例えば、アルマイト処理により、酸化
アルミニウムを形成してもよい。
【００１９】さらに、次のような制御を行うことも可能
である。すなわち、まず、図１に示した導電性のカップ
状電極２３を用い、これを負にバイアスした状態でイオ
ン注入処理を行う。イオン注入の進行に伴って、レジス
ト等の不純物がカップ状電極２３の側部内壁に付着して
導電性が低下する。そして、電流計２５によりカップ状
電極２３が絶縁状態となった段階で、負のバイアス電流
の電源を切る操作により、カップ状電極２３を上述のカ
ップ２６として使用することも可能である。
である。すなわち、まず、図１に示した導電性のカップ
状電極２３を用い、これを負にバイアスした状態でイオ
ン注入処理を行う。イオン注入の進行に伴って、レジス
ト等の不純物がカップ状電極２３の側部内壁に付着して
導電性が低下する。そして、電流計２５によりカップ状
電極２３が絶縁状態となった段階で、負のバイアス電流
の電源を切る操作により、カップ状電極２３を上述のカ
ップ２６として使用することも可能である。
【００２０】なお、上述した実施例では、カップ状電極
２３及びカップ２６は円筒状の形状であるが、図３に示
すように、これらの開口部を内側に曲げて二次電子１９
を効果的に放射することも可能である。さらに、カップ
状電極２３及びカップ２６の形状は特に限定することな
く種々のものが使用でき、上述と同様の効果を奏する。
２３及びカップ２６は円筒状の形状であるが、図３に示
すように、これらの開口部を内側に曲げて二次電子１９
を効果的に放射することも可能である。さらに、カップ
状電極２３及びカップ２６の形状は特に限定することな
く種々のものが使用でき、上述と同様の効果を奏する。
【００２１】また、上述した実施例では、注入されるイ
オンの電流量が１mＡ以下の中電流機を用い、半導体基
板７を１枚毎にイオン注入するいわゆる枚葉式の装置に
ついて説明したが、図４に示すように、ディスク３０の
上に多数の半導体基板７を搭載してイオン注入処理を行
うバッチ式の大電流機についても、上述と同様に適用で
きる。すなわち、図５に示すように、各半導体基板７毎
にリング状電極２２及びカップ状電極２３を設ければよ
い。
オンの電流量が１mＡ以下の中電流機を用い、半導体基
板７を１枚毎にイオン注入するいわゆる枚葉式の装置に
ついて説明したが、図４に示すように、ディスク３０の
上に多数の半導体基板７を搭載してイオン注入処理を行
うバッチ式の大電流機についても、上述と同様に適用で
きる。すなわち、図５に示すように、各半導体基板７毎
にリング状電極２２及びカップ状電極２３を設ければよ
い。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の請求項
第１項に係るイオン注入装置は、イオン源からイオンを
引き出してイオンビームを形成し、このイオンビームを
半導体基板に注入するイオン注入装置であって、上記半
導体基板を支持台に保持する固定部材に隣接して上記半
導体基板の周囲を囲んで配置されると共に、上記支持台
に対して負にバイアスされた二次電子発生手段と、上記
半導体基板の外周部周辺を囲んで配置されると共に、上
記支持台に対して負にバイアスされ、上記二次電子発生
手段で発生した二次電子を上記半導体基板に配向させる
二次電子反射手段とを備えたので、二次電子発生手段に
イオンビームが照射されて二次電子の放射量が増大し、
かつ、この二次電子は二次電子反射手段により半導体基
板に配向されるので、半導体基板上に形成された絶縁膜
上の帯電を効率よく中和することができ、絶縁膜の静電
破壊を防止でき、信頼性の高い半導体装置を得ることが
できるという効果を奏する。
第１項に係るイオン注入装置は、イオン源からイオンを
引き出してイオンビームを形成し、このイオンビームを
半導体基板に注入するイオン注入装置であって、上記半
導体基板を支持台に保持する固定部材に隣接して上記半
導体基板の周囲を囲んで配置されると共に、上記支持台
に対して負にバイアスされた二次電子発生手段と、上記
半導体基板の外周部周辺を囲んで配置されると共に、上
記支持台に対して負にバイアスされ、上記二次電子発生
手段で発生した二次電子を上記半導体基板に配向させる
二次電子反射手段とを備えたので、二次電子発生手段に
イオンビームが照射されて二次電子の放射量が増大し、
かつ、この二次電子は二次電子反射手段により半導体基
板に配向されるので、半導体基板上に形成された絶縁膜
上の帯電を効率よく中和することができ、絶縁膜の静電
破壊を防止でき、信頼性の高い半導体装置を得ることが
できるという効果を奏する。
【００２３】また、この発明の請求項第２項に係るイオ
ン注入装置は、イオン源からイオンを引き出してイオン
ビームを形成し、このイオンビームを半導体基板に注入
するイオン注入装置であって、上記半導体基板を支持台
に保持する固定部材に隣接して上記半導体基板の周囲を
囲んで配置されると共に、上記支持台に対して負にバイ
アスされた二次電子発生手段と、上記半導体基板の外周
部周辺を囲んで配置されると共に、絶縁物で形成され、
上記二次電子発生手段で発生した二次電子を上記半導体
基板に配向させる二次電子反射手段とを備えたので、二
次電子反射手段用のバイアス電源を使用せずに、半導体
基板上に形成された絶縁膜の帯電を効率よく中和するこ
とができると共に、装置のコストを低減することができ
るという効果を奏する。
ン注入装置は、イオン源からイオンを引き出してイオン
ビームを形成し、このイオンビームを半導体基板に注入
するイオン注入装置であって、上記半導体基板を支持台
に保持する固定部材に隣接して上記半導体基板の周囲を
囲んで配置されると共に、上記支持台に対して負にバイ
アスされた二次電子発生手段と、上記半導体基板の外周
部周辺を囲んで配置されると共に、絶縁物で形成され、
上記二次電子発生手段で発生した二次電子を上記半導体
基板に配向させる二次電子反射手段とを備えたので、二
次電子反射手段用のバイアス電源を使用せずに、半導体
基板上に形成された絶縁膜の帯電を効率よく中和するこ
とができると共に、装置のコストを低減することができ
るという効果を奏する。
【００２４】さらに、この発明の請求項第３項に係るイ
オン注入装置の制御方法は、イオン源からイオンを引き
出してイオンビームを形成し、このイオンビームを半導
体基板に注入する際に、二次電子発生手段で発生した二
次電子を、支持台に対して負にバイアスされた二次電子
反射手段により上記半導体基板に配向させ、イオン注入
時における不純物により上記二次電子反射手段が絶縁状
態となった時、上記バイアスの電源を切るので、二次電
子反射手段に負のバイアス電圧を印加する必要がなくな
るという効果を奏する。
オン注入装置の制御方法は、イオン源からイオンを引き
出してイオンビームを形成し、このイオンビームを半導
体基板に注入する際に、二次電子発生手段で発生した二
次電子を、支持台に対して負にバイアスされた二次電子
反射手段により上記半導体基板に配向させ、イオン注入
時における不純物により上記二次電子反射手段が絶縁状
態となった時、上記バイアスの電源を切るので、二次電
子反射手段に負のバイアス電圧を印加する必要がなくな
るという効果を奏する。
【図１】この発明の一実施例によるイオン注入装置を示
す要部概略断面図である。
す要部概略断面図である。
【図２】この発明の他の実施例によるイオン注入装置を
示す要部概略断面図である。
示す要部概略断面図である。
【図３】この発明のさらに他の実施例によるイオン注入
装置を示す要部概略断面図である。
装置を示す要部概略断面図である。
【図４】この発明のさらに他の実施例によるイオン注入
装置のステージを示す概略平面図である。
装置のステージを示す概略平面図である。
【図５】図４に示したステージのＡ−Ａ線に沿った概略
断面図である。
断面図である。
【図６】従来のイオン注入装置を示す概略構成図であ
る。
る。
【図７】半導体基板上に形成された絶縁膜の帯電状態を
示す概略断面図である。
示す概略断面図である。
【図８】従来のイオン注入装置における電荷中和器の動
作を説明する概略構成図である。
作を説明する概略構成図である。
２ イオンビーム ７ 半導体基板 １８ ファラデーケージ １９ 二次電子 ２０ クランプリング ２１ 支持台 ２２ リング状電極 ２３ カップ状電極 ２４ 電流計 ２５ 電流計 ２６ カップ ３０ ディスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 37/317 Ｂ 9172−5Ｅ Ｈ０１Ｌ 21/265
Claims (3)
- 【請求項１】 イオン源からイオンを引き出してイオン
ビームを形成し、このイオンビームを半導体基板に注入
するイオン注入装置であって、 上記半導体基板を支持台に保持する固定部材に隣接し上
記半導体基板の周囲を囲んで配置されると共に、上記支
持台に対して負にバイアスされた二次電子発生手段と、 上記半導体基板の外周部周辺を囲んで配置されると共
に、上記支持台に対して負にバイアスされ、上記二次電
子発生手段で発生した二次電子を上記半導体基板に配向
させる二次電子反射手段とを備えたことを特徴とするイ
オン注入装置。 - 【請求項２】 イオン源からイオンを引き出してイオン
ビームを形成し、このイオンビームを半導体基板に注入
するイオン注入装置であって、 上記半導体基板を支持台に保持する固定部材に隣接し上
記半導体基板の周囲を囲んで配置されると共に、上記支
持台に対して負にバイアスされた二次電子発生手段と、 上記半導体基板の外周部周辺を囲んで配置されると共
に、絶縁物で形成され、上記二次電子発生手段で発生し
た二次電子を上記半導体基板に配向させる二次電子反射
手段とを備えたことを特徴とするイオン注入装置。 - 【請求項３】 イオン源からイオンを引き出してイオン
ビームを形成し、このイオンビームを半導体基板に注入
する際に、 二次電子発生手段で発生した二次電子を、支持台に対し
て負にバイアスされた二次電子反射手段により上記半導
体基板に配向させ、イオン注入時における不純物により
上記二次電子反射手段が絶縁状態となった時、上記バイ
アスの電源を切ることを特徴とするイオン注入装置の制
御方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3267650A JPH05106037A (ja) | 1991-10-16 | 1991-10-16 | イオン注入装置及びその制御方法 |
| US07/865,275 US5293508A (en) | 1991-10-16 | 1992-04-08 | Ion implanter and controlling method therefor |
| DE4213796A DE4213796A1 (de) | 1991-10-16 | 1992-04-27 | Vorrichtung und verfahren zur ionen-implantation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3267650A JPH05106037A (ja) | 1991-10-16 | 1991-10-16 | イオン注入装置及びその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05106037A true JPH05106037A (ja) | 1993-04-27 |
Family
ID=17447631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3267650A Pending JPH05106037A (ja) | 1991-10-16 | 1991-10-16 | イオン注入装置及びその制御方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5293508A (ja) |
| JP (1) | JPH05106037A (ja) |
| DE (1) | DE4213796A1 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3407548B2 (ja) * | 1996-03-29 | 2003-05-19 | 株式会社日立製作所 | イオン打込み装置及びこれを用いた半導体製造方法 |
| AU3628297A (en) * | 1996-09-30 | 1998-04-24 | Symbios, Inc. | Semiconductor fabrication |
| KR100241695B1 (ko) * | 1997-03-10 | 2000-02-01 | 윤종용 | 이온주입설비의 웨이퍼 오염방지장치 |
| JP2002517068A (ja) * | 1998-05-22 | 2002-06-11 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | 低エネルギーイオン注入のための方法及び装置 |
| EP1347804A4 (en) * | 2000-11-30 | 2009-04-22 | Semequip Inc | ION IMPLANTATION SYSTEM AND CONTROL METHOD |
| US7064491B2 (en) * | 2000-11-30 | 2006-06-20 | Semequip, Inc. | Ion implantation system and control method |
| DE10210270A1 (de) * | 2002-03-08 | 2003-10-02 | Infineon Technologies Ag | Ionen-Implantierungsvorrichtung |
| US20040002202A1 (en) * | 2002-06-26 | 2004-01-01 | Horsky Thomas Neil | Method of manufacturing CMOS devices by the implantation of N- and P-type cluster ions |
| US6686595B2 (en) | 2002-06-26 | 2004-02-03 | Semequip Inc. | Electron impact ion source |
| US7960709B2 (en) * | 2002-06-26 | 2011-06-14 | Semequip, Inc. | Ion implantation device and a method of semiconductor manufacturing by the implantation of boron hydride cluster ions |
| CN109285460B (zh) * | 2018-11-29 | 2021-02-09 | 上海天马微电子有限公司 | 阵列基板、显示面板和显示装置 |
| CN111105971B (zh) * | 2019-12-06 | 2022-06-14 | 中国科学院微电子研究所 | 一种离子注入装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0104818A3 (en) * | 1982-09-29 | 1985-10-23 | Eaton Corporation | Ion implantation device |
| JPH02247970A (ja) * | 1989-03-20 | 1990-10-03 | Fujitsu Ltd | イオン注入装置 |
-
1991
- 1991-10-16 JP JP3267650A patent/JPH05106037A/ja active Pending
-
1992
- 1992-04-08 US US07/865,275 patent/US5293508A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-04-27 DE DE4213796A patent/DE4213796A1/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5293508A (en) | 1994-03-08 |
| DE4213796A1 (de) | 1993-04-22 |
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