JPH0547344A - Ion implanter - Google Patents
Ion implanterInfo
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- JPH0547344A JPH0547344A JP23216591A JP23216591A JPH0547344A JP H0547344 A JPH0547344 A JP H0547344A JP 23216591 A JP23216591 A JP 23216591A JP 23216591 A JP23216591 A JP 23216591A JP H0547344 A JPH0547344 A JP H0547344A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はイオン注入装置に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion implanter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のイオン注入装置は、図３に示され
るようにイオン源Ａと、イオン分析マグネットＢと、加
速管Ｃと、ＱレンズＤと、イオンビームをＹ方向（垂直
方向）に偏向させるイオンビーム偏向Ｙ電極Ｅと、イオ
ンビームをＸ方向（水平方向）に偏向させるイオンビー
ム偏向Ｘ電極Ｆと、ウエーハのあるイオン注入室Ｇとで
構成されている。2. Description of the Related Art A conventional ion implanter, as shown in FIG. 3, has an ion source A, an ion analyzing magnet B, an accelerating tube C, a Q lens D, and an ion beam in the Y direction (vertical direction). It is composed of an ion beam deflection Y electrode E for deflection, an ion beam deflection X electrode F for deflecting the ion beam in the X direction (horizontal direction), and an ion implantation chamber G with a wafer.
【０００３】このようなイオン注入装置においては、イ
オン源Ａで発生したイオンは引出電極によって加速され
た後、イオン分析マグネットＢによってイオン注入に必
要なイオンのみが選択される。そして、その後、この選
択されたイオンは加速管Ｃで加速されてから、Ｑレンズ
Ｄによりイオン注入室Ｇ内のウエーハに最適ビーム形状
のイオンビームを注入できるように収束される。Ｑレン
ズＤで収束されたイオンビームはイオンビーム偏向Ｙ電
極Ｅとイオンビーム偏向Ｘ電極Ｆとによってそれぞれ偏
向されイオン注入室Ｇ内のウエーハ上に走査される。そ
の場合、ウエーハに注入されるイオンビームのエネルギ
とイオン数とは、デバイスの目的によって決められる。
一枚のウエーハに注入されるイオンビームのイオン数の
制御はイオンビーム偏向Ｙ電極Ｅに直流高電圧のゲート
電圧を高速度で印加したり、あるいは印加しなかったり
してなされる。即ち、一枚のウエーハに注入されるイオ
ンビームのイオン数が所定の数に達すると、ゲート電圧
が印加され、ウエーハにイオンビームの注入が停止され
る。しかし、ゲート電圧の印加が解除されると、ウエー
ハにイオンビームの注入が行われる。In such an ion implanter, the ions generated in the ion source A are accelerated by the extraction electrode, and then only the ions required for ion implantation are selected by the ion analysis magnet B. Then, after that, the selected ions are accelerated by the accelerating tube C and then converged by the Q lens D so that the ion beam having the optimum beam shape can be injected into the wafer in the ion implantation chamber G. The ion beam converged by the Q lens D is deflected by the ion beam deflecting Y electrode E and the ion beam deflecting X electrode F, and scanned on the wafer in the ion implantation chamber G. In that case, the energy of the ion beam and the number of ions injected into the wafer are determined by the purpose of the device.
The number of ions of the ion beam injected into one wafer is controlled by applying a high DC voltage gate voltage to the ion beam deflecting Y electrode E at a high speed or not. That is, when the number of ions of the ion beam implanted into one wafer reaches a predetermined number, a gate voltage is applied and the implantation of the ion beam into the wafer is stopped. However, when the application of the gate voltage is released, the ion beam is injected into the wafer.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来のイオン注入装置
は、上記のように一枚のウエーハに注入されるイオンビ
ームのイオン数が所定の数に達すると、イオンビーム偏
向Ｙ電極Ｅに直流高電圧のゲート電圧を印加して、ウエ
ーハにイオンビームの注入を停止している。ウエウエー
ハへのイオンビームの注入が停止される理由は、イオン
ビーム偏向Ｙ電極Ｅにゲート電圧を印加することによ
り、イオンビームがはねあげられ、ウエーハに達しない
で、真空容器の内壁に当たるためである。イオンビーム
が真空容器の内壁に当たると、真空容器の内壁がスパッ
タされ、真空容器の内壁材料の粒子が真空容器内を飛散
する。そのため、飛散する真空容器の内壁材料の粒子の
一部がウエーハに付着する。その結果、ウエーハより形
成されるデバイスに金属不純物等の異物が混入して、デ
バイスの性能が劣化する問題が起きた。また、加速管Ｃ
にイオンが入る領域は、装置全体の中でも真空度が相対
的に悪いため、イオン分析マグネットＢと加速管Ｃとの
間で注入に必要なイオンは残留ガスと衝突して解離す
る。例えば、ＢＦ2 （質量４９）イオンを選択した場
合、イオン源Ａで３０ＫｅＶ、加速管Ｃで２０ＫｅＶ、
合計５０ＫｅＶとなって、ウエーハに注入される。だ
が、注入に必要なイオンはＢ（ボロン質量１１）で、こ
のエネルギーは質量比から５０ＫｅＶ×１１／４９＝１
１．２ＫｅＶとなる。しかし、ＢＦ2 が加速管Ｃに入る
前に残留ガスと衝突してＢイオンとＦ2 に解離すると、
加速管Ｃ前のＢイオンのエネルギーは３０ＫｅＶ×１１
／４９＝６．７ＫｅＶとなる。そして、その後、Ｂイオ
ンは加速管Ｃで２０ＫｅＶのエネルギーを与えられ、２
６．７ＫｅＶのエネルギーをもつようになる。そのた
め、注入に必要なエネルギー１１．２ＫｅＶに比べて高
いエネルギー２６．７ＫｅＶのＢイオンが混入するよう
になる。これはＢＦ2 に限らず、分子状イオンは解離に
よって全てエネルギーの異なるイオンが混入する。同様
に、２価イオンが電子を捕獲して１価になったり、電子
を剥ぎられて３価になった場合でも、注入したいエネル
ギーに比べて低くなったり高くなったりしたイオンが混
入するようになる。したがって、ウエーハより形成され
るデバイスに目的以外のエネルギーをもったイオンが混
入して、デバイスの性能が劣化する問題が起きた。In the conventional ion implantation apparatus, when the number of ions of the ion beam implanted in one wafer reaches a predetermined number as described above, the DC high voltage is applied to the ion beam deflection Y electrode E. A gate voltage of a voltage is applied to stop the ion beam injection into the wafer. The reason why the implantation of the ion beam into the wafer is stopped is that the ion beam is repelled by applying a gate voltage to the ion beam deflection Y electrode E and hits the inner wall of the vacuum container without reaching the wafer. When the ion beam hits the inner wall of the vacuum container, the inner wall of the vacuum container is sputtered, and the particles of the inner wall material of the vacuum container are scattered in the vacuum container. Therefore, a part of the particles of the inner wall material of the scattered vacuum container adheres to the wafer. As a result, foreign matters such as metal impurities are mixed into the device formed from the wafer, which causes a problem that the device performance is deteriorated. Also, the acceleration tube C
Since the degree of vacuum in the region where the ions enter is relatively poor in the entire apparatus, the ions required for implantation between the ion analysis magnet B and the acceleration tube C collide with the residual gas and dissociate. For example, when BF 2 (mass 49) ions are selected, the ion source A is 30 KeV, the acceleration tube C is 20 KeV,
The total is 50 KeV, and the wafer is injected. However, the ion required for implantation is B (boron mass 11), and this energy is 50 KeV × 11/49 = 1 from the mass ratio.
It becomes 1.2 KeV. However, when BF 2 collides with the residual gas and dissociates into B ions and F 2 before entering accelerating tube C,
The energy of B ion in front of the accelerating tube C is 30 KeV × 11
/49=6.7 KeV. Then, after that, the B ions are given energy of 20 KeV in the accelerating tube C, and 2
It has an energy of 6.7 KeV. Therefore, B ions having an energy of 26.7 KeV, which is higher than the energy required for implantation of 11.2 KeV, are mixed. This is not limited to BF 2 , and molecular ions are all mixed with ions having different energies due to dissociation. Similarly, even if divalent ions capture electrons and become monovalent, or when electrons are stripped and become trivalent, ions that are lower or higher than the energy to be injected are mixed in. Become. Therefore, there is a problem that the performance of the device is deteriorated by mixing ions having energy other than the purpose into the device formed from the wafer.
【０００５】この発明の目的は、従来の上記問題を解決
して、デバイスに金属不純物等の異物が混入すること
や、エネルギーの異なるイオンが注入されることを防止
して、デバイスの性能を向上させ、歩留りを改善するこ
との可能なイオン注入装置を提供するものである。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, prevent foreign substances such as metal impurities from being mixed into the device, and prevent implantation of ions having different energies, thereby improving the device performance. The present invention provides an ion implanter capable of improving the yield.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、イオン源より引出されたイオンビーム
の中からイオン注入に必要なイオンのみをイオン分析マ
グネットで選択してから、イオンビームを加速管で加速
して、それをウエーハに注入するイオン注入装置におい
て、上記イオン分析マグネットの真空容器内面にシリコ
ン製のライナーを貼ると共に、上記イオン分析マグネッ
トと上記加速管との間に、ビームマスク、ゲート電極、
スリット、低エネルギーイオン反射電極の順に配置し、
上記ゲート電極にビームゲート電源からの出力を印加し
て、イオンビームをθ度偏向させ、更に、上記加速管の
後方に偏向電極を配置して、イオンビームを−θ度偏向
させることを特徴とするものである。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is to select only the ions required for ion implantation from the ion beam extracted from the ion source by the ion analysis magnet, Accelerating the beam with an accelerating tube, in an ion implanter for injecting it into a wafer, a silicon liner is attached to the inner surface of the vacuum container of the ion analyzing magnet, and between the ion analyzing magnet and the accelerating tube, Beam mask, gate electrode,
Arrange the slit and the low energy ion reflection electrode in this order,
An output from a beam gate power supply is applied to the gate electrode to deflect the ion beam by θ degrees, and a deflection electrode is disposed behind the acceleration tube to deflect the ion beam by −θ degrees. To do.
【０００７】[0007]
【作用】この発明においては、イオン注入に必要なイオ
ンのみをイオン分析マグネットで選択する際、イオンビ
ームの一部はイオン分析マグネット１３の真空容器内面
に貼られたシリコン製のライナーをスパッタする。しか
しながら、スパッタにより発生したイオンは、ゲート電
極で曲げられ、更に、スリットと低エネルギーイオン反
射電極との間で形成される電界により反射され、加速管
に至らない。イオン分析マグネットで選択されたイオン
ビームはビームマスクを通過して、ゲート電極に至る
が、そのゲート電極にビームゲート電源からの出力が印
加されると、イオンビームがθ度偏向される。θ度偏向
されたイオンビームはスリットを通過、更に、低エネル
ギーイオン反射電極を通過して、加速管に至る。その
際、イオン分析マグネットとゲート電極の間で注入に必
要なイオンが残留ガスと衝突して解離した場合、ゲート
電極にビームゲート電源からの電圧（Ｖ1 ）を印加し
て、イオンビームをθ度偏向させると、解離したイオン
はθ度と異なった角度に偏向されるので、スリットを通
過できず、取り除くことができる。例えば、ＢＦ
2 + （質量４９）イオンを選択した場合、イオン源で３
０ＫｅＶに加速され、ゲート電極に達する。ゲート電極
にビームゲート電源からの電圧（Ｖ1 ）が印加され、３
０ＫｅＶのＢＦ2 + イオンがθ度だけ偏向される。そし
て、ＢＦ2 + イオンが解離すると、Ｂ+ イオンのエネル
ギーは３０ＫｅＶ×１１／４９＝６．７ＫｅＶとなる。
この６．７ＫｅＶのＢ+ イオンは電圧（Ｖ1 ）を印加し
ているゲート電極で、θ×３０／６．２＝４．５θに曲
げられるため、スリットを通過することができない。こ
のように分子イオンが解離しても、注入に必要なイオン
のエネルギーと異なったエネルギーのイオンは全て除去
することが出来る。また、１価イオンが２価イオンや中
性粒子になった場合や、２価イオンが１価イオンや３価
イオンになった場合には、エネルギーの変化はないが、
価数が異なるために偏向角が異なる。例えば、Ｂ2+（２
価イオン）がイオン分析マグネットとゲート電極との間
で電子を捕獲してＢ+ （１価イオン）になった場合、ゲ
ート電極に電圧（Ｖ2 ）を印加してＢ2+をθ度偏向して
スリットを通過するようにしているとき、注入に不必要
なＢ+ は、Ｂ2+のθ度に比べて、１／２θ度だけしか偏
向されないために、スリットを通過することが出来な
い。このようにして注入に必要なイオンの価数と異なっ
た価数のイオンを除去できるようになる。そして、注入
に必要なイオンのみが低エネルギーイオン反射電極を通
過して加速管に至る。加速管を通ったイオンは、収束系
を経て、多極または平行平板の偏向電極で−θ度だけ曲
げられる。−θ度だけ曲げるのは、スリットと収束系の
間で中性粒子になったものを除去するためである。According to the present invention, when only the ions necessary for ion implantation are selected by the ion analysis magnet, a part of the ion beam is sputtered on the silicon liner attached to the inner surface of the vacuum container of the ion analysis magnet 13. However, the ions generated by the sputtering are bent by the gate electrode and further reflected by the electric field formed between the slit and the low energy ion reflection electrode, and do not reach the acceleration tube. The ion beam selected by the ion analysis magnet passes through the beam mask and reaches the gate electrode. When the output from the beam gate power supply is applied to the gate electrode, the ion beam is deflected by θ degrees. The ion beam deflected by θ degrees passes through the slit, further passes through the low energy ion reflection electrode, and reaches the acceleration tube. At this time, when the ions required for implantation collide with the residual gas and dissociate between the ion analysis magnet and the gate electrode, a voltage (V 1 ) from the beam gate power supply is applied to the gate electrode to make the ion beam θ. When deflected by a degree, the dissociated ions are deflected at an angle different from θ degrees, so they cannot pass through the slit and can be removed. For example, BF
If 2 + (mass 49) ions are selected, 3
It is accelerated to 0 KeV and reaches the gate electrode. The voltage (V 1 ) from the beam gate power supply is applied to the gate electrode, and 3
BF 2 + ions of 0 KeV are deflected by θ degrees. When the BF 2 + ion dissociates, the energy of the B + ion becomes 30 KeV × 11/49 = 6.7 KeV.
The 6.7 KeV B + ion cannot pass through the slit because it is bent to θ × 30 / 6.2 = 4.5θ at the gate electrode to which the voltage (V 1 ) is applied. Even if the molecular ions dissociate in this way, it is possible to remove all the ions having an energy different from that of the ions required for implantation. When the monovalent ions become divalent ions or neutral particles, or when the divalent ions become monovalent ions or trivalent ions, there is no change in energy,
Since the valence is different, the deflection angle is different. For example, B 2+ (2
(Valence ions) capture electrons between the ion analysis magnet and the gate electrode and become B + (monovalent ions), a voltage (V 2 ) is applied to the gate electrode to deflect B 2 + by θ degrees. When passing through the slit, B + which is unnecessary for injection cannot be passed through the slit because it is deflected by only 1 / 2θ degrees compared to θ of B 2+. .. In this way, it becomes possible to remove ions having a valence different from the valence of the ions required for implantation. Then, only the ions necessary for implantation pass through the low energy ion reflection electrode and reach the acceleration tube. The ions that have passed through the accelerating tube pass through a focusing system and are bent by -.theta. Degrees by a multipole or parallel plate deflection electrode. Bending by −θ degrees is to remove neutral particles between the slit and the focusing system.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。この発明の第１実施例のイオン注入
装置は図１および図２に示されており、同図において、
イオン源１１にはイオン引出電源１２が接続され、その
出力によって、イオン源１１で発生したイオンがビーム
として引出されるようになっている。引出されたイオン
ビームはイオン分析マグネット１３内を通過するが、そ
の際、イオン注入に必要なイオンのみがそこで選択され
る。イオン分析マグネット１３の真空容器内面にはシリ
コン製のライナー１４が貼られている。イオン分析マグ
ネット１３の出口側方向には、イオンビームの通過穴を
もったシリコン製のビームマスク１５が配置され、この
ビームマスク１５により、後述のゲート電極１６にイオ
ンビームが当たらないようにされている。ビームマスク
１５の後方にはイオンビームを跳ね上げるゲート電極１
６が配置され、そのゲート電極１６にはビームゲート電
源１７が接続されている。ビームゲート電源１７には、
後述のウエーハに注入されるイオン数が必要な値になる
と、イオン数を計測するドーズ計測器（図示せず）から
の信号が送られ、そして、ビームゲート電源１７からの
出力がゲート電極１６に印加されなくなる。ゲート電極
１６の後方にはシリコン製のスリット１８が配置され、
更に、そのスリット１８の後方には、イオン源１１より
イオンビームを引出す引出電圧に比べて１０ＫＶ程度低
い高電圧を印加する低エネルギーイオン反射電極１９が
配置され、スリット１８と低エネルギーイオン反射電極
１９との間で電界が形成されている。低エネルギーイオ
ン反射電極１９の後方には加速管２０が配置されてい
る。加速管２０の後方には、Ｑレンズ２１、イオンビー
ムをＸ方向（水平方向）に偏向させるイオンビーム偏向
Ｘ電極２２、イオンビームをＹ方向（垂直方向）に偏向
させるイオンビーム偏向Ｙ電極２３が配置され、イオン
ビーム偏向Ｙ電極２３でイオンビームを−θ度偏向され
ている。イオンビーム偏向Ｙ電極２３の後方には、ウエ
ーハの存在しているイオン注入室が配置されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The ion implantation apparatus according to the first embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1 and 2, and in FIG.
An ion extraction power source 12 is connected to the ion source 11, and the ions generated by the ion source 11 are extracted as a beam by the output thereof. The extracted ion beam passes through the ion analysis magnet 13, in which case only the ions necessary for ion implantation are selected. A silicon liner 14 is attached to the inner surface of the vacuum container of the ion analysis magnet 13. A beam mask 15 made of silicon having an ion beam passage hole is arranged in the direction of the exit side of the ion analysis magnet 13. The beam mask 15 prevents the ion beam from hitting a gate electrode 16 described later. There is. Behind the beam mask 15, a gate electrode 1 for flipping up an ion beam
6, a beam gate power source 17 is connected to the gate electrode 16. The beam gate power supply 17
When the number of ions to be injected into the wafer described later reaches a required value, a signal from a dose measuring device (not shown) for measuring the number of ions is sent, and the output from the beam gate power supply 17 is sent to the gate electrode 16. It will not be applied. A slit 18 made of silicon is arranged behind the gate electrode 16.
Further, behind the slit 18, a low energy ion reflection electrode 19 for applying a high voltage which is lower by about 10 KV than the extraction voltage for extracting the ion beam from the ion source 11 is arranged, and the slit 18 and the low energy ion reflection electrode 19 are arranged. An electric field is formed between them. An acceleration tube 20 is arranged behind the low energy ion reflection electrode 19. Behind the acceleration tube 20, a Q lens 21, an ion beam deflection X electrode 22 for deflecting the ion beam in the X direction (horizontal direction), and an ion beam deflection Y electrode 23 for deflecting the ion beam in the Y direction (vertical direction). The ion beam deflecting Y electrode 23 is arranged to deflect the ion beam by −θ degrees. Behind the ion beam deflecting Y electrode 23, an ion implantation chamber in which a wafer exists is arranged.
【０００９】このような上記第１実施例においては、イ
オン源１１で発生したイオンはイオン引出電源１２の出
力によってイオンビームとして引出される。引出れたイ
オンビームはイオン分析マグネット１３内を通過する
が、その際、イオン注入に必要なイオンのみがそこで選
択される。また、イオン分析マグネット１３内を通過す
るイオンビームの一部はイオン分析マグネット１３の真
空容器内面に貼られたシリコン製のライナー１４をスパ
ッタする。イオン分析マグネット１３内を通過したイオ
ンビームはビームマスク１５、ゲート電極１６、スリッ
ト１８、低エネルギーイオン反射電極１９の順に通過し
て、加速管２０に至る。通過の際、ビームマスク１５は
イオンビームがゲート電極１６に当たらないようにする
役割を果たしている。ゲート電極１６は、注入に必要な
イオンのエネルギーと価数とが一致した場合のみθ度偏
向させてスリットを通過させる。また、スリット１８と
低エネルギーイオン反射電極１９との間で形成される電
界は、シリコン製のライナー１４や、スリット１８等を
スパッタして発生した汚染原因となるイオンを反射し、
イオンが加速管２０に至らないようにしている。加速管
２０に至ったイオンビームはそこで加速された後、Ｑレ
ンズ２１、イオンビーム偏向Ｘ電極２２を通り、イオン
ビーム偏向Ｙ電極２３で−θ度曲げられ、イオン注入室
内のウエーハに注入される。In the above-described first embodiment, the ions generated by the ion source 11 are extracted as an ion beam by the output of the ion extraction power source 12. The extracted ion beam passes through the ion analysis magnet 13, whereupon only the ions necessary for ion implantation are selected. A part of the ion beam passing through the ion analysis magnet 13 sputters the silicon liner 14 attached to the inner surface of the vacuum container of the ion analysis magnet 13. The ion beam that has passed through the ion analysis magnet 13 passes through the beam mask 15, the gate electrode 16, the slit 18, and the low energy ion reflection electrode 19 in this order and reaches the acceleration tube 20. When passing, the beam mask 15 plays a role of preventing the ion beam from hitting the gate electrode 16. The gate electrode 16 deflects by θ degrees and passes through the slit only when the energy of ions necessary for implantation and the valence number match. Further, the electric field formed between the slit 18 and the low-energy ion reflection electrode 19 reflects ions that cause contamination, which are generated by sputtering the silicon liner 14, the slit 18, and the like,
Ions are prevented from reaching the acceleration tube 20. The ion beam reaching the accelerating tube 20 is accelerated there, then passes through the Q lens 21 and the ion beam deflecting X electrode 22, is bent by −θ degrees by the ion beam deflecting Y electrode 23, and is injected into the wafer in the ion implantation chamber. ..
【００１０】なお、イオン分析マグネット１３からイオ
ンビーム偏向Ｙ電極の間で、イオンの一部が電子を捕獲
して中性粒子になる。この中性粒子はイオンビーム偏向
Ｙ電極で曲げられず直進して、真空容器内壁をスパッタ
する。このスパッタによる金属不純物等の異物の発生を
防ぐために、中性粒子が照射される部分にシリコン製ラ
イナーを取り付ける。また、従来、金属不純物等の異物
の発生を防ぐために用いられていたグラファイト材はシ
リコン材に置き換える。例えば、イオン注入装置内のマ
スク等。Between the ion analysis magnet 13 and the ion beam deflecting Y electrode, some of the ions capture electrons and become neutral particles. The neutral particles go straight without being bent by the ion beam deflecting Y electrode and sputter the inner wall of the vacuum container. In order to prevent the generation of foreign substances such as metal impurities due to this sputtering, a silicon liner is attached to the portion irradiated with the neutral particles. Further, the graphite material conventionally used to prevent the generation of foreign matters such as metal impurities is replaced with a silicon material. For example, a mask in the ion implanter.
【００１１】実施例において、ウエーハに注入されるイ
オン数が必要な値になると、イオン数を計測するドーズ
計測器（図示せず）からの信号がビームゲート電源１７
に送られ、そして、ビームゲート電源１７からの出力が
ゲート電極１６に印加されなくなる。その結果、イオン
ビームがゲート電極１６により跳ね上げられ、直進し、
スリット１８を通過しなくなり、ウエーハへのイオン注
入が停止される。そして、ウエーハの交換をした後、続
いて、ゲート電極１６への印加を開始すると、再び、イ
オンビームがウエーハに注入されるようになる。In the embodiment, when the number of ions to be injected into the wafer reaches a required value, a signal from a dose measuring device (not shown) for measuring the number of ions is sent to the beam gate power source 17 as a signal.
Then, the output from the beam gate power supply 17 is no longer applied to the gate electrode 16. As a result, the ion beam is flipped up by the gate electrode 16 and goes straight,
After passing through the slit 18, the ion implantation into the wafer is stopped. Then, after the wafer is exchanged, when the application to the gate electrode 16 is subsequently started, the ion beam is again injected into the wafer.
【００１２】なお、イオン分析マグネット１３の真空容
器内面にシリコン製のライナー１４を貼る代わりに、イ
オン分析マグネット１３の真空容器自体をシリコン製の
ブロックで制作したものであってもよい。また、ゲート
電極部に真空ポンプを組み込んで、金属不純物等の異物
を減らす従来の方法も付加できる。更に、低エネルギー
イオン反射電極１９は加速管の電極を一部用いてもよ
い。また、ウエーハにイオン注入を停止している時間
は、イオンビームがゲート電極１６を直進して、スリッ
ト１８の上部に当っている。この部分に、ビームモニタ
ーとして、別のスリットとビーム電流カップを取付けて
もよい。また、イオンビーム偏向Ｘ電極２２とイオンビ
ーム偏向Ｙ電極２３との代わりに、ＸＹ軸を同時に偏向
できる多極電極を用いてもよい。Instead of sticking the silicon liner 14 to the inner surface of the vacuum container of the ion analysis magnet 13, the vacuum container of the ion analysis magnet 13 may be made of a silicon block. Further, a conventional method of reducing foreign matters such as metal impurities by incorporating a vacuum pump in the gate electrode portion can be added. Further, the low energy ion reflection electrode 19 may partially use an electrode of an acceleration tube. Further, while the ion implantation into the wafer is stopped, the ion beam travels straight through the gate electrode 16 and hits the upper portion of the slit 18. Another slit and beam current cup may be attached to this portion as a beam monitor. Further, instead of the ion beam deflecting X electrode 22 and the ion beam deflecting Y electrode 23, a multipolar electrode capable of simultaneously deflecting the XY axes may be used.
【００１３】[0013]
【発明の効果】この発明は、ゲート電極にビームゲート
電源からの出力が印加されると、イオンビームがθ度偏
向され、イオンビームがスリットを通過できるので、イ
オン分析マグネットとゲート電極間で発生するエネルギ
ーやイオン価数の異なるイオンを遮断し、かつ、イオン
分析マグネットの真空容器内面に貼られたシリコン製の
ライナーをスパッタすることにより発生したイオンをも
スリットを通過させないようにし、更に、予測しえない
軌道を描いて通過する微量の注入に必要としないイオン
を除去するために、スリットと低エネルギーイオン反射
電極との間に形成される電界により反射させ、加速管に
至らないようにする。このようにして、デバイスへの注
入に必要としないイオン種、イオンエネルギーが混入す
ることを防ぎ、デバイスに金属不純物等の異物が混入す
ることが防止され、デバイスの性能が向上して、歩留り
が改善されるようになる。また、ゲート電極は加速管の
手前に配置されているので、θ度偏向するイオンビーム
は低いエネルギーとなる。そのため、ゲート電極を小型
化できると共に、ゲート電極に印加されるビームゲート
電源からの出力を小さく、しかも、ＯＮとＯＦＦの立上
がり、立下がり時間を短かくすることが出来る。更に、
イオン分析マグネットの真空容器内面にシリコン製のラ
イナーを貼っているので、イオン分析マグネットの真空
容器内面からのガスの放出が抑制される。その結果、硼
素、リン、砒素等の２価のプラスイオンがイオン分析マ
グネット真空容器内の残留ガスと衝突する確率が減少
し、硼素、リン、砒素等の２価のプラスイオンのビーム
電流が増加する。According to the present invention, when the output from the beam gate power supply is applied to the gate electrode, the ion beam is deflected by θ degrees and the ion beam can pass through the slit. Therefore, the ion beam is generated between the ion analysis magnet and the gate electrode. Ions that have different energies and different valences are blocked, and ions generated by sputtering the silicon liner attached to the inner surface of the vacuum container of the ion analysis magnet are prevented from passing through the slits. In order to remove ions that are not necessary for implantation of a small amount of ions that pass through an unusable orbit, the ions are reflected by the electric field formed between the slit and the low energy ion reflection electrode so that they do not reach the accelerating tube. .. In this way, it is possible to prevent mixing of ion species and ion energy that are not necessary for implantation into the device, prevent foreign materials such as metal impurities from mixing into the device, improve device performance, and improve yield. It will be improved. Further, since the gate electrode is arranged in front of the accelerating tube, the ion beam deflected by θ degrees has low energy. Therefore, the gate electrode can be downsized, the output from the beam gate power supply applied to the gate electrode can be reduced, and the ON / OFF rise and fall times can be shortened. Furthermore,
Since the liner made of silicon is attached to the inner surface of the vacuum container of the ion analysis magnet, the release of gas from the inner surface of the vacuum container of the ion analysis magnet is suppressed. As a result, the probability that divalent positive ions such as boron, phosphorus and arsenic collide with the residual gas in the ion analysis magnet vacuum container is reduced, and the beam current of divalent positive ions such as boron, phosphorus and arsenic is increased. To do.
【図１】この発明の第１実施例のイオン注入装置を示す
説明図FIG. 1 is an explanatory view showing an ion implantation apparatus of a first embodiment of the present invention.
【図２】この発明の第１実施例の要部の一部を示す説明
図FIG. 2 is an explanatory view showing a part of a main part of the first embodiment of the present invention.
【図３】従来のイオン注入装置を示す説明図FIG. 3 is an explanatory diagram showing a conventional ion implanter.
１１・・・・・・イオン源 １２・・・・・・イオン引出電源 １３・・・・・・イオン分析マグネット １４・・・・・・ライナー １５・・・・・・ビームマスク １６・・・・・・ゲート電極 １７・・・・・・ビームゲート電源 １８・・・・・・スリット １９・・・・・・低エネルギーイオン反射電極 ２０・・・・・・加速管 ２１・・・・・・Ｑレンズ ２２・・・・・・イオンビーム偏向Ｘ電極 ２３・・・・・・イオンビーム偏向Ｙ電極 11-Ion source 12-Ion extraction power supply 13-Ion analysis magnet 14-Liner 15-Beam mask 16-・ ・ ・ Gate electrode 17 ・ ・ ・ ・ ・ Beam gate power supply 18 ・ ・ ・ ・ ・ Slit 19 ・ ・ ・ ・ ・ Low energy ion reflection electrode 20 ・ ・ ・ ・ Acceleration tube 21 ・ ・ ・ ・ ・・ Q lens 22 ・ ・ ・ ・ Ion beam deflection X electrode 23 ・ ・ ・ ・ Ion beam deflection Y electrode
Claims (1)
からイオン注入に必要なイオンのみをイオン分析マグネ
ットで選択してから、イオンビームを加速管で加速し
て、それをウエーハに注入するイオン注入装置におい
て、上記イオン分析マグネットの真空容器内面にシリコ
ン製のライナーを貼ると共に、上記イオン分析マグネッ
トと上記加速管との間に、ビームマスク、ゲート電極、
スリット、低エネルギーイオン反射電極の順に配置し、
上記ゲート電極にビームゲート電源からの出力を印加し
て、イオンビームをθ度偏向させ、更に、上記加速管の
後方に偏向電極を配置して、イオンビームを−θ度偏向
させることを特徴とするイオン注入装置。1. Ions for implanting ions into a wafer by selecting only ions required for ion implantation from an ion beam extracted from an ion source with an ion analysis magnet, and then accelerating the ion beam with an accelerating tube. In the implanter, a liner made of silicon is attached to the inner surface of the vacuum container of the ion analysis magnet, and a beam mask, a gate electrode, between the ion analysis magnet and the acceleration tube.
Arrange the slit and the low energy ion reflection electrode in this order,
An output from a beam gate power supply is applied to the gate electrode to deflect the ion beam by θ degrees, and a deflection electrode is disposed behind the acceleration tube to deflect the ion beam by −θ degrees. Ion implanter.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
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- 1991-08-20 JP JP03232165A patent/JP3084307B2/en not_active Expired - Fee Related
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