JPH056754A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
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- JPH056754A JPH056754A JP3147710A JP14771091A JPH056754A JP H056754 A JPH056754 A JP H056754A JP 3147710 A JP3147710 A JP 3147710A JP 14771091 A JP14771091 A JP 14771091A JP H056754 A JPH056754 A JP H056754A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高速，高集積デバイス製造のためのイオン注
入装置に関し，減速イオン注入の際のエネルギー汚染を
低減し，浅い接合の形成を可能とすることを目的とす
る。 【構成】 イオンソース１と，質量分析器２と，ビーム
ライン室３と，質量分離スリット４と，減速器５と，被
注入基板を挿入する注入室６とを順に配列して構成され
るイオン注入装置であって，該質量分析器と該ビームラ
イン室の間を仕切り且つイオンビームが通過する孔が開
口された絞り７と，該ビームライン室を独立に排気する
手段８とを有するように構成する。また，前記ビームラ
イン室に水素あるいは水より電気陰性度の高いガスを導
入する手段９を有するように構成する。
入装置に関し，減速イオン注入の際のエネルギー汚染を
低減し，浅い接合の形成を可能とすることを目的とす
る。 【構成】 イオンソース１と，質量分析器２と，ビーム
ライン室３と，質量分離スリット４と，減速器５と，被
注入基板を挿入する注入室６とを順に配列して構成され
るイオン注入装置であって，該質量分析器と該ビームラ
イン室の間を仕切り且つイオンビームが通過する孔が開
口された絞り７と，該ビームライン室を独立に排気する
手段８とを有するように構成する。また，前記ビームラ
イン室に水素あるいは水より電気陰性度の高いガスを導
入する手段９を有するように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はイオン注入装置に係り，
特に高速，高集積デバイス製造のためのイオン注入装置
に関する。
特に高速，高集積デバイス製造のためのイオン注入装置
に関する。
【０００２】近年の半導体デバイスの高集積化に伴い，
イオン注入法により深さ100 nm以下の浅いpn接合を形成
する技術が要求されている。このための一手段として,
ビームラインの後段に減速器を設けることで, 低エネル
ギー注入を実現する技術が開発されている。
イオン注入法により深さ100 nm以下の浅いpn接合を形成
する技術が要求されている。このための一手段として,
ビームラインの後段に減速器を設けることで, 低エネル
ギー注入を実現する技術が開発されている。
【０００３】しかし，この方法で注入すると, 注入時に
ビームライン内を通過する一部のイオンが, 残留ガス
（主に水素，水）との衝突で中性化される。その結果，
中性化されたイオンは減速器で減速されないで，イオン
ソースから引き出された高エネルギーのまま注入される
ことになり，目的とする深さと異なる場所に注入される
成分（エネルギー汚染）が生ずる。
ビームライン内を通過する一部のイオンが, 残留ガス
（主に水素，水）との衝突で中性化される。その結果，
中性化されたイオンは減速器で減速されないで，イオン
ソースから引き出された高エネルギーのまま注入される
ことになり，目的とする深さと異なる場所に注入される
成分（エネルギー汚染）が生ずる。
【０００４】本発明はこのようなエネルギー汚染の低減
を行ったイオン注入法として利用できる。
を行ったイオン注入法として利用できる。
【０００５】
【従来の技術】図２は従来例のイオン注入装置の模式断
面図である。図において，１はイオンソース，２は質量
分析器，３はビームライン室，４は質量分離スリット，
５は減速器，６は注入室，Ｗは被注入基板で半導体ウエ
ハ，点線で示される矢印はイオンビームである。
面図である。図において，１はイオンソース，２は質量
分析器，３はビームライン室，４は質量分離スリット，
５は減速器，６は注入室，Ｗは被注入基板で半導体ウエ
ハ，点線で示される矢印はイオンビームである。
【０００６】従来のイオン注入装置においては，質量分
析器２とビームライン室３との間に絞りを設けていなか
った。このため，イオンソース１内で発生するガスが容
易に質量分析器２を通り，ビームライン室３に入り込む
ことになる。
析器２とビームライン室３との間に絞りを設けていなか
った。このため，イオンソース１内で発生するガスが容
易に質量分析器２を通り，ビームライン室３に入り込む
ことになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって，ビームラ
イン室内の真空度はこの部分をポンプで排気しても，2
×10-6 Torr 程度より上げることが困難で, これが原因
でイオン注入の際にエネルギー汚染が生ずるという問題
があった。
イン室内の真空度はこの部分をポンプで排気しても，2
×10-6 Torr 程度より上げることが困難で, これが原因
でイオン注入の際にエネルギー汚染が生ずるという問題
があった。
【０００８】本発明は減速イオン注入の際のエネルギー
汚染を低減し，浅い接合の形成を可能とすることを目的
とする。
汚染を低減し，浅い接合の形成を可能とすることを目的
とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は，
１）イオンソース(1) と，質量分析器(2) と，ビームラ
イン室(3）と，質量分離スリット(4）と，減速器(5)
と，被注入基板を挿入する注入室(6) とを順に配列して
構成されるイオン注入装置であって，該質量分析器(2)
と該ビームライン室(3）の間を仕切り且つイオンビーム
が通過する孔が開口された絞り(7) と，該ビームライン
室(3）を独立に排気する手段(8) とを有するイオン注入
装置，あるいは ２）前記ビームライン室(3）に水素あるいは水より電気
陰性度の高いガスを導入する手段(9) を有する前記１）
記載のイオン注入装置により達成される。
イン室(3）と，質量分離スリット(4）と，減速器(5)
と，被注入基板を挿入する注入室(6) とを順に配列して
構成されるイオン注入装置であって，該質量分析器(2)
と該ビームライン室(3）の間を仕切り且つイオンビーム
が通過する孔が開口された絞り(7) と，該ビームライン
室(3）を独立に排気する手段(8) とを有するイオン注入
装置，あるいは ２）前記ビームライン室(3）に水素あるいは水より電気
陰性度の高いガスを導入する手段(9) を有する前記１）
記載のイオン注入装置により達成される。
【００１０】
【作用】本発明は質量分析器と質量分離スリットを持つ
ビームライン室との間に絞りを設けて，ビームライン室
をイオンソースとこの絞りを介して隔離し，ビームライ
ン室の真空度を上げているため（従来装置では不可能で
あった 1×10-6 Torr より良い10-7程度），残留ガスが
約１桁程度少なくなり，その結果ビームライン室を通過
するイオンは残留ガスと衝突する割合が少なくなり，し
たがってイオンソースから出た高エネルギーのイオンが
中性化されて減速されないままウエハに衝突することに
よるエネルギー汚染が低減される。
ビームライン室との間に絞りを設けて，ビームライン室
をイオンソースとこの絞りを介して隔離し，ビームライ
ン室の真空度を上げているため（従来装置では不可能で
あった 1×10-6 Torr より良い10-7程度），残留ガスが
約１桁程度少なくなり，その結果ビームライン室を通過
するイオンは残留ガスと衝突する割合が少なくなり，し
たがってイオンソースから出た高エネルギーのイオンが
中性化されて減速されないままウエハに衝突することに
よるエネルギー汚染が低減される。
【００１１】さらに, フッ素をビームライン室に導入す
ることにより,残留ガスをフッ素と置換するようにすれ
ば, フッ素は電気陰性度が最も高いため, 従来の残留ガ
ス（水素，水）よりも中性化が起こりにくくなる。
ることにより,残留ガスをフッ素と置換するようにすれ
ば, フッ素は電気陰性度が最も高いため, 従来の残留ガ
ス（水素，水）よりも中性化が起こりにくくなる。
【００１２】
【実施例】図１は実施例のイオン注入装置の模式断面図
である。図において，１はイオンソース，２は質量分析
器，３はビームライン室，４は質量分離スリット，５は
減速器，６は注入室，７は本発明による絞り，８はビー
ムライン室にゲートバルブを介して設けられた排気ポン
プ，９はビームライン室にバルブを介して設けられたフ
ッ素導入口，Ｗは被注入基板で半導体ウエハ，点線で示
される矢印はイオンビームである。
である。図において，１はイオンソース，２は質量分析
器，３はビームライン室，４は質量分離スリット，５は
減速器，６は注入室，７は本発明による絞り，８はビー
ムライン室にゲートバルブを介して設けられた排気ポン
プ，９はビームライン室にバルブを介して設けられたフ
ッ素導入口，Ｗは被注入基板で半導体ウエハ，点線で示
される矢印はイオンビームである。
【００１３】ここで，絞り７は厚さ約10mmのアルミニウ
ム(Al)合金板で質量分析器２とビームライン室３の間を
仕切り, イオンビームの通過する中央部に直径約20mmの
孔が開口されている。
ム(Al)合金板で質量分析器２とビームライン室３の間を
仕切り, イオンビームの通過する中央部に直径約20mmの
孔が開口されている。
【００１４】イオンソース１でガスはイオン化されて，
一定のエネルギーで引き出され，質量分析器２で目的の
イオンだけが選択される。質量分析器２から絞り７を経
由してビームライン室３を通過したイオン電流は質量分
離スリット４で適当な値にされ，減速器５でイオンは減
速されてウエハＷに注入される。
一定のエネルギーで引き出され，質量分析器２で目的の
イオンだけが選択される。質量分析器２から絞り７を経
由してビームライン室３を通過したイオン電流は質量分
離スリット４で適当な値にされ，減速器５でイオンは減
速されてウエハＷに注入される。
【００１５】この場合，ビームライン室にフッ素を導入
しながら，真空度を悪くても例えば1×10-6 Torr 程度
になった後，注入を行う。この真空度は，ビームライン
室の長さやイオンビームのエネルギーによってエネルギ
ー汚染の生ずる割合が異なるので，その条件に応じて多
少変える必要がある。
しながら，真空度を悪くても例えば1×10-6 Torr 程度
になった後，注入を行う。この真空度は，ビームライン
室の長さやイオンビームのエネルギーによってエネルギ
ー汚染の生ずる割合が異なるので，その条件に応じて多
少変える必要がある。
【００１６】実施例では電気陰性度の高いガスとしてフ
ッ素を用いたが，これの代わりに水素や水より電気陰性
度の高い物質である塩素あるいは臭素のハロゲンガス等
であってもよい。
ッ素を用いたが，これの代わりに水素や水より電気陰性
度の高い物質である塩素あるいは臭素のハロゲンガス等
であってもよい。
【００１７】また，フッ素を用いない場合は真空度をよ
り上げることができるので，実施例のように必ずしもフ
ッ素を導入する必要はない。また，装置の汎用化の点を
考慮して, 後段の減速器に印加する電圧の極性を変えて
加速器として使用するとビーム径は小さくなるから，絞
りの孔径を可変可能な構造（例えば，直径10mm〜30mm）
にすることもできる。
り上げることができるので，実施例のように必ずしもフ
ッ素を導入する必要はない。また，装置の汎用化の点を
考慮して, 後段の減速器に印加する電圧の極性を変えて
加速器として使用するとビーム径は小さくなるから，絞
りの孔径を可変可能な構造（例えば，直径10mm〜30mm）
にすることもできる。
【００１８】
【発明の効果】減速イオン注入の際のエネルギー汚染を
低減し，100 nm以下の浅い接合の形成が可能となった。
低減し，100 nm以下の浅い接合の形成が可能となった。
【００１９】この結果，高速, 高集積デバイスの形成に
寄与することができた。
寄与することができた。
【図１】 実施例のイオン注入装置の模式断面図
【図２】 従来例のイオン注入装置の模式断面図
１ イオンソース
２ 質量分析器
３ ビームライン室
４ 質量分離スリット
５ 減速器
６ 注入室
７ 本発明による絞り
８ ビームライン室にゲートバルブを介して設けられた
排気ポンプ ９ ビームライン室にバルブを介して設けられたフッ素
導入口 Ｗ 被注入基板で半導体ウエハ
排気ポンプ ９ ビームライン室にバルブを介して設けられたフッ素
導入口 Ｗ 被注入基板で半導体ウエハ
Claims (2)
- 【請求項１】 イオンソース(1) と，質量分析器(2)
と，ビームライン室(3）と，質量分離スリット(4）と，
減速器(5) と，被注入基板を挿入する注入室(6) とを順
に配列して構成されるイオン注入装置であって，該質量
分析器(2) と該ビームライン室(3）の間を仕切り且つイ
オンビームが通過する孔が開口された絞り(7) と，該ビ
ームライン室(3）を独立に排気する手段(8) とを有する
ことを特徴とするイオン注入装置。 - 【請求項２】 前記ビームライン室(3）に水素あるいは
水より電気陰性度の高いガスを導入する手段(9) を有す
ることを特徴とする請求項１記載のイオン注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14771091A JP3235113B2 (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14771091A JP3235113B2 (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | イオン注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH056754A true JPH056754A (ja) | 1993-01-14 |
| JP3235113B2 JP3235113B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=15436467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14771091A Expired - Fee Related JP3235113B2 (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3235113B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997017717A1 (en) * | 1995-11-08 | 1997-05-15 | Applied Materials, Inc. | An ion implanter with post mass selection deceleration |
| WO1997017716A1 (en) * | 1995-11-08 | 1997-05-15 | Applied Materials, Inc. | An ion implanter with post mass selection deceleration |
| US5837568A (en) * | 1995-12-12 | 1998-11-17 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Manufacturing method of semiconductor devices |
-
1991
- 1991-06-20 JP JP14771091A patent/JP3235113B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997017717A1 (en) * | 1995-11-08 | 1997-05-15 | Applied Materials, Inc. | An ion implanter with post mass selection deceleration |
| WO1997017716A1 (en) * | 1995-11-08 | 1997-05-15 | Applied Materials, Inc. | An ion implanter with post mass selection deceleration |
| US5969366A (en) * | 1995-11-08 | 1999-10-19 | Applied Materials, Inc. | Ion implanter with post mass selection deceleration |
| US5837568A (en) * | 1995-12-12 | 1998-11-17 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Manufacturing method of semiconductor devices |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3235113B2 (ja) | 2001-12-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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