JPH06111755A - Ion implantation device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、後段加速方式イオン注
入装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a post-acceleration type ion implanter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】イオンの分離・加速を行うイオン注入装
置が種々の技術分野で使用されている。例えば、半導体
装置の製造分野では、イオン注入装置は、燐、砒素、ボ
ロン等の不純物をイオンビーム化し、加速させてウエハ
にドーピングさせることによって、ダイオードやトラン
ジスタ素子を形成するために利用されている。2. Description of the Related Art Ion implanters for separating and accelerating ions are used in various technical fields. For example, in the field of semiconductor device manufacturing, an ion implantation apparatus is used to form a diode or a transistor element by converting an impurity such as phosphorus, arsenic, or boron into an ion beam and accelerating it to dope a wafer. .
【０００３】イオン注入装置の一種に、後段加速方式イ
オン注入装置がある。平面図を図２に示すように、この
形式のイオン注入装置は、イオン源にて発生した各種の
イオンを質量分析部によって分離して１種類のイオンを
取り出し、かかるイオンを後段に設けた加速管によって
加速し、ウエハ等の基板にイオン注入する。A type of ion implantation apparatus is a post-acceleration type ion implantation apparatus. As shown in the plan view of FIG. 2, this type of ion implanter separates various ions generated by an ion source by a mass spectrometric unit to extract one type of ion, and accelerates the ion provided in the subsequent stage. It is accelerated by a tube and ions are implanted into a substrate such as a wafer.
【０００４】近年、半導体装置は、高集積化に伴い、極
めて高い製造歩留まりが要求されている。製造歩留まり
を低下させる原因の１つに、イオン注入装置に起因した
ウエハの金属汚染が挙げられる。In recent years, semiconductor devices have been required to have an extremely high manufacturing yield in accordance with higher integration. One of the causes of lowering the manufacturing yield is metal contamination of the wafer due to the ion implantation apparatus.
【０００５】イオン注入装置の質量分析部における真空
チャンバは、通常ステンレス・スチール製である。そし
て真空チャンバの側面にはライナーと呼ばれるアルミニ
ウム製の板が配置されている。そのため、イオンビーム
が真空チャンバのライナーに衝突した場合、ライナーに
おいてアルミニウムイオン等の金属イオンが発生する。
即ち、図３に真空チャンバの水平方向に切断した一部拡
大切断図を示すように、質量分析部においては、イオン
ビームの一部が真空チャンバのライナーに衝突してい
る。つまり、常に、真空チャンバのライナーはスパッタ
された状態にある。その結果、ライナーから不要な金属
イオンが発生する。この金属イオンは、発生時は低エネ
ルギーであるが、後段の加速管で加速され、例えばウエ
ハ等の基板に注入されてしまう。The vacuum chamber in the mass spectrometer of the ion implanter is usually made of stainless steel. An aluminum plate called a liner is arranged on the side surface of the vacuum chamber. Therefore, when the ion beam collides with the liner of the vacuum chamber, metal ions such as aluminum ions are generated in the liner.
That is, as shown in FIG. 3 which is a partially enlarged cutaway view of the vacuum chamber cut in the horizontal direction, part of the ion beam collides with the liner of the vacuum chamber in the mass spectrometric section. That is, the liner of the vacuum chamber is always in the sputtered state. As a result, unnecessary metal ions are generated from the liner. This metal ion has low energy at the time of generation, but is accelerated by the accelerating tube in the latter stage and is injected into a substrate such as a wafer.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】このような、イオン注
入装置に起因した基板の金属汚染を軽減するために、ラ
イナー内面にシリコン板を張り付ける試みがなされてい
る。しかしながら、このような対策によっても、基板の
金属汚染を皆無にすることができないことが判明した。
加速管の電極は、通常、ステンレス・スチール製あるい
はアルミニウム製である。加速管の電極にイオンビーム
の一部が衝突する結果、電極から新たに不要な金属イオ
ンが発生し、かかる不要な金属イオンがウエハ等の基板
に注入される。このように、基板の金属汚染が加速管の
電極に起因して発生するために、ライナー内面にシリコ
ン板を張り付けても、充分に基板の金属汚染を防止する
ことができない。In order to reduce such metal contamination of the substrate due to the ion implantation apparatus, attempts have been made to attach a silicon plate to the inner surface of the liner. However, it has been found that the metal contamination of the substrate cannot be eliminated even by such measures.
The electrodes of the accelerating tube are usually made of stainless steel or aluminum. As a result of a part of the ion beam colliding with the electrode of the acceleration tube, unnecessary metal ions are newly generated from the electrode, and the unnecessary metal ions are injected into the substrate such as a wafer. In this way, the metal contamination of the substrate occurs due to the electrode of the acceleration tube, and therefore even if the silicon plate is attached to the inner surface of the liner, the metal contamination of the substrate cannot be sufficiently prevented.
【０００７】従って、本発明の目的は、イオン注入装
置、特に加速管の加速電極、に起因した基板の金属汚染
を効果的に防止することができる後段加速方式イオン注
入装置を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a post-acceleration type ion implanter capable of effectively preventing metal contamination of a substrate due to an ion implanter, particularly an accelerating electrode of an accelerating tube. .
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的は、非金属製
の加速電極を具備していることを特徴とする本発明の後
段加速方式イオン注入装置によって達成することができ
る。The above-mentioned object can be achieved by a post-acceleration type ion implantation system of the present invention, characterized in that it is provided with a non-metal accelerating electrode.
【０００９】本発明の後段加速方式イオン注入装置の好
ましい態様においては、不要なイオンを遮蔽するための
遮蔽電極が加速電極の前方に設けられている。更に好ま
しい態様においては、遮蔽電極は非金属製である。In a preferred embodiment of the latter stage acceleration type ion implantation apparatus of the present invention, a shield electrode for shielding unnecessary ions is provided in front of the acceleration electrode. In a more preferred embodiment, the shield electrode is made of non-metal.
【００１０】加速電極あるいは遮蔽電極は、具体的に
は、シリコンやＳｉＣ等の非金属材料から構成すること
ができる。加速電極あるいは遮蔽電極は、例えば、アル
ミニウムやステンレス・スチールの基材に板状シリコン
等の非金属材料を張り合わせることによって、あるい
は、基材にシリコンやＳｉＣ等の非金属材料を溶射やス
パッタリングすることによって、作製することができ
る。更には又、導電性を有するシリコン基板等、導電性
を有する非金属材料を加工することによっても作製する
ことができる。Specifically, the acceleration electrode or the shield electrode can be made of a non-metal material such as silicon or SiC. The acceleration electrode or the shield electrode is formed by, for example, laminating a non-metallic material such as plate-like silicon on a base material of aluminum or stainless steel, or spraying or sputtering a non-metallic material such as silicon or SiC on the base material. By doing so, it can be manufactured. Further, it can also be manufactured by processing a non-metal material having conductivity such as a silicon substrate having conductivity.
【００１１】[0011]
【作用】本発明の後段加速方式イオン注入装置において
は、加速電極が非金属材料から成るので、イオンビーム
の一部が加速電極に衝突しても不要な金属イオンが生成
することがない。従って、イオン注入装置、特に加速電
極、に起因した金属汚染の発生を効果的に防止すること
ができる。また、本発明の好ましい態様においては、遮
蔽電極が加速電極の前方に設けられているので、基板の
金属汚染の原因となる質量分析部で発生した金属イオン
は遮蔽電極で遮蔽され、基板の金属汚染の発生を一層効
果的に防止することができる。In the latter-stage acceleration type ion implantation apparatus of the present invention, since the accelerating electrode is made of a non-metal material, unnecessary metal ions are not generated even if a part of the ion beam collides with the accelerating electrode. Therefore, it is possible to effectively prevent the generation of metal contamination due to the ion implantation device, particularly the acceleration electrode. Further, in a preferred aspect of the present invention, since the shield electrode is provided in front of the acceleration electrode, metal ions generated in the mass spectrometric unit that cause metal contamination of the substrate are shielded by the shield electrode, and the metal of the substrate is It is possible to more effectively prevent the occurrence of pollution.
【００１２】[0012]
【実施例】図１に本発明の後段加速方式の中電流イオン
注入装置の一部分の模式図を示す。イオン注入装置は、
質量分析部の真空チャンバのライナー１０、分析スリッ
ト１２、加速電極１４、加速管１６、遮蔽電極１８から
成る。加速電極１４及び遮蔽電極１８は、アルミニウム
から成るリング状の基材の表面にリング上の板状シリコ
ンをねじ止めすることで作製した。遮蔽電極１８は、加
速電極１４の前方に配置されており、＋２５ｋＶの電位
が印加される。加速電極には、例えば、−３０ｋＶ〜１
８０ｋＶの電位を印加する。これによって、遮蔽電極１
８を通過したイオンは加速（減速）される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic view of a part of a post-acceleration type medium current ion implanter of the present invention. The ion implanter
The mass spectrometer includes a liner 10 of a vacuum chamber, an analysis slit 12, an acceleration electrode 14, an acceleration tube 16, and a shield electrode 18. The acceleration electrode 14 and the shield electrode 18 were produced by screwing plate silicon on the ring onto the surface of a ring-shaped substrate made of aluminum. The shield electrode 18 is arranged in front of the acceleration electrode 14 and is applied with a potential of +25 kV. For the acceleration electrode, for example, −30 kV to 1
A potential of 80 kV is applied. Thereby, the shield electrode 1
Ions passing through 8 are accelerated (decelerated).
【００１３】その他の構成要素は図２に示したとおりで
ある。即ち、イオン源２０、分析マグネット２２から成
る質量分析部、八重極レンズ２４、Ｙ軸偏向板２６、Ｘ
軸偏向板２８、レンズ及び走査系３０、試料室３２、フ
ァラデー３４、各種真空ポンプ、各種電源等から成る。
試料室３２には基板が配置される。The other components are as shown in FIG. That is, a mass analyzer including an ion source 20 and an analysis magnet 22, an octopole lens 24, a Y-axis deflection plate 26, an X-axis
The axis deflection plate 28, the lens and scanning system 30, the sample chamber 32, the Faraday 34, various vacuum pumps, various power supplies, and the like.
A substrate is placed in the sample chamber 32.
【００１４】加速電極１４の表面は板状シリコンから構
成されている。従って、イオンビームの一部が加速電極
１４の表面に衝突しても、加速電極１４の表面から金属
汚染の原因となる不要な金属イオンが発生することがな
い。従って、ウエハ等の基板における金属汚染を効果的
に防止することができる。The surface of the acceleration electrode 14 is made of plate silicon. Therefore, even if a part of the ion beam collides with the surface of the acceleration electrode 14, unnecessary metal ions that cause metal contamination will not be generated from the surface of the acceleration electrode 14. Therefore, it is possible to effectively prevent metal contamination on a substrate such as a wafer.
【００１５】しかも、遮蔽電極１８が設けられているの
で、ライナー１０等に衝突して発生した不要なイオンは
遮蔽電極１８によって遮蔽され、ウエハ等の基板には到
達しない。Moreover, since the shield electrode 18 is provided, unnecessary ions generated by colliding with the liner 10 and the like are shielded by the shield electrode 18 and do not reach the substrate such as a wafer.
【００１６】以上、好ましい実施例に基づき、本発明の
後段加速方式イオン注入装置を説明したが、本発明はこ
の実施例に限定されるものではない。加速電極の一部を
シリコンやＳｉＣ等の非金属材料から構成し、残りの加
速電極を通常のアルミニウムやステンレス・スチール製
とすることも、場合によっては可能である。遮蔽電極１
８へ印加する電位は例示であり、適宜変更することがで
きる。イオン注入装置は、低電流イオン注入装置、高電
流イオン注入装置等、如何なる種類のイオン注入装置で
あってもよい。The post-acceleration type ion implantation apparatus of the present invention has been described above based on the preferred embodiment, but the present invention is not limited to this embodiment. It is also possible in some cases to construct a part of the accelerating electrode from a non-metallic material such as silicon or SiC and make the remaining accelerating electrode from ordinary aluminum or stainless steel. Shield electrode 1
The potential applied to 8 is an example, and can be changed appropriately. The ion implanter may be any type of ion implanter, such as a low current ion implanter, a high current ion implanter, or the like.
【００１７】遮蔽電極１８を設けた場合、遮蔽電極１８
より手前の装置各部において、上記の理由で金属イオン
が発生してもウエハ等の基板に到達できない。従って、
遮蔽電極１８より手前の装置各部を、例えば板状シリコ
ンで被覆する必要はない。When the shield electrode 18 is provided, the shield electrode 18
Even if metal ions are generated in the respective parts of the apparatus in the front, the substrate such as a wafer cannot be reached due to the above reason. Therefore,
It is not necessary to cover each part of the device before the shield electrode 18 with, for example, plate silicon.
【００１８】遮蔽電極１８を設けない場合、遮蔽電極１
８より手前の装置各部において、上記の理由で金属イオ
ンが発生し、かかる金属イオンはウエハ等の基板に到達
する。従って、遮蔽電極１８より手前の装置各部を、例
えば板状シリコンで被覆する等、所謂シリコン化する必
要がある。When the shield electrode 18 is not provided, the shield electrode 1
For each of the above reasons, metal ions are generated in each part of the apparatus before 8, and the metal ions reach a substrate such as a wafer. Therefore, it is necessary to cover each part of the device in front of the shield electrode 18 with what is called silicon, for example, by covering with plate silicon.
【００１９】[0019]
【発明の効果】本発明によれば、イオン注入プロセスに
おいて、所望イオン以外の金属イオンがウエハ等の基板
に注入されることがなくなり、イオン注入装置に起因し
た基板の金属汚染を効果的に防止することができる。ま
た、イオン注入装置の所謂シリコン化すべき部分が少な
くてよく、後段加速方式イオン注入装置の製造コストの
大幅な増加を招くことがない。According to the present invention, metal ions other than desired ions are not implanted into a substrate such as a wafer in the ion implantation process, and metal contamination of the substrate due to the ion implantation apparatus is effectively prevented. can do. Further, the so-called siliconized portion of the ion implantation apparatus may be small, and the manufacturing cost of the post-acceleration type ion implantation apparatus does not increase significantly.
【図１】本発明の後段加速方式イオン注入装置の概要を
示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an outline of a post-acceleration type ion implantation apparatus of the present invention.
【図２】従来の後段加速方式イオン注入装置の概要を示
す図である。FIG. 2 is a diagram showing an outline of a conventional post-stage acceleration type ion implantation apparatus.
【図３】従来の後段加速方式イオン注入装置の質量分析
部における真空チャンバの概要を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an outline of a vacuum chamber in a mass spectrometer of a conventional post-stage acceleration type ion implantation apparatus.
１０ 真空チャンバのライナー １２ 分析スリット １４ 加速電極 １６ 加速管 １８ 遮蔽電極 10 Vacuum Chamber Liner 12 Analysis Slit 14 Accelerating Electrode 16 Accelerating Tube 18 Shielding Electrode
Claims (3)
特徴とする後段加速方式イオン注入装置。1. A post-acceleration type ion implantation apparatus comprising a non-metallic accelerating electrode.
加速電極の前方に設けられていることを特徴とする請求
項１に記載の後段加速方式イオン注入装置。2. The post-acceleration type ion implanter according to claim 1, wherein a shield electrode for shielding unnecessary ions is provided in front of the acceleration electrode.
る請求項２に記載の後段加速方式イオン注入装置。3. The post-acceleration type ion implanter according to claim 2, wherein the shield electrode is made of non-metal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4281071A JPH06111755A (en) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | Ion implantation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4281071A JPH06111755A (en) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | Ion implantation device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06111755A true JPH06111755A (en) | 1994-04-22 |
Family
ID=17633916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4281071A Pending JPH06111755A (en) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | Ion implantation device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06111755A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009076407A1 (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-18 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Techniques for reducing an electrical stress in an acceleration/deceleration system |
| US7718983B2 (en) | 2003-08-20 | 2010-05-18 | Veeco Instruments, Inc. | Sputtered contamination shielding for an ion source |
-
1992
- 1992-09-28 JP JP4281071A patent/JPH06111755A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7718983B2 (en) | 2003-08-20 | 2010-05-18 | Veeco Instruments, Inc. | Sputtered contamination shielding for an ion source |
| WO2009076407A1 (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-18 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Techniques for reducing an electrical stress in an acceleration/deceleration system |
| US7999239B2 (en) | 2007-12-10 | 2011-08-16 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Techniques for reducing an electrical stress in an acceleration/deceleraion system |
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