JPH07169434A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
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- JPH07169434A JPH07169434A JP5342447A JP34244793A JPH07169434A JP H07169434 A JPH07169434 A JP H07169434A JP 5342447 A JP5342447 A JP 5342447A JP 34244793 A JP34244793 A JP 34244793A JP H07169434 A JPH07169434 A JP H07169434A
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- 230000005591 charge neutralization Effects 0.000 claims description 6
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電荷中和機構を有するイオン注入装置にて大
電流注入時に生じるゲート酸化膜の絶縁破壊等の問題を
防止する。 【構成】 複数本のイオンビームで注入することによ
り、１本１本のビーム電流値を下げ、イオンビームが半
導体基板（７）上を通過した時の半導体基板（７）上の
電位変化を小さくし、ゲート酸化膜の絶縁破壊等の問題
を防止する。本装置は、複数本のイオンビームを形成す
るためのイオンビームを分割する機構を有するもので、
例えばイオンビームを分割する機構としてコリメーター
（９）を有するものである。
電流注入時に生じるゲート酸化膜の絶縁破壊等の問題を
防止する。 【構成】 複数本のイオンビームで注入することによ
り、１本１本のビーム電流値を下げ、イオンビームが半
導体基板（７）上を通過した時の半導体基板（７）上の
電位変化を小さくし、ゲート酸化膜の絶縁破壊等の問題
を防止する。本装置は、複数本のイオンビームを形成す
るためのイオンビームを分割する機構を有するもので、
例えばイオンビームを分割する機構としてコリメーター
（９）を有するものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板の帯電を防
止する電荷中和機構を有するイオン注入装置に関する。
止する電荷中和機構を有するイオン注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来の電荷中和機構を有するイ
オン注入装置の模式図である（特開昭６３−４０２４
３）。これは負電位電極式電荷中和装置を持つイオン注
入装置である。この図６において、（７）は半導体基板
で電流計（１６）を経て接地された金属性の基板保持台
（８）の上に載置されており、ビーム状に集束された正
の電荷（＋）をもつ加速イオンが半導体基板（７）の表
面に、走査しながら注入される。基板保持台（８）にお
いて、半導体基板（７）の周囲を取り囲み、且つ半導体
基板（７）の表面と略同一高さの面となる、アルミニウ
ム或いはカーボン製の、基板保持台（８）および半導体
基板（７）と絶縁された絶縁リング（１２）が設置され
ている。この絶縁リング（１２）と基板保持台（８）と
の間には、高入力インピーダンスの電位計（１５）が接
続され、絶縁リング（１２）と基板保持台（８）との間
の電位を計測出来るようになっている。この電位計（１
５）により、半導体基板（７）表面の電位に相当する絶
縁リング（１２）の電位の状態を把握し、制御装置（１
４）により、電子供給源である負電位電極（６）に印加
される電圧を制御して、負電位電極（６）から放出され
る２次電子量を変えて、半導体基板（７）表面の電位を
ゼロにしている。また、この図中（１０）はマスク、
（１１）はサプレッサ、（１３）はファラデーカップで
ある。
オン注入装置の模式図である（特開昭６３−４０２４
３）。これは負電位電極式電荷中和装置を持つイオン注
入装置である。この図６において、（７）は半導体基板
で電流計（１６）を経て接地された金属性の基板保持台
（８）の上に載置されており、ビーム状に集束された正
の電荷（＋）をもつ加速イオンが半導体基板（７）の表
面に、走査しながら注入される。基板保持台（８）にお
いて、半導体基板（７）の周囲を取り囲み、且つ半導体
基板（７）の表面と略同一高さの面となる、アルミニウ
ム或いはカーボン製の、基板保持台（８）および半導体
基板（７）と絶縁された絶縁リング（１２）が設置され
ている。この絶縁リング（１２）と基板保持台（８）と
の間には、高入力インピーダンスの電位計（１５）が接
続され、絶縁リング（１２）と基板保持台（８）との間
の電位を計測出来るようになっている。この電位計（１
５）により、半導体基板（７）表面の電位に相当する絶
縁リング（１２）の電位の状態を把握し、制御装置（１
４）により、電子供給源である負電位電極（６）に印加
される電圧を制御して、負電位電極（６）から放出され
る２次電子量を変えて、半導体基板（７）表面の電位を
ゼロにしている。また、この図中（１０）はマスク、
（１１）はサプレッサ、（１３）はファラデーカップで
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法は、絶縁リ
ング（１２）により、半導体基板（７）表面に相当する
電位をモニターし、電位に対応した中和のための電子を
供給することで半導体基板（７）表面の電位をゼロとし
ている。中和のための電子が供給されたイオンビーム
は、図７（ａ）（ｂ）のようにイオンビームのまわりを
電子が囲んだ形となる。このため半導体基板表面は、電
子が供給されたイオンビームが通過することにより、図
８のように電位変化する。つまり、最初に電子にさらさ
れ、負の電位になる。次にイオンビームにさらされ、負
から正の電位へと変化し、最後に又電子にさらされてゼ
ロの電位となる。高スループット化のためにビーム電流
がアップすると、図８に示したＳｉ基板表面の電位変化
が大きくなる。このため、イオン注入中に繰り返して行
なわれる走査によって、この大きな電位変化が何度も生
じているうちに、ゲート酸化膜の絶縁破壊等の問題を生
じる。
ング（１２）により、半導体基板（７）表面に相当する
電位をモニターし、電位に対応した中和のための電子を
供給することで半導体基板（７）表面の電位をゼロとし
ている。中和のための電子が供給されたイオンビーム
は、図７（ａ）（ｂ）のようにイオンビームのまわりを
電子が囲んだ形となる。このため半導体基板表面は、電
子が供給されたイオンビームが通過することにより、図
８のように電位変化する。つまり、最初に電子にさらさ
れ、負の電位になる。次にイオンビームにさらされ、負
から正の電位へと変化し、最後に又電子にさらされてゼ
ロの電位となる。高スループット化のためにビーム電流
がアップすると、図８に示したＳｉ基板表面の電位変化
が大きくなる。このため、イオン注入中に繰り返して行
なわれる走査によって、この大きな電位変化が何度も生
じているうちに、ゲート酸化膜の絶縁破壊等の問題を生
じる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のイオン注入装置
は、上記課題を解決するもので、電荷中和機構を有する
イオン注入装置において、所定の間隔を持つ複数のイオ
ンビームを射出する機構を有することを特徴とするもの
で、特に所定の間隔を持つ複数のイオンビームを射出す
る機構が、イオンビームを分割して複数のイオンビーム
を形成することを特徴とするものであり、さらに、イオ
ンビームを分割する機構がコリメーターであることを特
徴とするものである。
は、上記課題を解決するもので、電荷中和機構を有する
イオン注入装置において、所定の間隔を持つ複数のイオ
ンビームを射出する機構を有することを特徴とするもの
で、特に所定の間隔を持つ複数のイオンビームを射出す
る機構が、イオンビームを分割して複数のイオンビーム
を形成することを特徴とするものであり、さらに、イオ
ンビームを分割する機構がコリメーターであることを特
徴とするものである。
【０００５】
【作用】本発明においては、複数本のイオンビームで注
入することにより、１本１本のビーム電流値は、１本の
イオンビームで注入する場合より下げることができるも
のである。従ってイオンビームが半導体基板上を通過し
た時の半導体基板上の電位変化を小さくすることがで
き、ゲート酸化膜の絶縁破壊等の問題を防止できるもの
である。
入することにより、１本１本のビーム電流値は、１本の
イオンビームで注入する場合より下げることができるも
のである。従ってイオンビームが半導体基板上を通過し
た時の半導体基板上の電位変化を小さくすることがで
き、ゲート酸化膜の絶縁破壊等の問題を防止できるもの
である。
【０００６】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。 ［実施例１］図１は、本発明の第１の実施例である電荷
中和機構を有するイオン注入装置の概略図である。図１
に示すように、このイオン注入装置は、半導体基板
（７）は電流計（１６）を経て接地された金属性の基板
保持台（８）の上に載置されており、ビーム状に集束さ
れた正の電荷（＋）をもつ加速イオンが半導体基板
（７）の表面に、走査しながら注入される。基板保持台
（８）において、半導体基板（７）の周囲を取り囲み、
且つ半導体基板（７）の表面と略同一高さの面となる、
アルミニウム或いはカーボン製の、基板保持台（８）お
よび半導体基板（７）と絶縁された絶縁リング（１２）
が設置されている。この絶縁リング（１２）と基板保持
台（８）との間には、高入力インピーダンスの電位計
（１５）が接続され、絶縁リング（１２）と基板保持台
（８）との間の電位を計測出来るようになっている。こ
の電位計（１５）により、半導体基板（７）表面の電位
に相当する絶縁リング（１２）の電位の状態を把握し、
制御装置（１４）により、電子供給源である負電位電極
（６）に印加される電圧を制御して、負電位電極（６）
から放出される２次電子量を変えて、半導体基板（７）
表面の電位をゼロにしているものである。
説明する。 ［実施例１］図１は、本発明の第１の実施例である電荷
中和機構を有するイオン注入装置の概略図である。図１
に示すように、このイオン注入装置は、半導体基板
（７）は電流計（１６）を経て接地された金属性の基板
保持台（８）の上に載置されており、ビーム状に集束さ
れた正の電荷（＋）をもつ加速イオンが半導体基板
（７）の表面に、走査しながら注入される。基板保持台
（８）において、半導体基板（７）の周囲を取り囲み、
且つ半導体基板（７）の表面と略同一高さの面となる、
アルミニウム或いはカーボン製の、基板保持台（８）お
よび半導体基板（７）と絶縁された絶縁リング（１２）
が設置されている。この絶縁リング（１２）と基板保持
台（８）との間には、高入力インピーダンスの電位計
（１５）が接続され、絶縁リング（１２）と基板保持台
（８）との間の電位を計測出来るようになっている。こ
の電位計（１５）により、半導体基板（７）表面の電位
に相当する絶縁リング（１２）の電位の状態を把握し、
制御装置（１４）により、電子供給源である負電位電極
（６）に印加される電圧を制御して、負電位電極（６）
から放出される２次電子量を変えて、半導体基板（７）
表面の電位をゼロにしているものである。
【０００７】本発明の実施例の装置は、接地されたコリ
メーター（９）をマスク（１０）の前方に設置してい
る。なお、この図中（１１）はサプレッサ、（１３）は
ファラデーカップである。コリメーター（９）の平面図
を図２に示す。直径４mmの円形の抜けの部分が５cmづつ
間隔をあけて格子状に配置されている。コリメーター
（９）の厚さは５cmである。基板からコリメーター
（９）までの距離は２０cmである。入射してきたイオン
ビームは、このコリメーター（９）により複数のイオン
ビームに分割された後、電子供給源（６）から供給され
た電子と共に半導体基板（７）に注入される。コリメー
ター（９）を通過したビームは、完全な直線成分のみで
はなく、コリメーター（９）の抜けの部分のアスペクト
比が１２．５であるので、ビームが広がり、基板に到達
する時には、直径３．６cmのイオンビームとなる。半導
体基板（７）に到達する時のイオンビームは、図３のよ
うな形状となる。図３（ａ）はビームの平面図であり、
図３（ｂ）は（ａ）図のＡ−Ｂ断面図である。
メーター（９）をマスク（１０）の前方に設置してい
る。なお、この図中（１１）はサプレッサ、（１３）は
ファラデーカップである。コリメーター（９）の平面図
を図２に示す。直径４mmの円形の抜けの部分が５cmづつ
間隔をあけて格子状に配置されている。コリメーター
（９）の厚さは５cmである。基板からコリメーター
（９）までの距離は２０cmである。入射してきたイオン
ビームは、このコリメーター（９）により複数のイオン
ビームに分割された後、電子供給源（６）から供給され
た電子と共に半導体基板（７）に注入される。コリメー
ター（９）を通過したビームは、完全な直線成分のみで
はなく、コリメーター（９）の抜けの部分のアスペクト
比が１２．５であるので、ビームが広がり、基板に到達
する時には、直径３．６cmのイオンビームとなる。半導
体基板（７）に到達する時のイオンビームは、図３のよ
うな形状となる。図３（ａ）はビームの平面図であり、
図３（ｂ）は（ａ）図のＡ−Ｂ断面図である。
【０００８】本発明によれば複数のイオンビームにより
イオン注入を行うので、従来と同じスループットで注入
する場合、１本１本のビーム電流は、従来の１本のビー
ムにて注入した場合のビーム電流を分割した本数で割っ
た値でよい。従来より、イオンビームが通過した時の半
導体基板表面の電位変化量は、ビーム電流に依存して大
きくなることが知られている。本発明では、同じスルー
プットで注入した場合、従来の場合に比べて１本のビー
ム電流値が下がっているので、図４に示すように、イオ
ンビームが通過した時の半導体基板（７）表面の電位変
化量は小さくなる。よって従来の大きな電位変化により
生じていたゲート酸化膜の絶縁破壊等の問題を防止する
ことができる。
イオン注入を行うので、従来と同じスループットで注入
する場合、１本１本のビーム電流は、従来の１本のビー
ムにて注入した場合のビーム電流を分割した本数で割っ
た値でよい。従来より、イオンビームが通過した時の半
導体基板表面の電位変化量は、ビーム電流に依存して大
きくなることが知られている。本発明では、同じスルー
プットで注入した場合、従来の場合に比べて１本のビー
ム電流値が下がっているので、図４に示すように、イオ
ンビームが通過した時の半導体基板（７）表面の電位変
化量は小さくなる。よって従来の大きな電位変化により
生じていたゲート酸化膜の絶縁破壊等の問題を防止する
ことができる。
【０００９】［実施例２］次に図５は本発明の第２の実
施例である電荷中和機構を有するイオン注入装置の模式
図である。第２実施例も、第１実施例同様マスク（１
０）の前方にコリメーター（９）を設置し、イオンビー
ムを分割して注入を行う。コリメーター（９）の円形の
抜け部の大きさ、配置、コリメーター（９）の厚さ及び
基板からコリメーター（９）までの距離は、全て第１の
実施例と同じである。コリメーター（９）は図５のよう
に正の電位にある。入射してきたイオンは、コリメータ
ー（９）が正の電位にあるためコリメーター（９）と反
発しあい、コリメーター（９）を避けるような軌道をと
る。このためコリメーター（９）に正のバイアスを、掛
けていなかった時には、コリメーター（９）に衝突して
いたイオンの一部が、コリメーター（９）を避け、コリ
メーター（９）の抜け部を通過出来るようになる。従っ
て第２実施例ではコリメーター（９）で損失するイオン
の量を第１の実施例より減らすことができる。
施例である電荷中和機構を有するイオン注入装置の模式
図である。第２実施例も、第１実施例同様マスク（１
０）の前方にコリメーター（９）を設置し、イオンビー
ムを分割して注入を行う。コリメーター（９）の円形の
抜け部の大きさ、配置、コリメーター（９）の厚さ及び
基板からコリメーター（９）までの距離は、全て第１の
実施例と同じである。コリメーター（９）は図５のよう
に正の電位にある。入射してきたイオンは、コリメータ
ー（９）が正の電位にあるためコリメーター（９）と反
発しあい、コリメーター（９）を避けるような軌道をと
る。このためコリメーター（９）に正のバイアスを、掛
けていなかった時には、コリメーター（９）に衝突して
いたイオンの一部が、コリメーター（９）を避け、コリ
メーター（９）の抜け部を通過出来るようになる。従っ
て第２実施例ではコリメーター（９）で損失するイオン
の量を第１の実施例より減らすことができる。
【００１０】Ｎチャネルトランジスタのソースドレイン
を形成するために、ゲート電極のセルファラインにてＡ
ｓを加速エネルギー６０ＫｅＶ、ドース量３Ｅ１５c
m-2、ビーム電流２５ｍＡの条件で従来技術と本発明の
第２の実施例により注入を行った。なお本発明の場合
は、分割した各ビームの電流値の合計を２５ｍＡとして
注入を行った。従来技術により注入を行った場合、１５
％のゲート酸化膜の絶縁破壊が生じたが、本発明により
注入を行った場合には、絶縁破壊は皆無であった。
を形成するために、ゲート電極のセルファラインにてＡ
ｓを加速エネルギー６０ＫｅＶ、ドース量３Ｅ１５c
m-2、ビーム電流２５ｍＡの条件で従来技術と本発明の
第２の実施例により注入を行った。なお本発明の場合
は、分割した各ビームの電流値の合計を２５ｍＡとして
注入を行った。従来技術により注入を行った場合、１５
％のゲート酸化膜の絶縁破壊が生じたが、本発明により
注入を行った場合には、絶縁破壊は皆無であった。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、複数本の
イオンビームで注入することにより、１本１本のビーム
電流値を１本のイオンビームで注入する場合より下げ、
イオンビームが半導体基板上を通過した時の半導体基板
上の電位変化を小さくしている。従って、ゲート酸化膜
の絶縁破壊等の問題を防止することができるという効果
を奏するものである。
イオンビームで注入することにより、１本１本のビーム
電流値を１本のイオンビームで注入する場合より下げ、
イオンビームが半導体基板上を通過した時の半導体基板
上の電位変化を小さくしている。従って、ゲート酸化膜
の絶縁破壊等の問題を防止することができるという効果
を奏するものである。
【図１】本発明の第１の実施例の概略図
【図２】本発明の第１の実施例におけるコリメーターの
平面図
平面図
【図３】本発明の第１の実施例における半導体基板に到
達する時のイオンビーム形状図
達する時のイオンビーム形状図
【図４】本発明の第１の実施例におけるイオンビームが
半導体基板上を通過した時の半導体基板表面の電位変化
図
半導体基板上を通過した時の半導体基板表面の電位変化
図
【図５】本発明の第２の実施例の模式図
【図６】従来例の模式図
【図７】従来例における半導体基板に到達する時のイオ
ンビーム形状図
ンビーム形状図
【図８】従来例におけるイオンビームが半導体基板上を
通過した時の半導体基板表面の電位変化図
通過した時の半導体基板表面の電位変化図
６ 電子供給源 ７ 半導体基板 ８ 基板保持台 ９ コリメーター １０ マスク １１ サプレッサ １２ 絶縁リング １３ ファラデーカップ １４ 制御装置 １５ 電位計 １６ 電流計
Claims (3)
- 【請求項１】 電荷中和機構を有するイオン注入装置に
おいて、所定の間隔を持つ複数のイオンビームを射出す
る機構を有することを特徴とするイオン注入装置。 - 【請求項２】 所定の間隔を持つ複数のイオンビームを
射出する機構が、イオンビームを分割して複数のイオン
ビームを形成することを特徴とする請求項１に記載のイ
オン注入装置。 - 【請求項３】 イオンビームを分割する機構が、コリメ
ーターであることを特徴とする請求項２に記載のイオン
注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5342447A JP2616423B2 (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5342447A JP2616423B2 (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | イオン注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07169434A true JPH07169434A (ja) | 1995-07-04 |
| JP2616423B2 JP2616423B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=18353815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5342447A Expired - Fee Related JP2616423B2 (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2616423B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021073647A (ja) * | 2016-04-04 | 2021-05-13 | エムアイツー‐ファクトリー ジーエムビーエイチ | ウェハの製造に使用されるイオン注入システムのためのエネルギーフィルタ要素 |
| JP2022540469A (ja) * | 2019-07-15 | 2022-09-15 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 高電流イオン注入装置及び高電流イオン注入装置を用いたイオンビーム制御方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62287559A (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-14 | Mitsubishi Electric Corp | イオン注入装置 |
| JPS6340243A (ja) * | 1986-08-05 | 1988-02-20 | Fujitsu Ltd | 電荷中和装置 |
-
1993
- 1993-12-14 JP JP5342447A patent/JP2616423B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62287559A (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-14 | Mitsubishi Electric Corp | イオン注入装置 |
| JPS6340243A (ja) * | 1986-08-05 | 1988-02-20 | Fujitsu Ltd | 電荷中和装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021073647A (ja) * | 2016-04-04 | 2021-05-13 | エムアイツー‐ファクトリー ジーエムビーエイチ | ウェハの製造に使用されるイオン注入システムのためのエネルギーフィルタ要素 |
| JP2022174091A (ja) * | 2016-04-04 | 2022-11-22 | エムアイツー‐ファクトリー ジーエムビーエイチ | ウェハの製造に使用されるイオン注入システムのためのエネルギーフィルタ要素 |
| US11837430B2 (en) | 2016-04-04 | 2023-12-05 | mi2-factory GmbH | Energy filter element for ion implantation systems for the use in the production of wafers |
| JP2022540469A (ja) * | 2019-07-15 | 2022-09-15 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 高電流イオン注入装置及び高電流イオン注入装置を用いたイオンビーム制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2616423B2 (ja) | 1997-06-04 |
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