JPH08195184A - Ion implanting device and ion implanting method - Google Patents

Ion implanting device and ion implanting method

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JPH08195184A
JPH08195184A JP7006884A JP688495A JPH08195184A JP H08195184 A JPH08195184 A JP H08195184A JP 7006884 A JP7006884 A JP 7006884A JP 688495 A JP688495 A JP 688495A JP H08195184 A JPH08195184 A JP H08195184A
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JP
Japan
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ion
electron beam
ion beam
sample
wafer
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Application number
JP7006884A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Sugimura
伸一 杉村
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH08195184A publication Critical patent/JPH08195184A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide an ion implanting device capable of implanting ions of target impurities into a sample without electrifying the surface of the sample. CONSTITUTION: This ion implanting device is provided with an accelerating tube 4 accelerating the ion beam 2 of the target impurities generated by an ion source 1 to the prescribed energy, a sample holder 5 holding a sample on the orbit of the ion beam 2 accelerated by the accelerating tube 4, and an electron beam generation section 7 feeding an electron beam 6 in the middle of the orbit of the ion beam 2 and capable of controlling the acceleration energy of the electron beam 6 at the time of incidence.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造工程
で用いられるイオン注入装置及びイオン注入方法に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion implantation apparatus and an ion implantation method used in a semiconductor device manufacturing process.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の製造工程の中でウエハに不
純物を注入する場合は、目的不純物の陽イオンからなる
イオンビームを所定のエネルギーに加速し、この加速し
たイオンビームをウエハに照射する。図5は従来のイオ
ン注入装置の基本的な構成を示す概略図である。図5に
おいて、目的不純物の陽イオン(例えば、As+ 、B+
等)はイオン源31にて生成され、そこから所定の引出
電圧をもって引き出されたイオンビーム32が分析電磁
石(アナライザーマグネット)33で扇状に曲げられ
る。さらに、こうして軌道が曲げられたイオンビームは
加速管34にて所定のエネルギーに加速され、この加速
されたイオンビームが、基板ホルダ35に取り付けられ
たウエハ(不図示)に照射される。
2. Description of the Related Art When impurities are implanted into a wafer during a semiconductor device manufacturing process, an ion beam composed of cations of target impurities is accelerated to a predetermined energy and the accelerated ion beam is applied to the wafer. FIG. 5 is a schematic diagram showing the basic configuration of a conventional ion implantation apparatus. In FIG. 5, cations of target impurities (eg, As + , B +
Etc.) are generated by the ion source 31, and the ion beam 32 extracted from the ion source 31 with a predetermined extraction voltage is bent into a fan shape by an analysis electromagnet (analyzer magnet) 33. Further, the ion beam whose trajectory is bent in this way is accelerated to a predetermined energy by the accelerating tube 34, and the accelerated ion beam is applied to the wafer (not shown) attached to the substrate holder 35.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが従来のイオン
注入装置では、試料となるウエハに対して目的不純物の
陽イオンが照射されるため、ウエハ表面に正の電荷が帯
電する、いわゆるチャージアップ現象が起こり、これに
よって絶縁破壊を招く虞れがあった。そこで、こうした
絶縁破壊を防止する一般的な手段としては、図6に示す
ように、上記加速管34とウエハ36間のイオンビーム
32の軌道上(通常はウエハ36の近傍)に、例えば熱
電子の発生源となるフィラメント37を設けたものが知
られている。これは、フィラメント37から発生させた
一次電子(電子シャワー)を、これに対向する管壁面
(ターゲット)に衝突させて二次電子とし、この二次電
子の集合体からなる電子雲をウエハ36の近傍に形成す
るもので、この電子雲を通してウエハ36にイオンビー
ム32を照射することで、ビーム自体の中性化を狙った
ものである。
However, in the conventional ion implantation apparatus, since the wafer to be the sample is irradiated with the cations of the target impurities, there is a so-called charge-up phenomenon in which the wafer surface is charged with positive charges. This may occur, and this may cause dielectric breakdown. Therefore, as a general means for preventing such dielectric breakdown, as shown in FIG. 6, for example, thermoelectrons are provided on the orbit of the ion beam 32 between the acceleration tube 34 and the wafer 36 (usually in the vicinity of the wafer 36). There is known one provided with a filament 37 which is a generation source of. This is because the primary electrons (electron shower) generated from the filament 37 collide with the tube wall surface (target) facing the primary electrons to form secondary electrons, and an electron cloud composed of an assembly of the secondary electrons is formed on the wafer 36. It is formed in the vicinity, and is intended to neutralize the beam itself by irradiating the wafer 36 with the ion beam 32 through this electron cloud.

【0004】しかしながら図6に示す装置構成を採用し
た場合には、ほぼ浮遊状態にある電子雲の中にイオンビ
ーム32を入射することになるため、イオンビーム32
の周辺を電子雲が取り巻いた状態となるだけで、実質的
にはイオンビーム32の周縁部しか中性化(中和)され
ず、満足のいく効果が得られるものではなかった。
However, when the apparatus configuration shown in FIG. 6 is adopted, the ion beam 32 is incident on the electron cloud in a substantially floating state.
However, only the peripheral portion of the ion beam 32 was neutralized (neutralized), and the satisfactory effect was not obtained.

【0005】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたもので、その目的は、試料表面を帯電させることな
く、目的不純物のイオンを試料に注入することができる
イオン注入装置及びイオン注入方法を提供することにあ
る。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is an ion implantation apparatus and an ion implantation method capable of implanting ions of a target impurity into a sample without charging the sample surface. To provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたもので、イオン源にて生成された
目的不純物のイオンビームを所定のエネルギーに加速す
る加速管と、この加速管によって加速されたイオンビー
ムの軌道上にて試料を保持する試料ホルダとを備えたイ
オン注入装置において、イオンビームの軌道途中に電子
ビームを入射するとともに、その入射時における電子ビ
ームの加速エネルギーを制御可能な電子ビーム発生部を
具備する構成を採用している。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to achieve the above object, and an accelerating tube for accelerating an ion beam of target impurities generated by an ion source to a predetermined energy, and this accelerating tube. In an ion implantation apparatus equipped with a sample holder that holds a sample on the trajectory of an ion beam accelerated by a tube, an electron beam is injected in the trajectory of the ion beam, and the acceleration energy of the electron beam at the time of incidence is A structure including a controllable electron beam generator is adopted.

【0007】[0007]

【作用】本発明のイオン注入装置においては、イオン源
から引き出されたイオンビームの軌道途中に、電子ビー
ム発生部より電子ビームを入射することによって、同一
軌道上でイオンビームと電子ビームとが合流し、さらに
入射時にイオンビームと同等の加速エネルギーを電子ビ
ームに与えることで、イオンビームの内部まで効率良く
電子が入り込むようになるため、イオンビームと電子ビ
ームとの中和が促進され、これによってほぼ完全に中性
化した中性ビームを試料に照射することが可能となる。
In the ion implanter of the present invention, the ion beam and the electron beam join on the same orbit by injecting the electron beam from the electron beam generator into the orbit of the ion beam extracted from the ion source. In addition, by giving the electron beam the same acceleration energy as that of the ion beam at the time of incidence, the electrons can efficiently enter the inside of the ion beam, which promotes neutralization of the ion beam and the electron beam, which It becomes possible to irradiate the sample with a neutral beam that is almost completely neutralized.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明に係わるイオン注
入装置の第1実施例を示す概略図である。図示したイオ
ン注入装置は、その基本的な構成要素として、目的不純
物のイオン発生源となるイオン源1と、このイオン源1
から引き出されたイオンビーム2を所定の方向に曲げる
分析電磁石3と、この分析電磁石3で曲げられたイオン
ビーム2を所定のエネルギーに加速する加速管4と、試
料となるウエハ(不図示)をイオンビーム2の軌道上に
て保持する試料ホルダ5とを備えている。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of an ion implantation apparatus according to the present invention. The illustrated ion implantation apparatus has, as its basic constituent elements, an ion source 1 serving as an ion generation source of target impurities, and this ion source 1
An analysis electromagnet 3 for bending the ion beam 2 extracted from the sample in a predetermined direction, an accelerating tube 4 for accelerating the ion beam 2 bent by the analysis electromagnet 3 to a predetermined energy, and a wafer (not shown) serving as a sample. The sample holder 5 holds the ion beam 2 on its orbit.

【0009】イオン源1は、図示せぬガス源より送り込
まれたガスを、例えば高周波やマイクロ波を用いて高密
度プラズマとし、このプラズマ中から目的不純物のイオ
ンを引き出すもので、引き出されたイオンは高電圧で加
速されてイオンビーム2を形成する。分析電磁石3は、
イオンビーム2中に含まれる種々のイオンから、目的不
純物のイオン種のみを取り出すためのもので、これは扇
状磁界により円を描くようにイオンビーム2を曲げる。
ここでは、磁場の強さを調整することにより、重い元素
は大きい半径で、また軽い元素は小さい半径で曲げられ
て、それぞれ分離されるため、目的不純物のイオンだけ
が加速管4へと送られる。
The ion source 1 is for extracting the ions of target impurities from the gas sent from a gas source (not shown) into high density plasma by using, for example, high frequency or microwave, and extracting the ions of the target impurities from the plasma. Are accelerated by a high voltage to form an ion beam 2. The analyzing electromagnet 3 is
This is for extracting only the ion species of the target impurity from the various ions contained in the ion beam 2, which bends the ion beam 2 so as to draw a circle by a fan-shaped magnetic field.
Here, by adjusting the strength of the magnetic field, the heavy element is bent with a large radius and the light element is bent with a small radius and separated, so that only the ions of the target impurity are sent to the acceleration tube 4. .

【0010】加速管4は、上述のごとくイオン源1から
引き出されたイオンに、さらに所定のイオンエネルギー
を与えるためのもので、通常は絶縁物と電極から成る多
段構造となっている。この加速管4では、各々の電極に
加速電圧を分割して印加し、電極間に形成される電場に
よりイオンを加速する。試料ホルダ5は、上述のごとく
試料となるウエハを保持するもので、本実施例では多数
枚のウエハを取付可能なウエハディスクが使用されてい
る。この試料ホルダ5には、規定枚数のウエハが同心円
上に所定の間隔で取り付けられる。
The accelerating tube 4 is for giving a predetermined ion energy to the ions extracted from the ion source 1 as described above, and usually has a multistage structure composed of an insulator and an electrode. In this accelerating tube 4, an accelerating voltage is divided and applied to each electrode, and ions are accelerated by an electric field formed between the electrodes. The sample holder 5 holds a wafer to be a sample as described above, and in this embodiment, a wafer disk to which a large number of wafers can be attached is used. A prescribed number of wafers are mounted on the sample holder 5 on a concentric circle at predetermined intervals.

【0011】ここで本第1実施例の装置構成において
は、上述した基本的な構成要素に加えて、イオンビーム
2の軌道途中に電子ビーム6を入射するための電子ビー
ム発生部7が具備されている。電子ビーム発生部7は、
その主要な構成要素として、例えば図示はしないが、熱
電子の発生源となるフィラメントと、このフィラメント
から引き出された電子ビーム6に所定の加速エネルギー
を与える加速管(加速電極)とを備え、加速管の印加電
圧を調整することで電子ビームの加速エネルギーを制御
できる構成となっている。
Here, in the device configuration of the first embodiment, in addition to the above-mentioned basic components, an electron beam generator 7 for injecting an electron beam 6 in the middle of the trajectory of the ion beam 2 is provided. ing. The electron beam generator 7 is
Although not shown, for example, a filament serving as a source of thermoelectrons and an accelerating tube (accelerating electrode) that gives a predetermined accelerating energy to the electron beam 6 extracted from the filament are provided as main components of the accelerating device. The acceleration energy of the electron beam can be controlled by adjusting the voltage applied to the tube.

【0012】また電子ビーム6の軌道途中には、開閉可
能なシャッター機構8が設けられている。このシャッタ
ー機構8は、イオンビーム2の軌道に対する電子ビーム
6の入射を規制するためのものである。さらにイオンビ
ーム2と電子ビーム6の合流地点には、イオンビーム偏
向磁場9が形成されており、これにより偏向されたイオ
ンビーム2が、試料ホルダ5に装着されたウエハに照射
される構成となっている。これに対して、図示せぬ加速
管により所定のエネルギーに加速された電子ビーム6
は、イオンビーム偏向磁場9を透過した後のイオンビー
ム2の軌道にならって、その入射方向が設定されてい
る。
A shutter mechanism 8 that can be opened and closed is provided in the path of the electron beam 6. The shutter mechanism 8 is for controlling the incidence of the electron beam 6 on the trajectory of the ion beam 2. Further, an ion beam deflection magnetic field 9 is formed at the confluence of the ion beam 2 and the electron beam 6, and the ion beam 2 deflected by this is applied to the wafer mounted on the sample holder 5. ing. On the other hand, the electron beam 6 accelerated to a predetermined energy by an unillustrated accelerating tube
Is set to follow the trajectory of the ion beam 2 after passing through the ion beam deflection magnetic field 9 and its incident direction is set.

【0013】続いて、本第1実施例に係わるイオン注入
方法について説明する。先ず、イオン源1から引き出さ
れた目的不純物のイオンビーム2は分析電磁石3にて扇
状磁場により曲げられ、さらに加速管3で所定のエネル
ギー(注入エネルギー)に加速される。次に、こうして
加速されたイオンビーム2はイオンビーム偏向磁場9に
入射され、そこでビーム軌道が偏向される。
Next, the ion implantation method according to the first embodiment will be described. First, the ion beam 2 of the target impurity extracted from the ion source 1 is bent by a fan-shaped magnetic field in the analyzing electromagnet 3 and further accelerated by the accelerating tube 3 to a predetermined energy (implantation energy). Next, the ion beam 2 thus accelerated is incident on the ion beam deflection magnetic field 9, where the beam trajectory is deflected.

【0014】一方、電子ビーム発生部7では、図示せぬ
フィラメントから引き出された電子ビーム6が加速管
(電子ビーム用)によりイオンビーム2と同等の加速エ
ネルギーに加速され、この加速された電子ビーム6が偏
向後のイオンビーム2の軌道にならって、その軌道途中
に入射される。つまり、偏向後のイオンビーム2の軌道
と同一の軌道上に電子ビーム6が入射されるのである。
On the other hand, in the electron beam generator 7, the electron beam 6 extracted from a filament (not shown) is accelerated by an accelerating tube (for electron beam) to an acceleration energy equivalent to that of the ion beam 2, and the accelerated electron beam is generated. 6 follows the trajectory of the deflected ion beam 2 and is incident midway on the trajectory. That is, the electron beam 6 is incident on the same orbit as the ion beam 2 after deflection.

【0015】これにより、イオン源1から引き出された
目的不純物のイオンと電子ビーム発生部7から引き出さ
れた電子とは相対的に静止した状態となるため、クーロ
ン力により互いに引き合うようになる。したがって、イ
オンビーム2中の陽イオンとほぼ同量の電子を電子ビー
ム発生部7より入射するようにすれば、合流後のビーム
中に正の電荷を帯びたイオンと負の電荷を帯びた電子と
を均一に混在させることが可能となる。
As a result, the ions of the target impurity extracted from the ion source 1 and the electrons extracted from the electron beam generator 7 are relatively stationary, so that they are attracted to each other by the Coulomb force. Therefore, if the same amount of electrons as the positive ions in the ion beam 2 are made to enter from the electron beam generating unit 7, the positively charged ions and the negatively charged electrons in the combined beam will be. It is possible to mix and evenly.

【0016】これを模式的に説明すると、電子ビーム6
を入射する直前では、図2(a)に示すように、目的不
純物のイオン(+)のみによってビームが形成されてい
る。ところが、このイオンビーム2と同一の軌道上に電
子ビーム6を入射すると、図2(b)に示すように、ビ
ーム中にイオン(+)と電子(e)とが混在した状態と
なり、これによってイオンビーム2が中性化され、電気
的に安定した中性ビーム10(図1参照)が得られる。
したがって、イオンビーム2の軌道上(エンドステーシ
ョン側)にて試料ホルダ5に保持されたウエハには、上
記電子ビーム6の入射によって得られた中性ビーム10
が照射される。
To explain this schematically, the electron beam 6
Immediately before incidence on the beam, as shown in FIG. 2A, a beam is formed only by the ions (+) of the target impurities. However, when the electron beam 6 is incident on the same orbit as the ion beam 2, ions (+) and electrons (e) are mixed in the beam, as shown in FIG. The ion beam 2 is neutralized, and the electrically stable neutral beam 10 (see FIG. 1) is obtained.
Therefore, the neutral beam 10 obtained by the incidence of the electron beam 6 on the wafer held by the sample holder 5 on the trajectory of the ion beam 2 (on the end station side).
Is irradiated.

【0017】このように本第1実施例においては、イオ
ン源1から引き出されたイオンビーム2の軌道途中にこ
れと同等の加速エネルギーをもった電子ビーム6を電子
ビーム発生部7より入射することでイオンビーム2を中
性化し、この中性化した中性ビーム10をウエハ11に
照射するようにしたので、ウエハ1上での陽イオンによ
る帯電(チャージアップ)を大幅に軽減することができ
る。また、イオンビーム2を電子ビーム6により中性化
することで、空間電荷効果によるビームの広がりについ
ても効果的に抑制することができる。
As described above, in the first embodiment, the electron beam 6 having the same acceleration energy as that of the ion beam 2 extracted from the ion source 1 is injected from the electron beam generator 7. Since the ion beam 2 is neutralized and the neutralized neutral beam 10 is applied to the wafer 11, the charge (charge-up) on the wafer 1 by cations can be significantly reduced. . Further, by neutralizing the ion beam 2 with the electron beam 6, the spread of the beam due to the space charge effect can be effectively suppressed.

【0018】ところで一般的に、ウエハ11へのイオン
の注入量(ドーズ量)を測定する場合は、図3(a)に
示すように、試料ホルダ5のウエハ11の取付位置と同
心円上の一部にファラディカップ12を設け、このファ
ラディカップ12に取り込まれたイオンビーム2の電流
量を検出することで、ドーズ量を測定している。ところ
が、上記実施例のようにターゲットなるウエハ11に対
して電気的に中性化された中性ビーム10を照射する場
合は、上記の測定系を採用するとファラディカップ12
にイオンと電子の両方が取り込まれてしまうため、正確
なドーズ量の測定が不可能となる。
By the way, in general, when measuring the ion implantation amount (dose amount) to the wafer 11, as shown in FIG. 3A, one position on the concentric circle with the mounting position of the sample holder 5 on the wafer 11 is measured. A dose is measured by providing a Faraday cup 12 in the portion and detecting the current amount of the ion beam 2 taken into the Faraday cup 12. However, when the target wafer 11 is irradiated with the electrically neutralized neutral beam 10 as in the above embodiment, the Faraday cup 12 is adopted when the above measurement system is adopted.
Since both ions and electrons are taken in, accurate dose measurement becomes impossible.

【0019】そこで本実施例においては、図3(b)に
示すように、試料ホルダ5におけるウエハ11の取付位
置から外れた位置にファラディカップ12を設け、ドー
ズ量の測定にあたっては、ビーム幅に合わせて試料ホル
ダ5を移動させるときにファラディカップ12の開口位
置までビームを走査(オーバースキャン)させるととも
に、ビームスポットがウエハ11から外れた時点でシャ
ッター機構8を閉じ、電子ビーム6の入射をストップさ
せるようにした。これにより、ビームスポットがファラ
ディカップ12に照射するときは、ビーム中にイオンだ
けが介在するようになるため、目的不純物のイオンのみ
をファラディカップ12に取り込むことができ、ウエハ
11に中性ビーム10を照射する場合であってもドーズ
量を正確に測定することが可能となる。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 3B, a Faraday cup 12 is provided at a position deviating from the mounting position of the wafer 11 on the sample holder 5, and the beam width is set to the beam width when measuring the dose amount. When the sample holder 5 is also moved, the beam is scanned (overscanned) to the opening position of the Faraday cup 12, and when the beam spot deviates from the wafer 11, the shutter mechanism 8 is closed to stop the incidence of the electron beam 6. I was allowed to. As a result, when the beam spot irradiates the Faraday cup 12, only the ions intervene in the beam, so that only the ions of the target impurity can be taken into the Faraday cup 12 and the neutral beam 10 is applied to the wafer 11. The dose amount can be accurately measured even when the irradiation is performed.

【0020】なお、図3(b)においては、ウエハ11
の配列円上の外周側と内周側とにそれぞれファラディカ
ップ12を設けるようにしたが、これは各々のファラデ
ィカップ12によって得られる測定データを平均化する
ことで、より正確なドーズ量の測定を狙ったもので、特
に今までと同レベルの測定精度を求めるのであれば、い
ずれか一箇所にファラディカップ12を設けるようにし
ても支障はない。
In FIG. 3B, the wafer 11
The Faraday cups 12 are provided on the outer circumference side and the inner circumference side of the array circle, respectively. This is done by averaging the measurement data obtained by each Faraday cup 12 to measure the dose more accurately. In particular, if the same level of measurement accuracy as before is required, there is no problem even if the Faraday cup 12 is provided at any one position.

【0021】図4は本発明に係わるイオン注入装置の第
2実施例を示す概略図である。図4に示すイオン注入装
置において、1はイオン源、3は分析電磁石、4は加速
管、5は試料ホルダ、7は電子ビーム発生部、8はシャ
ッター機構であり、これらの基本的な構成、機能につい
ては上記第1実施例の場合と同様である。ここで本第2
実施例においては、イオンビーム2と電子ビーム6の合
流時点よりも上流側の電子ビーム6の軌道上に電子ビー
ム偏向磁場13を形成し、この電子ビーム偏向磁場13
にて電子ビーム6の軌道を偏向させるようにした。すな
わち、上記第1実施例では、イオンビーム2の軌道をイ
オンビーム偏向磁場9で偏向し、この偏向後の軌道にな
らって電子ビーム6を入射する装置構成を採用したが、
本第2実施例の場合にはイオンビーム2を偏向させるこ
となく、電子ビーム6側を電子ビーム偏向磁場13で偏
向し、この偏向後の電子ビーム6をイオンビーム2の軌
道にならって入射する装置構成を採用している。
FIG. 4 is a schematic view showing a second embodiment of the ion implantation apparatus according to the present invention. In the ion implantation apparatus shown in FIG. 4, 1 is an ion source, 3 is an analyzing electromagnet, 4 is an acceleration tube, 5 is a sample holder, 7 is an electron beam generator, and 8 is a shutter mechanism. The function is the same as that of the first embodiment. Book 2 here
In the embodiment, an electron beam deflection magnetic field 13 is formed on the orbit of the electron beam 6 on the upstream side of the point of time when the ion beam 2 and the electron beam 6 merge, and the electron beam deflection magnetic field 13 is formed.
The orbit of the electron beam 6 is deflected. That is, in the first embodiment described above, the device configuration is adopted in which the trajectory of the ion beam 2 is deflected by the ion beam deflection magnetic field 9 and the electron beam 6 is incident on the trajectory after deflection.
In the case of the second embodiment, the electron beam 6 side is deflected by the electron beam deflection magnetic field 13 without deflecting the ion beam 2, and the deflected electron beam 6 is incident along the trajectory of the ion beam 2. The device configuration is adopted.

【0022】これにより本第2実施例においても、イオ
ン源1から引き出されたイオンビーム2の軌道途中にこ
れと同等の加速エネルギーをもった電子ビーム6を電子
ビーム発生部7より入射することでイオンビーム2を中
性化し、この中性化した中性ビーム10をウエハ11に
照射することができるため、ウエハ1上での陽イオンに
よる帯電(チャージアップ)を大幅に軽減することが可
能となるとともに、イオンビーム2を電子ビーム6によ
り中性化することで、空間電荷効果によるビームの広が
りを効果的に抑制することが可能になる。
As a result, also in the second embodiment, the electron beam 6 having the same acceleration energy as that of the ion beam 2 extracted from the ion source 1 is injected from the electron beam generator 7. Since the ion beam 2 is neutralized and the neutralized neutral beam 10 can be applied to the wafer 11, it is possible to significantly reduce charging (charge-up) due to positive ions on the wafer 1. At the same time, by neutralizing the ion beam 2 with the electron beam 6, it is possible to effectively suppress the spread of the beam due to the space charge effect.

【0023】さらにドーズ量の測定にあたっても、上記
第1実施例と同様の手段、すなわち図3(b)に示すよ
うに、試料ホルダ5におけるウエハ11の取付位置から
外れた位置にファラディカップ12を設け、シャッター
機構8の開閉タイミングを適宜制御しつつ、ファラディ
カップ12の開口位置までビームをオーバースキャンさ
せることで正確に測定することが可能となる。
Further, when measuring the dose amount, the Faraday cup 12 is placed at the position deviated from the mounting position of the wafer 11 on the sample holder 5, as shown in FIG. 3B, by the same means as in the first embodiment. By providing and controlling the opening / closing timing of the shutter mechanism 8 as appropriate, the beam can be overscanned to the opening position of the Faraday cup 12 for accurate measurement.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
イオン源から引き出されたイオンビームの軌道途中に、
そのイオンビームと同等の加速エネルギーをもった電子
ビームを電子ビーム発生部より入射することで、イオン
ビームが効率良く中性化され、これによって得られた中
性ビームを試料に照射することで、試料表面における帯
電(チャージアップ)を効果的に抑制することができ
る。その結果、特に半導体製造工程の中では帯電に伴う
絶縁破壊等の諸問題が解消されるため、イオン注入時に
おける工程歩留りの向上が図られる。また、イオンビー
ムがより確実に中性化されることで、空間電荷効果によ
るビームの広がりも効果的に抑制されるため、試料(ウ
エハ)間での注入均一性の向上にもつながる。
As described above, according to the present invention,
In the middle of the orbit of the ion beam extracted from the ion source,
By injecting an electron beam having an acceleration energy equivalent to that of the ion beam from the electron beam generator, the ion beam is efficiently neutralized, and the neutral beam obtained by this is applied to the sample, It is possible to effectively suppress the charging (charge-up) on the sample surface. As a result, various problems such as dielectric breakdown due to charging are solved especially in the semiconductor manufacturing process, so that the process yield at the time of ion implantation can be improved. Further, since the ion beam is more certainly neutralized, the spread of the beam due to the space charge effect is also effectively suppressed, which leads to the improvement of the implantation uniformity between the samples (wafers).

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係わるイオン注入装置の第1実施例を
示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of an ion implantation apparatus according to the present invention.

【図2】本発明の原理を説明する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the principle of the present invention.

【図3】試料ホルダの比較図である。FIG. 3 is a comparative view of a sample holder.

【図4】本発明に係わるイオン注入装置の第2実施例を
示す概略図である。
FIG. 4 is a schematic view showing a second embodiment of the ion implantation apparatus according to the present invention.

【図5】従来のイオン注入装置を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic view showing a conventional ion implantation device.

【図6】従来の他の装置構成を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic view showing another conventional device configuration.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 イオン源 2 イオンビーム 4 加速管 5 試料ホルダ 6 電子ビーム 7 電子ビーム発生部 10 中性ビーム 1 Ion Source 2 Ion Beam 4 Accelerator 5 Sample Holder 6 Electron Beam 7 Electron Beam Generator 10 Neutral Beam

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 イオン源にて生成された目的不純物のイ
オンビームを所定のエネルギーに加速する加速管と、こ
の加速管によって加速されたイオンビームの軌道上にて
試料を保持する試料ホルダとを備えたイオン注入装置に
おいて、 前記イオンビームの軌道途中に電子ビームを入射すると
ともに、その入射時における電子ビームの加速エネルギ
ーを制御可能な電子ビーム発生部を具備したことを特徴
とするイオン注入装置。
1. An accelerating tube for accelerating an ion beam of a target impurity generated by an ion source to a predetermined energy, and a sample holder for holding a sample on an orbit of the ion beam accelerated by the accelerating tube. An ion implantation apparatus comprising: an ion implantation apparatus, comprising an electron beam generation unit capable of injecting an electron beam in the course of the ion beam and controlling acceleration energy of the electron beam at the time of incidence.
【請求項2】 目的不純物のイオンを試料の内部に注入
するイオン注入方法において、 所定のエネルギーに加速されたイオンビームの軌道途中
に該イオンビームと同等の加速エネルギーをもった電子
ビームを入射することで前記イオンビームを中性化し、
この中性化した中性ビームを前記試料に照射することを
特徴とするイオン注入方法。
2. In an ion implantation method for implanting ions of a target impurity into a sample, an electron beam having an acceleration energy equivalent to that of the ion beam is injected midway along the trajectory of the ion beam accelerated to a predetermined energy. This neutralizes the ion beam,
An ion implantation method comprising irradiating the sample with the neutralized neutral beam.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101398729B1 (en) * 2012-08-21 2014-05-27 닛신 이온기기 가부시기가이샤 Ion implantation apparatus

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