JPH08287863A - Ion implantation device - Google Patents

Ion implantation device

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Publication number
JPH08287863A
JPH08287863A JP7107169A JP10716995A JPH08287863A JP H08287863 A JPH08287863 A JP H08287863A JP 7107169 A JP7107169 A JP 7107169A JP 10716995 A JP10716995 A JP 10716995A JP H08287863 A JPH08287863 A JP H08287863A
Authority
JP
Japan
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slit
substrate
board
electrode
ion
Prior art date
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Pending
Application number
JP7107169A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Inami
宏 稲実
Junichi Tatemichi
潤一 立道
Yasunori Ando
靖典 安東
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
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Abstract

PURPOSE: To improve the efficiency of an ion beam, and realize uniform implantation of ions over the whole surface of a board. CONSTITUTION: An ion beam of a large cross sectional surface extended from a beam extension electrode system 6 of an ion source 1 is implanted on a subjected board 14 of a rectangular form without mass separation. Each electrode in the extension electrode system is a multi-slit electrode by slits 18, and its cross sectional surface gives rectangular beams to the board. Strength of the beams on the board pulsates corresponding to a slit disposition pitch of the multi-slit electrode. By vibrating the subject board at a similar vibration width to the slit disposition pitch, strength of the beams on the board is equalized, and ions can be uniformly implanted to the whole surface of the board. When the beam strength gas pulsive distribution components of an integer- multiplication of twice or more the slit disposition pitch, the board vibration width is set to be similar to the integer-multiplication of the slit disposition pitch, where an integer (n)>=2, thereby the pulsation distribution components, and pulsive distribution components for each slit disposition pitch can be equalized.

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、イオン源のビ−ム引出
し電極系から引出された断面が大面積のイオンビームを
質量分離せずに被注入基板に注入する装置に係り、ビ−
ムの利用効率を向上させた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 an apparatus for injecting an ion beam, which is extracted from a beam extraction electrode system of an ion source and has a large cross section, into a substrate to be injected without mass separation.
The present invention relates to an ion implanter with improved utilization efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は、断面が大面積のイオンビームで
被注入基板にイオンを注入する装置、例えば液晶装置の
駆動回路となる薄膜トランジスタ(TFT)アレイを形
成するイオン注入装置の構成図である。高周波イオン源
1におけるプラズマ発生室2は筒状容器部材3と、これ
に絶縁材を介して取り付けられた高周波フランジ部材4
で形成され、筒状容器部材と高周波フランジ部材は高周
波電源5に接続されている。イオン源のビ−ム引出し電
極系6は、例えば4枚電極の場合、プラズマ電極(プラ
ズマグリッド)7、引出し電極8、抑制電極9及び接地
電極10で構成され、プラズマ電極は筒状容器部材3と
共に加速電源11によって正電位にバイアスし、引出し
電極は引出し電源12によってプラズマ電極に対し負電
位にバイアスされており、抑制電極は抑制電源13によ
って負電位にバイアスする。かかるビ−ム引出し電極系
6から引出されたイオンビームを質量分離せずに被注入
基板14に注入する。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a block diagram of a device for implanting ions into a substrate to be implanted with an ion beam having a large cross-section, for example, an ion implanter for forming a thin film transistor (TFT) array as a drive circuit of a liquid crystal device. is there. The plasma generation chamber 2 in the high-frequency ion source 1 has a cylindrical container member 3 and a high-frequency flange member 4 attached to the cylindrical container member 3 via an insulating material.
The tubular container member and the high frequency flange member are connected to the high frequency power source 5. The beam extraction electrode system 6 of the ion source is composed of a plasma electrode (plasma grid) 7, an extraction electrode 8, a suppression electrode 9 and a ground electrode 10 in the case of, for example, four electrodes, and the plasma electrode is a cylindrical container member 3. At the same time, the accelerating power supply 11 biases it to a positive potential, the extraction electrode is biased to a negative potential with respect to the plasma electrode by the extraction power supply 12, and the suppression electrode is biased to a negative potential by the suppression power supply 13. The ion beam extracted from the beam extraction electrode system 6 is injected into the injected substrate 14 without mass separation.

【0003】引出し電極系6における各電極は図6
(a)に示すようにx−y平面にビ−ムが通る多数のホ
ール15を有するマルチホール電極で構成されている。
イオン源のプラズマ発生室2内のプラズマ分布はビ−ム
引出し面の全面に亘って均一であり、したがって、最終
的に接地電極10の各ホール15から得られるビ−ム強
度は等しい。この接地電極の各ホールからのビ−ムは拡
がって被注入基板14に到達するが、各ホールが間隔を
おいて設けられていることに伴い、図6(a)における
一列のホールの中心を通るx軸の位置に対応する被注入
基板面上のビ−ム強度iは図7(a)に示すように脈動
する。そこで、被注入基板14を回転・保持機構16で
保持すると共に、被注入基板を回転させて、基板の中心
から任意の半径r方向における注入量Dを図7(b)に
示すように均一化している。
Each electrode in the extraction electrode system 6 is shown in FIG.
As shown in (a), it is composed of a multi-hole electrode having a large number of holes 15 through which a beam passes in the xy plane.
The plasma distribution in the plasma generation chamber 2 of the ion source is uniform over the entire beam extraction surface, so that the beam intensity finally obtained from each hole 15 of the ground electrode 10 is equal. The beam from each hole of the ground electrode spreads and reaches the substrate 14 to be injected. However, since the holes are provided at intervals, the centers of the rows of holes in FIG. The beam intensity i on the surface of the substrate to be injected corresponding to the position of the passing x-axis pulsates as shown in FIG. 7 (a). Therefore, the substrate to be injected 14 is held by the rotation / holding mechanism 16, and the substrate to be injected is rotated to make the injection amount D in the arbitrary radius r direction from the center of the substrate uniform as shown in FIG. 7B. ing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】被注入基板14を回転
させることにより基板全面にイオンの注入ができるよう
に、引出し電極系6から引出し加速されたイオンビーム
は、ほぼ円形の断面を有する。この点、図6(a)に示
したマルチホール電極のホール配置であってもビ−ム断
面は全体としてほぼ円形になるが、より円形断面とする
ために、マルチホール電極における最外側のホールを円
周上に配置するものもある。これに対し、被注入基板1
4は液晶装置に係るガラス基板の場合には長方形であ
り、図7(b)に示すように、イオンビームの円形断面
17の内、斜線を付したビ−ム断面部分はムダになる。
An ion beam extracted and accelerated from the extraction electrode system 6 has a substantially circular cross section so that ions can be injected into the entire surface of the substrate by rotating the substrate 14 to be injected. In this respect, even in the hole arrangement of the multi-hole electrode shown in FIG. 6A, the beam cross section is almost circular as a whole, but in order to make the cross section more circular, the outermost hole in the multi-hole electrode is formed. There is also one that is placed on the circumference. On the other hand, the injected substrate 1
In the case of the glass substrate of the liquid crystal device, 4 is a rectangle, and as shown in FIG. 7B, the beam cross-section portion with hatching in the circular cross-section 17 of the ion beam is wasted.

【0005】本発明は、かかるイオンビームのムダにな
る部分をなくし、イオンビームの利用効率を向上させた
イオン注入装置の提供を目的とするものである。
An object of the present invention is to provide an ion implantation apparatus which eliminates such a wasteful portion of the ion beam and improves the utilization efficiency of the ion beam.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段と作用】本発明は、イオン
源のビ−ム引出し電極系から引出された断面が大面積の
イオンビームを質量分離せずに矩形の被注入基板に注入
するイオン注入装置において、マルチスリット電極を有
するビ−ム引出し電極系と、前記マルチスリット電極の
スリット配置ピッチ程度の振動幅で被注入基板を振動さ
せる機構とを備えてなることを特徴とするものである。
According to the present invention, an ion beam extracted from a beam extraction electrode system of an ion source and having a large cross section is implanted into a rectangular substrate to be implanted without mass separation. The injection apparatus is provided with a beam extraction electrode system having a multi-slit electrode, and a mechanism for vibrating a substrate to be injected with a vibration width of about the slit arrangement pitch of the multi-slit electrode. .

【0007】マルチスリットのビ−ム引出し電極系から
引出され、被注入基板に到達するビームの強度はスリッ
ト配置ピッチを周期として脈動分布するから、被注入基
板をスリット配置ピッチ程度の振動幅で振動させること
により、基板上のビーム強度が平均化され、被注入基板
の全面におけるイオン注入量は均一化される。
Since the intensity of the beam extracted from the multi-slit beam extraction electrode system and reaching the substrate to be injected has a pulsating distribution with the slit arrangement pitch as a period, the substrate to be injected is vibrated with a vibration width of about the slit arrangement pitch. By doing so, the beam intensity on the substrate is averaged, and the ion implantation amount on the entire surface of the substrate to be implanted is made uniform.

【0008】そして本発明は、イオン源のビ−ム引出し
電極系から引出された断面が大面積のイオンビームを質
量分離せずに矩形の被注入基板に注入するイオン注入装
置において、マルチスリット電極を有するビ−ム引出し
電極系と、前記マルチスリット電極のスリット配置ピッ
チの整数倍(ただし整数n≧2)程度の振動幅で被注入
基板を振動させる機構とを備えてなることを特徴とする
ものである。
The present invention further provides a multi-slit electrode for an ion implantation apparatus for implanting an ion beam having a large cross section extracted from a beam extraction electrode system of an ion source into a rectangular substrate to be implanted without mass separation. And a mechanism for vibrating the substrate to be injected with a vibration width of an integer multiple (where integer n ≧ 2) of the slit arrangement pitch of the multi-slit electrode. It is a thing.

【0009】被注入基板に到達するビームの強度が、ス
リット配置ピッチの2倍以上の整数倍の脈動分布成分を
有する場合、被注入基板の振動幅をスリット配置ピッチ
の整数倍(ただし整数n≧2)程度とすることにより、
ビーム強度のかかる脈動分布成分が平均化されると共
に、1スリット配置ピッチの脈動分布成分についても平
均化できるから、被注入基板全面のイオン注入量を均一
化することができる。
When the intensity of the beam reaching the substrate to be implanted has a pulsation distribution component that is an integral multiple of twice or more the slit arrangement pitch, the oscillation width of the substrate to be injected is an integer multiple of the slit arrangement pitch (where integer n ≧ 2) By setting it to about
Since the pulsation distribution component having the beam intensity is averaged, and the pulsation distribution component of one slit arrangement pitch can be averaged, the ion implantation amount on the entire surface of the substrate to be implanted can be made uniform.

【0010】[0010]

【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。図1(a)は実施例の構成図、同(b)はビ−ム
引出し電極系におけるマルチスリット電極の平面図であ
り、図5ないし図7と同一符号は同等部分を示す。高周
波イオン源1におけるプラズマ発生室2は筒状容器部材
3と、これに絶縁材を介して取り付けられた高周波フラ
ンジ部材4で形成されている。イオン源のビ−ム引出し
電極系6は、4枚電極系の場合、プラズマ電極7、引出
し電極8、抑制電極9と接地電極10で構成される。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A is a configuration diagram of the embodiment, FIG. 1B is a plan view of a multi-slit electrode in a beam extraction electrode system, and the same reference numerals as those in FIGS. The plasma generation chamber 2 in the high frequency ion source 1 is formed of a cylindrical container member 3 and a high frequency flange member 4 attached to the cylindrical container member 3 via an insulating material. In the case of the four-electrode system, the beam extraction electrode system 6 of the ion source is composed of a plasma electrode 7, an extraction electrode 8, a suppression electrode 9 and a ground electrode 10.

【0011】ビ−ム引出し電極系6における各電極は図
1(b)の平面図に示すように、複数のスリット18が
平行に形成されているマルチスリット電極として形成す
る。ビ−ム引出し電極系6のマルチスリット電極におけ
る各スリット18から引出されるイオンビームの強度
は、プラズマ発生室2内のプラズマの密度分布が均一で
あるから、スリット長手方向については均一であり、各
スリットから引出された各イオンビームの強度も均一で
ある。これら各スリットから引出されたイオンビームは
被注入基板14の全面に注入される。
Each electrode in the beam lead-out electrode system 6 is formed as a multi-slit electrode in which a plurality of slits 18 are formed in parallel, as shown in the plan view of FIG. 1 (b). The intensity of the ion beam extracted from each slit 18 in the multi-slit electrode of the beam extraction electrode system 6 is uniform in the slit longitudinal direction because the plasma density distribution in the plasma generation chamber 2 is uniform. The intensity of each ion beam extracted from each slit is also uniform. The ion beam extracted from each of these slits is injected into the entire surface of the injection target substrate 14.

【0012】接地電極10における各スリット18から
のビ−ムは隣接するスリット方向に拡がって被注入基板
14に到達し、この到達ビ−ムは利用されないムダ部分
を大幅に減らすことができる断面が矩形のビ−ムである
が、各スリットが間隔を置いて配置されていることに伴
い、被注入基板14におけるスリット配置ピッチ方向で
あるy軸方向のビ−ム強度iは図2に示すように脈動す
る。そこで、被注入基板14を保持・振動機構19によ
ってy軸方向に振動させることにより基板上のビ−ム強
度を平均化し、イオンを基板全面に均一に注入する。
The beam from each slit 18 in the ground electrode 10 spreads in the direction of the adjacent slit and reaches the substrate 14 to be injected, and this reaching beam has a cross section that can greatly reduce the unused portion. Although it is a rectangular beam, the beam intensity i in the y-axis direction, which is the slit arrangement pitch direction in the substrate 14 to be injected, is as shown in FIG. 2 because the slits are arranged at intervals. Pulsates. Therefore, by vibrating the implantation target substrate 14 in the y-axis direction by the holding / vibrating mechanism 19, the beam intensity on the substrate is averaged and ions are uniformly implanted into the entire surface of the substrate.

【0013】ビーム強度iはスリット配置ピッチを周期
として脈動分布する。そこで被注入基板をスリット配置
ピッチ分の振動幅△y、実際にはスリット配置ピッチ程
度の振動幅で振動させることにより、被注入基板14に
対するビーム強度を平均化し、被注入基板の全面におけ
る注入量を均一化することができる。これは、スリット
18及びその配置ピッチの加工精度等により、ビーム強
度の脈動分布に影響が生じ、被注入基板の振動幅が、基
板全面のイオン注入量が均一化されるように、設計上の
スリット配置ピッチに対して増減調節幅をもつことによ
る。
The beam intensity i is pulsatingly distributed with the slit arrangement pitch as a period. Therefore, by oscillating the substrate to be injected with a vibration width Δy corresponding to the slit arrangement pitch, actually, with a vibration width of about the slit arrangement pitch, the beam intensity with respect to the substrate to be injected 14 is averaged, and the injection amount on the entire surface of the substrate to be injected is Can be made uniform. This is because the pulsation distribution of the beam intensity is affected by the processing accuracy of the slits 18 and the arrangement pitch thereof, and the vibration width of the implanted substrate is designed so that the ion implantation amount on the entire surface of the substrate is made uniform. This is due to the fact that there is an adjustment range for the slit arrangement pitch.

【0014】イオン源1及びマルチスリット電極をもつ
ビーム引出し電極系6の設計上からすると、基本的には
ビーム強度iの脈動分布周期はスリット配置ピッチに対
応している筈であるが、実際に測定してみると、スリッ
ト配置ピッチの2倍以上の整数倍の脈動分布成分を有し
ていることがある。この理由については現時点では、は
っきりとは分からないが、例えば、スリット18とその
配置の加工精度、ビーム引出し電極系の各電極が間隔を
有して配置されており、また電極系と被注入基板の距離
間隔の影響、さらに各スリットから引きだされるビーム
が均一であるとは言え、多少の不均一性の存在等による
と解される。
From the viewpoint of the design of the ion source 1 and the beam extraction electrode system 6 having the multi-slit electrodes, the pulsation distribution period of the beam intensity i should basically correspond to the slit arrangement pitch. As a result of measurement, it may have a pulsation distribution component that is an integral multiple of twice or more the slit arrangement pitch. The reason for this is not clear at present, but for example, the processing precision of the slit 18 and its arrangement, the electrodes of the beam extraction electrode system are arranged with a gap, and the electrode system and the substrate to be implanted are arranged. It can be understood that the influence of the distance interval of 1 and the beam emitted from each slit are uniform, but some non-uniformity exists.

【0015】ビーム強度iが、かかるスリット配置ピッ
チの整数倍(ただし整数n≧2)の脈動分布成分を有す
る場合には、これに合わせて被注入基板14の振動幅も
スリット配置ピッチの整数倍程度とする。これにより、
ビーム強度のかかる脈動分布成分が平均化されると共
に、1スリット配置ピッチの脈動分布成分についても平
均化できるから、被注入基板14の全面におけるイオン
注入量を均一化することができる。
When the beam intensity i has a pulsation distribution component which is an integral multiple of the slit arrangement pitch (where integer n ≧ 2), the vibration width of the substrate 14 to be injected is also an integral multiple of the slit arrangement pitch. The degree. This allows
Since the pulsation distribution component having the beam intensity is averaged, and also the pulsation distribution component of one slit arrangement pitch can be averaged, the ion implantation amount on the entire surface of the implanted substrate 14 can be made uniform.

【0016】図3は被注入基板14に対する保持・振動
機構19の構成図であり、同図(a)は断面図、同
(b)は(a)のA−A線から下方を見た平面図であ
る。被注入基板14は基板ホルダー20に基板押え部材
21を用いて取り付ける。基板ホルダー20は支持ブロ
ック22から延びる腕部材23に取り付けられており、
支持ブロックは側面に取り付けた摺動軸受24を介して
2本の振動用ガイド棒(軸)25で支持されている。振
動用ガイド棒25の両端は枠板26,26’に固定され
ており、これらガイド棒と枠板で基板ホルダー20、支
持ブロック22の振動支持枠体を形成している。
3A and 3B are structural views of the holding / vibrating mechanism 19 for the substrate 14 to be injected. FIG. 3A is a sectional view and FIG. 3B is a plan view seen from the line AA in FIG. It is a figure. The substrate 14 to be injected is attached to the substrate holder 20 using the substrate pressing member 21. The substrate holder 20 is attached to an arm member 23 extending from the support block 22,
The support block is supported by two vibration guide rods (shafts) 25 via sliding bearings 24 attached to the side surfaces. Both ends of the vibration guide rod 25 are fixed to frame plates 26 and 26 ', and these guide rods and frame plates form a vibration support frame for the substrate holder 20 and the support block 22.

【0017】一方の枠板26には中空のチルト軸27が
結合されている。真空チャンバ28にチルト軸27を軸
支する軸受部材29が取り付けられており、この軸受部
材の2ヵ所に配置した軸受30によってチルト軸27は
回動可能に軸支されている。支持ブロック22には中空
の振動駆動軸31が取付けフランジ部31’によって結
合しており、この振動駆動軸は枠板26とチルト軸27
を貫通し、チルト軸の外に延出している。枠板26と振
動駆動軸31のフランジ部31’との間にはべローズ3
2が設けられており、チルト軸27と振動駆動軸31が
真空シール状態のもとで相対的に運動できるようにして
ある。
A hollow tilt shaft 27 is connected to one frame plate 26. A bearing member 29 that pivotally supports the tilt shaft 27 is attached to the vacuum chamber 28, and the tilt shaft 27 is rotatably supported by bearings 30 arranged at two positions of the bearing member. A hollow vibration drive shaft 31 is coupled to the support block 22 by a mounting flange portion 31 ′. The vibration drive shaft is a frame plate 26 and a tilt shaft 27.
And extends outside the tilt axis. The bellows 3 is provided between the frame plate 26 and the flange portion 31 ′ of the vibration driving shaft 31.
2 is provided so that the tilt shaft 27 and the vibration drive shaft 31 can relatively move under a vacuum sealed state.

【0018】振動駆動軸31の端部には支持部材33が
取り付けられており、この支持部材に取り付けた摺動軸
受34によってガイド軸35を摺動軸支している。この
ガイド軸の端部はチルト軸27のベルトプーリによる操
作部27’の側面に固定されている。また、支持部材3
3に設けたネジ軸受36には振動駆動用のネジ軸37が
螺合しており、このネジ軸の一端はチルト軸27の操作
部27’に回動可能に取り付けられており、他端は振動
用モ−タ38に結合している。同モ−タはガイド軸34
に取り付けた固定部材39で支持され、チルト軸27と
一体に動く。
A supporting member 33 is attached to an end of the vibration driving shaft 31, and a guide shaft 35 is slidably supported by a sliding bearing 34 attached to the supporting member. The end portion of this guide shaft is fixed to the side surface of the operation portion 27 'by the belt pulley of the tilt shaft 27. Also, the support member 3
A screw shaft 37 for vibration driving is screwed into the screw bearing 36 provided on the third shaft 3. One end of this screw shaft is rotatably attached to the operating portion 27 ′ of the tilt shaft 27, and the other end is It is connected to the vibration motor 38. The motor has a guide shaft 34.
It is supported by a fixing member 39 attached to the tilt shaft 27 and moves integrally with the tilt shaft 27.

【0019】振動用モ−タ38によって振動駆動用のネ
ジ軸37を所要の正逆回転を反復させることにより、支
持部材33が左右方向に移動し、同部材が結合している
中空の振動駆動軸31を介して基板ホルダー20の支持
ブロック22が所要の振動幅△yで振動する。
By repeating the required forward and reverse rotations of the vibration driving screw shaft 37 by the vibration motor 38, the supporting member 33 is moved in the left and right direction, and the hollow vibration driving unit to which the supporting member 33 is connected is driven. The support block 22 of the substrate holder 20 vibrates through the shaft 31 with a required vibration width Δy.

【0020】中空のチルト軸27をその操作部27’に
よって回動操作することにより、被注入基板14に対す
るイオンビームの入射角度を調節することができる。イ
オン注入時における基板14の発熱は基板ホルダー20
内に設けた通路に冷却水を流すことにより除去するが、
この通路には中空の振動駆動軸31内に配設する管路を
介して冷却水を供給する。
The angle of incidence of the ion beam on the substrate 14 to be implanted can be adjusted by rotating the hollow tilt shaft 27 with the operating portion 27 '. The heat generated by the substrate 14 during ion implantation is generated by the substrate holder 20.
It is removed by flowing cooling water through the passage provided inside,
Cooling water is supplied to this passage through a pipe provided in the hollow vibration drive shaft 31.

【0021】ビ−ム引出し電極系6におけるマルチスリ
ット電極のスリットとしては、図4(a)に示すように
多数のホール40を2列に近接配置したり、或いはこの
2列のホールを互いに半ピッチずらして配置することに
より、等価的に一つのスリット41を形成することがで
きる。隣接する等価スリット41の間に冷却水通路を設
けることができるから、ビ−ムをホールから引出す場合
でも電極の冷却が容易になる。
As slits of the multi-slit electrode in the beam extraction electrode system 6, a large number of holes 40 are arranged in two rows adjacent to each other as shown in FIG. By arranging with the pitch shifted, it is possible to equivalently form one slit 41. Since the cooling water passage can be provided between the adjacent equivalent slits 41, the electrode can be easily cooled even when the beam is drawn out from the hole.

【0022】各ホール40の横方向の配置間隔によって
も被注入基板上のビ−ム強度は脈動分布するから、等価
スリット41の場合、被注入基板に対する1スリット配
置ピッチ分の振動幅は、図4(b)に示すように、各ホ
ールの縦、横配置の対角線方向の△yとなり、被注入基
板の振動幅は、上述した図2(b)のマルチスリット電
極による場合と同じ、スリット配置ピッチ程度、スリッ
ト配置ピッチの整数倍程度(ただし整数n≧2)とする
ことにより、被注入基板全面のイオン注入量を均一にす
ることができる。
Since the beam intensity on the substrate to be injected has a pulsating distribution also depending on the lateral arrangement interval of the holes 40, in the case of the equivalent slit 41, the vibration width for one slit arrangement pitch with respect to the substrate to be injected is as shown in FIG. As shown in FIG. 4 (b), each hole has a vertical and horizontal arrangement of Δy in the diagonal direction, and the vibration width of the substrate to be injected has the same slit arrangement as that of the multi-slit electrode of FIG. 2 (b) described above. By setting the pitch to be about an integer multiple of the slit arrangement pitch (where integer n ≧ 2), the ion implantation amount on the entire surface of the substrate to be implanted can be made uniform.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、マルチスリット電極のスリット配置ピッチ程度の
振動幅で被注入基板を振動させることにより、矩形の被
注入基板全面にイオンを均一に注入することができるか
ら、被注入基板を回転させる場合に比べて、イオンビー
ムの利用効率を大幅に向上させることができる。そし
て、ビーム利用効率の向上に伴い、イオンビームの引出
し、加速に要する電源容量を低減することが可能にな
り、これら電源装置が低価格化、小型化され、ひいては
イオン注入装置全体の低価格化、小型化を可能にする。
Since the present invention is configured as described above, by vibrating the substrate to be implanted with a vibration width of about the slit arrangement pitch of the multi-slit electrode, the ions are made uniform over the entire surface of the rectangular substrate to be implanted. Since the implantation can be performed, the utilization efficiency of the ion beam can be significantly improved as compared with the case where the substrate to be implanted is rotated. As the beam utilization efficiency improves, it becomes possible to reduce the power supply capacity required for extracting and accelerating the ion beam, and these power supply devices are reduced in price and downsized, which in turn lowers the cost of the ion implantation device as a whole. , Enables miniaturization.

【0024】被注入基板の振動幅をスリット配置ピッチ
の整数倍(ただし整数n≧2)程度とすることにより、
被注入基板に到達するビームの強度が、スリット配置ピ
ッチの2倍以上の整数倍の脈動分布成分を有する場合に
あっても、かかる脈動分布成分の平均化を行うことがで
きると共に、1スリット配置ピッチの脈動分布成分につ
いても平均化できるから、被注入基板全面のイオン注入
量を均一化することができ、被注入基板を回転させる場
合に比べて、やはりイオンビームの利用効率を向上させ
ることができる。
By setting the vibration width of the substrate to be injected to an integer multiple of the slit arrangement pitch (where integer n ≧ 2),
Even when the intensity of the beam reaching the substrate to be injected has a pulsation distribution component that is an integral multiple of twice the slit arrangement pitch, the pulsation distribution component can be averaged and one slit arrangement is performed. Since the pulsation distribution component of the pitch can also be averaged, the ion implantation amount on the entire surface of the substrate to be implanted can be made uniform and the utilization efficiency of the ion beam can be improved as compared with the case of rotating the substrate to be implanted. it can.

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

【図1】(a)は実施例の構成図、(b)はビ−ム引出
し電極系におけるマルチスリット電極の平面図である。
1A is a configuration diagram of an embodiment, and FIG. 1B is a plan view of a multi-slit electrode in a beam extraction electrode system.

【図2】ビ−ム強度iの脈動と被注入基板の振動振幅△
yとの関係説明図である。
FIG. 2 Pulsation of beam intensity i and vibration amplitude Δ of the injected substrate
It is a relationship explanatory view with y.

【図3】被注入基板14に対する保持・振動機構の構成
図であり、同図(a)は断面図、同(b)は(a)のA
−A線から下方を見た平面図である。
3A and 3B are configuration diagrams of a holding / vibrating mechanism with respect to a substrate to be injected 14, where FIG. 3A is a sectional view and FIG.
It is the top view which looked down from the -A line.

【図4】(a)はホールによって等価的にスリットを形
成する電極の構成図、(b)は被注入基板の振動につい
ての説明図である。
4A is a configuration diagram of an electrode equivalently forming a slit by a hole, and FIG. 4B is an explanatory diagram of vibration of a substrate to be injected.

【図5】断面が大面積のビ−ムによる従来のイオン注入
装置の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional ion implanter using a beam having a large cross section.

【図6】(a)は従来のビ−ム引出し電極系におけるマ
ルチホール電極の構成図、(b)は大面積ビ−ムの断面
形状と被注入基板の形状についての説明図である。
6A is a configuration diagram of a multi-hole electrode in a conventional beam extraction electrode system, and FIG. 6B is an explanatory diagram of a cross-sectional shape of a large-area beam and a shape of a substrate to be implanted.

【図7】従来のイオン注入装置におけるビ−ム強度、注
入量特性の一例を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of beam intensity and implantation amount characteristics in a conventional ion implantation apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 高周波イオン源 6 ビ−ム引出し電極系 14 被注入基板 19 被注入基板の保持・振動機構 20 基板ホルダー 22 支持ブロック 24 摺動軸受 25 振動用ガイド棒 26,26’ 枠板 27 中空のチルト軸 28 真空チャンバ 29 軸受部材 31 振動駆動軸 33 支持部材 35 ガイド軸 37 振動駆動用ネジ軸 38 振動用モ−タ 40 ホール 41 等価スリット 1 High-Frequency Ion Source 6 Beam Extraction Electrode System 14 Injected Substrate 19 Retaining / Vibrating Mechanism of Injected Substrate 20 Substrate Holder 22 Support Block 24 Sliding Bearing 25 Vibration Guide Rod 26, 26 'Frame Plate 27 Hollow Tilt Shaft 28 vacuum chamber 29 bearing member 31 vibration drive shaft 33 support member 35 guide shaft 37 vibration drive screw shaft 38 vibration motor 40 hole 41 equivalent slit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 イオン源のビ−ム引出し電極系から引出
された断面が大面積のイオンビームを質量分離せずに矩
形の被注入基板に注入するイオン注入装置において、マ
ルチスリット電極を有するビ−ム引出し電極系と、前記
マルチスリット電極のスリット配置ピッチ程度の振動幅
で被注入基板を振動させる機構とを備えてなることを特
徴とするイオン注入装置。
1. An ion implantation apparatus for implanting an ion beam having a large cross section extracted from a beam extraction electrode system of an ion source into a rectangular substrate to be implanted without mass separation, and a beam having a multi-slit electrode. An ion implantation apparatus comprising a frame extraction electrode system and a mechanism for vibrating the substrate to be implanted with a vibration width of about the slit arrangement pitch of the multi-slit electrodes.
【請求項2】 イオン源のビ−ム引出し電極系から引出
された断面が大面積のイオンビームを質量分離せずに矩
形の被注入基板に注入するイオン注入装置において、マ
ルチスリット電極を有するビ−ム引出し電極系と、前記
マルチスリット電極のスリット配置ピッチの整数倍(た
だし整数n≧2)程度の振動幅で被注入基板を振動させ
る機構とを備えてなることを特徴とするイオン注入装
置。
2. An ion implanter for implanting an ion beam having a large cross-section extracted from a beam extraction electrode system of an ion source into a rectangular substrate to be implanted without mass separation, and a beam having a multi-slit electrode. An ion implantation apparatus comprising: a frame extraction electrode system; and a mechanism for vibrating the substrate to be implanted with a vibration width of an integer multiple of the slit arrangement pitch of the multi-slit electrodes (where integer n ≧ 2). .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0921556A2 (en) * 1997-11-28 1999-06-09 Nissin Electric Co., Ltd. Thin film forming apparatus
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