JPH088083B2 - Ion implantation apparatus and an ion implantation method - Google Patents

Ion implantation apparatus and an ion implantation method

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JPH088083B2
JPH088083B2 JP12220594A JP12220594A JPH088083B2 JP H088083 B2 JPH088083 B2 JP H088083B2 JP 12220594 A JP12220594 A JP 12220594A JP 12220594 A JP12220594 A JP 12220594A JP H088083 B2 JPH088083 B2 JP H088083B2
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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、大電流のイオンビームを得る半導体製造装置用イオン打込装置に係り、特に分離された特定のイオンを加速する際に発生する中性粒子や変質したイオン等の不要物質を除去もしくは最少として、良質で高エネルギーのイオンビームを得るイオン打込装置に関する。 The present invention relates to relates to a semiconductor manufacturing apparatus for ion implantation apparatus for obtaining an ion beam of large current, and neutral particles or deterioration occurs particularly when accelerating the separated specific ion ion as removing or minimizing unwanted substances etc., an ion implantation apparatus for obtaining an ion beam of high energy quality.

【0002】 [0002]

【従来の技術】大電流のイオンビーム出力を得るイオン打込装置としては、例えば、特開昭60−105153号公報に記載のごとき方式が知られている。 2. Description of the Related Art As ion implantation apparatus for obtaining an ion beam output of large current, for example, such methods described in JP-A-60-105153 is known. この様な方式においては、大電流のイオンビーム出力を得る為には、特定のイオン種を分離するための磁場を強磁場とすることが行われている。 In such a method, to obtain an ion beam output of large current, be a strong magnetic field the magnetic field for separating specific ion species have been made. 又、この磁場強度を大きくするのにも、構造上限界がある。 Further, to increase the magnetic field strength, there is a structural limit. このため、強磁場でイオン分離した後に、後段において加速する方式が知られている。 Therefore, after the ion separation in a strong magnetic field, known it is a method to accelerate the subsequent stage.

【0003】又、イオンビームを被照射物に走査して打込む場合、被照射物自体を回転させながら移動するメカニカルスキャン方式も知られている。 [0003] When implanted by scanning the ion beam in the irradiated object, is also known mechanical scan type which moves while rotating the object to be irradiated itself. この様な方式としては特開昭57−187853号や特開昭57−182956号の公報がある。 There is a publication of JP-A-57-187853 JP and JP-A-57-182956 is as such a method.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明のイオン打込装置は、大電流良質のイオンビームを得ることを目的としている。 Ion implantation apparatus of the present invention 0005] is intended to obtain an ion beam of large current quality.

【0005】しかしながら、強磁場を印加し、就中イオン種分離用の磁石の後段に加速部を有することにより高エネルギーのイオン種を取り出そうとすると、強磁場の作用や分離されたイオンにエネルギーを加えるため中性粒子や変質したイオンの不要物質が発生し、被照射物に悪影響を及ぼすことになる。 However, by applying a strong magnetic field, Pulling the ion species with high energy by having an acceleration section downstream of the magnet for especially ionic species separated, the energy intensity magnetic field effects or separated ions unnecessary material neutral particles or degenerated ions are generated to add, it will adversely affect the object to be irradiated.

【0006】更に、分離したイオンビームを被照射物上に走査するため、走査用の磁界を加えると、この磁界によっても不要物質が発生し、悪影響を及ぼすことが判った。 Furthermore, for scanning the separated ion beam onto an object to be irradiated, when applying a magnetic field for scanning, even unnecessary material is produced by the magnetic field, it was found that adverse effects. 特に、微細な半導体デバイスにおいては、被照射物上不要物質が打込まれると、被照射物の精度を低下させることになり、致命的な欠陥となる。 In particular, in a fine semiconductor device, the required material on the irradiated object is driven, results in lowering the accuracy of the irradiated object, is a fatal defect.

【0007】 [0007]

【課題を解決するための手段】本発明においては、良質で高エネルギーのイオンビームを得る為、分離イオンを加速した後、不要な物質を除去する偏向部を設けると共に、不要物質を除去した良質のイオンビームは不要物質を発生する無用の磁界を加えないよう、磁場スキャンを採用せずメカニカルに被照射物を移動走査するメカニカルスキャン方式を採用することにより、被照射物に到達する不要物質を徹底して除去し、発生を抑制する構成とした。 In the present invention, in order to solve the problems], to obtain an ion beam of high energy quality, after accelerated separation ions, provided with a deflection unit for removing unwanted materials, good removal of the unwanted material the ion beam is not to apply a magnetic field of useless for generating unwanted substances, by adopting the mechanical scan type that moves scanning the irradiation object to mechanical without adopting a magnetic field scan, the unwanted substances reaching the irradiated object thorough was removed, and to suppress configuration generation.

【0008】 [0008]

【作用】イオン偏向部の磁場は、磁場の強さを特定のイオンを目的の角度だけ偏向させるために必要な磁場の強さを与えることにより、正の電荷を帯びた特定の質量をもつイオンが、イオン打込室の所定の場所に導かれる軌道に入るように偏向されるが、中性粒子は磁場に影響されず直進するため、また不必要なイオンは偏向部の磁場の強さが不必要なイオンをイオン打込室の所定の場所に導くための強さと異なるため、イオン打込軌道からはずれるように動作する。 [Action] field of the ion deflecting unit, by giving the strength of the magnetic field required to deflect by an angle of interest specific ion strength of the magnetic field, ions with a specific mass of positively charged but it is deflected to enter the track guided in place of ion implantation chamber, since neutral particles is straight without being affected by the magnetic field, also unwanted ions the strength of the magnetic field of the deflection unit since different from the intensity for guiding unwanted ions in place of the ion implantation chamber operates to deviate from the ion implantation trajectory. それによって偏向磁場を通過したイオンビームは、特定の質量をもつイオンビームだけがイオン打込室のイオンを打込む位置に導かれるため、中性粒子および不必要なイオンがイオン被照射物に打込まれることはない。 The ion beam passing through the deflection magnetic field thereby, only the ion beam having a specific mass is guided to a position implanting ions of the ion implantation chamber, striking neutral particles and unwanted ions in the ion irradiation object It will not be written.

【0009】同時に、不要物質を除去した良質のイオンビームは、その後に不必要な物質の発生する磁場のないメカニカルスキャン方式としたため、良質のイオンビームが被照射体に照射されることとなる。 [0009] Simultaneously, the ion beam of high quality that removes unnecessary substances, since then was mechanical scan type with no magnetic field generated by the unwanted material, so that the ion beam quality is irradiated to the irradiated body.

【0010】 [0010]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1,図2,図3 EXAMPLES Hereinafter, an embodiment of the present invention 1, 2, 3
により説明する。 It will be described with reference to.

【0011】図1に、本発明のイオンビーム軌道を有する前段加速方式のイオン打込装置のイオンビーム部を立体図で表わしたものである。 [0011] FIG. 1, in which the ion beam of the ion implantation apparatus of the pre-acceleration system having an ion beam orbit of the present invention expressed in three-dimensional view. 図2は、図1のイオンビーム軌道を側面から見た図面である。 Figure 2 is a drawing viewed ion beam trajectory in FIG. 1 from the side.

【0012】イオン源1で生成されたイオンは、イオン加速部2で加速され、イオン分離部4に入り、分離部の磁場により特定の質量をもつイオン種に分離される。 [0012] Ions generated in the ion source 1 is accelerated by the ion acceleration portion 2 enters the ion separation section 4 is separated into ion species having a specific mass by the magnetic field of the separating portion. 特定の質量をもつイオン種は、イオン偏向部5に導かれ、 Ion species having a specific mass is guided to the ion deflection section 5,
イオン偏向部5の磁場により、イオンビーム軌道が曲げられ、イオン打込室9の所定の位置に導かれ、ディスク6のウェーハ11(イオン被照射物)に打込まれる。 By the magnetic field of the ion deflector unit 5, the ion beam orbit is bent, directed to a predetermined position of the ion Dakomishitsu 9, are driven into the wafer 11 of the disk 6 (ion irradiated object).

【0013】イオン偏向部5は打込み操作をしない場合、偏向をせずファラディカップ10にイオンビームが直進する。 [0013] If you do not want the ion deflection section 5 implantation operation, the ion beam goes straight to the Faraday cup 10 without deflection. ファラディカップ10はカーボン等中性粒子や不要イオンの吸収体で構成されている。 Faraday cup 10 is constituted by the absorber such as carbon neutral particles and unwanted ions.

【0014】ディスク6は、ディスク回転モータ7により回転されながら、ディスク走査モータ8により走査され、ウェーハ11の全面に均一なイオン打込みが行われる。 [0014] disc 6 while being rotated by the disc rotation motor 7, is scanned by a disk scanning motor 8, uniform ion implantation is performed on the entire surface of the wafer 11. イオン分離部4の出口からイオン偏向部5の間で発生した中性粒子は、イオン偏向部5の磁場でも偏向されず、ファラディカップ10に入り、ディスク6には当ることはない。 Neutral particles generated between the ion separation section 4 of the ion deflector portion 5 from the outlet is not deflected in a magnetic field of the ion deflection section 5, enters the Faraday cup 10, does not hit the disk 6. さらに特定の質量を有するイオン以外は、 Further except ions having a specific mass,
イオン打込室9の所定の位置に達するイオンビーム軌道3からはずれるため、スリット12等によりさえぎられ、ディスク6に打込まれることがない。 Since departing from the ion beam trajectory 3 to reach a predetermined position of the ion Dakomishitsu 9, interrupted by slits 12 or the like, it is not to be driven into the disc 6.

【0015】図3は、本発明のイオンビーム軌道を有するイオン打込装置で、イオン分離部4の後にイオン加速部2を有する後段加速タイプのイオンビーム軌道の側面図である。 [0015] Figure 3 is an ion implantation apparatus having an ion beam orbit of the present invention, is a side view of the ion beam orbit of post-acceleration type having ion acceleration portion 2 after the ion separation section 4.

【0016】図4は、従来から使用されているイオンビーム軌道で、イオン分離部4を出たイオンビームは、真直ぐ、ディスク6に打込まれる構造となっている。 [0016] Figure 4 is an ion beam trajectory has been conventionally used, the ion beam leaving the ion separation section 4, straight, and has a structure driven into the disc 6.

【0017】 [0017]

【発明の効果】本発明によれば、イオン打込室の前に設置されたイオン偏向部の磁場により、イオンビーム軌道が曲げられ、中性粒子および不必要なイオンの除去が出来且つその後に中性粒子や不要イオンの発生させる磁界を一切排除しているため、イオン打込み精度が極めて高くなると共に、不必要なイオン,中性粒子がイオン被照射物に打込まれることを最大限に防ぐことができる。 According to the present invention, by a magnetic field of the ion deflection section disposed in front of the ion implantation chamber, the ion beam orbit is bent, it can remove neutral particles and unwanted ions and then because it eliminates any magnetic field generated in the neutral particles and unwanted ions, the ion implantation accuracy is very high, unwanted ions, neutral particles prevent maximally to be driven into the ion irradiation object be able to.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明のイオンビーム軌道の概略立体図である。 1 is a schematic perspective view of the ion beam orbit of the present invention.

【図2】図1のイオンビーム軌道(前段加速方式)の側面図である。 2 is a side view of the ion beam trajectory in FIG. 1 (pre-acceleration system).

【図3】本発明のイオンビーム軌道を有した後段加速方式のイオンビーム軌道の側面図を示す。 3 shows a side view of the ion beam orbit of post-acceleration system having an ion beam orbit of the present invention.

【図4】従来のイオン打込装置に用いられているイオンビーム軌道の立体図を示す。 4 shows a perspective view of the ion beam trajectory used in a conventional ion implantation apparatus.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…イオン源、2…イオン加速部、3…イオンビーム軌道、4…イオン分離部、5…イオン偏向部、6…ディスク、7…ディスク回転モータ、8…ディスク走査モータ、9…イオン打込室、10…ファラディカップ、11 1 ... ion source, 2 ... ion acceleration section, 3 ... ion beam orbit, 4 ... ion separation unit, 5 ... ion deflector unit, 6 ... disc, 7 ... disk rotating motor, 8 ... disc scanning motor, 9 ... ion implantation room, 10 ... Faraday cup, 11
…ウェーハ、12…スリット。 ... wafer, 12 ... slit.

Claims (9)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】イオンを生成するイオン源部と、該イオン源により生成されたイオンから特定の質量を持つイオンを分離してイオンビームとして取りだすイオン分離部と、該イオンビームの被照射物を設置するイオン打込室から成り、該イオンビームの軌道が一平面内にあるイオン打込装置において、前記イオン分離部と前記被照射物の間に、イオンビーム軌道を偏向するイオン偏向部を設けると共に、前記イオン分離部と前記イオン偏向部の間に加速部を設けたことを特徴とするイオン打込装置。 And 1. A ion source unit for generating ions, and taken out ion separation unit as an ion beam separating the ions with a specific mass from ions produced by the ion source, the object to be irradiated of said ion beam consists ion implantation chamber to be installed, the trajectory of the ion beam in an ion implantation apparatus which is in a plane, between the ion separation part and the irradiated object, providing the ion deflector portion for deflecting the ion beam orbit together, ion implantation apparatus characterized by comprising an acceleration portion between the ion separation unit the ion deflection section.
  2. 【請求項2】請求項1において、前記被照射物を移動走査する走査部を設けたことを特徴とするイオン打込装置。 2. A according to claim 1, the ion implantation apparatus characterized in that a scanning unit that moves scanning the irradiated object.
  3. 【請求項3】請求項2において、前記イオン偏向部を設けた前記イオンビーム軌道は、一平面内にあることを特徴とするイオン打込装置。 3. The method of claim 2, wherein the ion beam trajectory provided the ion deflector unit, an ion implantation apparatus, characterized in that within one plane.
  4. 【請求項4】請求項2において、前記イオン打込室は、 4. The method of claim 2, wherein the ion Dakomishitsu is
    イオン被照射物を取付けるディスクと、ディスクを回転させながらディスクがイオンビーム軌道を横切るように移動させる構成としたことを特徴とするイオン打込装置。 A disk mounting the ion irradiation object, an ion implantation apparatus which disc while rotating the disc is characterized in that it is configured to move across the ion beam orbit.
  5. 【請求項5】請求項2において、該イオン偏向部で、イオンを偏向しない場合は、イオンがイオン分離部出口より直線軌道で進み、イオンビーム量測定器に導かれるビーム軌道を有することを特徴とするイオン打込装置。 5. The method of claim 2, in the ion deflection section, if not deflected ions, ions proceeds at a linear track from the ion separation section outlet, characterized in that it has a beam trajectory directed to the ion beam measuring instrument ion implantation apparatus according to.
  6. 【請求項6】イオンを生成するイオン源部と、該イオン源により生成されたイオンから特定の質量を持つイオンを偏向により分離してイオンビームとして取りだすイオン分離部と、該イオンビームの被照射物を設置するイオン打込室から成るイオン打込装置において、前記イオン分離部と前記被照射物の間に、イオンビーム軌道を偏向するイオン偏向部を設け、所定の平面内における前記イオン分離部のイオンビームの偏向方向と、前記所定の平面内における前記イオン偏向部のイオンビームの偏向方向が、逆方向となるように構成されていることを特徴とするイオン打込装置。 6. A ion source unit for generating ions, and then separated by deflecting the ions having the specific mass from ions produced by the ion source is taken out ion separation unit as an ion beam, the irradiation of the ion beam in the ion implantation apparatus comprising an ion implantation chamber for installing the object, between the said ion separation portion irradiated object, provided the ion deflector portion for deflecting the ion beam orbit, the ion separation portion in a predetermined plane a deflection direction of the ion beam, the deflection direction of the ion beam of the ion deflecting portion in the predetermined plane is, ion implantation apparatus characterized by being configured such that the opposite direction.
  7. 【請求項7】イオンを発生させ、前記発生したイオンから特定の質量を分離してイオンビームとして取りだし、 7. to generate ions, removed to separate the specific mass from the generated ion as an ion beam,
    前記イオンビームを加速し、前記加速したイオンビームを前記質量分離と同平面内で偏向し、被照射物に打込むことを特徴とするイオン打込方法。 Ion implantation method accelerates the ion beam, to deflect the accelerated ion beam in the mass separation of the same plane, and wherein the implanting the irradiated object.
  8. 【請求項8】イオンを発生させ、前記発生したイオンから特定の質量を偏向分離してイオンビームとして取りだし、所定の平面内で前記質量分離部の偏向方向と逆方向となるように前記イオンビームを偏向し、被照射物に打込むことを特徴とするイオン打込方法。 8. to generate ions, the extraction of a particular mass from generated ions as to deflect separated ion beam, wherein such that the deflection direction and the opposite direction of the mass separation unit within a predetermined plane ion beam It deflects the ion implantation method characterized by implanting in the irradiated object.
  9. 【請求項9】イオンを発生させ、前記発生したイオンから特定の質量を分離してイオンビームとして取りだし、 9. to generate ions, removed to separate the specific mass from the generated ion as an ion beam,
    前記イオンビームを加速し、前記加速したイオンビームを偏向器で偏向し、前記偏向されたイオンビームを被照射物に打ち込み、さらに、打ち込み操作をしない場合には前記加速したイオンビームを偏向器で偏向せずに吸収体に向けて直進させ、前記加速したイオンビームを前記吸収体に吸収させることを特徴とするイオン打込方法。 Accelerating the ion beam, to deflect the accelerated ion beam deflector, driving the deflected ion beam to be irradiated, further, when no implantation operation by the deflector ion beam the accelerating towards the absorber without deflection is straight, ion implantation method, characterized in that to absorb the accelerated ion beam into the absorber.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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