JPH0896744A - Ion implanting device - Google Patents

Ion implanting device

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Publication number
JPH0896744A
JPH0896744A JP23096694A JP23096694A JPH0896744A JP H0896744 A JPH0896744 A JP H0896744A JP 23096694 A JP23096694 A JP 23096694A JP 23096694 A JP23096694 A JP 23096694A JP H0896744 A JPH0896744 A JP H0896744A
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JP
Japan
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semiconductor substrate
electron
electrons
arc chamber
ion
Prior art date
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Pending
Application number
JP23096694A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masashi Hiranabe
雅司 平鍋
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Hitachi Ltd
Renesas Semiconductor Package and Test Solutions Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Hokkai Semiconductor Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0896744A publication Critical patent/JPH0896744A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To prevent the decrease of gate pressureproof generated according to a chargeup phenomenon, by providing a scan magnet which scans an electron, generated in an electron generating means, in a direction of a semiconductor substrate. CONSTITUTION: A semiconductor substrate 13 is supported in the peripheral edge part of a conductive clamp ring 20 connected to a grounding electrode 22. A doze CPU, counting a number of positive impurity ions implanted by counting in the halfway of supply to the semiconductor substrate 13 an electron for electrically neutralizing, is provided between the semiconductor substrate 13 and the grounding electrode 22. In a plasma flood gun 12 compensating insufficiency of an electron supplied from the grounding electrode 22, Ar gas 18 is supplied from a gas introducing port 17 into an arc chamber 14, to perform a plasma discharge by applying voltage across filament 14a-arc chamber 14, and a generated electron is used for neutralization. The plasma flood gun 12 is provided with a draw out electrode 15 drawing out an electron from the arc chamber 14 and a scan magnet 16 for scanning the electron.

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、半導体集積回路装置の
製造技術に関するものであり、特に不純物イオンを半導
体基板へ衝突させることによって、半導体基板にp型又
はn型の導電型領域を形成するためのイオン注入技術に
利用して有効なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to forming a p-type or n-type conductivity type region on a semiconductor substrate by causing impurity ions to collide with the semiconductor substrate. It is effective for use in the ion implantation technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路装置の製造プロセスにお
いて、半導体基板へ不純物イオンを導入するイオン注入
処理や、パターニングされた半導体基板をエッチングす
るエッチング処理は、正又は負の荷電粒子を半導体基板
へ衝突させることにより処理を行なっている。これらの
処理では、半導体基板に衝突した荷電粒子、例えば正の
イオンは、クランプリングを介して半導体基板に接続さ
れた接地電極から供給される電子によって電気的中和が
なされている。しかしながら、半導体基板に供給される
荷電粒子数に対して供給される電子又は正孔の供給速度
が遅れた場合、半導体基板が荷電粒子の電荷によって帯
電する現象、所謂チャージアップ現象が生じてしまう。
特に、大電流のイオン注入装置においてはその傾向が著
しい。
2. Description of the Related Art In a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device, an ion implantation process for introducing impurity ions into a semiconductor substrate or an etching process for etching a patterned semiconductor substrate collides positive or negative charged particles with the semiconductor substrate. The processing is performed by making In these processes, charged particles that have collided with the semiconductor substrate, for example, positive ions, are electrically neutralized by the electrons supplied from the ground electrode connected to the semiconductor substrate via the clamp ring. However, when the supply speed of electrons or holes supplied to the number of charged particles supplied to the semiconductor substrate is delayed, a phenomenon in which the semiconductor substrate is charged by the charges of the charged particles, that is, a so-called charge-up phenomenon occurs.
This tendency is particularly remarkable in a high-current ion implanter.

【0003】絶縁ゲート型電界効果トランジスタからな
る半導体集積回路装置(MISIC)において、このよ
うなチャージアップ現象が、例えばMOSトランジスタ
のソース及びドレイン領域を形成する際にゲート電極に
生じた場合、ゲート酸化膜が破壊されてしまうという問
題がある。特に最近は、MOSICの微細化が進み、そ
れに伴ってゲート酸化膜も薄膜化しており、微小なチャ
ージアップ現象にも破壊されやすくなっている。特にイ
オン注入処理では半導体基板中に不純物イオンを注入
し、電子と電気的に中和させた形で残すため、チャージ
アップ現象を生じさせないように注入される不純物イオ
ンには即座に電子を供給する必要がある。
In a semiconductor integrated circuit device (MISIC) including an insulated gate field effect transistor, when such a charge-up phenomenon occurs in a gate electrode when forming a source and drain regions of a MOS transistor, for example, gate oxidation is performed. There is a problem that the film is destroyed. Particularly in recent years, the miniaturization of MOSIC has progressed, and the gate oxide film has been thinned accordingly, and it is easy to be destroyed by a minute charge-up phenomenon. In particular, in the ion implantation process, impurity ions are implanted into the semiconductor substrate and left in a form of being electrically neutralized with electrons, so that electrons are immediately supplied to the implanted impurity ions so as not to cause a charge-up phenomenon. There is a need.

【0004】尚、イオン注入装置に関しては、「超LS
I製造・試験装置ガイドブック 1988年版 電子材
料別冊」(工業調査会発行)第58頁乃至第64頁に記
載されている。例えば、同文献第59頁左欄第1行目乃
至第11行目には、「微細素子では、薄膜化が進み、イ
オン注入時その膜破壊を防止することも重要な課題であ
る。すなわち、注入時にウェハが帯電し静電破壊を引き
起こす。イオン注入装置は、この帯電量を低減させる改
良が必要である。デバイス構造にも依存するが、数V以
下が望まれる。このためには、イオンビーム径の大口径
化およびその均一化が重要なポイントとなる。強制的に
エレクトロフラドガンでイオンを中和させる法もあり、
非常に有効であるが、エレクトロフラドガンの安定化お
よび帯電モニタによるエレクトロフラド制御が望まれ
る。」旨が記載されている。
Regarding the ion implantation apparatus, "Super LS"
I Manufacturing / Testing Equipment Guidebook, 1988 Edition Electronic Materials Separate Volume "(published by the Industrial Research Institute), pages 58 to 64. For example, on page 59, left column, lines 1 to 11 of the same document, "In fine elements, thinning progresses, and it is also an important subject to prevent the film breakdown during ion implantation. The wafer is charged during the implantation and causes electrostatic breakdown.Ion implantation equipment needs improvement to reduce this charge amount.It depends on the device structure, but a voltage of several V or less is desired. The important point is to increase the beam diameter and make it uniform.There is also a method to forcibly neutralize the ions with an electro-flad gun,
Although highly effective, stabilization of the electroflood gun and electroflood control with a charge monitor is desired. Is stated.

【0005】図4(a)に、エレクトロフラドガンの概
略、(b)に、プラズマフラドガンの該略を示す。エレ
クトロフラドガン29は、フィラメント31で発生した
熱電子32をターゲットブロック35に当て、ターゲッ
トブロック35で2次電子36が放出される。この2次
電子36が、イオンビーム34や帯電した半導体基板3
3に引き寄せられることを利用して不純物イオンの中和
を行なう。また、プラズマフラドガン38は、アークチ
ャンバ39内にArガスを流し、フィラメント40−ア
ークチャンバ39間に電圧をかけ、プラズマ放電により
発生した電子46により不純物イオンの中和を行なう。
FIG. 4 (a) shows an outline of an electro-flad gun, and FIG. 4 (b) shows the outline of a plasma-flad gun. The electro-flag gun 29 applies the thermoelectrons 32 generated in the filament 31 to the target block 35, and secondary electrons 36 are emitted from the target block 35. The secondary electrons 36 generate the ion beam 34 or the charged semiconductor substrate 3
Neutralization of impurity ions is carried out by utilizing the fact that the impurity ions are attracted to 3. Further, the plasma flood gun 38 causes Ar gas to flow in the arc chamber 39, applies a voltage between the filament 40 and the arc chamber 39, and neutralizes the impurity ions by the electrons 46 generated by the plasma discharge.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エレク
トロフラドガンを用いた場合、2次電子を発生させるた
めに高電圧をかけて熱電子を発生させるが、熱電子の持
つエネルギーが高く必要以上に2次電子が供給され、逆
に負のチャージアップ現象を引き起こす可能性がある。
また、本発明者は、プラズマフラドガンのイオン中和技
術の評価を行なうため、ダメージ評価用半導体基板を使
用しテストを行なった。その結果、打ち込みビーム量を
上げた半導体基板については、基板周縁部で耐圧が低く
なっていることが判明した。本発明者は、プラズマフラ
ドガンの中和電子の供給量に基板面内でバラツキがあ
り、中和電子の供給源から遠くなる基板周縁部では電子
の供給量が基板中央部よりも少なくなるため、中和電子
が十分に供給されていない可能性があり、また、現在の
流れとして半導体基板の大口径化が進むことに伴い、こ
のような現象が著しくなると考え、鋭意検討した。
However, when an electro-flad gun is used, a high voltage is applied to generate a secondary electron to generate a thermoelectron, but the thermal electron has a high energy and is more than necessary. Secondary electrons are supplied, which may cause a negative charge-up phenomenon.
In addition, the present inventor conducted a test using a semiconductor substrate for damage evaluation in order to evaluate the ion neutralization technique of the plasma flood gun. As a result, it was found that the breakdown voltage of the semiconductor substrate having the increased implantation beam amount was low at the peripheral portion of the substrate. The present inventor has found that the supply amount of the neutralizing electrons of the plasma flad gun varies in the substrate surface, and the electron supplying amount is smaller in the peripheral portion of the substrate far from the supply source of the neutralizing electrons than in the central portion of the substrate. Since the neutralizing electrons may not be sufficiently supplied, and the current trend is to increase the diameter of semiconductor substrates, such a phenomenon becomes remarkable, and the inventors have made earnest studies.

【0007】そこで本発明は、イオン注入装置におい
て、半導体基板面内の中和電子の供給を安定させること
により、チャージアップ現象に伴って発生するゲート耐
圧の低下を防止し、大口径の半導体基板でも安定したイ
オン注入処理を行なうことのできる技術を提供すること
を目的とする。
In view of the above, the present invention prevents, in an ion implantation apparatus, the supply of neutralizing electrons in the surface of the semiconductor substrate from being stabilized, thereby preventing the gate breakdown voltage from being lowered due to the charge-up phenomenon, and thus to increase the diameter of the semiconductor substrate. However, it is an object to provide a technique capable of performing stable ion implantation processing.

【0008】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになる
であろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次
のとおりである。すなわち、半導体基板にイオンビーム
によって不純物イオンを衝突させることにより、半導体
基板に所望の導電型領域を形成するための不純物イオン
供給手段と、不純物イオンを電気的に中和させるための
電子を発生させるための電子発生手段とを有してなるイ
オン注入装置の電子発生手段に、電子を半導体基板の方
向へスキャンさせるためのスキャンマグネットを備える
ものである。
The outline of the representative one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, by impinging the impurity ions on the semiconductor substrate with an ion beam, an impurity ion supply unit for forming a desired conductivity type region on the semiconductor substrate and electrons for electrically neutralizing the impurity ions are generated. The electron generating means of the ion implanting device having the electron generating means is provided with a scan magnet for scanning the electrons toward the semiconductor substrate.

【0010】[0010]

【作用】電子発生手段で発生させた電子を半導体基板の
方向へスキャンさせるスキャンマグネットとを備えたの
で、磁界により電子の供給方向が制御可能となる。従っ
て、イオンビームと同方向、同速度でスキャンして半導
体基板の帯電の中和を効率よく、かつ均一に行なうこと
ができ、不純物イオン蓄積によるチャージアップ現象に
伴って発生するゲート耐圧の低下を防止し、大口径のウ
ェハでも安定したイオン注入処理を行なうことができ
る。
Since the scan magnet for scanning the electrons generated by the electron generating means in the direction of the semiconductor substrate is provided, the supply direction of the electrons can be controlled by the magnetic field. Therefore, the charge of the semiconductor substrate can be neutralized efficiently and uniformly by scanning in the same direction and at the same speed as the ion beam, and the reduction of the gate breakdown voltage caused by the charge-up phenomenon due to the accumulation of impurity ions can be prevented. Therefore, a stable ion implantation process can be performed even on a large-diameter wafer.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明をイオン注入装置に用いた例に
ついて説明する。
EXAMPLE An example of using the present invention in an ion implantation apparatus will be described below.

【0012】図1はイオン注入装置1の概略を示す図で
ある。イオン注入装置1の主要部は、イオン源部4、イ
オンビーム9を加速させる加速部5、イオンビーム9か
ら目的の不純物イオンのみ取り出すための質量分析部
6、イオンビーム9を一定速度でスキャンするスキャン
部7、イオンビーム9の角度補正を行なうアングルコレ
クター部8及び打ち込み室10から構成されており、各
部はイオンと残留ガス分子との衝突による中性粒子発生
防止のため、高真空に保持される。半導体基板13は注
入室10の回転円盤10a上に複数枚セットするように
なっており、回転円盤10aを高速回転させ半導体基板
13が注入位置11に達した際にイオン注入処理を行な
う。注入位置11の近傍には、不純物イオンの電荷を電
気的に中和するための中和電子供給手段、例えばプラズ
マフラドガン12が設けられている。図2にプラズマフ
ラドガン12から供給される電子とイオンビームとの関
係を示す。半導体基板13は接地電極22に接続された
導電性のクランプリング20によって周縁部で支持され
ており、正の不純物イオンを電気的に中和させるための
電子がクランプリング20を介して半導体基板13に供
給される。半導体基板13と接地電極22との間には、
注入されたイオン数をカウントするドーズCPU21を
備えている。ドーズCPU21は電気的に中和させるた
めの電子を半導体基板13へ供給される途中でカウント
することによって打ち込まれた正の不純物イオン数をカ
ウントするものである。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of an ion implantation apparatus 1. The main part of the ion implantation apparatus 1 is an ion source unit 4, an acceleration unit 5 for accelerating the ion beam 9, a mass spectrometric unit 6 for extracting only target impurity ions from the ion beam 9, and an ion beam 9 for scanning at a constant speed. It is composed of a scan unit 7, an angle collector unit 8 for correcting the angle of the ion beam 9, and an implantation chamber 10. Each unit is kept in a high vacuum to prevent generation of neutral particles due to collision between ions and residual gas molecules. It A plurality of semiconductor substrates 13 are set on the rotary disk 10a of the implantation chamber 10. When the semiconductor disks 13 reach the implantation position 11, the ion implantation process is performed by rotating the rotary disks 10a at high speed. In the vicinity of the injection position 11, a neutralizing electron supply means for electrically neutralizing the charge of the impurity ions, for example, a plasma flood gun 12 is provided. FIG. 2 shows the relationship between the electrons supplied from the plasma flood gun 12 and the ion beam. The semiconductor substrate 13 is supported at its peripheral portion by a conductive clamp ring 20 connected to a ground electrode 22, and electrons for electrically neutralizing positive impurity ions are electrically connected to the semiconductor substrate 13 via the clamp ring 20. Is supplied to. Between the semiconductor substrate 13 and the ground electrode 22,
A dose CPU 21 that counts the number of implanted ions is provided. The dose CPU 21 counts the number of implanted positive impurity ions by counting electrons for electrically neutralizing while being supplied to the semiconductor substrate 13.

【0013】設置電極22から供給される電子の不足分
を補うプラズマフラドガン12は、アークチャンバ14
内にArガス18をガス導入口17から供給し、フィラ
メント14a−アークチャンバ14間に電圧をかけてプ
ラズマ放電させ、それによって発生した電子を中和に用
いる。本発明では、プラズマフラドガン12に、アーク
チャンバ14内から電子を引出すための引出電極15、
及び電子をイオンビームと同様にスキャンさせためのス
キャンマグネット16を設けている。引出電極15を設
けたことにより、アークチャンバ14内から引き出す電
子の量を制御することができる。また、スキャンマグネ
ット16を設けたことにより、イオンビーム9と同方
向、同速度で中和電子を供給することができる。
The plasma flood gun 12 which compensates for the shortage of electrons supplied from the installed electrode 22 includes an arc chamber 14
Ar gas 18 is supplied into the chamber from a gas inlet 17, a voltage is applied between the filament 14a and the arc chamber 14 to cause plasma discharge, and electrons generated thereby are used for neutralization. In the present invention, the plasma flood gun 12 has an extraction electrode 15 for extracting electrons from the inside of the arc chamber 14,
Also, a scan magnet 16 is provided for scanning the electrons similarly to the ion beam. By providing the extraction electrode 15, the amount of electrons extracted from the inside of the arc chamber 14 can be controlled. Further, since the scan magnet 16 is provided, the neutralizing electrons can be supplied in the same direction and at the same speed as the ion beam 9.

【0014】次に、本発明のイオン注入方法について説
明する。イオンビーム9は、まずイオン源部4のアーク
チャンバにガスを導入しアーク放電によってイオン化さ
れる。アーク電圧によってアークチャンバ外に引き出さ
れたイオンは、再び引き出し部電圧で引き出され、加速
部5で必要な注入深度となるように電圧が印加される。
その後、質量分析部6で打ち込みに必要な不純物イオン
のみが選択される。選択されたイオンビーム9はスキャ
ン部7で横方向に一定速度でスキャンされ、アングルコ
レクター部8で半導体基板に対し平行に角度補正され注
入室10に導入される。一方半導体基板13は注入室1
0の回転円盤10a上に複数枚セットされており、回転
円盤10aを高速回転させ半導体基板13が注入位置1
1に達した際にイオン注入処理が施される。注入中、回
転円盤10aが高速回転することにより、セットされた
半導体基板13はすべて均一な注入が行なわれる。又、
注入された不純物イオン9aはドーズCPU部に設けら
れた電流計により注入量としてカウントされる。イオン
注入の際、プラズマフラドガン12では、まずアークチ
ャンバ14内にArガス18をガス導入口17から供給
し、フィラメント14a−アークチャンバ14間に電圧
をかけてプラズマ放電させる。それに伴って多量の低エ
ネルギー電子を発生させることができる。本発明では、
プラズマ放電によって発生した電子を、引出電極15に
よってアークチャンバから引き出し、スキャンマグネッ
ト16によって、イオンビーム9と同方向、同速度で電
子をスキャンさせる。スキャンされた電子は、イオンビ
ーム9の不純物イオンあるいは半導体基板13にチャー
ジされた不純物イオンと電気的に中和する。これによ
り、荷電粒子の流れと同方向、同速度でスキャンして半
導体基板の帯電の中和を効率よく、かつ均一に行なうこ
とができる。従って、チャージアップ現象に伴って発生
するゲート耐圧の低下を防止し、大口径のウェハでも安
定したイオン注入処理を行なうことができる。
Next, the ion implantation method of the present invention will be described. The ion beam 9 is first ionized by arc discharge by introducing gas into the arc chamber of the ion source unit 4. The ions extracted to the outside of the arc chamber by the arc voltage are extracted again at the extraction portion voltage, and a voltage is applied to the accelerating portion 5 so that the implantation depth is required.
After that, only the impurity ions necessary for implantation are selected by the mass spectrometric section 6. The selected ion beam 9 is horizontally scanned by the scanning unit 7 at a constant speed, and is angle-corrected by the angle collector unit 8 in parallel with the semiconductor substrate, and is introduced into the implantation chamber 10. On the other hand, the semiconductor substrate 13 is the injection chamber 1
A plurality of rotating disks 10a are set on the rotating disk 10a of 0, and the rotating disks 10a are rotated at high speed so that the semiconductor substrate 13 is at the injection position
When the number reaches 1, the ion implantation process is performed. During the implantation, the rotating disk 10a rotates at a high speed, so that the set semiconductor substrates 13 are all uniformly implanted. or,
The implanted impurity ions 9a are counted as an implantation amount by an ammeter provided in the dose CPU section. At the time of ion implantation, in the plasma flood gun 12, first, Ar gas 18 is supplied into the arc chamber 14 from the gas inlet 17, and a voltage is applied between the filament 14 a and the arc chamber 14 to cause plasma discharge. Accordingly, a large amount of low energy electrons can be generated. In the present invention,
Electrons generated by plasma discharge are extracted from the arc chamber by the extraction electrode 15, and the scan magnet 16 scans the electrons in the same direction and at the same speed as the ion beam 9. The scanned electrons electrically neutralize the impurity ions of the ion beam 9 or the impurity ions charged in the semiconductor substrate 13. As a result, the charge of the semiconductor substrate can be neutralized efficiently and uniformly by scanning in the same direction and at the same speed as the flow of charged particles. Therefore, it is possible to prevent the gate breakdown voltage from being lowered due to the charge-up phenomenon and to perform stable ion implantation processing even on a large-diameter wafer.

【0015】次に、本発明の作用効果について説明す
る。
Next, the function and effect of the present invention will be described.

【0016】(1)電子発生手段に、電子を半導体基板
の方向へスキャンさせるスキャンマグネットとを備えた
ので、イオンビームと同方向、同速度でスキャンして半
導体基板の帯電の中和を効率よく、かつ均一に行なうこ
とができる。従って、チャージアップ現象に伴って発生
するゲート耐圧の低下を防止し、大口径のウェハでも安
定したイオン注入処理を行なうことができる。
(1) Since the electron generating means is provided with a scan magnet for scanning electrons in the direction of the semiconductor substrate, scanning is performed in the same direction and at the same speed as the ion beam to efficiently neutralize the charge on the semiconductor substrate. And can be performed uniformly. Therefore, it is possible to prevent the gate breakdown voltage from being lowered due to the charge-up phenomenon and to perform stable ion implantation processing even on a large-diameter wafer.

【0017】(2)電子発生手段は、アークチャンバ内
にArガスを供給し、フィラメントとアークチャンバと
の間に電圧を印加してプラズマ放電を起こすことによ
り、電子を発生させるので、多量の低エネルギー電子を
発生できる。従って、中和電子の供給を安定させること
ができるため、スキャンマグネットを用いることによ
り、イオンを効率よく均一に中和することができる。
(2) The electron generating means generates Ar electrons by supplying Ar gas into the arc chamber and applying a voltage between the filament and the arc chamber to generate plasma discharge. Can generate energetic electrons. Therefore, since the supply of neutralizing electrons can be stabilized, the ions can be efficiently and uniformly neutralized by using the scan magnet.

【0018】(3)電子を電子発生手段から引き出すた
めの引出電極を設けたことにより、電子発生手段から引
き出す電子の量を制御することができる。従って、スキ
ャンマグネットと併用することにより、電子をイオンビ
ームの流れと同方向、同速度でスキャンして半導体基板
の帯電の中和を効率よく、かつ均一に行なうことができ
る。これにより、チャージアップ現象に伴って発生する
ゲート耐圧の低下を防止し、また、大口径のウェハでも
安定したイオン注入処理を行なうことができる。
(3) Since the extraction electrode for extracting the electrons from the electron generating means is provided, the amount of electrons extracted from the electron generating means can be controlled. Therefore, when used in combination with the scan magnet, electrons can be scanned in the same direction and at the same speed as the flow of the ion beam to efficiently and uniformly neutralize the charge on the semiconductor substrate. As a result, it is possible to prevent the gate breakdown voltage from being lowered due to the charge-up phenomenon, and to perform stable ion implantation processing even on a wafer having a large diameter.

【0019】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば上
記実施例では、MOSトランジスタのソース領域及びド
レイン領域を形成するためのイオン注入技術に用いた例
を説明したが、相補型MOS(CMOS)トランジスタ
のチャンネルストッパやウエルの形成に用いても良いこ
とは勿論である。また、上記実施例では、プラズマフラ
ドガンを用いて中和用電子を発生させていたが、図3に
示すように、チャンバ24内に電子銃25及びターゲッ
トブロック26を設け、チャンバ24内で電子銃25か
らターゲットブロック26に電子ビーム27を照射する
ことにより2次電子28を発生させ、その2次電子28
を引出電極15で引き出し、スキャンマグネット16に
よってスキャンさせても上記実施例と同様の効果が得ら
れる。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say. For example, in the above-described embodiment, an example of using the ion implantation technique for forming the source region and the drain region of the MOS transistor has been described, but it may be used for forming the channel stopper or well of the complementary MOS (CMOS) transistor. Of course. Further, in the above-described embodiment, the plasma flood gun is used to generate the neutralizing electrons. However, as shown in FIG. 3, the electron gun 25 and the target block 26 are provided in the chamber 24, and the electron is generated in the chamber 24. Secondary electrons 28 are generated by irradiating the target block 26 with the electron beam 27 from the gun 25, and the secondary electrons 28 are generated.
The same effect as in the above-described embodiment can be obtained by using the extraction electrode 15 to extract and scanning with the scan magnet 16.

【0020】本発明は、特に大電流のイオン注入装置に
利用して格別な効果を奏するものであり、今後、大口径
の半導体基板を用いて更なる微細加工が求められる場合
でも難なく対応できるものである。
The present invention is particularly effective when used in a high-current ion implantation apparatus, and can be easily applied even if further fine processing is required using a semiconductor substrate having a large diameter in the future. Is.

【0021】[0021]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0022】すなわち、半導体基板にイオンビームによ
って不純物イオンを衝突させることにより、半導体基板
に所望の導電型領域を形成するための不純物イオン供給
手段と、不純物イオンを電気的に中和させるための電子
を発生させるための電子発生手段とを有してなるイオン
注入装置の電子発生手段に、電子を前記半導体基板の方
向へスキャンさせるためのスキャンマグネットを備える
ことにより、イオンビームと同方向、同速度でスキャン
して、半導体基板の帯電の中和を効率よく、かつ均一に
行なうことができる。従って、チャージアップ現象に伴
って発生するゲート耐圧の低下を防止し、大口径のウェ
ハでも安定したイオン注入処理を行なうことができる。
That is, the impurity ions are made to collide with the semiconductor substrate by an ion beam to form a desired conductivity type region on the semiconductor substrate, and an electron for electrically neutralizing the impurity ions. The electron generating means of the ion implantation apparatus having an electron generating means for generating a magnetic field is provided with a scan magnet for scanning electrons in the direction of the semiconductor substrate, so that the same direction and same speed as the ion beam are obtained. By scanning with, the charge of the semiconductor substrate can be neutralized efficiently and uniformly. Therefore, it is possible to prevent the gate breakdown voltage from being lowered due to the charge-up phenomenon and to perform stable ion implantation processing even on a large-diameter wafer.

【0023】[0023]

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

【図1】本発明の一実施例であるイオン注入装置の概略
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of an ion implantation apparatus which is an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例であるイオン注入装置のプラ
ズマフラドガンから供給される電子とイオンビームとの
関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between electrons and an ion beam supplied from a plasma flood gun of an ion implantation apparatus which is an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の実施例であるイオン注入装置の電
子発生手段の概略を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an outline of an electron generating means of an ion implantation apparatus which is another embodiment of the present invention.

【図4】(a)は従来の電子発生手段であるエレクトロ
フラドガンの概略図、(b)はプラズマフラドガンの概
略図である。
FIG. 4A is a schematic view of an electroflad gun which is a conventional electron generating means, and FIG. 4B is a schematic view of a plasma flood gun.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……イオン注入装置,2……高電圧電源,3……ガス
ボックス,4……イオン源部,5……加速部,6……質
量分析部,7……スキャン部,8……アングルコレクタ
ー部,9……イオンビーム,9a……不純物イオン,1
0……注入室,10a……回転円盤,11……注入位
置,12……プラズマフラドガン,13……半導体基
板,14……アークチャンバ,14a……フィラメン
ト,15……引出電極,16……スキャンマグネット,
17……ガス導入口,18……Arガス,19……電子
流,19a……電子,20……クランプリング,21…
…ドーズCPU,22……接地電極,23……電子発生
手段,24……チャンバ,25……電子銃,26……タ
ーゲットブロック,27……電子ビーム,28……2次
電子,29……エレクトロフラドガン,30……リフレ
クター,31……フィラメント,32……熱電子,33
……半導体基板,34……イオンビーム,35……ター
ゲットブロック,36……2次電子,37……フアラデ
ー,38……プラズマフラドガン,39……アークチャ
ンバ,40……フィラメント,41……ガス導入口,4
2……アーク電流計,43……ファラデー,44……半
導体基板,45……イオンビーム,46……電子
1 ... Ion implanter, 2 ... High-voltage power supply, 3 ... Gas box, 4 ... Ion source section, 5 ... Accelerator section, 6 ... Mass spectrometric section, 7 ... Scan section, 8 ... Angle Collector part, 9 ... Ion beam, 9a ... Impurity ion, 1
0 ... Injection chamber, 10a ... Rotating disk, 11 ... Injection position, 12 ... Plasma flad gun, 13 ... Semiconductor substrate, 14 ... Arc chamber, 14a ... Filament, 15 ... Extraction electrode, 16 ... … Scan magnet,
17 ... Gas inlet, 18 ... Ar gas, 19 ... Electron flow, 19a ... Electron, 20 ... Clamp ring, 21 ...
... Dose CPU, 22 ... Ground electrode, 23 ... Electron generating means, 24 ... Chamber, 25 ... Electron gun, 26 ... Target block, 27 ... Electron beam, 28 ... Secondary electron, 29 ... Electrofurado gun, 30 ... Reflector, 31 ... Filament, 32 ... Thermoelectrons, 33
...... Semiconductor substrate, 34 …… Ion beam, 35 …… Target block, 36 …… Secondary electron, 37 …… Faraday, 38 …… Plasma fluff gun, 39 …… Arc chamber, 40 …… Filament, 41 …… Gas inlet, 4
2 ... Arc ammeter, 43 ... Faraday, 44 ... Semiconductor substrate, 45 ... Ion beam, 46 ... Electron

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板にイオンビームによって不純物
イオンを衝突させることにより、前記半導体基板に所望
の導電型領域を形成するための不純物イオン供給手段
と、前記不純物イオンを電気的に中和させるための電子
を発生させるための電子発生手段とを有してなるイオン
注入装置であって、前記電子発生手段には、電子を前記
半導体基板の方向へスキャンさせるためのスキャンマグ
ネットを備えたことを特徴とする半導体基板処理装置。
1. Impurity ion supplying means for forming a desired conductivity type region on the semiconductor substrate by bombarding the semiconductor substrate with impurity ions by an ion beam, and electrically neutralizing the impurity ions. And an electron generating unit for generating electrons, wherein the electron generating unit includes a scan magnet for scanning the electrons toward the semiconductor substrate. Semiconductor substrate processing apparatus.
【請求項2】前記電子発生手段は、アークチャンバ内に
Arガスを供給し、フィラメントとアークチャンバとの
間に電圧を印加してプラズマ放電を起こすことにより、
電子を発生させるプラズマフラドガンであることを特徴
とする請求項1記載のイオン注入装置。
2. The electron generating means supplies Ar gas into the arc chamber and applies a voltage between the filament and the arc chamber to cause plasma discharge,
The ion implanter according to claim 1, which is a plasma flood gun for generating electrons.
【請求項3】前記電子発生手段には、前記アークチャン
バ内で発生した電子を前記アークチャンバ外へ引き出す
ための引出電極を備えていることを特徴とする請求項1
又は2記載のイオン注入装置。
3. The electron generating means is provided with an extraction electrode for extracting electrons generated in the arc chamber to the outside of the arc chamber.
Alternatively, the ion implantation apparatus according to item 2.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6362490B1 (en) 1998-03-13 2002-03-26 Hitachi, Ltd. Ion implanter
JP2009531831A (en) * 2006-03-27 2009-09-03 バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド Ion implanter with variable scanning frequency

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JP2009531831A (en) * 2006-03-27 2009-09-03 バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド Ion implanter with variable scanning frequency

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