JPH11260309A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
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- JPH11260309A JPH11260309A JP10062775A JP6277598A JPH11260309A JP H11260309 A JPH11260309 A JP H11260309A JP 10062775 A JP10062775 A JP 10062775A JP 6277598 A JP6277598 A JP 6277598A JP H11260309 A JPH11260309 A JP H11260309A
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- wafer
- electron
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/026—Means for avoiding or neutralising unwanted electrical charges on tube components
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/004—Charge control of objects or beams
- H01J2237/0041—Neutralising arrangements
- H01J2237/0044—Neutralising arrangements of objects being observed or treated
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子源から発生する電子と不純物イオンとを
分離して電子のみをウエハに照射すること。 【解決手段】 シリコンウエハ２６にイオン源３４から
のイオンビーム１００を注入するときに、電子源フィラ
メント５０を加熱して電子５８を生成し、電子５８を電
子ビーム１０２に変換する。このとき電子ビーム１０２
と、電子５８とともに発生するタングステンイオン６０
によるタングステンイオンビーム１０４に磁場回路３６
からの磁場を与え、各ビームの軌道をそれぞれの質量に
応じて偏向し、各ビームを電子ビーム１０２とタングス
テンイオンビーム１０４とに分離し、タングステン６０
をシリコン板８０にトラップし、電子ビーム１０２のみ
をシリコンウエハ２６に照射してシリコンウエハ２６の
帯電を中和させる。
分離して電子のみをウエハに照射すること。 【解決手段】 シリコンウエハ２６にイオン源３４から
のイオンビーム１００を注入するときに、電子源フィラ
メント５０を加熱して電子５８を生成し、電子５８を電
子ビーム１０２に変換する。このとき電子ビーム１０２
と、電子５８とともに発生するタングステンイオン６０
によるタングステンイオンビーム１０４に磁場回路３６
からの磁場を与え、各ビームの軌道をそれぞれの質量に
応じて偏向し、各ビームを電子ビーム１０２とタングス
テンイオンビーム１０４とに分離し、タングステン６０
をシリコン板８０にトラップし、電子ビーム１０２のみ
をシリコンウエハ２６に照射してシリコンウエハ２６の
帯電を中和させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、イオン注入装置に
係り、特に、シリコンウエハに酸素イオンを注入するの
に好適なＳｉＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｙ Ｉ
ｍｐｌａｎｔｅｄＯｘｙｇｅｎ）用イオン注入装置に関
する。
係り、特に、シリコンウエハに酸素イオンを注入するの
に好適なＳｉＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｙ Ｉ
ｍｐｌａｎｔｅｄＯｘｙｇｅｎ）用イオン注入装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、イオン注入装置として、シリコン
ウエハに酸素イオンを注入してシリコンウエハ中に二酸
化シリコンによる絶縁膜を形成するようにしたものが知
られている。この種のイオン注入装置において、シリコ
ンウエハに酸素イオンを注入すると、シリコンウエハが
プラスに帯電し、シリコンウエハとウエハホルダとの間
で放電が生じ、シリコンウエハ裏面に放電痕が形成され
ることがある。そこで、特開平３−１９４８４１号公
報、特開平８−９６７４４号公報に記載されているよう
に、シリコンウエハにイオンビームを注入する際に、シ
リコンウエハに電子ビームを照射し、イオンビームによ
って帯電されるシリコンウエハを電子ビームによって中
和する構成が採用されている。
ウエハに酸素イオンを注入してシリコンウエハ中に二酸
化シリコンによる絶縁膜を形成するようにしたものが知
られている。この種のイオン注入装置において、シリコ
ンウエハに酸素イオンを注入すると、シリコンウエハが
プラスに帯電し、シリコンウエハとウエハホルダとの間
で放電が生じ、シリコンウエハ裏面に放電痕が形成され
ることがある。そこで、特開平３−１９４８４１号公
報、特開平８−９６７４４号公報に記載されているよう
に、シリコンウエハにイオンビームを注入する際に、シ
リコンウエハに電子ビームを照射し、イオンビームによ
って帯電されるシリコンウエハを電子ビームによって中
和する構成が採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来技術においては、
シリコンウエハが帯電するのを中和するために、イオン
ビームとともに電子ビームをシリコンウエハに照射して
いるので、帯電に伴ってパーティクルが発生するのを防
止することができる。しかし、従来技術では、電子発生
源フィラメントから発生する不純物をトラップすること
については配慮されておらず、フィラメントから熱電子
とともに発生する不純物イオン、例えば、タングステン
イオンが電子ビームとともにシリコンウエハに注入さ
れ、シリコンウエハが金属汚染されることがある。シリ
コンウエハが金属汚染されるとシリコンウエハの絶縁特
性が低下し、絶縁不良によってシリコンウエハの品質が
低下する。
シリコンウエハが帯電するのを中和するために、イオン
ビームとともに電子ビームをシリコンウエハに照射して
いるので、帯電に伴ってパーティクルが発生するのを防
止することができる。しかし、従来技術では、電子発生
源フィラメントから発生する不純物をトラップすること
については配慮されておらず、フィラメントから熱電子
とともに発生する不純物イオン、例えば、タングステン
イオンが電子ビームとともにシリコンウエハに注入さ
れ、シリコンウエハが金属汚染されることがある。シリ
コンウエハが金属汚染されるとシリコンウエハの絶縁特
性が低下し、絶縁不良によってシリコンウエハの品質が
低下する。
【０００４】本発明の目的は、電子源から発生する電子
と不純物イオンとを分離して電子のみをウエハに照射す
ることができるイオン注入装置を提供することにある。
と不純物イオンとを分離して電子のみをウエハに照射す
ることができるイオン注入装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、イオン源から発生するイオンビームをウ
エハに注入するイオンビーム注入手段と、電子源から発
生する電子を電子ビームに変換して出力する電子ビーム
発生手段と、電子ビーム発生手段から発生する電子ビー
ムとこの電子ビームに関連して発生した不純物イオンビ
ームとを分離して電子ビームのみをウエハに照射する電
子ビーム照射手段とを備えてなるイオン注入装置を構成
したものである。
に、本発明は、イオン源から発生するイオンビームをウ
エハに注入するイオンビーム注入手段と、電子源から発
生する電子を電子ビームに変換して出力する電子ビーム
発生手段と、電子ビーム発生手段から発生する電子ビー
ムとこの電子ビームに関連して発生した不純物イオンビ
ームとを分離して電子ビームのみをウエハに照射する電
子ビーム照射手段とを備えてなるイオン注入装置を構成
したものである。
【０００６】前記イオン注入装置を構成するに際して、
電子ビーム照射手段としては、電子ビーム発生手段から
発生する電子ビームとこの電子ビームに関連して発生す
る不純物イオンビームとを分離して不純物イオンをトラ
ップし、電子ビームをウエハに照射する機能を有するも
ので構成したり、あるいは、電子ビーム発生手段から発
生する電子ビームの軌道と電子ビームに関連して発生す
る不純物イオンビームの軌道とを分離して不純物イオン
をトラップし、電子ビームをウエハに照射する機能を有
するもので構成することができる。
電子ビーム照射手段としては、電子ビーム発生手段から
発生する電子ビームとこの電子ビームに関連して発生す
る不純物イオンビームとを分離して不純物イオンをトラ
ップし、電子ビームをウエハに照射する機能を有するも
ので構成したり、あるいは、電子ビーム発生手段から発
生する電子ビームの軌道と電子ビームに関連して発生す
る不純物イオンビームの軌道とを分離して不純物イオン
をトラップし、電子ビームをウエハに照射する機能を有
するもので構成することができる。
【０００７】前記イオン注入装置を構成するに際して
は、以下の要素を付加することができる。
は、以下の要素を付加することができる。
【０００８】（１）前記電子ビーム照射手段は、電子ビ
ームと不純物イオンビームに磁場を与えて電子ビームと
不純物イオンビームをそれぞれ質量に応じて偏向してな
る。
ームと不純物イオンビームに磁場を与えて電子ビームと
不純物イオンビームをそれぞれ質量に応じて偏向してな
る。
【０００９】（２）前記電子ビーム照射手段は、前記電
子ビーム発生手段と前記ウエハとを結ぶビーム伝送路の
途中に配置されて前記ビーム伝送路中の電子ビームの大
きさを可変にするための磁場回路を備えてなる。
子ビーム発生手段と前記ウエハとを結ぶビーム伝送路の
途中に配置されて前記ビーム伝送路中の電子ビームの大
きさを可変にするための磁場回路を備えてなる。
【００１０】（３）前記磁場回路は、磁場を発生する磁
石と、この磁石の両側に相対向して配置されて磁石から
の磁場を前記ビーム伝送路と交差する方向に形成する一
対のコアとを備え、前記一対のコアは磁石から離れるに
従って面積が小さくなる三角形形状に形成されてなる。
石と、この磁石の両側に相対向して配置されて磁石から
の磁場を前記ビーム伝送路と交差する方向に形成する一
対のコアとを備え、前記一対のコアは磁石から離れるに
従って面積が小さくなる三角形形状に形成されてなる。
【００１１】（４）前記電子ビーム照射手段は、電子ビ
ームと不純物イオンビームに電場を与えて電子ビームと
不純物イオンビームをそれぞれ質量に応じて偏向してな
る。
ームと不純物イオンビームに電場を与えて電子ビームと
不純物イオンビームをそれぞれ質量に応じて偏向してな
る。
【００１２】（５）前記電子ビーム照射手段は、前記電
子ビーム発生手段と前記ウエハとを結ぶビーム伝送路の
途中に配置されて前記ビーム伝送路の湾曲部を構成する
正負電極板を備えてなる。
子ビーム発生手段と前記ウエハとを結ぶビーム伝送路の
途中に配置されて前記ビーム伝送路の湾曲部を構成する
正負電極板を備えてなる。
【００１３】（６）前記ビーム伝送路のうち前記正負電
極板より前記ウエハ側に電子ビーム径を調整するための
レンズ系を備えてなる。
極板より前記ウエハ側に電子ビーム径を調整するための
レンズ系を備えてなる。
【００１４】（７）前記電子ビーム照射手段は、不純物
イオンビームの伝送路と交差する部位に不純物イオンを
トラップするトラップ板を備えてなる。
イオンビームの伝送路と交差する部位に不純物イオンを
トラップするトラップ板を備えてなる。
【００１５】（８）前記トラップ板の表面には前記ウエ
ハと同じ材質の防着板が固着されている。
ハと同じ材質の防着板が固着されている。
【００１６】（９）前記トラップ板は、このトラップ板
を冷却する冷却機構を備えてなる。（１０）前記イオン
ビーム注入手段と前記電子ビーム照射手段はそれぞれイ
オンビームと電子ビームとを同期させて照射または照射
停止を実行してなる。
を冷却する冷却機構を備えてなる。（１０）前記イオン
ビーム注入手段と前記電子ビーム照射手段はそれぞれイ
オンビームと電子ビームとを同期させて照射または照射
停止を実行してなる。
【００１７】（１１）電子ビーム発生手段は、一次電子
を発生する電子ガンを備えてなる。
を発生する電子ガンを備えてなる。
【００１８】（１２）電子ビーム発生手段は、プラズマ
源からの電子を発生するプラズマフラットガンを備えて
なる。
源からの電子を発生するプラズマフラットガンを備えて
なる。
【００１９】（１３）電子ビーム発生手段は、二次電子
を発生する二次電子ガンを備えてなる。
を発生する二次電子ガンを備えてなる。
【００２０】（１４）前記電子ビーム照射手段は、前記
ウエハに照射される電子ビームの温度を検出する温度検
出手段と、この温度検出手段の検出出力に応じて磁場の
大きさを調整する磁場調整手段とを備えてなる。
ウエハに照射される電子ビームの温度を検出する温度検
出手段と、この温度検出手段の検出出力に応じて磁場の
大きさを調整する磁場調整手段とを備えてなる。
【００２１】（１５）前記電子ビーム照射手段は、前記
ウエハに照射される電子ビームの温度を検出する温度検
出手段と、この温度検出手段の検出出力に応じて磁場の
大きさを調整する磁場調整手段とを備えてなる。
ウエハに照射される電子ビームの温度を検出する温度検
出手段と、この温度検出手段の検出出力に応じて磁場の
大きさを調整する磁場調整手段とを備えてなる。
【００２２】（１６）前記電子ビーム照射手段は、前記
ウエハに照射される電子ビームの温度を検出する温度検
出手段と、この温度検出手段の検出出力に応じて電場の
大きさを調整する電場調整手段とを備えてなる。
ウエハに照射される電子ビームの温度を検出する温度検
出手段と、この温度検出手段の検出出力に応じて電場の
大きさを調整する電場調整手段とを備えてなる。
【００２３】（１７）前記電子ビーム照射手段は、前記
ウエハに照射される電子ビームの温度を検出する温度検
出手段と、この温度検出手段の検出出力に応じて磁場の
大きさを調整する磁場調整手段とを備えてなる。
ウエハに照射される電子ビームの温度を検出する温度検
出手段と、この温度検出手段の検出出力に応じて磁場の
大きさを調整する磁場調整手段とを備えてなる。
【００２４】前記した手段によれば、イオン源から発生
するイオンビームをウエハに注入するときに、電子源か
ら発生する電子をビームに変換して電子ビームとしてウ
エハに注入する過程で、電子源から発生する電子とこの
電子の発生に伴って発生する不純物イオンとを分離し、
電子ビームのみをウエハに照射するようにしたため、ウ
エハが金属汚染されてウエハの絶縁特性が低下するのを
防止することができ、ウエハの品質の向上に寄与するこ
とができる。さらに、電子ビームと不純物イオンビーム
とを分離するに際して、分離した不純物イオンをトラッ
プし、電子ビームのみをウエハに照射したり、電子ビー
ムの軌道と不純物イオンビームの軌道とを分離し、分離
された不純物イオンをトラップし、電子ビームのみをウ
エハに照射したりしているので、ウエハが金属汚染され
ることなくウエハの帯電を中和することができ、ウエハ
の品質の向上に寄与することができる。
するイオンビームをウエハに注入するときに、電子源か
ら発生する電子をビームに変換して電子ビームとしてウ
エハに注入する過程で、電子源から発生する電子とこの
電子の発生に伴って発生する不純物イオンとを分離し、
電子ビームのみをウエハに照射するようにしたため、ウ
エハが金属汚染されてウエハの絶縁特性が低下するのを
防止することができ、ウエハの品質の向上に寄与するこ
とができる。さらに、電子ビームと不純物イオンビーム
とを分離するに際して、分離した不純物イオンをトラッ
プし、電子ビームのみをウエハに照射したり、電子ビー
ムの軌道と不純物イオンビームの軌道とを分離し、分離
された不純物イオンをトラップし、電子ビームのみをウ
エハに照射したりしているので、ウエハが金属汚染され
ることなくウエハの帯電を中和することができ、ウエハ
の品質の向上に寄与することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００２６】図１は本発明の一実施形態を示すＳｉＭＯ
Ｘ用イオン注入装置の全体構成図、図２は図１に示す装
置の要部拡大図である。
Ｘ用イオン注入装置の全体構成図、図２は図１に示す装
置の要部拡大図である。
【００２７】図１および図２において、箱型の容器を構
成するエンドステーション１０内にはスキャンボックス
１２、回転ディスク１４が収納されている。スキャンボ
ックス１２は本体１６がベース１８に固定されており、
本体１６内には回転用モータ２０が収納されている。こ
のモータ２０の回転軸２２は回転ディスク１４の中央部
に連結されている。すなわち、回転ディスク１４は、モ
ータ２０の回転駆動に伴って、回転軸２２を中心として
回転するように構成されている。さらに、円形に形成さ
れた回転ディスク１４の外周側には複数個のウエハホル
ダ２４が円周方向に沿って均等なピッチで配置されてい
る。そして各ウエハホルダ２４には、ウエハとして、例
えば、シリコンウエハ２６が保持されている。すなわ
ち、各シリコンウエハ２６は各ウエハホルダ２４に保持
された状態で回転ディスク１４の回転に伴って回転軸２
２を回転中心として順次回転するようになっている。
成するエンドステーション１０内にはスキャンボックス
１２、回転ディスク１４が収納されている。スキャンボ
ックス１２は本体１６がベース１８に固定されており、
本体１６内には回転用モータ２０が収納されている。こ
のモータ２０の回転軸２２は回転ディスク１４の中央部
に連結されている。すなわち、回転ディスク１４は、モ
ータ２０の回転駆動に伴って、回転軸２２を中心として
回転するように構成されている。さらに、円形に形成さ
れた回転ディスク１４の外周側には複数個のウエハホル
ダ２４が円周方向に沿って均等なピッチで配置されてい
る。そして各ウエハホルダ２４には、ウエハとして、例
えば、シリコンウエハ２６が保持されている。すなわ
ち、各シリコンウエハ２６は各ウエハホルダ２４に保持
された状態で回転ディスク１４の回転に伴って回転軸２
２を回転中心として順次回転するようになっている。
【００２８】一方、エンドステーション１０の側壁には
ビーム伝送路を構成する管２８、３０が設けられてお
り、管２８には質量分離器３２を介してイオン源３４が
接続されており、管３０には磁場回路３６、ベローズ３
８を介して電子供給器４０が接続されている。イオン源
３４からは、例えば、酸素イオンによるイオンビーム１
００が発生するようになっており、このイオンビーム１
００は質量分離器３２で所定の質量を有するイオンのみ
に分離され、分離されたイオンのうち、主に単一のイオ
ン種のイオンビーム１００となってシリコンウエハ２６
に入射されるようになっている。すなわち、イオン源３
４、質量分離器３２、管２８はイオンビーム１００をシ
リコンウエハ２６に注入するイオンビーム注入手段とし
て構成されている。
ビーム伝送路を構成する管２８、３０が設けられてお
り、管２８には質量分離器３２を介してイオン源３４が
接続されており、管３０には磁場回路３６、ベローズ３
８を介して電子供給器４０が接続されている。イオン源
３４からは、例えば、酸素イオンによるイオンビーム１
００が発生するようになっており、このイオンビーム１
００は質量分離器３２で所定の質量を有するイオンのみ
に分離され、分離されたイオンのうち、主に単一のイオ
ン種のイオンビーム１００となってシリコンウエハ２６
に入射されるようになっている。すなわち、イオン源３
４、質量分離器３２、管２８はイオンビーム１００をシ
リコンウエハ２６に注入するイオンビーム注入手段とし
て構成されている。
【００２９】管３０はほぼエルボ状に形成されており、
管３０の側壁外周面には管３０内の温度を検出する温度
検出手段としての温度センサ４２、４４が設けられ、管
３０の管の途中には磁場回路３６が設けられている。さ
らに、管３０の端部にはフランジ４６が固着されてい
る。このフランジ４６にはベローズ３８を介してフラン
ジ４８が固着されており、フランジ４８には電子供給器
４０が固着されている。ベローズ３８は、管３０の軸方
向に沿って伸縮自在に構成されている。管３０、ベロー
ズ３８、フランジ４６、４８はそれぞれ非磁性材を用い
て構成されている。電子供給器４０には、電源に接続さ
れた電子源フィラメント５０が設けられているととも
に、引出電極５２、減速電極５４、加速電極５６が設け
られている。そして、電子源フィラメント５０に電流を
流すと、電子源フィラメント５０が加熱されて、電子源
フィラメント５０から加熱された電子５８が発生し、こ
の電子５８が引出電極５２によって引き出されるように
なっている。この電子５８は、その後減速電極５４で減
速され、さらに、加速電極５６によって加速されて電子
５８の形状が成形された後、電子ビーム１０２として管
３０内に導入される。電子５８が発生したとき、電子５
８と同時にフィラメント５０の不純物イオン、例えば、
タングステンイオン６０が発生し、このタングステンイ
オン６０もタングステンイオンビーム１０４として管３
０内に導入される。すなわち、電子源フィラメント５
０、引出電極５２、減速電極５４、加速電極５６は電子
源から発生する電子５８を電子ビーム１０２に変換して
出力する電子ビーム発生手段として構成されている。そ
して管３０内に導入されたイオンビーム１０２とタング
ステンイオンビーム１０４は磁場回路３６により、各ビ
ームの軌道がそれぞれ質量に応じて偏向され、電子ビー
ム１０２とタングステンイオンビーム１０４とに分離さ
れ、電子ビーム１０２のみがシリコンウエハ２６に照射
されるようになっている。すなわち、磁場回路３６、管
３０は電子ビーム１０２をシリコンウエハ２６に照射す
る電子ビーム照射手段として構成されている。
管３０の側壁外周面には管３０内の温度を検出する温度
検出手段としての温度センサ４２、４４が設けられ、管
３０の管の途中には磁場回路３６が設けられている。さ
らに、管３０の端部にはフランジ４６が固着されてい
る。このフランジ４６にはベローズ３８を介してフラン
ジ４８が固着されており、フランジ４８には電子供給器
４０が固着されている。ベローズ３８は、管３０の軸方
向に沿って伸縮自在に構成されている。管３０、ベロー
ズ３８、フランジ４６、４８はそれぞれ非磁性材を用い
て構成されている。電子供給器４０には、電源に接続さ
れた電子源フィラメント５０が設けられているととも
に、引出電極５２、減速電極５４、加速電極５６が設け
られている。そして、電子源フィラメント５０に電流を
流すと、電子源フィラメント５０が加熱されて、電子源
フィラメント５０から加熱された電子５８が発生し、こ
の電子５８が引出電極５２によって引き出されるように
なっている。この電子５８は、その後減速電極５４で減
速され、さらに、加速電極５６によって加速されて電子
５８の形状が成形された後、電子ビーム１０２として管
３０内に導入される。電子５８が発生したとき、電子５
８と同時にフィラメント５０の不純物イオン、例えば、
タングステンイオン６０が発生し、このタングステンイ
オン６０もタングステンイオンビーム１０４として管３
０内に導入される。すなわち、電子源フィラメント５
０、引出電極５２、減速電極５４、加速電極５６は電子
源から発生する電子５８を電子ビーム１０２に変換して
出力する電子ビーム発生手段として構成されている。そ
して管３０内に導入されたイオンビーム１０２とタング
ステンイオンビーム１０４は磁場回路３６により、各ビ
ームの軌道がそれぞれ質量に応じて偏向され、電子ビー
ム１０２とタングステンイオンビーム１０４とに分離さ
れ、電子ビーム１０２のみがシリコンウエハ２６に照射
されるようになっている。すなわち、磁場回路３６、管
３０は電子ビーム１０２をシリコンウエハ２６に照射す
る電子ビーム照射手段として構成されている。
【００３０】磁場回路３６は、具体的には、図３および
図４に示すように、磁性材で構成された一対の磁場調整
板６２、６４、各磁場調整板６２、６４間に配置された
電磁石６６、Ｌ型の鉄板（コア）６８、７０を備えて構
成されており、電磁石６６が磁場調整手段としての制御
コントロールボックス７２に接続されている。鉄板６
８、７０は磁場調整板６２、６４の両側に固定されてい
るとともに、管３０を間にして相対向して配置され、電
磁石６６から発生する磁場を管３０内に形成するように
なっている。この磁場の強さ（大きさ）は、電磁石６６
に流れる電流によって調整されるようになっており、本
実施形態では、温度センサ４２、４４の検出温度に伴っ
て電磁石６６に流れる電流が調整され、この電流の大き
さによって磁場の大きさが調整されるようになってい
る。
図４に示すように、磁性材で構成された一対の磁場調整
板６２、６４、各磁場調整板６２、６４間に配置された
電磁石６６、Ｌ型の鉄板（コア）６８、７０を備えて構
成されており、電磁石６６が磁場調整手段としての制御
コントロールボックス７２に接続されている。鉄板６
８、７０は磁場調整板６２、６４の両側に固定されてい
るとともに、管３０を間にして相対向して配置され、電
磁石６６から発生する磁場を管３０内に形成するように
なっている。この磁場の強さ（大きさ）は、電磁石６６
に流れる電流によって調整されるようになっており、本
実施形態では、温度センサ４２、４４の検出温度に伴っ
て電磁石６６に流れる電流が調整され、この電流の大き
さによって磁場の大きさが調整されるようになってい
る。
【００３１】また、本実施形態では、磁場調整板６２、
６４のうち、磁場調整板６２の厚さを厚くすることで、
磁場調整板６２側に形成される磁場を強くし、管３０内
に形成される磁場を弱くしたり、逆に、磁場調整板６２
の厚さを薄くすることで、磁場調整板６２側に形成され
る磁場を弱くし、管３０内に形成される磁場を強くした
りすることもできる。
６４のうち、磁場調整板６２の厚さを厚くすることで、
磁場調整板６２側に形成される磁場を強くし、管３０内
に形成される磁場を弱くしたり、逆に、磁場調整板６２
の厚さを薄くすることで、磁場調整板６２側に形成され
る磁場を弱くし、管３０内に形成される磁場を強くした
りすることもできる。
【００３２】さらに、本実施形態では、鉄板６８、７０
の上面または下面がそれぞれ三角形形状に形成されてお
り、三角形の頂点７４側と底辺７６側で鉄板（コア）６
８、７０内部を通過する電子ビーム１０２の軌道の長さ
が異なり、電磁石６６から受ける磁場の強さが電子ビー
ム１０２の位置によって異なるようになっている。すな
わち、頂点７４側を通る電子ビーム１０２は、軌道ａで
示すように、底辺７６側を通過する電子ビーム１０２
（軌道ｃ）よりも磁場が弱いので、円弧運動の曲率半径
が大きくなる。反対に、底辺７６側を通過する電子ビー
ム１０２は、軌道ｃで示すように、磁場が強いので、円
弧運動の曲率半径が小さくなる。これにより、磁場回路
３６を通過した電子ビーム１０２の軌道は収束方向とな
るが、その大きさは、コア、すなわち鉄板６８、７０の
形状を変えることで容易に調整することができる。さら
に電子ビーム１０２のビームの径を変えるには、磁場調
整板６２の厚さを変えたり、あるいは図２の破線で示す
ように、ベローズ３８の角度を調整することで、電子ビ
ーム１０２の軌道を可変にすることができる。
の上面または下面がそれぞれ三角形形状に形成されてお
り、三角形の頂点７４側と底辺７６側で鉄板（コア）６
８、７０内部を通過する電子ビーム１０２の軌道の長さ
が異なり、電磁石６６から受ける磁場の強さが電子ビー
ム１０２の位置によって異なるようになっている。すな
わち、頂点７４側を通る電子ビーム１０２は、軌道ａで
示すように、底辺７６側を通過する電子ビーム１０２
（軌道ｃ）よりも磁場が弱いので、円弧運動の曲率半径
が大きくなる。反対に、底辺７６側を通過する電子ビー
ム１０２は、軌道ｃで示すように、磁場が強いので、円
弧運動の曲率半径が小さくなる。これにより、磁場回路
３６を通過した電子ビーム１０２の軌道は収束方向とな
るが、その大きさは、コア、すなわち鉄板６８、７０の
形状を変えることで容易に調整することができる。さら
に電子ビーム１０２のビームの径を変えるには、磁場調
整板６２の厚さを変えたり、あるいは図２の破線で示す
ように、ベローズ３８の角度を調整することで、電子ビ
ーム１０２の軌道を可変にすることができる。
【００３３】また管３０内には、鉄板６０、７０で挟ま
れた領域のうちタングステンイオンビーム１０４と交差
する位置に不純物イオントラップ板７８が配置されてい
る。このイオントラップ板７８には冷却水を循環するた
めの循環路が形成されているとともに、冷却水を導入す
るパイプ８２、冷却水を排出するパイプ（図示省略）が
接続されている。さらに不純物イオントラップ板７８の
表面には防着板として、シリコンウエハ２６と同じ材料
を用いて構成されたシリコン板８０が固着されている。
このシリコン板８０は、管３０に導入された電子ビーム
１０２とタングステンイオンビーム１０４のうち、磁場
回路３６によって分離されたタングステンイオン６０の
みをトラップし、タングステンイオン６０がシリコンウ
エハ２６に注入されるのを防止するようになっている。
また、加熱されたタングステンイオン６０がシリコン板
８０にトラップされると、シリコン板８０が加熱される
が、シリコン板８０が冷却水によって冷却されているた
め、シリコン板８０が加熱によって劣化するのを防止す
ることができる。さらに、タングステンイオン６０のス
パッタによってタングステンイオン６０がシリコン板８
０にトラップされるが、シリコン板８０とシリコンウエ
ハ２６の材質が同じであるため、スパッタにより不純物
が発生するのを防止することができる。
れた領域のうちタングステンイオンビーム１０４と交差
する位置に不純物イオントラップ板７８が配置されてい
る。このイオントラップ板７８には冷却水を循環するた
めの循環路が形成されているとともに、冷却水を導入す
るパイプ８２、冷却水を排出するパイプ（図示省略）が
接続されている。さらに不純物イオントラップ板７８の
表面には防着板として、シリコンウエハ２６と同じ材料
を用いて構成されたシリコン板８０が固着されている。
このシリコン板８０は、管３０に導入された電子ビーム
１０２とタングステンイオンビーム１０４のうち、磁場
回路３６によって分離されたタングステンイオン６０の
みをトラップし、タングステンイオン６０がシリコンウ
エハ２６に注入されるのを防止するようになっている。
また、加熱されたタングステンイオン６０がシリコン板
８０にトラップされると、シリコン板８０が加熱される
が、シリコン板８０が冷却水によって冷却されているた
め、シリコン板８０が加熱によって劣化するのを防止す
ることができる。さらに、タングステンイオン６０のス
パッタによってタングステンイオン６０がシリコン板８
０にトラップされるが、シリコン板８０とシリコンウエ
ハ２６の材質が同じであるため、スパッタにより不純物
が発生するのを防止することができる。
【００３４】上記構成において、モータ２０の回転駆動
に伴って回転ディスク１４が回転すると、ウエハホルダ
２４に保持されたシリコンウエハ２６が回転軸２２を回
転中心として順次回転する。このときイオン源３４から
発生するイオンビーム（酸素イオンによるビーム）１０
０がシリコンウエハ２６に注入される。イオンビーム１
００の注入に同期して、フィラメント５０から発生する
電子５８が電子ビーム１０２に変換されるとともに、タ
ングステンイオン６０がタングステンイオンビーム１０
４に変換され、各ビームが管３０内に導入される。管３
０内に導入された電子ビーム１０２、タングステンイオ
ンビーム１０４の軌道は、磁場回路３６の磁場によって
各ビームの質量に応じて偏向され、各ビームが電子ビー
ム１０２とタングステンイオンビーム１０４とに分離さ
れ、タングステンイオン６０のみがシリコン板８０にト
ラップされる。
に伴って回転ディスク１４が回転すると、ウエハホルダ
２４に保持されたシリコンウエハ２６が回転軸２２を回
転中心として順次回転する。このときイオン源３４から
発生するイオンビーム（酸素イオンによるビーム）１０
０がシリコンウエハ２６に注入される。イオンビーム１
００の注入に同期して、フィラメント５０から発生する
電子５８が電子ビーム１０２に変換されるとともに、タ
ングステンイオン６０がタングステンイオンビーム１０
４に変換され、各ビームが管３０内に導入される。管３
０内に導入された電子ビーム１０２、タングステンイオ
ンビーム１０４の軌道は、磁場回路３６の磁場によって
各ビームの質量に応じて偏向され、各ビームが電子ビー
ム１０２とタングステンイオンビーム１０４とに分離さ
れ、タングステンイオン６０のみがシリコン板８０にト
ラップされる。
【００３５】一方、電子ビーム１０２はシリコン板８０
にトラップされることなくそのままシリコンウエハ２６
に照射される。これによりシリコンウエハ２６の帯電が
中和され、帯電に伴ってパーティクルが発生したり、シ
リコンウエハ２６が金属汚染されるのを防止することが
でき、シリコンウエハ２６に精度の高い絶縁膜を形成す
ることができ、シリコンウエハ２６の品質の向上に寄与
することができる。
にトラップされることなくそのままシリコンウエハ２６
に照射される。これによりシリコンウエハ２６の帯電が
中和され、帯電に伴ってパーティクルが発生したり、シ
リコンウエハ２６が金属汚染されるのを防止することが
でき、シリコンウエハ２６に精度の高い絶縁膜を形成す
ることができ、シリコンウエハ２６の品質の向上に寄与
することができる。
【００３６】また、イオンビーム１００と電子ビーム１
０２をシリコンウエハ２６に照射する際に、イオンビー
ム１００と電子ビーム１０２を同期させて照射または照
射停止を実行することで、シリコンウエハ２６に対する
帯電の中和を確実に行うことができる。
０２をシリコンウエハ２６に照射する際に、イオンビー
ム１００と電子ビーム１０２を同期させて照射または照
射停止を実行することで、シリコンウエハ２６に対する
帯電の中和を確実に行うことができる。
【００３７】前記実施形態においては、電子を発生させ
るに際して、電子源フィラメント５０を用いたものにつ
いて述べたが、一次電子を発生する電子ガンを用いるこ
とができるとともに、プラズマ源からの電子を発生する
プラズマフラッドガンを用いることもできる。さらに、
二次電子を発生する二次電子ガンを用いることもでき
る。
るに際して、電子源フィラメント５０を用いたものにつ
いて述べたが、一次電子を発生する電子ガンを用いるこ
とができるとともに、プラズマ源からの電子を発生する
プラズマフラッドガンを用いることもできる。さらに、
二次電子を発生する二次電子ガンを用いることもでき
る。
【００３８】また前記実施形態においては、電子ビーム
と不純物イオンビームに磁場を与えて電子ビームと不純
物イオンビームとをそれぞれ質量に応じて、すなわち、
各ビームの質量差を利用して、分離するものについて述
べたが、電子ビームと不純物イオンビームに電場を与え
て電子ビームと不純物イオンをそれぞえ質量に応じて分
離する構成を採用することもできる。
と不純物イオンビームに磁場を与えて電子ビームと不純
物イオンビームとをそれぞれ質量に応じて、すなわち、
各ビームの質量差を利用して、分離するものについて述
べたが、電子ビームと不純物イオンビームに電場を与え
て電子ビームと不純物イオンをそれぞえ質量に応じて分
離する構成を採用することもできる。
【００３９】具体的には、ビーム伝送路を構成する管３
０の途中に、磁場回路３６の代わりに、ビーム伝送路の
湾曲部を構成する正負電極板を配置し、各電極板から電
子ビームと不純物イオンビームに電場を与えることで、
電子ビームと不純物イオンビームとをそれぞれ質量に応
じて分離することができる。この場合、ビーム伝送路の
うち正負電極板よりウエハ側に電子ビーム径を調整する
ためのレンズ系として、正負電極板を設けることもでき
る。さらに、この場合、温度センサ４２、４４の検出温
度により電場の大きさ、すなわち正負電極板の電圧の大
きさを調整したり、レンズ系の電場の大きさを調整した
りすることもできる。
０の途中に、磁場回路３６の代わりに、ビーム伝送路の
湾曲部を構成する正負電極板を配置し、各電極板から電
子ビームと不純物イオンビームに電場を与えることで、
電子ビームと不純物イオンビームとをそれぞれ質量に応
じて分離することができる。この場合、ビーム伝送路の
うち正負電極板よりウエハ側に電子ビーム径を調整する
ためのレンズ系として、正負電極板を設けることもでき
る。さらに、この場合、温度センサ４２、４４の検出温
度により電場の大きさ、すなわち正負電極板の電圧の大
きさを調整したり、レンズ系の電場の大きさを調整した
りすることもできる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ウエハにイオンビームとともに電子ビームを照射する際
に、電子とこの電子に関連して発生する不純物イオンと
を分離し、電子による電子ビームのみをウエハに照射す
るようにしたため、ウエハが金属汚染されることなくウ
エハの帯電を中和することができ、ウエハの品質の向上
に寄与することができる。
ウエハにイオンビームとともに電子ビームを照射する際
に、電子とこの電子に関連して発生する不純物イオンと
を分離し、電子による電子ビームのみをウエハに照射す
るようにしたため、ウエハが金属汚染されることなくウ
エハの帯電を中和することができ、ウエハの品質の向上
に寄与することができる。
【図１】本発明の一実施形態を示すイオン注入装置の全
体構成図である。
体構成図である。
【図２】図１に示す装置の要部拡大図である。
【図３】磁場回路の構成を示す斜視図である。
【図４】電子ビームと磁場回路との関係を説明するため
の図である。
の図である。
１０ エンドステーション １２ スキャンボックス １４ 回転ディスク ２０ モータ ２２ 回転軸 ２４ ウエハホルダ ２６ シリコンウエハ ２８、３０ 管 ３２ 質量分離器 ３４ イオン源 ３６ 磁場回路 ３８ ベローズ ４０ 電子供給器 ４２、４４ 温度センサ ６２、６４ 磁場調整板 ６６ 電磁石 ６８、７０ 鉄板 ７２ 制御コントロールボックス １００ イオンビーム １０２ 電子ビーム
Claims (19)
- 【請求項１】 イオン源から発生するイオンビームをウ
エハに注入するイオンビーム注入手段と、電子源から発
生する電子を電子ビームに変換して出力する電子ビーム
発生手段と、電子ビーム発生手段から発生する電子ビー
ムとこの電子ビームに関連して発生した不純物イオンビ
ームとを分離して電子ビームのみをウエハに照射する電
子ビーム照射手段とを備えてなるイオン注入装置。 - 【請求項２】 イオン源から発生するイオンビームをウ
エハに注入するイオンビーム注入手段と、電子源から発
生する電子を電子ビームに変換して出力する電子ビーム
発生手段と、電子ビーム発生手段から発生する電子ビー
ムとこの電子ビームに関連して発生した不純物イオンビ
ームとを分離して不純物イオンをトラップし電子ビーム
をウエハに照射する電子ビーム照射手段とを備えてなる
イオン注入装置。 - 【請求項３】 イオン源から発生するイオンビームをウ
エハに注入するイオンビーム注入手段と、電子源から発
生する電子を電子ビームに変換して出力する電子ビーム
発生手段と、電子ビーム発生手段から発生する電子ビー
ムの軌道と電子ビームに関連して発生した不純物イオン
ビームの軌道とを分離して不純物イオンをトラップし電
子ビームをウエハに照射する電子ビーム照射手段とを備
えてなるイオン注入装置。 - 【請求項４】 前記電子ビーム照射手段は、電子ビーム
と不純物イオンビームに磁場を与えて電子ビームと不純
物イオンビームをそれぞれ質量に応じて偏向してなるこ
とを特徴とする請求項１、２または３記載のイオン注入
装置。 - 【請求項５】 前記電子ビーム照射手段は、前記電子ビ
ーム発生手段と前記ウエハとを結ぶビーム伝送路の途中
に配置されて前記ビーム伝送路中の電子ビームの大きさ
を可変にするための磁場回路を備えてなることを特徴と
する請求項４記載のイオン注入装置。 - 【請求項６】 前記磁場回路は、磁場を発生する磁石
と、この磁石の両側に相対向して配置されて磁石からの
磁場を前記ビーム伝送路と交差する方向に形成する一対
のコアとを備え、前記一対のコアは磁石から離れるに従
って面積が小さくなる三角形形状に形成されてなること
を特徴とする請求項５記載のイオン注入装置。 - 【請求項７】 前記電子ビーム照射手段は、電子ビーム
と不純物イオンビームに電場を与えて電子ビームと不純
物イオンビームをそれぞれ質量に応じて偏向してなるこ
とを特徴とする請求項１、２、または３記載のイオン注
入装置。 - 【請求項８】 前記電子ビーム照射手段は、前記電子ビ
ーム発生手段と前記ウエハとを結ぶビーム伝送路の途中
に配置されて前記ビーム伝送路の湾曲部を構成する正負
電極板を備えてなることを特徴とする請求項７記載のイ
オン注入装置。 - 【請求項９】 前記ビーム伝送路のうち前記正負電極板
より前記ウエハ側に電子ビーム径を調整するためのレン
ズ系を備えてなることを特徴とする請求項８記載のイオ
ン注入装置。 - 【請求項１０】 前記電子ビーム照射手段は、不純物イ
オンビームの伝送路と交差する部位に不純物イオンをト
ラップするトラップ板を備えてなることを特徴とする請
求項２または３記載のイオン注入装置。 - 【請求項１１】 前記トラップ板の表面には前記ウエハ
と同じ材質の防着板が固着されていることを特徴とする
請求項１０記載のイオン注入装置。 - 【請求項１２】 前記トラップ板は、このトラップ板を
冷却する冷却機構を備えてなることを特徴とする請求項
１０または１１記載のイオン注入装置。 - 【請求項１３】 前記イオンビーム注入手段と前記電子
ビーム照射手段はそれぞれイオンビームと電子ビームと
を同期させて照射または照射停止を実行してなることを
特徴とする請求項１、２、または３記載のイオン注入装
置。 - 【請求項１４】 電子ビーム発生手段は、一次電子を発
生する電子ガンを備えてなることを特徴とする請求項
１、２または３記載のイオン注入装置。 - 【請求項１５】 電子ビーム発生手段は、プラズマ源か
らの電子を発生するプラズマフラッドガンを備えてなる
ことを特徴とする請求項１、２または３記載のイオン注
入装置。 - 【請求項１６】 電子ビーム発生手段は、二次電子を発
生する二次電子ガンを備えてなることを特徴とする請求
項１、２または３記載のイオン注入装置。 - 【請求項１７】 前記電子ビーム照射手段は、前記ウエ
ハに注入される電子ビームの温度を検出する温度検出手
段と、この温度検出手段の検出出力に応じて磁場の大き
さを調整する磁場調整手段とを備えてなることを特徴と
する請求項４記載のイオン注入装置。 - 【請求項１８】 前記電子ビーム照射手段は、前記ウエ
ハに照射される電子ビームの温度を検出する温度検出手
段と、この温度検出手段の検出出力に応じて電場の大き
さを調整する電場調整手段とを備えてなることを特徴と
する請求項７記載のイオン注入装置。 - 【請求項１９】 前記電子ビーム照射手段は、前記ウエ
ハに照射される電子ビームの温度を検出する温度検出手
段と、この温度検出手段の検出出力に応じて電場の大き
さを調整する電場調整手段と、前記温度検出手段の検出
出力に応じて前記レンズ系の電場の大きさを調整するレ
ンズ系調整手段とを備えてなることを特徴とする請求項
９記載のイオン注入装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10062775A JPH11260309A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | イオン注入装置 |
| FR9902998A FR2776123B1 (fr) | 1998-03-13 | 1999-03-11 | Implanteur d'ions |
| US09/266,738 US6362490B1 (en) | 1998-03-13 | 1999-03-12 | Ion implanter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10062775A JPH11260309A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | イオン注入装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11260309A true JPH11260309A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=13210097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10062775A Pending JPH11260309A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | イオン注入装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6362490B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11260309A (ja) |
| FR (1) | FR2776123B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100634541B1 (ko) | 2005-04-13 | 2006-10-13 | 삼성전자주식회사 | 다결정 실리콘 제조방법 |
| KR100804133B1 (ko) | 2007-02-22 | 2008-02-19 | 한국원자력연구원 | 시케인 자석을 이용한 음이온 인출필터 |
| US8742374B2 (en) | 2012-08-21 | 2014-06-03 | Nissin Ion Equipment Co., Ltd | Ion implantation apparatus |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6614190B2 (en) * | 2001-01-31 | 2003-09-02 | Hitachi, Ltd. | Ion implanter |
| US7205556B2 (en) * | 2004-10-01 | 2007-04-17 | Axcelis Technologies, Inc. | Bellows liner for an ion beam implanter |
| US7619228B2 (en) * | 2006-09-29 | 2009-11-17 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Technique for improved ion beam transport |
| US9892931B2 (en) * | 2013-10-14 | 2018-02-13 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. | Semiconductor manufacturing apparatus and method thereof |
| CN111769042B (zh) * | 2020-07-15 | 2023-06-27 | 济南晶正电子科技有限公司 | 一种离子注入的方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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