JPS5826441A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
- Publication number
- JPS5826441A JPS5826441A JP12416981A JP12416981A JPS5826441A JP S5826441 A JPS5826441 A JP S5826441A JP 12416981 A JP12416981 A JP 12416981A JP 12416981 A JP12416981 A JP 12416981A JP S5826441 A JPS5826441 A JP S5826441A
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- JP
- Japan
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- electrode
- secondary electrons
- ion
- cylindrical structure
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- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体集積回路製造工程の中で、基板上に形
成した酸化膜等の絶縁物及び絶縁物上の抵抗体に、イオ
ンビーム會照射する工程に於て、電荷蓄積による電位上
昇によって、該絶縁物が絶縁破壊を起こし、不良を生じ
ることケ防ぐために、イオンビーム照射により蓄積さη
、屹１灯を甲第１１する機構ケ備えた１１７７１人装置
に関するものである０ イオン注入技術は不純物ｍ人技術として、制御性、７−
１）現性に優れ、半導体来演回路の製糸］−程ＶＣ広く
用いられているｏしかし不純物を荷を粒子に電離して、
電界で加速し基板に注入するため、基板での電荷蓄積に
よる電位上昇が問題であった。
成した酸化膜等の絶縁物及び絶縁物上の抵抗体に、イオ
ンビーム會照射する工程に於て、電荷蓄積による電位上
昇によって、該絶縁物が絶縁破壊を起こし、不良を生じ
ることケ防ぐために、イオンビーム照射により蓄積さη
、屹１灯を甲第１１する機構ケ備えた１１７７１人装置
に関するものである０ イオン注入技術は不純物ｍ人技術として、制御性、７−
１）現性に優れ、半導体来演回路の製糸］−程ＶＣ広く
用いられているｏしかし不純物を荷を粒子に電離して、
電界で加速し基板に注入するため、基板での電荷蓄積に
よる電位上昇が問題であった。
例えはＩＶＩ ＯＳ集積回路製造工程でのり゛−ト電極
全マスクとしたソース・ドレイン′１ＩＩＬ極形成工程
においては、このような電位上昇によりゲート電極下の
ゲートｅ化膜がイオン注入時に絶縁破壊を起こし、ゲー
トリーク・ゲート耐圧低下等の原因となるので問題であ
る。特に、近年、乗積回路の微細化、ｍｍ度化が進み、
ゲート酸化膜が薄膜化するにつれて大きな問題となって
き′ｆｃ。このような電位上昇を防止する方法としては
、従来、熱電子を用いてイオンビームな中性化する方法
、熱電子による電子シャワーを基板に当てる方法寺が提
案されている。しかし、熱電子音用いる方法は、フイラ
メントに加熱して電子音発生させるので、フィラメント
からの汚染不純物の蒸発、アウトガスによる真空度の低
下、お工ひ熱輻射による基板温度の上昇といった神々の
問題音生じる。このため一般に汚染に敏感であるため、
クリーンルーム等のクリーンな環境で製造されている半
導体集積回路等の製造に適用することは不可能であった
。特に、Ｍ ＯＳ集積回路は半導体素子の中でも汚染に
敏感で必！ｌｌｌ、′またダート膜が薄＜Ｎ！３縁耐圧
が低い等のため、イオンビーム照射による電位上列に対
するクリーンで有効な中和手法の開発が待たれていた。
全マスクとしたソース・ドレイン′１ＩＩＬ極形成工程
においては、このような電位上昇によりゲート電極下の
ゲートｅ化膜がイオン注入時に絶縁破壊を起こし、ゲー
トリーク・ゲート耐圧低下等の原因となるので問題であ
る。特に、近年、乗積回路の微細化、ｍｍ度化が進み、
ゲート酸化膜が薄膜化するにつれて大きな問題となって
き′ｆｃ。このような電位上昇を防止する方法としては
、従来、熱電子を用いてイオンビームな中性化する方法
、熱電子による電子シャワーを基板に当てる方法寺が提
案されている。しかし、熱電子音用いる方法は、フイラ
メントに加熱して電子音発生させるので、フィラメント
からの汚染不純物の蒸発、アウトガスによる真空度の低
下、お工ひ熱輻射による基板温度の上昇といった神々の
問題音生じる。このため一般に汚染に敏感であるため、
クリーンルーム等のクリーンな環境で製造されている半
導体集積回路等の製造に適用することは不可能であった
。特に、Ｍ ＯＳ集積回路は半導体素子の中でも汚染に
敏感で必！ｌｌｌ、′またダート膜が薄＜Ｎ！３縁耐圧
が低い等のため、イオンビーム照射による電位上列に対
するクリーンで有効な中和手法の開発が待たれていた。
本発明は、このような従来の方法の欠点を除去するため
、フィラメントからの熱電子にかえて、イオンビーム照
射により発生する二次電子を用いて、イオン注入時の電
荷蓄積を中和し、電位上昇を防ぐようにしたもので、以
下図面について詳細に説明する。
、フィラメントからの熱電子にかえて、イオンビーム照
射により発生する二次電子を用いて、イオン注入時の電
荷蓄積を中和し、電位上昇を防ぐようにしたもので、以
下図面について詳細に説明する。
第１図はイオンビーム會電界にエリ走査するイオン注入
装置での本発明の一実施例を説明するためのエンドステ
ーションの側面図であり、１は基板支持体、２は基板、
３は筒状構造体、４は電波計、５はマスク、６はサプレ
ッションｔａ 惨、７ ハ電極、８は電極ささえ、９は
電源である。基板２を支える基板支持体１と筒状構造体
３がら成るンアラデー箱に、第１図の左カエリイオンビ
ームが入射される。従米人制されるイオンの数は、ファ
ラテー箱に流れる電流を電流側４で測定し、その値紫積
分することにより求めら石てきた。この場合、基板２
Ｖｃイオン葡均−ＶＣＣ大人るために、イオンビーム１
、マスク５の前方で、マスク５に当たる壕で走査装置Ｖ
Ｃ、Ｊ：り水平及び垂直方向に走査さｔ’Ｌる。１だ、
イオンビームによりファラデー箱内で発生する二次電子
が、ファラテー箱の外へ飛び出して注入量の測定がずｔ
ｌ、るのを防ぐために、マスク５と筒状構造体３の間に
、負にバイアスされたサプレッション電極６が設けられ
ていた。本発明では、更にファラデー箱内に、＊他７會
基板２の周辺部に設ける。この電Ａａ、７は絶縁物でで
きた電極さδえ８で固定さ７″ｌ、ており、電源９によ
って負にバイアスできるようになっている。以上のよう
に構成されているので、イオンビームが走査により、電
極７に当たると、零又は負にバイアスされた電極７から
発生した二次霜；子が、イオンビームの照射に、Ｊ：つ
て正に帯電した基板２に向かつて流ｔ１．るため、基板
２の帯電か中和さｊ、る。イオンビームが入射すると、
′酊１ｍ ７又は基板２の照射部位からは、入射したイ
オンの数よりも多くの二次電子が発生するが、電極７′
？ｆ：負にバイアスすると。
装置での本発明の一実施例を説明するためのエンドステ
ーションの側面図であり、１は基板支持体、２は基板、
３は筒状構造体、４は電波計、５はマスク、６はサプレ
ッションｔａ 惨、７ ハ電極、８は電極ささえ、９は
電源である。基板２を支える基板支持体１と筒状構造体
３がら成るンアラデー箱に、第１図の左カエリイオンビ
ームが入射される。従米人制されるイオンの数は、ファ
ラテー箱に流れる電流を電流側４で測定し、その値紫積
分することにより求めら石てきた。この場合、基板２
Ｖｃイオン葡均−ＶＣＣ大人るために、イオンビーム１
、マスク５の前方で、マスク５に当たる壕で走査装置Ｖ
Ｃ、Ｊ：り水平及び垂直方向に走査さｔ’Ｌる。１だ、
イオンビームによりファラデー箱内で発生する二次電子
が、ファラテー箱の外へ飛び出して注入量の測定がずｔ
ｌ、るのを防ぐために、マスク５と筒状構造体３の間に
、負にバイアスされたサプレッション電極６が設けられ
ていた。本発明では、更にファラデー箱内に、＊他７會
基板２の周辺部に設ける。この電Ａａ、７は絶縁物でで
きた電極さδえ８で固定さ７″ｌ、ており、電源９によ
って負にバイアスできるようになっている。以上のよう
に構成されているので、イオンビームが走査により、電
極７に当たると、零又は負にバイアスされた電極７から
発生した二次霜；子が、イオンビームの照射に、Ｊ：つ
て正に帯電した基板２に向かつて流ｔ１．るため、基板
２の帯電か中和さｊ、る。イオンビームが入射すると、
′酊１ｍ ７又は基板２の照射部位からは、入射したイ
オンの数よりも多くの二次電子が発生するが、電極７′
？ｆ：負にバイアスすると。
この二次電子は基板に戻されるため、基板の帯電防止の
効果は顕著となる。二次電子を戻すためにサプレッショ
ン電極６を設けであるが、これでは基板からの距離が遠
く、不十分であり、筒状構造体に二次電子は戻されてし
まう。本発明では、基板２近傍に電惟７ケ設置している
ので、二次′電子は、讐績電荷中和に有効に作用する。
効果は顕著となる。二次電子を戻すためにサプレッショ
ン電極６を設けであるが、これでは基板からの距離が遠
く、不十分であり、筒状構造体に二次電子は戻されてし
まう。本発明では、基板２近傍に電惟７ケ設置している
ので、二次′電子は、讐績電荷中和に有効に作用する。
しかも、本発明では熱電子ではなく、イオンビームによ
って発生する二次電子を用いているので、フィラメント
が不用であり、フィラメントからの汚染不純物の蒸発、
真空度の低下、基板の加熱等の検々の間趙は発生しない
。電極７へのバイアスは、７７ラデ一箱の中で行なって
おり、イオンの注入Ｍは電流庁１″４に流れる′直流を
１ｌｌｌ ′ＡＬ Ｌ積分することにより求凍る。更に
、イオンビームの銅が増えると二次電子のりも工・〜え
るので、熱電子の場合のように、イオンビームの−に応
じて熱電子を増やすような機構は％に必要ないので、実
際に便９上でも簡単であるという利点がある。
って発生する二次電子を用いているので、フィラメント
が不用であり、フィラメントからの汚染不純物の蒸発、
真空度の低下、基板の加熱等の検々の間趙は発生しない
。電極７へのバイアスは、７７ラデ一箱の中で行なって
おり、イオンの注入Ｍは電流庁１″４に流れる′直流を
１ｌｌｌ ′ＡＬ Ｌ積分することにより求凍る。更に
、イオンビームの銅が増えると二次電子のりも工・〜え
るので、熱電子の場合のように、イオンビームの−に応
じて熱電子を増やすような機構は％に必要ないので、実
際に便９上でも簡単であるという利点がある。
第２図は基板支持体１の止面図である。基板２の周辺に
１ ｖａｎ程度のすき間を設けて電極７が配置しである
。電極７が基板２の端からすき間かあるのは、基板２の
端から基板支持体１へ、基板表面を伝わってイオン注入
時の’ｆｔ？Ｆｆｆが逃げやすくｊるためである。電＆
７葡設けずに、基板支持体ｌ全員にバイアスするのは筒
状構造体３の電位が基板２の表面の電位よりも尚くなり
、二次電子は筒状構造体３へ多く供給さ扛、基板２の電
荷全十分には中和できない。
１ ｖａｎ程度のすき間を設けて電極７が配置しである
。電極７が基板２の端からすき間かあるのは、基板２の
端から基板支持体１へ、基板表面を伝わってイオン注入
時の’ｆｔ？Ｆｆｆが逃げやすくｊるためである。電＆
７葡設けずに、基板支持体ｌ全員にバイアスするのは筒
状構造体３の電位が基板２の表面の電位よりも尚くなり
、二次電子は筒状構造体３へ多く供給さ扛、基板２の電
荷全十分には中和できない。
以上第１図、第２図はイオンビーム會、ファラナー箱の
前方で電界にエリ走査して基１７！１２に注入するイオ
ン注入装置について述べたが、イオンビ−ムに対して基
板支持体１を動がし、イオンビームが基板面全走査する
メカニカルスキャン方式のイオン注入装置についても、
基板２周辺部に電極７會設けることにより、同じよ′）
ＶＣ蓄積された電荷を二次電子により中和することがで
きる。
前方で電界にエリ走査して基１７！１２に注入するイオ
ン注入装置について述べたが、イオンビ−ムに対して基
板支持体１を動がし、イオンビームが基板面全走査する
メカニカルスキャン方式のイオン注入装置についても、
基板２周辺部に電極７會設けることにより、同じよ′）
ＶＣ蓄積された電荷を二次電子により中和することがで
きる。
第３図は、イオンビームな電界で走査しないで基板支持
体１を回転しながら矢印方向に往復運動するメカニカル
スキャン方式のイオン注入装置での本発明の一実施例で
のエンドステーションの側面図であり、１０は格子状電
極である。ファラデー箱内の基板２の前面に格子状電極
１０が、絶縁体の電極ささえ８によって筒状構造体３に
固定されている。イオンビームはマスク５を通って筒状
構造体３内に入り、格子状電極ｌＯに照射される。この
格子状電極１０に照射されたイオンビームにより二次電
子が発生する。この二次電子は、イオンビームを中性化
したり、基板２へ直接照射されることにエリ、基板２表
面の電位を中和する。更に、この格ｆ状電極１０ヲ負に
バイアスすると、基板２表面から出た二次電子を基板２
へ押し戻す働きが加−ま る 。
体１を回転しながら矢印方向に往復運動するメカニカル
スキャン方式のイオン注入装置での本発明の一実施例で
のエンドステーションの側面図であり、１０は格子状電
極である。ファラデー箱内の基板２の前面に格子状電極
１０が、絶縁体の電極ささえ８によって筒状構造体３に
固定されている。イオンビームはマスク５を通って筒状
構造体３内に入り、格子状電極ｌＯに照射される。この
格子状電極１０に照射されたイオンビームにより二次電
子が発生する。この二次電子は、イオンビームを中性化
したり、基板２へ直接照射されることにエリ、基板２表
面の電位を中和する。更に、この格ｆ状電極１０ヲ負に
バイアスすると、基板２表面から出た二次電子を基板２
へ押し戻す働きが加−ま る 。
第４図は筒状構造体３をイオンビーム入射方向から見た
図である。マスク５の穴の大きさはイオンビートの径よ
り小さくなっている。格子状電極１０はストライプ状で
もよいし、穴あきの電極であっても良い。基板支持体１
が回転しなから矢１」方向に往復運動する等のメカニカ
ルスキャンを行なっているので、格子状電極１ｏを基板
２の前面に設けても均一なイオン注入が行なえる。また
、注入量は格子状電極の開口率、すなわちマスク５の穴
の面積に対する格子状電極ｌｏのすき間の面積の比をか
けることにエリ、電流！ｔ ４に流れる電流値を積分し
て求まる。
図である。マスク５の穴の大きさはイオンビートの径よ
り小さくなっている。格子状電極１０はストライプ状で
もよいし、穴あきの電極であっても良い。基板支持体１
が回転しなから矢１」方向に往復運動する等のメカニカ
ルスキャンを行なっているので、格子状電極１ｏを基板
２の前面に設けても均一なイオン注入が行なえる。また
、注入量は格子状電極の開口率、すなわちマスク５の穴
の面積に対する格子状電極ｌｏのすき間の面積の比をか
けることにエリ、電流！ｔ ４に流れる電流値を積分し
て求まる。
第５図にｔ本発明による他の一実施例（ｆ：８５？、明
するためのエンドステーションの側面図であり、１１は
電源である○電ｍ、１１により拘状構厄体３は基板支持
体１に対し負にバイアスされでいる。この電位は、ザグ
レッション電極６の′１れ位と基板支持体１の電位の中
間の埴Ｖこする。このような構成になっているので、イ
オン注入時に基板２から発生した二次電子は筒状構造体
３が負にバイアスされているので、基板２へ押し民され
、基板２表面の電位を中和する。従来のザ７レツション
電極６も二次電子ケ戻すが、距離が遠いので、はとんど
は筒状構造体３に流れて、基板２の表面の電位會中和す
る効果がなかった。本発明では筒状構造体３′？ｒ：負
にバイアスしているので有効に二次電子全基板２へ戻す
ことが可能であり、電荷中和の効果が顕著である。イオ
ンの注入量は、筒状構造体３及び基板支持体１から成る
ファラデー箱に流れる電流を電流針４で測定し、積分す
ることにより求まる。
するためのエンドステーションの側面図であり、１１は
電源である○電ｍ、１１により拘状構厄体３は基板支持
体１に対し負にバイアスされでいる。この電位は、ザグ
レッション電極６の′１れ位と基板支持体１の電位の中
間の埴Ｖこする。このような構成になっているので、イ
オン注入時に基板２から発生した二次電子は筒状構造体
３が負にバイアスされているので、基板２へ押し民され
、基板２表面の電位を中和する。従来のザ７レツション
電極６も二次電子ケ戻すが、距離が遠いので、はとんど
は筒状構造体３に流れて、基板２の表面の電位會中和す
る効果がなかった。本発明では筒状構造体３′？ｒ：負
にバイアスしているので有効に二次電子全基板２へ戻す
ことが可能であり、電荷中和の効果が顕著である。イオ
ンの注入量は、筒状構造体３及び基板支持体１から成る
ファラデー箱に流れる電流を電流針４で測定し、積分す
ることにより求まる。
以上説明したように、本発明では二次電子を用いて電荷
蓄積による電位上昇全防止しているので、フィラメント
からの汚染不純物の蒸発、真空度の低下、基板の加熱等
の間粗がなく、構造的にも基板周辺部に負にバイアスし
た電極を設けるか、基板前面に負にバイアスした格子状
の電極を設けれは良いので構造的にも簡単であると共に
、イオンビームの強さに比例して、発生する二次電子蓋
も自動的に増加するので、ビーム霜；流に対〔−２で調
整する心安がない寺多くの利点を有する。
蓄積による電位上昇全防止しているので、フィラメント
からの汚染不純物の蒸発、真空度の低下、基板の加熱等
の間粗がなく、構造的にも基板周辺部に負にバイアスし
た電極を設けるか、基板前面に負にバイアスした格子状
の電極を設けれは良いので構造的にも簡単であると共に
、イオンビームの強さに比例して、発生する二次電子蓋
も自動的に増加するので、ビーム霜；流に対〔−２で調
整する心安がない寺多くの利点を有する。
第１図は本発明装置の一実施１タリの側ｌ１１図、第２
図に第１図の基板支持体の正面図、第３図な−１本タロ
明装置ａの他の来施例の側面図、第４図は筒状禍゛造体
をイオンビーム入射方向から見た図、第５図は本発明装
置Ｐｔの他の実Ｍ！１例の側面図である。 ■ ・・・基板支持体、２・・・・・・基板、３・・・
筒状構造体、４・・・・・・電流針、５・・・・・・マ
スク、６・・・ サプレッション１ＪＬ極、７・・・・
・電極、８・・・・・電極ざさえ、９ ・・・電源、１
０・・・・格子状電極、１１・・・・・電源第１図 第２図 第４図
図に第１図の基板支持体の正面図、第３図な−１本タロ
明装置ａの他の来施例の側面図、第４図は筒状禍゛造体
をイオンビーム入射方向から見た図、第５図は本発明装
置Ｐｔの他の実Ｍ！１例の側面図である。 ■ ・・・基板支持体、２・・・・・・基板、３・・・
筒状構造体、４・・・・・・電流針、５・・・・・・マ
スク、６・・・ サプレッション１ＪＬ極、７・・・・
・電極、８・・・・・電極ざさえ、９ ・・・電源、１
０・・・・格子状電極、１１・・・・・電源第１図 第２図 第４図
Claims (2)
- （１） 筒状構造体から成るファラデー箱の、イオン
ビームの入射口と反対側に、基板を支持する基板支持体
を設け、該基板の附近に、ファラデー箱と絶縁し、かつ
負又は零電圧にノ（イアスさｔｌ。 ている電極上配置することを特徴とするイオン注入装置
。 - （２）基板を支える基板支持体と、筒状構造体から成る
７アラデ一箱において、該筒状構造体を、該基板支持体
に対し負にノくイアスしたこと全特徴とするイオン注入
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12416981A JPS5826441A (ja) | 1981-08-10 | 1981-08-10 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12416981A JPS5826441A (ja) | 1981-08-10 | 1981-08-10 | イオン注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5826441A true JPS5826441A (ja) | 1983-02-16 |
| JPH0361303B2 JPH0361303B2 (ja) | 1991-09-19 |
Family
ID=14878654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12416981A Granted JPS5826441A (ja) | 1981-08-10 | 1981-08-10 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5826441A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5871546A (ja) * | 1981-10-23 | 1983-04-28 | Fujitsu Ltd | イオン注入装置 |
| EP0104818A2 (en) * | 1982-09-29 | 1984-04-04 | Eaton Corporation | Ion implantation device |
| JPS61106808A (ja) * | 1984-10-29 | 1986-05-24 | 神鋼鋼線工業株式会社 | ケ−ブルの架設方法 |
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| JPH07169437A (ja) * | 1993-08-27 | 1995-07-04 | Hughes Aircraft Co | プラズマイオン注入装置 |
Families Citing this family (1)
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-
1981
- 1981-08-10 JP JP12416981A patent/JPS5826441A/ja active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0361303B2 (ja) | 1991-09-19 |
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