JPS62195841A - Ion implanting apparatus - Google Patents

Ion implanting apparatus

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JPS62195841A
JPS62195841A JP61038549A JP3854986A JPS62195841A JP S62195841 A JPS62195841 A JP S62195841A JP 61038549 A JP61038549 A JP 61038549A JP 3854986 A JP3854986 A JP 3854986A JP S62195841 A JPS62195841 A JP S62195841A
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JP
Japan
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ion beam
ion
magnet
magnetic field
electromagnet
Prior art date
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Pending
Application number
JP61038549A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Sakai
克彦 酒井
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS62195841A publication Critical patent/JPS62195841A/en
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Abstract

PURPOSE:To make an angle correction unnecessary, by composing a deflecting magnet to position the ion beam incident point of the ion beam deflecting magnet on the extension of the side surface at the ion beam radiating side of the deflecting magnet. CONSTITUTION:A deflection scanning electromagnet 8 is composed to position the incident point 7 of the ion beam 3 on the extension of the ion beam radiation side surface 9. The ion beam injected to the deflection scanning magnet 8 reaches to the ion beam radiating end surface 9 when it is deflected at a specific angle and then radiated. Therefore, by converting the magnetic field density of the deflection scanning electromagnet 8, the ion beam 10 to scan in the lateral direction while keeping the constant direction is obtained.When it is combined with the implanting apparatus with a rotary disk 12 on which a semiconductor wafer 11 is furnished, by controlling the ion beam 10 to scan at a scanning speed inversely proportional to the radius position R on the disk 12 where the deflected ion beam 10 is scanned, it is possible to implant the ion beams evenly on the wafer. Therefore, the magnetic field to correct the angle is unnecessary.

Description

【発明の詳細な説明】 3、 発明の旺祠な説明 〔座業上の利用分野〕 本元明は、半得体デバイスの製造に用いられるイオン打
込装置に係り、特にイオンビームな平行に偏向、走査す
ることのできるイオン打込装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] 3. Detailed Description of the Invention [Field of Sedentary Application] The present invention relates to an ion implantation device used for manufacturing semiconducting devices, and in particular to an ion implantation device that deflects an ion beam in parallel. , relates to an ion implantation device capable of scanning.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のイオン打込kW1.では、米1倚許第4、276
,477号や同第4,3 6 7,4 1 1号に記載
されているようじ、断面が実買上点仏すフイオ/ビーム
を磁場で偏向走f−iるために、第一段目の電磁石で前
記イオンビームな扇形に偏向して一次元の走査を行ない
、偏向されたイオンビームな第二段目の電磁石による磁
場内に入射させ、 その際、第一段目電磁石によるイオンビームの偏向型(
角度)に応じて第二段目電磁石の磁場強度を変化させ、
これによシ後者の磁場から出射されるイオンビームな平
行に軌道修正し、半導体ウェハ上のすべての位置に、イ
オンビームが垂直な方向から衡突するように制御する方
法が知られている。
Conventional ion implantation kW1. So, rice 1 permission No. 4, 276
, 477 and No. 4,367,411, in order to deflect the beam with a magnetic field, the first stage is The ion beam is deflected into a fan shape by an electromagnet for one-dimensional scanning, and the deflected ion beam is made to enter the magnetic field of the second stage electromagnet, and at this time, the ion beam is deflected by the first stage electromagnet. Type (
The magnetic field strength of the second stage electromagnet is changed according to the angle),
Accordingly, a method is known in which the trajectory of the ion beam emitted from the latter magnetic field is adjusted to be parallel, and the ion beam is controlled so that it hits all positions on the semiconductor wafer from a perpendicular direction.

この方法は、前の説明から分るように、偏向走査するた
めの磁石のほかに、イオンビームの軌道を修正して平行
化するための第二段目の磁石を必要としていた。
As can be seen from the previous explanation, this method requires, in addition to a magnet for deflection and scanning, a second stage magnet for correcting and parallelizing the trajectory of the ion beam.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記従来技術では、第一段目の偏向磁石によって扇形に
偏向されたイオンビームの出射方向な揃えて平行にする
ために、イオンビームの方向(軌道)を補正するための
第二段目の磁石が別に必要であった。
In the above conventional technology, the second stage magnet is used to correct the direction (trajectory) of the ion beam in order to align and parallel the exit directions of the ion beam that has been deflected into a fan shape by the first stage deflection magnet. was required separately.

この補正磁石による磁場は、417種、エネルギーに応
じてその設定値が決定されるが、微調節は、実際に半導
体ウェハにイオンを打込んで、その打込量の分布からイ
オンビームの偏りを推測して行なわなけれはならないと
いう問題があった。
There are 417 types of magnetic fields generated by this correction magnet, and the set value is determined according to the energy. Fine adjustment is performed by actually implanting ions into a semiconductor wafer and determining the bias of the ion beam from the distribution of the implanted amount. The problem was that we had to make guesses.

さらにまた、温度上昇や経時変化等による設定のずれも
監視できないので、修正の対応もおそくなり勝ちであり
、その結果イオン打込みの量やプロフィールが設計どお
りに行なわれず、製品不良を生じ易いという問題点があ
った。
Furthermore, since it is not possible to monitor deviations in settings due to temperature rises, changes over time, etc., corrections are likely to be delayed.As a result, the amount and profile of ion implantation may not be carried out as designed, resulting in product defects. There was a point.

本発明の目的は、磁場でイオンビームな偏向走査するメ
リットを生し、偏向走査されて磁場から出射されるイオ
ンビームが、本質的に平行であり、イオンビームの角度
補正が不要であるよりなイオン打込装置を提供すること
にある。
An object of the present invention is to produce the advantage of deflection scanning of an ion beam using a magnetic field, and to make the ion beam emitted from the magnetic field after deflection scanning essentially parallel, eliminating the need for angle correction of the ion beam. An object of the present invention is to provide an ion implantation device.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、イオン打込装置の偏向走査用電磁石のビー
ム入射点が、この電磁石のビーム出射端面の延長上に位
置するよりに、偏向用電磁石を構成することにより、達
成される。
The above object is achieved by configuring the deflection electromagnet so that the beam incidence point of the deflection scanning electromagnet of the ion implantation device is located on an extension of the beam output end face of this electromagnet.

〔作 用〕[For production]

本発明におけるイオンビーム偏向用電磁石は、イオンビ
ームがこの磁石の磁場内に入射し、偏向されて当該磁場
から出射するとき、前記磁場の強さが変化してビームの
旋回半径が変動しても、これに関係なく、イオンビーム
が一定角度偏向したときに、この磁石の出射端面に到達
して出射されるように構成されている。
The ion beam deflection electromagnet of the present invention allows the ion beam to enter the magnetic field of the magnet, be deflected, and exit from the magnetic field, even if the strength of the magnetic field changes and the radius of gyration of the beam changes. Regardless of this, the ion beam is configured such that when it is deflected by a certain angle, it reaches the output end face of this magnet and is output.

それによって、この偏向用電磁石を出たビームは本質的
に一定方向を向く一換言すれば、417種やエネルギー
、あるいは磁場の強さとは無関係にイオンビームの出射
方向が固定され、平行化されるようになっているので、
イオンビームの角度を補正する必要がない。
As a result, the beam exiting this deflection electromagnet essentially points in a fixed direction.In other words, the exit direction of the ion beam is fixed and parallelized regardless of the species, energy, or magnetic field strength. So,
There is no need to correct the ion beam angle.

従って、偏向用電磁石の磁束密度を大小に制御するだけ
で、半導体ウェハ上で、一定の方向を向いたイオンビー
ムを走査してイオンを一定の方向から打込むことができ
る。
Therefore, by simply controlling the magnetic flux density of the deflecting electromagnet, it is possible to scan the ion beam pointing in a fixed direction onto the semiconductor wafer and implant ions from a fixed direction.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図において、イオン引出電極2によって放電箱1か
ら出射されたイオンビーム3は、質量分離用電磁石4、
質量分離用スリット6によって質量分離され、偏向走査
用電磁石8によって偏向されて、ターゲットとしてのウ
ェハ11に打込まれる。
In FIG. 1, an ion beam 3 emitted from a discharge box 1 by an ion extraction electrode 2 is connected to a mass separation electromagnet 4,
The mass is separated by the mass separation slit 6, deflected by the deflection scanning electromagnet 8, and driven into the wafer 11 as a target.

偏向走査用it電磁石は、イオンビーム出射端面9の延
長線上にイオンビーム3の入射点7が位置するように・
調成されている:、またこの例では、ビーム入射点7に
おいてイオンビーム3が磁石の入射端面に垂直に入射す
るよりに図示されているが、このことは必ずしも必4!
条件ではない。
The IT electromagnet for deflection scanning is arranged so that the incident point 7 of the ion beam 3 is located on the extension of the ion beam exit end face 9.
In this example, the ion beam 3 is shown to be incident perpendicularly to the incident end face of the magnet at the beam incidence point 7, but this is not necessarily the case!
It's not a condition.

本夾施例によれば、偏向走査用電磁石8に入射したイオ
ンビームは、族回牛径に関係々〈一定角度(例えば90
° )偏向した時にイオンビーム出射端面9に達し出射
される。
According to this embodiment, the ion beam incident on the deflection scanning electromagnet 8 is fixed at a fixed angle (for example, 90
°) When the ion beam is deflected, it reaches the ion beam exit end face 9 and is emitted.

なぜならば、電磁石8g)磁場の強さが変化したために
、イオンビームの方足回半径が変化したとしても、イオ
ンビーム入射点7とその出射点は常にイオンビーム出射
端面9の端縁縁と同−1騙上にあり、一方、イオンビー
ムは磁場内で円形軌道を煎るので、その結果、前記直−
は各軌道内に共通の弦となるからでめる。
This is because even if the radius of the ion beam changes due to changes in the strength of the electromagnet (8g) magnetic field, the ion beam entrance point 7 and its exit point are always the same as the edge of the ion beam exit end face 9. The ion beam, on the other hand, follows a circular orbit in the magnetic field, resulting in the above-mentioned direct
is a common chord in each orbit.

従って、偏向走査用電磁石8の磁場強度を変化させるこ
とによって、一定方向を保ちながら、第1図において左
右方向に走査するイオンビーム10が得られる。
Therefore, by changing the magnetic field strength of the deflection scanning electromagnet 8, it is possible to obtain an ion beam 10 that scans in the left-right direction in FIG. 1 while maintaining a constant direction.

第1図のように、回転円盤12上に半導体ウェハ11を
取つけた打込装置と組合わせた場合、偏向されたイオン
ビーム10が照射されている円盤12上の半径位置Rに
反比例する走査速度で、ビーム10が走査するよう制御
すれば、イオンビームをウェハに均一に打込むことがで
きる。
As shown in FIG. 1, when combined with an implantation device in which a semiconductor wafer 11 is mounted on a rotating disk 12, scanning is inversely proportional to the radial position R on the disk 12 to which the deflected ion beam 10 is irradiated. By controlling the beam 10 to scan at a certain speed, the ion beam can be uniformly implanted into the wafer.

イオンビーム10が打込まれている円盤12上の半径位
置Rは、イオンの質量、エネルギーと偏向走査用磁石に
流れるVL流によって決定される。
The radial position R on the disk 12 into which the ion beam 10 is implanted is determined by the mass and energy of the ions and the VL flow flowing through the deflection and scanning magnet.

そこで、第2図に示したように、偏向走査用磁石8に流
すべき電流Isは、イオン電流IB、打込量D1イオン
エネルギE、半径位置Rなどに基づいて、CPU14に
て算出される。CPU14は、前記算出結果に基づいて
、偏向走査用電磁石8のコイル15に供給する電fiI
sを制御するように、偏向磁石電源16へ制御信号を送
る。
Therefore, as shown in FIG. 2, the current Is to be passed through the deflection scanning magnet 8 is calculated by the CPU 14 based on the ion current IB, the implantation amount D1, the ion energy E, the radial position R, and the like. Based on the calculation result, the CPU 14 controls the electric power fiI to be supplied to the coil 15 of the deflection scanning electromagnet 8.
A control signal is sent to the deflection magnet power supply 16 to control the deflection magnet power supply 16.

第3図は、偏向走査用電磁石20により、2方向にビー
ムを偏向させ得るようにし、打込室を2つ持つようにし
たイオン打込装置の他の実施例の概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram of another embodiment of the ion implantation apparatus in which the beam can be deflected in two directions by the deflection scanning electromagnet 20 and has two implantation chambers.

図において、第1図と同一の符号は、同一または同等部
分をあられしている。第1図に関する説明から明らかな
ように偏向用電磁石20の磁場極性を逆転させることに
よって、それぞれの打込室ヘイオンビーム10を切換え
ることができる。
In the figure, the same reference numerals as in FIG. 1 represent the same or equivalent parts. As is clear from the explanation regarding FIG. 1, by reversing the magnetic field polarity of the deflecting electromagnet 20, the respective driving chamber hey-on beams 10 can be switched.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、偏向走査用電磁石1つで、平行にイオ
ンビームを走査することができるので、角度補正のため
の磁場が不要となり、構成を簡略化し、調節個所も減ら
すことができる。
According to the present invention, since the ion beam can be scanned in parallel with a single deflection scanning electromagnet, a magnetic field for angle correction is not required, and the configuration can be simplified and the number of adjustment points can be reduced.

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

181図は、本発明の一実施例のイオン打込装置を示し
たものである。第2図は、偏向用電磁石による磁場の強
度および極性を制御するための、偏向磁石電源とCPU
との接続関係を示した図である。 第3図は、打込室を2つもつ場合の本発明の他の実施例
である。
FIG. 181 shows an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention. Figure 2 shows the deflection magnet power supply and CPU for controlling the strength and polarity of the magnetic field produced by the deflection electromagnet.
FIG. FIG. 3 shows another embodiment of the present invention in which there are two driving chambers.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)イオン源と、イオン源で発生されたイオンビーム
を質量分離するための磁石と、質量分離されたイオンビ
ームを入射され、これを偏向してターゲットに指向させ
るための偏向用磁石とから構成されるイオン打込装置に
おいて、 前記イオンビーム偏向用磁石のビーム出射側端面の延長
線上に、前記偏向用磁石のイオンビーム入射点が位置す
るように、前記偏向用磁石が構成されたことを特徴とす
るイオン打込装置。
(1) An ion source, a magnet for mass-separating the ion beam generated by the ion source, and a deflection magnet for receiving the mass-separated ion beam and deflecting it toward the target. In the ion implantation apparatus configured, the deflection magnet is configured such that the ion beam incident point of the deflection magnet is located on an extension of the beam exit end face of the ion beam deflection magnet. Features of ion implantation equipment.
(2)偏向用磁石は電磁石であり、実質上均一な磁場を
発生し、前記磁場の強度は制御可能であることを特徴と
する前記特許請求の範囲第1項記載のイオン打込装置。
(2) The ion implantation apparatus according to claim 1, wherein the deflection magnet is an electromagnet, generates a substantially uniform magnetic field, and the strength of the magnetic field is controllable.
(3)イオンビームは、その入射点において、前記イオ
ンビーム偏向用磁石の入射側端面に対し垂直に入射され
ることを特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載のイ
オン打込装置。
(3) The ion implantation apparatus according to claim 1, wherein the ion beam is incident perpendicularly to the incident side end face of the ion beam deflection magnet at its incident point.
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