JPS62272443A - Ion doping device - Google Patents

Ion doping device

Info

Publication number
JPS62272443A
JPS62272443A JP11525986A JP11525986A JPS62272443A JP S62272443 A JPS62272443 A JP S62272443A JP 11525986 A JP11525986 A JP 11525986A JP 11525986 A JP11525986 A JP 11525986A JP S62272443 A JPS62272443 A JP S62272443A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
magnetic field
ion doping
tube
charged particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11525986A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuhisa Yoshida
哲久 吉田
Takashi Hirao
孝 平尾
Kentaro Setsune
瀬恒 謙太郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP11525986A priority Critical patent/JPS62272443A/en
Publication of JPS62272443A publication Critical patent/JPS62272443A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To enable a radiation plane and radiation amount to be changed, by controlling movement of magnetic charged particles so that the charged particles are radiated on a substrate board, with readiness and less contamination on the substrate. CONSTITUTION:A gas-introduction pipe 8 is linked with an insulating cylindrical tube 1 in an ion doping device, and electrodes 2 for high-frequency glow discharge are disposed outside the cylindrical tube 1. One side of these electrodes 2 is earthed, and the other side of them 2 is connected with a high-frequency oscillator 4, wh se high-frequency wave causes glow discharge inside the cylindrical tube 1 to supply ionic gases from the introduction tube 8. Charged particles are drawn out through a nozzle 9 from the plasma inside the cylindrical tube 1, and applied to a drawn-out electrode 10. The electrode 10 is insulated from earth by usiug an insulating flange 11, and the particles are accelerated by means of a d-c power source 12. The particles from the nozzle 9 are then radiated to a sample on a substrate board 15 in a substrate chamber 14, to enable the radiation plane and radiation amount to be changed by electromagnets 18 and 19 respectively connected with d-c power sources 20 and 21.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、半導体工業における半導体素子等への不純物
注入に用いるイオンドープ装置に関する。
Detailed Description of the Invention 3. Detailed Description of the Invention Field of Industrial Application The present invention relates to an ion doping apparatus used for implanting impurities into semiconductor elements and the like in the semiconductor industry.

従来の技術 イオンドープ装置において、ドープするイオンを一様に
基板台に設けられた試料に照射する方法としては、発生
した荷電粒子ビームの電気的な走査、基板台の荷電ビー
ムに対する機械的な走査等が用いられ、また照射面や照
射量を制御する方法としてはバイアス部に可動の絞りを
設けるという方法があった。
Conventional technology In ion doping equipment, methods for uniformly irradiating doping ions onto a sample provided on a substrate table include electrical scanning of the generated charged particle beam and mechanical scanning of the charged particle beam on the substrate table. etc., and a method of controlling the irradiation surface and the irradiation amount was to provide a movable diaphragm in the bias section.

発明が解決しようとする問題点 従来の技術において、荷電粒子ビームの走査、基板台の
走査による方法は機構が複雑であり、機構の取り外しや
メインテナンスが行いにくり、また、絞りを用いる場合
には荷電粒子によるスパッタリングによって発生する不
純物が試料を汚染するという問題点があった。
Problems to be Solved by the Invention In conventional techniques, methods using charged particle beam scanning and substrate stage scanning have complicated mechanisms, making it difficult to remove and maintain the mechanisms, and when using an aperture. There is a problem in that impurities generated by sputtering with charged particles contaminate the sample.

問題点を解決するための手段 以上の問題点を解決するために本発明が用いる手段とし
ては、独立した2組の磁場発生部を基板室の外部に設け
、2組の磁場発生部の中心軸上に基板を設けることによ
り、簡便かつ不純物汚染の少ない機構で基板台に照射す
る荷電粒子を一様にすること及び荷電粒子の照射面と照
射量を制御するものである。
Means for Solving the Problems The means used by the present invention to solve the above problems is to provide two sets of independent magnetic field generating sections outside the substrate chamber, and to set the central axis of the two sets of magnetic field generating sections. By providing a substrate thereon, the charged particles irradiated onto the substrate stage can be made uniform and the irradiation surface and irradiation amount of the charged particles can be controlled using a simple mechanism with less impurity contamination.

すなわち、本発明は、たとえばガス導入管と連結された
絶縁性筒状管と、その外側に設けられた高周波電極とそ
れに接続するマツチングボックス及び高周波電源から構
成されるイオン源、ガス排出管に連結される高真空室と
その内部に前記高真空室と絶縁を保ち設けられた基板台
から構成される基板室及び前記イオン源と高真空室との
間に設けられた引き出し電極及び絶縁フランジから構成
されるバイアス部からなるイオンドープ装置において、
独立した2つの磁場を発生させる円環状若しくは円筒状
の磁場発生源をその中心軸が一致する様に基板室の外側
に間隔を空けて配し、前記磁場発生源の中心軸上に基板
台の中心が一致する様に基板台を設けることにより、前
記イオン源で発生し前記バイアス部を通過して基板台に
輸送される荷電粒子の前記基板台への照射面及び照射量
を制御するものである。
That is, the present invention relates to an ion source and a gas exhaust pipe that are composed of, for example, an insulating cylindrical pipe connected to a gas introduction pipe, a high frequency electrode provided on the outside of the insulating pipe, a matching box connected thereto, and a high frequency power source. A substrate chamber consisting of a connected high vacuum chamber and a substrate stand provided inside the high vacuum chamber while maintaining insulation from the high vacuum chamber, and an extraction electrode and an insulating flange provided between the ion source and the high vacuum chamber. In an ion doping device consisting of a bias section,
Annular or cylindrical magnetic field generating sources that generate two independent magnetic fields are arranged at a distance outside the substrate chamber so that their central axes coincide, and a substrate table is placed on the central axis of the magnetic field generating sources. By providing the substrate pedestal so that their centers coincide, the irradiation surface and irradiation amount of the charged particles generated in the ion source, passed through the bias section, and transported to the substrate pedestal onto the substrate pedestal are controlled. be.

作  用 本発明は、荷電粒子が磁力線に巻きつく様に運動するこ
とを利用して、基板台に設置された試料基板に照射する
荷電粒子を制御するものである。
Function The present invention utilizes the movement of charged particles so as to wrap around lines of magnetic force to control charged particles irradiated onto a sample substrate placed on a substrate stand.

基板室の外側に設けられた電磁石が発生する磁場の向き
を逆転させることによりカスプ磁場が基板台及びその周
囲に作られる。この磁場の中心の位置は、各々の電磁石
を流れる電流の量を調整することにより任意にとること
ができる。また電磁石が発生する磁場の向きを同一にさ
せることによりミラー磁場が作られ、同様に磁場の中心
の位置は各々の電磁石を流れる電流の量を調整すること
により任意にとることができる。以上の作用は、電磁石
のいずれか一方を永久磁石にして、もう一方の電磁石の
電流の制御により可能である。また、電磁石の両方を永
久磁石にして、磁石の位置を移動させることによっても
可能である。
A cusp magnetic field is created on the substrate table and its surroundings by reversing the direction of the magnetic field generated by an electromagnet provided outside the substrate chamber. The position of the center of this magnetic field can be arbitrarily determined by adjusting the amount of current flowing through each electromagnet. A mirror magnetic field is created by making the directions of the magnetic fields generated by the electromagnets the same, and similarly, the position of the center of the magnetic field can be arbitrarily set by adjusting the amount of current flowing through each electromagnet. The above action can be achieved by making one of the electromagnets a permanent magnet and controlling the current of the other electromagnet. It is also possible to use permanent magnets as both electromagnets and move the positions of the magnets.

実施例 以下、図面に基づいて本発明について更に詳しく説明す
る。
EXAMPLES The present invention will be explained in more detail below based on the drawings.

第1図は、本発明に係るイオンドープ装置の第一実施例
の断面図を示したものである。イオン源の絶縁性筒状管
1は石英やセラミックス等を用い、高周波グロー放電用
の電極2には導電性の良い銅。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a first embodiment of an ion doping apparatus according to the present invention. The insulating cylindrical tube 1 of the ion source is made of quartz, ceramics, etc., and the electrode 2 for high-frequency glow discharge is made of copper, which has good conductivity.

ニッケル等の金属を用いる。電極2の一方をマツチング
ボックス3を介し高周波発振器4と接続し、他方を接地
し絶縁性筒状管1内に高周波による電力供給を行い、管
内にプラズマを発生させる。イオン源への材料ガス供給
はガスポンベ6からパルプら、流量制御装置7を通じて
絶縁性筒状管1に接続されたガス導入管8によ)行う。
Use metal such as nickel. One end of the electrode 2 is connected to a high frequency oscillator 4 via a matching box 3, the other end is grounded, and high frequency power is supplied to the insulating cylindrical tube 1 to generate plasma within the tube. Material gas is supplied to the ion source from a gas pump 6 (pulp, etc.) via a gas introduction pipe 8 connected to the insulating cylindrical pipe 1 through a flow rate control device 7.

絶縁性筒状管1内部に発生したプラズマから荷電粒子を
引き出すノズル9を有する引き出し電極1oは、塩化ビ
ニール、アクリル、セラミックス等で作られた絶縁フラ
ンジ11により大地に対して電位が浮いた状態で、高圧
直流電源12に接続している。これにより、荷電粒子の
引き出しと加速を行う。真空ポンプ12に通ずるガス排
気管13に、接続された高真空(圧力10−’ 10−
5Torr)の基板室14の内部に基板台15を設け、
この基板台16は、基板支持棒16及び塩化ビニル、ア
クリル、セラミックス等で作られた絶縁フランジ17に
より、基板室14の内部に固定され、その上に試料基板
が設置される。引き出し電極1oのノズル9を通過し、
基板台15に対する引き出し電極1oの電位に応じた運
動エネルギーを得た荷電粒子ビームは、基板台に照射す
る。この荷電粒子の照射を一様にしたり、照射面や照射
量を行うことは、基板室14の外側に中心軸を基板台の
中心と一致する様に間隔を空けて設けた電磁石18.1
9が発生する磁場によって行う。この磁場の制御は各々
に接続された直流電源20.21によって行う。
The extraction electrode 1o, which has a nozzle 9 for extracting charged particles from the plasma generated inside the insulating cylindrical tube 1, has a floating potential with respect to the ground due to an insulating flange 11 made of vinyl chloride, acrylic, ceramics, etc. , is connected to the high voltage DC power supply 12. This extracts and accelerates the charged particles. A high vacuum (pressure 10-'10-'
A substrate stand 15 is provided inside the substrate chamber 14 (5 Torr),
This substrate stand 16 is fixed inside the substrate chamber 14 by a substrate support rod 16 and an insulating flange 17 made of vinyl chloride, acrylic, ceramics, etc., and a sample substrate is placed on it. Passing through the nozzle 9 of the extraction electrode 1o,
The charged particle beam, which has obtained kinetic energy corresponding to the potential of the extraction electrode 1o with respect to the substrate pedestal 15, irradiates the substrate pedestal. To make the irradiation of charged particles uniform and to control the irradiation surface and the irradiation amount, electromagnets 18.
This is done by the magnetic field generated by 9. This magnetic field is controlled by DC power supplies 20, 21 connected to each.

第2図は、本発明に係るイオンドープ装置の第一の実施
例の一動作時における基板室の断面図である。電磁石1
8.19の各々が作る磁場の向きを反転させることによ
りカスプ磁場22を基板室14内部に作る。このカスプ
磁場の中心が基板台15にくる様に電磁石を流れる電流
を制御することにより、荷電粒子ビーム23が基板台に
向って拡がり、基板台全面にほぼ一様に荷電粒子が照射
する。その様子を第2図(、)に示す。また、第2図(
b)は、引き出し電極にバイアスを印加してなく、放電
開始等の不純物イオンや電子の基板台への照射を抑制す
るために、カスプ磁場22の中心を電磁石側にずらした
状態である。これにより、不要な荷電粒子の照射による
基板台の汚染を防せぐ。
FIG. 2 is a sectional view of the substrate chamber during operation of the first embodiment of the ion doping apparatus according to the present invention. Electromagnet 1
A cusp magnetic field 22 is created inside the substrate chamber 14 by reversing the direction of the magnetic field created by each of the elements 8.19. By controlling the current flowing through the electromagnet so that the center of this cusp magnetic field is on the substrate table 15, the charged particle beam 23 spreads toward the substrate table, and the entire surface of the substrate table is irradiated with charged particles almost uniformly. The situation is shown in Figure 2 (,). Also, Figure 2 (
b) is a state in which no bias is applied to the extraction electrode, and the center of the cusp magnetic field 22 is shifted toward the electromagnet in order to suppress impurity ions and electrons from irradiating the substrate stage at the start of discharge, etc. This prevents contamination of the substrate stage due to unnecessary charged particle irradiation.

第3図は、本発明に係るイオンドープ装置の第二の実施
例の部分的断面図である。電磁石18゜19が各々可変
抵抗器24.26を介して直流電源26と接続している
もので、これにより1台の直流電源26により独立に各
々の電磁石18.19の電流を制御することが可能であ
り、第一の実施例と同等の作用が得られる。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a second embodiment of the ion doping device according to the present invention. The electromagnets 18 and 19 are each connected to a DC power supply 26 via a variable resistor 24 and 26, so that the current of each electromagnet 18 and 19 can be independently controlled by one DC power supply 26. This is possible, and the same effect as the first embodiment can be obtained.

第4図は、本発明に係るイオンドープ装置の第三の実施
例の部分的断面図である。フェライト等で作られた永久
磁石27と、直流電源28と接続された電磁石29を基
板室の外側に設け、電磁石29の電流を制御することに
より第一の実施例と同等の作用が得られる。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a third embodiment of the ion doping device according to the present invention. By providing a permanent magnet 27 made of ferrite or the like and an electromagnet 29 connected to a DC power supply 28 outside the substrate chamber and controlling the current of the electromagnet 29, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

第5図は、本発明に係るイオンドープ装置の第四の実施
例の部分的断面図である。永久磁石30゜31を可動で
ある様に基板室の外側に設け、永久磁石30.31の位
置を変えることにより第一の実施例と同等の効果が得ら
れる。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a fourth embodiment of the ion doping apparatus according to the present invention. The same effect as in the first embodiment can be obtained by disposing the permanent magnets 30.31 movably outside the substrate chamber and changing the positions of the permanent magnets 30.31.

発明の効果 本発明は、イオンドープ装置において、磁気的な荷電粒
子の運動の制御を行うものであり、これにより簡更でか
つ基板への汚染が少ない状態で、基板台への荷電粒子の
照射を制御し、基板台の全面に一様に荷電粒子の照射を
行うことや、荷電粒子の照射面や照射量を変えることが
可能となる。
Effects of the Invention The present invention controls the movement of magnetically charged particles in an ion doping apparatus, and thereby irradiates the substrate stage with charged particles easily and with less contamination of the substrate. It becomes possible to uniformly irradiate the entire surface of the substrate stage with charged particles and to change the irradiation surface and irradiation amount of charged particles.

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

第1図は本発明に係るイオンドープ装置の第一の実施例
の概略構成図、第2図(a) 、 (b)は本発明に係
るイオンドープ装置の第一の実施例の部分断面図、第3
図は第二の実施例の部分的断面図、第4図は第三の実施
例の部分断面図、第5図は第四の実施例の部分断面図で
ある。 1・・・・・・絶縁性円筒管、2・・・・・・高周波電
極、3−・・・・・マツチングボックス、4・・・・・
・高周波電源、5・・・・・・ガスボンベ、6・・・・
・・パルプ、7・・・・・流量制御装置、8・・・・・
ガス導入管、9・・・・・・ノズル、10・・・・・引
き出し電極、11・・・−絶縁7ランジ、12・・・・
真空ポンプ、13・・・・−・ガス排出管、14・・・
・・基板室、16・・・・基板台、16・・・・・基板
支持棒、17・・−・・・絶縁フランジ、18・−・・
−電磁石、19・・・・・・電゛磁石、2o・・・・直
流電源、21・・・・・・直流電源、22・・・・磁力
線、23・・・・・・荷電粒子ビーム、24・・−・・
・可変抵抗器、25・・−・・可変抵抗器、26・旧直
流電源、27・・・・・・永久磁石、28・・・直流電
源、29・・・・・電磁石、3o・・・・・・永久磁石
、31・・・・・永久磁石。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 第3図 第4図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of an ion doping device according to the present invention, and FIGS. 2(a) and (b) are partial sectional views of the first embodiment of an ion doping device according to the present invention. , 3rd
The figure is a partial sectional view of the second embodiment, FIG. 4 is a partial sectional view of the third embodiment, and FIG. 5 is a partial sectional view of the fourth embodiment. 1...Insulating cylindrical tube, 2...High frequency electrode, 3-...Matching box, 4...
・High frequency power supply, 5... Gas cylinder, 6...
...Pulp, 7...Flow rate control device, 8...
Gas introduction pipe, 9...nozzle, 10...extraction electrode, 11...-insulation 7 lange, 12...
Vacuum pump, 13... Gas exhaust pipe, 14...
... Board chamber, 16... Board stand, 16... Board support rod, 17... Insulating flange, 18...
- Electromagnet, 19...Electromagnet, 2o...DC power supply, 21...DC power supply, 22...Magnetic field line, 23...Charged particle beam, 24・・・・・
・Variable resistor, 25... Variable resistor, 26... Old DC power supply, 27... Permanent magnet, 28... DC power supply, 29... Electromagnet, 3o... ...Permanent magnet, 31...Permanent magnet. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 2 Figure 3 Figure 4

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ガス導入管と連結された絶縁性筒状管と、その外
側に設けられたイオン源、ガス排出管に連結される高真
空室とその内部に前記高真空室と絶縁を保ち設けられた
基板台から構成される基板室及び前記イオン源と高真空
室との間に設けられたバイアス部を有してなるイオンド
ープ装置において、独立した2つの磁場を発生させる円
環状若しくは円筒状の磁場発生源をその中心軸が一致す
る様に前記基板室の外側に間隔を空けて配し、前記磁場
発生源の中心軸上に前記基板台の中心が一致する様に基
板台を設けることにより、前記イオン源で発生し前記バ
イアス部を通過して基板台に輸送される荷電粒子の前記
基板台への照射面及び照射量を制御することを特徴とす
るイオンドープ装置。
(1) An insulating cylindrical tube connected to the gas introduction tube, an ion source provided outside the tube, a high vacuum chamber connected to the gas exhaust tube, and an insulated tube inside the tube that is insulated from the high vacuum chamber. In an ion doping apparatus comprising a substrate chamber consisting of a substrate stand and a bias section provided between the ion source and the high vacuum chamber, an annular or cylindrical structure that generates two independent magnetic fields is used. By arranging magnetic field generation sources at intervals outside the substrate chamber so that their central axes coincide, and by providing a substrate stand so that the center of the substrate table coincides with the central axis of the magnetic field generation source. An ion doping apparatus characterized in that the irradiation surface and irradiation amount of charged particles generated in the ion source, passed through the bias section, and transported to the substrate pedestal onto the substrate pedestal are controlled.
(2)磁場発生部が2組の電磁石から構成され、各々の
電磁石が独立した直流電源を接続することを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のイオンドープ装置。
(2) The ion doping apparatus according to claim 1, wherein the magnetic field generating section is composed of two sets of electromagnets, and each electromagnet is connected to an independent DC power source.
(3)磁場発生部が2組の電磁石から構成され、各々の
電磁石が可変抵抗器若しくは固定抵抗器を介して1つの
直流電源に接続されることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のイオンドープ装置。
(3) Claim 1, characterized in that the magnetic field generating section is composed of two sets of electromagnets, and each electromagnet is connected to one DC power source via a variable resistor or a fixed resistor. ion doping equipment.
(4)磁場発生部が1組の電磁石と1組の永久磁石から
構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載のイオンドープ装置。
(4) The ion doping apparatus according to claim 1, wherein the magnetic field generating section is comprised of one set of electromagnets and one set of permanent magnets.
(5)磁場発生部が2組の永久磁石から構成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のイオンド
ープ装置。
(5) The ion doping apparatus according to claim 1, wherein the magnetic field generating section is composed of two sets of permanent magnets.
JP11525986A 1986-05-20 1986-05-20 Ion doping device Pending JPS62272443A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11525986A JPS62272443A (en) 1986-05-20 1986-05-20 Ion doping device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11525986A JPS62272443A (en) 1986-05-20 1986-05-20 Ion doping device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62272443A true JPS62272443A (en) 1987-11-26

Family

ID=14658247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11525986A Pending JPS62272443A (en) 1986-05-20 1986-05-20 Ion doping device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62272443A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002531914A (en) * 1998-12-01 2002-09-24 シリコン ジェネシス コーポレイション Enhanced plasma mode, method and system for plasma immersion ion implantation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002531914A (en) * 1998-12-01 2002-09-24 シリコン ジェネシス コーポレイション Enhanced plasma mode, method and system for plasma immersion ion implantation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0184812B1 (en) High frequency plasma generation apparatus
US6236163B1 (en) Multiple-beam ion-beam assembly
KR890003266A (en) Plasma treatment method and apparatus
JPH02235332A (en) Plasma processor
JPH09266096A (en) Plasma treatment device, and plasma treatment method using it
JPS59175125A (en) Dry etching device
JPH04129133A (en) Ion source and plasma device
JPH10270430A (en) Plasma treating device
JPH0711072B2 (en) Ion source device
JP3550831B2 (en) Particle beam irradiation equipment
JPS62272443A (en) Ion doping device
JPS6380534A (en) Plasma processing apparatus
JPH0614456B2 (en) Ultra-fine shape soft X-ray generator and method
JPH04107268A (en) Device for treating gaseous mixture
JPH01302645A (en) Discharging device
JP3509343B2 (en) Ion source
JPH01238020A (en) Plasma processing device and processing system therefor
JP3577785B2 (en) Ion beam generator
JPH0578849A (en) High magnetic field microwave plasma treating device
Ault et al. A large volume quiescent plasma in a uniform magnetic field
JP2000323463A (en) Plasma processing method
JPH077639B2 (en) Ion source
JP3613817B2 (en) Plasma processing equipment
JPS59121747A (en) Method of ion milling
JPH0621010A (en) Plasma processor