JPS6396855A - Ion implanting device - Google Patents

Ion implanting device

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JPS6396855A
JPS6396855A JP61241340A JP24134086A JPS6396855A JP S6396855 A JPS6396855 A JP S6396855A JP 61241340 A JP61241340 A JP 61241340A JP 24134086 A JP24134086 A JP 24134086A JP S6396855 A JPS6396855 A JP S6396855A
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JP
Japan
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ion
ions
disk
ion beam
section
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JP61241340A
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Takashi Yamazaki
隆 山崎
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Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain large-current ion beams of high quality by installing an ion deflecting part, in which an ion beam orbit is deflected, between an ion separating part and an ion implanting chamber and installing a scanning part for mobile scanning in the ion implanting chamber. CONSTITUTION:Ions generated in an ion source 1 are accelerated in an ion accelerating part 2 and made to enter an ion separating part 4 and separated into ion species with specific mass by a magnetic field in the ion separating part 4. The ion species with specific mass are guided to an ion deflecting part 5 and an ion beam orbit 3 is bent by a magnetic field in the deflecting part 5. Next, the beams are guided to a prescribed position of the ion implanting chamber 9 and made to impinge on wafers 11 on a disk 6. When an ion implanting operation is not performed, the ion beams are deflected in the ion deflecting part 5 and made to move rectilinearly to a Faraday cup 10. The Faraday cup 10 is formed into an absorber which absorbs neutral particles of carbon or the like and needless ions. The disk 6 is rotated by a disk rotating motor 7 and scanned by a disk scanning motor 8, and ion implantation is performed uniformly on the whole surface of the wafer 11.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野ゴ 本発明は、大電流のイオンビームを得る半導体製造装置
用イオン打込装置に係り、特に分離された特定のイオン
を加速する際に発生する中性粒子や変質したイオン等の
不要物質を除去もしくは最少として、良質で高エネルギ
ーのイオンビー11を得るイオン打込装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an ion implantation device for semiconductor manufacturing equipment that obtains a large current ion beam. This invention relates to an ion implantation device that removes or minimizes unnecessary substances such as neutral particles and denatured ions to obtain a high-quality, high-energy ion bee 11.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

大電流のイオンビーム出力を得るイオン打込装置として
は、例えば、特開昭60−105153号公報に記載の
ごとき方式が知られている。この様な方式においては、
大電流のイオンビーム出力を得る為には、特定のイオン
種を分離するための磁場を強磁場とすることが行われて
いる。又、この磁場強度を大きくするのにも、構造上限
界がある。このため、強磁場でイオン分離した後に、後
段において加速する方式が知られている。
As an ion implantation device that obtains a large current ion beam output, for example, a method as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 105153/1980 is known. In such a method,
In order to obtain a large current ion beam output, a strong magnetic field is used to separate specific ion species. Furthermore, there is a structural limit to increasing the strength of this magnetic field. For this reason, a method is known in which ions are separated using a strong magnetic field and then accelerated in a subsequent stage.

又、イオンビームを被照射物に走査して打込む場合、被
照射物自体を回転させながら移動するメカニカルスキャ
ン方式も知られている。この様な方式としては特開昭5
7−187853号や特開昭57−182956号の公
報がある。
Furthermore, a mechanical scanning method is also known in which when scanning and implanting an ion beam into an irradiation object, the object itself is rotated and moved. As such a method, Japanese Patent Application Laid-open No. 5
There are publications such as No. 7-187853 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 182956/1982.

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

本発明のイオン打込装置は、大電流良質のイオンビーム
を得ることを目的としている。
The ion implantation apparatus of the present invention aims to obtain a high-current, high-quality ion beam.

しかしながら、強磁場を印加し、就中イオン種分離用の
磁石の後段に加速部を有することにより高エネルギーの
イオン種を取り出そうとすると、強磁場の作用や分離さ
れたイオンにエネルギーを加えるため中性粒子や変質し
たイオンの不要物質が発生し、被照射物に悪影響を及ぼ
すことになる。
However, when trying to extract high-energy ion species by applying a strong magnetic field and, in particular, by having an accelerating section after the magnet for separating ion species, the effect of the strong magnetic field and the addition of energy to the separated ions make it difficult to extract high-energy ion species. Unnecessary substances such as sexual particles and denatured ions are generated, which adversely affects the irradiated object.

更に、分離したイオンビームを被照射物上に走査するた
め、走査用の磁界を加えると、この磁界によっても不要
物質が発生し、悪影響を及ぼすことが判った。
Furthermore, it has been found that when a scanning magnetic field is applied to scan the separated ion beam over the irradiated object, this magnetic field also generates unnecessary substances and has an adverse effect.

特に、微細な半導体デバイスにおいては、被照射物上不
要物質が打込まれると、被照射物の精度を低下させるこ
とになり、致命的な欠陥となる。
Particularly in fine semiconductor devices, if unnecessary material is implanted onto the object to be irradiated, the accuracy of the object to be irradiated will be reduced, resulting in a fatal defect.

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

本発明においては、良質で高エネルギーのイオンビーム
を得る為、分離イオンを加速した後、不要な物質を除去
する偏向部を設けると共に、不要物質を除去した良質の
イオンビームは不要物質を発生する無用の磁界を加えな
いよう、磁場スキャンを採用せずメカニカルに被照射物
を移動走査するメカニカルスキャン方式を採用すること
により、被照射物に到達する不要物質を徹底して除去し
、発生を抑制する構成とした。
In the present invention, in order to obtain a high-quality, high-energy ion beam, a deflection section is provided to remove unnecessary substances after accelerating the separated ions, and a high-quality ion beam from which unnecessary substances have been removed generates unnecessary substances. By adopting a mechanical scanning method that mechanically moves and scans the irradiated object without using magnetic field scanning to avoid applying unnecessary magnetic fields, unnecessary substances that reach the irradiated object are thoroughly removed and their generation is suppressed. It was configured to do this.

〔作用〕[Effect]

イオン偏向部の磁場は、磁場の強さを特定のイオンを目
的の角度だけ偏向させるために必要な磁場の強さを与え
ることにより、正の電荷を帯びた特定の質量をもつイオ
ンが、イオン打込室の所定の場所に導かれる軌道に入る
ように偏向されるが、中性粒子は磁場に影響されず直進
するため、また不必要なイオンは偏向部の磁場の強さが
不必要なイオンをイオン打込室の所定の場所に導くため
の強さと異なるため、イオン打込軌道からはずれるよう
に動作する。それによって偏向磁場を通過したイオンビ
ームは、特定の質量をもつイオンビームだけがイオン打
込室のイオンを打込む位置に導かれるため、中性粒子お
よび不必要なイオンがイオン被照射物に打込まれること
はない。
The magnetic field of the ion deflection unit is created by applying the magnetic field strength necessary to deflect specific ions by a desired angle, so that positively charged ions with a specific mass are Neutral particles are deflected so that they enter a trajectory that leads them to a predetermined location in the implantation chamber, but since neutral particles are unaffected by the magnetic field and travel straight, unnecessary ions are Since the strength is different from the strength required to guide ions to a predetermined location in the ion implantation chamber, the force moves to deviate from the ion implantation trajectory. As a result, only ion beams with a specific mass are guided to the ion implantation position in the ion implantation chamber after passing through the deflection magnetic field, so that neutral particles and unnecessary ions are implanted into the ion target object. You won't get caught.

同時に、不要物質を除去した良質のイオンビームは、そ
の後に不必要な物質の発生する磁場のないメカニカルス
キャン方式としたため、良質のイオンビームが被照射体
に照射されることとなる。
At the same time, since the high-quality ion beam from which unnecessary substances have been removed is then subjected to a mechanical scanning method without the magnetic field generated by unnecessary substances, the irradiated object is irradiated with a high-quality ion beam.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図、第2図、第3図によ
り説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2, and 3.

第1図に、本発明のイオンビーム軌道を有する前段加速
方式のイオン打込装置のイオンビーム部 。
FIG. 1 shows an ion beam section of a pre-acceleration type ion implantation apparatus having an ion beam trajectory according to the present invention.

を立体図で表わしたものである。第2図は、第1図のイ
オンビーム軌道を側面から見た図面である。
This is a three-dimensional diagram. FIG. 2 is a side view of the ion beam trajectory in FIG. 1.

イオン源1で生成されたイオンは、イオン加速部2で加
速され、イオン分離部4に入り、分離部の磁場により特
定の質量をもつイオン種に分離される。特定の質量をも
つイオン種は、イオン偏向部5に導かれ、イオン偏向部
5の磁場により、イオンビーム軌道が曲げられ、イオン
打込室9の所定の位置に導かれ、ディスク6のウェーハ
11(イオン被照射物)に打込まれる。
Ions generated by the ion source 1 are accelerated by the ion accelerator 2, enter the ion separation part 4, and are separated into ion species having a specific mass by the magnetic field of the separation part. Ion species having a specific mass are guided to the ion deflection unit 5, and the ion beam trajectory is bent by the magnetic field of the ion deflection unit 5, and guided to a predetermined position in the ion implantation chamber 9, where it is guided to the wafer 11 of the disk 6. (Ions are implanted into the irradiated object).

イオン偏向部5は打込み操作をしない場合、偏向をせず
ファラデイカツブ10にイオンビームが直進する。ファ
ラデイカツブ10はカーボン等中性粒子や不要イオンの
吸収体で構成されている。
When the ion deflection unit 5 does not perform an implantation operation, the ion beam does not deflect and the ion beam travels straight to the Faraday tube 10. The Faraday tube 10 is composed of an absorber for neutral particles such as carbon and unnecessary ions.

ディスク6は、ディスク回転モータ7により回転されな
がら、ディスク走査モータ8により走査され、ウェーハ
11の全面に均一なイオン打込みが行われる。
The disk 6 is rotated by a disk rotation motor 7 and scanned by a disk scanning motor 8, so that uniform ion implantation is performed over the entire surface of the wafer 11.

イオン分離部4の出口からイオン偏向部5の間で発生し
た中性粒子は、イオン偏向部5の磁場でも偏向されず、
ファラデイカツブ10に入り、ディスク6には当ること
はない。さらに特定の質量を有するイオン以外は、イオ
ン打込室9の所定の位置に達するイオンビーム軌道3か
らはずれるため、スリット12等によりさえぎられ、デ
ィスク6に打込まれることがない。
Neutral particles generated between the exit of the ion separation unit 4 and the ion deflection unit 5 are not deflected even by the magnetic field of the ion deflection unit 5,
Faraday hit 10 and never hit disk 6. Furthermore, since ions other than those having a specific mass deviate from the ion beam trajectory 3 that reaches a predetermined position in the ion implantation chamber 9, they are blocked by the slit 12 and the like, and are not implanted into the disk 6.

第3図は、本発明のイオンビーム軌道を有するイオン打
込装置で、イオン分離部4の後にイオン加速部2を有す
る後段加速タイプのイオンビーム軌道の側面図である。
FIG. 3 is a side view of a post-acceleration type ion beam trajectory having an ion accelerating section 2 after the ion separation section 4 in the ion implantation apparatus having the ion beam trajectory of the present invention.

第4図は、従来から使用されているイオンビー、ム軌道
で、イオン分離部4を出たイオンビームは、る。
FIG. 4 shows a conventionally used ion beam trajectory, in which the ion beam exits the ion separation section 4.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、イオン打込室の前に設置されたイオン
偏向部の磁場により、イオンビーム軌道が曲げられ、中
性粒子および不必要なイオンの除去が出来且つその後に
中性粒子や不要イオンの発生させる磁界を一切排除して
いるため、イオン打込み精度が極めて高くなると共に、
不必要なイオン、中性粒子がイオン被照射物に打込まれ
ることを最大限に防ぐことができる。
According to the present invention, the ion beam trajectory is bent by the magnetic field of the ion deflection unit installed in front of the ion implantation chamber, and neutral particles and unnecessary ions can be removed. Since the magnetic field generated by ions is completely eliminated, ion implantation accuracy is extremely high, and
It is possible to prevent unnecessary ions and neutral particles from being implanted into the ion-irradiated object to the maximum extent possible.

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

第1図は1本発明のイオンビーム軌道の概略立体図、第
2図は、第1図のイオンビーム軌道(前段加速方式)の
側面図5第3図は1本発明のイオンビーム軌道を有した
後段加速方式のイオンビーム軌道の側面図を示す。第4
図は、従来のイオン打込装置に用いられているイオンビ
ーム軌道の立体図を示す。 1・・・イオン源、2・・・イオン加速部、3・・・イ
オンビーム軌道、4・・・イオン分離部、5・・・イオ
ン偏向部、6・・・ディスク、7・・・ディスク回転モ
ータ、8・・・ディスク走査モータ、9・・・イオン打
込室、10・・・ファラデイカツブ、11・・・ウェー
ハ、12・・・スリッ12−・−スリット
Fig. 1 is a schematic three-dimensional diagram of the ion beam trajectory of the present invention; Fig. 2 is a side view of the ion beam trajectory (pre-stage acceleration method) of Fig. 1; Fig. 3 is a schematic three-dimensional diagram of the ion beam trajectory of the present invention; The figure shows a side view of the ion beam trajectory using the post-acceleration method. Fourth
The figure shows a three-dimensional view of an ion beam trajectory used in a conventional ion implantation device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Ion source, 2... Ion acceleration part, 3... Ion beam orbit, 4... Ion separation part, 5... Ion deflection part, 6... Disk, 7... Disk Rotating motor, 8... Disk scanning motor, 9... Ion implantation chamber, 10... Faraday tube, 11... Wafer, 12... Slit 12--Slit

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、イオンを生成するイオン源部と、該イオン源により
生成されたイオンから特定の質量を持つイオンを分離し
てイオンビームとして取りだすイオン分離部と、該イオ
ンビームの被照射物を装置するイオン打込室から成り、
該イオンビームの軌道が一平面内にあるイオン打込装置
において、前記イオン分離部と前記イオン打込室の間に
、イオンビーム軌道を偏向するイオン偏向部を設けると
共に、前記イオン室を移動走査する走査部を設けたこと
を特徴とするイオン打込装置。 2、特許請求の範囲第1項において、前記イオン偏向部
を設けた前記イオンビーム軌道は、一平面内にあること
を特徴とするイオン打込装置。 3、特許請求の範囲第1項において、前記イオン打込室
は、イオン被照射物を取付けるディスクと、ディスクを
回転させながらディスクがイオンビーム軌道を横切るよ
うに移動させる構成としたことを特徴とするイオン打込
装置。 4、特許請求の範囲第1項において、該イオン偏向部で
、イオンを偏向しない場合は、イオンがイオン分離部出
口より直線軌道で進み、イオンビーム量測定器に導かれ
るビーム軌道を有することを特徴とするイオン打込装置
[Scope of Claims] 1. An ion source section that generates ions, an ion separation section that separates ions having a specific mass from the ions generated by the ion source and extracts them as an ion beam, and an ion beam receiving section. It consists of an ion implantation chamber where the irradiation object is installed.
In the ion implantation apparatus in which the trajectory of the ion beam is in one plane, an ion deflection section for deflecting the ion beam trajectory is provided between the ion separation section and the ion implantation chamber, and the ion chamber is moved and scanned. An ion implantation device characterized by being provided with a scanning section. 2. The ion implantation apparatus according to claim 1, wherein the ion beam trajectory provided with the ion deflection section is within one plane. 3. In claim 1, the ion implantation chamber is characterized by having a disk on which an object to be ion irradiated is mounted, and a disk that is rotated so as to move the disk across the ion beam trajectory. Ion implantation equipment. 4. Claim 1 states that when the ion deflection section does not deflect ions, the ions have a beam trajectory in which the ions proceed in a straight trajectory from the exit of the ion separation section and are guided to the ion beam amount measuring device. Features of ion implantation equipment.
JP61241340A 1986-10-13 1986-10-13 Ion implanting method and ion implanting device Expired - Lifetime JPH0731997B2 (en)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5632722A (en) * 1979-08-24 1981-04-02 Hitachi Ltd Ion implanting apparatus
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