KR100591748B1

KR100591748B1 - Ion Injection Device and Ion Injection Method

Info

Publication number: KR100591748B1
Application number: KR1019990015197A
Authority: KR
Inventors: 전재선; 이강섭
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2006-06-22
Also published as: KR20000067404A

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼에 이온을 주입시키는 이온주입장치에 관한 것이다. 본 발명의 이온주입장치는 소스부, 분석기, 극성변환기 그리고 가속기로 구성된다. 상기 소스부는 이온을 생성하고 상기 분석기는 상기 소스부에서 생성된 이온중 원하는 이온을 선별한다. 그리고 상기 극성 변환기는 상기 분석기를 통과한 이온의 극성을 변화시키고 상기 가속기는 상기 극성 변환기를 통과한 이온을 가속하여 고에너지를 갖게 하는 역할을 한다. 이와 같은 구성을 갖는 이온주입장치에 의하면, 선별된 이온만이 극성 변화됨으로써 불필요한 이온이 웨이퍼에 주입되는 것을 막을 수 있기 때문에, 상기 웨이퍼의 수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 극성 변환기에서 Mg기체의 소모가 줄어들기 때문에 설비보수유지 기간이 증대되고, 극성 변환기의 위치를 바꿈으로써 소스부와 전극부의 거리를 넓혀 아크를 방지할 수 있다.The present invention relates to an ion implantation device for implanting ions into a semiconductor wafer. The ion implantation apparatus of the present invention is composed of a source unit, an analyzer, a polarity converter and an accelerator. The source unit generates ions and the analyzer selects desired ions from ions generated in the source unit. The polarity converter changes the polarity of the ions passing through the analyzer and the accelerator accelerates the ions passing through the polarity converter to have high energy. According to the ion implantation apparatus having such a configuration, since only the selected ions can be changed in polarity to prevent unnecessary ions from being injected into the wafer, the yield of the wafer can be improved. In addition, since the consumption of the Mg gas in the polarity converter is reduced, the maintenance period of the equipment is increased, and by changing the position of the polarity converter, the distance between the source portion and the electrode portion can be prevented and the arc can be prevented.

Description

ION IMPLANTER AND ION IMPLANTING METHOD}

도 1은 종래의 이온주입장치를 설명하기 위한 다이어그램;1 is a diagram for explaining a conventional ion implantation device;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이온주입장치를 설명하기 위한 다이어그램이다.2 is a diagram for explaining an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

100 : 소스부 102 : 전극부100: source portion 102: electrode portion

104 : 극성 변환기 106 : 분석기104: polarity converter 106: analyzer

108 : 가속기 110 : 웨이퍼108 accelerator 110 wafer

112 : 보런 114 : 플루오르112 Boron 114 Fluorine

116 : 마그네슘 기체116: magnesium gas

본 발명은 이온주입장치 및 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 텐뎀(tandem)방식을 사용하는 고에너지 이온주입장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ion implantation apparatus and method, and more particularly to a high energy ion implantation apparatus and method using a tandem method.

이온주입은 실리콘(silicon)기판내의 특정부위에 전류가 잘 흐르도록 하기 위하여 외부에서 입자를 강제로 가속하여 불순물을 삽입시키는 반도체 제조 기술로 서, 정밀한 불순물 제어가 가능하고 순도높은 불순물 주입이 가능하며 선택적 불순물주입이 가능하다는 여러 가지 장점 때문에 널리 사용되고 있는 기본 프로세스기술이다. 종래에는 수 백eV이하의 중에너지 이온주입장치를 사용하여 실리콘에 이온을 주입한 후에 1100∼1200℃에서 5∼7시간을 어닐링(annealing)하여 불순물을 열확산시켰다. 그러나 300mm 웨이퍼가 등장하면서 중에너지 이온주입장치를 사용하는 종래의 방법에는 많은 단점이 나타났다. 상기 300mm 웨이퍼는 대구경이어서 균일한 가열이 어렵고, 1100∼1200℃의 고온 열처리를 하면 상기 웨이퍼에 슬립(slip)이나 찌그러짐이 발생하기 때문이다. 이에 대응하기 위해서 현재는 고에너지 이온주입장치를 사용한다. 고에너지 이온주입장치에서는 깊숙이 이온주입할 수가 있어서 불순물을 열확산시킬 필요가 없고, 열처리는 1000℃의 RTA(rapid thermal annealing)를 수 십초정도로 끝낸다. 저온, 단시간 열처리가 가능하므로 300mm 웨이퍼에 대응할 수가 있다.Ion implantation is a semiconductor manufacturing technology that inserts impurities by forcibly accelerating particles from the outside in order to allow current to flow well in a specific part of a silicon substrate, and enables precise impurity control and high purity impurity implantation. It is a basic process technology that is widely used because of its many advantages of selective impurity injection. Conventionally, after implanting ions into silicon using a heavy energy ion implanter of several hundred eV or less, the impurities are thermally diffused by annealing at 1100 to 1200 ° C for 5 to 7 hours. However, with the advent of 300mm wafer, there are many disadvantages in the conventional method using the heavy energy ion implanter. This is because the 300 mm wafer has a large diameter, which makes it difficult to uniformly heat the wafer, and slip or dent occurs in the wafer when the high temperature heat treatment is performed at 1100 to 1200 ° C. In order to cope with this, a high energy ion implanter is currently used. In the high energy ion implanter, deep ion implantation is not required, and thermal diffusion of impurities is not necessary. The heat treatment finishes the rapid thermal annealing (RTA) at 1000 ° C. for several tens of seconds. Low temperature, short time heat treatment is available, so 300mm wafer can be supported.

도 1은 종래의 고에너지 이온주입장치를 설명한 다이어그램이다.1 is a diagram illustrating a conventional high energy ion implantation apparatus.

도 1을 참조하면, 이온주입장치는 소스부(10)에서 도프(dope)되는 원소의 이온을 생성한다. 상기 소스부(10)에서 생성된 이온(22와 24)은 전극부(12)와 상기 소스부(10)사이의 전압의 힘에 의해서 극성 변환기(14)쪽으로 이동하게 된다. 상기 이온(22)는 이온주입에 필요한 이온인 보런이고, 상기 이온(24)는 이온주입에 필요하지 않은 이온인 플루오르이다. 상기 전극부(12)는 또한 이온을 집속하는 역할도 해서 상기 이온이 상기 극성 변환기(14)에 잘 집속되도록 한다. 상기 극성 변환기(14)에서는 Mg기체를 이용해서 +극성을 가진 이온을 -극성을 가진 이온으로 변환시킨다. 상기 극성 변환기(14)는 텐뎀(tandem)방식을 사용하는 고에너지 이온주입장치에서 사용하는 장치로 상기 텐뎀방식의 이온주입장치는 이온이 상기 가속기(18)로 들어갈 때의 극성이 -극성을 가져야 한다. 그래서 상기 극성 변환기(14)에서는 +극성을 가진 이온을 -극성을 가진 이온으로 변환시켜준다.Referring to FIG. 1, the ion implantation apparatus generates ions of an element doped in the source unit 10. The ions 22 and 24 generated in the source portion 10 are moved toward the polarity converter 14 by the force of the voltage between the electrode portion 12 and the source portion 10. The ion 22 is boron which is an ion necessary for ion implantation, and the ion 24 is fluorine which is an ion not necessary for ion implantation. The electrode portion 12 also serves to focus the ions so that the ions are well focused on the polarity converter 14. The polarity converter 14 converts ions having + polarity into ions having −polarity using Mg gas. The polarity converter 14 is a device used in a high energy ion implanter using a tandem method. The tandem ion implanter has a polarity when ions enter the accelerator 18. do. Thus, the polarity converter 14 converts ions having + polarity into ions having − polarity.

이 경우에 플루오르(24)는 보통의 경우에는 상기 분석기(16)을 통과하지 못하게 되지만, 상기 극성 변환기(14)에서 상기 Mg기체와의 충돌에서 일정한 전압을 상실할 경우에는 보런(22)과 함께 상기 분석기(16)를 통과하여 가속기(18)에서 고에너지(1.5MeV)를 얻어서 웨이퍼에 이온주입된다. 이온주입에 필요하지 않는 플루오르(24)가 상기 웨이퍼(20)에 주입될 경우에는 웨이퍼의 오염을 유발해서 품질 및 수율의 저하를 가져온다. 그리고 상기 소스부(10)에서 생성된 이온들이 모두 상기 극성 변환기(14)로 이송되므로 상기 극성 변환기(14)에서의 Mg기체가 대량으로 소모되어 설비유지보수 기간이 단축된다. 또한, 상기 극성 변환기(14)에서 상기 Mg기체와 상기 이온들의 충돌 시 생성된 중성자는 자기장의 영향을 받지 않고 직진운동을 하게 되므로 상기 분석기(16)의 내부에서 휘어지지 않고 빔 덤프(beam dump)에 그대로 부딪쳐서 상기 빔 덤프에 충격을 주어 상기 분석기(16)의 수명을 단축시킨다. 그리고 상기 소스부(10)와 상기 전극부(12)는 사이의 간격이 좁아서 아크가 발생하게 되기 때문에 상기 소스부(10)의 손상을 가져오는 문제점이 발생한다.In this case fluorine 24 would normally not pass through the analyzer 16, but with the boron 22 if the polarity transducer 14 loses a constant voltage in collision with the Mg gas. After passing through the analyzer 16, the accelerator 18 obtains high energy (1.5 MeV) and implants ions into the wafer. When fluorine 24, which is not necessary for ion implantation, is injected into the wafer 20, contamination of the wafer may occur, resulting in deterioration of quality and yield. In addition, since all the ions generated in the source unit 10 are transferred to the polarity converter 14, a large amount of Mg gas is consumed in the polarity converter 14, thereby shortening the equipment maintenance period. In addition, since the neutron generated when the Mg gas collides with the ions in the polarity converter 14 moves linearly without being affected by the magnetic field, the beam dump is not bent inside the analyzer 16. The impact on the beam dump by hitting the as it is to shorten the life of the analyzer (16). In addition, since the gap between the source part 10 and the electrode part 12 is narrow, an arc is generated, which causes a problem of damaging the source part 10.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 불필요한 이온이 웨이퍼에 주입되는 것을 막을 수 있고, 분석기의 손상을 방지할 수 있는 새로운 형태의 이온주입장치 및 이온주입방법을 제공하는 데 있다.The present invention is to solve such a conventional problem, the object of which is to provide a new type of ion implantation device and ion implantation method that can prevent the unnecessary ions are injected into the wafer, and can prevent damage to the analyzer There is.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 이온주입장치는 소스부, 분석기, 극성 변환기 그리고 가속기를 구비한다. 상기 소스부는 이온을 생성하며 상기 분석기는 상기 소스부에서 생성된 이온중 원하는 이온을 선별한다. 그리고 상기 극성 변환기는 상기 분석기를 통과한 상기 이온의 극성을 변화시키며 상기 가속기는 상기 극성 변환기를 통과한 상기 이온을 가속하여 고에너지를 갖게 한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the ion implantation device comprises a source unit, an analyzer, a polarity converter and an accelerator. The source portion generates ions and the analyzer selects the desired ions from the ions generated in the source portion. And the polarity converter changes the polarity of the ions passing through the analyzer and the accelerator accelerates the ions passing through the polarity converter to have high energy.

이와 같은 이온주입장치는 상기 극성 변환기가 상기 분석기와 상기 가속기사이에 위치하는 것을 특징으로 한다. 이 경우에는 상기 소스부를 통과한 이온을 모두 극성 변화시키던 종래와는 달리 상기 분석기를 통과한 선별된 이온만이 극성 변화되는 차이가 있다. 또한, 상기 극성 변환기가 상기 분석기와 상기 가속기 사이에 위치하므로 상기 소스부와 상기 소스부에서 생성된 이온을 상기 분석기로 이송시키는 전극부와의 거리도 종래에 발생하던 아크(arc)를 피할 수 있을 정도의 거리로 확장된다.Such an ion implantation device is characterized in that the polarity converter is located between the analyzer and the accelerator. In this case, unlike the conventional method of changing the polarity of all the ions passing through the source portion, there is a difference that only the selected ions passing through the analyzer change in polarity. In addition, since the polarity converter is located between the analyzer and the accelerator, the distance between the source portion and the electrode portion for transferring ions generated from the source portion to the analyzer may also avoid an arc, which has conventionally occurred. Extends to a distance.

이와 같은 이온주입장치에 의하면, 불필요한 이온은 상기 분석기를 통과하지 못하여 선별된 이온만이 극성이 변화된다. 그러므로 원하는 이온만이 웨이퍼에 주입되어 상기 웨이퍼의 오염을 피할 수 있다. 또 상기 극성 변환기에서 발생된 중성자의 직진운동에 의해 발생하던 상기 분석기 빔덤프(beam dump)의 홀 같은 손상도 방지할 수 있다. 덧붙여 극성 변환기에서 Mg기체의 소모가 줄어들기 때문에 설 비 보수유지기간이 증대되고, 소스부와 전극부의 거리가 넓어져 아크를 방지되므로 상기 소스부의 수명이 연장된다.According to such an ion implantation apparatus, unnecessary ions cannot pass through the analyzer, and only the selected ions change in polarity. Therefore, only desired ions can be implanted into the wafer to avoid contamination of the wafer. In addition, it is possible to prevent damages such as holes in the analyzer beam dump generated by the linear motion of the neutron generated in the polarity converter. In addition, since the consumption of Mg gas in the polarity converter is reduced, the maintenance period of the installation is increased, and the distance between the source and the electrode is increased, thereby preventing arc, thereby extending the life of the source.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면 도 2에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

특별히 도 2의 이온주입장치는 텐뎀방식의 고에너지 이온주입장치를 설명한 것이다.In particular, the ion implantation apparatus of FIG. 2 illustrates a high energy ion implantation apparatus of a tandem method.

도 2를 참조하면, 원하는 불순물을 원하는 깊이만큼, 원하는 양만큼 주입하는 것이 목적인 이온주입공정에서 원하는 불순물을 발생시키는 곳이 소스부(100)이다. 상기 소스부(100)에는 이온빔 생성장치(도시되지 않음)가 있는데, 상기 이온빔 생성장치는 강한 전류의 공급에 의해 열전자를 방출시키고 상기 열전자는 가스(BF₃)의 입자와 결합하여서 이온(112와 114)을 생성하게 된다. 상기 이온중에서 웨이퍼(110)에 주입하고자 하는 이온은 보런(boron; B)(112)이며 상기 웨이퍼(110)에 주입되어서는 안되는 이온은 플루오르(fluorine; F)(114)이다. 상기 소스부(100)에서 생성된 이온(112와 114)은 상기 소스부(100)와 전극부(102)사이에 형성되는 추출전압(extraction voltage)의 힘에 의해서 분석기(106)쪽으로 이송된다. 상기 전극부(102)는 상기 이온(112와 114)을 이송하기 위해서 전극을 형성하는 것 이외에 상기 이온들을 집속(focusing)하는 역할도 해서 이온들이 흩어지지 않고 상기 분석기(106)으로 이송되게 한다. 이 때, 상기 소스부(100)와 상기 전극부(102)사이의 거리(d')는 도 1의 거리(d)와 비교하여 넓어진 것을 알 수 있다. 상기 소스부(100)와 상기 전극부(102)의 거리가 종래에는 최대가 5.5mm이므로 아크(arc)발생에 의한 설비의 손상이 있었지만, 극성 변환기(104)가 상기 분석기(106)와 가속기(108)의 사이로 이송함에 따라 생긴 추가의 공간을 이용해서 거리를 종래의 d에서 d'로 넓혀 아크발생을 막아서 소스 필라멘트(source filament)설비의 설비 PM(preventive maintenance)주기가 2배정도 증가한다. 이송된 이온들(112와 114)은 상기 분석기(106)를 지나게 되는데 이곳에서 원하는 이온(112)만을 선택할 수 있게 된다. 상기 분석기(106)는 코일로 둘러싸인 꺽어진 형태의 철심으로 구성되어 있고, 자기장이 형성된 공간에서 질량을 가진 이온이 원운동을 하며 그리는 궤적의 반지름에 의해서 이온을 분리하므로 아주 순도가 높은 도핑(doping)이 가능하다. 그러므로 상기 분석기(106)에서는 상기 웨이퍼에 주입하고자 하는 이온인 보런(112)만이 원만한 곡선을 그리며 상기 분석기(106)를 통과하고 플루오르(114)는 상기 분석기(106)의 측벽에 부딪쳐 통과하지 못한다.Referring to FIG. 2, the source unit 100 generates a desired impurity in an ion implantation process whose purpose is to inject a desired impurity into a desired depth and a desired amount. The source unit 100 includes an ion beam generating device (not shown), which emits hot electrons by supplying a strong current, and the hot electrons are combined with particles of the gas BF ₃ to form ions 112. 114). Among the ions, the ions to be implanted into the wafer 110 are boron (B) 112 and the ions which should not be implanted into the wafer 110 are fluorine (F) 114. The ions 112 and 114 generated in the source unit 100 are transferred toward the analyzer 106 by the force of an extraction voltage formed between the source unit 100 and the electrode unit 102. In addition to forming electrodes to transport the ions 112 and 114, the electrode part 102 also functions to focus the ions so that the ions are transferred to the analyzer 106 without being scattered. In this case, it can be seen that the distance d 'between the source part 100 and the electrode part 102 is wider than the distance d of FIG. 1. Since the maximum distance between the source unit 100 and the electrode unit 102 is 5.5 mm in the prior art, there is a damage of the equipment due to arc generation. However, the polarity converter 104 uses the analyzer 106 and the accelerator ( By using the additional space created by the transfer between 108), the distance from conventional d to d 'is increased to prevent arcing, thereby increasing the facility PM (preventive maintenance) period of the source filament facility by about two times. The transported ions 112 and 114 pass through the analyzer 106 where only the desired ions 112 can be selected. The analyzer 106 is composed of a coiled iron core surrounded by coils, and a very pure doping because the ions having a mass move in a circular motion in the space where the magnetic field is formed and separate the ions by the radius of the trajectory. Is possible. Therefore, in the analyzer 106, only the boron 112, which is an ion to be injected into the wafer, passes through the analyzer 106 with a smooth curve, and the fluorine 114 does not pass through the sidewall of the analyzer 106.

만약 이온 주입 공정에서 필요하지 않는 플루오르(114)가 상기 웨이퍼에 주입된다면, 원치 않는 이온이 웨이퍼에 주입되어 품질 및 수율을 저하시키는 에너지 스피쉬즈 오염(energy and species contamination)을 유발한다. 이 경우에 품질과 수율에는 큰 문제점이 발생하므로 상기 에너지 스피쉬즈 오염을 피하기 위해서는 본 발명에서 모든 이온들을 극성 변환시키던 종래의 방식과는 다르게 단지 선별된 이온만을 특별히 본 실시예에서는 보런(112)만을 극성 변화시키는 방식을 취한다.If fluorine 114 that is not needed in the ion implantation process is implanted into the wafer, unwanted ions are implanted into the wafer causing energy and species contamination that degrades quality and yield. In this case, since the quality and the yield have a big problem, in order to avoid the energy speech contamination, unlike the conventional method of polarizing all the ions in the present invention, only the selected ions are specifically boron 112 in this embodiment. Take a way to change the polarity.

이 경우에 종래에는 어떻게 상기 플루오르(114)가 상기 분석기(104)를 통과할 수 있었는지를 수식을 통해서 증명해보면 다음과 같다. 종래에는 상기 플루오르(114)가 먼저 상기 극성변환기(104)를 통과한 후에 상기 분석기(106)를 지나게 되므로, 상기 플루오르(114)가 상기 극성변환기(104)에서 마그네슘 기체(116)와 충돌해서 특정한 전압을 상실하여 상기 보런(112)과 동일한 반경을 가지게 되는 경우도 발생한다. 먼저 전하량(Q)이 1.602×10^-19[C], 보런(112)의 질량이 18.43765×10^-27[kg], 플루오르(114)의 질량이 31.84685×10^-27[kg] 그리고 전압이 40,000[V]인 경우에 상기 보런(112)이 상기 추출전압의 힘에 의해서 반경 100[cm]인 분석기를 향해서 이송될 때의 속도는 다음의 식으로 구해진다.In this case, the following equation shows how the fluorine 114 can pass through the analyzer 104 in the related art. Conventionally, since the fluorine 114 first passes through the polarity converter 104 and then passes through the analyzer 106, the fluorine 114 collides with the magnesium gas 116 in the polarity converter 104 to be identified. In some cases, the voltage is lost to have the same radius as the boron 112. First, the charge amount (Q) is 1.602 × 10 ^-19 [C], the mass of boron 112 is 18.43765 × 10 ^-27 [kg], the mass of fluorine 114 is 31.84685 × 10 ^-27 [kg], and the voltage is 40,000. In the case of [V], the speed when the boron 112 is conveyed toward the analyzer having a radius of 100 [cm] by the force of the extraction voltage is obtained by the following equation.

[cm/sec] -(1)

[cm / sec]-(1)

상기 보런(112)이 26,381[cm/sec]의 속도로 자기장이 형성된 상기 분석기(106)를 진행하는 과정에서 자장의 세기가 0.0304[gauss]일 경우에는 상기 보런(112)은 반지름이 100인 등속 원운동을 하게 되면서 반경이 100인 분석기를 통과하게 된다. 하지만 상기 플루오르(114)가 상기 극성변환기(104)에서 마그네슘 기체와 충돌하는 과정에서 일부의 전압을 상실한다고 가정하면, 상기 플루오르(114)는 원래 자기장에서 운동해야하는 궤적과는 다른 운동을 하게 된다. 즉, 만약 상기 플루오르(114)가 반경 100을 가진다고 가정하고 이 때의 속도를 구해보면 속도는 다음의 식으로 구해진다.When the intensity of the magnetic field is 0.0304 [gauss] while the boron 112 proceeds with the analyzer 106 having a magnetic field formed at a speed of 26,381 [cm / sec], the boron 112 has a constant velocity of 100 radius. In circular motion, it passes through an analyzer with a radius of 100. However, assuming that the fluorine 114 loses some voltage in the process of colliding with the magnesium gas in the polarity converter 104, the fluorine 114 is different from the trajectory of the original magnetic field. That is, if it is assumed that the fluorine 114 has a radius of 100 and the velocity at this time is obtained, the velocity is obtained by the following equation.

-(2)

식(2)를 이용한 경우에 속도는 15,292[cm/sec]가 된다. 이제 상기 플루오르(114)가 속도 15,292[cm/sec]를 가지고 반경이 100인 등속 원운동을 할 경 우에 전압을 식(1)을 이용하여 역으로 계산해보면, 전압은 23,244[V}가 된다. 즉 상기 플루오르(114)가 40000volts의 힘으로 상기 분석기(106)로 가속될 때, 극성변환을 위해서 마그네슘 기체(116)와 충돌하는 과정에서 추출전압의 일부인 16,756volts를 잃게 될 경우 23,244volts의 힘으로 가속되어지며 이 때 상기 분석기(106)로 이동되는 상기 플루오르(114)의 이동속도는 15,292[cm/sec]가 되어 반경이 100인 커브를 그리며 상기 분석기(106)를 무사히 통과하여 가속기(108)로 주입될 수 있어 웨이퍼오염을 일으킬 수도 있다.In the case of using the equation (2), the speed is 15,292 [cm / sec]. Now, when the fluorine 114 has a constant velocity circular motion with a radius of 100 with a velocity of 15,292 [cm / sec], the voltage is calculated inversely using Equation (1), and the voltage becomes 23,244 [V]. In other words, when the fluorine 114 is accelerated to the analyzer 106 with a force of 40000 volts, when the fluorine 114 loses 16,756 volts which is part of the extraction voltage in the collision with the magnesium gas 116 for polarity conversion, the force is 23,244 volts. In this case, the moving speed of the fluorine 114 moved to the analyzer 106 becomes 15,292 [cm / sec] to form a curve having a radius of 100 and pass safely through the analyzer 106 to accelerate the accelerator 108. It may be injected into the wafer, causing wafer contamination.

상기 분석기(106)는 상기 극성 변환기(104)가 상기 분석기(106)의 앞에 위치하여 상기 극성 변환기(104)에서 상기 Mg기체(116)와 상기 이온들의 충돌 시 생성된 중성자가 자기장의 영향을 받지 않고 직진운동을 하여 상기 분석기(106)의 빔덤프(beam dump)(118)에 부딪쳐서 홀이 생기는 종래의 손상은 이제 발생하지 않는다. 본 발명에서는 선별한 보런(112)만이 상기 분석기(106)를 지나서 상기 극성 변환기(104)로 주입된다. 상기 극성변환기(104)는 상기 이온의 극성을 변화시켜주는 장치로, 보런(112)은 +극성을 띤 이온이지만 상기 극성변환기(104)에서 전자를 잃기 쉬운 마그네슘 기체(116)과 충돌한 후 -극성을 띤 이온(112a)으로 변화된다. 상기 마그네슘 기체(116)는 고체상태의 마그네슘을 셀(cell)안에 넣고 400∼420℃의 열을 가해서 마그네슘 기체를 만드는 방법을 취한다. 이 경우에 선별된 이온만을 극성변화하므로 종래와 비교하여 상기 마그네슘의 소비가 크게 줄어서 설비 PM(preventive maintenance)주기가 2배정도 증가한다. 상기 이온(112a)은 가속기(108)로 이송된 후 다시 +극성을 띤 이온(112b)로 변화되어 상기 웨이퍼(110)에 주입된다.The analyzer 106 has the polarity converter 104 in front of the analyzer 106, the neutron generated during the collision of the ions with the Mg gas 116 in the polarity converter 104 is not affected by the magnetic field. The conventional damage to the hole dump by going straight and without hitting the beam dump 118 of the analyzer 106 no longer occurs. In the present invention, only the selected boron 112 is injected into the polarity converter 104 past the analyzer 106. The polarity converter 104 is a device for changing the polarity of the ion, boron 112 is a positive polarity ions but after colliding with the magnesium gas 116 is easy to lose electrons in the polarity converter 104- Changed to polarized ions 112a. The magnesium gas 116 is a method of making magnesium gas by placing magnesium in a solid state in a cell and applying heat of 400 to 420 ° C. In this case, since only the selected ions change in polarity, the consumption of magnesium is greatly reduced as compared with the conventional method, and the facility maintenance cycle (PM) is increased by about twice. The ions 112a are transferred to the accelerator 108 and then converted into ions 112b having a positive polarity and injected into the wafer 110.

이와 같은 본 발명을 적용하면, 선별된 이온만이 극성변화됨으로써 불필요한 이온이 웨이퍼에 주입되는 것을 막을 수 있기 때문에, 원치않는 이온이 웨이퍼에 주입되어 품질 및 수율을 저하시키는 에너지 스피쉬즈 오염을 피할 수 있다. 그리고 극성 변환기에서 발생하던 중성자가 없어지기 때문에, 분석기의 빔덤프에서 발생하던 홀같은 손상을 방지할 수 있다. 또한, 극성 변환기에서 Mg기체의 소모가 줄어들기 때문에 설비보수유지 기간이 증대되고, 극성 변환기의 위치를 바꿈으로써 소스부와 전극부의 거리를 넓혀 아크를 방지할 수 있다.
By applying the present invention, since only the selected ions can be polarized to prevent unwanted ions from being injected into the wafer, unwanted ions can be injected into the wafer, thereby avoiding energy speech contamination that degrades quality and yield. have. In addition, the neutrons generated by the polarity transducers are eliminated, which prevents hole-like damage from the beam dump of the analyzer. In addition, since the consumption of the Mg gas in the polarity converter is reduced, the maintenance period of the equipment is increased, and by changing the position of the polarity converter, the distance between the source portion and the electrode portion can be prevented and the arc can be prevented.

Claims

delete

In the ion implantation device,

A source unit generating ions;

An analyzer for selecting desired ions from ions generated in the source unit;

A polarity converter for changing the polarity of ions passing through the analyzer;

An accelerator for accelerating ions passing through the polarity converter to have high energy;

An electrode unit disposed between the source unit and the analyzer and configured to transfer and ionize ions from the source unit to the analyzer at the same time,

Only the ions selected by the analyzer are changed in polarity to prevent unnecessary ions from being injected into the wafer, and to minimize arc generation, the electrode part is provided with a distance of 5.5 mm or more from the source part. Infusion device.

In the ion implantation device,

A source unit generating ions;

An analyzer for selecting desired ions from ions generated in the source unit;

Including an accelerator for accelerating ions passing through the polarity converter to have a high energy,

By only changing the polarity of the ions selected by the analyzer to prevent the unnecessary ions are injected into the wafer,

The polarity converter is an ion implantation device, characterized in that the magnesium cell (mg cell).

In the method of implanting ions into a wafer,

Generating ions;

Selecting ions for implantation into the wafer from the generated ions;

Converting the polarity of the selected ions;

Accelerating the ion whose polarity has changed;

Implanting the accelerated ions into the wafer,

The polarity converter is an ion implantation method, characterized in that the magnesium cell (mg cell).