KR102478688B1 - Method for cleaning ion beam irradiation device - Google Patents

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류고 후지모토
케이치 고쿠류
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닛신 이온기기 가부시기가이샤
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Abstract

(과제) 빔 라인 내의 파티클을 조기에 저감하고, 안정화시킬 수 있는 효과적 한편 효율적인 클리닝의 방법을 제안한다.
(해결 수단) 할로겐 함유 가스를 이용하여 피처리물로의 이온빔 조사 처리를 실시하는 이온빔 조사 장치에서의 클리닝 방법으로서, 수소 함유 가스 유래의 이온빔을 피조사물에 조사한 후, 비활성 기체 유래의 이온빔을 피조사물에 조사한다.
(Project) To propose an effective and efficient cleaning method capable of reducing and stabilizing particles in a beam line at an early stage.
(Solution Means) A cleaning method in an ion beam irradiation apparatus for performing an ion beam irradiation treatment on an object to be treated using a halogen-containing gas, wherein an ion beam derived from a hydrogen-containing gas is irradiated to the object to be irradiated, and then an ion beam derived from an inert gas is irradiated. investigate things

Description

이온빔 조사 장치의 클리닝 방법{METHOD FOR CLEANING ION BEAM IRRADIATION DEVICE}Cleaning method of ion beam irradiation device {METHOD FOR CLEANING ION BEAM IRRADIATION DEVICE}

이온빔 조사 장치의 빔 라인을 클리닝하는 방법에 관한 것이다.It relates to a method of cleaning a beam line of an ion beam irradiation device.

이온빔 조사 장치에서는, 경시적으로 빔 라인을 구성하고 있는 전극이나 진공 용기, 슬릿 등의 부재 상에 퇴적물이 생긴다. 이 퇴적물의 제거 시에는 이온빔을 이용한 물리적인 스퍼터링이 행해지고 있다.In the ion beam irradiation apparatus, deposits are formed over time on members such as electrodes, vacuum containers, and slits constituting the beam line. At the time of removing this deposit, physical sputtering using an ion beam is performed.

구체적인 예를 들면, 특허 문헌 1에서는, 한쌍의 편향 전극으로의 인가 전압을 조정하여, 아르곤 가스를 기초로 한 이온빔을 분석 슬릿에 조사함으로써 분석 슬릿 상의 퇴적물을 광범위하게 제거하고 있다.For example, in Patent Document 1, deposits on the analysis slit are removed in a wide range by adjusting the applied voltage to a pair of deflection electrodes and irradiating the analysis slit with an ion beam based on argon gas.

특개 2016-48665Special 2016-48665

클리닝 시에 이용하는 가스의 종류는 다양하고, 특허 문헌 1과 같이 아르곤 가스를 이용하여 클리닝을 행하더라도 반드시 충분한 클리닝을 행할 수 있는 것은 아니다. 또한, 클리닝을 통해서 발생하는 빔 라인 중의 파티클(빔 라인 중에 퇴적물이 비산한 쓰레기 등)량이 많은 상태에서는 피처리물로의 이온빔 조사 처리를 행하면 처리 불량이 될 수 있으므로, 이온빔 조사 처리를 즉석에서 행할 수 없다고 하는 문제가 있다.There are various types of gas used for cleaning, and even if cleaning is performed using argon gas as in Patent Document 1, sufficient cleaning is not always possible. In addition, if the ion beam irradiation process is performed on the object to be treated in a state in which the amount of particles in the beam line generated through cleaning (such as debris scattered in the beam line) is large, processing failure may occur. There is a problem that says it can't be done.

여기서 본 발명에서는, 빔 라인 내의 파티클을 조기에 저감하고, 안정화시킬 수 있는 효과적이고, 또한 효율적인 클리닝의 방법을 제안한다.Here, the present invention proposes an effective and efficient cleaning method capable of reducing and stabilizing particles in a beam line at an early stage.

본 발명의 클리닝 방법은,The cleaning method of the present invention,

할로겐 함유 가스를 이용하여 피처리물로의 이온빔 조사 처리를 행하는 이온빔 조사 장치에서의 클리닝 방법으로서,A cleaning method in an ion beam irradiation apparatus for performing an ion beam irradiation treatment on an object to be treated using a halogen-containing gas, comprising:

수소 함유 가스 유래의 이온빔을 피조사물에 조사한 후,After irradiating the irradiated object with an ion beam derived from a hydrogen-containing gas,

비활성 기체 유래의 이온빔을 피조사물에 조사한다.An ion beam derived from an inert gas is irradiated to an object to be irradiated.

상기 방법에 의하면, 할로겐 원소 유래의 퇴적물을 수소 성분으로 제거하고, 나머지 퇴적물을 비활성 기체에 의한 빔 스퍼터링으로 제거할 수 있다. 또한, 빔 라인 내의 파티클을 감소시키고, 안정화하기까지 비교적 긴 시간을 필요로 하는 수소 함유 가스에 의한 클리닝을 먼저 행하고 있으므로, 이온빔 조사 장치를 조기에 가동하고, 이온빔 조사 처리를 실시하는 것이 가능해진다.According to the above method, the deposits derived from the halogen element can be removed with the hydrogen component, and the remaining deposits can be removed by beam sputtering using an inert gas. In addition, since cleaning with hydrogen-containing gas, which reduces particles in the beam line and requires a relatively long time to stabilize, is first performed, it becomes possible to start the ion beam irradiation device early and perform the ion beam irradiation process.

이온빔이 조사되는 빔 라인 상의 부위는, 피처리물의 금속 오염 대책으로서 카본을 함유하는 부재로 실드되어 있다.A portion on the beam line to which the ion beam is irradiated is shielded with a member containing carbon as a countermeasure against metal contamination of the object to be processed.

이온빔을 이용한 클리닝을 실시했을 때, 이 카본 함유 부재가 스퍼터링되어서, 빔 라인에 카본 성분이 부유하고, 이것이 이온빔 조사 처리의 개시를 늦추는 파티클의 요인이 될 우려가 있다.When cleaning using an ion beam is performed, this carbon-containing member is sputtered, and the carbon component floats in the beam line, which may cause particles to delay the start of the ion beam irradiation process.

상술한 카본 유래의 파티클 제거 시에는, 다음의 구성을 이용하는 것이 바람직하다.In the case of removing the above-mentioned carbon-derived particles, it is preferable to use the following structure.

상기 피조사물에는 카본 함유의 부재가 이용되고 있고,A member containing carbon is used for the irradiated object,

상기 비활성 기체 유래의 이온빔을 피조사물에 조사한 후,After irradiating the irradiated object with the ion beam derived from the inert gas,

추가로, 할로겐 함유 가스 또는 산소 함유 가스 유래의 이온빔을 피조사물에 조사한다.Additionally, an ion beam derived from a halogen-containing gas or an oxygen-containing gas is irradiated to the irradiated object.

상기 방법에 의하면, 카본 유래의 파티클과 할로겐 원소나 산소의 라디칼이 반응하고, 기체화되므로, 빔 라인으로부터 배제하는 것이 용이하게 된다.According to the above method, carbon-derived particles react with halogen elements and oxygen radicals to vaporize, so that it is easy to exclude them from the beam line.

장치 치수의 소형화나 가스 관리의 번잡함을 피하려면, 클리닝에 사용되는 가스 중 적어도 하나를, 이온빔 조사 처리 시에 이용되는 가스와 겸용하는 것이 바람직하다.In order to avoid miniaturization of the device dimensions and cumbersome gas management, it is preferable to use at least one of the gases used for cleaning with the gas used for the ion beam irradiation treatment.

클리닝 후에 빔 라인 내에 부유하는 파티클을 줄이고, 조기에 안정화시키기 위해서, 상기 비활성 가스 유래의 이온빔을 피조사물에 조사한 후, 더미 기판을 기판 처리 시의 이온빔 조사 위치까지 반송하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 할로겐 함유 가스 또는 상기 산소 함유 가스 유래의 이온빔을 상기 피조사물에 조사한 후, 더미 기판을 기판 처리 시의 이온빔 조사 위치까지 반송하는 것이 바람직하다.In order to reduce particles floating in the beam line after cleaning and stabilize it at an early stage, it is preferable to transfer the dummy substrate to the ion beam irradiation position during substrate processing after irradiating the target with an ion beam derived from the inert gas. In addition, after irradiating the irradiated object with an ion beam derived from the halogen-containing gas or the oxygen-containing gas, it is preferable to transport the dummy substrate to the ion beam irradiation position during substrate processing.

더미 기판을 기판 처리 시의 이온빔 조사 위치까지 반송함으로써, 더미 기판에 파티클이 부착하기 때문에, 이것을 회수함으로써 빔 라인 내의 파티클을 조기에 줄이고, 안정화시키는 것이 가능해진다.Since particles adhere to the dummy substrate by transporting the dummy substrate to the ion beam irradiation position during substrate processing, it is possible to reduce and stabilize particles in the beam line at an early stage by collecting them.

클리닝 시간의 단축화를 도모한다고 하는 점에서는, 다음의 구성을 이용해도 좋다.In terms of reducing the cleaning time, the following configuration may be used.

상기 수소 함유 가스와 상기 비활성 기체 중 적어도 한쪽은, 질량이 상이한 복수의 가스로 이루어지는 혼합 가스이고, 주사된 이온빔을 상기 피조사물에 조사한다.At least one of the hydrogen-containing gas and the inert gas is a mixed gas composed of a plurality of gases having different masses, and the irradiated object is irradiated with a scanned ion beam.

할로겐 원소 유래의 퇴적물을 수소 성분으로 제거하고, 나머지 퇴적물을 비활성 기체에 의한 빔 스퍼터링으로 제거할 수 있다. 또한, 빔 라인 내의 파티클을 감소시키고, 안정화하기까지 비교적 긴 시간을 필요로 하는 수소 함유 가스에 의한 클리닝을 먼저 행하므로, 이온빔 조사 장치를 조기에 가동하고, 이온빔 조사 처리를 실시하는 것이 가능해진다.Deposits derived from halogen elements can be removed with a hydrogen component, and the remaining deposits can be removed by beam sputtering with an inert gas. Further, since cleaning with hydrogen-containing gas, which reduces particles in the beam line and requires a relatively long time to stabilize, is performed first, it becomes possible to start the ion beam irradiation device early and perform the ion beam irradiation process.

도 1은 이온빔 조사 장치의 일 구성예를 나타내는 평면도이다.
도 2는 이온빔의 주사와 관련되는 구성예를 나타내는 평면도이다.
도 3은 클리닝과 관련되는 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 클리닝과 관련되는 다른 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 클리닝과 관련되는 다른 실시예를 나타내는 흐름도이다.
1 is a plan view showing an example of the configuration of an ion beam irradiation device.
Fig. 2 is a plan view showing a configuration example related to ion beam scanning.
3 is a flowchart illustrating an embodiment related to cleaning.
4 is a flowchart illustrating another embodiment related to cleaning.
5 is a flowchart illustrating another embodiment related to cleaning.

도 1은 이온빔 조사 장치(IM)의 전체를 나타내는 모식적 평면도이다. 해당 도면에 나타나 있는 이온빔 조사 장치(IM)는 주지의 이온 주입 장치를 상정하고 있다. 이하, 이 장치 구성을 간단하게 설명한다.1 is a schematic plan view showing the entirety of an ion beam irradiation device (IM). The ion beam irradiation device IM shown in the drawing assumes a well-known ion implantation device. Hereinafter, the configuration of this device will be briefly described.

플라즈마 생성실(1)에서 생성된 플라즈마로부터 복수개의 전극으로 구성되어 있는 인출 전극계(2)를 통하여, 이온빔(IB)의 인출이 행해진다. 인출된 이온빔(IB)에는 다양한 이온종이 포함되어 있다. 질량 분석 전자석(4)과 분석 슬릿(5)을 통하여 원하는 이온종의 질량 분석을 행하고, 처리실(6) 내에 이온빔(IB)를 수송한다.From the plasma generated in the plasma production chamber 1, the ion beam IB is taken out through a drawing electrode system 2 composed of a plurality of electrodes. The extracted ion beam IB includes various ion species. Mass analysis of desired ion species is performed through the mass spectrometry electromagnet 4 and the analysis slit 5, and the ion beam IB is transported into the processing chamber 6.

처리실(6)에서는, 피처리물(7)(예컨대, 실리콘 웨이퍼나 유리 기판)이 도시되는 화살표의 방향으로 기계적으로 왕복 반송되고 있다. 처리실(6) 내에 수송되는 이온빔(IB)의 지면 표리 방향의 치수는, 해당 방향에 있어서의 피처리물(7)의 치수보다 크고, 피처리물(7)을 도면에 나타난 화살표의 방향(도면 중 상하 방향)으로 왕복 주사함으로써, 피처리물(7)의 전체면에 이온빔이 조사된다.In the processing chamber 6, the object to be processed 7 (for example, a silicon wafer or a glass substrate) is mechanically reciprocally transported in the direction indicated by an arrow. The size of the ion beam IB transported in the processing chamber 6 in the direction of the front and back of the paper is larger than the size of the object 7 in that direction, and the object 7 is moved in the direction of the arrow shown in the drawing (Fig. The entire surface of the object 7 is irradiated with ion beams by reciprocating scanning in the up-and-down direction).

이온빔(IB)의 빔 라인은 진공 용기(3)로 덮여져 있고, 피처리물(7)이 처리되고 있는 동안, 해당 용기 내는 진공으로 유지되고 있다.The beam line of the ion beam IB is covered with a vacuum container 3, and while the processing target 7 is being processed, the inside of the container is maintained in a vacuum.

피처리물로의 이온빔 조사 처리 시에는, 할로겐 함유 가스(예컨대, BF3, 기화한 AlI3이나 AlF3 등)인 프로세스 가스(P)가 플라즈마실(1)에 공급된다. 빔 라인 내의 클리닝 시에는, 수소 함유 가스(C1)나 비활성 기체(C2)가 선택적으로 플라즈마실(1)에 공급된다.During the ion beam irradiation treatment of the object to be processed, a process gas P which is a halogen-containing gas (eg, BF 3 , vaporized AlI 3 or AlF 3 ) is supplied to the plasma chamber 1 . During cleaning in the beam line, a hydrogen-containing gas (C1) or an inert gas (C2) is selectively supplied to the plasma chamber (1).

본 발명의 클리닝에서는, 클리닝 대상으로 하는 부재 또는 부위(피조사물)에 이온빔을 조사함으로써 행해진다. 대상이 되는 부재가 크고, 클리닝을 광범위하게 행할 필요가 있는 경우에는, 도 2에 나타내는 것과 같은 빔 주사를 이용해도 좋다.The cleaning of the present invention is performed by irradiating an ion beam to a member or site (irradiated object) to be cleaned. If the target member is large and cleaning needs to be performed over a wide area, beam scanning as shown in FIG. 2 may be used.

할로겐 함유의 프로세스 가스를 사용했을 때, 할로겐 성분이 빔 라인에 배치된 부재와 반응하여 할로겐화물이 생성된다. 이 할로겐화물은, 시간의 경과와 함께 부재 상에 퇴적되어서, 부재의 절연화나 부재 간에 이상 방전이 발생하는 원인이 된다.When a halogen-containing process gas is used, the halogen component reacts with members disposed in the beam line to generate halides. These halides are deposited on members over time, and cause insulation of members and abnormal discharge between members.

이것을 제거하기 위해서, 진공 용기(3) 내의 진공을 깨지 않고 이온빔에 의한 빔스퍼터링을 실시한다.In order to remove this, beam sputtering by an ion beam is performed without breaking the vacuum in the vacuum vessel 3.

도 2(A)에서는, 질량 분석 전자석(4)의 지면 안쪽을 향하여 발생하는 자장(B)의 강도를 시간적으로 변화시킴으로써, 이온빔(IB)을 주사하고 있다. 이 주사에 의해서, 화살표로 나타낸 바와 같이 이온빔의 궤도를 변화시켜서, 이온빔(IB)을 광범위하게 조사하는 것이 가능해진다.In Fig. 2(A), the ion beam IB is scanned by changing the strength of the magnetic field B generated from the mass spectrometer electromagnet 4 toward the inside of the page with time. By this scanning, it becomes possible to irradiate the ion beam IB over a wide area by changing the trajectory of the ion beam as indicated by arrows.

또한, 도 2(A)의 예에서는, 진공 용기(3)의 소모를 막기 위해서 용기 벽면을 따라서 카본 라이너(S)가 배치되어 있다.In addition, in the example of FIG. 2(A), the carbon liner S is arrange|positioned along the container wall surface in order to prevent consumption of the vacuum container 3.

도 2(B)에서는, 인출 전극계(2)를 구성하는 한가운데의 전극을 상하 1조(組)의 전극으로 구성하여, 각각의 전극에 고주파 전원을 접속하고 있다. 각 전원으로부터 출력되는 고주파 전압의 파형은 180도 위상 차이가 나기 때문에, 이온빔(IB)을 도면의 상하 방향으로 크게 주사하여, 이온빔(IB)을 진공 용기 벽면으로 광범위하게 조사하는 것이 가능해진다.In FIG. 2(B), the middle electrode constituting the lead electrode system 2 is composed of a set of upper and lower electrodes, and a high frequency power supply is connected to each electrode. Since the waveforms of the high-frequency voltages output from each power supply have a phase difference of 180 degrees, it becomes possible to irradiate the ion beam IB over a wide area to the wall surface of the vacuum container by scanning the ion beam IB in a large up-and-down direction in the drawing.

또한, 경우에 따라서는, 금속 오염을 피하기 위해서 인출 전극계(2)를 카본제의 전극으로 구성하기도 한다.In some cases, in order to avoid metal contamination, the lead-out electrode system 2 is made of carbon electrodes.

상술한 구성은, 질량 분석 전자석(4)이나 인출 전극계(2)를 이용하여 이온빔(IB)을 주사하는 구성을 말한 것이지만, 이온빔 조사 장치의 구성에 따라서는, 다른 광 학 요소를 이용하여 이온빔의 주사를 행하도록 해도 좋다.The configuration described above refers to a configuration in which the ion beam IB is scanned using the mass spectrometer electromagnet 4 or the drawing electrode system 2, but depending on the configuration of the ion beam irradiation device, other optical elements may be used to scan the ion beam. It is also possible to make the injection of

또한, 본 발명에서는, 이온빔의 시간적인 주사는 필수가 아니며, 이온빔이 미리 정해진 부분에 조사되도록 미리 정해진 각도를 가지고 이온빔을 편향할 수 있는 구성이면 좋다.Further, in the present invention, temporal scanning of the ion beam is not essential, and any configuration capable of deflecting the ion beam at a predetermined angle so that the ion beam is irradiated to a predetermined portion is sufficient.

상기한 이온빔을 이용한 클리닝에 있어서, 발명자들이 예의 연구를 거듭한 결과, 사용하는 가스종에 의해서 빔 라인 내의 파티클이 감소하고, 안정화하기까지 필요로 하는 시간이 상이한 것을 발견했다.In the cleaning using the ion beam described above, as a result of extensive research by the inventors, it has been found that the amount of time required for particles in the beam line to decrease and stabilize varies depending on the type of gas used.

발명자들의 실험에 의하면, 수소 가스를 이용했을 경우와 아르곤 가스를 이용했을 경우를 비교하면, 시간으로 하여 2배 정도, 수소 가스를 이용하여 클리닝을 했을 경우가, 파티클이 감소하고, 안정화하기까지 필요로 하는 시간이 길어지는 것을 알게 되었다.According to the experiment of the inventors, comparing the case of using hydrogen gas and the case of using argon gas, the cleaning using hydrogen gas reduces the number of particles and requires about twice as much time to stabilize. I found out that the time to do it is getting longer.

이를 근거로 하여, 본 발명에서는 도 3에 나타내는 순서로 빔 라인을 클리닝하고 있다. 구체적으로는, 클리닝의 초기에 수소 함유 가스(예컨대, 수소 가스, PH3등, 또는 이들의 혼합 가스)를 이용하여 빔 라인에 배치된 본 발명의 피조사물인 부재(인출 전극계를 구성하는 전극, 진공 용기 벽면이나 질량 분석 전자석 내의 라이너 등의 부재)에 이온빔을 조사한다(S1). 다음에, 클리닝 가스를 아르곤이나 크세논 등, 또는 이들의 혼합 가스로 이루어지는 비활성 기체로 전환하여, 동일한 부재나 부위에 이온빔을 조사한다(S2).Based on this, in the present invention, the beam line is cleaned in the order shown in FIG. 3 . Specifically, the member (electrode constituting the drawing electrode system) of the present invention disposed in the beam line using a hydrogen-containing gas (eg, hydrogen gas, PH 3 , etc., or a mixture thereof) at the beginning of cleaning , a member such as a liner in a wall surface of a vacuum container or a mass spectrometer electromagnet) is irradiated with an ion beam (S1). Next, the cleaning gas is changed to an inert gas composed of argon, xenon, or a mixture thereof, and the same member or portion is irradiated with an ion beam (S2).

또한, 본 발명에서는, 상술한 수소 함유 가스로부터 플라즈마를 생성하여, 이 플라즈마로부터 인출된 이온빔을, 수소 함유 가스 유래의 이온빔이라 부르며, 후술하는 다른 가스종에 대해서도 동일한 표현을 사용하고 있다.In the present invention, plasma is generated from the hydrogen-containing gas described above, and an ion beam extracted from the plasma is called an ion beam derived from the hydrogen-containing gas, and the same expression is used for other gas types described later.

이와 같이 하여 클리닝을 실시함으로써, 할로겐 유래의 퇴적물을 수소 성분으로 제거하고, 나머지 퇴적물은 비활성 기체를 이용한 빔 스퍼터링에 의해 제거할 수 있으므로, 아르곤 가스만을 이용하는 경우에 비해 효과적인 클리닝을 실현할 수 있다.By performing the cleaning in this way, since the halogen-derived deposits are removed with the hydrogen component and the remaining deposits can be removed by beam sputtering using an inert gas, effective cleaning can be realized compared to the case of using only argon gas.

또한, 빔 라인의 파티클이 감소하고, 안정화하기까지 필요로 하는 시간이 비교적 긴 수소 함유 가스에 의한 클리닝을 먼저 행하고 있기 때문에, 클리닝의 순서를 역전시켰을 경우에 비해 이온빔 조사 장치를 조기에 가동하고, 이온빔 조사 처리를 실시하는 것이 가능해진다.In addition, since the cleaning with hydrogen-containing gas, which reduces the number of particles in the beam line and takes a relatively long time to stabilize, is performed first, the ion beam irradiation device is started earlier than when the order of cleaning is reversed, It becomes possible to perform ion beam irradiation processing.

이온빔이 조사되는 빔 라인 상의 부위는, 피처리물의 금속 오염 대책으로서 카본을 함유하는 부재로 실드되고 있다.A site on the beam line to which the ion beam is irradiated is shielded with a member containing carbon as a countermeasure against metal contamination of the object to be processed.

또한, 인출 전극계(2)를 구성하는 전극을 카본으로 구성하기도 한다.In addition, the electrode constituting the lead-out electrode system 2 is also made of carbon.

이온빔을 이용한 클리닝을 실시했을 때, 이러한 카본 함유 부재가 스퍼터링되어서, 빔 라인 내에 카본 성분이 부유하고, 이것이 이온빔 조사 처리의 개시를 늦추는 파티클의 요인이 될 우려가 있다.When cleaning using an ion beam is performed, such a carbon-containing member is sputtered, and the carbon component floats in the beam line, which may cause particles to delay the start of the ion beam irradiation process.

그래서, 도 4에 나타내는 흐름도와 같이, 비활성 기체를 사용한 빔 클리닝을 실시한 후, 클리닝 가스를 할로겐 함유 가스나 산소 함유 가스로 전환하여, 이러한 가스를 사용한 빔 클리닝을 실시한다(S3).Therefore, as shown in the flowchart shown in Fig. 4, after performing beam cleaning using an inert gas, the cleaning gas is switched to a halogen-containing gas or an oxygen-containing gas, and beam cleaning using these gases is performed (S3).

이와 같은 빔 클리닝을 실시함으로써, 이온빔 중에 포함되는 할로겐 라디칼이나 산소 라디칼이 카본 유래의 파티클과 반응하고, 파티클이 기체화되므로, 빔 라인으로부터 카본 유래의 파티클을 배제하는 것이 용이하게 된다.By performing such beam cleaning, halogen radicals and oxygen radicals contained in the ion beam react with carbon-derived particles to vaporize the particles, making it easy to exclude carbon-derived particles from the beam line.

또한, 도 4나 후술하는 도 5의 흐름도에서, 도 3과 동일한 부호가 사용되고 있는 처리는 도 3의 흐름도를 이용하여 설명한 내용과 동일하고, 여기에서는 중복된 설명은 생략한다.In addition, in FIG. 4 and the flow chart of FIG. 5 to be described later, the processing using the same reference numerals as those in FIG. 3 is the same as the content described using the flow chart in FIG. 3, and redundant descriptions are omitted here.

또한, 클리닝 후에 빔 라인에 부유하는 파티클을 줄이고, 조기에 안정화시키기 위해서, 도 5에 나타내는 흐름도와 같이, 이온빔을 이용한 클리닝을 실시한 후에, 더미 기판을 기판 처리 시의 이온빔 조사 위치까지 반송하는 것(S4)을 행해도 좋다.In addition, in order to reduce and stabilize particles floating on the beam line after cleaning, as shown in the flowchart shown in FIG. 5, after cleaning using an ion beam, the dummy substrate is transported to the ion beam irradiation position during substrate processing ( S4) may be performed.

더미 기판을 기판 처리 시의 이온빔 조사 위치까지 반송함으로써, 더미 기판에 파티클이 부착하기 때문에, 이를 회수함으로써 빔 라인 내의 파티클을 조기에 줄이고, 안정화시키는 것이 가능해진다.Since particles adhere to the dummy substrate by transporting the dummy substrate to the ion beam irradiation position during substrate processing, it is possible to reduce and stabilize particles in the beam line at an early stage by collecting them.

또한, 여기서 말하는 더미 기판은, 이온빔 조사 처리를 행하지 않은 기판을 말한다.Note that the dummy substrate referred to here refers to a substrate that has not been subjected to ion beam irradiation.

상술한 도 3 내지 도 5의 흐름도에서는, 수소 함유 가스나 비활성 기체 이외의 가스를 이용하는 구성에 대해 언급하고 있지만, 이 경우에는 도 1에 나타난 장치의 구성예에서 플라즈마 생성실(1)에 공급하는 가스 공급원의 수를 늘려 두어도 좋다.In the flowcharts of FIGS. 3 to 5 described above, a configuration using a gas other than a hydrogen-containing gas or an inert gas is mentioned, but in this case, in the configuration example of the device shown in FIG. 1, supplying to the plasma generation chamber 1 The number of gas supply sources may be increased.

다만, 가스 공급원의 수를 증가시키면, 장치 치수가 대형이 되거나 가스 관리가 번잡하게 될 우려가 있다.However, if the number of gas supply sources is increased, there is a risk that the size of the device becomes large or that gas management becomes complicated.

이점을 고려하면, 할로겐 함유 가스나 산소 함유 가스는, 클리닝 가스로서 특별한 가스를 형성하기보다, 프로세스 가스로서 이용하고 있는 것과 겸용할 수 있도록 해 두는 것이 바람직하다.Considering this point, it is preferable to make the halogen-containing gas or the oxygen-containing gas compatible with what is used as a process gas rather than forming a special gas as a cleaning gas.

또한, 이온빔 조사 처리에 있어서, 프로세스 가스 이외에 플라즈마 생성을 어시스트하기 위한 어시스트 가스나 방전 억제용의 가스를 이용하는 경우에는, 이들 가스를 클리닝 가스와 겸용시켜도 좋다.In the ion beam irradiation treatment, when an assist gas for assisting plasma generation or a gas for suppressing discharge is used in addition to the process gas, these gases may also be used as the cleaning gas.

상기 실시형태에서 설명한 이온빔 조사 장치의 구성은 일례이며, 빔 라인 내에도 1에 개시되지 않은 구성요소를 부가해도 좋다. 예컨대, 빔 전류 밀도 분포의 조정을 행하는 빔 광학 요소나 이온빔의 에너지를 조정하기 위한 가감속관(加減速管), 불필요한 에너지 성분의 제거를 행하는 에너지 필터 등의 다양한 구성요소를 추가하도록 해도 좋다.The configuration of the ion beam irradiation device described in the above embodiment is an example, and components not disclosed in 1 may be added to the beam line as well. For example, various components such as a beam optical element for adjusting the beam current density distribution, an acceleration/deceleration tube for adjusting the energy of the ion beam, and an energy filter for removing unnecessary energy components may be added.

또한, 본 발명에서 상정하고 있는 이온빔 조사 장치는, 이온 주입 장치에 한정하지 않고, 이온빔을 사용한 표면 개질 장치여도 좋다.In addition, the ion beam irradiation device assumed in the present invention is not limited to an ion implantation device, and may be a surface modification device using an ion beam.

상기 실시형태에서 설명한 클리닝의 방법은, 장치의 오퍼레이터가 적절하게 수동으로 가스종의 변환을 행하여 실시해도 좋지만, 자동화해도 좋다.The cleaning method described in the above embodiment may be performed by an operator of the apparatus manually changing the gas type as appropriate, but may be automated.

자동화하는 경우, 이온빔 조사 장치의 빔 조사나 가스 변환 등을 제어하는 제어장치에 클리닝을 실시하기 위한 프로그램을 탑재해 둔다.In the case of automation, a program for performing cleaning is installed in a control device that controls beam irradiation or gas conversion of the ion beam irradiation device.

또한, 도 3 내지 도 5의 흐름도에 도시된 일련의 클리닝에 대해서는, 복수 회 반복하여 행하도록 해도 좋다.Further, a series of cleanings shown in the flow charts of FIGS. 3 to 5 may be repeatedly performed a plurality of times.

또한, 일련의 클리닝을 복수 회 행하는 경우, 클리닝 가스의 가스량이나 클리닝에 소요되는 시간을 각 회 변화시켜도 좋다.Further, when a series of cleanings are performed a plurality of times, the amount of cleaning gas or the time required for cleaning may be changed each time.

상기 실시형태에서는 프로세스 가스로서 할로겐 함유 가스가 사용되는 취지를 말했지만, 이온빔 조사 장치로서 할로겐 함유 가스만을 이용한 프로세스를 실시하는 전용 장치만을 상정하고 있는 것은 아니다.In the above embodiment, although the effect of using a halogen-containing gas as the process gas has been described, the ion beam irradiation device is not intended to be only a dedicated device for performing a process using only the halogen-containing gas.

즉, 본 발명에서 말하는, 할로겐 함유 가스를 이용하여 피처리물로의 이온빔 조사 처리를 행하는 이온빔 조사 장치란, 할로겐 함유 가스 외에도 프로세스 가스를 가지고, 다양한 가스를 이용하여 복수의 프로세스에 대응한 이온빔 조사 장치도 상정하고 있다.That is, an ion beam irradiation apparatus for performing an ion beam irradiation treatment on an object to be treated using a halogen-containing gas as referred to in the present invention has a process gas in addition to the halogen-containing gas, and uses various gases to perform ion beam irradiation corresponding to a plurality of processes. Devices are also assumed.

또한, 상기 실시형태에 있어서, 수소 함유 가스나 비활성 기체를 질량이 상이한 복수 종류의 가스를 혼합한 가스로 하는 것과, 이온빔의 주사를 조합함으로써, 질량의 차이에 따라 주사량에 차이가 생기기 때문에, 이온빔이 조사되는 범위가 넓어진다는 점에서, 클리닝 시간의 단축화를 도모할 수 있다.Further, in the above embodiment, by combining the hydrogen-containing gas or the inert gas with a mixture of a plurality of types of gases having different masses and the scanning of the ion beam, a difference in scanning amount occurs depending on the difference in mass, so that the ion beam Since the range to be irradiated is widened, the cleaning time can be shortened.

그 밖에, 전술한 이외에, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 각종 개량 및 변경을 실시해도 좋은 것은 물론이다.In addition to the above, it goes without saying that various improvements and changes may be made within a range not departing from the gist of the present invention.

IM 이온빔 조사 장치
IB 이온빔
1 플라즈마 생성실
2 인출 전극계
3 진공 용기
4 질량 분석 전자석
5 분석 슬릿
6 처리실
7 피처리물
P 프로세스 가스
C1 수소 함유의 클리닝 가스
C2 비활성 기체
IM ion beam irradiation device
IB ion beam
1 Plasma generation room
2 draw electrode system
3 vacuum vessel
4 mass spectrometer electromagnet
5 analysis slits
6 processing room
7 Objects to be processed
P process gas
C1 hydrogen containing cleaning gas
C2 noble gas

Claims (6)

할로겐 함유 가스를 이용하여 피처리물로의 이온빔 조사 처리를 행하는 이온 주입 장치에서, 클리닝 가스인 수소 함유 가스와 비활성 기체를 선택적으로 플라즈마실에 공급하고, 상기 플라즈마실에서 인출된 이온빔에 의해 빔 라인을 클리닝하는 방법에 있어서,
상기 수소 함유 가스 유래의 이온빔을 피조사물에 조사한 후,
상기 비활성 기체 유래의 이온빔을 상기 피조사물에 조사하며,
상기 수소 함유 가스는, 수소 가스, 또는 수소를 구성 원소 중 하나로 하는 화합물의 가스, 또는 상기 수소 가스와 상기 화합물의 가스의 혼합 가스인 것인, 클리닝 방법.
In an ion implantation apparatus for performing an ion beam irradiation process on a target object using a halogen-containing gas, a hydrogen-containing gas as a cleaning gas and an inert gas are selectively supplied to a plasma chamber, and an ion beam extracted from the plasma chamber forms a beam line In the method of cleaning,
After irradiating the irradiated object with the ion beam derived from the hydrogen-containing gas,
Irradiating the irradiated object with an ion beam derived from the inert gas;
The hydrogen-containing gas is hydrogen gas, a gas of a compound containing hydrogen as one of the constituent elements, or a mixed gas of the hydrogen gas and a gas of the compound.
제1항에 있어서, 상기 피조사물에는 카본 함유의 부재가 사용되고,
상기 비활성 기체 유래의 이온빔을 상기 피조사물에 조사한 후,
추가로, 할로겐 함유 가스 또는 산소 함유 가스 유래의 이온빔을 상기 피조사물에 조사하는 클리닝 방법.
The method of claim 1, wherein a carbon-containing member is used for the irradiated object,
After irradiating the irradiated object with the ion beam derived from the inert gas,
Further, a cleaning method in which an ion beam derived from a halogen-containing gas or an oxygen-containing gas is irradiated to the object to be irradiated.
제1항 또는 제2항에 있어서, 클리닝에 사용되는 가스의 적어도 하나를, 이온빔 조사 처리 시에 이용되는 가스와 겸용하는 클리닝 방법.The cleaning method according to claim 1 or 2, wherein at least one of the gases used for cleaning is used in combination with a gas used in the ion beam irradiation treatment. 제1항에 있어서, 상기 비활성 기체 유래의 이온빔을 상기 피조사물에 조사한 후, 더미 기판을 기판 처리 때의 이온빔 조사 위치까지 반송하는 클리닝 방법.The cleaning method according to claim 1, wherein after irradiating the object with the ion beam derived from the inert gas, the dummy substrate is transported to an ion beam irradiation position for substrate processing. 제2항에 있어서, 상기 할로겐 함유 가스 또는 상기 산소 함유 가스 유래의 이온빔을 상기 피조사물에 조사한 후, 더미 기판을 기판 처리 시의 이온빔 조사 위치까지 반송하는 클리닝 방법.The cleaning method according to claim 2, wherein the dummy substrate is transported to an ion beam irradiation position during substrate processing after irradiating the irradiated object with an ion beam derived from the halogen-containing gas or the oxygen-containing gas. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수소 함유 가스와 상기 비활성 기체 중 적어도 한쪽은, 질량이 상이한 복수의 가스로 이루어지는 혼합 가스이고, 주사된 이온빔을 상기 피조사물에 조사하는 클리닝 방법.The cleaning method according to claim 1 or 2, wherein at least one of the hydrogen-containing gas and the inert gas is a mixed gas composed of a plurality of gases having different masses, and the irradiated object is irradiated with a scanned ion beam.
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