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JPH05234564A - イオン注入装置 - Google Patents

イオン注入装置

Info

Publication number
JPH05234564A
JPH05234564A JP4069568A JP6956892A JPH05234564A JP H05234564 A JPH05234564 A JP H05234564A JP 4069568 A JP4069568 A JP 4069568A JP 6956892 A JP6956892 A JP 6956892A JP H05234564 A JPH05234564 A JP H05234564A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion
wafer
slow
ion beam
suppressor electrode
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
JP4069568A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuo Naito
勝男 内藤
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.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric 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 Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
Priority to JP4069568A priority Critical patent/JPH05234564A/ja
Publication of JPH05234564A publication Critical patent/JPH05234564A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 イオンビームの一部がそのビームライン上の
構造物に衝突することによって発生したパーティクルに
よるウェーハの汚染を低減することができるようにした
イオン注入装置を提供する。 【構成】 分析スリット6と加速管8の入口部との間に
第1のスローイオンサプレッサ電極30を設け、かつ、
ファラデーケース22の入口部のマスク16のすぐ下流
側に第2のスローイオンサプレッサ電極34を設けた。
これらのスローイオンサプレッサ電極30および34に
は、それぞれ、そこを通るイオンビーム2の電位よりも
例えば数百V程度の正電位をスローイオンサプレッサ電
源32および36によって付与するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、イオン注入装置に関
し、より具体的には、装置内で発生する各種パーティク
ルや不要イオンによるウェーハへの汚染を低減する手段
に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来のイオン注入装置の一例を
横から見た断面図である。このイオン注入装置は、図示
しないイオン源から引き出され、分析電磁石4および分
析スリット6を通して質量分析されたイオンビーム2
を、加速管8を通して加速し、Y走査電極12およびX
走査電極14によってY方向(例えば垂直方向)および
X方向(例えば水平方向)に走査した後、プラテン26
に保持されたウェーハ24に照射してイオン注入を行う
よう構成されている。分析スリット6は分析電磁石4の
作用によって生じるビーム集束点に置かれている。加速
管8には加速電源10から加速電圧が印加される。
【0003】また、ウェーハ24にイオンビーム2を照
射することに伴ってウェーハ24やプラテン26から放
出される二次電子がアースへ逃げるのを防止してウェー
ハ24に流れるビーム電流の計測を正確に行う等の目的
で、ウェーハ24の周囲から上流側にかけてファラデー
ケース22が設けられており、かつこのファラデーケー
ス22の入口部上流側にサプレッサ電源20によって負
電位にされるサプレッサ電極18が設けられている。2
8はビーム電流計測器である。また、このサプレッサ電
極18の上流側には、イオンビーム2が同サプレッサ電
極18に当たるのを防止する等の目的でマスク16が設
けられている。
【0004】なお、イオンビーム2のビームライン上に
は、上述した物の他に、幾つかのアパーチャやQレンズ
等が設けられているが、ここではその図示を省略してい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなイオン注
入装置においては、イオンビーム2の一部がそのビーム
ライン上の構造物、例えば前述した分析電磁石4の分析
管4a、分析スリット6、加速管8の電極8a、走査電
極12、14、更には図示しないアパーチャやQレンズ
等に衝突して、そこからパーティクル(汚染粒子。例え
ば電極や構造材を構成する金属原子または微粒子)が飛
び出し、その内ウェーハ24側に向かって飛び出したも
のはウェーハ24に到達し、これがウェーハ24を汚染
するという問題がある。
【0006】ところが従来は、このようなパーティクル
がウェーハ24に到達するのを積極的に防止する手段は
設けられておらず、従来の対策としては、イオンビーム
2が衝突する可能性のあるところの物質をウェーハへの
汚染の影響が比較的少ない材質(例えばカーボンとかシ
リコン)にするとか、スパッタ粒子がウェーハ24側に
向かって飛び出しにくい幾何学的構造(例えばナイフエ
ッジ状あるいは鋸歯状等)にするとかに止まっていた。
しかしこのような手段では、上記パーティクルによるウ
ェーハ24の汚染の低減は不十分であった。
【0007】そこでこの発明は、上記のようなパーティ
クルによるウェーハの汚染を低減することができるよう
にしたイオン注入装置を提供することを主たる目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第1のイオン注入装置は、前述したよう
な分析スリットと加速管との間に、そこを通るイオンビ
ームの電位よりも正の電位が付与されるスローイオンサ
プレッサ電極を設けたことを特徴とする。
【0009】また、この発明の第2のイオン注入装置
は、前述したようなファラデーケース入口部のマスクの
すぐ上流側またはすぐ下流側に、そこを通るイオンビー
ムの電位よりも正の電位が付与されるスローイオンサプ
レッサ電極を設けたことを特徴とする。
【0010】更に、この発明の第3のイオン注入装置
は、前述したような分析スリットと加速管との間に、そ
こを通るイオンビームの電位よりも正の電位が付与され
る第1のスローイオンサプレッサ電極を設け、かつ前記
マスクのすぐ上流側またはすぐ下流側に、そこを通るイ
オンビームの電位よりも正の電位が付与される第2のス
ローイオンサプレッサ電極を設けたことを特徴とする。
【0011】
【作用】イオンビームの一部がそのビームライン上の構
造物に衝突することによって発生するパーティクルに
は、正に帯電している(正イオン化している)ものが多
い。これには、イオンビームによるスパッタあるいは微
粒子の放出時に帯電しているものもあるし、スパッタあ
るいは微粒子放出後にイオンビーム中のイオンと衝突す
ることによって帯電するものもある。
【0012】特に、分析スリット部は、イオンビームが
一番絞られる所であるので、パーティクルがイオンビー
ム中のイオンと衝突して電離される確率が高く、しかも
これが一旦加速管によって加速されると、ウェーハに到
達するのを防止するのは困難である。
【0013】上記第1のイオン注入装置によれば、この
ような加速管の上流側で発生して未だ加速されていない
正帯電のパーティクル(これをこの明細書ではスローイ
オンと呼ぶが、この場合のイオンという語には、この明
細書では、通常の狭義のイオンの他に微粒子の帯電した
ものも含めている)を、正電位が付与されるスローイオ
ンサプレッサ電極の電界によって追い返して、それが加
速管に入るのを阻止することができる。その結果、その
ようなパーティクルによるウェーハの汚染を低減するこ
とができる。
【0014】また、上記第2のイオン注入装置によれ
ば、加速管の出口からファラデーケース入口部のマスク
までの間で発生した正帯電のパーティクル(スローイオ
ン)を、正電位が付与されるスローイオンサプレッサ電
極の電界によって追い返して、それがウェーハの方へ進
むのを阻止することができる。その結果、そのようなパ
ーティクルによるウェーハの汚染を低減することができ
る。
【0015】更に、上記第3のイオン注入装置によれ
ば、加速管の上流側で発生した正帯電のパーティクルと
加速管の下流側で発生した正帯電のパーティクルの両方
を、正電位がそれぞれ付与される第1および第2のスロ
ーイオンサプレッサ電極の電界でそれぞれ追い返して、
それらがウェーハに到達するのを阻止することができ
る。従って、パーティクルによるウェーハの汚染をより
確実に低減することができる。
【0016】
【実施例】図1は、この発明の一実施例に係るイオン注
入装置を横から見た断面図である。図3の従来例と同一
または相当する部分には同一符号を付し、以下において
は当該従来例との相違点を主に説明する。
【0017】この実施例においては、より大きな効果を
得るために、前述したような分析スリット6と加速管8
の入口部との間に第1のスローイオンサプレッサ電極3
0を設け、かつ、ファラデーケース22の入口部のマス
ク16のすぐ下流側に、即ちマスク16とサプレッサ電
極18との間に第2のスローイオンサプレッサ電極34
を設けている。
【0018】スローイオンサプレッサ電極30は、イオ
ンビーム2が当たらないようにその形状に合わせた開口
部を有するものであり、その全体形状は例えば図1に示
すような板状でも良いし、図2に示すような角筒状でも
良いし、更には円筒状、平行平板状等でも良いが、でき
るだけそこを通過するイオンビーム2の形状に合ったも
のが好ましい。
【0019】このスローイオンサプレッサ電極30と加
速管8の入口部等との間には前者を正側にして第1のス
ローイオンサプレッサ電源32が接続されており、これ
によって、このスローイオンサプレッサ電極30に、そ
こを通るイオンビーム2の電位(即ち接地電位より加速
電源10の電圧分だけ上がった電位)よりも例えば数百
V程度の正電位を付与するようにしている。
【0020】スローイオンサプレッサ電極34は、イオ
ンビーム2が当たらない開口部、即ちこの例ではマスク
16の開口部より少し(より具体的にはイオンビーム2
の走査による広がり分だけ)大きい開口部を有する板状
のものである。
【0021】このスローイオンサプレッサ電極34とア
ース間には前者を正側にして第2のスローイオンサプレ
ッサ電源36が接続されており、それによって、このス
ローイオンサプレッサ電極34に、そこを通るイオンビ
ーム2の電位(即ち接地電位)よりも例えば数百V程度
の正電位を付与するようにしている。
【0022】イオンビーム2の一部がそのビームライン
上の前述したような構造物に衝突することによって発生
するパーティクルには、正に帯電している(正イオン化
している)ものが多い。これには、イオンビーム2によ
るスパッタ時に帯電しているものもあるし、スパッタ後
にイオンビーム2中のイオンと衝突することによって帯
電するものもある。
【0023】特に、分析スリット6の部分は、分析電磁
石4によってイオンビーム2が一番絞られる所であるの
で、パーティクルがイオンビーム2中のイオンと衝突し
て電離される確率が高く、しかもこれが一旦加速管8に
よって加速されると、ウェーハ24に到達する(注入さ
れる)のを防止するのは困難である。
【0024】上記第1のスローイオンサプレッサ電極3
0は、このような加速管8の上流側で発生して未だ加速
されていない正帯電のパーティクル(スローイオン)
を、正電界によって追い返して、それが加速管8に入る
のを阻止することができる。その結果、そのようなパー
ティクルによるウェーハ24の汚染を低減することがで
きる。特に、低エネルギーでウェーハ24に到達したパ
ーティクルは洗えば除去できるが、高エネルギーでウェ
ーハ24に到達したパーティクルはウェーハ表面に注入
されているから洗っても除去することができず、従って
このスローイオンサプレッサ電極30によって高エネル
ギーのパーティクルがウェーハ24に到達るのを防止す
る効果は大きい。
【0025】上記第2のスローイオンサプレッサ電極3
4は、加速管8の出口からマスク16までの間で発生し
た正帯電のパーティクル(スローイオン)を正電界によ
って追い返して、それがウェーハ24の方へ進むのを阻
止することができる。その結果、そのようなパーティク
ルによるウェーハ24の汚染を低減することができる。
【0026】勿論上記のようなスローイオンサプレッサ
電極30および34は、金属イオンのみでなく、それ以
外の例えば有機物イオン粒子、正に帯電した粉体粒子等
も阻止することができるので、それらのパーティクルの
ウェーハ24への付着低減にも効果がある。
【0027】なお、第2のスローイオンサプレッサ電極
34は、上記例とは反対にマスク16のすぐ上流側に設
けても良く、そのようにしても上記例と同様の効果が得
られる。この場合は、当該スローイオンサプレッサ電極
34の開口部は、マスク16の開口部より少し(より具
体的にはイオンビーム2の走査による広がり分だけ)小
さくすることができる。またこの場合は、イオンビーム
2に対して正電位のスローイオンサプレッサ電極34が
むき出しになるので、イオンビーム2中の電子がスロー
イオンサプレッサ電極34に吸引されてイオンビーム2
が発散するのを防止するために、このスローイオンサプ
レッサ電極34のすぐ上流側に、その開口部より少し小
さい開口部を持つ接地電位の板(遮蔽マスク)を設ける
のが好ましい。
【0028】また、以上においては、ウェーハ24を固
定しておいてイオンビーム2をXY方向に走査するイオ
ン注入装置を例に説明したが、この発明はそれに限定さ
れるものではなく、例えばイオンビーム2を固定してお
いて複数枚のウェーハ24を装着したウェーハディスク
を回転および並進させるいわゆるバッチ式のイオン注入
装置や、イオンビーム2を一方向に電気的に走査しウェ
ーハ24をそれと実質的に直交する方向に機械的に走査
するいわゆるハイブリッドスキャン方式のイオン注入装
置等にも適用することができる。
【0029】
【発明の効果】以上のようにこの発明の第1のイオン注
入装置によれば、加速管の上流側で発生して未だ加速さ
れていない正帯電のパーティクルを、正電位が付与され
るサプレッサ電極の電界によって追い返して、それが加
速管に入るのを阻止することができる。その結果、その
ようなパーティクルによるウェーハの汚染を低減するこ
とができる。
【0030】また、この発明の第2のイオン注入装置に
よれば、加速管の出口からファラデーケース入口部のマ
スクまでの間で発生した正帯電のパーティクルを、正電
位が付与されるスローイオンサプレッサ電極の電界によ
って追い返して、それがウェーハの方へ進むのを阻止す
ることができる。その結果、そのようなパーティクルに
よるウェーハの汚染を低減することができる。
【0031】更に、この発明の第3のイオン注入装置に
よれば、加速管の上流側で発生した正帯電のパーティク
ルと加速管の下流側で発生した正帯電のパーティクルの
両方を、正電位がそれぞれ付与される第1および第2の
スローイオンサプレッサ電極の電界でそれぞれ追い返し
て、それらがウェーハに到達するのを阻止することがで
きる。従って、パーティクルによるウェーハの汚染をよ
り確実に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例に係るイオン注入装置を
横から見た断面図である。
【図2】 図1中の分析スリットおよびスローイオンサ
プレッサ電極の一例を示す斜視図である。
【図3】 従来のイオン注入装置の一例を横から見た断
面図である。
【符号の説明】
2 イオンビーム 6 分析スリット 8 加速管 16 マスク 22 ファラデーケース 24 ウェーハ 30 第1のスローイオンサプレッサ電極 32 第1のスローイオンサプレッサ電源 34 第2のスローイオンサプレッサ電極 36 第2のスローイオンサプレッサ電源

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 イオンビームを分析スリットおよびその
    下流側に設けられた加速管を通してウェーハに照射する
    構造のイオン注入装置において、前記分析スリットと加
    速管との間に、そこを通るイオンビームの電位よりも正
    の電位が付与されるスローイオンサプレッサ電極を設け
    たことを特徴とするイオン注入装置。
  2. 【請求項2】 イオンビームを、ウェーハの周囲から上
    流側にかけて設けられたファラデーケースおよびその入
    口部に設けられたマスクを通してウェーハに照射する構
    造のイオン注入装置において、前記マスクのすぐ上流側
    またはすぐ下流側に、そこを通るイオンビームの電位よ
    りも正の電位が付与されるスローイオンサプレッサ電極
    を設けたことを特徴とするイオン注入装置。
  3. 【請求項3】 イオンビームを、分析スリットおよびそ
    の下流側に設けられた加速管を通し、かつウェーハの周
    囲から上流側にかけて設けられたファラデーケースおよ
    びその入口部に設けられたマスクを通してウェーハに照
    射する構造のイオン注入装置において、前記分析スリッ
    トと加速管との間に、そこを通るイオンビームの電位よ
    りも正の電位が付与される第1のスローイオンサプレッ
    サ電極を設け、かつ前記マスクのすぐ上流側またはすぐ
    下流側に、そこを通るイオンビームの電位よりも正の電
    位が付与される第2のスローイオンサプレッサ電極を設
    けたことを特徴とするイオン注入装置。
JP4069568A 1992-02-19 1992-02-19 イオン注入装置 Pending JPH05234564A (ja)

Priority Applications (1)

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JP4069568A JPH05234564A (ja) 1992-02-19 1992-02-19 イオン注入装置

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JP4069568A JPH05234564A (ja) 1992-02-19 1992-02-19 イオン注入装置

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ID=13406518

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JP4069568A Pending JPH05234564A (ja) 1992-02-19 1992-02-19 イオン注入装置

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JP (1) JPH05234564A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004508667A (ja) * 2000-09-01 2004-03-18 アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド イオンビームの流れに乗った粒子の静電捕捉システム
JP2004508668A (ja) * 2000-09-01 2004-03-18 アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド イオンビームの流れに乗った粒子を除去するためのシステムおよび方法
JP2008128660A (ja) * 2006-11-16 2008-06-05 Nissin Ion Equipment Co Ltd イオンビーム計測装置
JP2011187309A (ja) * 2010-03-09 2011-09-22 Nissin Ion Equipment Co Ltd イオンビーム照射装置

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