[go: up one dir, main page]

JPS6332850A - Ion-implanting device - Google Patents

Ion-implanting device

Info

Publication number
JPS6332850A
JPS6332850A JP61174862A JP17486286A JPS6332850A JP S6332850 A JPS6332850 A JP S6332850A JP 61174862 A JP61174862 A JP 61174862A JP 17486286 A JP17486286 A JP 17486286A JP S6332850 A JPS6332850 A JP S6332850A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrons
ion
ions
electric field
ion beam
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
JP61174862A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akio Nakayama
明男 中山
Kazuaki Miyata
和明 宮田
Takashi Okabe
岡部 孝
Setsuo Wake
和気 節雄
Shintaro Matsuda
信太郎 松田
Hirohisa Yamamoto
裕久 山本
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP61174862A priority Critical patent/JPS6332850A/en
Publication of JPS6332850A publication Critical patent/JPS6332850A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To prevent breakage of a semiconductor device and deterioration in implantation uniformity, which accompany electrification of the wafer surface, by capturing electrons by means of a high-frequency electric field in a space including an ion-beam way and by recombining ions with electrons so that ion beams are neutralized. CONSTITUTION:Ion beams 4 passing through a mask 5 are made to pass through slits of a flat plate electrode 15a and enter into a space interposed between a pair of parallel-flat plate electrodes 15a and 15b. A high-freguency electric field is generated in this space formed between both high-frequency sources comprising the flat plate electrodes 15a and 15b. When electrons generated in electron-generating sources 14a and 14b enter into this space, a large amount of them are captured there. when a change of the high-frequency electric field allows the ions to receive force in the same direction as the ion beams 4, these electrons are accelerated to become small in their speeds relatively to the ions in the ion beams 4 and to generate recombination of the electrons with the ions. These neutralized ion beams are radiated on the semiconductor, preventing breakage of the semiconductor device and deterioration of ion-implantation uniformity, which accompany electrification of the wafer surface.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体製造装置としてのイオン注入装置に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an ion implantation device as a semiconductor manufacturing device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第2図に、従来のイオン注入装置のイオンビーム中性化
機構の一例を示す。
FIG. 2 shows an example of an ion beam neutralization mechanism of a conventional ion implanter.

第2図中、1は半導体ウェハ、2はウェハ1を固定する
ホルダー、3はディスクである。4はイオンビームで、
5はイオンビームが不要な部分に当るのを防ぐマスク、
6は電子がウェハ1側からマスク5外へ逃げるのを防ぐ
サプレッサ、7は二次電子を発生するニュートラルカッ
プである。8はへ色縁ガイシ、10はフィラメントであ
り、9はフィラメント10から電子を引き出す引き出し
電極である。11はフィラメント電源で、12は引き出
し電極9の電源、13は電流積分器である。
In FIG. 2, 1 is a semiconductor wafer, 2 is a holder for fixing the wafer 1, and 3 is a disk. 4 is an ion beam,
5 is a mask that prevents the ion beam from hitting unnecessary parts;
6 is a suppressor that prevents electrons from escaping from the wafer 1 side to the outside of the mask 5, and 7 is a neutral cup that generates secondary electrons. 8 is an insulator with a yellow edge, 10 is a filament, and 9 is an extraction electrode for extracting electrons from the filament 10. 11 is a filament power source, 12 is a power source for the extraction electrode 9, and 13 is a current integrator.

次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.

フィラメント電R11は、フィラメント10に電流を流
してフィラメント10を熱し、引き出し電極9は、フィ
ラメント10に対して正にバイアスされており、フィラ
メント10から電子を引き出す。この引き出された電子
はニュートラルカップ7に照射され、この時、二次電子
が発生する。
The filament electric current R11 causes a current to flow through the filament 10 to heat the filament 10, and the extraction electrode 9 is positively biased with respect to the filament 10 to extract electrons from the filament 10. The extracted electrons are irradiated onto the neutral cup 7, and at this time, secondary electrons are generated.

発生した二次電子は、色々な方面に運動し、あるものは
、イオンビーム4に巻きつくようにして、ウェハlに吸
収され、又あるものは、直接ウェハ1に当たる。この場
合、ウェハ1は、イオンビーム4照射のため、正に帯電
しているが、上述の二次電子のため、その帯電が緩和さ
れる。
The generated secondary electrons move in various directions, some of which wrap around the ion beam 4 and are absorbed by the wafer 1, and some of which directly impinge on the wafer 1. In this case, the wafer 1 is positively charged due to the ion beam 4 irradiation, but the charging is alleviated due to the above-mentioned secondary electrons.

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

従来のイオン注入装置は、以上のように構成されている
ため、イオンビーム中のイオンを直接電子により中性化
することはほとんどできない。このため、ウェハ表面の
帯電を、ウェハに飛来する二次電子や一次電子の一部で
防止しており、帯電の緩和能力が低いという問題点があ
った。また、この方法によるウェハ表面の帯電防止法で
は、イオンビーム電流値を変えるたびに、フィラメント
から発生させる電子の量をコントロールしなければなら
ず、制御が困難であるなどの問題点があった。
Since the conventional ion implantation apparatus is configured as described above, it is almost impossible to directly neutralize the ions in the ion beam with electrons. Therefore, charging of the wafer surface is prevented by some of the secondary electrons and primary electrons that fly to the wafer, and there is a problem in that the ability to alleviate charging is low. Furthermore, with this method of preventing static electricity on the wafer surface, the amount of electrons generated from the filament must be controlled each time the ion beam current value is changed, and this has the problem of being difficult to control.

この発明は上述のような問題点を解消するためになされ
たもので、ウェハ表面の帯電による半導体装置の破壊を
防ぎ、さらに帯電によるイオン注入の注入均一性の低下
を防ぐことのできるイオン注入装置を得ることを目的と
する。
This invention was made to solve the above-mentioned problems, and provides an ion implantation device that can prevent damage to semiconductor devices due to charging on the wafer surface, and further prevent deterioration in implantation uniformity of ion implantation due to charging. The purpose is to obtain.

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

この発明に係るイオン注入装置は、フィラメントから放
出された電子や、その二次電子等を高周波電界により加
速し、別途に加速されて飛行して来たイオンビーム中の
イオンと上記電子との相対速度を小さくし、イオンと電
子の再結合する度合を高め、イオンビームを中性粒子ビ
ームに近づけた後ウェハに注入するようにしたものであ
る。
The ion implantation apparatus according to the present invention accelerates electrons emitted from a filament, their secondary electrons, etc. by a high-frequency electric field, and compares the electrons with ions in an ion beam that has been separately accelerated and flies. This method reduces the speed, increases the degree of recombination of ions and electrons, and brings the ion beam closer to a neutral particle beam before implanting it into the wafer.

〔作用〕[Effect]

この発明において発生された高周波電界は、フィラメン
トから放出された電子及びその二次電子をこの電界中に
とらえて加速し、別途に加速され飛行して来たイオンビ
ーム中のイオンとの相対速度を小さくし、再結合を起こ
しやすくして、イオンビームを中性ビーム化する。この
中性ビーム化されたイオンビームは半導体に照射され、
ウェハ表面が帯電して半導体装置が破壊されたり、イオ
ンの注入均一性が低下したりすることが防止される。
The high-frequency electric field generated in this invention captures and accelerates electrons emitted from the filament and their secondary electrons, and increases the relative velocity of the ions in the ion beam that have been separately accelerated. By making the ion beam smaller and making it easier to recombine, the ion beam is turned into a neutral beam. This neutralized ion beam is irradiated onto the semiconductor,
This prevents the wafer surface from being charged and damaging the semiconductor device or reducing the uniformity of ion implantation.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、1は半導体ウェハ、2はホルダーで半導体
ウェハを固定し、3はディスクで。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1st
In the figure, 1 is a semiconductor wafer, 2 is a holder that fixes the semiconductor wafer, and 3 is a disk.

ある。4はイオンビームであり、5はマスクでイオンビ
ーム4の不要な広がりをカットする。6はサプレッサで
負電位にバイアスされており、7はニュートラルカップ
で、サプレッサ6とディスク3の間に位置している。1
4a及び14bは、電子発生源であり、その構造は、従
来の技術で説明した電子を発生させるための機構と同様
の内部構成になっている。11a及びllbはそれぞれ
、電子発生源14a、14bのフィラメント電源、また
12a及び12bはそれぞれ電子発生源14a、14b
の引き出し電極電源である。15a及び15bは一対の
平行平板電極で、中央にイオンビーム4が通過する巾の
スリットがある。16は高周波電源である。
be. 4 is an ion beam, and 5 is a mask that cuts unnecessary spread of the ion beam 4. 6 is a suppressor biased to a negative potential, and 7 is a neutral cup located between the suppressor 6 and the disk 3. 1
Reference numerals 4a and 14b are electron generation sources, and the internal structure thereof is similar to the mechanism for generating electrons described in the related art. 11a and llb are the filament power supplies of the electron generating sources 14a and 14b, respectively, and 12a and 12b are the electron generating sources 14a and 14b, respectively.
This is the extraction electrode power supply. Reference numerals 15a and 15b are a pair of parallel plate electrodes, each having a slit in the center having a width through which the ion beam 4 passes. 16 is a high frequency power source.

第1図において、イオンビーム4は、高エネルギーに加
速され、不必要に広がったイオンがマスク5に当たりカ
ットされてマスク5を通過する。
In FIG. 1, the ion beam 4 is accelerated to high energy, and the ions that have spread unnecessarily hit the mask 5 and are cut off, passing through the mask 5.

次にマスク5を通りぬけたイオンビーム4は、平板電極
15aのスリットを通りぬけ、一対の平行平板電til
x 15 aと15bにはさまれた空間に入る。
Next, the ion beam 4 that has passed through the mask 5 passes through the slit of the flat plate electrode 15a, and passes through the pair of parallel plate electrodes til.
x 15 Enter the space between a and 15b.

該平行平板電極15a及び15bは、高周波電源16に
接続されていて、両者間に高周波電界を発−生させてお
り、この空間に、電子発生源14a及び14bから発生
した電子が入って来ると、この高周波電界の影響を受け
て多数の電子がこの空間にとらえられる。このとき、高
周波電界から受ける力の向きは、イオンビーム4の進行
方向と平行になっており、高周波電界が変化して、電子
にイオンビーム4と同じ向きの力が働いた時には、これ
らの電子はすみやかに加速され、イオンビーム4中のイ
オンとの相対速度が小さくなり、電子とイオンの再結合
が起きる。こうして中性化されたイオンビーム4はウェ
ハ1に照射される。以上のようにして、高周波電界によ
り加速された電子によりイオンビーム4が中性化するた
め、ウェハ表面が帯電して半導体装置が破壊されたり、
イオン注入の均一性が低下したりすることがない。なお
この時、ウェハ1は、ホルダー2によって固定され、デ
ィスク3に乗せられ、ディスク3は、回転しながら左右
にスキャンしている。
The parallel plate electrodes 15a and 15b are connected to a high frequency power source 16 and generate a high frequency electric field between them, and when electrons generated from electron sources 14a and 14b enter this space, , a large number of electrons are captured in this space under the influence of this high-frequency electric field. At this time, the direction of the force received from the high-frequency electric field is parallel to the traveling direction of the ion beam 4, and when the high-frequency electric field changes and a force acts on the electrons in the same direction as the ion beam 4, these electrons The electrons are rapidly accelerated, the relative velocity with respect to the ions in the ion beam 4 becomes small, and recombination of electrons and ions occurs. The ion beam 4 thus neutralized is irradiated onto the wafer 1. As described above, the ion beam 4 is neutralized by the electrons accelerated by the high-frequency electric field, so the wafer surface is charged and the semiconductor device is destroyed.
The uniformity of ion implantation does not deteriorate. At this time, the wafer 1 is fixed by the holder 2 and placed on the disk 3, and the disk 3 is scanning from side to side while rotating.

なお、第1図のイオン注入装置では、イオンビームを中
性化する機構は、ウェハの直前に設けたが、これは注入
量に誤差を生じない工夫をすれば、マスクよりも前に設
けてもよい、さらに、高周波電源に接続された電極は、
イオンビームが飛行する高真空中に設けたが、これは真
空チャンバの外側に設けてもよい。
Note that in the ion implanter shown in Figure 1, the mechanism for neutralizing the ion beam was installed just before the wafer, but it could also be installed before the mask if measures were taken to prevent errors in the implantation amount. In addition, the electrodes connected to a high frequency power source can be
Although it is provided in a high vacuum through which the ion beam travels, it may also be provided outside the vacuum chamber.

また第1図では、平行平板電極をイオンビームに対して
垂直に設けたが、これは電子を空間にとらえるだけの口
約で平行に設けてもよい。
Further, in FIG. 1, the parallel plate electrodes are provided perpendicularly to the ion beam, but they may be provided parallel to the ion beam as long as the electrons are captured in space.

また、第1図では、電子発生源から得た電子を直接高周
波電界で空間にとらえたが、この空間にとらえる電子と
しては電子発生源から得た電子をチャンバー壁に当てて
発生した二次電子を使用してもよい。
In addition, in Figure 1, the electrons obtained from the electron source are directly captured in space by a high-frequency electric field, but the electrons captured in this space are secondary electrons generated when the electrons obtained from the electron source hit the chamber wall. may be used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明に係るイオン注入装置によれば
、高周波電界により、電子をイオンビームの通路を含む
空間にとらえ、イオンと電子の相対速度を小さくするこ
とにより、イオンと電子の再結合を起こさせるようにし
たため、イオンビームを中性化することができ、ウェハ
表面の帯電による半導体装置破壊の防止や、注入均一性
の低下防止に効果があり、また、大電流でもイオン注入
できるため、スループット向上の効果もある。
As described above, according to the ion implantation apparatus according to the present invention, the high-frequency electric field traps electrons in the space including the ion beam path and reduces the relative velocity of the ions and electrons, thereby recombining the ions and electrons. This makes it possible to neutralize the ion beam, which is effective in preventing damage to semiconductor devices due to electrification on the wafer surface and deterioration of implantation uniformity, and also allows ion implantation even at large currents. , it also has the effect of improving throughput.

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

第1図は、この発明の一実施例によるイオン注入装置の
断面図、第2図は、従来のイオン注入装置の断面図であ
る。 なお、図中、1はウェハ、3はディスク、4はイオンビ
ーム、5はマスク、6はサプレッサ、7はニュートラル
カップ、13は電流積分器、14a及び14bは電子発
生源、15a及び15bはスリット付平行平板電極、1
6は高周波電源である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a sectional view of an ion implantation device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a conventional ion implantation device. In the figure, 1 is a wafer, 3 is a disk, 4 is an ion beam, 5 is a mask, 6 is a suppressor, 7 is a neutral cup, 13 is a current integrator, 14a and 14b are electron sources, and 15a and 15b are slits. Parallel plate electrodes, 1
6 is a high frequency power source. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)イオンビームを照射してイオン注入を行なうイオ
ン注入装置において、 フィラメントから電子を引き出す引き出し電極と、 上記電子を加速するための高周波電界を発生し該電子を
上記イオンビーム中のイオンと結合させる高周波電界発
生手段とを備えたイオン注入装置。
(1) An ion implanter that performs ion implantation by irradiating an ion beam includes an extraction electrode that extracts electrons from a filament, and a high-frequency electric field that generates a high-frequency electric field to accelerate the electrons and combine them with the ions in the ion beam. An ion implantation device equipped with a high-frequency electric field generating means.
JP61174862A 1986-07-24 1986-07-24 Ion-implanting device Pending JPS6332850A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61174862A JPS6332850A (en) 1986-07-24 1986-07-24 Ion-implanting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61174862A JPS6332850A (en) 1986-07-24 1986-07-24 Ion-implanting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6332850A true JPS6332850A (en) 1988-02-12

Family

ID=15985954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61174862A Pending JPS6332850A (en) 1986-07-24 1986-07-24 Ion-implanting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6332850A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62192581A (en) * 1986-02-18 1987-08-24 Kawasaki Steel Corp Production of extra-low iron loss grain oriented silicon steel sheet
JPH0256842A (en) * 1988-08-23 1990-02-26 Nec Corp Ion implanting device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62192581A (en) * 1986-02-18 1987-08-24 Kawasaki Steel Corp Production of extra-low iron loss grain oriented silicon steel sheet
JPH0413426B2 (en) * 1986-02-18 1992-03-09 Kawasaki Steel Co
JPH0256842A (en) * 1988-08-23 1990-02-26 Nec Corp Ion implanting device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4239116B2 (en) Ion beam neutralizer and neutralization method thereof
US4914292A (en) Ion implanting apparatus
TWI242788B (en) Electrostatic trap for particles entrained in an ion beam
US5554853A (en) Producing ion beams suitable for ion implantation and improved ion implantation apparatus and techniques
EP0468521B1 (en) Method and apparatus for irradiating low-energy electrons
KR20030085087A (en) Ion source filament and method
US7045799B1 (en) Weakening focusing effect of acceleration-deceleration column of ion implanter
JP5046641B2 (en) Charge neutralizer
US6891173B2 (en) Ion implantation systems and methods utilizing a downstream gas source
JPS6332850A (en) Ion-implanting device
JP3717301B2 (en) Ion implantation apparatus and ion implantation method
JP2756704B2 (en) Charge neutralizer in ion beam irradiation equipment
EP0066175B1 (en) Ion implanter
JPH06290725A (en) Ion source apparatus and ion implantation apparatus with ion source apparatus
JP3105931B2 (en) Electron beam irradiation apparatus and electron beam irradiation method
JPH03134947A (en) Ion implantation device
JPH05234564A (en) Ion implanting device
JP3397027B2 (en) Ion implanter
JP2564115B2 (en) Wafer charge suppression device
JP3341497B2 (en) High frequency type charged particle accelerator
JPS6134844A (en) Neutral fine beam irradiation device
JPH02112140A (en) Low speed ion gun
JPH04124267A (en) Ion implanting device
JPH03230467A (en) Ion implanter
JPS62103952A (en) Ion implanting apparatus