JPS6240369A - Ion implantation device - Google Patents
Ion implantation deviceInfo
- Publication number
- JPS6240369A JPS6240369A JP60179504A JP17950485A JPS6240369A JP S6240369 A JPS6240369 A JP S6240369A JP 60179504 A JP60179504 A JP 60179504A JP 17950485 A JP17950485 A JP 17950485A JP S6240369 A JPS6240369 A JP S6240369A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- ion
- shielding plate
- neutralized particles
- ions
- 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.)
- Granted
Links
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 27
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 claims 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
この発明は、半導体装置等の製造に使用されるイオン注
入装置に関し、更に詳細には従来のイオン注入装置より
も半導体基板等に対する注入不純物理を精密に制御しう
る改良されたイオン注入装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an ion implantation device used for manufacturing semiconductor devices, etc., and more specifically, the present invention relates to an ion implantation device that is used for manufacturing semiconductor devices, etc., and more specifically, the present invention relates to an ion implantation device that is used to manufacture semiconductor devices, etc. The present invention relates to an improved ion implanter that can be precisely controlled.
[発明の技術的背景]
イオン注、大技術は半導体装置の製造において半導体中
への不純物導入技術として広く用いられており、現在の
半導体装置製造工程では、いわゆる中電流イオン注入装
置が最も普及している。[Technical Background of the Invention] Ion implantation, a major technology, is widely used as a technology for introducing impurities into semiconductors in the manufacture of semiconductor devices, and in the current semiconductor device manufacturing process, so-called medium current ion implantation equipment is the most popular. ing.
第2図は現在量も多く使用されている中電流イオン注入
装置の構造を示した概略図である。 同図において、1
はソースプラズマを発生するイオン源、2はイオン源か
らイオンビームを引き出すための引出電極、3は引き出
したイオンビームの中から必要なイオンビームのみを選
択する質m分析器、4は選択したイオンビームを加速す
るための加速管、5は加速したイオンビームを集束させ
るための静電集束レンズ、6は集束したイオンビームを
垂直方向に走査させるための垂直走査板、7は該イオン
ビームを水平方向に走査させるための水平走査板、8は
該イオンビームを試料(たとえば半導体ウェハ)Sの面
に向けて例えば7°偏向させることによりそれまでに中
性化した該イオンビーム内の中性化粒子(分子や原子)
を直進させ分離するための偏向板、9は該イオンビーム
内から分離された中性化粒子が衝突する遮蔽板である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of a medium current ion implantation device that is currently widely used. In the same figure, 1
is an ion source that generates source plasma, 2 is an extraction electrode for extracting an ion beam from the ion source, 3 is a quality analyzer that selects only the necessary ion beam from the extracted ion beam, and 4 is an ion analyzer that selects the selected ions. An acceleration tube for accelerating the beam, 5 an electrostatic focusing lens for focusing the accelerated ion beam, 6 a vertical scanning plate for vertically scanning the focused ion beam, and 7 a horizontal scanning plate for scanning the focused ion beam. a horizontal scanning plate 8 for scanning the ion beam in the direction of neutralization by deflecting the ion beam by, for example, 7 degrees toward the surface of the sample (for example, a semiconductor wafer) S; particles (molecules and atoms)
A deflection plate 9 is a shielding plate with which the neutralized particles separated from the ion beam collide.
遮蔽板9は中性化粒子がビーム管11の材質よりも中
性化粒子の衝突により系に悪影響を及ぼす粒子を生じな
い例えばグラファイト、A1などの材質で製作されてお
り、遮蔽板9をビーム管11に貼り付けるなどして電気
的にイオン注入装置本体を通して接地されている。 ま
た、系全体は図示しないクライオポンプや油拡散ポンプ
によって高真空に保持されている。 なお、これらの各
装@要素は既によく知られているものであるため、その
詳細については説明を省略する。The shielding plate 9 is made of a material such as graphite or A1, which does not produce particles that have a negative impact on the system due to the collision of neutralized particles than the material of the beam tube 11. It is electrically grounded through the main body of the ion implantation device by pasting it on the tube 11 or the like. Further, the entire system is maintained at high vacuum by a cryopump and an oil diffusion pump (not shown). Note that since each of these elements is already well known, detailed explanation thereof will be omitted.
[前日技術の問題点]
前記の如き公知の中電流イオン注入装置を使用して半導
体ウェハ等に不純物のイオン注入を行う場合、従来は試
料Sを置いた試料室12におりるイオンの電荷量を測定
することにより注入不純物量を制御していたが、このよ
うな注入不純物Rの制御方法によると正確な注入不純物
量の制御を行うことができないという問題点があった。[Problems with the previous day's technology] When implanting impurity ions into a semiconductor wafer or the like using a known medium current ion implantation device such as the one described above, conventionally, the amount of charge of the ions entering the sample chamber 12 in which the sample S is placed is However, this method of controlling the implanted impurity R has a problem in that it is not possible to accurately control the amount of the implanted impurity.
−すなわち、前記の如きイオン注入装置においては、加
速管4から偏向板8までに至る経路で発生した中性化粒
子は分離されるけれども、偏向板8がら試料Sまでの経
路で発生した中性化粒子はイオンとともに試料Sに注入
されるため、試料室12におけるイオンの電荷量を測定
しても、その測定値が実際の注入不純物量とは一致しな
いからである。- That is, in the ion implantation apparatus as described above, although the neutralized particles generated on the path from the acceleration tube 4 to the deflection plate 8 are separated, the neutralized particles generated on the path from the deflection plate 8 to the sample S are separated. This is because the impurity particles are injected into the sample S together with the ions, so even if the amount of charge of the ions in the sample chamber 12 is measured, the measured value will not match the actual amount of impurities implanted.
ちなみに、系内における真空度の変動などの原因にJ:
っては、偏向板8から試料Sまでの経路でイオンの10
%が中性化することは珍しいことではない。 そして従
来のイオン注入装置では、偏向板までであれ偏向板以降
であれ、中性化した粒子mの測量手段を備えたものはな
かった。By the way, the cause of fluctuations in the degree of vacuum in the system is J:
Therefore, 10 ions of ions are lost on the path from the deflection plate 8 to the sample S.
It is not uncommon for % to become neutral. In addition, none of the conventional ion implanters is equipped with a means for measuring the neutralized particles m, whether up to the deflection plate or after the deflection plate.
従って、前記の如き公知のイオン注入装置では正確な注
入量制御を行うことができないため、半導体装置の製造
において各種の層の形成や膜の形成等の高精度化が不可
能であった。Therefore, since the known ion implantation apparatus described above cannot control the implantation amount accurately, it has been impossible to achieve high precision in the formation of various layers and films in the manufacture of semiconductor devices.
[発明の目的]
この発明の目的は、前記公知のイオン注入装置における
問題点を解決し、従来の装置よりも高精度なイオン注入
を行うことのできる、改良されたイオン注入装置を提供
することである。[Object of the Invention] An object of the present invention is to provide an improved ion implantation device that solves the problems in the known ion implantation devices and is capable of performing ion implantation with higher precision than conventional devices. It is.
[発明のm要部
この発明により改良されたイオン注入装置における特徴
は、質m分析器から偏向板に至るまでの経路において発
生した中性化粒子に対応する二次電子発生缶を電気的に
測定することにより、偏向板から試料に至るまでの次の
経路で発生する中性化粒子の昂を推定することができる
ように構成したことである。 従って、試料に対するイ
オン注入量の測定に加えて中性原子及び分子の中性化粒
子注入量の推定が正確にできるようになったから、試料
に対する正確な不純物注入量を知ることかできる。 更
に詳細には、本発明のイオン注入装置の構成においては
、まず遮蔽板9をイオン注入装置本体と絶縁して別に接
地し、遮蔽板9における二次電子放出(これは遮蔽板9
に衝突する中性化粒子によって該遮蔽板9の面から二次
電子が発生する現象)を電気的に測定する電流計装置く
もしくは回路)を該遮蔽板9の接地回路に接続し、これ
により、質m分析器から偏向板に至る経路で発生した中
性化粒子傷を電気的に測定して、より正確な不純物注入
量を測定できるようにしたことを特徴とする。[Principal Part of the Invention The feature of the ion implanter improved by this invention is that the secondary electron generating can corresponding to the neutralized particles generated in the path from the quality analyzer to the deflection plate is electrically activated. By measuring, it is possible to estimate the amount of neutralized particles generated in the next path from the deflection plate to the sample. Therefore, in addition to measuring the amount of ions implanted into the sample, it is now possible to accurately estimate the amount of neutralized particles of neutral atoms and molecules, which makes it possible to know the exact amount of impurity implanted into the sample. More specifically, in the configuration of the ion implantation apparatus of the present invention, the shielding plate 9 is first insulated from the ion implantation apparatus main body and grounded separately, and secondary electron emission in the shielding plate 9 (this is caused by the secondary electron emission from the shielding plate 9
An ammeter device (or circuit) for electrically measuring the phenomenon in which secondary electrons are generated from the surface of the shielding plate 9 due to neutralized particles colliding with the shielding plate 9 is connected to the ground circuit of the shielding plate 9. The present invention is characterized in that it is possible to measure the amount of impurity injection more accurately by electrically measuring the damage caused by neutralized particles occurring in the path from the quality analyzer to the deflection plate.
[発明の実施例]
第1図は本発明のイオン注入装置における要部構造の概
略と該装置における作動を説明するための概略図であり
、同図において第2図と同一の符 □号で表示さ
れた部分は従来のイオン注入装置の部分と同一である。[Embodiments of the Invention] FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the structure of the main parts of the ion implantation device of the present invention and the operation of the device. In the same figure, the same symbols as in FIG. The parts shown are the same as those of a conventional ion implanter.
第1図に示した本発明のイオン注入装置においては、遮
蔽板9の接地回路9aに二次電子弁生伍測定装置10を
接続したことを特徴とするものである。The ion implantation apparatus of the present invention shown in FIG. 1 is characterized in that a secondary electronic valve status measuring device 10 is connected to the ground circuit 9a of the shielding plate 9.
遮蔽板9は一般的に金属板を設層した構成となっており
、従って、これに分子や原子もしくは電子の粒子が衝突
すると二次電子放出が起こり、その結果、その接地回路
9には大地へ向かう微弱電流iが発生する。 本発明で
はこの微弱電流を検出し且つ測定する二次電子発生母測
定装置10を遮蔽板9の接地回路9aに接続し、更に該
測定装置10をイオン注入装置の制御装置に電気的に接
続した。 従って、隔向板までの経路で発生した中性化
粒子の母を電気的に測定することができ、その結果、偏
向板以降発生し試料Sに注入される中性化粒子の量を精
密に推定できるとともに、イオン注入装置の制御装置で
イオン注入の停止や補正をすることにより不捕物注入量
を正確に制御することができる。The shielding plate 9 generally has a structure in which a metal plate is layered. Therefore, when molecules, atoms, or electron particles collide with the shielding plate 9, secondary electron emission occurs, and as a result, the grounding circuit 9 is connected to the ground. A weak current i is generated. In the present invention, a secondary electron generator measuring device 10 for detecting and measuring this weak current is connected to the grounding circuit 9a of the shielding plate 9, and further, the measuring device 10 is electrically connected to the control device of the ion implantation device. . Therefore, it is possible to electrically measure the base of the neutralized particles generated on the path up to the deflection plate, and as a result, the amount of neutralized particles generated after the deflection plate and injected into the sample S can be precisely determined. In addition to being able to estimate the amount, the amount of untrapped materials to be implanted can be accurately controlled by stopping or correcting ion implantation using the control device of the ion implantation apparatus.
なお、第1図にd3いて矢印Nで表示されているのは中
性化粒子の流れを示し、矢印Jで表示されているのは試
料Sに注入されるイオンの流れを示している。 また、
e−は遮蔽板9において生じた二次電子を表している
。In addition, in FIG. 1, the arrow N indicated by d3 indicates the flow of neutralized particles, and the arrow J indicated by the arrow J indicates the flow of ions implanted into the sample S. Also,
e- represents secondary electrons generated in the shielding plate 9.
[発明の効果]
以上に説明したところから明らかであるように、この発
明によれば、従来のイオン注入装置にくらべて正確なイ
オン注入を行うことのできる改良されたイオン注入装置
が得られ、その結果、半導体装置の製造において、より
高精度の素子形成”を行うことができる。[Effects of the Invention] As is clear from the above explanation, according to the present invention, an improved ion implantation device that can perform ion implantation more accurately than conventional ion implantation devices can be obtained. As a result, in the manufacture of semiconductor devices, elements can be formed with higher precision.
第1図は本発明装置における発明の要部を概略的に示す
とともに本発明装置におけるイオン等の粒子の流れを示
した概略図、第2図は従来の中電流イオン注入装置の概
略図である。
1・・・イオン源、 2・・・引出し電極、 3・・・
質量分析器、 4・・・加速コイル、 5・・・静電集
束レンズ、 6・・・垂直走査板、 7・・・水平走査
板、 8・・・偏向板、 9・・・遮蔽板、 9a・・
・接地回路、10・・・二次電子発生量測定装置、 1
1・・・ビーム管、 12・・・試料室。FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing the main parts of the invention in the device of the present invention and the flow of particles such as ions in the device of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of a conventional medium current ion implantation device. . 1... Ion source, 2... Extraction electrode, 3...
Mass spectrometer, 4... Accelerating coil, 5... Electrostatic focusing lens, 6... Vertical scanning plate, 7... Horizontal scanning plate, 8... Deflection plate, 9... Shielding plate, 9a...
・Grounding circuit, 10...Secondary electron generation amount measuring device, 1
1...Beam tube, 12...Sample chamber.
Claims (1)
引き出したイオンの中から必要なイオンを選択する質量
分析系、選択したイオンを加速させる加速系、加速した
イオンを集束させる集束系、集束したイオンビームが試
料面を走査するように制御する走査系、該イオンビーム
内から中性化した粒子を分離するとともに該イオンビー
ムを試料面に偏向させる偏向系、該イオンビーム内から
分離された中性化粒子が衝突する遮蔽板、及び偏向した
該イオンビームが試料に注入される試料室を具備してい
るイオン注入装置において、 該遮蔽板をイオン注入装置本体と絶縁して別に接地する
とともに、該中性化粒子が該遮蔽板に衝突した時に該遮
蔽板から発生する二次電子発生量を測定するための二次
電子発生測定装置を該遮蔽板の接地回路に設けたことを
特徴とするイオン注入装置。[Claims] 1. An extraction electrode that extracts ions generated in the ion source;
A mass spectrometry system that selects the necessary ions from among the extracted ions, an acceleration system that accelerates the selected ions, a focusing system that focuses the accelerated ions, and a scanning system that controls the focused ion beam to scan the sample surface. , a deflection system that separates neutralized particles from within the ion beam and deflects the ion beam toward a sample surface; a shielding plate with which the neutralized particles separated from the ion beam collide; and the deflected ions. In an ion implanter equipped with a sample chamber in which a beam is injected into a sample, the shield plate is insulated from the ion implanter body and separately grounded, and when the neutralized particles collide with the shield plate, An ion implantation apparatus characterized in that a secondary electron generation measuring device for measuring the amount of secondary electrons generated from the shielding plate is provided in a grounding circuit of the shielding plate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60179504A JPS6240369A (en) | 1985-08-16 | 1985-08-16 | Ion implantation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60179504A JPS6240369A (en) | 1985-08-16 | 1985-08-16 | Ion implantation device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6240369A true JPS6240369A (en) | 1987-02-21 |
JPH049865B2 JPH049865B2 (en) | 1992-02-21 |
Family
ID=16066967
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60179504A Granted JPS6240369A (en) | 1985-08-16 | 1985-08-16 | Ion implantation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6240369A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05140742A (en) * | 1991-11-21 | 1993-06-08 | Ebara Corp | Atomic beam implanting device |
GB2314202A (en) * | 1996-06-14 | 1997-12-17 | Applied Materials Inc | Monitoring high energy neutral contamination in an ion implantation process |
CN111715074A (en) * | 2020-06-23 | 2020-09-29 | 中国科学院近代物理研究所 | Energy recovery type isotope electromagnetic separation and collection system |
-
1985
- 1985-08-16 JP JP60179504A patent/JPS6240369A/en active Granted
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05140742A (en) * | 1991-11-21 | 1993-06-08 | Ebara Corp | Atomic beam implanting device |
GB2314202A (en) * | 1996-06-14 | 1997-12-17 | Applied Materials Inc | Monitoring high energy neutral contamination in an ion implantation process |
US5883391A (en) * | 1996-06-14 | 1999-03-16 | Applied Materials, Inc. | Ion implantation apparatus and a method of monitoring high energy neutral contamination in an ion implantation process |
GB2314202B (en) * | 1996-06-14 | 2000-08-09 | Applied Materials Inc | Ion implantation apparatus and a method of monitoring high energy neutral contamination in an ion implantation process |
CN111715074A (en) * | 2020-06-23 | 2020-09-29 | 中国科学院近代物理研究所 | Energy recovery type isotope electromagnetic separation and collection system |
CN111715074B (en) * | 2020-06-23 | 2022-04-08 | 中国科学院近代物理研究所 | Energy recovery type isotope electromagnetic separation and collection system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH049865B2 (en) | 1992-02-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6313475B1 (en) | Acceleration and analysis architecture for ion implanter | |
KR0170394B1 (en) | Ion implantation equipment | |
US5814823A (en) | System and method for setecing neutral particles in an ion bean | |
JPS5824745B2 (en) | Beam current measuring device | |
JPH0567450A (en) | Ion implantation apparatus | |
US7223984B2 (en) | Helium ion generation method and apparatus | |
JP2004039936A (en) | Doping method, doping device and control system thereof | |
JPS6240369A (en) | Ion implantation device | |
US5034605A (en) | Secondary ion mass spectrometer with independently variable extraction field | |
JP3460241B2 (en) | Negative ion implanter | |
JPS60230347A (en) | Device for irradiating charged particles | |
JPH06267490A (en) | Negative ion injecting device | |
JPH11154485A (en) | Mass spectrograph and ion implantation device equipped with it | |
JPH0325846A (en) | Charge neutralization device in ion beam irradiation device | |
JPH03134947A (en) | Ion implantation device | |
JPH0654649B2 (en) | Ion implanter | |
JPH03216945A (en) | Ion implanter | |
EP0190251B1 (en) | Method and apparatus for the micro-analysis or imaging of samples | |
EP0491311B1 (en) | Ion implanting apparatus and method | |
Aitken | The precision implant 9000 beam line | |
US6326630B1 (en) | Ion implanter | |
JPS6139356A (en) | Ion implanting equipment | |
JPS6134844A (en) | Irradiation system of neutral fine beam | |
JPH1167140A (en) | Secondary ion mass spectrometry | |
JPH01264161A (en) | Secondary ion mass spectrographic equipment |