JP2550077B2 - Ion implantation method and device - Google Patents
Ion implantation method and deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、電子でイオン注入時に帯電を緩和するイオ
ン注入方法及び装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to an ion implantation method and apparatus for alleviating electrostatic charge during ion implantation with electrons.
(従来の技術) 従来のイオン注入装置について第3図乃至第4図を用
いて説明する。第3図はイオン注入によるウエハの正帯
電を緩和する機構を設けたイオン注入装置である。イオ
ンを生成し、引き出すイオン源30と、強い磁場をかけて
引き出されたイオンのうち必要なイオンのみが通過する
ようにした質量分析部31がある。そしてここを通過して
きたイオンビームを所望のエネルギーまで加速する加速
部32と、このイオンビームを収束させる収束部33と、こ
の収束したイオンビームをウエハ39上に均一に走査させ
る走査部34がある。また、ウエハ39を載置するディスク
37と、このディスク37の回転及び並進を行なう駆動部38
がある。(Prior Art) A conventional ion implantation apparatus will be described with reference to FIGS. 3 to 4. FIG. 3 shows an ion implantation apparatus provided with a mechanism for reducing the positive charge on the wafer due to ion implantation. There are an ion source 30 for generating and extracting ions, and a mass spectrometric section 31 for applying only a necessary ion among the extracted ions by applying a strong magnetic field. Then, there are an accelerating unit 32 for accelerating the ion beam that has passed therethrough to a desired energy, a converging unit 33 for converging the ion beam, and a scanning unit 34 for uniformly scanning the converged ion beam on the wafer 39. . Also, a disk on which the wafer 39 is placed
37 and a drive unit 38 that rotates and translates the disk 37.
There is.
このように構成されたイオン注入装置を用いてウエハ
39へのイオン注入を均一に行なう方法としては、走査部
34でイオンビームをウエハ39上の一端から他端に互いに
直交するX−Y方向に順次走査させたり、イオンビーム
を固定し、ウエハ39を載置しているディスク37を回転、
及び並進させる固定ビーム方式など様々な方法が採られ
ている。Wafer using the ion implanter configured in this way
As a method of uniformly implanting ions into the 39,
At 34, the ion beam is sequentially scanned from one end to the other end on the wafer 39 in the XY directions orthogonal to each other, or the ion beam is fixed, and the disk 37 on which the wafer 39 is mounted is rotated.
And various methods such as a fixed beam method of translation.
以上のような方法を用いてウエハ39へイオン注入を行
なった場合、ウエハ39に注入されるイオンにより、この
ウエハ39内から電子が叩き出されたり、ウエハ39中の絶
縁体部分に注入されたイオンによる正電荷の蓄積が起こ
ったりしてウエハ39が正に帯電する。これが原因でその
絶縁体部分が静電破壊を起こすことが知られている。そ
こでウエハ39の正帯電を緩和し、静電破壊を防止するた
めにこのウエハ39に2次電子を供給するエレクトロンフ
ラッドシステム36が設けられている。When ions are implanted into the wafer 39 by using the above method, the ions implanted into the wafer 39 knock out electrons from the inside of the wafer 39 or implant into the insulator portion of the wafer 39. The wafer 39 is positively charged due to the accumulation of positive charges due to the ions. It is known that the insulator part causes electrostatic breakdown due to this. Therefore, an electron flood system 36 for supplying secondary electrons to the wafer 39 is provided in order to alleviate the positive charging of the wafer 39 and prevent electrostatic breakdown.
次にこのエレクトロンフラッドシステム36について第
4図を用いて説明する。Next, the electron flood system 36 will be described with reference to FIG.
ディスク41上にはウエハ42が載置され、さらにディス
ク41の回転・移動でウエハ42が動かないように導電性の
保持具49により保持されている。そしてエレクトロンフ
ラッドシステム36はフィラメント46aとこれを加熱し熱
電子47を放出させる直流電源46bと、熱電子47を受けて
2次電子48を発生させるターゲット材46cと、ターゲッ
ト材46cにプラス側が接続され、かつマイナス側が直流
電源46bのマイナス側と接続されている直流電源46dとか
ら構成されている。A wafer 42 is placed on the disk 41, and is held by a conductive holder 49 so that the wafer 42 does not move due to the rotation and movement of the disk 41. The electron flood system 36 is connected to the filament 46a, a DC power source 46b that heats the filament 46a to emit thermoelectrons 47, a target material 46c that receives the thermoelectrons 47 to generate secondary electrons 48, and a positive side of the target material 46c. The negative side of the DC power source 46b is connected to the negative side of the DC power source 46b.
このように構成されたエレクトロンフラッドシステム
36の動作は次の通りである。まずフィラメント46aより
放出された熱電子47をターゲット材46cに衝突させる。
そして直流電源46dの電位差を利用し、ターゲット材46c
をウエハ42に向いた表面より2次電子48を発生させる。
このようにしてイオン注入の間、2次電子を一定供給す
ることによりインオンビーム43によるウエハ42の正電荷
を緩和していた。Electron flood system configured in this way
The operation of 36 is as follows. First, the thermoelectrons 47 emitted from the filament 46a collide with the target material 46c.
Then, using the potential difference of the DC power supply 46d, the target material 46c
Secondary electrons 48 are generated from the surface of the wafer facing the wafer 42.
In this way, the positive charges on the wafer 42 due to the in-on beam 43 were alleviated by supplying the secondary electrons constantly during the ion implantation.
(発明が解決しようする問題点) イオンビーム43が走査している次のウエハ42の帯電量
は、ウエハ42の外周部に比べ、その中心部の方が多い。
なぜならばウエハ42はディスク41に絶縁して載置され、
そして導電性の保持具42によって固定されている。その
ため、イオンビーム43がウエハ42の外周部を走査した時
の、イオンビーム43の正帯荷は保持具42によりアースさ
れ易いので、ウエハの中心部の方が帯電量が多くなるの
である。そしてウエハ42へのイオンビーム43の走査する
回数が多くなる毎に増々、ウエハ42の外周部と中心部と
の正帯電量の差が大きくなっていくことになる。(Problems to be Solved by the Invention) The charge amount of the next wafer 42 scanned by the ion beam 43 is larger in the central portion than in the outer peripheral portion of the wafer 42.
Because the wafer 42 is mounted on the disk 41 in an insulated manner,
Then, it is fixed by a conductive holder 42. Therefore, when the ion beam 43 scans the outer peripheral portion of the wafer 42, the positive load of the ion beam 43 is easily grounded by the holder 42, so that the central portion of the wafer has a larger charge amount. As the number of times the wafer 42 is scanned with the ion beam 43 increases, the difference in the amount of positive charge between the outer peripheral portion and the central portion of the wafer 42 increases.
しかしながら、従来のエレクトロンフラッドシステム
46においてはウエハ42をイオンビーム43により走査して
いる時間内に供給されている電子の量は一定である。そ
のためイオンビーム43がウエハ42の中心部を走査したと
きの正帯電を有効に緩和するために必要な電子を一定供
給した場合には、ウエハ42の中心部の正帯電は最も緩和
されるが、ウエハ42の外周部へは逆に供給される電子が
過剰となり負帯電を起こす恐れがある。However, conventional electron flood systems
At 46, the amount of electrons supplied during the time when the wafer 42 is scanned by the ion beam 43 is constant. Therefore, when a constant supply of electrons necessary to effectively mitigate the positive charge when the ion beam 43 scans the central part of the wafer 42, the positive charge in the central part of the wafer 42 is most alleviated, On the contrary, the electrons supplied to the outer peripheral portion of the wafer 42 may become excessive and negative charge may occur.
本発明においては、被注入物の帯電が緩和されるイオ
ン注入方法及びイオン注入装置を提供することを目的と
する。It is an object of the present invention to provide an ion implantation method and an ion implantation apparatus that alleviate the charge of an object to be implanted.
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するために、方法の発明においては、
加速されたイオンを被注入物に注入し、かつこのイオン
注入による帯電を抑制するために供給する電子の量を、
前記イオンが注入される位置に応じて変化させることを
特徴とするイオン注入方法を提供する。(Means for Solving Problems) In order to achieve the above object, in the invention of the method,
The amount of electrons to be injected in order to inject the accelerated ions into the object to be injected and to suppress the charging due to this ion injection,
There is provided an ion implantation method, which is characterized in that it is changed according to a position where the ions are implanted.
又、装置の発明においては、被注入物へイオンを注入
する手段と、この注入されたイオンによる帯電を抑制す
るために電子を供給する手段とを設けたイオン注入装置
において、前記電子供給手段から供給される電子の量
を、前記イオンが注入される位置に応じて変化させるこ
とを特徴とするイオン注入装置を提供する。Further, in the invention of the apparatus, in the ion implantation apparatus provided with means for injecting ions into the object to be implanted, and means for supplying electrons in order to suppress charging due to the implanted ions, There is provided an ion implantation device characterized in that an amount of supplied electrons is changed according to a position where the ions are implanted.
(作 用) 注入されているイオンの被注入物に対する位置に応じ
て、供給する電子の量を変化させることにより、被注入
物の帯電を緩和させることができる。(Operation) By changing the amount of electrons to be supplied according to the position of the implanted ions with respect to the implantation target, the charging of the implantation target can be mitigated.
(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。ま
ず第1図を用いて本実施例によるエレクトロンフラッド
システムについて説明する。(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the electron flood system according to this embodiment will be described with reference to FIG.
ウエハ2がディスク1に載置され、さらに導電性の保
持具9により保持されている。そして第3図に示したイ
オン注入装置では固定ビーム方式により、ウエハ2にイ
オン3が注入される。The wafer 2 is placed on the disk 1 and further held by a conductive holder 9. Then, in the ion implantation apparatus shown in FIG. 3, ions 3 are implanted into the wafer 2 by the fixed beam method.
そして注入されたイオンの正電荷を中和する電子がエ
レクトロンフラッドシステム6により供給される。この
エレクトロンフラッドシステム6は、熱電子7を放出す
るフィラメント6aと、このフィラメント6aに流す電流を
可変的に制御できるパルスジェネレーター6bと、フィラ
メント6aに対向し、熱電子7を受けて2次電子8を発生
させるターゲット材6cと、このターゲット材6cにプラス
側が接続され、かつマイナス側がパルスジェネレーター
6bに接続され、ターゲット材6cから2次電子を引き出す
ための加速用の直流電源6dとで構成される。そして、タ
ーゲット材6cより発生する2次電子8の量をモニターす
るための電流計6eがターゲット材6cとアースとの間に接
続されている。さらに、ディスク1の回転、並進等の動
きをモニターし、ウエハ2に対してどの位置にイオンが
注入されているかを検出するディスク位置検出部11が設
けられている。Then, electrons that neutralize the positive charges of the injected ions are supplied by the electron flood system 6. The electron flood system 6 includes a filament 6a that emits thermoelectrons 7, a pulse generator 6b that can variably control a current flowing through the filament 6a, and a filament 6a that faces the filament 6a and receives the thermoelectrons 7 to receive secondary electrons 8. Of the target material 6c for generating the pulse generator, the positive side of which is connected to the target material 6c, and the negative side of which is the pulse generator
It is connected to 6b and is composed of an acceleration DC power source 6d for extracting secondary electrons from the target material 6c. An ammeter 6e for monitoring the amount of secondary electrons 8 generated from the target material 6c is connected between the target material 6c and the ground. Further, there is provided a disk position detection unit 11 which monitors the movement of the disk 1 such as rotation and translation and detects at which position the ions are implanted into the wafer 2.
以上このように構成されたイオン注入装置を用いて第
2図に示す方法でイオン注入を行なう。Ion implantation is performed by the method shown in FIG. 2 using the ion implantation apparatus configured as described above.
ディスク21の回転、並進を組み合わせることにより、
イオンはウエハ22の端部a1からb1へと走査し、続いてa2
からb2、a3からb3へと走査し、最後にanからbnへと走査
する。ここでウエハ22上を走査したイオンの軌跡23aは
第2図(A)に示す通りである。これによりウエハ22全
面にイオンを注入する。次に同様に隣りのウエハのイオ
ン注入を行なう。ウエハ22にイオン注入が行なわれてい
る時にエレクトロンフラッドシステム6(第1図)によ
り供給される電子の量は第2図(B)に示す通りであ
る。この図において縦軸の電流はウエハ22に供給される
電子量を有効にモニターする電流計(第1図)に流れる
電流である。By combining the rotation and translation of the disk 21,
Ions scan from edge a 1 of wafer 22 to b 1 and then a 2
From scanned from b 2, a 3 to b 3, finally scanned from a n to b n. Here, the trajectory 23a of the ions scanned on the wafer 22 is as shown in FIG. As a result, ions are implanted into the entire surface of the wafer 22. Next, similarly, the adjacent wafers are ion-implanted. The amount of electrons supplied by the electron flood system 6 (FIG. 1) when the wafer 22 is being ion-implanted is as shown in FIG. 2 (B). In this figure, the current on the vertical axis is the current flowing through the ammeter (FIG. 1) that effectively monitors the amount of electrons supplied to the wafer 22.
第2図(B)において、期間T1はウエハ22の端部a1か
らbnまでイオンが走査するにかかる時間である。ウエハ
22上をイオが走査すると同時に電子が供給され、このウ
エハ22の中心部を通る時に最も供給される電子が多くな
り、イオンの走査終了と同時に電子の供給を終了する三
角波の電流波形となっている。又、ウエハ22の1回目の
イオン走査終了から隣りのウエハのイオン走査開始まで
の期間T2はイオンによるウエハ22若しくは隣りのウエハ
の正帯電は起こらないので電子は供給されていない。In FIG. 2B, the period T 1 is the time required for the ions to scan from the edge portions a 1 to b n of the wafer 22. Wafer
Electrons are supplied at the same time as Io scans over 22, and most of the electrons are supplied when passing through the center of the wafer 22. A triangular wave current waveform ends the supply of electrons at the same time when the scanning of ions ends. There is. Moreover, the period T 2 of the up ions start of scanning of the wafer in the next from the first ion scanning end of the wafer 22 is electrons not supplied does not occur positively charged wafer next wafer 22 or by ions.
本実施例によれば、ウエハ22の外周部よりもその中心
部に供給する電子の量を多くすることによって、従来問
題となっていたウエハ22の外周部の負帯電を緩和でき、
ウエハ22の外周部と中心部での帯電量の差を緩和するこ
とができる。According to the present embodiment, by increasing the amount of electrons supplied to the central portion of the wafer 22 rather than the outer peripheral portion of the wafer 22, it is possible to reduce the negative charge on the outer peripheral portion of the wafer 22 which has been a problem in the past.
The difference in charge amount between the outer peripheral portion and the central portion of the wafer 22 can be reduced.
なお本実施例においては、電流計6e(第1図)に流れ
る電流波形は三角波としたが、この波形に限定される必
要はない。In this embodiment, the waveform of the current flowing through the ammeter 6e (Fig. 1) is a triangular wave, but it is not limited to this waveform.
さらに例えば第2図(A)に示すようにイオンがa3か
らb3まで走査するとき、供給する電子を変化させても良
い。すなわちa2から走査するイオンが遠ざかるにつれ供
給する電子を多くし、a2とb3の中間にイオンが来たと
き、最も多く電子を供給し、そしてb2に近づくにつれ供
給する電子の量を少なくしても良い。Further, for example, as shown in FIG. 2 (A), when the ions scan from a 3 to b 3 , the supplied electrons may be changed. I.e. many electron supplied as the distance of ions to be scanned from a 2, when the ions come in the middle of a 2 and b 3, and supplies the most electrons, and the electron quantity supplied approaches the b 2 You can reduce it.
つまり、ウエハ22の位置によって異なる帯電を緩和す
るように電子を供給すれば良い。That is, the electrons may be supplied so as to alleviate the different charging depending on the position of the wafer 22.
以上詳述したように本発明によれば、被注入物の位置
により異なる帯電量を緩和することにより、被注入物の
絶縁破壊を低減させることができる。As described above in detail, according to the present invention, it is possible to reduce the dielectric breakdown of the injected object by mitigating the charge amount which differs depending on the position of the injected object.
第1図は本発明によるイオン注入装置に設けられたエレ
クトロンフラッドシステムを示す図、第2図は、本発明
によるイオン注入時の電流波形図第3図は、従来及び本
発明によるイオン注入装置の基本的構成図、第4図は従
来のエレクトロンフラッドシステムを示す図。 1……ディスク 2……ウエハ 3……イオン 4……イオンビーム導入管 6……エレクトロンフラッドシステム 6a……フィラメント 6b……パルスジェネレーター 6c……ターゲット材 6d……直流電源 6e……電流計 7……熱電子 8……2次電子 9……ウエハ保持具 11……ディスク位置検出部FIG. 1 is a view showing an electron flood system provided in an ion implantation apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a current waveform diagram at the time of ion implantation according to the present invention, and FIG. 3 is a conventional ion implantation apparatus and an ion implantation apparatus according to the present invention. Basic configuration diagram, FIG. 4 is a diagram showing a conventional electron flood system. 1 ... Disk 2 ... Wafer 3 ... Ion 4 ... Ion beam introduction tube 6 ... Electron flood system 6a ... Filament 6b ... Pulse generator 6c ... Target material 6d ... DC power supply 6e ... Ammeter 7 ...... Thermionic 8 …… Secondary electron 9 …… Wafer holder 11 …… Disk position detector
Claims (3)
つこのイオン注入による帯電を抑制するために供給する
電子の量を、前記イオンが注入される位置に応じて変化
させることを特徴とするイオン注入方法。1. An accelerated ion is injected into an object to be injected, and an amount of electrons supplied for suppressing charging due to the ion injection is changed according to a position where the ion is injected. Ion implantation method.
記電子の量は、前記被注入物の周辺部に比べその中心部
程多く供給されることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載のイオン注入方法。2. The amount of the electrons supplied when the ions are implanted is larger in the central portion than in the peripheral portion of the object to be implanted.
The ion implantation method described in the item.
注入されたイオンによる帯電を抑制するために電子を供
給する手段とを設けたイオン注入装置において、前記電
子供給手段から供給される電子の量を、前記イオンが注
入される位置に応じて変化させることを特徴とするイオ
ン注入装置。3. An ion implantation apparatus provided with means for injecting ions into an object to be implanted and means for supplying electrons in order to suppress charging due to the implanted ions, which is supplied from the electron supply means. An ion implanter, wherein the amount of electrons is changed according to a position where the ions are implanted.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP62157928A JP2550077B2 (en) | 1987-06-26 | 1987-06-26 | Ion implantation method and device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP62157928A JP2550077B2 (en) | 1987-06-26 | 1987-06-26 | Ion implantation method and device |
Publications (2)
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| JPS643951A JPS643951A (en) | 1989-01-09 |
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Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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-
1987
- 1987-06-26 JP JP62157928A patent/JP2550077B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPS643951A (en) | 1989-01-09 |
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