JP2660701B2 - Ion implanter - Google Patents
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は例えばウエハーにイオンを注入するのに用い
られるイオン注入装置に関する。
〔従来の技術及びその問題点〕
第2図は従来例のイオン注入装置を示すものである
が、図においてイオンビーム(1)はマスク(2)の開
口(2a)及びファラデー・バイアスプレート(3)の開
口(3a)を通って減圧下にあるファラデー箱(5)内に
矢印で示すごとく導入される。ファラデーバイアスプレ
ート(3)にはバイアス電源(4)により負の電位を与
えられており、ファラデー箱(5)内における電子が外
方へと放出されることを防止している。ファラデー箱
(5)内に導入されたイオンビーム(1)は、このファ
ラデー箱(5)内に配設されたウエハー(11)に衝突し
て注入されるのであるが、ウエハー(11)が正にチャー
ジアップされると、注入効果が落ちたりこのウエハーの
表面に形成される薄膜の特性を低下させるので、これを
中和させるのに電子発生源(13)よりエレクトロン・シ
ヤワー(6)を矢印で示すごとくファラデー箱(5)内
に放出するようにしている。そしてこれは破線で示すご
とくファラデー箱(5)の内壁に衝突し、これから2次
電子(6)′(6)″を発生させるようにしている。イ
オンビーム(1)はエレクトロン・シャワー(6)を通
過するときに部分的に中和されると共に、こゝを通過し
た後、ウエハー(11)に達するまでにも2次電子
(6)′(6)″により中和されるのであるが、さらに
ウエハー(11)の表面近くには電子が密度高く存在して
おり、注入されるときには中和されてウエハー(11)に
注入されるようになっている。なお、(12)は電流計で
あってウエハー(11)に注入されるイオンの量、すなわ
ちイオン注入量により電流が測定されるようになってい
る。
電流発生源(13)は引出電極(7)、フィラメント
(8)、フィラメント電源(9)及び引出電源(10)か
ら成っており、フィラメント電源(9)によりフィラメ
ント(8)は加熱されて、これから熱電子が放出され、
これは引出電源(10)により正の電位を与えられた引出
電極(7)により加速されて、破線で示すごとくファラ
デー箱(5)の壁部の一部に形成された開口(5a)を通
って破線で示すごとく電子シャワー(6)を発生するよ
うになっている。そしてこれは上述したように、ファラ
デー箱(5)の上壁に衝突して、これから2次電子
(6)′(6)″を各部に向って放出するようにしてい
る。
従来例のイオン注入装置は以上のように構成されるの
であるが、ウエハー(11)のイオンビーム(1)による
チャージアップを防止するために電子の量が適量にあれ
ばよいが、これがイオンビーム(1)の量に比べて多す
ぎると逆にウエハー(11)は電子、すなわち負の電位に
チャージアップされてしまう。この場合にも、このウェ
ハーの特性を悪化させることになる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は以上の点に鑑みて成され、イオンビーム
(1)の強さがいかなるものであっても、ウエハー(1
1)のチャージアップを適切に防止し、良質のウェハー
を得ることができるイオン注入装置を提供することを目
的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
以上の目的は、減圧下にあるウエハー処理室に配設さ
れたウエハーにイオンビームを照射させ、該ウエハー処
理室内に電子発生源より電子のシヤワーを導入すること
により前記ウエハーへの荷電を防止すると共に、前記ウ
エハー処理室内に電子を封じ込めておくために負電位の
バイアスプレートを前記ウエハー処理室のイオンビーム
注入側に設けたイオン注入装置において、前記バイアス
プレートに流れる電流に応じて前記電子発生源より発生
させる電子のシヤワー量を制御するようにしたことを特
徴とするイオン注入装置によって達成される。
〔作用〕
ウエハー処理室に導入されるイオンビームの強さに比
例して該室内に発生する正イオンの数が増大する。これ
がバイアスプレートに流れることにより間接的にイオン
ビームの強さが検出され、この検出に基ずいて電子発生
源より発生させる電子のシヤワー量が制御される。よっ
てウエハーのチャージアップが防止される。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例によるイオン注入装置について
第1図を参照して説明するが、図において第2図に対応
する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明
は省略するものとする。
すなわち、本実施例によれば、電子発生源(20)は従
来と同様に、引出電極(7)及びフィラメント(8)な
どを含むが、さらに引出電圧コントローラ(15)が設け
られている。そして、ファラデーバイアスプレート
(3)′には抵抗(16)が接続されており、この両端が
上述の引出電圧コントローラ(15)に接続されている。
すなわち、ファラデーバイアスプレート(3)′に流れ
る電流の大きさにより抵抗(16)の両端に発生する電圧
が変わるが、この電圧を検知出力として引出電圧コント
ローラ(15)に供給するようにしている。引出電圧コン
トローラ(15)はこの検出電圧の大きさに応じて引出電
圧を発生し、これを引出電極(7)に供給するようにし
ている。
本発明の実施例によるイオン注入装置は以上のように
構成されるのであるが、次にこの作用、効果などについ
て説明する。
ファラデー箱(5)内へと外部から導入されるイオン
ビーム(1)の強さによりファラデーバイアスプレート
(3)′の近傍には2次的に発生する正のイオン(14)
がイオンビーム(1)の強さに応じて発生する。この正
イオンによる電流が抵抗(16)を流れることにより、こ
の両端に電圧を発生し、これが引出電圧コントローラ
(15)に加えられる。このコントローラ(15)は抵抗
(16)の両端に発生した電圧に比例する正の直流電圧を
発生し、これが引出電極(7)に供給される。よってイ
オンビーム(1)の強さが強ければこれに応じた強さの
エレクトロンシヤワー(60)が電流発生源(20)よりフ
ァラデー箱(5)内に放射される。そして、この強さに
応じて2次電子も発生する。よって、ファラデー箱
(5)内に導入されたイオンビーム(1)はウエハー
(11)に注入されるのであるが、この強さに応じた電子
がファラデー箱(5)内に存在しているので適切に中和
され、ウエハー(11)のチャージアップが防止される、
と共に電子によるチャージアップも防止され、優れた特
性のウエハーが得られることになる。
以上、本発明の実施例について説明したが、もちろん
本発明はこれに限定されることなく本発明の技術的思想
に基ずいて種々の変形が可能である。
例えば以上の実施例においては、ファラデーバイアス
プレート(3)′に接続された抵抗(16)に発生する電
圧に応じて引出電圧コントローラ(15)より直流電圧を
発生させ、これを引出電極(7)に供給するようにした
が、これに代えて、引出電極(7)に対するバイアス電
源は従来と同様に一定とし、この代りにフィラメント
(8)のフィラメント電源(9)の直流電圧を引出電圧
コントローラ(15)により変化させるようにしてもよ
い。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明のイオン注入装置によれば、
減圧下にあるウエハー処理室内に導入されるイオンビー
ムの強さに応じて電子のシヤワーの強さを変えることが
できるので、ウエハー処理室内に配設され、イオンを注
入されるウエハーが正にも負にもチャージアップされる
ことなく良質のウエハーを得ることができる。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ion implantation apparatus used to implant ions into a wafer, for example. [Prior Art and Problems Thereof] FIG. 2 shows a conventional ion implantation apparatus. In the figure, an ion beam (1) is formed by an opening (2a) of a mask (2) and a Faraday bias plate (3). ) Is introduced into the Faraday box (5) under reduced pressure through the opening (3a) as shown by the arrow. A negative potential is applied to the Faraday bias plate (3) by a bias power supply (4) to prevent electrons in the Faraday box (5) from being emitted outward. The ion beam (1) introduced into the Faraday box (5) collides with the wafer (11) disposed in the Faraday box (5) and is injected. When the charge is charged up, the injection effect is reduced or the characteristics of the thin film formed on the surface of the wafer are degraded. As shown in the figure, the water is discharged into the Faraday box (5). This collides with the inner wall of the Faraday box (5) as shown by a broken line, thereby generating secondary electrons (6) '(6) ". The ion beam (1) is an electron shower (6). Is partially neutralized when passing through, and after passing through, it is also neutralized by secondary electrons (6) ′ (6) ″ before reaching the wafer (11). Further, electrons are present in high density near the surface of the wafer (11), and when injected, are neutralized and injected into the wafer (11). Note that reference numeral (12) denotes an ammeter which measures the current based on the amount of ions implanted into the wafer (11), that is, the amount of ions implanted. The current source (13) is composed of an extraction electrode (7), a filament (8), a filament power supply (9) and an extraction power supply (10), and the filament power supply (9) heats the filament (8). Thermal electrons are emitted,
This is accelerated by the extraction electrode (7) given a positive potential by the extraction power supply (10), and passes through the opening (5a) formed in a part of the wall of the Faraday box (5) as shown by the broken line. As shown by a broken line, an electron shower (6) is generated. Then, as described above, this collides with the upper wall of the Faraday box (5) and emits secondary electrons (6) ′ (6) ″ toward the respective parts from this. The apparatus is configured as described above. The amount of electrons may be an appropriate amount in order to prevent charge-up of the wafer (11) by the ion beam (1). On the contrary, if the number is too large, the wafer (11) is charged up to electrons, that is, a negative potential, which also deteriorates the characteristics of the wafer. Points] The present invention has been made in view of the above points, and the wafer (1) can be used regardless of the intensity of the ion beam (1).
An object of the present invention is to provide an ion implantation apparatus capable of appropriately preventing the charge-up of 1) and obtaining a high-quality wafer. [Means for Solving the Problems] The above object is to irradiate a wafer disposed in a wafer processing chamber under reduced pressure with an ion beam and introduce an electron shower from an electron source into the wafer processing chamber. In the ion implantation apparatus, a bias plate having a negative potential is provided on an ion beam implantation side of the wafer processing chamber in order to prevent the wafer from being charged and to confine electrons in the wafer processing chamber. Wherein the amount of electrons generated from the electron source is controlled in accordance with the current flowing through the ion implantation apparatus. [Operation] The number of positive ions generated in the wafer processing chamber increases in proportion to the intensity of the ion beam introduced into the chamber. The intensity of the ion beam is indirectly detected by the flow of the ion beam to the bias plate, and the amount of electrons generated from the electron source is controlled based on the detected intensity. Therefore, charge-up of the wafer is prevented. [Embodiment] Hereinafter, an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1. In the figure, parts corresponding to FIG. It shall be omitted. That is, according to the present embodiment, the electron source (20) includes the extraction electrode (7), the filament (8), and the like, as in the related art, but further includes an extraction voltage controller (15). A resistor (16) is connected to the Faraday bias plate (3) ', and both ends of the resistor (16) are connected to the above-mentioned extraction voltage controller (15).
That is, the voltage generated at both ends of the resistor (16) changes depending on the magnitude of the current flowing through the Faraday bias plate (3) ', and this voltage is supplied to the extraction voltage controller (15) as a detection output. The extraction voltage controller (15) generates an extraction voltage in accordance with the magnitude of the detected voltage, and supplies this to the extraction electrode (7). The ion implantation apparatus according to the embodiment of the present invention is configured as described above. Next, the operation, effects, and the like will be described. Positive ions (14) generated secondarily in the vicinity of the Faraday bias plate (3) 'due to the intensity of the ion beam (1) externally introduced into the Faraday box (5).
Are generated according to the intensity of the ion beam (1). The current generated by the positive ions flows through the resistor (16) to generate a voltage at both ends of the resistor, which is applied to the extraction voltage controller (15). The controller (15) generates a positive DC voltage proportional to the voltage generated across the resistor (16), and this is supplied to the extraction electrode (7). Therefore, if the intensity of the ion beam (1) is high, an electron shower (60) having a corresponding intensity is emitted from the current source (20) into the Faraday box (5). Then, secondary electrons are also generated according to the strength. Therefore, the ion beam (1) introduced into the Faraday box (5) is injected into the wafer (11), but electrons corresponding to the intensity are present in the Faraday box (5). Properly neutralized to prevent wafer (11) charge-up,
At the same time, charge-up due to electrons is prevented, and a wafer having excellent characteristics can be obtained. Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention. For example, in the above embodiment, a DC voltage is generated by the extraction voltage controller (15) in accordance with the voltage generated in the resistor (16) connected to the Faraday bias plate (3) ', and this is applied to the extraction electrode (7). Instead, the bias power supply for the extraction electrode (7) is kept constant as in the prior art, and the DC voltage of the filament power supply (9) of the filament (8) is replaced with the extraction voltage controller ( 15). [Effects of the Invention] As described above, according to the ion implantation apparatus of the present invention,
The intensity of the electron shower can be changed in accordance with the intensity of the ion beam introduced into the wafer processing chamber under reduced pressure. A good quality wafer can be obtained without being charged up negatively.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例によるイオン注入装置の概略図
及び第2図は従来のイオン注入装置の概略図である。
なお図において、
(15)……引出電圧コントローラ
(16)……抵抗
(20)……電子発生源BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic view of a conventional ion implantation apparatus. In the figure, (15) ... Pull-out voltage controller (16) ... Resistance (20) ... Electron source
Claims (1)
にイオンビームを照射させ、該ウエハー処理室内に電子
発生源より電子のシャワーを導入することにより前記ウ
エハーへの荷電を防止すると共に、前記ウエハー処理室
内に電子を封じ込めておくために負電位のバイアスプレ
ートを前記ウエハー処理室のイオンビーム注入側に設け
たイオン注入装置において、前記バイアスプレートに流
れる電流に応じて前記電子発生源より発生させる電子の
シヤワー量を制御するようにしたことを特徴とするイオ
ン注入装置。(57) [Claims] The wafer disposed in the wafer processing chamber under reduced pressure is irradiated with an ion beam, and a shower of electrons from an electron source is introduced into the wafer processing chamber, thereby preventing charging of the wafer and preventing the wafer processing. In an ion implantation apparatus provided with a negative potential bias plate on the ion beam implantation side of the wafer processing chamber in order to confine electrons in the chamber, electrons generated from the electron source in accordance with a current flowing through the bias plate are provided. An ion implantation apparatus wherein the amount of shower is controlled.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP62306142A JP2660701B2 (en) | 1987-12-03 | 1987-12-03 | Ion implanter |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP62306142A JP2660701B2 (en) | 1987-12-03 | 1987-12-03 | Ion implanter |
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| Country | Link |
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP3934262B2 (en) * | 1998-10-13 | 2007-06-20 | 三星電子株式会社 | Method for monitoring a Faraday cup of an ion implanter used to manufacture a semiconductor |
-
1987
- 1987-12-03 JP JP62306142A patent/JP2660701B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH01146241A (en) | 1989-06-08 |
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