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JPS632653B2 - - Google Patents
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JPS632653B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS632653B2
JPS632653B2 JP55000153A JP15380A JPS632653B2 JP S632653 B2 JPS632653 B2 JP S632653B2 JP 55000153 A JP55000153 A JP 55000153A JP 15380 A JP15380 A JP 15380A JP S632653 B2 JPS632653 B2 JP S632653B2
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JP
Japan
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slit
ion
ion beam
section
ion implantation
Prior art date
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JP55000153A
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Japanese (ja)
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JPS56111040A (en
Inventor
Katsuhiko Ito
Nozomi Horino
Masami Kanegae
Takashi Tsuchimoto
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.)
CHO ERU ESU AI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Original Assignee
CHO ERU ESU AI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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Publication date
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Priority to JP15380A priority Critical patent/JPS56111040A/en
Publication of JPS56111040A publication Critical patent/JPS56111040A/en
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は目的のイオンを高いエネルギーに加速
して物質(被処理体)の中に打ち込むイオン打込
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an ion implantation apparatus that accelerates target ions to high energy and implants them into a substance (object to be processed).

半導体装置等の製造において、半導体薄板(ウ
エハ)にボロン、りん、砒素等の導電型決定不純
物をイオンとして打ち込む作業があるが、この作
業にあつては一般にイオン打込装置が用いられて
いる。このイオン打込装置は第1図に示すよう
に、1なるイオン源より2の引出し電極にて3な
るイオンビームを引出す、一般にイオン源にては
目的とするイオン以外のイオン種も同時に発生す
るので引出された3なるイオンビームは、例えば
5種類のイオンを含む、これは次の4なるイオン
ビーム分析部にて磁場分析の手段により5−1よ
り5―5まで5種類に分離される。いま5―3の
イオンビームを目的のイオンとすると、5―1,
5―2はこれより質量の小さいイオンで磁場にて
大きく偏向され、5―4,5―5のイオンビーム
は目的のイオンビームより質量の大きいイオンビ
ームで小さく偏向される、ここで同時に示した5
―6はイオン引出し部分にて発生した中性粒子ビ
ームを示す。このようにして分離したイオンビー
ムは、5―1,5―5のように磁場分析管の管壁
に衝突するものであり、5―2,5―4のように
6なるスリツトにて阻止されるものであり、結局
目的の5―3のイオンビームのみ取出され、次の
7なる加速管に入り、目的のエネルギーまで加速
される。この加速されたイオンビームは、8と9
のイオンビーム走査電極により電気的にX,Y方
向に走査され、イオンを打込むべきシリコンウエ
ハの全面に均一に打込むように拡大される。ここ
で注目されるのは10なる中性粒子用偏向板であ
つてこれはイオンビームが加速管などを通過中残
留ガスとの衝突によりその電荷を失つた高速の中
性粒子がイオンビームと共に飛来しシリコン基板
に打込まれるのを防ぐため、進行方向7〜10゜程
度11―1なるイオンビームとして偏向し、11
―2なる高速中性粒子と分離する作用を行うもの
である。このように分離された11―1なるイオ
ンビームは13なるシリコン基板に打込まれ、一
方イオンビームと分離された11―2なる中性粒
子ビームは、10の偏向板に衝突し、偏向板に打
込まれることにより阻止される、もしこの偏向板
がない場合は局所的に中性粒子が集中して打込ま
れる。このような第1図に示したイオン打込みの
方式はイオンビーム電流が大体500μA位までのイ
オンビーム打込み装置にて一般的に使用される。
なほイオンビームは磁場にても走査される、この
ように電場走査または磁場走査によりイオンビー
ムを走査する方式を電気式走査とよばれ、次にの
べる機械式走査と対比される。
2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices and the like, there is a process of implanting conductivity type determining impurities such as boron, phosphorus, arsenic, etc. into semiconductor thin plates (wafers) as ions, and an ion implantation device is generally used for this process. As shown in Figure 1, this ion implantation device extracts three ion beams from an ion source using two extraction electrodes.Generally, in the ion source, ion species other than the target ions are also generated at the same time. Therefore, the extracted ion beam number 3 contains, for example, five types of ions, which are separated into five types from 5-1 to 5-5 by means of magnetic field analysis in the next 4 ion beam analysis section. Now, if the ion beam of 5-3 is the target ion, then 5-1,
5-2 is an ion beam with a smaller mass than this and is deflected greatly by the magnetic field, and ion beams 5-4 and 5-5 are ion beams with a larger mass than the target ion beam and are deflected slightly. 5
-6 shows the neutral particle beam generated in the ion extraction section. The ion beam separated in this way collides with the tube wall of the magnetic field analysis tube as shown in 5-1 and 5-5, and is blocked by the slit 6 as shown in 5-2 and 5-4. In the end, only the target 5-3 ion beam is taken out, enters the next 7 acceleration tube, and is accelerated to the target energy. This accelerated ion beam is 8 and 9
The ion beam is electrically scanned in the X and Y directions by the ion beam scanning electrode, and expanded so that the ions are uniformly implanted over the entire surface of the silicon wafer to be implanted. What is noteworthy here is the neutral particle deflection plate No. 10, which is used when the ion beam passes through an accelerator tube, etc., and high-speed neutral particles that have lost their charge due to collision with residual gas fly away with the ion beam. In order to prevent the ion beam from being implanted into the silicon substrate, the ion beam is deflected at an angle of about 7 to 10 degrees in the direction of travel.
-2 high-velocity neutral particles. The ion beam 11-1 separated in this way is implanted into the silicon substrate 13, while the neutral particle beam 11-2 separated from the ion beam collides with the deflection plate 10, If this deflection plate were not provided, neutral particles would be locally concentrated and blocked. The ion implantation method shown in FIG. 1 is generally used in an ion beam implantation device with an ion beam current of up to about 500 μA.
The ion beam is also scanned by a magnetic field. This method of scanning the ion beam by electric field scanning or magnetic field scanning is called electrical scanning, and is contrasted with mechanical scanning, which will be described next.

第2図はイオンビーム電流が1mA以上の比較
的大きいイオンビーム打込み装置に適用される方
式を示す。1なるイオン源より7なる加速管まで
は第1図と原理的に同一である、ただし、大きい
電流を出すために1なるイオン源の構造等が異な
るだけである、この第2図において7なる加速管
にて加速されたイオンビームは、直接次に位置せ
しめられた円筒状の回転打込み部上のシリコンウ
エハに打込まれ、第1図の場合のようにイオンビ
ームが電場によりX,Y方向の走査をうけない、
この電気式走査を行わない理由は次の2つであ
る、1つはイオンビーム本来の性質に伴うもの
で、ビーム電流が1mAになると、残留ガスを電
離した時生じる電子をイオンビームの中に取込ん
でいわゆる“ビームプラズマ”の状態のイオンビ
ームになつていると考えられる。これに電場を印
加すると、取込まれた電子は低速であるため、印
加された電界の正電極側に流れ込み電極に非常に
大きい負荷を生ぜしめ場合によつては走査ができ
なくなる。またこのようにして電子を吸い取られ
たイオンビームは正の空間電荷が発生し、ビーム
の発散を起こすため、ビーム走査の均一性に必要
なビームの集束を、打込むシリコン基板上におい
て保てなくなるなどの事由のためである。以上電
気式走査のうち電場による走査についてのべた。
磁場走査についてはこのようなことはないが、費
用と複雑さのため一般には使用されない。他の理
由は、熱発生のためで第1図の13なるシリコン
基板1枚の上に多量のイオンビームが打込まれて
打込みエネルギーが熱に転換されると、シリコン
基板の過度の温度上昇を来たし、素子製造プロセ
ス上に差支えるためである。
FIG. 2 shows a method applied to a relatively large ion beam implantation device with an ion beam current of 1 mA or more. The principle from the ion source 1 to the acceleration tube 7 is the same as in Figure 1. However, the only difference is the structure of the ion source 1 to generate a large current. The ion beam accelerated in the acceleration tube is directly implanted into the silicon wafer on the next cylindrical rotating implantation part, and the ion beam is rotated in the X and Y directions by the electric field as in the case of Fig. 1. not be scanned by
There are two reasons why this electrical scanning is not performed. One is due to the inherent properties of the ion beam. When the beam current reaches 1 mA, the electrons generated when the residual gas is ionized are transferred into the ion beam. It is thought that the ion beam is taken in and becomes an ion beam in a state of so-called "beam plasma." When an electric field is applied to this, the electrons taken in are slow, so they flow toward the positive electrode side of the applied electric field, creating a very large load on the electrode, making scanning impossible in some cases. In addition, the ion beam whose electrons are absorbed in this way generates a positive space charge and causes the beam to diverge, making it impossible to maintain the beam focus on the implanted silicon substrate, which is necessary for uniform beam scanning. This is due to reasons such as. The above describes scanning using an electric field among electrical scanning methods.
This is not the case with magnetic field scanning, but it is not commonly used due to cost and complexity. Another reason is heat generation. When a large amount of ion beam is implanted onto a single silicon substrate (13 in Figure 1) and the implantation energy is converted into heat, the temperature of the silicon substrate will rise excessively. This is because it interferes with the element manufacturing process.

したがつて打込むイオンビーム電流が1mAを
越えるようになると、例えば、1例として、第2
図14に示すように14なる円筒上の回転体打込
み部上にシリコン基板を多数板貼り付けを行い、
これを第2図に示すように軸廻りに廻転させると
同時に左右に移動させ、イオンビームが固定して
いても実効的にイオンビームは貼り付けられた多
数枚のシリコンウエハ上を均一に走査するように
している。これは同時に発生熱が表面積と熱容量
の大きい回転する円筒に与えられ、シリコン基板
の温度上昇をきたさない効果を有している。この
ようにイオンビームを走査せず打込み基板を走査
するのを機械式走査と呼ばれている。この場合第
1図で問題になつた高速中性粒子ビームは当然発
生するし、これは円筒上のシリコン基板に打込ま
れる。しかしこの場合イオンビームも固定にある
ため、高速中性粒子ビームは多数板のシリコン基
板に均一分散して打込まれ、その割合に全体の打
込み量の1%よりかなり少くなり、第1図の場合
のビーム偏向を行わなかつた場合のように局所的
に中性粒子が集中することはない。
Therefore, if the implanted ion beam current exceeds 1 mA, for example, the second
As shown in FIG. 14, a large number of silicon substrates are pasted onto the rotating body implantation part on a cylinder numbered 14,
As shown in Figure 2, the ion beam is rotated around its axis and moved left and right at the same time, so that even if the ion beam is fixed, the ion beam effectively scans uniformly over the many silicon wafers attached. That's what I do. At the same time, the generated heat is applied to a rotating cylinder with a large surface area and heat capacity, which has the effect of not causing a rise in the temperature of the silicon substrate. This scanning of the implanted substrate without scanning the ion beam is called mechanical scanning. In this case, the high-speed neutral particle beam that caused the problem in FIG. 1 will naturally be generated, and this beam will be implanted into the cylindrical silicon substrate. However, in this case, since the ion beam is also fixed, the high-speed neutral particle beam is uniformly dispersed and implanted into multiple silicon substrates, and the proportion of this is considerably less than 1% of the total implantation amount, as shown in Figure 1. Neutral particles will not be locally concentrated as would be the case if beam deflection was not performed.

このようにして、用いるイオンビーム電流の大
小により用いられる装置の均一打込みのための様
式が電気式走査と機械式走査と走査方式が異な
る。近時このイオン打込みの半導体素子製造プロ
セスへの適用はますます盛んになり、特に高濃度
の接合形成のため、第2図に示す1mA以上のビ
ーム電流を打込む方式が多く用いられるようにな
つた。これに伴い、この高濃度打込みのための適
用事例が多くなるにつれ、現状のまゝでは極めて
不都合な半導体素子製造上好ましくない事例が多
く見出されるようになつた。それは高濃度のイオ
ン打込みに伴つて生ずるシリコン基板に対するナ
トリウム等の可動不純物イオンによる汚染であ
る。この汚染原因は研究の結果次のような原因に
依ることが判明した。
In this way, the scanning method used for uniform implantation differs between electrical scanning and mechanical scanning depending on the magnitude of the ion beam current used. Recently, the application of ion implantation to semiconductor device manufacturing processes has become more popular, and in particular, for the formation of high-concentration junctions, a method of implanting with a beam current of 1 mA or more, as shown in Figure 2, is increasingly being used. Ta. Along with this, as the number of applications for this high-concentration implantation increases, many cases have come to be discovered that are extremely inconvenient and unfavorable in terms of semiconductor device manufacturing under the current state. This is contamination of the silicon substrate by movable impurity ions such as sodium, which is caused by high-concentration ion implantation. As a result of research, the cause of this contamination was found to be due to the following causes.

(1) 第1図、第2図のイオン源よりの引出し部よ
り4と6の分析管部、スリツト部にかけて、ナ
トリウム等を非常に多量に含む物質(主として
ハイドロ、カーボンを主体とする物質)が附着
をしている。
(1) Substances containing very large amounts of sodium, etc. (mainly substances mainly composed of hydro and carbon) from the extraction part of the ion source in Figs. 1 and 2 to the analysis tube parts 4 and 6 and the slit part. is attached.

(2) このハイドロカーボンはイオン源部を排気す
る真空ポンプよりの逆拡散による油がイオンビ
ームに叩かれて分解、附着したものであるが、
これに吸着しているナトリウム等はイオン源の
構成材料、特にフイラメントなどから、放電に
際しての加熱のために放出されるもの、また真
空ポンプに微量に附着しているものが、時間と
共にこの部分に蓄積し、濃縮したものと考えら
れる、この蓄積、濃縮は装置の普通の使用状態
において大体3ケ月〜6ケ月位で無視出きない
量になるものと各種の調査の結果判明してい
る。
(2) This hydrocarbon is caused by oil that is decomposed and attached to the ion beam due to back diffusion from the vacuum pump that exhausts the ion source.
Sodium, etc. adsorbed to this part are released from the constituent materials of the ion source, especially the filament, etc. due to heating during discharge, and trace amounts of sodium adhering to the vacuum pump may accumulate in this part over time. Various studies have shown that this accumulation and concentration, which is considered to be accumulation and concentration, reaches a non-negligible amount in about 3 to 6 months under normal usage conditions of the device.

(3) このような状態でこのイオン打込み装置を運
転すると第1図、第2図の5―1,5―5、の
ような磁場分析管の内部に衝突するイオンビー
ムのため、分析管内部に附着したナトリウム等
を含んだ汚染物質″がスパツタされ、またはイ
オンビームの分析衝突のため分析管が加熱され
温度が上昇してこの汚染物が蒸発し、分析管内
での存在密度はかなりの量になる。したがつて
この状態にては、6のスリツト孔より内外の密
度の差により高真空側のイオン打込み部に拡散
を起こす。
(3) If this ion implantation device is operated in such a state, the ion beam will collide with the inside of the magnetic field analysis tube as shown in Figures 5-1 and 5-5 in Figures 1 and 2, causing damage to the inside of the analysis tube. Contaminants containing sodium etc. attached to the tube are spattered, or the analysis tube is heated due to the collision of the ion beam and the temperature rises, causing this contaminant to evaporate, resulting in a considerable concentration of contaminants in the analysis tube. Therefore, in this state, diffusion occurs in the ion implantation area on the high vacuum side due to the difference in density between the inside and outside of the slit hole 6.

(4) 第3図はこの状態を6のスリツト以降につい
て示したもので目的のイオンビームの5―3の
他に6のスリツトを通じてイオン打込みを行う
14の円筒状の回転体打込み部に15なる“ナ
トリウム等を含む汚染物質”が到着している様
子を示す、このイオン打込み部は〜1×
10-7Torr程度に極めて高真空に排気されてい
るため、この物質は6のスリツト孔と、14の
機械式走査の回転体打込み部の距離が平均自由
行程よりはるかに短いため直進すると考えてよ
い。たゞし、この物質はあくまで拡散であるた
め熱運動の小さいエネルギーを有するにすぎな
い。
(4) Figure 3 shows this state after the 6th slit, and in addition to the target ion beam 5-3, there are 14 cylindrical rotary body implanting parts that implant ions through the 6th slit 15. This ion implantation area shows that “contaminants including sodium etc.” have arrived at ~1×
Since it is evacuated to an extremely high vacuum of about 10 -7 Torr, it is assumed that this material will travel straight because the distance between the slit hole 6 and the rotating body implantation part of the mechanical scanning 14 is much shorter than the mean free path. good. However, since this substance is only diffused, it has only a small amount of thermal energy.

(5) このように14の打込み部に到着した物質は
この表面に到着して附着し、ナトリウム等の汚
染を起すが、14の打込み部に、シリコン基板
をも含めて、イオンビームが照射されるとイオ
ンビームにより表面が活性化され、この物質の
附着速度が更に増大する。
(5) The material that has arrived at the implantation area 14 in this way reaches and adheres to this surface, causing contamination such as sodium, but the ion beam does not irradiate the implantation area 14, including the silicon substrate. The surface is then activated by the ion beam, further increasing the deposition rate of this substance.

以上のべたように第2図の構成のイオン打込み
方式ではイオンビームと中性粒子の他に第8図で
示すように分析管部より“ナトリウム等を含む汚
染物質”(以下汚染物質とも略す)が熱運動エネ
ルギーにて飛来し、イオン打込み素子表面に附着
し、ナトリウム等の汚染を生じ、特にイオンビー
ムの照射を受ける場所はこの汚染物質を多く吸着
することが明らかとなつている。これは当然第1
図の構成でも生じているがこの量は比較的少い。
これは第1図の構成はイオンビーム量が少ないた
め分析管部よりスパツタまたは蒸発する量が少い
こと、また中性粒子除去のための10なるイオン
ビーム偏向板のため、この飛来汚染物質がここに
て、ある程度阻止される効果を有しているため、
イオン打込みのシリコン基板13にまで飛来する
汚染物質の量が少いためである。しかしイオンビ
ーム偏向部には長時間使用するとこの汚染物質が
蓄積していることは各種の実験により明らかにな
つており、これがイオンビームや中性粒子にスパ
ツタされ、イオン打込みのシリコン基板の汚染を
起すことも見出されている。この偏向板は、中性
粒子がイオンビームとほゞ等しいエネルギーを有
するため、この中性粒子を偏向板に打込ませて阻
止せしめるか、或は反射せしめる際そのエネルギ
ーを殆んど取去つて基板に例え到着しても極めて
弱い無視できるエネルギーにまでおとすことを第
1目的としているため、ナトリウム等を含んだ汚
染物質の阻止には必らずしも適した構成ではな
く、またこの汚染物質のスパツタや再蒸発に対し
ては役に立たない状成であるためである。
As mentioned above, in the ion implantation method with the configuration shown in Figure 2, in addition to the ion beam and neutral particles, as shown in Figure 8, "contaminants including sodium etc." (hereinafter also abbreviated as contaminants) are ejected from the analysis tube section. It has become clear that the ion implantation element is blown away by thermal kinetic energy and adheres to the surface of the ion implantation element, causing contamination with sodium and the like. Particularly, it has become clear that the area that is irradiated with the ion beam adsorbs a large amount of this contaminant. This is of course the first
This occurs in the configuration shown in the figure, but the amount is relatively small.
This is because the configuration shown in Figure 1 has a small amount of ion beam, so the amount of spatter or evaporation is smaller than that of the analysis tube section, and also because the ion beam deflection plate 10 is used to remove neutral particles. Here, since it has the effect of blocking to some extent,
This is because the amount of contaminants that fly to the silicon substrate 13 for ion implantation is small. However, various experiments have revealed that this contaminant accumulates in the ion beam deflector when used for a long time, and this contaminant is spattered by the ion beam and neutral particles, causing contamination of the silicon substrate used for ion implantation. It has also been found to cause Since neutral particles have almost the same energy as the ion beam, this deflection plate either blocks the neutral particles by shooting them into the deflection plate, or removes most of their energy when reflecting them. Since the primary purpose is to reduce the energy to an extremely weak level that can be ignored even if it reaches the substrate, the configuration is not necessarily suitable for blocking contaminants containing sodium, etc. This is because it is useless against spatter and re-evaporation.

以上現在の第1図、第2図の構成のまゝではナ
トリウム等に対する汚染に対し、効果がないか、
または少ないことについてのべた。これの解決策
を考えてみると次のようなことが考えられる。
Is the current configuration shown in Figures 1 and 2 ineffective against contamination with sodium, etc.?
Or talked about less. When considering solutions to this problem, the following can be considered.

(1) イオンビーム分析部にナトリウム等の汚染が
起らないようにする、このため真空排気(たと
えば、排気ポンプはイオン源部、分析部、打込
み部を配設した処理室に設けられる。)をクラ
イオポンプやターポモレキユラーポンプ等を使
用し、イオン源の構成材料をナトリウム等を含
まないよう細心の注意をする。この対策は、あ
る程度効果はあるものと考えられる。しかしい
ろんな取扱いの過程で、ナトリウム等にふれる
機会をなくすることは不可能に近くまた原因の
項でのべたように、如何に少量のナトリウム等
により接触しないようにしても、分析管部に蓄
積が起こる時間を延長する効果はあつても蓄積
を防ぐことは不可能である。したがつて具体的
な解決策とはなりにくいなお、市販されている
装置にあつては実際にクライオポンプが使用さ
れているものが多い。
(1) Evacuate the ion beam analysis section to prevent contamination with sodium, etc. (for example, an exhaust pump is installed in the processing chamber where the ion source section, analysis section, and implantation section are located). Use a cryopump, terpo molecular pump, etc., and be very careful not to use sodium, etc. in the constituent materials of the ion source. This measure is considered to be effective to some extent. However, it is nearly impossible to eliminate the opportunity to come into contact with sodium, etc. during various handling processes, and as mentioned in the section on causes, no matter how much you try to avoid contact with sodium, etc., a small amount of sodium, etc. can accumulate in the analysis tube. Even if there is an effect of prolonging the time during which this occurs, it is impossible to prevent the accumulation. Therefore, it is difficult to provide a concrete solution. However, many commercially available devices actually use cryopumps.

(2) 汚染物質が発生するスリツト部および分析管
部部分に排気ポンプを配設して、発生した汚染
物質を速やかに排気するとともに、イオン打込
み部側の処理室でも排気ポンプを用いて強力に
排気する。ところで、装置の構造上、スリツト
部、分析管部等は高い位置にあるため、大きな
重い排気ポンプは直接取り付けにくい。このた
め、イオン打込み部の処理室に配設される排気
ポンプをより強力なものにすることが望まし
い。しかし、イオン打込み部の処理室と分析管
部との間には小さな孔からなるスリツトが設け
られているため、排気効率が悪い。そこで、ス
リツトは直列に並べる数枚のスリツト板の組み
合せで始めて形成されるようにすることによつ
て真空のコンダクタンスを低下させることなく
イオンビームを絞ることが考えられる。
(2) An exhaust pump is installed in the slit section and analysis tube section where contaminants are generated to quickly exhaust the generated contaminants, and the exhaust pump is also used in the processing chamber on the ion implantation section side to provide a powerful exhaust system. Exhaust. However, due to the structure of the apparatus, the slit section, analysis tube section, etc. are located at high positions, making it difficult to directly attach a large and heavy exhaust pump. For this reason, it is desirable to make the exhaust pump disposed in the processing chamber of the ion implantation part more powerful. However, since a slit consisting of a small hole is provided between the processing chamber of the ion implantation section and the analysis tube section, the exhaust efficiency is poor. Therefore, it is possible to narrow down the ion beam without reducing the vacuum conductance by forming the slit by combining several slit plates arranged in series.

したがつて、本発明の目的は被処理物の汚染を
防止することのできるイオン打込装置を提供する
ことにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an ion implantation apparatus that can prevent contamination of a workpiece.

このような目的を達成するために本発明は、イ
オン発生部から発したイオンを分析部で分析する
とともに、所望のイオンのみをスリツトで絞つて
イオン打込部に加速して導き、イオン打込部に配
設される被処理体表面に所望のイオンを注入する
イオン打込装置において、前記スリツト近傍およ
びイオン打込部を配設する処理室には排気量の大
きい排気ポンプを配設するとともに、前記スリツ
トは管路を一部塞ぐ直列に並ぶ数枚のスリツト片
からなり、かつ前記スリツト片を全て重ね合せて
始めてイオンが通過する細い絞り孔を形成するよ
うに構成してなるものであつて、以下実施例によ
り本発明を説明する。
In order to achieve such an object, the present invention analyzes ions emitted from an ion generation section in an analysis section, narrows down only desired ions using a slit, accelerates them, and guides them to an ion implantation section. In an ion implantation device for implanting desired ions into the surface of a workpiece disposed in a section, an exhaust pump with a large displacement is disposed in the vicinity of the slit and in a processing chamber in which the ion implantation section is disposed. , the slit is made up of several slit pieces arranged in series that partially block the conduit, and is configured such that a narrow aperture hole through which ions pass is formed only when all the slit pieces are overlapped. The present invention will now be explained with reference to Examples.

第4図は本発明の一実施例によるイオン打込装
置の概略図である。この実施例は第2図で示す大
出力用イオン打込装置において、P1〜P3に示す
従来の排気ポンプに加えてP4,P5の2台の排気
ポンプを配設し、かつスリツトを第5図で示すよ
うな2枚のスリツト片で構成してなるものであ
る。すなわち、装置全体は各室を形成するカバー
16で被われ、カバー内は真空系を形作つてい
る。カバー16内はイオンの飛来方向に沿つて、
イオン源1、引出し電極2、イオンビーム分析部
4、スリツト6を配設した管路17、加速管7、
打込部14を配設する処理室18が設けられてい
る。また、前記イオンビーム分析部4のイオン源
側および上部にはそれぞれ排気ポンプP1,P2
設けられるとともに、スリツト6の近傍の管路1
7およびイオンビームが激しく衝突する分析部4
の壁には排気ポンプP4,P5が設けられている。
また、処理室18にも排気ポンプP3が設けられ
ている。これら排気ポンプP1〜P5は油のない
(オイルフリー)クライオポンプあるいはターボ
モレキユラーとなつている。このため、処理室1
8、分析部4内への油の拡散はなく、汚染は少な
くなる。また、P3〜P5は排気量(排気能力)が
大きく、カバー内の真空が維持しやすいようにな
つている。
FIG. 4 is a schematic diagram of an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, in the high output ion implantation apparatus shown in Fig. 2, two exhaust pumps P4 and P5 are installed in addition to the conventional exhaust pumps P1 to P3 , and a slit It is made up of two slit pieces as shown in FIG. That is, the entire device is covered with a cover 16 that forms each chamber, and the inside of the cover forms a vacuum system. Inside the cover 16, along the ion flying direction,
An ion source 1, an extraction electrode 2, an ion beam analysis section 4, a conduit 17 equipped with a slit 6, an acceleration tube 7,
A processing chamber 18 in which the driving section 14 is arranged is provided. Further, exhaust pumps P 1 and P 2 are provided on the ion source side and the upper part of the ion beam analysis section 4, respectively, and a pipe line 1 near the slit 6 is provided.
7 and analysis section 4 where ion beams collide violently.
Exhaust pumps P 4 and P 5 are installed on the wall.
Further, the processing chamber 18 is also provided with an exhaust pump P3 . These exhaust pumps P 1 to P 5 are oil-free cryopumps or turbo molecular pumps. For this reason, processing chamber 1
8. There is no oil diffusion into the analysis section 4, and contamination is reduced. Further, P 3 to P 5 have a large displacement (evacuation capacity), making it easy to maintain a vacuum inside the cover.

一方、管路17に設けるスリツト6は第5図に
示すように、2枚の半円板形からなるスリツト片
19からなるとともに、その半円の中心には半円
形の細い切欠孔20が設けられている。また、両
スリツト片19は相互に離れて管路内壁に固定さ
れる。この際、両スリツト片19は180度間隔に
配設され、かつ両者をそのままの状態で重ね合せ
ると、両切欠孔20で小さな孔が形成される。こ
の孔は所望のイオンが通過する。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the slit 6 provided in the conduit 17 consists of two semicircular slit pieces 19, and a thin semicircular notch hole 20 is provided in the center of the semicircle. It is being Further, both slit pieces 19 are fixed to the inner wall of the pipe at a distance from each other. At this time, both slit pieces 19 are arranged at 180 degree intervals, and when both are overlapped in this state, a small hole is formed by both notches 20. The desired ions pass through this hole.

このようなイオン打込装置によれば、排気ポン
プから油等が拡散しないので真空系の汚染は少な
い。また、イオン源等に含有されている不純物等
の分析部内壁およびスリツトへの付着、さらには
これらにイオンが衝突することによつてあるいは
加熱蒸発によつて発生する汚染物質は排気量の大
きな排気ポンプP4,P5によつて速やかに排気さ
れるので分析部の汚染、また分析部から処理室へ
拡散する不純物による処理室の汚染は少なくな
る。さらに、処理室は排気量の大きい排気ポンプ
によつて常に高真空度、即ち高清浄度に保たれ
る。このため、ウエハ(被処理物)の汚染は極め
て少ない。また、各スリツト片は半円形であるこ
とから、管路の断面積の約半分は開いている。し
たがつて、気体の流れは従来のスリツトに較べて
よく、分析部の真空度の向上、即ち分析部の清浄
度が向上する。
According to such an ion implantation device, since oil and the like do not diffuse from the exhaust pump, there is little contamination of the vacuum system. In addition, contaminants such as impurities contained in the ion source, etc. that adhere to the inner walls of the analysis section and the slit, and contaminants generated by ions colliding with these or by thermal evaporation, can be removed by exhaust gas with a large exhaust volume. Since the pumps P 4 and P 5 quickly exhaust the air, contamination of the analysis section and contamination of the processing chamber by impurities diffused from the analysis section into the processing chamber is reduced. Furthermore, the processing chamber is always kept at a high degree of vacuum, that is, at a high degree of cleanliness, by an exhaust pump with a large displacement. Therefore, contamination of the wafer (workpiece) is extremely low. Moreover, since each slit piece is semicircular, approximately half of the cross-sectional area of the conduit is open. Therefore, the gas flow is better than in the conventional slit, and the degree of vacuum in the analysis section is improved, that is, the cleanliness of the analysis section is improved.

なお、本発明は前記実施例に限定されない。た
とえば、スリツト片はさらに多数とし、真空化の
コンダクタンスを向上させるようにしてもよい。
すなわち、スリツト片を120度をわずかに越える
3枚のスリツト片とし、かつ120度間隔でスリツ
ト片を配設することによつて、管路断面の約2/3
を真空化用の流路として用いることができる。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, the number of slit pieces may be increased to improve the vacuum conductance.
In other words, by making three slit pieces with an angle slightly over 120 degrees and arranging the slit pieces at 120 degree intervals, approximately 2/3 of the pipe cross section can be
can be used as a flow path for vacuuming.

以上のように、本発明のイオン打込装置によれ
ば、被処理物の汚染を防ぐことができる。このた
め、半導体装置の製造に適用すれば、特性の優れ
た半導体装置を製造することができる。
As described above, according to the ion implantation apparatus of the present invention, contamination of the object to be processed can be prevented. Therefore, if applied to the manufacture of semiconductor devices, semiconductor devices with excellent characteristics can be manufactured.

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

第1図および第2図は従来のイオン打込装置の
概略図、第3図は同じく汚染状態を示す説明図、
第4図は本発明の一実施例によるイオン打込装置
の概略図、第5図は同じくスリツトを示す概略斜
視図である。 1……イオン源、2……引出し電極、3……イ
オンビーム、4……イオンビーム分析部、5……
分析されたイオンビーム(5―1〜5―5まで)、
6……スリツト、7……加速管、8……X方向走
査電極、9……Y方向走査電極、10……中性粒
子用偏向板、11―1……偏向されたイオンビー
ム、11―2……中性粒子ビーム、13……シリ
コン基板、14……円筒状回転体打込み部、15
……拡散するナトリウム等を含む物質、16……
カバー、17……管路、18……処理室、19…
…スリツト片、20……切欠孔。
FIGS. 1 and 2 are schematic diagrams of a conventional ion implantation device, and FIG. 3 is an explanatory diagram similarly showing a contaminated state.
FIG. 4 is a schematic diagram of an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a schematic perspective view showing a slit. 1... Ion source, 2... Extraction electrode, 3... Ion beam, 4... Ion beam analysis section, 5...
Analyzed ion beam (from 5-1 to 5-5),
6... Slit, 7... Accelerator tube, 8... X direction scanning electrode, 9... Y direction scanning electrode, 10... Deflection plate for neutral particles, 11-1... Deflected ion beam, 11- 2... Neutral particle beam, 13... Silicon substrate, 14... Cylindrical rotating body implantation part, 15
...Diffusing substances containing sodium, etc., 16...
Cover, 17...Pipeline, 18...Processing chamber, 19...
...Slit piece, 20...Notch hole.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 イオン発生部から発したイオンを分析部で分
析するとともに、所望のイオンのみをスリツトで
絞つてイオン打込部を配設する処理室に加速して
導き、イオン打込部に配設される被処理体表面に
所望のイオンを注入するイオン打込装置におい
て、前記スリツト近傍およびイオン打込部を配設
する処理室には排気量の大きい排気ポンプを配設
するとともに、前記スリツトは管路を一部塞ぐ直
列に並ぶ数枚のスリツト片からなり、かつ前記ス
リツト片を全て重ね合せて始めてイオンが通過す
る細い絞り孔を形成するように構成されてなるこ
とを特徴とするイオン打込装置。 2 前記排気ポンプはターボモレキユラまたはク
ライオポンプ等のオイルフリーの真空ポンプから
なることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
のイオン打込装置。
[Scope of Claims] 1. The ions emitted from the ion generation section are analyzed by the analysis section, and only the desired ions are narrowed down with a slit and are accelerated and guided to the processing chamber where the ion implantation section is installed. In an ion implantation device for implanting desired ions into the surface of a workpiece disposed in a section, an exhaust pump with a large displacement is disposed in the vicinity of the slit and in a processing chamber in which the ion implantation section is disposed. , the slit is comprised of several slit pieces arranged in series that partially block the conduit, and is configured such that a narrow aperture hole through which ions pass is formed only when all the slit pieces are overlapped. Ion implantation equipment. 2. The ion implantation apparatus according to claim 1, wherein the exhaust pump is an oil-free vacuum pump such as a turbo molecular or cryopump.
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JPS543475A (en) * 1977-06-10 1979-01-11 Hitachi Ltd Ion injecting device
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