JPH0754689B2 - Ion implanter - Google Patents
Ion implanterInfo
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- JPH0754689B2 JPH0754689B2 JP63299240A JP29924088A JPH0754689B2 JP H0754689 B2 JPH0754689 B2 JP H0754689B2 JP 63299240 A JP63299240 A JP 63299240A JP 29924088 A JP29924088 A JP 29924088A JP H0754689 B2 JPH0754689 B2 JP H0754689B2
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- ion
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はイオン打込み装置に係り、更に詳細には被打込
み物の周辺構造に関する。The present invention relates to an ion implanter, and more particularly to a peripheral structure of an implanting object.
第4図は、従来のイオン打込み装置の概要を示す構成図
で、イオン源1から引き出されたイオンビーム2は、分
析管3で目的イオンから不要イオンを分離した後、アー
ス電極4,サプレッサ電極5を通過して、ファラデーカッ
プ6に配置された被打込み物(例えば半導体ウエハ)に
衝突し、イオンが打込まれる。FIG. 4 is a block diagram showing an outline of a conventional ion implanter, in which an ion beam 2 extracted from an ion source 1 separates unwanted ions from target ions in an analysis tube 3, and then an earth electrode 4 and a suppressor electrode. After passing through 5, it collides with an object to be implanted (for example, a semiconductor wafer) arranged in the Faraday cup 6 and ions are implanted.
このイオン打込みは、通常イオンビームをX,Y方向に走
査して行われる。被打込み物7は、ファラデーカップ6
の底部を構成するもので、被打込み物に打込まれたイオ
ンは、被打込み物中に静止し、そのイオン電荷がイオン
電流となって、電流計8で測定される。This ion implantation is usually performed by scanning the ion beam in the X and Y directions. The driven object 7 is the Faraday cup 6.
The ion implanted into the object to be implanted rests in the object to be implanted, and its ionic charge becomes an ionic current, which is measured by the ammeter 8.
この測定電流は、イオンのドーズ量を知る目安となるも
ので、設定されたドーズ量に達すると、イオン打込みが
中止される。This measured current is a standard for knowing the dose amount of ions, and when the set dose amount is reached, the ion implantation is stopped.
ところで、イオン打込みに使用されるイオンビームは、
高エネルギーなので、被打込み物に衝突すると、被打込
み物から2次電子,2次イオンが放出される。この2次電
子や2次イオンがファラデーカップ外部にリークされる
と、イオン電流に変動をきたすため、正確なイオン電流
が測定できなくなる。具体的には、例えば2次電子のリ
ーク(放出)は、電流測定器8に正電荷の流入と同様に
測定され、実際の打込みイオン量よりも多く測定され
る。By the way, the ion beam used for ion implantation is
Since the energy is high, secondary electrons and secondary ions are emitted from the hit object when it hits the hit object. If this secondary electron or secondary ion leaks to the outside of the Faraday cup, the ion current will fluctuate, making it impossible to accurately measure the ion current. Specifically, for example, the leakage (emission) of secondary electrons is measured in the same manner as the inflow of positive charges into the current measuring device 8 and is measured more than the actual amount of implanted ions.
そこで従来は第4図に示すように、ファラデーカップ6
のビーム入口近くにサプレッサ電極5を設ける。このサ
プレッサ電極は、負側がファラデーカップ入口近くにセ
ットされることで、ファラデーカップから入口を通して
飛び出そうとする2次電子(負の電荷)を反発力でカッ
プ内に戻し、また2次イオン(正の電荷)を吸収して再
びファラデーカップ側に戻している。Therefore, conventionally, as shown in FIG. 4, a Faraday cup 6 is used.
A suppressor electrode 5 is provided near the beam entrance of the. The suppressor electrode is set near the entrance to the Faraday cup on the negative side, so that secondary electrons (negative charges) that try to jump out of the Faraday cup through the entrance are returned to the cup by repulsive force, and secondary ions (positive Charge) and returned to the Faraday cup side again.
なお、この種の従来装置としては、例えば米国特許第40
11449号に記載されたものがある。A conventional device of this type is, for example, US Pat.
There is one described in No. 11449.
前述した従来技術は、イオン打込みの際に被打込み物か
ら生じる2次電子や2次イオンを捕獲する点では、充分
な機能を果たし、本来のイオンビーム(1次イオン)に
基ずくイオン電流値を精度良く測定するが、被打込み物
がイオン打込みによりガスが生じやすいものの場合に
は、次のような改善すべき点があっった。The above-mentioned conventional technique fulfills a sufficient function in capturing secondary electrons and secondary ions generated from an object to be ion-implanted, and has an ion current value based on the original ion beam (primary ion). Was measured accurately, but when the object to be implanted was one in which gas was easily generated by ion implantation, there were the following points to be improved.
例えば、イオンビーム電流が10mA級で、被打込み物の表
面に樹脂性の膜等がある場合(具体的には、半導体ウエ
ハ上にレジスト膜がある場合など)には、イオン打込み
時に非打込み物から有機ガスが生じる。そして、従来の
ファラデーカップは、そのイオンビーム入口しかガスの
逃げ口がないので、ガスがファラデーカップ内に充満し
やすく、更にガスはイオンビーム入口の開口を通ってイ
オンビームライン上流へ拡散する。このような現象が生
じると、イオンビームがファラデーカップに入る前にガ
スと衝突して、イオンビームの一部がガス中に含まれた
遊離電子と結合して中性化してしまう。また、ファラデ
ーカップ内でガスがイオンビームと衝突してイオン化さ
れ、ガスの一部がイオンの状態で排気されるため、ファ
ラデーカップ内の電荷が減少し、いわゆる電流リークと
同じ現象をおこしてしまう。いずれの場合にも測定すべ
きイオン電流に変動をきたし、正確なイオン電流を測定
できない問題があった。For example, if the ion beam current is 10 mA and there is a resinous film on the surface of the object to be implanted (specifically, if there is a resist film on the semiconductor wafer), the non-implanted object at the time of ion implantation From which organic gas is produced. Since the conventional Faraday cup has a gas escape port only at its ion beam inlet, the gas easily fills the Faraday cup, and the gas diffuses upstream of the ion beam line through the opening of the ion beam inlet. When such a phenomenon occurs, the ion beam collides with the gas before entering the Faraday cup, and a part of the ion beam is combined with free electrons contained in the gas to be neutralized. In addition, the gas collides with the ion beam in the Faraday cup and is ionized, and part of the gas is exhausted in the ion state, so the charge in the Faraday cup decreases and the same phenomenon as current leakage occurs. . In either case, the ion current to be measured fluctuates, and there is a problem that an accurate ion current cannot be measured.
また電流計測系に2次電子等のサプレッサ電極のような
高電圧電極がある場合、真空度低下により放電が生じる
おそれがあり、ノイズ発生,電源破損の要因となりやす
い。Further, when the current measuring system has a high voltage electrode such as a suppressor electrode for secondary electrons or the like, discharge may occur due to a decrease in vacuum degree, which is likely to cause noise generation and power source damage.
更に発生したガス物質がイオンビーム打込み時のミキシ
ング作用によって、被打込み物に打ち込まれるといった
汚染の問題,ガス物質が集結して、異物として問題とな
る大きさまで成長し、特に半導体ウエハへの打込み時に
悪影響をあたえることが懸念される。In addition, the generated gas substance is mixed into the object to be implanted by the mixing action at the time of implanting the ion beam, and the gas substance collects and grows to a problematic size as a foreign matter. There is concern that it may have an adverse effect.
このような問題に対処するため、例えば特開昭60-23034
7号公報に開示されるように、ファラデーカップを多数
のガス抜き孔を有する内筒,外筒とで構成し、内筒に正
電位を与え、外筒に負電位を与えるようにして、ファラ
デーカップ内のガスを孔を通して外部に放出すると共
に、ファラデーカップ内にイオン打込み時に生じた2次
電子や2次イオンがガスに紛れこんで放出(外部リー
ク)されないように上記正電位,負電位により捕獲する
技術も提案されている。In order to deal with such a problem, for example, JP-A-60-23034
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 7, a Faraday cup is composed of an inner cylinder having a large number of gas vent holes and an outer cylinder, and a positive potential is applied to the inner cylinder and a negative potential is applied to the outer cylinder. The gas in the cup is released to the outside through the hole, and the above-mentioned positive and negative potentials are trapped so that the secondary electrons and secondary ions generated during ion implantation in the Faraday cup do not mix with the gas and are not released (external leak). Techniques for doing so have also been proposed.
本発明の目的は、このような負電位の内筒,正電位の外
筒がなくともファラデーカップ内で生じたイオン打込み
時のガスを2次電子,2次イオンを捕獲しつつ放出して、
イオン打込み時に被打込み物から生じるガスの発生に起
因する上記種々の問題を解決することにある。The object of the present invention is to discharge the gas at the time of ion implantation generated in the Faraday cup while trapping secondary electrons and secondary ions even without such a negative potential inner cylinder and a positive potential outer cylinder.
It is to solve the above-mentioned various problems caused by the generation of gas generated from an object to be ion-implanted.
本発明は、基本的には、ファラデーカップ内に被打込み
物を配置し、この被打込物に前記ファラデーカップのビ
ーム入射口からイオンビームを導入してイオンを打込む
イオン打込み装置において、 前記ファラデーカップを、断面が「くの字」形に折り曲
げられた多数の環状遮蔽板を外側を見通せない程度の間
隔をあけて筒形に配列した環状遮蔽板集合体により構成
し、これらの環状遮蔽板間の間隙よりイオン打込み時に
ファラデーカップ内に生じるガスを外部に放出するため
の曲折通路を形成したことを特徴とする(これを第1の
課題解決手段とする)。The present invention is basically an ion implanting device in which an object to be implanted is arranged in a Faraday cup, and an ion beam is introduced into the object to be implanted from a beam entrance of the Faraday cup to implant ions. The Faraday cup is composed of a ring-shaped shield plate assembly in which a large number of ring-shaped shield plates whose cross-section is bent in a "dogleg" shape are arranged in a cylindrical shape at intervals so that the outside cannot be seen. It is characterized in that a bent passage for discharging gas generated in the Faraday cup at the time of ion implantation from the gap between the plates to the outside is formed (this is the first means for solving the problem).
さらに、このような環状遮蔽板集合体のファラデーカッ
プの周囲に、該ファラデーカップ周囲に磁場を形成する
ためのマグネットが配置したものも提案する(これを第
2の課題解決手段とする)。Further, there is also proposed such a ring shield plate assembly in which a magnet for forming a magnetic field around the Faraday cup is arranged around the Faraday cup (this is referred to as a second problem solving means).
第1の課題解決手段の作用…ファラデーカップを構成す
る環状遮蔽板集合体の環状遮蔽板間の間隙が断面「くの
字」形の曲折した狭い通路を構成するので、イオン打込
み時に生じるファラデーカップ内のガスはこの曲折した
通路を通して外部に放出されるが、2次電子や2次イオ
ンは上記曲折した通路を通る過程で通路壁(環状遮蔽
板)に衝突して跳ね返るか吸着される。Action of First Problem Solving Means ... Since the gap between the annular shield plates of the annular shield plate assembly forming the Faraday cup constitutes a bent narrow passage having a "dogleg" cross section, the Faraday cup generated at the time of ion implantation The gas inside is released to the outside through this bent passage, but secondary electrons and secondary ions collide with the wall of the passage (annular shield plate) and are repelled or adsorbed in the process of passing through the bent passage.
この場合、通路壁に衝突する粒子エネルギーは低いの
で、通路壁から生じる電子,イオン(ここでは、これら
を3次電子,3次イオンと称する)等の3次荷電粒子は少
なく、また、電子の衝突だけで3次イオンは発生しな
い。In this case, since the particle energy colliding with the passage wall is low, there are few tertiary charged particles such as electrons and ions (herein, referred to as tertiary electrons and tertiary ions) generated from the passage wall, and The collision does not generate tertiary ions.
また、衝突して跳ね返った場合、2次粒子のエネルギー
は確率的に低下し、通路壁での衝突を繰り返すと、最終
的に2次イオン,2次電子がほとんど通路壁に吸着され
る。When the particles collide and bounce, the energy of the secondary particles decreases stochastically, and when collisions on the passage walls are repeated, most of the secondary ions and secondary electrons are finally adsorbed on the passage walls.
そして本発明によれば、2次電子,2次イオンが上記ファ
ラデーカップに確保した曲折通路を通るとき、何回か必
ず通路壁に衝突する構造とすることができるので、電荷
をもっていない中性ガスのみを排気し、荷電粒子を捕獲
することができる。Further, according to the present invention, when the secondary electrons and secondary ions pass through the curved passage secured in the Faraday cup, the structure can collide with the passage wall several times without fail. Only the air can be exhausted and the charged particles can be captured.
第2の課題解決手段の作用…このような環状遮蔽板集合
体よりなるファラデーカップ周囲にマグネットにより磁
場形成した場合について説明する。Operation of Second Problem Solving Means ... A case where a magnetic field is formed by a magnet around the Faraday cup composed of such an annular shield plate assembly will be described.
磁場は荷電粒子に対して進路方向を曲げる性質を有して
いる。したがって、磁場が充分に強ければ荷電粒子を曲
げるだけでなく、Uターンさせることができ、仮りにフ
ァラデーカップより2次イオン等の荷電粒子が放出した
場合を想定した場合であっても、それをファラデーカッ
プ側に引き戻すことが可能になる。The magnetic field has the property of bending the charged particle in the path direction. Therefore, if the magnetic field is strong enough, not only the charged particles can be bent, but also a U-turn can be made. Even if it is assumed that charged particles such as secondary ions are emitted from the Faraday cup, it can be changed. It is possible to pull it back to the Faraday cup side.
ここで、実験的に2次電子をトラップさせるに必要な磁
場強度を第3図に基づき算出してみる。Here, the magnetic field strength required to trap secondary electrons experimentally will be calculated based on FIG.
第3図のAはファラデーカップ、Bはファラデーカップ
の筒面に設けた排気孔(ここでは、実験的に2次電子が
通り易いようにするため、ストレートな孔としてい
る)、Cは2次電子の進路、Gは磁場の磁力方向を示
す。2次電子のエネルギーEeは数十eV,磁場の粒子通過
方向の長さ得るを数cmとすると、磁場による電子の旋回
半径RがLよりも小さければ、2次電子は以下の式から
この磁場を通過することができない。In FIG. 3, A is a Faraday cup, B is an exhaust hole provided on the cylindrical surface of the Faraday cup (here, it is a straight hole so that secondary electrons can easily pass through it), and C is a secondary hole. The path of electrons, G indicates the direction of the magnetic force of the magnetic field. If the energy Ee of the secondary electron is several tens of eV and the length of the magnetic field in the particle passage direction is several cm, and if the radius of gyration R of the electron due to the magnetic field is smaller than L, the secondary electron is Can't pass through.
Ee=100eV・R<1.0cm とし、荷電粒子と磁場の関係式を ただし、MEは電子の質量(原子量換算)、Bは磁束密度
(ガウス)で、以上から、 従って、ファラデーカップの排気孔付近には、50ガウス
程度の磁場があれば、2次電子は磁場で捕獲できる。Ee = 100eV ・ R <1.0cm, the relational expression between charged particles and magnetic field is However, ME is the electron mass (atomic weight conversion) and B is the magnetic flux density (Gauss). Therefore, if there is a magnetic field of about 50 gauss near the exhaust hole of the Faraday cup, secondary electrons can be captured by the magnetic field.
2次電子イオンのエネルギーも2次電子とほゞ同等と思
われるが、質量が大きいため、上記ストレートの排気孔
であれば、この程度の磁場では捕獲されず通り抜けてし
まうおそれがある。The energy of the secondary electron ions seems to be almost the same as that of the secondary electrons, but since the mass is large, the straight exhaust hole may not be trapped by such a magnetic field and may pass through.
しかし、本課題解決手段の構成では、ファラデーカップ
を上記した断面「くの字」形の環状遮蔽板の集合体によ
り構成しているので、2次電子,2次イオン等の荷電粒子
はその排気用の曲折通路壁(環状遮蔽板)で捕獲され、
ただ2次イオンについては、質量が大きいために、ファ
ラデーカップのガス圧が高くなったときにガスと共に排
気されるおそれがあるが、上記のように2次イオンが何
回か曲折通路壁に衝突してエネルギーが減衰した状態に
あるので、ファラデーカップ周囲に上記実験式で表した
程度の磁場を設けても充分にファラデーカップ側に2次
イオンを引き戻すことができる。However, in the structure of the present means for solving the problem, since the Faraday cup is composed of the aggregate of the above-mentioned annular shield plate having the "dogleg" shape, the charged particles such as secondary electrons and secondary ions are exhausted from the exhaust. Is captured by a bent passage wall (annular shielding plate) for
However, since the secondary ions have a large mass, they may be discharged together with the gas when the gas pressure in the Faraday cup becomes high, but as described above, the secondary ions collide with the bent passage wall several times. Since the energy is attenuated, the secondary ions can be sufficiently pulled back to the Faraday cup side even if a magnetic field of the above-mentioned empirical formula is provided around the Faraday cup.
本発明の一実施例を第1図及び第2図に示す。 One embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1 and 2.
第1図はイオン打込み装置のファラデーカップ周辺を示
し、第2図はその一部拡大断面図である。FIG. 1 shows the vicinity of the Faraday cup of the ion implantation device, and FIG. 2 is a partially enlarged sectional view thereof.
これらの図において、20はファラデーカップで、ファラ
デーカップ20は、断面が「くの字」形に折り曲げられた
多数の環状遮蔽板21を外側を見通せない程度の所定の間
隔をあけて筒形に配列した環状遮蔽板集合体により構成
される。これらの環状遮蔽板21間の間隙より曲折した排
気通路22を構成し、イオン打込み時にファラデーカップ
内に生じるガスを外部に放出可能にした。In these figures, 20 is a Faraday cup, and the Faraday cup 20 is formed into a tubular shape with a predetermined interval such that a large number of annular shield plates 21 whose cross section is bent in a "dogleg" shape cannot be seen through. It is composed of an array of annular shielding plates. An exhaust passage 22 bent from the gap between the annular shield plates 21 was formed to allow the gas generated in the Faraday cup at the time of ion implantation to be released to the outside.
ファラデーカップ20は電流計8を介してアースされる。The Faraday cup 20 is grounded via the ammeter 8.
25はアース電極、26はサプレッサ電極であり、これらの
電極はファラデーカップ20のイオンビーム入射口(開
口)20b近くに配置してある。Reference numeral 25 is a ground electrode, and 26 is a suppressor electrode. These electrodes are arranged near the ion beam entrance (opening) 20b of the Faraday cup 20.
23は、ファラデーカップ20の外周及びイオンビーム入口
20bと反対側にある鏡板状壁体(筒底)の外側に設けた
磁場形成用マグネット(永久磁石)で、ファラデーカッ
プ20の周囲(外側)に磁場24を形成するほかに、ファラ
デーカップ20内側に磁場24の一部が及ぶようにしてあ
る。磁場24の磁束は、ファラデーカップ20内に入射され
るイオンビーム2と同一方向で、イオンビーム2は、磁
場24の内側磁束中を通過するように設定される。23 is the outer periphery of the Faraday cup 20 and the ion beam entrance
In addition to forming a magnetic field 24 around the Faraday cup 20 (outer side) with a magnetic field forming magnet (permanent magnet) provided on the outer side of the end plate-shaped wall (cylinder bottom) on the side opposite to 20b, inside the Faraday cup 20 A part of the magnetic field 24 is applied to. The magnetic flux of the magnetic field 24 is set in the same direction as the ion beam 2 entering the Faraday cup 20, and the ion beam 2 is set so as to pass through the magnetic flux inside the magnetic field 24.
7はファラデーカップ20内で鏡板部内壁にセットされた
被打込み物(例えば半導体ウエハ)である。Reference numeral 7 denotes an object to be driven (for example, a semiconductor wafer) set on the inner wall of the end plate in the Faraday cup 20.
イオン源からのイオンビーム2は、アース電極25,サプ
レッサ電極26を通ってファラデーカップ20内に入り、被
打込み物7に照射される。The ion beam 2 from the ion source passes through the earth electrode 25 and the suppressor electrode 26, enters the Faraday cup 20, and is irradiated onto the implanting object 7.
本実施例によれば、ファラデーカップ20を構成する環状
遮蔽板集合体の環状遮蔽板21間の間隙が断面「くの字」
形の曲折した狭い通路22を構成するので、イオン打込み
時に生じるファラデーカップ20内にガスはこの曲折した
通路を通して外部に放出される。また、2次電子や2次
イオンがガスに紛れ込んで曲折した排気通路22を通過し
ようとすると、通路壁(環状遮蔽板)に衝突して跳ね返
るか吸着される。According to the present embodiment, the gap between the annular shield plates 21 of the annular shield plate assembly that constitutes the Faraday cup 20 has a cross-section of "dogleg".
Since the curved narrow passage 22 is formed, the gas is discharged to the outside through the curved passage in the Faraday cup 20 generated at the time of ion implantation. Further, when the secondary electrons or secondary ions are mixed in the gas and pass through the bent exhaust passage 22, the secondary electrons or secondary ions collide with the passage wall (annular shield plate) and bounce or are adsorbed.
この場合、通路壁に衝突する粒子エネルギーは低いの
で、通路壁から生じる電子,イオン(3次電子,3次イオ
ン)等の3次荷電粒子は少なく、また、電子の衝突だけ
で3次イオンは発生しない。In this case, since the particle energy colliding with the passage wall is low, the number of tertiary charged particles such as electrons and ions (tertiary electrons, tertiary ions) generated from the passage wall is small, and the tertiary ions are generated only by the collision of electrons. Does not occur.
また、衝突して跳ね返った場合、2次粒子のエネルギー
は確率的に低下し、通路壁での衝突を繰り返すと、最終
的に2次イオン,2次電子がほとんど通路壁に吸着され
る。When the particles collide and bounce, the energy of the secondary particles decreases stochastically, and when collisions on the passage walls are repeated, most of the secondary ions and secondary electrons are finally adsorbed on the passage walls.
なお、2次イオンについては、質量が大きいために、フ
ァラデーカップのガス圧が高くなったときにガスと共に
排気されるおそれがあるが、上記のように2次イオンが
何回か曲折通路壁に衝突してエネルギーが減衰した状態
にあるので、ファラデーカップ20に形成した磁場(50ガ
ウス程度で良い)により、ファラデーカップ20側に2次
イオンをUターンさせて引き戻すことができる。The secondary ions may be discharged together with the gas when the gas pressure in the Faraday cup becomes high because of the large mass. However, as described above, the secondary ions may be discharged to the bent passage wall several times. Since the energy is attenuated by the collision, the magnetic field formed in the Faraday cup 20 (about 50 Gauss is enough) makes it possible to make the secondary ions U-turn to the Faraday cup 20 side and pull back.
したがって、本実施例によれば、ファラデーカップ周面
に設けた多数のガス排気通路22を介して中性ガスのみを
排出しファラデーカップ20内のガス充満をなくし、且
つ、ファラデーカップ20のイオンビーム入口20bから流
出するガスをほとんど無くすことができ、しかも2次電
子,2次イオンのリークを防止するので、次のような効果
を奏する。Therefore, according to the present embodiment, only the neutral gas is discharged through the large number of gas exhaust passages 22 provided on the peripheral surface of the Faraday cup to eliminate the gas filling in the Faraday cup 20 and the ion beam of the Faraday cup 20. The gas flowing out from the inlet 20b can be almost eliminated, and the leakage of secondary electrons and secondary ions can be prevented, so that the following effects can be obtained.
すなわち、レジスト付き半導体ウエハ等にイオンビーム
を打ち込んで生じるガスのため真空度が低下する事態を
抑制し、しかもガスとイオンビーム2との衝突を回避
し、加えて2次電子,2次イオンなどの荷電粒子の捕獲を
ファラデーカップの筒面及びイオンビーム入口付近にて
有効に行なうので、イオンビームの電流値が変動するこ
となく正確に測定することができる。That is, it is possible to prevent a situation in which the degree of vacuum is lowered due to the gas generated by implanting an ion beam on a semiconductor wafer with a resist and the like, avoiding collision between the gas and the ion beam 2 as well as secondary electrons, secondary ions, etc. Since the charged particles are effectively captured near the cylindrical surface of the Faraday cup and the entrance of the ion beam, the current value of the ion beam can be accurately measured without fluctuation.
さらに極度の真空度低下時に生じるサプレッサ電極等で
の放電の恐れももなく装置の安全性を高めることができ
る。Further, the safety of the device can be improved without fear of electric discharge at the suppressor electrode or the like which occurs when the degree of vacuum is extremely lowered.
また、ファラデーカップ内でのガス充満を無くすこと
で、イオンビームのミキシング作用によって打込み室付
近にあるガス物質が被打込み物に打ち込まれるといった
不具合をなくし、ミキシング作用による被打込み物の汚
染や、ガス物質が集結して異物となって被打込み物への
正常な打込みを阻害するといった事態を防止することが
できる。さらに、ガス物質が周囲の構成物に付着するこ
とによる汚れの問題、ひいてはメンテナンスの軽減を図
れる。In addition, by eliminating the gas filling in the Faraday cup, the problem that the gas substance in the vicinity of the driving chamber is driven into the target by the mixing action of the ion beam is eliminated, and the contamination of the target by the mixing action and the gas It is possible to prevent a situation in which the substances are aggregated to form a foreign substance, which hinders the normal driving of the object to be driven. Further, it is possible to reduce the problem of fouling due to the gas substances adhering to the surrounding components, and thus maintenance.
また、本実施例では、磁場24の磁力線がイオンビーム進
行方向と同一方向に向き、その磁場24内をイオンビーム
が通るようにしたので、ファラデーカップ内側の磁場に
よっても、2次電子,2次イオンが拘束されるので、2次
電子,2次イオンがファラデーカップ壁面に達しにくく、
さらに、2次電子発生の発生によって被打込み物にイオ
ン電荷(正電荷)が帯電したときでも磁力線に乗って2
次電子が被打込み物に至り、帯電を抑制する効果が期待
できる。Further, in the present embodiment, since the magnetic field lines of the magnetic field 24 are oriented in the same direction as the ion beam traveling direction and the ion beam passes through the magnetic field 24, the secondary electrons and the secondary electrons are also generated by the magnetic field inside the Faraday cup. Since the ions are restrained, it is difficult for the secondary electrons and secondary ions to reach the wall surface of the Faraday cup,
Furthermore, even when the implanting object is charged with ionic charge (positive charge) due to the generation of secondary electrons, the magnetic field line
Secondary electrons reach the object to be implanted, and the effect of suppressing charging can be expected.
以上のように、本発明によれば、従来より提案されてい
る負電位の内筒,正電位の外筒より成るファラデーカッ
プを用いなくとも、ファラデーカップの構造自身で或い
はこれに補助的な磁場を付加することで、イオン打込み
時のガスを2次電子,2次イオンを捕獲しつつ放出して、
イオン打込み時に被打込み物から生じるガスの発生に起
因する種々の問題を解決し、高精度のイオン打込み装置
を提供することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to use the structure of the Faraday cup itself or an auxiliary magnetic field for the Faraday cup without using the conventionally proposed Faraday cup composed of the negative potential inner cylinder and the positive potential outer cylinder. By adding, the gas at the time of ion implantation is released while trapping secondary electrons and secondary ions,
It is possible to solve various problems caused by the generation of gas generated from an object to be ion-implanted and provide a highly accurate ion-implanting device.
第1図は、本発明の一実施例を示す構成図、第2図は、
その一部拡大断面図、第3図は、荷電粒子に与える磁場
作用を図式化した説明図、第4図は、従来のイオン打込
み装置の一例を示す構成図である。 2……イオンビーム、7……被打込み物、20……ファラ
デーカップ、21……環状遮蔽板、22……曲折した排気通
路、23……マグネット、24……磁場。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view, FIG. 3 is an explanatory view schematically showing the magnetic field action given to charged particles, and FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of a conventional ion implantation apparatus. 2 ... ion beam, 7 ... implant, 20 ... Faraday cup, 21 ... annular shield, 22 ... bent exhaust passage, 23 ... magnet, 24 ... magnetic field.
Claims (3)
し、この被打込物に前記ファラデーカップのビーム入射
口からイオンビームを導入してイオンを打込むイオン打
込み装置において、 前記ファラデーカップは、断面が「くの字」形に折り曲
げられた多数の環状遮蔽板を外側を見通せない程度の間
隔をあけて筒形に配列した環状遮蔽板集合体により構成
され、これらの環状遮蔽板間の間隙よりイオン打込み時
にファラデーカップ内に生じるガスを外部に放出するた
めの曲折通路を形成して成ることを特徴とするイオン打
込み装置。1. An ion implanter in which an object to be implanted is arranged in a Faraday cup, and an ion beam is introduced into the object to be implanted from a beam entrance of the Faraday cup to implant ions, wherein the Faraday cup comprises: It is composed of an annular shield plate assembly in which a large number of annular shield plates whose cross section is bent in a "dogleg" shape are arranged in a cylindrical shape with a gap that does not allow the outside to be seen, and the gap between these annular shield plates. An ion implanting device, further comprising a bent passage for releasing a gas generated in the Faraday cup during ion implantation to the outside.
デーカップ周囲に磁場を形成するためのマグネットが配
置されていることを特徴とする請求項1記載のイオン打
込み装置。2. The ion implanting apparatus according to claim 1, wherein a magnet for forming a magnetic field around the Faraday cup is arranged around the Faraday cup.
力線が前記イオンビームと同一方向に向いて、その磁束
の一部が前記イオンビームの通過経路と重なるよう設定
して成ることを特徴とする請求項2記載のイオン打込み
装置。3. A magnetic field line of a magnetic field formed by the magnet is oriented in the same direction as the ion beam, and a part of the magnetic flux is set so as to overlap with a passage path of the ion beam. Item 2. The ion implanter according to item 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63299240A JPH0754689B2 (en) | 1988-11-26 | 1988-11-26 | Ion implanter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63299240A JPH0754689B2 (en) | 1988-11-26 | 1988-11-26 | Ion implanter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02144841A JPH02144841A (en) | 1990-06-04 |
| JPH0754689B2 true JPH0754689B2 (en) | 1995-06-07 |
Family
ID=17869963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63299240A Expired - Lifetime JPH0754689B2 (en) | 1988-11-26 | 1988-11-26 | Ion implanter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754689B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| JPS598027B2 (en) * | 1976-07-26 | 1984-02-22 | 株式会社日立製作所 | Faraday cup for ion implantation equipment |
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-
1988
- 1988-11-26 JP JP63299240A patent/JPH0754689B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US20200211816A1 (en) * | 2018-12-28 | 2020-07-02 | Sumitomo Heavy Industries Ion Technology Co., Ltd. | Ion implanter and measuring device |
| TWI824079B (en) * | 2018-12-28 | 2023-12-01 | 日商住友重機械離子科技股份有限公司 | Ion implantation device and measurement device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02144841A (en) | 1990-06-04 |
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