JPH03219545A - Ion implanting device - Google Patents

Ion implanting device

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JPH03219545A
JPH03219545A JP2258318A JP25831890A JPH03219545A JP H03219545 A JPH03219545 A JP H03219545A JP 2258318 A JP2258318 A JP 2258318A JP 25831890 A JP25831890 A JP 25831890A JP H03219545 A JPH03219545 A JP H03219545A
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sample
magnetic field
sample stage
secondary electrons
ion implantation
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Koichiro Nakanishi
幸一郎 仲西
Haruhisa Fujii
藤井 治久
Hirotaka Muto
浩隆 武藤
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PURPOSE:To reduce the electric potential of a sample surface by forming a magnetic field on the sample surface radially from about the center of the sample to the outside of the outer circumference of the sample, thereby catching electrons including secondary electrons generated near the outer circumference in the magnetic field. CONSTITUTION:A sample 32 is held on a table 31, and stick magnets 33 are buried in the table 31 below the sample 32. The magnets 33 are radially arranged in such a manner that the S-poles 33b are laid on the outside of the outer circumference of the sample 32 and the N-poles 33a are laid close to about the center of the sample. In this constitution, when an ion beam is radiated on the sample and the table, about 1/2 secondary electrons generated from the table 31 is transported to the center part of the sample 32 by the magnetic field, attracted by the electrified potential by the implanted ions, and recombined with the ions or present on the surface to reduce the electrified potential. Thus, the failure of the device by damage of insulator is reduced in ion implanting process.

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関し、特に、イオンビー
ムが試料台または試料に照射されたときに発生する2次
電子を捕捉するための磁場を発生する手段を備えたイオ
ン打込み装置に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to an ion implantation device, and in particular, to an ion implantation device that uses a magnetic field to capture secondary electrons generated when an ion beam is irradiated onto a sample stage or sample. The present invention relates to an ion implantation device equipped with means for generating ion.

[従来の技術] 以下従来のイオン打込み装置について、第7図。[Conventional technology] The conventional ion implantation device is shown in FIG. 7 below.

第8図、第9A図、第9B図に基づいて説明する。This will be explained based on FIG. 8, FIG. 9A, and FIG. 9B.

第7図は、たとえばrNuclear  Instru
ment  and  Method  1nPhys
ics  Re5earch  B37/38(198
9)のp492〜p 496jに記載されたバリアン社
のイオン打込み装置の試料台近傍の断面構成を示してい
る。同図を参照して、アルミニウムなどからなる試料台
1には、試料2が保持されている。試料2に対向して、
イオンビーム(第7図に示す矢印IB)が試料台1ある
いは試料2に照射されたときに発生する2次電子を捕捉
するための、2次電子捕捉電極3が配されている。
FIG. 7 shows, for example, rNuclear Instru
ment and Method 1nPhys
ics Research B37/38 (198
9), pages 492 to 496j, showing a cross-sectional configuration near the sample stage of the Varian ion implantation device. Referring to the figure, a sample 2 is held on a sample stage 1 made of aluminum or the like. Opposed to sample 2,
A secondary electron capturing electrode 3 is arranged to capture secondary electrons generated when the sample stage 1 or the sample 2 is irradiated with the ion beam (arrow IB shown in FIG. 7).

この2次電子捕捉電極3に隣接して、周辺の空間電子を
トラップするための負電位電極4,5が配され、これら
の負電位電極4,5の間には、イオンビームを試料2の
方向へ通過させたり、あるいは遮断したりするためのビ
ームストッパ6が配設されている。試料台1だけでなく
、2次電子捕捉電極3.負電位電極4,5およびビーム
ストッパ6も、主としてアルミニウムなどの導体によっ
て形成されている。
Adjacent to this secondary electron trapping electrode 3, negative potential electrodes 4 and 5 for trapping surrounding space electrons are arranged. A beam stopper 6 is provided to allow the beam to pass in the direction or to block it. Not only the sample stage 1 but also the secondary electron capturing electrode 3. The negative potential electrodes 4 and 5 and the beam stopper 6 are also mainly formed of a conductor such as aluminum.

次に、このように構成された従来のイオン打込み装置の
動作について説明する。ビームストッパ6が「開」の状
態になると、イオンビームは輸送されて試料台1の上に
搭載された試料2に照射される。イオン打込み装置は、
たとえば第8図の断面模式図に示されたMOSトランジ
スタを形成するプロセスに用いられている。第8図を参
照して、たとえばp型のフィールド11やチャネル12
を形成する場合には、硼素イオンB+が打込まれ、ソー
ス13やドレイン14を形成するためには燐イオン(P
“)や砒素イオン(As”)が打込まれる。いずれの場
合にも、試料2には正の電荷を持ったイオンが注入され
るので、ウェハの表面にレジスト15やシリコン酸化膜
などの高抵抗の絶縁体が存在する場合には、正に帯電す
る。また、イオン注入されると、試料台1または試料2
から、イオン注入に伴う2次電子が発生する。このよう
な従来のイオン打込み装置によれば、試料台1や試料2
から発生する多くの2次電子は、2次電子捕捉電極3に
捕捉される。また、試料2方向(第7図における右方向
)に向かう2次電子も、試料2の周辺部でイオンと再結
合するものが多く、試料2の中心部に到達する2次電子
は極めて少なくなる。したがって、試料2表面の帯電電
位が高くなり、これが静電破壊発生をもたらして、特に
試料2の中心部でデバイス不良が発生する原因となって
いた。
Next, the operation of the conventional ion implantation apparatus configured as described above will be explained. When the beam stopper 6 is in the "open" state, the ion beam is transported and irradiated onto the sample 2 mounted on the sample stage 1. The ion implantation device is
For example, it is used in the process of forming a MOS transistor shown in the schematic cross-sectional view of FIG. Referring to FIG. 8, for example, p-type field 11 and channel 12
When forming the source 13 and drain 14, boron ions B+ are implanted, and phosphorus ions (P) are implanted to form the source 13 and drain 14.
) and arsenic ions (As”) are implanted. In either case, positively charged ions are implanted into sample 2, so if there is a high-resistance insulator such as resist 15 or silicon oxide film on the wafer surface, it will become positively charged. do. Also, when ions are implanted, sample stage 1 or sample 2
Secondary electrons are generated due to ion implantation. According to such a conventional ion implantation device, the sample stage 1 and the sample 2
Many secondary electrons generated from the secondary electron trapping electrode 3 are captured by the secondary electron capturing electrode 3. In addition, many of the secondary electrons heading toward the sample 2 (to the right in Figure 7) recombine with ions at the periphery of the sample 2, and extremely few secondary electrons reach the center of the sample 2. . Therefore, the charged potential on the surface of the sample 2 becomes high, which causes electrostatic damage and causes device failure, particularly in the center of the sample 2.

以上述べたような従来のイオン打込み装置の問題点を一
部解消するものとして、第9A図および第9B図に示す
ような、正のイオンを負の電子により中和するイオン打
込み装置が、特開平1−232653号公報において既
に提案されている。
In order to partially solve the problems of the conventional ion implantation equipment as described above, an ion implantation equipment that neutralizes positive ions with negative electrons, as shown in FIGS. 9A and 9B, has been proposed. This has already been proposed in JP-A-1-232653.

同公報に開示されたイオン打込み装置は、第9A図およ
び第9B図を参照して、B”、As”、Psb+などの
正イオン21aからなるイオンビーム21を、このイオ
ンビーム21に捕獲させた電子22とともにウェハ23
に照射してイオン注入を行なうものである。この装置の
特徴は、ウェハディスク24のホルダ25に、たとえば
6個の棒状の磁石26からなる磁界発生源が設けられて
いる点である。これらの磁石26は、ウェハ23の表面
23aウエハに磁力線27を形成させるためのものであ
る。この磁界発生源は、たとえば、それぞれのN極をホ
ルダ25のほぼ中心で突合わせるとともに、S極をホル
ダ25の外周部に位置させて、ホルダ25内に放射状に
埋込まれている。
The ion implantation device disclosed in the publication captures an ion beam 21 consisting of positive ions 21a such as B'', As'', and Psb+, with reference to FIGS. 9A and 9B. Wafer 23 with electrons 22
This method performs ion implantation by irradiating. A feature of this device is that the holder 25 of the wafer disk 24 is provided with a magnetic field generation source consisting of, for example, six rod-shaped magnets 26. These magnets 26 are for forming magnetic lines of force 27 on the surface 23a of the wafer 23. The magnetic field generation sources are embedded radially within the holder 25, for example, with their N poles abutting each other approximately at the center of the holder 25, and their S poles located on the outer periphery of the holder 25.

上述のように磁石26を、設けることにより、ウェハ表
面23a上には、ウェハ23の中心から外周部に向かう
磁力線27が形成されることになる。ウェハ23に到達
した正イオン21aは、ウェハ23内に侵入し、その際
、ウェハ表面23aに正電荷28が残留する。一方、正
イオン21aとともにウェハ23に到達した電子22a
は、ウェハ表面23aにおいて移動する。しかしながら
、ウェハ表面23a上には、磁力線27が形成されてい
るため、電子22aはウェハ表面23aへの到達時の運
動ベクトルに応じて、右または左回りのサイクロイド運
動をしながら磁力線27を横切る方向へ移動することに
なる。そしてこの移動の間に、電子22aは正電荷28
と衝突して、この正電荷28を中性化する。
By providing the magnet 26 as described above, lines of magnetic force 27 are formed on the wafer surface 23a from the center of the wafer 23 toward the outer periphery. The positive ions 21a that have reached the wafer 23 enter the wafer 23, and at this time, positive charges 28 remain on the wafer surface 23a. On the other hand, the electrons 22a that have reached the wafer 23 together with the positive ions 21a
moves on the wafer surface 23a. However, since magnetic lines of force 27 are formed on the wafer surface 23a, the electrons 22a move in a direction across the magnetic lines of force 27 while performing clockwise or counterclockwise cycloidal motion depending on the motion vector upon reaching the wafer surface 23a. will be moved to. And during this movement, the electron 22a has a positive charge 28
The positive charge 28 is neutralized by collision with the positive charge 28.

このように、ウェハ23a上で電子22aがサイクロイ
ド運動をしながら移動することによって、電子22aと
正電荷28との衝突の確率が増大し、ウェハ表面21a
に残留する正電荷28が中性化されることになる。
As the electrons 22a move in a cycloidal motion on the wafer 23a, the probability of collision between the electrons 22a and the positive charge 28 increases, and the wafer surface 21a
The remaining positive charges 28 will be neutralized.

[発明が解決しようとする課題] 上述した特開平1−232653号公報に開示されたイ
オン打込み装置においては、第7図に示された従来の、
棒磁石を配していない装置に比べると、電子とイオンが
衝突する確率が増すので、帯電電位が低下する。
[Problems to be Solved by the Invention] In the ion implantation device disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-open No. 1-232653, the conventional ion implantation device shown in FIG.
Compared to a device without a bar magnet, the probability of collision between electrons and ions increases, resulting in a lower charging potential.

しかしながら、電子が電子発生装置から供給されない場
合において、試料2が絶縁体の場合あるいは絶縁体が試
料の表面のかなりの部分を覆っている場合には、2次電
子の発生効率は1より小さくなる。そのため、電子によ
るイオンの中性化により帯電電荷を低下させる効果を期
待することはほとんど不可能である。
However, when electrons are not supplied from the electron generator and the sample 2 is an insulator or the insulator covers a considerable part of the surface of the sample, the secondary electron generation efficiency becomes less than 1. . Therefore, it is almost impossible to expect the effect of reducing the electrical charge by neutralizing ions by electrons.

また、たとえ電子が供給されたとしても、第9A図およ
び第9B図に示されているように、磁石26はホルダ2
5の中にあるので、磁石26によって形成された磁力線
27は、試料であるウェハ23の表面上の、中央近傍か
ら外周部の内側にかけては多く存在するが、ウェハ23
の外周部を越えてその外側には極めてわずかしか存在し
ない。
Also, even if electrons are supplied, the magnet 26 will not hold the holder 2, as shown in FIGS. 9A and 9B.
5, there are many lines of magnetic force 27 formed by the magnet 26 on the surface of the wafer 23, which is the sample, from near the center to inside the outer periphery.
There is very little outside the outer periphery of the .

この磁力線27により、ウェハ表面23a上に到達した
電子は磁力線27の回りをサイクロイド運動して、正イ
オンと衝突しこの正イオンを中性化する。しかしながら
、ウニ八表面23aに達しない電子あるいはウェハ23
の外周近傍のホルダ25で発生した2次電子は、それを
捕獲する磁力線27が極めてわずかしか存在しないため
、正イオンを中性化するために有効に利用することはで
きないという問題があった。
Due to the magnetic lines of force 27, the electrons that have reached the wafer surface 23a move in a cycloid around the magnetic lines of force 27, collide with positive ions, and neutralize the positive ions. However, the electrons that do not reach the surface 23a of the wafer 23
There is a problem in that the secondary electrons generated in the holder 25 near the outer periphery cannot be effectively used to neutralize positive ions because there are very few lines of magnetic force 27 to capture them.

この発明は、上記従来の問題点を解消するため、試料や
その周囲にある試料台から発生する2次電子を、磁力線
により有効に捕捉し、試料の中心部へ輸送して、試料に
打込まれた正イオンとの再結合の機会を増加させること
により、試料表面の帯電電位を低下させ、静電破壊を防
止することのできるイオン打込み装置を得ることを目的
とする。
In order to solve the above-mentioned conventional problems, this invention effectively captures secondary electrons generated from the sample and the sample stage around it using magnetic lines of force, transports them to the center of the sample, and implants them into the sample. The object of the present invention is to provide an ion implantation device that can lower the charged potential on the surface of a sample and prevent electrostatic damage by increasing the chance of recombination with positive ions.

[課題を解決するための手段] 本発明のイオン打込み装置は、上記課題を解決するため
、試料を載置する試料台と、この試料台上の試料にイオ
ンビームを照射し、イオンを打込む手段等を備えている
。本発明のイオン打込み装置の特徴は、試料の中心近傍
から試料の外周よりも外側にかけて、試料の表面上にお
いて放射状に磁界を生ずる磁界印加手段を有する点にあ
る。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the ion implantation apparatus of the present invention includes a sample stage on which a sample is placed, and an ion beam is irradiated onto the sample on the sample stage to implant ions. Equipped with means etc. The ion implantation apparatus of the present invention is characterized by having a magnetic field applying means that generates a magnetic field radially on the surface of the sample from near the center of the sample to outside the outer periphery of the sample.

[作用コ 本発明によれば、上記構成を有することにより、電子あ
るいはイオンビームが試料台または試料に照射されたと
きに発生する2次電子を、試料の外周近傍の試料台から
発生する2次電子をも含めて磁場中に捕捉し、捕捉した
電子を試料の中心部へ輸送する。このようにして捕捉さ
れた2次電子は、試料表面に打込まれたイオンによる帯
電電位に引寄せられてイオンと再結合し、その結果試料
表面の帯電電位を低下させる。
[Function] According to the present invention, by having the above configuration, secondary electrons generated when an electron or ion beam is irradiated onto a sample stand or a sample can be converted into secondary electrons generated from a sample stand near the outer periphery of the sample. It captures electrons in a magnetic field and transports the captured electrons to the center of the sample. The thus captured secondary electrons are attracted to the charged potential of the ions implanted into the sample surface and recombine with the ions, thereby lowering the charged potential of the sample surface.

[実施例] 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第1
A図は、この発明の一実施例のイオン打込み装置の試料
台近傍の正面断面を示している。
[Example] An example of the present invention will be described below based on the drawings. 1st
Figure A shows a front cross section of the vicinity of the sample stage of an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention.

第1B図は、第1A図に示すイオン打込み装置の平面図
を示している。第1A図および第1B図を参照して、本
実施例のイオン打込み装置においては、試料台31上に
試料32が保持されている。
FIG. 1B shows a plan view of the ion implantation apparatus shown in FIG. 1A. Referring to FIGS. 1A and 1B, in the ion implantation apparatus of this embodiment, a sample 32 is held on a sample stage 31.

また試料32の下方の試料台31中には、棒磁石33が
複数個埋込まれている。棒磁石33は、N極33aが試
料32の中心部近傍に、S極33bが試料32の外周部
の外側に位置するように、放射状に配列されている。棒
磁石33のN極33aとS′極33bの間には、磁界が
放射状に存在する。
Further, a plurality of bar magnets 33 are embedded in the sample stage 31 below the sample 32. The bar magnets 33 are arranged radially such that the north pole 33a is located near the center of the sample 32 and the south pole 33b is located outside the outer periphery of the sample 32. A magnetic field exists radially between the N pole 33a and the S' pole 33b of the bar magnet 33.

この磁界は、第2A図および第2B図に示すように、磁
力線34の一部分は試料32の表面および表面近傍に存
在する。イオンビームが試料台31あるいは試料32に
照射されると、試料台31および試料32から2次電子
が発生する。2次電子は最大でも数十eVのエネルギで
、試料台31および試料32から上方にあらゆる角度で
放出される。発生した2次電子は、試料台31および試
料32の表面および表面近傍で磁力線34に捕捉される
。第3図に示したように、磁束密度Bの磁場35中に任
意の角度(θ)で、電子36が■の速度で入射したとき
、電子はF−q−vxBの力を受ける。ただし、qは電
子の帯電電荷量である。
In this magnetic field, as shown in FIGS. 2A and 2B, a portion of the magnetic lines of force 34 exist on the surface of the sample 32 and near the surface. When the sample stage 31 or the sample 32 is irradiated with the ion beam, secondary electrons are generated from the sample stage 31 and the sample 32. The secondary electrons have an energy of several tens of eV at most and are emitted upward from the sample stage 31 and the sample 32 at all angles. The generated secondary electrons are captured by magnetic lines of force 34 on and near the surfaces of the sample stage 31 and sample 32. As shown in FIG. 3, when an electron 36 enters a magnetic field 35 with a magnetic flux density B at an arbitrary angle (θ) and at a speed of ■, the electron receives a force of F-q-vxB. However, q is the amount of charge of electrons.

入射角度(θ)が90°でない限り、電子36は磁場3
5の回りを回転しながら進行する螺旋運動を行なう。磁
場35が存在しないと、電子36はあらゆる方向に飛散
するが、磁場35が存在することによって電子36が、
上述したように磁場に捕捉される。入射角度の大きさに
よって、螺旋運動が進む方向は第3図のように磁場方向
と同一の場合と、逆方向の場合の2通りである。2次電
子は特定の方向に放出されるのではなく、あらゆる方向
に放出されるので、2次電子の約2分の1は磁場方向と
同一の方向に、残りの約2分の1の電0 子は磁場と逆の方向に螺旋運動をしながら進むことにな
る。
Unless the angle of incidence (θ) is 90°, the electrons 36 will be exposed to the magnetic field 3.
Performs a spiral movement that progresses while rotating around 5. If the magnetic field 35 does not exist, the electrons 36 will scatter in all directions, but in the presence of the magnetic field 35, the electrons 36 will scatter in all directions.
As mentioned above, it is captured by the magnetic field. Depending on the magnitude of the incident angle, there are two directions in which the helical motion advances: the same direction as the magnetic field direction as shown in FIG. 3, and the opposite direction. Secondary electrons are not emitted in a specific direction, but in all directions, so about half of the secondary electrons are emitted in the same direction as the magnetic field, and the remaining half are emitted in the same direction as the magnetic field. 0 The child will move in a spiral motion in the direction opposite to the magnetic field.

試料32が絶縁体からなる場合、または試料32表面が
レジストのような材料で覆われている場合には、第4図
のグラフに示すように、打込まれたイオン1個当りに発
生する2次電子は1個以下である。したがって正の帯電
が生じることになる。
When the sample 32 is made of an insulator, or when the surface of the sample 32 is covered with a material such as resist, 2 The number of secondary electrons is one or less. Therefore, positive charging will occur.

一方、試料32がアルミニウムなどの金属で作られてい
る場合には、打込まれたイオン1個当りの発生する2次
電子は、第4図のグラフかられかるように、2個以上と
なる。したがって、2次電子は、試料32よりむしろ試
料台31から多(発生し、この2次電子は、最大でも数
十eVのエネルギで、試料台31および試料32から上
方にあらゆる角度で放出される。そのため、試料台31
で発生した2次電子を試料32の表面に効率的に移送す
ることができれば、打込まれたイオンとの中和に有効に
利用される。第2A図および第2B図に示した磁場構成
の場合には、試料台31から発生した2次電子の約2分
の1は、試料32の中心1 部方向へ輸送される。輸送された2次電子は、試料表面
に打込まれたイオンによる帯電電位に引寄せられて、イ
オンと再結合または表面上に存在し、帯電電位を低下さ
せるので、帯電電位による絶縁体の損傷に起因する、イ
オン注入工程におけるデバイスの不良の発生を低下させ
ることができる。
On the other hand, if the sample 32 is made of metal such as aluminum, the number of secondary electrons generated per implanted ion will be two or more, as can be seen from the graph in Figure 4. . Therefore, many secondary electrons are generated from the sample stage 31 rather than the sample 32, and these secondary electrons are emitted upward from the sample stage 31 and the sample 32 at all angles with an energy of several tens of eV at most. .Therefore, the sample stage 31
If the secondary electrons generated can be efficiently transferred to the surface of the sample 32, they can be effectively used to neutralize the implanted ions. In the case of the magnetic field configuration shown in FIGS. 2A and 2B, approximately one-half of the secondary electrons generated from the sample stage 31 are transported toward the center of the sample 32. The transported secondary electrons are attracted to the charged potential caused by the ions implanted on the sample surface and recombine with the ions or exist on the surface, lowering the charged potential, thereby preventing damage to the insulator due to the charged potential. The occurrence of device defects in the ion implantation process due to this can be reduced.

なお、上記実施例では、N極33aが試料32の中心部
近傍に、S極33bが試料32の外周部の外側に維持す
るように配設したが、N極、S極がその逆であってもよ
い。
In the above embodiment, the N pole 33a was arranged near the center of the sample 32, and the S pole 33b was arranged outside the outer periphery of the sample 32, but the N pole and the S pole were arranged in the opposite direction. You can.

また、上記実施例では棒磁石33を試料台31の中に埋
込んで配置し、かつすべての試料32の背後に配置した
場合について示したが、必ずしも棒磁石33は、試料台
31の中にすべてを埋込んで配置する必要はない。すな
わち、たとえば磁石の一部が試料台31の外部であって
かつ試料32の背後に位置するように配置してもよい。
Further, in the above embodiment, the bar magnet 33 is embedded in the sample stage 31 and placed behind all the samples 32, but the bar magnet 33 is not necessarily placed inside the sample stage 31. It is not necessary to embed and place everything. That is, for example, a part of the magnet may be located outside the sample stage 31 and behind the sample 32.

また、磁石は棒磁石に限ることはなく、他の永久磁石や
、以下の実施例で述べるような電磁石であっても同様の
効果を奏する。
Further, the magnet is not limited to a bar magnet, and similar effects can be achieved even if other permanent magnets or electromagnets such as those described in the following embodiments are used.

2 第5図に、本発明の他の実施例を示す。この実施例は、
試料台31の表面に磁力線34を発生させる磁界印加手
段として、電磁石37を用いた場合を示している。この
電磁石37は、棒状のヨーク37aが上記実施例におけ
る棒磁石33と同様に、試料32の下方でかつ試料台3
1の中に埋込まれて配置されている。この棒状のヨーク
37aには、電磁コイル37bが巻かれており、このコ
イル37bに電流を流すことにより、放射状の磁力線3
4を発生させることができる。
2 FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. This example is
A case is shown in which an electromagnet 37 is used as a magnetic field applying means for generating lines of magnetic force 34 on the surface of the sample stage 31. This electromagnet 37 has a bar-shaped yoke 37a located below the sample 32 and above the sample stage, similar to the bar magnet 33 in the above embodiment.
It is embedded in 1. An electromagnetic coil 37b is wound around this rod-shaped yoke 37a, and by passing a current through this coil 37b, radial lines of magnetic force 3
4 can be generated.

第6図は、本発明のさらに他の実施例を示している。こ
の実施例は、磁界印加手段として電磁石38を用いてお
り、その一部が試料台31の外部に配されている場合を
示している。この実施例においては、電磁石38のコの
字形のヨーク38aの磁極部分が試料台31の内部に埋
込まれており、試料32の下方に位置している。ヨーク
38aのうち、試料台31の外部に位置する部分に電磁
コイル38bが巻かれており、この電磁コイル38bに
電流を流すことにより、試料台31表面上に3 放射状の磁力線34を発生させることができる。
FIG. 6 shows yet another embodiment of the invention. In this embodiment, an electromagnet 38 is used as a magnetic field applying means, and a part of the electromagnet 38 is disposed outside the sample stage 31. In this embodiment, the magnetic pole portion of the U-shaped yoke 38a of the electromagnet 38 is embedded inside the sample stage 31 and located below the sample 32. An electromagnetic coil 38b is wound around a portion of the yoke 38a located outside the sample stage 31, and by passing a current through this electromagnetic coil 38b, three radial lines of magnetic force 34 are generated on the surface of the sample stage 31. I can do it.

第5図および第6図に示した実施例によっても、第1A
図に示した実施例と同様の作用効果を奏することができ
る。
The embodiment shown in FIG. 5 and FIG.
The same effects as the embodiment shown in the figures can be achieved.

[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、試料の中央近傍から
、その外周部の外側にかけて、試料の表面上において放
射状の磁場を形成することにより、イオンビームが試料
台または試料に照射されたときに発生する2次電子を、
試料の外周近傍の試料台から発生するものを含めて、磁
場中に効率よく捕捉し、その捕捉した2次電子を試料の
中心部へ効率よく輸送することができる。したがって、
発生した2次電子を帯電電位低下のために有効に利用す
ることができ、静電破壊によるデバイス不良が発生する
ことのないイオン打込み装置を得ることができるという
特有の効果を奏する。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, by forming a radial magnetic field on the surface of the sample from near the center of the sample to the outside of the outer periphery, the ion beam is directed toward the sample stage or the sample. The secondary electrons generated when irradiated with
Secondary electrons, including those generated from the sample stage near the outer periphery of the sample, can be efficiently captured in the magnetic field, and the captured secondary electrons can be efficiently transported to the center of the sample. therefore,
The generated secondary electrons can be effectively used to lower the charging potential, and this has the unique effect of providing an ion implantation apparatus that does not cause device failure due to electrostatic discharge damage.

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

第1A図はこの発明の一実施例をイオン打込み装置の試
料台を示す正面断面図、第1B図はその4 部分断面平面図である。 第2A図は同実施例の試料台の部分拡大正面断面図で、
第2B図は同試料台の部分拡大平面図である。 第3図は、磁力線に対する電子の振舞いを示すための説
明図である。 第4図は、各種材料の2次電子発生率をグラフに示す図
である。 第5図は、本発明の他の実施例における試料台の部分拡
大正面断面図である。 第6図は、本発明のさらに他の実施例における試料台の
部分拡大正面断面図である。 第7図は、従来のイオン打込み装置を示す要部断面図で
ある。 第8図は、イオン打込み装置を用いて形成されるMOS
)ランジスタを示す断面模式図である。 第9A図は、第7図に示す従来のイオン打込み装置の問
題点を一部解消した従来のイオン打込み装置の試料台近
傍を示す側断面図、第9B図は、第9A図を左側から見
た図である。 5 図において、31は試料台、32は試料、33(↓棒磁
石、33aは棒磁石33のN極、33bは棒磁石33の
S極、34は磁力線、35は磁場、36は電子、37.
38は電磁石である。 なお、図中、同一符号は同一または相当の要素を示す。 6 第2A図 34:石能力肘」 第2B図 /□727/二:ゝ\\J31 特開平3 219545 (6) 第 図 6 第 図 第 7 図 第 図 38:電處石
FIG. 1A is a front sectional view showing a sample stage of an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a partially sectional plan view thereof. FIG. 2A is a partially enlarged front sectional view of the sample stage of the same example.
FIG. 2B is a partially enlarged plan view of the sample stage. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the behavior of electrons with respect to lines of magnetic force. FIG. 4 is a graph showing the secondary electron generation rates of various materials. FIG. 5 is a partially enlarged front sectional view of a sample stage in another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a partially enlarged front sectional view of a sample stage in still another embodiment of the present invention. FIG. 7 is a sectional view of a main part of a conventional ion implantation device. Figure 8 shows a MOS formed using an ion implantation device.
) is a schematic cross-sectional view showing a transistor. Figure 9A is a side sectional view showing the vicinity of the sample stage of a conventional ion implanter that partially solves the problems of the conventional ion implanter shown in Figure 7, and Figure 9B is a side sectional view of Figure 9A viewed from the left. This is a diagram. 5 In the figure, 31 is a sample stage, 32 is a sample, 33 (↓ bar magnet, 33a is the N pole of the bar magnet 33, 33b is the S pole of the bar magnet 33, 34 is a line of magnetic force, 35 is a magnetic field, 36 is an electron, 37 ..
38 is an electromagnet. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or equivalent elements. 6 Fig. 2A 34: Stone Capability Elbow Fig. 2B/□727/2:ゝ\\J31 JP-A-3 219545 (6) Fig. 6 Fig. 7 Fig. 38: Denkoseki

Claims (1)

【特許請求の範囲】 試料を載置する試料台と、 この試料台上に載置された試料にイオンビームを照射し
、イオンを打込む手段と を備えたイオン打込み装置であって、 前記試料の中心近傍から、前記試料の外周よりも外側に
かけて、前記試料の表面上において放射状に磁界を生ず
る磁界印加手段を有することを特徴とするイオン打込み
装置。
[Scope of Claims] An ion implantation device comprising a sample stage on which a sample is placed, and means for irradiating the sample placed on the sample stage with an ion beam to implant ions, the method comprising: An ion implantation apparatus comprising a magnetic field applying means for generating a magnetic field radially on the surface of the sample from near the center of the sample to outside the outer periphery of the sample.
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JP26064089 1989-10-05

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0745232A (en) * 1992-09-07 1995-02-14 Applied Materials Japan Kk Ion implantation method and apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0745232A (en) * 1992-09-07 1995-02-14 Applied Materials Japan Kk Ion implantation method and apparatus

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