JPH04308637A - イオンビームの中性化装置 - Google Patents
イオンビームの中性化装置Info
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- JPH04308637A JPH04308637A JP3071537A JP7153791A JPH04308637A JP H04308637 A JPH04308637 A JP H04308637A JP 3071537 A JP3071537 A JP 3071537A JP 7153791 A JP7153791 A JP 7153791A JP H04308637 A JPH04308637 A JP H04308637A
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- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 title abstract description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims description 17
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 6
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に不純物を
イオン打ち込みする際に、半導体ウエハーへの帯電を防
止するためのイオンビームの中性化装置。
イオン打ち込みする際に、半導体ウエハーへの帯電を防
止するためのイオンビームの中性化装置。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置への不純物拡散法とし
て熱拡散に代わりイオン打ち込み法が主要技術となって
いるが、大電流イオン打ち込み装置ではイオンによる半
導体ウエハーへの帯電が半導体装置の特性および品質に
悪影響を与えることが問題となっている。
て熱拡散に代わりイオン打ち込み法が主要技術となって
いるが、大電流イオン打ち込み装置ではイオンによる半
導体ウエハーへの帯電が半導体装置の特性および品質に
悪影響を与えることが問題となっている。
【０００３】これに対して２次電子照射法を主とするイ
オンビームおよび半導体ウエハーの中性化技術が開発さ
れ実用化されているが、その効果はまだ改善の余地を残
すものである。
オンビームおよび半導体ウエハーの中性化技術が開発さ
れ実用化されているが、その効果はまだ改善の余地を残
すものである。
【０００４】以下、その構成について図３および図４を
参照しながら説明する。図３（ａ），（ｂ）は第１の従
来例を示すイオンビームの中性化装置の平面図と断面図
である。図において、１は熱電子発生用フィラメント、
２は２次電子発生用電極、３はフィラメント固定用の耐
熱、絶縁性固定治具、４はフィラメントおよび電極固定
用の耐熱絶縁性固定治具、５は固定用ねじ、６はフィラ
メント通電用引出し端子、７はイオンビーム通過部、８
はイオンビーム通過部電極内径、９はアース端子、１０
はアース端子固定用ねじである。
参照しながら説明する。図３（ａ），（ｂ）は第１の従
来例を示すイオンビームの中性化装置の平面図と断面図
である。図において、１は熱電子発生用フィラメント、
２は２次電子発生用電極、３はフィラメント固定用の耐
熱、絶縁性固定治具、４はフィラメントおよび電極固定
用の耐熱絶縁性固定治具、５は固定用ねじ、６はフィラ
メント通電用引出し端子、７はイオンビーム通過部、８
はイオンビーム通過部電極内径、９はアース端子、１０
はアース端子固定用ねじである。
【０００５】すなわち、最終加速後のイオンビーム通過
部７を挟んで対向して設置された、熱電子発生用フィラ
メント１と２次電子発生用電極２により構成されている
。このフィラメント１に電流を流し加熱することにより
熱電子を発生させ、これを対向する電極２に照射する。 電極２に熱電子が衝突することにより電極２から２次電
子が発生し、これをフィラメント１と電極２の間を通過
するイオンビームに照射することによりイオンビームの
中性化を図る構成となっている。
部７を挟んで対向して設置された、熱電子発生用フィラ
メント１と２次電子発生用電極２により構成されている
。このフィラメント１に電流を流し加熱することにより
熱電子を発生させ、これを対向する電極２に照射する。 電極２に熱電子が衝突することにより電極２から２次電
子が発生し、これをフィラメント１と電極２の間を通過
するイオンビームに照射することによりイオンビームの
中性化を図る構成となっている。
【０００６】また図４（ａ），（ｂ）は第２の従来例を
示すイオンビームの中性化装置の平面図と断面図である
。最終加速後のイオンビーム通過部７と同心輪形状電極
２と、電極の開口部に設置されたフィラメント１で構成
されている。装置の動作機構は第１の従来例と同様に、
フィラメント１に電流を流し加熱することにより熱電子
を発生させ、これを電極２の対向部に照射して電極２か
ら２次電子を発生させて、電極２のイオンビーム通過部
７を通過するイオンビームに照射することによりイオン
ビームの中性化を図る。なお、この従来例の場合には、
半導体ウエハーに帯電した電荷の消去にも効果を出すた
め、電極２が半導体ウエハーの直前に設置されている。
示すイオンビームの中性化装置の平面図と断面図である
。最終加速後のイオンビーム通過部７と同心輪形状電極
２と、電極の開口部に設置されたフィラメント１で構成
されている。装置の動作機構は第１の従来例と同様に、
フィラメント１に電流を流し加熱することにより熱電子
を発生させ、これを電極２の対向部に照射して電極２か
ら２次電子を発生させて、電極２のイオンビーム通過部
７を通過するイオンビームに照射することによりイオン
ビームの中性化を図る。なお、この従来例の場合には、
半導体ウエハーに帯電した電荷の消去にも効果を出すた
め、電極２が半導体ウエハーの直前に設置されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、イオンビームへの２次電子照射は特定の
側面方向からしかされず、イオンビームの中性化への効
果が充分ではない、半導体ウエハーの帯電による不純物
注入量の面内均一性の向上および絶縁膜の破壊防止の制
御性が不安定である。また熱電子はイオンビームを横切
る形で照射されるため、イオンビームによる熱電子の減
衰の発生およびフィラメント１から発生した不要不純物
のイオンビーム中への取り込みの危険性がある。
来の構成では、イオンビームへの２次電子照射は特定の
側面方向からしかされず、イオンビームの中性化への効
果が充分ではない、半導体ウエハーの帯電による不純物
注入量の面内均一性の向上および絶縁膜の破壊防止の制
御性が不安定である。また熱電子はイオンビームを横切
る形で照射されるため、イオンビームによる熱電子の減
衰の発生およびフィラメント１から発生した不要不純物
のイオンビーム中への取り込みの危険性がある。
【０００８】本発明は上記課題を解決するもので、イオ
ンビームの中性化の高効率化を図るとともに、イオンビ
ーム中への不要不純物の取り込みの防止ができるイオン
ビームの中性化装置を提供することを目的とする。
ンビームの中性化の高効率化を図るとともに、イオンビ
ーム中への不要不純物の取り込みの防止ができるイオン
ビームの中性化装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、イオンビーム通過部の全外周に同心の輪形
状に設けられた、熱電子発生用のフィラメントと、その
フィラメントに対向して同じく同心の輪形状に設けられ
た上記フィラメントからの熱電子が衝突して２次電子を
発生する電極とを少なくとも有する構成による。
するために、イオンビーム通過部の全外周に同心の輪形
状に設けられた、熱電子発生用のフィラメントと、その
フィラメントに対向して同じく同心の輪形状に設けられ
た上記フィラメントからの熱電子が衝突して２次電子を
発生する電極とを少なくとも有する構成による。
【００１０】
【作用】この構成により、２次電子照射によるイオンビ
ームの中性化が高効率で行われ、イオンビーム中への不
要不純部地の取り込みが防止される。
ームの中性化が高効率で行われ、イオンビーム中への不
要不純部地の取り込みが防止される。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について図１および図
２を参照しながら説明する。図１および図２において、
図３および図４と同一部分には同一番号を付し、説明を
省略する。すなわち本発明の特徴は、図１に示すように
イオンビーム通過部７の全外周に同心の輪形状に熱電子
発生用フィラメント１１と、そのフィラメント１１から
の熱電子が衝突して２次電子を発生する一体の２次電子
発生用電極１２を配置したことである。このようなイオ
ンビームの中性化装置を大電流イオン打ち込み装置の最
終加熱後のイオンビーム通過部７に設置する。この際フ
ィラメント１１は電極１２に向けて設置し、熱電子の衝
突する電極表面はその表面に立てた法線がイオンビーム
通過部７の中心方向に向かうように内側に傾斜をつける
。また同時に電極１２のイオンビーム通過部電極内径８
をイオンビーム外径よりも大きく形成しておき、これの
内側をイオンビームが通過するように配置する。このフ
ィラメント通電用引出し端子６に直流電源を接続して、
例えば５０〜５００ｍＡ程度の直流電流を流して加熱し
熱電子を発生させて電極１２に照射する。アース端子９
によりアースラインに接続された電極１２からは電子の
衝突により２次電子が発生し、イオンビームが電極の１
２の内側を通過する際にイオンビーム通過部７の中心に
向けて２次電子が照射され、イオンビームの中性かが遂
行される。フィラメント１１に流す電流は２次電子の照
射量と比例関係にあり、半導体装置への効果を確認しな
がら電流値を決定する。
２を参照しながら説明する。図１および図２において、
図３および図４と同一部分には同一番号を付し、説明を
省略する。すなわち本発明の特徴は、図１に示すように
イオンビーム通過部７の全外周に同心の輪形状に熱電子
発生用フィラメント１１と、そのフィラメント１１から
の熱電子が衝突して２次電子を発生する一体の２次電子
発生用電極１２を配置したことである。このようなイオ
ンビームの中性化装置を大電流イオン打ち込み装置の最
終加熱後のイオンビーム通過部７に設置する。この際フ
ィラメント１１は電極１２に向けて設置し、熱電子の衝
突する電極表面はその表面に立てた法線がイオンビーム
通過部７の中心方向に向かうように内側に傾斜をつける
。また同時に電極１２のイオンビーム通過部電極内径８
をイオンビーム外径よりも大きく形成しておき、これの
内側をイオンビームが通過するように配置する。このフ
ィラメント通電用引出し端子６に直流電源を接続して、
例えば５０〜５００ｍＡ程度の直流電流を流して加熱し
熱電子を発生させて電極１２に照射する。アース端子９
によりアースラインに接続された電極１２からは電子の
衝突により２次電子が発生し、イオンビームが電極の１
２の内側を通過する際にイオンビーム通過部７の中心に
向けて２次電子が照射され、イオンビームの中性かが遂
行される。フィラメント１１に流す電流は２次電子の照
射量と比例関係にあり、半導体装置への効果を確認しな
がら電流値を決定する。
【００１２】図２（ａ），（ｂ）は本発明の他の実施例
を示すイオンビームの中性化装置の平面図と断面図であ
る。前述の実施例と同様に大電子イオン打ち込み装置の
最終加速後のイオンビーム通過部７に、これと同心の輪
形状にフィラメント２１およびイオンビーム通過部７の
中心部に向けて内側に傾斜をつけた電極２２を配置する
。
を示すイオンビームの中性化装置の平面図と断面図であ
る。前述の実施例と同様に大電子イオン打ち込み装置の
最終加速後のイオンビーム通過部７に、これと同心の輪
形状にフィラメント２１およびイオンビーム通過部７の
中心部に向けて内側に傾斜をつけた電極２２を配置する
。
【００１３】この際前述の実施例と同様に、電極２２の
イオンビーム通過部電極内径イオンビーム外径よりも大
きく形成しておき、これの内側をイオンビームが通過す
るように配置する。ただしこの場合フィラメント２１お
よび電極２２は円周方向で等分割され、向かい合ったフ
ィラメント２１と電極２２を各々１個ずつの組合わせを
１単位として、それを複数個配置させたものにより装置
が構成されている。
イオンビーム通過部電極内径イオンビーム外径よりも大
きく形成しておき、これの内側をイオンビームが通過す
るように配置する。ただしこの場合フィラメント２１お
よび電極２２は円周方向で等分割され、向かい合ったフ
ィラメント２１と電極２２を各々１個ずつの組合わせを
１単位として、それを複数個配置させたものにより装置
が構成されている。
【００１４】これはフィラメント２１および電極を２２
を細分化することにより、イオンビーム密度の断面分布
に合わせて各フィラメント２１の電流を個々に制御し各
電極２２からの２次電子照射量に補正かけ、イオンビー
ムの中性化への制御性を向上させるものである。
を細分化することにより、イオンビーム密度の断面分布
に合わせて各フィラメント２１の電流を個々に制御し各
電極２２からの２次電子照射量に補正かけ、イオンビー
ムの中性化への制御性を向上させるものである。
【００１５】なお、本実施例では分割は等分割されフィ
ラメント２１と電極２２が各々１個ずつの組合わせを１
単位とした場合を示しているが、これは注入量の均一性
向上および不要不純物の取り込みを防止できる範囲であ
れば特に等分割に限定する必要はなく、またフィラメン
ト１１と電極２２の組み合わせも１個ずつの組み合わせ
に限定するものではない。
ラメント２１と電極２２が各々１個ずつの組合わせを１
単位とした場合を示しているが、これは注入量の均一性
向上および不要不純物の取り込みを防止できる範囲であ
れば特に等分割に限定する必要はなく、またフィラメン
ト１１と電極２２の組み合わせも１個ずつの組み合わせ
に限定するものではない。
【００１６】
【発明の効果】以上のように本発明は、イオンビーム通
過部の全外周に同心の輪形状に設けられた熱電子発生用
のフィラメントと、そのフィラメントに対向して同じく
同心の輪形状に設けられた上記フィラメントからの熱電
子が衝突して２次電子を発生する電極を少なくとも有す
る構成であるので、イオンビームの中性化の高効率化が
図れ、またイオンビームへの不要不純物の取り込みを防
止できるイオンビームの中性化装置を提供できる。
過部の全外周に同心の輪形状に設けられた熱電子発生用
のフィラメントと、そのフィラメントに対向して同じく
同心の輪形状に設けられた上記フィラメントからの熱電
子が衝突して２次電子を発生する電極を少なくとも有す
る構成であるので、イオンビームの中性化の高効率化が
図れ、またイオンビームへの不要不純物の取り込みを防
止できるイオンビームの中性化装置を提供できる。
【図１】（ａ） 本発明の一実施例を示すイオンビー
ムの中性化装置の平面図 （ｂ） （ａ）のＡ−Ａ′線による断面図
ムの中性化装置の平面図 （ｂ） （ａ）のＡ−Ａ′線による断面図
【図２】（
ａ） 本発明の他の実施例を示すイオンビームの中性
化装置の平面図 （ｂ） （ａ）のＢ−Ｂ′線による断面図
ａ） 本発明の他の実施例を示すイオンビームの中性
化装置の平面図 （ｂ） （ａ）のＢ−Ｂ′線による断面図
【図３】（
ａ） 第１の従来例を示すイオンビームの中性化装置
の平面図 （ｂ） （ａ）のＣ−Ｃ′線による断面図
ａ） 第１の従来例を示すイオンビームの中性化装置
の平面図 （ｂ） （ａ）のＣ−Ｃ′線による断面図
【図４】（
ａ） 第２の従来例を示すイオンビームの中性化装置
の平面図 （ｂ） （ａ）のＤーＤ′線による断面図
ａ） 第２の従来例を示すイオンビームの中性化装置
の平面図 （ｂ） （ａ）のＤーＤ′線による断面図
３ フィラメント固定用の耐熱絶縁性固定治具４
フィラメントおよび電極固定用の耐熱，絶縁性
固定治具 ５ 固定用ねじ ６ フィラメント通電用引出し端子７ イ
オンビーム通過部 ８ イオンビーム通過部電極内径９ アー
ス端子 １０ アース端子固定用ねじ １１ 熱電子発生用フィラメント １２ ２次電子発生用電極
フィラメントおよび電極固定用の耐熱，絶縁性
固定治具 ５ 固定用ねじ ６ フィラメント通電用引出し端子７ イ
オンビーム通過部 ８ イオンビーム通過部電極内径９ アー
ス端子 １０ アース端子固定用ねじ １１ 熱電子発生用フィラメント １２ ２次電子発生用電極
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体ウエハー等に打ち込む不純物イ
オンの最終加速後のそのイオンビーム通過部の全外周に
同心の輪形状に設けられた熱電子発生用のフィラメント
と、そのフィラメントに対向して、同じく同心の輪形状
に設けられた前記フィラメントからの熱電子が衝突して
２次電子を発生する電極とを少なくとも有することを特
徴とするイオンビームの中性化装置。 - 【請求項２】 熱電子発生用のフィラメントからの熱
電子が、イオンビーム通過部を横切らない、前記フィラ
メントに対向した位置に設けられた２次電子発生用電極
であることを特徴とする請求項１記載のイオンビームの
中性化装置。 - 【請求項３】 熱電子発生用のフィラメントが複数個
に分割され、それぞれのフィラメントに対応し、２次電
子発生量を前記フィラメントに流す電流により制御でき
る複数個の電極であることを特徴とする請求項１または
２記載のイオンビームの中性化装置。 - 【請求項４】 ２次電子発生用電極の表面が、その表
面に立てた法線がイオンビーム通過部の中心方向に向か
うように傾斜した電極であることを特徴とする請求項１
，２または３記載のイオンビームの中性化装置に関する
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3071537A JPH04308637A (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | イオンビームの中性化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3071537A JPH04308637A (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | イオンビームの中性化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04308637A true JPH04308637A (ja) | 1992-10-30 |
Family
ID=13463590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3071537A Pending JPH04308637A (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | イオンビームの中性化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04308637A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100354992B1 (ko) * | 1996-08-02 | 2002-12-26 | 액셀리스 테크놀로지스, 인크. | 이온빔중화방법및장치 |
-
1991
- 1991-04-04 JP JP3071537A patent/JPH04308637A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100354992B1 (ko) * | 1996-08-02 | 2002-12-26 | 액셀리스 테크놀로지스, 인크. | 이온빔중화방법및장치 |
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