JPH0613019A - Ion implanter - Google Patents
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- JPH0613019A JPH0613019A JP4196475A JP19647592A JPH0613019A JP H0613019 A JPH0613019 A JP H0613019A JP 4196475 A JP4196475 A JP 4196475A JP 19647592 A JP19647592 A JP 19647592A JP H0613019 A JPH0613019 A JP H0613019A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体ウエハなどの被処理体に対してコンタ
ミネーションを抑えることのできるイオン注入装置を提
供すること。
【構成】 回転ディスク１７上のウエハＷの前面側にフ
ァラデーカップ２を配置し、このファラデーカップ２の
外側にプラズマ発生部４を設ける。プラズマ発生室３１
に開口部４１を形成しかつファラデーカップ２の管壁部
に開口部４２を形成してこれらによりプラズマ出口４を
構成すると共に、出口４の見通し領域ＳがウエハＷから
外れるように構成する。イオンビームの照射によりウエ
ハＷの表面が正電荷に帯電してもプラズマ発生室３１内
のプラズマから電子が引き出されて正電荷を中和する。
またフィラメント３２から、あるいはプラズマ発生室３
１から金属粒子がプラズマ出口４の外に飛び出しても、
前記領域ＳがウエハＷの外にあるため直接ウエハＷには
衝突しない。
(57) [Summary] [Object] To provide an ion implantation apparatus capable of suppressing contamination of an object to be processed such as a semiconductor wafer. [Structure] A Faraday cup 2 is arranged on the front side of a wafer W on a rotating disk 17, and a plasma generating unit 4 is provided outside the Faraday cup 2. Plasma generation chamber 31
An opening 41 is formed in the Faraday cup 2 and an opening 42 is formed in the tube wall of the Faraday cup 2 to form the plasma outlet 4, and the line-of-sight area S of the outlet 4 is separated from the wafer W. Even if the surface of the wafer W is positively charged by the irradiation of the ion beam, electrons are extracted from the plasma in the plasma generation chamber 31 to neutralize the positive charges.
In addition, from the filament 32 or the plasma generation chamber 3
Even if metal particles jump out of the plasma outlet 4 from 1,
Since the area S is outside the wafer W, it does not directly collide with the wafer W.
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はイオン注入装置に関す
る。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an ion implanter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】イオン注入技術は、イオン源で発生する
不純物イオンを高電界で加速し、その運動エネルギーを
利用して機械的に半導体ウエハ内に不純物を導入する方
法であり、ウエハ内に導入された不純物の総量を電荷量
として精度よく測定できる点で非常に有効な方法であ
る。2. Description of the Related Art The ion implantation technique is a method of accelerating impurity ions generated in an ion source in a high electric field and mechanically introducing impurities into a semiconductor wafer by utilizing the kinetic energy thereof. This is a very effective method in that the total amount of the impurities thus removed can be accurately measured as the charge amount.
【０００３】従来このようなイオン注入は、例えば図６
に示す装置を用いて行われている。即ちイオン源７内に
てガスや固体の蒸気をプラズマ化し、このプラズマ内の
正イオンを引出し電極７１により一定のエネルギーで引
き出した後、質量分析器７２によりイオンビームに対し
て質量分析を行って所望のイオンを分離し、更に分解ス
リット７３によりイオン分離を完全に行う。そして分離
された所望のイオンのイオンビームを加速管７４を通し
て最終エネルギーまで加速した後ウエハＷに照射し、以
てウエハＷの表面に所望の不純物を導入する。Conventionally, such ion implantation is performed by, for example, FIG.
It is performed using the device shown in. That is, gas or solid vapor is turned into plasma in the ion source 7, positive ions in this plasma are extracted by the extraction electrode 71 with constant energy, and then mass analysis is performed on the ion beam by the mass analyzer 72. Desired ions are separated, and further the separation slit 73 completely separates the ions. Then, the separated ion beam of the desired ions is accelerated to the final energy through the accelerating tube 74 and then irradiated onto the wafer W, thereby introducing desired impurities into the surface of the wafer W.
【０００４】なお７５はファラデーカップであり、ウエ
ハの表面にイオンが打ち込まれたときに発生する２次電
子を外部に流出しないように閉じ込めて、イオン注入量
を正確に測定するためのものである。Reference numeral 75 denotes a Faraday cup for confining secondary electrons generated when ions are implanted on the surface of the wafer so as not to flow out to accurately measure the amount of ion implantation. .
【０００５】ところでイオンビームをウエハＷに照射す
ると、ウエハＷの表面に露出している絶縁膜にイオンの
正電荷が帯電し、その電荷量が絶縁破壊電荷量以上にな
ると絶縁膜が破壊され、デバイスが不良品になってしま
う。When the wafer W is irradiated with an ion beam, the insulating film exposed on the surface of the wafer W is charged with positive charges of ions, and when the charge amount exceeds a dielectric breakdown charge amount, the insulating film is destroyed. The device becomes defective.
【０００６】このため従来では図６に示すようにウエハ
Ｗの近傍にてイオンビームに臨む位置にプラズマ発生部
７６を設け、このプラズマ発生部７６で発生したプラズ
マ中の電子を、プラズマ発生部７６とウエハＷとの間の
電位勾配によりウエハＷの表面に引き寄せてウエハＷの
表面の正の電荷を中和し、ウエハＷ上の絶縁膜の帯電量
を小さく抑えるようにしていた。Therefore, conventionally, as shown in FIG. 6, a plasma generator 76 is provided near the wafer W at a position facing the ion beam, and electrons in the plasma generated by the plasma generator 76 are generated in the plasma generator 76. The potential gradient between the wafer W and the wafer W attracts the surface of the wafer W to neutralize the positive charges on the surface of the wafer W, thereby suppressing the amount of charge of the insulating film on the wafer W to be small.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】前記プラズマ発生部
は、例えばモリブデンよりなるプラズマ発生室内にタン
グステンよりなるフィラメントを設け、フィラメントを
加熱してその熱電子をアルゴンガスなどに衝突させてプ
ラズマを発生するように構成されるが、プラズマ発生室
内にはフィラメントの蒸気や、プラズマによるプラズマ
発生室の内壁のスパッタ粒子が微量ではあるが存在す
る。このためタングステンやモリブデンなどの重金属粒
子がプラズマ発生室の外に飛び出し、その一部がウエハ
Ｗの表面に付着してコンタミネーション（汚染）の要因
となっていた。In the plasma generating section, a filament made of tungsten is provided in a plasma generating chamber made of, for example, molybdenum, and the filament is heated so that its thermoelectrons collide with argon gas or the like to generate plasma. Although there is a small amount of filament vapor and sputtered particles on the inner wall of the plasma generation chamber due to plasma, they are present in the plasma generation chamber. Therefore, heavy metal particles such as tungsten and molybdenum fly out of the plasma generation chamber, and some of them adhere to the surface of the wafer W, causing contamination (contamination).
【０００８】そしてＤＲＡＭが４Ｍから１６Ｍ、６４Ｍ
と大容量化しつつあるようにデバイスの微細化がより一
層進んでくると、このような微量の重金属粒子であって
もデバイスの特性に悪影響を及ぼしてしまうという課題
があった。DRAM is 4M to 16M, 64M
As the device is further miniaturized as in the case of increasing the capacity, there is a problem that even such a trace amount of heavy metal particles adversely affects the characteristics of the device.
【０００９】本発明はこのような事情のもとになされた
ものであり、その目的は、被処理体に対してコンタミネ
ーションを抑えることのできるイオン注入装置を提供す
ることにある。The present invention has been made under such circumstances, and an object thereof is to provide an ion implantation apparatus capable of suppressing contamination of an object to be processed.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、被処理体にイ
オンビームを照射してイオンを注入する装置であって、
被処理体の近傍にプラズマ発生部を配置し、プラズマ発
生部で発生したプラズマ中の電子が被処理体の表面に引
き寄せられて当該被処理体の表面の正の電荷を中和する
イオン注入装置において、前記プラズマ発生部の内部か
らプラズマ出口の外を見通した見通し領域が被処理体か
ら外れていることを特徴とする。The present invention is an apparatus for irradiating a target object with an ion beam to implant ions.
An ion implantation apparatus in which a plasma generating unit is arranged in the vicinity of an object to be processed, and electrons in plasma generated in the plasma generating unit are attracted to the surface of the object to be processed to neutralize positive charges on the surface of the object to be processed. In the above, the line-of-sight region, in which the outside of the plasma outlet is seen from the inside of the plasma generation part, is out of the object to be processed.
【００１１】[0011]
【作用】例えばプラズマ発生部のフィラメントの金属粒
子が蒸気となってフィラメントから飛散し、あるいはプ
ラズマ発生室の内壁がプラズマによりスパッタされて金
属粒子が飛散した場合、これら金属粒子は中性であり、
ファラデーカップ７５内は例えば１０−４パスカル以下
の真空雰囲気であるため、プラズマ発生室の外に飛び出
した金属粒子は直進する。従ってこのように飛び出した
金属粒子（中性粒子）はプラズマ発生室の内部からプラ
ズマ出口の外を見通した見通し領域内を飛んでいくが、
この見通し領域が被処理体から外れているため、前記金
属粒子は直接には被処理体に到達することがないので、
コンタミネーションを抑えることができる。When, for example, the metal particles of the filament in the plasma generating part become vapor and scatter from the filament, or when the inner wall of the plasma generating chamber is sputtered by plasma and the metal particles scatter, these metal particles are neutral,
Since the inside of the Faraday cup 75 is in a vacuum atmosphere of, for example, 10 −4 Pascal or less, the metal particles jumping out of the plasma generation chamber go straight. Therefore, the metal particles (neutral particles) that fly out in this way fly in the line-of-sight region, which is the inside of the plasma generation chamber and the outside of the plasma outlet.
Since this line-of-sight area is off the object to be processed, the metal particles do not directly reach the object to be processed,
Contamination can be suppressed.
【００１２】[0012]
【実施例】図１は、本発明の実施例に係るイオン注入装
置全体を示す概略構成図である。同図を参照しながら装
置全体について簡単に説明すると、図中１はイオン源
で、例えばベーパライザ１１内の固体原料から昇華した
ガスをプラズマ化するものであり、このプラズマ中のイ
オンは、引き出し電極１２とイオン源１本体との間に与
えられる引出し電圧によって外部にイオンビームとして
引き出される。この引き出し電極１２の下流側には、ス
リット部１３を介して質量分析器１４が配置され、ここ
で所望のイオンのみが取り出され、その後スリット部１
５を介して加速器１６内に入る。前記イオンは加速器１
６で加速電圧により加速された後ファラデーカップ２を
通って、スピンモータ１８により回転される回転ディス
ク１７（回転ディスク１７の下部は図１中切欠して描い
てある）上に載置保持された被処理体例えば半導体ウエ
ハＷ内に注入される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the entire ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention. The entire apparatus will be briefly described with reference to the same figure. In the figure, reference numeral 1 is an ion source for converting gas sublimated from a solid raw material in a vaporizer 11 into plasma, and the ions in the plasma are extracted electrodes. An ion beam is extracted to the outside by an extraction voltage applied between 12 and the main body of the ion source 1. A mass spectrometer 14 is arranged on the downstream side of the extraction electrode 12 via a slit portion 13, where only desired ions are taken out, and then the slit portion 1 is provided.
Enter the accelerator 16 via 5. The ion is the accelerator 1
After being accelerated by the accelerating voltage at 6, the magnetic disk passed through the Faraday cup 2 and was placed and held on the rotating disk 17 (the lower part of the rotating disk 17 is cut out in FIG. 1) rotated by the spin motor 18. It is injected into the object to be processed, for example, the semiconductor wafer W.
【００１３】前記ファラデーカップ２は、「従来技術」
の項でも述べたが、イオン注入時に発生する２次電子を
外部に流出しないように閉じ込めてイオン注入量を正確
に測定するためのものであり、更にこのファラデーカッ
プ２の外側には、後で詳述するようにウエハＷの表面の
電荷を中和するためにプラズマ発生部３が配置されてい
る。The Faraday cup 2 is "prior art".
As described in the section above, the purpose is to confine secondary electrons generated at the time of ion implantation so that they do not flow out, and to accurately measure the amount of ion implantation. As will be described in detail, the plasma generator 3 is arranged to neutralize the charges on the surface of the wafer W.
【００１４】次に前記ファラデーカップ２の周辺及びプ
ラズマ発生部３について図２を参照しながら詳述する。
前記ファラデーカップ２のイオンビームＩＢの侵入側に
は、ファラデ−カップ２の外に二次電子が飛び出ないよ
うに、例えば−１０００Ｖの電圧Ｅｓが印加されるサプ
レス電極２１が設けられている。Next, the periphery of the Faraday cup 2 and the plasma generator 3 will be described in detail with reference to FIG.
A suppress electrode 21 to which a voltage Es of, for example, -1000 V is applied is provided on the side of the Faraday cup 2 that penetrates the ion beam IB so that secondary electrons do not fly out of the Faraday cup 2.
【００１５】前記プラズマ発生部３は、例えばカーボン
やモリブデンなどからなるプラズマ発生室３１内に例え
ばタングステンよりなるフィラメント３２を設けて構成
され、前記プラズマ発生室３１の壁部には、図示しない
ガス供給源よりの例えばアルゴンガスやキセノンガスや
クリプトンガスなどが供給されるガス供給管３３が接続
されると共に、プラズマ発生室３１におけるファラデー
カップ２と対向する壁部には、プラズマがファラデーカ
ップ２内に流出できるように開口部４１が形成されてい
る。The plasma generating unit 3 is constructed by providing a filament 32 made of, for example, tungsten in a plasma generating chamber 31 made of, for example, carbon or molybdenum. A gas supply (not shown) is provided at a wall portion of the plasma generating chamber 31. A gas supply pipe 33 to which argon gas, xenon gas, krypton gas, or the like from the source is supplied is connected, and plasma is introduced into the Faraday cup 2 on the wall portion of the plasma generation chamber 31 facing the Faraday cup 2. An opening 41 is formed so that it can flow out.
【００１６】また前記ファラデーカップ２において前記
開口部４１と対向する管壁部には、開口部４２が形成さ
れている。この管壁部はプラズマ発生室３１の内から外
への見通し領域を規制するための見通し規制部材の役割
を果たすものであると共に、これら開口部４１、４２
は、この実施例ではプラズマ出口４を構成するものであ
り、プラズマ発生室３１の開口部４１は内部側の開口幅
（図２中左右の開口幅）が例えば１ｍｍ程度の大きさで
あって外部側に向かうほど拡大する形状に形成されてい
る。そして開口部４１、４２の全体、つまりプラズマ出
口４は、図３に示すようにプラズマ発生室３１の内部か
らプラズマ出口４の外を見通した見通し領域Ｓがウエハ
Ｗから外れるように構成されている。即ち開口部４１の
図３中左端部ａからウエハＷ側に向う直線のうち、プラ
ズマ出口４を通って外に伸ばすことのできる直線Ｌがウ
エハＷの周縁の外側に位置するようにプラズマ出口４が
構成されている。An opening 42 is formed in the tube wall of the Faraday cup 2 facing the opening 41. The tube wall serves as a line-of-sight restricting member for restricting the line-of-sight region from the inside to the outside of the plasma generation chamber 31, and the openings 41 and 42 are provided.
In this embodiment, the plasma outlet 4 is configured, and the opening 41 of the plasma generation chamber 31 has an inner opening width (left and right opening widths in FIG. 2) of, for example, about 1 mm, and It is formed in a shape that expands toward the side. The entire openings 41 and 42, that is, the plasma outlet 4 is configured so that the line-of-sight region S in which the outside of the plasma outlet 4 is seen from the inside of the plasma generation chamber 31 is removed from the wafer W as shown in FIG. . That is, among the straight lines extending from the left end a in FIG. 3 of the opening 41 toward the wafer W side, the straight line L that can be extended to the outside through the plasma outlet 4 is located outside the peripheral edge of the wafer W. Is configured.
【００１７】前記フィラメント３２の両端には、ターミ
ナル、給電プレート、給電ロッドなどを組み合わせてな
る給電部材３４、３５が夫々接続され、これら給電部材
３４、３５間には、フィラメント電圧Ｅｆを印加するた
めの電源が接続されると共に、フィラメント３２とプラ
ズマ発生室３１の壁部との間には、放電電圧Ｅｄを接続
するための電源が接続される。なおプラズマ発生部３と
してはフィラメントを用いたものの他にＲＦイオン源な
どを用いてプラズマを発生するものなどであってもよ
い。To both ends of the filament 32, power feeding members 34 and 35, which are a combination of a terminal, a power feeding plate, a power feeding rod, etc., are respectively connected, and a filament voltage Ef is applied between these power feeding members 34 and 35. The power source for connecting the discharge voltage Ed is connected between the filament 32 and the wall portion of the plasma generation chamber 31. The plasma generator 3 may be one that uses an RF ion source or the like to generate plasma, instead of one that uses a filament.
【００１８】前記プラズマ発生室３は、図２及び図４に
示すように、例えばアルミニウムよりなる冷却用のブロ
ック体５の中に収納されており、このブロック体５は、
プラズマ発生室３を冷却するように内部に冷却水路（図
示せず）が形成されると共にこの冷却水路内に冷却水を
循環させるために冷却水管５１、５２が接続されてい
る。As shown in FIGS. 2 and 4, the plasma generating chamber 3 is housed in a cooling block body 5 made of, for example, aluminum, and this block body 5 is
A cooling water passage (not shown) is formed inside to cool the plasma generation chamber 3, and cooling water pipes 51 and 52 are connected to circulate the cooling water in the cooling water passage.
【００１９】前記ブロック体５内にはフィラメント３２
からの電子と、ガスとの衝突確率を上げることにより、
プラズマをより効率よく発生させるためにプラズマ発生
室３１の両側壁側に互いに対向するように永久磁石体５
３、５４が設けられており、これら永久磁石体５３、５
４は、内方側（プラズマ発生室３１側）がＮ極、外方側
がＳ極となるように着磁されている。また永久磁石体５
３、５４によってファラデーカップ２内にも磁界が形成
されると、プラズマ発生部３より引き出された電子が前
記磁界により運動方向を規制されて中和を必要とするウ
エハＷの表面に供給されにくくなるため、前記ブロック
体５の前面（ファラデーカップ２側の面）及び側面を覆
うように磁気シールドカバー５５が設けられている。A filament 32 is provided in the block body 5.
By increasing the collision probability between the electrons from and the gas,
In order to generate the plasma more efficiently, the permanent magnet bodies 5 are disposed so as to face each other on both side walls of the plasma generation chamber 31.
3, 54 are provided, and these permanent magnet bodies 53, 5 are provided.
No. 4 is magnetized so that the inner side (plasma generating chamber 31 side) has an N pole and the outer side has an S pole. In addition, the permanent magnet body 5
When a magnetic field is also formed in the Faraday cup 2 by 3, 54, the electrons extracted from the plasma generating unit 3 are less likely to be supplied to the surface of the wafer W that needs to be neutralized because the direction of motion is restricted by the magnetic field. Therefore, the magnetic shield cover 55 is provided so as to cover the front surface (the surface on the Faraday cup 2 side) and the side surface of the block body 5.
【００２０】ところでプラズマ発生室３１の背面側（フ
ァラデーカップ２に対して反対側）は、給電部材３４、
３５が配設されていてここに大きな電流が流れ、このた
め例えば８００℃程度の高温に加熱される。従ってこの
ように部品が高温に加熱されると、その表面から放出さ
れる汚染物質によってウエハ表面が汚染されるおそれが
あるし、またウエハ表面の回路パターンなどが熱変形す
るおそれがある。そこでこのようなことを防止するため
に、図２及び図５に示すように、プラズマ発生室３１の
背面側とウエハＷとを仕切るように熱シールド板６が設
けられている。この熱シールド板６の配設の仕方は装置
に応じて行えばよいが、高温に加熱される部品から回転
ディスク上のいずれのウエハもが、見通しにならないよ
うに、熱シ−ルド板６を設ける必要がある。By the way, the back side of the plasma generating chamber 31 (the side opposite to the Faraday cup 2) is provided with a power feeding member 34,
35 is provided and a large electric current flows there, so that it is heated to a high temperature of about 800 ° C., for example. Therefore, when the component is heated to a high temperature in this way, the wafer surface may be contaminated by contaminants emitted from the surface, and the circuit pattern and the like on the wafer surface may be thermally deformed. Therefore, in order to prevent such a situation, as shown in FIGS. 2 and 5, the heat shield plate 6 is provided so as to partition the back surface side of the plasma generation chamber 31 and the wafer W. The heat shield plate 6 may be arranged according to the apparatus, but the heat shield plate 6 is provided so that any wafer on the rotating disk cannot be seen from the parts heated to high temperature. It is necessary to provide.
【００２１】次に上述実施例の作用について述べる。イ
オン源１から引き出された、例えばリンやヒ素などの不
純物のイオンを含んだイオンビームは質量分析器１４に
て質量分析され、更に加速管１６で加速された後ファラ
デーカップ２内を通って、回転ディスク１７上に載置保
持されたウエハＷに照射され、前記不純物がウエハＷ内
に打ち込まれる。Next, the operation of the above embodiment will be described. The ion beam extracted from the ion source 1 and containing ions of impurities such as phosphorus and arsenic is subjected to mass analysis by the mass analyzer 14, further accelerated by the accelerating tube 16, and then passed through the inside of the Faraday cup 2. The wafer W placed and held on the rotating disk 17 is irradiated with the impurities, and the impurities are implanted into the wafer W.
【００２２】そしてプラズマ発生室３１内のフィラメン
ト３２が電圧Ｖｆにより加熱されて熱電子が発生し、フ
ィラメント３２とプラズマ発生室３１との間の放電電圧
Ｖｄにより、ガス供給管３３から導入されたアルゴンガ
スなどの放電ガスを熱電子が励起し、しかも永久磁石５
３、５４によりプラズマ発生室３１内には磁界が形成さ
れているので効率よくプラズマを発生させる。一方イオ
ンビームの照射によりウエハＷの表面が正の電荷により
帯電すると、プラズマ発生室３１とウエハＷの表面との
間に電位勾配が生じるため、プラズマ中の電子がプラズ
マ発生室３１の出口４（開口部４１及び４２）を通って
ウエハＷの表面に引き寄せられて当該表面上の正の電荷
を中和する。The filament 32 in the plasma generation chamber 31 is heated by the voltage Vf to generate thermoelectrons, and the discharge voltage Vd between the filament 32 and the plasma generation chamber 31 causes the argon gas introduced from the gas supply pipe 33. Thermoelectrons excite discharge gas such as gas, and the permanent magnet 5
Since a magnetic field is formed in the plasma generation chamber 31 by 3, 54, plasma is efficiently generated. On the other hand, when the surface of the wafer W is charged with positive charges due to the irradiation of the ion beam, a potential gradient is generated between the plasma generation chamber 31 and the surface of the wafer W, so that electrons in the plasma are discharged from the outlet 4 ( The positive charges on the surface of the wafer W, which are attracted to the surface of the wafer W through the openings 41 and 42), are neutralized.
【００２３】またプラズマ発生室３１の内壁がプラズマ
によってスパッタされ、そのスパッタ粒子例えばカーボ
ンやモリブデン粒子がプラズマ出口４を通ってファラデ
ーカップ２内に飛び出し、またフィラメント３２の加熱
によってここからも例えばタングステン粒子が飛び出
す。プラズマ発生室３１のプラズマ出口４の外側、つま
りファラデーカップ２の中やウエハＷが置かれている領
域は例えば１０−４パスカル以下の真空雰囲気であるか
ら、これら粒子は直線的に飛んでいく。ここで前記プラ
ズマ出口４は、先述したように内側から外側を見通した
見通し領域がウエハＷから外れるように形成されている
ため、前記粒子は直接的にはウエハＷの表面に衝突しな
いので、これら粒子によるウエハＷのコンタミネーショ
ンが抑えられる。従ってデバイスの高集積化が進み、デ
バイスの特性に悪影響を与えるコンタミネーションのレ
ベルが増々低くなって、一連のプロセスの中で僅かなコ
ンタミネーションをも避けなければならない状況下にあ
ることから、ウエハＷの表面の電荷の中和をなすための
プラズマ発生部についても、汚染源の着目及びその対策
を講じた点で非常に意義が大きくかつ有効な手段であ
る。Further, the inner wall of the plasma generating chamber 31 is sputtered by the plasma, and the sputtered particles such as carbon and molybdenum particles are ejected into the Faraday cup 2 through the plasma outlet 4, and the filament 32 is also heated, for example, tungsten particles. Pops out. The outside of the plasma outlet 4 of the plasma generation chamber 31, that is, the inside of the Faraday cup 2 and the region where the wafer W is placed has a vacuum atmosphere of, for example, 10 −4 Pascal or less, and therefore these particles fly linearly. Here, since the plasma outlet 4 is formed so that the line-of-sight region seen from the inside to the outside deviates from the wafer W as described above, the particles do not directly collide with the surface of the wafer W. Contamination of the wafer W due to particles can be suppressed. Therefore, since the device is highly integrated and the level of contamination that adversely affects the characteristics of the device becomes lower, it is necessary to avoid even a slight contamination in a series of processes. The plasma generating portion for neutralizing the charge on the surface of W is also a very significant and effective means in terms of focusing on the pollution source and taking measures against it.
【００２４】以上において、ウエハＷの周縁付近の不純
物の濃度均一性が低くならないようにイオンビームをウ
エハＷの周縁より若干外側にはみ出した領域にも照射す
ることが多いため、プラズマ発生室３１の内部からの前
記見通し領域は、ウエハＷからはみ出しているイオンビ
ームの照射領域よりも更に外側となるようにプラズマ出
口４を形成することが好ましい。その理由は、このはみ
出し領域にプラズマ発生部３からのスパッタ粒子や、フ
ィラメントからの粒子が付着すると、これら付着した粒
子がイオンビ−ムによりスパッタされてウエハＷの表面
に付着してしまうからである。In the above, the ion beam is often applied to a region slightly outside the peripheral edge of the wafer W so that the concentration uniformity of impurities near the peripheral edge of the wafer W is not deteriorated. It is preferable to form the plasma outlet 4 so that the line-of-sight region from the inside is further outside the irradiation region of the ion beam protruding from the wafer W. The reason is that if the sputtered particles from the plasma generating unit 3 or the particles from the filament adhere to the protruding area, the adhered particles are sputtered by the ion beam and adhere to the surface of the wafer W. .
【００２５】またプラズマ発生室３１のプラズマ出口４
は、プラズマ発生室３１の壁部に形成した開口部４１
と、見通し規制部材（この例ではファラデーカップ２の
管壁部に相当する）に形成した開口部４２との組み合わ
せにより構成することが望ましい。即ちプラズマ発生室
３１の壁部の開口部４１のみによって見通し領域を規制
しようとすると、開口部４１の内側の開口幅が例えば１
ｍｍ程度と非常に狭いことも加わって、壁部に精度良い
加工処理を行うことは困難であるが、見通し規制部材と
組み合わせれば、開口部４１の形状がラフでよいので設
計上得策である。ただし本発明では、この壁部の開口部
４１のみによってプラズマ出口４を構成してもよい。The plasma outlet 4 of the plasma generating chamber 31
Is an opening 41 formed in the wall of the plasma generation chamber 31.
And the opening 42 formed in the line-of-sight restricting member (corresponding to the tube wall of the Faraday cup 2 in this example). That is, if the line-of-sight region is limited only by the opening 41 of the wall of the plasma generation chamber 31, the opening width inside the opening 41 is, for example, 1
Since it is difficult to perform accurate processing on the wall part due to the fact that the wall part is very narrow, it is a good idea in terms of design because the shape of the opening part 41 can be rough if combined with a line-of-sight restricting member. . However, in the present invention, the plasma outlet 4 may be configured only by the opening 41 of the wall portion.
【００２６】なおイオンを注入する被処理体としては、
半導体ウエハに限られず種々のものを適用することがで
きる。また本発明は、加速管１６を設けない装置や、フ
ァラデーカップ２が回転ディスク１７の裏側に配置され
ている装置についても適用することができ、更にまた１
枚づつ真空処理室内にウエハを導入する装置についても
適用できる。As the object to be implanted with ions,
Not limited to semiconductor wafers, various types can be applied. Further, the present invention can be applied to a device in which the accelerating tube 16 is not provided and a device in which the Faraday cup 2 is arranged on the back side of the rotating disk 17, and further 1
It is also applicable to an apparatus for introducing wafers into the vacuum processing chamber one by one.
【００２７】[0027]
【発明の効果】本発明によれば、被処理体の表面の正電
荷を中和するためにプラズマ発生部を設けるにあたっ
て、プラズマ出口に係わる見通し領域が被処理体から外
れているため、例えばプラズマ発生室のスパッタ粒子な
どによる被処理体へのコンタミネーションを抑えること
ができる。According to the present invention, when the plasma generating portion is provided to neutralize the positive charges on the surface of the object to be processed, the line-of-sight region related to the plasma outlet is out of the object to be processed. It is possible to suppress contamination of the object to be processed due to sputtered particles in the generation chamber.
【図１】本発明の実施例に係わるイオン注入装置の全体
構成を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an overall configuration of an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例の要部を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a main part of an embodiment of the present invention.
【図３】上記実施例の作用を説明するための説明図であ
る。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the operation of the above embodiment.
【図４】プラズマ発生部の周辺部材を示す分解斜視図で
ある。FIG. 4 is an exploded perspective view showing peripheral members of a plasma generating unit.
【図５】上記実施例の要部の外観を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing an external appearance of a main part of the above embodiment.
【図６】従来のイオン注入装置を示す概略説明図であ
る。FIG. 6 is a schematic explanatory view showing a conventional ion implantation device.
１ イオン源 １４ 質量分析器 １６ 加速管 ２ ファラデーカップ ３ プラズマ発生部 ３１ プラズマ発生室 ４ プラズマ出口 ４１、４２ 開口部 Ｓ 見通し領域 ５ 冷却用のブロック体 ６ 熱シールド板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ion source 14 Mass spectrometer 16 Accelerating tube 2 Faraday cup 3 Plasma generation part 31 Plasma generation chamber 4 Plasma outlet 41, 42 Opening S S Line-of-sight region 5 Cooling block 6 Heat shield plate
Claims (1)
ンを注入する装置であって、被処理体の近傍にプラズマ
発生部を配置し、プラズマ発生部で発生したプラズマ中
の電子が被処理体の表面に引き寄せられて当該被処理体
の表面の正の電荷を中和するイオン注入装置において、 前記プラズマ発生部の内部からプラズマ出口の外を見通
した見通し領域が被処理体から外れていることを特徴と
するイオン注入装置。1. An apparatus for irradiating a target object with an ion beam to implant ions, wherein a plasma generating unit is arranged in the vicinity of the target object, and electrons in plasma generated in the plasma generating unit are processed. In an ion implantation apparatus that is attracted to the surface of a body to neutralize the positive charges on the surface of the object to be processed, a line-of-sight region in which the outside of the plasma outlet is viewed from the inside of the plasma generation unit is out of the object to be processed. An ion implanter characterized by the above.
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|---|---|
| JP (1) | JP3264988B2 (en) |
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| WO2000026938A1 (en) * | 1998-10-30 | 2000-05-11 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for ion implantation |
| JP2014116085A (en) * | 2012-12-06 | 2014-06-26 | Fujitsu Semiconductor Ltd | Plasma flood gun and ion implanter |
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-
1992
- 1992-06-29 JP JP19647592A patent/JP3264988B2/en not_active Expired - Fee Related
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| WO2000026938A1 (en) * | 1998-10-30 | 2000-05-11 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for ion implantation |
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| CN113646864A (en) * | 2019-04-18 | 2021-11-12 | 株式会社日立高新技术 | Electron source and charged particle beam device |
| CN113646864B (en) * | 2019-04-18 | 2024-05-28 | 株式会社日立高新技术 | Electron source and charged particle beam device |
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