JPH03159049A - Apparatus for implanting ion - Google Patents
Apparatus for implanting ionInfo
- Publication number
- JPH03159049A JPH03159049A JP1300352A JP30035289A JPH03159049A JP H03159049 A JPH03159049 A JP H03159049A JP 1300352 A JP1300352 A JP 1300352A JP 30035289 A JP30035289 A JP 30035289A JP H03159049 A JPH03159049 A JP H03159049A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass spectrometer
- ions
- ion source
- ion
- spectrometer unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 64
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 14
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 11
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 abstract description 16
- 150000001793 charged compounds Chemical class 0.000 abstract description 8
- 238000005192 partition Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、半導体基板に所要の不純物を注入するのに
使用されるイオン注入装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an ion implantation device used to implant required impurities into a semiconductor substrate.
第３図は従来のイオン注入装置の構成図である。 FIG. 3 is a block diagram of a conventional ion implantation device.
同図に示すように、このイオン注入装置には、イオンを
生成するためのイオン源１と、イオン源１で生成された
イオンを引き出すための引出し電極２を備えたイオン源
・引出し部３が設けられている。イオン源・引出し部３
には、所要の質量数のイオンを取り出すための質量分析
部４が接続され、この質量分析部４の出口側に、質量分
析部４より取り出されたイオンを加速するための加速管
５と、そのイオンビーム径を調整するためのＱレンズ６
と、イオンビームの照射方向を調整するためのスキャナ
７とがこの順で配設されている。スキャナ７の前方位置
には、イオンの打ち込みが行われる試料８が配設されて
おり、Ｑレンズ６、スキャナ７および試料８が、加速管
５にのみ連通する気密室９内に収容されて、外部との気
密が図られている。また、イオン源・引出し部３．質量
分析部４の出口側、および気密室９には、装置内を真空
状態にするための排気口１０，１１，１２．１３がそれ
ぞれ設けられている。通常、イオン源・引出し部３の排
気口１０にはクライオポンプが接続されて排気がなされ
るとともに、他の排気口１１゜１２．１３には油拡散ポ
ンプが接続されて排気がなされる。As shown in the figure, this ion implantation apparatus includes an ion source 1 for generating ions, and an ion source/extraction section 3 equipped with an extraction electrode 2 for extracting the ions generated by the ion source 1. It is provided. Ion source/drawer section 3
A mass spectrometer 4 for extracting ions of a required mass number is connected to the , and an acceleration tube 5 for accelerating the ions extracted from the mass spectrometer 4 is connected to the exit side of the mass spectrometer 4. Q lens 6 for adjusting the ion beam diameter
and a scanner 7 for adjusting the irradiation direction of the ion beam are arranged in this order. A sample 8 into which ions are implanted is disposed in front of the scanner 7, and the Q lens 6, scanner 7, and sample 8 are housed in an airtight chamber 9 that communicates only with the acceleration tube 5. It is airtight with the outside. In addition, the ion source/extraction section 3. Exhaust ports 10, 11, 12, and 13 are provided on the exit side of the mass spectrometer 4 and in the airtight chamber 9, respectively, to bring the inside of the apparatus into a vacuum state. Normally, a cryopump is connected to the exhaust port 10 of the ion source/extraction section 3 to perform exhaust, and an oil diffusion pump is connected to the other exhaust ports 11, 12, and 13 to perform exhaust.
このイオン注入装置の運転は、排気口１０〜１３を通じ
て装置内を真空にした状態で行われる。This ion implantation apparatus is operated with the inside of the apparatus evacuated through the exhaust ports 10 to 13.
まず、イオン源１においてイオンが生成され、生成され
たイオンは引出し電極２によって引出されて質量分析部
４に入る。質量分析部４では所要の質量数のイオンが取
り出されて、加速管５で、所定の侵入深さに応じたエネ
ルギーになるように加速される。その後、Ｑレンズ６に
より、加速管５で加速されたイオンビームの径が試料８
表面において適当な大きさになるように調整され、最後
にスキャナ７でイオンビームがＸＹ力方向走査されて試
料８に打ち込まれる。First, ions are generated in the ion source 1, and the generated ions are extracted by the extraction electrode 2 and enter the mass spectrometer 4. Ions of a required mass number are extracted in the mass spectrometer 4 and accelerated in the acceleration tube 5 to have energy corresponding to a predetermined penetration depth. Thereafter, the Q lens 6 adjusts the diameter of the ion beam accelerated in the acceleration tube 5 to the sample 8.
The ion beam is adjusted to an appropriate size on the surface, and finally, the ion beam is scanned in the XY force direction by the scanner 7 and is implanted into the sample 8.
しかしながら、従来のイオン注入装置では、イオン源・
引出し部３内のガスが質量分析部４に一部流れ込んで残
留するため、分子イオンや二価イオンを取り出す場合、
質量分析部４内の残留ガスにより分子イオンや二価イオ
ンが分解して、所望のイオンを取り出せないという問題
を有していた。However, in conventional ion implanters, the ion source and
Part of the gas in the drawer section 3 flows into the mass spectrometer section 4 and remains, so when extracting molecular ions and divalent ions,
There was a problem in that molecular ions and divalent ions were decomposed by residual gas in the mass spectrometer 4, making it impossible to extract desired ions.
この発明は、上記問題を解決するためになされたもので
、分子イオンや二価イオンを途中で分解させることなく
試料まで導くことができるイオン注入装置を提供するこ
とを目的とする。The present invention was made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an ion implantation device that can guide molecular ions and divalent ions to a sample without decomposing them on the way.
この発明は、イオン源で生成されたイオンを引出し電極
により質量分析部に引出して、所要の質量数のイオンを
取り出すようにしたイオン注入装置であって、上記目的
を達成するために、前記イオン源と前記質量分析部の間
に排気機構を備えた排気室を設けて、前記イオン源で生
成されたイオンが前記排気室を経て前記質量分析部に導
かれるようにしている。The present invention is an ion implanter in which ions generated in an ion source are extracted to a mass spectrometer using an extraction electrode to extract ions having a required mass number. An exhaust chamber equipped with an exhaust mechanism is provided between the source and the mass spectrometer, so that ions generated by the ion source are guided to the mass spectrometer through the exhaust chamber.
この発明のイオン注入装置によれば、イオン源と質量分
析部の間に排気室を設けているため、その排気室を通じ
て質量分析部の真空度が高められ、分子イオンや二価イ
オンの分解が防止される。According to the ion implanter of the present invention, since the exhaust chamber is provided between the ion source and the mass spectrometer, the degree of vacuum in the mass spectrometer is increased through the exhaust chamber, and the decomposition of molecular ions and divalent ions is prevented. Prevented.
第１図はこの発明の一実施例であるイオン注入装置の構
成図である。FIG. 1 is a block diagram of an ion implantation apparatus which is an embodiment of the present invention.
同図に示すように、このイオン注入装置では、イオン源
・引出し部３と質量分析部４の間に、第１差動排気室１
４および第２差動排気室１５がこの順で配設されている
。第１および第２差動排気室１４．１５には、真空ポン
プ等の排気機構を備えた排気口１６．１７がそれぞれ接
続されている。As shown in the figure, in this ion implanter, a first differential pumping chamber 1 is located between the ion source/extraction section 3 and the mass spectrometer 4.
4 and the second differential exhaust chamber 15 are arranged in this order. Exhaust ports 16.17 equipped with an exhaust mechanism such as a vacuum pump are connected to the first and second differential exhaust chambers 14.15, respectively.
イオン源・引出し部３と第１差動排気室１４の間は、第
２図に示すように仕切壁１８により仕切られる。この仕
切壁１８にはイオンビームの通過を許容する開口１９が
設けられており、この開口１９を通じてのみイオン源・
引出し部３と第１差動排気室１４とが連通される。開口
１９の上下位置には、一対のねじ棒２０が平行に配置さ
れた状態で、仕切壁１８に固定された軸受２１により回
転自在に支持されている。そして、各ねじ棒２０の一端
側に設けられた右ねじ部に一方のイオンビーム遮断可動
弁２２ａが螺合されるとともに、各ねじ棒２０の略中央
部に設けらた左ねじ部に他方のイオンビーム遮断可動弁
２２ｂが螺合され、このねじ棒２０をモータ２３により
ベルト２４を介して正方向又は逆方向に回転駆動するこ
とにより、一対のイオンビーム遮断可動弁２２ａ、２２
ｂが相互に接近又は離隔移動しうるように構成されてい
る。この場合、開口１つの可動弁２２ａ、２２ｂで挟ま
れる領域により入射オリフィス２５が構成されるため、
この入射オリフィス２５の口径は、可動弁２２ａ、２２
ｂの開閉によりイオンビームの口径に合わせるように調
整することが可能となる。The ion source/extraction section 3 and the first differential pumping chamber 14 are separated by a partition wall 18 as shown in FIG. This partition wall 18 is provided with an opening 19 that allows the ion beam to pass through, and only through this opening 19 can the ion source and
The drawer portion 3 and the first differential exhaust chamber 14 are communicated with each other. A pair of threaded rods 20 are arranged in parallel above and below the opening 19 and are rotatably supported by bearings 21 fixed to the partition wall 18 . One ion beam cutoff movable valve 22a is screwed into a right-hand threaded portion provided at one end of each threaded rod 20, and the other ion beam cutoff movable valve 22a is threaded into a left-hand threaded portion provided approximately at the center of each threaded rod 20. The ion beam cutoff movable valve 22b is screwed together, and the threaded rod 20 is rotated by the motor 23 via the belt 24 in the forward or reverse direction to open the pair of ion beam cutoff movable valves 22a, 22.
b are configured to be able to move toward or away from each other. In this case, since the entrance orifice 25 is constituted by the area sandwiched between the movable valves 22a and 22b with one opening,
The diameter of the entrance orifice 25 is the same as that of the movable valves 22a, 22.
By opening and closing b, it is possible to adjust it to match the aperture of the ion beam.
第１差動排気室１４と第２差動排気室１５の境界部、お
よび第２差動排気室１５と質量分析部４の境界部も、第
２図と同様の構成が採用される。The boundary between the first differential exhaust chamber 14 and the second differential exhaust chamber 15 and the boundary between the second differential exhaust chamber 15 and the mass spectrometer 4 also have the same configuration as in FIG. 2.
その他の構成は第３図の従来例と同様であるので、同−
又は相当部分に同一符号を付してその説明を省略する。The other configurations are the same as the conventional example shown in Fig. 3.
Alternatively, corresponding parts will be given the same reference numerals and their explanations will be omitted.
このイオン注入装置の運転は、排気口１０〜１３．１６
．１７を通じて装置内を真空にした状態で行われる。イ
オン源１において生成されたイオンは、引出し電極２に
より引き出されて第１および第２差動排気室１４．１５
の各仕切壁１８に設けられた入射オリフィス２５を順次
通過し、質量分析部４に導かれる。この場合、各入射オ
リフィス２５の口径は、イオン源１より引き出されるイ
オンビームの口径に合うように調整するのが望ましい。The operation of this ion implanter is as follows: exhaust ports 10 to 13.16
．． The process is carried out with the inside of the apparatus evacuated through step 17. Ions generated in the ion source 1 are extracted by the extraction electrode 2 and sent to the first and second differential pumping chambers 14 and 15.
The light passes sequentially through the entrance orifice 25 provided in each partition wall 18 and is guided to the mass spectrometer 4. In this case, it is desirable that the aperture of each entrance orifice 25 be adjusted to match the aperture of the ion beam extracted from the ion source 1.
質量分析部４に導かれたイオンは、従来と同様、質量分
析部４て所要の質量数のイオンに分析された後、加速管
５で再加速され、Ｑレンズ６゜スキャナ７を通って試料
８に打ち込まれる。The ions guided to the mass spectrometer 4 are analyzed by the mass spectrometer 4 into ions of the required mass number, and then re-accelerated by the acceleration tube 5 and passed through the Q lens 6° scanner 7 to the sample. Hit by 8.
このイオン注入装置では、イオン源１より引出されたイ
オンが第１および第２差動排気室１４゜１５を経て質量
分析部４に導かれるため、イオン源・引出し部３から質
量分析部４に向かうガスは、第１および第２差動排気室
１４．１５を通過する際に排気口１６．１７を経て外部
に排気され、質量分析部４へのガスの流入が規制される
。したがって、質量分析部４ての真空度が高められて、
残留ガスによる分子イオンや二価イオンの分解が抑制さ
れる。In this ion implanter, ions extracted from the ion source 1 are guided to the mass spectrometer 4 through the first and second differential pumping chambers 14 and 15. The gas heading toward the mass spectrometer 4 is exhausted to the outside through the exhaust port 16.17 when passing through the first and second differential exhaust chambers 14.15, and the inflow of the gas into the mass spectrometer 4 is regulated. Therefore, the degree of vacuum in the mass spectrometer 4 is increased,
Decomposition of molecular ions and divalent ions by residual gas is suppressed.
また、第１および第２差動排気室１４．１５に設けられ
る入射オリフィス２５の口径を可変としたため、入射オ
リフィス２５の口径をイオンビームの口径に合わせるよ
うに調整することにより、イオンビームの取り出しを充
分に確保しながら、イオン源１側から質量分析部４側に
流れ込むガスの流量を最小限に抑えて、質量分析部４の
真空度を効率よく高めることができる。In addition, since the diameter of the entrance orifice 25 provided in the first and second differential pumping chambers 14.15 is made variable, the diameter of the entrance orifice 25 can be adjusted to match the diameter of the ion beam, allowing extraction of the ion beam. The degree of vacuum in the mass spectrometer 4 can be efficiently increased by minimizing the flow rate of gas flowing from the ion source 1 side to the mass spectrometer 4 side while ensuring a sufficient amount of gas.
また、イオン源・引出し部３と質量分析部４とが入射オ
リフィス２５によってのみ連通されているにすぎないた
め、イオン源１で発生する汚染物質の試料８への拡散も
抑えることができる。Furthermore, since the ion source/extractor section 3 and the mass spectrometer section 4 are communicated only through the entrance orifice 25, the diffusion of contaminants generated in the ion source 1 into the sample 8 can also be suppressed.
なお、上記実施例では、差動排気室が２室設けられる場
合を例に挙げて説明したが、差動排気室の室数は特に限
定されない。In the above embodiment, the case where two differential exhaust chambers are provided has been described as an example, but the number of differential exhaust chambers is not particularly limited.
この発明のイオン注入装置によれば、イオン源と質量分
析部の間に排気室を設けているため、その排気室を通じ
て質量分析部の真空度を高めることができ、分子イオン
や二価イオンを途中で分解させることなく試料まで導く
ことができるという効果が得られる。According to the ion implantation apparatus of the present invention, since the exhaust chamber is provided between the ion source and the mass spectrometer, the degree of vacuum in the mass spectrometer can be increased through the exhaust chamber, and molecular ions and divalent ions can be removed. This has the effect of being able to guide the sample to the sample without decomposing it on the way.
第１図はこの発明の一実施例であるイオン注入装置の構
成図、第２図はその要部斜視図、第３図は従来のイオン
注入装置の構成図である。
図において、１はイオン源、２は引出し電極、４は質量
分析部、１４は第１差動排気室、１５は第２差動排気室
である。
なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
第１図FIG. 1 is a block diagram of an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of its main parts, and FIG. 3 is a block diagram of a conventional ion implantation apparatus. In the figure, 1 is an ion source, 2 is an extraction electrode, 4 is a mass spectrometer, 14 is a first differential pumping chamber, and 15 is a second differential pumping chamber. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts. Figure 1
Claims (1)
質量分析部に引出して、所要の質量数のイオンを取り出
すようにしたイオン注入装置において、 前記イオン源と前記質量分析部の間に排気機構を備えた
排気室を設けて、前記イオン源で生成されたイオンが前
記排気室を経て前記質量分析部に導かれるようにしたこ
とを特徴とするイオン注入装置。(1) In an ion implanter in which ions generated in an ion source are extracted to a mass spectrometer using an extraction electrode to extract ions having a required mass number, an exhaust mechanism is provided between the ion source and the mass spectrometer. An ion implantation apparatus characterized in that an ion implantation apparatus is provided with an exhaust chamber having a ion source, and ions generated by the ion source are guided to the mass spectrometer through the exhaust chamber.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1300352A JPH03159049A (en) | 1989-11-17 | 1989-11-17 | Apparatus for implanting ion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1300352A JPH03159049A (en) | 1989-11-17 | 1989-11-17 | Apparatus for implanting ion |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03159049A true JPH03159049A (en) | 1991-07-09 |
Family
ID=17883751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1300352A Pending JPH03159049A (en) | 1989-11-17 | 1989-11-17 | Apparatus for implanting ion |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03159049A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11144671A (en) * | 1997-11-06 | 1999-05-28 | Hitachi Ltd | Ion implanting apparatus |
| JP2002517885A (en) * | 1998-06-02 | 2002-06-18 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | Acceleration and analysis architecture for ion implanters |
| JP2002343299A (en) * | 2001-05-18 | 2002-11-29 | Denso Corp | Ion implantation system |
| JP2004288549A (en) * | 2003-03-24 | 2004-10-14 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Ion implanter |
| JP2007311815A (en) * | 2007-07-09 | 2007-11-29 | Ulvac Kuraio Kk | Ion implantation method |
| JP2009518865A (en) * | 2005-12-07 | 2009-05-07 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | Technology to reduce the effects of photoresist outgassing |
| JP2012500454A (en) * | 2008-08-11 | 2012-01-05 | イオンビーム アプリケーションズ， エス．エー． | High current DC proton accelerator |
-
1989
- 1989-11-17 JP JP1300352A patent/JPH03159049A/en active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11144671A (en) * | 1997-11-06 | 1999-05-28 | Hitachi Ltd | Ion implanting apparatus |
| JP2002517885A (en) * | 1998-06-02 | 2002-06-18 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | Acceleration and analysis architecture for ion implanters |
| JP2002343299A (en) * | 2001-05-18 | 2002-11-29 | Denso Corp | Ion implantation system |
| JP4556346B2 (en) * | 2001-05-18 | 2010-10-06 | 株式会社デンソー | Ion implantation machine |
| JP2004288549A (en) * | 2003-03-24 | 2004-10-14 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Ion implanter |
| JP2009518865A (en) * | 2005-12-07 | 2009-05-07 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | Technology to reduce the effects of photoresist outgassing |
| JP2007311815A (en) * | 2007-07-09 | 2007-11-29 | Ulvac Kuraio Kk | Ion implantation method |
| JP2012500454A (en) * | 2008-08-11 | 2012-01-05 | イオンビーム アプリケーションズ， エス．エー． | High current DC proton accelerator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2698361C (en) | Multi-pressure stage mass spectrometer and methods | |
| KR100590644B1 (en) | Acceleration and analysis architecture for ion implanter | |
| CZ302134B6 (en) | Cascade-type pumping arrangement for an apparatus with corpuscular radiation and corpuscular radiation apparatus | |
| CA2343735A1 (en) | Means for removing unwanted ions from an ion transport system and mass spectrometer | |
| WO2001041181A1 (en) | Gas cluster ion beam smoother apparatus | |
| JPWO2009031179A1 (en) | Mass spectrometer | |
| JPH03159049A (en) | Apparatus for implanting ion | |
| JPS60105155A (en) | Ion implanting device | |
| US6060706A (en) | Analytical apparatus using ion trap mass spectrometer | |
| EP1150720B1 (en) | Method and device for sterilizing containers or objects | |
| JP3906320B2 (en) | Mass sorter | |
| US2991362A (en) | Means and method for X-ray spectrometry | |
| JP2821313B2 (en) | Electron beam irradiation device | |
| CN105428199B (en) | Mass spectrometric analysis method and the mass spectrometer with atmospheric pressure interface | |
| JP3058037B2 (en) | Mass spectrometer | |
| JP3235113B2 (en) | Ion implanter | |
| JPH06215716A (en) | Scanning electron microscope | |
| JPH06215712A (en) | Ion accelerator | |
| CN110419092B (en) | Mass spectrometer | |
| US5866909A (en) | Generator of ribbon-shaped ion beam | |
| JP2765111B2 (en) | Ion implanter | |
| KR101229724B1 (en) | Ion source for use in an ion implanter | |
| CN113748488A (en) | Ion analysis apparatus | |
| JP3947762B2 (en) | Inductively coupled plasma mass spectrometer and its exhaust control method | |
| US20080173828A1 (en) | Ion implantation device and method for implanting ions |