JPH03159049A - Apparatus for implanting ion - Google Patents
Apparatus for implanting ionInfo
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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) |
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1989
- 1989-11-17 JP JP1300352A patent/JPH03159049A/en active Pending
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