JPH04119955U - Ion implanter mass spectrometry tube - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スパッタ粒子によるイオン注入ウエファのコ
ンタミネ−ション防止 【構成】 質量分析管１の内壁側面部のライナ−２ａな
いし２ｃ，３ａ，３ｂに加えて、内壁下面にライナ−７
ａ，７ｂを、上面にも下面と同様にライナ−を設ける。
分析管内壁に直接イオンビ−ムが当たることを防止し、
分析管の金属成分によるウエファのコンタミネ−ション
を防ぐ。必要以上に上下方向にビ−ム幅が広がるとき、
不要部分を上、下面のライナ−でカットし、分析管の下
流部におけるコンタミネ−ションを防止する。 (57) [Summary] [Purpose] Preventing contamination of ion-implanted wafers by sputtered particles [Structure] In addition to the liners 2a to 2c, 3a, and 3b on the side surfaces of the inner wall of the mass spectrometer tube 1, a liner is provided on the lower surface of the inner wall. 7
A and 7b are provided with a liner on the upper surface as well as on the lower surface.
Prevents the ion beam from directly hitting the inner wall of the analysis tube.
Prevents contamination of the wafer by metal components in the analysis tube. When the beam width expands vertically more than necessary,
Cut unnecessary parts with the upper and lower liners to prevent contamination downstream of the analysis tube.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]

【０００１】0001

【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本考案は、イオン注入装置におけるイオンビ−ムの質量分析管に関する。 The present invention relates to an ion beam mass spectrometer tube in an ion implanter.

【０００２】0002

【従来の技術】[Conventional technology]

図３は質量分析管の横断面図、図４は図３の線Ａ−Ａでの縦断面図を示す。分 析管１の内壁の外側側面部にライナ−（当て板）２ａ，２ｂ，２ｃが設置され、 内側側面部にライナ−３ａ，３ｂが設けられている。これらライナ−は、イオン ビ−ムが例えばステンレス製の分析管１の内壁に当たることによりスパッタされ て孔が開き真空リ−クが生ずるのを防ぐものであり、カ−ボン等のスパッタ率が 比較的低く（ステンレスの半分以下）、耐熱性のある材料で構成されている。分 析管１の上下には、図示を省略するが、それぞれ電磁コイルが巻装された磁極が 対向配置されていると共に、これら磁極は分析管１の周囲を取り巻く形の磁路ヨ −クで磁気結合されており、磁束は図面の裏から表の方向で図面に垂直に存在す る。イオンビ−ムの質量分析時、分析管１に導入されたイオンビ−ムは磁束が作 用することによりその進行につれて右方向に曲げられ、所望の質量のイオンビ− ムＩｂ₁は分析管１を通過し、所望の質量より軽いイオンビ−ムＩｂ₂はより曲げ られて内側側面部のライナ−３ａ，３ｂに当たり、重いイオンビ−ムＩｂ₃はあ まり曲がらず外側側面部のライナ−２ａ，２ｂ，２ｃに当たって捕捉される。FIG. 3 shows a cross-sectional view of the mass spectrometer tube, and FIG. 4 shows a longitudinal cross-sectional view taken along line AA in FIG. Liners (backing plates) 2a, 2b, 2c are installed on the outer side of the inner wall of the analysis tube 1, and liners 3a, 3b are installed on the inner side. These liners are used to prevent sputtering caused by the ion beam hitting the inner wall of the stainless steel analysis tube 1, which opens holes and causes vacuum leaks, and the sputtering rate of carbon and other materials is relatively low. It is made of a material that is low heat resistant (less than half that of stainless steel) and has high heat resistance. At the top and bottom of the analysis tube 1, although not shown, magnetic poles each having an electromagnetic coil wound thereon are placed facing each other. The magnetic flux exists perpendicular to the drawing in the direction from the back to the front of the drawing. During ion beam mass analysis, the ion beam introduced into the analysis tube 1 is bent to the right as it advances by the action of magnetic flux, and the ion beam Ib ₁ with the desired mass passes through the analysis tube 1. The ion beam Ib ₂ , which is lighter than the desired mass, is bent more and hits the liners 3a, 3b on the inner side, and the heavier ion beam Ib ₃ is not bent much and hits the liners 2a, 2b, 2c on the outer side and is captured. be done.

【０００３】 各ライナ−２ａ，２ｂ，２ｃ，３ａ，３ｂはイオンビ−ムが当たってスパッタ される。通常、イオン源物質からは多数のイオン種が生ずるが、その殆どが所望 のイオン種より重いため特に外側側面部のライナ−２ａ，２ｂ，２ｃはスパッタ の影響が大きく、分析管１を取り外さずに定期的に取り替えられるようにするの が望ましい。この点、各ライナ−は弾性のある材料（アルミニュウム、銅、ステ ンレス等）の薄板４に取り付け、例えば貼り付けて形成されており、分析管１の 外側側面部に着脱可能部５を形成し、この部分を取り外すことによって損耗した ライナ−を図４に示すレ−ル６に沿って取りだし、新しいものと替えることがで きるようにされている（例えば実開昭６１−８７４５３号参照）。また内側側面 部のライナ−３ａ，３ｂも同様に薄板４に取り付けられており、分析管１のイオ ンビ−ム出口側に接続されている部分を取り外したときにこの出口側から、或い は分析管全体を取り外したときに交換できるように構成されている。0003 Each liner 2a, 2b, 2c, 3a, 3b is spattered by the ion beam. be done. Ion source materials typically produce a large number of ion species, most of which are the desired The liners 2a, 2b, and 2c on the outer side are particularly prone to sputtering because they are heavier than the ion species of Since the influence of is desirable. In this respect, each liner is made of an elastic material (aluminum, copper, steel, etc.). It is formed by attaching, for example pasting, to the thin plate 4 of the analytical tube 1. A removable part 5 is formed on the outer side surface, and this part can be removed to prevent wear and tear. The liner can be taken out along the rail 6 shown in Figure 4 and replaced with a new one. (For example, see Utility Model Application No. 87453/1983). Also the medial side The liners 3a and 3b of the section are similarly attached to the thin plate 4, and the ion liners of the analysis tube 1 are When the part connected to the beam exit side is removed, from this exit side, or is constructed so that it can be replaced when the entire analysis tube is removed.

【０００４】0004

【考案が解決しようとする課題】[Problem that the idea aims to solve]

ところでイオン注入装置にあっては、イオン注入ウエファの大径化、注入要処 理時間の短縮化の要請等に伴いイオンビ−ムの大電流化が進行している。かかる 大電流化はイオンビ−ムの幅、径の増加をもたらし、イオンビ−ムが分析管内に 導入されると、ビ−ムの発散の影響をも受け、分析管内壁にイオンビ−ムが当た る場所が増えることになる。上述の従来技術によれば分析管側面部内壁からのス パッタの影響については対処されているが、ステンレス製の分析管内壁の上、下 面部にイオンビ−ムが当たるとその成分のＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉ等がスパッタされ、 コンタミネ−ション、不純物混入汚染がウエファに生じ、注入ウエファの良品率 を低下させてしまう。 However, in ion implantation equipment, the diameter of the ion implantation wafer is increasing, and the implantation requirements are increasing. Due to the demand for shorter processing times, ion beam currents are becoming larger. It takes Increasing the current increases the width and diameter of the ion beam, causing the ion beam to enter the analysis tube. When introduced, the ion beam is affected by beam divergence and hits the inner wall of the analysis tube. There will be more places to go. According to the above-mentioned conventional technology, the flow from the inner wall of the side surface of the analysis tube is Although the effects of patter have been addressed, When the ion beam hits the surface, its components such as Fe, Cr, and Ni are sputtered. Contamination and impurity contamination occur on the wafer, reducing the quality of implanted wafers. This results in a decrease in

【０００５】 本考案は、分析管の内壁の上、下面部にもライナ−を配置することによって、 注入時のコンタミネ−ションを低減し、上下方向に発散するビ−ムをカットし、 ビ−ム下流側の汚れを低減することを目的とするものである。[0005] In this invention, by placing liners on the upper and lower parts of the inner wall of the analysis tube, Reduces contamination during injection, cuts beams that diverge in the vertical direction, The purpose is to reduce contamination on the downstream side of the beam.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

本考案は、イオン注入装置の質量分析管において、分析管内の側面部、上面部 、下面部に分析管ライナ−を設けたことを特徴とする。 This invention applies to the side and top parts of the mass spectrometry tube of an ion implanter. , is characterized in that an analysis tube liner is provided on the lower surface.

【０００７】[0007]

【作用】[Effect]

分析管内壁の上、下面部にライナ−を追加配置したことにより、分析管内壁に 直接ビ−ムが当たることが防止され、内壁からのスパッタリングが生じないので 、内壁の金属によるウエファのコンタミネ−ションが低減する。そして、必要以 上に上下方向にビ−ム幅が広がっても不要部分をライナ−でカットできるから、 イオンビ−ムの下流側で余分な場所にビ−ムが当たる確率が低減し、分析管から 下流部分でのコンタミネ−ションや汚れを低減する。 By placing additional liners on the upper and lower surfaces of the inner wall of the analysis tube, This prevents direct beam contact and prevents sputtering from the inner wall. , contamination of the wafer due to metal on the inner wall is reduced. And more than necessary Even if the beam width increases in the vertical direction, unnecessary parts can be cut off with the liner. The probability of the beam hitting unnecessary areas on the downstream side of the ion beam is reduced, and the ion beam is removed from the analysis tube. Reduces contamination and dirt downstream.

【０００８】[0008]

【実施例】【Example】

本考案の一実施例を図面を参照して説明する。図１は分析管の横断面図、図２ ３は図１の線Ａ−Ａでの縦断面図であり、図３及び図４と同一符号は同等部分を 示す。分析管１の内壁下面にイオンビ−ムの通過経路に合わせてライナ−７ａ， ７ｂが設けられ、内壁上面にも下面と対称的に同じ形状のライナ−８ａ，８ｂが 設置される（ライナ−８ａについては図示を省略する）。これらライナ−も側面 部のライナ−２ａないし２ｃ，３ａ及び３ｂと同様に例えばカ−ボン製のもので 、側面部のライナ−と同様の板９に取り付けられており、分析管１を取り外した ときに図２に示すように案内レ−ル１０に沿って出し入れ交換できるように構成 される。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Figure 1 is a cross-sectional view of the analysis tube, Figure 2 3 is a vertical cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 1, and the same symbols as in FIGS. 3 and 4 indicate equivalent parts. show. A liner 7a is placed on the lower surface of the inner wall of the analysis tube 1 along the path of the ion beam. 7b is provided, and liners 8a and 8b having the same shape as the bottom surface are also provided on the upper surface of the inner wall symmetrically. (Illustration of the liner 8a is omitted). These liners are also on the side. For example, the liners 2a to 2c, 3a and 3b are made of carbon. , is attached to a plate 9 similar to the liner on the side, and the analysis tube 1 is removed. As shown in FIG. be done.

【０００９】 分析管１の内壁上下面部に設置されたライナ−７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂは側面 部のライナ−２ａないし２ｃ，３ａ及び３ｂと相俟って分析管１の内壁に直接イ オンビ−ムが当たることを防止し、また必要以上に分析管の上下方向にイオンビ −ム幅が広がったとき、不要部分のビ−ムをライナ−７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂは カットする。[0009] The liners 7a, 7b, 8a, and 8b installed on the upper and lower surfaces of the inner wall of the analysis tube 1 are In conjunction with the liners 2a to 2c, 3a and 3b of This prevents the on-beam from hitting the ion beam, and also prevents the ion beam from moving up and down the analysis tube more than necessary. - When the beam width increases, liners 7a, 7b, 8a, and 8b are used to remove unnecessary beams. cut.

【００１０】 上述の実施例ではライナ−７ａ，７ｂを交換できるように構成したが、同ライ ナ−の損耗は側面部のライナ−と比べると少ないから、分析管に固定的に取り付 けるようにしても良いし、この場合、ライナ−７ａ，７ｂは上下面部全面に充分 に配置することができる。0010 In the above embodiment, the liners 7a and 7b were configured to be replaceable, but Since the liner wear is less compared to the side liner, it can be fixedly attached to the analysis tube. In this case, the liners 7a and 7b can cover the entire upper and lower surfaces. can be placed in

【００１１】[0011]

【考案の効果】[Effect of the idea]

分析管内壁に直接イオンビ−ムが当たることが阻止されるから分析管金属成分 の例えばＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉ等のスパッタリングが発生せず、かかる成分によるウ エファのコンタミネ−ションが低減、防止され、ウエファのイオン注入品質、良 品率が向上する。 Since the ion beam is prevented from directly hitting the inner wall of the analysis tube, the metal components of the analysis tube are For example, sputtering of Fe, Cr, Ni, etc. does not occur, and no Wafer contamination is reduced and prevented, improving ion implantation quality of wafers. Product quality improves.

【００１２】 イオンビ−ムの上下方向不要部分を上下面部のライナ−でカットすることがで きるから、イオンビ−ムの下流側において余分の場所にビ−ムが当たる確率を低 減することが可能となり、分析管から下流部分でのコンタミネ−ション、汚れを 防止することができる。0012 Unnecessary parts in the vertical direction of the ion beam can be cut with the liner on the upper and lower surfaces. This reduces the probability that the beam will hit unnecessary locations on the downstream side of the ion beam. This makes it possible to reduce contamination and dirt downstream from the analysis tube. It can be prevented.

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

【図１】本考案の実施例の横断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention.

【図２】図１の線Ａ−Ａにおける拡大縦断面図である。FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view taken along line A-A in FIG. 1;

【図３】従来例の横断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional example.

【図４】図３の線Ａ−Ａにおける拡大縦断面図である。FIG. 4 is an enlarged longitudinal cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 分析管 ２ａ〜２ｃ 側面部ライナ− ３ａ，３ｂ 側面部ライナ− ７ａ，７ｂ 下面部ライナ− ８ｂ 上面部ライナ− 1 Analysis tube 2a~2c Side liner 3a, 3b Side liner 7a, 7b Bottom liner 8b Top liner

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/265 ──────────────────────────────────────────────── ─── Continued from front page (51) Int.Cl. ⁵ Identification code Internal reference number FI Technical display location H01L 21/265

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】 イオン注入装置の質量分析管において、
分析管内の側面部、上面部、下面部に分析管ライナ−を
設けたことを特徴とする質量分析管。Claim 1: In a mass spectrometry tube of an ion implanter,
A mass spectrometry tube characterized in that an analysis tube liner is provided on the side, top, and bottom parts of the analysis tube.