JPH10177846A - Ion source of ion implantation device - Google Patents
Ion source of ion implantation deviceInfo
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- JPH10177846A JPH10177846A JP8338595A JP33859596A JPH10177846A JP H10177846 A JPH10177846 A JP H10177846A JP 8338595 A JP8338595 A JP 8338595A JP 33859596 A JP33859596 A JP 33859596A JP H10177846 A JPH10177846 A JP H10177846A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、イオン注入装置に
関し、ことにイオン注入装置のバーナス型イオン源から
のビーム断面形状の変更方法に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an ion implantation apparatus, and more particularly to a method for changing a beam cross-sectional shape from a Bernas type ion source of the ion implantation apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】最近では、ＬＳＩの高密度化に対処する
ために、プロセスの精度が要求されている。このため、
拡散の技術に変えてイオン打ち込みの手法を用いようと
する動きが顕著になっている。拡散技術による不純物の
導入は、不純物ソースとシリコン基板界面における化学
反応および拡散係数で定められた不純物のシリコン中へ
の侵入現象の応用であり、不純物原子の数をプロセス中
でカウントしたり、モニタしたりすることはできない。2. Description of the Related Art Recently, in order to cope with an increase in the density of an LSI, the accuracy of a process is required. For this reason,
There is a remarkable movement to use ion implantation instead of diffusion. The introduction of impurities by diffusion technology is an application of the chemical reaction at the interface between the impurity source and the silicon substrate and the penetration phenomenon of impurities determined by the diffusion coefficient into silicon.The number of impurity atoms can be counted in the process and monitored. You can't do that.
【０００３】一方イオン注入技術は、不純物が特定で
き、その不純物の量、打ち込みの深さと分布を正確に予
測制御でき、他の膜を通しても打ち込みが可能であり、
比較的低温度で電気的に活性化でき、さらに均一性と再
現性およびスループットが優れているという特徴がある
ため、半導体プロセスに広く用いられるようになった。
ことに、近年では半導体デバイスの集積度が高くなって
きているので、イオン注入の応用範囲は益々拡大するよ
うになっている。On the other hand, the ion implantation technique can specify an impurity, accurately predict and control the amount of the impurity, the implantation depth and distribution, and can perform implantation through other films.
Because of its characteristics that it can be electrically activated at a relatively low temperature and that it has excellent uniformity, reproducibility, and throughput, it has been widely used in semiconductor processes.
In particular, in recent years, the degree of integration of semiconductor devices has been increasing, so that the application range of ion implantation has been expanding more and more.
【０００４】このようなイオン注入に用いられるイオン
注入装置は、図３に示すように、イオン源１１、引出電
極系１２、質量分析器１３、加速管１４、イオン偏向系
（レンズ系と走査系）１５、イオン打ち込み室１６等か
らなっており、全体が高真空系の中で操作されるように
なっている。イオン源１１は元素の固体蒸気、あるいは
化合物等のガスをプラズマ状態にし、イオン化して取り
出す部分であり、例えば、ボロン、リン、ヒ素等ではハ
ロゲン化物や水素化物およびそれらと水素などとの混合
ガスが用いられる。イオン源の構成は、熱フィラメント
を用いるものと、マグネトロンを用いたマイクロウェー
ブプラズマを用いるものがある。As shown in FIG. 3, an ion implantation apparatus used for such ion implantation includes an ion source 11, an extraction electrode system 12, a mass analyzer 13, an acceleration tube 14, an ion deflection system (a lens system and a scanning system). ) 15, an ion implantation chamber 16 and the like, and the whole is operated in a high vacuum system. The ion source 11 is a portion that converts a gas such as a solid vapor of an element or a compound into a plasma state and ionizes and extracts the gas. For example, in the case of boron, phosphorus, arsenic, etc., a halide or hydride or a mixed gas of these and hydrogen Is used. The configuration of the ion source includes one using a hot filament and one using microwave plasma using a magnetron.
【０００５】質量分析器１３は、マグネットを用いてイ
オンの進行方向を変え、取り出された各種イオンを質量
の差で分離する。分離されたイオンは加速器１４で所望
のエネルギーまで加速される。加速されたイオンは、静
電型あるいは磁界型のレンズ系によって収束されビーム
となってターゲットに向かう。ビームは走査系で走査さ
れてイオン打ち込みが行われる。走査は、ビームを走査
するものと、ターゲットである半導体ウェーハを走査す
るものと、両者を混在させるものとが用いられる。[0005] The mass analyzer 13 changes the traveling direction of ions using a magnet, and separates the extracted various ions by the difference in mass. The separated ions are accelerated by the accelerator 14 to a desired energy. The accelerated ions are converged by an electrostatic or magnetic lens system and form a beam toward the target. The beam is scanned by a scanning system to perform ion implantation. As the scanning, one that scans a beam, one that scans a semiconductor wafer as a target, and one that mixes both are used.
【０００６】図４は、このようなイオン注入装置に用い
られるバーナス型イオン源の概略の構成を示すブロック
図である。このイオン源の構成と働きを図にそって簡単
に説明する。フィラメント電源２から供給される電力
（５Ｖ、２００Ａ程度）によってアークチャンバー５内
に設置されているフィラメント１は熱せられ、熱電子を
放出する。このフィラメント１から放出される熱電子は
図示しない電磁石によってアークチャンバー５全体に加
えられている磁力によってフレミングの左手の法則によ
る作用を受け、フィラメント１からリフレクタ電極４側
に移動する。リフレクタ電極４にはフィラメント電源２
のマイナス電極に接続されているため、フィラメント１
からリフレクタ電極４側に移動した熱電子はリフレクタ
電極４に衝突する前に反射し、この反射した熱電子はア
ーク電源３（１００Ｖ、５Ａ程度）に回収される。FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a burner type ion source used in such an ion implantation apparatus. The configuration and operation of this ion source will be briefly described with reference to the drawings. The filament 1 installed in the arc chamber 5 is heated by electric power (about 5 V, about 200 A) supplied from the filament power supply 2 and emits thermoelectrons. The thermoelectrons emitted from the filament 1 are subjected to the action of Fleming's left hand rule by the magnetic force applied to the entire arc chamber 5 by an electromagnet (not shown), and move from the filament 1 to the reflector electrode 4 side. A filament power supply 2 is connected to the reflector electrode 4.
Is connected to the negative electrode of
The thermoelectrons that have moved to the reflector electrode 4 side are reflected before colliding with the reflector electrode 4, and the reflected thermoelectrons are collected by the arc power supply 3 (about 100 V, 5 A).
【０００７】ところで熱電子は最長でこのような経路を
辿るのだが、この経路を辿る途中でアークチャンバー５
内にソースガス注入口６から供給されているソースガス
分子と衝突して経路を変える。衝突されたソースガス分
子は分解されてイオンを生成する。以上がこのバーナス
型イオン源のイオン生成の原理である。By the way, thermoelectrons follow such a path at the longest.
It collides with the source gas molecules supplied from the source gas inlet 6 to change the path. The bombarded source gas molecules are decomposed to generate ions. The above is the principle of ion generation of this Bernas type ion source.
【０００８】ところで、このような方式のイオン源で
は、イオン生成の位置が必ずしも固定されないので、イ
オンビーム径を細くすることができず、このためイオン
ビームの周辺のイオンがイオン注入装置の側壁などに衝
突してしまうようなことがあった。このようなイオンビ
ームのイオン注入装置内での衝突があると、イオンが試
料室まで届かないためのビームロスが起きるし、さらに
イオン注入装置の内壁へのイオンの衝突は内壁を汚染す
るおそれがある。このビームロスによるイオン電流の減
少と、イオン注入装置内壁の汚染による高圧印加部の絶
縁劣化などが懸念される。However, in such an ion source, the position of ion generation is not always fixed, so that the diameter of the ion beam cannot be reduced. Sometimes collided. When such an ion beam collides in the ion implantation apparatus, a beam loss occurs because the ions do not reach the sample chamber, and the collision of the ion with the inner wall of the ion implantation apparatus may contaminate the inner wall. . It is feared that the ion current decreases due to the beam loss, and the insulation of the high-voltage application unit deteriorates due to contamination of the inner wall of the ion implantation apparatus.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の
イオン注入装置のイオン源は、イオン生成の位置が必ず
しも固定されないので、イオンビームの断面の径を細く
することができず、その結果、イオンビームのイオン注
入装置内壁への衝突によってビームロスや内壁の汚染が
発生し、これがイオン電流の減少と、高圧印加部の絶縁
劣化を引き起こすという問題があった。As described above, in the ion source of the conventional ion implantation apparatus, since the position of ion generation is not always fixed, the diameter of the cross section of the ion beam cannot be reduced, and as a result, Collision of the ion beam with the inner wall of the ion implanter causes beam loss and contamination of the inner wall, which causes a problem that the ion current is reduced and the insulation of the high voltage application section is deteriorated.
【００１０】そこで本発明はこの点に鑑み、簡単な方法
でイオンビーム断面の径を細くし、ビームロスを少なく
し、注入機内部の汚染や絶縁劣化を減少させ、有効なビ
ーム密度を高めることが可能なイオン注入装置のイオン
源の実現を課題とする。In view of this, the present invention has been made in view of the above, and has been made to reduce the diameter of the cross section of an ion beam by a simple method, to reduce beam loss, to reduce contamination and insulation deterioration inside an implanter, and to increase the effective beam density. It is an object to realize an ion source of a possible ion implantation apparatus.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、フィラメントから発生される熱電子を反
射するリフレクタ電極と、前記熱電子を前記フィラメン
トから前記リフレクタ電極に進ませる直流磁界を印加す
る直流磁界印加手段とを有するイオン注入装置のイオン
源において、前記リフレクタ電極に印加する電圧を可変
する電圧印加手段を具備し、前記電圧印加手段による電
圧印加によって前記フィラメントと前記リフレクタ電極
間の電界を変化させることを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention provides a reflector electrode for reflecting thermoelectrons generated from a filament, and a direct current magnetic field for transmitting the thermoelectrons from the filament to the reflector electrode. An ion source of an ion implanter having a direct current magnetic field applying means for applying voltage, comprising: voltage applying means for varying a voltage applied to the reflector electrode; and applying a voltage between the filament and the reflector electrode by the voltage applying means. It is characterized in that the electric field is changed.
【００１２】また、フィラメントから発生される熱電子
を反射するリフレクタ電極と、前記熱電子を移動させる
直流磁界を印加する直流磁界印加手段とを有するイオン
注入装置のイオン源において、前記直流磁界印加手段が
印加する直流磁界に重畳する交流磁界を印加する交流磁
界印加手段を具備することを特徴とする。Further, in an ion source of an ion implantation apparatus having a reflector electrode for reflecting thermoelectrons generated from a filament and a DC magnetic field applying means for applying a DC magnetic field for moving the thermoelectrons, And an AC magnetic field applying means for applying an AC magnetic field superimposed on the DC magnetic field applied by the device.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるイオン注入
装置のイオン源を添付図面を参照にして詳細に説明す
る。図１は、本発明のイオン注入装置のイオン源の一実
施の形態の構成を示すブロック図である。図１におい
て、１はフィラメント、２はフィラメント電源、３はア
ーク電源、４はリフレクタ電極、５はアークチャンバ
ー、６はソースガス注入口、７は直流電位可変手段、８
はＲＦ電源である。フィラメント電源２から供給される
電力（５Ｖ、２００Ａ程度）によってアークチャンバー
５内に設置されているフィラメント１が熱せられて熱電
子を放出する。このフィラメント１から放出される熱電
子は図示しない電磁石の働きでアークチャンバー５全体
に加えられている磁界によってフレミングの左手の法則
による作用を受け、フィラメント１からリフレクタ電極
４側に移動する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an ion source of an ion implantation apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the ion source of the ion implantation apparatus of the present invention. In FIG. 1, 1 is a filament, 2 is a filament power supply, 3 is an arc power supply, 4 is a reflector electrode, 5 is an arc chamber, 6 is a source gas inlet, 7 is DC potential varying means, 8
Is an RF power supply. The filament 1 installed in the arc chamber 5 is heated by electric power (about 5 V, about 200 A) supplied from the filament power supply 2 to emit thermoelectrons. The thermoelectrons emitted from the filament 1 are subjected to the action of Fleming's left-hand rule by the magnetic field applied to the entire arc chamber 5 by the action of an electromagnet (not shown), and move from the filament 1 to the reflector electrode 4 side.
【００１４】リフレクタ電極４にはフィラメント電源２
のマイナス電極に接続されているため、フィラメント１
からリフレクタ電極４側に移動した熱電子はリフレクタ
電極４に衝突する前に反射する。反射した熱電子はアー
ク電源３（１００Ｖ、５Ａ程度）に回収される。このフ
ィラメント１から出て、リフレクタ電極４手前で反射
し、回収されるまでの経路の途中で、熱電子はソースガ
ス注入口６から供給されているソースガス分子と衝突し
て経路を変えると共に、衝突したソースガス分子を分解
して、イオンを発生させる。The filament electrode 2 is connected to the reflector electrode 4.
Is connected to the negative electrode of
The thermoelectrons that have moved to the reflector electrode 4 side are reflected before colliding with the reflector electrode 4. The reflected thermoelectrons are collected by the arc power supply 3 (about 100 V, 5 A). The thermoelectrons collide with the source gas molecules supplied from the source gas inlet 6 to change the path while being emitted from the filament 1, reflected in front of the reflector electrode 4 and collected in the middle of the path. The collided source gas molecules are decomposed to generate ions.
【００１５】ところで、この熱電子の反射位置は、リフ
レクタ電極４に加わる電圧によって制御され、それによ
って熱電子の移動する経路の長さが制御される。図２に
示すように反射位置がリフレクタ電極４から遠ければ遠
いほど熱電子の移動する経路が短くなり、イオンの発生
する領域がそれだけ狭くなることになる。このようにイ
オン発生領域が狭まると、その結果、イオンビーム断面
の径を細くすることができ、ビームロスを少なくして注
入機内部の汚染や絶縁劣化を減少させ、有効なビーム密
度を高めることが可能になる。Incidentally, the reflection position of the thermoelectrons is controlled by the voltage applied to the reflector electrode 4, whereby the length of the path through which the thermoelectrons move is controlled. As shown in FIG. 2, the farther the reflection position is from the reflector electrode 4, the shorter the path in which the thermoelectrons move, and the smaller the area where ions are generated becomes. When the ion generation area is narrowed in this way, the diameter of the ion beam cross section can be reduced, thereby reducing the beam loss, reducing contamination and insulation deterioration inside the implanter, and increasing the effective beam density. Will be possible.
【００１６】この実施の形態では、リフレクタ電極４を
フィラメント電源２のマイナス電位に加えて直流電位可
変手段７から可変直流電圧とＲＦ電源８から高周波交流
を印加するようにした。このようにすると、熱電子の反
射位置がリフレクタ電極４から遠ざかって熱電子の移動
経路が短くなると共に、フィラメント１とリフレクタ電
極４の間の一定範囲で熱電子が振動し、この範囲でソー
スガス分子と衝突する確率が高くなる。これによってイ
オンの発生位置が限定されてくると共に、発生密度が高
くなり、イオン発生源が安定するため、このイオン源を
用いたイオン注入装置のイオンビームの断面の径を細く
することができ、ビームロスを少なくして注入機内部の
汚染や絶縁劣化を減少させ、有効なビーム密度を高める
ことが可能になる。In this embodiment, the reflector electrode 4 is applied to the negative potential of the filament power supply 2, and a variable DC voltage is applied from the DC potential varying means 7 and a high-frequency AC is applied from the RF power supply 8. By doing so, the reflection position of the thermoelectrons moves away from the reflector electrode 4 to shorten the path of the thermoelectrons, and the thermoelectrons vibrate in a certain range between the filament 1 and the reflector electrode 4. The probability of collision with molecules is increased. This limits the ion generation position, increases the generation density, and stabilizes the ion generation source.Thus, the diameter of the cross section of the ion beam of the ion implantation apparatus using this ion source can be reduced, It is possible to reduce the beam loss, reduce the contamination inside the injector and the insulation deterioration, and increase the effective beam density.
【００１７】以上に述べた実施の形態では、直流電位可
変手段７から与える可変直流電圧によって、熱電子の反
射位置を変えて熱電子の移動経路を短くしてイオン発生
領域を限定すると共に、ＲＦ電源８からの高周波交流に
よって熱電子を振動させ、熱電子のソースガス分子との
衝突の機会を増やすようにした。このＲＦ電源８からの
高周波交流と同様な効果を、アークチャンバー５全体に
印加されている直流磁界に交流磁界を重畳することによ
って実現することも可能である。さらに、ＲＦ電源８か
らの高周波交流と交流磁界とを同時に与えて一層イオン
発生領域を限定し、イオン発生を効果的にすることもで
きる。In the above-described embodiment, the variable position of the thermoelectrons is changed by the variable direct-current voltage applied from the direct-current potential changing means 7 to shorten the path of the thermoelectrons, thereby limiting the ion generation region and the RF generation region. The thermoelectrons are vibrated by the high-frequency alternating current from the power supply 8 to increase the chances of the thermoelectrons colliding with the source gas molecules. The same effect as the high-frequency AC from the RF power source 8 can be realized by superimposing an AC magnetic field on a DC magnetic field applied to the entire arc chamber 5. Further, the high frequency alternating current and the alternating magnetic field from the RF power source 8 can be simultaneously applied to further limit the ion generation region, thereby making the ion generation more effective.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
記載の発明は、フィラメントから発生される熱電子を反
射するリフレクタ電極と、この熱電子をフィラメントか
らリフレクタ電極に進ませる直流磁界を印加する直流磁
界印加手段とを有するイオン注入装置のイオン源におい
て、リフレクタ電極に印加する電圧を可変する電圧印加
手段を具備し、電圧印加手段による電圧印加によってフ
ィラメントとリフレクタ電極間の電界を変化させること
を特徴とする。このようにすることによって、フィラメ
ントから発生される熱電子の進行経路が短くなり、イオ
ンが発生される空間領域が限定されるため、イオンの動
作経路も限定することができ、簡単な方法でイオンビー
ム断面の径を細くし、ビームロスを少なくし、注入機内
部の汚染や絶縁劣化を減少させ、有効なビーム密度を高
めることが可能になる。As described above, according to the first aspect of the present invention, the reflector electrode for reflecting the thermoelectrons generated from the filament and the DC magnetic field for transmitting the thermoelectrons from the filament to the reflector electrode are provided. In an ion source of an ion implantation apparatus having a DC magnetic field applying means for applying, a voltage applying means for changing a voltage applied to the reflector electrode is provided, and an electric field between the filament and the reflector electrode is changed by applying a voltage by the voltage applying means. It is characterized by the following. By doing so, the traveling path of the thermoelectrons generated from the filament is shortened, and the space region where the ions are generated is limited, so that the operation path of the ions can also be limited, and the ions can be formed by a simple method. The diameter of the beam cross section can be reduced, the beam loss can be reduced, the contamination inside the implanter and insulation deterioration can be reduced, and the effective beam density can be increased.
【００１９】本発明の請求項２に記載の発明は、電圧印
加手段はリフレクタ電極に印加する直流電圧を可変する
直流電圧可変手段を具備することを特徴とする。このよ
うにすると、イオンが発生される空間を一定の空間領域
内に可変することができ、イオンが発生される空間とそ
れにともなってイオンの動作経路も限定でき、簡単な方
法でイオンビーム断面の径を細くし、ビームロスを少な
くし、注入機内部の汚染や絶縁劣化を減少させ、有効な
ビーム密度を高めることができる。The invention according to a second aspect of the present invention is characterized in that the voltage applying means includes a DC voltage varying means for varying a DC voltage applied to the reflector electrode. In this way, the space in which ions are generated can be varied within a certain space region, and the space in which ions are generated and the operation path of ions can be limited accordingly. The diameter can be reduced, the beam loss can be reduced, the contamination inside the implanter and insulation deterioration can be reduced, and the effective beam density can be increased.
【００２０】本発明の請求項３に記載の発明は、電圧印
加手段はリフレクタ電極に印加する直流電圧に重畳され
る交流電圧を与える交流電圧印加手段を具備することを
特徴とする。このようにすると、イオンが発生される空
間を一定の空間領域内に限定したうえ、この限定された
空間領域内でのイオンの発生を効率的にすることがで
き、それにともなって、イオンビーム密度を高め、イオ
ンの動作経路も限定でき、簡単な方法でイオンビーム断
面の径を細くし、ビームロスを少なくし、注入機内部の
汚染や絶縁劣化を減少させ、有効なビーム密度を高める
ことができる。The invention according to a third aspect of the present invention is characterized in that the voltage applying means includes an AC voltage applying means for applying an AC voltage superimposed on the DC voltage applied to the reflector electrode. In this way, the space in which the ions are generated is limited to a certain space region, and the ions can be efficiently generated in the limited space region. The ion beam operation path can be limited, the diameter of the ion beam cross section can be reduced by a simple method, the beam loss can be reduced, the contamination inside the implanter and the insulation deterioration can be reduced, and the effective beam density can be increased. .
【００２１】本発明の請求項４に記載の発明は、直流磁
界印加手段が印加する直流磁界に重畳する交流磁界を印
加する交流磁界印加手段を具備することを特徴とする。
このような方法によっても、イオンが発生される空間を
一定の空間領域内に限定し、この限定された空間領域内
でのイオンの発生を効率的にすることができる。それに
ともなって、イオンビーム密度を高め、イオンの動作経
路も限定でき、簡単な方法でイオンビーム断面の径を細
くし、ビームロスを少なくし、注入機内部の汚染や絶縁
劣化を減少させ、有効なビーム密度を高めることができ
る。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an AC magnetic field applying means for applying an AC magnetic field superimposed on the DC magnetic field applied by the DC magnetic field applying means.
According to such a method as well, the space in which ions are generated is limited to a certain space region, and the generation of ions in the limited space region can be made efficient. Accordingly, the ion beam density can be increased, the operation path of the ions can be limited, the diameter of the ion beam cross section can be reduced by a simple method, the beam loss can be reduced, the contamination inside the implanter and insulation deterioration can be reduced, The beam density can be increased.
【００２２】本発明の請求項５に記載の発明は、電圧印
加手段の電圧印加によってフィラメントとリフレクタ電
極間の電界を変化させ、イオンビーム断面形状を細くし
イオンビームのビームロスを低減しビーム電流が増加す
るように制御することを特徴とする。これにより、リフ
レクタ電極に電圧を印加して、イオンが発生される空間
を限定し、イオンの発生を効率的にしイオンビーム断面
形状を細くして、イオンビームのビームロスを低減して
ビーム電流を高めることができる。According to a fifth aspect of the present invention, the electric field between the filament and the reflector electrode is changed by applying a voltage from the voltage applying means, thereby narrowing the ion beam cross-sectional shape, reducing the beam loss of the ion beam, and reducing the beam current. It is characterized in that it is controlled to increase. Thus, by applying a voltage to the reflector electrode, the space where ions are generated is limited, the ion generation is made efficient, the ion beam cross-sectional shape is reduced, the beam loss of the ion beam is reduced, and the beam current is increased. be able to.
【００２３】本発明の請求項６に記載の発明は、電圧印
加手段の電圧印加によってフィラメントとリフレクタ電
極間の電界を変化させ、イオンビーム断面形状を細くし
イオン注入装置内部の汚染を低減し絶縁劣化を抑制する
ように制御することを特徴とする。これにより、リフレ
クタ電極に電圧を印加して、イオンが発生される空間を
限定し、イオンの発生を効率的にしイオンビーム断面形
状を細くして、イオン注入装置内部の汚染を低減し絶縁
劣化を抑制することができる。According to a sixth aspect of the present invention, an electric field between a filament and a reflector electrode is changed by applying a voltage by a voltage applying means, thereby narrowing an ion beam cross-sectional shape, reducing contamination inside an ion implantation apparatus, and insulating the same. It is characterized in that control is performed to suppress deterioration. As a result, a voltage is applied to the reflector electrode to limit the space in which ions are generated, to efficiently generate ions and to narrow the ion beam cross-sectional shape, reduce contamination inside the ion implantation apparatus, and reduce insulation deterioration. Can be suppressed.
【００２４】本発明の請求項７に記載の発明は、電圧印
加手段の電圧印加によってフィラメントとリフレクタ電
極間の電界を変化させ、イオンビーム断面形状を細くし
イオンビーム密度を向上しビーム電流が増加するように
制御することを特徴とする。これにより、リフレクタ電
極に電圧を印加して、イオンが発生される空間を限定
し、イオンの発生を効率的にしイオンビーム断面形状を
細くして、イオンビーム密度を向上しビーム電流が増加
するようにすることができる。According to a seventh aspect of the present invention, the electric field between the filament and the reflector electrode is changed by applying a voltage from the voltage applying means, thereby narrowing the ion beam cross-sectional shape, improving the ion beam density, and increasing the beam current. The control is performed so that Thus, by applying a voltage to the reflector electrode, the space where ions are generated is limited, the ion generation is made efficient, the ion beam cross-sectional shape is reduced, the ion beam density is increased, and the beam current is increased. Can be
【００２５】本発明の請求項８に記載の発明は、フィラ
メントから発生される熱電子を反射するリフレクタ電極
と、熱電子を移動させる直流磁界を印加する直流磁界印
加手段とを有するイオン注入装置のイオン源において、
直流磁界印加手段が印加する直流磁界に重畳する交流磁
界を印加する交流磁界印加手段を具備することを特徴と
する。これにより、イオンが発生される空間を一定の空
間領域内に限定し、この限定された空間領域内でのイオ
ンの発生を効率的にすることができる。それにともなっ
て、イオンビーム密度を高め、イオンの動作経路も限定
でき、簡単な方法でイオンビーム断面の径を細くし、ビ
ームロスを少なくし、注入機内部の汚染や絶縁劣化を減
少させ、有効なビーム密度を高めることができる。According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an ion implantation apparatus having a reflector electrode for reflecting thermoelectrons generated from a filament and a DC magnetic field applying means for applying a DC magnetic field for moving the thermoelectrons. In the ion source,
AC magnetic field applying means for applying an AC magnetic field superimposed on the DC magnetic field applied by the DC magnetic field applying means is provided. Thereby, the space in which ions are generated can be limited to a certain space region, and the generation of ions in this limited space region can be made efficient. Accordingly, the ion beam density can be increased, the operation path of ions can be limited, the diameter of the ion beam cross section can be reduced by a simple method, the beam loss can be reduced, contamination inside the implanter and insulation deterioration can be reduced, The beam density can be increased.
【００２６】本発明の請求項９に記載の発明は、磁界印
加手段による磁界印加によって、イオンビーム断面形状
を細くしイオンビームのビームロスを低減しビーム電流
が増加するように制御することを特徴とする。このよう
な交流磁界の印加により、イオンが発生される空間を限
定し、イオンの発生を効率的にしイオンビーム断面形状
を細くして、イオンビームのビームロスを低減してビー
ム電流を高めることができる。According to a ninth aspect of the present invention, by applying a magnetic field by a magnetic field applying means, the cross section of the ion beam is made thinner, the beam loss of the ion beam is reduced, and the beam current is controlled to be increased. I do. By applying such an AC magnetic field, it is possible to limit the space in which ions are generated, efficiently generate ions, narrow the cross-sectional shape of the ion beam, reduce the beam loss of the ion beam, and increase the beam current. .
【００２７】本発明の請求項１０に記載の発明は、磁界
印加手段による磁界印加によって、イオンビーム断面形
状を細くしイオン注入装置内部の汚染を低減し絶縁劣化
を抑制するように制御することを特徴とする。このよう
な交流磁界の印加により、イオンが発生される空間を限
定し、イオンの発生を効率的にしイオンビーム断面形状
を細くして、イオン注入装置内部の汚染を低減し絶縁劣
化を抑制することができる。According to a tenth aspect of the present invention, control is performed by applying a magnetic field by means of a magnetic field applying means to reduce the ion beam cross-sectional shape, reduce contamination inside the ion implantation apparatus, and suppress insulation deterioration. Features. By applying such an AC magnetic field, the space where ions are generated is limited, the generation of ions is made more efficient, the cross-sectional shape of the ion beam is made thinner, the contamination inside the ion implanter is reduced, and the insulation deterioration is suppressed. Can be.
【００２８】本発明の請求項１１に記載の発明は、磁界
印加手段による磁界印加によって、イオンビーム断面形
状を細くしイオンビーム密度を向上しビーム電流が増加
するように制御することを特徴とする。このような交流
磁界の印加により、イオンが発生される空間を限定し、
イオンの発生を効率的にしイオンビーム断面形状を細く
して、イオンビーム密度を向上しビーム電流が増加する
ようにすることができる。The eleventh aspect of the present invention is characterized in that by applying a magnetic field by means of a magnetic field applying means, a control is performed so as to reduce the ion beam cross-sectional shape, improve the ion beam density, and increase the beam current. . By applying such an alternating magnetic field, the space where ions are generated is limited,
It is possible to efficiently generate ions and make the cross-sectional shape of the ion beam thin, thereby improving the ion beam density and increasing the beam current.
【図１】本発明のイオン注入装置のイオン源の一実施の
形態の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an ion source of an ion implantation apparatus of the present invention.
【図２】リフレクタ電極に加える電圧によって熱電子の
経路が変化することを示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing that a path of a thermoelectron changes according to a voltage applied to a reflector electrode.
【図３】イオン注入装置の代表的な構造を示す構成図で
ある。FIG. 3 is a configuration diagram showing a typical structure of an ion implantation apparatus.
【図４】従来のイオン注入装置のイオン源の構成を示す
ブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an ion source of a conventional ion implantation apparatus.
１……フィラメント、２……フィラメント電源、３……
アーク電源、４……リフレクタ電極、５……アークチャ
ンバー、６……ソースガス注入口、７……直流電圧可変
手段、８……ＲＦ電源、１１……イオン源、１２……引
出電極系、１３……質量分析器、１４……加速管、１５
……イオン偏向系、１６……イオン打ち込み室。1 ... filament, 2 ... filament power supply, 3 ...
Arc power supply, 4 ... reflector electrode, 5 ... arc chamber, 6 ... source gas inlet, 7 ... DC voltage variable means, 8 ... RF power supply, 11 ... ion source, 12 ... extraction electrode system, 13: mass spectrometer, 14: accelerating tube, 15
...... Ion deflection system, 16 ... Ion implantation chamber.
Claims (11)
射するリフレクタ電極と、前記熱電子を前記フィラメン
トから前記リフレクタ電極に進ませる直流磁界を印加す
る直流磁界印加手段とを有するイオン注入装置のイオン
源において、 前記リフレクタ電極に印加する電圧を可変する電圧印加
手段を具備し、 前記電圧印加手段による電圧印加によって前記フィラメ
ントと前記リフレクタ電極間の電界を変化させることを
特徴とするイオン注入装置のイオン源。An ion source for an ion implantation apparatus, comprising: a reflector electrode for reflecting thermoelectrons generated from a filament; and a DC magnetic field applying means for applying a DC magnetic field for causing the thermoelectrons to travel from the filament to the reflector electrode. An ion source for an ion implantation apparatus, further comprising: voltage applying means for changing a voltage applied to the reflector electrode, wherein an electric field between the filament and the reflector electrode is changed by applying a voltage by the voltage applying means. .
に印加する直流電圧を可変する直流電圧可変手段を具備
することを特徴とする請求項１記載のイオン注入装置の
イオン源。2. The ion source according to claim 1, wherein said voltage applying means includes a DC voltage varying means for varying a DC voltage applied to said reflector electrode.
に印加する前記直流電圧に重畳される交流電圧を与える
交流電圧印加手段を具備することを特徴とする請求項１
または請求項２記載のイオン注入装置のイオン源。3. The apparatus according to claim 1, wherein said voltage applying means includes an AC voltage applying means for applying an AC voltage superimposed on said DC voltage applied to said reflector electrode.
Or an ion source for the ion implantation apparatus according to claim 2.
界に重畳する交流磁界を印加する交流磁界印加手段を具
備することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいず
れかに記載のイオン注入装置のイオン源。4. The ion implantation according to claim 1, further comprising an AC magnetic field applying means for applying an AC magnetic field superimposed on the DC magnetic field applied by said DC magnetic field applying means. Equipment ion source.
記フィラメントと前記リフレクタ電極間の電界を変化さ
せ、イオンビーム断面形状を細くし、イオンビームのビ
ームロスを低減しビーム電流が増加するように制御する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに
記載のイオン注入装置のイオン源。5. An electric field between the filament and the reflector electrode is changed by applying a voltage by the voltage applying means, so that a sectional shape of the ion beam is made thinner, a beam loss of the ion beam is reduced, and a beam current is controlled to be increased. The ion source of the ion implantation apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein:
記フィラメントと前記リフレクタ電極間の電界を変化さ
せ、イオンビーム断面形状を細くし、イオン注入装置内
部の汚染を低減し絶縁劣化を抑制するように制御するこ
とを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記
載のイオン注入装置のイオン源。6. An electric field between the filament and the reflector electrode is changed by applying a voltage from the voltage applying means, thereby narrowing an ion beam cross-sectional shape, reducing contamination inside the ion implantation apparatus and suppressing insulation deterioration. The ion source of the ion implantation apparatus according to claim 1, wherein the ion source is controlled.
記フィラメントと前記リフレクタ電極間の電界を変化さ
せ、イオンビーム断面形状を細くし、イオンビーム密度
を向上しビーム電流が増加するように制御することを特
徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のイ
オン注入装置のイオン源。7. A method of controlling an electric field between the filament and the reflector electrode by applying a voltage by the voltage applying means to make an ion beam cross-sectional shape thin, improve an ion beam density, and increase a beam current. The ion source of the ion implantation apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein:
射するリフレクタ電極と、前記熱電子を移動させる直流
磁界を印加する直流磁界印加手段とを有するイオン注入
装置のイオン源において、 前記直流磁界印加手段が印加する直流磁界に重畳する交
流磁界を印加する交流磁界印加手段を具備することを特
徴とするイオン注入装置のイオン源。8. An ion source for an ion implantation apparatus, comprising: a reflector electrode for reflecting thermoelectrons generated from a filament; and a DC magnetic field applying means for applying a DC magnetic field for moving the thermoelectrons. 1. An ion source for an ion implantation apparatus, comprising: an AC magnetic field applying means for applying an AC magnetic field superimposed on a DC magnetic field applied by the device.
て、イオンビーム断面形状を細くし、イオンビームのビ
ームロスを低減しビーム電流が増加するように制御する
ことを特徴とする請求項８記載のイオン注入装置のイオ
ン源。9. The ion implantation according to claim 8, wherein by applying a magnetic field by said magnetic field applying means, the ion beam cross-sectional shape is reduced, and the beam loss of the ion beam is reduced and the beam current is controlled to increase. Equipment ion source.
って、イオンビーム断面形状を細くし、イオン注入装置
内部の汚染を低減し絶縁劣化を抑制するように制御する
ことを特徴とする請求項８記載のイオン注入装置のイオ
ン源。10. The method according to claim 8, wherein the application of a magnetic field by said magnetic field applying means controls the ion beam in such a manner that the cross-sectional shape of the ion beam is made thinner to reduce contamination inside the ion implantation apparatus and to suppress insulation deterioration. Ion source for ion implanter.
って、イオンビーム断面形状を細くし、イオンビーム密
度を向上しビーム電流が増加するように制御することを
特徴とする請求項８記載のイオン注入装置のイオン源。11. An ion implantation apparatus according to claim 8, wherein by applying a magnetic field by said magnetic field applying means, the ion beam cross-sectional shape is made thinner, and the ion beam density is controlled so as to increase the beam current. Ion source.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8338595A JPH10177846A (en) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | Ion source of ion implantation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8338595A JPH10177846A (en) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | Ion source of ion implantation device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10177846A true JPH10177846A (en) | 1998-06-30 |
Family
ID=18319658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8338595A Pending JPH10177846A (en) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | Ion source of ion implantation device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10177846A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6525482B2 (en) | 2000-11-09 | 2003-02-25 | Nissin Electric Co., Ltd. | Ion source and operation method thereof |
| JP2005174913A (en) * | 2003-10-24 | 2005-06-30 | Applied Materials Inc | Cathode in ion source and counter cathode arrangement |
| KR100656955B1 (en) | 2005-12-30 | 2006-12-14 | 삼성전자주식회사 | Appratus for generating ion of ion implanter |
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| JP2008546153A (en) * | 2005-06-03 | 2008-12-18 | アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド | Prevention of fine particles in ion implantation. |
| JP2010522965A (en) * | 2007-03-29 | 2010-07-08 | ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド | Ion accelerating column connection mechanism with integral shielding electrode and method thereof |
-
1996
- 1996-12-18 JP JP8338595A patent/JPH10177846A/en active Pending
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