DE19860779A1 - Verfahren zur Überwachung des Betriebs eines Faraday-Käfigs in einer Ionenimplantationsanlage zur Verwendung bei der Herstellung von Halbleitern - Google Patents

Verfahren zur Überwachung des Betriebs eines Faraday-Käfigs in einer Ionenimplantationsanlage zur Verwendung bei der Herstellung von Halbleitern

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Abstract

Eine Ionenimplantationsanlage zur Verwendung bei der Herstellung von Halbleitern wird bereitgestellt, wobei eine Schleifenvorrichtung (60) mit einem Vorspannungsring (22B) verbunden ist, um zu ermitteln, ob ein Strom durch den Vorspannungsring (22B) fließt, und um ein Sperrsignal zu erzeugen, das über die Schnittstelle (40) der Steuereinheit (30) zugeführt wird, und eine Ansteuerschaltung (70) zum Ansteuern einer Warnvorrichtung (80) als Reaktion auf das Sperrsignal vorgesehen ist, und wobei ein Implantationsvorgang der Anlage auf die Erzeugung des Sperrsignals hin gestoppt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ionenimplantationsanlage zur Verwendung bei der Herstellung von Halbleitern und insbesondere ein Verfahren zur Überwachung des Betriebs von Faraday-Käfigen, die in einer Ionenimplantationsanlage positioniert sind.
In einer Ionenimplantationsanlage zur Verwendung bei der Herstellung von Halbleitern werden die Störstellen, die in das Silizium- oder Galliumarsenid-Ziel (Target) eingebaut werden, in eine Ionenquelle eingeleitet, in Form eines Strahls abgezogen, auf eine bestimmte Energie beschleunigt und in das Ziel (Target) implantiert. Zu diesem Zeitpunkt kann die Konzentration der Störstellen, die in das Ziel (Target) eingebaut werden, durch Messen des Stroms des Ionenstrahls unter Verwendung eines Faraday-Käfigs und Herausfinden der Gesamtzahl an Ionenteilchen als Dosismenge, die durch die Gesamtmenge dieses Stroms dargestellt wird, exakt festgestellt werden. Bei dieser Anlage wird in Zusammenhang mit der hohen Ansammlung von Halbleitern in letzter Zeit einem Hochenergie- Implantationsprozeß, der das Störstellenprofil im Inneren von Siliziumsubstraten frei steuern kann, zunehmende Bedeutung beigemessen. Somit werden derzeitige Tandembeschleunigungsprinzipien als Verfahren zur Beschleunigung von Ionen auf eine hohe Energie und zum Implantieren derselben in Siliziumsubstrate am häufigsten verwendet. Tandembeschleunigungsprinzipien sind gut bekannt und sind im US-Pat. Nr. 3 353 107 und anderswo beschrieben. Bei diesem Tandembeschleunigungsprinzip wird durch Kombinieren einer Quelle für positive Ionen mit einer Ladungsaustauschzelle oder unter Verwendung einer Quelle für negative Ionen vom Zerstäubungstyp ein negativer Ionenstrahl erzeugt. Dieser negative Ionenstrahl wird in einen Beschleunigerpol geführt, der auf einer hohen positiven Spannung gehalten wird, wird durch Injektion beschleunigt und auf die Polspannung beschleunigt. Dann werden Elektronen von diesem beschleunigten negativen Ionenstrahl im Beschleunigerpol abgestreift, indem man diesen durch ein Gas oder eine dünne Folie hindurchtreten läßt, und der Strahl wird in einen positiven Ionenstrahl umgewandelt. Dieser positive Ionenstrahl wird vom Beschleunigerpol, der auf einem hohen positiven Potential gehalten wird, wieder auf das Erdpotential beschleunigt und erlangt seine Endenergie.
Als Beispiel für eine konkrete Anlage, die dieses Tandemprinzip anwendet, ist die Konstruktion einer Hochenergie-Ionenimplantationsanlage Genus Inc. Modell G1500, die durch Weglassen einer Vorbeschleunigungsröhre, welche nun im Modell G1500 verwendet wird, modifiziert ist, in Fig. 1 dargestellt. Zum Verständnis von solchen Vorrichtungen des Standes der Technik wird auch das US-Pat. Nr. 4 980 556 erwähnt.
Bei dieser Anlage werden durch eine PIG-(Penning- Ionisationsmanometer)-Ionenquelle 1 mit Glühkathode positive Ionen erzeugt. Diese positiven Ionen werden durch Einprägen einer hohen positiven Spannung auf die Ionenquelle als Strahl abgezogen. Der abgezogene positive Ionenstrahl stößt mit Magnesiumdampf zusammen, wenn er durch eine Ladungsaustauschzelle 2 hindurchtritt, die unmittelbar nach dem Abzugselektrodensystem eingerichtet ist, und einige der positiven Ionen in dem positiven Ionenstrahl nehmen zwei Elektronen von dem Magnesium auf, und er wird in einen negativen Ionenstrahl umgewandelt.
Nach Hindurchtreten durch die Ladungsaustauschzelle 2 wird dieser Strahl mit Hilfe eines 90-Grad-Scheidemagnets 3 entsprechend dem Ladungszustand und der Masse der Ionen darin aufgetrennt, und nur die gewünschten negativen Ionen werden in den Tandembeschleuniger 5 eingeleitet.
Dieser hinsichtlich der Masse aufgetrennte negative Ionenstrahl erhält mittels der vorderen Q-Linse 4, die am Eintrittsöffnungsteil der Niederenergie- Beschleunigungsröhre 6 des Tandembeschleunigers 5 eingerichtet ist, eine Fokussierwirkung, um in der Mitte des Abstreifkanals 7, der in dem Tandembeschleuniger- Polteil vorgesehen ist, eine Strahleinschnürung zu erzeugen. Zu diesem Zeitpunkt wird der negative Ionenstrahl gleichzeitig zum Tandembeschleuniger-Polteil hin beschleunigt, welcher auf einem hohen positiven Potential gehalten wird.
Wenn dieser beschleunigte negative Ionenstrahl durch den Abstreifkanal 7 hindurchläuft, verliert er durch Zusammenstoßen mit Stickstoffgas, das in den Abstreifkanal 7 eingeleitet wird, Hüllenelektronen und wird wieder in einen positiven Ionenstrahl umgewandelt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Verteilung der Ladungszustände durch die Energie der Zusammenstöße bestimmt, und bei der höheren Stoßenergie werden mehr mehrfach geladene Ionen erzeugt.
Der positive Ionenstrahl, der so erhalten wird, wird vom Tandembeschleunigerpol zum Erdpotential geleitet und wird beim Durchlaufen durch die Hochenergie-Beschleunigungsröhre 8 wieder beschleunigt.
Der Strahl, der somit seine Endenergie besitzt, erhält mit Hilfe der hinteren Q-Linse 9 eine weitere Fokussierwirkung, der gewünschte Ladungszustand wird mittels des hinteren Scheidemagnets 10 ausgewählt, und er wird in eine Bearbeitungskammer 11 eingeleitet, die mit einem Ziel (Target) (beispielsweise einem Wafer oder einem Substrat) versehen ist.
Die Ionenimplantationsanlage (in Fig. 1 gezeigt) umfaßt im allgemeinen zwei Faraday-Käfige (oder Faradaysche Becher), von denen einer zwischen dem vorderen Scheidemagneten 3 und der vorderen Q-Linse 4 vorgesehen ist, um den Strahlstrom in dem Strahl optimal einzustellen, und von denen der andere innerhalb der Bearbeitungskammer 11 vorgesehen ist, um die Implantationsdosis durch Abnehmen des Strahlstroms zu messen. Nachstehend wird der den Strahlstrom optimierende Faraday-Käfig "Injektor-Faraday-Käfig" genannt und der die Implantationsdosis messende Faraday-Käfig wird "Platten-Faraday-Käfig" genannt.
Mit Bezug auf Fig. 2 trifft der Strahlstrom 21 auf die Platte 23 bei einem Radius 24 auf, wo kein Strahl auf den Wafer 25 einfällt. Der Strahlstrom 21 wird durch den Platten-Faraday-Käfig 22, der hinter der Rotationsplatte 23 liegt, abgetastet. Am Ende einer Abtastung über den Wafer 25 befindet sich der Ionenstrahl beim Radius 27, bei dem der Ionenstrahl nicht mehr auf die Wafer auftrifft und durch den Injektor-Faraday-Käfig 26, der stromaufwärts der Rotationsplatte 23 liegt, gesperrt wird.
Da bei der vorstehend angeführten Konstruktion der Ionenimplantationsanlage der Injektor- und der Platten- Faraday-Käfig elektrisch in Reihe geschaltet sind, können die Faraday-Käfige, wenn keine Vorspannung an die Faraday- Käfige angelegt wird, die eingefangenen Elektronen darin nicht sperren. Dies führt zu einem Dosisfehler, woraus ein Substrat-(oder ein Wafer-)-Defekt folgt.
Außerdem ist es in der Ionenimplantationsanlage des Standes der Technik unmöglich, zu überwachen, ob mindestens ein Faraday-Käfig anormal arbeitet, wenn keine Vorspannung daran angelegt wird.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Überwachung des Betriebs von Faraday-Käfigen, die in einer Ionenimplantationsanlage positioniert sind, bereitzustellen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Ionenimplantationsanlage zur Verwendung bei der Herstellung von Halbleitern bereitgestellt. Die Anlage umfaßt eine Steuereinheit zum Steuern der gesamten Funktionen der Anlage und zum Erzeugen eines optischen Leistungsregelungssignals, einen ersten Faraday-Käfig zum optimalen Einstellen eines Strahlstroms, mit einem ersten Vorspannungsring, der zum Empfangen einer Vorspannung und zum Sperren eines in den ersten Faraday-Käfig eingeleiteten Strahls gemäß der Vorspannung verwendet wird, einen zweiten Faraday-Käfig zum Messen einer Implantationsdosis durch Abnehmen des Strahlstroms, mit einem zweiten Vorspannungsring, der mit dem ersten Vorspannungsring elektrisch in Reihe geschaltet ist, um den in den zweiten Faraday-Käfig eingeleiteten Strahl gemäß der Vorspannung zu sperren, eine Schnittstelle zum Umwandeln des optischen Leistungsregelungssignals in ein elektrisches Leistungsregelungssignal, eine Faraday-Vorspannung zum Erzeugen der Vorspannung als Reaktion auf das elektrische Leistungsregelungssignal, die zum ersten Faraday-Käfig geliefert wird. Die Anlage umfaßt ferner eine Schleifenvorrichtung, die mit dem zweiten Vorspannungsring verbunden ist, zum Ermitteln, ob ein Strom durch den zweiten Vorspannungsring fließt, und zum Erzeugen eines Sperrsignals, das über die Schnittstelle zur Steuereinheit geliefert wird, und eine Ansteuerschaltung zum Ansteuern einer Warnvorrichtung als Reaktion auf das Sperrsignal, wobei ein Implantationsvorgang der Anlage auf die Erzeugung des Sperrsignals hin gestoppt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Überwachung eines Faraday-Käfigs bereitgestellt, der in einer Ionenimplantationsanlage positioniert ist, welche umfaßt: den Faraday-Käfig zum Messen einer Implantationsdosis durch Abnehmen eines Strahlstroms, einen Vorspannungsring, um den in den Faraday-Käfig eingeleiteten Strahlstrom gemäß einer Vorspannung zu sperren, eine Steuereinheit zum Steuern der gesamten Funktionen der Anlage und zum Erzeugen eines optischen Leistungsregelungssignals, eine Schnittstelle zum Umwandeln des optischen Leistungsregelungssignals in ein elektrisches Leistungsregelungssignal, eine Faraday- Vorspannung zum Erzeugen der Vorspannung als Reaktion auf das elektrische Leistungsregelungssignal, die zum Faraday- Käfig geliefert wird, und eine Schleifenvorrichtung, die mit dem Vorspannungsring verbunden ist. Das Verfahren umfaßt die Schritte: Liefern der Vorspannung zum Vorspannungsring, Ermitteln, ob ein Strom durch den Vorspannungsring fließt, wenn nicht, Erzeugen eines Sperrsignals, das über die Schnittstelle zur Steuereinheit geliefert wird, und Stoppen eines Implantationsvorgangs der Anlage als Reaktion auf das Sperrsignal mittels der Steuereinheit und gleichzeitig Ansteuern einer Warnvorrichtung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Skizze, die den Aufbau einer Ionenimplantationsanlage des Standes der Technik zeigt;
Fig. 2 eine schematische Skizze, die eine Kombination aus einer Rotationsplatte und einem Faraday-Käfig in der in Fig. 1 gezeigten Anlage zeigt;
Fig. 3 eine Kombination aus einer schematischen Skizze und einem Schaltplan, die ein konkretes Verfahren zur Signalverarbeitung gemäß dem Stand der Technik zeigt; und
Fig. 4 eine Kombination aus einer schematischen Skizze und einem Schaltplan, die ein konkretes Verfahren zur Signalverarbeitung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 3 ist eine schematische Skizze, die einen Aufbau einer Ionenimplantationsanlage des Standes der Technik zeigt.
Wenn man sich Fig. 3 zuwendet, sind der Platten- und der Injektor-Faraday-Käfig 22A und 26A elektrisch miteinander in Reihe geschaltet. Diese Faraday-Käfige 22A und 26A weisen Vorspannungsringe 22B bzw. 26B auf, die vor ihnen liegen. Die Vorspannungsringe 22B und 26B sind zum Sperren von in die Faraday-Käfige 22A bzw. 26A eingeleiteten Elektronen durch eine negative Vorspannung, die von einer Faraday-Vorspannung 50 zugeführt wird, vorgesehen. Insbesondere ist der vor dem Platten-Faraday-Käfig 22A gelegene Vorspannungsring 22B dazu vorgesehen, eine negative Vorspannung von beispielsweise einigen hundert Volt zu empfangen, die Sekundärelektronenemission zu sperren, die aus dem auf die Rotationsplatte auftreffenden Ionenstrahl entstanden ist, und den Strahlstrom durch Abnehmen der Elektronen zu messen. Wenn solche Elektronen an die Wände der Bearbeitungskammer verloren gehen, indem sie aus dem Platten-Faraday-Käfig 22A entweichen, entsteht ein Dosisfehler.
Die Faraday-Vorspannung 50 kann eine Stromversorgung (nicht dargestellt) zum Zuführen einer negativen Vorspannung von einigen hundert Volt zu den Vorspannungsringen 26B und 22B aufweisen. Die Stromversorgung kann manuell betätigt werden und kann als Reaktion auf ein Leistungsregelungssignal über eine Schnittstelle 40 von einer Steuereinheit 30 betätigt werden. Diese Steuereinheit 30 ist vorgesehen, um die Gesamtsteuerung der Ionenimplantationsanlage auszuführen. Da die Vorspannungsringe 22B und 26B elektrisch in Reihe geschaltet sind, können die Faraday-Käfige 26A und 22A in der Ionenimplantationsanlage, wenn keine Vorspannung an die Vorspannungsringe angelegt wird, die eingefangenen Elektronen darin nicht sperren. Dies führt zu einem Dosisfehler, beispielsweise einer Überdosis oder Unterdosis für das Substrat oder den Wafer.
Obwohl beispielsweise ein Leistungsregelungssignal von der Steuereinheit 30 über die Schnittstelle 40 zur Faraday- Vorspannung 50 geliefert wird, wird keine Vorspannung an die Vorspannungsringe 26B und 22B angelegt, wenn die Stromversorgung der Faraday-Vorspannung abgeschaltet ist. Auch wenn die elektrische Verbindung zwischen den Vorspannungsringen unterbrochen ist, oder wenn die elektrische Verbindung zwischen der Faraday-Vorspannung 50 und dem Vorspannungsring 26B unterbrochen ist, ergibt sich der vorstehend erwähnte Dosisfehler. Der Dosisfehler führt auch zu einem Substrat-(oder einem Wafer-)-Defekt.
Des weiteren ist es in der Ionenimplantationsanlage des Standes der Technik aufgrund einer fehlenden Vorspannung an den Vorspannungsringen 22B und 26B unmöglich zu überwachen, ob mindestens einer der Faraday-Käfige 22A und 26A anormal arbeitet.
Fig. 4 ist eine schematische Skizze ähnlich jener von Fig. 2, die einen Aufbau einer Ionenimplantationsanlage gemäß der Erfindung zeigt.
Mit Bezug auf Fig. 4 wird ein neues Verfahren zur Überwachung von Faraday-Käfigen, die in einer Ionenimplantationsanlage positioniert sind, verwendet, um einen Strom zu erfassen, der durch die Vorspannungsringe fließt, an welche eine Vorspannung von einer Faraday- Vorspannung 50 angelegt wird, um ein Sperrsignal zu erzeugen, wenn kein Strom fließt oder wenn ein Überstrom fließt. Während des Implantationsvorgangs der Anlage wird, wenn das Sperrsignal erzeugt wird, deren Implantationsvorgang gestoppt und gleichzeitig wird eine Warnvorrichtung, beispielsweise ein Summer oder eine Lampe, eingeschaltet.
Mit erneutem Bezug auf Fig. 4 ist aus Gründen der Einfachheit ein Grundaufbau dargestellt, welcher der gleiche wie jener von Fig. 2 ist, und die Bezugsziffern sind die gleichen wie jene von Fig. 2. Die Faraday- Vorspannung 50 speist eine negative Vorspannung von einigen hundert Volt zu den Injektor- und Platten- Vorspannungsringen 26B und 22B als Reaktion auf das elektrische Leistungsregelungssignal. Dieses Signal wird von der Schnittstelle 40 geliefert, die das optische Leistungsregelungssignal von der Steuereinheit 30 in das elektrische Leistungsregelungssignal umwandelt. Die Faraday-Vorspannung 50 besitzt eine Stromversorgung, die manuell oder als Reaktion auf das elektrische Leistungsregelungssignal von der Schnittstelle 40 betätigt werden kann. Die Steuereinheit 30 ist vorgesehen, um die Gesamtsteuerung der Ionenimplantationsanlage auszuführen. Die Vorspannung von der Faraday-Vorspannung 50 wird über den Vorspannungsring 26B an den Vorspannungsring 22B angelegt. Das Stromsignal, das durch den Vorspannungsring fließt, wird der Schleifenvorrichtung 60 zugeführt. Diese Schleifenvorrichtung 60 erzeugt ein Sperrsignal, wenn die Vorspannung nicht an den Vorspannungsring 26B angelegt ist, oder an den Vorspannungsring 26B, aber nicht an den Vorspannungsring 22B angelegt ist. Das Sperrsignal wird über die Schnittstelle 40 zur Steuereinheit 30 geliefert. Dann wird der Implantationsvorgang der Anlage mittels der Steuereinheit 30 auf die Erzeugung des Sperrsignals hin gestoppt. Da die Steuereinheit 30 zur Steuerung der gesamten Funktionen der Anlage vorgesehen ist, wird die elektrische Verbindung zum Stoppen des Implantationsvorgangs der Anlage sowie deren Beschreibung hierin weggelassen. Das Sperrsignal wird auch zur Ansteuerschaltung 70 geliefert, so daß der Alarm 80 eingeschaltet werden kann. Wie vorstehend angeführt, soll der Injektor-Faraday-Käfig 26A den Strahlstrom optimieren und der Platten-Faraday-Käfig 22A soll den darin eingefangenen Strahlstrom messen.
Bei dieser Ausführungsform kann die Schleifenvorrichtung 60 einen Widerstand enthalten oder sie kann einen Strommesser und einen Mikrocomputer enthalten, in den ein Steuerprogramm eingegliedert ist. Dieses Steuerprogramm ist zum Berechnen der Strommenge, zum Feststellen, ob die Strommenge außerhalb eines speziellen Bereichs liegt, und, wenn ja, zum Erzeugen eines Sperrsignals vorgesehen.
Falls die Prüfschleifenvorrichtung 60 aus einem Widerstand mit einem bestimmten Widerstandswert besteht, welcher zwischen den Vorspannungsring 22B und die Ansteuerschaltung 70 oder die Schnittstelle 40 geschaltet ist, fließt kein Strom durch den Widerstand der Schleifenvorrichtung 60, wenn die Vorspannung nicht an den Vorspannungsring 26B angelegt ist, oder an den Vorspannungsring 26B, aber nicht an den Vorspannungsring 22B angelegt ist. Dann wird das Sperrsignal mit niedrigem Pegel über die Schnittstelle 40 der Steuereinheit 30 zugeführt und wird gleichzeitig der Ansteuerschaltung 70 zugeführt.
Auch im Fall, daß die Schleifenvorrichtung 60 aus einem Strommesser und einem Mikrocomputer besteht, erfaßt der Strommesser eine Menge des Stroms, der durch den Vorspannungsring 22B fließt, und der Mikrocomputer empfängt ein elektrisches Signal, das die Strommenge anzeigt, und bestimmt den Pegel des erfaßten Stroms. Wenn der erfaßte Strom außerhalb des normalen Bereichs liegt, erzeugt der Mikrocomputer das Sperrsignal mit niedrigem Pegel. Wenn der erfaßte Strom geringer als ein Minimalwert des normalen Bereichs oder höher als ein Maximalwert davon ist, erzeugt der Mikrocomputer das Sperrsignal, um den Dosisfehler, das heißt die Unterdosis oder Überdosis für den Wafer, zu verhindern.
Andererseits wird in der Ansteuerschaltung 70, wenn das Sperrsignal mit niedrigem Pegel über einen Widerstand R1 an die Basis des NPN-Transistors Q1 angelegt wird, dieser Transistor Q1 gesperrt. Dann wird der Schalter des Relais 72, das mit dem Emitter des Transistors Q1 verbunden ist, umgeschaltet, und dadurch wird eine Versorgungsspannung Vcc an den Alarm 80 angelegt. Folglich wird der Alarm 80 eingeschaltet.
Bei der Ausführungsform ist es möglich, durch Ermitteln, ob ein Stromsignal durch die Vorspannungsringe fließt, und durch Anzeigen und/oder Ankündigen des anormalen Betriebs der Faraday-Käfige, die Implantationsdosis zu überwachen, und dadurch kann der Dosisfehler der Wafer durch Stoppen des Implantationsvorgangs der Ionenimplantationsanlage verhindert werden.
Das Überwachungsverfahren der Anlage kann durch Liefern der Vorspannung an die Vorspannungsringe, Ermitteln, ob ein Strom durch den Injektor- und den Platten-Vorspannungsring fließt, wenn nicht, Erzeugen eines Sperrsignals, das über die Schnittstelle zur Steuereinheit geliefert wird, und Stoppen eines Implantationsvorgangs der Anlage als Reaktion auf das Sperrsignal mit Hilfe der Steuereinheit und gleichzeitiges Ansteuern einer Warnvorrichtung erreicht werden.
Dieses Verfahren für eine Ionenimplantationsanlage ist, obwohl es mit zwei Faraday-Käfigen gezeigt ist, auch auf eine Anlage mit einem einzigen Faraday-Käfig, beispielsweise einem die Implantationsdosis messenden Faraday-Käfig, anwendbar.
Außerdem kann die Schleifenvorrichtung 60 ferner eine Anzeigevorrichtung, beispielsweise eine Leuchtdiode (LED), aufweisen, die eingeschaltet wird, wenn kein Strom durch den Vorspannungsring fließt. Wenn das Sperrsignal erzeugt wird, wird der Implantationsvorgang der Anlage gestoppt und die LED-Vorrichtung wird eingeschaltet. Gleichzeitig steuert die Ansteuerschaltung 70 als Reaktion auf das Sperrsignal eine Warnvorrichtung an, wie z. B. einen Summer oder eine Lampe.
Wie vorstehend beschrieben, erkennt gemäß der Erfindung eine Schleifenvorrichtung, wenn die Vorspannung nicht an den Vorspannungsring für einen den Strahlstrom optimierenden Faraday-Käfig angelegt ist, oder an den Vorspannungsring für einen den Strahlstrom optimierenden Faraday-Käfig, aber nicht an den Vorspannungsring für einen die Implantationsdosis messenden Faraday-Käfig angelegt ist, und erzeugt ein Sperrsignal, um eine Warnvorrichtung anzusteuern und gleichzeitig den Implantationsvorgang der Anlage zu stoppen. Mit der Erfindung ist es möglich, die Implantationsdosis zu überwachen, und dadurch kann der Dosisfehler verhindert werden.

Claims (9)

1. Ionenimplantationsanlage zur Verwendung bei der Herstellung von Halbleitern, mit:
einer Steuereinheit (30) zum Steuern der gesamten Funktionen der Anlage und zum Erzeugen eines optischen Leistungsregelungssignals;
einem ersten Faraday-Käfig (26A) zum optimalen Einstellen eines Strahlstroms, mit einem ersten Vorspannungsring (26B), der zum Empfangen einer Vorspannung und zum Sperren eines in den ersten Faraday-Käfig (26A) eingeleiteten Strahls gemäß der Vorspannung verwendet wird;
einem zweiten Faraday-Käfig (22A) zum Messen einer Implantationsdosis durch Abnehmen des Strahlstroms, mit einem zweiten Vorspannungsring (22B), der mit dem ersten Vorspannungsring (26B) elektrisch in Reihe geschaltet ist, um den in den zweiten Faraday-Käfig eingeleiteten Strahl gemäß der Vorspannung zu sperren;
einer Schnittstelle (40) zum Umwandeln des optischen Leistungsregelungssignals in ein elektrisches Leistungsregelungssignal;
einer Faraday-Vorspannung (50) zum Erzeugen der Vorspannung als Reaktion auf das elektrische Leistungsregelungssignal, die zum ersten Faraday-Käfig geliefert wird;
einer Schleifenvorrichtung (60), die mit dem zweiten Vorspannungsring (22B) verbunden ist, zum Ermitteln, ob ein Strom durch den zweiten Vorspannungsring (22B) fließt, und zum Erzeugen eines Sperrsignals, das über die Schnittstelle (40) zur Steuereinheit (30) geliefert wird; und
einer Ansteuerschaltung (70) zum Ansteuern einer Warnvorrichtung (80) als Reaktion auf das Sperrsignal, wobei ein Implantationsvorgang der Anlage auf die Erzeugung des Sperrsignals hin gestoppt wird.
2. Ionenimplantationsanlage nach Anspruch 1, wobei die Schleifenvorrichtung (60) ein zwischen den zweiten Vorspannungsring (22B) und die Ansteuerschaltung (70) geschalteter Widerstand ist.
3. Ionenimplantationsanlage nach Anspruch 1, wobei die Schleifenvorrichtung (60) einen Strommesser zum Erfassen des Stroms, der durch den zweiten Vorspannungsring (22B) fließt, und einen Mikrocomputer zum Ermitteln des Pegels des erfaßten Stroms und zum Erzeugen des Sperrsignals gemäß dem Pegel des erfaßten Stroms umfaßt.
4. Ionenimplantationsanlage zur Verwendung bei der Herstellung von Halbleitern, mit:
einer Steuereinheit (30) zum Steuern der gesamten Funktionen der Anlage und zum Erzeugen eines optischen Leistungsregelungssignals;
einem Faraday-Käfig (22A) zum Messen einer Implantationsdosis durch Abnehmen eines Strahlstroms, mit einem Vorspannungsring (22B), um den in den Faraday-Käfig eingeleiteten Strahlstrom gemäß einer Vorspannung zu sperren;
einer Schnittstelle (40) zum Umwandeln des optischen Leistungsregelungssignals in ein elektrisches Leistungsregelungssignal;
einer Faraday-Vorspannung (50) zum Erzeugen der Vorspannung als Reaktion auf das elektrische Leistungsregelungssignal, die zum Faraday-Käfig (22A) geliefert wird; und
einer Schleifenvorrichtung (60) mit einer Anzeigevorrichtung, die mit dem Vorspannungsring (22B) verbunden ist, zum Ermitteln, ob ein Strom durch den Vorspannungsring (22B) fließt, und zum Erzeugen eines Sperrsignals, das über die Schnittstelle (40) zur Steuereinheit (30) geliefert wird,
wobei ein Implantationsvorgang der Anlage auf die Erzeugung des Sperrsignals hin gestoppt wird und die Anzeigevorrichtung eingeschaltet wird.
5. Ionenimplantationsanlage nach Anspruch 4, wobei die Anzeigevorrichtung eine LED (Leuchtdiode) umfaßt.
6. Ionenimplantationsanlage nach Anspruch 4, die ferner eine Ansteuerschaltung (70) zum Ansteuern einer Warnvorrichtung (80) als Reaktion auf das Sperrsignal umfaßt.
7. Ionenimplantationsanlage nach Anspruch 6, wobei die Warnvorrichtung (80) entweder einen Summer oder eine Lampe umfaßt.
8. Ionenimplantationsanlage nach Anspruch 4, wobei die Schleifenvorrichtung (60) einen Strommesser zum Erfassen einer Menge des Stroms, der durch den Vorspannungsring (22B) fließt, und einen Mikrocomputer zum Ermitteln des Pegels des erfaßten Stroms und zum Erzeugen des Sperrsignals gemäß dem Pegel des erfaßten Stroms umfaßt.
9. Verfahren zur Überwachung eines Faraday-Käfigs, der in einer Ionenimplantationsanlage zur Verwendung bei der Herstellung von Halbleitern positioniert ist, wobei die Anlage umfaßt: den Faraday-Käfig zum Messen einer Implantationsdosis durch Abnehmen eines Strahlstroms, einen Vorspannungsring, um den in den Faraday-Käfig eingeleiteten Strahlstrom gemäß einer Vorspannung zu sperren, eine Steuereinheit zum Steuern der gesamten Funktionen der Anlage und zum Erzeugen eines optischen Leistungsregelungssignals, eine Schnittstelle zum Umwandeln des optischen Leistungsregelungssignals in ein elektrisches Leistungsregelungssignal, eine Faraday-Vorspannung zum Erzeugen der Vorspannung als Reaktion auf das elektrische Leistungsregelungssignal, die zum Faraday-Käfig geliefert wird, und eine Schleifenvorrichtung, die mit dem Vorspannungsring verbunden ist, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:
Liefern der Vorspannung zum Vorspannungsring;
Ermitteln, ob ein Strom durch den Vorspannungsring fließt;
wenn nicht, Erzeugen eines Sperrsignals, das über die Schnittstelle zur Steuereinheit geliefert wird; und
Stoppen eines Implantationsvorgangs der Anlage als Reaktion auf das Sperrsignal mittels der Steuereinheit und gleichzeitig Ansteuern einer Warnvorrichtung.
DE19860779A 1998-10-13 1998-12-30 Ionenimplantationsanlage und Verfahren zur Überwachung eines Faraday-Käfigs in einer Ionenimplantationsanlage Expired - Fee Related DE19860779C2 (de)

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