JP2000306540A - イオン注入装置におけるビーム電流測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 イオン注入装置におけるビーム電流の測定に
おいて、そのＳ／Ｎ比を向上させ、より正確にビーム電
流の測定を行うことができるビーム電流測定装置を提供
する 【解決手段】 被イオン注入ウェーハを載置する回転円
盤１０上にイオンビームを通過させる小孔３０を１つを
設け、小孔３０を通過したイオンビームをファラデーカ
ップ５０により検出して、イオンビーム電流を測定する
装置であって、ファラデーカップ５０が、少なくとも小
孔３０の回転円盤の回転による移動軌跡上のイオンビー
ム照射範囲をカバーする大きさであることを特徴とする
イオン注入装置におけるビーム電流測定装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イオン注入装置に
おけるビーム電流測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】イオン注入装置、特に大電流（例えば１
０〜１００ｍＡ）の注入装置は、その内部を真空にし
て、エンドステーション部に設けられている回転円盤に
複数の被イオン注入ウェーハを載置して、この円盤を振
り子揺動させつつ、回転させることによりイオンビーム
によりウェーハ面を走査しながらイオンビームをウェー
ハに照射してイオン注入を行う装置である。

【０００３】このようなイオン注入装置において、被イ
オン注入ウェーハに照射するイオンビームの電流量を測
定することは、注入するイオン量を規定された通りに正
確に注入するために欠くことのできないものである。

【０００４】従来から、このイオンビーム電流の測定に
は、ファラデーカップが用いられている。ファラデーカ
ップを用いたビーム電流の測定手法として、例えば特開
昭５９−１０８２５２号公報には、ウェーハを載置する
回転円盤に、回転方向に沿い、かつ、円盤の中心からの
距離が順次変わる位置に複数の小孔を設け、この小孔を
通過してくるビームをファラデーカップにより検出して
ビーム電流を測定するものが開示されている。

【０００５】また、特開昭６０−１２４３４４号公報に
は、回転円盤に、周方向に複数の小孔を設け、この小孔
を通過したイオンビームをファラデーカップにより検出
して、検出結果を積分することにより、イオンビームの
分布を測定するものが開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】これらファラデーカッ
プによりビーム電流を測定する手法に共通しているの
は、イオンビームが小孔を通過したときのごく僅かな間
だけ、イオンビームを検出している点である。このた
め、実際に検出できるイオンビームは円盤の回転に伴っ
てパルス的になり、イオンビーム検出量が少なく、Ｓ／
Ｎ比が悪くなってしまうといった問題がある。この点、
上記各公報では、複数の小孔からイオンビームを検出し
ているので、これら各小孔から検出したビーム電流を積
分してもよいが、小孔１つから検出されるビーム電流そ
のもののＳ／Ｎ比は何等変わるもではないため、結局積
分することにより雑音成分も増加してしまい、Ｓ／Ｎ比
の改善にはならない。

【０００７】また、複数の小孔を回転円盤を設ける必要
から、回転円盤の大きさや小孔とウェーハ載置位置の関
係などを工夫する必要があり、円盤の形状設計が面倒に
なるといった問題もある。

【０００８】そこで、本発明は、イオン注入装置におけ
るビーム電流の測定において、そのＳ／Ｎ比を向上さ
せ、より正確にビーム電流の測定を行うことができ、な
おかつウェーハを載置する回転円盤に開ける小孔も１つ
で済ませ、円盤設計やその加工を容易にすることができ
るビーム電流測定装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記す
る手段により達成される。

【００１０】（１）イオン注入装置内の被イオン注入ウ
ェーハを載置する回転円盤上にイオンビームを通過させ
る小孔を１つを設け、該小孔を通過したイオンビームを
ファラデーカップにより検出して、イオンビーム電流を
測定する装置であって、前記ファラデーカップのイオン
ビーム検出部が、少なくとも前記小孔の前記回転円盤の
回転による移動軌跡上のイオンビーム照射範囲をカバー
する大きさであることを特徴とするイオン注入装置にお
けるビーム電流測定装置。

【００１１】（２）前記ファラデーカップのイオンビー
ム検出部は、前記小孔の移動軌跡に沿った開口を有する
シールド部材によって覆われていることを特徴とするイ
オン注入装置におけるビーム電流測定装置。

【００１２】（３）回転円盤上に被イオン注入ウェーハ
を載置し、この円盤を回転させつつ振り子揺動させて、
該被イオン注入ウェーハにイオンビームを照射するイオ
ン注入装置において、前記回転円盤に前記イオンビーム
を通過させる小孔を１つを設け、該小孔を通過したイオ
ンビームをファラデーカップにより検出して、イオンビ
ーム電流を測定する装置であって、前記回転円盤の回転
位置を検出する円盤回転位置検出手段と、前記円盤回転
位置検出手段が検出した前記回転円盤の位置に基づき、
前記回転円盤に設けられている前記小孔が前記ファラデ
ーカップの前を通過する期間のみ、前記ファラデーカッ
プによるイオンビーム電流の測定を実施するように前記
ファラデーカップからの信号を制御する制御手段とを有
することを特徴とするイオン注入装置におけるビーム電
流測定装置。

【００１３】（４）回転円盤上に被イオン注入ウェーハ
を載置し、この円盤を回転させつつ振り子揺動させて、
該被イオン注入ウェーハにイオンビームを照射するイオ
ン注入装置において、前記回転円盤に前記イオンビーム
を通過させる小孔を１つを設け、該小孔を通過したイオ
ンビームをファラデーカップにより検出して、イオンビ
ーム電流を測定する装置であって、前記回転円盤の振り
子揺動における位置を検出する円盤揺動位置検出手段
と、前記円盤揺動位置検出手段が検出した前記回転円盤
の位置に基づき、前記回転円盤が前記イオンビームの照
射範囲内にある期間のみ、前記ファラデーカップによる
イオンビーム電流の測定を実施するように前記ファラデ
ーカップからの信号を制御する制御手段と、を有するこ
とを特徴とするイオン注入装置におけるビーム電流測定
装置。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して、
本発明の一実施の形態を説明する。

【００１５】図１は、イオン注入装置（以下、注入装置
と称する）内の回転円盤（以下、単に、円盤と称する）
と、本発明に係るビーム電流測定装置を示す概略図であ
り、図２は、上記回転円盤をビーム照射方向（図１中の
矢印ｃ）から見た概略図である。

【００１６】注入装置内の円盤１０は、その中央で円盤
回転用の回転軸１１に軸支され、この回転軸１１により
図中矢印ａ方向に回転し、かつ、この回転軸１１が揺動
軸１２とアーム１３により接続されていて、一定の角度
範囲で図中矢印ｂ方向に振り子揺動する。なお、円盤１
０を回転させるための機構や振り子揺動させるための機
構などは、通常の注入装置において用いられているもの
であり、また、注入装置の全体的な構成についても通常
のものであるので、ここではこれらの説明は省略する。

【００１７】円盤１０上には、複数の被イオン注入ウェ
ーハ２０が、イオンビーム照射方向（図中矢印ｃ）に向
けて載置されている。なお、円盤１０は、実際にはドー
ナツ状のリムが複数のアームにより回転軸１１と接続さ
れて、完全な盤面形状ではないものもある。

【００１８】この円盤１０には、円盤１０の回転に伴い
イオンビームの照射範囲７０内（図２参照）を横切る一
つの小孔３０が設けてあり、この小孔３０から照射され
ているイオンビームが通過する。

【００１９】そして、円盤１０の背面側には、小孔３０
から通過したイオンビームのビーム電流を測定するため
のファラデーカップ５０が設けられている。このファラ
デーカップ５０は、円盤１０を回転させるための回転軸
１１を軸支しているアーム１３上の軸受部１４に設けら
れたアーム１５によって、円盤１０の回転による小穴３
０の移動軌跡上に位置するように支持されている。

【００２０】ファラデーカップ５０の形状は、図２に示
すように、その形状が少なくともイオンビーム照射範囲
７０をカバーする大きさで、円盤１０に沿った円弧状を
なしている。また、このファラデーカップ５０内部にあ
るビーム検出部５５は、図３ＡおよびＢに示すように、
前記小孔３０が円盤１０の回転に伴い移動する軌跡に沿
った開口部５１を有するアルミニウム製等のシールド部
材５２により覆われている。開口部５１の幅ｄは、小孔
３０の直径と同一か、わずかに大きい程度である（な
お、図３Ｂは、図３Ａ中のＩ−Ｉ線に沿う断面拡大図で
ある）。

【００２１】このシールド部材５２によりファラデーカ
ップのビーム検出部５５を覆うことにより、イオンビー
ム以外の不要な２次電子や注入装置内でのビームの乱反
射などによる雑音成分がビーム検出部５５に入ることを
極力少なくすることができる。

【００２２】ファラデーカップ５０の形状を、上記のよ
うにイオンビームの照射範囲７０をカバーする円弧状と
したことで、円盤１０に設けられている小孔３０がイオ
ンビーム照射範囲７０を横切っている間中、この小孔３
０を通ったイオンビームをファラデーカップ５０により
検出することができるため、ビームの検出量自体を上げ
ることができるようになり、ビーム電流測定時における
Ｓ／Ｎ比をよくすることができる。

【００２３】ファラデーカップ５０は、図３Ｂに示すよ
うな断面構造をもつ。ビームを受ける複数のビーム検出
プレート５６がプレートベース５７の上に設置され、さ
らにそのビーム検出プレート５６およびプレートベース
５７から絶縁部材５９により電気的にされたシールド部
材５２がカバーしている。これは前述のように、外部か
らの散乱ビームがビーム検出プレート５６に入らないよ
うにするためである。通常、ファラデーカップは、ビー
ム受け部から発生する２次電子が外へでないようにする
ため、ファラデーカップ入り口近傍に数１００Ｖの正電
位を印加する。この構成は正電位発生電源やファラデー
カップ構造を複雑にするため、図３Ｂのようにビーム検
出プレート５６およびベースプレート５７を薄型にし、
ビーム入射側と反対側に磁石５８を設置し、磁界によ
り、２次電子を補足するものである。この構成にするこ
とで、正電位発生電源を用いることなく、簡単な構造で
正確に電流計測をすることが可能となる。

【００２４】なお、このような構造のファラーデーカッ
プ５０は、図３Ｃに示すように、複数のビーム検出プレ
ート５６を円弧状に隙間なく接続したものである。ま
た、ビーム検出プレート５６は円弧状の一体ものであっ
ても良い。

【００２５】そしてこのファラデーカップ５５からの信
号は、後述する制御装置１００内に導かれている。

【００２６】上述した円盤１０を回転させている回転軸
１１には、さらに、回転軸１１の回転と共に回転する遮
光板１６が取り付けられていて、この遮光板１６は、軸
受部１４に取り付けられている光センサ１７の発光部１
７ａからの光を遮ることにより円盤１０の回転位置検出
に用いられる。光センサ１７は、発光部１７ａと受光部
１７ｂとが前記遮光板１６が通る程度の間隔をあけて一
体的に構成されたものである。なお、図示する場合に
は、発光部１７ａ側が軸受部１４に取り付けられ、一
方、受光部１７ｂは浮いたように示してあるが、これは
その機能を分かりやすく図示したためで、実際には受光
部１７ｂも発光部１７ａに固定された一体構成のもので
ある。

【００２７】遮光板１６と光センサ１７によって検出さ
れる円盤１０の回転位置は、ファラデーカップ５０によ
るビーム電流測定の際のビーム検出期間を設定するため
に用いられ、遮光板１６と光センサ１７によって検出さ
れる円盤１０の回転位置から、円盤１０に設けられてい
る小孔３０がファラデーカップ５０の前を横切る間だ
け、ファラデーカップ５０でビーム検出を行うようにす
る。

【００２８】このようにファラデーカップ５０の前を小
孔３０が横切る間だけビーム検出をすることで、ファラ
デーカップ５０に入る不要な２次電子や雑音成分を少な
くすることができる。

【００２９】さらに、揺動軸１２に設けられている揺動
機構（不図示）には、円盤１０の揺動位置を検出するた
めのセンサ（例えば揺動するどちらか一方の終端を検知
するためのリミットスイッチや光センサなど（いずれも
不図示））を設けて、円盤１０の揺動位置がビーム照射
範囲７０内にあるときにのみファラデーカップ５０によ
るビーム検出を行うようにしている。これは、図４に示
すように、円盤１０が振り子揺動することにより、例え
ば、図示、円盤１０を点線で示した状態のように、円盤
１０が振り子揺動の終端ＬおよびＲに来たときには、円
盤１０の外縁部に沿って載置されているウェーハがビー
ム照射範囲７０から外れ、この間、小孔３０の位置もビ
ーム照射範囲から外れるため、ファラデーカップ５０に
ビームは入らないので、この間はビームを検出しないう
ようにして、不要な２次電子や雑音成分を検出しないよ
うにし、一方、円盤１０が振り子揺動のほぼ中央部Ｃを
通過するときには、円盤１０に載置されているウェーハ
にイオンビームが照射されるので、この間は、小孔３０
を通過したインビームを検出するようにしている。

【００３０】図５は、上記した円盤１０の回転によるビ
ーム検出期間と、揺動によるビーム検出期間の設定を行
うための制御装置１００の構成を示す図面であり、図
６、７および８はこの制御装置１００により生成されて
いる各信号を示すタイミングチャートである。なお、図
６、７および８において、その横軸は時間軸であるが、
各図においてこの時間軸のスケールは任意のものであ
り、それぞれ異なる。

【００３１】制御装置１００の構成は、光センサ１７か
らの信号を受けて、２つのタイマ信号（Ｔ１およびＴ
２）を出力する第１タイマ回路１０１、揺動機構に設け
られている振り子揺動の１つの終端を検出するセンサか
らの信号を受けて、４つのタイマ信号（Ｔ３〜６）を出
力する第２タイマ回路１０２、これらタイマ回路に基準
となるクロック信号を供給するクロック信号発生回路１
０３、第１タイマ回路１０１の各タイマ信号から円盤１
０の回転による測定期間を設定する第１スイッチ回路１
０４、第２タイマ回路１０２の各タイマ信号から揺動に
よる測定期間を設定する第２スイッチ回路１０５、各ス
イッチ回路からの信号のＡＮＤをとるためのＡＮＤ回路
１０６、ファラデーカップからの信号を増幅する増幅回
路（ａｍｐ）２０１、不要な高周波成分をカットするロ
ーパスフィルター（ＬＰＦ）２０２、不要な負成分の信
号をカットするための整流回路２０３、および整流回路
２０３から得られた信号をＡＮＤ回路１０６からの制御
信号Ｓに従って時間積分する積分回路２０４よりなる。
なお、ファラデーカップからの信号は検出された電流で
あるので、これを抵抗を介することなどにより電圧にし
た後、積分回路２０１に入力し、積分回路２０４では、
この電圧を時間方向に積分している。

【００３２】第１タイマ回路１０１は、光センサ１７か
らの回転リセット信号（遮光板１６が光を遮ったときに
ハイ（Ｈｉ）信号として出力される）を、そのリセット
端子（ｒｅｓ１）で受けて、これを基準としてクロック
信号発生回路１０３からのクロック信号をカウントする
ことにより、２つのタイミングの信号Ｔ１およびＴ２を
それぞれ出力端子（ｏｕｔ１）および（ｏｕｔ２）から
出力している。

【００３３】ここで、出力端子（ｏｕｔ１）から出力さ
れる第１タイマ信号Ｔ１は、図６に示すように、回転リ
セット信号を受けてから円盤１０上の小孔３０がファラ
デーカップ５０の端部に到達するまで時間ｔ１をカウン
トして出力する信号あり、出力端子（ｏｕｔ２）から出
力される第２タイマ信号Ｔ２は、同じく図６に示すよう
に、回転リセット信号を受けてから円盤１０上の小孔３
０がファラデーカップ５０の測定領域を出るときまでの
時間ｔ２をカウントして出力する信号である。そして、
第１タイマ信号Ｔ１は第１スイッチ回路１０４のコント
ロール端子（ｃｏｌ１）へ、また、第２タイマ信号Ｔ２
はリセット端子（ｒｅｓ３）にそれぞれ入力されてい
る。

【００３４】第１スイッチ回路１０４は、そのコントロ
ール端子（ｃｏｌ１）に入った信号がハイ（Ｈｉ）とな
ったとき以降、その出力端子（ｏｕｔ７）からの出力信
号をハイ（Ｈｉ）にし、リセット端子（ｒｅｓ３）に入
った信号がハイ（Ｈｉ）となったとき以降、出力端子
（ｏｕｔ７）からの出力信号をロー（Ｌｏ）にする。

【００３５】したがって、この第１スイッチ回路１０４
からの出力は、第１タイマ回路１０１からの第１タイマ
信号Ｔ１がハイとなった時点でハイとなり、それ以降第
２タイマ信号Ｔ２がハイとなるまで継続され、第２タイ
マ信号Ｔ２がハイとなった時点でローに戻る。そして、
この第１スイッチ回路１０４からの出力がハイの期間Ｗ
１が円盤１０の回転に伴い小孔３０がファラデーカップ
５０の前を横切っている期間、つまり、回転タイミング
によるイオンビームの検出期間となる。

【００３６】一方、第２タイマ回路１０２は、揺動機構
に設けられているセンサが揺動による１つの終端（例え
ば図４に示した位置Ｌ）を検出したときに発する揺動リ
セット信号を、そのリセット端子（ｒｅｓ２）で受け
て、これを基準としてクロック信号をカウントすること
により、４つのタイミングの信号Ｔ３〜６をそれぞれ出
力端子（ｏｕｔ３〜６）から出力している。

【００３７】ここで、出力端子（ｏｕｔ３）から出力さ
れる第３タイマ信号Ｔ３は、図７に示すように、揺動リ
セット信号を受けてから円盤１０に載置されているウェ
ーハがイオンビーム照射領域７０に到達するまでの時間
ｔ３をカウントして出力する信号あり、出力端子（ｏｕ
ｔ４）から出力される第４タイマ信号Ｔ４は、同じく図
７に示すように、揺動リセット信号を受けてから円盤１
０に載置されているウェーハが揺動リセット信号を発す
る終端とは反対側の終端（図４の位置Ｒ）方向へイオン
ビーム照射領域７０から外れたときまでの時間ｔ４をカ
ウントして出力する信号である。また、出力端子（ｏｕ
ｔ５）から出力される第５タイマ信号Ｔ５は、同じく図
７に示すように、揺動リセット信号を受けてから円盤１
０に載置されているウェーハが揺動リセット信号を発す
る終端とは反対側の終端方向から戻って来て、イオンビ
ーム照射領域７０に入るまでの時間ｔ５をカウントして
出力する信号であり、出力端子（ｏｕｔ６）から出力さ
れる第６タイマ信号Ｔ６は、同じく図７に示すように、
揺動リセット信号を受けてから円盤１０に載置されてい
るウェーハが揺動リセット信号を発する終端方向へイオ
ンビーム照射領域７０から外れたときまでの時間ｔ６を
カウントして出力する信号である。そして、信号Ｔ３お
よびＴ５は第２スイッチ回路１０５のコントロール端子
（ｃｏｌ２）へ、また、信号Ｔ４およびＴ６はリセット
端子（ｒｅｓ４）にそれぞれ入力されている。

【００３８】第２スイッチ回路１０５では、そのコント
ロール端子（ｃｏｌ２）に入った信号がハイ（Ｈｉ）と
なったとき以降、その出力端子（ｏｕｔ８）からの出力
信号をハイ（Ｈｉ）とし、リセット端子（ｒｅｓ４）に
入った信号がハイ（Ｈｉ）となったとき以降、出力端子
（ｏｕｔ８）からの出力信号をロー（Ｌｏ）とする。

【００３９】したがって、この第２スイッチ回路１０５
からの出力は、第２タイマ回路１０２からの信号Ｔ３お
よびＴ５がハイとなった時点でハイとなり、信号Ｔ４お
よびＴ６がハイとなった時点でローに戻る。そして、こ
の第２スイッチ回路１０５からの出力がハイの期間Ｗ２
が円盤１０が揺動によってイオンビーム照射範囲７０内
にある期間、つまり、揺動タイミングによるイオンビー
ムの検出期間となる。

【００４０】そして、図８に示すように、第１および第
２スイッチ回路１０４および１０５からの出力信号をＡ
ＮＤ回路１０６を介することにより、両方の出力信号が
共にハイのときのみＡＮＤ回路１０６の出力信号Ｓとし
てハイ信号が出力される。

【００４１】そして積分回路２０４では、信号Ｓがハイ
の期間のみ、整流回路２０３から来たファラデーカップ
５０での検出信号を積分して出力する。

【００４２】これにより、ファラデーカップ５０による
ビーム電流の測定に際して、ファラデーカップ５０の前
に円盤１０に設けられている小孔３０が来ていないとき
や、そもそも揺動位置の関係でビーム照射範囲７０に円
盤１０自体が来ていないようなときには、ファラデーカ
ップ５０での測定結果を積分しないようにしているた
め、このような不要期間での雑音成分を完全にカットし
て、必要な信号成分のみ積分することができ、Ｓ／Ｎ比
が向上することとなる。

【００４３】なお、以上説明した回路構成については、
このような構成に限定されるものではなく、例えば他の
例としては積分回路の前段に、ファラデーカップからの
信号を遮断・通過させるスイッチ回路を設け、このスイ
ッチ回路を前述したＡＮＤ回路１０６からの信号Ｓによ
り駆動して、信号Ｓがハイのとき、すなわち、円盤上の
小孔３０がファラデーカップ５０の前を横切っている間
で、かつ、円盤のウェーハ載置部分がビーム照射範囲内
にあるときにのみファラデーカップからの信号を通過さ
せて、積分回路へ送るようにして、積分回路では常に入
力された信号を積分して出力するようにしても、上述し
た回路構成と同様の効果を得ることが可能である。

【００４４】また、上記回路構成では、回転リセット信
号や揺動リセット信号を基準としてタイマ回路により、
測定期間のオン、オフを実行しているが、このような回
路構成は、具体的には、いわゆるマイコンなどと称され
るコンピュータに上記動作を実行するためのプログラム
を提供して実施することができる。

【００４５】もちろん、このようなマイコンを利用せ
ず、スイッチング回路のみで実施することも可能であ
る。スイッチング回路だけで実施する場合には、例えば
遮光板１６と円盤１０に向けられている小孔３０との位
置関係を、円盤１０の回転により小孔３０がファラデー
カップ５０の端部にかかったときに、遮光板１６が光セ
ンサ１７の光を遮り、かつ、小孔３０がファラデーカッ
プ５０から外れる時点まで遮光板１６が光センサ１７の
光を遮る大きさとすることで、光センサ１７の受光部１
７ｂが光を検知していない期間のみ、ファラデーカップ
５０からの信号を検出するようにすれば、円盤１０の回
転に伴う検出期間を光センサからの信号だけで作り出す
ことも可能である。同様に、揺動による検出期間につい
ても揺動軸（またはアーム）に対して、円盤１０に載置
されているウェーハがビーム照射範囲内を通過通過して
いる間だけ信号を発するようなスイッチやセンサを設
け、その信号を揺動タイミングによる検出期間の信号と
すれば良い。

【００４６】なおさらに、本発明における回転や揺動に
伴う測定タイミングの設定は、本実施形態におけるファ
ラデーカップの形状を有する測定装置以外にも適用する
ことができ、例えば、従来形のように、ファラデーカッ
プの形状が円盤に設けた小孔の移動軌跡に沿うような形
状でなくても、上述した回転や揺動に伴う測定タイミン
グを設定することで、従来よりもＳ／Ｎ比を向上させる
ことが可能となる。このようにした場合、測定装置のフ
ァラデーカップは従来のものをそのまま使用し、制御装
置内のソフトウェアの変更だけて実施することができ
る。

【００４７】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、請求項ご
とに以下のような効果を奏する。

【００４８】請求項１記載の本発明によれば、ファラデ
ーカップのイオンビーム検出部を、少なくとも回転円盤
に設けられている小孔の移動軌跡上のイオンビーム照射
範囲をカバーする大きさとしたので、イオンビーム照射
範囲内でファラデーカップの前を小孔が通過する間中、
イオンビームの検出を行うことができるようになるた
め、検出されるイオンビームが多くなり、ビーム電流の
測定におけるＳ／Ｎ比が向上する。また、円盤に設けた
小孔が一つであっても十分な測定期間を得ることができ
るので、円盤の形状設計やその製作も、複数の小孔を設
けた場合と比較して容易になる。

【００４９】請求項２記載の本発明によれば、ファラデ
ーカップのイオンビーム検出部を、回転円盤に設けられ
ている小孔の移動軌跡に沿った開口を有するシールド部
材により覆ったので、このイオンビーム検出部に、不要
な２次電子や雑音成分が入るのを少なくすることがで
き、ビーム電流の測定におけるＳ／Ｎ比が向上する。

【００５０】請求項３記載の本発明によれば、回転円盤
の回転位置を検出して、この位置に基づき、回転円盤に
設けられている小孔がファラデーカップの前を横切って
いる期間のみビーム電流の測定をすることとしたので、
そもそもファラデーカップにビームが到達しない間、す
なわち、小孔がファラデーカップの前に来ていない間は
測定しないので、この間に入る不要な２次電子や雑音成
分をカットすることができ、ビーム電流の測定における
Ｓ／Ｎ比が向上する。

【００５１】請求項４記載の本発明によれば、回転円盤
の振り子揺動における位置を検出して、この位置に基づ
き、回転円盤自体がイオンビームの照射範囲内にあると
きのみビーム電流の測定をすることとしたので、そもそ
もファラデーカップにビームが到達しない間、すなわ
ち、回転円盤自体がイオンビームの照射範囲から外れて
いる間は測定しないので、この間に入る不要な２次電子
や雑音成分をカットすることができ、ビーム電流の測定
におけるＳ／Ｎ比が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 イオン注入装置内の回転円盤と、本発明に係
るビーム電流測定装置の構成を示す概略図である。

【図２】 前記円盤をイオンビーム照射方向（図１中の
矢印ｃ方向）から見た概略図である。

【図３】 上記ビーム電流測定装置のファラデーカップ
を示す図面で、図３Ａは外観を示す平面図、図３Ｂは図
３Ａ中のＩ−Ｉ線に沿う断面拡大図、および図３Ｃはフ
ァラデーカップのシールド部材をとった状態を示す平面
図である。ある。

【図４】 上記円盤の振り子揺動を説明するための図面
である。

【図５】 ビーム電流測定装置の制御装置の構成を示す
ブロック図である。

【図６】 前記制御装置内での各信号を示す図面であ
る。

【図７】 前記制御装置内での各信号を示す図面であ
る。

【図８】 前記制御装置内での各信号を示す図面であ
る。

【符号の説明】

１０…回転円盤、 １７…光センサ、 ２０…被イオン注入ウェーハ、 ３０…小穴、 ５０…ファラデーカップ、 ５１…開口、 ５２…シールド部材、 １００…制御装置。

フロントページの続き (72)発明者 矢野 孝幸 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日 本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 鈴木 聰 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 米良 和夫 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 冨田 博之 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内 Ｆターム(参考） 4K029 BD01 DE00 EA00 EA09 JA02 5C034 CD05 CD06 CD07

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イオン注入装置内の被イオン注入ウェー
   ハを載置する回転円盤上にイオンビームを通過させる小
   孔を１つを設け、該小孔を通過したイオンビームをファ
   ラデーカップにより検出して、イオンビーム電流を測定
   する装置であって、 前記ファラデーカップのイオンビーム検出部が、少なく
   とも前記小孔の前記回転円盤の回転による移動軌跡上の
   イオンビーム照射範囲をカバーする大きさであることを
   特徴とするイオン注入装置におけるビーム電流測定装
   置。
2. 【請求項２】 前記ファラデーカップのイオンビーム検
   出部は、前記小孔の移動軌跡に沿った開口を有するシー
   ルド部材によって覆われていることを特徴とする請求項
   １記載のイオン注入装置におけるビーム電流測定装置。
3. 【請求項３】 回転円盤上に被イオン注入ウェーハを載
   置し、この円盤を回転させつつ振り子揺動させて、該被
   イオン注入ウェーハにイオンビームを照射するイオン注
   入装置において、前記回転円盤に前記イオンビームを通
   過させる小孔を１つを設け、該小孔を通過したイオンビ
   ームをファラデーカップにより検出して、イオンビーム
   電流を測定する装置であって、 前記回転円盤の回転位置を検出する円盤回転位置検出手
   段と、 前記円盤回転位置検出手段が検出した前記回転円盤の位
   置に基づき、前記回転円盤に設けられている前記小孔が
   前記ファラデーカップの前を通過する期間のみ、前記フ
   ァラデーカップによるイオンビーム電流の測定を実施す
   るように前記ファラデーカップからの信号を制御する制
   御手段とを有することを特徴とするイオン注入装置にお
   けるビーム電流測定装置。
4. 【請求項４】 回転円盤上に被イオン注入ウェーハを載
   置し、この円盤を回転させつつ振り子揺動させて、該被
   イオン注入ウェーハにイオンビームを照射するイオン注
   入装置において、前記回転円盤に前記イオンビームを通
   過させる小孔を１つを設け、該小孔を通過したイオンビ
   ームをファラデーカップにより検出して、イオンビーム
   電流を測定する装置であって、 前記回転円盤の振り子揺動における位置を検出する円盤
   揺動位置検出手段と、 前記円盤揺動位置検出手段が検出した前記回転円盤の位
   置に基づき、前記回転円盤が前記イオンビームの照射範
   囲内にある期間のみ、前記ファラデーカップによるイオ
   ンビーム電流の測定を実施するように前記ファラデーカ
   ップからの信号を制御する制御手段と、を有することを
   特徴とするイオン注入装置におけるビーム電流測定装
   置。