JP2009048855A - Ion beam measuring method, manufacturing method of semiconductor device, and ion implanting device - Google Patents

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JP2009048855A JP2007213502A JP2007213502A JP2009048855A JP 2009048855 A JP2009048855 A JP 2009048855A JP 2007213502 A JP2007213502 A JP 2007213502A JP 2007213502 A JP2007213502 A JP 2007213502A JP 2009048855 A JP2009048855 A JP 2009048855A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ion beam measuring method and an ion implanting method, capable of calculating accelerated energy of ion beams. <P>SOLUTION: The ion beam measuring method is provided with a step of measuring temperature of a temperature-measuring member 14 with ion beams 20 kept irradiated on the same 14, and a step of estimating accelerated energy of the ion beams 20 from the above temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、イオンビーム計測方法、半導体装置の製造方法、及びイオン注入装置に関する。   The present invention relates to an ion beam measurement method, a semiconductor device manufacturing method, and an ion implantation apparatus.

LSI等の半導体装置の製造工程では、半導体基板にウェル等の不純物拡散層を形成したり、シリコン層に不純物をドープしたりする目的で、イオン注入装置が使用される。   In a manufacturing process of a semiconductor device such as an LSI, an ion implantation apparatus is used for the purpose of forming an impurity diffusion layer such as a well in a semiconductor substrate or doping an impurity into a silicon layer.

そのイオン注入装置は、加速部に加速電圧を印加することによりイオンを加速して半導体基板等に打ち込むというものであり、その注入条件としては加速エネルギとドーズ量が用いられる。   The ion implantation apparatus accelerates ions by applying an accelerating voltage to an accelerating portion and implants the ions into a semiconductor substrate or the like. As implantation conditions, acceleration energy and a dose amount are used.

このうち、ドーズ量は、イオン注入装置内のドーズカウンタでモニターされており、設定したドーズ量でイオン注入が行われているかどうかを確認することができる。   Among these, the dose amount is monitored by a dose counter in the ion implantation apparatus, and it can be confirmed whether or not the ion implantation is performed with the set dose amount.

これに対し、加速エネルギは直接的に測定するのが難しいため、市販のイオン注入装置には加速エネルギを測定する機構は設けられていない。そのため、通常は、加速部に印加されている加速電圧を加速エネルギとみなし、イオンの加速エネルギを直接測定することは行われない。   On the other hand, since it is difficult to directly measure the acceleration energy, a commercially available ion implantation apparatus is not provided with a mechanism for measuring the acceleration energy. Therefore, normally, the acceleration voltage applied to the acceleration unit is regarded as acceleration energy, and the acceleration energy of ions is not directly measured.

しかしながら、イオン注入装置の表示部に誤った加速電圧が表示されることも想定され、実際に表示された加速電圧でイオンが加速されているかどうか不安がある。   However, it is assumed that an erroneous acceleration voltage is displayed on the display unit of the ion implantation apparatus, and there is a concern whether ions are accelerated by the actually displayed acceleration voltage.

また、ウェルのように不純物濃度のプロファイルがデバイスに影響を及ぼすような部分では、プロファイルをなるべく正確に管理することが求められており、イオン注入によりウェルを形成するときの加速エネルギを直接測定したいという要請もある。   In addition, it is required to manage the profile as accurately as possible in areas where the impurity concentration profile affects the device, such as wells, and it is desirable to directly measure the acceleration energy when forming wells by ion implantation. There is also a request.

但し、現実には、このような直接測定は行われておらず、ウェル上にトランジスタを形成した後に、そのトランジスタの電気的特性を測定することにより、ウェルの不純物プロファイルを確認するという手法が採られている。   However, in reality, such direct measurement is not performed, and a method of confirming the impurity profile of the well by measuring the electrical characteristics of the transistor after forming the transistor on the well is adopted. It has been.

しかしながら、これは不純物プロファイルが設計値から外れてデバイスが不良となって初めて加速エネルギの異常を発見するというものであるため、非効率的で、デバイスの歩留まりを低下させる要因となる。   However, this is an inefficiency and a decrease in device yield because the impurity profile deviates from the design value and the device becomes defective only when the acceleration energy abnormality is discovered.

このような点に鑑み、下記の特許文献１〜３では、イオン注入時の加速エネルギを測定する方法を提案している。   In view of such points, Patent Documents 1 to 3 below propose a method of measuring acceleration energy during ion implantation.

このうち、特許文献１では、２つのセンサ間をイオンパルスが通過する時間から加速エネルギを求めている（段落番号００１２）。   Among these, in patent document 1, acceleration energy is calculated | required from the time for an ion pulse to pass between two sensors (paragraph number 0012).

また、特許文献２では、イオンに印加する電圧をチェックすることにより、加速エネルギの異常を検出している（段落番号００２８〜００３０）。   Moreover, in patent document 2, the abnormality of acceleration energy is detected by checking the voltage applied to ion (paragraph numbers 0028-0030).

そして、特許文献３では、イオン注入後のレジストパターンの膜厚から加速エネルギを求めている（段落番号００５０）。   And in patent document 3, the acceleration energy is calculated | required from the film thickness of the resist pattern after ion implantation (paragraph number 0050).

この他に、本発明に関連する技術が特許文献４〜７にも開示されている。
特開２０００−１００３７２号公報 特許３３５８３３６号公報 特開２００１−３０７６７０号公報 特許２９５４２０５号公報 特開昭５７−８８６６１号公報 特開２０００−３３１９５２号公報 特表２００５−５０２１７４号公報 In addition, techniques related to the present invention are also disclosed in Patent Documents 4 to 7.
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-100372 Japanese Patent No. 3358336 JP 2001-307670 A Japanese Patent No. 2954205 JP 57-88661 A JP 2000-319552 A JP 2005-502174 A

本発明の目的は、イオンビームの加速エネルギを推定することが可能なイオンビーム計測方法、半導体装置の製造方法、及びイオン注入装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an ion beam measurement method, a semiconductor device manufacturing method, and an ion implantation apparatus capable of estimating the acceleration energy of an ion beam.

本発明の一観点によれば、温度測定用部材にイオンビームを照射した状態で該温度測定用部材の温度を測定するステップと、前記温度から前記イオンビームの加速エネルギを推定するステップとを有するイオンビーム計測方法が提供される。   According to an aspect of the present invention, the method includes the steps of measuring the temperature of the temperature measurement member while the temperature measurement member is irradiated with the ion beam, and estimating acceleration energy of the ion beam from the temperature. An ion beam measurement method is provided.

また、本発明の別の観点によれば、ターゲットにイオンビームを照射することにより該ターゲットの構成材料を飛散させ、飛散した該構成材料よりなる膜の積層膜を形成するステップと、最上層の前記膜を形成する前と後での前記積層膜の電気的特性の変化量を測定するステップと、前記電気的特性の変化量から、前記イオンビームの加速エネルギを推定するステップとを有するイオンビーム計測方法が提供される。   Further, according to another aspect of the present invention, the target material is scattered by irradiating the target with an ion beam, and a laminated film of the film made of the scattered constituent material is formed; Measuring an amount of change in electrical characteristics of the laminated film before and after forming the film; and estimating an acceleration energy of the ion beam from the amount of change in electrical characteristics A measurement method is provided.

そして、本発明の他の観点によれば、加速エネルギ測定部をイオンビームに曝し、該イオンビームの加速エネルギを推定するステップと、前記加速エネルギが設計値からずれている場合、イオン注入装置の加速電圧を調節して前記加速エネルギを前記設計値に近づけるステップと、前記設計値に近づけた後の前記イオンビームを用いて、半導体基板に不純物をイオン注入するステップとを有する半導体装置の製造方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, the step of exposing the acceleration energy measuring unit to the ion beam and estimating the acceleration energy of the ion beam, and when the acceleration energy is deviated from a design value, A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: adjusting an acceleration voltage to bring the acceleration energy closer to the design value; and implanting impurities into the semiconductor substrate using the ion beam after being brought closer to the design value Is provided.

本発明の更に他の観点によれば、イオンビームを生成するイオン源と、前記イオンビームを加速する加速部と、前記加速部を出た前記イオンビームに曝される位置に移動して該イオンビームの加速エネルギを推定する加速エネルギ計測部と、前記イオンビームに曝される位置で基板を支持する基板支持部とを有するイオン注入装置が提供される。   According to still another aspect of the present invention, an ion source that generates an ion beam, an acceleration unit that accelerates the ion beam, and a position that is exposed to the ion beam exiting the acceleration unit and moves to the ion beam An ion implantation apparatus is provided that includes an acceleration energy measurement unit that estimates acceleration energy of a beam and a substrate support unit that supports a substrate at a position exposed to the ion beam.

次に、本発明の作用について説明する。   Next, the operation of the present invention will be described.

本発明によれば、加速エネルギ計測部をイオンビームに曝すことで、該イオンビームの加速エネルギを直接的に求める。   According to the present invention, the acceleration energy measuring unit is exposed to the ion beam to directly obtain the acceleration energy of the ion beam.

その加速エネルギ計測部では、例えば、温度測定用部材にイオンビームを照射し、その温度測定用部材の温度が測定される。或いは、イオンビームによりターゲットをスパッタし、ターゲットの構成材料よりなる膜の積層膜を形成した後、最上層の膜が形成される前と後での積層膜の電気的特性、例えば抵抗値の変化量を測定する。   In the acceleration energy measuring unit, for example, the temperature measuring member is irradiated with an ion beam, and the temperature of the temperature measuring member is measured. Alternatively, after sputtering the target with an ion beam to form a laminated film made of the target constituent material, before and after the uppermost film is formed, the electrical characteristics of the laminated film, for example, the resistance value change Measure the amount.

そのように測定された抵抗値の変化量や温度はイオンビームの加速エネルギを反映しているため、加速エネルギの値を推定することが可能となる。   Since the change amount and temperature of the resistance value thus measured reflect the acceleration energy of the ion beam, the acceleration energy value can be estimated.

本発明によれば、イオンビームの加速エネルギを直接的に推定するので、イオン注入装置の故障によって加速エネルギが誤って表示されている場合等でも、実際の加速エネルギを確認することができ、不適切な加速エネルギでイオン注入を行ってしまう危険性を低減できる。   According to the present invention, since the acceleration energy of the ion beam is directly estimated, even if the acceleration energy is erroneously displayed due to a failure of the ion implantation apparatus, the actual acceleration energy can be confirmed. The risk of ion implantation with appropriate acceleration energy can be reduced.

次に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

（１）第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係るイオン注入装置の概略図である。 (1) First Embodiment FIG. 1 is a schematic view of an ion implantation apparatus according to a first embodiment of the present invention.

このイオン注入装置１は、イオンビーム２０を生成するイオン源５を備える。イオン源５は、例えばECR(Electron Cyclotron Resonance)放電によってプラズマを生成するプラズマ生成部２と、そこから電界の作用でイオンビーム２０を引き出す引き出し電極４とを備えており、これら引き出し電極４とプラズマ生成部２との間には、直流の引き出し電源３により引き出し電圧VEが印加される。 The ion implantation apparatus 1 includes an ion source 5 that generates an ion beam 20. The ion source 5 includes, for example, a plasma generation unit 2 that generates plasma by ECR (Electron Cyclotron Resonance) discharge, and an extraction electrode 4 that extracts an ion beam 20 by the action of an electric field therefrom. An extraction voltage V E is applied between the generator 2 and the DC extraction power source 3.

プラズマ生成部２には、目的とするイオンを生成するためのガスや材料が収容される。例えば、p型不純物であるボロンをイオン注入するときには、フッ化ホウ素（BF3）ガス又はジボラン（B2H6）ガスがプラズマ生成部２に収容される。 The plasma generator 2 contains a gas or a material for generating target ions. For example, when boron, which is a p-type impurity, is ion-implanted, boron fluoride (BF 3 ) gas or diborane (B 2 H 6 ) gas is accommodated in the plasma generation unit 2.

更に、このイオン注入装置１は、磁界の作用によってイオンビーム２０の中から特定の質量数のイオン種のみを選択するための質量分析マグネット６を備える。   The ion implantation apparatus 1 further includes a mass analysis magnet 6 for selecting only ion species having a specific mass number from the ion beam 20 by the action of a magnetic field.

その質量分析マグネット６を通ったイオンビーム２０は、加速部９に入り、所定の加速電圧で加速される。   The ion beam 20 passing through the mass analysis magnet 6 enters the acceleration unit 9 and is accelerated at a predetermined acceleration voltage.

加速部９は、多段の電極８を有しており、両端の電極８の間には加速電源７により加速電圧VAが印加される。イオンビーム２０は、その加速電圧VAによって加速され、加速部９を出ることになる。 The acceleration unit 9 has multi-stage electrodes 8, and an acceleration voltage V A is applied between the electrodes 8 at both ends by an acceleration power source 7. The ion beam 20 is accelerated by the acceleration voltage V A and exits the acceleration unit 9.

加速部９の後段には、複数枚の半導体基板Wを外周縁に沿って保持し、かつモータ１９によって回転可能な基板支持部１８が設けられる。基板支持部１８が回転することで、複数枚の半導体基板Wがイオンビーム２０に曝され、各半導体基板Wに対して一括してイオン注入を行うバッチ処理が可能となる。   Subsequent to the accelerating unit 9, a substrate support unit 18 that holds a plurality of semiconductor substrates W along the outer peripheral edge and can be rotated by a motor 19 is provided. By rotating the substrate support portion 18, a plurality of semiconductor substrates W are exposed to the ion beam 20, and batch processing is performed in which ion implantation is performed on each semiconductor substrate W at once.

また、基板支持部１８はリードネジ１６と接続されており、モータ１７によりそのリードネジ１６を回転することにより、基板支持部１８が鉛直方向Aに昇降可能となっている。イオンビーム２０の直径は半導体基板Wのそれよりも小さいが、モータ１９による回転運動と共に基板支持部１８を昇降させることで、各半導体基板Wの全面に一様にイオンビーム２０を照射することができる。   The substrate support portion 18 is connected to the lead screw 16, and the substrate support portion 18 can be moved up and down in the vertical direction A by rotating the lead screw 16 by the motor 17. Although the diameter of the ion beam 20 is smaller than that of the semiconductor substrate W, it is possible to uniformly irradiate the entire surface of each semiconductor substrate W with the ion beam 20 by raising and lowering the substrate support 18 together with the rotational movement by the motor 19. it can.

基板支持部１８の回転速度や上下方向への移動量は、制御部１５から出力される制御信号D1、D2によってコントロールされる。   The rotation speed and the vertical movement amount of the substrate support unit 18 are controlled by control signals D1 and D2 output from the control unit 15.

なお、イオン注入を行う前と後においては、基板支持部１８は開口１８ａを下にして停止し、開口１８ａにイオンビーム２０を通すことで半導体基板Wに不要なイオン注入が行われるのが防止される。   Before and after ion implantation, the substrate support 18 is stopped with the opening 18a down, and unnecessary ion implantation is prevented from being performed on the semiconductor substrate W by passing the ion beam 20 through the opening 18a. Is done.

ところで、このようなイオン注入装置では、加速電圧VAとして制御部１５に表示された電圧でイオンビーム２０が加速されるとは限らない。例えば、装置の故障や誤差によって加速電圧VAとは異なる電圧でイオンビーム２０が加速される恐れがある。 By the way, in such an ion implantation apparatus, the ion beam 20 is not always accelerated by the voltage displayed on the control unit 15 as the acceleration voltage V A. For example, the ion beam 20 may be accelerated by a voltage different from the acceleration voltage V A due to a failure or error of the apparatus.

そこで、本実施形態では、加速部９と基板支持部１８との間に、そのイオンビーム２０の加速エネルギを直接的に計測する加速エネルギ計測部１０を設ける。   Therefore, in the present embodiment, the acceleration energy measuring unit 10 that directly measures the acceleration energy of the ion beam 20 is provided between the acceleration unit 9 and the substrate support unit 18.

その加速エネルギ計測部１０は、鉄板等よりなる温度測定用部材１４と、その温度測定用部材１４の温度を非接触で測定する温度計１３が設けられる。温度計１３としては例えば赤外線センサを用いることができる。   The acceleration energy measuring unit 10 is provided with a temperature measuring member 14 made of an iron plate or the like and a thermometer 13 for measuring the temperature of the temperature measuring member 14 in a non-contact manner. For example, an infrared sensor can be used as the thermometer 13.

また、温度測定用部材１４は、リードネジ１２に接続されており、モータ１１によってそのリードネジ１２を回転させることで、鉛直方向Bに昇降可能となっている。温度測定用部材１４の鉛直方向の移動量は、制御部１５から出力される制御信号D3により制御される。   The temperature measurement member 14 is connected to the lead screw 12 and can be moved up and down in the vertical direction B by rotating the lead screw 12 by the motor 11. The amount of movement of the temperature measurement member 14 in the vertical direction is controlled by a control signal D3 output from the control unit 15.

また、温度計１３による温度の測定結果は、温度信号D4として制御部１５に出力される。   The temperature measurement result by the thermometer 13 is output to the control unit 15 as a temperature signal D4.

次に、このような加速エネルギ計測部１０を用いたイオンビーム２０の加速エネルギの測定方法について説明する。   Next, a method for measuring the acceleration energy of the ion beam 20 using such an acceleration energy measuring unit 10 will be described.

図２は、本実施形態に係るイオンビーム計測方法について説明するための図であって、加速エネルギ計測部１０の近傍の拡大図に相当する。   FIG. 2 is a diagram for explaining the ion beam measurement method according to the present embodiment, and corresponds to an enlarged view in the vicinity of the acceleration energy measurement unit 10.

また、図３は、そのイオンビーム計測方法について説明するためのフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart for explaining the ion beam measurement method.

図３の最初のステップS1では、まず、回転していない状態の基板支持部１８（図１参照）の開口１８ａにイオンビーム２０を通す。   In the first step S1 of FIG. 3, first, the ion beam 20 is passed through the opening 18a of the substrate support 18 (see FIG. 1) that is not rotating.

次いで、図２に示すように、モータ１１とリードネジ１２によって温度測定用部材１４を下方に移動し、温度測定用部材１４にイオンビーム２０を照射する。イオンビーム２０が照射された温度測定用部材１４は、イオンビーム２０の衝突エネルギによって、その温度が上昇する。   Next, as shown in FIG. 2, the temperature measurement member 14 is moved downward by the motor 11 and the lead screw 12 to irradiate the temperature measurement member 14 with the ion beam 20. The temperature of the temperature measurement member 14 irradiated with the ion beam 20 rises due to the collision energy of the ion beam 20.

そして、照射して数秒が経過した後、温度測定用部材１４の温度が飽和状態になったタイミングで、温度計１３により温度測定用部材１４の温度を測定する。   Then, after several seconds have passed since irradiation, the temperature of the temperature measuring member 14 is measured by the thermometer 13 at the timing when the temperature of the temperature measuring member 14 becomes saturated.

次に、ステップS2に移る。   Next, the process proceeds to step S2.

本ステップでは、図４に示すような加速エネルギ−温度テーブルを参照する。そして、ステップS1で測定した温度に対応する加速エネルギを求め、その加速エネルギをイオンビーム２０が有しているものと推定する。   In this step, an acceleration energy-temperature table as shown in FIG. 4 is referred to. Then, the acceleration energy corresponding to the temperature measured in step S1 is obtained, and it is estimated that the ion beam 20 has the acceleration energy.

例えば、ステップS1で測定した温度がT1の場合は、該温度T1に対応する加速エネルギE1をイオンビーム２０が有していると推定する。 For example, the temperature measured in step S1 is in the case of T 1, estimates that the acceleration energy E 1 corresponding to the temperature T 1 ion beam 20 has.

この加速エネルギ−温度テーブルは、イオン注入装置１を用いて予め作成されるものであり、制御部１５が備える記憶部１５ａに格納されている。そのテーブルを作成するにあたっては、様々な加速電圧VAでイオンビーム２０を加速する。そして、各加速電圧VAにおける温度測定用部材１４の温度を、その加速電圧VAに対応した加速エネルギでイオンビーム２０を照射したときの部材１４の温度としてプロットする。 This acceleration energy-temperature table is created in advance using the ion implantation apparatus 1 and is stored in the storage unit 15 a included in the control unit 15. In creating the table, the ion beam 20 is accelerated with various acceleration voltages VA . Then, the temperature of the temperature measuring member 14 at each acceleration voltage V A is plotted as the temperature of the member 14 when the ion beam 20 is irradiated with the acceleration energy corresponding to the acceleration voltage V A.

次に、ステップS3に移り、ステップS2により推定された加速エネルギの値が、所定の濃度プロファイルを持ったウェル等の不純物拡散層を形成するのに必要な設計値からずれているかどうかを判断する。   Next, the process proceeds to step S3, where it is determined whether or not the acceleration energy value estimated in step S2 is deviated from a design value necessary for forming an impurity diffusion layer such as a well having a predetermined concentration profile. .

そして、ずれていている（ＹＥＳ）と判断された場合には、ステップS4に移行し、加速電圧VAを調節して再びステップS1、S2を行うことにより、イオンビーム２０の加速エネルギを設計値に近づける。 If it is determined that there is a deviation (YES), the process proceeds to step S4, the acceleration voltage VA is adjusted, and steps S1 and S2 are performed again, whereby the acceleration energy of the ion beam 20 is designed. Move closer to.

これに対し、ステップS3においてずれていない（ＮＯ）と判断された場合には、イオンビーム２０の加速エネルギが設計値であるとみなされるので、本実施形態に係るイオンビーム計測方法の主要ステップを終了する。   On the other hand, when it is determined that there is no deviation (NO) in step S3, since the acceleration energy of the ion beam 20 is regarded as a design value, the main steps of the ion beam measurement method according to this embodiment are as follows. finish.

この後は、イオンビーム２０の加速エネルギやドーズ量を変更せずにそのままの状態に維持しながら、リードネジ１２とモータ１１により温度測定用部材１４を上方に引き上げ、イオンビーム２０に曝されない位置に温度測定用部材１４を退避させる。そして、基板支持部１８を回転させることにより、各基板Wに対するイオン注入を開始する。   After that, while maintaining the acceleration energy and dose amount of the ion beam 20 without changing them, the temperature measurement member 14 is pulled upward by the lead screw 12 and the motor 11 so as not to be exposed to the ion beam 20. The temperature measuring member 14 is retracted. Then, ion implantation for each substrate W is started by rotating the substrate support 18.

以上説明した本実施形態によれば、図２を参照して説明したように、鉄板等の温度測定用部材１４にイオンビーム２０を照射し、それにより加熱された温度測定用部材１４の温度からイオンビーム２０の加速エネルギを推定する。これによれば、イオンビーム２０の加速エネルギが直接的に計測されるので、例えば装置１の故障によって加速電圧VAの表示が実際の値からずれていることを発見することができる。したがって、ウェル等の不純物拡散領域を形成するのに不適当な加速エネルギでイオン注入が行われるのを未然に防ぐことができると共に、計測結果に基づいて加速エネルギを調節することで、不純物濃度のプロファイルを設計値に近づけることが可能となり、半導体装置の歩留まり低下を抑制することができるようになる。 According to the present embodiment described above, as described with reference to FIG. 2, the temperature measurement member 14 such as an iron plate is irradiated with the ion beam 20, and the temperature of the temperature measurement member 14 heated thereby is used. The acceleration energy of the ion beam 20 is estimated. According to this, since the acceleration energy of the ion beam 20 is directly measured, it can be found that the display of the acceleration voltage V A deviates from the actual value due to, for example, a failure of the apparatus 1. Therefore, it is possible to prevent ion implantation from being performed with an acceleration energy inappropriate for forming an impurity diffusion region such as a well, and to adjust the acceleration energy based on the measurement result. The profile can be brought close to the design value, and the yield reduction of the semiconductor device can be suppressed.

しかも、温度測定用部材１４に非接触でその温度を計測することが可能な非接触式の温度計を温度計１３として用いるので、温度計１３がイオンビーム２０によってダメージを受けるのを防止できる。   In addition, since a non-contact type thermometer capable of measuring the temperature of the temperature measurement member 14 in a non-contact manner is used as the thermometer 13, the thermometer 13 can be prevented from being damaged by the ion beam 20.

但し、そのダメージが問題にならない場合は、温度測定用部材１４に接触することでその温度を測定する接触式の温度計を温度計１３として用いても良い。そのような接触式の温度計としては、例えば熱電対がある。   However, if the damage does not become a problem, a contact-type thermometer that measures the temperature by contacting the temperature measurement member 14 may be used as the thermometer 13. An example of such a contact-type thermometer is a thermocouple.

（２）第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。 (2) Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described.

図５は、本実施形態で使用される加速エネルギ計測部１０の構成図である。   FIG. 5 is a configuration diagram of the acceleration energy measuring unit 10 used in the present embodiment.

本実施形態では、図５に示されるように、セラミック等の絶縁体よりなる抵抗測定用部材３０と、アルミニウム等の導電性材料よりなるターゲット３１とを有する。   In this embodiment, as shown in FIG. 5, a resistance measuring member 30 made of an insulator such as ceramic and a target 31 made of a conductive material such as aluminum are provided.

抵抗測定用部材３０は、イオンビーム２０の上流側が開口された容器状となっており、その底部３０ａにターゲット３１が固着される。そして、抵抗測定用部材３０の内側側面３０ｂには２つの導電性ピン３２が間隔をおいて設けられ、各導電性ピン３２には抵抗計３３が接続されている。   The resistance measuring member 30 has a container shape in which the upstream side of the ion beam 20 is opened, and the target 31 is fixed to the bottom 30a. Two conductive pins 32 are provided at intervals on the inner side surface 30 b of the resistance measuring member 30, and a resistance meter 33 is connected to each conductive pin 32.

また、抵抗測定用部材３０には第１実施形態で説明したモータ１１とリードネジ１２が接続されており、モータ１１の回転運動によって抵抗測定部材３０が昇降可能となっている。   The resistance measuring member 30 is connected to the motor 11 and the lead screw 12 described in the first embodiment, and the resistance measuring member 30 can be moved up and down by the rotational motion of the motor 11.

次に、このような加速エネルギ計測部１０を用いたイオンビーム２０の加速エネルギの測定方法について説明する。   Next, a method for measuring the acceleration energy of the ion beam 20 using such an acceleration energy measuring unit 10 will be described.

図６は、本実施形態に係るイオンビーム計測方法について説明するための図であって、加速エネルギ計測部１０の近傍の拡大断面図に相当する。   FIG. 6 is a diagram for explaining the ion beam measurement method according to the present embodiment, and corresponds to an enlarged cross-sectional view in the vicinity of the acceleration energy measurement unit 10.

また、図７は、このイオンビーム計測方法について説明するためのフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart for explaining the ion beam measurement method.

最初のステップP1では、まず、回転していない状態の基板支持部１８（図１参照）の開口１８ａにイオンビーム２０を通す。   In the first step P1, first, the ion beam 20 is passed through the opening 18a of the substrate support 18 (see FIG. 1) that is not rotating.

次いで、図６に示すように、モータ１１とリードネジ１２によって抵抗測定用部材３０を下方に移動し、ターゲット３１にイオンビーム２０を照射する。   Next, as shown in FIG. 6, the resistance measurement member 30 is moved downward by the motor 11 and the lead screw 12, and the target 31 is irradiated with the ion beam 20.

イオンビーム２０が照射された部分のターゲット３１では、ターゲット３１の構成材料であるアルミニウムがイオンビーム２０によって飛散し、そのアルミニウムが内側側面３０ｂに堆積する。   In the target 31 where the ion beam 20 is irradiated, aluminum which is a constituent material of the target 31 is scattered by the ion beam 20, and the aluminum is deposited on the inner side surface 30b.

図６の点線円内に示すように、内側側面３０ｂには、これより以前におけるイオンビーム２０の照射によって堆積したアルミニウムよりなる膜４０ａ〜４０ｃの積層膜４０が形成されている。そして、今回のイオンビーム２０の照射によって、その積層膜４０の最上層にアルミニウムよりなる膜４０ｄが新たに形成される。   As shown in the dotted circle in FIG. 6, a laminated film 40 of films 40 a to 40 c made of aluminum deposited by irradiation with the ion beam 20 before this is formed on the inner side surface 30 b. Then, by this ion beam 20 irradiation, a film 40 d made of aluminum is newly formed on the uppermost layer of the laminated film 40.

そして、所定時間、例えば６０秒間だけこの状態を維持して膜４０ｄの形成を行った後、リードネジ１２とモータ１１により抵抗測定用部材３０を上方に引き上げ、イオンビーム２０に曝されない位置に抵抗測定用部材３０を退避させる。   Then, after the film 40d is formed while maintaining this state for a predetermined time, for example, 60 seconds, the resistance measurement member 30 is pulled upward by the lead screw 12 and the motor 11, and the resistance measurement is performed at a position where it is not exposed to the ion beam 20. The member 30 is retracted.

次に、ステップP2に移行する。   Next, the process proceeds to step P2.

本ステップでは、抵抗計３３を用いることにより、最上層の膜４０ｄを形成する前と後での２つの導電性ピン３２の間の積層膜４０の抵抗値の変化量ΔRを測定する。すなわち、最上層の膜４０ｄを形成する前における積層膜４０の抵抗値がR1であり、膜４０ｄを形成した後における積層膜４０の抵抗値がR2である場合、これらの差R1−R2を変化量ΔRとして求める。 In this step, by using the resistance meter 33, the change amount ΔR of the resistance value of the laminated film 40 between the two conductive pins 32 before and after the formation of the uppermost film 40d is measured. That is, when the resistance value of the laminated film 40 before forming the uppermost film 40d is R 1 and the resistance value of the laminated film 40 after forming the film 40d is R 2 , the difference between these R 1 − R 2 is obtained as a change amount ΔR.

続いて、ステップP3に移り、図８に示すような加速エネルギ−抵抗変化量テーブルを参照することにより、ステップP2で求めた変化量ΔRに対応する加速エネルギを求め、その加速エネルギをイオンビーム２０が有しているものと推定する。   Subsequently, the process proceeds to step P3, where the acceleration energy corresponding to the change ΔR obtained in step P2 is obtained by referring to the acceleration energy-resistance change amount table as shown in FIG. Is assumed to have.

例えば、ステップP2で測定した変化量がΔR2の場合は、該変化量ΔR2に対応する加速エネルギE2をイオンビーム２０が有していると推定する。 For example, the change amount measured in step P2 is the case of [Delta] R 2, estimates that an acceleration energy E 2 corresponding to the variation amount [Delta] R 2 ion beam 20 has.

この加速エネルギ−抵抗変化量テーブルは、加速電圧VAを変えてイオンビーム２０をターゲット３１に複数回照射し、その照射が終わる度に積層膜４０の抵抗値の変化量を求め、その変化量を加速電圧VAに応じた加速エネルギと対応させてプロットすることにより予め作成されるものであり、制御部１５が備える記憶部１５ａに格納される。 In this acceleration energy-resistance change amount table, the ion beam 20 is irradiated onto the target 31 a plurality of times while changing the acceleration voltage V A, and the change amount of the resistance value of the laminated film 40 is obtained each time the irradiation is finished. Is created in advance in correspondence with the acceleration energy corresponding to the acceleration voltage V A , and is stored in the storage unit 15 a included in the control unit 15.

加速エネルギが大きいとそれだけ多くのアルミニウムがターゲット３０から飛散するので、飛散したアルミニウムよりなる膜４０ｄの膜厚も増大する。また、導電体である積層膜４０は、新たに形成される膜４０ｄの膜厚が厚いほど、各導電性ピン３２の間での抵抗値が低減する。従って、加速エネルギと抵抗値の変化量ΔRとの間には相関があり、本実施形態のような加速エネルギの推定が可能となる。   If the acceleration energy is large, so much aluminum scatters from the target 30, so that the film thickness of the film 40d made of scattered aluminum also increases. Further, in the laminated film 40 that is a conductor, the resistance value between the conductive pins 32 decreases as the film 40d newly formed is thicker. Therefore, there is a correlation between the acceleration energy and the change amount ΔR of the resistance value, and the acceleration energy can be estimated as in this embodiment.

このような推定は、積層膜４０の抵抗値の変化量を用いたものに限定されない。例えば、最上層の膜４０ｄを形成する前と後における積層膜４０の他の電気的特性の変化量、例えば２つの導電性ピン３２の間を流れる電流の変化量や、該導電性ピン３２間の電位差の変化量に基づいて、加速エネルギの推定を行ってもよい。   Such estimation is not limited to the estimation using the change amount of the resistance value of the laminated film 40. For example, the amount of change in other electrical characteristics of the laminated film 40 before and after the formation of the uppermost film 40d, for example, the amount of change in the current flowing between the two conductive pins 32, or between the conductive pins 32 The acceleration energy may be estimated based on the amount of change in the potential difference.

次に、ステップP4に移り、ステップP3により推定された加速エネルギの値が、所定の濃度プロファイルを持ったウェル等の不純物拡散層を形成するのに必要な設計値からずれているかどうかを判断する。   Next, the process proceeds to step P4, where it is determined whether the acceleration energy value estimated in step P3 deviates from a design value necessary for forming an impurity diffusion layer such as a well having a predetermined concentration profile. .

そして、ずれていている（ＹＥＳ）と判断された場合には、ステップP5に移行し、加速電圧VAを調節して再びステップP1〜P3を行うことにより、イオンビーム２０の加速エネルギを設計値に近づける。 If it is determined that there is a deviation (YES), the process proceeds to step P5, the acceleration voltage VA is adjusted, and steps P1 to P3 are performed again, whereby the acceleration energy of the ion beam 20 is set to the design value. Move closer to.

これに対し、ステップP4においてずれていない（ＮＯ）と判断された場合には、イオンビーム２０の加速エネルギが設計値であるとみなされるので、本実施形態に係るイオンビーム計測方法の主要ステップを終了する。   On the other hand, when it is determined that there is no deviation (NO) in step P4, since the acceleration energy of the ion beam 20 is regarded as a design value, the main steps of the ion beam measurement method according to this embodiment are as follows. finish.

この後は、イオンビーム２０の加速エネルギやドーズ量を変更せずにそのままの状態に維持しながら、基板支持部１８を回転させることにより、各基板Wに対するイオン注入を開始する。   Thereafter, while maintaining the acceleration energy and dose amount of the ion beam 20 without changing them, the substrate support 18 is rotated to start ion implantation for each substrate W.

以上説明した本実施形態によれば、図６を参照して説明したように、イオンビーム２０でターゲット３０をスパッタすることにより、ターゲット３０の構成材料よりなる抵抗測定用膜４０ｄを新たに形成し、その抵抗測定用膜４０ｄが形成された積層膜４０の抵抗値がイオンビーム２０の加速エネルギに依存することを利用して、その加速エネルギを推定する。このように加速エネルギを直接的に計測することで、適切な加速エネルギでイオン注入を行うことができるようになるので、不純物濃度のプロファイルを設計値に近づけることが可能となり、半導体装置の歩留まり低下を抑制することができるようになる。   According to the present embodiment described above, as described with reference to FIG. 6, by sputtering the target 30 with the ion beam 20, a resistance measurement film 40 d made of the constituent material of the target 30 is newly formed. The acceleration energy is estimated using the fact that the resistance value of the laminated film 40 on which the resistance measuring film 40d is formed depends on the acceleration energy of the ion beam 20. By directly measuring the acceleration energy in this way, it becomes possible to perform ion implantation with an appropriate acceleration energy, so that the impurity concentration profile can be brought close to the design value, and the yield of semiconductor devices is reduced. Can be suppressed.

（３）第３実施形態
本実施形態では、第１、第２実施形態で説明したイオンビーム計測方法を半導体装置の製造工程に適用する。 (3) Third Embodiment In this embodiment, the ion beam measurement method described in the first and second embodiments is applied to a semiconductor device manufacturing process.

図９及び図１０は、本実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図である。   9 and 10 are cross-sectional views of the semiconductor device according to the present embodiment during manufacture.

最初に、図９（ａ）に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。   First, steps required until a sectional structure shown in FIG.

まず、p型シリコン（半導体）基板５０に素子分離用の溝を形成し、その溝に素子分離絶縁膜５１として酸化シリコン(SiO2)膜をCVD法により埋め込む。このような素子分離構造はSTI(Shallow Trench Isolation)と呼ばれるが、これに代えてLOCOS(Local Oxidation of Silicon)を採用してもよい。 First, a trench for element isolation is formed in a p-type silicon (semiconductor) substrate 50, and a silicon oxide (SiO 2 ) film is buried in the trench as an element isolation insulating film 51 by a CVD method. Such an element isolation structure is called STI (Shallow Trench Isolation), but LOCOS (Local Oxidation of Silicon) may be adopted instead.

次いで、シリコン基板５０の表面を熱酸化することにより熱酸化膜５２を形成する。   Next, a thermal oxide film 52 is formed by thermally oxidizing the surface of the silicon substrate 50.

その後に、熱酸化膜５２の全面にフォトレジストを塗布し、それを露光、現像してレジストパターン５３を形成する。   Thereafter, a photoresist is applied to the entire surface of the thermal oxide film 52, which is exposed and developed to form a resist pattern 53.

次に、図９（ｂ）に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。   Next, steps required until a sectional structure shown in FIG.

まず、シリコン基板５０をイオン注入装置１の基板支持部１８にセットする。そして、第１実施形態（図３）又は第２実施形態（図７）に従って、ボロンイオンよりなるイオンビーム２０の加速エネルギを推定し、その値がウェルを形成するのに必要な加速エネルギの設計値、例えば３００KeVに近づくように加速電圧VAを調節する。そして、基板支持部１８を回転させることにより、シリコン基板１に対するボロンのイオン注入を行う。 First, the silicon substrate 50 is set on the substrate support portion 18 of the ion implantation apparatus 1. Then, according to the first embodiment (FIG. 3) or the second embodiment (FIG. 7), the acceleration energy of the ion beam 20 made of boron ions is estimated, and the value is a design of the acceleration energy necessary for forming the well. The acceleration voltage V A is adjusted so as to approach a value, for example, 300 KeV. Then, by rotating the substrate support portion 18, boron ions are implanted into the silicon substrate 1.

これにより、図９（ｂ）に示すように、レジストパターン５３がマスクとなってボロンがシリコン基板５０にイオン注入され、設計値に近い不純物濃度のプロファイルを持ったpウェル５５が形成される。なお、そのイオン注入におけるドーズ量は特に限定されないが、本実施形態では３×１０13cm-2とする。また、熱酸化膜５２は、このイオン注入におけるスルー膜として機能する。 As a result, as shown in FIG. 9B, boron is ion-implanted into the silicon substrate 50 using the resist pattern 53 as a mask, and a p-well 55 having an impurity concentration profile close to the design value is formed. The dose amount in the ion implantation is not particularly limited, but is 3 × 10 13 cm −2 in this embodiment. The thermal oxide film 52 functions as a through film in this ion implantation.

このようなイオンビームの加速エネルギの推定は、一ロット（２５枚）の最初の基板に対してイオン注入をする前に行えばよく、全ての基板に対して行う必要はない。   Such estimation of the acceleration energy of the ion beam may be performed before ion implantation is performed on the first substrate of one lot (25 sheets), and does not need to be performed on all the substrates.

この後に、シリコン基板５０をイオン注入装置１から取り出し、レジストパターン５３を除去する。   Thereafter, the silicon substrate 50 is taken out from the ion implantation apparatus 1 and the resist pattern 53 is removed.

次に、図９（ｃ）に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。   Next, steps required until a sectional structure shown in FIG.

まず、ウエットエッチングにより熱酸化膜５２を除去した後、再びシリコン基板５０の表面を熱酸化することにより、熱酸化膜よりなるゲート絶縁膜５７を厚さ約７nmに形成する。   First, after the thermal oxide film 52 is removed by wet etching, the surface of the silicon substrate 50 is again thermally oxidized to form a gate insulating film 57 made of a thermal oxide film with a thickness of about 7 nm.

次いで、ゲート絶縁膜５７の上に、CVD法によりポリシリコン膜を形成する。そして、フォトリソグラフィとエッチングによりそのポリシリコン膜をパターニングし、ゲート電極５８を形成する。   Next, a polysilicon film is formed on the gate insulating film 57 by a CVD method. Then, the polysilicon film is patterned by photolithography and etching to form the gate electrode 58.

続いて、図１０（ａ）に示すように、ゲート電極５８をマスクにしながらシリコン基板５０にn型不純物としてAs+をイオン注入することにより、ゲート電極５８とセルフアライン的にn型ソース／ドレインエクステンション６０を形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 10 (a), As + is ion-implanted as an n-type impurity into the silicon substrate 50 while using the gate electrode 58 as a mask, so that the n-type source / drain is self-aligned with the gate electrode 58. An extension 60 is formed.

pウェル５５の形成工程（図９（ｂ））と同様に、このn型ソース／ドレインエクステンション６０もイオン注入装置１（図１参照）を用いて形成される。そして、第１実施形態又は第２実施形態で説明したイオンビーム計測方法を用いることで、イオンビームの加速エネルギを設計値である１０KeVに近づけることが可能となり、設計通りの不純物濃度プロファイルを有するn型ソース／ドレインエクステンション６０を得ることができる。   Similar to the step of forming the p-well 55 (FIG. 9B), the n-type source / drain extension 60 is also formed using the ion implantation apparatus 1 (see FIG. 1). Then, by using the ion beam measurement method described in the first embodiment or the second embodiment, the acceleration energy of the ion beam can be brought close to the designed value of 10 KeV, and n having an impurity concentration profile as designed. A mold source / drain extension 60 can be obtained.

なお、このイオン注入時のドーズ量は特に限定されないが、例えば６×１０15cm-2とされる。 The dose amount at the time of ion implantation is not particularly limited, but is set to 6 × 10 15 cm −2 , for example.

次に、図１０（ｂ）に示すように、シリコン基板５０の上側全面にCVD法により酸化シリコン膜を形成し、その酸化シリコン膜をエッチバックしてゲート電極５８の横に絶縁性サイドウォール６１として残す。   Next, as shown in FIG. 10B, a silicon oxide film is formed on the entire upper surface of the silicon substrate 50 by a CVD method, and the silicon oxide film is etched back, and an insulating sidewall 61 is formed beside the gate electrode 58. Leave as.

続いて、図１０（ｃ）に示すように、ゲート電極５８をマスクにしてシリコン基板５０にn型不純物、例えばP+をイオン注入して、ゲート電極５８の横にn型ソース／ドレイン領域６２を形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 10C, an n-type impurity, for example, P + is ion-implanted into the silicon substrate 50 using the gate electrode 58 as a mask, and an n-type source / drain region 62 is formed beside the gate electrode 58. Form.

このイオン注入を行うにあたっては、第１、第２実施形態で説明したイオンビーム計測方法でイオンビームの加速エネルギを確認し、その確認結果に基づいて加速エネルギを調節するのが好ましい。その加速エネルギは例えば１５KeVであり、ドーズ量は２×１０15cm-2である。これにより、設計値に近い不純物濃度のプロファイルを有するn型ソース／ドレイン領域６２を形成することが可能となる。 In performing this ion implantation, it is preferable to confirm the acceleration energy of the ion beam by the ion beam measurement method described in the first and second embodiments, and adjust the acceleration energy based on the confirmation result. The acceleration energy is, for example, 15 KeV, and the dose amount is 2 × 10 15 cm −2 . This makes it possible to form the n-type source / drain region 62 having an impurity concentration profile close to the design value.

ここまでの工程により、ゲート絶縁膜５７、ゲート電極５８、及びn型ソース／ドレイン領域６２等で構成されるMOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタTRの基本構造が完成した。   The basic structure of a MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor TR composed of the gate insulating film 57, the gate electrode 58, the n-type source / drain region 62, and the like is completed through the steps so far.

この後は、層間絶縁膜や金属配線の形成工程に移るが、その詳細については省略する。   Thereafter, the process proceeds to a process of forming an interlayer insulating film and a metal wiring, but details thereof are omitted.

以上説明した本実施形態によれば、図９（ｂ）の工程でイオン注入によりpウェル５５を形成するときに、第１実施形態又は第２実施形態で説明したイオンビーム計測方法を用い、イオンビームの加速エネルギを直接的に確認する。   According to the present embodiment described above, when the p-well 55 is formed by ion implantation in the step of FIG. 9B, the ion beam measurement method described in the first embodiment or the second embodiment is used, Check the acceleration energy of the beam directly.

pウェル５５は基板深部に形成されるため、それを形成するときのイオンビームの加速エネルギは、ソース／ドレイン領域６２等の他の不純物拡散領域を形成する場合と比較して高い値に設定される。イオンビームの加速エネルギは、このように高い値に設定されるほどばらつき易くなるので、上記のようにしてその値を直接的に確認することで、pウェル５５の不純物濃度プロファイルが設計よりも外れるのが防止され、トランジスタTRの電気的特性を設計値に近づけることが可能となる。   Since the p-well 55 is formed in the deep part of the substrate, the acceleration energy of the ion beam when forming the p-well 55 is set to a higher value compared with the case where other impurity diffusion regions such as the source / drain region 62 are formed. The Since the acceleration energy of the ion beam is more likely to vary as it is set to such a high value, the impurity concentration profile of the p-well 55 deviates from the design by directly checking the value as described above. Therefore, the electrical characteristics of the transistor TR can be brought close to the design value.

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本実施形態は上記各実施形態に限定されない。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this embodiment is not limited to said each embodiment.

例えば、図１で示したイオン注入装置１はバッチ式であるが、枚葉式のイオン注入装置にも本発明を適用し得る。   For example, although the ion implantation apparatus 1 shown in FIG. 1 is a batch type, the present invention can be applied to a single wafer type ion implantation apparatus.

図１は、本発明の第１実施形態に係るイオン注入装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of an ion implantation apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図２は、本発明の第１実施形態に係るイオンビーム計測方法について説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an ion beam measurement method according to the first embodiment of the present invention. 図３は、本発明の第１実施形態に係るイオンビーム計測方法について説明するためのフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart for explaining the ion beam measurement method according to the first embodiment of the present invention. 図４は、本発明の第１実施形態で使用される加速エネルギ−温度テーブルの模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of an acceleration energy-temperature table used in the first embodiment of the present invention. 図５は、本発明の第２実施形態で使用される加速エネルギ計測部の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of an acceleration energy measuring unit used in the second embodiment of the present invention. 図６は、本発明の第２実施形態に係るイオンビーム計測方法について説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining an ion beam measurement method according to the second embodiment of the present invention. 図７は、本発明の第２実施形態に係るイオンビーム計測方法について説明するためのフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart for explaining an ion beam measurement method according to the second embodiment of the present invention. 図８は、本発明の第２実施形態で使用される加速エネルギ−抵抗変化量テーブルの模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram of an acceleration energy-resistance change amount table used in the second embodiment of the present invention. 図９（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図（その１）である。FIGS. 9A to 9C are cross-sectional views (part 1) in the course of manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. 図１０（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図（その２）である。10A to 10C are cross-sectional views (part 2) of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention in the middle of manufacture.

符号の説明Explanation of symbols

１…イオン注入装置、２…プラズマ生成部、３…引き出し電源、４…引き出し電極、５…イオン源、６…質量分析マグネット、７…加速電源、８…電極、９…加速部、１０…加速エネルギ計測部、１１…モータ、１２…リードネジ、１３…温度計、１４…温度測定用部材、１５…制御部、１６…リードネジ、１７…モータ、１８…基板支持部、１８ａ…開口、１９…モータ、２０…イオンビーム、３０…抵抗測定用部材、３１…ターゲット、３２…導電性ピン、４０…積層膜、４０ａ〜４０ｄ…抵抗測定用膜、５０…シリコン基板、５１…素子分離絶縁膜、５２…熱酸化膜、５３…レジストパターン、５５…pウェル、５７…ゲート絶縁膜、５８…ゲート電極、６０…n型ソース／ドレインエクステンション、６１…絶縁性サイドウォール、６２…n型ソース／ドレイン領域。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ion implantation apparatus, 2 ... Plasma generation part, 3 ... Extraction power source, 4 ... Extraction electrode, 5 ... Ion source, 6 ... Mass analysis magnet, 7 ... Acceleration power source, 8 ... Electrode, 9 ... Acceleration part, 10 ... Acceleration Energy measuring unit, 11 ... motor, 12 ... lead screw, 13 ... thermometer, 14 ... temperature measuring member, 15 ... control unit, 16 ... lead screw, 17 ... motor, 18 ... substrate support, 18a ... opening, 19 ... motor 20 ... ion beam, 30 ... resistance measurement member, 31 ... target, 32 ... conductive pin, 40 ... laminated film, 40a-40d ... resistance measurement film, 50 ... silicon substrate, 51 ... element isolation insulating film, 52 ... thermal oxide film, 53 ... resist pattern, 55 ... p-well, 57 ... gate insulating film, 58 ... gate electrode, 60 ... n-type source / drain extension, 61 ... insulating sidewall, 6 ... n-type source / drain region.

Claims (8)

温度測定用部材にイオンビームを照射した状態で該温度測定用部材の温度を測定するステップと、
前記温度から前記イオンビームの加速エネルギを推定するステップと、
を有することを特徴とするイオンビーム計測方法。 Measuring the temperature of the temperature measurement member in a state where the temperature measurement member is irradiated with an ion beam;
Estimating acceleration energy of the ion beam from the temperature;
An ion beam measurement method comprising: 前記加速エネルギを推定するステップは、加速エネルギと前記温度検出用部材の温度との関係を示すテーブルを参照して行われることを特徴とする請求項１に記載のイオンビーム計測方法。   The ion beam measurement method according to claim 1, wherein the step of estimating the acceleration energy is performed with reference to a table indicating a relationship between the acceleration energy and the temperature of the temperature detection member. ターゲットにイオンビームを照射することにより該ターゲットの構成材料を飛散させ、飛散した該構成材料よりなる膜の積層膜を形成するステップと、
最上層の前記膜を形成する前と後での前記積層膜の電気的特性の変化量を測定するステップと、
前記電気的特性の変化量から、前記イオンビームの加速エネルギを推定するステップと、
を有することを特徴とするイオンビーム計測方法。 Irradiating the target with an ion beam to disperse the constituent material of the target, and forming a layered film of the scattered constituent material;
Measuring the amount of change in electrical properties of the laminated film before and after forming the uppermost film;
Estimating the acceleration energy of the ion beam from the amount of change in the electrical characteristics;
An ion beam measurement method comprising: 前記加速エネルギを推定するステップは、前記抵抗値の変化量と加速エネルギとの関係を示すテーブルを参照して行われることを特徴とする請求項３に記載のイオンビーム計測方法。   The ion beam measurement method according to claim 3, wherein the step of estimating the acceleration energy is performed with reference to a table indicating a relationship between the change amount of the resistance value and the acceleration energy. 加速エネルギ測定部をイオンビームに曝し、該イオンビームの加速エネルギを推定するステップと、
前記加速エネルギが設計値からずれている場合、イオン注入装置の加速電圧を調節して前記加速エネルギを前記設計値に近づけるステップと、
前記設計値に近づけた後の前記イオンビームを用いて、半導体基板に不純物をイオン注入するステップと、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 Exposing the acceleration energy measurement unit to the ion beam and estimating the acceleration energy of the ion beam;
If the acceleration energy deviates from a design value, adjusting the acceleration voltage of an ion implanter to bring the acceleration energy closer to the design value;
Impurity ion implantation into a semiconductor substrate using the ion beam after approaching the design value;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: 前記加速エネルギを推定するステップは、前記イオンビームに曝された温度測定用部材の温度に基づいて、前記加速エネルギを推定することにより行われることを特徴とする付記請求項５に記載の半導体装置の製造方法。   6. The semiconductor device according to claim 5, wherein the step of estimating the acceleration energy is performed by estimating the acceleration energy based on a temperature of a temperature measurement member exposed to the ion beam. Manufacturing method. 前記加速エネルギを推定するステップは、前記イオンビームの照射によって飛散したターゲットの構成材料よりなる膜の積層膜の抵抗値が、最上層の前記膜が形成される前と後でどの程度変化するかを測定し、該抵抗値の変化量から前記加速エネルギを推定することにより行われることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造方法。   In the step of estimating the acceleration energy, how much the resistance value of the laminated film of the target constituent material scattered by the ion beam irradiation changes before and after the uppermost film is formed. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the acceleration energy is estimated from a change amount of the resistance value. イオンビームを生成するイオン源と、
前記イオンビームを加速する加速部と、
前記加速部を出た前記イオンビームに曝される位置に移動して該イオンビームの加速エネルギを推定する加速エネルギ計測部と、
前記イオンビームに曝される位置で基板を支持する基板支持部と、
を有することを特徴とするイオン注入装置。 An ion source for generating an ion beam;
An acceleration unit for accelerating the ion beam;
An acceleration energy measurement unit that moves to a position exposed to the ion beam exiting the acceleration unit and estimates acceleration energy of the ion beam;
A substrate support for supporting the substrate at a position exposed to the ion beam;
An ion implantation apparatus comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015125866A (en) * 2013-12-26 2015-07-06 東京エレクトロン株式会社 Heat flux measurement method, substrate processing system, and heat flux measurement member

Cited By (1)

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JP2015125866A (en) * 2013-12-26 2015-07-06 東京エレクトロン株式会社 Heat flux measurement method, substrate processing system, and heat flux measurement member

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