JP2722835B2 - イオン注入装置 - Google Patents

イオン注入装置

Info

Publication number
JP2722835B2
JP2722835B2 JP3068795A JP6879591A JP2722835B2 JP 2722835 B2 JP2722835 B2 JP 2722835B2 JP 3068795 A JP3068795 A JP 3068795A JP 6879591 A JP6879591 A JP 6879591A JP 2722835 B2 JP2722835 B2 JP 2722835B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion
scanning
target
ion beam
ions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP3068795A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04282547A (ja
Inventor
宣夫 長井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
Priority to JP3068795A priority Critical patent/JP2722835B2/ja
Publication of JPH04282547A publication Critical patent/JPH04282547A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2722835B2 publication Critical patent/JP2722835B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ターゲットにイオン
ビームを照射して当該ターゲットにイオン注入を行うイ
オン注入装置に関し、より具体的には、多価イオン注入
時に問題となるエネルギーコンタミネーションの量をイ
ンプロセスで(即ち実際の注入処理を行うときに)モニ
タする手段に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来のイオン注入装置の一例を
示す概略平面図である。
【0003】イオン源2から引き出されたイオンビーム
4は、質量分析器6で質量分析された後、加速管8で加
速され、一組の垂直走査用の走査電極10で垂直方向に
走査され、かつ一組の水平走査用の走査電極12で水平
方向に走査されてターゲット(例えばウェーハ)14に
入射して、その全面に対してイオン注入が行われる。イ
オンビーム4は、それに含まれている中性粒子がターゲ
ット14に入射しないように、その中心がこの例では走
査電極12で水平方向に所定角度だけ曲げられる(オフ
セットされる)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記イオン
注入装置においては、ターゲット14に対して多価イオ
ン(主に2価イオン)を注入する場合に、エネルギーコ
ンタミネーション(即ち異エネルギーイオンの混入)が
問題となる。
【0005】これを詳述すると、図5に示すように、イ
オン源2から元素A(例えばホウ素、ヒ素等)のイオン
を引き出す場合、引出し電圧を例えば25KVにする
と、エネルギー50KeVの2価イオンA2+と共に、エ
ネルギー25KeVの1価の分子状イオンA2 + が引き
出される。後者のイオンは、質量分析器6に入る前にあ
る割合で解離して2個のエネルギー12.5KeVの1
価イオンA+ に分かれる。
【0006】イオンのエネルギーをE、その電価数をq
とすると、質量が同じ場合、当該イオンの質量分析器6
における曲率半径は(E/q2 )の平方根に比例するの
で、上記50KeVの2価イオンA2+と12.5KeV
の1価イオンA+ は互いに同じ軌道で曲がるため、質量
分析器6で分離することはできない。
【0007】質量分析器6から出た上記2価イオンA2+
は、電価移行によってその一部が1価イオンA+ とな
り、加速管8での加速電圧を例えば175KVとした場
合、加速管8からは、目的とする400KeVの2価イ
オンA2+ (これはエネルギー的には200KeVの1
価イオンA+ に相当する)の他に、225KeVの1価
イオンA+ および187.5KeVの1価イオンA+
異エネルギーイオンとして出てくる。
【0008】図6に示すように、上記のようなエネルギ
ーの異なるイオンを含むイオンビーム4を走査電極12
で走査して目的とするイオン(例えば上記400KeV
のA 2+ )がターゲット14の全面に入射するようにす
ると、それよりも高エネルギーのイオン(例えば上記2
25KeVのA2+)は少ししか偏向されず、逆に低エネ
ルギーのイオン(例えば上記187.5KeVのA+
は多く偏向されるため、これらが目的とするイオンの走
査領域と重複するところでエネルギーコンタミネーショ
ンが起こる。
【0009】その結果、ターゲット14においては、例
えば図7に示すように、異エネルギーイオン(この図の
場合は低エネルギーイオン)による注入量分布のため
に、合成した注入量分布は、目的イオンによる注入量分
布とは掛け離れたものになってしまい、不良注入が起こ
る。
【0010】そこでこの発明は、多価イオン注入時に問
題となるエネルギーコンタミネーションの量をインプロ
セスでモニタすることができるようにしたイオン注入装
置を提供することを主たる目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のイオン注入装置は、イオンビームを走査
する走査電極と、この走査電極の上流側付近に設けられ
ていてイオンビームを細く成形するスリット板と、前記
走査電極に走査電圧を供給する走査電源と、前記走査電
極によって走査されたイオンビームを受けてそのビーム
電流を計測するものであってターゲットよりも小さい口
径を持つビーム電流計測器と、このビーム電流計測器で
計測したビーム電流と前記走査電源から与えられる走査
電圧とに基づいてイオンビームのエネルギースペクトル
を求める機能、このエネルギースペクトルのピークを検
出して各ピークの高さを求める機能、目的とするイオン
のピークを同定する機能および目的とするイオン以外の
イオンのピークの高さを基準値と比較してそれを超える
ものがある場合に警報信号を出力する機能を有する演算
制御装置とを備えることを特徴とする。
【0012】
【作用】走査電極によってイオンビームを走査した場
合、当該イオンビームに含まれるイオンはそのエネルギ
ーによって曲がり方が異なるので、走査電圧を一方の軸
(例えば横軸)にし、ビーム電流計測器で計測したビー
ム電流を他方の軸(例えば縦軸)にすることで、イオン
ビームのエネルギースペクトルを求めることができる。
演算制御装置は、このエネルギースペクトルを求め、目
的とするイオン以外のピークの高さ(これは同イオンの
量に相当する)が基準値を超えているものがある場合に
警報信号を出力する。これにより、エネルギーコンタミ
ネーションの量をインプロセスでモニタすることがで
き、その結果、不良注入が起こるのを未然に防止するこ
とができる。
【0013】
【実施例】図1は、この発明の一実施例に係るイオン注
入装置の要部を示す図である。図4の従来例と同一また
は相当する部分には同一符号を付し、以下においては当
該従来例との相違点を主に説明する。
【0014】この実施例においては、エネルギーコンタ
ミネーションを測定するための走査電極として、前述し
た水平走査用の走査電極12を流用するようにしてい
る。なお、エネルギーコンタミネーション測定時は、前
述した垂直走査用の走査電極10を使う必要はないの
で、それを休止させておけば良い。
【0015】この走査電極12の上流側付近に、この実
施例ではスリット状または小孔状の開口部18aを有す
るスリット板18を設けており、これによってイオンビ
ーム4を細く成形して分解能を上げるようにしている。
このスリット板18は、駆動装置20によって前後に駆
動され、後述する演算制御装置26による制御によっ
て、エネルギーコンタミネーションを測定するときは図
示のようにイオンビーム4の経路に入れられ、通常のイ
オン注入時はイオンビーム4の経路から外される。この
スリット板18がなくてもエネルギースペクトルの測定
は可能であるが分解能は悪い。
【0016】前記走査電極12には、三角波状の走査電
圧Vを発生する走査電圧発生器16aとそれを高電圧に
増幅する高圧アンプ16bを有する走査電源16から走
査電圧が供給され、これによってイオンビーム4はこの
実施例では水平方向に走査される。
【0017】また前述したターゲット14が置かれる上
流側には、この実施例では図示しない機構によってイオ
ンビーム4の経路に出し入れ可能であって、図1に示す
ようにターゲット14よりも小さな口径を持つビーム電
流計測器(例えばファラデーカップ)22が設けられて
おり、走査電極12によって走査されたイオンビーム4
はこのビーム電流計測器22に入射し、そのビーム電流
Iが計測される。これによって計測されたビーム電流I
は、この実施例では変換器24で適当に変換されて演算
制御装置26のY軸入力端子26bに入力され、そのX
軸入力端子26aには前述した走査電圧発生器16aか
ら出力される走査電圧Vが入力さる。
【0018】この演算制御装置26は次の〜の機能
を有している。
【0019】 走査電極12によってイオンビーム4
を走査した場合の走査電圧VをX軸(横軸)にし、その
ときにビーム電流計測器22で計測するビーム電流Iを
Y軸(縦軸)にして、イオンビーム4のエネルギースペ
クトルを求める。これによって、例えば図2に示すよう
なエネルギースペクトルが得られる。この図は、先に図
5で説明した3種のエネルギーのイオンを含むイオンビ
ーム4のものの例である。このようなエネルギースペク
トルが得られるのは、走査電極12によってイオンビー
ム4を走査した場合、当該イオンビーム4に含まれるイ
オンはそのエネルギーによって曲がり方が異なり、例え
ばエネルギーの小さいイオンは小さい走査電圧Vのとき
にビーム電流計測器22に入射し、エネルギーの大きい
イオンは大きい走査電圧Vのときにビーム電流計測器2
2に入射するからである。
【0020】 上記によって得られたエネルギースペ
クトルのピークを検出して各ピークの高さを求める。図
2の例の場合であれば、ピークP1 〜P3 を検出してそ
れぞれの高さI1 〜I3 を求める。この高さが、それぞ
れのイオンの量を示している。
【0021】 目的とするイオンの電荷数やエネルギ
ーから、走査電圧Vが幾らのときにイオンビーム4がビ
ーム電流計測器22に入射するかが求まるから、これに
よって目的イオンの同定を行う。図2の例の場合であれ
ば、ピークP2 が目的イオンのものであり、これを同定
する。
【0022】 目的イオン以外のイオンのピークの高
さを予め設定された基準値と比較してそれを超えるもの
がある場合に警報信号Sを出力する。図2の例の場合で
あれば、I1 、I3 の内で基準値を超えるものがあれば
警報信号Sを出力する。
【0023】従って上記構成によれば、例えばターゲッ
ト4に対してサンプル注入を行ってその深さ方向の注入
量分布を測定するというような非常に面倒なことをしな
くても、インプロセスで、即ち実際の注入処理を行うと
きに(より具体的には注入の直前に)エネルギーコンタ
ミネーションの量を簡単にモニタすることができ、その
結果、不良注入が起こるのを未然に防止することができ
る。この場合、上記警報信号Sに基づいて例えば人為的
にイオン注入を中止するようにしても良いし、この警報
信号Sを上位の制御装置に送って自動的にインターロッ
クをかけるようにしても良い。
【0024】なお、この発明は、上記例のようにイオン
ビーム4を直交する2方向に走査(XYスキャン)する
イオン注入装置の場合のみならず、イオンビームを1方
向に電気的に走査し、ターゲットをそれと直交する方向
に機械的に走査する、いわゆるハイブリッドスキャン方
式のイオン注入装置にも勿論適用することができる。
【0025】例えば、図3はハイブリッドスキャン方式
のイオン注入装置の一例を示し、この装置は、前後二組
の走査電極28および32でイオンビーム4を水平方向
に並行走査(パラレルスキャン)し、ターゲット14を
駆動装置36で垂直方向に機械的に走査し、両走査の協
働によって、ターゲット14の全面にイオン注入を行う
ものである。両走査電極28、32の間には、イオンビ
ーム4を一定角度だけ垂直方向に曲げる(オフセットさ
せる)偏向電極30が設けられており、例えばこの偏向
電極30を図1中の走査電極12の代わりに用い、その
他は図1と同じ構成にすれば、上記と同様にしてエネル
ギーコンタミネーションの量をインプロセスで簡単にモ
ニタすることができる。
【0026】もっとも、このような偏向電極30を有し
ていない場合は、エネルギーコンタミネーション測定用
の走査電極を設ければ良い。また、図3の例と違ってイ
オンビーム4をパラレルビーム化しないハイブリッドス
キャン方式のイオン注入装置でも良い。
【0027】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、多価イ
オン注入時に問題となるエネルギーコンタミネーション
の量をインプロセスで簡単にモニタすることができ、そ
の結果、不良注入が起こるのを未然に防止することがで
きる。しかも、イオンビームを細く成形するスリット板
およびターゲットよりも小さい口径のビーム電流計測器
を備えているので、エネルギースペクトルの分解能が高
く正確な測定が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例に係るイオン注入装置の
要部を示す図である。
【図2】 イオンビームのエネルギースペクトルの一例
を示す図である。
【図3】 ハイブリッドスキャン方式のイオン注入装置
の一例を部分的に示す図である。
【図4】 従来のイオン注入装置の一例を示す概略平面
図である。
【図5】 異エネルギーイオンの発生要因を示す概略図
である。
【図6】 ターゲットにおいてエネルギーコンタミネー
ションが起こる状況を説明する図である。
【図7】 エネルギーコンタミネーションが起こった場
合のターゲットにおける深さ方向の注入量分布の一例を
示す図である。
【符号の説明】
4 イオンビーム 12 走査電極 14 ターゲット 16 走査電源 22 ビーム電流計測器 26 演算制御装置

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ターゲットにイオンビームを照射して当
    該ターゲットにイオン注入を行う装置であって、イオン
    ビームを走査する走査電極と、この走査電極の上流側付
    近に設けられていてイオンビームを細く成形するスリッ
    ト板と、前記走査電極に走査電圧を供給する走査電源
    と、前記走査電極によって走査されたイオンビームを受
    けてそのビーム電流を計測するものであってターゲット
    よりも小さい口径を持つビーム電流計測器と、このビー
    ム電流計測器で計測したビーム電流と前記走査電源から
    与えられる走査電圧とに基づいてイオンビームのエネル
    ギースペクトルを求める機能、このエネルギースペクト
    ルのピークを検出して各ピークの高さを求める機能、目
    的とするイオンのピークを同定する機能および目的とす
    るイオン以外のイオンのピークの高さを基準値と比較し
    てそれを超えるものがある場合に警報信号を出力する機
    能を有する演算制御装置とを備えることを特徴とするイ
    オン注入装置。
JP3068795A 1991-03-08 1991-03-08 イオン注入装置 Expired - Fee Related JP2722835B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3068795A JP2722835B2 (ja) 1991-03-08 1991-03-08 イオン注入装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3068795A JP2722835B2 (ja) 1991-03-08 1991-03-08 イオン注入装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04282547A JPH04282547A (ja) 1992-10-07
JP2722835B2 true JP2722835B2 (ja) 1998-03-09

Family

ID=13384013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3068795A Expired - Fee Related JP2722835B2 (ja) 1991-03-08 1991-03-08 イオン注入装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2722835B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3827132B2 (ja) * 1999-07-30 2006-09-27 株式会社 Sen−Shi・アクセリス カンパニー イオン注入装置及びイオン注入方法
US7102146B2 (en) 2004-06-03 2006-09-05 Axcelis Technologies, Inc. Dose cup located near bend in final energy filter of serial implanter for closed loop dose control
CN101238539B (zh) * 2005-06-06 2010-10-06 艾克塞利斯技术公司 靠近连续注入机最后能量过滤器中弯折部的闭环回路剂量控制剂量杯
CN109613597B (zh) * 2018-11-30 2021-04-06 上海联影医疗科技股份有限公司 一种确定电子束能谱的方法及系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS613403A (ja) * 1984-06-15 1986-01-09 Toshiba Corp イオン打込み方法
JP2877811B2 (ja) * 1987-11-24 1999-04-05 九州日本電気株式会社 半導体基板イオン注入装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04282547A (ja) 1992-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2969788B2 (ja) イオンビームの平行度測定方法、走査波形整形方法およびイオン注入装置
TW493199B (en) Time of flight energy measurement apparatus for an ion beam implanter
JP4416949B2 (ja) 粒子ビーム電流モニタリング技術
JPH0628141B2 (ja) イオン注入のための注入量の測定及び均一性のモニタリング装置
JP5084085B2 (ja) ビーム電流センサを使用してイオンビーム装置を位置合わせするための方法及び装置
JP2799090B2 (ja) イオン注入装置
JP2722835B2 (ja) イオン注入装置
JP4026789B2 (ja) イオン注入方法
GB2343991A (en) Method of monitoring Faraday cup operation in ion implantation apparatus for use in manufacturing semiconductors
GB2344005A (en) Monitoring turbo pump operation in ion implantation apparatus
JP3257205B2 (ja) イオン注入装置
JPH07272653A (ja) 電界電離型ガスフェーズイオン源の調整方法およびイオンビーム装置
US8049168B2 (en) Time-of-flight segmented Faraday
US3916191A (en) Imaging apparatus and method for use with ion scattering spectrometer
JPH025346A (ja) イオン注入装置およびイオンビームの調整方法
JPH0547341A (ja) イオン注入装置
JP4009013B2 (ja) イオン電流検出装置、及びイオン注入装置
JPH0317947A (ja) イオン注入装置
JP3127502B2 (ja) イオン注入装置
JP3381288B2 (ja) イオン注入装置
JP2748869B2 (ja) イオン注入装置
JPH0654649B2 (ja) イオン注入装置
TW439109B (en) Ion beam energy analysis device and method
JPH08273895A (ja) イオンビームの加速装置
JPS62172649A (ja) 集束イオンビ−ム装置

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees