JP3425921B2 - Ion implanter - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置製造工
程等において用いられるイオン注入装置に関し、特に、
イオン注入時に正電荷を帯び易い半導体表面の中和を図
ったイオン注入装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion implantation apparatus used in a semiconductor device manufacturing process and the like.
The present invention relates to an ion implantation apparatus that neutralizes the surface of a semiconductor that tends to be positively charged during ion implantation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体装置製造工程における不純物拡散
の手段として、不純物イオンをウエハ等の試料表面に注
入するイオン注入法があるが、この技術は、不純物濃度
の正確なコントロールができかつフォトレジストをマス
クにして選択的に不純物を添加できる等の利点があるた
め、従来より広く使用されてきた。イオン注入法では、
不純物イオンが、ビーム形式で試料表面に照射される
が、試料が不導体の場合、あるいは不導体にて覆われて
いる場合、正電荷が逃げないため試料表面が帯電するこ
とになる。一定量以上の正電荷が帯電すれば、静電破壊
を起こす危険があるので、従来、注入イオンに電子を与
えて中和を図る処置がとられてきた。このように、電子
を供給し試料表面の帯電化抑制に使用されるのが中和装
置である。通常、この中和装置は、イオンビームが注入
されるウエハ等の試料表面付近に配置されて、電子はビ
ームあるいは雰囲気（霧状）の形式で供給される。2. Description of the Related Art An ion implantation method for implanting impurity ions into a sample surface such as a wafer is known as a means for diffusing impurities in a semiconductor device manufacturing process. Since it has an advantage that impurities can be selectively added as a mask, it has been widely used. In the ion implantation method,
Impurity ions are irradiated onto the sample surface in the form of a beam, but when the sample is a non-conductor or is covered with a non-conductor, positive charges do not escape and the sample surface is charged. If a certain amount or more of positive charges are charged, there is a risk of causing electrostatic breakdown. Therefore, conventionally, a measure has been taken to impart electrons to implanted ions to neutralize them. In this way, the neutralization device supplies electrons and is used to suppress the electrification of the sample surface. Usually, this neutralization device is arranged near the surface of a sample such as a wafer into which an ion beam is implanted, and electrons are supplied in the form of a beam or an atmosphere (fog).
【０００３】図７は、従来のイオン注入装置の中和装置
の部分を示す断面図である。この従来の中和装置は、電
子７４を供給するアークチャンバー７３と、走査イオン
ビーム７６の通過する中空部７５ａをもつリフレクター
７５と、これらアークチャンバー７３およびリフレクタ
ー７５に接続された、電子リフレクト用の電源７９と、
アークチャンバー７３と接地間に接続された、アークチ
ャンバー７３に供給される電子量を測定するための電流
計７７とによって構成される。この構成により、正電荷
をもつイオンビームが中空部７５ａを通過すると、アー
クチャンバー７３内でプラズマ状態にある電子がクーロ
ン力により引き出され、イオンと結合する。イオンビー
ムはこのようにして中和化された後に、ウエハ表面に注
入される。アークチャンバー７３は、電気的に絶縁され
てリフレクター７５に固定されている。この図におい
て、イオンビームは、リフレクター７５の中空部７５ａ
を紙面表から裏に向って進入し、走査イオンビーム７６
にて示されるように、左右方向に走査される。なお、実
際のビームの断面形状は、走査イオンビーム７６の左右
端のイオンビーム７６ａ、７６ｂにて示されるように、
縦長の形状である。FIG. 7 is a sectional view showing a part of a neutralizer of a conventional ion implanter. This conventional neutralization device includes an arc chamber 73 for supplying electrons 74, a reflector 75 having a hollow portion 75a through which a scanning ion beam 76 passes, and an electron reflector connected to the arc chamber 73 and the reflector 75. Power supply 79,
It is composed of an arc chamber 73 and an ammeter 77 connected between the ground and an ammeter 77 for measuring the amount of electrons supplied to the arc chamber 73. With this configuration, when an ion beam having a positive charge passes through the hollow portion 75a, electrons in the plasma state in the arc chamber 73 are extracted by the Coulomb force and are combined with the ions. The ion beam is thus neutralized and then implanted on the wafer surface. The arc chamber 73 is electrically insulated and fixed to the reflector 75. In this figure, the ion beam is the hollow portion 75a of the reflector 75.
From the front to the back of the page, and scan ion beam 76
The scanning is performed in the left-right direction as indicated by. The actual cross-sectional shape of the beam is, as shown by the ion beams 76a and 76b at the left and right ends of the scanning ion beam 76,
It has a vertically long shape.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の中和装
置の構成では、走査位置の端部のイオンビーム７６ａ、
７６ｂあるいはその付近のイオンビームには、電子７４
が十分に供給されないことがあった。そのため、イオン
ビームが中和不足のままウエハ表面に打ち込まれて、ウ
エハ表面の周縁部付近でチャージアップを招くことがあ
った。従って、本発明が解決すべき課題は、ウエハ表面
上を照射するイオンビームに対して最適かつ均一な電子
量を供給できるようにして、ウエハ表面でのチャージア
ップの問題を解消できるようにすることである。特に、
イオンビームが走査される場合に、走査の両端において
中和が不完全となることを防止できるようにすることで
ある。In the configuration of the conventional neutralizing device described above, the ion beam 76a at the end of the scanning position,
Electrons 74 are included in the ion beam at or near 76b.
Was not supplied sufficiently. Therefore, the ion beam may be bombarded onto the wafer surface with insufficient neutralization, which may cause charge-up near the peripheral portion of the wafer surface. Therefore, the problem to be solved by the present invention is to make it possible to supply an optimal and uniform amount of electrons to the ion beam irradiating the surface of the wafer, thereby solving the problem of charge-up on the surface of the wafer. Is. In particular,
When the ion beam is scanned, incomplete neutralization can be prevented at both ends of the scan.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明によれば、イオンビームを発生させるイオン
ビーム発生手段と、電子を導入する電子導入口と、前記
イオンビームを通過させる中空部と、を有し、電子を反
射させるリフレクターと、前記リフレクターを通過する
前記イオンビームの電荷量を測定するイオンビーム測定
手段と、前記リフレクターの前記電子導入口に臨む位置
に開口を有し、電子を発生させる電子発生手段と、前記
電子発生手段の前記リフレクターへの電子の供給状態を
変更することのできる電子発生状態制御手段と、測定モ
ードと非測定モードとを有し、測定モードにおいて前記
電子発生手段から前記リフレクターへ供給される電子の
供給量を測定する電子測定手段と、を備えるイオン注入
装置であって、前記電子測定手段が、前記イオンビーム
の近傍にその走査方向に沿って配置された複数の電極
と、前記複数の電極のそれぞれに接続された複数の電流
計と、各電流計と接地点との間に接続されたスイッチお
よび電子測定用電源と、を備えており、該電子測定手段
が、前記イオンビームが試料上に本来のイオン注入動作
を行っていないときに前記スイッチが閉成されて前記電
子発生手段から供給される電子を測定することを特徴と
するイオン注入装置、が提供される。In order to solve the above problems, according to the present invention, an ion beam generating means for generating an ion beam, an electron introducing port for introducing electrons, and a hollow for passing the ion beam are provided. And a reflector for reflecting electrons, an ion beam measuring means for measuring a charge amount of the ion beam passing through the reflector, and an opening at a position facing the electron introduction port of the reflector, Electron generation means for generating electrons, electron generation state control means capable of changing the supply state of electrons to the reflector of the electron generation means, have a measurement mode and non-measurement mode, in the measurement mode An ion implantation apparatus comprising: an electronic measuring unit that measures a supply amount of electrons supplied from the electron generating unit to the reflector. Electronic measuring means, a plurality of electrodes arranged along the scanning direction in the vicinity of the ion beam, a plurality of ammeters connected to each of the plurality of electrodes, between each ammeter and the ground point A switch connected to the power source and an electronic measuring power source, and the electronic measuring means closes the switch when the ion beam is not performing the original ion implantation operation on the sample. There is provided an ion implantation device characterized by measuring electrons supplied from a generating means.
【０００６】また、上記の課題を解決するため、本発明
によれば、イオンビームを発生させるイオンビーム発生
手段と、電子を導入する電子導入口と、前記イオンビー
ムを通過させる中空部と、を有し、電子を反射させるリ
フレクターと、前記リフレクターを通過する前記イオン
ビームの電荷量を測定するイオンビーム測定手段と、前
記リフレクターの前記電子導入口に臨む位置に開口を有
し、電子を発生させる電子発生手段と、前記電子発生手
段の前記リフレクターへの電子の供給状態を変更するこ
とのできる電子発生状態制御手段と、測定モードと非測
定モードとを有し、測定モードにおいて前記電子発生手
段から前記リフレクターへ供給される電子の供給量を測
定する電子測定手段と、を備えるイオン注入装置であっ
て、前記電子測定手段が、前記イオンビームの近傍にそ
の走査方向に沿って配置された複数の電極と、前記複数
の電極のそれぞれに接続された複数の電流計と、各電流
計と接地点との間に接続されたスイッチおよび電子測定
用電源と、を備えており、前記電子測定手段が、前記イ
オンビームの近傍にその走査方向に沿って配置された複
数の電極と、前記複数の電極のそれぞれに接続された複
数の電流計と、一端が接地点に接続された電子測定用電
源と、前記各電流計と前記電子測定用電源の他端との間
に接続された、前記各電流計と前記電子測定用電源との
間の接続を順次切り換えるように操作する走査手段と、
を備えており、該電子測定手段が、前記イオンビームが
試料上に本来のイオン注入動作を行っていないときに前
記電子測定用電源と何れかの電流計が接続されて前記電
子発生手段から供給される電子を測定することを特徴と
するイオン注入装置、が提供される。In order to solve the above problems, according to the present invention, an ion beam generating means for generating an ion beam, an electron introducing port for introducing an electron, and a hollow portion for passing the ion beam are provided. A reflector for reflecting electrons, an ion beam measuring means for measuring the charge amount of the ion beam passing through the reflector, and an aperture at a position facing the electron introduction port of the reflector to generate electrons. Electron generation means, electron generation state control means capable of changing the supply state of electrons to the reflector of the electron generation means, has a measurement mode and non-measurement mode, from the electron generation means in the measurement mode An ion implantation apparatus comprising: an electronic measuring unit that measures an amount of electrons supplied to the reflector, the electronic measuring unit comprising: A step has a plurality of electrodes arranged in the vicinity of the ion beam along the scanning direction thereof, a plurality of ammeters connected to each of the plurality of electrodes, and connected between each ammeter and a ground point. And a power source for electronic measurement, wherein the electronic measuring means is connected to each of the plurality of electrodes arranged along the scanning direction in the vicinity of the ion beam and the plurality of electrodes. A plurality of ammeters, an electronic measurement power supply whose one end is connected to a ground point, and each of the ammeters and the electronic measurement connected between each of the ammeters and the other end of the electronic measurement power supply Scanning means for operating to sequentially switch the connection with the power supply for
The electron measuring means is connected to the electronic measuring power source and any ammeter when the ion beam is not performing the original ion implantation operation on the sample, and is supplied from the electron generating means. An ion implanter is provided, which is characterized by measuring the injected electrons.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を好ま
しいいくつかの実施例をもとに説明する。図１は、本発
明の第１の実施例のイオン注入装置の主要部である中和
部を示す断面図である。この中和部は、主に、イオンビ
ーム（走査イオンビームを６にて、その両端のイオンビ
ームを６ａ、６ｂにて示す）が紙面の表から裏へ通過す
る中空部５ａを有するリフレクター５と、リフレクター
５の電子導入口５ｂ付近から電子４を供給するアークチ
ャンバー３と、軸２を介してアークチャンバー３を上下
移動させるための駆動機構１と、イオンビームの電荷量
を測定するためのファラデー箱１１と、電流計１０1 、
１０2 、１０3 を介して電源１２に接続される電極８
1 、８2 、８3 とから構成される。なお、イオン注入装
置自体が高真空の構成を要求されるものであるから、フ
ァラデー箱１１、アークチャンバー３、リフレクター５
のそれぞれの内部、またアークチャンバー３およびリフ
レクター５間付近、リフレクター５およびファラデー箱
１１間付近も高真空となるように構成される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, an embodiment of the present invention will be described based on some preferred examples. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a neutralization part which is a main part of an ion implantation apparatus according to a first embodiment of the present invention. The neutralization part is mainly a reflector 5 having a hollow part 5a through which an ion beam (the scanning ion beam is indicated by 6 and the ion beams at both ends thereof are indicated by 6a and 6b) passes from the front side to the back side of the paper. , An arc chamber 3 for supplying electrons 4 from the vicinity of the electron introduction port 5b of the reflector 5, a drive mechanism 1 for vertically moving the arc chamber 3 via a shaft 2, and a Faraday for measuring the charge amount of an ion beam. Box 11 and ammeter 10 1 ,
An electrode 8 connected to the power supply 12 via 10 2 and 10 3.
It is composed of 1 , 8 2 and 8 3 . Since the ion implantation apparatus itself is required to have a high vacuum configuration, the Faraday box 11, the arc chamber 3, the reflector 5 are required.
The inside of each of them, the vicinity of the arc chamber 3 and the reflector 5, and the vicinity of the reflector 5 and the Faraday box 11 are also configured to have a high vacuum.
【０００８】アークチャンバー３は、その構造について
図面では省略されているが、ガス（アルゴン、キセノン
など）を導入するチャンバー内にフィラメント（図示な
し）を配置して発熱用に直流の高電流を流し熱電子を発
生させ、ガスに衝突させてプラズマ化して、プラズマの
雰囲気を形成させたものである。中空部５ａのアークチ
ャンバー３と反対側の側壁部付近には、電極８1 、
８2、８3 が設置されてそれぞれ配線を介して電流計１
０1 、１０2 、１０3 に接続され、さらに電源１２およ
びスイッチ１３を介して接地されている。図２に示すよ
うに、走査イオンビーム６を中空部５ａを通過させない
でイオンビーム６ｃをファラデー箱１１に入射させてい
るとき、スイッチ１２は閉成され、電極８1 、８2 、８
3 はアークチャンバー３内のプラズマ中からリフレクタ
ー５内に電子を引き出し、電流計１０1 、１０2 、１０
3 は引き出した電子４の空間分布および供給量を測定す
る。ここで、電極８1 、８2 、８3 がリフレクター５内
に電子を引き出すことは、イオンビームがリフレクター
５の中を通過している時、イオンビームの正の電荷によ
り電子４がリフレクター５内に引き出される状態を、擬
似的に作り出すものである。駆動機構１は、軸２を介し
てアークチャンバー３に連結されていて、イオンビーム
の電荷量の測定値と電子の分布および供給量の測定値と
を参考にしながら、アークチャンバー３を上下方向に移
動させて電子の分布および供給量を調節する。例えば、
電子の分布が中央に集中するようであれば、リフレクタ
ー５から遠ざけ、供給量が足りないようであれば、アー
クチャンバー３をリフレクター５に近づけるなどして、
電子の分布および供給量を最適化する。Although the arc chamber 3 is not shown in the drawing for its structure, a filament (not shown) is arranged in a chamber for introducing a gas (argon, xenon, etc.), and a high direct current is applied to generate heat. A thermoelectron is generated, and it is made to collide with gas to generate plasma, and an atmosphere of plasma is formed. In the vicinity of the side wall of the hollow portion 5a opposite to the arc chamber 3, electrodes 8 1 ,
8 2 and 8 3 are installed, and ammeters 1 through the respective wirings
0 1 , 10 2 , 10 3 , and is further grounded via a power supply 12 and a switch 13. As shown in FIG. 2, when the scanning ion beam 6 is incident on the Faraday box 11 without passing through the hollow portion 5a, the switch 12 is closed and the electrodes 8 1 , 8 2 and 8 are closed.
3 draws electrons into the reflector 5 from the plasma in the arc chamber 3, and ammeters 10 1 , 10 2 , 10
3 measures the spatial distribution and supply amount of the extracted electrons 4. Here, the electrodes 8 1 , 8 2 and 8 3 pull out electrons into the reflector 5 so that when the ion beam is passing through the reflector 5, the electrons 4 inside the reflector 5 due to the positive charge of the ion beam. It is a pseudo-created state that is drawn to. The drive mechanism 1 is connected to the arc chamber 3 via the shaft 2, and refers to the measured value of the charge amount of the ion beam and the measured values of the distribution and supply amount of electrons, and the arc chamber 3 is moved vertically. It is moved to adjust the distribution and supply amount of electrons. For example,
If the electron distribution is concentrated in the center, move it away from the reflector 5, and if the supply amount is insufficient, move the arc chamber 3 closer to the reflector 5, etc.
Optimize the distribution and supply of electrons.
【０００９】電源９の負側端子はリフレクター５と接続
されて、リフレクター５の電位を下げ、電子４がリフレ
クター５の内壁に衝突して消失することを抑制する。ま
た、この構成であれば、アークチャンバー３をリフレク
ター５から遠ざけると、リフレクター５内での電子４の
分布は広がるので、リフレクター５の内壁付近を通過す
る電子の量が増え、内壁の電位により反発力を受ける電
子４も増え、電極８1および電極８3 に供給される電子
量が電極８2 よりも若干多くなる。このことは、上述し
たような中央に電子４の供給が集中した場合などの中和
の均一化を図る上で利用できる。電流計７は、アークチ
ャンバー３と接続されてリフレクター５内への電子の供
給量を測定する。ファラデー箱１１は、走査イオンビー
ム６の走査方向で、リフレクター５に隣接して配置さ
れ、イオンビームの電荷量を測定する。The negative terminal of the power source 9 is connected to the reflector 5 to lower the potential of the reflector 5 and prevent the electrons 4 from colliding with the inner wall of the reflector 5 and disappearing. Further, with this configuration, when the arc chamber 3 is moved away from the reflector 5, the distribution of the electrons 4 in the reflector 5 spreads, so that the amount of electrons passing near the inner wall of the reflector 5 increases and the potential of the inner wall repulses. The number of electrons 4 that receive a force also increases, and the amount of electrons supplied to the electrodes 8 1 and 8 3 becomes slightly larger than that of the electrode 8 2 . This can be utilized for uniformization of neutralization when the supply of the electrons 4 is concentrated in the center as described above. The ammeter 7 is connected to the arc chamber 3 and measures the amount of electrons supplied into the reflector 5. The Faraday box 11 is arranged adjacent to the reflector 5 in the scanning direction of the scanning ion beam 6 and measures the charge amount of the ion beam.
【００１０】次に、本発明のイオン注入装置の動作につ
いて図２を参照して説明する。図２は、イオンビーム６
ｃがファラデー箱１１に入射している準備段階を示す。
この準備段階では、まず、イオンビームの電荷量を測定
する。また、イオン注入を行うウエハ等の試料の大きさ
は既知であるから、中空部５ａを通過する走査イオンビ
ーム６の走査範囲も確認しておく。次に、走査イオンビ
ーム６の既知の走査範囲に合せて、アークチャンバー３
を図の上方へ移動させて電子４の供給範囲を少し広めに
なるような位置に待機させ、スイッチ１３を閉成する。
すると、電位の上がった電極８1 、８2 、８3 により、
電子４がアークチャンバー３からリフレクター５内へ引
き出されて、電極８ 1 、８2 、８3 に到達することで電
流が流れる。この電流は、電流計１０1 、１０2 、１０
3 によって測定できる。電子４の空間分布は、これら電
流計１０1 、１０2 、１０3 の測定値を比較し、その差
をほぼゼロにすることで均一化が図れる。電子４の供給
量は、これらの測定値の合計がイオンビーム６の電荷量
の測定値と相関関係を持つようにすることで調整でき
る。このような方法により、イオンビーム５の電荷量の
測定値を考慮して電子４の分布および供給量の最適な相
関関係がとれる位置まで待機中のアークチャンバー３を
移動して固定し、スイッチ１３を開成すれば、走査イオ
ンビーム６に対して最適かつ均一な電子量の供給が行え
る準備が整う。Next, the operation of the ion implantation apparatus of the present invention will be described.
It will be described with reference to FIG. 2 shows the ion beam 6
The preparatory stage in which c is incident on the Faraday box 11 is shown.
In this preparatory stage, first, measure the charge amount of the ion beam
To do. In addition, the size of the sample such as wafer for ion implantation
Is known, the scanning ion beam passing through the hollow portion 5a is
Also check the scanning range of frame 6. Next, scan ion
In accordance with the known scanning range of the chamber 6, the arc chamber 3
To the upper part of the figure to slightly widen the supply range of the electron 4.
Then, the switch 13 is closed.
Then, the electrode 8 with the increased potential1 , 82 , 83 Due to
Electrons 4 are drawn from arc chamber 3 into reflector 5.
Exposed, electrode 8 1 , 82 , 83 By reaching
The flow flows. This current is measured by the ammeter 101 10,2 10,
3 Can be measured by The spatial distribution of electrons 4 is
Flow meter 101 10,2 10,3 Compare the measured values of and the difference
Uniformity can be achieved by setting to almost zero. Supply of electron 4
The total amount of these measurements is the amount of charge of the ion beam 6.
Can be adjusted by correlating with the measured value of
It By such a method, the charge amount of the ion beam 5
The optimal phase of distribution and supply of electrons 4 considering the measured values
The arc chamber 3 waiting until the relationship can be taken
Move and fix it, and open switch 13 to scan ion
The electron beam can be supplied optimally and uniformly to the beam 6
Ready to go.
【００１１】こうして得られた最適な位置にアークチャ
ンバー３を固定したままで、図１のように、走査イオン
ビーム６をリフレクター５の中を通過させれば、引き出
された電子４によりイオンビームの最適かつ均一な中和
化が図れる。また、走査の端部に位置するイオンビーム
６ａあるいは６ｂが照射されているときに電子４の供給
が届かなかった問題は、アークチャンバー３が上下に可
動式になりかつ電子の空間分布を測定しながらその位置
をきめることで解消できた。If the scanning ion beam 6 is passed through the reflector 5 as shown in FIG. 1 with the arc chamber 3 fixed in the optimum position thus obtained, the ion beam of the ion beam 4 is extracted by the extracted electrons 4. Optimal and uniform neutralization can be achieved. Further, the problem that the supply of the electrons 4 did not reach when the ion beam 6a or 6b located at the end of the scan was irradiated was that the arc chamber 3 was movable up and down and the spatial distribution of the electrons was measured. However, I was able to solve it by setting the position.
【００１２】図３は、本発明の第２の実施例の要部を示
す断面図である。本実施例においては、図１の第１実施
例とは電極および電流計の数が増加しており、そして電
流計１０1 〜１０5 と電源１２との間に、電源１２を順
次電極８1 〜８5 に接続する走査装置１４が接続され
る。走査装置１４の走査の速度は、走査イオンビーム６
の走査速度と同一になされている。このように、イオン
ビームの走査速度と同一の速度で電源１２の電圧が印加
される電極が、電極８1 、８2 、８3 、…と切り替わる
ようにしてあるので、アークチャンバー３の位置を決定
する準備段階において、走査イオンビーム６の電荷によ
り電子４がリフレクター５内に引き出される状態を、よ
り忠実に擬似することが可能になり、実際のイオン注入
状態に近い状態で電子の空間分布を測定することがで
き、より好ましくイオンビームの中和の図れる位置を導
き出せる。FIG. 3 is a sectional view showing the main part of the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the first embodiment of FIG. 1 has increased the number of electrodes and an ammeter, and between the ammeter 10 1 to 10 5 and the power source 12, sequentially electrodes 8 1 Power 12 8 5 scanning device 14 to be connected are connected to. The scanning speed of the scanning device 14 depends on the scanning ion beam 6
The scanning speed is the same. In this way, the electrodes to which the voltage of the power source 12 is applied at the same speed as the scanning speed of the ion beam are switched to the electrodes 8 1 , 8 2 , 8 3 , ... In the preparatory step of determining, it becomes possible to more faithfully simulate the state in which the electrons 4 are extracted into the reflector 5 by the charge of the scanning ion beam 6, and the spatial distribution of electrons can be obtained in a state close to the actual ion implantation state. It can be measured, and a position where neutralization of the ion beam can be achieved can be derived more preferably.
【００１３】図４は、本発明の第３の実施例の要部を示
す断面図である。本実施例においては、図１の第１実施
例におけるアークチャンバー３の可動方向が図の上下方
向であったことに加え、図の左右方向にも可動となる構
成になされている。その他の構成は第１の実施例と同様
である。供給される電子４の空間分布が完全な左右対称
であればよいが、精確に観測すれば、対称性は微妙に崩
れていることがあり、この第３実施例に例示されるよう
な構成を採用すれば、左右方向における分布の乱れの調
整も可能になり、より高い精度でイオンビームの中和が
図れる。FIG. 4 is a sectional view showing the main part of the third embodiment of the present invention. In this embodiment, in addition to the movable direction of the arc chamber 3 in the first embodiment shown in FIG. 1 being the vertical direction in the drawing, it is also movable in the horizontal direction in the drawing. The other structure is similar to that of the first embodiment. It suffices if the spatial distribution of the supplied electrons 4 is perfectly symmetrical, but if observed accurately, the symmetry may be subtly broken, and the configuration exemplified in the third embodiment is used. If it is adopted, it is possible to adjust the disorder of the distribution in the left-right direction, and the ion beam can be neutralized with higher accuracy.
【００１４】図５は、本発明の第４の実施例を示す要部
の断面図である。本実施例においては、図１の第１実施
例に対して、駆動機構１、ファラデー箱１１および電流
計１０1 〜１０3 に接続された制御機構１５が追加され
ている。その他の構成は第１の実施例と同様である。制
御機構１５には、電流計１０1 、１０2 、１０3 の測定
値とファラデー箱１１の測定値が入力されており、制御
器１５は、これらの測定値を比較分析し、その分析結果
に応じた駆動信号を駆動機構１へ伝達して駆動機構１を
介してアークチャンバー３の位置を好ましい所望の位置
まで移動させる。このような構成を採用すれば、図１の
実施例にて得られる効果に加えて、人的作業を減らすこ
とができる。FIG. 5 is a sectional view of the essential portions showing the fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the first embodiment of FIG. 1, the driving mechanism 1, a Faraday cage 11 and the ammeter 10 1 to 10 3 connected to the control mechanism 15 is added. The other structure is similar to that of the first embodiment. The measured values of the ammeters 10 1 , 10 2 , and 10 3 and the measured value of the Faraday box 11 are input to the control mechanism 15, and the controller 15 compares and analyzes these measured values and outputs the analysis result. A corresponding drive signal is transmitted to the drive mechanism 1 to move the position of the arc chamber 3 to a preferable desired position via the drive mechanism 1. If such a configuration is adopted, in addition to the effect obtained in the embodiment of FIG. 1, human work can be reduced.
【００１５】図６は、本発明の第５の実施例を示す要部
の断面図である。本実施例においては、図１の第１実施
例に対して、走査イオンビーム６がリフレクター５を通
過しているときに、電極８1 〜８3 に接続される電源１
６が追加されている。その他の構成は第１の実施例と同
様である。第１〜第４の実施例においては、イオンビー
ムがリフレクター５内を通過しているときに、電極８
1 、８2 、…はフローティング状態となっていたため、
フローティング状態の電極がイオンビームの通過および
円滑な中和動作を妨げる恐れがあった。そこで、本実施
例においては、イオンビームの通過および中和動作を妨
害しない電圧を電源１６により各電極に印加して動作の
安定化を図っている。さらに、第１〜第５の実施例を適
宜組み合わせれば、アークチャンバー３をより良好な位
置に設定できる。FIG. 6 is a sectional view of the essential parts showing the fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, in contrast to the first embodiment of FIG. 1, when the scanning ion beam 6 is passing through the reflector 5, the power source 1 connected to the electrodes 8 1 to 8 3 is connected.
6 has been added. The other structure is similar to that of the first embodiment. In the first to fourth embodiments, when the ion beam is passing through the reflector 5, the electrode 8
Since 1 , 8 2 , ... were in a floating state,
The floating electrode may hinder the passage of the ion beam and the smooth neutralization operation. Therefore, in this embodiment, a voltage that does not interfere with the ion beam passage and neutralization operation is applied to each electrode by the power supply 16 to stabilize the operation. Further, by appropriately combining the first to fifth embodiments, the arc chamber 3 can be set at a better position.
【００１６】以上、本発明を好ましい実施例について説
明したが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱することのない範囲内におい
て適宜の変更が可能なものである。例えば、リフレクタ
ーの形状は図示されたものに限定されない。また、電子
発生手段であるアークチャンバーの電子発生状態は、実
施例ではその位置を制御することのみで行っていたが、
例えば電源９の電圧を変化させるなどの電気的手段を加
味して制御を行うことができる。さらに、イオンビーム
の電荷量の測定はファラデ−箱を使用することなく、他
の周知の方法を用いて行ってもよい。The present invention has been described above with reference to the preferred embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments, and appropriate modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Is. For example, the shape of the reflector is not limited to that shown. Further, the electron generation state of the arc chamber which is the electron generation means was performed only by controlling the position in the embodiment,
For example, control can be performed in consideration of electric means such as changing the voltage of the power supply 9. Further, the charge amount of the ion beam may be measured by using other well-known methods without using the Faraday box.
【００１７】[0017]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、イオン
ビームを中和するリフレクター内に中和に使用される電
子量を測定する手段を設け、その測定値に基づいて電子
発生手段の電子発生状態を変更できるようにしたもので
あるので、ウエハ表面上を照射するイオンビームに対し
て最適な電子量を供給してイオンビームの確実な中和を
図ることができる。また、イオンビームが走査されると
きに全走査範囲において均等に中和を行うことが可能に
なり、従来イオンビームが走査位置の両端にあるときに
生じていた試料表面でのチャージアップを防止すること
ができる。As described above, according to the present invention, a means for measuring the amount of electrons used for neutralization is provided in the reflector for neutralizing the ion beam, and the electron of the electron generating means is based on the measured value. Since the generation state can be changed, it is possible to supply the optimum amount of electrons to the ion beam with which the surface of the wafer is irradiated and to surely neutralize the ion beam. Further, when the ion beam is scanned, neutralization can be performed uniformly over the entire scanning range, and charge-up on the sample surface, which conventionally occurs when the ion beam is at both ends of the scanning position, can be prevented. be able to.
【図１】 本発明の第１の実施例の要部の断面図。FIG. 1 is a sectional view of a main part of a first embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の第１の実施例の動作を説明するため
の要部の断面図。FIG. 2 is a sectional view of an essential part for explaining the operation of the first embodiment of the present invention.
【図３】 本発明の第２の実施例の要部の断面図。FIG. 3 is a sectional view of an essential part of a second embodiment of the present invention.
【図４】 本発明の第３の実施例の要部の断面図。FIG. 4 is a sectional view of an essential part of a third embodiment of the present invention.
【図５】 本発明の第４の実施例の要部の断面図。FIG. 5 is a sectional view of an essential part of a fourth embodiment of the present invention.
【図６】 本発明の第５の実施例の要部の断面図。FIG. 6 is a sectional view of an essential part of a fifth embodiment of the present invention.
【図７】 従来例の要部の断面図。FIG. 7 is a sectional view of a main part of a conventional example.
１ 駆動機構 ２ 軸 ３、７３ アークチャンバー ４、７４ 電子 ５、７５ リフレクター ５ａ、７５ａ 中空部 ５ｂ 電子導入口 ６、７６ 走査イオンビーム ６ａ〜６ｃ、７６ａ、７６ｂ イオンビーム ７、１０1 〜１０5 、７７ 電流計 ８1 〜８5 電極 ９、１２、１６、７９ 電源 １１ ファラデー箱 １３ スイッチ １４ 走査装置 １５ 制御器1 drive mechanism 2 axis 3, 73 arc chamber 4, 74 electron 5, 75 reflector 5a, 75a hollow part 5b electron inlet 6, 76 scanning ion beam 6a-6c, 76a, 76b ion beam 7, 10 1-10 5 , 77 Ammeter 8 1 to 8 5 Electrodes 9, 12, 16, 79 Power supply 11 Faraday box 13 Switch 14 Scanning device 15 Controller
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 37/317 C23C 14/48 H01L 21/265 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 37/317 C23C 14/48 H01L 21/265
Claims (8)
発生手段と、 電子を導入する電子導入口と、前記イオンビームを通過
させる中空部と、を有し、電子を反射させるリフレクタ
ーと、 前記リフレクターを通過する前記イオンビームの電荷量
を測定するイオンビーム測定手段と、 前記リフレクターの前記電子導入口に臨む位置に開口を
有し、電子を発生させる電子発生手段と、 前記電子発生手段の前記リフレクターへの電子の供給状
態を変更することのできる電子発生状態制御手段と、 測定モードと非測定モードとを有し、測定モードにおい
て前記電子発生手段から前記リフレクターへ供給される
電子の供給量を測定する電子測定手段と、を備えるイオ
ン注入装置であって、前記電子測定手段が、前記イオン
ビームの近傍にその走査方向に沿って配置された複数の
電極と、前記複数の電極のそれぞれに接続された複数の
電流計と、各電流計と接地点との間に接続されたスイッ
チおよび電子測定用電源と、を備えており、該電子測定
手段が、前記イオンビームが試料上に本来のイオン注入
動作を行っていないときに前記スイッチが閉成されて前
記電子発生手段から供給される電子を測定することを特
徴とするイオン注入装置。1. A reflector having an ion beam generating means for generating an ion beam, an electron inlet for introducing electrons, and a hollow portion for allowing the ion beam to pass therethrough, and a reflector for reflecting the electrons, and a reflector for passing the reflector. An ion beam measuring means for measuring the amount of charge of the ion beam, an electron generating means having an opening at a position facing the electron introducing port of the reflector, and generating electrons, and a reflector for the electron generating means to the reflector. An electron generation state control means capable of changing an electron supply state, a measurement mode and a non-measurement mode, and an electron measuring the supply amount of electrons supplied from the electron generation means to the reflector in the measurement mode. An ion implantation apparatus comprising: a measuring unit, wherein the electronic measuring unit has a scanning direction in the vicinity of the ion beam. A plurality of electrodes arranged along the plurality of electrodes, a plurality of ammeters connected to each of the plurality of electrodes, a switch and an electronic measurement power supply connected between each ammeter and the ground point, The electron measuring means measures the electrons supplied from the electron generating means by closing the switch when the ion beam is not performing the original ion implantation operation on the sample. Ion implanter.
発生手段と、 電子を導入する電子導入口と、前記イオンビームを通過
させる中空部と、を有し、電子を反射させるリフレクタ
ーと、 前記リフレクターを通過する前記イオンビームの電荷量
を測定するイオンビーム測定手段と、 前記リフレクターの前記電子導入口に臨む位置に開口を
有し、電子を発生させる電子発生手段と、 前記電子発生手段の前記リフレクターへの電子の供給状
態を変更することのできる電子発生状態制御手段と、 測定モードと非測定モードとを有し、測定モードにおい
て前記電子発生手段から前記リフレクターへ供給される
電子の供給量を測定する電子測定手段と、 を備えるイオン注入装置であって、前記電子測定手段
が、前記イオンビームの近傍にその走査方向に沿って配
置された複数の電極と、前記複数の電極のそれぞれに接
続された複数の電流計と、各電流計と接地点との間に接
続されたスイッチおよび電子測定用電源と、を備えてお
り、前記電子測定手段が、前記イオンビームの近傍にそ
の走査方向に沿って配置された複数の電極と、前記複数
の電極のそれぞれに接続された複数の電流計と、一端が
接地点に接続された電子測定用電源と、前記各電流計と
前記電子測定用電源の他端との間に接続された、前記各
電流計と前記電子測定用電源との間の接続を順次切り換
えるように操作する走査手段と、を備えており、該電子
測定手段が、前記イオンビームが試料上に本来のイオン
注入動作を行っていないときに前記電子測定用電源と何
れかの電流計が接続されて前記電子発生手段から供給さ
れる電子を測定することを特徴とするイオン注入装置。2. A reflector having an ion beam generator for generating an ion beam, an electron inlet for introducing electrons, and a hollow portion for passing the ion beam, and a reflector for reflecting the electrons, and a reflector for passing the reflector. An ion beam measuring means for measuring the amount of charge of the ion beam, an electron generating means having an opening at a position facing the electron introducing port of the reflector, and generating electrons, and a reflector for the electron generating means to the reflector. An electron generation state control means capable of changing an electron supply state, a measurement mode and a non-measurement mode, and an electron measuring the supply amount of electrons supplied from the electron generation means to the reflector in the measurement mode. An ion implantation apparatus comprising: a measuring unit, wherein the electronic measuring unit has a scanning direction in the vicinity of the ion beam. A plurality of electrodes arranged along the plurality of electrodes, a plurality of ammeters connected to each of the plurality of electrodes, a switch and an electronic measurement power supply connected between each ammeter and a ground point, The electronic measuring means has a plurality of electrodes arranged along the scanning direction in the vicinity of the ion beam, a plurality of ammeters connected to each of the plurality of electrodes, and one end of which is a ground point. To sequentially switch the connection between each of the ammeters and the electronic measuring power source, which is connected between the connected electronic measuring power source and each of the ammeters and the other end of the electronic measuring power source. And scanning means for operating, wherein the electronic measuring means is connected to the electronic measuring power supply and any ammeter when the ion beam is not performing the original ion implantation operation on the sample. Electricity supplied from the electron generating means Ion implantation apparatus characterized by measuring the.
測定手段の測定値に応じて制御されることを特徴とする
請求項１または２に記載のイオン注入装置。3. The ion implantation apparatus according to claim 1, wherein the electron generation state control means is controlled according to a measurement value of the electron measuring means.
られ、前記電子発生状態制御手段は、前記電子発生手段
を前記電子導入口付近にて、前記イオンビームのビーム
方向およびその走査方向に対して垂直方向に移動させる
駆動手段であることを特徴とする請求項１〜３の何れか
に記載のイオン注入装置。4. A mechanism for scanning the ion beam is provided, and the electron generation state control means includes the electron generation means near the electron introduction port with respect to a beam direction of the ion beam and a scanning direction thereof. The ion implantation apparatus according to any one of claims 1 to 3, which is a driving unit that moves in a vertical direction.
記イオンビームの走査方向に平行に移動させる機能も備
えられていることを特徴とする請求項４記載のイオン注
入装置。5. The ion implantation apparatus according to claim 4, wherein the driving means also has a function of moving the electron generating means in parallel to the scanning direction of the ion beam.
イオンビーム測定手段とに接続される制御器であって、
前記電子測定手段と前記イオンビーム測定手段との測定
値を比較分析して、前記電子発生手段を所定の位置へ移
動させる信号を前記駆動手段に伝達する前記制御器を含
むことを特徴とする請求項４または５に記載のイオン注
入装置。6. A controller connected to the driving means, the electronic measuring means, and the ion beam measuring means,
The control means for comparing and analyzing the measured values of the electron measuring means and the ion beam measuring means, and transmitting the signal for moving the electron generating means to a predetermined position to the driving means. Item 4. The ion implanter according to item 4 or 5.
レクターの外側にこれに隣接して配置され、前記イオン
ビームの電荷量測定時にはイオンビームは前記リフレク
ター内を通過することなく前記イオンビーム測定手段内
を通過することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記
載のイオン注入装置。7. The ion beam measuring means is arranged outside and adjacent to the reflector, and the ion beam does not pass through the reflector during measurement of the charge amount of the ion beam. The ion implantation apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the ion implantation apparatus passes through the ion implantation device.
形成していて、前記中空部を通過中の前記イオンビーム
あるいは前記電子測定手段が前記プラズマ中から前記電
子を引き出すことを特徴とする請求項１〜７の何れかに
記載のイオン注入装置。8. The electron generating means forms a plasma atmosphere, and the ion beam or the electron measuring means passing through the hollow portion extracts the electrons from the plasma. The ion implantation apparatus according to any one of 1 to 7.
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