JPH01273312A - イオン注入装置の注入量制御方法 - Google Patents

イオン注入装置の注入量制御方法

Info

Publication number
JPH01273312A
JPH01273312A JP10224688A JP10224688A JPH01273312A JP H01273312 A JPH01273312 A JP H01273312A JP 10224688 A JP10224688 A JP 10224688A JP 10224688 A JP10224688 A JP 10224688A JP H01273312 A JPH01273312 A JP H01273312A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
beam current
disk
ion
wafer
cut
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.)
Pending
Application number
JP10224688A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisamichi Ishioka
石岡 久道
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji 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 Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP10224688A priority Critical patent/JPH01273312A/ja
Publication of JPH01273312A publication Critical patent/JPH01273312A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、イオンを高電圧で加速してウェーハ表面に
注入し、不純物領域を形成するイオン注入装置、詳しく
は、真空内で生成されたプラズマ中から静電界を用いて
イオンを引き出しビーム状にしてウェーハ面に導くとと
もにウェーハ面上を移動させつつウェーハにイオン注入
を行うイオン注入装置において、イオン注入中にビーム
電流が遮断されたとき、この遮断につづくイオン注入再
開後のイオン注入量のウェーハ面分布が均一となるよう
にイオン注入量を制御する方法に関する。
〔従来の技術〕
第4図はイオン注入装置の概略図、第5図は第4図に示
すイオン注入装置におけるイオン打込み室内のディスク
まわりの拡大図である。プラズマ室を含むイオン源1で
生成され引き出されたイオンは加速管2で加速、集束さ
れ、質量分析マグネット3で必要なイオンが選別され、
イオン打込み室4内でウェーハ6に注入される。ウェー
ハ6は第5図に示されるように、円形のディスク5上で
周方向に間隔をおいて複数枚取り付けられ、イオン打込
み中は回転軸9を中心に回転する。同時に矢印Pで示さ
れるようにイオンビーム7に垂直な方向にディスク5と
ともに並進運動をする。この回転、並進運動はウェーハ
6上に均一にイオンを注入するための手段である。
従来の注入方法は、ディスク5を並進してイオンビーム
7がウェーハ6に注入されない位置で静止(回転はして
いる)させ、イオンビーム7を生成、加速1選別する。
ビーム電流はスリット8を通過したイオンビーム7をフ
ァラデーカップ11で常時モニターしており、電流が設
定値に達したことを確認してからディスク5の並進運動
を開始する。
イオン注入中にビーム電流が突然0になったとき(イオ
ン生成が中断、あるいは加速電源の出力オフ等が原因)
並進運動が止まり、同時にビームシャッタ10が閉じて
イオンビーム7の径路をふさぐ、この状態で再度イオン
ビーム7を生じさせ安定したビーム電流値が得られたら
瞬間的にビームシャッタ10を開き同時に並進運動を始
め、注入を継続する。
〔発明が解決しようとする課題〕
この従来技術の問題点は、ビームシャッタを瞬間的に開
閉することが必要であり、ビームシャッタの性能がその
まま注入の均一性に影響を与え、かかる装置により作ら
れる。たとえばIC(集積回路)の良品率の一因となる
ことである。
この発明の目的は、ビームシャッタを使用することなく
、ビーム電流が注入中に0となっても均一な注入を達成
できる方法を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するために、この発明によれば、真空内
で生成されたプラズマ中から静電界を用いてイオンを引
き出しビーム状にしてウェーハ面に導くとともにウェー
ハ面上を移動させつつウェーハにイオン注入を行うイオ
ン注入装置において注入中にビーム電流が遮断されたと
き、この遮断につづくイオン注入再開後のイオン注入量
のウェーハ面分布が均一となるようにイオン注入量を制
御する方法を、前記ビーム電流遮断時のウェーハ面上の
ビーム位置と遮断の原因とを検出、記憶し、イオン注入
の再開をビーム電流遮断直前のビーム移動方向終端位置
から反対方向に向かってはじめるとともに前記ビーム電
流遮断位置で故意に前記原因を生じさせてビーム電流を
遮断する方法とするものとする。
〔作用〕
まず、ビーム電流が注入中にOになり、再び復帰させた
ときの状況を第6図ないし第8図で説明する。イオン注
入がウェーハの左端x−0から開始され、ウェーハの任
意の位置X In X x (X +〜x8はビーム幅
を示す)でビーム電流が0になるとする(第6図)、ビ
ーム電流が設定値から減少し、0となって再び復帰する
までの時間すなわち第7図の時点t、からt、まモの間
の時間ディスクの並進運動は停止しているものとすれば
、ウェーハ上のX軸方向の、注入イオン密度(ドーズ量
)Dは第8図に示す通り、Xl−Xz間は他の場所に比
較してドーズIDが大きい、これは第7図のようにビー
ム電流!、が時間幅を持って変化するためである。1.
−1.〜1.の間イオンビームはウェーハ上のx1〜X
8間で静止しているので、ΔD。
+ΔD!のイオン量が余分に注入されることになる。ビ
ーム電流の変化が点線のように不連続であれば注入イオ
ン密度りも第7図のり、のように−定であるが、観測に
よれば、ガス分子を電子衝撃でイオン化してプラズマを
作る場合、電子衝撃すなわちプラズマ電源を意図的にオ
ン、オフすると、t8〜t、は数10ミリ秒+  to
〜t1 は数ミリ秒以下である。
次にウェーハ内のドーズ置均−性と上記時間幅(tオル
t 、、 t *〜1+)との関係について述べる。
ドーズ量D〔個/cj)、注入時間T (sec) 、
ビーム電流r、(A)、電気素量e −1,6X10−
” (C]とすればT −D e / Iである。ここ
でIはビーム電流1.のウェーハ面上の密度(単位は(
A/cd))である、ディスクは回転しておりウェーハ
がイオンビームを横切ることによりウェーハにはイオン
ビームがパルス的に注入されているので、ウエーハ上の
一点がイオンビームを横切るのに要する時間T o は
、ウェーハ直径r(m)、  イオンビームの高さH(
m)、ディスク回転数n(’ps) *ディスク回転中
心からウェーハ中心までの距離R(m)とすればT、”
WH/2πnRとなる。従ってドーズ量りを得るための
ディスクのスキャン回数N−T/T @ =2D e 
x nR/ I−)(である。例えば!−10−”A/
c−d。
n −25rpst r =10X10−”m、 H−
5Xl0−”m、 R−0,5m 、 D = 10”
個/cdとすれば、T o = 0.65 m sec
T = 160 m sec、 N −251となる。
第7図でビーム電流が0になるまでの時間tゆ〜1+(
数ミリ秒)はディスクの周期1/25−40ミリ秒に比
べて充分短いので123回中1回が打込み誤差(0,4
%)となりt、zt、では誤差が1桁大きくなり両者に
よる誤差は無視できない、ビーム電流が減少し始めてか
ら復帰するまで並進運動を中止していると、ウェーハ直
径r(10X 10−” m )中、ビーム幅W内はす
べて誤差になり、Wは〜10−”mのオーダであるから
、面積比は数10%にも達する。
そこで、上記誤差を最小限にするための本発明の方法に
ついて第2図および第3図で説明する。
第2図に示すように注入前はイオンビームはA位置にあ
り、ビーム電流が設定値に達した後ディスクは図で左へ
(相対的にイオンビームは右へ)移動する。ウェーハ上
の任意の位置X++Xx(X+〜X、はビーム幅)でビ
ーム電流が減少してOになった時ディスクは並進運動を
停止する。このとき、停止したディスクの並進方向の位
置と0になった原因とを記憶しておく0次にイオンビー
ム打込み位Wがウェーハの外Bに来るまでディスクを並
進させ、そこで再びイオンビームを再現し、前回と逆方
向に並進させ注入を再開する。ビーム電流が0になった
場所にイオンビームが来たとき、故意に同じ原因を生じ
させてビーム電流を減少させると、注入量は第3図のよ
うに両者の重ね合わせとなり、均一な打込みが可能とな
る。ディスクの並進運動はステップモーターを使用すれ
ば1バルススクがN回転する間にイオンビームがウェー
ハを横切るようにv −(r+h)/ −−n (r+
w)/ Nと設定しておく。
〔実施例〕
第1図に本発明の方法を可能ならしめる制御系統の一実
施例を示す、ビーム電流値の変化をファラデーカップ1
1でモニタし、電流値がOになった時のディスク5の並
進方向の位置を、コントローラ 15が内蔵する電流検
出器の出力信号により。
並進運動モータ −4に併設された図示されない記憶装
置に記憶させるとともに、コントローラー5が内蔵する
別の電流検出・記憶装置により、ビーム電流の遮断がプ
ラズマ電源12の停止によるものか、加速電源13の停
止によるものかを検出して記憶させる。これらの記憶動
作の論理和により並進連動モーター4を再起動してビー
ム電流遮断直前の並進方向終端までディスク5を移動さ
せ、この位置で信号を発生させてさきに停止した電源を
生かしビーム電流を再生させるとともにディスク5の反
対方向への再移動を一旦停止させる。ビーム電流が一定
になった時点をファラデーカップ11を介して検出して
ディスク5の反対方向への並進を開始し、並進運動モー
タ14に併設された前記記憶装置が記憶する位置にディ
スク5が到達した時点で信号を発生させ、さきに停止し
たtflを再度停止させてイオンの注入を止める。
〔発明の効果〕
以上に述べたように、この発明によれば、ビーム電流が
イオン注入の途中でとぎれても、これにつづくイオン注
入再開後のイオン注入量のウェーハ面分布を均一ならし
める注入量制御を、前記ビーム電流遮断時のウェーハ面
上のビーム位置と遮断の原因とを検出、記憶し、イオン
注入の再開をビーム電流遮断直前のビーム移動方向終端
位1から反対方向に向かってはじめるとともに前記ビー
ム電流遮断位置で故意に前記原因を生しさせてビーム電
流を遮断する方法により行うこととしたので、ビームシ
ャッタがなくても注入を続行することができ、かつ、ビ
ームシャッタのような可動機構部材の性能に影響される
ことなくウェーハ内へ均−に注入することが可能になる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を可能ならしめる制御系統の一実
施例を示す制御系統構成図、第2図は本発明の詳細な説
明するためのイオンビームの各位置を示す説明図、第3
図は本発明の方法によればイオン注入量のウェー八面分
布の均一性が得られる理由を説明する線図、第4図はイ
オン注入装置の概略図、第5図は第4図に示すイオン注
入装置におけるディスクまわりの拡大図であって、(a
)は平面図、Φ)は側面図である。第6図はイオン注入
途中でビーム電流が遮断されたときのビーム位置を例示
する説明図、第7図はビーム電流遮断によるディスク停
止時点から再移動時点までの間のビーム電流の時間変化
を示す線図、第8図はディスク停止時点におけるビーム
位置の注入イオン密度が所定値以上となる状況を示す説
明図である。 l・・・イオン源、5・・・ディスク、6・・・ウェー
ハ、7・・・イオンビーム、12・・・プラズマ電源、
13・・・加速第 1 囚 ¥52 図 第 3 図 第4 図 第 5 図 Ojo     t+Lz        L337 
図 O工+    :C2 38図 手続補正書彷式) 昭和6卿 8月し組

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)真空内で生成されたプラズマ中から静電界を用いて
    イオンを引き出しビーム状にしてウェーハ面に導くとと
    もにウェーハ面上を移動させつつウェーハにイオン注入
    を行うイオン注入装置において注入中にビーム電流が遮
    断されたとき、この遮断につづくイオン注入再開後のイ
    オン注入量のウェーハ面分布が均一となるようにイオン
    注入量を制御する方法であって、前記ビーム電流遮断時
    のウェーハ面上のビーム位置と遮断の原因とを検出、記
    憶し、イオン注入の再開をビーム電流遮断直前のビーム
    移動方向終端位置から反対方向に向かってはじめるとと
    もに前記ビーム電流遮断位置で故意に前記原因を生じさ
    せてビーム電流を遮断することを特徴とするイオン注入
    装置の注入量制御方法。
JP10224688A 1988-04-25 1988-04-25 イオン注入装置の注入量制御方法 Pending JPH01273312A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10224688A JPH01273312A (ja) 1988-04-25 1988-04-25 イオン注入装置の注入量制御方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10224688A JPH01273312A (ja) 1988-04-25 1988-04-25 イオン注入装置の注入量制御方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01273312A true JPH01273312A (ja) 1989-11-01

Family

ID=14322253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10224688A Pending JPH01273312A (ja) 1988-04-25 1988-04-25 イオン注入装置の注入量制御方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01273312A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2409928A (en) * 2004-01-09 2005-07-13 Applied Materials Inc Improvements relating to ion implantation and instabilities
JP2008262756A (ja) * 2007-04-10 2008-10-30 Sen Corp An Shi & Axcelis Company イオン注入装置及びイオン注入方法
JP2008300116A (ja) * 2007-05-30 2008-12-11 Ihi Corp イオン注入装置及びイオン注入方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2409928A (en) * 2004-01-09 2005-07-13 Applied Materials Inc Improvements relating to ion implantation and instabilities
GB2409928B (en) * 2004-01-09 2007-03-21 Applied Materials Inc Improvements relating to ion implantation
JP2008262756A (ja) * 2007-04-10 2008-10-30 Sen Corp An Shi & Axcelis Company イオン注入装置及びイオン注入方法
JP2008300116A (ja) * 2007-05-30 2008-12-11 Ihi Corp イオン注入装置及びイオン注入方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4252237B2 (ja) イオン注入装置およびイオン注入方法
KR20090091130A (ko) 인-시튜 마스크를 사용하여 이온 주입 장치들의 성능을 매칭시키기 위한 기술
JP5129734B2 (ja) 固定ビーム型イオン注入装置およびその方法
JPH01273312A (ja) イオン注入装置の注入量制御方法
JP4421780B2 (ja) イオン注入装置内でイオンビームを監視および調整するための装置及び方法
US6225747B1 (en) Charged-particle source, control system and process using gating to extract the charged particle beam
US6528804B1 (en) Method and apparatus for low energy ion implantation
JPH03219544A (ja) 荷電粒子注入装置
US6688017B2 (en) Method and apparatus for aligning an extraction electrode to an arc chamber
JPH1064462A (ja) イオン注入装置
JPH02230651A (ja) イオンビーム照射装置と照射方法
KR950004152Y1 (ko) 고전류 이온주입기의 다중전자 공급장치
KR20050106712A (ko) 패러데이 시스템과 이를 갖는 이온 주입 장치
JPS6139356A (ja) イオン打込装置
KR20030078441A (ko) 이온주입장치
JPH0568066U (ja) イオン注入装置
JPH06103906A (ja) イオン打込装置の中和制御方式
JPS63304563A (ja) イオン注入装置
JPH0254850A (ja) イオン処理装置の制御方法
JPH08213338A (ja) イオン注入方法およびイオン注入装置
JPH03105839A (ja) イオン打込み角調整方法
JPH01176649A (ja) イオン打込装置の打込制御方法
KR20030024165A (ko) 회전가능한 패러데이 컵을 구비한 이온 주입 장치
JPH0740481B2 (ja) イオン打込制御方法
JPS5927438A (ja) イオン打込み装置