JPH0227649A

JPH0227649A - イオン処理装置

Info

Publication number: JPH0227649A
Application number: JP17774388A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Nishigami; 靖明西上
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 1988-07-16
Filing date: 1988-07-16
Publication date: 1990-01-30

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、例えばイオン注入装置のように、真空中で
ウェハにイオンビームを照射してそれにイオン注入等の
処理を施すイオン処理装置に関し、特にそのウェハの帯
電を防止する手段の改良に関する。

〔背景となる技術］ディスク電流が丁度所望の設定値になるように制御を行
うことによって、ウェハの帯電防止作用を正確に行わせ
ることができるようにしたイオン処理装置が同一出願人
によって別途提案されている。

それを簡単に説明すると、まず第４図を参照して、この
イオン処理装置はいわゆるメカニカルスキャン方式のも
のであり、基本的には、真空容器（図示省略）内で回転
および並進させられるディスク４の周縁部に装着された
複数枚のウェハ６にイオンビーム２を照射してそれにイ
オン注入等の処理を施すよう構成されている。

イオンビーム２の経路上には、ファラデー系を構成する
ものとして、イオンビーム２がディスク４等に当たった
際に放出される二次電子３のアース等への逃げを防止す
るニュートラルカップ１０およびサプレッサ電極８がデ
ィスク４の手前側に、更にこの例ではディスク４が外に
並進したときにそれの代わりにイオンビーム２を受ける
キャッチプレート１２がディスク４の後方側にそれぞれ
設けられている。

そして、ディスク電流計測抵抗２４を介したディスク４
、キャッチプレート１２およびニュートラルカップ１０
を互いに電気的に並列接続して、例えばカレントインテ
グレータのような電流計測器２６に接続しており、それ
によってイオンビーム２のビーム電流■、の計測を正確
に行えるようにしている。

また、イオンビーム２の照射に伴ってウェハ６の表面が
、特に当該表面がｔＩＡ縁物の場合、正に帯電して放電
等の不具合が発生するのを防止するために、ニュートラ
ルカップ１０の側部に一次電子放出源を構成するフィラ
メンｌ−１４を設け、これから放出させた一次電子２１
をニュートラルカップ１０の対向面に当ててそこから二
次電子２２を放出させ、即ちこの例ではニュートラルカ
ップ１０を二次電子放出源とし、そしてこの二次電子２
２をディスク４上のイオンビーム照射領域におけるウェ
ハ６に供給してその表面でのイオンビーム２による正電
荷を中和させるようにしている。１６はフィラメント１
４の加熱用のフィラメント電源、１８は一次電子２１の
引出し用の引出し電源である。

その場合、ディスク電流計測抵抗２４には、基本的には
、前記ビーム電流Ｉ、および中性化のための二次電子２
２による二次電子電流Ｉ２を合成したディスク電流ｌ１
１１（＝　Ｉｎ　＋　Ｔｚ　）が流れる。

そしてこのディスク電流Ｉ０に基づいて、中性化制御回
路３０によって、フィラメント電源１６を次のように制
御するようにしている。

即ち第５図に示すように、中性化制御回路３０では、デ
ィスク電流計測抵抗２４と共にディスク電流計測回路を
構成するディスク電流対応電圧出力アンプ（図示例は絶
縁アンプ）３２をディスク電流計測抵抗２４０両端に接
続してそれからディスク電流■。に対応する電圧■。を
取り出し、設定回路３４で所望のディスク電流をこの例
では電圧■、の形で設定し、そして両電圧ｖｔｌおよび
Ｖ。

を差動アンプを含む演算回路３６に入力してそこで両電
圧の差（ｖｏ　　ｖｓ）を求めるようにしている。

そして、制御回路３８では、この差が正値の場合にはフ
ィラメント電流を増加させ、負値の場合にはフィラメン
ト電流を減少させることによってこの差が零になるよう
に、前述したフィラメント電源１６を制御してフィラメ
ント１４から放出する一次電子２１の量を制御するよう
にしている。

上記構成によれば、設定回路３４で所望のディスク電流
を設定すると、それにディスク電流計測抵抗２４等によ
って計測したディスク電流■。が一致するようにフィラ
メント１４からの一次電子２１の放出量、ひいてはニュ
ートラルカップ１０からの二次電子２２の放出量が自動
的に制御され、結果としてディスク４等に流れるディス
ク電流ＩＤが設定値になる。それによって、ディスク４
上のウェハ６に供給する二次電子２２の量を丁度所望の
ものにすることができ、それによってウェハ６の帯電防
止の作用を正確に行わせることができる。

〔発明の目的〕

ところが、上記ディスク電流１．には、実際には、イオ
ンビーム２がディスク４あるいはウェハ６に当たったと
きにそれらから発生する二次電子３がニュートラルカッ
プ１０に入ることによって流れる二次電子電流■、が含
まれることになる（第４図参照）。

しかも、ディスク４が回転しているため、イオンビーム
２はウェハ６に当たる場合と金属製のディスク４に当た
る場合とがあるが、二次電子３の放出量は両者で異なる
ため、二次電子電流■、の大きさは変動する。ちなみに
この二次電子電流Ｉ。

の変動の周波数は、ディスク４の回転数をｗ　ｒｐｌ！
、ディスク４上のウェハ６の枚数をＸとすると、ＷＸ／
６０Ｈｚとなる。

その結果、ディスク電流１０は、例えば第６図に示すよ
うに、ビーム電流Ｉ３と二次電子電流Ｉ２との和におけ
る直流分に二次電子電流■、による変動分が重畳したよ
うな波形になる。ディスク電流Ｉゎに対応する電圧ｖ０
も同様である。

そしてこの変動分は、ディスク電流■。を所望の設定値
に一致させる前述したようなフィードバック制御におい
て不要な制御を行わせることになり、それによって本来
のフィードバック制御が正確に行えなくなり、ひいては
ウェハ６の帯電防止が不完全になる恐れがあるという点
になお改善の余地がある。

そこでこの発明は、このような点を更に改善したイオン
処理装置を提供することを目的とする。

〔目的達成のための手段〕

この発明のイオン処理装置は、前述したようなディスク
に流れるディスク電流を計測するディスク電流計測回路
と、このディスク電流計測回路によって計測されたディ
スク電流の変動分を除去するノツチフィルタと、所望の
ディスク電流を設定する設定回路と、ノツチフィルタか
ら出力されたディスク電流と設定回路によって設定され
たディスク電流との差を求める演算回路と、この差が無
くなるように前述したような一次電子放出源を制御して
そこから放出する一次電子の量を制御する制御回路とを
備えることを特徴とする。

〔作用〕

上記構成によれば、ノツチフィルタによってディスク電
流の変動分が除去されるので、ディスク電流を所望の設
定値に一致させる本来のフィードバック制御が正確に行
われるようになる。

〔実施例〕

第１図は、この発明の一実施例に係るイオン処理装置の
中性化制御回路の回路図である。それ以外の機器構成は
例えば第４図のものと同様であるのでそれを参照するも
のとする。また、第５図の例と同一または相当する部分
には同一符号を付し、以下においてはそれとの相違点を
主に説明する。

この実施例に係る中性化制御回路４０においては、前述
したようなディスク電流対応電圧出力アンブ３２の出力
部と演算回路３６の入力部間にノツチフィルタ４２を挿
入している。

このノツチフィルタ４２の特性の一例を第２図に示す。

即ち、その共振周波数ｆ０付近においてのみ減衰量が急
峻に増大する特性をしている。

このノツチフィルタ４２の構成の具体例を第３図に示す
。即ちこのノツチフィルタ４２は、二つの演算増幅器４
２１および４２２を有しており、それらに抵抗およびコ
ンデンサを図のように接続している。図中のＲは抵抗の
値、Ｃはコンデンサの容量、Ｋは定数である。

このノツチフィルタ４２の伝達間数Ｖ０７Ｖ。

は、・　・　・　（１）で表される。■、は入力電圧、■。は出力電圧、Ｐ＝ｊ
ωである。従って、このＲ，Ｃを適当な値に選ぶことに
より、第２図にも示したように、ある特定の周波数成分
、即ち共振周波数ｆ０近傍の成分だけをカットすること
ができる。

より具体的には、この共振周波数ｆ０は（１）式の分子
−０の条件から、ｆ、＝１／２πＲＣと表され、この実施例ではこれと前述したディスク電流
ＩＤの変動分、即ち二次電子電流■、の成分の周波数Ｗ
Ｘ／６０とが一致するようにしている。

その結果、このノツチフィルタ４２からは、二次電子電
流Ｉ３による変動分を除去した本来の直流分だけのディ
スク電流１ｏ　（＝　Ｉｓ　＋　Ｉｚ　）に対応する電
圧Ｖゎ′が出力され、これに基づいて前述したようなフ
ィードバック制御が行われる。

従って、先行例の場合と違ってディスク電流Ｉ。

の変動分に伴う不要な制御が行われなくなり、ディスク
電流■。を所望の設定値に一致させる本来のフィードバ
ック制御が正確に行われるようになる。その結果、ウェ
ハ６の帯電をより完全に防止することができるようにな
る。

尚、上記実施例では、ディスク電流■。の計測や制御を
電圧の形で行っているが、電流のままで行っても良いの
は勿論である。

また、ディスク４の後方側にキャッチプレート１２を設
けるか否かは、この発明の本質に影響するものではない
。

［発明の効果］以上のようにこの発明によれば、ノツチフィルタによっ
てディスク電流の変動分が除去されるので、ディスク電
流を所望の設定値に一致させる本来のフィードバック制
御が正確に行われるようになり、それによってウェハの
帯電をより完全に防止することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係るイオン処理装置の
中性化制御回路の回路図である。第２図は、第１図中の
ノツチフィルタの特性の一例を示す図である。第３図は
、第１図中のノツチフィルタの具体例を示す回路図であ
る。第４図は、この発明の背景となるイオン処理装置の
一例を示す要部構成図である。第５図は、第４図中の中
性化制御回路の先行例の回路図である。第６図は、ディ
スク電流の波形の一例を示す図である。２・・・イオンビーム、４・・・ディスク、６・・・ウ
ェハ、１０・・・ニュートラルカップ、１４０．。フィラメント、１６・・・フィラメント電源、２４・・
・ディスク電流計測抵抗、３２・・・ディスク電流対応
電圧出力アンプ、３４・・・設定回路、３６・・・演算
回路、３８・・・制御回路、４０・・・中性化制御回路
、４２・・・ノツチフィルタ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）真空容器内で回転および並進させられるディスク
に装着されたウェハにイオンビームを照射して当該ウェ
ハを処理する装置であって、一次電子を放出する一次電
子放出源と、この一次電子を受けて二次電子を放出する
二次電子放出源とを備え、この二次電子をイオンビーム
照射領域におけるウェハに供給するようにしたものにお
いて、前記ディスクに流れるディスク電流を計測するデ
ィスク電流計測回路と、このディスク電流計測回路によ
って計測されたディスク電流の変動分を除去するノッチ
フィルタと、所望のディスク電流を設定する設定回路と
、ノッチフィルタから出力されたディスク電流と設定回
路によって設定されたディスク電流との差を求める演算
回路と、この差が無くなるように前記一次電子放出源を
制御してそこから放出する一次電子の量を制御する制御
回路とを備えることを特徴とするイオン処理装置。