JPH0251837A - Ion implantation method and device - Google Patents
Ion implantation method and deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(概要)
4’W休ウエハにイオン注入を行なうイオン注入方法及
び装置に関し、
ビーム電流を常時正確に計測することを目的とし、
イオンビームをウェハにI」込んだとき発生する2次電
子を取り込むファラデーカップの該イオンビームが打込
まれる側に負の電圧を印加されたバイアスリングを設け
、該2次電子が外に飛び出すのを阻止するイオン注入方
法において、該パイアスリングを該イオンビームの進行
方向に複数に分割し、夫々に負の電圧を印加するよう構
成する。[Detailed Description of the Invention] (Summary) Regarding an ion implantation method and apparatus for implanting ions into a 4'W non-wafer, the purpose is to constantly and accurately measure the beam current, and when an ion beam is implanted into the wafer. In an ion implantation method in which a bias ring to which a negative voltage is applied is provided on the side of a Faraday cup into which the ion beam is implanted to take in generated secondary electrons, and to prevent the secondary electrons from jumping out, the bias ring The ring is divided into a plurality of parts in the traveling direction of the ion beam, and a negative voltage is applied to each part.
本発明はイオン注入方法及び装置に関し、″+導体つ■
ハにイオン注入を行なうイオン注入方法及び装置に関す
る。The present invention relates to an ion implantation method and apparatus, and
C. The present invention relates to an ion implantation method and apparatus for performing ion implantation.
半導体ウェハの不純物ドーピングを行なう方法として、
熱拡散法及びイオン注入法があり、イオン注入法は不純
物量が正確にわかり、かつ低温でドーピングできる等の
特長があり、多用されている。As a method for doping semiconductor wafers with impurities,
There are thermal diffusion methods and ion implantation methods, and the ion implantation method is widely used because it has the advantage of accurately determining the amount of impurities and being able to perform doping at low temperatures.
第2図はイオン注入装置の概念図を示す。FIG. 2 shows a conceptual diagram of the ion implantation device.
同図中、イオンソース10で発生された不純物イオンは
引出レンズ11により引出されアナライザ・マグネット
12に導かれ、ここで質量分析されることにより所望の
不純物イオンだけけが選択される。選択された不純物イ
オンのイオンビームは加速管13で加速され、ファラデ
ーカップ14を通ってディスク15に取付けられたウェ
ハ16に打込まれる。In the figure, impurity ions generated by an ion source 10 are extracted by an extraction lens 11 and guided to an analyzer magnet 12, where they are subjected to mass analysis to select only desired impurity ions. An ion beam of selected impurity ions is accelerated by an accelerating tube 13, passes through a Faraday cup 14, and is implanted into a wafer 16 attached to a disk 15.
第3図は従来のイオン注入装置の一部の構造図を示す。 FIG. 3 shows a structural diagram of a part of a conventional ion implanter.
同図中、20は筒状のファラデーカップであり、その前
方(イオンビームの入来方向)にバイアスリング21が
設けられている。In the figure, 20 is a cylindrical Faraday cup, and a bias ring 21 is provided in front of it (in the direction in which the ion beam enters).
正のイオンビームがウェハ16に当たるとそれを中性化
すべく電子が逆方向つまりディスク15の回転軸22よ
り供給される。この’!?を電流計23で読んでビーム
電流とし、このビーム電流で注入した不純物量を知るこ
とができる。When the positive ion beam hits the wafer 16, electrons are supplied in the opposite direction, that is, from the rotating shaft 22 of the disk 15, to neutralize it. this'! ? is read with an ammeter 23 as a beam current, and the amount of impurity implanted can be determined from this beam current.
ファラデーカップ20はイオンビームがつ1ハ16に注
入されたwJv4で飛び出した2次電子を取り込んで電
流計23を通さずにディスク15からウェハ16に戻し
、これによって2次電子がビーム電流として読み込まれ
ることを防止している。The Faraday cup 20 captures the secondary electrons ejected by the wJv4 injected into the ion beam 16 and returns them from the disk 15 to the wafer 16 without passing through the ammeter 23, whereby the secondary electrons are read as beam current. This prevents it from happening.
イオン注入のスルーブツト向上のためビーム電流が増大
するに従って2次電子のうちファラデーカップ20から
外に飛び出すものが増え、これを防止するためにバイア
スリング21を設け、電源24により負の大電圧を印加
して2次電子をファラデーカップ2o内に戻している。In order to improve the throughput of ion implantation, as the beam current increases, more of the secondary electrons jump out of the Faraday cup 20. To prevent this, a bias ring 21 is provided and a large negative voltage is applied by the power supply 24. The secondary electrons are then returned to the Faraday cup 2o.
(発明が解決しようとする課題)
スルーブツト向上のためビーム電流が増大するに従って
バイアスリング21に°印加する負電圧も高くなる。(Problems to be Solved by the Invention) As the beam current increases in order to improve throughput, the negative voltage applied to the bias ring 21 also increases.
このため、バイアスリング21の尖った角部21aに電
圧が集中してファラデーカップ20に放電を起こす場合
がある。このような場合、−時的にバイアスリング21
の電界が減少するために2次電子がファラデーカップ2
0及びバイアスリング21の外に飛び出して電流計23
を通り、ビーム電流の計測箱が不正確になるという問題
があった。Therefore, the voltage may concentrate on the sharp corner 21a of the bias ring 21, causing discharge in the Faraday cup 20. In such a case - the bias ring 21
As the electric field decreases, the secondary electrons move into Faraday cup 2
0 and the ammeter 23 jumps out of the bias ring 21.
There was a problem that the beam current measurement box became inaccurate.
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、ビーム電流
を常時正確に計測するイオン注入方法及びK1ff1を
提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an ion implantation method and K1ff1 that constantly and accurately measure beam current.
本発明のイオン注入方法は、イオンビームを半導体ウェ
ハ(16)に打込んだとき発生する2次電子を取り込む
ファラデーカップ(38)のイオンビームが打込まれる
側に負の電圧を印加されたバイアスリングを設け、2次
電子が外に飛び出すのを阻止するイオン注入り法におい
て、バイアスリングをイオンビームの進行方向に複数に
分割し、夫々に負の電圧を印加する。In the ion implantation method of the present invention, a negative voltage is applied to the side of the Faraday cup (38) into which the ion beam is implanted, which takes in secondary electrons generated when the ion beam is implanted into the semiconductor wafer (16). In an ion implantation method in which a ring is provided to prevent secondary electrons from flying out, the bias ring is divided into a plurality of parts in the direction of travel of the ion beam, and a negative voltage is applied to each part.
また、本発明のイオン注入装置は、イオンビームを半導
体ウェハ(16)に打込んだとき発生ずる2次電子を取
り込むファラデーカップ(38)のイオンビームが打込
まれる側に2次電子が外の飛び出すのを阻止するための
貞の電圧を印加したバイアスリングを有するイオン注入
装置において、イオンビームの進行方向に複数に分υ1
されたバイアスリング(32〜34)と、
バイアスリング(32〜34)夫々に負の電圧を印加す
る複数の電源(35〜37)とを有する。Further, in the ion implantation apparatus of the present invention, secondary electrons are placed outside the Faraday cup (38) on the side where the ion beam is implanted, which takes in the secondary electrons generated when the ion beam is implanted into the semiconductor wafer (16). In an ion implanter that has a bias ring to which a constant voltage is applied to prevent the ion beam from jumping out, the ion beam is divided into multiple parts υ1 in the traveling direction.
bias rings (32-34), and a plurality of power supplies (35-37) that apply negative voltages to each of the bias rings (32-34).
〔作用]
本発明においては、複数に分割されたバイアスリング(
32〜34)を設け、夫々に負の電圧を印加しており、
この負の電圧が高電圧でバイアスリング(32〜34)
のうちのいずれかよりファラデーカップ(38)に放電
が生じても、残りのバイアスリングに負の電圧が印加さ
れているため2次電子がファラデーカップ(38)より
外に飛び出すことが防止され、ビーム電流の訓測値が正
確である。[Function] In the present invention, a bias ring divided into a plurality of parts (
32 to 34) are provided and a negative voltage is applied to each,
This negative voltage is a high voltage and the bias ring (32-34)
Even if a discharge occurs in the Faraday cup (38) from one of the bias rings, a negative voltage is applied to the remaining bias rings, so secondary electrons are prevented from jumping out of the Faraday cup (38). The beam current measurement value is accurate.
第1図は本発明装置の一部の一実施例の構造図を示づ。 FIG. 1 shows a structural diagram of an embodiment of a part of the apparatus of the present invention.
同図中、第3図と同一部分には同一符号を付し、その説
明を省略する。In the figure, the same parts as in FIG. 3 are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted.
第1図中、30はテスト用のビームゲート、31はテス
ト用のフロントファラデーである。テスト時にはビーム
ゲート30は矢印六方向に移動させ、スイッチSW1.
3W2夫々を電流計23に接続させる。この状態でイオ
ンビームをビームゲート30の表面30aに打ち込み、
電流計23でビーム電流を計測する。In FIG. 1, 30 is a beam gate for testing, and 31 is a front Faraday for testing. During testing, the beam gate 30 is moved in the six directions of the arrows, and the switches SW1.
3W2 are each connected to the ammeter 23. In this state, an ion beam is implanted into the surface 30a of the beam gate 30,
The beam current is measured with an ammeter 23.
実際のイオン注入時にはビームゲート30を下げ、図示
の如くイオンビームがビームゲート30の開口部30b
を通過する状態とする。またスイッチSW1.8W2夫
々を切換えてビームグー1−30及びフロントファラデ
ー31を接地する。During actual ion implantation, the beam gate 30 is lowered and the ion beam is directed to the opening 30b of the beam gate 30 as shown in the figure.
Let the state pass through. Also, the beam goo 1-30 and the front Faraday 31 are grounded by switching the switches SW1, 8W2, respectively.
ビームゲート30の後方(ウェハ16側)にはバイアス
リング32.33.34が矢印8方向に示すど−ム通過
方向に沿って並べられている。バイアスリング32.3
3.34は電源35,36゜37夫々より負の大電圧(
例えば〜1600V )を印加されている。バイアスリ
ング32.33.34夫々は断面が略円形で角部を持た
ない構造とされており、互いに一定長だけ離間させて配
置されている。Behind the beam gate 30 (on the wafer 16 side), bias rings 32, 33, and 34 are arranged along the dome passing direction shown in the arrow 8 direction. bias ring 32.3
3.34 is a large negative voltage (
For example, ~1600V) is applied. Each of the bias rings 32, 33, and 34 has a substantially circular cross section and no corner, and is spaced apart from each other by a certain length.
筒状のファラデーカップ38はバイアスリング側の周縁
38aに丸みを持たせ、角部を持たない構造とされてい
る。The cylindrical Faraday cup 38 has a structure in which a peripheral edge 38a on the bias ring side is rounded and has no corners.
このように、バイアスリング32〜34及びファラデー
カップ38は互いに対向する部分が丸みを持ち、尖った
角部を持たないため、電圧の集中がなく、バイアスリン
グ32〜34からファラデーカップ38への放電のおそ
れが低い。In this way, the bias rings 32 to 34 and the Faraday cup 38 have rounded portions that face each other and do not have sharp corners, so there is no concentration of voltage and discharge from the bias rings 32 to 34 to the Faraday cup 38. There is a low risk of
また、複数のバイアスリング32〜34を設けているた
め、最も近接したバイアスリング34h1らファラデー
カップ38へ放電が起こっても、バイアスリング33.
34夫々には負の大電圧が印加されており、2次電子が
このバイアスリング33.34の外に飛び出すことが防
止され、電流計23によるビーム電流の計測値は正確で
ある。Further, since a plurality of bias rings 32 to 34 are provided, even if discharge occurs from the nearest bias ring 34h1 to the Faraday cup 38, the bias ring 33.
A large negative voltage is applied to each of the bias rings 33 and 34, preventing secondary electrons from jumping out of the bias rings 33 and 34, and the beam current measured by the ammeter 23 is accurate.
なお、第1図において、ファラデーカップ38の周縁3
8aはY軸に対して斜めに切欠かれているがこれはビー
ムゲート30の移動方向(矢印六方向)によって決めら
れたもので、これはY@力方向切欠いたものであっても
良く、上記実施例に限定されない。In addition, in FIG. 1, the periphery 3 of the Faraday cup 38
8a is notched diagonally with respect to the Y axis, but this is determined by the direction of movement of the beam gate 30 (six arrow directions), and this may also be a notch cut in the Y@ force direction, as described above It is not limited to the examples.
によれば、ファラデーカップへの放電が生じてもファラ
デーカップから外に2次電子が飛び出ずことを防止でき
、ビーム電流を常時正確にg1測でき、実用上きわめて
有用である。According to this method, even if a discharge occurs to the Faraday cup, secondary electrons can be prevented from flying out from the Faraday cup, and the beam current g1 can be measured accurately at all times, which is extremely useful in practice.
第1図は本発明装置の一実施例の構造図、第2図はイオ
ン注入装置の概念図、
第3図は従来装置の一例の構造図である。
図において、
16はウェハ、
23は電流計、
32〜34はバイアスリング、
35〜37は電源、
38はファラデーカップ
を示す。
〔発明の効果〕FIG. 1 is a structural diagram of an embodiment of the device of the present invention, FIG. 2 is a conceptual diagram of an ion implantation device, and FIG. 3 is a structural diagram of an example of a conventional device. In the figure, 16 is a wafer, 23 is an ammeter, 32 to 34 are bias rings, 35 to 37 are power supplies, and 38 is a Faraday cup. 〔Effect of the invention〕
Claims (2)
生する2次電子を取り込むファラデーカップ(38)の
該イオンビームが打込まれる側に負の電圧を印加された
バイアスリングを設け、該2次電子が外に飛び出すのを
阻止するイオン注入方法において、 該バイアスリングを該イオンビームの進行方向に複数(
32〜34)に分割し、夫々に負の電圧を印加すること
を特徴とするイオン注入方法。(1) A bias ring to which a negative voltage is applied is provided on the side of the Faraday cup (38) into which the ion beam is implanted, which captures the secondary electrons generated when the ion beam is implanted into the wafer (16). In an ion implantation method that prevents secondary electrons from jumping out, the bias ring is arranged in a plurality of directions in the traveling direction of the ion beam.
32 to 34), and applying a negative voltage to each ion implantation method.
生する2次電子を取り込むファラデーカップ(38)の
該イオンビームが打込まれる側に該2次電子が外の飛び
出すのを阻止するための負の電圧を印加したバイアスリ
ングを有するイオン注入装置において、 該イオンビームの進行方向に複数に分割されたバイアス
リング(32〜34)と、 該バイアスリング(32〜34)夫々に負の電圧を印加
する複数の電源(35〜37)とを有することを特徴と
するイオン注入装置。(2) To prevent the secondary electrons from jumping out to the side of the Faraday cup (38) into which the ion beam is implanted, which captures the secondary electrons generated when the ion beam is implanted into the wafer (16). In an ion implantation apparatus having a bias ring to which a negative voltage of An ion implantation apparatus characterized by having a plurality of power supplies (35 to 37) that apply .
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---|---|---|---|
JP63202988A JP2706478B2 (en) | 1988-08-15 | 1988-08-15 | Ion implantation method and apparatus |
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