JPH0473851A - Device and method for ion implantation - Google Patents

Device and method for ion implantation

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JPH0473851A
JPH0473851A JP18504990A JP18504990A JPH0473851A JP H0473851 A JPH0473851 A JP H0473851A JP 18504990 A JP18504990 A JP 18504990A JP 18504990 A JP18504990 A JP 18504990A JP H0473851 A JPH0473851 A JP H0473851A
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JP
Japan
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ion
ion beam
irradiated
irradiation
ion implantation
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JP18504990A
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Japanese (ja)
Inventor
Jiyunji Fukuroda
袋田 淳史
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

PURPOSE:To protect an irradiated target from an abnormal ion beam current by providing a detection system for monitoring ion beam current, and interrupting the irradiation when a fixed value or more of ion beam is emitted to the irradiated target. CONSTITUTION:When an ion beam 11a is emitted to an irradiated target 15 from an ion generating source 11, the ion beam 11a is deflected and driven by a beam deflecting and driving means 12, and the ion beam 11a emitted to the irradiated target 15 is detected by a beam detecting means 13 and outputted to a control means 14 as a beam detection signal Si. In the control means 14, the beam detection signal Si is compared with a preset beam standard signal SL, and when the beam detection signal Si exceeding the beam standard signal SL is detected, drive control is conducted so that the ion beam 11a is not emitted to the irradiated target 15. Thus, the irradiated target 15 can be protected from the abnormal ion beam 11a.

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術(第4図) 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段(第1図) 作用 実施例(第2.第3図) 発明の効果 〔概 要〕 イオン注入装置、特にイオン発生源のチャージアップや
電子電流の増加を原因とする異常イオンビーム電流から
被照射対象を保護する装置に関し、該イオンビーム電流
を監視する検出系を設け、一定以上のイオンビームが被
照射対象に照射される場合には、その照射を中断し、そ
れが正常化したときに再度ビーム照射をすることを目的
とし、被照射対象にイオンビームを照射するイオン発生
源と、前記イオンビームを偏向駆動するビーム偏向駆動
手段と、前記イオンビームを検出してビーム検出信号を
出力するビーム検出手段と、前記イオン発生源、ビーム
偏向駆動手段及びビーム検出手段の入出力を制御する制
御手段とを具備し、前記制御手段が予め設定されたビー
ム基準信号と前記ビーム検出信号とに基づいてビーム偏
向駆動手段の駆動制御をすることを含み構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Table of Contents] Overview Industrial Application Fields Prior Art (Fig. 4) Means for Solving Problems to be Solved by the Invention (Fig. 1) Working Examples (Fig. 2. (Figure 3) Effects of the invention [Summary] The present invention relates to an ion implantation device, particularly a device that protects an irradiated target from abnormal ion beam current caused by charge-up of an ion source or increase in electron current. A monitoring detection system is installed, and if the target is irradiated with an ion beam exceeding a certain level, the irradiation is interrupted and the beam is irradiated again when the ion beam returns to normal. an ion generation source for irradiating an ion beam with an ion beam; a beam deflection drive means for deflecting and driving the ion beam; a beam detection means for detecting the ion beam and outputting a beam detection signal; and a control means for controlling input and output of the beam detection means, the control means controlling the drive of the beam deflection drive means based on a preset beam reference signal and the beam detection signal. Configure.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、イオン注入装置及びイオン注入方法に関する
ものであり、更に詳しく言えば、イオン発生源のチャー
ジアップや電子電流の増加を原因とする異常イオンビー
ムを流から被照射対象を保護する装置及び方法に関する
ものである。
The present invention relates to an ion implantation device and an ion implantation method, and more specifically, the present invention relates to an ion implantation device and an ion implantation method, and more specifically, to a device and an ion implantation method for protecting an irradiated target from abnormal ion beam flow caused by charge-up of an ion source or increase in electron current. It is about the method.

近年、半導体集積回路装置(以下LSIという)の高集
積、高密度化に伴い、トランジスタの不純物拡散層領域
等を形成する際に、直接、レジストをマスクにして不純
物イオンを半導体基板に注入している。
In recent years, with the increasing integration and density of semiconductor integrated circuit devices (hereinafter referred to as LSI), when forming impurity diffusion layer regions of transistors, impurity ions are directly implanted into the semiconductor substrate using a resist as a mask. There is.

ところで、異常イオンビーム電流による影響は、酸化膜
を介してイオン注入をする場合には、それほど問題にな
らないがレジスト膜を介してイオン注入をする場合には
、該レジスト膜にマスクダメージと称される物理的ひび
割れ等が発生して、信転性の良いイオン注入ができない
という問題がある。
By the way, the influence of abnormal ion beam current is not so much of a problem when ions are implanted through an oxide film, but when ions are implanted through a resist film, this is called mask damage to the resist film. There is a problem that ion implantation with good reliability cannot be performed due to the occurrence of physical cracks and the like.

そこで、イオンビーム電流を監視する検出系を設け、一
定以上のイオンビームが被照射対象に照射される場合に
は、その照射を中断し、それが正常化したときに再度ビ
ーム照射をすることができる装置及び方法が望まれてい
る。
Therefore, a detection system that monitors the ion beam current is installed, and if the ion beam exceeds a certain level and the target is irradiated, the irradiation is interrupted and the beam irradiation is performed again when the ion beam current returns to normal. A device and method that can do this is desired.

〔従来の技術] 第4図は、従来例に係るイオン注入装置の構成図である
[Prior Art] FIG. 4 is a configuration diagram of an ion implantation apparatus according to a conventional example.

図において、レジストをマスクにして不純物イオンを注
入するイオン注入装置は、イオンビーム11aを発生す
るイオン発生器1と、加速及び運動量分析器2A、ビー
ム偏向器2B及びビーム偏向/駆動回路2Cと、イオン
ビーム11aを検出するイオン検出器3と、イオン検出
電流S11に基づいて注入制御信号S13を出力する制
?n装置4から成る。
In the figure, an ion implantation device that implants impurity ions using a resist as a mask includes an ion generator 1 that generates an ion beam 11a, an acceleration and momentum analyzer 2A, a beam deflector 2B, and a beam deflection/drive circuit 2C. An ion detector 3 that detects the ion beam 11a and a system that outputs an implantation control signal S13 based on the ion detection current S11? It consists of n devices 4.

当該装置の機能は、例えば、トランジスタの不純物拡散
層領域等を形成する場合、まず、イオン発生器1からイ
オンビーム11aが発生されると、該ビーム11aが質
量分析処理されて加速及び運動量分析器2Aにより加速
される。また、加速されたイオンビーム11aはビーム
偏向/駆動回路2Cを介してビーム偏向器2Bにより偏
向される。これにより、イオンビーム11aが被照射対
象となる半導体基板5Aに偏向照射される。この際に、
イオンビーム11aが所望の注入時間走査されると、レ
ジストのマスク領域以外の半導体基板5Aに不純物イオ
ンを注入することができる。
The function of this device is, for example, when forming an impurity diffusion layer region of a transistor, first, an ion beam 11a is generated from an ion generator 1, and the beam 11a is subjected to mass spectrometry processing and then passed through an acceleration and momentum analyzer. It is accelerated by 2A. Further, the accelerated ion beam 11a is deflected by a beam deflector 2B via a beam deflection/drive circuit 2C. Thereby, the ion beam 11a is deflected and irradiated onto the semiconductor substrate 5A to be irradiated. At this time,
When the ion beam 11a is scanned for a desired implantation time, impurity ions can be implanted into the semiconductor substrate 5A other than the mask region of the resist.

また、イオンビーム11aの注入時間は、イオン検出器
3により、イオンビーム11aの乾性入量をモニタする
ことにより判断されている。例えば、制御装置4内の積
分回路4Aによりイオンビーム11aの乾性入量が検出
され、それを基準注入時間と比較することで中央演算処
理装置(以下CPUという)4Bを介してイオンビーム
11aをオフする注入制御信号513がビーム偏向/駆
動回路2Cに出力されている。
Further, the implantation time of the ion beam 11a is determined by monitoring the dry input amount of the ion beam 11a using the ion detector 3. For example, the dry input amount of the ion beam 11a is detected by the integrating circuit 4A in the control device 4, and by comparing it with the reference implantation time, the ion beam 11a is turned off via the central processing unit (hereinafter referred to as CPU) 4B. An injection control signal 513 is output to the beam deflection/drive circuit 2C.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従って、イオン検出器3はイオンビーム11aの注入時
間をモニタする目的に使用されている。このことは、イ
オン発生器1のチャージアップや電子電流の増加を原因
とする異常イオンビームが半導体基板5Aに照射された
場合に、イオン検出器3、積分回路4A及びCP04B
による検出機能では、イオンビーム11aの乾性入量が
結果的にモニタされるのみで、異常イオンビーム電流そ
のものを検出することができない。
Therefore, the ion detector 3 is used for the purpose of monitoring the implantation time of the ion beam 11a. This means that when the semiconductor substrate 5A is irradiated with an abnormal ion beam caused by charge-up of the ion generator 1 or an increase in electron current, the ion detector 3, the integrating circuit 4A and the CP04B
With the detection function, only the dry input amount of the ion beam 11a is monitored, and the abnormal ion beam current itself cannot be detected.

このため、異常イオンビームがレジストIt!5Bを損
傷することがある。これによる異常イオンビーム電流に
よる影響は、熱酸化膜等を介してイオン注入をする場合
には、イオン衝突によるダメージが少ないが、レジスト
膜を介してイオン注入をする場合には、イオン衝突によ
るマスクダメージと称される物理的ひび割れ等が発生す
ることがある。
Therefore, the abnormal ion beam resists It! May damage 5B. The effect of abnormal ion beam current due to this is that when ion implantation is performed through a thermal oxide film, etc., there is less damage due to ion collision, but when ion implantation is performed through a resist film, there is a mask caused by ion collision. Physical cracks called damage may occur.

このことは、近年のLSIの高集積、高密度化に伴う微
細トランジスタの不純物拡散層領域等を形成する際に、
特に顕著となり、信顛性の良いイオン注入ができないと
いう問題がある。
This means that when forming impurity diffusion layer regions, etc. of fine transistors that accompany the recent high integration and density of LSIs,
This is especially noticeable, and there is a problem that reliable ion implantation cannot be performed.

本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創作されたもの
であり、イオンビーム電流を監視する検出系を設け、一
定以上のイオンビームが被照射対象に照射される場合に
は、その照射を中断し、それが正常化したときに再度ビ
ーム照射をすることが可能となるイオン注入装置及びイ
オン注入方法の提供を目的とする。
The present invention was created in view of the problems of the conventional example, and includes a detection system that monitors the ion beam current, and when the ion beam exceeding a certain level is irradiated onto the target, the irradiation is stopped. The object of the present invention is to provide an ion implantation device and an ion implantation method that can interrupt the beam irradiation and restart the beam irradiation when the beam irradiation returns to normal.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

第1図は、本発明に係るイオン注入装置の原理図である
FIG. 1 is a principle diagram of an ion implantation apparatus according to the present invention.

その装置は、被照射対象15にイオンビーム11aを照
射するイオン発生源11と、前記イオンビーム11aを
偏向駆動するビーム偏向駆動手段12と、前記イオンビ
ーム11aを検出してビーム検出信号Siを出力するビ
ーム検出手段13と、前記イオン発生a11.ビーム偏
向駆動手段12及びビーム検出手段13の入出力を制御
する制御手段14とを具備し、前記制御手段14が予め
設定されたビーム基準信号SLと前記ビーム検出信号S
iとに基づいてビーム偏向駆動手段12の駆動制御をす
ることを特徴とし、 その方法は、前記イオン注入装置を用いたイオン注入方
法であって、被照射対象15に照射されたイオンビーム
11aを監視しながら前記イオンビーム11aの異常状
態の判別処理をし、前記判別処理に基づいてイオンビー
ム11aの照射制御処理をすることを特徴とし、上記目
的を達成する。
The device includes an ion generation source 11 that irradiates an ion beam 11a onto an irradiation target 15, a beam deflection drive means 12 that deflects and drives the ion beam 11a, and detects the ion beam 11a and outputs a beam detection signal Si. a beam detecting means 13 for detecting the ions, and the ion generating means a11. It comprises a beam deflection drive means 12 and a control means 14 for controlling the input/output of the beam detection means 13, and the control means 14 receives a preset beam reference signal SL and the beam detection signal S.
The drive control of the beam deflection driving means 12 is performed based on The above object is achieved by determining whether the ion beam 11a is in an abnormal state while being monitored, and performing irradiation control processing for the ion beam 11a based on the determination.

〔作 用〕[For production]

本発明の装置によれば、イオン発生i11 1.ビーム
偏向駆動手段12.ビーム検出手段13及び制御手段1
4が設けられ、予め設定されたビーム基準信号SLとビ
ーム検出信号Siとに基づいてイオンビーム11aが駆
動制御されている。
According to the device of the invention, ion generation i11 1. Beam deflection driving means 12. Beam detection means 13 and control means 1
4 is provided, and the ion beam 11a is driven and controlled based on a preset beam reference signal SL and a beam detection signal Si.

例えば、イオン発生源11から被照射対象15にイオン
ビーム11aが照射されると、該イオンビーム11aが
ビーム偏向駆動手段12により偏向駆動される。また、
被照射対象15に照射されたイオンビーム11aがビー
ム検出手段13により検出され、該ビーム11aがビー
ム検出信号Siとして制御手段14に出力される。
For example, when the ion beam 11a is irradiated from the ion source 11 to the irradiation target 15, the ion beam 11a is deflected by the beam deflection driving means 12. Also,
The ion beam 11a irradiated onto the irradiation target 15 is detected by the beam detection means 13, and the beam 11a is outputted to the control means 14 as a beam detection signal Si.

このため、制御手段14では、予め設定されたビーム基
準信号SLとビーム検出信号Siとが比較され、例えば
、該ビーム基準信号SLを越えるビーム検出信号Siが
検出された場合には、イオンビーム11aを被照射対象
15に照射を行わない駆動制御をすることが可能となる
Therefore, the control means 14 compares the preset beam reference signal SL and the beam detection signal Si, and for example, if the beam detection signal Si exceeding the beam reference signal SL is detected, the ion beam 11a It becomes possible to perform drive control such that the target 15 to be irradiated is not irradiated with the irradiation target 15.

これにより、ビーム検出手段13を従来例に係るイオン
検出器3のイオンビーム11aの注入時間をモニタする
目的に加えて、異常イオンビームそのものを検出する検
出機能として使用することができる。このことで、異常
イオンビーム11aから被照射対象15を保護する駆動
制御をすることが可能となる。
Thereby, the beam detection means 13 can be used not only for the purpose of monitoring the implantation time of the ion beam 11a of the ion detector 3 according to the conventional example, but also as a detection function for detecting the abnormal ion beam itself. This makes it possible to perform drive control to protect the irradiation target 15 from the abnormal ion beam 11a.

また、本発明の方法によれば、当該装置を用いたイオン
注入方法であって、被照射対象15に照射されたイオン
ビーム11aを監視し、該イオンビーム11aの異常状
態の判別処理に基づいてイオンビーム11aの照射制御
処理をしている。
Further, according to the method of the present invention, there is an ion implantation method using the apparatus, in which the ion beam 11a irradiated to the irradiation target 15 is monitored, and the ion beam 11a is determined based on the abnormal state of the ion beam 11a. Irradiation control processing for the ion beam 11a is being performed.

このため、イオン発生源11のチャージアップや電子電
流の増加を原因とする異常イオンビームが被照射対象1
5に連続して照射される恐れがある場合に、一定以上の
イオンビーム電流を検出することで「異常」と判断する
ことができる。かかる場合に、イオンビームの照射を中
断し、それが正常化したときに再度ビーム照射をするこ
とが可能となる。
Therefore, the abnormal ion beam caused by the charge-up of the ion source 11 and the increase in electron current is transmitted to the irradiated target 1.
If there is a risk that the ion beam will be continuously irradiated with ion beam 5, it can be determined that the ion beam is abnormal by detecting an ion beam current of a certain level or higher. In such a case, it becomes possible to interrupt the ion beam irradiation and perform the beam irradiation again when the situation returns to normal.

これにより、異常イオンビーム照射の初期段階においで
、イオン衝突による損傷から被照射対象15が保護され
、従来例のようなマスクダメージと称される物理的ひび
割れ等を阻止することが可能となる。
As a result, in the initial stage of abnormal ion beam irradiation, the target 15 to be irradiated is protected from damage caused by ion collisions, and it is possible to prevent physical cracks, etc., which are called mask damage, as in the conventional example.

〔実施例〕〔Example〕

次に図を参照しながら本発明の実施例について説明をす
る。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第3図は、本発明の実施例に係るイオン注入装置及びそ
の制御方法を説明する構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating an ion implantation apparatus and a control method thereof according to an embodiment of the present invention.

図において、レジストをマスクにして不純物イオンを注
入するイオン注入装置は、真空容器20内に、イオン発
生器1.加速及び運動量分析器2A、ビーム偏向器2B
、  ウェハホルダ25Cが設けられ、その外部装置と
してビーム偏向/駆動回路22Cやff1I御装置24
を具備している。
In the figure, an ion implantation device that implants impurity ions using a resist as a mask includes an ion generator 1. Acceleration and momentum analyzer 2A, beam deflector 2B
, a wafer holder 25C is provided, and its external devices include a beam deflection/drive circuit 22C and an ff1I control device 24.
Equipped with:

すなわち、21はイオン発生s11の一実施例となるイ
オン発生器であり、電子を発生する電子銃21Aと、リ
ン(P)やボロン(B)等の不純物ガスを導入するガス
導入口21Bから成る。イオン発生器21の機能は、不
純物ガスを電離してイオン化し、PイオンビームやBイ
オンビームを発生するものである。
That is, 21 is an ion generator that is an example of the ion generator s11, and is composed of an electron gun 21A that generates electrons and a gas introduction port 21B that introduces impurity gas such as phosphorus (P) and boron (B). . The function of the ion generator 21 is to ionize impurity gas and generate a P ion beam or a B ion beam.

22A〜22Cはビーム偏向/駆動手段12の一実施例
となる加速及び運動量分析器、ビーム偏向器ビーム偏向
/駆動回路をそれぞれ示している。・加速及び運動量分
析器22Aは、イオン発生器21からのイオンビーム2
1aを加速するものである。ビーム偏向器22Bは、水
平偏向器201 と垂直偏向器202から成り、イオン
ビーム21aを被照射対象15となる半導体基vi25
Aにおいて、水平/垂直方向に走査するものである。ビ
ーム偏向/駆動回路22Cは、イオンビーム21aを一
方に寄せるバイアス電圧を発生するバイアス電圧発生器
(以下BE回路という)203と、イオンビーム2]a
を水平方向に走査する第1のビーム掃引交流電源(以下
ACH回路という)204 と、イオンビーム21aを
垂直方向に走査する第2のビーム掃引交流電源(以下A
CV@路という)205から成る。、また、ビーム偏向
/駆動回路22Cは、制御装置24からの駆動制御信号
S2に基づいてビーム偏向器22Bを制御するものであ
る。
Reference numerals 22A to 22C respectively indicate an acceleration and momentum analyzer and a beam deflection/drive circuit of the beam deflection/drive means 12. - The acceleration and momentum analyzer 22A uses the ion beam 2 from the ion generator 21.
1a. The beam deflector 22B consists of a horizontal deflector 201 and a vertical deflector 202, and directs the ion beam 21a to the semiconductor substrate vi25, which is the target 15 to be irradiated.
In A, scanning is performed in the horizontal/vertical direction. The beam deflection/drive circuit 22C includes a bias voltage generator (hereinafter referred to as BE circuit) 203 that generates a bias voltage that biases the ion beam 21a to one side, and an ion beam 2]a.
A first beam sweeping AC power supply (hereinafter referred to as ACH circuit) 204 that scans the ion beam 21a in the horizontal direction, and a second beam sweeping AC power supply (hereinafter referred to as ACH circuit) that scans the ion beam 21a in the vertical direction.
(referred to as CV@road) 205. Also, the beam deflection/drive circuit 22C controls the beam deflector 22B based on the drive control signal S2 from the control device 24.

23はビーム検出手段13の一実施例となるイオン検出
器であり、被照射対象15となる半導体基板25Aを載
置したウェハホルダ24Cの一端に設けられている。イ
オン検出器23は、被照射対象15に照射されるイオン
ビーム21aを検出し、それをイオン検出信号Slとし
て制御装置24に出力するものである。
An ion detector 23 is an embodiment of the beam detection means 13, and is provided at one end of a wafer holder 24C on which a semiconductor substrate 25A, which is the object 15 to be irradiated, is mounted. The ion detector 23 detects the ion beam 21a irradiated onto the irradiation target 15 and outputs it to the control device 24 as an ion detection signal Sl.

24は制御手段14の一実施例となる制御装置であり、
イオン検出信号S1を増幅するイオン電流増幅器24A
と、増幅されたイオン検出電流をイオン検出電圧に変換
する電流/を正変換回路24Bと、該検出電圧とビーム
基準信号SELの一例となる基準電圧とを比較する電圧
比較器24Cと、該基準電圧に係るレベル値を入力する
レベル入力回路24Dと、該レベル値に基づいて基準電
圧を発生する電圧発生回路24Eと、基準電圧を越える
イオン検出電圧を検出した際に、「異常」を警報する異
常警報回路24Fと、イオン発生器21.加速及び運動
量分析器22A及びビーム偏向/駆動回路22C等の入
出力を制御するCPO24Gから成る。
24 is a control device which is an example of the control means 14;
Ion current amplifier 24A that amplifies the ion detection signal S1
, a current/positive conversion circuit 24B that converts the amplified ion detection current into an ion detection voltage, a voltage comparator 24C that compares the detection voltage with a reference voltage, which is an example of the beam reference signal SEL, and the reference voltage. A level input circuit 24D that inputs a level value related to voltage, a voltage generation circuit 24E that generates a reference voltage based on the level value, and an "abnormality" alarm when an ion detection voltage exceeding the reference voltage is detected. Abnormality alarm circuit 24F and ion generator 21. It consists of a CPO 24G that controls input and output of an acceleration and momentum analyzer 22A, a beam deflection/drive circuit 22C, and the like.

なお、25Aは被照射対象15の一例となる半導体基板
であり、設計データに基づいて形成されたレジストマス
ク25Bにより覆われ、トランジスタの不純物拡散層領
域等が形成されるものである。
Note that 25A is a semiconductor substrate that is an example of the irradiation target 15, and is covered with a resist mask 25B formed based on design data, on which impurity diffusion layer regions of transistors and the like are formed.

このようにして、本発明の実施例に係る装置によれば、
イオン発生器21.ビーム偏向/駆動回路22C,イオ
ン検出器23及び制御装置24等が設けられ、予め設定
された基′LjA電圧とイオン検出電圧とに基づいてイ
オンビーム21aが駆動制御される。
In this way, according to an apparatus according to an embodiment of the invention,
Ion generator 21. A beam deflection/drive circuit 22C, an ion detector 23, a control device 24, etc. are provided, and the ion beam 21a is driven and controlled based on a preset base LjA voltage and an ion detection voltage.

すなわち、イオン発生器21から半導体基板25Aにイ
オンビーム21aが照射されると、該イオンビーム21
aがビーム偏向/駆動回路22Cにより偏向駆動される
。また、半導体基板25Aに照射されたイオンビーム2
1aがイオン検出器23により検出され、該ビーム21
aがイオン検出信号$1として制御装置24に出力され
る。
That is, when the ion beam 21a is irradiated from the ion generator 21 to the semiconductor substrate 25A, the ion beam 21
a is deflected and driven by the beam deflection/drive circuit 22C. In addition, the ion beam 2 irradiated onto the semiconductor substrate 25A
1a is detected by the ion detector 23, and the beam 21
a is output to the control device 24 as an ion detection signal $1.

このため、制御装置24では、予め設定された基1電圧
とイオン検出電圧とが比較され、例えば、該基!1!電
圧を越えるイオン検出電圧が検出された場合には、イオ
ンビーム21aを半導体基板25Aの照射を行わない駆
動制御をすることが可能となる。
For this reason, the control device 24 compares the preset base 1 voltage and the ion detection voltage, and for example, the base 1 voltage set in advance is compared with the ion detection voltage. 1! When an ion detection voltage exceeding the voltage is detected, it becomes possible to drive and control the ion beam 21a so as not to irradiate the semiconductor substrate 25A.

これにより、従来例に係るイオン検出器23をイオンビ
ーム11aの注入時間をモニタする目的に加えて、異常
イオンビームそのものを検出する検出機能として使用す
ることができる。このことで、異常イオンビーム21a
から半導体基板25Aを保護する駆動制御をすることが
可能となる。
Thereby, the conventional ion detector 23 can be used not only for the purpose of monitoring the implantation time of the ion beam 11a but also as a detection function for detecting the abnormal ion beam itself. With this, the abnormal ion beam 21a
It becomes possible to perform drive control to protect the semiconductor substrate 25A from damage.

次に、本発明に係るイオン注入方法について、当該装置
の動作を補足しながら説明をする。
Next, the ion implantation method according to the present invention will be explained while supplementing the operation of the apparatus.

第3図は、本発明の実施例に係るイオン注入方法のフロ
ーチャートである。
FIG. 3 is a flowchart of an ion implantation method according to an embodiment of the present invention.

図において、まず、ステップP1で半導体基板25Aを
ウェハホルダ25Cにセットする。この際に、レジスト
膜25Bを形成した半導体基板25Aがウェハホルダ2
5Cに載置され、真空容820が真空状態に維持される
。また、イオンビーム21aは予め、イオン検出器23
に入射されている。
In the figure, first, in step P1, a semiconductor substrate 25A is set on a wafer holder 25C. At this time, the semiconductor substrate 25A on which the resist film 25B is formed is placed on the wafer holder 2.
5C, and the vacuum volume 820 is maintained in a vacuum state. Further, the ion beam 21a is transmitted to the ion detector 23 in advance.
is being incident on.

次いで、ステップP2で半導体基板2SAにイオンビー
ム21aを照射する。この際に、基板25Aがセントさ
れると、その後、ビーム偏向処理が開始される。該偏向
処理は、予め設定された基準電圧やイオン注入時間等が
CPU24Gにより認識され、駆動制御信号S2がビー
ム偏向/駆動回路22Cに出力される。これにより、ビ
ーム偏向!22Bが動作して、イオン発生器21からの
イオンビーム21aが半導体基板25A上に照射偏向さ
れる。
Next, in step P2, the semiconductor substrate 2SA is irradiated with the ion beam 21a. At this time, when the substrate 25A is centered, the beam deflection process is then started. In the deflection process, the preset reference voltage, ion implantation time, etc. are recognized by the CPU 24G, and a drive control signal S2 is output to the beam deflection/drive circuit 22C. This allows beam deflection! 22B operates, and the ion beam 21a from the ion generator 21 is irradiated and deflected onto the semiconductor substrate 25A.

次に、ステップP3でイオン検出器23のモニタ処理を
してイオンビーム21aの監視処理をする。
Next, in step P3, the ion detector 23 is monitored and the ion beam 21a is monitored.

ここで、例えば、予め設定した基準電圧を越えるイオン
検出電圧が検出された場合に、CPU24C;により、
イオンビーム21aの異常状態が判別処理される。
Here, for example, when an ion detection voltage exceeding a preset reference voltage is detected, the CPU 24C;
An abnormal state of the ion beam 21a is determined.

また、ステップP4で判別処理に基づいてイオンビーム
11aの照射制御処理をする。
Further, in step P4, irradiation control processing of the ion beam 11a is performed based on the discrimination processing.

この際に、CPU24Gからイオンビーム21aの照射
中断をする内容の駆動制御信号S2がビーム偏向/駆動
回路22Cに出力される。この駆動制御信号S2はBE
回路203のバイアス電圧を発生させ、これにより、ビ
ーム偏向器201 を介してイオンビーム21aが半導
体基板25A上からイオン検出器23に強制的に変向固
定されるものである。
At this time, the CPU 24G outputs a drive control signal S2 for interrupting irradiation of the ion beam 21a to the beam deflection/drive circuit 22C. This drive control signal S2 is BE
A bias voltage is generated in the circuit 203, thereby forcibly changing and fixing the direction of the ion beam 21a from the semiconductor substrate 25A to the ion detector 23 via the beam deflector 201.

なお、ステップP5で正常イオンビームの復帰判断をす
る。この際に、正常イオンビームに復帰した場合(Y 
ES)に、ステップP6に移行して、予め設定したイオ
ン注入時間についてイオンビーム照射処理を継続する。
Note that in step P5, it is determined whether the normal ion beam is restored. At this time, if the ion beam returns to normal (Y
ES), the process moves to step P6, and the ion beam irradiation process is continued for a preset ion implantation time.

また、正常イオンビームに復帰しない場合(No)には
、ステップP3に移行して、モニタ処理を継続し、場合
によって所定時間経過とともに異常警報を発生する。
Furthermore, if the normal ion beam is not restored (No), the process moves to step P3 to continue the monitoring process, and depending on the case, an abnormality alarm is generated after a predetermined period of time has elapsed.

これにより、照射制御処理に基づいてレジスト膜25B
を形成した領域以外の半導体基板25Aに不純物イオン
を再現性良く注入することができる。
As a result, the resist film 25B is
Impurity ions can be implanted with good reproducibility into the semiconductor substrate 25A in areas other than the region where the ions are formed.

このようにして、本発明の実施例に係るイオン注入方法
によれば、半導体基板25Aに照射されたイオンビーム
21aの監視をしながら、該イオンビーム21aの異常
状態の判別処理に基づいてイオンビーム21aの照射制
御処理をしている。
In this manner, according to the ion implantation method according to the embodiment of the present invention, while monitoring the ion beam 21a irradiated onto the semiconductor substrate 25A, the ion beam is 21a is performing irradiation control processing.

このため、イオン発生器21のチャージアップや電子電
流の増加を原因とする異常イオンビームが半導体基板2
5Aに連続して照射される恐れがある場合に、一定収上
のイオンビーム電流を検出することで「異常」と判断す
ることができる。かかる場合に、イオンビーム21aの
照射を中断し、それが正常化したときに再度ビーム照射
をすることが可能となる。
Therefore, an abnormal ion beam caused by charge-up of the ion generator 21 or increase in electron current is transmitted to the semiconductor substrate 2.
If there is a risk that the ion beam will be continuously irradiated with 5A, it can be determined that there is an "abnormality" by detecting a constant ion beam current. In such a case, it is possible to interrupt the irradiation of the ion beam 21a and perform the beam irradiation again when the ion beam 21a returns to normal.

これにより、異常イオンビーム照射の初期段階において
、イオン衝突による損傷から半導体基板25Aに形成さ
れたレジスト膜25Bが保護され、従来例のようなマス
クダメージと称される物理的ひび割れ等を阻止すること
が可能となる。
This protects the resist film 25B formed on the semiconductor substrate 25A from damage caused by ion collisions in the initial stage of abnormal ion beam irradiation, and prevents physical cracks, etc., which are called mask damage, as in the conventional example. becomes possible.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明の装置によればイオン発生
源、ビーム偏向駆動手段、ビーム検出手段及び制御手段
が設けられ、予め設定されたビーム基準信号とビーム検
出信号とに基づいてイオンビームを駆動制御することが
できる。
As described above, the apparatus of the present invention is provided with an ion source, a beam deflection drive means, a beam detection means, and a control means, and operates an ion beam based on a preset beam reference signal and a beam detection signal. The drive can be controlled.

二のため、制御手段により予め設定されたビーム基準信
号を越えるビーム検出信号が検出された場合には、被照
射対象に対するイオンビームの照射を中断することがで
きる。
Therefore, when a beam detection signal exceeding a preset beam reference signal is detected by the control means, irradiation of the ion beam to the irradiation target can be interrupted.

また、本発明の方法によれば、イオンビームを監視しな
がらその異常状態の判別処理に基づいて該イオンビーム
の照射制御処理をしでいる。
Further, according to the method of the present invention, while monitoring the ion beam, irradiation control processing for the ion beam is performed based on processing for determining an abnormal state of the ion beam.

このため、異常イオンビームが被照射対象に連続して照
射される恐れがある場合に、「異常Jと判断することが
できる。このことで、異常イオンビーム照射の初期段階
において、レジスト膜等の被照射対象を保護することが
可能となる。
Therefore, if there is a risk that the target is irradiated with an abnormal ion beam continuously, it can be determined that the object is being irradiated with an abnormal ion beam. It becomes possible to protect the irradiated object.

これにより、高信績性のイオン注入装置の製造、かつ、
高集積・超微細化する半導体装置の生産歩留りの向上に
寄与するところが大きい。
This allows for the production of highly reliable ion implantation equipment, and
It greatly contributes to improving the production yield of highly integrated and ultra-fine semiconductor devices.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明に係るイオン注入装置の原理図、 第2図は、本発明の実施例に係るイオン注入装置の構成
図、 第3図は、本発明の実施例に係るイオン注入方法のフロ
ーチャート、 第4図は、従来例に係るイオン注入装置の構成図である
。 (符号の説明) 11・・・イオン発生源、 12・・・ビーム偏向/駆動手段、 13・・・ビーム検出手段、 I4・・・制御手段、 11a・・・イオンビーム、 Sl・・・ビーム検出信号、 SL・・・ビーム基準信号。
FIG. 1 is a principle diagram of an ion implantation device according to the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of an ion implantation device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram of an ion implantation method according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional ion implantation apparatus. (Explanation of symbols) 11... Ion generation source, 12... Beam deflection/driving means, 13... Beam detection means, I4... Control means, 11a... Ion beam, Sl... Beam Detection signal, SL...beam reference signal.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)被照射対象(15)にイオンビーム(11a)を
照射するイオン発生源(11)と、前記イオンビーム(
11a)を偏向駆動するビーム偏向駆動手段(12)と
、前記イオンビーム(11a)を検出してビーム検出信
号(Si)を出力するビーム検出手段(13)と、前記
イオン発生源(11)、ビーム偏向駆動手段(12)及
びビーム検出手段(13)の入出力を制御する制御手段
(14)とを具備し、 前記制御手段(14)が予め設定されたビーム基準信号
(SL)と前記ビーム検出信号(Si)とに基づいてビ
ーム偏向駆動手段(12)の駆動制御をすることを特徴
とするイオン注入装置。
(1) An ion source (11) that irradiates an ion beam (11a) onto an irradiation target (15);
11a); beam detection means (13) for detecting the ion beam (11a) and outputting a beam detection signal (Si); and the ion generation source (11). A control means (14) for controlling input and output of a beam deflection driving means (12) and a beam detection means (13), the control means (14) controlling a preset beam reference signal (SL) and the beam. An ion implantation apparatus characterized in that drive control of a beam deflection drive means (12) is performed based on a detection signal (Si).
(2)請求項1記載のイオン注入装置を用いたイオン注
入方法であって、被照射対象(15)に照射されたイオ
ンビーム(11a)を監視しながら前記イオンビーム(
11a)の異常状態の判別処理をし、前記判別処理に基
づいてイオンビーム(11a)の照射制御処理をするこ
とを特徴とするイオン注入方法。
(2) An ion implantation method using the ion implantation apparatus according to claim 1, wherein the ion beam (11a) irradiated to the target (15) is monitored while
An ion implantation method characterized in that an abnormal state determination process (11a) is performed, and an ion beam (11a) irradiation control process is performed based on the determination process.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008536309A (en) * 2005-04-02 2008-09-04 バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド Method and apparatus for recovering from glitches in fixed beam ion implantation using fast ion beam control

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008536309A (en) * 2005-04-02 2008-09-04 バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド Method and apparatus for recovering from glitches in fixed beam ion implantation using fast ion beam control

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