JPH0547341A - Ion implanter - Google Patents

Ion implanter

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JPH0547341A
JPH0547341A JP20809491A JP20809491A JPH0547341A JP H0547341 A JPH0547341 A JP H0547341A JP 20809491 A JP20809491 A JP 20809491A JP 20809491 A JP20809491 A JP 20809491A JP H0547341 A JPH0547341 A JP H0547341A
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和宏 西川
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Abstract

PURPOSE:To perform an ion implantation action with nearly the preset dose quantity even if there is a difference between the beam current measured by a dose faraday and the beam current of an ion beam actually radiated to a wafer. CONSTITUTION:The beam current of an ion beam 12 is measured by a dose faraday 7 located outside the orbit of the ion beam 12 radiated to a wafer 6 during an implantation action, and the moving speed of the wafer 6 is controlled by an implantation controller 13 based on the measured result. During the control of the moving speed of the wafer 6, i.e., the control of the implantation quantity, the dose correction coefficient is determined from the measured result by a back faraday 14 located on the orbit of the ion beam 12 actually radiated to the wafer 6 and the measured result by the dose faraday 7, and the ion implantation quantity is corrected via the dose correction coefficient.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ウエハ等のイオン照射
対象物内に不純物イオンを均一注入するイオン注入装置
に関し、特にイオンビームのビーム電流を測定してイオ
ン注入量の制御を行う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 for uniformly implanting impurity ions into an object to be ion-irradiated such as a wafer, and more particularly to ion implantation for measuring an ion beam beam current to control an ion implantation amount. It relates to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】イオン注入装置は、拡散したい不純物を
イオン化し、この不純物イオンを磁界を用いた質量分析
法により選択的に取り出し、電界により加速してイオン
照射対象物に照射することで、イオン照射対象物内に不
純物を注入するものである。そして、このイオン注入装
置は、半導体プロセスにおいてデバイスの特性を決定す
る不純物を任意の量および深さに制御性良く注入できる
ことから、現在の集積回路の製造に重要な装置になって
いる。
2. Description of the Related Art An ion implantation apparatus ionizes impurities to be diffused, selectively extracts these impurity ions by mass spectrometry using a magnetic field, accelerates them by an electric field, and irradiates the ion irradiation target with the ions. Impurities are injected into the irradiation target. This ion implantation apparatus is an important apparatus for manufacturing integrated circuits at present because it can implant impurities that determine device characteristics in a semiconductor process to an arbitrary amount and depth with good controllability.

【0003】上記イオン注入装置には、大型のイオン照
射対象物(例えば8インチのウエハ)に対応できるもの
として、図5および図6に示すように、走査電極51・
51によりX方向(例えば水平方向)にイオンビーム5
4を電気的に走査すると共に、イオン照射対象物56を
X方向と直交するY方向(例えば垂直方向)に機械的に
走査する、いわゆるハイブリッドスキャン型のものがあ
る。
As shown in FIGS. 5 and 6, the ion implanter is designed to handle a large ion irradiation target (for example, an 8-inch wafer), as shown in FIGS.
Ion beam 5 in X direction (for example, horizontal direction) by 51
There is a so-called hybrid scan type that electrically scans 4 and mechanically scans the ion irradiation target 56 in the Y direction (eg, vertical direction) orthogonal to the X direction.

【0004】上記ハイブリッドスキャン型のイオン注入
装置では、イオン照射対象物56は注入位置において保
持部材53に保持され、保持部材駆動機構52に駆動さ
れてY方向に往復運動(走査)するようになっている。
In the above hybrid scan type ion implantation apparatus, the ion irradiation target 56 is held by the holding member 53 at the implantation position and driven by the holding member drive mechanism 52 to reciprocate (scan) in the Y direction. ing.

【0005】また、上記保持部材53の上流側には、所
定面積の開口部55aを持つ照射マスク55が配置され
ている。この照射マスク55の開口部55aは、ビーム
走査領域内に形成され、開口部55aを通過したイオン
ビーム54のみが、その後方の保持部材53に保持され
たイオン照射対象物56に照射されるようになってい
る。
An irradiation mask 55 having an opening 55a having a predetermined area is arranged upstream of the holding member 53. The opening 55a of the irradiation mask 55 is formed in the beam scanning region so that only the ion beam 54 passing through the opening 55a is irradiated to the ion irradiation target 56 held by the holding member 53 behind the opening 55a. It has become.

【0006】イオン注入装置では、イオンビーム54の
ビーム電流が測定され、この測定結果に基づいてイオン
注入量の制御が行われる。上記ハイブリッドスキャン型
のイオン注入装置では、通常、イオン照射対象物56を
照射するイオンビーム54の軌道外にドーズファラデ5
7が設けられ、このドーズファラデ57によりビーム電
流が測定される。
In the ion implantation apparatus, the beam current of the ion beam 54 is measured, and the ion implantation amount is controlled based on the measurement result. In the above hybrid scan type ion implanter, the dose Farade 5 is usually placed outside the orbit of the ion beam 54 for irradiating the ion irradiation target 56.
7 is provided, and the beam current is measured by this dose Faraday 57.

【0007】上記ドーズファラデ57に入射されるイオ
ンビーム54のビーム電流は、カレントインテグレータ
58で積算され、単位時間当たり(例えば1回のビーム
走査当たり)の電荷量に対応したパルス信号に変換され
て注入コントローラ59に出力される。
The beam current of the ion beam 54 incident on the dose Farade 57 is integrated by the current integrator 58, converted into a pulse signal corresponding to the amount of electric charge per unit time (for example, per one beam scanning), and then injected. It is output to the controller 59.

【0008】この注入コントローラ59は、この単位時
間当たりの電荷量に対応したパルス信号に基づいて、入
力キー60の操作により予め設定されている設定ドーズ
量でイオン注入されるように、保持部材駆動機構52の
動作を制御し、保持部材53の移動速度、即ちイオン照
射対象物56のY方向走査速度の制御を行うようになっ
ている。このY方向走査速度の制御により、イオン照射
対象物56へのイオン注入量が制御されるようになって
いる。
The implantation controller 59 drives the holding member so that ions are implanted at a preset dose amount set by the operation of the input key 60 based on the pulse signal corresponding to the charge amount per unit time. The movement of the holding member 53, that is, the scanning speed of the ion irradiation target 56 in the Y direction is controlled by controlling the operation of the mechanism 52. By controlling the Y-direction scanning speed, the amount of ion implantation into the ion irradiation target 56 is controlled.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記の構成によりイオ
ン注入動作が行われる場合、ドーズファラデ57で測定
されるビーム電流は、実際にイオン照射対象物56に照
射されるイオンビームのものではないため、ドーズファ
ラデ57で測定されるビーム電流と、実際にイオン照射
対象物56に照射されるイオンビームのビーム電流とに
差が生ずる可能性がある。
When the ion implantation operation is performed with the above-described configuration, the beam current measured by the dose Farade 57 is not the ion beam actually irradiated on the ion irradiation target 56. There is a possibility that a difference occurs between the beam current measured by the dose Faraday 57 and the beam current of the ion beam that is actually irradiated on the ion irradiation target 56.

【0010】特に、注入均一性の向上が要求される今日
のイオン注入装置では、走査電極51・51に印加され
る走査電圧の波形を整形することにより注入均一性の向
上を図る場合があり、このような補正動作が行われる
と、フリンジング(走査電極51・51間の電界中にお
いて、中央部では略平行な電界が走査電極51・51に
近づく程偏向される現象)の影響等の条件が変化し、こ
れに伴ってイオンビーム54の経路が変化するため、ド
ーズファラデ57で測定されるビーム電流と、実際にイ
オン照射対象物56に照射されるイオンビームのビーム
電流との比に数%程度の差が生じることがある。
In particular, in today's ion implanters, which are required to improve the uniformity of implantation, the uniformity of implantation may be improved by shaping the waveform of the scanning voltage applied to the scanning electrodes 51, 51. When such a correction operation is performed, conditions such as the influence of fringing (a phenomenon in which an electric field that is substantially parallel in the central portion in the electric field between the scanning electrodes 51, 51 is deflected as it approaches the scanning electrodes 51, 51), etc. Changes, and the path of the ion beam 54 changes accordingly. Therefore, the ratio of the beam current measured by the dose Farade 57 to the beam current of the ion beam actually irradiated on the ion irradiation target 56 is several percent. There may be differences in degree.

【0011】従来、注入コントローラ59によるイオン
注入量の制御は、前記のようにドーズファラデ57で測
定されるビーム電流に基づいて行われているので、この
ドーズファラデ57で測定されるビーム電流の誤差によ
り、設定されている設定ドーズ量とは異なった注入量の
制御が行われてしまうという問題点を有している。
Conventionally, the control of the ion implantation amount by the implantation controller 59 is performed based on the beam current measured by the dose Farade 57 as described above. Therefore, due to the error of the beam current measured by the dose Farade 57, There is a problem that the implantation dose is controlled differently from the set dose amount.

【0012】本発明は、上記に鑑みなされたものであ
り、その目的は、略設定された通りのドーズ量によりイ
オン注入動作が行えるイオン注入装置を提供することに
ある。
The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an ion implantation apparatus which can perform an ion implantation operation with a dose amount which is set substantially.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明のイオン注入装置
は、上記の課題を解決するために、イオン照射対象物を
照射するイオンビームの軌道外にビーム電流測定部が設
けられ、このビーム電流測定部によるビーム電流の測定
結果に基づいて、予め設定されている設定ドーズ量にな
るようにイオン注入量の制御が行われるイオン注入装置
において、以下の手段を講じている。
In order to solve the above-mentioned problems, the ion implantation apparatus of the present invention is provided with a beam current measuring section outside the trajectory of an ion beam for irradiating an ion irradiation target. The following measures are taken in an ion implantation apparatus in which the amount of ion implantation is controlled so that a preset dose amount is achieved based on the measurement result of the beam current by the measuring unit.

【0014】即ち、イオン照射対象物を照射するイオン
ビームの軌道上に第2ビーム電流測定部が設けられ、上
記ビーム電流測定部と第2ビーム電流測定部とによるビ
ーム電流の測定結果に基づいてイオン注入量の補正が行
われる。
That is, the second beam current measuring unit is provided on the trajectory of the ion beam for irradiating the ion irradiation target, and based on the measurement result of the beam current by the beam current measuring unit and the second beam current measuring unit. The amount of ion implantation is corrected.

【0015】[0015]

【作用】上記の構成によれば、イオン照射対象物を照射
するイオンビームの軌道外に設けられたビーム電流測定
部で測定されたビーム電流の測定結果に基づいて、イオ
ン注入量の制御が行われる。
According to the above structure, the ion implantation amount is controlled based on the measurement result of the beam current measured by the beam current measuring unit provided outside the trajectory of the ion beam for irradiating the ion irradiation target. Be seen.

【0016】このため、上記ビーム電流測定部で測定さ
れるビーム電流と、実際にイオン照射対象物に照射され
るイオンビームのビーム電流とに差がある場合、このま
までは予め設定されている設定ドーズ量とは異なった注
入量の制御が行われてしまうが、上記の構成によれば、
実際にイオン照射対象物に照射されるイオンビームの軌
道上に第2ビーム電流測定部が設けられており、この第
2ビーム電流測定部による測定結果と、上記ビーム電流
測定部による測定結果とが比較され、これらの測定結果
に基づいてイオン注入量の補正が行われるので、略設定
ドーズ量通りのイオン注入動作が行われる。
For this reason, if there is a difference between the beam current measured by the beam current measuring unit and the beam current of the ion beam that is actually irradiated on the ion irradiation target, the setting dose set in advance is left as it is. Although the injection amount is controlled differently from the amount, according to the above configuration,
A second beam current measuring unit is provided on the trajectory of the ion beam that is actually irradiated to the ion irradiation target. The measurement result by the second beam current measuring unit and the measurement result by the beam current measuring unit are Since the comparison is made and the ion implantation amount is corrected on the basis of these measurement results, the ion implantation operation is performed substantially at the set dose amount.

【0017】[0017]

【実施例】本発明の一実施例について図1ないし図4に
基づいて説明すれば、以下の通りである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following will describe one embodiment of the present invention with reference to FIGS.

【0018】本実施例のイオン注入装置は、図4に示す
ように、一対の走査電極1・1によりイオンビーム12
を電気的にX方向(例えば水平方向)に走査すると共
に、イオン照射対象物としてのウエハ6をX方向と直交
するY方向(例えば垂直方向)に機械的に走査する、い
わゆるハイブリッドスキャン型のものである。
As shown in FIG. 4, the ion implantation system of this embodiment uses an ion beam 12 with a pair of scanning electrodes 1.1.
Of the so-called hybrid scan type that electrically scans the wafer in the X direction (for example, the horizontal direction) and mechanically scans the wafer 6 as the ion irradiation target in the Y direction (for example, the vertical direction) orthogonal to the X direction. Is.

【0019】尚、上記のハイブリッド型イオン注入装置
は、イオンビーム12を扇状に掃引する通常タイプのも
のであるが、イオンビーム12を平行にする機構を有す
るパラレルビーム方式のものであってもよい。
The hybrid type ion implanter is a normal type which sweeps the ion beam 12 in a fan shape, but it may be a parallel beam type having a mechanism for making the ion beam 12 parallel. ..

【0020】このイオン注入装置は、図3に示すよう
に、注入元素をイオン化し、イオンビーム12として引
き出すイオン源部41と、所定の注入イオンのみを選別
して取り出す質量分離部42、イオンビーム12を輸送
する中で必要によりイオンビーム12を加速し、ビーム
形状を成形、集束、走査する機能を包含するビームライ
ン部43、ウエハ6をセットし注入処理を行うエンドス
テーション部44から構成されている。
As shown in FIG. 3, this ion implanter comprises an ion source 41 for ionizing an implanted element and extracting it as an ion beam 12, a mass separator 42 for extracting only selected implanted ions, and an ion beam. The beam line unit 43 includes a function of accelerating the ion beam 12 during transportation of 12 to shape, focus, and scan the beam shape, and an end station unit 44 that sets the wafer 6 and performs implantation processing. There is.

【0021】上記イオン源部41には、イオン源物質ガ
ス(例えばBF3 等)を供給するガスボックス45、注
入元素をイオン化するイオン源40、よびイオンビーム
12を引出すための引出し電源46が備えられている。
また、イオン源部41の内部は、イオン源部真空ポンプ
47により真空状態に保たれている。上記イオン源40
は、例えば熱陰極PIG型であり、ソースマグネットお
よび図示しないフィラメント、アーク電極等を有し、ア
ークチャンバ内においてフィラメントからの熱電子放出
をトリガとしてアーク放電を行うことによりプラズマを
作り、引出し電源46より引出し電圧が印加されたイオ
ン源40からイオンビーム12を引出すようになってい
る。尚、イオン源物質としては、ガスだけでなく固体
(As等)の使用も可能であり、固体を使用する場合、
固体のイオン源物質を固体オーブンで蒸発させてアーク
チャンバに導き、固体イオン源物質をイオン化する。
The ion source section 41 is provided with a gas box 45 for supplying an ion source substance gas (for example, BF 3 etc.), an ion source 40 for ionizing the implanted elements, and an extraction power source 46 for extracting the ion beam 12. Has been.
Further, the inside of the ion source unit 41 is kept in a vacuum state by an ion source unit vacuum pump 47. The ion source 40
Is, for example, a hot cathode PIG type, has a source magnet, a filament (not shown), an arc electrode, etc., and generates plasma by performing arc discharge with thermionic emission from the filament as a trigger in the arc chamber, and the extraction power source 46 The ion beam 12 is extracted from the ion source 40 to which the extraction voltage is applied. As the ion source material, not only gas but also solid (As etc.) can be used. When solid is used,
The solid ion source material is evaporated in a solid oven and introduced into an arc chamber to ionize the solid ion source material.

【0022】上記質量分離部42には、質量分析マグネ
ットが備えられている。この質量分析マグネットは、イ
オン源部41から引出されたイオンビーム12の中から
必要なイオンを選択すると共に、磁気収束作用を利用し
てイオンビーム12を分析スリット48に絞り込んでビ
ームライン部43へ導くようになっている。
The mass separation section 42 is equipped with a mass analysis magnet. This mass analysis magnet selects necessary ions from the ion beam 12 extracted from the ion source unit 41, narrows the ion beam 12 to the analysis slit 48 by utilizing the magnetic focusing action, and directs it to the beam line unit 43. It is designed to guide you.

【0023】上記ビームライン部43には、質量分離部
42の分析スリット48から出たイオンビームを加速す
る加速管49、イオンビーム12を集束させる静電レン
ズ(3重4極子レンズ)50、イオンビーム12をX方
向に走査する1対の走査電極1・1が備えられている。
また、ビームライン部43の内部は、ビームライン部真
空ポンプ55により真空状態に保たれている。
In the beam line section 43, an acceleration tube 49 for accelerating the ion beam emitted from the analysis slit 48 of the mass separation section 42, an electrostatic lens (triple quadrupole lens) 50 for focusing the ion beam 12, and ions. A pair of scan electrodes 1.1 for scanning the beam 12 in the X direction is provided.
The inside of the beam line unit 43 is kept in a vacuum state by the beam line unit vacuum pump 55.

【0024】上記走査電極1・1には、図示しない走査
電源が接続されている。この走査電源より走査電極1・
1に互いに180度位相が異なる走査電圧が印加される
ことにより、図4に示すようにイオンビーム12のX方
向の走査が行われる。
A scanning power source (not shown) is connected to the scanning electrodes 1.1. From this scanning power supply, scan electrode 1
By applying the scan voltages having the phases different from each other by 180 degrees, the ion beam 12 is scanned in the X direction as shown in FIG.

【0025】上記エンドステーション部44には、図3
に示すように、ウエハ6を保持するウエハ保持部材(以
下、プラテンと称する)3が備えられており、エンドス
テーション部44内はエンドステーション部真空ポンプ
51により真空状態に保たれている。上記プラテン3
は、図1に示すように、プラテン駆動機構2に駆動され
てY方向に移動するようになっている。
The end station section 44 is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, a wafer holding member (hereinafter referred to as a platen) 3 for holding the wafer 6 is provided, and the inside of the end station section 44 is kept in a vacuum state by the end station section vacuum pump 51. Platen 3 above
1 is driven by the platen drive mechanism 2 to move in the Y direction, as shown in FIG.

【0026】また、上記プラテン3の上流側には、図1
および図2に示すように、所定面積の開口部5aを持つ
照射マスク5が配置されている。この照射マスク5の開
口部5aは、ビーム走査領域内に形成され、開口部5a
を通過したイオンビーム12のみが、その後方のプラテ
ン3に保持されたウエハ6に照射されるようになってい
る。
In addition, on the upstream side of the platen 3 shown in FIG.
Further, as shown in FIG. 2, an irradiation mask 5 having an opening 5a having a predetermined area is arranged. The opening 5a of the irradiation mask 5 is formed in the beam scanning region, and the opening 5a is formed.
Only the ion beam 12 that has passed through is irradiated onto the wafer 6 held by the platen 3 behind it.

【0027】また、ビーム走査領域内における開口部5
aの横側には開口部5bが並設されており、開口部5b
の後方にはビーム電流測定部としてのドーズファラデ7
が設けられている。このドーズファラデ7に入射された
イオンビーム12のビーム電流は、接続切り換え器15
を介してカレントインテグレータ8に入力されるように
なっている。
The opening 5 in the beam scanning area
An opening 5b is provided in parallel on the side of a, and the opening 5b
Doose Farade 7 as a beam current measuring unit is behind
Is provided. The beam current of the ion beam 12 incident on the dose Faraday 7 is changed by the connection switching unit 15
Is input to the current integrator 8 via.

【0028】また、上記プラテン3の下流側(ウエハ6
に照射されるイオンビームの軌道上)には、第2ビーム
電流測定部としてのバックファラデ14が設けられてい
る。
The downstream side of the platen 3 (wafer 6
A back Faraday 14 as a second beam current measuring unit is provided on the orbit of the ion beam irradiated to the.

【0029】このバックファラデ14は、プラテン駆動
機構2によりY方向に移動するプラテン3がビーム軌道
から外れた位置にある場合、それまでプラテン3に照射
されていたイオンビーム12が受けられる大きさになっ
ている。このバックファラデ14に入射されたイオンビ
ーム12のビーム電流は、接続切り換え器15を介して
カレントインテグレータ8に入力されるようになってい
る。
When the platen 3 which moves in the Y direction by the platen drive mechanism 2 is out of the beam orbit, the back farade 14 is of a size that can receive the ion beam 12 that has been irradiated on the platen 3 up to that point. ing. The beam current of the ion beam 12 incident on the back Faraday 14 is input to the current integrator 8 via the connection switcher 15.

【0030】上記カレントインテグレータ8は、ドーズ
ファラデ7またはバックファラデ14からのビーム電流
をそれに比例する電圧信号に変換する電流−電圧変換回
路(以下、I/V回路と称する)9と、I/V回路9か
ら入力された、ビーム電流に比例する電圧信号を後の回
路の入力信号に適する信号に増幅するOPアンプ10
と、OPアンプ10からの電圧信号をパルス信号に変換
する電圧−周波数変換回路(以下、V/F回路と称す
る)11とを備えている。
The current integrator 8 is a current-voltage conversion circuit (hereinafter referred to as an I / V circuit) 9 for converting the beam current from the dose farade 7 or the back farade 14 into a voltage signal proportional thereto, and an I / V circuit 9 OP amplifier 10 that amplifies a voltage signal, which is input from, and is proportional to the beam current, into a signal suitable for an input signal of a subsequent circuit.
And a voltage-frequency conversion circuit (hereinafter referred to as a V / F circuit) 11 that converts the voltage signal from the OP amplifier 10 into a pulse signal.

【0031】即ち、ドーズファラデ7またはバックファ
ラデ14から接続切り換え器15を介してカレントイン
テグレータ8に入力されたビーム電流は、上記カレント
インテグレータ8により、ビーム電流量に対応したパル
ス信号に変換され、注入コントローラ13に出力され
る。
That is, the beam current input to the current integrator 8 from the dose farade 7 or the back farade 14 via the connection switch 15 is converted by the current integrator 8 into a pulse signal corresponding to the amount of beam current, and the implantation controller 13 is operated. Is output to.

【0032】上記接続切り換え器15は、ドーズファラ
デ7またはバックファラデ14と注入コントローラ13
との接続を切り換えるためのもので、一方が注入コント
ローラ13と接続されている場合、他方は接地されるよ
うになっている。この接続切り換え器15の動作は、注
入コントローラ13によって制御される。
The connection switching device 15 is composed of the dose Faraday 7 or the back Faraday 14 and the injection controller 13.
It is for switching the connection with the injection controller 13. When one is connected to the injection controller 13, the other is grounded. The operation of the connection switcher 15 is controlled by the injection controller 13.

【0033】尚、本実施例では、カレントインテグレー
タ8の手前に接続切り換え器15を設けているが、ドー
ズファラデ7およびバックファラデ14に各々1台ずつ
スイッチを設置し、そのパルス出力を切り換えて注入コ
ントローラ13に入力するようにしてもよいのは勿論で
ある。
In this embodiment, the connection switching device 15 is provided in front of the current integrator 8. However, one switch is provided for each of the dose farade 7 and the back farade 14, and the pulse output thereof is switched to switch the injection controller 13. Of course, it may be input to.

【0034】また、上記イオン注入装置は、ウエハ6に
注入するドーズ量を設定するための入力キー16を備え
ており、この入力キー16の操作により設定されたドー
ズ量は、注入コントローラ13に出力される。
The ion implanter is also provided with an input key 16 for setting a dose amount to be implanted in the wafer 6, and the dose amount set by operating the input key 16 is output to the implantation controller 13. To be done.

【0035】上記注入コントローラ13はCPUを備え
ており、イオン注入動作開始前において、上記ドーズフ
ァラデ7およびバックファラデ14に入射されるイオン
ビーム12から算出されたビーム電流量に基づいて、後
述のドーズ補正係数Kおよび内部設定ドーズ量Cd ′を
求める演算を行う。また、注入コントローラ13は、イ
オン注入動作中においては、ドーズファラデ7に入射さ
れるイオンビーム12から算出されるビーム電流量に基
づいて、上記入力キー16の操作により設定された設定
ドーズ量通りにイオン注入が行われるように、プラテン
駆動機構2の動作を制御し、プラテン3の移動速度、即
ちウエハ6のY方向走査速度の制御を行うようになって
いる。
The implantation controller 13 is provided with a CPU, and based on the beam current amount calculated from the ion beam 12 incident on the dose farade 7 and the back farade 14 before the start of the ion implantation operation, a dose correction coefficient described later is obtained. K and the internally set dose amount C d ′ are calculated. Further, during the ion implantation operation, the implantation controller 13 is based on the beam current amount calculated from the ion beam 12 incident on the dose Faraday 7 and performs the ion implantation according to the set dose amount set by the operation of the input key 16. The operation of the platen drive mechanism 2 is controlled so that the implantation is performed, and the moving speed of the platen 3, that is, the Y-direction scanning speed of the wafer 6 is controlled.

【0036】上記の構成において、ドーズファラデ7に
入射されるイオンビーム12のビーム電流から算出され
たビーム電流量をCd 、バックファラデ14に入射され
るイオンビーム12のビーム電流から算出されたビーム
電流量をCb 、ドーズファラデ7の開口部面積をSd
バックファラデ14の開口部面積をSb 、とすると、上
記各ファラデの単位面積当たりの電流量は、ドーズファ
ラデ7では、 Cd /Sd バックファラデ14では、 Cb /Sb となる。尚、上記Sd およびSb は、構造的に決定され
ており、既知の値である。
In the above configuration, the beam current amount calculated from the beam current of the ion beam 12 incident on the dose Faraday 7 is C d , and the beam current amount calculated from the beam current of the ion beam 12 incident on the back Faraday 14 C b , the opening area of the dose Farade 7 is S d ,
When the opening area of the back farade 14 is S b , the amount of current per unit area of each farade is C b / S d in the dose farade 7 and C b / S b in the back farade 14. The above S d and S b are structurally determined and are known values.

【0037】バックファラデ14に入射されるイオンビ
ーム12の単位面積当たりの電流量に比例してウエハ6
上にイオンが注入されるから、入力キー16の操作によ
り設定された設定ドーズ量をDt 、注入動作により実際
にウエハ6上に注入されるドーズ量をDw 、とすると、 Dw =Dt (Cb /Sb )/(Cd /Sd )=Dt (C
b /Cd )(Sd /Sb ) ・・・(1) となる。
The wafer 6 is proportional to the amount of current per unit area of the ion beam 12 incident on the back-farade 14.
Since ions are implanted on the upper side, if the set dose amount set by the operation of the input key 16 is D t and the dose amount actually implanted on the wafer 6 by the implantation operation is D w , D w = D t (C b / S b ) / (C d / S d ) = D t (C
b / C d ) (S d / S b ) ... (1)

【0038】上式(1)において、Cd /Sd =Cb
b 、即ち、(Cb /Cd )(Sd /Sb )=1であれ
ば、Dw =Dt 、即ち、設定ドーズ量と注入動作により
実際にウエハ6上に注入されるドーズ量とが同じにな
る。しかし、実際は、(Cb /Cd )(Sd /Sb )≠
1となり、Dw ≠Dt となる場合が殆どである。
In the above equation (1), C d / S d = C b /
If S b , that is, (C b / C d ) (S d / S b ) = 1, D w = D t , that is, the dose actually implanted on the wafer 6 by the set dose amount and the implantation operation. The amount is the same. However, in reality, (C b / C d ) (S d / S b ) ≠
In most cases, 1 and D w ≠ D t .

【0039】本発明では、イオン注入動作が行われる前
にCd およびCb を求め、次式(2)によりドーズ補正
係数Kを求める。
In the present invention, C d and C b are obtained before the ion implantation operation is performed, and the dose correction coefficient K is obtained by the following equation (2).

【0040】 K=(Cb /Cd )(Sd /Sb )・・・(2) ここで、実際の注入量の制御時に用いる内部設定ドーズ
量Dt ′を、 Dt ′=KDt ・・・(3) とすると、内部設定ドーズ量Dt ′にて注入量の制御を
行うと、ウエハ6に注入されるドーズ量Dw は、 Dw =Dt ′(Cb /Sb )/(Cd /Sd ) Dt ′=KDt より、 Dw =KDt (Cb /Sb )/(Cd /Sd )=(Cb
/Cd )(Sd /Sb )Dt (Cb /Sb )/(Cd
d )=Dt となる。即ち、設定ドーズ量Dt にドーズ補正係数Kを
掛けた内部設定ドーズ量Dt ′を用いた注入量制御を行
うことにより、実際にウエハ6上に注入されるドーズ量
w が、入力キー16で設定された設定ドーズ量Dt
なる。
K = (C b / C d ) (S d / S b ) ... (2) Here, the internally set dose amount D t ′ used when controlling the actual implantation amount is D t ′ = KD Assuming t ... (3), if the implantation amount is controlled by the internally set dose amount D t ′, the dose amount D w implanted into the wafer 6 is D w = D t ′ (C b / S b ) / (C d / S d ) D t ′ = KD t , D w = KD t (C b / S b ) / (C d / S d ) = (C b
/ C d ) (S d / S b ) D t (C b / S b ) / (C d /
S d ) = D t . That is, by performing the implantation amount control using the internally set dose amount D t ′ obtained by multiplying the set dose amount D t by the dose correction coefficient K, the dose amount D w actually implanted on the wafer 6 is determined by the input key. The set dose amount D t set in 16 is obtained.

【0041】ここで、上記イオン注入装置のイオン注入
動作を説明する。
Here, the ion implantation operation of the above ion implantation apparatus will be described.

【0042】先ず、イオン注入動作が行われる前に、プ
ラテン3がビーム軌道から外れた位置に停止している状
態において、イオンビーム12のX方向の走査が行われ
る。
First, before the ion implantation operation is performed, the ion beam 12 is scanned in the X direction while the platen 3 is stopped at a position deviated from the beam trajectory.

【0043】このとき、注入コントローラ13は、接続
切り換え器15の動作を制御することにより、ドーズフ
ァラデ7またはバックファラデ14と、カレントインテ
グレータ8との接続を交互に切り換える。
At this time, the injection controller 13 controls the operation of the connection switching device 15 to alternately switch the connection between the dose farade 7 or back farade 14 and the current integrator 8.

【0044】上記ドーズファラデ7とカレントインテグ
レータ8とが接続状態にあるときは、ドーズファラデ7
に入射したイオンビーム12のビーム電流は、カレント
インテグレータ8により、ビーム電流量Cd に対応した
パルス信号に変換され、注入コントローラ13に出力さ
れる。
When the dose dose Faraday 7 and the current integrator 8 are connected, the dose dose Faraday 7
The beam current of the ion beam 12 incident on is converted into a pulse signal corresponding to the beam current amount C d by the current integrator 8 and output to the implantation controller 13.

【0045】上記バックファラデ14とカレントインテ
グレータ8とが接続状態にあるときは、バックファラデ
14に入射したイオンビーム12のビーム電流は、同じ
くカレントインテグレータ8により、ビーム電流量Cb
に対応したパルス信号に変換され、注入コントローラ1
3に出力される。
When the back Faraday 14 and the current integrator 8 are in a connected state, the beam current of the ion beam 12 incident on the back Faraday 14 is also the beam current amount C b by the current integrator 8.
Is converted into a pulse signal corresponding to the injection controller 1
3 is output.

【0046】上記注入コントローラ13は、これらビー
ム電流量Cd およびビーム電流量Cb に対応したパルス
信号から上記の式(2)に示す演算を行いドーズ補正係
数Kを割り出す。さらに注入コントローラ13は、求め
たドーズ補正係数Kから上記の式(3)に示す演算を行
い内部設定ドーズ量Dt ′を割り出す。また、内部設定
ドーズ量Dt ′算出後、注入コントローラ13は、内蔵
されている図示しないRAM等の記憶装置に、この内部
設定ドーズ量Dt ′を記憶するようになっている。
The implantation controller 13 calculates the dose correction coefficient K by performing the calculation shown in the above equation (2) from the pulse signals corresponding to the beam current amount C d and the beam current amount C b . Further, the implantation controller 13 performs the calculation shown in the above equation (3) from the obtained dose correction coefficient K to determine the internally set dose amount D t ′. Also, 'After the calculation, the injection controller 13, a storage device such as a RAM (not shown) is built, the internal set dose D t' internally set dose D t is adapted to store.

【0047】そして、上記内部設定ドーズ量Dt ′を割
り出す動作が終了した後にイオン注入動作が開始され
る。
Then, the ion implantation operation is started after the operation of calculating the internally set dose amount D t ′ is completed.

【0048】即ち、図3に示すように、イオン源部41
のイオン源40から引き出され、質量分離部42で所定
イオンのみが選別された後、ビームライン部43の加速
管49で加速され、静電レンズ50でシャープなビーム
に整形されたイオンビーム12は、走査電源から互いに
180度位相が異なる走査電圧が印加される走査電極1
・1によりX方向に走査される。
That is, as shown in FIG.
The ion beam 12 extracted from the ion source 40 of FIG. 1 is selected by the mass separation unit 42 and then accelerated by the acceleration tube 49 of the beam line unit 43 and shaped into a sharp beam by the electrostatic lens 50. , A scanning electrode 1 to which scanning voltages having phases different from each other by 180 degrees are applied from a scanning power source
・ 1 scans in the X direction.

【0049】そして、X方向に走査されたイオンビーム
12は、図1および図2に示すように、上記照射マスク
5の開口部5aを通過してその後方のプラテン3に保持
されたウエハ6を照射すると共に、開口部5aの側方に
並設された開口部5bを通過してその後方のドーズファ
ラデ7に入射される。
Then, as shown in FIGS. 1 and 2, the ion beam 12 scanned in the X direction passes through the opening 5a of the irradiation mask 5 and the wafer 6 held on the platen 3 behind it. While being irradiated, it passes through the openings 5b arranged side by side to the openings 5a and is incident on the dose farade 7 behind the openings 5b.

【0050】一方、ウエハ6がセットされたプラテン3
は、プラテン駆動機構2に駆動されてY方向に走査され
る。これにより、ウエハ6全表面にイオンビーム12が
照射される。
On the other hand, the platen 3 on which the wafer 6 is set
Are driven by the platen drive mechanism 2 and scanned in the Y direction. As a result, the entire surface of the wafer 6 is irradiated with the ion beam 12.

【0051】尚、内部設定ドーズ量Dt ′を割り出す動
作が終了した後、接続切り換え器15は、注入コントロ
ーラ13により、ドーズファラデ7とカレントインテグ
レータ8との接続に切り換えられている。即ち、イオン
注入動作中は、ドーズファラデ7に入射されるイオンビ
ーム12のビーム電流のみがカレントインテグレータ8
に入力される。そして、ドーズファラデ7からのビーム
電流は、カレントインテグレータ8によりビーム電流量
d に対応したパルス信号に変換され、注入コントロー
ラ13に出力される。
After the operation for calculating the internally set dose amount D t ′ is completed, the connection switching device 15 is switched to the connection between the dose farade 7 and the current integrator 8 by the injection controller 13. That is, during the ion implantation operation, only the beam current of the ion beam 12 incident on the dose Faraday 7 is applied to the current integrator 8.
Entered in. Then, the beam current from the dose Faraday 7 is converted into a pulse signal corresponding to the beam current amount C d by the current integrator 8 and output to the implantation controller 13.

【0052】注入コントローラ13は、カレントインテ
グレータ8から単位時間毎に得られるビーム電流量
d 、および上記の内部設定ドーズ量Dt ′を用いて所
定の演算を行ってプラテン3の移動速度を割り出し、プ
ラテン駆動機構2の動作を制御する。
The implantation controller 13 calculates the moving speed of the platen 3 by performing a predetermined calculation using the beam current amount C d obtained from the current integrator 8 per unit time and the above-mentioned internally set dose amount D t ′. , And controls the operation of the platen drive mechanism 2.

【0053】尚、本実施例においては、求めたドーズ補
正係数Kを設定ドーズ量Dt に掛けることより設定ドー
ズ量Dt の補正を行い、結果的に注入量を補正している
が、例えば、求めたドーズ補正係数Kをカレントインテ
グレータ8から単位時間毎に得られるビーム電流量Cd
に掛けて、ビーム電流量Cd の補正を行った場合でも、
同様に注入量の補正が行える。
In this embodiment, the set dose amount D t is corrected by multiplying the obtained dose correction coefficient K by the set dose amount D t , and as a result, the injection amount is corrected. , The obtained dose correction coefficient K is the beam current amount C d obtained from the current integrator 8 every unit time.
Even if the beam current amount C d is corrected by
Similarly, the injection amount can be corrected.

【0054】また、本実施例の場合、注入動作開始前に
ドーズ補正係数Kを割り出しているが、注入動作中にド
ーズ補正係数Kを割り出してもよい。この場合、プラテ
ン3がビーム軌道から外れた位置にきたときに接続切り
換え器15による接続切り換え動作を行えばよい。
In the present embodiment, the dose correction coefficient K is calculated before the injection operation is started, but the dose correction coefficient K may be calculated during the injection operation. In this case, the connection switching device 15 may perform the connection switching operation when the platen 3 reaches a position deviated from the beam trajectory.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明のイオン注入装置は、以上のよう
に、イオン照射対象物を照射するイオンビームの軌道上
に第2ビーム電流測定部が設けられ、イオン照射対象物
を照射するイオンビームの軌道外に設けられたビーム電
流測定部と、上記第2ビーム電流測定部とによるビーム
電流の測定結果に基づいてイオン注入量の補正が行われ
る構成である。
As described above, according to the ion implantation apparatus of the present invention, the second beam current measuring unit is provided on the trajectory of the ion beam for irradiating the ion irradiation target, and the ion beam for irradiating the ion irradiation target is provided. The ion implantation dose is corrected based on the measurement result of the beam current by the beam current measuring unit provided outside the orbit and the second beam current measuring unit.

【0056】それゆえ、ビーム電流測定部で測定される
ビーム電流と、実際にイオン照射対象物に照射されるイ
オンビームのビーム電流とに差がある場合でも、略設定
された通りのドーズ量によりイオン注入動作が行えると
いう効果を奏する。
Therefore, even if there is a difference between the beam current measured by the beam current measuring unit and the beam current of the ion beam that is actually irradiated on the ion irradiation target, the dose amount will be approximately set. The effect that the ion implantation operation can be performed is achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示すものであり、イオン注
入装置の要部を示す概略の構成図である。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention and is a schematic configuration diagram showing a main part of an ion implantation apparatus.

【図2】上記イオン注入装置を上方からみた場合の要部
の配置を説明する概略の説明図である。
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram illustrating the arrangement of the main parts when the ion implantation apparatus is viewed from above.

【図3】上記イオン注入装置の構成の一例を示す概略の
全体構成図である。
FIG. 3 is a schematic overall configuration diagram showing an example of a configuration of the ion implantation apparatus.

【図4】上記イオン注入装置におけるイオンビームのX
方向の走査とウエハのY方向の走査を示す概略の説明図
である。
FIG. 4 is an X of an ion beam in the above-mentioned ion implantation apparatus
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram showing scanning in a direction and scanning in a Y direction on a wafer.

【図5】従来例を示すものであり、イオン注入装置の要
部を示す概略の構成図である。
FIG. 5 shows a conventional example and is a schematic configuration diagram showing a main part of an ion implantation apparatus.

【図6】上記イオン注入装置を上方からみた場合の要部
の配置を説明する概略の説明図である。
FIG. 6 is a schematic explanatory diagram illustrating the arrangement of the main parts when the ion implantation apparatus is viewed from above.

【符号の説明】 1 走査電極 2 プラテン駆動機構 3 プラテン 6 ウエハ 7 ドーズファラデ(ビーム電流測定部) 8 カレントインテグレータ 12 イオンビーム 13 注入コントローラ 14 バックファラデ(第2ビーム電流測定部) 15 接続切り換え器[Explanation of Codes] 1 Scanning Electrode 2 Platen Driving Mechanism 3 Platen 6 Wafer 7 Dose Farade (Beam Current Measuring Unit) 8 Current Integrator 12 Ion Beam 13 Implantation Controller 14 Back Farade (Second Beam Current Measuring Unit) 15 Connection Switcher

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/265 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 21/265

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】イオン照射対象物を照射するイオンビーム
の軌道外にビーム電流測定部が設けられ、このビーム電
流測定部によるビーム電流の測定結果に基づいて、予め
設定されている設定ドーズ量になるようにイオン注入量
の制御が行われるイオン注入装置において、 イオン照射対象物を照射するイオンビームの軌道上に第
2ビーム電流測定部が設けられ、上記ビーム電流測定部
と第2ビーム電流測定部とによるビーム電流の測定結果
に基づいてイオン注入量の補正が行われることを特徴と
するイオン注入装置。
1. A beam current measuring unit is provided outside the trajectory of an ion beam for irradiating an ion irradiation target, and a preset dose amount is set based on a measurement result of the beam current by the beam current measuring unit. In the ion implantation apparatus in which the ion implantation amount is controlled so that the second beam current measuring unit is provided on the trajectory of the ion beam for irradiating the ion irradiation target, the beam current measuring unit and the second beam current measuring unit are provided. An ion implantation apparatus, wherein an ion implantation amount is corrected based on a measurement result of a beam current by the section.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006008543A1 (en) * 2004-07-23 2006-01-26 Applied Materials, Inc. Method of determining dose uniformity of a scanning ion implanter
KR100588687B1 (en) * 2002-10-09 2006-06-12 동부일렉트로닉스 주식회사 Disk faraday of a ion implanter
JP2012234815A (en) * 2011-05-05 2012-11-29 Advanced Ion Beam Technology Inc Ion implantation system
KR20160114171A (en) * 2014-01-30 2016-10-04 액셀리스 테크놀러지스, 인크. Method for enhancing beam utilization in a scanned beam ion implanter

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100588687B1 (en) * 2002-10-09 2006-06-12 동부일렉트로닉스 주식회사 Disk faraday of a ion implanter
WO2006008543A1 (en) * 2004-07-23 2006-01-26 Applied Materials, Inc. Method of determining dose uniformity of a scanning ion implanter
JP2012234815A (en) * 2011-05-05 2012-11-29 Advanced Ion Beam Technology Inc Ion implantation system
US8698110B2 (en) 2011-05-05 2014-04-15 Advanced Ion Beam Technology, Inc. Ion implanting system
KR20160114171A (en) * 2014-01-30 2016-10-04 액셀리스 테크놀러지스, 인크. Method for enhancing beam utilization in a scanned beam ion implanter
JP2017510025A (en) * 2014-01-30 2017-04-06 アクセリス テクノロジーズ, インコーポレイテッド Method for improving beam utilization in scanned beam ion implantation

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