JPH06101040A - イオン注入装置 - Google Patents

イオン注入装置

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JPH06101040A
JPH06101040A JP4251390A JP25139092A JPH06101040A JP H06101040 A JPH06101040 A JP H06101040A JP 4251390 A JP4251390 A JP 4251390A JP 25139092 A JP25139092 A JP 25139092A JP H06101040 A JPH06101040 A JP H06101040A
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JP
Japan
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ion
beam current
gap length
value
current measuring
Prior art date
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Pending
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JP4251390A
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English (en)
Inventor
Takao Matsumoto
貴雄 松本
Yasuaki Nishigami
靖明 西上
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.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 イオンビーム10のビームスポットを複数の
区域に分割して各区域のビーム電流をビーム電流測定子
2によって検出し、最大のビーム電流が所定値以下とな
るように、イオン源のプラズマチャンバと引出電極との
ギャップ長を調整するビーム電流計測部1やCPU4、
メモリ5等を有している構成である。 【効果】 最大のビーム電流となるピーク電流密度が直
接検出されながらギャップ長の調整が行われるため、パ
ービアンス制御のための煩雑なデータ取りが不要なイオ
ン注入装置を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、イオンビームのピーク
電流密度を所定値以下に低減させるように、イオン源の
プラズマチャンバと引出電極とのギャップ長を調整する
ギャップ長調整手段を有したイオン注入装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】イオン注入装置のイオンビームに使用さ
れる不純物イオンには、例えば正イオンとなるホウ素イ
オンや砒素イオン等があり、これらの不純物イオンが例
えば酸化シリコン膜を有したシリコン基板からなるイオ
ン照射対象物に照射された場合には、不純物のイオン照
射対象物への注入に伴って、イオン照射対象物の酸化シ
リコン膜表面を正極性に帯電させることになる。そし
て、正極性に帯電した酸化シリコン膜表面とシリコン基
板との電位差が過大になると、放電の発生により酸化シ
リコン膜を絶縁破壊させるチャージアップが発生するこ
とになる。
【0003】そこで、イオン注入装置は、帯電速度を低
下させてチャージアップの発生を防止するため、ピーク
電流密度の低いイオンビームを用いてイオン注入するこ
とが望まれており、従来は、引出電極系の引出電流と、
イオン源のプラズマチャンバと引出電極間のギャップ長
との関係により一義的に決定される規格化パービアンス
(P/Pc)を基にして制御するP/Pc制御を行うギ
ャップ長調整手段によって、イオンビームのピーク電流
密度を所定値以下に低減させるようになっている。
【0004】即ち、従来のイオン注入装置は、図4に示
すように、イオン種、エネルギー、ビーム電流等からな
る注入条件毎に所定の規格化パービアンス(P/Pc)
となる引出電流と、イオン源のプラズマチャンバと引出
電極間のギャップ長とを求め、これらのデータをメモリ
51に登録しておき、イオン注入する場合には、所望す
る注入条件に対応するギャップ長を設定してイオンビー
ムを生成させ、このギャップ長における引出電流を引出
電源系52により検出し、テレメータ53およびI/O
54を介してCPU55に伝送してメモリ51に格納す
る。この後、ギャップ長および引出電流を基にして規格
化パービアンス(P/Pc)を算出し、この算出された
規格化パービアンス(P/Pc)と予め登録された規格
化パービアンス(P/Pc)とが一致するか否かを判定
し、両者が一致するまでギャップ長を調整することによ
って、イオンビームのピーク電流密度を所定値以下に低
減させるようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のイオン注入装置では、パービアンス制御をするた
め、エネルギー、イオン種、ビーム電流について、それ
ぞれデータを取る必要があり、このデータ取りに膨大な
時間がかかると共に計算が必要で、この種作業が極めて
煩雑である他、使用できるビーム電流の幅が限られると
いう不都合があった。
【0006】従って、本発明においては、パービアンス
制御のための各種データ取り、および計算作業が不要な
イオン注入装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のイオン注入装置
は、上記課題を解決するために、イオン源のプラズマチ
ャンバと引出電極とのギャップ長を調整することによっ
て、イオンビームのピーク電流密度を所定値以下に低減
させるギャップ長調整手段を有したものであり、下記の
特徴を有している。
【0008】即ち、ギャップ長調整手段は、イオンビー
ムのビームスポットを複数の区域に分割して各区域のビ
ーム電流を検出し、最大のビーム電流が所定値以下とな
るようにギャップ長を調整することを特徴としている。
【0009】
【作用】上記の構成によれば、複数に分割されたビーム
スポットの各区域のビーム電流が検出されることにより
イオンビームの電流密度が検出されることになる。従っ
て、最大のビーム電流となるピーク電流密度が直接検出
されながらギャップ長の調整が行われるため、ピーク電
流密度が常に所定値以下に低減されたイオンビームを得
ることができることになる。
【0010】
【実施例】本発明の一実施例を図1ないし図3に基づい
て説明すれば、以下の通りである。
【0011】本実施例に係るイオン注入装置は、図2に
示すように、例えばECR(Electron Cyclotron Reson
ance) 型のイオン源9と引出電極11と質量分析器12
とを有しており、イオン源9のプラズマ中の正イオンを
引出電極11によって引き出し、質量分析器12によっ
て特定の不純物イオンからなるイオンビーム10を生成
するようになっている。イオンビーム10の進行方向に
は、回転と共に往復並進移動するディスク13が設けら
れており、このディスク13は、複数のイオン照射対象
物14を保持するようになっている。
【0012】上記のディスク13の背面側には、キャッ
チプレート15が設けられており、このキャッチプレー
ト15には、イオンビーム10のビーム電流を検出する
複数のビーム電流測定子2…(ギャップ長調整手段)が
設けられている。これらのビーム電流測定子2…は、検
出面の直径が例えば2mmに設定されており、X方向に
7mmピッチおよびY方向に14mmピッチの間隔で1
7行17列にイオンビーム10の進行方向に対して垂直
方向に配設されている。これにより、ビーム電流測定子
2…は、イオンビーム10のビームスポットを複数の区
域に分割して各区域のビーム電流を検出することによっ
て、イオンビーム10の電流密度を検出できるようにな
っている。
【0013】上記の各ビーム電流測定子2…は、図1に
示すように、ビーム電流計測部1(ギャップ長調整手
段)に接続されている。このビーム電流計測部1は、ビ
ーム電流測定子2…を順次切り替えるスイッチング部
と、スイッチング部によって選択されたアドレスNo.
のビーム電流測定子2から得られたビーム電流の検出出
力を所定の増幅率で増幅する増幅部と、検出出力のアナ
ログ値をデジタル値に変換して検出データ信号を出力す
るAD変換部とを有しており、各ビーム電流測定子2…
によって検出されたビーム電流の検出値を検出データ信
号として出力するようになっている。
【0014】上記のビーム電流計測部1は、I/O部3
を介してCPU4に接続されており、CPU4は、シー
ケンサ8を介して本体側CPU7に接続されている。ま
た、本体側CPU7は、メモリ5にも接続されており、
CPU4には、ビームの電流密度を表示する表示部6が
接続されている。ビーム電流計測部1は、I/O部3を
介してCPU4(ギャップ長調整手段)およびメモリ5
(ギャップ長調整手段)にも接続されており、メモリ5
は、密度分布制御ルーチンを有したROM部と、検出値
格納領域およびパラメータ格納領域が形成されたRAM
部とからなっている。そして、検出値格納領域には、I
/O部3を介して入力された検出データ信号の検出値が
ビーム電流測定子2…の配置位置を示すアドレスと共に
格納されるようになっている。
【0015】また、パラメータ格納領域には、例えばE
CR(Electron Cyclotron Resonance) 型イオン源を用
いている場合、マイクロウエーブ電力、ソースマグネッ
ト、引出電極(ギャップ長、水平値、角度)、ガス流
量、エネルギー、イオン種等からなる立ち上げパラメー
タがビーム電流毎に格納されるようになっており、この
立ち上げパラメータは、図3に示すように、ビーム電流
測定子2…により検出されるビーム電流の最大値である
ピーク電流が基準値Aを示すときの値に設定されてい
る。
【0016】CPU4は、ビーム電流計測部1からの信
号をリアルタイム処理し、表示部6に表示させる。ま
た、CPU4は、ビーム波形の重心位置認識、形状のイ
ンターロック等を実行する。本体側CPU7は、CPU
4から得られた密度分布制御ルーチンを実行することに
よって、検出値の最大値(ピーク電流密度)が基準値A
の所定範囲内に入るように、図2のイオン源9のプラズ
マチャンバと引出電極11との間隙であるギャップ長D
を調整するようになっている。
【0017】上記の構成において、イオン注入装置の動
作について説明する。
【0018】先ず、イオン注入を行う前の準備段階とし
て立ち上げパラメータ登録作業が行われることになる。
即ち、図2に示すように、例えば5mAのビーム電流の
イオンビーム10が生成されてビーム電流測定子2…に
照射されることになる。各ビーム電流測定子2…は、イ
オンビーム10の各部の密度に応じたビーム電流を出力
することになり、これらのビーム電流は、図1に示すよ
うに、ビーム電流計測部1に入力されることになる。ビ
ーム電流計測部1は、スイッチング部によって選択され
たアドレスNo.のビーム電流測定子2から得られたビ
ーム電流の検出出力を所定の増幅率で増幅し、デジタル
値に変換して検出データ信号として出力することにな
る。
【0019】上記の検出データ信号は、シーケンサ8を
介して本体側CPU7およびメモリ5に入力されること
になり、本体側CPU7は、検出データ信号が示す検出
値をメモリ5の検出値格納領域にアドレスと共に記憶さ
せることになる。この後、全ビーム電流測定子2…の検
出値がアドレスと共に記憶される。また、CPU4は、
ビーム電流測定子2…の配置と同一の配置でもって検出
値を表示部6に画面表示させることになる。そして、イ
オンビーム10のビームスポットの形状およびビームス
ポットの各部の電流密度が操作者によって確認されなが
ら、ギャップ長Dがマニュアル操作によって調整され、
図3に示すように、画面表示中の検出値の最大値が基準
値Aを示したときのマイクロウエーブ電力、ソースマグ
ネット、引出電極(ギャップ長、水平値、角度)、ガス
流量、エネルギー、イオン種等が5mAのビーム電流の
立ち上げパラメータとしてメモリ5のパラメータ格納領
域に登録されることになる。
【0020】上記の立ち上げパラメータ登録作業は、複
数のビーム電流について行われることになる。そして、
この登録作業が完了することによって、イオン注入時の
立ち上げ処理が密度分布制御ルーチンによる自動制御に
よって行われることになる。
【0021】即ち、イオン種、エネルギー、ビーム電流
等の注入条件が設定されると、密度分布制御ルーチンの
実行によって、注入条件に対応する立ち上げパラメータ
がメモリ5から選択されることになる。そして、立ち上
げパラメータに従って図2のギャップ長D等が設定され
ると、イオンビーム10が生成されてビーム電流測定子
2…に照射されることになる。
【0022】ビーム電流測定子2…によって検出された
各ビーム電流は、ビーム電流計測部1によって検出デー
タ信号に変換された後、シーケンサ8を介して本体側C
PU7およびメモリ5に入力されることになり、本体側
CPU7は、検出データ信号が示す検出値をメモリ5の
検出値格納領域にアドレスと共に記憶させることにな
る。この後、全ビーム電流測定子2…の検出値がアドレ
スと共に記憶されると、最大の検出値(ピーク電流密
度)が基準値Aの所定範囲内(所定値以下)に入ってい
るか否かが判定されることになり、入っていない場合に
は、図2の引出電極11が前後に移動されることによっ
てギャップ長Dが調整され、その都度、レシピに対する
ビーム量調整を実行し、このギャップ長Dにおけるイオ
ンビーム10の各部のビーム電流が検出されることにな
る。そして、上記の判定が再び実行され、最大の検出値
が基準値Aの所定範囲内に入るまでギャップ長Dの調整
が繰り返して行われることになる。
【0023】次いで、メモリ5に記憶された検出値およ
びアドレスを基にして、イオンビーム10の重心位置お
よびビームスポットの形状が求められることになる。イ
オンビーム10の重心位置およびビームスポットの形状
は、メモリ5に予め登録されていた所定領域および所定
形状と比較されることになり、両者が一致していない場
合には、ソースマグネットや引出電極の水平値等の立ち
上げパラメータが一致するまで調整されることになる。
また、立ち上げパラメータの調整によっても一致しない
場合には、警報等により操作者に通知されることにな
る。
【0024】このように、本実施例のイオン注入装置
は、複数のビーム電流測定子2…によってイオンビーム
10のビームスポットを複数の区域に分割して各区域の
ビーム電流を検出し、イオンビーム10のピーク電流密
度に対応する最大のビーム電流が基準値Aの所定範囲内
に入るように、イオン源9のプラズマチャンバと引出電
極11とのギャップ長Dを調整するようになっている。
これにより、イオン注入装置は、複数に分割された各区
域のビーム電流を検出することによって、イオンビーム
10のピーク電流密度を直接検出しながらギャップ長D
を調整するため、イオン注入装置を構成する各装置の組
み立て状態が経時使用により変化した場合でも、イオン
ビーム10のピーク電流密度を所定値以下に低減させる
ことができるようになっている。
【0025】
【発明の効果】本発明のイオン注入装置は、以上のよう
に、イオンビームのビームスポットを複数の区域に分割
して各区域のビーム電流を検出し、最大のビーム電流が
所定値以下となるようにギャップ長を調整するギャップ
長調整手段を有している構成である。
【0026】これにより、ギャップ長調整手段によって
最大のビーム電流となるピーク電流密度が直接検出され
ながらギャップ長の調整が行われるため、パービアンス
制御のための各種データ取り、および計算作業が不要な
イオン注入装置を得ることができるという効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のイオン注入装置に備えられたギャップ
長調整手段のブロック図である。
【図2】イオン注入装置の概略構成図である。
【図3】ピーク電流密度とギャップ長との関係を示すグ
ラフである。
【図4】従来例を示すものであり、イオン注入装置に備
えられたギャップ長調整手段のブロック図である。
【符号の説明】
1 ビーム電流計測部(ギャップ長調整手段) 2 ビーム電流測定子(ギャップ長調整手段) 3 I/O部(ギャップ長調整手段) 4 CPU(ギャップ長調整手段) 5 メモリ(ギャップ長調整手段) 6 表示部 7 本体側CPU 8 シーケンサ 9 イオン源 10 イオンビーム 11 引出電極 12 質量分析器 13 ディスク 14 イオン照射対象物 15 キャッチプレート

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】イオン源のプラズマチャンバと引出電極と
    のギャップ長を調整することによって、イオンビームの
    ピーク電流密度を所定値以下に低減させるギャップ調整
    手段を有したイオン注入装置において、 上記ギャップ長調整手段は、イオンビームのビームスポ
    ットを複数の区域に分割して各区域のビーム電流を検出
    し、最大のビーム電流が所定値以下となるようにギャッ
    プ長を調整することを特徴とするイオン注入装置。
JP4251390A 1992-09-21 1992-09-21 イオン注入装置 Pending JPH06101040A (ja)

Priority Applications (1)

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JP4251390A JPH06101040A (ja) 1992-09-21 1992-09-21 イオン注入装置

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JP4251390A JPH06101040A (ja) 1992-09-21 1992-09-21 イオン注入装置

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JPH06101040A true JPH06101040A (ja) 1994-04-12

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ID=17222132

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JP4251390A Pending JPH06101040A (ja) 1992-09-21 1992-09-21 イオン注入装置

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JP (1) JPH06101040A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100689806B1 (ko) * 2000-11-08 2007-03-08 삼성전자주식회사 반도체 제조 설비의 갭 측정 장치
JP2013206833A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Sen Corp イオン注入装置及びその制御方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100689806B1 (ko) * 2000-11-08 2007-03-08 삼성전자주식회사 반도체 제조 설비의 갭 측정 장치
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