JPH07153412A - Ion implanting device - Google Patents
Ion implanting deviceInfo
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- JPH07153412A JPH07153412A JP5295582A JP29558293A JPH07153412A JP H07153412 A JPH07153412 A JP H07153412A JP 5295582 A JP5295582 A JP 5295582A JP 29558293 A JP29558293 A JP 29558293A JP H07153412 A JPH07153412 A JP H07153412A
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- overscan
- ion beam
- ion
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路の製造
等に用いられるイオン注入装置に関し、特に、イオンビ
ームを静電的あるいは電磁的に走査しながらビーム照射
対象物をビーム走査方向と直交する方向に機械的に走査
するハイブリッドスキャン方式の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 used for manufacturing a semiconductor integrated circuit or the like, and more particularly, to an object to be irradiated with a beam orthogonal to the beam scanning direction while scanning the ion beam electrostatically or electromagnetically. The present invention relates to a hybrid scan type ion implanter that mechanically scans in a direction in which an ion implantation is performed.
【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てイオンビームとし、必要に
よって所定エネルギーまでイオンビームを加速してビー
ム照射対象物に照射することで、ビーム照射対象物内に
不純物を注入するものであり、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、現在の半導体集積回
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 the impurity ions by a mass spectrometry method using a magnetic field to form an ion beam, and accelerates the ion beam to a predetermined energy if necessary. By irradiating the irradiation target with impurities, the impurities are injected into the beam irradiation target. Since the impurities that determine the characteristics of the device in the semiconductor process can be injected at an arbitrary amount and depth with good controllability, the current It has become an important device for manufacturing semiconductor integrated circuits.
【0003】上記イオン注入装置には、高真空中におい
て、例えば所定方向(例えば水平方向)にイオンビーム
を静電的あるいは電磁的に走査すると共に、ビーム照射
対象物側をビーム走査方向と直交する方向(例えば垂直
方向)に機械的に走査することによりウェハ全面に均一
なイオン注入を行う、いわゆるハイブリッドスキャン方
式のイオン注入装置がある。In the above-mentioned ion implantation apparatus, an ion beam is electrostatically or electromagnetically scanned in a predetermined direction (for example, a horizontal direction) in a high vacuum, and the beam irradiation target side is orthogonal to the beam scanning direction. There is a so-called hybrid scan type ion implanter that uniformly implants ions on the entire surface of a wafer by mechanically scanning in a direction (for example, a vertical direction).
【0004】上記ハイブリッドスキャン方式のイオン注
入装置では、例えば図4および図5に示すように、図示
しない走査電極によって静電的にイオンビーム51が水
平方向に走査される一方、ウェハ53を保持した保持部
材54が、駆動軸55を介して駆動機構52に駆動され
て垂直方向に直線往復運動するようになっている。In the above-mentioned hybrid scan type ion implantation apparatus, as shown in FIGS. 4 and 5, for example, the ion beam 51 is electrostatically scanned in the horizontal direction by a scanning electrode (not shown) while the wafer 53 is held. The holding member 54 is driven by the drive mechanism 52 via the drive shaft 55 to linearly reciprocate in the vertical direction.
【0005】また、ビーム走査領域(イオンビームの照
射範囲)内における上記保持部材54の両側には、イオ
ンビーム51のオーバースキャンが正常に行われている
か否かを検知すると共にイオン注入量(ドーズ量)を計
測するためのファラデーカップ、いわゆるドーズファラ
デ56・56が設けられている。そして、上位コントロ
ーラ57が、上記のドーズファラデ56・56のうちの
何れか一方または両方により計測されたイオンビームの
電流量(以下、ビーム電流と称する)に基づいて、メカ
ニカルスキャン方向の注入量が一定となるように、駆動
機構52に対してコントロール信号(駆動用パルス)を
出力し、保持部材54の動作(移動速度)を制御するよ
うになっている。On both sides of the holding member 54 within the beam scanning region (ion beam irradiation range), it is detected whether or not the overscan of the ion beam 51 is normally performed, and the ion implantation dose (dose) is detected. A Faraday cup for measuring quantity, so-called Dose Farade 56, 56 is provided. Then, the host controller 57 makes the implantation amount in the mechanical scan direction constant based on the ion beam current amount (hereinafter, referred to as beam current) measured by one or both of the dose farades 56, 56. Therefore, a control signal (driving pulse) is output to the drive mechanism 52 to control the operation (moving speed) of the holding member 54.
【0006】この上位コントローラ57の駆動機構52
に対する従来の制御を、以下により詳しく説明する。The drive mechanism 52 of the host controller 57
The conventional control for is described in more detail below.
【0007】一般に、上位コントローラ57が駆動機構
52に対してコントロール信号(駆動用パルス)を出力
すれば、駆動機構52のコントローラ(図示せず)が、
サーボモータ等の駆動モータの動作を制御すると共に、
制御結果としてフィードバック信号を上位コントローラ
57へかえすようになっている。Generally, when the host controller 57 outputs a control signal (driving pulse) to the drive mechanism 52, the controller (not shown) of the drive mechanism 52
While controlling the operation of drive motors such as servo motors,
As a control result, a feedback signal is returned to the host controller 57.
【0008】上位コントローラ57は、上記のフィード
バック信号から保持部材54の垂直方向のスキャン位置
を判断しながら保持部材54の駆動方向や駆動速度を制
御する。具体的には、上方へ駆動している保持部材54
の下端部が完全にイオンビーム51の照射範囲の外に出
る位置(以下、オーバースキャン位置と称する)で保持
部材54の速度を0(ゼロ)にして駆動方向を下方に切
り換え、今度は下方へ駆動している保持部材54の上端
部が完全にイオンビーム51の照射範囲の外に出る位置
(以下、オーバースキャン位置と称する)で保持部材5
4の速度を0(ゼロ)にして駆動方向を上方に切り換え
る。The host controller 57 controls the driving direction and the driving speed of the holding member 54 while determining the vertical scanning position of the holding member 54 from the above feedback signal. Specifically, the holding member 54 driven upward
At a position where the lower end of the holding member 54 completely goes out of the irradiation range of the ion beam 51 (hereinafter, referred to as an overscan position), the speed of the holding member 54 is set to 0 (zero) and the driving direction is switched to the lower direction, and this time to the lower direction. The holding member 5 is moved at a position where the upper end of the driving holding member 54 is completely outside the irradiation range of the ion beam 51 (hereinafter, referred to as an overscan position).
The speed of 4 is set to 0 (zero) and the drive direction is switched to the upper direction.
【0009】そして、上位コントローラ57は、ドーズ
ファラデ56による計測ビーム電流値が大きくなれば、
保持部材54の上下の移動速度を速め、逆に、計測ビー
ム電流値が小さくなれば、保持部材54の上下の移動速
度を遅くするように、駆動機構52を制御する。Then, if the measured beam current value by the dose farade 56 becomes large, the host controller 57
The drive mechanism 52 is controlled so as to increase the vertical movement speed of the holding member 54, and conversely, if the measured beam current value becomes small, reduce the vertical movement speed of the holding member 54.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】ところで、駆動機構5
2は、駆動モータによって発生した動力を、歯車や軸等
の動力伝達部材によって駆動軸55に伝え、最終的に駆
動軸55の端部に固定された保持部材54を上下方向に
駆動するようになっている。このため、例えば、駆動機
構52の歯車や軸が壊れた場合、駆動モータは正常に動
いているが保持部材54は正常に動いていないというこ
とがありうる。この場合でも、上記従来の構成では、駆
動機構52のコントローラから上位コントローラ57へ
通常通りのフィードバック信号が送られるので、上位コ
ントローラ57は、保持部材54の上下方向の駆動動作
の異常を検知することができず、通常通りの注入処理を
行ってしまうことになる。このような事態が起きてメカ
ニカルスキャン側のオーバースキャン不足が発生する
と、ウェハ53表面の注入均一性が悪化するという不都
合が生じる。By the way, the drive mechanism 5
2 transmits the power generated by the drive motor to the drive shaft 55 by a power transmission member such as a gear or a shaft, and finally drives the holding member 54 fixed to the end of the drive shaft 55 in the vertical direction. Has become. Therefore, for example, when the gear or shaft of the drive mechanism 52 is broken, the drive motor may be operating normally, but the holding member 54 may not be operating normally. Even in this case, in the above-described conventional configuration, the controller of the drive mechanism 52 sends a normal feedback signal to the host controller 57, so the host controller 57 must detect an abnormality in the vertical driving operation of the holding member 54. Therefore, the injection process will be performed normally. When such a situation occurs and the overscan shortage on the mechanical scan side occurs, there arises a disadvantage that the uniformity of implantation on the surface of the wafer 53 is deteriorated.
【0011】現在のイオン注入装置には、±1%以内の
精度の注入均一性が要求され、オーバースキャン不足
は、即、注入異常となってしまう。Current ion implanters are required to have an implant uniformity with an accuracy of ± 1% or less, and an insufficient overscan causes an immediate implant abnormality.
【0012】尚、オーバースキャン不足による注入異常
を防止するには、保持部材54そのものに位置を検出す
るためのセンサを取り付けて、保持部材54がオーバー
スキャン位置まで移動していることを確認するといった
方法も考えられるが、この場合、イオンビーム51を照
射する必要上、高真空中で使用できるセンサが必要であ
ると共に、取り付けスペースも非常に狭く、センサの取
り付けが大変に困難であるため、実用化されていないの
が現状である。In order to prevent injection abnormality due to insufficient overscan, a sensor for detecting the position is attached to the holding member 54 itself to confirm that the holding member 54 has moved to the overscan position. Although a method can be considered, in this case, since it is necessary to irradiate the ion beam 51, a sensor that can be used in a high vacuum is required, and a mounting space is very narrow, and it is very difficult to mount the sensor. The current situation is that it has not been realized.
【0013】本発明は、上記に鑑みなされたものであ
り、その目的は、容易にメカニカルスキャン側のオーバ
ースキャンの健全性を確認することができ、オーバース
キャン不足による注入異常を未然に防止することが可能
な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 easily confirm the soundness of overscan on the mechanical scan side and prevent injection abnormality due to insufficient overscan. It is to provide an ion implanter capable of
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明のイオン注入装置
は、ビーム照射対象物を保持する保持部材と、上記保持
部材がイオンビームの照射範囲を横切りながら往復移動
するように保持部材を駆動する駆動手段とを備えている
ものであって、上記の課題を解決するために、以下の手
段が講じられていることを特徴とするものである。An ion implantation apparatus of the present invention drives a holding member for holding a beam irradiation object and the holding member so that the holding member reciprocates while traversing an ion beam irradiation range. Drive means is provided, and in order to solve the above problems, the following means are provided.
【0015】即ち、上記イオン注入装置は、上記保持部
材の後方であって、保持部材がイオンビームの照射範囲
内を移動しているときは保持部材に遮られてイオンビー
ムが入射しない一方、保持部材がイオンビームの照射範
囲から外れるオーバースキャン位置に存在するときにイ
オンビームが入射するような位置に設けられ、イオンビ
ームの電流量を計測するためのビーム電流計測手段と、
上記ビーム電流計測手段による計測結果に基づいて、保
持部材がオーバースキャン位置に存在するか否かを検知
するオーバースキャン検知手段とを備えている。That is, the ion implantation apparatus is behind the holding member, and while the holding member is moving within the irradiation range of the ion beam, the ion beam is blocked by the holding member and the ion beam does not enter. Beam current measuring means for measuring the current amount of the ion beam, provided at a position where the ion beam is incident when the member exists at an overscan position outside the irradiation range of the ion beam,
Overscan detection means for detecting whether or not the holding member exists at the overscan position based on the measurement result by the beam current measurement means.
【0016】[0016]
【作用】上記の構成によれば、保持部材が駆動手段に駆
動されてイオンビームの照射範囲を横切りながら往復移
動する、いわゆるメカニカルスキャンが行われるように
なっている。この保持部材の後方位置には、イオンビー
ムの電流量(ビーム電流)を計測するためのビーム電流
計測手段が設けられており、保持部材がイオンビームの
照射範囲から外れるオーバースキャン位置に存在すると
き、イオンビームがビーム電流計測手段に入射してビー
ム電流が計測され、その計測結果から、オーバースキャ
ン検知手段は、保持部材がオーバースキャン位置に存在
することを検知するようになっている。According to the above construction, so-called mechanical scanning is performed in which the holding member is driven by the driving means to reciprocate while traversing the irradiation range of the ion beam. Beam current measuring means for measuring the current amount of the ion beam (beam current) is provided at the rear position of the holding member, and when the holding member exists at the overscan position outside the irradiation range of the ion beam. The ion beam is incident on the beam current measuring means to measure the beam current, and the overscan detecting means detects that the holding member is present at the overscan position based on the measurement result.
【0017】このように、保持部材のオーバースキャン
位置の確認(メカニカルスキャンのオーバースキャンの
確認)は、保持部材が移動してイオンビームの照射範囲
から外れることにより、イオンビームが保持部材の位置
を通過してその後方のビーム電流計測手段に入射するこ
とを確認することによって行われるようになっているの
で、保持部材にその位置を検出するためのセンサを取り
付けることもなく、保持部材がオーバースキャン位置ま
で移動していることを容易に確認することができる。As described above, the confirmation of the overscan position of the holding member (the confirmation of the overscan of the mechanical scan) is performed by moving the holding member and moving it out of the irradiation range of the ion beam, so that the ion beam moves to the position of the holding member. Since it is performed by confirming that it passes and is incident on the beam current measuring means behind it, there is no need to attach a sensor for detecting its position to the holding member, and the holding member is overscanned. You can easily confirm that you are moving to the position.
【0018】これにより、例えば、駆動手段の歯車や軸
が壊れて、駆動モータは正常に動いているが、駆動モー
タの動力が保持部材へ正常に伝達されずにオーバースキ
ャン不足が生じている場合でも、そのオーバースキャン
異常を検出することができ、オーバースキャン不足によ
る注入異常を未然に防止することが可能となる。As a result, for example, when the gears and shafts of the drive means are broken and the drive motor is operating normally, but the power of the drive motor is not normally transmitted to the holding member, resulting in insufficient overscan. However, the overscan abnormality can be detected, and the injection abnormality due to insufficient overscan can be prevented in advance.
【0019】[0019]
【実施例】本発明の一実施例について図1および図2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. 1 and 2.
【0020】本実施例に係るイオン注入装置は、図2に
示すように、スポット状のイオンビーム5が第1走査電
極11a・11bおよび第2走査電極12a・12bに
より水平方向に平行走査される一方、図1に示すよう
に、ビーム照射対象物としてのウェハ1を保持した保持
部材2が、駆動軸4を介して駆動手段としての駆動機構
3に駆動されてイオンビーム5の照射範囲を横切るよう
に垂直方向に直線往復運動する、いわゆるハイブリッド
スキャン方式のものである。In the ion implantation apparatus according to this embodiment, as shown in FIG. 2, the spot-shaped ion beam 5 is horizontally scanned in parallel by the first scanning electrodes 11a and 11b and the second scanning electrodes 12a and 12b. On the other hand, as shown in FIG. 1, a holding member 2 holding a wafer 1 as a beam irradiation target is driven by a driving mechanism 3 as a driving means via a driving shaft 4 to cross the irradiation range of the ion beam 5. In this way, the so-called hybrid scan system is used, which performs linear reciprocating motion in the vertical direction.
【0021】図2に示すように、平行に対向配置された
各第1走査電極11a・11bには、走査電源13より
互いに180度位相が異なる略三角波状の走査電圧が印
加されている。また、平行に対向配置された各第2走査
電極12a・12bにも、走査電源13より互いに18
0度位相が異なる略三角波状の走査電圧が印加されてい
る。そして、第1走査電極11aと第2走査電極12b
とに同じ走査電圧が印加されると共に、第1走査電極1
1bと第2走査電極12aとに同じ走査電圧が印加され
ている。これにより、第1走査電極11a・11b間の
略中央を通過するスポット状のイオンビームは、第1走
査電極11a・11b間の電界によって水平方向に扇形
状に走査し、この後、第2走査電極12a・12bによ
って平行ビームとなる。As shown in FIG. 2, a scanning voltage of a substantially triangular wave having a phase difference of 180 degrees from each other is applied from the scanning power source 13 to the first scanning electrodes 11a and 11b arranged to face each other in parallel. In addition, the second scanning electrodes 12a and 12b that are arranged in parallel and face each other are connected to each other by the scanning power source 13 and
A scanning voltage having a substantially triangular waveform with a phase difference of 0 degrees is applied. Then, the first scan electrode 11a and the second scan electrode 12b
The same scan voltage is applied to the first scan electrode 1 and
The same scanning voltage is applied to 1b and the 2nd scanning electrode 12a. As a result, the spot-like ion beam that passes through substantially the center between the first scan electrodes 11a and 11b scans horizontally in a fan shape by the electric field between the first scan electrodes 11a and 11b, and then the second scan. A parallel beam is formed by the electrodes 12a and 12b.
【0022】また、ビーム走査領域(イオンビームの照
射範囲)内における上記保持部材2の両側には、イオン
ビーム5のオーバースキャンが正常に行われているか否
かを検知すると共にイオン注入量(ドーズ量)を計測す
るためのドーズファラデ6・6が設けられている。Further, on both sides of the holding member 2 in the beam scanning region (ion beam irradiation range), it is detected whether or not the overscan of the ion beam 5 is normally performed, and the ion implantation amount (dose) is detected. A dose Farade 6.6 for measuring the quantity is provided.
【0023】また、イオン注入装置は、図1に示すよう
に、上記のドーズファラデ6・6のうちの何れか一方あ
るいは両方により計測されたイオンビームの電流量(以
下、ビーム電流と称する)に基づいて、メカニカルスキ
ャン方向の注入量が一定となるように、駆動機構3に対
してコントロール信号(駆動用パルス)を出力し、保持
部材2の動作(移動速度)を制御するマイクロコンピュ
ータ等により構成される上位コントローラ7を備えてい
る。Further, as shown in FIG. 1, the ion implanter is based on the amount of ion beam current (hereinafter referred to as beam current) measured by one or both of the above dose farades 6 and 6. Then, a control signal (driving pulse) is output to the drive mechanism 3 so that the injection amount in the mechanical scan direction is constant, and the operation (moving speed) of the holding member 2 is controlled by a microcomputer or the like. It is equipped with a host controller 7.
【0024】上記駆動機構3は、基本的には、図示しな
いサーボモータ等の駆動モータ、歯車や軸等の動力伝達
部材、および駆動モータの動作を制御するコントローラ
から構成されている。そして、駆動機構3のコントロー
ラは、上位コントローラ7からコントロール信号を受け
て駆動モータの動作を制御し、その制御結果としてフィ
ードバック信号を上位コントローラ7へかえすようにな
っている。The drive mechanism 3 basically comprises a drive motor such as a servo motor (not shown), a power transmission member such as gears and shafts, and a controller for controlling the operation of the drive motor. Then, the controller of the drive mechanism 3 receives the control signal from the host controller 7, controls the operation of the drive motor, and returns a feedback signal to the host controller 7 as the control result.
【0025】上記上位コントローラ7は、駆動機構3か
らのフィードバック信号により、保持部材2の垂直方向
の位置を判断しながら保持部材2の駆動方向や駆動速度
の制御を行うようになっている。The host controller 7 controls the driving direction and the driving speed of the holding member 2 while judging the position of the holding member 2 in the vertical direction based on the feedback signal from the driving mechanism 3.
【0026】また、本実施例では、図1および図2に示
すように、イオンビーム5の照射範囲内における上記保
持部材2の後方位置に、保持部材2のオーバースキャン
が正常に行われているか否かを検知することを目的とし
て、イオンビーム5のビーム電流を計測するためのビー
ム電流計測手段としてのオーバースキャン検知用ファラ
デ8が設けられている。Further, in this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, whether the overscan of the holding member 2 is normally performed at the rear position of the holding member 2 within the irradiation range of the ion beam 5. For the purpose of detecting whether or not there is provided an overscan detection farade 8 as a beam current measuring means for measuring the beam current of the ion beam 5.
【0027】尚、上記オーバースキャン検知用ファラデ
8は、上下方向に駆動されている保持部材2が完全にイ
オンビーム5の照射範囲の外に出る位置(以下、オーバ
ースキャン位置と称する)に存在するとき、イオンビー
ム5がファラデカップ内に入射するような位置に設ける
必要がある。例えば、オーバースキャン検知用ファラデ
8を保持部材2の中心部後方(ビーム中心軸上)に設置
すると、上方へ駆動されている保持部材2がオーバース
キャン位置にきても、保持部材2を駆動する駆動軸4に
よってイオンビーム5が遮られ、オーバースキャン検知
用ファラデ8にイオンビーム5が入射しない。そこで、
図2に示すように、オーバースキャン検知用ファラデ8
は、保持部材2がオーバースキャン位置にあるときに確
実にイオンビーム5が入射する一方、オーバースキャン
位置以外では保持部材2に遮られてイオンビーム5が入
射しないように、保持部材2の後方におけるビーム中心
軸よりも少なくとも駆動軸4の半径以上ずれた位置に設
けられる。The overscan detection farade 8 is present at a position (hereinafter, referred to as an overscan position) where the holding member 2 driven in the vertical direction is completely outside the irradiation range of the ion beam 5. At this time, it is necessary to provide the ion beam 5 at a position where it enters the Faraday cup. For example, when the Farade 8 for overscan detection is installed behind the center of the holding member 2 (on the central axis of the beam), the holding member 2 is driven even when the holding member 2 which is driven upward reaches the overscan position. The ion beam 5 is blocked by the drive shaft 4, and the ion beam 5 does not enter the overscan detection farade 8. Therefore,
As shown in FIG. 2, a farade 8 for overscan detection
Means that the ion beam 5 surely enters when the holding member 2 is at the overscan position, while the ion beam 5 is not incident on the holding member 2 at a position other than the overscan position so that the ion beam 5 is blocked. It is provided at a position displaced from the center axis of the beam by at least the radius of the drive shaft 4.
【0028】また、イオン注入装置は、図1に示すよう
に、上記のオーバースキャン検知用ファラデ8によって
計測されるビーム電流に基づいて、後述のように保持部
材2のオーバースキャンが正常に行われているか否かを
判断し、オーバースキャン異常と判定したときに上位コ
ントローラ7へインターロック信号を出力するマイクロ
コンピュータ等により構成されるオーバースキャン確認
用コントローラ(オーバースキャン検知手段)9を備え
ている。In the ion implanter, as shown in FIG. 1, the overscan of the holding member 2 is normally performed on the basis of the beam current measured by the above Farade 8 for detecting overscan. It is provided with an overscan confirmation controller (overscan detection means) 9 configured by a microcomputer or the like that outputs an interlock signal to the host controller 7 when it is determined that there is an overscan abnormality.
【0029】上記の構成において、イオン注入装置の動
作を以下に説明する。The operation of the ion implanter having the above structure will be described below.
【0030】先ず、準備段階として、保持部材2にウェ
ハ1をセットして実際の注入処理を開始する前に、保持
部材2をオーバースキャン位置に待機させた状態で、オ
ーバースキャン検知用ファラデ8に入射するイオンビー
ム5のビーム電流量を計測する。そして、オーバースキ
ャン確認用コントローラ9は、オーバースキャン検知用
ファラデ8によって計測される注入開始前のビーム電流
量If を、内部メモリに記憶する。First, as a preparatory step, before setting the wafer 1 on the holding member 2 and starting the actual implantation process, the holding member 2 is made to stand by at the overscan position, and the farscan 8 for overscan detection is set. The beam current amount of the incident ion beam 5 is measured. Then, the overscan confirmation controller 9 stores in the internal memory the beam current amount I f measured by the overscan detection farade 8 before the start of implantation.
【0031】上記準備を終えた後、実際の注入処理に移
行する。即ち、図2に示すように、図示しないイオン源
から引き出されて分析マグネットによって質量分析さ
れ、さらに、必要によって加速や整形等が行われたスポ
ット状のイオンビーム5が、第1走査電極11a・11
bおよび第2走査電極12a・12bにより水平方向に
平行走査する。このイオンビーム5のビーム電流は、ド
ーズファラデ6を介して上位コントローラ7に取り込ま
れる。上位コントローラ7は、メカニカルスキャン方向
の注入量が一定となるように、駆動機構3に対してコン
トロール信号を出力し、保持部材2がイオンビーム5の
照射範囲を上下に横切るときの移動速度を制御する。具
体的には、ドーズファラデ6による計測ビーム電流が大
きくなれば、保持部材2の上下の移動速度を速め、逆
に、計測ビーム電流が小さくなれば移動速度を遅くす
る。After the above preparation is completed, the actual injection process is started. That is, as shown in FIG. 2, a spot-shaped ion beam 5 extracted from an ion source (not shown), mass-analyzed by an analysis magnet, and further accelerated or shaped as necessary is generated by the first scanning electrode 11a. 11
b and the second scanning electrodes 12a and 12b perform parallel scanning in the horizontal direction. The beam current of the ion beam 5 is taken into the host controller 7 via the dose farade 6. The host controller 7 outputs a control signal to the drive mechanism 3 so that the implantation amount in the mechanical scan direction is constant, and controls the moving speed when the holding member 2 crosses the irradiation range of the ion beam 5 up and down. To do. Specifically, when the measurement beam current by the dose Faraday 6 becomes large, the vertical movement speed of the holding member 2 is increased, and conversely, when the measurement beam current becomes small, the movement speed is decreased.
【0032】上記駆動機構3では、内部のコントローラ
が上位コントローラ7からのコントロール信号に基づい
て駆動モータの回転を制御し、制御結果としてフィード
バック信号を上位コントローラ7へかえす。上位コント
ローラ7は、上記フィードバック信号から保持部材2の
スキャン位置を判断し、オーバースキャン位置で保持部
材2の速度を0(ゼロ)にして、その駆動方向を上から
下または下から上に切り換えると共に、保持部材2がオ
ーバースキャン位置に存在するタイミングを示すタイミ
ング信号をオーバースキャン確認用コントローラ9へ出
力する。In the drive mechanism 3, the internal controller controls the rotation of the drive motor based on the control signal from the host controller 7, and returns a feedback signal to the host controller 7 as a control result. The host controller 7 determines the scan position of the holding member 2 from the feedback signal, sets the speed of the holding member 2 to 0 (zero) at the overscan position, and switches the driving direction from top to bottom or from bottom to top. , And outputs a timing signal indicating the timing at which the holding member 2 exists at the overscan position to the overscan confirmation controller 9.
【0033】オーバースキャン確認用コントローラ9
は、上記上位コントローラ7からタイミング信号が入力
される毎に、オーバースキャン検知用ファラデ8に入射
するイオンビーム5のビーム電流量Ii と、内部メモリ
に記憶している注入開始前のビーム電流量If とを比較
する。即ち、次式(1)の演算を行って両者の比率Rを
求める。Overscan confirmation controller 9
Is the beam current amount I i of the ion beam 5 incident on the overscan detection farade 8 and the beam current amount before the start of implantation stored in the internal memory each time a timing signal is input from the host controller 7. Compare with I f . That is, the following equation (1) is calculated to obtain the ratio R between the two.
【0034】R=If /Ii ・・・(1) そして、オーバースキャン確認用コントローラ9は、タ
イミング信号の入力毎に行う上記の演算により得られた
比率Rが、所定の基準範囲(例えば、0.8〜1.2)にあ
れば、メカニカルオーバースキャンが正常であるとみな
す一方、上記の比率Rが所定の基準範囲を外れた場合、
メカニカルオーバースキャンが異常であるとみなし、上
位コントローラ7に対してインターロック信号を出力す
る。上記の比率Rが基準範囲を外れるのは、充分にオー
バースキャンが行われていないためにイオンビーム5が
保持部材2に遮られてオーバースキャン検知用ファラデ
8に数パーセントのビームしか入射しない(または全く
入射しない)ので、ビーム電流量Ii が注入開始前のビ
ーム電流量If よりも小さくなることが考えられる。R = I f / I i (1) Then, in the overscan confirmation controller 9, the ratio R obtained by the above calculation performed each time a timing signal is input is within a predetermined reference range (eg, , 0.8 to 1.2), it is considered that the mechanical overscan is normal, while when the above ratio R is out of the predetermined reference range,
The mechanical overscan is regarded as abnormal, and the interlock signal is output to the host controller 7. When the ratio R is out of the reference range, the ion beam 5 is blocked by the holding member 2 and only a few percent of the beam is incident on the overscan detection farade 8 because the overscan is not sufficiently performed (or It is considered that the beam current amount I i is smaller than the beam current amount I f before the start of the injection because the beam current I i is not incident at all.
【0035】尚、オーバースキャン確認用コントローラ
9は、タイミング信号が入力されていないときにも、常
に、オーバースキャン検知用ファラデ8で計測されるビ
ーム電流をモニタしており、もし、タイミング信号が入
力されない期間に所定の基準電流量(ゼロに近い値)以
上のビーム電流がオーバースキャン検知用ファラデ8に
よって計測された場合も、メカニカルスキャン異常とみ
なし、上位コントローラ7に対してインターロック信号
を出力する。タイミング信号が発生しないオーバースキ
ャン位置以外では、イオンビーム5が保持部材2に遮ら
れてオーバースキャン検知用ファラデ8には入射しない
はずなのに、オーバースキャン検知用ファラデ8でビー
ム電流が計測されるということは、上位コントローラ7
の制御に従わずに保持部材2がオーバースキャン位置に
きている(例えば、全く駆動されずにオーバースキャン
位置で停止している)ことが考えられる。The overscan confirmation controller 9 always monitors the beam current measured by the overscan detection farade 8 even when the timing signal is not input. Even if a beam current of a predetermined reference current amount (a value close to zero) or more is measured by the overscan detection farade 8 during the non-operation period, it is regarded as a mechanical scan abnormality and an interlock signal is output to the host controller 7. . At a position other than the overscan position where the timing signal is not generated, the ion beam 5 is blocked by the holding member 2 and should not be incident on the overscan detection farade 8, but the beam current is measured by the overscan detection farade 8. Is the upper controller 7
It is conceivable that the holding member 2 is at the overscan position (for example, is not driven at all and is stopped at the overscan position) without following the control of 1).
【0036】上位コントローラ7は、オーバースキャン
確認用コントローラ9からインターロック信号を入力す
ると、直ちに注入動作を停止させる。Upon receiving the interlock signal from the overscan confirmation controller 9, the host controller 7 immediately stops the injection operation.
【0037】尚、保持部材2のオーバースキャン位置
は、保持部材2がイオンビーム5の上方にあるときと、
イオンビーム5の下方にあるときの2つの位置がある
が、基本的なオーバースキャンのチェック動作は、どち
らの位置でも同じである。The overscan position of the holding member 2 is when the holding member 2 is above the ion beam 5.
There are two positions below the ion beam 5, but the basic overscan checking operation is the same at both positions.
【0038】ところで、上記比率Rが基準範囲を外れる
のは、充分にオーバースキャンが行われていないために
イオンビーム5が保持部材2に遮られてオーバースキャ
ン検知用ファラデ8に数パーセントのビームしか入射し
ない場合の他に、ビーム自体の異常(ビーム電流の変
動)が考えられ、ビームの異常が起きてもオーバースキ
ャン確認用コントローラ9はインターロック信号を出力
することになる。即ち、ビームの異常の有無は、ドーズ
ファラデ6とオーバースキャン検知用ファラデ8の両方
で検知されることになり、信頼性の向上が図れる。By the way, the ratio R deviates from the reference range because the ion beam 5 is blocked by the holding member 2 because the overscan is not sufficiently performed, and only a few percent of the beam is detected by the overscan detection farade 8. In addition to the case where the beam does not enter, an abnormality of the beam itself (fluctuation of the beam current) is considered, and the overscan confirmation controller 9 outputs the interlock signal even when the abnormality of the beam occurs. That is, the presence / absence of a beam abnormality is detected by both the dose Faraday 6 and the overscan detection Farade 8, and the reliability can be improved.
【0039】以上のように、本実施例のイオン注入装置
は、ウェハ1を保持する保持部材2と、上記保持部材2
がイオンビーム5の照射範囲を横切りながら往復移動す
るように保持部材2を駆動する駆動機構3と、上記保持
部材2の後方であって、保持部材2がイオンビーム5の
照射範囲内を移動しているときは保持部材2に遮られて
イオンビーム5が入射しない一方、保持部材2がイオン
ビーム5の照射範囲から外れるオーバースキャン位置に
存在するときにイオンビーム5が入射するような位置に
設けられ、イオンビーム5の電流量を計測するためのオ
ーバースキャン検知用ファラデ8と、上記オーバースキ
ャン検知用ファラデ8による計測結果に基づいて、保持
部材2がオーバースキャン位置に存在するか否かを検知
するオーバースキャン確認用コントローラ9とを備えて
いる構成である。As described above, the ion implantation apparatus of this embodiment has the holding member 2 for holding the wafer 1 and the holding member 2 described above.
Drive mechanism 3 for driving holding member 2 so as to reciprocate while traversing the irradiation range of ion beam 5, and behind holding member 2 holding member 2 moves within the irradiation range of ion beam 5. The ion beam 5 is blocked by the holding member 2 so that the ion beam 5 does not enter, and the ion beam 5 is provided at a position where the ion beam 5 enters when the holding member 2 is in an overscan position outside the irradiation range of the ion beam 5. And detecting whether or not the holding member 2 exists at the overscan position based on the overscan detection farade 8 for measuring the current amount of the ion beam 5 and the measurement result by the overscan detection farade 8. And a controller 9 for overscan confirmation.
【0040】上記の構成によれば、保持部材2のオーバ
ースキャン位置の確認、即ち、メカニカルスキャン側の
オーバースキャンの確認が、保持部材2が移動してイオ
ンビーム5の照射範囲から外れることにより、イオンビ
ーム5が保持部材2の位置を通過して、その後方のオー
バースキャン検知用ファラデ8に入射することを確認す
ることによって行われるようになっている。このため、
保持部材2にその位置を検出するためのセンサを取り付
けることなく、保持部材2がオーバースキャン位置まで
移動していることを容易に確認することができる。According to the above structure, the confirmation of the overscan position of the holding member 2, that is, the confirmation of the overscan on the mechanical scan side is performed by moving the holding member 2 out of the irradiation range of the ion beam 5. This is performed by confirming that the ion beam 5 has passed the position of the holding member 2 and is incident on the overscan detection farade 8 behind it. For this reason,
It is possible to easily confirm that the holding member 2 has moved to the overscan position without attaching a sensor for detecting the position to the holding member 2.
【0041】これにより、例えば、駆動機構3の歯車や
軸が壊れて、駆動モータは正常に動いているが、駆動モ
ータの動力が保持部材2へ正常に伝達されずにオーバー
スキャン不足が生じている場合でも、そのオーバースキ
ャンの異常を検出することができ、オーバースキャン不
足による注入異常を未然に防止することが可能となる。As a result, for example, the gears and shafts of the drive mechanism 3 are broken and the drive motor is operating normally, but the power of the drive motor is not normally transmitted to the holding member 2, resulting in insufficient overscan. Even if there is, an overscan abnormality can be detected, and an injection abnormality due to insufficient overscan can be prevented in advance.
【0042】尚、上記実施例では、オーバースキャン確
認用コントローラ9がメカニカルスキャン側のオーバー
スキャンの異常を検知すると、直ちに注入動作を停止す
るインターロックがかかるような構成になっているが、
これに限定されるものではない。例えば、オーバースキ
ャン確認用コントローラ9がオーバースキャンの異常を
検知すると、図示しない表示部に異常の表示が行われた
り警報器が鳴動する等の警報動作が行われ、オペレータ
自身が注入動作の停止操作を行うような構成であっても
よい。In the above embodiment, when the overscan confirmation controller 9 detects an overscan abnormality on the mechanical scan side, an interlock for immediately stopping the injection operation is applied.
It is not limited to this. For example, when the overscan confirmation controller 9 detects an overscan abnormality, an alarm operation such as an abnormality display or an alarm sounding is performed on a display unit (not shown), and the operator himself operates to stop the injection operation. The configuration may be such that
【0043】また、上記実施例では、第1走査電極11
a・11bおよび第2走査電極12a・12bを用い
て、イオンビーム5を平行走査するようにしているが、
これに限定されるものではなく、第1走査電極11a・
11bのみを用いて、扇状に走査するイオンビームをウ
ェハ1に照射するようにしてもよい。また、走査電極に
より静電的にビーム走査を行うのではなく、偏向電磁石
を用いて電磁的にビーム走査を行ってもよい。In the above embodiment, the first scan electrode 11
Although the ion beam 5 is scanned in parallel by using a. 11b and the second scanning electrodes 12a and 12b,
The present invention is not limited to this, but the first scan electrode 11a.
It is also possible to irradiate the wafer 1 with an ion beam that scans in a fan shape using only 11b. Further, the beam scanning may be performed electromagnetically by using a deflection electromagnet instead of electrostatically performing the beam scanning by the scanning electrodes.
【0044】また、上記実施例では、駆動機構3が垂直
方向に設けられた駆動軸4を軸方向に駆動することによ
り、駆動軸4の端部に固定された保持部材2が垂直方向
に直線往復運動するような構成になっているが、これに
限定されるものではない。即ち、保持部材2は、イオン
ビーム5の照射範囲を横切りながら往復移動すればよ
く、例えば、図3に示すように、駆動機構3′が駆動軸
4′をスイング駆動し、該駆動軸4′の端部に固定され
た保持部材2が円弧軌道上を往復移動するような構成に
することもできる。この場合、駆動軸4′がイオンビー
ム5を遮ることはないので、オーバースキャン検知用フ
ァラデ8を設置する場所の自由度が大きくなる。尚、同
図中における斜線部分は、イオンビーム5の照射範囲を
示している。In the above embodiment, the drive mechanism 3 axially drives the drive shaft 4 provided in the vertical direction, whereby the holding member 2 fixed to the end of the drive shaft 4 is linearly moved in the vertical direction. Although it is configured to reciprocate, it is not limited to this. That is, the holding member 2 has only to reciprocate while traversing the irradiation range of the ion beam 5. For example, as shown in FIG. 3, the driving mechanism 3'swings the driving shaft 4'and swings the driving shaft 4 '. The holding member 2 fixed to the end of the can also be configured to reciprocate on an arcuate trajectory. In this case, since the drive shaft 4'does not block the ion beam 5, the degree of freedom of the place for installing the overscan detection farade 8 is increased. The shaded area in the figure indicates the irradiation range of the ion beam 5.
【0045】上記実施例は、あくまでも、本発明の技術
内容を明らかにするものであって、そのような具体例に
のみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発
明の精神と特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実
施することができるものである。The above-mentioned embodiments are intended to clarify the technical contents of the present invention, and should not be construed in a narrow sense by limiting only to such specific examples. Various modifications can be made within the scope of the claims.
【0046】[0046]
【発明の効果】本発明のイオン注入装置は、以上のよう
に、保持部材の後方であって、保持部材がイオンビーム
の照射範囲内を移動しているときは保持部材に遮られて
イオンビームが入射しない一方、保持部材がイオンビー
ムの照射範囲から外れるオーバースキャン位置に存在す
るときにイオンビームが入射するような位置に設けら
れ、イオンビームの電流量を計測するためのビーム電流
計測手段と、上記ビーム電流計測手段による計測結果に
基づいて、保持部材がオーバースキャン位置に存在する
か否かを検知するオーバースキャン検知手段とを備えて
いる構成である。As described above, the ion implantation apparatus of the present invention is shielded by the holding member when the holding member is moving behind the holding member and within the irradiation range of the ion beam. Is not incident, while the holding member is provided at a position where the ion beam is incident when the holding member is present at an overscan position outside the irradiation range of the ion beam, and a beam current measuring means for measuring the amount of current of the ion beam. And an overscan detecting means for detecting whether or not the holding member is present at the overscan position based on the measurement result by the beam current measuring means.
【0047】それゆえ、保持部材のオーバースキャン位
置の確認(メカニカルスキャンのオーバースキャンの確
認)は、保持部材が移動してイオンビームの照射範囲か
ら外れることにより、イオンビームが保持部材の位置を
通過してその後方のビーム電流計測手段に入射すること
を確認することによって行われるようになっているの
で、保持部材にその位置を検出するためのセンサを取り
付けることもなく、保持部材がオーバースキャン位置ま
で移動していることを容易に確認することができる。し
たがって、例えば、駆動手段の歯車や軸が壊れて、駆動
モータは正常に動いているが、駆動モータの動力が保持
部材へ正常に伝達されずにオーバースキャン不足が生じ
ている場合でも、そのオーバースキャン異常を検出する
ことができ、オーバースキャン不足による注入異常を未
然に防止することが可能となるという効果を奏する。Therefore, the confirmation of the overscan position of the holding member (the confirmation of the overscan of the mechanical scan) is performed by moving the holding member and moving it out of the irradiation range of the ion beam, so that the ion beam passes through the position of the holding member. Since it is performed by confirming that the beam current is incident on the beam current measuring means behind it, there is no need to attach a sensor for detecting its position to the holding member, and the holding member is not overscanned. You can easily confirm that you are moving up to. Therefore, for example, the gears and shafts of the drive means are broken and the drive motor is operating normally, but even if the power of the drive motor is not normally transmitted to the holding member and overscan is insufficient, the It is possible to detect the scan abnormality and prevent the injection abnormality due to the insufficient overscan.
【図1】本発明の一実施例を示すものであり、ハイブリ
ッドスキャン方式のイオン注入装置における主にメカニ
カルスキャン側の概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention and is a schematic configuration mainly on a mechanical scan side in a hybrid scan type ion implantation apparatus.
【図2】上記イオン注入装置における主にビームスキャ
ン側の概略構成を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration mainly on a beam scan side in the ion implantation apparatus.
【図3】上記イオン注入装置におけるその他のメカニカ
ルスキャン方式の一例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of another mechanical scanning method in the ion implantation apparatus.
【図4】従来のハイブリッドスキャン方式のイオン注入
装置の要部の概略構成を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a schematic configuration of a main part of a conventional hybrid scan type ion implantation apparatus.
【図5】上記従来のイオン注入装置における主にメカニ
カルスキャン側の概略構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration mainly on a mechanical scan side in the conventional ion implantation apparatus.
1 ウェハ(ビーム照射対象物) 2 保持部材 3 駆動機構(駆動手段) 4 駆動軸 5 イオンビーム 6 ドーズファラデ 7 上位コントローラ 8 オーバースキャン検知用ファラデ(ビーム電流計
測手段) 9 オーバースキャン確認用コントローラ(オーバー
スキャン検知手段)1 Wafer (Beam Irradiation Target) 2 Holding Member 3 Drive Mechanism (Drive Means) 4 Drive Axis 5 Ion Beam 6 Dose Farade 7 Upper Controller 8 Farade for Overscan Detection (Beam Current Measuring Means) 9 Overscan Confirmation Controller (Overscan) Detection means)
Claims (1)
往復移動するように保持部材を駆動する駆動手段とを備
えているイオン注入装置において、 上記保持部材の後方であって、保持部材がイオンビーム
の照射範囲内を移動しているときは保持部材に遮られて
イオンビームが入射しない一方、保持部材がイオンビー
ムの照射範囲から外れるオーバースキャン位置に存在す
るときにイオンビームが入射するような位置に設けら
れ、イオンビームの電流量を計測するためのビーム電流
計測手段と、 上記ビーム電流計測手段による計測結果に基づいて、保
持部材がオーバースキャン位置に存在するか否かを検知
するオーバースキャン検知手段とを備えていることを特
徴とするイオン注入装置。1. An ion implantation apparatus comprising: a holding member for holding a beam irradiation target; and a driving unit for driving the holding member so that the holding member reciprocates while traversing an ion beam irradiation range. Behind the holding member, when the holding member is moving within the irradiation range of the ion beam, the holding member is blocked and the ion beam does not enter, while the holding member is out of the irradiation range of the ion beam. When the ion beam is incident on the position, the beam current measuring means for measuring the amount of current of the ion beam, and the holding member is overloaded based on the measurement result by the beam current measuring means. An ion implanter, comprising: an overscan detection means for detecting whether or not the scanning position exists.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5295582A JPH07153412A (en) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | Ion implanting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5295582A JPH07153412A (en) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | Ion implanting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07153412A true JPH07153412A (en) | 1995-06-16 |
Family
ID=17822501
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5295582A Pending JPH07153412A (en) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | Ion implanting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07153412A (en) |
-
1993
- 1993-11-25 JP JP5295582A patent/JPH07153412A/en active Pending
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