JPH07153416A - Charged particle implanting device - Google Patents

Charged particle implanting device

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JPH07153416A
JPH07153416A JP29935593A JP29935593A JPH07153416A JP H07153416 A JPH07153416 A JP H07153416A JP 29935593 A JP29935593 A JP 29935593A JP 29935593 A JP29935593 A JP 29935593A JP H07153416 A JPH07153416 A JP H07153416A
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charged particle
substrate
detection probe
frame
particle beam
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Toru Murakami
亨 村上
Mitsukuni Tsukihara
光国 月原
Mitsuaki Kabasawa
光昭 椛澤
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Sumitomo Eaton Nova Corp
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Abstract

PURPOSE:To flatten a profile of a charged particle beam so as to prevent generation of charge-up on a substrate such as a semiconductor wafer. CONSTITUTION:A beam detecting probe 16 disposed in front of a substrate 14 can be disposed on a path of a beam 10, as necessary. In the case where a profile of the beam is found not to be flat as a result of detection by the probe, a magnetic field device 4 provided before the probe is controlled to change the beam into a flat profile. Since the probe is disposed in front of the substrate, most of beams can pass through the probe.

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、半導体ウェハー等の基
板に対して、荷電粒子を注入するのに使用される荷電粒
子注入装置、特に、イオンをビームの形で注入するイオ
ン注入装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charged particle implanter used for implanting charged particles into a substrate such as a semiconductor wafer, and more particularly to an ion implanter for implanting ions in the form of a beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、この種のイオン注入装置において
は、イオンの注入時間を短縮して、半導体装置の生産性
を向上させることが要求されている。このような要求に
応えるためには、必然的に、ビーム電流量を上昇させる
必要がある。一方、半導体ウェハーに注入されるイオン
ビームの分布、即ち、プロファイルは出来るだけ一様で
あることが、半導体ウェハーの帯電を防止する上からも
望ましい。
2. Description of the Related Art Recently, in this type of ion implantation apparatus, it is required to shorten the ion implantation time to improve the productivity of semiconductor devices. In order to meet such a demand, it is necessary to increase the beam current amount. On the other hand, it is desirable that the distribution of the ion beam injected into the semiconductor wafer, that is, the profile is as uniform as possible in order to prevent the semiconductor wafer from being charged.

【0003】しかしながら、ビーム電流量を上げた場
合、半導体ウェハーに注入されるイオンのプロファイル
はイオンの中心部分において局部的に高くなりやすいた
め、半導体ウェハーの帯電は避けられない状況にある。
However, when the beam current amount is increased, the profile of the ions implanted into the semiconductor wafer tends to be locally high in the central portion of the ions, so that the semiconductor wafer is inevitably charged.

【0004】このため、イオンビームのプロファイルを
監視することは極めて重要である。従来、ビームのプロ
ファイルを監視するために、種々の技術が提案されてい
るが、これらの技術の大部分は、半導体ウェハーの後部
に配置されたビームプロファイルモニターにより、イオ
ン注入前に、イオンのプロファイルを検出しておき、そ
の結果にしたがって、イオンのプロファイルを制御して
いる。
Therefore, it is extremely important to monitor the profile of the ion beam. Various techniques have been proposed in the past for monitoring the profile of the beam, but most of these techniques use a beam profile monitor placed at the rear of the semiconductor wafer to measure the profile of the ion before ion implantation. Is detected and the ion profile is controlled according to the result.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、イオン
ビームのプロファイルは、常に、注入前と同様であると
は限らず、時々刻々変化することが多い。したがって、
前述したように、半導体ウェハーの後部で、イオンの注
入前にそのプロファイルを検出する技術では、イオン注
入中のイオンビームのプロファイルを検出及び監視する
ことはできないという欠点がある。
However, the profile of the ion beam is not always the same as that before the implantation, but often changes from moment to moment. Therefore,
As described above, the technique of detecting the profile of ions at the rear of the semiconductor wafer before implanting ions has a drawback in that the profile of the ion beam during ion implantation cannot be detected and monitored.

【0006】本発明の目的は、基板に注入されるイオン
ビームのプロファイルをイオン注入中においても検出及
び監視できる荷電粒子注入装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a charged particle implanting apparatus capable of detecting and monitoring the profile of an ion beam implanted in a substrate even during ion implantation.

【0007】本発明の他の目的は、イオン注入中におけ
るイオンのプロファイルを均一化させ、半導体ウェハー
上における帯電を防止できるイオンビーム注入装置を提
供することである。
Another object of the present invention is to provide an ion beam implanting apparatus which can make the profile of ions uniform during ion implantation and prevent charging on a semiconductor wafer.

【0008】本発明の更に他の目的は、イオン注入中に
おけるイオンのプロファイルを検出できるビーム検出プ
ローブを提供することである。
Still another object of the present invention is to provide a beam detection probe capable of detecting an ion profile during ion implantation.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、処理す
べき基板に、荷電粒子を注入する荷電粒子注入装置にお
いて、前記基板より前方に配置され、前記基板に注入さ
れる荷電粒子ビームのサイズを制御する磁場装置と、該
磁場装置と前記基板との間に設けられ、前記磁場装置を
通過した荷電粒子ビームを横切る方向に移動できると共
に、前記荷電粒子ビームを透過させ得るように構成され
たビーム検出プローブと、該ビーム検出プローブを前記
荷電粒子ビーム方向に移動させる駆動機構と、前記ビー
ム検出プローブにおける検出結果に応じて、注入される
荷電粒子ビームによる前記基板のチャージアップを防止
するように、前記磁場装置を制御する制御部とを有する
ことを特徴とする荷電粒子注入装置が得られる。
According to the present invention, in a charged particle injection apparatus for injecting charged particles into a substrate to be processed, a charged particle beam arranged in front of the substrate and injected into the substrate A magnetic field device for controlling the size, and a magnetic field device provided between the magnetic field device and the substrate, configured to move in a direction transverse to the charged particle beam that has passed through the magnetic field device and to transmit the charged particle beam. A beam detection probe, a drive mechanism for moving the beam detection probe in the charged particle beam direction, and a charge-up of the substrate due to an injected charged particle beam depending on a detection result of the beam detection probe. And a control unit for controlling the magnetic field device.

【0010】更に、本発明によれば、処理される基板よ
り前方に配置され、前記基板に注入される荷電粒子ビー
ムのサイズを制御する磁場装置を備えた荷電粒子注入装
置において、前記荷電粒子ビームのプロファイルを検出
するビームプロファイルモニターは前記基板と前記磁場
装置の間に設けられていることを特徴とする荷電粒子注
入装置が得られる。
Further, according to the present invention, in the charged particle implanting apparatus, which is arranged in front of the substrate to be processed and includes a magnetic field device for controlling the size of the charged particle beam injected into the substrate, the charged particle beam A beam profile monitor for detecting the profile of 1 is provided between the substrate and the magnetic field device to obtain a charged particle implanting device.

【0011】[0011]

【作用】本発明では、ビームプロファイルモニターとし
て動作するビーム検出プローブをイオンを注入されるべ
き半導体ウェハーのような基板の前方に配置し、当該ビ
ーム検出プローブが、イオンビームを横切って移動でき
るように、駆動機構によって移動させる。また、ビーム
検出プローブ自体、イオンビームを透過できるように構
成しておき、これによって、イオン注入中においても、
必要に応じてイオンビームのプロファイルを監視するこ
とができる。
According to the present invention, a beam detection probe that operates as a beam profile monitor is arranged in front of a substrate such as a semiconductor wafer to be implanted with ions, and the beam detection probe is moved across the ion beam. , Drive mechanism to move. In addition, the beam detection probe itself is configured to be able to transmit an ion beam, and this enables the ion detection to be performed even during ion implantation.
The ion beam profile can be monitored if desired.

【0012】[0012]

【実施例】図1を参照すると、本発明の一実施例に係る
荷電粒子注入装置はイオン注入装置として使用される。
図1に示すように、図示されたイオン注入装置は、イオ
ンソース(図示せず)からのイオンビーム10を導くガ
イドチャンバー11、ガイドチャンバー11からのイオ
ンビーム10をモニターするモニターチャンバー12、
及び、イオン注入を実際に行う処理チャンバー13とを
有しており、これらのガイドチャンバー11、モニター
チャンバー12、及び処理チャンバー13は相互に気密
に連結されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Referring to FIG. 1, a charged particle implanter according to an embodiment of the present invention is used as an ion implanter.
As shown in FIG. 1, the illustrated ion implantation apparatus includes a guide chamber 11 for guiding an ion beam 10 from an ion source (not shown), a monitor chamber 12 for monitoring the ion beam 10 from the guide chamber 11,
And a processing chamber 13 for actually performing ion implantation, and these guide chamber 11, monitor chamber 12, and processing chamber 13 are hermetically connected to each other.

【0013】図示された実施例では、モニターチャンバ
ー12に隣接したガイドチャンバー11の外側に、磁場
装置として、4重極マグネット15が配置されており、
この4重極マグネット15により、後述するように、イ
オンビーム10の断面方向のサイズを制御できる。ま
た、モニターチャンバー12には、後述する構成を備え
たビーム検出プローブ16がイオンビーム10を横切る
方向に、即ち、図1の上下方向に移動できるように位置
づけられており、このビーム検出プローブ16はイオン
ビーム10の断面方向のプロファイル、即ち、分布を検
出することができると共に、イオンビーム10の大部分
を透過、或いは、通過させることができるように、構成
されている。また、モニターチャンバー12内のビーム
検出プローブ16の後方、即ち、処理チャンバー13側
には、イオンビームに起因する電流量を検出するファラ
デイカップ17が図1の上下方向に移動可能に設けられ
ている。 一方、処理チャンバー13内には、処理すべ
き基板として、複数の半導体ウェハーを搭載した支持板
18が回転可能に回転軸に取り付けられている。
In the illustrated embodiment, a quadrupole magnet 15 is arranged as a magnetic field device outside the guide chamber 11 adjacent to the monitor chamber 12,
The size of the ion beam 10 in the cross-sectional direction can be controlled by the quadrupole magnet 15 as described later. Further, a beam detection probe 16 having a structure described later is positioned in the monitor chamber 12 so as to be movable in a direction traversing the ion beam 10, that is, in the vertical direction of FIG. The profile of the ion beam 10 in the cross-sectional direction, that is, the distribution can be detected, and most of the ion beam 10 can be transmitted or passed. A Faraday cup 17 for detecting the amount of current caused by the ion beam is provided behind the beam detection probe 16 in the monitor chamber 12, that is, on the side of the processing chamber 13 so as to be movable in the vertical direction of FIG. There is. On the other hand, in the processing chamber 13, a support plate 18 having a plurality of semiconductor wafers mounted thereon as substrates to be processed is rotatably attached to a rotation shaft.

【0014】更に、ビーム検出プローブ16には、駆動
機構20が結合されており、この例における駆動機構2
0はエアにより駆動されている。また、ビーム検出プロ
ーブ16で検出された検出結果は電気信号として制御部
22に与えられている。制御部22では、ビーム検出プ
ローブ16における検出結果にしたがって、4重極マグ
ネット15に供給される電流を制御し、イオンビーム1
0の断面におけるプロファイルが出来るだけ平坦になる
ように、コントロールする。
Further, a drive mechanism 20 is connected to the beam detection probe 16, and the drive mechanism 2 in this example is used.
0 is driven by air. The detection result detected by the beam detection probe 16 is given to the control unit 22 as an electric signal. The control unit 22 controls the current supplied to the quadrupole magnet 15 according to the detection result of the beam detection probe 16,
Control is performed so that the profile in the 0 cross section is as flat as possible.

【0015】このことは、イオンビーム10の断面方向
におけるプロファイルがビームの中心部分において局部
的に極端に大きくならないように、4重極マグネット1
5によって発生される4重極磁場を制御することを意味
している。上記したような制御を行った場合、後述する
ように、イオンビーム10の断面方向におけるプロファ
イルは実質的に平坦となり、この結果として、半導体ウ
ェハー等の基板14が過度にチャージアップされるのを
防止することができる。
This means that the quadrupole magnet 1 is designed so that the profile of the ion beam 10 in the sectional direction does not become extremely large locally in the central portion of the beam.
It is meant to control the quadrupole magnetic field generated by 5. When the control as described above is performed, the profile in the cross-sectional direction of the ion beam 10 becomes substantially flat as described below, and as a result, the substrate 14 such as a semiconductor wafer is prevented from being excessively charged up. can do.

【0016】したがって、ビーム検出プローブ16にお
ける検出結果を4重極マグネット15にフィードバック
する構成では、チャージアップの結果、基板14が破損
してしまうのを防ぐことができる。
Therefore, in the structure in which the detection result of the beam detection probe 16 is fed back to the quadrupole magnet 15, it is possible to prevent the substrate 14 from being damaged as a result of charge-up.

【0017】より具体的に述べれば、図1の制御部22
は、ビーム検出プローブ16からの検出結果にしたがっ
て4重極マグネット15に供給される電流密度を演算す
る電流密度演算ユニット221を有し、更に、ビーム検
出プローブ16と電気的に接続され、ビーム検出プロー
ブ16と電流密度演算ユニット221との間のインター
フェースとして動作するプローブコントロールユニット
222及び電流密度演算ユニット221と4重極マグネ
ット15との間のインターフェースとして動作するマグ
ネットコントロールユニット223とを備えている。更
に、図示された制御部22には、オペレータによって操
作される入出力装置224が設けられている。
More specifically, the control unit 22 shown in FIG.
Has a current density calculation unit 221 for calculating the current density supplied to the quadrupole magnet 15 according to the detection result from the beam detection probe 16, and is further electrically connected to the beam detection probe 16 for beam detection. A probe control unit 222 that operates as an interface between the probe 16 and the current density calculation unit 221 and a magnet control unit 223 that operates as an interface between the current density calculation unit 221 and the quadrupole magnet 15 are provided. Further, the illustrated control unit 22 is provided with an input / output device 224 operated by an operator.

【0018】ここで、図2を参照すると、4重極マグネ
ット15の磁極配置が示されており、この磁極配置によ
れば、4重極マグネット15を通過するイオンビーム1
0(ここでは、正イオンビーム)に対して、垂直方向で
は、イオンビーム10が収束するような力fを与えら
れ、他方、水平方向では、イオンビーム10が発散する
ような力fを与えることができる。
Referring now to FIG. 2, the magnetic pole arrangement of the quadrupole magnet 15 is shown. According to this magnetic pole arrangement, the ion beam 1 passing through the quadrupole magnet 15 is shown.
0 (here, a positive ion beam) is given a force f that converges the ion beam 10 in the vertical direction, and a force f that diverges the ion beam 10 in the horizontal direction. You can

【0019】次に、図3を参照すると、図2に示された
4重極マグネット15では、水平方向においてはイオン
ビーム10が発散した状態で、ウェハー14に注入さ
れ、他方、垂直方向においてはイオンビーム10が4重
極マグネット15の後方の焦点に一旦収束された後、発
散した状態で、ウェハー14に注入されるように、設計
されている。4重極マグネット15に供給される電流を
制御することによって、4重極磁場の強度を制御し、こ
れによって、イオンビーム10を図3の実線及び破線で
示すように調節できる。
Next, referring to FIG. 3, in the quadrupole magnet 15 shown in FIG. 2, the ion beam 10 is injected into the wafer 14 in a state of being diverged in the horizontal direction, while it is injected in the vertical direction. It is designed so that the ion beam 10 is once focused on the rear focus of the quadrupole magnet 15 and then injected into the wafer 14 in a divergent state. By controlling the current supplied to the quadrupole magnet 15, the intensity of the quadrupole magnetic field is controlled, which allows the ion beam 10 to be adjusted as shown by the solid and dashed lines in FIG.

【0020】図4を参照すると、ビーム検出プローブ1
6の一例が示されており、ここでは、内側にイオンビー
ムを内包できる大きさの空間を囲むフレーム161と、
このフレーム161と駆動機構20(図1)とを連結す
る支持部162とを備えている。また、フレーム161
の内側空間には、3本のワイヤ166、167、168
が張られており、各ワイヤにイオンビームが当たると、
イオンビームの強度に応じた電流が流れる。図示された
例では、2本のワイヤ166、167が相互に斜めに交
差しており、残りワイヤ168は矢印で示したビーム検
出プローブ16の移動方向に対して直交するように、フ
レーム161に固定されている。各ワイヤからの電流
は、導線(図示せず)を介してプローブコントロールユ
ニット222に接続されている。3本のワイヤ166、
167、168からの出力電流を処理するアルゴリズム
については、特願平3−45668号で詳しく説明され
ているからここでは説明を省略する。
Referring to FIG. 4, the beam detection probe 1
6 is shown, and here, a frame 161 surrounding a space having a size capable of containing an ion beam,
The frame 161 is provided with a support portion 162 that connects the drive mechanism 20 (FIG. 1). Also, the frame 161
In the inner space of the three wires 166, 167, 168
Is stretched, and when the ion beam hits each wire,
An electric current flows according to the intensity of the ion beam. In the illustrated example, two wires 166 and 167 intersect each other obliquely, and the remaining wire 168 is fixed to the frame 161 so as to be orthogonal to the moving direction of the beam detection probe 16 indicated by the arrow. Has been done. The current from each wire is connected to the probe control unit 222 via a lead wire (not shown). Three wires 166,
The algorithm for processing the output currents from 167 and 168 has been described in detail in Japanese Patent Application No. 3-45668, so the description is omitted here.

【0021】上記した3本のワイヤを用いたビーム検出
プローブ16を図1のイオン注入装置に使用した場合、
イオンビームの大部分はこのプローブ16を通過するか
ら、イオンをウェハー14に注入している期間において
も、イオンビーム10の経路にビーム検出プローブ16
を必要に応じて挿入し、イオンビーム10のプロファイ
ルを検出できる。
When the beam detection probe 16 using the above-mentioned three wires is used in the ion implantation apparatus of FIG.
Since most of the ion beam passes through this probe 16, the beam detection probe 16 is provided in the path of the ion beam 10 even during the period of implanting ions into the wafer 14.
Can be inserted as necessary to detect the profile of the ion beam 10.

【0022】本発明で使用されるビーム検出プローブ1
6としては、イオンビームを透過乃至通過させることが
できれば良いから、図4において2本の斜めのワイヤ1
66及び167だけを用いたもの、或いは、より多くの
ワイヤを平行にフレームに固定したもの等、種々の形式
のビームプロファイルモニターを適用することができ
る。
Beam detection probe 1 used in the present invention
As for 6, it is sufficient that the ion beam can be transmitted or passed therethrough. Therefore, in FIG.
Various types of beam profile monitors can be applied, such as those using only 66 and 167, or those in which more wires are fixed in parallel to the frame.

【0023】ここで、図1に示された制御部22はイオ
ンビーム10の断面方向におけるプロファイルを平坦化
するための制御動作を行う。以下、この制御動作を図5
をも参照して説明する。ピーク電流密度の抑制が入出力
装置224のオペレータによって指示されると(ステッ
プS1)、ビーム検出プローブ16がイオンビーム10
の経路中に挿入され、ビームプロファイルの計測がx−
y座標上で行われ、各座標位置におけるビーム電流密度
が所定のアルゴリズムにしたがって電流密度演算ユ
ニット221で演算される(ステップS2)。次に、各
座標位置におけるビーム電流密度Iの内、最大電流密
度Imax が電流密度演算ユニット221で算出される
(ステップS3)。
Here, the control unit 22 shown in FIG. 1 performs a control operation for flattening the profile of the ion beam 10 in the cross-sectional direction. Below, this control operation is shown in FIG.
The description will also be made with reference to. When the suppression of the peak current density is instructed by the operator of the input / output device 224 (step S1), the beam detection probe 16 causes the ion beam 10 to move.
Beam profile is measured by x-
It is performed on the y coordinate, and the beam current density I B at each coordinate position is calculated by the current density calculation unit 221 according to a predetermined algorithm (step S2). Next, of the beam current densities I B at each coordinate position, the maximum current density I B max is calculated by the current density calculation unit 221 (step S3).

【0024】更に、電流密度演算ユニット221は、算
出された最大電流密度Imax を予め定められた規定値
B0と比較し(ステップS4)、最大電流密度Ima
x が予め定められた規定値IB0より小さい時には、処
理を終了する。このように、最大電流密度Imax が予
め定められた規定値IB0より小さい場合、この例で
は、イオンビームの空間的広がりが実質的に均一或いは
平坦化されていると、判断していることになる。
Further, the current density calculation unit 221 compares the calculated maximum current density I B max with a predetermined specified value I B0 (step S4), and the maximum current density I B ma
When x is smaller than the predetermined specified value I B0 , the process ends. In this way, when the maximum current density I B max is smaller than the predetermined specified value I B0 , in this example, it is determined that the spatial spread of the ion beam is substantially uniform or flat. It will be.

【0025】一方、最大電流密度Imax が予め定めら
れた規定値IB0より大きい時には、電流密度演算ユニ
ット221はマグネットコントロールユニット223を
制御し、予め定められたマグネット電流の増加分Δa
(A)だけ、マグネット電流設定値を増加させる(ステ
ップS5)。以下、この動作を最大電流密度Imax が
予め定められた規定値IB0より小さくなるまで繰り返
す。尚、この実施例では、マグネット電流の増加分Δa
(A)はオペレータによっても設定できるように構成さ
れている。
On the other hand, when the maximum current density I B max is larger than a predetermined specified value I B0 , the current density calculation unit 221 controls the magnet control unit 223 to increase the predetermined increase Δa of the magnet current.
The magnet current setting value is increased only by (A) (step S5). Hereinafter, this operation is repeated until the maximum current density I B max becomes smaller than a predetermined specified value I B0 . In this embodiment, the increase Δa of the magnet current is
(A) is configured so that it can also be set by the operator.

【0026】このように、マグネット電流を制御するこ
とにより、イオンビーム10の断面方向のプロファイル
におけるピーク値は減少させられるから、結果として、
イオンビームのプロファイルは平坦化されることにな
る。したがって、ウェハー14等の基板が電荷のチャー
ジアップのために破損する等の障害を防止することがで
きる。
By controlling the magnet current in this manner, the peak value in the profile of the ion beam 10 in the cross-sectional direction can be reduced, and as a result,
The profile of the ion beam will be flattened. Therefore, it is possible to prevent a trouble such as damage of a substrate such as the wafer 14 due to charge-up.

【0027】例えば、イオンビーム10の断面方向にお
けるプロファイルが図6のように、中心部分において高
く、周辺部分において低い分布を示していたとする。こ
の場合、本発明に係る制御を行わなければ、プロファイ
ルが図6のA−B断面において図7(a)のような分布
を示すことになる。この場合、ビームスポットの中央部
分には、許容限度以上の電流密度の部分が存在し、この
部分における電流密度がウェハー14上でのチャージア
ップの主たる要因となっている。
For example, assume that the profile in the cross-sectional direction of the ion beam 10 has a high distribution in the central portion and a low distribution in the peripheral portion, as shown in FIG. In this case, if the control according to the present invention is not performed, the profile will have a distribution as shown in FIG. 7A in the AB cross section of FIG. In this case, there is a portion with a current density higher than the allowable limit in the central portion of the beam spot, and the current density in this portion is the main cause of charge-up on the wafer 14.

【0028】これに対して、本発明では、4重極マグネ
ット15によって発生される磁場を制御することによ
り、イオンビームスポットは広げられ、図7(b)に示
すように、平坦化される。このように、イオンビームス
ポットを広げても、イオンビームの総量は変化しないの
で、チャージアップを抑制し、且、注入時間は長くなら
ないように制御することが可能になる。
On the other hand, in the present invention, by controlling the magnetic field generated by the quadrupole magnet 15, the ion beam spot is expanded and flattened as shown in FIG. 7 (b). In this way, even if the ion beam spot is widened, the total amount of the ion beam does not change. Therefore, it is possible to suppress charge-up and control so that the implantation time does not become long.

【0029】図5では、ビーム電流の最大電流密度I
max を検出しているが、本発明は何等これに限ることな
く、ビーム電流の中央値、或いは、一定値以上の電流密
度になる面積等の統計量を用いても、同様な制御を行う
ことができる。
In FIG. 5, the maximum current density I B of the beam current is
Although max is detected, the present invention is not limited to this, and the same control can be performed by using the median of the beam current or a statistic amount such as the area where the current density becomes a certain value or more. You can

【0030】以上述べた実施例はイオン注入についての
み説明したが、本発明は他の荷電粒子、例えば、電子の
注入にも適用できる。
Although the above-described embodiments have been described only with respect to ion implantation, the present invention can be applied to the implantation of other charged particles such as electrons.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明では、ビームプロファイルモニタ
ーとして働くビーム検出プローブを処理される基板の前
方で、必要に応じてビーム経路に挿入できるように、構
成しているため、イオン注入中においても、ビームプロ
ファイルを検出でき、ビームプロファイルの変化にリア
ルタイムに対応できるという利点がある。また、ビーム
プロファイルの検出結果に応じて、ビーム検出プローブ
より前方に位置付けられた磁場を制御しているため、フ
ィードバック制御の形となり、正確な制御を行うことが
できる。
According to the present invention, since the beam detection probe that functions as a beam profile monitor can be inserted in the beam path in front of the substrate to be processed, if necessary, even during ion implantation, There is an advantage that the beam profile can be detected and the change of the beam profile can be dealt with in real time. Further, since the magnetic field positioned in front of the beam detection probe is controlled according to the detection result of the beam profile, feedback control is performed, and accurate control can be performed.

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

【図1】本発明の一実施例に係るイオン注入装置の構成
を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示される4重極マグネットの磁極配置を
説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a magnetic pole arrangement of the quadrupole magnet shown in FIG.

【図3】図1に示される4重極マグネットの動作を説明
するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the quadrupole magnet shown in FIG.

【図4】図1のイオン注入装置に使用されるビーム検出
プローブの一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a beam detection probe used in the ion implantation apparatus of FIG.

【図5】図1のイオン注入装置の制御動作を説明するた
めのフローチャートである。
5 is a flow chart for explaining a control operation of the ion implantation apparatus of FIG.

【図6】イオンビームの分布の一例を説明するための図
である。
FIG. 6 is a diagram for explaining an example of an ion beam distribution.

【図7】(a)は本発明に係る制御を行わない場合のビ
ーム電流密度を示す図である。(b)は本発明に係る制
御を行った場合のビーム電流密度を示す図である。
FIG. 7A is a diagram showing a beam current density when the control according to the present invention is not performed. (B) is a diagram showing a beam current density when the control according to the present invention is performed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 イオンビーム 11 ガイドチャンバー 12 モニターチャンバー 13 処理チャンバー 14 ウェハー 15 4重極マグネット 16 ビーム検出プローブ 17 ファラディカップ 18 支持部 20 駆動機構 22 制御部 221 電流密度演算ユニット 222 プローブコントロールユニット 223 マグネットコントロールユニット 224 入出力装置 10 Ion Beam 11 Guide Chamber 12 Monitor Chamber 13 Processing Chamber 14 Wafer 15 Quadrupole Magnet 16 Beam Detection Probe 17 Faraday Cup 18 Support 20 Drive Mechanism 22 Control 221 Current Density Calculation Unit 222 Probe Control Unit 223 Magnet Control Unit 224 Input Output device

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 処理すべき基板に、荷電粒子を注入する
荷電粒子注入装置において、前記基板より前方に配置さ
れ、前記基板に注入される荷電粒子ビームの空間的な広
がりを制御する磁場装置と、該磁場装置と前記基板との
間に設けられ、前記磁場装置を通過した荷電粒子ビーム
を横切る方向に移動できると共に、前記荷電粒子ビーム
を透過させ得るように構成されたビーム検出プローブ
と、該ビーム検出プローブを前記荷電粒子ビーム方向に
移動させる駆動機構と、前記ビーム検出プローブにおけ
る検出結果に応じて、注入される荷電粒子ビームによる
前記基板のチャージアップを防止するように、前記磁場
装置を制御する制御部とを有することを特徴とする荷電
粒子注入装置。
1. A charged particle injection device for injecting charged particles into a substrate to be processed, which is arranged in front of the substrate and which controls a spatial spread of a charged particle beam injected into the substrate. A beam detection probe that is provided between the magnetic field device and the substrate, is movable in a direction transverse to the charged particle beam that has passed through the magnetic field device, and is capable of transmitting the charged particle beam; A drive mechanism that moves the beam detection probe in the charged particle beam direction, and controls the magnetic field device so as to prevent charge-up of the substrate due to the injected charged particle beam in accordance with the detection result of the beam detection probe. A charged particle implanting device, comprising:
【請求項2】 請求項1において、前記ビーム検出プロ
ーブは、内側に、荷電粒子ビームを囲むことができる大
きさの空間を有するフレームと、前記駆動機構に対し
て、機械的に移動可能に連結された支持部と、前記荷電
粒子ビームを横切るように、前記フレームに固定された
少なくとも2本の導電性ワイヤと、各ワイヤと前記制御
部とを電気的に接続する配線とを有していることを特徴
とする荷電粒子注入装置。
2. The beam detecting probe according to claim 1, wherein the beam detecting probe is mechanically movably connected to a frame having a space having a size capable of enclosing a charged particle beam inside and the driving mechanism. A supporting part, at least two conductive wires fixed to the frame so as to traverse the charged particle beam, and wiring for electrically connecting each wire to the control part. A charged particle injection device characterized by the above.
【請求項3】 請求項2において、前記導電性ワイヤ
は、互いに交差し、且、前記荷電粒子ビームを斜めに横
切るように、前記フレームに固定された2本のワイヤ
と、前記フレームに固定されると共にビーム検出プロー
ブの移動方向に対して交差する方向に前記フレームに固
定された1本のワイヤとを有していることを特徴とする
荷電粒子注入装置。
3. The wire according to claim 2, wherein the conductive wires are fixed to the frame and two wires fixed to the frame so as to intersect each other and diagonally cross the charged particle beam. And a wire fixed to the frame in a direction intersecting the moving direction of the beam detection probe.
【請求項4】 請求項1、2、又は3において、前記荷
電粒子ビームはイオンビームであることを特徴とする荷
電粒子注入装置。
4. The charged particle implanting device according to claim 1, wherein the charged particle beam is an ion beam.
【請求項5】 処理すべき基板に、荷電粒子を注入する
荷電粒子注入装置に使用され、前記荷電粒子ビームの方
向に移動させることができるビーム検出プローブにおい
て、内側に、荷電粒子ビームを囲むことができる大きさ
の空間を有するフレームと、互いに交差し、且、前記荷
電粒子ビームを斜めに横切るように、前記フレームに固
定された2本のワイヤと、前記フレームに固定されると
共に、前記ビーム検出プローブの移動方向と直角方向に
前記フレームに固定さられた1本のワイヤとを有してい
ることを特徴とするビーム検出プローブ。
5. A beam detection probe used in a charged particle implanting device for injecting charged particles into a substrate to be processed, wherein the beam detection probe can be moved in the direction of the charged particle beam, wherein the charged particle beam is enclosed inside. A frame having a space having a size capable of forming a beam, two wires fixed to the frame so as to intersect each other and diagonally cross the charged particle beam, and the wire fixed to the frame and the beam. A beam detection probe comprising: a wire fixedly exposed to the frame in a direction perpendicular to the moving direction of the detection probe.
【請求項6】 処理される基板より前方に配置され、前
記基板に注入される荷電粒子ビームの空間的な広がりを
制御する磁場装置を備えた荷電粒子注入装置において、
前記荷電粒子ビームのプロファイルを検出するビームプ
ロファイルモニターは前記基板と前記磁場装置の間に設
けられていることを特徴とする荷電粒子注入装置。
6. A charged particle implanter comprising a magnetic field device which is disposed in front of a substrate to be processed and which controls a spatial spread of a charged particle beam injected into the substrate,
The charged particle implanting device, wherein a beam profile monitor for detecting the profile of the charged particle beam is provided between the substrate and the magnetic field device.
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JP2009047618A (en) * 2007-08-22 2009-03-05 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Method and device for evaluating and measuring ion beam

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