JPH0740481B2 - イオン打込制御方法 - Google Patents
イオン打込制御方法Info
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- JPH0740481B2 JPH0740481B2 JP61018037A JP1803786A JPH0740481B2 JP H0740481 B2 JPH0740481 B2 JP H0740481B2 JP 61018037 A JP61018037 A JP 61018037A JP 1803786 A JP1803786 A JP 1803786A JP H0740481 B2 JPH0740481 B2 JP H0740481B2
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- JP
- Japan
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- ion
- implantation
- ion beam
- amount
- emitted
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、イオン打込制御方法、特に、半導体製造プロ
セスにおける不純物ドーピング法として用いられるイオ
ン打込制御方法に関するものである。
セスにおける不純物ドーピング法として用いられるイオ
ン打込制御方法に関するものである。
最近の半導体製造プロセスでは、ウエハ表面にホトレジ
ストマスクを塗布し、その上から直接2mA以上の大電流
のイオンビームを打込むことが要求される。
ストマスクを塗布し、その上から直接2mA以上の大電流
のイオンビームを打込むことが要求される。
第２図はイオン打込制御方法に用いられる従来の大電流
用のイオン打込装置の説明図で、この図で、１はイオン
を加速するイオン源、２は加速電源、３は出射イオンビ
ーム、４は出射イオンビーム用電流計、５は質量分離用
電磁石、６は質量分離された特定の打込イオンビーム、
７は標的装着用の回転円板、８は複数の標的（ウエ
ハ）、９はイオン源用真空排気系、10はビームライン用
真空排気系、11は打込室真空容器、12は回転円板用モー
タ、13は打込イオンビーム用電流計、14は打込駆動制御
系を示している。
用のイオン打込装置の説明図で、この図で、１はイオン
を加速するイオン源、２は加速電源、３は出射イオンビ
ーム、４は出射イオンビーム用電流計、５は質量分離用
電磁石、６は質量分離された特定の打込イオンビーム、
７は標的装着用の回転円板、８は複数の標的（ウエ
ハ）、９はイオン源用真空排気系、10はビームライン用
真空排気系、11は打込室真空容器、12は回転円板用モー
タ、13は打込イオンビーム用電流計、14は打込駆動制御
系を示している。
標的に所定の打込量を均一に打込む打込制御方法には種
々の方法があるが、第２図に示した方法は回転円板を機
械走査する例を示している。
々の方法があるが、第２図に示した方法は回転円板を機
械走査する例を示している。
この大電流用イオン打込装置を用いたイオン打込制御方
法では、イオン源１で発生したイオンは加速電源２で加
速され、加速されたイオンは出射イオンビーム３として
イオン源用真空排気系９によつて排気された真空中を質
量分離用電磁石５の磁場中に導かれる。ここで質量分離
され選択された特定のイオン種は打込イオンビーム６と
して打込室真空容器11に導かれ標的８に打込まれる。標
的８は回転円板７の周辺に複数個装着されて、ビームラ
イン用真空排気系10で排気された真空中を高速回転しな
がら、左右に機械的に往復走査され、ビームが均一に照
射される。この場合に打込イオンビーム６量が変化する
と、それに応じて機械走査の速度を制御するために打込
イオンビーム電流は常に回転円板７や、その近傍の検知
器で受けられて打込駆動制御系14によつてフイードバツ
クされるようになつている。
法では、イオン源１で発生したイオンは加速電源２で加
速され、加速されたイオンは出射イオンビーム３として
イオン源用真空排気系９によつて排気された真空中を質
量分離用電磁石５の磁場中に導かれる。ここで質量分離
され選択された特定のイオン種は打込イオンビーム６と
して打込室真空容器11に導かれ標的８に打込まれる。標
的８は回転円板７の周辺に複数個装着されて、ビームラ
イン用真空排気系10で排気された真空中を高速回転しな
がら、左右に機械的に往復走査され、ビームが均一に照
射される。この場合に打込イオンビーム６量が変化する
と、それに応じて機械走査の速度を制御するために打込
イオンビーム電流は常に回転円板７や、その近傍の検知
器で受けられて打込駆動制御系14によつてフイードバツ
クされるようになつている。
最近の半導体プロセスではプロセスの簡略化の為、ホト
レジストマクスに直接大電流イオンビームを打込む方法
が開発されつつある。このような打込の場合、ホトレジ
ストマスクはうすい有機質材料である為、大電流のイオ
ンビーム打込で表面が加熱されて、有機物がガス状で放
出されて、打込室まわりの真空度を低下させる。その
為、打込むイオンビームとガス分子が衝突して、電子ｅ
が発生し、イオンビーム（＋）が中和されて、イオン電
流として検知されず、一見イオン電流が減少したように
打込イオンビーム用電流計13で観測されると、第３図は
その様子を模式的に示したもので、横軸、縦軸には、そ
れぞれ打込時間、イオン電流がとつてあり、イオン源か
らの出射イオン量と打込室での打込イオン量が示してあ
る。
レジストマクスに直接大電流イオンビームを打込む方法
が開発されつつある。このような打込の場合、ホトレジ
ストマスクはうすい有機質材料である為、大電流のイオ
ンビーム打込で表面が加熱されて、有機物がガス状で放
出されて、打込室まわりの真空度を低下させる。その
為、打込むイオンビームとガス分子が衝突して、電子ｅ
が発生し、イオンビーム（＋）が中和されて、イオン電
流として検知されず、一見イオン電流が減少したように
打込イオンビーム用電流計13で観測されると、第３図は
その様子を模式的に示したもので、横軸、縦軸には、そ
れぞれ打込時間、イオン電流がとつてあり、イオン源か
らの出射イオン量と打込室での打込イオン量が示してあ
る。
すなわち、打込室での打込イオン量は、打込スタート時
から減少して行き、第１回の走査が終了すると元の値に
戻るが、第２回の走査とともに、また少し減少する傾向
が観測される。しかし、イオン源からの出射イオン量は
打込中に変化していない。しかし、このように、打込イ
オン量が減少して観測される場合には、打込不足とし
て、これを補う為にと、打込走査速度を遅くするよう制
御される。
から減少して行き、第１回の走査が終了すると元の値に
戻るが、第２回の走査とともに、また少し減少する傾向
が観測される。しかし、イオン源からの出射イオン量は
打込中に変化していない。しかし、このように、打込イ
オン量が減少して観測される場合には、打込不足とし
て、これを補う為にと、打込走査速度を遅くするよう制
御される。
機械走査方法では、回転円板の走査速度Ｖは、次式に示
す値に制御されて均一性が保たれている。
す値に制御されて均一性が保たれている。
ここにＫは常数、Ｉは打込イオン電流、Ｒは回転円板の
中心からイオンビームの照射位置までの距離を示してい
る。
中心からイオンビームの照射位置までの距離を示してい
る。
打込イオン電流Ｉが実際に変化している場合は当然、式
（１）に従つて走査速度Ｖを変化させねばならないが、
打込イオン電流Ｉの変化が検出される場合でも第３図で
示したように、イオン源からの出射イオン量が変化して
いない場合には、打込イオンの一部（〜10％）は打込室
で中性化されて、見かけ上変化していても、高速に加速
されている為に、たとえ中性化されても、標的に打込ま
れているため、式（１）に従つて走査速度Ｖを変化させ
る必要はない。
（１）に従つて走査速度Ｖを変化させねばならないが、
打込イオン電流Ｉの変化が検出される場合でも第３図で
示したように、イオン源からの出射イオン量が変化して
いない場合には、打込イオンの一部（〜10％）は打込室
で中性化されて、見かけ上変化していても、高速に加速
されている為に、たとえ中性化されても、標的に打込ま
れているため、式（１）に従つて走査速度Ｖを変化させ
る必要はない。
すなわち、従来のイオン打込制御方法のように、単に打
込室での打込イオン電流の測定結果に基づいて、打込制
御を行う方法では打込みによつて発生するガスによるビ
ーム中性化作用により打込量や、打込均一を損う現象も
起つていた。
込室での打込イオン電流の測定結果に基づいて、打込制
御を行う方法では打込みによつて発生するガスによるビ
ーム中性化作用により打込量や、打込均一を損う現象も
起つていた。
なお、イオンインプランテイシヨンテクニツク；スプリ
ンガー−フエルラーグ ベルリン ハイデルベルグ ニ
ユーヨーク,1982（Ion ImplantationTechniques:Spring
er−Veglag Berlin Heidelberg New York,1982）のp319
〜342のジー・リイデング；ノバNV−10プレデプ TM
インプランターの開発と成果（G.Ryding:Evolution and
Performance of the Nova NV−10 Predep TM Implante
r）には打込み室の真空度と打込電流との関係が示され
ている。
ンガー−フエルラーグ ベルリン ハイデルベルグ ニ
ユーヨーク,1982（Ion ImplantationTechniques:Spring
er−Veglag Berlin Heidelberg New York,1982）のp319
〜342のジー・リイデング；ノバNV−10プレデプ TM
インプランターの開発と成果（G.Ryding:Evolution and
Performance of the Nova NV−10 Predep TM Implante
r）には打込み室の真空度と打込電流との関係が示され
ている。
本発明はこのような問題点を除去して、打込量の正確な
制御、均一な打込みを可能とするイオン打込制御方法を
提供することを目的とするものである。
制御、均一な打込みを可能とするイオン打込制御方法を
提供することを目的とするものである。
本発明は、イオンを加速するイオン源の出射イオンビー
ムの中から特定の質量数のイオンを質量分離用の電磁石
によって分離し、分離され標的に打込まれる打込イオン
ビーム量を検出し、その検出結果に基づき前記標的に所
定の打込量を均一に打込む該標的の走査速度を演算し、
その演算結果に基づき前記標的の走査速度制御手段に速
度制御指令を出すイオン打込制御方法において、前記イ
オン源の出射イオンビーム量を検出し、該出射イオンビ
ーム量と前記質量分離用電磁石によって分離された前記
打込イオンビーム量とを比較し、その比較結果において
前記出射イオンビーム量と前記打込イオンビーム量とが
同時に変化する場合にのみ前記速度制御指令を出すこと
を特徴とするものである。
ムの中から特定の質量数のイオンを質量分離用の電磁石
によって分離し、分離され標的に打込まれる打込イオン
ビーム量を検出し、その検出結果に基づき前記標的に所
定の打込量を均一に打込む該標的の走査速度を演算し、
その演算結果に基づき前記標的の走査速度制御手段に速
度制御指令を出すイオン打込制御方法において、前記イ
オン源の出射イオンビーム量を検出し、該出射イオンビ
ーム量と前記質量分離用電磁石によって分離された前記
打込イオンビーム量とを比較し、その比較結果において
前記出射イオンビーム量と前記打込イオンビーム量とが
同時に変化する場合にのみ前記速度制御指令を出すこと
を特徴とするものである。
すなわち、本発明は質量分離用電磁石によつて分離され
た打込イオンビーム量の他に、イオン源から出射される
イオンビーム量を検出し、質量分離された打込イオンビ
ーム量が変化しても、イオン源からの出射イオンビーム
量が変化しない場合は打込イオンビームが変化しないも
のとしてイオン打ち込みを行うもので、例えば、イオン
源から出射されるイオンビーム量と質量分離用電磁石に
よって分離された打込イオンビーム量が同時に変化しな
い時は、標的の走査速度一定で走査される。
た打込イオンビーム量の他に、イオン源から出射される
イオンビーム量を検出し、質量分離された打込イオンビ
ーム量が変化しても、イオン源からの出射イオンビーム
量が変化しない場合は打込イオンビームが変化しないも
のとしてイオン打ち込みを行うもので、例えば、イオン
源から出射されるイオンビーム量と質量分離用電磁石に
よって分離された打込イオンビーム量が同時に変化しな
い時は、標的の走査速度一定で走査される。
以下、実施例について説明する。
第１図は本発明のイオン打込制御方法の一実施例を実施
するのに用いるイオン打込制御装置の構成説明図で、第
２図と同一部分には同一符号が付してある。この図で、
15は送りネジ、16は円板回転用制御電源、17は円板走査
用モータ、18は円板走査用制御電源、19は走査位置検出
器、20a,20bは増幅器、21は割算器、22は比較値設定
器、23は２値比較器（ウインドコンパレータ）、24は走
査速度（Ｖ）演算器を示している。
するのに用いるイオン打込制御装置の構成説明図で、第
２図と同一部分には同一符号が付してある。この図で、
15は送りネジ、16は円板回転用制御電源、17は円板走査
用モータ、18は円板走査用制御電源、19は走査位置検出
器、20a,20bは増幅器、21は割算器、22は比較値設定
器、23は２値比較器（ウインドコンパレータ）、24は走
査速度（Ｖ）演算器を示している。
このイオン打込制御装置が第２図の従来の装置と異なる
ところは、打込室の機械走査制御や打込制御を、従来は
単に打込イオン電流（Ｉ）値のみに基づいて制御してい
たのに対して、イオン源１からの出射イオン電流（Ａ）
値の変化をも比較している点にある。
ところは、打込室の機械走査制御や打込制御を、従来は
単に打込イオン電流（Ｉ）値のみに基づいて制御してい
たのに対して、イオン源１からの出射イオン電流（Ａ）
値の変化をも比較している点にある。
打込中、加速電源２に流れる出射イオンビーム電流Ａは
増幅器20aにて増幅され、割算器21に入力される。一
方、打込イオンビーム６は、複数の標的８に照射され、
標的装着用回転円板７を通つて打込イオンビーム用電流
計13に流れる。打込イオン電流Ｉは増幅器20bにて増幅
し、割算器21に入力し、また、演算用データとして走査
速度（Ｖ）演算器24にも入力する。打込開始前の時間t0
におけるそれぞれの値を（A0，I0）、打込開始後の時間
t1におけるそれぞれでの値を（A1，I1）とすると、 とし、比較値ε1を比較値設定器22により任意に設定可
能とし、２値比較器23により比較値ε1以外の時に走査
速度（Ｖ）演算器24が認識可能な信号を入力する。打込
動作に伴い、標的装着用の回転円板７は回転しながら、
円板走査用モータ17に直結された送りネジ15により機械
走査を行う。同時に、円板走査用モータ17に直結した走
査位置検出器19が位置データＲを送出する。走査速度
（Ｖ）演算器24は、この位置データＲの最小分解能単位
の変化毎に、２値比較器23からの信号を監視し、比較値
ε1以下の場合には打込イオン電流I1にて走査速度Ｖを
演算し、それ以外の場合には、打込イオン電流のI1は無
視してI0にて走査速度Ｖを演算し、円板走査用制御電源
18に速度指令を出す。
増幅器20aにて増幅され、割算器21に入力される。一
方、打込イオンビーム６は、複数の標的８に照射され、
標的装着用回転円板７を通つて打込イオンビーム用電流
計13に流れる。打込イオン電流Ｉは増幅器20bにて増幅
し、割算器21に入力し、また、演算用データとして走査
速度（Ｖ）演算器24にも入力する。打込開始前の時間t0
におけるそれぞれの値を（A0，I0）、打込開始後の時間
t1におけるそれぞれでの値を（A1，I1）とすると、 とし、比較値ε1を比較値設定器22により任意に設定可
能とし、２値比較器23により比較値ε1以外の時に走査
速度（Ｖ）演算器24が認識可能な信号を入力する。打込
動作に伴い、標的装着用の回転円板７は回転しながら、
円板走査用モータ17に直結された送りネジ15により機械
走査を行う。同時に、円板走査用モータ17に直結した走
査位置検出器19が位置データＲを送出する。走査速度
（Ｖ）演算器24は、この位置データＲの最小分解能単位
の変化毎に、２値比較器23からの信号を監視し、比較値
ε1以下の場合には打込イオン電流I1にて走査速度Ｖを
演算し、それ以外の場合には、打込イオン電流のI1は無
視してI0にて走査速度Ｖを演算し、円板走査用制御電源
18に速度指令を出す。
このようにすると、ホトレジマスク上からの打込のよう
に、打込イオン電流Ｉがアウトガスで一部中性化され減
少しても、出射イオン電流Ａが変化しなければ、打込イ
オン電流は変化していないと判断し、打込制御ができ
る。
に、打込イオン電流Ｉがアウトガスで一部中性化され減
少しても、出射イオン電流Ａが変化しなければ、打込イ
オン電流は変化していないと判断し、打込制御ができ
る。
なお、イオン源１からの出射イオン電流Ａは、打込室の
真空度が多少変化しても、大きくは変化しない。それ
は、真空排気系が、イオン源側とビームライン側と２系
統で排気されているために、イオン源側の真空度が、打
込室側の真空度に左右されないからである。
真空度が多少変化しても、大きくは変化しない。それ
は、真空排気系が、イオン源側とビームライン側と２系
統で排気されているために、イオン源側の真空度が、打
込室側の真空度に左右されないからである。
この実施例のように、イオン源からの出射イオン電流
と、打込イオン電流の両方を監視して両者が変化した場
合にのみ、打込イオン電流で打込制御すれば、打込室内
で、打込により真空度が変化して、打込イオンの一部が
中性粒子化されても、その分の誤差が加わることなく、
正確な打込制御ができ、良好な品質の半導体素子を得る
ことができる。
と、打込イオン電流の両方を監視して両者が変化した場
合にのみ、打込イオン電流で打込制御すれば、打込室内
で、打込により真空度が変化して、打込イオンの一部が
中性粒子化されても、その分の誤差が加わることなく、
正確な打込制御ができ、良好な品質の半導体素子を得る
ことができる。
本発明は、打込量の正確な制御、均一な打込みを可能と
するイオン打込制御方法を提供可能とするもので、産業
上の効果の大なるものである。
するイオン打込制御方法を提供可能とするもので、産業
上の効果の大なるものである。
第１図は本発明のイオン打込制御方法の一実施例を実施
するのに用いるイオン打込制御装置の構成説明図、第２
図は従来のイオン打込制御装置の説明図、第３図は第２
図のイオン打込制御装置における打込中のイオン電流の
説明図である。 １…イオン源、２…加速電源、４…出射イオンビーム用
電流計、５…質量分離用電磁石、６…打込イオンビー
ム、７…回転円板、８…標的、12…回転円板用モータ、
13…打込イオンビーム用電流計、17…円板走査用モー
タ、18…円板走査用制御電源、21…割算器、23…２値比
較器、24…走査速度演算器。
するのに用いるイオン打込制御装置の構成説明図、第２
図は従来のイオン打込制御装置の説明図、第３図は第２
図のイオン打込制御装置における打込中のイオン電流の
説明図である。 １…イオン源、２…加速電源、４…出射イオンビーム用
電流計、５…質量分離用電磁石、６…打込イオンビー
ム、７…回転円板、８…標的、12…回転円板用モータ、
13…打込イオンビーム用電流計、17…円板走査用モー
タ、18…円板走査用制御電源、21…割算器、23…２値比
較器、24…走査速度演算器。
Claims (1)
- 【請求項１】イオンを加速するイオン源の出射イオンビ
ームの中から特定の質量数のイオンを質量分離用の電磁
石によって分離し、分離され標的に打込まれる打込イオ
ンビーム量を検出し、その検出結果に基づき前記標的に
所定の打込量を均一に打込む該標的の走査速度を演算
し、その演算結果に基づき前記標的の走査速度制御手段
に速度制御指令を出すイオン打込制御方法において、前
記イオン源の出射イオンビーム量を検出し、該出射イオ
ンビーム量と前記質量分離用電磁石によって分離された
前記打込イオンビーム量とを比較し、その比較結果にお
いて前記出射イオンビーム量と前記打込イオンビーム量
とが同時に変化する場合にのみ前記速度制御指令を出す
ことを特徴とするイオン打込制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61018037A JPH0740481B2 (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | イオン打込制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61018037A JPH0740481B2 (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | イオン打込制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62177848A JPS62177848A (ja) | 1987-08-04 |
| JPH0740481B2 true JPH0740481B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=11960475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61018037A Expired - Lifetime JPH0740481B2 (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | イオン打込制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0740481B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2797310B2 (ja) * | 1988-03-29 | 1998-09-17 | 日新電機株式会社 | 多価イオン注入装置 |
| US7557363B2 (en) * | 2006-06-02 | 2009-07-07 | Axcelis Technologies, Inc. | Closed loop dose control for ion implantation |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5621318A (en) * | 1979-07-30 | 1981-02-27 | Ulvac Corp | Mechanically scanning device for wafer treatment |
| JPS5880252A (ja) * | 1981-11-05 | 1983-05-14 | Nisshin Haiboruteeji Kk | イオン注入装置 |
| JPS612252A (ja) * | 1984-06-15 | 1986-01-08 | Hitachi Ltd | イオン打込装置 |
-
1986
- 1986-01-31 JP JP61018037A patent/JPH0740481B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5621318A (en) * | 1979-07-30 | 1981-02-27 | Ulvac Corp | Mechanically scanning device for wafer treatment |
| JPS5880252A (ja) * | 1981-11-05 | 1983-05-14 | Nisshin Haiboruteeji Kk | イオン注入装置 |
| JPS612252A (ja) * | 1984-06-15 | 1986-01-08 | Hitachi Ltd | イオン打込装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62177848A (ja) | 1987-08-04 |
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