JPH0864167A - Ion treatment device - Google Patents

Ion treatment device

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JPH0864167A
JPH0864167A JP6219538A JP21953894A JPH0864167A JP H0864167 A JPH0864167 A JP H0864167A JP 6219538 A JP6219538 A JP 6219538A JP 21953894 A JP21953894 A JP 21953894A JP H0864167 A JPH0864167 A JP H0864167A
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JP
Japan
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wafer
ion
electron shower
charge amount
electron
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JP6219538A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuyuki Yamaguchi
信幸 山口
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PURPOSE: To provide an ion treatment device having an electron shower system capable of uniformly reducing the charged amount on a wafer over the whole surf.ace of the wafer. CONSTITUTION: A wafer W is held on a disc 14 freely rotating within a disc chamber 12, and when the wafer W reached in an ion implantation position by the rotation of the disc, ion beams are irradiated to the wafer to conduct ion treatment. An electron shower system installed in an ion treatment device has a plurality of electron shower guns 20 arranged in the vicinity of the inside of a reflector ring 22 set so that an electron beam stream is passed through, a measuring means 42 for measuring the charged amount distribution on the wafer in the position where the disc is further rotated from an ion implantation position, and a control means 44 for controlling the radiated amount of thermoelectrons irradiated from each electron shower gun based on the charged amount distribution measured with the measuring means 42.

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、イオン注入装置等のイ
オン処理装置に関し、更に詳細にはイオン注入時のウェ
ハの帯電量をウェハの全面にわたり均一に低減できるよ
うにしたイオン処理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 processing apparatus such as an ion implantation apparatus, and more particularly to an ion processing apparatus capable of uniformly reducing the charge amount of a wafer during ion implantation over the entire surface of the wafer. Is.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の製造工程では、ウェハにイ
オンビームを照射して所要の処理又は加工を施す、イオ
ン注入装置、イオンビームエッチング装置、イオンプレ
ーティング装置等のイオン処理装置が種々多様に使用さ
れている。以下に、大電流型のメカニカルスキャン方式
のイオン注入装置を例にしてイオン処理装置を説明す
る。図5は、従来のイオン注入装置の注入部の構成を示
す概略断面図である。本装置は、イオンビームIを導入
する真空の容器(以下、ディスクチャンバと言う)12
と、ディスクチャンバ12内に配置され、自在に回転す
るディスク14とを備えている。ディスク14上にはデ
ィスクの回転中心から同一半径で多数のウェハ台16が
設けられ、その上にウェハWを配置するようになってい
る。イオンビームIは、進行方向を調節されつつ導入口
18からディスクチャンバ12内に導入され、イオン注
入位置に到来しているディスク14上のウェハWに照射
される。ディスク14上のウェハWは、1000rpm 程
度の回転数で回転するディスク14の回転に応じてイオ
ン注入位置に到来する度にイオン注入される。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device manufacturing process, a variety of ion treatment apparatuses such as an ion implantation apparatus, an ion beam etching apparatus, an ion plating apparatus, etc. for irradiating a wafer with an ion beam to perform a required treatment or processing. in use. The ion processing apparatus will be described below by taking an example of a high current type mechanical scan type ion implantation apparatus. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an implanting part of a conventional ion implanting device. This apparatus is provided with a vacuum container (hereinafter referred to as a disk chamber) 12 for introducing the ion beam I.
And a disc 14 which is disposed in the disc chamber 12 and is freely rotatable. A large number of wafer stands 16 are provided on the disk 14 with the same radius from the center of rotation of the disk, and the wafer W is arranged thereon. The ion beam I is introduced into the disc chamber 12 from the introduction port 18 while adjusting its traveling direction, and is irradiated onto the wafer W on the disc 14 which has reached the ion implantation position. The wafer W on the disk 14 is ion-implanted every time when the wafer W reaches the ion-implantation position according to the rotation of the disk 14 rotating at a rotation speed of about 1000 rpm.

【0003】ところで、大電流型のイオン注入装置を使
用してウェハにイオン処理を施す場合、ビーム電流が大
きいため、打ち込まれた正イオンがウェハ表面に高密度
に堆積することによって、ウェハ表面が帯電し、電位差
が生じる。この結果、放電がウェハ表面で発生して、部
分的な電気絶縁破壊を引き起こし、ウェハを損傷するこ
とがしばしばある。このため、ウェハの製品歩留りの低
下を招くことになる。
By the way, when a wafer is ion-treated by using a high-current type ion implanter, since the beam current is large, the implanted positive ions are densely deposited on the wafer surface, so that the wafer surface is It becomes charged and a potential difference occurs. As a result, discharges often occur at the wafer surface, causing partial electrical breakdown and damaging the wafer. Therefore, the product yield of wafers is reduced.

【0004】ウェハ上の放電現象を抑制するためには、
ウェハ上の帯電による電位差は、望ましくは0V程度に
制限されるべきであると考えられている。そこで、通
常、大電流型のイオン注入装置には、ウェハ上の帯電量
を低減させるために、電子シャワー・システムが設けて
ある。電子シャワー・システムは、図5に示すように、
イオンビーム流Iに対しほぼ直交する方向に熱電子を放
射する電子シャワー銃20と、電子シャワー銃20から
放射される熱電子を受け、その衝撃により二次電子を発
生させるリフレクタ・リング22とを有する。電子シャ
ワー銃20から放射された熱電子及びリフレクタ・リン
グ22から発生した二次電子は、リフレクタ・リング2
2を貫通して流れるイオンビーム中の正イオンを中和す
ると共に、ウェハWの表面に衝突して、ウェハ表面に打
ち込まれたイオンにより帯電した正電荷を中和し、帯電
量を低減させる。
In order to suppress the discharge phenomenon on the wafer,
It is considered that the potential difference due to charging on the wafer should be limited to preferably about 0V. Therefore, a large current type ion implantation apparatus is usually provided with an electronic shower system in order to reduce the amount of charge on the wafer. The electronic shower system, as shown in FIG.
An electron shower gun 20 that emits thermoelectrons in a direction substantially orthogonal to the ion beam flow I, and a reflector ring 22 that receives thermoelectrons emitted from the electron shower gun 20 and generates secondary electrons by the impact thereof. Have. The thermoelectrons emitted from the electron shower gun 20 and the secondary electrons generated from the reflector ring 22 are generated by the reflector ring 2
The positive ions in the ion beam flowing through 2 are neutralized, and at the same time, they collide with the surface of the wafer W to neutralize the positive charges charged by the ions implanted on the wafer surface to reduce the amount of charge.

【0005】従来の電子シャワー・システムでは、1個
の電子シャワー銃20が、リフレクタ・リング22の内
面近傍に設けられていて、1本のフィラメントとフィラ
メントを加熱するフィラメント電源24とから構成され
ている。フィラメントは、タングステン金属等の長さ4
cmから5cm、径1mmから2mmの細線であって、フィラメ
ント電源24により加熱されて熱電子を放出する。リフ
レクタ・リング22には、マイナス数百ボルトの電圧が
印加されており、熱電子を受けて二次電子を発生させ
る。尚、図5中、26はイオンビーム流Iの流れを規制
するマスクであり、28はディスクチャンバ12内を吸
引して所定圧力に保持する真空吸引口である。
In the conventional electronic shower system, one electronic shower gun 20 is provided near the inner surface of the reflector ring 22, and is composed of one filament and a filament power source 24 for heating the filament. There is. The filament has a length of 4 such as tungsten metal.
It is a thin wire with a diameter of 1 cm to 2 mm and a diameter of 1 to 2 mm, and is heated by the filament power supply 24 to emit thermoelectrons. A voltage of minus several hundred volts is applied to the reflector ring 22 and receives thermoelectrons to generate secondary electrons. In FIG. 5, reference numeral 26 is a mask that regulates the flow of the ion beam flow I, and 28 is a vacuum suction port that suctions the inside of the disk chamber 12 and holds it at a predetermined pressure.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、ウェハは半
導体装置の生産性向上のため大径化しつつあるが、従来
のイオン処理装置を使用して、大径のウェハにイオン注
入を施そうとすると、ウェハ面に均一にイオン注入を施
す事が難しい。そのため、電子シャワー・システムを作
動させた場合でも、ウェハ上の帯電量の分布が不均一に
なってウェハ周縁部で帯電量が大きくなり、逆にウェハ
周縁部の帯電量を低減させようとすると、フィラメント
に近いウェハ部分が負に帯電すると言った現象が生じ
る。その結果、ウェハ面内で局所的に電位が上がり、放
電現象が発生すると言う問題があった。
By the way, although the diameter of the wafer is being increased in order to improve the productivity of the semiconductor device, when the conventional ion processing apparatus is used to perform the ion implantation on the large diameter wafer. , It is difficult to uniformly ion-implant the wafer surface. Therefore, even when the electronic shower system is operated, the distribution of the charge amount on the wafer becomes non-uniform, and the charge amount becomes large at the peripheral portion of the wafer, and conversely, it is attempted to reduce the charge amount at the peripheral portion of the wafer. The phenomenon that the wafer portion close to the filament is negatively charged occurs. As a result, there is a problem that the electric potential locally rises within the wafer surface and a discharge phenomenon occurs.

【0007】そこで、ビーム電流密度モニタを設けて、
それによってウェハ上の帯電量を均一化しようとする方
法も、最近試みられている。ビーム電流密度モニタは、
イオンビーム流とウェハとの間に、図6に概念的に示す
ように、多数の小孔を設けた多孔板を配置し、小孔のウ
ェハ側の各イオンビーム流路にそれぞれ電流計を設け、
各イオンビーム流路を流れるイオンビーム量を計測す
る。小孔の位置に対応させた計測値のグラフを描くと、
ビーム電流密度の分布図となる。ビーム電流密度の分布
図に基づいて、ビーム電流密度が一定になるようにイオ
ン注入装置を調整し、ビーム電流密度が最も均一化され
た状態でイオン注入を行おうとする方法である。しか
し、この方法では、ウェハ面内の帯電量の不均一を改善
できるが、ビーム電流密度の調整に時間を要すると言う
問題に加えて、経時的なビーム電流密度の変化に対応で
きないと言う問題を有する。
Therefore, by providing a beam current density monitor,
Recently, a method of making the amount of charge on the wafer uniform by this has been attempted. The beam current density monitor is
As conceptually shown in FIG. 6, a perforated plate having a large number of small holes is arranged between the ion beam flow and the wafer, and an ammeter is provided in each ion beam flow path on the wafer side of the small holes. ,
The amount of ion beams flowing through each ion beam channel is measured. If you draw a graph of measured values corresponding to the position of small holes,
This is a distribution diagram of the beam current density. This is a method in which the ion implantation device is adjusted so that the beam current density is constant based on the distribution diagram of the beam current density, and the ion implantation is performed in the state where the beam current density is most uniform. However, this method can improve the non-uniformity of the charge amount on the wafer surface, but in addition to the problem that it takes time to adjust the beam current density, it also cannot cope with the change in the beam current density over time. Have.

【0008】以上、説明したように、従来の電子シャワ
ー・システムでは、ウェハ面内の帯電量分布に応じて電
子シャワーの放射量を調整できるようにした制御手段が
電子シャワー・システムに設けてなく、ウェハ上の帯電
量を均一に低減することができなかった。
As described above, in the conventional electronic shower system, the electronic shower system is not provided with the control means for adjusting the radiation amount of the electron shower according to the distribution of the charge amount on the wafer surface. However, the charge amount on the wafer could not be reduced uniformly.

【0009】よって、本発明の目的は、ウェハ上の帯電
量をウェハの全面にわたり均一に低減でき、かつ経時的
なビーム電流密度の変化にも対応できるようにした電子
シャワー・システムを有するイオン処理装置を提供する
ことである。
Therefore, an object of the present invention is to provide an ion treatment having an electron shower system capable of uniformly reducing the amount of charge on the wafer over the entire surface of the wafer and coping with changes in the beam current density over time. It is to provide a device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るイオン処理装置は、真空容器内で自在
に回転するディスクの面上にウェハを保持し、ディスク
の回転に伴いウェハがイオン注入位置に到来した時にウ
ェハにイオンビームを照射してイオン処理を施す装置で
あって、更に1個の電子シャワー銃と、電子シャワー銃
から放射された熱電子を受けて二次電子を発生させるリ
フレクタ・リングとを有する電子シャワー・システムを
備え、熱電子及び二次電子の電子シャワーによってウェ
ハ上の帯電量を低減するようにしたイオン処理装置にお
いて、イオンビーム流を貫通させるように設置したリフ
レクタ・リング内側近傍に複数個の電子シャワー銃を配
置し、加えて、ディスクがイオン注入位置から更に回転
した位置でウェハ上の帯電量分布を計測するようにした
計測手段と、計測手段で計測したウェハ上の帯電量分布
に基づいて各電子シャワー銃から放射される熱電子の放
射量を調節する制御手段とを備えることを特徴としてて
いる。
In order to achieve the above object, an ion processing apparatus according to the present invention holds a wafer on the surface of a disk that freely rotates in a vacuum container, and the wafer rotates as the disk rotates. Is an apparatus that irradiates the wafer with an ion beam to perform ion processing when the ion implantation position arrives at the ion implantation position, and further receives one electron shower gun and secondary electrons by receiving thermoelectrons emitted from the electron shower gun. An ion processing system equipped with an electron shower system having a reflector ring to generate, and installed so as to penetrate the ion beam flow in an ion processing apparatus that reduces the amount of charge on the wafer by electron shower of thermoelectrons and secondary electrons. A plurality of electron shower guns are placed near the inside of the reflector ring, and in addition, the wafer is moved at a position where the disk is further rotated from the ion implantation position. And a control unit that adjusts the radiation amount of thermoelectrons emitted from each electron shower gun based on the charge amount distribution on the wafer measured by the measuring unit. Is characterized by.

【0011】本発明において、リフレクタ・リング及び
各電子シャワー銃の構成は、従来のものと同じである。
また、ウェハ上の帯電量分布を計測する計測手段は、ウ
ェハ上にほぼ均一な分布で配置された既知の複数の帯電
量センサからなるセンサ網で構成される。制御装置は、
既知の機構を備えた制御装置であって、各帯電量センサ
から入力された計測値から帯電量分布を作成し、得た帯
電量分布に基づいて各電子シャワー銃の出力を制御す
る。予め、電子シャワー銃及び帯電量センサを動作させ
て、帯電量分布と電子シャワー銃の出力との相関関係を
確立しておくことにより、制御装置は、確立された相関
関係に従い帯電量分布に基づいて各電子シャワー銃の出
力を制御することができる。制御の応答性から、制御方
式は、望ましくはフィードバック制御方式である。
In the present invention, the structure of the reflector ring and each electron shower gun is the same as the conventional one.
The measuring means for measuring the charge amount distribution on the wafer is composed of a sensor network including a plurality of known charge amount sensors arranged on the wafer in a substantially uniform distribution. The control device is
The control device includes a known mechanism, creates a charge amount distribution from measured values input from each charge amount sensor, and controls the output of each electron shower gun based on the obtained charge amount distribution. By preliminarily operating the electron shower gun and the charge amount sensor to establish the correlation between the charge amount distribution and the output of the electron shower gun, the control device is based on the charge amount distribution according to the established correlation. The output of each electronic shower gun can be controlled. From the viewpoint of control response, the control method is preferably a feedback control method.

【0012】電子シャワー銃から放射される熱電子の放
射量はフィラメントに印加する電圧又はフィラメントに
流す電流を増減することにより調節できるので、本発明
では、帯電量分布の計測手段により求めた帯電量分布に
基づいて制御装置により各電子シャワー銃のフィラメン
トに印加する電圧又は電流を調節している。調節は、例
えばフィラメント電源回路に可変抵抗器を設け、可変抵
抗器を動作させることにより、行うことができる。本発
明は、イオン注入装置、イオンビームエッチング装置、
イオンプレーティング装置等のウェハ上の帯電量を低減
することが必要なイオン処理装置に適用できる。
Since the amount of thermoelectrons emitted from the electron shower gun can be adjusted by increasing or decreasing the voltage applied to the filament or the current flowing through the filament, in the present invention, the amount of charge obtained by the means for measuring the amount of charge distribution is determined. The controller adjusts the voltage or current applied to the filament of each electron shower gun based on the distribution. The adjustment can be performed, for example, by providing a variable resistor in the filament power supply circuit and operating the variable resistor. The present invention relates to an ion implantation device, an ion beam etching device,
It can be applied to an ion processing apparatus such as an ion plating apparatus that needs to reduce the charge amount on the wafer.

【0013】[0013]

【作用】イオン注入位置に計測手段を設けて、イオン注
入をウェハに施している時にウェハ上の帯電量分布を計
測しようとしても、計測手段がイオン照射の障害となる
ため、事実上、帯電量の計測は、物理的に困難である。
そこで、本発明では、ディスクがイオン注入位置から多
少回転した計測位置に計測手段を設け、そこで帯電量分
布を計測している。それは、ディスクが900rpm から
1300rpm の範囲の回転数で高速で回転しているの
で、イオン注入位置から帯電量の計測位置までの所要時
間は数msecと極めて短い時間である。従って、ウェハ上
の帯電量は、イオン注入位置から計測位置まで回転する
間、殆ど減衰することなくイオン注入時の帯電量が維持
されるので、計測位置で計測した帯電量の分布は、イオ
ン注入時の帯電量の分布と見なすことができるからであ
る。本発明では、ウェハ上の帯電量を事実上リアルタイ
ムで計測し、計測した帯電量分布に基づいて各電子シャ
ワー銃の出力を制御しているので、ビーム電流密度の経
時的な変化にも即座に対応できる。
If the measuring means is provided at the ion implantation position and the distribution of the charge amount on the wafer is measured while the wafer is being ion-implanted, the measuring means will hinder the ion irradiation. Is difficult to measure physically.
Therefore, in the present invention, a measuring unit is provided at a measuring position where the disk is slightly rotated from the ion implantation position, and the charge amount distribution is measured there. Since the disk rotates at a high speed at a rotation speed in the range of 900 rpm to 1300 rpm, the time required from the ion implantation position to the charge amount measurement position is a very short time of several msec. Therefore, the charge amount on the wafer is maintained during the rotation from the ion implantation position to the measurement position, and the charge amount at the time of ion implantation is maintained. Therefore, the distribution of the charge amount measured at the measurement position is This is because it can be regarded as the distribution of the charge amount at the time. In the present invention, the charge amount on the wafer is measured in real time, and the output of each electron shower gun is controlled based on the measured charge amount distribution. Can handle.

【0014】[0014]

【実施例】以下、添付図面を参照し、実施例に基づいて
本発明をより詳細に説明する。図1は本発明に係るイオ
ン処理装置の実施例の要部の構成を示す概略図、図2は
リフレクタ・リングの筒方向中心線に直交して見た電子
シャワー銃のフィラメントの概念的配置図、図3はディ
スクのイオン注入位置と帯電量計測位置を示すディスク
の平面図及び図4は制御信号の流れを示す図である。図
1から図4に示す部品のうち図5と同じ部品には同じ符
号を付してその説明を省略する。本実施例のイオン処理
装置40は、図5で説明した構成に加えて、図1に示す
ように電子シャワー・システムとして、5個の電子シャ
ワー銃20A〜E(図1では、簡単に3個のみ図示)
と、計測位置でウェハ上の帯電量分布を計測する帯電量
分布計測装置(以下、簡単に計測装置と略称する)42
と、制御装置44と、電子シャワー銃20A〜Eの各フ
ィラメント電源回路に設けられたフィラメント電源調節
部(以下、簡単に調節部と略称する)46A〜E(図1
では、簡単に3個のみ図示)とを備えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in more detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a main part of an embodiment of an ion treatment apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a conceptual layout view of filaments of an electron shower gun as seen perpendicularly to a cylindrical center line of a reflector ring. 3, FIG. 3 is a plan view of the disk showing the ion implantation position and the charge amount measurement position of the disk, and FIG. 4 is a view showing the flow of control signals. Of the parts shown in FIGS. 1 to 4, the same parts as those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In addition to the configuration described with reference to FIG. 5, the ion processing apparatus 40 of the present embodiment has five electron shower guns 20A to 20E (simply three in FIG. 1) as an electronic shower system as shown in FIG. (Only shown)
And a charge amount distribution measuring device (hereinafter simply referred to as a measuring device) 42 for measuring the charge amount distribution on the wafer at the measurement position.
1, a controller 44, and a filament power supply adjusting unit (hereinafter simply referred to as adjusting unit) 46A to E (hereinafter simply referred to as adjusting unit) provided in each filament power supply circuit of the electronic shower guns 20A to 20E.
Then, only three are shown).

【0015】電子シャワー銃20A〜Eは、従来の電子
シャワー銃の構成と同じであって、図2に示すような配
置でリフレクタ・リング22内側近傍に電子シャワー銃
20A〜Eの各フィラメントが配置されている。図2に
示すフィラメントの配置は、一例であって、これに限ら
ず、例えばリフレクタ・リング22内側の周面に沿った
円周上の配置でも良い。調節部46A〜Eは、各電子シ
ャワー銃20A〜Eのフィラメント電源24A〜Eをそ
れぞれ調節してフィラメントに印加する電圧又は電流を
調整してフィラメントから放射される熱電子の放射量を
調節する手段である。調節部46として、例えば、可変
抵抗を使用することができる。
The electron shower guns 20A to 20E have the same structure as the conventional electron shower guns, and the filaments of the electron shower guns 20A to 20E are arranged near the inside of the reflector ring 22 in the arrangement shown in FIG. Has been done. The arrangement of the filaments shown in FIG. 2 is an example, and the arrangement is not limited to this, and may be, for example, a circumferential arrangement along the inner peripheral surface of the reflector ring 22. The adjusting units 46A to E adjust the filament power sources 24A to E of the electron shower guns 20A to 20E, respectively, to adjust the voltage or current applied to the filaments to adjust the amount of thermoelectrons emitted from the filaments. Is. As the adjustment unit 46, for example, a variable resistor can be used.

【0016】計測装置42は、ウェハ面上で均一な分布
になるような配置で設置された5個の帯電量センサ48
A〜E(図4参照)からなるセンサ網であって、帯電量
センサとしては、既知のセンサ、例えば東京カソード
(株)製の帯電量センサを使用できる。ウェハ上の帯電
量分布の計測位置P2は、図3に示すように、ディスク
14が時計周りに(図示の方向)で回転しているとする
と、ディスク14がイオン注入位置P1から時計周りに
所定角度αだけ回転した位置である。尚、角度αは、帯
電量センサの取り付けを考慮して、任意に定めることが
できる。
The measuring device 42 is composed of five charge amount sensors 48 arranged so as to have a uniform distribution on the wafer surface.
In the sensor network including A to E (see FIG. 4), a known sensor, for example, a charge amount sensor manufactured by Tokyo Cathode Co., Ltd. can be used as the charge amount sensor. As shown in FIG. 3, assuming that the disk 14 is rotating clockwise (in the direction shown in the drawing), the measurement position P2 of the charge amount distribution on the wafer is predetermined from the ion implantation position P1 in the clockwise direction. It is a position rotated by an angle α. The angle α can be arbitrarily set in consideration of the attachment of the charge amount sensor.

【0017】制御装置44は、図4に示すように、帯電
量センサ48A〜Eからそれぞれ入力された帯電量の計
測値からウェハ上の帯電量分布を作成し、得た帯電量分
布に基づいて調節部46A〜Eに信号を出力し、電子シ
ャワー銃20A〜Eの各フィラメント電源24A〜Eを
調整して電子シャワー銃20A〜Eの各フィラメントか
ら放射される熱電子の放射量を調節する。制御装置44
によってウェハ上の帯電量をウェハ全面にわたり均一に
低減させるには、先ず、実機で電子シャワー銃20A〜
E及び帯電量センサ48A〜Eを動作させて、ウェハ上
の帯電量分布と各電子シャワー銃の出力との相関関係を
予め確立し、制御装置44に入力しておく。イオン注入
装置40の運転の際には、確立した相関関係に従って計
測した帯電量分布に基づき電子シャワー銃の出力を制御
する。
As shown in FIG. 4, the control unit 44 creates a charge amount distribution on the wafer from the measured charge amount values respectively input from the charge amount sensors 48A to 48E, and based on the obtained charge amount distributions. A signal is output to the adjusting units 46A to 46E to adjust the filament power sources 24A to 24E of the electron shower guns 20A to 20E to adjust the amount of thermoelectrons emitted from the filaments of the electron shower guns 20A to 20E. Controller 44
In order to reduce the amount of charge on the wafer uniformly over the entire surface of the wafer by using the electron shower gun 20A to
By operating E and the charge amount sensors 48A to 48E, the correlation between the charge amount distribution on the wafer and the output of each electron shower gun is established in advance and is input to the control device 44. During operation of the ion implanter 40, the output of the electron shower gun is controlled based on the charge amount distribution measured according to the established correlation.

【0018】以上説明したように、本実施例では、ウェ
ハ上の計測した帯電量分布に基づいて各電子シャワー銃
の出力をそれぞれ調整するフィードバック制御を行って
いるので、ウェハ上の帯電量を所望の値までウェハ全面
にわたり均一にかつ確実に低減でき、かつビーム電流密
度の経時的な変化にも直ちに対応できる。
As described above, in this embodiment, feedback control is performed to adjust the output of each electron shower gun based on the measured charge amount distribution on the wafer, so that the charge amount on the wafer is desired. Value can be uniformly and surely reduced over the entire surface of the wafer, and the temporal change in beam current density can be immediately dealt with.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明によれば、熱電子及び二次電子の
電子シャワーによってウェハ上の帯電量を低減するよう
にしたイオン処理装置において、リフレクタ・リング内
側近傍に複数の電子シャワー銃を配置し、ディスクがイ
オン注入位置から更に回転した位置でウェハ上の帯電量
分布を計測する計測手段と、電子シャワー銃の各々を制
御して、各電子シャワー銃から放射される熱電子の放射
量を調節する制御手段とを備えている。本発明では、計
測手段で計測したウェハ上の帯電量分布に基づいて各電
子シャワー銃から放射される熱電子の放射量を制御装置
により調節することにより、ウェハ上の帯電量を所望の
値までウェハ全面にわたり均一にかつ確実に低減でき
る。また、ビーム電流密度の経時的な変化にも直ちに対
応できる。本発明に係るイオン処理装置を使用すれば、
大口径のウェハであっても、ウェハの全面にわたり均一
にイオン処理を施すことができ、これによって製品歩留
りを向上させることができる。
According to the present invention, a plurality of electron shower guns are arranged in the vicinity of the inside of the reflector ring in an ion processing apparatus in which the amount of charge on the wafer is reduced by the electron shower of thermoelectrons and secondary electrons. Then, by controlling each of the measuring means for measuring the charge amount distribution on the wafer and the electron shower gun at a position where the disk is further rotated from the ion implantation position, the emission amount of thermoelectrons emitted from each electron shower gun is controlled. And control means for adjusting. In the present invention, the charge amount on the wafer is adjusted to a desired value by adjusting the radiation amount of the thermoelectrons emitted from each electron shower gun based on the charge amount distribution on the wafer measured by the measuring means by the control device. It can be uniformly and surely reduced over the entire surface of the wafer. Further, it is possible to immediately deal with a change in beam current density with time. If the ion treatment apparatus according to the present invention is used,
Even for a large-diameter wafer, the entire surface of the wafer can be uniformly subjected to the ion treatment, thereby improving the product yield.

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

【図1】本発明に係るイオン処理装置の実施例の要部の
構成を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of an embodiment of an ion treatment apparatus according to the present invention.

【図2】リフレクタ・リングの筒方向中心線に直交して
見た電子シャワー銃のフィラメントの概念的配置図であ
る。
FIG. 2 is a conceptual layout diagram of filaments of the electron shower gun as viewed orthogonally to the center line of the reflector ring in the cylinder direction.

【図3】イオン注入位置と帯電量計測位置を示すディス
クの平面図である。
FIG. 3 is a plan view of a disk showing an ion implantation position and a charge amount measurement position.

【図4】制御信号の流れを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a flow of control signals.

【図5】従来のイオン注入装置の注入部の構成を示す概
略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of an implantation unit of a conventional ion implantation apparatus.

【図6】ビーム電流密度モニタの動作原理を示す概念図
である。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing the operating principle of a beam current density monitor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 従来のイオン注入装置 12 ディスクチャンバ 14 ディスク 16 ウェハ台 18 導入口 20 電子シャワー銃 22 リフレクタ・リング 24 フィラメント電源 26 イオンビーム流の流れを規制するマスク 28 真空吸引口 40 本発明に係るイオン処理装置の実施例 42 帯電量分布計測装置 44 制御装置 46 フィラメント電源調節部 48 帯電量センサ 10 Conventional Ion Implanter 12 Disk Chamber 14 Disk 16 Wafer Stage 18 Inlet 20 Electron Shower Gun 22 Reflector Ring 24 Filament Power Supply 26 Mask for Regulating the Flow of Ion Beam Flow 28 Vacuum Suction Port 40 Ion Processing Apparatus According to the Present Invention Example 42 Charge amount distribution measuring device 44 Control device 46 Filament power supply adjusting unit 48 Charge amount sensor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空容器内で自在に回転するディスクの
面上にウェハを保持し、ディスクの回転に伴いイオン注
入位置に到来したウェハにイオンビームを照射してイオ
ン処理を施す装置であって、更に1個の電子シャワー銃
と、電子シャワー銃から放射された熱電子を受けて二次
電子を発生させるリフレクタ・リングとを有する電子シ
ャワー・システムを備え、熱電子及び二次電子の電子シ
ャワーによってウェハ上の帯電量を低減するようにした
イオン処理装置において、 イオンビーム流を貫通させるように設置したリフレクタ
・リング内側近傍に複数個の電子シャワー銃を配置し、 加えて、ディスクがイオン注入位置から更に回転した位
置でウェハ上の帯電量分布を計測するようにした計測手
段と、 計測手段で計測したウェハ上の帯電量分布に基づいて各
電子シャワー銃から放射される熱電子の放射量を調節す
る制御手段とを備えることを特徴とするイオン処理装
置。
1. An apparatus for holding a wafer on the surface of a disk that freely rotates in a vacuum container, and irradiating the wafer that has reached an ion implantation position with the rotation of the disk with an ion beam to perform ion processing. And an electron shower system having one electron shower gun and a reflector ring that receives thermoelectrons emitted from the electron shower gun to generate secondary electrons, and an electron shower of thermoelectrons and secondary electrons In an ion processing system that reduces the amount of electrostatic charge on the wafer by arranging multiple electron shower guns near the inside of the reflector ring installed so that the ion beam flow penetrates, in addition, the disk is ion-implanted. Measuring means for measuring the charge amount distribution on the wafer at a position further rotated from the position, and the charge amount on the wafer measured by the measuring means. An ion processing apparatus comprising: a control unit that adjusts the amount of thermoelectrons emitted from each electron shower gun based on the cloth.
JP6219538A 1994-08-22 1994-08-22 Ion treatment device Pending JPH0864167A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005294269A (en) * 2004-04-05 2005-10-20 Burle Technologies Inc Neutralization of controlled charge of ion implanted workpiece

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