JPH087821A - イオン注入装置 - Google Patents

イオン注入装置

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JPH087821A
JPH087821A JP6143486A JP14348694A JPH087821A JP H087821 A JPH087821 A JP H087821A JP 6143486 A JP6143486 A JP 6143486A JP 14348694 A JP14348694 A JP 14348694A JP H087821 A JPH087821 A JP H087821A
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Yasuhiro Kibi
康浩 吉備
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ウェーハ8に負のビーム電流が流れると、電
流電圧変換器3の出力電圧が負電圧になるが、この電圧
を全波整流回路4で正電圧に反転する。したがって、電
圧周波数変換器5に入力される電圧が常に正電圧とな
る。この正電圧を電圧周波数変換器5で周波数信号に変
換し、さらに電光変換器6により光信号に変換した後、
光ファイバ14を通じて注入量コントローラ2に伝送す
る。注入量コントローラ2では、上記の電圧すなわちビ
ーム電流に応じて注入量を制御する。また、電流電圧変
換器3の出力電圧を極性判定用コンパレータ7で判定
し、その判定の結果が負電圧であるとき、偏向コントロ
ーラ15によりイオンビームを逸らせる制御を行なっ
て、注入インタロックを作動させる。 【効果】 ビーム電流計測および注入の信頼性を向上さ
せることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、イオンビームの負電流
を検出すると注入を停止させるようにしたイオン注入装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、イオン注入装置では、イオン注
入対象物に照射されるイオンビームの照射量を、照射時
に検出されたビーム電流を計測することにより測定する
ようになっている。
【0003】このようなイオン注入装置は、例えば、図
2に示すように、ビーム電流計測器21を備えている。
ビーム電流計測器21では、イオン注入対象物となるウ
ェーハ22から検出された電流が電流電圧変換器(図
中、I/V)23で電圧に変換され、この電圧が電圧周
波数変換器(図中、V/F)24で周波数に変換され
る。さらに、この周波数は、LEDを有する電光変換器
(図中、E/P)25により光パルス化された光信号に
変換されて出力される。
【0004】この光信号は、光ファイバ26を通じて注
入量コントローラ27に与えられる。注入量コントロー
ラ27では、フォトトランジスタを有する光電変換器
(図中、P/E)28で光信号が電圧信号に変換され、
パルス数がカウンタ29によりカウントされる。そし
て、そのパルス数が注入量設定器31に設定されたドー
ズ量から換算されたパルス数と比較器30にて比較さ
れ、比較結果に基づいて注入が行なわれる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なイオン注入装置では、イオンビームのウェーハ22へ
の照射時に発生する二次電子やウェーハ22を支持する
支持絶縁体32を通じて生じるビーム洩れなどにより、
ウェーハ22に負電流が流れることがある。上記のビー
ム電流計測器21においては、この負電流が入力される
と、電流電圧変換器23が負電流を負電圧に変換する
が、電圧周波数変換器24が負電圧を周波数に変換する
ことができないため、電圧周波数変換器24の出力は0
となる。
【0006】このため、注入量コントローラ27では、
負電流の定量的な把握ができなくなる。その結果、正確
な注入が困難になるだけでなく、負電流の発生による異
常注入を防止することができないという不都合が生じ
る。
【0007】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、ビーム電流の負成分を検出して、上記のよ
うな不都合を解消することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のイオン注入装置
は、上記の課題を解決するために、イオン注入対象物に
照射されるイオンビームの電流を電圧に変換する電流電
圧変換手段と、この電流電圧変換手段の出力電圧の絶対
値を検出する全波整流回路等の絶対値検出手段と、この
絶対値検出手段により検出された絶対値を周波数に変換
する電圧周波数変換手段と、この電圧周波数変換手段の
出力周波数に応じて注入量を制御する注入量制御手段
と、上記電流電圧変換手段の出力電圧の極性を判定する
極性判定手段と、この極性判定手段により上記電流電圧
変換手段の出力電圧の極性が負であると判定されると注
入を停止する注入停止手段とを備えていることを特徴と
している。
【0009】
【作用】上記の構成では、イオンビームが電流電圧変換
手段により電圧に変換されると、その電圧の絶対値が絶
対値検出手段により検出される。そして、この絶対値が
電圧周波数変換手段により周波数に変換され、注入量が
注入量制御手段によりその周波数に応じて設定される。
【0010】これにより、ビーム電流が負電流である場
合は、電流電圧変換手段の出力電圧が負電圧となるが、
この負電圧は、絶対値検出手段により正電圧として検出
されるため、電圧周波数変換手段による周波数への変換
が可能になる。したがって、負電流を定量的に把握する
ことができるようになる。
【0011】また、電流電圧変換手段の出力電圧は、極
性判定手段により極性が判定される。この判定の結果、
電圧の極性が負である場合、注入が注入停止手段により
停止する。これにより、負電流の発生を認識することが
でき、異常な注入を防止することができる。
【0012】
【実施例】本発明の一実施例について図1に基づいて説
明すれば、以下の通りである。
【0013】本実施例に係るイオン注入装置は、図1に
示すように、ビーム電流計測器1と注入量コントローラ
2とを備えている。
【0014】ビーム電流計測器1は、電流電圧変換器
(図中、I/V)3と、全波整流回路4と、電圧周波数
変換器(図中、V/F)5と、電光変換器(図中、E/
P)6と、極性判定用コンパレータ7とを有している。
【0015】電流電圧変換手段としての電流電圧変換器
3は、イオン注入対象物としてのウェーハ8に流れる電
流を電圧に変換する回路である。全波整流回路4は、入
力される負電圧を全て正電圧に反転して出力する回路で
あり、絶対値検出手段として機能するようになってい
る。電圧周波数変換手段としての電圧周波数変換器5
は、全波整流回路4の出力電圧をその電圧レベルに応じ
た周波数に変換する回路である。電光変換器6は、電圧
周波数変換器5の出力周波数を光のパルス信号に変換す
る回路である。
【0016】極性判定用コンパレータ7は、電流電圧変
換器3の出力電圧の極性を判定する回路であり、極性判
定手段として機能するようになっている。この極性判定
用コンパレータ7は、例えば、一般のコンパレータの基
準電圧を0Vとしたものが利用され、入力電圧が正電圧
であれば“0”を出力する一方、入力電圧が負電圧であ
れば“1”を出力するようになっている。
【0017】注入量コントローラ2は、光電変換器(図
中、P/E)9と、カウンタ10と、比較器11と、注
入量設定器12と、インタフェース回路(図中、I/
F)13とを有している。この注入量コントローラ2
は、電流電圧変換器3の出力電圧のレベルに応じて注入
量を制御するようになっており、注入量制御手段として
機能するようになっている。
【0018】光電変換器9は、前記の電光変換器6と光
ファイバ14を介して接続されている。この光電変換器
9は、光ファイバ14を通じて電光変換器6から伝送さ
れてきた光信号を電圧信号に変換するようになってい
る。カウンタ10は、その周波数の単位時間当たりのパ
ルス数をカウントする回路である。比較器11は、カウ
ンタ10によりカウントされたパルス数と注入量設定器
12で算出されたパルスのパルス数とを比較して両者の
差を出力する回路である。注入量設定器12は、注入量
(イオン種、ビーム電流値、マス値、ドーズ量等)を設
定する装置である。また、注入量設定器12は、設定さ
れたドーズ量を上記のパルスに換算するようになってい
る。
【0019】インタフェース回路13は、前記の極性判
定用コンパレータ7の出力を受けて後述の偏向コントロ
ーラ15に送出する回路である。このインタフェース回
路13は、ビーム電流計測器1と注入量コントローラ2
との間の伝送系等から混入したノイズの影響を抑制する
ため、不感帯が設定されている。また、インタフェース
回路13は、注入量コントローラ2の外部に設けられた
偏向コントローラ15に接続されている。
【0020】偏向コントローラ15は、静電スキャン用
の走査電源を制御する回路である。具体的には、偏向コ
ントローラ15は、インタフェース回路13からの判定
信号が“0”となるとき通常のビームラインを維持する
ための制御を行なう一方、判定信号が“1”になるとウ
ェーハ8にイオンビームが照射されないようにビームラ
インを逸らせる制御を行なうようになっている。すなわ
ち、偏向コントローラ15は、電流電圧変換器3の出力
電圧が負電圧であるときイオンビームのビームラインを
逸らせることにより注入を停止させるようになってお
り、注入停止手段としての機能を有している。
【0021】上記の構成において、ウェーハ8に流れる
ビーム電流は、ビーム電流計測器1の電流電圧変換器3
により電圧に変換され、この電圧が全波整流回路4で全
て正の電圧として出力される。全波整流回路4の出力電
圧は、電圧周波数変換器5で周波数に変換されて、さら
にこの周波数が電光変換器6により光信号に変換され
る。
【0022】上記の光信号は、光ファイバ14を通じて
注入量コントローラ2に伝送され、光電変換器9で周波
数に変換される。この周波数は、カウンタ10により単
位時間当たりのパルス数がカウントされ、そのカウント
数が比較器11にて所定のパルス数と比較される。そし
て、比較の結果、両パルスの差がなくなるまで注入が実
行され、差が0になった時点で、偏向コントローラ15
によりイオンビームを逸らせ、注入を完了させる。
【0023】また、ビーム電流計測器1では、電流電圧
変換器3の出力電圧の極性が、極性判定用コンパレータ
7により判定される。この判定結果である判定信号は、
注入量コントローラ2のインタフェース回路13を経て
偏向コントローラ15に与えられる。このとき、ノイズ
レベルの信号は、インタフェース回路13に設けられた
不感帯により、判定信号として伝送されることはほとん
どない。
【0024】ここで、ウェーハ8を支持する支持絶縁体
16を通じてビーム洩れ等が生じてウェーハ8に負電流
が流れると、電流電圧変換器3の出力電圧が負電圧にな
る。この場合、極性判定用コンパレータ7の判定信号が
“1”となるので、偏向コントローラ15によりイオン
ビームを逸らせる制御が行なわれる。この際、偏向コン
トローラ15から、その制御のための指令が走査電源に
送出されると、走査電源から図示しないX軸偏向板にビ
ームラインを逸らせるような電圧が与えられる。これに
より、ウェーハ8には、イオンビームの照射が行なわれ
なくなり、注入インタロックが作動したことになる。
【0025】このように、本実施例に係るイオン注入装
置では、ビーム電流が負電流であるとき電流電圧変換器
3の出力電圧も負になるが、この負電圧が全波整流回路
4により正に反転されるので、電圧周波数変換器5に与
えられる電圧は常に正の電圧になる。したがって、ビー
ム電流が負電流であるときに電圧周波数変換器5が出力
しなくなるということはなく、注入量コントローラ2で
負電流を定量的に把握することが可能になる。
【0026】また、電流電圧変換器3の出力電圧が負電
圧になれば、このことが極性判定用コンパレータ7によ
り判定され、この判定結果に基づいて注入インタロック
が作動するようになっているので、負電流による異常注
入を防止することができる。
【0027】なお、本実施例においては、全波整流回路
4を用いているが、絶対値検出手段としては負電圧を正
電圧に反転できるものであれば他の回路であってもよ
い。また、本発明は、静電スキャンを行なう中電流イオ
ン注入装置に適用されたものであるが、大電流イオン注
入装置等の他のイオン注入装置に適用できるのは勿論で
ある。例えば、大電流イオン注入装置における注入イン
タロックには、イオンビームを遮るビームシャッタ等が
利用される。
【0028】
【発明の効果】本発明のイオン注入装置は、以上のよう
に、イオン注入対象物に照射されるイオンビームの電流
を電圧に変換する電流電圧変換手段と、上記電流電圧変
換手段の出力電圧の絶対値を検出する絶対値検出手段
と、上記絶対値検出手段により検出された絶対値を周波
数に変換する電圧周波数変換手段と、上記電圧周波数変
換手段の出力周波数に応じて注入量を制御する注入量制
御手段と、上記電流電圧変換手段の出力電圧の極性を判
定する極性判定手段と、上記極性判定手段により上記電
流電圧変換手段の出力電圧の極性が負であると判定され
ると注入を停止する注入停止手段とを備えている構成で
ある。
【0029】これにより、負電流が発生しても、この負
電流が正電圧に変換されるので、この正電圧を周波数変
換することで、負電流を定量的に把握することができ
る。また、負電流の判定が行なわれ、この判定に基づい
て注入が停止させられるので、負電流による異常注入を
防止することができる。
【0030】したがって、本イオン注入装置を採用すれ
ば、ビーム電流計測および注入の信頼性を向上させるこ
とができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るイオン注入装置の要部
の構成を示すブロック図である。
【図2】従来のイオン注入装置の要部の構成を示すブロ
ック図である。
【符号の説明】
2 注入量コントローラ(注入量制御手段) 3 電圧電流変換器(電圧電流変換手段) 4 全波整流回路(絶対値検出手段) 5 電圧周波数変換器(電圧周波数変換手段) 7 極性判定用コンパレータ(極性判定手段) 8 ウェーハ(イオン注入対象物) 15 偏向コントローラ(注入停止手段)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】イオン注入対象物に照射されるイオンビー
    ムの電流を電圧に変換する電流電圧変換手段と、 上記電流電圧変換手段の出力電圧の絶対値を検出する絶
    対値検出手段と、 上記絶対値検出手段により検出された絶対値を周波数に
    変換する電圧周波数変換手段と、 上記電圧周波数変換手段の出力周波数に応じて注入量を
    制御する注入量制御手段と、 上記電流電圧変換手段の出力電圧の極性を判定する極性
    判定手段と、 上記極性判定手段により上記電流電圧変換手段の出力電
    圧の極性が負であると判定されると注入を停止する注入
    停止手段とを備えていることを特徴とするイオン注入装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002216697A (ja) * 2001-01-17 2002-08-02 Horon:Kk 検査装置
DE10157224B4 (de) * 2000-12-04 2008-09-18 Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon Parameterüberwachungsvorrichtung für eine Hochspannungskammer in einem Halbleiterwaferverarbeitungssystem

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10157224B4 (de) * 2000-12-04 2008-09-18 Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon Parameterüberwachungsvorrichtung für eine Hochspannungskammer in einem Halbleiterwaferverarbeitungssystem
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