JPH09283074A - Ion implantation device and method - Google Patents
Ion implantation device and methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
製造プロセスの一つであるイオン注入技術に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion implantation technique which is one of semiconductor device manufacturing processes.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、超ＬＳＩに代表される半導体デバ
イスでは高集積化・高機能化が求められている。よっ
て、その製造プロセスにおいて、イオンを加速して半導
体基板に注入するイオン注入技術の精度向上も重要不可
欠なものとなっている。2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor devices typified by VLSI have been required to be highly integrated and highly functional. Therefore, in the manufacturing process, it is also indispensable to improve the accuracy of the ion implantation technique for accelerating ions to implant them into the semiconductor substrate.
【０００３】このイオン注入技術では、イオン源で形成
されたイオンを速度調節・収束して所要の電流としたイ
オンビームを半導体基板に照射させるイオン注入装置が
用いられている。このようなイオン注入装置を用いてイ
オン注入する際、半導体基板が、所望のシート抵抗[Ω/
□]、すなわち単位幅、単位長さ当たりの基板の抵抗を
得るために、以下のことが行なわれている。すなわち、
シート抵抗と、単位面積当たりのイオン注入量（以下
「イオン注入ドーズ量」という。単位は[ions/cm2]）と
の関係を予め求めておく。つぎに、この予め求めた関係
から、所望のシート抵抗を得るためのイオン注入ドーズ
量を決定する。その後、イオン注入ドーズ量がイオンビ
ーム電流及びイオン注入時間に比例することを考慮し
て、イオン注入時間を決定する。In this ion implantation technique, an ion implantation apparatus is used which irradiates a semiconductor substrate with an ion beam which has a required current by adjusting and focusing the ions formed by an ion source. When performing ion implantation using such an ion implanter, the semiconductor substrate has a desired sheet resistance [Ω /
□] That is, in order to obtain the resistance of the substrate per unit width and unit length, the following is performed. That is,
The relationship between the sheet resistance and the ion implantation amount per unit area (hereinafter referred to as “ion implantation dose amount”, the unit is [ions / cm 2 ]) is obtained in advance. Next, the ion implantation dose amount for obtaining the desired sheet resistance is determined from the relationship obtained in advance. Then, the ion implantation time is determined in consideration of the fact that the ion implantation dose amount is proportional to the ion beam current and the ion implantation time.
【０００４】上記の考えによれば、イオン注入ドーズ量
がイオンビーム電流及びイオン注入時間に比例するの
で、たとえイオンビーム電流が変化したとしても、イオ
ンビーム電流とイオン注入時間との積を一定に調整すれ
ば、イオン注入ドーズ量は変化しない。よって、シート
抵抗の値の再現性は、標準偏差で0.1％を下回るものと
期待される。According to the above idea, since the ion implantation dose amount is proportional to the ion beam current and the ion implantation time, the product of the ion beam current and the ion implantation time is kept constant even if the ion beam current changes. If adjusted, the ion implantation dose amount does not change. Therefore, the reproducibility of the sheet resistance value is expected to be less than 0.1% in standard deviation.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが実際には、イ
オン注入後のシート抵抗値の再現性は標準偏差で0.2〜
0.5％程度であって、上記のような高い再現性はない。
この結果はイオン注入ドーズ量が注入毎に変動している
ことによると考えられていた。しかし、図１に示すよう
に、イオン注入ドーズ量が正確に一定であっても、イオ
ン注入中のイオンビーム電流密度が高いほど、シート抵
抗値が低くなることが最近明らかになった。イオンビー
ム電流密度の値がシート抵抗値に影響を及ぼすのは、イ
オンビーム電流密度が変化すると、シート抵抗に反比例
するイオン注入層の易動度及びキャリア濃度が変化する
からであると考えられる。イオンビーム電流密度が注入
毎に変化するのは、例えばイオン源のプラズマが非定常
になるため、イオンビーム電流及びイオンビーム径が変
動するためである。このように、イオンビーム電流密度
が注入毎に変動しているために、シート抵抗値の再現性
が標準偏差で0.2〜0.5％程度に劣化していると考えられ
る。However, in practice, the reproducibility of the sheet resistance value after the ion implantation is 0.2 to a standard deviation.
It is about 0.5%, and there is no high reproducibility as described above.
It was thought that this result was due to the ion implantation dose varying with each implantation. However, as shown in FIG. 1, it has recently become clear that the sheet resistance value becomes lower as the ion beam current density during ion implantation becomes higher, even if the ion implantation dose amount is exactly constant. It is considered that the value of the ion beam current density influences the sheet resistance value because, when the ion beam current density changes, the mobility and the carrier concentration of the ion-implanted layer that are inversely proportional to the sheet resistance change. The ion beam current density changes for each implantation because, for example, the plasma of the ion source becomes unsteady and the ion beam current and the ion beam diameter change. As described above, it is considered that the reproducibility of the sheet resistance value is deteriorated to about 0.2 to 0.5% with a standard deviation because the ion beam current density is changed for each implantation.
【０００６】本発明は以上を鑑みてなされたものであ
り、所望のシート抵抗値を再現性良く得るためのイオン
注入装置及び方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an ion implantation apparatus and method for obtaining a desired sheet resistance value with good reproducibility.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明に係るイオン注入
装置は、イオンビームを半導体基板に照射させるイオン
注入装置において、イオンビームを出射させるイオンビ
ーム発生手段と、イオンビーム発生手段からのイオンビ
ームの速度調節及び収束を行なうイオンビーム速度調節
・収束手段と、所定位置におけるイオンビームの電流密
度を検出するイオン検出手段と、半導体基板を支持する
基板支持台と、イオンビームの電流密度を調整すべくイ
オンビームの径を調整するイオンビーム径調整手段と、
イオン検出手段により検出されたイオンビームの電流密
度に基づき、所望の電流密度となるようにイオンビーム
径調整手段を制御する制御手段とを備えることを特徴と
する。これによって、所要の電流密度を有したイオンビ
ームが得られ、電流密度の変動によるシート抵抗の再現
性劣化を防止することができる。An ion implanter according to the present invention is an ion implanter for irradiating a semiconductor substrate with an ion beam, the ion beam generating means for emitting an ion beam, and the ion beam from the ion beam generating means. Beam speed adjusting / focusing means for adjusting and focusing the ion beam, ion detecting means for detecting the current density of the ion beam at a predetermined position, a substrate support for supporting the semiconductor substrate, and the current density of the ion beam. Ion beam diameter adjusting means to adjust the diameter of the ion beam accordingly,
And a control means for controlling the ion beam diameter adjusting means so as to obtain a desired current density based on the current density of the ion beam detected by the ion detecting means. As a result, an ion beam having a required current density can be obtained, and reproducibility of sheet resistance can be prevented from deteriorating due to a change in current density.
【０００８】また、イオンビームを半導体基板に照射さ
せるイオン注入装置において、イオンビームを出射させ
るイオンビーム発生手段と、イオンビーム発生手段から
のイオンビームの速度調節及び収束を行なうイオンビー
ム速度調節・収束手段と、所定位置におけるイオンビー
ムの電流密度を検出するイオン検出手段と、半導体基板
を支持する基板支持台と、イオンビームの様々な電流密
度に関して半導体基板のシート抵抗の値とイオンビーム
のイオン注入ドーズ量との関係を記憶する記憶手段と、
イオン検出手段により検出されたイオンビームの電流密
度、及び、記憶手段に記憶されたイオンビームの様々な
電流密度に関する半導体基板のシート抵抗の値とイオン
ビームのイオン注入ドーズ量との関係に基づき、イオン
注入量を決定するイオン注入量決定手段と、イオン注入
量決定手段により決定されたイオン注入量となるようイ
オンビームを照射させる手段とを備えることを特徴とし
てもよい。これによって、イオンビームと上記関係を比
較・参照して、半導体基板が所定のシート抵抗を得るた
めに所望のイオン注入ドーズ量を決めることができる。Further, in an ion implantation apparatus for irradiating a semiconductor substrate with an ion beam, an ion beam generating means for emitting the ion beam and an ion beam speed adjusting / focusing for adjusting and focusing the speed of the ion beam from the ion beam generating means. Means, ion detection means for detecting the current density of the ion beam at a predetermined position, a substrate support base for supporting the semiconductor substrate, sheet resistance value of the semiconductor substrate and ion implantation of the ion beam for various current densities of the ion beam Storage means for storing the relationship with the dose amount,
Based on the current density of the ion beam detected by the ion detection means, and the relationship between the sheet resistance value of the semiconductor substrate and the ion implantation dose amount of the ion beam for various current densities of the ion beam stored in the storage means, It may be characterized by comprising an ion implantation amount determining means for determining the ion implantation amount, and a means for irradiating the ion beam so that the ion implantation amount determined by the ion implantation amount determining means is achieved. This makes it possible to determine a desired ion implantation dose amount for the semiconductor substrate to obtain a predetermined sheet resistance by comparing and referring to the above relationship with the ion beam.
【０００９】また、イオンビーム発生手段から出射され
たイオンビームを速度調節及び収束させた後、基板支持
台に支持された半導体基板に照射させイオンを注入する
イオン注入方法において、所定位置におけるイオンビー
ムの電流密度を検出するイオン検出手段を用意し、イオ
ン検出手段によりイオンビームの電流密度を検出し、イ
オン検出手段により検出されたイオンビームの電流密度
に基づいて所望の電流密度となるようイオンビームの径
を調整し、イオンビームを半導体基板に照射することを
特徴としてもよい。これによって、電流密度の値が略一
定に得られたイオンビームを再現性良く照射させること
ができる。Further, in the ion implantation method in which the velocity of the ion beam emitted from the ion beam generating means is adjusted and converged and then the semiconductor substrate supported by the substrate support is irradiated with the ions, the ion beam at a predetermined position is used. Ion detection means for detecting the current density of the ion beam is detected, the current density of the ion beam is detected by the ion detection means, and the ion beam is adjusted to a desired current density based on the current density of the ion beam detected by the ion detection means The diameter may be adjusted and the semiconductor substrate may be irradiated with an ion beam. As a result, it is possible to irradiate the ion beam with a substantially constant current density value with good reproducibility.
【００１０】また、イオンビーム発生手段から出射され
たイオンビームを速度調節及び収束させた後、基板支持
台に支持された半導体基板に照射させイオンを注入する
イオン注入方法において、所定位置におけるイオンビー
ムの電流密度を検出するイオン検出手段を用意し、イオ
ン検出手段によりイオンビームの電流密度を検出し、イ
オン検出手段により検出されたイオンビームの電流密
度、及び、予め求めたイオンビームの様々な電流密度に
関する半導体基板のシート抵抗の値とイオンビームのイ
オン注入ドーズ量との関係に基づき、イオン注入量を決
定し、決定されたイオン注入量となるようイオンビーム
を半導体基板に照射することを特徴としてもよい。これ
によって、電流密度が種々の場合でもイオンビームを照
射させて、所望のシート抵抗を有した半導体基板を得る
ことができる。Further, in the ion implantation method in which the velocity of the ion beam emitted from the ion beam generating means is adjusted and converged, and then the semiconductor substrate supported on the substrate support is irradiated with ions, the ion beam at a predetermined position is used. Ion detection means for detecting the current density of the ion beam is detected, and the current density of the ion beam is detected by the ion detection means. The ion implantation amount is determined based on the relationship between the sheet resistance value of the semiconductor substrate relating to the density and the ion implantation dose amount of the ion beam, and the semiconductor substrate is irradiated with the ion beam so that the determined ion implantation amount is achieved. May be This makes it possible to obtain a semiconductor substrate having a desired sheet resistance by irradiating with an ion beam even when the current density is various.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。なお、同一又は相当部分には同一符
号を付することとする。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
【００１２】図２は、本発明に係るイオン注入装置１０
の好適な実施形態を概略的に示したものである。図示す
るように、イオン注入装置１０はイオン源２０、イオン
ビーム引き出し・前段加速系３０、質量分析系４０、イ
オンビームレンズ・後段加速系６０、イオン注入室８０
から主として構成されている。FIG. 2 shows an ion implanter 10 according to the present invention.
1 schematically shows a preferred embodiment of As shown in the figure, the ion implantation apparatus 10 includes an ion source 20, an ion beam extraction / pre-stage acceleration system 30, a mass spectrometry system 40, an ion beam lens / post-stage acceleration system 60, and an ion implantation chamber 80.
Mainly consisting of
【００１３】イオン源２０は、ガス供給源（図示せず）
から送り込まれたドーピングガスを放電させることによ
り、高密度のプラズマ状態を作り出すことができるよう
になっている。また、イオン源２０と質量分析系４０と
の間には、イオンビーム引き出し・前段加速系３０が設
けられ、イオン源２０よりも負電圧に印加される一対の
引き出し電極（図示せず）が配置されている。引き出し
電極に負電圧を印加させると、上記プラズマを構成する
イオンが0〜80keV程度の運動エネルギで加速されてイオ
ンビーム１１が形成され、質量分析系４０に導入され
る。ただし、このイオンビームは様々なイオンを含んで
いる。The ion source 20 is a gas supply source (not shown).
A high-density plasma state can be created by discharging the doping gas sent from. Further, an ion beam extraction / pre-stage acceleration system 30 is provided between the ion source 20 and the mass analysis system 40, and a pair of extraction electrodes (not shown) applied with a negative voltage than the ion source 20 are arranged. Has been done. When a negative voltage is applied to the extraction electrode, the ions forming the plasma are accelerated with a kinetic energy of about 0 to 80 keV to form the ion beam 11, which is then introduced into the mass spectrometry system 40. However, this ion beam contains various ions.
【００１４】質量分析系４０は分析磁石４２及び第１の
スリット群４４から構成され、上に述べたイオンビーム
１１から所望のイオン種のみを取り出すようにしてい
る。詳細に説明すると、イオンビーム１１の通路内にお
いて、イオンビーム１１に対して垂直な方向に分析磁石
により磁界がかけられると、イオンビーム１１の進行方
向が曲げられる。この場合、イオンビーム１１の曲る度
合いが質量によって異なる。つまり、重いイオンほど曲
げられる度合いが少なく、軽いイオンほど大きい。した
がって、イオンビームは質量毎に異なる軌道を描き、第
１のスリット群４４に導かれる。また、第１のスリット
群４４は複数のスリットから構成され、必要とするイオ
ンビームのみを通過させるようにしている。これらのう
ち、分析磁石４２の焦点に位置している可変分析スリッ
ト４６は、そのスリット幅に応じて、質量分析系４０の
分解能に特に影響を及ぼしている。The mass spectrometric system 40 is composed of an analysis magnet 42 and a first slit group 44 so as to extract only a desired ion species from the ion beam 11 described above. More specifically, in the passage of the ion beam 11, when a magnetic field is applied by the analysis magnet in a direction perpendicular to the ion beam 11, the traveling direction of the ion beam 11 is bent. In this case, the bending degree of the ion beam 11 differs depending on the mass. That is, heavier ions are less likely to be bent, and lighter ions are larger. Therefore, the ion beam draws a different trajectory for each mass and is guided to the first slit group 44. The first slit group 44 is composed of a plurality of slits so that only a necessary ion beam passes through. Among these, the variable analysis slit 46 located at the focal point of the analysis magnet 42 particularly affects the resolution of the mass analysis system 40 according to the slit width.
【００１５】イオンビームレンズ・後段加速系６０に
は、四極子レンズ６２及び第２のスリット群６６が筒体
７０に設けられている。四極子レンズ６２は、図示され
ないが、４極の永久磁石を３組並べて構成されている。
４極の永久磁石は、２組のＮ極と２組のＳ極がイオンビ
ームの交互に配置されることによってレンズ効果が生じ
る。第２のスリット群６６では、第１及び第２のスリッ
ト６７、６８が筒体７０に支持されている。なお、この
筒体７０には接地電位に対して、0〜100kV程度の加速電
圧が印加される。また、筒体７０を囲むようにして、鞘
状の第１の電極７２が設けられており、この電極７２に
は、筒体７０に印加される加速電圧の半分の電圧が印加
される。In the ion beam lens / post-stage acceleration system 60, a quadrupole lens 62 and a second slit group 66 are provided in a cylindrical body 70. Although not shown, the quadrupole lens 62 is configured by arranging three pairs of four-pole permanent magnets.
The 4-pole permanent magnet produces a lens effect by alternately arranging two sets of N poles and two sets of S poles of an ion beam. In the second slit group 66, the first and second slits 67 and 68 are supported by the tubular body 70. An acceleration voltage of about 0 to 100 kV is applied to the cylindrical body 70 with respect to the ground potential. Further, a sheath-shaped first electrode 72 is provided so as to surround the cylindrical body 70, and a voltage that is half the acceleration voltage applied to the cylindrical body 70 is applied to this electrode 72.
【００１６】第２のスリット群６６の第１の電極７２側
には、スリット状の第２の電極８２（スリット状電極）
が設けられている。この第２の電極８２には、例えば、
接地電位に対して-5kV程度の負電圧が印加されることに
より、半導体基板にイオンビーム１１が入射すると放出
される二次電子を半導体基板の方に戻して、イオンビー
ムレンズ・加速系６０に入れないようにしている。ま
た、本発明において、第２の電極８２はチャンバ１２の
内壁に設けられた駆動機構８３と接続されている。この
駆動機構８３は、例えばラックとピニオンによって構成
され、図１の矢印に示すように、第２の電極８２をイオ
ンビーム１１と平行に往復運動可能にしている。これに
よって、第２の電極８２を通過するイオンビーム１１の
径を変化させることができる。また、上記ピニオンには
モータ（図示せず）が接続され、駆動力を提供するよう
にしている。なお、当業者ならば上記のような駆動機構
以外のもの（例えばリニアモータ等）を容易に想到でき
よう。また、図示されないが、第２の電極８２及びイオ
ン注入室８０の間には接地電極が設けられており、第２
の電極８２及び接地電極の間でイオンビームは減速され
る。A slit-shaped second electrode 82 (slit-shaped electrode) is provided on the first electrode 72 side of the second slit group 66.
Is provided. The second electrode 82 includes, for example,
By applying a negative voltage of about -5 kV with respect to the ground potential, secondary electrons emitted when the ion beam 11 is incident on the semiconductor substrate are returned to the semiconductor substrate and the ion beam lens / acceleration system 60 is supplied. I try not to enter. In the present invention, the second electrode 82 is connected to the drive mechanism 83 provided on the inner wall of the chamber 12. The drive mechanism 83 is composed of, for example, a rack and a pinion, and as shown by the arrow in FIG. 1, enables the second electrode 82 to reciprocate in parallel with the ion beam 11. As a result, the diameter of the ion beam 11 passing through the second electrode 82 can be changed. A motor (not shown) is connected to the pinion to provide driving force. It should be noted that those skilled in the art can easily conceive of devices other than the drive mechanism described above (for example, a linear motor). Although not shown, a ground electrode is provided between the second electrode 82 and the ion implantation chamber 80.
The ion beam is decelerated between the electrode 82 and the ground electrode.
【００１７】このように、イオンビーム引き出し・前段
加速系３０からイオンビーム・後段加速系６０までにお
いては、イオンビーム１１が加速・減速運動して正味0
〜200keV程度の運動エネルギを得ながら四極子レンズ６
２により収束され、第１及び第２のスリット６７、６８
を通過し、イオン注入室８０に導かれる。ただし、上記
イオン注入装置はイオン偏向手段を有していないので、
イオンビーム１１は偏向されない。As described above, in the ion beam extraction / pre-stage acceleration system 30 to the ion beam / post-stage acceleration system 60, the ion beam 11 accelerates and decelerates, resulting in a net of zero.
Quadrupole lens 6 while obtaining kinetic energy of ~ 200keV
2 and is converged by the first and second slits 67 and 68.
And is guided to the ion implantation chamber 80. However, since the above-mentioned ion implantation device does not have an ion deflection means,
The ion beam 11 is not deflected.
【００１８】イオン注入室８０は、イオンビーム１１の
進行方向に沿ってプラズマシャワー８４、及び半導体基
板を支持する基板支持台９０が順次配設して構成されて
おり、さらに、本発明では基板支持台９０の背面側にイ
オン検知器８６が設けられている。The ion implantation chamber 80 is constructed by sequentially disposing a plasma shower 84 and a substrate support 90 for supporting a semiconductor substrate along the traveling direction of the ion beam 11. Further, in the present invention, the substrate support is provided. An ion detector 86 is provided on the back side of the base 90.
【００１９】また、半導体基板にイオンビーム１１が入
射すると、上に述べた二次電子放出の他に正イオンが打
ち込まれる現象が生じるので、半導体基板がチャージア
ップする。それを防止するために、半導体基板と対向し
た位置にはプラズマシャワー８４が設けられ、電子を半
導体基板に供給するようになっている。Further, when the ion beam 11 is incident on the semiconductor substrate, a phenomenon occurs in which positive ions are implanted in addition to the secondary electron emission described above, so that the semiconductor substrate is charged up. In order to prevent this, a plasma shower 84 is provided at a position facing the semiconductor substrate to supply electrons to the semiconductor substrate.
【００２０】半導体基板を支持する基板支持台９０は、
図３に明示するように、シャフト１００により第１のモ
ータに連結されたハブ部９２を備えており、、そこから
複数のアーム９４が放射状に突設されている。また、ア
ーム９４には複数のサセプタ９６が固設されている。さ
らに、このサセプタ９６の上には、そこに設けられた支
持機構（図示せず）によって半導体基板９８が支持され
るようになっている。このように構成された基板支持台
９０では、第１のモータ１０２を作動させることによ
り、旋回運動を可能にしている。また、第１のモータ１
０２は、シャフト１０６、揺動アーム１０４及び揺動機
構１０７を介して第２のモータ１０８が接続されてい
る。揺動機構は、第２のモータ１０８の回転運動を揺動
アームの往復揺動運動に変えることができる。以上か
ら、上記イオン注入装置では、偏向されることなく軌道
が固定されたイオンビームを半導体基板の全面に照射さ
せることができる。なお、図３及び図２の基板支持台９
０は、説明のために、実際のものよりも小さく示されて
おり、また、サセプタ９６及びアーム９４の数も少なく
してある。The substrate support 90 for supporting the semiconductor substrate is
As shown in FIG. 3, a hub portion 92 connected to the first motor by a shaft 100 is provided, and a plurality of arms 94 are radially provided from the hub portion 92. A plurality of susceptors 96 are fixedly mounted on the arm 94. Further, the semiconductor substrate 98 is supported on the susceptor 96 by a supporting mechanism (not shown) provided therein. In the substrate supporting base 90 configured as described above, the first motor 102 is operated to enable the turning motion. In addition, the first motor 1
The second motor 108 is connected to the second motor 108 via the shaft 106, the swing arm 104, and the swing mechanism 107. The swing mechanism can change the rotational movement of the second motor 108 into the reciprocating swing movement of the swing arm. From the above, in the above ion implantation apparatus, the entire surface of the semiconductor substrate can be irradiated with the ion beam whose trajectory is fixed without being deflected. The substrate support 9 shown in FIGS.
0 is shown smaller than it actually is for illustration purposes, and the number of susceptors 96 and arms 94 is also reduced.
【００２１】上記の場合、揺動アーム１０４を揺動させ
てサセプタ９６の旋回軌道がイオンビーム１１の照射位
置から外れたとき、イオンビーム１１がイオン検出器８
６に入射可能となる。このイオン検知器８６はファラデ
ーカップ８８が１次元配列して構成されたもので、イオ
ンビーム１１に対して垂直な一つの面内を走査手段（図
示せず）によって走査できるようになっている。ただ
し、ファラデーカップ８８を二次元配列して、イオンビ
ームが照射領域全体に渡るようにしてもよい。In the above case, when the swing arm 104 is swung and the swirling orbit of the susceptor 96 deviates from the irradiation position of the ion beam 11, the ion beam 11 is detected.
6 becomes possible. The ion detector 86 is composed of Faraday cups 88 arranged one-dimensionally, and can scan one plane perpendicular to the ion beam 11 by a scanning means (not shown). However, the Faraday cups 88 may be two-dimensionally arrayed so that the ion beam may cover the entire irradiation region.
【００２２】なお、イオンビーム１１がこの装置内のガ
ス分子等によって散乱を受けないために、イオン注入装
置全体が真空ポンプ（図示せず）によって真空状態にさ
れている。In order to prevent the ion beam 11 from being scattered by gas molecules and the like in this apparatus, the entire ion implantation apparatus is kept in a vacuum state by a vacuum pump (not shown).
【００２３】このようなイオン注入装置では、イオンビ
ーム１１の加速電圧、イオンビーム１１の径、イオンビ
ーム１１の照射位置、及びイオンビーム１１の照射量が
制御手段によって制御されている。この制御手段１１０
は、図４に示されるように、ＣＰＵ１１０ａを中心にし
て構成されている。ＣＰＵ１１０ａには入力インターフ
ェース１１０ｂを介してイオン検出器８６が接続されて
いる。よって、ＣＰＵ１１０ａは、イオン検出器８６か
らのイオン電流の信号に基づいてイオンビーム電流密度
を求める演算を行なうことができる。この演算では、走
査時におけるイオン電流の測定値を走査時間で積分した
値を、走査面積で割ることが行なわれている。また、Ｃ
ＰＵ１１０ａはＲＡＭ及びＲＯＭからなる記憶手段１１
０ｃに接続されている。この記憶手段１１０ｃには、様
々なイオンビーム電流密度におけるイオンドーズ量とシ
ート抵抗値との関係が記憶されている。さらに、ＣＰＵ
１１０ａには出力インターフェース１１０ｄからモータ
駆動回路１１４を介して、駆動機構８３におけるモータ
１１５、筒体７０及び第１の電極７２が接続されてい
る。したがって、ＣＰＵ１１０ａは、この演算結果及び
記憶装置に記憶された記憶内容に基づいて、イオンビー
ムが所望のイオンビーム電流密度となるように、第２の
電極８２の位置を制御することができる。なお、制御手
段１１０には基板支持台９０の第１及び第２のモータ１
０２、１０８が接続され、基板支持台９０の位置及び揺
動アーム１０４の往復揺動速度を制御できるようにして
いる。また、制御手段１１０にはイオンビーム電流密度
を表示し、異常な値を測定した時は警報を発する表示・
警報手段１１２や、イオンビーム照射時間を制御するタ
イマ回路（図示せず）も接続されている。In such an ion implantation apparatus, the control means controls the acceleration voltage of the ion beam 11, the diameter of the ion beam 11, the irradiation position of the ion beam 11, and the irradiation amount of the ion beam 11. This control means 110
Is configured with the CPU 110a as the center, as shown in FIG. An ion detector 86 is connected to the CPU 110a via an input interface 110b. Therefore, the CPU 110a can perform an operation for obtaining the ion beam current density based on the ion current signal from the ion detector 86. In this calculation, the value obtained by integrating the measured value of the ion current during scanning with the scanning time is divided by the scanning area. Also, C
The PU 110a is a storage unit 11 including a RAM and a ROM.
0c. The storage means 110c stores the relationship between the ion dose amount and the sheet resistance value at various ion beam current densities. Furthermore, CPU
The motor 115 in the drive mechanism 83, the cylinder 70, and the first electrode 72 are connected to the output port 110a from the output interface 110d via the motor drive circuit 114. Therefore, the CPU 110a can control the position of the second electrode 82 so that the ion beam has a desired ion beam current density based on the calculation result and the stored contents stored in the storage device. It should be noted that the control means 110 includes the first and second motors 1 of the substrate support 90.
02 and 108 are connected so that the position of the substrate support 90 and the reciprocating swing speed of the swing arm 104 can be controlled. Further, the control means 110 displays the ion beam current density, and displays an alarm when an abnormal value is measured.
The alarm means 112 and a timer circuit (not shown) for controlling the ion beam irradiation time are also connected.
【００２４】つぎに、本発明に係るこのイオン注入装置
を用いたイオン注入方法の実施形態について、図５のフ
ローチャートに沿って説明する。Next, an embodiment of an ion implantation method using this ion implantation apparatus according to the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
【００２５】まず、イオン注入装置全体を真空ポンプに
よって真空に排気させる（ステップ２０２参照）。真空
度が所定の値になったら、基板支持台９０を制御手段１
１０で第２のモータ１０８で初期位置に移動させ、イオ
ン検出器８６にイオンビーム１１が入射できるようにす
る（ステップ２０４参照）。つぎに、サセプタ９６に半
導体基板９８をオリフラ調整して支持させた後（ステッ
プ２０６参照）、イオンビーム１１を形成させるための
電源を投入する（ステップ２０８参照）。First, the entire ion implanter is evacuated to a vacuum by a vacuum pump (see step 202). When the degree of vacuum reaches a predetermined value, the substrate support base 90 is moved to the control means 1
At 10, the second motor 108 is moved to the initial position so that the ion beam 11 can enter the ion detector 86 (see step 204). Next, after the semiconductor substrate 98 is adjusted and supported on the susceptor 96 by the orientation flat adjustment (see step 206), the power source for forming the ion beam 11 is turned on (see step 208).
【００２６】この状態で、イオンビーム１１をイオン源
２０から形成させ、イオン検出器８６にイオンビーム１
１が入射していることを確認する（ステップ２１０参
照）。つぎに、イオン検出器８６をその入射面上で走査
させ、上記演算に基づきイオンビーム電流密度を算出す
る（ステップ２１２参照）。算出した電流密度の値に基
づき、イオンビーム１１が半導体基板９８に照射させる
べきか否かの是非を判断する（ステップ２１４参照）。
このイオンビーム電流密度の値が所定の範囲内であるな
らば、この値と記憶装置に記憶された記憶内容とを比較
・参照することにより、半導体基板９８が所定のシート
抵抗値となるようにイオン注入ドーズ量を決定する（ス
テップ２１６参照）。反対に、所定の範囲から外れた場
合、表示・警報回路１１２によって作業者に知らせるよ
うにしており、イオンビーム１１の異常、或いはイオン
注入装置の異常を直ちに察知できるようにしている（ス
テップ２１８参照）。In this state, the ion beam 11 is formed from the ion source 20, and the ion beam 1 is applied to the ion detector 86.
It is confirmed that 1 is incident (see step 210). Next, the ion detector 86 is scanned on the incident surface, and the ion beam current density is calculated based on the above calculation (see step 212). Based on the value of the calculated current density, it is determined whether or not the semiconductor substrate 98 should be irradiated with the ion beam 11 (see step 214).
If the value of the ion beam current density is within a predetermined range, the semiconductor substrate 98 has a predetermined sheet resistance value by comparing and referring to this value and the stored contents stored in the storage device. The dose of ion implantation is determined (see step 216). On the other hand, when it is out of the predetermined range, the operator is notified by the display / alarm circuit 112 so that the abnormality of the ion beam 11 or the abnormality of the ion implantation apparatus can be immediately detected (see step 218). ).
【００２７】その後、この状態で、第１のモータ１０２
を用いて基板支持台を一定に高速回転させる。さらに、
引続いて、第２のモータ１０８を用いてハブ部を往復揺
動させることによって、イオンビーム１１の照射をウェ
ハ全面にわたり所定時間均一に行なう（ステップ２２０
参照）。以上のことを行なうことによって、所望のシー
ト抵抗値を有した半導体基板９８が再現性良く得られ
る。Thereafter, in this state, the first motor 102
The substrate support is rotated at a constant high speed by using. further,
Subsequently, the hub portion is reciprocally rocked by using the second motor 108 to uniformly irradiate the ion beam 11 over the entire surface of the wafer for a predetermined time (step 220).
reference). By performing the above, a semiconductor substrate 98 having a desired sheet resistance value can be obtained with good reproducibility.
【００２８】ところで、イオン注入装置を用いて行なう
イオン注入方法は、上記だけに限ったものではない。図
６は、本発明のイオン注入法に関する他の実施形態のフ
ローチャートを示したものである。この実施形態が上記
実施形態と異なる点は、イオンビーム電流密度の測定
後、第２の電極８２の位置を調整することにより、イオ
ンビーム電流密度を絶えず略一定に保つようにすること
である（図６ステップ２３０、２３２参照）。本実施形
態ではＣＰＵ１１０ａが記憶手段１１０ｃにアクセスす
ることはないので、イオンビーム電流密度の単なる微調
整で済むことが多い。よって、イオン注入の迅速化が可
能となる。The ion implantation method using the ion implantation apparatus is not limited to the above. FIG. 6 shows a flowchart of another embodiment of the ion implantation method of the present invention. This embodiment is different from the above embodiment in that after the ion beam current density is measured, the position of the second electrode 82 is adjusted so that the ion beam current density is constantly kept substantially constant ( (See steps 230, 232 in FIG. 6). In the present embodiment, the CPU 110a does not access the storage means 110c, so that often only fine adjustment of the ion beam current density will suffice. Therefore, it is possible to speed up the ion implantation.
【００２９】また逆に、上記のようなイオン注入方法を
行なうにあたり、イオン注入装置は上記だけに限ったも
のではない。図７は、本発明のイオン注入装置に関する
他の実施形態を示したものである。本実施形態が上述し
た実施形態と異なる点は、上述したスリット状の第２の
電極８２の代わりに、-25〜0kVの範囲の電圧が印加され
た静電レンズ７１が鞘状の第１の電極７２の内部に配置
されていることである。また、静電レンズ７１はＣＰＵ
（図示せず）に接続され、測定されるイオンビーム電流
密度に応じて印加される電圧が制御される。On the contrary, in carrying out the above-mentioned ion implantation method, the ion implantation apparatus is not limited to the above. FIG. 7 shows another embodiment of the ion implantation apparatus of the present invention. The present embodiment is different from the above-described embodiment in that, instead of the slit-shaped second electrode 82 described above, the electrostatic lens 71 to which a voltage in the range of -25 to 0 kV is applied is a sheath-shaped first lens. That is, it is arranged inside the electrode 72. The electrostatic lens 71 is a CPU
(Not shown), the applied voltage is controlled according to the measured ion beam current density.
【００３０】なお、イオンビームレンズ・後段加速系の
他の部分に関しては、原則的に接地されている。また、
イオンビーム電流密度の調整は、イオンビームレンズ・
後段加速系でなされるのではなく、質量分析系の分析ス
リットを用いても実際には可能である。さらに、上記実
施形態では、イオンビームを半導体基板に照射させる方
法として、イオンビームの照射位置を固定して半導体基
板を機械的に走査させるメカニカル方式のみについて述
べた。しかし、この方法は上記に限らず、半導体基板を
固定してイオンビームを照射させるビーム走査方式、或
いは両者を組み合わせたハイブリッド方式でも実施可能
であることは、当業者ならば容易に想到できる。The other parts of the ion beam lens / post-stage acceleration system are grounded in principle. Also,
Adjust the ion beam current density by adjusting the ion beam lens
It is actually possible to use the analysis slit of the mass spectrometry system instead of the latter-stage acceleration system. Further, in the above embodiment, as the method of irradiating the semiconductor substrate with the ion beam, only the mechanical method of fixing the irradiation position of the ion beam and mechanically scanning the semiconductor substrate has been described. However, it is easily understood by those skilled in the art that this method is not limited to the above, and can be implemented by a beam scanning method in which a semiconductor substrate is fixed and an ion beam is irradiated, or a hybrid method in which both are combined.
【００３１】[0031]
【発明の効果】本発明のイオン注入装置及び方法によれ
ば、イオンビームが検出できる位置に配置されたイオン
検出器によって、半導体基板にイオンビームを照射させ
る前に予めイオンビームの電流密度を測定することがで
き、その測定結果から、イオンビーム電流密度を調整で
きる。したがって、電流密度の変動によるシート抵抗の
再現性劣化を防止することができる。According to the ion implantation apparatus and method of the present invention, the current density of the ion beam is measured in advance before the semiconductor substrate is irradiated with the ion beam by the ion detector arranged at the position where the ion beam can be detected. The ion beam current density can be adjusted based on the measurement result. Therefore, it is possible to prevent the reproducibility of sheet resistance from deteriorating due to fluctuations in current density.
【００３２】また、このイオン注入装置の制御手段は、
様々なイオン電流密度において半導体基板のシート抵抗
値及びイオン注入ドーズ量の関係が記憶された記憶手段
を備えている。よって、この記憶された関係を比較・参
照することによって、半導体基板のシート抵抗が再現性
よく得られる。Further, the control means of this ion implantation apparatus is
The storage means stores the relationship between the sheet resistance value of the semiconductor substrate and the ion implantation dose amount at various ion current densities. Therefore, by comparing and referring to this stored relationship, the sheet resistance of the semiconductor substrate can be obtained with good reproducibility.
【図１】種々のイオンビーム電流密度に関し、シート抵
抗の値とイオン注入ドーズ量との関係を示した図であ
る。FIG. 1 is a diagram showing a relationship between a sheet resistance value and an ion implantation dose amount for various ion beam current densities.
【図２】本発明のイオン注入装置の一実施形態を概略的
に示した側断面図である。FIG. 2 is a side sectional view schematically showing an embodiment of the ion implantation apparatus of the present invention.
【図３】本発明のイオン注入装置で用いられる基板支持
台及びイオン検出器を概略的に示した斜視図である。FIG. 3 is a perspective view schematically showing a substrate support and an ion detector used in the ion implantation apparatus of the present invention.
【図４】本発明のイオン注入装置の制御手段であるＣＰ
Ｕ、及び、その接続要素の一例を示したブロック図であ
る。FIG. 4 is a CP as a control means of the ion implantation apparatus of the present invention.
It is a block diagram showing an example of U and its connecting element.
【図５】本発明のイオン注入方法の一実施形態を示した
フローチャート図である。FIG. 5 is a flowchart showing an embodiment of an ion implantation method of the present invention.
【図６】本発明のイオン注入方法の他の実施形態を示し
たフローチャート図である。FIG. 6 is a flow chart showing another embodiment of the ion implantation method of the present invention.
【図７】本発明のイオン注入装置の他の実施形態を概略
的に示した側断面図である。FIG. 7 is a side sectional view schematically showing another embodiment of the ion implantation apparatus of the present invention.
１０…イオン注入装置、１１…イオンビーム、１２…チ
ャンバ、２０…イオン源、３０…イオンビーム引き出し
・前段加速系、４０…質量分析系、４２…分析磁石、４
４…第１のスリット群、４６…可変分析スリット、６０
…イオンビームレンズ・後段加速系、６２…四極子レン
ズ、６６…第２のスリット群、６７…第１のスリット、
６８…第２のスリット、７０…筒体、７１…静電レン
ズ、７２…第１の電極、８０…イオン注入室、８２…第
２の電極、８３…駆動機構、８４…プラズマシャワー、
８６…イオン検出器、８８…ファラデーカップ、９０…
基板支持台、９２…ハブ部、９４…アーム、９６…サセ
プタ、９８…半導体基板、１００…シャフト、１０２…
第１のモータ、１０４…揺動アーム、１０６…シャフ
ト、１０７…揺動機構、１０８…第２のモータ、１１０
ａ…ＣＰＵ、１１０ｂ…入力インターフェース、１１０
ｃ…記憶手段、１１０ｄ…出力インターフェース、１１
２…表示警報手段、１１４…モータ駆動回路、１１５…
モータ。10 ... Ion implanter, 11 ... Ion beam, 12 ... Chamber, 20 ... Ion source, 30 ... Ion beam extraction / pre-acceleration system, 40 ... Mass spectrometry system, 42 ... Analysis magnet, 4
4 ... 1st slit group, 46 ... Variable analysis slit, 60
... ion beam lens / post-stage acceleration system, 62 ... quadrupole lens, 66 ... second slit group, 67 ... first slit,
68 ... Second slit, 70 ... Cylindrical body, 71 ... Electrostatic lens, 72 ... First electrode, 80 ... Ion implantation chamber, 82 ... Second electrode, 83 ... Driving mechanism, 84 ... Plasma shower,
86 ... Ion detector, 88 ... Faraday cup, 90 ...
Substrate support, 92 ... Hub portion, 94 ... Arm, 96 ... Susceptor, 98 ... Semiconductor substrate, 100 ... Shaft, 102 ...
First motor, 104 ... Oscillating arm, 106 ... Shaft, 107 ... Oscillating mechanism, 108 ... Second motor, 110
a ... CPU, 110b ... Input interface, 110
c ... storage means, 110d ... output interface, 11
2 ... Display warning means, 114 ... Motor drive circuit, 115 ...
motor.
Claims (25)
イオン注入装置において、 前記イオンビームを出射させるイオンビーム発生手段
と、 前記イオンビーム発生手段からの前記イオンビームの速
度調節及び収束を行なうイオンビーム速度調節・収束手
段と、 所定位置における前記イオンビームの電流密度を検出す
るイオン検出手段と、 前記半導体基板を支持する基板支持台と、 前記イオンビームの電流密度を調整すべく前記イオンビ
ームの径を調整するイオンビーム径調整手段と、 前記イオン検出手段により検出された前記イオンビーム
の電流密度に基づき、所望の電流密度となるようにイオ
ンビーム径調整手段を制御する制御手段と、を備えるこ
とを特徴とするイオン注入装置。1. An ion implantation apparatus for irradiating a semiconductor substrate with an ion beam, an ion beam generating means for emitting the ion beam, and an ion beam velocity for adjusting and converging the velocity of the ion beam from the ion beam generating means. Adjusting and converging means, ion detecting means for detecting the current density of the ion beam at a predetermined position, a substrate support for supporting the semiconductor substrate, and a diameter of the ion beam for adjusting the current density of the ion beam. An ion beam diameter adjusting means for adjusting; and a control means for controlling the ion beam diameter adjusting means so as to obtain a desired current density based on the current density of the ion beam detected by the ion detecting means. Characteristic ion implanter.
オンビームが通過するスリットを有するスリット状電極
と、前記イオンビームの進行方向に沿って前記スリット
状電極を往復運動させる駆動手段とを備えており、前記
制御手段は前記駆動手段を制御して前記イオンビームの
径を調整するようになっている請求項１記載のイオン注
入装置。2. The ion beam diameter adjusting means comprises a slit-shaped electrode having a slit through which the ion beam passes, and a driving means for reciprocating the slit-shaped electrode along a traveling direction of the ion beam. The ion implantation apparatus according to claim 1, wherein the control means controls the driving means to adjust the diameter of the ion beam.
オンビームが通過するスリットを有するスリット状電極
と、前記スリット状電極に印加する電圧を調整する電圧
調整手段とを備えており、前記制御手段は前記電圧調整
手段を制御して前記イオンビームの径を調整するように
なっている請求項１記載のイオン注入装置。3. The ion beam diameter adjusting means comprises a slit-shaped electrode having a slit through which the ion beam passes, and a voltage adjusting means for adjusting a voltage applied to the slit-shaped electrode. 2. The ion implantation apparatus according to claim 1, wherein the voltage adjusting means is controlled to adjust the diameter of the ion beam.
々な電流密度に関して前記半導体基板のシート抵抗の値
と前記イオンビームのイオン注入ドーズ量との関係を記
憶する記憶手段を有している請求項１〜３のいずれか１
項に記載のイオン注入装置。4. The control means has a storage means for storing the relationship between the sheet resistance value of the semiconductor substrate and the ion implantation dose amount of the ion beam with respect to various current densities of the ion beam. Any one of items 1 to 3
An ion implanter according to item.
オンビームの電流密度の値を表示する表示手段を備えて
いる請求項１〜４のいずれか１項に記載のイオン注入装
置。5. The ion implantation apparatus according to claim 1, further comprising display means for displaying a current density value of the ion beam detected by the ion detection means.
オンビームの電流密度の値が所定の範囲を外れた場合に
警報を発する警報手段を備えている請求項１〜５のいず
れか１項に記載のイオン注入装置。6. The alarm means according to claim 1, further comprising alarm means for issuing an alarm when the value of the current density of the ion beam detected by the ion detecting means is out of a predetermined range. Ion implanter.
一次元状に配列して成るものであり、前記イオンビーム
の照射領域全体に渡って走査可能であることを特徴とす
る請求項１〜６のいずれか１項に記載のイオン注入装
置。7. The ion detecting means comprises one-dimensionally arranged ion detecting elements, and is capable of scanning over the entire irradiation region of the ion beam. The ion implantation apparatus according to any one of 1.
ムの照射領域全体に渡るように、イオン検出素子を二次
元状に配列して成るものであることを特徴とする請求項
１〜６のいずれか１項に記載のイオン注入装置。8. The ion detecting means is configured by arranging ion detecting elements in a two-dimensional manner so as to cover the entire irradiation region of the ion beam. The ion implanter according to item 1.
基板を支持するサセプタと、 前記ハブ部を当該ハブ部の中心軸線を中心として回転さ
せるための回転駆動手段と、 前記ハブ部を往復運動させる往復駆動手段と、を備えて
いることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記
載のイオン注入装置。9. The substrate support base includes a plurality of arms extending radially from the hub portion, susceptors provided at respective tip portions of the arms for supporting the semiconductor substrate, and the hub portion including the hub portion. 9. The ion according to any one of claims 1 to 8, further comprising: a rotation driving unit that rotates about a central axis of the ion beam; and a reciprocating driving unit that reciprocates the hub portion. Injection device.
るイオン注入装置において、 前記イオンビームを出射させるイオンビーム発生手段
と、 前記イオンビーム発生手段からの前記イオンビームの速
度調節及び収束を行なうイオンビーム速度調節・収束手
段と、 所定位置における前記イオンビームの電流密度を検出す
るイオン検出手段と、 前記半導体基板を支持する基板支持台と、 前記イオンビームの様々な電流密度に関して前記半導体
基板のシート抵抗の値と前記イオンビームのイオン注入
ドーズ量との関係を記憶する記憶手段と、 前記イオン検出手段により検出された前記イオンビーム
の電流密度、及び、前記記憶手段に記憶されたイオンビ
ームの様々な電流密度に関する前記半導体基板のシート
抵抗の値と前記イオンビームのイオン注入ドーズ量との
関係に基づき、イオン注入量を決定するイオン注入量決
定手段と、 前記イオン注入量決定手段により決定されたイオン注入
量となるよう前記イオンビームを照射させる手段と、を
備えることを特徴とするイオン注入装置。10. An ion implantation apparatus for irradiating a semiconductor substrate with an ion beam, an ion beam generating means for emitting the ion beam, and an ion beam velocity for adjusting and focusing the velocity of the ion beam from the ion beam generating means. Adjusting / focusing means, ion detecting means for detecting the current density of the ion beam at a predetermined position, a substrate support for supporting the semiconductor substrate, and sheet resistance of the semiconductor substrate for various current densities of the ion beam. Storage means for storing the relationship between the value and the ion implantation dose amount of the ion beam, the current density of the ion beam detected by the ion detection means, and various currents of the ion beam stored in the storage means Sheet resistance of the semiconductor substrate with respect to density and ions of the ion beam An ion implantation amount determining means for determining an ion implantation amount based on a relationship with an implantation dose amount; and a means for irradiating the ion beam so that the ion implantation amount is determined by the ion implantation amount determining means. An ion implanter characterized by.
イオンビームの電流密度の値を表示する表示手段を備え
ている請求項１０に記載のイオン注入装置。11. The ion implantation apparatus according to claim 10, further comprising display means for displaying a current density value of the ion beam detected by the ion detection means.
イオンビームの電流密度の値が所定の範囲を外れた場合
に警報を発する警報手段を備えている請求項１０又は１
１に記載のイオン注入装置。12. The alarm means for issuing an alarm when the value of the current density of the ion beam detected by the ion detecting means is out of a predetermined range.
1. The ion implanter according to 1.
を一次元状に配列して成るものであり、前記イオンビー
ムの照射領域全体に渡って走査可能であることを特徴と
する請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のイオン注
入装置。13. The ion detecting means comprises ion detecting elements arranged in a one-dimensional array, and is capable of scanning the entire irradiation area of the ion beam. The ion implantation apparatus according to any one of 1.
ームの照射領域全体に渡るように、イオン検出素子を二
次元状に配列して成るものであることを特徴とする請求
項１０〜１２のいずれか１項に記載のイオン注入装置。14. The ion detection means is configured by arranging ion detection elements in a two-dimensional manner so as to cover the entire irradiation region of the ion beam. The ion implanter according to item 1.
基板を支持するサセプタと、 前記ハブ部を当該ハブ部の中心軸線を中心として回転さ
せるための回転駆動手段と、 前記ハブ部を往復運動させる往復駆動手段と、を備えて
いることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項
に記載のイオン注入装置。15. The substrate support base includes a plurality of arms extending radially from the hub portion, susceptors provided at respective tip portions of the arms for supporting the semiconductor substrate, and the hub portion including the hub portion. 15. The ion according to any one of claims 10 to 14, further comprising: a rotation driving unit that rotates about a central axis of the ion beam; and a reciprocating driving unit that reciprocates the hub portion. Injection device.
イオンビームを速度調節及び収束させた後、基板支持台
に支持された半導体基板に照射させイオンを注入するイ
オン注入方法において、 所定位置における前記イオンビームの電流密度を検出す
るイオン検出手段を用意し、 前記イオン検出手段により前記イオンビームの電流密度
を検出し、 前記イオン検出手段により検出された前記イオンビーム
の電流密度に基づいて所望の電流密度となるよう前記イ
オンビームの径を調整し、 前記イオンビームを前記半導体基板に照射する、ことを
特徴とするイオン注入方法。16. An ion implantation method for implanting ions by irradiating a semiconductor substrate supported on a substrate support with ions after adjusting and converging the velocity of an ion beam emitted from an ion beam generating means, wherein the ions are at a predetermined position. Ion detection means for detecting the current density of the beam is prepared, the current density of the ion beam is detected by the ion detection means, and the desired current density is determined based on the current density of the ion beam detected by the ion detection means. The diameter of the ion beam is adjusted so that the ion beam is irradiated onto the semiconductor substrate.
を有するスリット状電極を、前記イオンビームの進行方
向に沿って移動させることにより、前記イオンビームの
径を調整することを特徴とする請求項１６に記載のイオ
ン注入方法。17. The diameter of the ion beam is adjusted by moving a slit-shaped electrode having a slit through which the ion beam passes along the traveling direction of the ion beam. The ion implantation method described.
を有するスリット状電極に印加される電圧を調整するこ
とにより、前記イオンビームの径を調整することを特徴
とする請求項１６に記載のイオン注入方法。18. The ion implantation method according to claim 16, wherein a diameter of the ion beam is adjusted by adjusting a voltage applied to a slit electrode having a slit through which the ion beam passes. .
を一次元状に配列して成るものであり、前記イオンビー
ムの照射領域全体に渡って走査させることによりイオン
ビームの電流密度を検出することを特徴とする請求項１
６〜１８のいずれか１項に記載のイオン注入方法。19. The ion detecting means comprises ion detecting elements arranged in a one-dimensional array, and the ion beam current density is detected by scanning over the entire irradiation region of the ion beam. Claim 1 characterized by
The ion implantation method according to any one of 6 to 18.
ームの照射領域全体に渡るように、イオン検出素子を二
次元状に配列して成るものであることを特徴とする請求
項１６〜１８のいずれか１項に記載のイオン注入方法。20. The ion detection means is configured by arranging ion detection elements two-dimensionally so as to cover the entire irradiation region of the ion beam. The ion implantation method according to item 1.
前記イオンビームの電流密度が所定範囲を越えている場
合に、前記イオンビームの半導体基板への照射を停止す
ることを特徴とする請求項１６〜２０のいずれか１項に
記載のイオン注入方法。21. The irradiation of the ion beam onto the semiconductor substrate is stopped when the current density of the ion beam detected by the ion detecting means exceeds a predetermined range. 21. The ion implantation method according to any one of 20.
イオンビームを速度調節及び収束させた後、基板支持台
に支持された半導体基板に照射させイオンを注入するイ
オン注入方法において、 所定位置における前記イオンビームの電流密度を検出す
るイオン検出手段を用意し、 前記イオン検出手段により前記イオンビームの電流密度
を検出し、 前記イオン検出手段により検出された前記イオンビーム
の電流密度、及び、予め求めた前記イオンビームの様々
な電流密度に関する前記半導体基板のシート抵抗の値と
前記イオンビームのイオン注入ドーズ量との関係に基づ
き、イオン注入量を決定し、 前記の決定されたイオン注入量となるよう前記イオンビ
ームを前記半導体基板に照射する、ことを特徴とするイ
オン注入方法。22. An ion implantation method of implanting ions by irradiating a semiconductor substrate supported by a substrate support with ions after adjusting and focusing the velocity of the ion beam emitted from the ion beam generating means, wherein the ions are at a predetermined position. Ion detection means for detecting the current density of the beam is prepared, the current density of the ion beam is detected by the ion detection means, the current density of the ion beam detected by the ion detection means, and the previously determined The ion implantation amount is determined based on the relationship between the sheet resistance value of the semiconductor substrate and the ion implantation dose amount of the ion beam with respect to various current densities of the ion beam, and the ion implantation amount is determined to be the determined ion implantation amount. An ion implantation method, comprising irradiating the semiconductor substrate with an ion beam.
を一次元状に配列して成るものであり、前記イオンビー
ムの照射領域全体に渡って走査させることによりイオン
ビームの電流密度を検出することを特徴とする請求項２
２に記載のイオン注入方法。23. The ion detecting means comprises ion detecting elements arranged in a one-dimensional array, and the ion beam current density is detected by scanning the entire irradiation area of the ion beam. Claim 2 characterized by the above-mentioned.
2. The ion implantation method described in 2.
ームの照射領域全体に渡るように、イオン検出素子を二
次元状に配列して成るものであることを特徴とする請求
項２２に記載のイオン注入方法。24. The ion according to claim 22, wherein the ion detecting means is formed by arranging ion detecting elements two-dimensionally so as to cover the entire irradiation region of the ion beam. Injection method.
前記イオンビームの電流密度が所定範囲を越えている場
合に、前記イオンビームの半導体基板への照射を停止す
ることを特徴とする請求項２２〜２４のいずれか１項に
記載のイオン注入方法。25. The irradiation of the ion beam onto the semiconductor substrate is stopped when the current density of the ion beam detected by the ion detecting means exceeds a predetermined range. 25. The ion implantation method according to any one of 24.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8086713A JPH09283074A (en) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | Ion implantation device and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8086713A JPH09283074A (en) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | Ion implantation device and method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09283074A true JPH09283074A (en) | 1997-10-31 |
Family
ID=13894549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8086713A Withdrawn JPH09283074A (en) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | Ion implantation device and method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09283074A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007525811A (en) * | 2004-02-27 | 2007-09-06 | アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド | Ion beam current adjustment |
| JP2014011272A (en) * | 2012-06-28 | 2014-01-20 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Bonded wafer manufacturing method |
| JP2014143011A (en) * | 2013-01-22 | 2014-08-07 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Ion implantation device |
| JP2015130397A (en) * | 2014-01-07 | 2015-07-16 | 株式会社Sumco | Epitaxial silicon wafer manufacturing method |
| JP2017510024A (en) * | 2014-01-31 | 2017-04-06 | ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド | Method and apparatus for detecting erosion of defined aperture |
-
1996
- 1996-04-09 JP JP8086713A patent/JPH09283074A/en not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|---|
| JP2007525811A (en) * | 2004-02-27 | 2007-09-06 | アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド | Ion beam current adjustment |
| JP2014011272A (en) * | 2012-06-28 | 2014-01-20 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Bonded wafer manufacturing method |
| JP2014143011A (en) * | 2013-01-22 | 2014-08-07 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Ion implantation device |
| JP2015130397A (en) * | 2014-01-07 | 2015-07-16 | 株式会社Sumco | Epitaxial silicon wafer manufacturing method |
| JP2017510024A (en) * | 2014-01-31 | 2017-04-06 | ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド | Method and apparatus for detecting erosion of defined aperture |
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