JPS598027B2 - イオン打込み装置用フアラデイカツプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置等の製造の際に半導体への不純物ド
ープに使用されるイオン打込み（イオンインプランテー
ション）装置用のファラデイカップに関するものである
。

上記ファラデイカップは検査用半導体ウエ・・を内部に
収納してこれに打込まれる電荷（■イオン）量を測定す
るだめの装置であり、イオンビームの入射方向にのみ開
口する中空筒状体から主としてなっている。

しかし、かかる構造のファラデイカップの場合、前方の
みが開口し、他は閉ざされた中空筒状体であることから
導入された、イオンが筒状体の内壁に衝突して発生する
ガスを開口部側に流すようになるためイオンビームの流
れが影響を受け、打込む電荷（■イオン）量を測定する
ことができなくなる。

そこで、このようなファラデイカップでは一部側面にガ
ス排出のための金属網を張った窓を設けたものが採用さ
れている。

こうすると発生するガスを排除することができたが、こ
の場合には、金属網目の間からイオン打込みの際に補助
的に必要とされる荷電粒子（ｅの二次電子）が同時に流
出してしまい、正確な■イオン量を測定することは困難
である。

すなわち、○の二次電子が逃げた分だけ測定誤差が生じ
、このような理由から、従来においては打込む電荀（■
イオン）量を正確に測定する装置がなかった。

本発明は上記を考慮してなされたもので、その目的は打
込み電荷（■イオン）量を正確に測定する装置を得るこ
とにある。

上記目的を達成するための本発明の要旨は、イオンビー
ムの入射方向が開口する筒状体であり、この筒状体の一
部に金属網を張った窓が形成され、上記金属網に負の電
荷が印加されていることを特徴とするイオン打込み装置
用ファラデイカップにある。

以下本発明を実施例にそって詳細に説明する。

第１図は本発明のファラデイカップδ一実施例を示すも
のである。

同図において、１はイオン打込み装置用におけるファラ
デイカップ本体で、イオンビームの入射方向のみが開口
する中空円筒体又は中空角筒体からなる。

この本体１の側面底部にはイオンビームがカップ内を通
過するときに内壁に衝突して発生するガスを排除するた
めの窓２が開口し、この窓２にはイオン打込みに必要な
イオンその他が排除しにくいように金属網３が張ってあ
る。

そして、この金属網３にはＤＣ電源４が接続され例えば
３００■の負の電荷が常に印加されてｅイオンを排除さ
れないようにしてある。

第２図は本発明ファラデイカップを用いて打込む電荷（
■イオン）量を測定する状態を示したものである。

例えば半導体基板表面の導電型をｐ型又はｎ型にドープ
するためＢ＋（アクセプタ）又はＰ＋、Ａ ’ｓ ＋（
ドナー）等の不純物をイオンを利用して打込む場合、こ
れら不純物に５ ０ ＫｅＶ５１ １ ０ ０ＫｅＶの
高エネルギを加えて加速させたイオンソース５から不純
物■イオンを放射する。

ここで、分析器（偏向器）６により前記イオンビームの
方向を例えば直角に変更して途中に設けたマスクγによ
り単イオンビームにし、イオンビーム入射方向のみが開
口する中空筒状体からなるファラデイカップ１内に取り
入れる。

ファラデイカップ１内に導入されたイオンビームの一部
はカップ内壁に衝突してガスを発生するが、このガスは
側面底部の金属網３を張った窓２からカップ外へ排除さ
れ、したがって、イオ／ビームはカップ内を良好に流れ
る。

このとき同時にｅの二次電子は窓２の金属網目の間から
カップ外へ逃げ出そうとするが、金属網３が負に印加さ
れているのでｅの二次電子は引き留められる。

そして、このｅの二次電子が寄与してファラデイカツプ
１の内部奥部に配置してある検出用半導体ウエハ８にイ
オンを所定量正確に打込む。

この様子をファラデイカップに接続するインテグレータ
９により読み取りその半導体ウエハに打込まれる電荷（
Ｏイオン）量を正確に検出する。

以上実施例で説明したような本発明によれば、ファラデ
イカップの一部側面に金属網を張った窓からイオンとカ
ップ内壁との衝突により発生するガスを積極的に併除し
てイオンビームの流れを良くすると同時にその金属網に
負の電荷を印加しておくことによって金属網目を通して
カップ外へ逃げ出ようとするｅに電荷された二次電子を
負同志の反撥力を利用して引き留めるために、半導体ウ
エ・・へ打込む電荷（○イオン）量を正薙に測定するこ
とができるものである。

第３図は本発明のファラデイカップの他の実施例である
。

この場合は、ファラデイカップ本体１の側面底部に形成
された窓２に金属網・３を２重に張ってあり、外側の金
属網３のみ又は両方の金属網上負の電荷を常時印ｆｆＯ
Ｌでおくようにしたものである。

この場合にもイオンとカップ内壁との衝突によって発生
するガスが二重金属網３，３から積極的に排除される一
方、金属網目を通してｅに電荷された二次電子が逃げ出
すのを防止している。

かかる構造のファラデイカップによれば、金属網を多重
にし、それに負の電荷を印加しておくために、ｅに電荷
された二次電子に対する反撥力が増大しカップ外へ逃げ
出す二次電子が少くなり、半導体ウエハヘ打込む電荷（
■イオンの量）をより正確に測定することができるもの
である。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、ファラ
デイカップ本体に設ける金属網を張った窓はその側面底
部に限らず、その他の側面の一部に設けるようにしても
よく、また窓に張る金属網も二重以上にしてもだいとい
うことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は本発明の
使用一実施例態様を示す説明図、第３図は本発明の他の
実施例の分解斜視図である。 １・・・ファラデイカップ本体、２・・・窓、３・・・
金属網、４・・・ＤＣ電源、５・・・イオンソース、６
・・・分析器（偏向器）、γ・・・マスク、８・・・検
査用半導体ウエハ、９・・・インテクレータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ イオンビームの入射方向が開口する筒状体であり、
   この商状体の一部に金属網を張った窓が形成され、上記
   金属網に負の電荷が印加されていることを特徴とするイ
   オン打込み装置用ファラデイカップ。 ２ 上記金属網は多重に構成され少なくともその一つの
   金属網に負の電荷が印加されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のイオン打込み装置用ファラデ
   イカップ。