JPS6139356A - Ion implanting equipment - Google Patents
Ion implanting equipmentInfo
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- JPS6139356A JPS6139356A JP16001584A JP16001584A JPS6139356A JP S6139356 A JPS6139356 A JP S6139356A JP 16001584 A JP16001584 A JP 16001584A JP 16001584 A JP16001584 A JP 16001584A JP S6139356 A JPS6139356 A JP S6139356A
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- ion
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、たとえばLSIなど半導体素子の製造プロセ
スにおける不純物の注入に用いられるイオン打込装置に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an ion implantation apparatus used for implanting impurities in the manufacturing process of semiconductor devices such as LSIs.
、この種の従来のイオン打込装置は、ウェハに注入され
るイオン量は、直接ウェハ及びウェハを支持する円板な
どを電気的に70−ティングさせ、そこに入射されるイ
オン量を電流検出することにより、制御している。In this type of conventional ion implantation equipment, the amount of ions implanted into the wafer is determined by electrically heating the wafer and a disk supporting the wafer, and detecting the amount of ions injected into the wafer by electrical current. By doing so, you are in control.
第3図に従来のイオン打込装置の概略図を示す。FIG. 3 shows a schematic diagram of a conventional ion implantation device.
同図において、例えばP+層の形成には不純物として、
ボロンを用いる。ガスとして三弗化ボロン(BFs )
がよく用いられる。B F aガスをイオン源IK供給
し、このイオン源lで電子、マイクロ波と重畳磁場など
でプラズマを発生させ、イオンを生成する。イオン源1
は通常20〜200kV9高電位にあり、電界により、
大電流の全イオンビーム2として引出される。分離磁石
3に入射したイオンビームは、イオンが加速された電圧
と分離磁場強度により定められる軌道を飛行するイオン
種がイオンの質量、電荷比により選別される。In the figure, for example, when forming the P+ layer, as an impurity,
Use boron. Boron trifluoride (BFs) as a gas
is often used. BFa gas is supplied to the ion source IK, and the ion source I generates plasma using electrons, microwaves, and a superimposed magnetic field to generate ions. Ion source 1
is usually at a high potential of 20 to 200 kV9, and due to the electric field,
The entire ion beam 2 is extracted with a large current. The ion beam incident on the separation magnet 3 is sorted into ion species that fly in a trajectory determined by the voltage at which the ions are accelerated and the strength of the separation magnetic field, based on the mass and charge ratio of the ions.
BF、ガスを用いた場合、1lB−(質量数11の一荷
ボロイイオン)がよく用いられ、図中打込みビーム4に
相当する。打込室にはイオンを均一に打込むためとウェ
ハの温度を低く保つために回転円板5が具備され、その
周辺に複数のウェハ6が装着されている。均一打込みを
実施するため、回転円板5は高速一定回転し、打込イオ
ンビーム4に対し、横方向に走査するか、イオンビーム
を走査している。回転円板5を走査する例として、走査
機構7と、走査制御系8があシ、牛径方向に反比例し、
打込イオンビーム4の増減に応じ、走査制御を行ない均
一打込みを実行する場合を示しである。イオン源電源1
2、磁場電源11、打込電流検出系9があ、!D、CP
Uによる集中制御を行なう打込制御系14により、全体
を制御する。イオンと−ムライン及び回転円板5を含む
系は、高真空に保たれている。イオン源1より引き出さ
れる全イオン電流10、打込電流13はそれぞれ検出さ
れ制御されている。When BF or gas is used, 11B- (unloaded boroy ion with a mass number of 11) is often used, and corresponds to the implantation beam 4 in the figure. The implantation chamber is equipped with a rotating disk 5 for uniformly implanting ions and keeping the temperature of the wafer low, and a plurality of wafers 6 are mounted around the rotating disk 5. In order to perform uniform implantation, the rotating disk 5 rotates at a constant high speed and scans the implanted ion beam 4 in the lateral direction or scans the ion beam. As an example of scanning the rotating disk 5, the scanning mechanism 7 and the scanning control system 8 are inversely proportional to the radial direction,
This figure shows a case where uniform implantation is performed by performing scanning control in accordance with the increase or decrease of the implanted ion beam 4. Ion source power supply 1
2. The magnetic field power supply 11 and the driving current detection system 9 are installed! D.C.P.
The entire system is controlled by a driving control system 14 that performs centralized control by the U. The system including the ions, the mulline and the rotating disk 5 is kept under high vacuum. The total ion current 10 and implantation current 13 drawn from the ion source 1 are each detected and controlled.
しかし、このようなイオン打込装置において最近、LS
Iの微細化と製造プロセスから、ウニ八表面が絶縁層、
ホトレジスト付のものが多くなってきて、ウェハ6に打
込まれるイオンが蓄積されると共に、ホトレジストがイ
オンビーム照射により脱ガス現象があシ、周辺の真空度
を低下させ、イオンビームが脱ガスの中性粒子と衝突し
、イオンビームが中性化されること、また汚れなどで発
生する二次電子量が変動するなど、打込電流13を正確
に計測することが難かしくなっている。これが原因で、
打込量の均一性、再現性が損われ、デバイスの品質に悪
影響を与えている。これに対しOW Energy E
lectrons U、 S、 P 3507705J
や「正電荷のイオンビームの中性化を強化するための方
法及び装置、特公昭57−87056 Jなど、ウニ八
表面のチャージアップを防ぐ手段としての電子供給装置
を備けるなどしたものもある。しかし、イオン量の正確
な検出は、ウニ八周辺の汚れなどによる二次電子の変動
などで再現性のある制御が難かしい。However, recently in such ion implantation equipment, LS
Due to the miniaturization of I and the manufacturing process, the surface of the sea urchin has an insulating layer,
As more and more products come with photoresist, the ions implanted into the wafer 6 accumulate, and the photoresist undergoes degassing phenomenon due to ion beam irradiation. It is difficult to accurately measure the implantation current 13 because the ion beam is neutralized by collision with neutral particles, and the amount of secondary electrons generated due to dirt or the like fluctuates. Due to this,
The uniformity and reproducibility of the implanted amount is impaired, which has a negative impact on the quality of the device. On the other hand, OW Energy E
lectrons U, S, P 3507705J
``Method and device for strengthening the neutralization of positively charged ion beams'', such as Japanese Patent Publication No. 57-87056 J, are equipped with an electron supply device as a means of preventing charge-up on the surface of the sea urchin. However, accurate detection of the amount of ions is difficult to control reproducibly due to fluctuations in secondary electrons caused by dirt around the sea urchins.
本発明の目的は、従来のようにウェハ及び′ウェハを支
持している打込室周辺のイオン電流を検出するようにし
たものでなく、打込みイオン電流に比例するイオン量を
検出することにより、打込みイオン電流を設定し、これ
によりイオン打込量を正確に制御できるイオン打込装置
を提供することにある。The object of the present invention is not to detect the ion current around the wafer and the implantation chamber supporting the wafer as in the past, but to detect the amount of ions proportional to the implantation ion current. An object of the present invention is to provide an ion implantation device that can set an implantation ion current and thereby accurately control the amount of ions implanted.
ウェハ及びウェハを支持している打込室周辺は、イオン
ビームの汚れなど二次的な原因でイオン電流の正確な再
現性ある検出は難かしい。もちろんウニ八表面の絶縁層
の形成は重大なイオン電流検出誤差の原因であること等
を鑑みて、本発明はイオン電流検出装置を分離磁石ある
いは打込室の前方に設置し間接的に打込みイオン電流を
検出することによりウエハの表面状態に関係なく、打込
みイオン量を制御するようにしたものである。In the vicinity of the wafer and the implantation chamber that supports the wafer, it is difficult to accurately and reproducibly detect the ion current due to secondary causes such as contamination of the ion beam. Of course, in consideration of the fact that the formation of an insulating layer on the surface of the sea urchin is a serious cause of ion current detection errors, the present invention installs an ion current detection device in front of the separation magnet or the implantation chamber to indirectly detect the implanted ions. By detecting the current, the amount of implanted ions can be controlled regardless of the surface condition of the wafer.
第1図は本発明によるイオン打込装置の一実施例を示す
構成図である。同図において第3図と同符号のものは同
材料を示している。第1図において、イオン源1より引
き出される全イオンビーム2の一部分を、分家磁場3の
前方に、中央に開口のある部分イオン検出器15を設置
する。例えば中心のビームとして全イオンビーム2の9
0チは通過し、lOチを部分イオノ検出器15で受ける
。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an ion implantation apparatus according to the present invention. In this figure, the same reference numerals as in FIG. 3 indicate the same materials. In FIG. 1, a partial ion detector 15 having an opening in the center is installed in front of a branch magnetic field 3 to detect a portion of the total ion beam 2 extracted from the ion source 1. For example, as the center beam, 9 of the total ion beam 2
The 0chi passes through and the 10chi is received by the partial ion detector 15.
必要とする打込みイオンビーム4は全イオンビーム2に
比例しているので、打込みイオンビーム4と部分イオン
ビーム16と比例していることになシ。部分イオンビー
ム16を検出制御することにより、打込みイオン量を制
御することが可能である。部分イオン検出器15の構造
は、中央に開口を有するものでも、また、上下あるいは
左右の2本の棒状スリットでもよい。さらに、位置を変
え九シ、2本の棒状スリットを回転させ、調度を変え、
検出イオン量を可変設定することもできるものである。Since the required implant ion beam 4 is proportional to the total ion beam 2, the implant ion beam 4 and the partial ion beam 16 are proportional. By detecting and controlling the partial ion beam 16, it is possible to control the amount of implanted ions. The structure of the partial ion detector 15 may be one having an opening in the center, or two bar-shaped slits on the upper and lower sides or on the left and right sides. Furthermore, change the position, rotate the two rod-shaped slits, change the furniture,
It is also possible to variably set the amount of detected ions.
第2図に、三弗化ボロン(BFs )ガスの質量スペク
トルを示す。元素を示す文字の左上の数字は質量数を示
し、ボロンの場合、質量数lOと11があり打込みに用
いるイオンビームはIIBが多く用いられる。全イオン
ビーム2は、この質量スペクトルに現われる各ピークの
和である。同位元素の存在比は一定であるので、打込み
に用いるイオンビームとは別の同位元素を検出すること
により、打込み制御がより正確に制御できる。FIG. 2 shows a mass spectrum of boron trifluoride (BFs) gas. The number on the upper left of the letter indicating the element indicates the mass number; in the case of boron, the mass numbers are lO and 11, and IIB is often used as the ion beam used for implantation. The total ion beam 2 is the sum of each peak appearing in this mass spectrum. Since the abundance ratio of isotopes is constant, implantation can be controlled more accurately by detecting an isotope different from that of the ion beam used for implantation.
また全イオンビーム2でなく、分離されたイオンビーム
4′ (あるいは同位元素イオン量−ム4”)を検出す
ることにより正確に打込みイオン量を制御できることも
できる。第1図において、分離されたイオンビーム4′
、同位元素イオンビーム4“の位置に分離イオン検出器
19を設置し、分離イオン電流20、あるいは同位元素
イオンビーム電流20′を分離イオン検出系21で検出
し、打込電流13を制御できる。分離イオンの軌道は、
イオンの加速電圧と分離磁場強度により、質量分析の理
論で決まるので、その位置に、分離イオン検出器と設置
する必要があシ、位置可変様構付は望ましい。It is also possible to accurately control the amount of implanted ions by detecting not the entire ion beam 2 but the separated ion beam 4' (or isotope ion amount - 4''). Ion beam 4'
A separated ion detector 19 is installed at the position of the isotope ion beam 4'', and a separated ion detection system 21 detects the separated ion current 20 or the isotope ion beam current 20', thereby controlling the implantation current 13. The orbit of the separated ion is
Since it is determined by the theory of mass spectrometry based on the ion accelerating voltage and separation magnetic field strength, it is necessary to install a separated ion detector at that position, and a variable-position arrangement is desirable.
打込み制御系14により、均一打込みその他が制御され
る。A driving control system 14 controls uniform driving and other aspects.
このようにすれば、ウェハの表面状態、脱ガスによるイ
オンビームの中性化、汚れなどによる発生二次電子量の
変動などによる打込みイオン量の変動を防ぐことができ
るので、再現性のある打込み量制御を可能とすることが
できるっ
また、ウェハのチャージアップを防ぐエレクトロンシャ
ワー装置の電子量の制御を正確に行なう必要はなく、ウ
ェハ周辺の真空排気系を簡略化できるなどの効果もある
。In this way, it is possible to prevent fluctuations in the amount of implanted ions due to changes in the amount of secondary electrons generated due to the surface condition of the wafer, neutralization of the ion beam due to degassing, and dirt, etc., resulting in reproducible implantation. In addition, it is not necessary to accurately control the amount of electrons in the electron shower device that prevents wafer charge-up, and the vacuum evacuation system around the wafer can be simplified.
以上説明したことから明らかなように、本発明によるイ
オン打込装置によれば、正確なイオン打込量を制御する
ことができるようになる。As is clear from the above explanation, according to the ion implantation apparatus according to the present invention, it is possible to accurately control the amount of ion implantation.
第1図は、本発明によるイオン打込装置の一実施例を示
す構成図、第2図は本発明によるイオン打込装置の作用
を説明するための説明図、第3図は、従来のイオン打込
装置の一例を示す構成図である。
1・・・イオン源、2・・・全イオンビーム、3・・・
分離磁場、4・・・打込みイオンビーム、4′・・・同
位元素イオンビーム、4”・・・分離イオンビーム、5
・・・回転円板、6・・・ウェハ、7・・・円板走査駆
動機構、8・・・円板走査制御系、9・・・打込電流検
出系、10・・・全イオン電流、11・・・磁場電源、
12・・・イオン源電源、13・・・打込イオンビーム
、14・・・打込制御系、15・・・部分イオン検出器
、16・・・部分イオン電流、17・・・同位元素イオ
ン検出器、18・・・分離スリット、19・・・分離イ
オン検出器、20・・・分離イオン電流、21・・・分
離イオン検出系。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the ion implantation device according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the operation of the ion implantation device according to the present invention, and FIG. FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a driving device. 1... Ion source, 2... Total ion beam, 3...
Separation magnetic field, 4...Implementation ion beam, 4'...Isotope ion beam, 4''...Separation ion beam, 5
... Rotating disk, 6... Wafer, 7... Disc scanning drive mechanism, 8... Disc scanning control system, 9... Implanting current detection system, 10... Total ion current , 11... magnetic field power supply,
12... Ion source power supply, 13... Implanting ion beam, 14... Implanting control system, 15... Partial ion detector, 16... Partial ion current, 17... Isotope ion Detector, 18... Separation slit, 19... Separated ion detector, 20... Separated ion current, 21... Separated ion detection system.
Claims (1)
成るイオン打込装置において、イオンビームが前記分離
磁石に入射する前方に、イオンビームの一部を検出し、
この検出値によつてウェハに注入されるイオン量を制御
することを特徴とするイオン打込装置。 2、イオン源と分離磁石とウェハを装着した打込室より
成るイオン打込装置において、分離電力を通過し、質量
、電荷比に応じて分離されたイオンビームのうち、打込
イオンビームと異なるイオンビームを検出することによ
り、ウェハに注入されるイオン量を制御することを特徴
とするイオン打込装置。 3、特許請求の範囲第2項において、打込みイオンビー
ムの同位元素によるイオンビームを検出することにより
、ウェハに注入されるイオン量を制御するようにしたイ
オン打込装置。[Claims] 1. In an ion implantation apparatus comprising an ion source, a separating magnet, and an implanting chamber equipped with a wafer, a portion of the ion beam is detected in front of the ion beam entering the separating magnet;
An ion implantation apparatus characterized in that the amount of ions implanted into a wafer is controlled based on this detected value. 2. In an ion implantation device consisting of an ion source, a separation magnet, and an implantation chamber equipped with a wafer, among the ion beams that pass through a separation power and are separated according to mass and charge ratio, the ion beam that differs from the implantation ion beam An ion implantation device characterized by controlling the amount of ions implanted into a wafer by detecting an ion beam. 3. An ion implantation apparatus according to claim 2, wherein the amount of ions implanted into the wafer is controlled by detecting the ion beam of isotopes of the implanted ion beam.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16001584A JPS6139356A (en) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | Ion implanting equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16001584A JPS6139356A (en) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | Ion implanting equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6139356A true JPS6139356A (en) | 1986-02-25 |
Family
ID=15706132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16001584A Pending JPS6139356A (en) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | Ion implanting equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6139356A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63146337A (en) * | 1986-12-08 | 1988-06-18 | Fuji Electric Co Ltd | Ion beam device |
US4785188A (en) * | 1986-09-30 | 1988-11-15 | Fujitsu Limited | Primary particle beam irradiation apparatus and method of irradiation thereof |
JP2010506347A (en) * | 2006-06-02 | 2010-02-25 | アクセリス テクノロジーズ, インコーポレイテッド | Implanted dose closed loop control for ion implantation |
-
1984
- 1984-07-30 JP JP16001584A patent/JPS6139356A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4785188A (en) * | 1986-09-30 | 1988-11-15 | Fujitsu Limited | Primary particle beam irradiation apparatus and method of irradiation thereof |
JPS63146337A (en) * | 1986-12-08 | 1988-06-18 | Fuji Electric Co Ltd | Ion beam device |
JP2010506347A (en) * | 2006-06-02 | 2010-02-25 | アクセリス テクノロジーズ, インコーポレイテッド | Implanted dose closed loop control for ion implantation |
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