JPS6212040A - イオン注入装置用ビ−ムセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、イオン源で発生されたイオンビームを引出加
速系によって引出し、加速し、このイオンビームを質量
分離集束系で質ｍ分離し所要の径に絞った後、所要のイ
オンビームを偏向系で偏向し、ディファイニングアパー
チャを通って試料表面に注入するようにしたイオン注入
装置用ビームセンサに関するものである。

従　　来　　の　　技　　術 従来、この種のイオン注入装置においては、目的とする
イオンビームが質量分離系で分離され、途中で損失する
ことなくウェハの正しい位置に到達しているか否かの判
断は、ディファイニングアパーチャを通ったビーム昂を
測定して間接的に行なう方法が用いられてきた。

発明が解決しようとする問題点 ところで、このような従来の方法では、ディフフイニン
グアパーチ１νを通ったビーム量を測定するため、試料
表面に所要のイオンビームを注入している間はイオンビ
ーム位置を測定することはできず、従ってこの方法ぐは
、注入イオンビ−ム量を測定するため試料表面へのイオ
ンビームの注入を中断しなければならず、また、試料表
面へのイオンビームの注入中、注入イオンビーム位置を
連続してモニタすることができないという問題がある。

このためイオンビームの注入中に注入イオンビーム位置
が変化していてもその変化分を補償することはできず、
所望のイオン打込みを正確に行なうことができないこと
になる。

そこで、本発明の目的は、試料表面へのイオンビームの
注入中でも、注入イオンビーム位置を連続してモニタす
ることができるようにしたイオン注入装置用ビームセン
サを提供づることにある。

問題点を解決するための手段 上記の目的を達成するために、本発明によるイオン注入
装置用ビームセンサは、ディファイニングアパーチャの
・上下、左右に、小孔を設け、これらの小孔を通過した
イオンビームを分離検出するビーム検出器を上記各小孔
に組合わせて設け、上記各ビーム検出器で検出した信号
を質量分離集束系および偏向系にフードバックするよう
にしたことを特徴としている。

本発明の好ましい実施例にＪ３いては、二次電子の流出
および侵入を防ぐため、小孔を通過したイオンビームを
分離検出する各ビーム検出器は磁場で覆われ得る。

作　　　　　　　　用 このように構成することによって、本発明によるイオン
注入装置用ビームセンサにおいては、ディファイニング
アパーチャを通って試料表面にイオンビームを打込みな
がら目的とづるイオンビームプロフィルの端部分を分離
、検出する。

各ビーム検出器からの出力信号は質量分離集束系および
偏向系にフィードバックされ、イオンビームの打込み中
でもイオンビームを制御できるようにする。

以下、添附図面を参照して本発明の実施例について説明
する。

第１図には本発明を実施しているイオン注入装置の全体
構成を示し、１はイオン源、２はイオン引出・加速系、
３は質量分離集束系、４は偏向系、５は本発明のビーム
センサ、６は試料系であり、これらの構成要素は図示し
たように結合されている。すなわちビームセンサ５から
の出力信号は質量分離集束系３および偏向系４にフィー
ドバックされ、イオンビームを制御するようにされてい
る。

次に第２図、第３図、第４図および第５図を参照しなが
らビームセンサについて説明すると、第２図にはディフ
ァイニングアパーチャ部材７が示されており、このディ
ファイニングアパーチャ部材７は中央部に矩形のディフ
ァイニングアパーチャ８を備えており、このディファイ
ニングアパーチャ８は第３図に示すように、イオンビー
ムの進行方向に沿って僅かにテーパ状に広がっている。

そしてディファイニングアパーチャ８の周囲に隣接して
上下、左右に四つの小孔９が設けられている。ディファ
イニングアパーチャ部材７の後側には第３図に示すよう
に冷却板１０が設けられ、この冷却板１０の中央開口部
１１の周囲には第４図かられかるように冷却液通路１２
が内設されており、この冷却液通路１２は両端は冷却液
バイブ１３．１４を通って図示してない冷却液供給部に
連接されている。

冷却板１０の後側にはけンサユニット１５が取付けられ
、このセンサユニット１５は四つのセンサ１６を備えて
おり、これらの各センナ１６はディファイニングアパー
チャ部材７に設けられた対応する小孔９を通ってきたイ
オンビームを受けるように位＠決めされた電極１７か１
５成り、各電極１７は第３図に示すように押え板１８お
よび絶縁部材１つにより取付は枠体２０に取付けられて
いる。また各電極１７は図示してないリード線を介して
信号処理装置（図示してない）に接続される。

図示実施例ではさらに、各電極１７の両側に磁石２１が
設けられ、電極１７を磁場で覆い二次電子の流出および
侵入を防止している。

このように構成した装置の動作において、イオン源１か
らイオン引出・加速系２、質量分離集束系３および偏向
系４を通って試料系６に打ら込まれることになるイオン
ビームは、ディフッイニングアバ−チャ部材７のディフ
ァイニングアパーチャ８および冷却板１０の中央間口部
１１を通って試料表面に注入される。一方、ディファイ
ニングアパーチャ部材７に設けられた各小孔９を通過し
たイオンビームは組合さったセンサ電極１７に衝突し、
それによりイオンビームｍが検出される。

こうして各センサ電極１７で検出されたイオンビーム量
の変動により所要のイオンビームが正しく試料表面に注
入されているかどうかが判断され、そして予定の範囲以
−ヒはずれている場合にはビームごンサからの出力信号
により質量分離集束系３および偏向系４を制御して試料
表面に注入されるイオンビームを制御する。

なお、ディフッイニングアバ−チャ８の形状やディファ
イニングアパーチャ部材７に設けられる小孔９およびセ
ンサ電極１７の数等については任意に変更することがで
きる。また、図示実施例では各電極１７に対して二次電
子の流出および侵入を防止するため磁場を用いているが
、必要ならば磁場の代りに静電的手段を用いてもよい。

発　　明　　の　　効　　果 以上説明してきたように、本発明によるイオン注入装置
用ビームセンサにおいては、ディファイニングアパーチ
ャの上下、左右に小孔を設け、これらの小孔を通過した
イオンビームを分離検出するビーム検出器を上記各小孔
に組合わせて設け、上記各ビーム検出器で検出した信号
を上記質量分離集束系および偏向系にフードバックする
ようにしたので、イオン注入動作中であってもイオンビ
ームを制御することができ、打込み動作のＱ初から最後
まで実質的な変動なしに一様なイオン注入を行なうこと
ができる。また、磁場を用いて二次電子シールドを行な
うことにより、センサによる測定精度を高めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施しているイオン注入装置の構成を
示すブロック線図、第２図は本発明の装置におけるディ
フッイニングアバ−チャ部月を示ず概略図、第３図は装
置の要部を示す概略部分断面図、第４図は本発明の装置
における冷１１板を示す概略図、第５図はセンサ本体の
構成を示す概略図である。 図中、１：イオン源、２：イオン引出・加速系、３：質
量分離集束系、４：偏向系、５：ビームセンサ、６：試
料系、７：ディファイニングアバ−チャ部材、９：小孔
、１５；センサユニット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、イオン源で発生されたイオンビームを引出加速系に
   よつて引出し、加速し、このイオンビームを質量分離集
   束系で質量分離し所要の径に絞った後、所要のイオンビ
   ームを偏向系で偏向し、ディファイニングアパーチャを
   通って試料表面に注入するようにしたイオン注入装置に
   おいて、上記ディファイニングアパーチャの上下、左右
   に小孔を設け、これらの小孔を通過したイオンビームを
   分離検出するビーム検出器を上記各小孔に組合わせて設
   け、上記各ビーム検出器で検出した信号を上記質量分離
   集束系および偏向系にフードバックするようにしたこと
   を特徴とするイオン注入装置用ビームセンサ。 ２、ディファイニングアパーチャの上下、左右に設けた
   小孔を通過したイオンビームを分離検出する各ビーム検
   出器を磁場で覆い二次電子の流出および侵入を防ぐよう
   にした特許請求の範囲第１項に記載のイオン注入装置用
   ビームセンサ。