JPS62241247A - Ｆｅ−Ｂ−ｓｉ糸アモルファス合金用 - 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〕 この発明は、イオン注入装置の改良に関するものである
。

〔従来の技術〕

従来のイオン注入装置では第２図に示すように、イオン
注入室チャンバ６の中を紙面糸の方よりイオンビーム４
が飛来し、これが回転するディスク１上に並べられた被
処理ウェハ２に注入されて、ウェハ２の処理が行なわれ
る。このディスク１はファラデー箱（ファラデーゲージ
）３の底を形成しており、該ディスクに接続されたイオ
ンビーム電流計によりファラデー箱に流れ込む電流を測
定し、これにより、ファラデー箱３に飛来するイオンビ
ーム量を測定する事ができる。さらに、その電流を積分
する事により、飛来したイオンの総量つまりうエバ２に
注入されたイオンの総量を測定する事ができる。なお、
ここでチャンバーの内部は真空排気装置（図示せず）に
より５　Ｘ　１０−７Ｔ。

ｒｒ程度に排気されている。

この様な測定機構では、ファラデー箱３に飛び込むイオ
ンの総量をモニターしているだけなので、イオンビーム
の密度が時間と共に変化している様な場合でも、ビーム
電流の総量が同じならば、ウェハの面内の注入均一性が
損なわれてしまっているにもかかわらず、イオン打込み
は正常に行われていると判断してしまう。

次にこのようにイオンビームの密度が時間と共に変化し
てウェハの面内の注入均一性が撰なわれてしまう場合を
詳細に説明する。

通常、イオン注入時の半導体ウェハ２の表面は、シリコ
ン酸化膜、レジスト等の絶縁物でおおわれており、こう
したウェハ１に、イオンを注入していくと、イオンが絶
縁物上に、電荷をある時間だけ保持したままでいるため
にウェハ表面の電位が上がっていく。すると、飛来する
イオンビーム束４にからまる様に存在している電子が、
ウェハ表面の電位に引き寄せられる。これらの電子はイ
オンどうしの空間電荷による反発力を押さえ、イオンビ
ーム４が拡がってしまうのを防いでいるが、ひとたびこ
れらの電子が取り去られるとイオンビーム４は急速に拡
がってしまう。またイオンのチャージアップにより、被
処理ウェハ表面に生じる電位は金属性のディスクに電荷
が逃げ易いためにウェハの周辺部では低く中央部では高
くなり、このためイオンビーム４はウェハ１の周辺部で
は拡がらないが中央部では大きく拡がってしまい、ウェ
ハ面内のイオン注入均一性が著しく損なわれてしまう。

また、イオンビーム径がファラデー箱の大きさと同等に
拡がってしまうか、あるいはイオンビーム４の入射角が
変わり、イオンビーム４の一部がファラデー箱３に当た
った状態で注入をしてもファラデー箱３とディスク１は
同電位であるために、見掛は上のビーム電流は変わらな
いのに、ウェハ１に注入されるイオンの量はへってしま
う。

（発明が解決しようとする問題点〕 従来のイオン注入装置は以上のように構成されているの
で、ファラデー箱によるビーム測定系では、ビームの総
量しかモニターしておらず、このためビーム径の大幅な
変化、あるいはビーム入射角の大幅な変化が生じ、注入
均一性が損なわれたり、イオン注入量が変わってしまっ
たりしても正常な注入が行なわれていると判断してしま
う欠点。

があった。

この発明は、上記のような欠点を解消するためになされ
たもので、極めて注入均一性が良く、かつイオンビーム
密度の適切な制御によりウェハ表面の絶縁層の静電的破
壊を減少させる事ができるイオン注入装置を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかるイオン注入装置は、ファラデー箱の直
前に、ビーム径及びビーム位置を測定する測定手段と、
ビーム径及びビーム位置を補正する補正機構及び上記測
定手段の信号により該補正機構を制御する制御機構から
なる制御手段とを設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、ビーム径及びビーム位置を測定す
る測定手段と、該手段の出力によりビーム径及びビーム
位置を制御する制御手段とを設けたから、イオン注入中
のイオンビーム径を絶えずモニターして、その信号によ
り、イオンビーム径及びその位置を絶えず補正しながら
イオン注入を行うことができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は本発明の一実施例によるイオン注入装置を示し
、図において、１〜６は第２図と同一のもので、７はビ
ーム測定手段、８はビーム補正機構、９はコントローラ
（制御機構）である。第３図は上記ビーム測定手段をウ
ェハ側がら見た図である。図中、１０は高融点金属から
なるプローブ、１１はイオンビームの断面であり、ここ
でイオンビームは縦長のダ円形状で飛来するものとして
いる。１３ｂはこのビームを垂直に横切る様に、針状の
プローブ１０を適当な速度で回転させるモータであり、
このモータの回転軸には、プローブ１０の位置を測るた
めにポテンショメータ１３ａ。

ロータリーエンコーダ等が取りつけである。又、上記プ
ローブ１０は電流計１２に接続されている。

このポテンショメータ１３ａと電流計１２から得られる
信号を、適当に同期を取ってオシロスコープに描かせる
と、第４図に示す様な波形が得られ、この図から以下の
情報が得られる。Ｘ座標のａ−ｂ間の長さより、ビーム
の縦方向の長さ、ａ。

ｂの位置より、ビームの縦方向の位置、ａ、ｂ間の波形
より、ビームのおおまかな形がわかる。

また、ビーム補正機構は第５図に示す様に、ビームを平
行にはさむ様に、電源１５に接続された２組の電極１４
が配置されており、電極１４に負の電圧を与えるとビー
ムが拡がり、正の電位を与えると縮まる。また各電極１
４に与える電位の大きさを適当に選ぶ事により、ビーム
の位置を変えることができる。

また、コントローラ９は上記ビーム測定手段７の出力を
受け、これを処理し上記補正機構８の４つの電極にかか
る電圧を独立に制御してビーム径の制御及びビーム位置
の制御を行う。

このような本実施例装置では、ビーム測定手段７から得
られる情報をコントローラ９で処理しビーム補正機構８
に与える電位を制御するという一連の動作を連続的に行
い、これによりビーム径。

位置を常に所望の値に維持しながら、イオン注入を行な
うことができる。

なお、上記実施例では、バッチ処理形の注入装置につい
て説明したが、本発明はシリアル処理形の装置にも同様
に適用できる。

また、上記実施例では、ビームの制御に電界を利用した
例を示したが、これは磁界を利用してもよい。

〔発明の効果〕

以上の様に、この発明にかかるイオン注入装置によれば
、単に、イオンビームの量のみではなく、イオンビーム
の密度、形状８位置を絶えずモニターし、その情報によ
りイオンビームの密度、形状。

位置を所望の値に制御しながらイオン注入を行うように
したので、注入時のイオンビーム均一性。

再現性を向上でき、またチャージアップによるウェハ表
面の絶縁層の静電破壊を低減できるという効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるイオン注入装置の概
略断面図、第２図は従来の装置を示す概略断面図、第３
図はイオンビーム測定機構の測定原理を示す模式図、第
４図は第３図に示したイオンビーム径測定手段から得ら
れる信号の波形図、第５図はビーム補正機構の構成を示
す模式図である。 ■・・・ウェハ装着ディスク、２・・・被処理ウニ）２
．３・・・ファラデーゲージ、４・・・イオンビーム、
５・・・イオンビーム電流計、６・・・イオン注入室チ
ャンバー、７・・・イオンビーム測定手段、８・・・イ
オンビーム制御機構、９・・・コントローラ。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 イオンビームを半導体ウェハに照射してイオン注入を行
   なうイオン注入装置において、 イオンビームの径及び位置をイオン注入中に測定するイ
   オンビーム測定手段と、 該測定手段からの出力によりイオン注入中のイオンビー
   ムの径、位置を所望の値に保持するよう制御する制御手
   段とを備えたことを特徴とするイオン注入装置。