JPS63301454A - 工作物をビームで処理する装置 - Google Patents
工作物をビームで処理する装置Info
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- JPS63301454A JPS63301454A JP62219013A JP21901387A JPS63301454A JP S63301454 A JPS63301454 A JP S63301454A JP 62219013 A JP62219013 A JP 62219013A JP 21901387 A JP21901387 A JP 21901387A JP S63301454 A JPS63301454 A JP S63301454A
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- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 10
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の分野〕
本発明は、工作物のビーム処理に関し、特に半導体のウ
ェハに行うイオンインプランテーションに関する。
ェハに行うイオンインプランテーションに関する。
粒子や放射のビームを工作物に向けるイオンインプラン
テーションなどのプロセスでは、粒子や放射の線量が工
作物を平均的に横切って展開するように制御しながら、
ビームが工作物を全体的に横断するようにしなければな
らない。半導体ウェハのドーピングでは、固定のビーム
に対して２つの直交方向にウェハを動かすのが普通の技
術である。ウェハは、移動表面に支持され、移動表面に
よって、一方向には高速で、それと直交する方向には比
較的低速で動かされる。ドーピング密度を均一にするた
めに、ビーム密度を測定し、それによって制御速度を変
更し、ウェハ上のビームの強度が増減するのに応じて制
御速度を増減するのが普通である。
テーションなどのプロセスでは、粒子や放射の線量が工
作物を平均的に横切って展開するように制御しながら、
ビームが工作物を全体的に横断するようにしなければな
らない。半導体ウェハのドーピングでは、固定のビーム
に対して２つの直交方向にウェハを動かすのが普通の技
術である。ウェハは、移動表面に支持され、移動表面に
よって、一方向には高速で、それと直交する方向には比
較的低速で動かされる。ドーピング密度を均一にするた
めに、ビーム密度を測定し、それによって制御速度を変
更し、ウェハ上のビームの強度が増減するのに応じて制
御速度を増減するのが普通である。
従来技術では、ビーム強度はいろいろな方法で検出され
ており、米国特許第４，２３４，７９７号にまとめて解
説されている。
ており、米国特許第４，２３４，７９７号にまとめて解
説されている。
本発明は米国特許第４，２３４，７９７号に開示された
線量測定システムの改良である。前記米国特許の装置で
は、工作物がビーム中を移動する支持体に支持され、線
源から出るビームによって工作物処理を制御する。支持
体の移動は、一方向には比較的速くて、それに直交する
方向には比較的遅い、前記米国特許の一実施例では、工
作物は回転自在な支持円板上に支持され、支持円板の回
転により、前記米国特許で「スキャニング」方向と呼ん
でいる方向に工作物を移動する。スキャニング方向に直
交する遅い動きは、前記米国特許で「制御方向」と呼ん
でいる方向へ支持円板に伝えられる。線量の不均一性は
、照射条件のでたらめな変動によって生じるだけでなく
、円板の周縁に近い工作物領域よりも円板の回転軸に近
い工作物領域の方がビーム中を遅く移動するので、円板
の回転当たりの供給線量が回転軸より遠い工作物領域よ
りも回転軸に近い工作物領域に対して高くなるという単
純な事実によっても生じる。前記米国特許では、円板に
半径方向の溝穴が開いており、支持円板の後に固定のフ
ァラディ・ケージが支持されている。溝穴の幅は一定で
、ファラディ・ケージで測定される電流が相対的線量の
測定値になる。従って５例えば、支持円板の軸からビー
ムが遠くにあるときよりも、近くにあるときの方が読み
値が高くなり、これは半径に逆比例する。
線量測定システムの改良である。前記米国特許の装置で
は、工作物がビーム中を移動する支持体に支持され、線
源から出るビームによって工作物処理を制御する。支持
体の移動は、一方向には比較的速くて、それに直交する
方向には比較的遅い、前記米国特許の一実施例では、工
作物は回転自在な支持円板上に支持され、支持円板の回
転により、前記米国特許で「スキャニング」方向と呼ん
でいる方向に工作物を移動する。スキャニング方向に直
交する遅い動きは、前記米国特許で「制御方向」と呼ん
でいる方向へ支持円板に伝えられる。線量の不均一性は
、照射条件のでたらめな変動によって生じるだけでなく
、円板の周縁に近い工作物領域よりも円板の回転軸に近
い工作物領域の方がビーム中を遅く移動するので、円板
の回転当たりの供給線量が回転軸より遠い工作物領域よ
りも回転軸に近い工作物領域に対して高くなるという単
純な事実によっても生じる。前記米国特許では、円板に
半径方向の溝穴が開いており、支持円板の後に固定のフ
ァラディ・ケージが支持されている。溝穴の幅は一定で
、ファラディ・ケージで測定される電流が相対的線量の
測定値になる。従って５例えば、支持円板の軸からビー
ムが遠くにあるときよりも、近くにあるときの方が読み
値が高くなり、これは半径に逆比例する。
本発明によれば、前記米国特許の固定のファラディ・カ
ップの代わりに、支持円板上に取りつけたピックアップ
板を用いる。ビームの入射領域を除いてピックアップ板
を抑制電極が囲み、適当な電圧、例えば３００ボルトが
ピックアップ板に対し抑制電極に加えられる。ピックア
ップ板からのピックアップ配線および抑制電極からのバ
イアス配線が各々の電極につなげられ、支持円板の心棒
内に取りつけられ、大気圧下の心棒外端に伸びている。
ップの代わりに、支持円板上に取りつけたピックアップ
板を用いる。ビームの入射領域を除いてピックアップ板
を抑制電極が囲み、適当な電圧、例えば３００ボルトが
ピックアップ板に対し抑制電極に加えられる。ピックア
ップ板からのピックアップ配線および抑制電極からのバ
イアス配線が各々の電極につなげられ、支持円板の心棒
内に取りつけられ、大気圧下の心棒外端に伸びている。
これらの配線への電気接続はブラシ付きスリップリング
で行われ、抑制電極にバイアス電圧が加えられ、ピック
アップ電極が受けた電流を測定できる。
で行われ、抑制電極にバイアス電圧が加えられ、ピック
アップ電極が受けた電流を測定できる。
側面を平行にしたピックアップ板を使用して、半径方向
のビーム位置の変化を補償し、これに対応して円板の位
置の変化を補償できる。
のビーム位置の変化を補償し、これに対応して円板の位
置の変化を補償できる。
第１図および第２図において、例えば米国特許第４，２
３４，７９７号に示される型のイオンインプランテーシ
ョン装置が示されている。この装置は、イオンビーム２
を生じる手段１とウェハ支持円板３を有する。イオンイ
ンプランテーションを行う多数のウェハが支持円板３上
に支持される。
３４，７９７号に示される型のイオンインプランテーシ
ョン装置が示されている。この装置は、イオンビーム２
を生じる手段１とウェハ支持円板３を有する。イオンイ
ンプランテーションを行う多数のウェハが支持円板３上
に支持される。
支持円板３は中空軸５に支持され、該中空軸５に対し適
当なスピンモータ６により回転運動が与えられる。この
回転運動の結果、ウェハ４は比較的高速でイオンビーム
２の経路を移動する。さらに、走査運動が、スキャンモ
ータ７によって、スピンモータ６に（従って支持円板組
立体全体に）伝えられる。この走査運動の結果、支持円
板３は比較的低速でイオンビームの中を移動する。
当なスピンモータ６により回転運動が与えられる。この
回転運動の結果、ウェハ４は比較的高速でイオンビーム
２の経路を移動する。さらに、走査運動が、スキャンモ
ータ７によって、スピンモータ６に（従って支持円板組
立体全体に）伝えられる。この走査運動の結果、支持円
板３は比較的低速でイオンビームの中を移動する。
本発明によれば、イオンビームピックアップ板８は、回
転する支持円板３の各回転の間に生じる変化を測定する
ために支持円板３に取りつけられる。ピックアップ板８
の幅は一定で、支持円板３の１回転中にピックアップ板
８に生じる変化が、支持円板３の特定の回転中に照射さ
れるウェハ部分に生じる単位面積当たりの変化量を指示
する。
転する支持円板３の各回転の間に生じる変化を測定する
ために支持円板３に取りつけられる。ピックアップ板８
の幅は一定で、支持円板３の１回転中にピックアップ板
８に生じる変化が、支持円板３の特定の回転中に照射さ
れるウェハ部分に生じる単位面積当たりの変化量を指示
する。
この並進移動（すなわち走査運動）が進むにつれて、支
持円板３上の被照射部分は半径方向に位置を変える。
持円板３上の被照射部分は半径方向に位置を変える。
ピックアップ板８によって集められる電荷を測定するた
めに、ピックアップ板配線９がつながれていて、支持円
板３に取りつけられ、ピックアンプ板８から軸５に通っ
て、軸５の内部から、軸５に取りつけたスリップリング
１０につなげられる。
めに、ピックアップ板配線９がつながれていて、支持円
板３に取りつけられ、ピックアンプ板８から軸５に通っ
て、軸５の内部から、軸５に取りつけたスリップリング
１０につなげられる。
適当なブラシ１．１がスリップリング１０に結合してい
て、電荷を取り上げ、適当なリード線１２を介して適当
な測定制御回路へ伝える。
て、電荷を取り上げ、適当なリード線１２を介して適当
な測定制御回路へ伝える。
入ってくるイオンがピックアップ板から２次電子を発す
るから、ビーム電荷の測定誤差を防止するために２次電
子をピックアップ板に返さなければならない。第１図と
第２図の装置では、これは。
るから、ビーム電荷の測定誤差を防止するために２次電
子をピックアップ板に返さなければならない。第１図と
第２図の装置では、これは。
絶縁支持体によって支持円板に取りつけた抑制型ｉ４１
３によって行われる。抑制電極１３に結合した抑制配線
１４が支持円板に取りつけられ、抑制電極１３から軸５
に伸びて、軸５の内部から、軸５に取りつけたスリップ
リング１５につながっている。適当なブラシ１６がスリ
ップリング１５に接していて、ピックアップ板８に関し
抑制電極１３に適当な電圧、例えば３００ボルトを維持
する電源（図示せず）にブラシ１６がつながっている。
３によって行われる。抑制電極１３に結合した抑制配線
１４が支持円板に取りつけられ、抑制電極１３から軸５
に伸びて、軸５の内部から、軸５に取りつけたスリップ
リング１５につながっている。適当なブラシ１６がスリ
ップリング１５に接していて、ピックアップ板８に関し
抑制電極１３に適当な電圧、例えば３００ボルトを維持
する電源（図示せず）にブラシ１６がつながっている。
代わりに、磁気手段を２次電子の抑制に利用できる。こ
のような装置が第３図に示されている。
のような装置が第３図に示されている。
これに関し、ピックアップ板８の形状寸法に似た矩形の
永久磁石をピックアップ板８に取りつけて、第３図に示
すように、矩形の２つの長辺にそって磁極が存在するよ
うに、磁化された矩形を形成する。その結果、磁場線は
、ピックアップ板８から発射された電子が磁場線に対し
垂直な円形経路にそらされ、その発射源であるピックア
ップ板８に戻るようなものとなる。磁場は、低速、低質
量の電子をそらせるのに充分な強さだが、インプランテ
ーションを行う高エネルギ、高質量のイオンに与える影
響は無視できる。
永久磁石をピックアップ板８に取りつけて、第３図に示
すように、矩形の２つの長辺にそって磁極が存在するよ
うに、磁化された矩形を形成する。その結果、磁場線は
、ピックアップ板８から発射された電子が磁場線に対し
垂直な円形経路にそらされ、その発射源であるピックア
ップ板８に戻るようなものとなる。磁場は、低速、低質
量の電子をそらせるのに充分な強さだが、インプランテ
ーションを行う高エネルギ、高質量のイオンに与える影
響は無視できる。
ピックアップ板８に入った電荷は次のようにして測定さ
れる。イオンビーム２をピックアップ板８が通過するた
びに、一定量の電荷がピックアップ板８に堆積する。こ
の電荷は、第１図に示すように、パルスの形をしていて
、リード線１２から制御回路へ流れ、そこで一連のパル
スに変えられ、その数は電荷パルスの電荷に比例する。
れる。イオンビーム２をピックアップ板８が通過するた
びに、一定量の電荷がピックアップ板８に堆積する。こ
の電荷は、第１図に示すように、パルスの形をしていて
、リード線１２から制御回路へ流れ、そこで一連のパル
スに変えられ、その数は電荷パルスの電荷に比例する。
これは、ピックアップ板８が受けるパルスの電荷を集め
て、それに応じてコンデンサに電荷を加える積分器１７
を使用して行われる。この充電コンデンサは増分変化的
に放電され、これにより前述の一連の制御パルスを生じ
る０回路の調時は、コンデンサの完全充電が、ピックア
ップ板８に次のパルスが現われる前に行われるようにす
る。この制御パルスはサーボ機構に送られて、スキャン
モータ７を作動し、スピンモータ６とそれに取りつけた
支持円板を制御パルスの数に比例した走査位置の量だけ
動かす。これらは全て、ピックアップ板８に次の電荷パ
ルスが現われる前に行われる。従って、走査位置の制御
は、支持円板３の各回転の間ピックアップ板８が受ける
電荷の量に比例して増分的に行われる。回路には、誤差
を生じるおそれのあるイオンビーム２の電流測定を含ま
ない。
て、それに応じてコンデンサに電荷を加える積分器１７
を使用して行われる。この充電コンデンサは増分変化的
に放電され、これにより前述の一連の制御パルスを生じ
る０回路の調時は、コンデンサの完全充電が、ピックア
ップ板８に次のパルスが現われる前に行われるようにす
る。この制御パルスはサーボ機構に送られて、スキャン
モータ７を作動し、スピンモータ６とそれに取りつけた
支持円板を制御パルスの数に比例した走査位置の量だけ
動かす。これらは全て、ピックアップ板８に次の電荷パ
ルスが現われる前に行われる。従って、走査位置の制御
は、支持円板３の各回転の間ピックアップ板８が受ける
電荷の量に比例して増分的に行われる。回路には、誤差
を生じるおそれのあるイオンビーム２の電流測定を含ま
ない。
第４図には、積分器１７の詳細が示されている。
ピックアップ板８が受けたイオンビームパルスは入力端
子１８に送られる。次に、パルスは、数百オームの抵抗
を有する抵抗器１９を介して、増幅器２０の反転入力端
子に送られる。この反転入力端子は、入ってくる信号に
比例して負電圧を生じる。増幅された信号がコンデンサ
２１を充電し。
子１８に送られる。次に、パルスは、数百オームの抵抗
を有する抵抗器１９を介して、増幅器２０の反転入力端
子に送られる。この反転入力端子は、入ってくる信号に
比例して負電圧を生じる。増幅された信号がコンデンサ
２１を充電し。
第２増幅器２２の反転入力端子に供給される。その結果
、増幅器２２からの出力信号によって、シュミットトリ
ガ−２３が、適当なりロックパルスの供給を受けるフリ
ップフロップ２４を使用可能にする。フリップフロップ
２４がらの出力パルスが、増幅器２２の反転入力端子に
供給される電流スイッチ２５からの正パルスの出力を生
じ、こうして増分変化的にコンデンサ２１を放電する。
、増幅器２２からの出力信号によって、シュミットトリ
ガ−２３が、適当なりロックパルスの供給を受けるフリ
ップフロップ２４を使用可能にする。フリップフロップ
２４がらの出力パルスが、増幅器２２の反転入力端子に
供給される電流スイッチ２５からの正パルスの出力を生
じ、こうして増分変化的にコンデンサ２１を放電する。
コンデンサ２１の放電が続くと、フリップフロップ２４
からのパルス出力も、ステップ出力２６に制御パルスを
発生する回路に加えられる。
からのパルス出力も、ステップ出力２６に制御パルスを
発生する回路に加えられる。
第４図に示される型の回路に関しては、次の文献に詳細
が示されている。ｒＶ ｅ ｅ ｃ ｏ ＶＨＣ−１
２０高電流イオンインプランタの概念、操作、性能Ｊ
（Ｓｃａｉｆｅ、Ｗａｇｎｅｒ、Ｆａｕ１著： Ｎ
ｕｃｌｅａｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ａｎｄ
Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｉｎ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｒｅ
５ｅａｒｃｈ Ｂ６ （１９８５年）３９〜４５頁；
北オランダ、アムステルダム）本発明の概念を実施例
について説明したが、使用した特殊用語は一般的かつ記
述的意味で使われており、制限的目的で使われているの
ではないことを理解するべきである。特に、本発明は回
転する支持円板の使用に限られず、米国特許第４，２３
４，７９７号に示されるような他の種類の支持要素の利
用も含む。
が示されている。ｒＶ ｅ ｅ ｃ ｏ ＶＨＣ−１
２０高電流イオンインプランタの概念、操作、性能Ｊ
（Ｓｃａｉｆｅ、Ｗａｇｎｅｒ、Ｆａｕ１著： Ｎ
ｕｃｌｅａｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ａｎｄ
Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｉｎ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｒｅ
５ｅａｒｃｈ Ｂ６ （１９８５年）３９〜４５頁；
北オランダ、アムステルダム）本発明の概念を実施例
について説明したが、使用した特殊用語は一般的かつ記
述的意味で使われており、制限的目的で使われているの
ではないことを理解するべきである。特に、本発明は回
転する支持円板の使用に限られず、米国特許第４，２３
４，７９７号に示されるような他の種類の支持要素の利
用も含む。
第１図は、本発明による装置を、そこに使用する回路の
簡略回路図と共に示す簡略斜視図。 第２図は、第１図の装置の一部を示す詳細図。 第３図は、第２図の装置の一部を示す拡大詳細図で、電
子抑制手段を示す。 第４図は、第１図の回路図部分の部品の１つの回路図。 ２・・・イオンビーム、３・・・ウェハ支持円板、４・
・・ウェハ、６・・・スピンモータ、７・・・スキャン
モータ。 ８・・・ピックアップ板 特 許 出 願 人 イオネフクス／エッチイー
フイ コーポレーション代理人 弁理士 高 橋
清 外１名日０４ ８↓３１１σ茎 引０γ払 ヤψ１
簡略回路図と共に示す簡略斜視図。 第２図は、第１図の装置の一部を示す詳細図。 第３図は、第２図の装置の一部を示す拡大詳細図で、電
子抑制手段を示す。 第４図は、第１図の回路図部分の部品の１つの回路図。 ２・・・イオンビーム、３・・・ウェハ支持円板、４・
・・ウェハ、６・・・スピンモータ、７・・・スキャン
モータ。 ８・・・ピックアップ板 特 許 出 願 人 イオネフクス／エッチイー
フイ コーポレーション代理人 弁理士 高 橋
清 外１名日０４ ８↓３１１σ茎 引０γ払 ヤψ１
Claims (3)
- （１）工作物にビームを向けることによって工作物を処
理する装置であって、工作物を支持する移動可能な支持
要素と、第１の方向に支持要素を移動する第１手段と、
第１の方向と大体直交する第２の方向に支持要素を移動
する第２手段と、支持要素に固定された電荷コレクタと
、ビーム中を通過するたびに電荷コレクタが受ける電荷
パルスを測定する手段と、第２の方向への移動位置を変
化させる制御手段とからなり、電荷コレクタが第２の方
向に大体沿って伸びる板からなり、制御手段は前記板が
受ける電荷に応じて独立して第２の方向への移動位置を
変化させる手段からなるようにした装置。 - （２）前記支持要素が回転自在な円板からなる特許請求
の範囲第１項に記載の装置。 - （３）前記ビームによって前記板から発射される２次電
子を抑制する手段を含む特許請求の範囲第１項に記載の
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/000,703 US4775796A (en) | 1987-01-06 | 1987-01-06 | Treating workpieces with beams |
| US703 | 1995-07-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63301454A true JPS63301454A (ja) | 1988-12-08 |
| JPH0787085B2 JPH0787085B2 (ja) | 1995-09-20 |
Family
ID=21692671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62219013A Expired - Fee Related JPH0787085B2 (ja) | 1987-01-06 | 1987-09-01 | 工作物をビームで処理する装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4775796A (ja) |
| JP (1) | JPH0787085B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006523932A (ja) * | 2003-04-01 | 2006-10-19 | アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド | イオン注入システムのためのイオンビーム入射角検出器 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5311028A (en) * | 1990-08-29 | 1994-05-10 | Nissin Electric Co., Ltd. | System and method for producing oscillating magnetic fields in working gaps useful for irradiating a surface with atomic and molecular ions |
| US5198676A (en) * | 1991-09-27 | 1993-03-30 | Eaton Corporation | Ion beam profiling method and apparatus |
| US5432352A (en) * | 1993-09-20 | 1995-07-11 | Eaton Corporation | Ion beam scan control |
| JP3003088B2 (ja) * | 1994-06-10 | 2000-01-24 | 住友イートンノバ株式会社 | イオン注入装置 |
| US5757018A (en) * | 1995-12-11 | 1998-05-26 | Varian Associates, Inc. | Zero deflection magnetically-suppressed Faraday for ion implanters |
| US5980647A (en) * | 1997-07-15 | 1999-11-09 | International Business Machines Corporation | Metal removal cleaning process and apparatus |
| KR20010022850A (ko) * | 1997-08-13 | 2001-03-26 | 베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크. | 선형 가스 베어링과 액티브 카운터-밸런싱 옵션을 갖는 스캐닝 시스템 |
| US6583421B2 (en) | 2001-10-11 | 2003-06-24 | Diamond Semiconductor Group, Llc | Charge measuring device with wide dynamic range |
| CN100401449C (zh) * | 2002-04-10 | 2008-07-09 | 应用材料公司 | 衬底注入方法以及实施该方法的离子注入器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1987
- 1987-01-06 US US07/000,703 patent/US4775796A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-09-01 JP JP62219013A patent/JPH0787085B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006523932A (ja) * | 2003-04-01 | 2006-10-19 | アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド | イオン注入システムのためのイオンビーム入射角検出器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4775796A (en) | 1988-10-04 |
| JPH0787085B2 (ja) | 1995-09-20 |
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