JPH03230466A - イオン注入装置 - 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〕 この発明は半導体装置を製造するプロセスで使用される
イオン注入装置の改良に関するものである。

〔従来の技術］ イオン注入装置はウェハへの不純物導入手段として多く
の工程で用いられている。その中でも、特にＭＯＳＦＥ
Ｔのソース、ドレイン注入に代表される注入量の多い工
程では処理能力を向上させるため、ビーム電流を増加さ
せて処理する傾向にある。このためターゲットであるウ
ェハ表面の、厚い酸化膜やレジストの帯電は益々増加す
る傾向にある。

一方デバイスは、ウェハの大口径化、パターンの微細化
等に伴い、帯電に対して弱くなってきている。そして、
これらの相乗効果により、注入量の不均一やゲート酸化
膜の静電破壊という問題が発生している。

そして従来、このウェハ帯電による静電破壊を防止する
ために、イオン注入と同時にウェハに電子を供給し、帯
電した電荷を中和するという手段が用いられてきた。

以下、従来の技術について説明する。

このイオン注入装置は、イオン源部で所望のイオンを含
むプラズマを発生させ、これを電界により引き出して加
速し、分析マグネットに通すことにより所望のイオンの
みを注入室に導く、そして注入室でウェハにイオンビー
ムを照射するとともに電子を供給するものである。

第３図は従来のイオン注入装置の注入室の概略構成図で
あり、図において、１はウェハ、２はウェハ１を装着す
るディスク、３はディスク２前面に設けられたファラデ
ー　４はサプレッサ電極、５はディスク電流検出器、６
はビーム電流検出器、７はディスク電流設定器、８は電
子放出量制御器、９はフィラメントである。

次に動作について説明する。

サプレッサ電極３．ファラデー４を通過したイオンビー
ムは、ウェハ１の装着されたディスク２に照射される。

すると、ディスク２からは２次電子が発生しファラデー
３に到着する。この時ディスク２には、イオンビームの
量とディスクから発生した２次電子の量の和に相当する
電流が流れ、その値がディスク電流検出器５により検出
される。

そしてこのディスク２に流れた電流値とファラデー３に
流れた電流値とを合計してビーム電流検出器６により計
測し、注入量を計算する。

一方、ウェハの帯電を中和するための電子は、ディスク
電流に応じて制御され、ディスク電流設定器７で、例え
ば±ＯｍＡと設定すると、ディスク電流検出器５にて検
出される電流値が常に±ＯｍＡになる様に電子放出量制
御器８にて、例えばフィラメント９に流れる電流を制御
する。このようにしてディスク電流値を±ＯｍＡに制御
することにより、ウェハ表面にたまった電荷が中和され
、静電破壊発生を抑制するようになされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のイオン注入装置は以上の様に構成されているので
、ディスク電流がウェハ表面の帯電を常に反映している
必要がある。ところが、実際には第４図に示す様にディ
スク２は約１１００Ｏｒｐで高速回転しながら上下方向
の矢印で示すような並進運動をする際に、イオンビーム
の中へ入っていく状態で、全てのウェハ１に等しくイオ
ンビームが照射されるようになっている。

ところが、ディスク２から発生する２次電子は、イオン
ビームがディスクの端部、例えばイオンの入射角が６０
〜８０°に照射されている時には、平面に照射されてい
る時に比べ１．５倍〜数倍発生する。従ってこの場合に
は見かけ上ディスク電流が増えることになる。この様子
を第５図を用いて説明すると、ディスク電流が零の時は
、ディスク２がイオンビームの照射位１に入っていない
状態で、そこからディスク２が並進運動してイオンビー
ムの照射位置に入っていくと、−旦ディスク電流は増え
、それから一定値まで減少し、ディスクが出ていく時、
再び増え、そしてディスクが完全に出ていくと再び零と
なり、１スキヤン終了となる。図中ディスク電流が一定
の時はイオンビームがディスク２に全て照射されている
状態である。

−回のディスク並進運動では図示した様にディスク電流
が高くなる箇所が、イオンビーム中に入る時と出る時の
２回ある。

以上の説明はウェハ中和用の電子を供給しない場合であ
るが、実際に電子を供給する時には、このディスク電流
に応じて電子放出量制御器８により供給量を制御するこ
ととなるため、このディスクを流が高くなる箇所では、
本来ウェハが必要とする以上の電子がフィラメント９よ
り供給されることとなり、ウェハ１は逆に負に帯電して
しまい、デバイスを破壊するという問題点があった。

この発明は上記の様な問題点を解消するためになされた
もので、ディスクがイオンビーム中に入る時と出る時と
に生じる過大な２次電子の発生によるディスク電流の異
常増加を防止し、常にディスク電流がウェハ帯電状態を
反映し、適切なウェハ電荷の中和を行なうことができる
イオン注入装置を得ることを目的とする。

〔問題を解決するための手段］ この発明に係るイオン注入装置は、ディスクの最外周に
、ディスクとは絶縁された２次電子放出板を、その端部
を被うようにして設け、この２次電子放出板でもって、
ディスクのイオンビームへの人、出時に発生する過大な
２次電子を放出するようにしたものである。

〔作用〕

この発明にいては、ディスクの最外周に、ディスクとは
絶縁された２次電子放出板を、その端部を被うようにし
て設け、この２次電子放出板でもってディスクのイオン
ビームへの人、出時に発生する過大な２次電子を放出す
るようにしたから、ディスクのイオンビームへの人、出
時における過大な２次電子によるディスク電流の変化を
抑制することができる。

〔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のイオ
ン注入室の概略構成図であり、第３図と同一符号は同一
または相当部分を示し、１０はディスク２に絶縁ガイシ
１２を介して取付けられた２次電子放出板である。イオ
ン注入装置としての基本動作及びウェハ中和用の電子の
供給制御方式は従来例と同じであるので、ここではその
説明を省略する。

次に作用効果について説明する。

本実施例に係るイオン注入装置は、ディスク２の最外周
に、ディスク２より絶縁ガイシ１１で絶縁された２次電
子放出板１０が設けられているため、ディスク２がイオ
ンビーム中に入ってい（場合には、まずこの２次電子放
出板１０にイオンビームが照射され、次いでディスク２
の平面にイオンビームが照射されることとなるが、２次
電子放出板１０はディスク２の端部を被う形状となって
おり、これで過大な２次電子を放出するようになってい
るため、ディスク端部に直接イオンビームが照射される
ことは無く、従ってディスク２からの２次電子の異常放
出も無（なり、第５図に示した様なディスク電流が本来
の値より高くなる現象もなくなり、第２図に示すような
状態となり、ディスク電流値がウェハ帯電量を正しく反
映する様になる。

そして、このディスク電流に応じて、フィラメント９よ
り供給する中和用電子の量を電子放出量制御器８により
自動的に制御することにより、従来例でみられる様な過
剰な中和用電子の供給によるウェハの負帯電を引き起こ
すことなく、ウェハの正帯電を抑制することができる。

なお、上記実施例では、２次電子放出板１０をディスク
２に、絶縁ガイシ１１を介して取りつけたものを示した
が、２次電子放出板ｌＯは必ずしもディスクに設ける必
要は無く、ディスク端部を被い、ディスクの並進運動に
応じて動く構造であれば、他の箇所に設けてもよく、上
記実施例と同じ効果が得られる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明に係るイオン注入装置によれば、
ディスク端部を被うように２次電子放出板を設けたので
、ディスクのイオンビーム入、出時に発生する過大な２
次電子の放出によるディスク電流の異常な増加がなくな
り、ディスク電流に応じて帯電中和用の電子放出量を最
適に制御することができ、これによりウェハの帯電中和
時に負帯電することがなくなり、ひいてはデバイスの歩
留り、信転性を大きく向上できるという効果がある。

【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注
入室を示す構成図、第２図はこの発明におけるディスク
電流の変化を示す図、第３図は従来のイオン注入装置の
注入室の構成図、第４図はディスク端部より発生する２
次電子を表す模式図、第５図は従来例におけるディスク
電流の変化を示す図である。 図において、２はディスク、５はディスク電流検出器、
８は電子放出量制御器、ｌＯは２次電子放出板、１１は
絶縁ガイシである。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）目標物に流れるディスク電流を検出し、該ディス
   ク電流に対応した量の電子を目標物に供給し、目標物の
   帯電を軽減する電子供給源を有するイオン注入装置にお
   いて、 上記ディスクより絶縁され、ディスク端部を被う２次電
   子放出板を備えたことを特徴とするイオン注入装置。