JPH06223770A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
- Publication number
- JPH06223770A JPH06223770A JP5031190A JP3119093A JPH06223770A JP H06223770 A JPH06223770 A JP H06223770A JP 5031190 A JP5031190 A JP 5031190A JP 3119093 A JP3119093 A JP 3119093A JP H06223770 A JPH06223770 A JP H06223770A
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- Japan
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- sampler
- beam current
- ion beam
- ion implantation
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 極微小ビーム電流を計測すること。
【構成】 バッチ処理型イオン注入装置のウエハディス
ク１に２次電子発生体（サンプラ）７を設ける。２次電
子検出装置８はイオンビ−ムがサンプラに当ることによ
り発生した２次電子を検出する。同装置は、例えば、加
速電極９、シンチレータ１０、ライトガイド１１、光電
子増倍管１２によって構成する。増倍管の出力は、サン
プラの位置信号Ｖ3によって開閉されるゲート１４に導
入され、サンプラから発生した２次電子に基づく信号Ｖ
2を取り出し、計測装置１７によってイオンビ−ム電流
値を計測する。枚葉式イオン注入装置の場合、サンプラ
はウエハが装着されるプラテンに設ける。
ク１に２次電子発生体（サンプラ）７を設ける。２次電
子検出装置８はイオンビ−ムがサンプラに当ることによ
り発生した２次電子を検出する。同装置は、例えば、加
速電極９、シンチレータ１０、ライトガイド１１、光電
子増倍管１２によって構成する。増倍管の出力は、サン
プラの位置信号Ｖ3によって開閉されるゲート１４に導
入され、サンプラから発生した２次電子に基づく信号Ｖ
2を取り出し、計測装置１７によってイオンビ−ム電流
値を計測する。枚葉式イオン注入装置の場合、サンプラ
はウエハが装着されるプラテンに設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２次電子検出によりイ
オンビ−ム電流を計測するイオン注入装置に関する。
オンビ−ム電流を計測するイオン注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】イオン注入装置にあっては、注入ウエハ
の高品質化に伴い、イオン注入量の正確な管理が要求さ
れており、図３は、イオン注入用ウエハディスクを有す
るバッチ処理式イオン注入装置に適用されているイオン
ビ−ム電流測定方式の原理構成図である。ウエハディス
ク１には複数のウエハ２が装着されており、イオンビ−
ム３は、ウエハ面に垂直に入射し、ウエハディスク１を
回転及び並進させるメカニカルスキャン方式により、イ
オンをウエハ全面に注入する。図示しないイオンビ−ム
発生源の一端は接地されており、イオンビ−ム電流はウ
エハディスク１を介して接地部へと流れるから、ウエハ
ディスク回転軸４に接触する電極５と接地間に電流計６
を接続し、イオンビ−ム電流を測定することにより、ウ
エハ２に対するイオン注入量が判る。
の高品質化に伴い、イオン注入量の正確な管理が要求さ
れており、図３は、イオン注入用ウエハディスクを有す
るバッチ処理式イオン注入装置に適用されているイオン
ビ−ム電流測定方式の原理構成図である。ウエハディス
ク１には複数のウエハ２が装着されており、イオンビ−
ム３は、ウエハ面に垂直に入射し、ウエハディスク１を
回転及び並進させるメカニカルスキャン方式により、イ
オンをウエハ全面に注入する。図示しないイオンビ−ム
発生源の一端は接地されており、イオンビ−ム電流はウ
エハディスク１を介して接地部へと流れるから、ウエハ
ディスク回転軸４に接触する電極５と接地間に電流計６
を接続し、イオンビ−ム電流を測定することにより、ウ
エハ２に対するイオン注入量が判る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のビーム
電流測定方式にあっては、ウエハディスク１の回転駆動
系の軸受部に摩擦電気が発生し、その電荷による電流が
電流計６に流入すると共に、イオン注入時のウエハ２の
温度上昇を防止するためにウエハディスク１の内部に冷
却媒体を流しているが、この媒体のウエハディスク内部
での流動、冷却媒体をウエハディスクに導入、排出する
機構部での流動に伴いやはり摩擦電気が発生し、その電
荷が電流計６に入り込む。かかる摩擦電気による流入電
流は、ビーム電流が大きく、ｍＡ（ミリアンペア）以上
の場合には無視することができるが、高エネルギ（Ｍｅ
Ｖ）イオン注入装置による低ドーズ（微小ビーム電流）
注入の場合には、ビーム電流は例えばμＡのオーダにな
るが、摩擦電気による電流分を含めて電流計６における
ノイズ電流は１００ｎＡに達するから、測定精度を１％
とすると、使用可能の最小ビーム電流は１０μＡ程度に
制限されてしまう。
電流測定方式にあっては、ウエハディスク１の回転駆動
系の軸受部に摩擦電気が発生し、その電荷による電流が
電流計６に流入すると共に、イオン注入時のウエハ２の
温度上昇を防止するためにウエハディスク１の内部に冷
却媒体を流しているが、この媒体のウエハディスク内部
での流動、冷却媒体をウエハディスクに導入、排出する
機構部での流動に伴いやはり摩擦電気が発生し、その電
荷が電流計６に入り込む。かかる摩擦電気による流入電
流は、ビーム電流が大きく、ｍＡ（ミリアンペア）以上
の場合には無視することができるが、高エネルギ（Ｍｅ
Ｖ）イオン注入装置による低ドーズ（微小ビーム電流）
注入の場合には、ビーム電流は例えばμＡのオーダにな
るが、摩擦電気による電流分を含めて電流計６における
ノイズ電流は１００ｎＡに達するから、測定精度を１％
とすると、使用可能の最小ビーム電流は１０μＡ程度に
制限されてしまう。
【０００４】ウエハに対するイオン注入装置にあって
は、図４に示すように、ウエハ２を１枚毎、プラテン１
ａに取り付けてイオンを注入する枚葉式のものがあり、
この場合、例えばイオンビ−ムをＸ方向に偏向走査し、
プラテン１ａをＹ方向に移動操作することにより、ウエ
ハ全面にイオンを注入している。かかる枚葉式のものに
あっても、プラテン１ａを通して流れるイオンビ−ム電
流を操作軸４、接触電極５を介し電流計６で測定してい
るが、上述のバッチ処理式の場合と同様に、電流計には
ノイズ電流が入り込む。このノイズ電流は１ｎＡ程度で
あるが、これに伴い、枚葉式における使用可能最小ビー
ム電流は１００ｎＡ程度に制限される。
は、図４に示すように、ウエハ２を１枚毎、プラテン１
ａに取り付けてイオンを注入する枚葉式のものがあり、
この場合、例えばイオンビ−ムをＸ方向に偏向走査し、
プラテン１ａをＹ方向に移動操作することにより、ウエ
ハ全面にイオンを注入している。かかる枚葉式のものに
あっても、プラテン１ａを通して流れるイオンビ−ム電
流を操作軸４、接触電極５を介し電流計６で測定してい
るが、上述のバッチ処理式の場合と同様に、電流計には
ノイズ電流が入り込む。このノイズ電流は１ｎＡ程度で
あるが、これに伴い、枚葉式における使用可能最小ビー
ム電流は１００ｎＡ程度に制限される。
【０００５】本考案は、極低ドーズ、したがって極微小
ビーム電流によるイオン注入に際し、ドーズ量及びドー
ズの均一性を精密に制御するために、極微小ビ−ム電流
を測定することができるイオン注入装置の提供を目的と
するものである。
ビーム電流によるイオン注入に際し、ドーズ量及びドー
ズの均一性を精密に制御するために、極微小ビ−ム電流
を測定することができるイオン注入装置の提供を目的と
するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、イオン注入装
置において、ウエハが取り付けられたウエハディスクま
たはプラテンに設けられた２次電子発生体と、この発生
体からの２次電子を検出する装置とを備えてなることを
主たる特徴とするものである。
置において、ウエハが取り付けられたウエハディスクま
たはプラテンに設けられた２次電子発生体と、この発生
体からの２次電子を検出する装置とを備えてなることを
主たる特徴とするものである。
【０００７】さらに本発明は、上記イオン注入装置にお
いて、ウエハディスクまたはプラテンに接続された電流
計をも併有することを特徴とするものである。
いて、ウエハディスクまたはプラテンに接続された電流
計をも併有することを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】ウエハディスクまたはプラテンに設けられた２
次電子発生体にイオンビ−ムが当ると、イオンビ−ム量
に応じた２次電子が放出される。この２次電子を検出す
ることにより、摩擦電気等の影響を全く受けずにイオン
ビーム電流を測定することができる。
次電子発生体にイオンビ−ムが当ると、イオンビ−ム量
に応じた２次電子が放出される。この２次電子を検出す
ることにより、摩擦電気等の影響を全く受けずにイオン
ビーム電流を測定することができる。
【０００９】併有された電流計によってウエハディスク
またはプラテンを通る電流を測定することにより、中高
電流域のイオンビーム電流が測定される。
またはプラテンを通る電流を測定することにより、中高
電流域のイオンビーム電流が測定される。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。図１は本発明が実施されたウエハディスクによる
バッチ処理式イオン注入装置の構成図であり、図３と同
一符号は同等部分を示す。ウエハディスク１におけるウ
エハ２の装着個所の中間部に、２次電子発生体であるサ
ンプラ７を設ける。このサンプラ７はイオンビ−ムのス
ポット全体が照射され得る面積のものであり、物体にイ
オンビ−ムが当ったときにおける２次電子発生率は物体
の表面状態に依存する傾向を示すから、サンプラを設け
ることにより効率良く２次電子を発生させることができ
る。またサンプラ７はウエハディスク１に取外し可能に
取付け、表面が汚染された際に交換できるようにする。
する。図１は本発明が実施されたウエハディスクによる
バッチ処理式イオン注入装置の構成図であり、図３と同
一符号は同等部分を示す。ウエハディスク１におけるウ
エハ２の装着個所の中間部に、２次電子発生体であるサ
ンプラ７を設ける。このサンプラ７はイオンビ−ムのス
ポット全体が照射され得る面積のものであり、物体にイ
オンビ−ムが当ったときにおける２次電子発生率は物体
の表面状態に依存する傾向を示すから、サンプラを設け
ることにより効率良く２次電子を発生させることができ
る。またサンプラ７はウエハディスク１に取外し可能に
取付け、表面が汚染された際に交換できるようにする。
【００１１】サンプラ７にイオンビ−ムが当ると、イオ
ンビ−ムの強さ、イオンビ−ム電流に応じた量の２次電
子が発生し、２次電子検出装置８はサンプラからの２次
電子を検出する。同検出装置はウエハディスク１におけ
るイオンビ−ムの照射個所に近接して設けられた加速電
極９及びシンチレータ１０、そしてライトガイド１１、
光電子増倍管１２からなる。加速電極９は直流電源１３
により正電位にバイアスされており、サンプラ７から発
生した２次電子のうち、同電極に近づいたものは加速さ
れてシンチレータ１０に衝突し、シンチレータは発光す
る。シンチレータ１０の発光量はイオンビ−ム電流に比
例する。シンチレータ１０からの光はライトガイド１１
を経て光電子増倍管１２に導入され、電気信号Ｖ1に変
換される。
ンビ−ムの強さ、イオンビ−ム電流に応じた量の２次電
子が発生し、２次電子検出装置８はサンプラからの２次
電子を検出する。同検出装置はウエハディスク１におけ
るイオンビ−ムの照射個所に近接して設けられた加速電
極９及びシンチレータ１０、そしてライトガイド１１、
光電子増倍管１２からなる。加速電極９は直流電源１３
により正電位にバイアスされており、サンプラ７から発
生した２次電子のうち、同電極に近づいたものは加速さ
れてシンチレータ１０に衝突し、シンチレータは発光す
る。シンチレータ１０の発光量はイオンビ−ム電流に比
例する。シンチレータ１０からの光はライトガイド１１
を経て光電子増倍管１２に導入され、電気信号Ｖ1に変
換される。
【００１２】イオンビ−ムが照射されることによりウエ
ハ２、ウエハディスク１からも２次電子が放出されるか
ら、光電子増倍管１２の電気信号Ｖ1をゲート１４に導
入し、サンプラ７から発生した２次電子による電気信号
Ｖ2を検出する。回転軸４におけるサンプラ７に対応す
る回転位置を検出するために位置検出体例えば近接スイ
ッチ１５が設けられており、位置信号発生器１６は同ス
イッチに応答し、サンプラ位置信号Ｖ3をゲート１４に
与え、ゲートを開閉制御する。ゲート１４から、サンプ
ラ７の位置に同期し、サンプラ位置信号Ｖ3の存在時に
光電子増倍管１２の電気信号が取り出され、サンプラ７
から発生した２次電子による電気信号Ｖ2が出力され
る。この電気信号Ｖ2は計測装置１７に入力され、イオ
ンビ−ム電流値が計測される。
ハ２、ウエハディスク１からも２次電子が放出されるか
ら、光電子増倍管１２の電気信号Ｖ1をゲート１４に導
入し、サンプラ７から発生した２次電子による電気信号
Ｖ2を検出する。回転軸４におけるサンプラ７に対応す
る回転位置を検出するために位置検出体例えば近接スイ
ッチ１５が設けられており、位置信号発生器１６は同ス
イッチに応答し、サンプラ位置信号Ｖ3をゲート１４に
与え、ゲートを開閉制御する。ゲート１４から、サンプ
ラ７の位置に同期し、サンプラ位置信号Ｖ3の存在時に
光電子増倍管１２の電気信号が取り出され、サンプラ７
から発生した２次電子による電気信号Ｖ2が出力され
る。この電気信号Ｖ2は計測装置１７に入力され、イオ
ンビ−ム電流値が計測される。
【００１３】上述の実施例では２次電子検出装置８とし
てシンチレータ１０と光電子増倍管１２を用いるものを
示したが、加速電極９によって加速された２次電子を２
次電子増倍管に導入し、その電気信号をゲート１３に入
力するようにしても良い。
てシンチレータ１０と光電子増倍管１２を用いるものを
示したが、加速電極９によって加速された２次電子を２
次電子増倍管に導入し、その電気信号をゲート１３に入
力するようにしても良い。
【００１４】また、図１に示すように、ウエハディスク
１を通るイオンビ−ム電流を電流計６で測定できるよう
にしておくことにより、中高電流域のイオンビ−ム電流
の測定を行うことができる。
１を通るイオンビ−ム電流を電流計６で測定できるよう
にしておくことにより、中高電流域のイオンビ−ム電流
の測定を行うことができる。
【００１５】図２は、枚葉式のイオン注入装置における
プラテン部の構成図であり、２次電子検出、ビーム電流
計測系は図１の実施例と同様に構成する。ウエハ２が装
着されるプラテン１ａに２次電子発生体であるサンプラ
７を設ける。図１に示した２次電子検出装置８によって
サンプラ７からの２次電子が検出される。この場合、図
１におけるゲート１３はイオンビ−ムの偏向走査信号に
同期して開閉され、サンプラ７からの２次電子にのみ基
づく電気信号Ｖ2をビーム電流計測装置１５に与える。
プラテン部の構成図であり、２次電子検出、ビーム電流
計測系は図１の実施例と同様に構成する。ウエハ２が装
着されるプラテン１ａに２次電子発生体であるサンプラ
７を設ける。図１に示した２次電子検出装置８によって
サンプラ７からの２次電子が検出される。この場合、図
１におけるゲート１３はイオンビ−ムの偏向走査信号に
同期して開閉され、サンプラ７からの２次電子にのみ基
づく電気信号Ｖ2をビーム電流計測装置１５に与える。
【００１６】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、ウエハ
ディスク或いはプラテンに設けた２次電子発生体からの
２次電子を検出し、ビーム電流を計測するようにしたか
ら、ウエファディスク、プラテンにおける摩擦電気等の
ノイズに影響されずに、極低ドーズ注入時における極微
小電流を計測することができ、ドーズ量及びその均一性
を精密に制御することができる。
ディスク或いはプラテンに設けた２次電子発生体からの
２次電子を検出し、ビーム電流を計測するようにしたか
ら、ウエファディスク、プラテンにおける摩擦電気等の
ノイズに影響されずに、極低ドーズ注入時における極微
小電流を計測することができ、ドーズ量及びその均一性
を精密に制御することができる。
【００１７】本発明によれば、ノイズレベルを１０ｐＡ
程度に抑えることができた。したがって、使用可能最小
ビーム電流を１ｎＡ程度にまで減少することができる。
程度に抑えることができた。したがって、使用可能最小
ビーム電流を１ｎＡ程度にまで減少することができる。
【図１】本発明の一実施例であるバッチ処理型イオン注
入装置の構成図である。
入装置の構成図である。
【図２】他の実施例である枚葉式イオン注入装置におけ
るプラテン部の構成図である。
るプラテン部の構成図である。
【図３】従来のバッチ処理型イオン注入装置の構成図で
ある。
ある。
【図４】従来の枚葉式イオン注入装置の構成図である。
1 ウエファディスク 1a プラテン 2 ウエファ 6 電流計 7 ２次電子発生体（サンプラ） 8 ２次電子検出装置 9 加速電極 10 シンチレータ 11 ライトガイド 12 光電子増倍管 14 ゲート 15 位置検出体（近接スイッチ） 16 位置信号発生器 17 計測装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｔ 1/29 Ｂ 7204−2Ｇ Ｈ０１Ｊ 37/04 Ａ Ｈ０１Ｌ 21/265
Claims (2)
- 【請求項１】 ウエハが取り付けられたウエハディスク
またはプラテンに設けられた２次電子発生体と、この発
生体からの２次電子を検出する装置とを備えてなること
を特徴とするイオン注入装置。 - 【請求項２】 ウエハディスクまたはプラテンに接続さ
れた電流計を有することを特徴とする請求項１記載のイ
オン注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5031190A JPH06223770A (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5031190A JPH06223770A (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | イオン注入装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06223770A true JPH06223770A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=12324518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5031190A Pending JPH06223770A (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06223770A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100681737B1 (ko) * | 2005-09-30 | 2007-02-15 | 샤프 가부시키가이샤 | 이온 주입 장치 |
| CN113529041A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-10-22 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 抑制绝缘介质材料二次电子发射的离子束注入装置及方法 |
-
1993
- 1993-01-28 JP JP5031190A patent/JPH06223770A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100681737B1 (ko) * | 2005-09-30 | 2007-02-15 | 샤프 가부시키가이샤 | 이온 주입 장치 |
| CN113529041A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-10-22 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 抑制绝缘介质材料二次电子发射的离子束注入装置及方法 |
| CN113529041B (zh) * | 2021-07-13 | 2023-03-14 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 抑制绝缘介质材料二次电子发射的离子束注入装置及方法 |
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