JPH0757683A - イオン注入装置 - Google Patents

イオン注入装置

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JPH0757683A
JPH0757683A JP5223775A JP22377593A JPH0757683A JP H0757683 A JPH0757683 A JP H0757683A JP 5223775 A JP5223775 A JP 5223775A JP 22377593 A JP22377593 A JP 22377593A JP H0757683 A JPH0757683 A JP H0757683A
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JP
Japan
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platen
ion
mask
sample
flag faraday
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Withdrawn
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JP5223775A
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English (en)
Inventor
Takayuki Otsubo
隆之 大坪
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 予めフラグファラデーにより測定するビーム
電流値と実際のイオン注入時のプラテンでのビーム電流
測定値とがほぼ同一になるようにする。 【構成】 ウエハ10を保持するプラテン21とフラグ
ファラデー24を配置したマスク22とが、取付部材2
3を介して直角状に連設され、回転軸23aを中心とし
て矢印a及びb方向へ一体的に回動される。マスク22
を起立させた状態でフラグファラデー24にイオンビー
ム12を照射し、ビーム電流を測定する。その後、プラ
テン21を起立させた状態でウエハ10にイオンビーム
12を照射し、プラテン21でのビーム電流をモニター
しながらイオンを注入する。フラグファラデー24とプ
ラテン21とが同一の位置に設置されるので、フラグフ
ァラデー24とプラテン21とによるビーム電流の測定
値が同一になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体装置の製
造工程においてシリコンウエハ等の試料に各種のイオン
を注入するためのイオン注入装置に係り、特にビーム電
流の測定機構に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造工程においてシリコン
ウエハ等にAs+ 、P+ 、B+ 等のイオンを注入するた
めにイオン注入装置が使用されている。まず、この種の
イオン注入装置の従来例を図4及び図5を参照して説明
する。
【0003】装置全体の概略構成を示す図4において、
イオン源1で生成されたイオンが一定のエネルギーで引
出し電極2により引き出され、分析電磁石3により質量
に応じて分離されて所要のイオンが取り出される。スリ
ット4により完全に分離された所望のイオンが加速管5
により所定の最終エネルギーまで加速される。イオンビ
ームは四極レンズ6により試料室チャンバー9内のウエ
ハ10の表面で所定の径となるように収束され、走査電
極7及び8によりXY方向に走査される。これによりイ
オンがウエハ10の全面に一様に注入される。
【0004】上記装置の試料室チャンバー内を示す図5
において、プラテン11上に保持されたウエハ10にイ
オンビーム12が照射される。ウエハ10に注入された
イオンの量に応じてウエハ10に電流が流れる。このビ
ーム電流をプラテン11を介してビーム電流測定部13
によりモニターしながら、イオン注入を行う。
【0005】このイオン注入に先立って予め所定のビー
ム電流値を設定するために、プラテン11の前方にフラ
グファラデー14が設けられている。イオンビーム12
をウエハ10に照射する前にフラグファラデー14に一
旦照射し、ビーム電流測定部13によりビーム電流を測
定する。なお、フラグファラデー14は実際のウエハ1
0へのイオン注入時には一点鎖線で示すように横倒され
る。
【0006】正電荷を持つイオンビーム12の大部分
は、フラグファラデー14(ウエハ10)に衝突するこ
とによりフラグファラデー14(プラテン11)に電荷
を与え、ビーム電流測定部13によりビーム電流として
測定される。ところが、一部のイオンビーム12は、フ
ラグファラデー14(ウエハ10)で反射し散乱してし
まう。この二次電子等の反射ビームを捕集し、ビーム電
流測定部13により正確なビーム電流を測定するため、
フラグファラデー14(プラテン11)を囲むようにフ
ァラデーカップ15が設けられている。
【0007】また、ファラデーカップ15の開口部から
の二次電子等の捕捉漏れを防ぐために、その開口部の前
方にサプレッサー電極16が配置され、ビーム電流の測
定精度を上げている。さらに、ファラデーカップ15の
前方にマスク17が設けられ、イオンビーム12の入射
角を一定値に制限して測定精度を上げている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、この
種のイオン注入装置においては、ウエハ10へのイオン
注入に先立って予めビーム電流値を設定するために、フ
ラグファラデー14によってビーム電流を測定する。し
かしながら従来は、図5に示すように、フラグファラデ
ー14が、ウエハ10を保持するプラテン11よりもイ
オン源に近い位置に設置されていた。
【0009】このため、イオン源からのフラグファラデ
ー14とプラテン11との距離が違うことによって、距
離差によるイオンビーム12の途中損失が生じる。これ
により、予めフラグファラデー14により測定したビー
ム電流値と、これに基づいて実際にウエハ10にイオン
を注入するときのプラテン11でのビーム電流値とが異
なってしまい、この結果、ウエハ10へのイオン注入量
を高精度に制御することができないという問題があっ
た。
【0010】そこで本発明は、予めフラグファラデーに
より測定するビーム電流値と実際のイオン注入時のプラ
テンでのビーム電流測定値とがほぼ同一になるイオン注
入装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、イオン源からのイオンビームを試料に照
射してイオンを試料に注入するイオン注入装置におい
て、前記試料へのイオン注入前にビーム電流を測定する
ためのフラグファラデーを、前記試料を保持するための
プラテンとほぼ同一の位置に設置したものである。
【0012】また、本発明は、イオン源からのイオンビ
ームを試料に照射してイオンを試料に注入するイオン注
入装置において、前記試料を保持するためのプラテンを
イオンビームの照射位置と非照射位置との間で移動自在
に構成し、前記プラテンを前記照射位置から前記非照射
位置へ移動させたときに、このプラテンに代わって前記
照射位置へ移動してイオンビームを遮蔽するためのマス
クを設け、前記試料へのイオン注入前にビーム電流を測
定するためのフラグファラデーを前記マスクの部分に配
置したものである。
【0013】
【作用】上記のように構成された本発明によれば、フラ
グファラデーがプラテンとほぼ同一の位置に設置されて
いるので、試料へのイオン注入前に予めフラグファラデ
ーにより測定するビーム電流値と、試料への実際のイオ
ン注入時にプラテンにより測定するビーム電流値とがほ
ぼ同一となる。これにより、予め設定したビーム電流値
に基づいて試料へのイオン注入量を高精度に制御するこ
とができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明によるイオン注入装置の実施例
について図1〜図3を参照して説明する。なお、装置全
体の概略構成は図4で説明した従来例と実質的に同等で
よく、また、試料室チャンバー内において図5で説明し
た従来例と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付
してその説明を省略する。
【0015】まず、図1及び図2は第1実施例を示し、
図1(a)及び(b)はそれぞれウエハへのイオン注入
時及びフラグファラデーによるビーム電流測定時におけ
る試料室チャンバーの概略断面図、図2はプラテン及び
マスク部分の概略斜視図である。
【0016】試料室チャンバー9内のファラデーカップ
15の後端に、プラテン21とマスク22とが配置され
ている。これらプラテン21とマスク22とは、それら
の一側部において適宜な取付部材23を介して直角状に
連設されている。この取付部材23には回転軸23aが
設けられており、プラテン21とマスク22とは、駆動
機構(図示せず)により回転軸23aを中心として矢印
a及びb方向へ一体的に回動自在に構成されている。そ
して、プラテン21上にウエハ10が保持され、マスク
22上にフラグファラデー24が配置されている。
【0017】図1(a)に示すように、プラテン21が
矢印a方向へ回動されてイオンビーム12の照射位置に
移動されると、マスク22は矢印a方向へ回動されて非
照射位置へ移動される。また、図1(b)に示すよう
に、プラテン21が矢印b方向へ回動されて非照射位置
に移動されると、マスク22は矢印b方向へ回動されて
照射位置に移動される。従って、プラテン21が照射位
置から非照射位置へ移動されると、このプラテン21に
代わってマスク22が照射位置へ移動されてイオンビー
ム12を遮蔽することになり、このマスク22にフラグ
ファラデー24が配置されているので、フラグファラデ
ー24がプラテン21と同一の位置に設置されることに
なる。
【0018】上記のように構成されたイオン注入装置に
よれば、まず、図1(b)に示すように、プラテン21
を横倒させてマスク22を起立させた状態で、マスク2
2に配置されたフラグファラデー24にイオンビーム1
2を照射し、このフラグファラデー24によってビーム
電流を測定して、注入条件となるビーム電流を設定す
る。
【0019】その後、図1(a)に示すように、ウエハ
10が装着されたプラテン21を起立させてマスク22
を横倒させた状態で、上記の設定に基づいてウエハ10
にイオンビーム12を照射し、プラテン21でのビーム
電流をモニターしながら、ウエハ10にイオンを注入す
る。
【0020】このように、フラグファラデー24とプラ
テン21とが同一の位置に設置されるので、イオン源か
らのフラグファラデー24とプラテン21との距離が同
一になり、距離差によるイオンビーム12の途中損失が
なくなる。これにより、ウエハ10へのイオン注入前に
予めフラグファラデー24により測定したビーム電流値
と、実際にウエハ10にイオンを注入するときのプラテ
ン21でのビーム電流値とが同一になる。従って、フラ
グファラデー24での測定によって設定したビーム電流
値に基づいてウエハ10へのイオン注入量を高精度に制
御することができる。
【0021】また、ファラデーカップ15に対するフラ
グファラデー24とプラテン21との位置も同一になる
ので、ファラデーカップ15による二次電子等の捕捉も
同一条件で行うことができる。
【0022】次に、図3は第2実施例におけるプラテン
及びマスク部分の概略斜視図であり、プラテン21とマ
スク22とが適宜の取付部材23を介して同一の平面上
に連設され、プラテン21上にウエハ10が保持され、
マスク22上にフラグファラデー24が配置されてい
る。
【0023】この第2実施例においては、プラテン21
とマスク22とが、同一面内において一体的に直線移動
(矢印c及びd方向)または回転移動(矢印e及びf方
向)される。これによって、フラグファラデー24とプ
ラテン21とがイオンビーム12に対して同一の位置に
設置される。
【0024】なお、上述した第1及び第2実施例のよう
に、プラテン21とマスク22とが一体的に移動される
構成は、両者の入れ代えを極めて確実かつ迅速に行うこ
とができる上に、その構造も極めて簡単になる。また、
第1実施例においては、直角状に連設されたプラテン2
1とマスク22とが回動されるので、試料室チャンバー
9の横幅が増加することはなく、しかも、後方からプラ
テン21に対するウエハ10の着脱を容易に行うことが
できる。また、第2実施例においては、同一平面上に連
設されたプラテン21とマスク22とが移動されるの
で、試料室チャンバー9の奥行きを最小限に抑えること
ができる。
【0025】以上、本発明の実施例に付き説明したが、
本発明は上記実施例に限定されることなく、本発明の技
術的思想に基づいて各種の有効な変更並びに応用が可能
である。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フラグファラデーをプラテンとほぼ同一の位置に設置す
ることによって、試料へのイオン注入前に予めフラグフ
ァラデーによる測定に基づいて設定したビーム電流値
と、試料への実際のイオン注入時にプラテンによりモニ
ターするビーム電流の測定値とを、常に正確に一致させ
ることができる。これにより、イオン注入を極めて高精
度に制御することができ、極めて再現性のよいドーピン
グを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるイオン注入装置の第1実施例にお
いて(a)はウエハへのイオン注入時(b)はフラグフ
ァラデーによるビーム電流測定時における試料室チャン
バーの概略断面図である。
【図2】上記第1実施例におけるプラテン及びマスク部
分の概略斜視図である。
【図3】本発明によるイオン注入装置の第2実施例にお
けるプラテン及びマスク部分の概略斜視図である。
【図4】従来のイオン注入装置における全体の概略構成
図である。
【図5】上記従来のイオン注入装置における試料室チャ
ンバーの概略断面図である。
【符号の説明】
1 イオン源 9 試料室チャンバー 10 ウエハ 12 イオンビーム 13 ビーム電流測定部 15 ファラデーカップ 21 プラテン 22 マスク 23 取付部材 23a 回転軸 24 フラグファラデー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 イオン源からのイオンビームを試料に照
    射してイオンを試料に注入するイオン注入装置におい
    て、 前記試料へのイオン注入前にビーム電流を測定するため
    のフラグファラデーを、前記試料を保持するためのプラ
    テンとほぼ同一の位置に設置したことを特徴とするイオ
    ン注入装置。
  2. 【請求項2】 イオン源からのイオンビームを試料に照
    射してイオンを試料に注入するイオン注入装置におい
    て、 前記試料を保持するためのプラテンをイオンビームの照
    射位置と非照射位置との間で移動自在に構成し、前記プ
    ラテンを前記照射位置から前記非照射位置へ移動させた
    ときに、このプラテンに代わって前記照射位置へ移動し
    てイオンビームを遮蔽するためのマスクを設け、前記試
    料へのイオン注入前にビーム電流を測定するためのフラ
    グファラデーを前記マスクの部分に配置したことを特徴
    とするイオン注入装置。
  3. 【請求項3】 前記試料を保持するプラテンと前記フラ
    グファラデーを配置するマスクとがほぼ直角状に連設さ
    れ、この連設部分を中心として前記プラテンと前記マス
    クとが一体的に回動されて入れ代わるように構成したこ
    とを特徴とする請求項2記載のイオン注入装置。
  4. 【請求項4】 前記試料を保持するプラテンと前記フラ
    グファラデーを配置するマスクとがほぼ同一面上に連設
    され、この同一面内において前記プラテンと前記マスク
    とが一体的に移動されて入れ代わるように構成したこと
    を特徴とする請求項2記載のイオン注入装置。
JP5223775A 1993-08-17 1993-08-17 イオン注入装置 Withdrawn JPH0757683A (ja)

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JPH0757683A true JPH0757683A (ja) 1995-03-03

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100485387B1 (ko) * 2002-11-26 2005-04-27 삼성전자주식회사 이온 주입 장치의 모니터링 방법 및 이를 수행하기 위한섀도우 지그를 갖는 이온 주입 장치
CN108966676A (zh) * 2017-03-17 2018-12-07 应用材料公司 在真空系统处理掩模装置的方法、掩模处理设备和真空系统
JP2019212598A (ja) * 2018-06-01 2019-12-12 日新イオン機器株式会社 イオンビーム照射装置

Cited By (4)

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CN108966676A (zh) * 2017-03-17 2018-12-07 应用材料公司 在真空系统处理掩模装置的方法、掩模处理设备和真空系统
CN108966676B (zh) * 2017-03-17 2023-08-04 应用材料公司 在真空系统处理掩模装置的方法、掩模处理组件和用于在基板上沉积材料的真空系统
JP2019212598A (ja) * 2018-06-01 2019-12-12 日新イオン機器株式会社 イオンビーム照射装置

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