JPS63128540A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
- Publication number
- JPS63128540A JPS63128540A JP61273722A JP27372286A JPS63128540A JP S63128540 A JPS63128540 A JP S63128540A JP 61273722 A JP61273722 A JP 61273722A JP 27372286 A JP27372286 A JP 27372286A JP S63128540 A JPS63128540 A JP S63128540A
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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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、半導体や金属材料等にドーパントを注入する
ためのイオン注入装置に関する。
ためのイオン注入装置に関する。
〈従来の技術〉
イオン注入装置においては、一般に、直流高電圧電源に
よりイオンビームを加速し、そのイオンビームを電磁界
もしくは機械的な方法によりスイープさせて、半導体等
のターゲットに打ち込む。
よりイオンビームを加速し、そのイオンビームを電磁界
もしくは機械的な方法によりスイープさせて、半導体等
のターゲットに打ち込む。
従来のイオン注入装置においては、例えば特開昭５６−
１４５６４６号に示されているように、単位面積当りの
ドーパント注入濃度を一定に保つため、イオンビーム電
流の時間的変化よりも十分に早い周期（５１０ｍ５ｅｃ
）でイオンビームをターゲット上で一様にスイープさせ
ている。
１４５６４６号に示されているように、単位面積当りの
ドーパント注入濃度を一定に保つため、イオンビーム電
流の時間的変化よりも十分に早い周期（５１０ｍ５ｅｃ
）でイオンビームをターゲット上で一様にスイープさせ
ている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
ところが、以上のような従来の手法によれば、イオンビ
ーム電流の変化に対して、フィードバック制御等の能動
的な制御はしておらず、従ってスイープを完全に一様に
しても、イオンビーム電流の時間的変化が急峻であれば
、必然的に注入誤差が生じる。
ーム電流の変化に対して、フィードバック制御等の能動
的な制御はしておらず、従ってスイープを完全に一様に
しても、イオンビーム電流の時間的変化が急峻であれば
、必然的に注入誤差が生じる。
また、近年、従来よりも大きなターゲットに、従来より
高いエネルギのイオンビームを打ち込むことが要望され
ている。この場合、スイープする面積が大きくなり、ス
イープさせるのに必要な電磁界もしくは機械的エネルギ
も大きくなる。しかし、実用可能な電磁界もしくは機械
的エネルギには限界があるので、スイープに要する時間
が長くなる傾向となって、その間のイオンビーム電流の
変動が無視できなくなりつつある。
高いエネルギのイオンビームを打ち込むことが要望され
ている。この場合、スイープする面積が大きくなり、ス
イープさせるのに必要な電磁界もしくは機械的エネルギ
も大きくなる。しかし、実用可能な電磁界もしくは機械
的エネルギには限界があるので、スイープに要する時間
が長くなる傾向となって、その間のイオンビーム電流の
変動が無視できなくなりつつある。
本発明は上記に鑑みてなされたもので、イオンビーム電
流に急峻な変動があった場合でも、あるいは広範囲にド
ーパントを注入する必要がある場合でも、注入濃度を常
に目標注入濃度に正確に制御することのできる、イオン
注入装置の提供を目的としている。
流に急峻な変動があった場合でも、あるいは広範囲にド
ーパントを注入する必要がある場合でも、注入濃度を常
に目標注入濃度に正確に制御することのできる、イオン
注入装置の提供を目的としている。
〈問題点を解決するための手段〉
上記の目的を達成するための構成を、第１図に示す基本
概念図を参照しつつ説明すると、本発明は、イオン源、
イオン加速部等を備えてなるイオンビーム発生部ａと、
このイオンビーム発生部ａからのイオンビームＢとター
ゲットｂとのＸおよびｙ方向の相対位置を変化させるス
イープ装置Ｃを有し、ターゲットｂ上２次元方向にイオ
ンを注入する装置において、イオンビームＢのビーム電
流を刻々と測定するビーム電流測定手段ｄと、そのビー
ム電流測定結果をイオンビームＢのスイープ位置に対応
して順次格納することによりターゲラ）ｂ上へのイオン
実注入量のｘ−７分布を記憶する第１の記憶手段ｅと、
あらかじめ設定されたターゲットｂ上へのイオン目標注
入量のｘ−７分布を記憶する第２の記憶手段ｆと、第１
および第２の記憶手段ｅおよびｆ内のそれぞれ対応する
Ｘ−ｙ座標におけるデータの比較結果に基づいて、スイ
ープ装置Ｃに制御信号を与える制御手段ｇを備え、イオ
ン実注入量のｘ−７分布がイオン目標注入量のｘ−７分
布と等しくなるよう、イオンビームＢのスイープ位置を
制御するよう構成したことによって、特徴づけられる。
概念図を参照しつつ説明すると、本発明は、イオン源、
イオン加速部等を備えてなるイオンビーム発生部ａと、
このイオンビーム発生部ａからのイオンビームＢとター
ゲットｂとのＸおよびｙ方向の相対位置を変化させるス
イープ装置Ｃを有し、ターゲットｂ上２次元方向にイオ
ンを注入する装置において、イオンビームＢのビーム電
流を刻々と測定するビーム電流測定手段ｄと、そのビー
ム電流測定結果をイオンビームＢのスイープ位置に対応
して順次格納することによりターゲラ）ｂ上へのイオン
実注入量のｘ−７分布を記憶する第１の記憶手段ｅと、
あらかじめ設定されたターゲットｂ上へのイオン目標注
入量のｘ−７分布を記憶する第２の記憶手段ｆと、第１
および第２の記憶手段ｅおよびｆ内のそれぞれ対応する
Ｘ−ｙ座標におけるデータの比較結果に基づいて、スイ
ープ装置Ｃに制御信号を与える制御手段ｇを備え、イオ
ン実注入量のｘ−７分布がイオン目標注入量のｘ−７分
布と等しくなるよう、イオンビームＢのスイープ位置を
制御するよう構成したことによって、特徴づけられる。
〈作用〉
ビーム電流測定手段ｄにより、出力されたイオンビーム
Ｂの刻々のビーム電流が測定され、この測定結果を第１
の記憶手段ｅにイオンビームＢのスイープ位置に対応し
て順次格納してゆくことにより、第１の記憶手段ｅには
ターゲットｂ上のイオン実注入量のｘ−７分布が記憶さ
れることになる。この第１の記憶手段ｅの内容と、第２
の記憶手段ｆの内容とを、対応するｘ−ｙ座標のものに
ついて比較すれば、各座標点におけるイオン目標注入量
に対するイオン実注入量の差が得られる。
Ｂの刻々のビーム電流が測定され、この測定結果を第１
の記憶手段ｅにイオンビームＢのスイープ位置に対応し
て順次格納してゆくことにより、第１の記憶手段ｅには
ターゲットｂ上のイオン実注入量のｘ−７分布が記憶さ
れることになる。この第１の記憶手段ｅの内容と、第２
の記憶手段ｆの内容とを、対応するｘ−ｙ座標のものに
ついて比較すれば、各座標点におけるイオン目標注入量
に対するイオン実注入量の差が得られる。
この差が各座標点についてＯとなるようイオンビームＢ
のスイープ位置を制御することにより、ターゲットｂに
所望の濃度分布のもとにイオンを注入することができる
。
のスイープ位置を制御することにより、ターゲットｂに
所望の濃度分布のもとにイオンを注入することができる
。
〈実施例〉
本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。
第２図は本発明実施例の構成を示すブロック図である。
イオンビーム発生部１はイオン源、ライナック等からな
り、イオン源からのイオンにエネルギを付加して、パル
ス状のビームとして出力する。このイオンビームは、ｙ
軸偏向電極２ａ、２ｂおよびＸ軸偏向電極３ａ、３ｂを
通過してターゲットＴに入射する。
り、イオン源からのイオンにエネルギを付加して、パル
ス状のビームとして出力する。このイオンビームは、ｙ
軸偏向電極２ａ、２ｂおよびＸ軸偏向電極３ａ、３ｂを
通過してターゲットＴに入射する。
ｙ軸およびＸ軸偏向電極２ａ、 ２ｂおよび３ａ。
３ｂにはそれぞれ、ｙ軸偏向用高電圧電源４およびＸ軸
偏向用高電圧電源５が接続されており、Ｘ軸ｙ軸スイー
プ制御装Ｗ６から出力されるＸ軸信号およびＸ軸信号に
基づいてｙ軸およびＸ軸方向にイオンビームを任意量偏
向させる大きさの電場を発生するための電圧を印加する
ことができる。
偏向用高電圧電源５が接続されており、Ｘ軸ｙ軸スイー
プ制御装Ｗ６から出力されるＸ軸信号およびＸ軸信号に
基づいてｙ軸およびＸ軸方向にイオンビームを任意量偏
向させる大きさの電場を発生するための電圧を印加する
ことができる。
すなわち、ターゲットＴへのイオンビーム入射位置は、
ｙ軸およびＸ軸偏向電極２ａ、２ｂおよび３ａ、３ｂに
印加される電圧の大きさ、換言すればＸ軸信号およびＸ
軸信号の値により一意的に決定される。
ｙ軸およびＸ軸偏向電極２ａ、２ｂおよび３ａ、３ｂに
印加される電圧の大きさ、換言すればＸ軸信号およびＸ
軸信号の値により一意的に決定される。
一方、イオンビーム発生部１からのパルス状のイオンビ
ームは、ターゲットＴへの入射前、任意位置においてパ
ルストランス７を通過する。このパルストランス７は、
イオンビームの流れを阻害せずにそのビーム電流を測定
するために設けられたもので、イオンビームがこのパル
ストランス７を通過するときに生起する電圧信号を、ア
ンプ８により増幅し、電圧−パルス変換器９によってパ
ルス列に変換する。これにより、イオンビーム発生部１
からのイオンビーム電流の変化は、上述したパルス列の
周波数変化として捕えられることになる。
ームは、ターゲットＴへの入射前、任意位置においてパ
ルストランス７を通過する。このパルストランス７は、
イオンビームの流れを阻害せずにそのビーム電流を測定
するために設けられたもので、イオンビームがこのパル
ストランス７を通過するときに生起する電圧信号を、ア
ンプ８により増幅し、電圧−パルス変換器９によってパ
ルス列に変換する。これにより、イオンビーム発生部１
からのイオンビーム電流の変化は、上述したパルス列の
周波数変化として捕えられることになる。
電圧−パルス変換器９からのパルス信号は、カウンタ１
０に入力されている。このカウンタ１０は、入力パルス
をカウントしてそのカウント値を２次元実注入量記憶装
置１１に供給するとともに、前述したＸ軸ｙ軸スイープ
制御装置６からのＸ軸信号およびＸ軸信号に基づいてリ
セットされる。
０に入力されている。このカウンタ１０は、入力パルス
をカウントしてそのカウント値を２次元実注入量記憶装
置１１に供給するとともに、前述したＸ軸ｙ軸スイープ
制御装置６からのＸ軸信号およびＸ軸信号に基づいてリ
セットされる。
２次元実注入量記憶装置１１は、ｘ−ｙ平面をメツシュ
状に分割してなる微小領域ごとにアドレスが設定されて
おり、また、上述のＸ軸信号およびＸ軸信号によってア
クセスされ、カウンタ１０のリセット直前のカウント値
をアクセスされたアドレスの内容に加算する。すなわち
、イオンビームのスイープと同期して、各スイープ位置
におけるイオンビーム電流が刻々と測定され、その測定
データが２次元実注入量記憶装置１１内の対応するアド
レスに順次加算格納されてゆくことになる。
状に分割してなる微小領域ごとにアドレスが設定されて
おり、また、上述のＸ軸信号およびＸ軸信号によってア
クセスされ、カウンタ１０のリセット直前のカウント値
をアクセスされたアドレスの内容に加算する。すなわち
、イオンビームのスイープと同期して、各スイープ位置
におけるイオンビーム電流が刻々と測定され、その測定
データが２次元実注入量記憶装置１１内の対応するアド
レスに順次加算格納されてゆくことになる。
従って、この２次元実注入量記憶装置１１の内容は、現
時点までにターゲソ）Ｔに注入されたイオンの実注入量
のｘ−７分布を表わすことになる。
時点までにターゲソ）Ｔに注入されたイオンの実注入量
のｘ−７分布を表わすことになる。
そして、この加算されたデータは実注入量信号として出
力され、Ｘ軸ｙ軸スイープ制御装置６に供給される。
力され、Ｘ軸ｙ軸スイープ制御装置６に供給される。
２次元目標注入量記憶装置１２は、ターゲットＴへの目
標注入量のｘ−７分布を記憶するためのもので、上述し
た２次元実注入量記憶装置１１と対応して、同様にｘ−
ｙ平面をメツシュ状に分割してなる微小領域ことにアド
レスが設定され、この各アドレスに所望の分布のもとに
あらかじめ目標注入量を格納しておく。この２次元目標
注入量記憶装置１２の内容は、同様にＸ軸信号およびＸ
軸信号によって読み出され、目標注入量信号としてｘ＠
ｙ軸スイープ制御装置６に供給される。
標注入量のｘ−７分布を記憶するためのもので、上述し
た２次元実注入量記憶装置１１と対応して、同様にｘ−
ｙ平面をメツシュ状に分割してなる微小領域ことにアド
レスが設定され、この各アドレスに所望の分布のもとに
あらかじめ目標注入量を格納しておく。この２次元目標
注入量記憶装置１２の内容は、同様にＸ軸信号およびＸ
軸信号によって読み出され、目標注入量信号としてｘ＠
ｙ軸スイープ制御装置６に供給される。
Ｘ軸ｙ軸スイープ制御装置６では、２次元実注入量記憶
装置１１と２次元目標注入量記憶装置１２との各スイー
プ位置における内容を常に比較し、両者の差が全位置に
おいて０となるよう、Ｘ軸信号およびＸ軸信号を調整し
て、イオンビームのＸ軸、ｙ軸スイープ速度やスイープ
パターンを制御する。すなわち、例えば注入量が比較的
多い位置は以後のスイープ時にスイープ速度を速め、あ
るいは間引く等を行う。これにより、ターゲットＴには
、イオンビーム電流の変化があっても、あらかじめ設定
された所望のパターンで所望の注入濃度分布のもとにド
ーパントが注入されることになる。
装置１１と２次元目標注入量記憶装置１２との各スイー
プ位置における内容を常に比較し、両者の差が全位置に
おいて０となるよう、Ｘ軸信号およびＸ軸信号を調整し
て、イオンビームのＸ軸、ｙ軸スイープ速度やスイープ
パターンを制御する。すなわち、例えば注入量が比較的
多い位置は以後のスイープ時にスイープ速度を速め、あ
るいは間引く等を行う。これにより、ターゲットＴには
、イオンビーム電流の変化があっても、あらかじめ設定
された所望のパターンで所望の注入濃度分布のもとにド
ーパントが注入されることになる。
なお、以上の実施例では、イオンビームのスイープに電
界を用いた例を示したが、磁界を用いる、もの、あるい
はターゲットを機械的に変化させるもの、更にはこれら
を複合して用いるものであってもよいことは勿論である
。
界を用いた例を示したが、磁界を用いる、もの、あるい
はターゲットを機械的に変化させるもの、更にはこれら
を複合して用いるものであってもよいことは勿論である
。
また、以上の実施例においては、イオンビームをパルス
状のものとし、イオンビーム電流の変化を、パルストラ
ンスによってターゲットに入射する前にイオン流を阻害
することなく測定する場合について説明したが、イオン
ビームを通常のとおり直流とする場合には、ビームチョ
ッパ等によってパルス化して同様にターゲット入射前に
イオンビーム電流を測定することができる。更には、リ
アルタイム性が阻われるものの、ターゲットに入射した
ビーム電流を電流計で測定し、その測定データを２次元
実注入量記憶装置に送るよう構成してもよい。
状のものとし、イオンビーム電流の変化を、パルストラ
ンスによってターゲットに入射する前にイオン流を阻害
することなく測定する場合について説明したが、イオン
ビームを通常のとおり直流とする場合には、ビームチョ
ッパ等によってパルス化して同様にターゲット入射前に
イオンビーム電流を測定することができる。更には、リ
アルタイム性が阻われるものの、ターゲットに入射した
ビーム電流を電流計で測定し、その測定データを２次元
実注入量記憶装置に送るよう構成してもよい。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明によれば、イオンビームの
ビーム電流を刻々と測定し、その測定値に基づいてイオ
ン実注入量のｘ−７分布を求めて記憶し、その内容を、
あらかじめ設定されたイオン目標注入量のｘ−７分布と
比較し、その比較結果に基づいてイオンビームのスイー
プ制御を行うので、イオンビーム電流に急峻な変動があ
った場合でも、これに対応してスイープ制御が実行され
ることになり、注入量のビーム変動に起因する誤差はほ
とんど発生しない。
ビーム電流を刻々と測定し、その測定値に基づいてイオ
ン実注入量のｘ−７分布を求めて記憶し、その内容を、
あらかじめ設定されたイオン目標注入量のｘ−７分布と
比較し、その比較結果に基づいてイオンビームのスイー
プ制御を行うので、イオンビーム電流に急峻な変動があ
った場合でも、これに対応してスイープ制御が実行され
ることになり、注入量のビーム変動に起因する誤差はほ
とんど発生しない。
また、実注入量のｘ−７分布が目標注入量のＸ−７分布
に等しくなるよう制御されることから、従来のイオン注
入装置が一様注入しかできなかったのに対し、本発明に
よれば任意の注入分布を実現することができる。
に等しくなるよう制御されることから、従来のイオン注
入装置が一様注入しかできなかったのに対し、本発明に
よれば任意の注入分布を実現することができる。
第１図は本発明の構成を示す基本概念図、第２図は本発
明実施例の構成を示すブロック図である。 １−イオンビーム発生部 ２ ａ 、 ２ ｂ−ｙ軸偏向電極 ３ａ、３ｂ−・Ｘ軸偏向電極 ４・−ｙ軸偏向用高電圧電源 ５−−−− ｘ軸偏向用高電圧電源 ６−−− ｘ軸ｙ軸スイープ制御装置 ７− パルストランス
明実施例の構成を示すブロック図である。 １−イオンビーム発生部 ２ ａ 、 ２ ｂ−ｙ軸偏向電極 ３ａ、３ｂ−・Ｘ軸偏向電極 ４・−ｙ軸偏向用高電圧電源 ５−−−− ｘ軸偏向用高電圧電源 ６−−− ｘ軸ｙ軸スイープ制御装置 ７− パルストランス
Claims (1)
- イオン源、イオン加速部等を備えてなるイオンビーム
発生部と、このイオンビーム発生部からのイオンビーム
とターゲットとのｘおよびｙ方向の相対位置を変化させ
るスイープ装置を有し、ターゲット上２次元方向に、イ
オンを注入する装置において、上記イオンビームのビー
ム電流を刻々と測定するビーム電流測定手段と、そのビ
ーム電流測定結果をイオンビームのスイープ位置に対応
して順次格納することによりターゲット上へのイオン実
注入量のｘ−ｙ分布を記憶する第１の記憶手段と、あら
かじめ設定されたターゲット上へのイオン目標注入量の
ｘ−ｙ分布を記憶する第２の記憶手段と、上記第１およ
び第２の記憶手段内のそれぞれ対応するｘ−ｙ座標にお
けるデータの比較結果に基づいて、上記スイープ装置に
制御信号を与える制御手段を備え、上記イオン実注入量
のｘ−ｙ分布が上記イオン目標注入量のｘ−ｙ分布と等
しくなるよう、イオンビームのスイープ位置を制御する
よう構成したことを特徴とする、イオン注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61273722A JPS63128540A (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61273722A JPS63128540A (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | イオン注入装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63128540A true JPS63128540A (ja) | 1988-06-01 |
Family
ID=17531650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61273722A Pending JPS63128540A (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63128540A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01176650A (ja) * | 1987-12-29 | 1989-07-13 | Mitsubishi Electric Corp | イオン注入装置におけるイオンビーム調整状態確認装置 |
| JPH03114127A (ja) * | 1989-05-15 | 1991-05-15 | Nissin Electric Co Ltd | イオン注入装置 |
| JP2006196385A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-07-27 | Seiko Epson Corp | イオン注入装置及び半導体装置の製造方法 |
-
1986
- 1986-11-17 JP JP61273722A patent/JPS63128540A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01176650A (ja) * | 1987-12-29 | 1989-07-13 | Mitsubishi Electric Corp | イオン注入装置におけるイオンビーム調整状態確認装置 |
| JPH03114127A (ja) * | 1989-05-15 | 1991-05-15 | Nissin Electric Co Ltd | イオン注入装置 |
| JP2006196385A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-07-27 | Seiko Epson Corp | イオン注入装置及び半導体装置の製造方法 |
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