DE69201531T2

DE69201531T2 - Ionenimplantationsgerät mit Oberflächenpotentialmesssystem.

Info

Publication number: DE69201531T2
Application number: DE69201531T
Authority: DE
Inventors: Hideki Kimura; Kazuhiro Tajima
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-07-08
Filing date: 1992-07-08
Publication date: 1995-07-06
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: US5326980A; EP0522962A1; DE69201531D1; EP0522962B1; JPH05135731A

Description

Die Erfindung betrifft eine Ionenimplantationsvorrichtung mit einer drehbaren Scheibe, auf der eine Anzahl von Substraten befestigt ist und die gedreht wird, damit die Substrate nacheinander einem Ionenstrahl ausgesetzt werden.
Ionenimplantationsvorrichtungen wurden bei der Herstellung von Halbleiteranordnungen oder Flüssigkristallanzeigen (LCD) eingesetzt. Bekannte Ionenimplantationsvorrichtungen besitzen eine drehbare Scheibe, auf der eine Anzahl von Substraten befestigt ist. Während der Ionenimplantation wird die drehbare Scheibe gedreht und gleichzeitig hin- und herbewegt, um die Substrate nacheinander einem Ionenstrahl auszusetzen. Dabei werden in der dem Ionenstrahl ausgesetzten Substratoberfläche positive Ladungen induziert. Bei einer übermäßigen Akkumulierung der positiven Ladungen treten in der Substratoberfläche jedoch Risse oder Überschläge auf. Um solche Risse oder Überschläge zu vermeiden, muß die Aufladung bezüglich der in der Substratoberfläche akkumulierten Ladungen durch Messen des Oberflächenpotentials während der Ionenimplantierung überwacht werden. Die herkömmlichen Ionenimplantationsvorrichtungen benutzen hierzu einen einzigen Oberflächenpotentialsensor, so daß eine genaue Messung des Oberflächenpotentials nicht möglich ist.
DE-A-3 623 441 beschreibt eine Ionenimplantationsvorrichtung, auf der Oberbegriff der Ansprüche 1 und 5 Bezug nimmt. Diese bekannte Vorrichtung besitzt Mittel zum Aussenden einen Ionenstrahls und eine drehbare Scheibe mit einer Vorderfläche, auf der eine Anzahl von Substraten mit in Umfangsrichtung gleichen Abständen befestigt sind, wobei die drehbare Scheibe so gelagert ist, daß sie eine Rotationsbewegung und eine alternierende Bewegung ausführen kann, so daß die Substrate nacheinander dem Ionenstrahl ausgesetzt werden. Dabei sind ein oder mehrere Oberflächenpotentialsensoren vorgesehen.
Das Hauptziel der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Ionenimplantationsvorrichtung zu schaffen, die eine sehr genaue Messung des Oberflächenpotentials ermöglicht.
Erfindungsgemäß ist nach Anspruch 1 eine Ionenimplantationsvorrichtung vorgesehen
mit Mitteln zum Aussenden eines Ionenstrahls
mit einer drehbaren Scheibe mit einer Vorderfläche, auf der eine Anzahl von Substraten mit in Umfangsrichtung gleichen Abständen befestigt sind, wobei die drehbare Scheibe so gelagert ist, daß sie eine Rotationsbewegung und eine alternierende Bewegung ausführen kann, so daß die Substrate nacheinander dem Ionenstrahl ausgesetzt werden,
sowie mit einer Mehrzahl von Oberflächenpotentialsensoren,
wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist,
daß die Oberflächenpotentialsensoren in der Nähe der Vorderfläche der drehbaren Scheibe relativ zu dem Ionenstrahl in unterschiedlichen Winkelabständen so angeordnet sind, daß sie Oberflächenpotentialsignale nach Maßgabe der auf den betreffenden Substraten herrschenden Oberflächenpotentiale erzeugen.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung, der in Anspruch 5 seinen Niederschlag findet, ist eine Ionenimplantationsvorrichtung vorgesehen
mit Mitteln zum Aussenden eines Ionenstrahls,
mit einer drehbaren Scheibe mit einer Vorderfläche, auf der eine Anzahl von Substraten mit in Umfangsrichtung gleichen Abständen befestigt sind, wobei die drehbare Scheibe so gelagert ist, daß sie eine Rotationsbewegung und eine alternierende Bewegung ausführen kann, so daß die Substrate nacheinander dem Ionenstrahl ausgesetzt werden,
sowie mit einer Mehrzahl von Oberflächenpotentialsensoren,
wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist,
daß die Oberflächenpotentialsensoren in der Nähe der Vorderfläche der drehbaren Scheibe auf einer in Richtung der alternierenden Bewegung der drehbaren Scheibe verlaufenden Linie so angeordnet sind, daß sie Oberflächenpotentialsignale nach Maßgabe der auf den betreffenden Substraten herrschenden Oberflächenpotentiale erzeugen. Im folgenden sei die Erfindung anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Ionenimplantationsvorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 zeigt den Verlauf des Logarithmus des Oberflächenpotentials über den Logarithmus der Zeit,
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Ionenimplantationsvorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 4 zeigt eine schematische Blockdarstellung der Komponenten der Ionenimplantationsvorrichtung von Fig. 3,
Fig. 5 und 6 zeigen perspektivische Ansichten einer herkömmlichen Ionenimplantationsvorrichtung,
Fig. 7A zeigt eine Schnittansicht des auf den Wafer auftretenden Ionenstrahls, wobei sich die rotierende Scheibe in ihrer tiefsten Position befindet,
Fig. 7B zeigt eine graphische Darstellung, in der der Abstand von der untersten Position des Wafers über dem Oberflächenpotential aufgetragen ist,
Fig. 8A zeigt eine graphische Darstellung, in der der Abstand von der mittleren Position des Wafers über dem Öberflächenpotential aufgetragen ist,
Fig. 8B zeigt eine graphische Darstellung des Abstands von der untersten Position des Wafers über dem Oberflächenpotential,
Fig. 9A zeigt eine Schnittansicht des auf den Wafer auftretenden Ionenstrahls, wobei sich die rotierende Scheibe in ihrer höchsten Position befindet,
Fig. 9B zeigt eine graphische Darstellung, in der der Abstand von der untersten Position des Wafers über dem Oberflächenpotential aufgetragen ist,
Bevor die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert werden, sei zunächst die in Fig. 5 und 6 dargestellte Ionenimplantationsvorrichtung nach dem Stand der Technik kurz beschrieben, um eine bessere Basis für das Verständnis der mit dieser bekannten Ionenimplantationsvorrichtung verbundenen Probleme zu schaffen. Die in Fig. 5 und 6 dargestellte bekannte Ionenimplantationsvorrichtung besitzt eine drehbare Scheibe 10, auf deren Rückseite eine Welle 12 zentral befestigt ist, so daß sie sich zusammen mit dieser dreht. Die drehbare Scheibe 10 ist so gelagert, daß sie in der durch den Pfeil A gekennzeichneten Richtung gedreht und in den durch die Pfeile B gekennzeichneten vertikalen Richtungen hin- und herbewegt werde kann. Auf der Vorderseite der drehbaren Scheibe 10 ist eine Anzahl von Substraten mit in Umfangsrichtung gleichen Abständen befestigt. Ein (nicht dargestellter) Ionenstrahlgenerator sendet einen Ionenstrahl in Richtung auf die drehbare Scheibe 10 aus und erzeugt an einer vorbestimmten Position auf der Vorderfläche der drehbaren Scheibe 10 einen Ionenstrahlpunkt. Dieser Ionenstrahlpunkt ist in Radiusrichtung der drehbaren Scheibe 10 auf eine Breite W auseinanderzogen. Während der Ionenstrahl 14 im Verlauf der Ionenimplantation in Richtung auf die rotierende Scheibe 10 ausgesendet wird, wird diese mit einer vorgegebenen hohen Geschwindigkeit in Richtung des Pfeils A gedreht und mit einer vorgegebenen niedrigen Geschwindigkeit in den durch die Pfeile B gekennzeichneten vertikalen Richtungen hin- und herbewegt, so daß die gesamte Fläche der einzelnen Wafer 20 abgetastet wird. Auf der dem Ionenstrahl 14 ausgesetzten Wafer-Fläche werden positive Ladungen induziert. Bei einer übermäßigen Akkumulierung der positiven Ladungen treten in der Substratoberfläche jedoch Risse oder Überschläge auf. Um solche Risse oder Überschläge zu vermeiden, muß die Aufladung bezüglich der in der Substratoberfläche akkumulierten Ladungen durch Messen des Oberflächenpotentials während der Ionenimplantierung überwacht werden.
Eine herkömmliche Ionenimplantationsvorrichtung, die, wie in Fig. 6 dargestellt, nur einen einzigen Oberflächenpotentialsensor 16 verwendet, ist beispielsweise in dem japanischen Patent JP-A-2 122 538 offenbart. Der Oberflächenpotentialsensor 16 besitzt eine in der Nähe der Vorderfläche der drehbaren Scheibe 10 angeordnete kapazitive Sonde sowie einen Feldeffekttransistor, dessen Gate-Elektrode mit dieser kapazitiven Sonde verbunden ist. Wenn Ladungen in die kapazitive Sonde induziert werden, ändert sich das elektrische Feld um die Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors bis zu einem Maße, das den induzierten Ladungen und damit dem Oberflächenpotential des Wafers 20 entspricht. Das gemessene Oberflächenpotential wird an eine Anzeigeeinheit 18 ausgegeben.
Bei einem solchen herkömmlichen Oberflächenpotentialsensor 16 vergeht jedoch eine genügend große Zeit von beispielsweise 43 ms, bis ein Wafer 20, der dem Ionenstrahl 14 ausgesetzt wird, an der Position ankommt, an der der Oberflächenpotentialsensor 16 das Oberflächenpotential des Wafers 20 detektiert. Während dieser Zeit entlädt sich der aufge-Iadene Wafer 20, so daß der von dem Oberflächenpotentialsensor 16 gemessene Wert des Oberflächenpotentials mit einem Fehler behaftet ist. Man könnte daran denken, den Oberflächenpotentialsensor in der Nähe der Position anzuordnen, an der der Wafer 20 dem Ionenstrahl 14 ausgesetzt wird. In dieser Position wird jedoch die Arbeitsgenauigkeit des Oberflächenpotentialsensors 16 direkt durch geladene Partikel beeinträchtigt.
Ein weiteres Problem, das bei der bekannten Ionenimplantationsvorrichtung auftritt, besteht darin, daß sich die Position, an der der Wafer 20 dem Ionenstrahl 14 ausgesetzt ist, zeitlich ändert, so daß der Oberflächenpotentialwert, der von dem Oberflächenpotentialsensor 16 gemessen wird, mit einem Fehler behaftet ist. Das heißt, die Position, an der der Oberflächenpotentialsensor 16 auf einen Wafer 20 gerichtet ist, weicht von der Position ab, an der der Wafer 20 dem Ionenstrahl 14 ausgesetzt wurde, da die drehbare Scheibe 20 mit einem vorgegebenen Hub in den durch die Pfeile B gekennzeichneten vertikalen Richtungen hin- und herbewegt wird, damit der Ionenstrahl 14 die ganze Fläche jedes der auf der Scheibe befestigten Wafer 20 überstreichen kann. Fig. 7A zeigt den Wafer 20 in einer Position, in der sein oberer Abschnitt dem Ionenstrahl 14 ausgesetzt ist. Dabei befindet sich die drehbare Scheibe 10 in ihrer untersten Hubposition. In dem oberen Abschnitt. der dem Ionenstrahl 14 ausgesetzt ist, ist das Oberflächenpotential höher als in dem übrigen Teil des Wafers 20, wie dies in Fig. 7B dargestellt ist. Fig. 8A zeigt den Wafer 20 in einer Position, in der sein mittlerer Teil dem Ionenstrahl 14 ausgesetzt ist. Die drehbare Scheibe 10 befindet sich dabei in ihrer mittleren Hubposition. Das Oberflächenpotential ist in dem mittleren Abschnitt, der dem Ionenstrahl 14 ausgesetzt ist, höher als in dem übrigen Teil des Wafers 20, wie dies in Fig. 8B dargestellt ist. Fig. 9A schließlich seit den Wafer 20 in einer Position, in der sein unterer Abschnitt dem Ionenstrahl 14 ausgesetzt ist, wobei sich die drehbare Scheibe 10 in ihrer höchsten Hubposition befindet. Da das Oberflächenpotential in dem dem Ionenstrahl 14 ausgesetzten unteren Abschnitt größer ist als in dem übrigen Teil des Wafers 20, wie dies in Fig. 9B dargestellt ist, wenn die Position, an der der Oberflächenpotentialsensor 16 auf einen Wafer 20 gerichtet ist, von der Position abweicht, an der der Wafer 20 dem Ionenstrahl 14 ausgesetzt war, ist es unmöglich, das Oberflächenpotential mit einem einzigen Oberflächenpotentialsensor 16 genau zu messen.
Es sei nun auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein erstes Ausführungsbeispiel einer Ionenimplantationsvorrichtung nach der Erfindung gemäß Anspruch 1 dargestellt ist. Diese Ionenimplantationsvorrichtung besitzt eine drehbare Scheibe 10, auf deren Rückseite eine Welle 12 zentral befestigt ist, so daß sie sich zusammen mit dieser dreht. Die drehbare Scheibe 10 ist so gelagert, daß sie in der durch den Pfeil A gekennzeichneten Richtung gedreht und in den durch die Pfeile B gekennzeichneten vertikalen Richtungen hin- und herbewegt werden kann. Auf der Vorderseite der drehbaren Scheibe 10 ist eine Anzahl von Substraten mit in Umfangsrichtung gleichen Abständen befestigt. Ein (nicht dargestellter) Ionenstrahlgenerator sendet einen Ionenstrahl in Richtung auf die drehbare Scheibe 10 aus, um an einer vorgegebenen Position auf der Vorderfläche der drehbaren Scheibe 10 einen lonenstrahlpunkt zu erzeugen. Die Ionenimplantationsvorrichtung besitzt ferner mehrere (im dargestellten Fall drei) Oberflächenpotentialsensoren 30A, 30B und 30C, die in geringem Abstand D von der Vorderfläche der drehbaren Scheibe 10 angeordnet sind. Diese Oberflächenpotentialsensoren 30A, 30B und 30C haben in Umfangsrichtung der drehbaren Scheibe 10 gleichen Abstand. Der erste Oberflächenpotentialsensor 30A besitzt beispielsweise einen Winkelabstand von etwa 60º von dem Ionenstrahl 14, der zweite Oberflächenpotentialsensor 30B einen Winkelabstand von etwa 180º von dem Ionenstrahl 14 und der dritte Oberflächenpotentialsensor 30C einen Winkelabstand von etwa 300º, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Die Oberflächenpotentialsensoren 30A, 30B und 30C, die jeweils im wesentlichen den gleichen Aufbau haben, wie der in Verbindung mit Fig. 6 beschriebene Oberflächenpotentialsensor, sind so ausgerichtet, daß sie das Oberflächenpotential im Zentrum der einzelnen Wafer 20 messen. Die Oberflächenpotentialsensoren 30A, 30B und 30C sind mit entsprechenden Anzeigeeinheiten 32A, 32B bzw. 32C verbunden.
Während der Ionenimplantation wird der Ionenstrahl 14 in Richtung auf die drehbare Scheibe 10 ausgesendet, die mit hoher Geschwindigkeit (z.B. 1000 upm) in der durch den Pfeil A gekennzeichneten Richtung gedreht und mit niedriger Geschwindigkeit (z.B. 15 bis 30 Sekunden pro Hub) in den durch die Pfeile B angedeuteten vertikalen Richtungen hin- und herbewegt wird, so daß die einzelnen Wafer 20 abgetastet werden. Wenn ein Halbleiter-Wafer 20 an der vorgegebenen Position ankommt, wird er dem Ionenstrahl 14 ausgesetzt, den der Ionenstrahlgenerator aussendet. Dadurch werden auf der Oberfläche des Wafers 20 Ladungen induziert. Wenn sich die drehbare Scheibe 10 um einen Winkel von etwa 600 in der durch den Pfeil B angegebenen Richtung dreht, kommt der Wafer 20 an der Position an, an der sein Zentrum dem ersten Oberflächenpotentialsensor 30A gegenüberliegt. Der erste Oberflächenpotentialsensor 30A tastet auf der Oberfläche des Wafers 20 das Potential V 1 ab und erzeugt ein elektrisches Signal, das dem erfaßten Oberflächenpotential V1 entspricht. Dieses elektrische Signal wird der Anzeigeeinheit 32A zugeführt, auf der das abgetastete Oberflächenpotential V1 angezeigt wird. Bis der dem Ionenstrahl 14 ausgesetzte Wafer 20 dem ersten Oberflächenpotentialsensor 30A gegenüberliegt, verstreicht eine vorbestimmte Zeit, in der der Wafer 20 etwas entladen wird.
Wenn die drehbare Scheibe 10 in der durch den Pfeil A gekennzeichneten Richtung um einen Winkel von etwa 120º weitergedreht wird, gelangt der Wafer 20 in die Position, in der sein Zentrum dem zweiten Oberflächenpotentialsensor 308 gegenüberliegt. Der zweite Oberflächenpotentialsensor 308 tastet auf der Oberfläche des Wafers 20 das Potential V2 ab und erzeugt ein elektrisches Signal, das dem abgetasteten Oberflächenpotential V2 entspricht. Dieses elektrische Signal wird der Anzeigeeinheit 328 zugeführt, auf der das abgetastete Oberflächenpotential V2 angezeigt wird. Bis der dem Ionenstrahl 14 ausgesetzte Wafer 20 dem ersten Oberflächenpotentialsensor 308 gegenüberliegt, verstreicht eine vorbestimmte Zeit, in der der Wafer 20 etwas entladen wird.
Wenn die drehbare Scheibe 10 in der durch den Pfeil A gekennzeichneten Richtung um einen Winkel von etwa 120º weitergedreht wird, gelangt der Wafer 20 in die Position, in der sein Zentrum dem zweiten Oberflächenpotentialsensor 30C gegenüberliegt. Der zweite Oberflächenpotentialsensor 30C tastet auf der Oberfläche des Wafers 20 das Potential V3 ab und erzeugt ein elektrisches Signal, das dem abgetasteten Oberflächenpotential V3 entspricht. Dieses elektrische Signal wird der Anzeigeeinheit 32C zugeführt, auf der das abgetastete Oberflächenpotential V3 angezeigt wird. Bis der dem Ionenstrahl 14 ausgesetzte Wafer 20 dem ersten Oberflächenpotentialsensor 30C gegenüberliegt, verstreicht eine vorbestimmte Zeit, in der der Wafer 20 etwas entladen wird.
Das Ausmaß der Entladung des Wafers 20 hängt von der Zeit ab, die verstreicht, nachdem der Wafer 20 dem Ionenstrahl 14 ausgesetzt wurde, sowie von der Zeitkonstante T, die von dem Material der Waferoberfläche abhängt. Wenn der Wafer 20 während einer Zeit t entladen wird, nachdem er dem Ionenstrahl 14 ausgesetzt war, ist das Oberflächenpotential V gegeben durch
V = Voexp (-t/T)
worin Vo den Anfangswert, d.h. das zur Zeit t = 0 erzeugte Oberflächenpotential, bedeutet, wenn der Wafer 20 dem Ionenstrahl 14 ausgesetzt ist.
Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung, in der der Logarithmus der Zeit t über dem Logarithmus der Oberflächenpotentials V aufgetragen ist. Wie Fig. 2 erkennen läßt, liegen die Logarithmen der Oberflächenpotential V1, V2 und V3 auf einer annähernd geraden Linie.
Man kann deshalb den Anfangswert des Oberflächenpotentials Vo aus den gemessenen Oberflächenpotentialen V1, V2 und V3 abschätzen. Zu diesem Zweck sind die Oberflächenpotentialsensoren 30a, 30b und 30c mit einem Computer verbunden, der den Anfangswert des Oberflächenpotentials Vo auf der Basis der gemessenen Oberflächenpotentiale V1, V2 und V3 berechnet.
Die dargestellte Ionenimplantationsvorrichtung wurde in Verbindung mit den drei Oberflächenpotentialsensoren 30A, 30B und 30C beschrieben. Es kann auch eine abweichende Anzahl von Oberflächenpotentialsensoren vorgesehen sein. Man erkennt jedoch, daß wenigstens zwei Oberflächenpotentialsensoren vorhanden sein müssen, um den Anfangswert des Oberflächenpotentials Vo berechnen zu können.
In Fig. 3 und 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Ionenimplantationsvorrichtung gemäß der Erfindung nach Anspruch 5 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die drei Oberflächenpotentialsensoren 30A, 30B und 30C durch fünf Oberflächenpotentialsensoren 40A, 40B, 40C, 40D und 40E ersetzt. Diese Oberflächenpotentialsensoren 40A, 40B, 40C, 40D und 40E sind in gleichen Abständen auf einer Radiuslinie angeordnet, die von dem Ionenstrahl 14 einen Winkelabstand von etwa 180º hat. Sie dienen zur Messung der Oberflächenpotentiale der einzelnen Wafer 20 an verschiedenen Punkten, die auf einer Linie liegen, die in Richtung der Hin- und Herbewegung der drehbaren Scheibe 10 verläuft, wie dies in Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Die Oberflächenpotentialsensoren 40A, 40B, 40C, 40D und 40E haben einen vorbestimmten Abstand D von der Vorderfläche der drehbaren Scheibe 10.
Während der Ionenimplantation wird der Ionenstrahl 14 in Richtung auf die drehbare Scheibe 10 ausgesendet, die in der durch den Pfeil A gekennzeichneten Richtung mit hoher Geschwindigkeit (z.8. 1000 upm) gedreht und mit niedriger Geschwindigkeit (z.B. 15 bis 30 Sekunden pro Hub) in den durch die Pfeile B angedeuteten vertikalen Richtungen hin- und herbewegt wird, so daß der Ionenstrahl die einzelnen Wafer 20 überstreicht. Wenn ein Halbleiter-Wafer 20 an der vorgegebenen Position ankommt, wird er dem Ionenstrahlgenerator ausgesendeten Ionenstrahl 14 ausgesetzt. Dadurch werden auf der Oberfläche des Wafers 20 Ladungen induziert. Nach einer Drehung der drehbaren Scheibe 10 um einen Winkel von etwa 180º in der durch den Pfeil A angegebenen Richtung, kommt der Wafer 20 an der Position an, an der sein radialer Durchmesser den fünf Oberflächenpotentialsensoren 40A, 40B, 40C, 40D und 40E gegenüberliegt. Obwohl sich die Position, an der der Ionenstrahl 14 auf den Wafer 20 auftritt, mit der vertikalen Hin- und Herbewegung der drehbaren Scheibe 10 ändert, liegt die bestrahlte Position stets einem der fünf Oberflächenpotentialsensoren 40A, 40B, 40C, 40D und 40E gegenüber.
Die Oberflächenpotentialsensoren 40A, 40B, 40C, 40D und 40E, die im wesentlichen den gleichen Aufbau haben wie der Oberflächenpotentialsensor von Fig. 6, messen die Oberflächenpotentiale an den jeweiligen Positionen und erzeugen elektrische Signale, die den jeweils abgetasteten Oberflächenpotentialen entsprechen. Diese elektrischen Signale werden Vorverstärkern 41A, 41B, 41C, 41D bzw. 41E zugeführt, in denen sie verstärkt werden. Die verstärkten Signale werden Integratorschaltungen 42A, 42B, 42C, 42D bzw. 42E zugeführt, in denen sie integriert werden. Die integrierten Signale werden Spitzenwert-Halteschaltungen 43A, 43B, 43C, 43D bzw. 43E zugeführt, die die Spitzenwerte der jeweiligen integrierten Signale abtasten. Die abgetasteten Spitzenwerte werden zu einem digitalen Computer 48 übertragen. Ein Abtastpositionssensor 44 erzeugt Abtastpositionssignale 45 zur Steuerung der Abtastvorgänge der jeweiligen Spitzenwert-Halteschaltungen 43A, 43B, 43C, 43D und 43E. Er erzeugt außerdem ein Abtastpositionssignal 46 für den digitalen Computer 48. Der digitale Computer 48 berechnet das Oberflächenpotential des Wafers 20 an der Position, an der dieser dem Ionenstrahl ausgesetzt war, und erzeugt ein Steuersignal 49 auf der Basis der Spitzenwerte, die ihm von den Spitzenwert-Halteschaltungen 43A, 43B, 43C, 43D und 43E zugeführt werden, und des Abtastpositionsignals 46, das ihm von dem Abtastpositionssensor 44 zugeführt wird.
Eine elektronische Versorgungseinheit, die insgesamt mit 50 bezeichnet ist, enthält eine elektronische Kaskaden-Stromversorgung 51, die auf das Steuersignal anspricht, das ihr von dem digitalen Computer 48 zugeführt wird. Sie liefert daraufhin eine gesteuerte Leistung, die einen elektronischen Emitter 52 veranlaßt, einen Elektronenstrahl 53 zu einem Reflektor 54 auszusenden. Der von dem Reflektor 54 reflektierte Elektronenstrahl 53 wird in den Ionenstrahl 14 injiziert, um die auf dem Wafer 20 induzierten Ladungen zu neutralisieren und so das Oberflächenpotential des Wafers zu minimieren. Das Maß, bis zu dem das Wafer-Oberflächenpotential neutralisiert wird, wird durch die Größe der Leistung bestimmt, die die elektronische Kaskaden-Stromversorgung an den elektronischen Emitter 52 liefert, und hängt damit von dem in dem digitalen Computer 48 berechneten Oberflächenpotential ab.
Obwohl die Ionenimplantationsvorrichtungen in Verbindung mit fünf Oberflächenpotentialsensoren 40A, 40B, 40C, 40D und 40E beschrieben wurde, ist die Anzahl der Oberflächenpotentialsensoren selbstverständlich nicht auf diese Zahl fünf beschränkt.
Die Wafer 20 wurden zwar als Halbleiter-Wafer bezeichnet, es kann sich jedoch auch um andere Substrate, z.B. um Quarzsubstrate, handeln.

Claims

1. Ionenimplantionsvorrichtung

mit Mitteln (50 - 54) zum Aussenden eines Ionenstrahls (14)

mit einer drehbaren Scheibe 1101 mit einer Vorderfläche, auf der eine Anzahl von Substraten (20) mit in Umfangsrichtung gleichen Abständen befestigt sind, wobei die drehbare Scheibe so gelagert ist, daß sie eine Rotationsbewegung und eine alternierende Bewegung ausführen kann, so daß die Substrate nacheinander dem Ionenstrahl (14) ausgesetzt werden,

sowie mit einer Mehrzahl von Oberflächenpotentialsensoren,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Oberflächenpotentialsensoren (30A, 30B, 30C) in der Nähe der Vorderfläche der drehbaren Scheibe (10) relativ zu dem Ionenstrahl (14) in unterschiedlichen Winkelabständen so angeordnet sind, daß sie Oberflächenpotentialsignale (V1, V2, V3) nach Maßgabe der auf den betreffenden Substraten (20) herrschenden Oberflächenpotentiale erzeugen.

2. Ionenimplantionsvorrichtung nach Anspruch 1,

mit auf die Oberflächenpotentialsignale ansprechenden Mitteln (32) zum Anzeigen der Oberflächenpotentiale, die auf den an den betreffenden Oberflächenpotentialsensoren (30; 40) vorbeiwandernden Substraten (20) herrschen.

3. Ionenimplantionsvorrichtung nach Anspruch 1,

mit auf die Oberflächenpotentialsignale ansprechenden Mitteln (41 - 43; 48) zum Abschätzen des Oberflächenpotentials, das auf jedem dieser Substrate erzeugt wird, wenn es (20) dem Ionenstrahl ausgesetzt wird.

4. Ionenimplantionsvorrichtung nach Anspruch 1,

mit auf die Oberflächenpotentialsignale ansprechenden Mitteln (48) zur Steuerung von Ladungen, die auf die betreffenden Substrate (20) induziert werden.

5. Ionenimplantionsvorrichtung

mit Mitteln (50 - 54) zum Aussenden eines Ionenstrahls (14),

mit einer drehbaren Scheibe (10) mit einer Vorderfläche, auf der eine Anzahl von Substraten (20) mit in Umfangsrichtung gleichen Abständen befestigt sind, wobei die drehbare Scheibe so gelagert ist, daß sie eine Rotationsbewegung und eine alternierende Bewegung ausführen kann, so daß die Substrate nacheinander dem Ionenstrahl (14) ausgesetzt werden,

sowie mit einer Mehrzahl von Oberflächenpotentialsensoren,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Oberflächenpotentialsensoren (30A, 30B, 30C) in der Nähe der Vorderfläche der drehbaren Scheibe (10) auf einer in Richtung der alternierenden Bewegung der drehbaren Scheibe (10) verlaufenden Linie so angeordnet sind, daß sie Oberflächenpotentialsignale (V1, V2, V3) nach Maßgabe der auf den betreffenden Substraten (20) herrschenden Oberflächenpotentiale erzeugen.

6. Ionenimplantionsvorrichtung nach Anspruch 5,

mit auf die Oberflächenpotentialsignale ansprechenden Mitteln (32) zum Anzeigen der Oberflächenpotentiale, die auf den einzelnen Substraten (20) an den jeweiligen Positionen herrschen, an denen Oberflächenpotentialsensoren (40A - 40E) vorbeiwandern.

7. Ionenimplantionsvorrichtung nach Anspruch 5,

mit auf die Oberflächenpotentialsignale ansprechenden Mitteln (41 - 43; 48) zum Abschätzen des Oberflächenpotentials, das auf jedem dieser Substrate (20) in einer Position erzeugt wird, in der es (20) dem Ionenstrahl ausgesetzt wird.

8. Ionenimplantionsvorrichtung nach Anspruch 5,

mit auf die Oberflächenpotentialsignale ansprechenden Mitteln (48) zur Steuerung von Ladungen, die auf die betreffenden Substrate induziert werden.