JP2000106125A - イオン注入に使用する方法及びそのためのイオン注入装置 - Google Patents
イオン注入に使用する方法及びそのためのイオン注入装置Info
- Publication number
- JP2000106125A JP2000106125A JP11260209A JP26020999A JP2000106125A JP 2000106125 A JP2000106125 A JP 2000106125A JP 11260209 A JP11260209 A JP 11260209A JP 26020999 A JP26020999 A JP 26020999A JP 2000106125 A JP2000106125 A JP 2000106125A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- workpiece
- plasma
- dosimetry
- cup
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 title claims abstract description 106
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000004980 dosimetry Methods 0.000 claims description 49
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 13
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 13
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 1
- 230000001846 repelling effect Effects 0.000 claims 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 4
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 2
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32412—Plasma immersion ion implantation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/48—Ion implantation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32917—Plasma diagnostics
- H01J37/3299—Feedback systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
- H01J2237/317—Processing objects on a microscale
- H01J2237/31701—Ion implantation
- H01J2237/31703—Dosimetry
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
量測定カップを用いる注入方法及びそのためのイオン注
入装置を提供すること。 【解決手段】加工物の注入表面にイオンを衝突させる装
置及び方法。処理室12は、内部室を形成し、その中に、
1つ以上の加工物をイオン注入のために挿入される。エ
ネルギー源40は、処理室内にイオンプラズマを形成す
る。支持体30は処理室の内部領域42内に加工物を位置決
める。注入表面は、イオンプラズマ内に配置される。パ
ルス発生器50は、支持体にイオンを引き寄せるための電
気パルスを印加する。1つ以上の線量測定カップ60が電
気的にバイアスされたイオン集中表面を有し、この表面
は、注入電流を測定するために加工物の支持体の回りに
配置される。注入制御装置195 は、線量測定カップ60か
らの信号を監視して加工物のイオン注入を制御する。
Description
ために帯電されたイオンを用いる加工物処理装置ととも
に使用するための電荷線量モニター装置に関する。この
ような装置は、1つまたはそれ以上のシリコンウエハを
プラズマ内に配置して、このプラズマ内に高密度の正に
帯電したイオンを含んで、このイオンが、ウエハの表面
に向けて加速され、制御されたイオン集中でウエハ内に
イオンを注入するようになっている。
び装置」と題する、コンラッド(Conrad)の米国特許第
4,764,394号明細書には、イオン衝撃手段によ
ってターゲットを処理するためのイオン注入装置が開示
されている。密閉室内のターゲットにイオン化プラズマ
を形成することによって三次元ターゲットの表面へのイ
オン注入が可能である。一旦、ターゲットの周囲領域に
プラズマが形成されると、イオンビームを介してターゲ
ットを操作することなく、プラズマからのイオンはあら
ゆる面からターゲット対象物に指向される。この注入
は、1つ以上の加工物に高電圧、一般的に10kVまた
はそれ以下の繰り返しパルスを加えることによって達成
される。これらのパルスは、イオンをターゲットの露出
面に指向させる。
細書に開示されているプラズマを生成する技術は、中性
ガスをターゲット領域に導入して、イオン化放射でガス
をイオン化している。
面を処理するシステムに関係し、加工物を取り囲む領域
内にプラズマを発生するためにイオン源を用いる。そし
て、加工物を支持する電極に選択的にパルスを供給し、
プラズマから加工物に向けて正のイオンを引き出す。
54,043号明細書には、イオンを加工物の表面に衝
突させることによって加工物表面を処理する装置が記載
されている。ガスがイオン注入室に放出されると、イオ
ン化可能なガスは、加工物表面に近接する領域に満たさ
れる。注入材料のプラズマは、連続パルスを用いて繰り
返し相対的にバイアスしている導電性電極によって注入
室の内部領域内で作り出され、そして、室内に放出され
たガス分子をイオン化し、かつこのイオン化されたガス
分子を1つまたはそれ以上の加工物の注入表面に向けて
加速する。このシャオー等の上記特許の開示内容は、参
考としてここに包含される。
M. Jamba)が1981年に著作した「イオン注入機にお
ける線量測定」と題する文献には、イオンビーム注入中
に、ターゲットに衝突した電荷を集めるために線量測定
カップを用いることが開示されている。実際に、ターゲ
ットに衝突する電荷をより正確に測定するために、ビー
ム形成開口とカップへの入口との間に配置されたバイア
ス用電極は、カップを離れようとする電子および負のイ
オンを抑制するのに用いられる。また、バイアス用電極
は、カップに入ろうとする、ビーム形成開口に発生した
電子を抑制し、かつイオンビームによって運ばれた電子
をはね返す。
1979年に著作した「高電流線量測定技術」と題する
文献には、ターゲットに隣接して配置された1つまたは
それ以上の線量測定カップを用いて、イオンビーム注入
中にターゲットに衝突する電荷の測定を開示している。
た測定は、イオン注入に用いるイオンビームを制御する
のに使用される。マッケナは、さらに、望ましくない電
子がカップに入らないようにするために負にバイアスさ
れたカップ壁をより少なくした、負にバイアスされたカ
ップ集中表面を開示している。しかし、マッケナの実験
では、この種の電気的バイアスによって、線量測定カッ
プ内の磁界中で捕捉された二次電子が、シリコンターゲ
ット上での電子放出を増大させることを示した。
ン注入中に加工物に衝突するイオン線量を測定する線量
測定カップを用いる注入方法を提供することである。ま
た、特に、イオンを加工物の注入表面に衝突させるため
に、イオンプラズマによりイオンの集中を生じさせるプ
ラズマ侵入(plasma immersion)に使用される線量測定カ
ップを有するイオン注入装置を提供することである。
に、本発明は各請求項に記載の構成を有している。請求
項1の記載の発明によれば、加工物へのイオン注入に使
用する方法は、(a) 処理室においてイオンプラズマを作
り出すことによりイオンの集中を生じさせ、(b) 前記処
理室内に加工物を取付け、(c) 前記プラズマ内のイオン
を加工物(14)に向けて加速させるために、電気パルスを
加工物の取付具に加え、(d) 線量測定カップ内の加工物
に向けて加速するイオンを集中し、(e) 前記カップから
のデータに基づいたイオン線量データを決定する、各工
程を有する。
それ以上の加工物がイオン処理のために挿入される処理
室と、処理室内にイオンプラズマを形成するエネルギー
源とを備えている。このイオンプラズマ内に加工物の注
入表面が配置されるように、加工物支持体が、少なくと
も1つの加工物を処理室内に位置決める。パルス発生器
が電気パルスを加工物支持体に加えて、この支持体にイ
オンを引き寄せる。
を測定するために、1つまたはそれ以上の線量測定カッ
プが加工物の近くに配置される。各線量測定カップは、
電気的にバイアスされたイオン集中表面を有し、プラズ
マから別のイオンが加工物に注入されるようにプラズマ
からイオンを集める。
の中にイオンを加速させる電気パルス間の時間間隔中
に、プラズマ内に存在するイオンが線量測定カップ内に
移動するのを妨げる。イオンが加工物の中に向けて加速
されない時に、イオンが線量測定カップに移動しないよ
うにすることによって、線量測定の正確さが改善され
る。
れた電極を用いることであり、この電極は線量測定カッ
プに入るイオンが通過する入口開口を形成している。電
気的にバイアスされた電極は、イオン集中表面で作り出
された電子を反発させる。電極内に配置された開口は、
電気的にバイアスされた電極でのプラズマシースの厚さ
に従って寸法が決められる。負にバイアスされた電極の
開口は、プラズマシースの厚さの2倍よりも小さい。ま
た、プラズマのパラメータは、負にバイアスされた電極
表面でのプラズマシースの厚さであることを特徴として
いる。
電流によって生じる線量測定における誤差を避けること
ができる。この変位電流は、加工物支持体が高電圧パル
スによって充電されるときに発生する。集中プレート
は、加工物支持体内に埋め込まれ、この集中プレートに
よって測定された電流は、アースされずに加工物支持体
に戻される。さらに、測定回路に入るストレー容量に対
して保護する高帯域の光ファイバーによって、信号が線
量測定カップから引き出される。このように加工物支持
体から線量測定カップを分離することにより、この電流
によって誘導される誤差がなくなる。
いて説明する。図1(a) 、(b) 、(c) は、本発明を包含
するイオン注入装置10を示し、この装置は、加工物の
イオン処理を行うために、ほぼ平坦な1つまたはそれ以
上の加工物14が挿入される円筒状のプラズマ室(処理
室)12を有している。
室12に挿入するためのロードロック20を備えてい
る。このロードロック20は、開閉されるバルブ21を
介して加工物が室内あるいは室外に出し入れされる時、
プラズマ室12を減圧状態(大気圧に対して)に維持す
ることができる。真空ポンプ22は、プラズマ室の内部
を減圧された圧力に維持するもので、この圧力は、プラ
ズマ室12とポンプ22の間に配置されたバルブ23に
よって調整される。
24を形成する内部壁を有し、この内部室に加工物14
が挿入される。加工物14は、ほぼ平坦な導電性プラテ
ンまたは取付支持体30上に配置され、かつ、ここから
取り外される。この支持体30は加工物を支持するため
の寸法サイズに基づいて適切な大きさとすることができ
る。
12の一端部に配置されている。このエネルギー源40
は、処理室12内にエネルギーを放出し、エネルギー源
40とウエハ支持体30との間の領域42内のプラズマ
室12内にイオンプラズマを生じさせる。好ましいエネ
ルギー源40の一例は、13.5MHzで作動するRF
コイルであり、プラズマ室12の一端部に境する水晶板
43を介してRFエネルギーを伝達する。
2.0MHzの周波数を使用することができる。プラズ
マ室12に入るRFエネルギーは、外部ガス供給源44
からプラズマ室内に供給されるガス分子からイオンプラ
ズマを発生する。プラズマ室12内のガス圧力は、0.
2〜5.0メリトール(millitorr) の範囲に維持され
る。このプラズマ室内のガス集中率は、制御されるパラ
メータの1つである。
ズマ室に入るRFエネルギーによってプラズマ室内に送
られてイオン化される。このエネルギーの利用によっ
て、ガス分子をイオン化する。プラズマ室内のイオンプ
ラズマを発生するために、他の公知技術が本発明を実施
する際に利用される。また、他の制御されるパラメータ
としては、加工物の注入持続時間、あるいは、処理室内
のエネルギーレベル等である。
との間の領域42内に発生すると、イオンは加速されて
加工物14に接触する。本発明の好ましい実施形態で
は、加工物は、シリコンウエハであり、ほぼ丸い形状
で、支持体30上に配置されている。加工物の支持体3
0は、電気的に導電性の材料から構成されている。イオ
ンは、正に荷電され、その結果、プラズマの領域におけ
る適当な大きさと方向を有する電界を用いて、プラズマ
内のイオンがシリコンウエハの表面に向けて加速されて
衝突する。
生装置)50には、電圧パルス52(一般的には、10
キロボルト以下)が供給され、この電圧パルスにより、
導電性の支持体30をプラズマ室12の導電性内壁に対
して相対的にバイアスさせ、領域42において適当な電
界をセットアップする。
オンが加工物14の処理表面14aに衝突するときに、
この表面14aで発生する反応を概略説明するものであ
る。この図において、特に注目すべき点は、イオン衝突
表面14aが加工物の前の領域に二次電子を作り出すこ
とである。
ハは、プラズマ室12から取り出され、他の処理ステー
ションに運ばれる。この処理されたウエハは、さらに、
集積回路を形成するように製造される。このようなイオ
ン処理が、良好な均一性を有する8インチ径のシリコン
ウエハに施されてきた。図1に示す同等の構造を用いる
イオン注入装置が、フラットパネルディスプレイの製造
のために大きな表面を処理するために用いられてきた。
30を示し、この支持体に本発明に係るいくつかの線量
測定カップ60が付加されている。このカップはどのよ
うな数であっても良いが、ここでは4つ示されている。
カップ60は、トッププレート66が加工物の注入表面
と同じ高さとなるように配置されている。注入表面に向
けて加速されたイオンは、ほぼ円形の開口62に進入し
て測定される。カップ60を加工物14に近接させるこ
とによって、カップに進入するイオンの量が、加工物に
注入されるイオン量に相当することになる。
番号69で示されたカップ60のイオン集中表面に集ま
る全電流を測定する。この電流値は、制御装置195に
よって操作されて、加工物14の表面に相当する線量測
定カップ内での単位面積(cm2 ) 当たりの電荷を決定
する。支持体30の回りに間隔を置いて配置された4つ
のカップ60を用いて、4つの異なる位置における線量
データを得ることができる。多数の線量測定カップが配
置された、セクターリング形状を有する開口を備える。
正にバイアスされたイオン集中表面69は、加工物の支
持体30に対して約+20ボルトにバイアスされてい
る。
より詳細な図である。この線量測定カップは、ほぼ円筒
形状を有し、トッププレート66、トップファラデー電
極63、絶縁体64、及び底部ファラデー集中プレート
65を含んでいる。線量測定カップは、注入表面の周囲
に配置した扇形(図示略)等の他の形状に代えて使用す
ることもできる。プラズマのパラメータは、負にバイア
スされた電極表面67でのプラズマシースの厚さであ
る。負にバイアスされた電極63の開口は、プラズマシ
ースの厚さの2倍よりも小さい。
加工物の注入表面14a(図3において図示しない)と
同一の高さに配置される。トッププレート66は、電気
的にパルス発生器50に接続され、この発生器は、イオ
ンを加工物の方向に加速するのに使用される。ここで、
トッププレート66は、加工物支持体30がパルス発生
器によりバイアスされるとき、電気的にバイアスされる
ようになる。その結果、内部領域42から線量測定カッ
プ60の方向にプラズマイオンが引き寄せられる。
0によってトッププレート66に対して負にバイアスさ
れ続ける。適当な負のバイアスは、約−200Vであ
る。トッププレート66とトップファラデー電極63の
間の負の電位によって、プレート65に衝突するイオン
によって生じた二次電子が線量測定カップ60から離れ
るのを妨げ、さらに、プラズマ電子が線量測定カップ6
0に入るのを妨げる。これらの両方ともに、線量測定カ
ップによる測定の正確さを弱めるものである。絶縁体6
4は、トップファラデー電極63を底部ファラデー集中
プレート65から電気的に絶縁する。負にバイアスされ
た電極63は、プラズマパラメータに基づいた、所定の
直径を有する開口を有する。
中プレート65は、電圧源61によりトッププレート6
6に対して20Vに正にバイアスされる。この正バイア
スにより、プラズマイオンが、パルス発生器50からの
パルス間における集中プレート65に向けてドリフトす
るのを妨げ、さらに、線量測定カップ60によってイオ
ンが間違って選択されるのを妨げる。
ッププレート66に負のパルスを加えると、集中プレー
ト65も負バイアスとなり、この実施形態では、集中プ
レートは、パルス発生器によって加えられる負電圧(一
般的には10キロボルト以下である)より20ボルト以
上の正電圧となる。
されている。この実施形態では、7つの線量測定カップ
60が図4に示すように一列に配置されている。全ての
線量測定カップは、校正及び手順を形作るために使用さ
れる。最外側の線量測定カップ60aのみが、加工物1
4の処理中のイオン注入にさらされる。
られた抑制スクリーン90が、開口電極というよりむし
ろイオン用の入口ポイントとして機能するように使用さ
れる。この実施形態では、スクリーンの孔は、直径0.
04cmであり、スクリーンは約1/2の透過率を有す
る。
工物支持体30から絶縁されている。線量測定カップ6
0は、絶縁体97によって加工物支持体30から絶縁さ
れている。カップ電極93(図3の負にバイアスされた
電極63に相当)は、電源82によって加工物支持体3
0に対して−50Vに保持されている。コレクター95
(図3の正にバイアスされたイオン集中表面69に相
当)は、電源83によって加工物支持体30に対して+
10Vに保持されている。電流モニター84は、100
オームの抵抗81を用いてコレクター95からの電流を
測定する。抵抗81を通過する電流は、加工物支持体3
0に戻る。高帯域の光ファイバーピックアップ85が注
入制御装置195に電流データを伝送する(図1参
照)。この光ファイバー伝送器85により、変位電流の
誤差を生じさせるストレー容量が防止されて線量測定カ
ップ60からの信号が引き出される。
べき各加工物14におけるイオン注入の適当な持続時間
を制御する場合である。注入制御装置195によって計
算された加工物の線量は、制御装置195によって所望
の線量と絶えず比較される。制御装置195は、変調器
50に連結され、また電流モニター196に連結されて
いる。
と、全体の電荷を与え、さらに、開口62の面積で割り
算すると単位面積当たりの電荷、即ち、線量が与えられ
る。線量が与えられたウエハに対して満足な量になる
と、イオン注入工程は、新しいウエハが処理室内に置か
れるまで停止する。
に入るプラズマイオンをドリフトさせ、誤った読みを生
じさせる、プラズマ進入によるイオン注入において、十
分正確なものではなかった。本発明は、プラズマ進入技
術における線量測定カップを十分活用できることを可能
にする。
たが、本発明は、添付の特許請求の範囲またはその技術
的思想に含まれる構成から逸脱しない限り、あらゆる修
正および変更が可能である。
って構成されたイオン注入装置の概略図、図1(b) は、
ウエハ支持体の正面図、図1(c) はウエハ支持体の平面
図である。
に生じるプロセスを概略示す図である。
ップの断面図である。
線量測定カップを支持する構造を示す平面図である。
る。
Claims (24)
- 【請求項1】(a) 処理室(12)においてイオンプラズマを
作り出すことによりイオンの集中を生じさせ、(b) 前記
処理室(12)内に加工物(14)を取付け、(c) 前記プラズマ
内のイオンを加工物(14)に向けて加速させるために、電
気パルス(50)を加工物の取付支持体(30)に加え、(d) 線
量測定カップ(60)内の加工物に向けて加速するイオンを
集中し、(e) 前記カップ(60)からのデータに基づいたイ
オン線量データを決定する、各工程を有する、加工物へ
のイオン注入に使用する方法。 - 【請求項2】線量測定カップ(60)のイオン集中表面(69)
を電気的にバイアスする工程をさらに含んでいることを
特徴する請求項1記載の方法。 - 【請求項3】線量測定カップ(60)のイオン集中表面(69)
を電気的にバイアスする工程は、線量測定カップ(60)の
開口位置に配置された電極(63)を電気的にバイアスする
ステップをさらに含むことを特徴とする請求項2記載の
方法。 - 【請求項4】イオン線量データに基づく注入工程のパラ
メータを制御する工程をさらに含むことを特徴とする請
求項1記載の方法。 - 【請求項5】制御されるパラメータは、加工物(14)の注
入持続時間であることを特徴とする請求項4記載の方
法。 - 【請求項6】制御されるパラメータは、処理室(12)内の
ガス集中率であることを特徴とする請求項4記載の方
法。 - 【請求項7】制御されるパラメータは、処理室(12)内の
エネルギーレベルであることを特徴とする請求項4記載
の方法。 - 【請求項8】イオンを注入表面(14a) に衝突させるため
のイオン注入装置(10)であって、(a) 1つまたはそれ以
上の加工物がイオン処理のために挿入される内部領域(4
2)を形成する処理室(12)と、(b) この処理室(12)内にイ
オンプラズマを作り出すためのエネルギー源(40)と、
(c) 前記加工物(14)の注入表面(14a) がイオンプラズマ
内に配置されるように、前記処理室(12)の内部領域(42)
内に前記加工物(14)を位置決めるための支持体(30)と、
(d) 前記加工物の支持体と電気的に接続され、イオンを
前記支持体に引きつけるために電気パルスを加えるため
のパルス発生器(50)と、(e) 前記注入表面(14a) と平行
で、電気的にバイアスされたイオン集中表面(69)を含む
1つまたはそれ以上の線量測定カップ(60)と、(f) この
カップ(60)からの信号をモニターして、前記加工物(14)
のイオン注入を制御するための注入制御装置(195) とを
備えることを特徴とするイオン注入装置。 - 【請求項9】線量測定カップ(60)は、(a) 前記集中表面
から二次電子を、また、前記プラズマから電子を反発さ
せるように負にバイアスされた電極(63)と、(b) プラズ
マイオンを反発させるために正にバイアスされたイオン
集中表面(69)とをさらに有することを特徴とする請求項
8記載のイオン注入装置。 - 【請求項10】1つまたはそれ以上の線量測定カップ(6
0)は、ほぼ円形の開口(62)を有することを特徴とする請
求項8記載のイオン注入装置。 - 【請求項11】セクターリング形状を有する開口を備え
る多数の線量測定カップ(60)をさらに含んでいることを
特徴とする請求項8記載のイオン注入装置。 - 【請求項12】負にバイアスされた電極(63)は、プラズ
マパラメータに基づいた、所定の直径を有する開口を有
することを特徴とする請求項9記載のイオン注入装置。 - 【請求項13】プラズマのパラメータは、負にバイアス
された電極表面(67)でのプラズマシースの厚さであるこ
とを特徴とする請求項12記載のイオン注入装置。 - 【請求項14】負にバイアスされた電極(63)の開口は、
プラズマシースの厚さの2倍よりも小さいことを特徴す
る請求項12記載のイオン注入装置。 - 【請求項15】負にバイアスされた電極(63)は、加工物
の支持体(30)に対して約−200ボルトにバイアスされ
ていることを特徴する請求項9記載のイオン注入装置。 - 【請求項16】正にバイアスされたイオン集中表面(69)
は、加工物の支持体(30)に対して約+20ボルトにバイ
アスされていることを特徴する請求項9記載のイオン注
入装置。 - 【請求項17】イオンが線量測定カップ(60)に進入可能
となる孔を有する金属スクリーン(90)を更に備えている
ことを特徴とする請求項8記載のイオン注入装置。 - 【請求項18】前記スクリーンの孔の大きさは、0.0
4cmであり、前記スクリーンの透過率は、1/2であ
ることを特徴とする請求項17記載のイオン注入装置。 - 【請求項19】負にバイアスされた電極(63)は、加工物
の支持体(30)に対して約−50Vにバイアスされている
ことを特徴とする請求項17記載のイオン注入装置。 - 【請求項20】正にバイアスされたイオン集中表面(69)
は、加工物の支持体(30)に対して約+10ボルトにバイ
アスされていることを特徴する請求項17記載のイオン
注入装置。 - 【請求項21】注入制御装置(195) によって使用される
線量測定カップ(60)からの信号は、線量測定カップ(60)
の集中表面(69)を通る電流から導かれることを特徴する
請求項8記載のイオン注入装置。 - 【請求項22】制御されるイオン注入工程のパラメータ
は、加工物(14)の注入持続時間であることを特徴とする
請求項8記載のイオン注入装置。 - 【請求項23】線量測定カップ(60)は、アースに対する
ストレー容量を除いて変位電流の誤差を解消するために
加工物の支持体(30)に埋設されていることを特徴とする
請求項8記載のイオン注入装置。 - 【請求項24】線量測定カップ(60)からの信号は、変位
電流の誤差を生じさせるストレー容量を防止するため
に、高帯域光ファイバー伝送器(85)によって引き出され
ることを特徴とする請求項8記載のイオン注入装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/162,096 US6050218A (en) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | Dosimetry cup charge collection in plasma immersion ion implantation |
US162096 | 1998-09-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000106125A true JP2000106125A (ja) | 2000-04-11 |
JP2000106125A5 JP2000106125A5 (ja) | 2006-08-10 |
Family
ID=22584153
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11260209A Pending JP2000106125A (ja) | 1998-09-28 | 1999-09-14 | イオン注入に使用する方法及びそのためのイオン注入装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6050218A (ja) |
EP (1) | EP0994203A3 (ja) |
JP (1) | JP2000106125A (ja) |
KR (1) | KR20000023345A (ja) |
SG (1) | SG78399A1 (ja) |
TW (1) | TW528813B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009055431A1 (en) * | 2007-10-23 | 2009-04-30 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Plasma doping system with in-situ chamber condition monitoring |
Families Citing this family (62)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19702294A1 (de) * | 1997-01-23 | 1998-07-30 | Rossendorf Forschzent | Modulator für die Plasmaimmersions-Ionenimplantation |
US6300643B1 (en) | 1998-08-03 | 2001-10-09 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Dose monitor for plasma doping system |
US6288402B1 (en) * | 1998-12-14 | 2001-09-11 | The Regents Of The University Of California | High sensitivity charge amplifier for ion beam uniformity monitor |
US6433553B1 (en) | 1999-10-27 | 2002-08-13 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Method and apparatus for eliminating displacement current from current measurements in a plasma processing system |
US6335536B1 (en) | 1999-10-27 | 2002-01-01 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Method and apparatus for low voltage plasma doping using dual pulses |
US6182604B1 (en) | 1999-10-27 | 2001-02-06 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Hollow cathode for plasma doping system |
US20070042580A1 (en) * | 2000-08-10 | 2007-02-22 | Amir Al-Bayati | Ion implanted insulator material with reduced dielectric constant |
US7223676B2 (en) * | 2002-06-05 | 2007-05-29 | Applied Materials, Inc. | Very low temperature CVD process with independently variable conformality, stress and composition of the CVD layer |
US6893907B2 (en) | 2002-06-05 | 2005-05-17 | Applied Materials, Inc. | Fabrication of silicon-on-insulator structure using plasma immersion ion implantation |
US7166524B2 (en) * | 2000-08-11 | 2007-01-23 | Applied Materials, Inc. | Method for ion implanting insulator material to reduce dielectric constant |
US7294563B2 (en) * | 2000-08-10 | 2007-11-13 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor on insulator vertical transistor fabrication and doping process |
US6939434B2 (en) * | 2000-08-11 | 2005-09-06 | Applied Materials, Inc. | Externally excited torroidal plasma source with magnetic control of ion distribution |
US7430984B2 (en) * | 2000-08-11 | 2008-10-07 | Applied Materials, Inc. | Method to drive spatially separate resonant structure with spatially distinct plasma secondaries using a single generator and switching elements |
US7320734B2 (en) * | 2000-08-11 | 2008-01-22 | Applied Materials, Inc. | Plasma immersion ion implantation system including a plasma source having low dissociation and low minimum plasma voltage |
US7094316B1 (en) | 2000-08-11 | 2006-08-22 | Applied Materials, Inc. | Externally excited torroidal plasma source |
US7479456B2 (en) * | 2004-08-26 | 2009-01-20 | Applied Materials, Inc. | Gasless high voltage high contact force wafer contact-cooling electrostatic chuck |
US7183177B2 (en) * | 2000-08-11 | 2007-02-27 | Applied Materials, Inc. | Silicon-on-insulator wafer transfer method using surface activation plasma immersion ion implantation for wafer-to-wafer adhesion enhancement |
US20050230047A1 (en) * | 2000-08-11 | 2005-10-20 | Applied Materials, Inc. | Plasma immersion ion implantation apparatus |
US7037813B2 (en) * | 2000-08-11 | 2006-05-02 | Applied Materials, Inc. | Plasma immersion ion implantation process using a capacitively coupled plasma source having low dissociation and low minimum plasma voltage |
US7137354B2 (en) * | 2000-08-11 | 2006-11-21 | Applied Materials, Inc. | Plasma immersion ion implantation apparatus including a plasma source having low dissociation and low minimum plasma voltage |
US7094670B2 (en) | 2000-08-11 | 2006-08-22 | Applied Materials, Inc. | Plasma immersion ion implantation process |
US7303982B2 (en) * | 2000-08-11 | 2007-12-04 | Applied Materials, Inc. | Plasma immersion ion implantation process using an inductively coupled plasma source having low dissociation and low minimum plasma voltage |
US7288491B2 (en) * | 2000-08-11 | 2007-10-30 | Applied Materials, Inc. | Plasma immersion ion implantation process |
US7465478B2 (en) * | 2000-08-11 | 2008-12-16 | Applied Materials, Inc. | Plasma immersion ion implantation process |
US7309997B1 (en) | 2000-09-15 | 2007-12-18 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Monitor system and method for semiconductor processes |
GB0120503D0 (en) * | 2001-08-23 | 2001-10-17 | Univ Glasgow | Improved particle beam detector |
US6933680B2 (en) * | 2002-05-10 | 2005-08-23 | Frank Joseph Oskorep | Decorative lights with at least one commonly controlled set of color-controllable multi-color LEDs for selectable holiday color schemes |
US20040016402A1 (en) * | 2002-07-26 | 2004-01-29 | Walther Steven R. | Methods and apparatus for monitoring plasma parameters in plasma doping systems |
US7355687B2 (en) * | 2003-02-20 | 2008-04-08 | Hunter Engineering Company | Method and apparatus for vehicle service system with imaging components |
US6902646B2 (en) * | 2003-08-14 | 2005-06-07 | Advanced Energy Industries, Inc. | Sensor array for measuring plasma characteristics in plasma processing environments |
US20050211171A1 (en) * | 2004-03-26 | 2005-09-29 | Applied Materials, Inc. | Chemical vapor deposition plasma reactor having an ion shower grid |
US7695590B2 (en) * | 2004-03-26 | 2010-04-13 | Applied Materials, Inc. | Chemical vapor deposition plasma reactor having plural ion shower grids |
US20050211546A1 (en) * | 2004-03-26 | 2005-09-29 | Applied Materials, Inc. | Reactive sputter deposition plasma process using an ion shower grid |
US7244474B2 (en) * | 2004-03-26 | 2007-07-17 | Applied Materials, Inc. | Chemical vapor deposition plasma process using an ion shower grid |
US7291360B2 (en) * | 2004-03-26 | 2007-11-06 | Applied Materials, Inc. | Chemical vapor deposition plasma process using plural ion shower grids |
US7132672B2 (en) * | 2004-04-02 | 2006-11-07 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Faraday dose and uniformity monitor for plasma based ion implantation |
US20050260354A1 (en) * | 2004-05-20 | 2005-11-24 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | In-situ process chamber preparation methods for plasma ion implantation systems |
US7878145B2 (en) * | 2004-06-02 | 2011-02-01 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Monitoring plasma ion implantation systems for fault detection and process control |
US20050287307A1 (en) * | 2004-06-23 | 2005-12-29 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Etch and deposition control for plasma implantation |
US7767561B2 (en) * | 2004-07-20 | 2010-08-03 | Applied Materials, Inc. | Plasma immersion ion implantation reactor having an ion shower grid |
US8058156B2 (en) * | 2004-07-20 | 2011-11-15 | Applied Materials, Inc. | Plasma immersion ion implantation reactor having multiple ion shower grids |
US20060043531A1 (en) * | 2004-08-27 | 2006-03-02 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Reduction of source and drain parasitic capacitance in CMOS devices |
US7666464B2 (en) * | 2004-10-23 | 2010-02-23 | Applied Materials, Inc. | RF measurement feedback control and diagnostics for a plasma immersion ion implantation reactor |
US7109499B2 (en) * | 2004-11-05 | 2006-09-19 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Apparatus and methods for two-dimensional ion beam profiling |
US7687787B2 (en) * | 2005-03-15 | 2010-03-30 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Profile adjustment in plasma ion implanter |
CN101203933B (zh) * | 2005-03-15 | 2010-05-19 | 瓦里安半导体设备公司 | 等离子体离子植入中的轮廓调整 |
US7428915B2 (en) * | 2005-04-26 | 2008-09-30 | Applied Materials, Inc. | O-ringless tandem throttle valve for a plasma reactor chamber |
US7312162B2 (en) * | 2005-05-17 | 2007-12-25 | Applied Materials, Inc. | Low temperature plasma deposition process for carbon layer deposition |
US7109098B1 (en) | 2005-05-17 | 2006-09-19 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor junction formation process including low temperature plasma deposition of an optical absorption layer and high speed optical annealing |
US7422775B2 (en) * | 2005-05-17 | 2008-09-09 | Applied Materials, Inc. | Process for low temperature plasma deposition of an optical absorption layer and high speed optical annealing |
US20060260545A1 (en) * | 2005-05-17 | 2006-11-23 | Kartik Ramaswamy | Low temperature absorption layer deposition and high speed optical annealing system |
US7323401B2 (en) * | 2005-08-08 | 2008-01-29 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor substrate process using a low temperature deposited carbon-containing hard mask |
US7429532B2 (en) * | 2005-08-08 | 2008-09-30 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor substrate process using an optically writable carbon-containing mask |
US7335611B2 (en) * | 2005-08-08 | 2008-02-26 | Applied Materials, Inc. | Copper conductor annealing process employing high speed optical annealing with a low temperature-deposited optical absorber layer |
US7312148B2 (en) * | 2005-08-08 | 2007-12-25 | Applied Materials, Inc. | Copper barrier reflow process employing high speed optical annealing |
WO2008089168A2 (en) * | 2007-01-19 | 2008-07-24 | Applied Materials, Inc. | Plasma immersion chamber |
US7592212B2 (en) * | 2007-04-06 | 2009-09-22 | Micron Technology, Inc. | Methods for determining a dose of an impurity implanted in a semiconductor substrate |
FR2961010A1 (fr) * | 2010-06-03 | 2011-12-09 | Ion Beam Services | Dispositif de mesure de dose pour l'implantation ionique en mode immersion plasma |
CN102376519B (zh) * | 2010-08-17 | 2013-12-25 | 中国科学院微电子研究所 | 一种离子注入剂量检测控制方法 |
US20120161037A1 (en) * | 2010-12-23 | 2012-06-28 | Axcelis Technologies, Inc. | Dose Measurement Method using Calorimeter |
CN104808236A (zh) * | 2015-05-11 | 2015-07-29 | 北京大学 | 小面积离子束辐照小样品注入剂量的实时监测装置及方法 |
KR101853294B1 (ko) | 2015-09-07 | 2018-04-30 | 광운대학교 산학협력단 | 플라즈마내 음이온 측정 장치 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4021675A (en) * | 1973-02-20 | 1977-05-03 | Hughes Aircraft Company | System for controlling ion implantation dosage in electronic materials |
US4587433A (en) * | 1984-06-27 | 1986-05-06 | Eaton Corporation | Dose control apparatus |
US4539217A (en) * | 1984-06-27 | 1985-09-03 | Eaton Corporation | Dose control method |
US4744938A (en) * | 1986-08-18 | 1988-05-17 | Westinghouse Electric Corp. | Method and apparatus for producing ultralowmass fissionable deposits for reactor neutron dosimetry by recoil ion-implantation |
US4764394A (en) * | 1987-01-20 | 1988-08-16 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Method and apparatus for plasma source ion implantation |
US5343047A (en) * | 1992-06-27 | 1994-08-30 | Tokyo Electron Limited | Ion implantation system |
US5728253A (en) * | 1993-03-04 | 1998-03-17 | Tokyo Electron Limited | Method and devices for detecting the end point of plasma process |
US5653811A (en) * | 1995-07-19 | 1997-08-05 | Chan; Chung | System for the plasma treatment of large area substrates |
US5658423A (en) * | 1995-11-27 | 1997-08-19 | International Business Machines Corporation | Monitoring and controlling plasma processes via optical emission using principal component analysis |
US5654043A (en) * | 1996-10-10 | 1997-08-05 | Eaton Corporation | Pulsed plate plasma implantation system and method |
US5911832A (en) * | 1996-10-10 | 1999-06-15 | Eaton Corporation | Plasma immersion implantation with pulsed anode |
KR19980078293A (ko) * | 1997-04-28 | 1998-11-16 | 윤종용 | 이온주입량 측정 장치 및 여기에 사용되는 패러데이 케이지 |
US5814823A (en) * | 1997-07-12 | 1998-09-29 | Eaton Corporation | System and method for setecing neutral particles in an ion bean |
US5883931A (en) * | 1997-12-01 | 1999-03-16 | General Electric Company | Control rod for a nuclear reactor having mounting structures for replacing/rearranging/inverting absorber tubes |
US6020592A (en) * | 1998-08-03 | 2000-02-01 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Dose monitor for plasma doping system |
-
1998
- 1998-09-28 US US09/162,096 patent/US6050218A/en not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-08-31 TW TW088115073A patent/TW528813B/zh not_active IP Right Cessation
- 1999-09-07 EP EP99307092A patent/EP0994203A3/en not_active Withdrawn
- 1999-09-14 JP JP11260209A patent/JP2000106125A/ja active Pending
- 1999-09-21 KR KR1019990040653A patent/KR20000023345A/ko not_active Application Discontinuation
- 1999-09-28 SG SG1999004853A patent/SG78399A1/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009055431A1 (en) * | 2007-10-23 | 2009-04-30 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Plasma doping system with in-situ chamber condition monitoring |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0994203A2 (en) | 2000-04-19 |
SG78399A1 (en) | 2001-02-20 |
US6050218A (en) | 2000-04-18 |
TW528813B (en) | 2003-04-21 |
KR20000023345A (ko) | 2000-04-25 |
EP0994203A3 (en) | 2001-11-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2000106125A (ja) | イオン注入に使用する方法及びそのためのイオン注入装置 | |
JP4470127B2 (ja) | イオン注入装置及びイオンを注入する方法 | |
EP0838840B1 (en) | Pulsed plate plasma implantation method and apparatus | |
US6020592A (en) | Dose monitor for plasma doping system | |
JP2704438B2 (ja) | イオン注入装置 | |
US20120021136A1 (en) | System and method for controlling plasma deposition uniformity | |
US20020030167A1 (en) | Dose monitor for plasma doping system | |
US20050223991A1 (en) | Faraday dose and uniformity monitor for plasma based ion implantation | |
EP1721329A2 (en) | Modulating ion beam current | |
US6723998B2 (en) | Faraday system for ion implanters | |
JPH0711072B2 (ja) | イオン源装置 | |
JP3460242B2 (ja) | 負イオン注入装置 | |
JPH08165570A (ja) | イオンビーム電流及びイオンビームエネルギ測定装置並びに該電流及びエネルギの分布測定装置 | |
JPH0654649B2 (ja) | イオン注入装置 | |
JP3265988B2 (ja) | イオン照射装置 | |
JPH07169434A (ja) | イオン注入装置 | |
JPH05290790A (ja) | イオン打込装置 | |
JPH08195184A (ja) | イオン注入装置及びイオン注入方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060627 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060627 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090107 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20090406 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20090409 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20090507 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20090512 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090805 |