JPH0567667A - イオン注入機の電位測定装置 - Google Patents
イオン注入機の電位測定装置Info
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- JPH0567667A JPH0567667A JP3255822A JP25582291A JPH0567667A JP H0567667 A JPH0567667 A JP H0567667A JP 3255822 A JP3255822 A JP 3255822A JP 25582291 A JP25582291 A JP 25582291A JP H0567667 A JPH0567667 A JP H0567667A
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- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 4
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 イオン注入機のウエハ表面電位を正確に測定
する。 【構成】 半導体ウエハ２が装着されたディスク４に、
電位計センサを含む測定ユニット６がウエハ４の近くに
配置されている。測定ユニット６にはウエハ２の直径に
近い長さにわたってウエハの表面状態に近い適当な容量
をもつ誘電体板８が配置されている。各誘電体板８の裏
面に対向して電位計センサ１０が配置されている。誘電
体板８のイオン注入側表面には表面の変質を防止する金
属被膜が形成されている。
する。 【構成】 半導体ウエハ２が装着されたディスク４に、
電位計センサを含む測定ユニット６がウエハ４の近くに
配置されている。測定ユニット６にはウエハ２の直径に
近い長さにわたってウエハの表面状態に近い適当な容量
をもつ誘電体板８が配置されている。各誘電体板８の裏
面に対向して電位計センサ１０が配置されている。誘電
体板８のイオン注入側表面には表面の変質を防止する金
属被膜が形成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路装置の製
造プロセスにおいてウエハにイオン注入を行なうイオン
注入機で、ウエハに帯電した電荷を測定する電位測定装
置に関するものである。
造プロセスにおいてウエハにイオン注入を行なうイオン
注入機で、ウエハに帯電した電荷を測定する電位測定装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ウエハにイオン注入を行なうとき、特に
大電流イオン注入時のイオンビームによる帯電により、
ＭＯＳトランジスタのゲート破壊が起こる恐れがある。
そのため、注入時のウエハの表面電位を検出し、表面電
位が小さくなるイオン注入条件を求めることが必要であ
る。イオン注入機では図４，図５に示されるように、イ
オン注入しようとする半導体ウエハ２２が装着されたデ
ィスク２４がチャンバ３２内でイオン注入機に回転及び
上下方向に移動可能に取りつけられている。３６はディ
スク２４を回転させるモータである。２８はイオンビー
ム３４が入射して注入がなされるイオン注入位置であ
り、ディスク２４の回転と上下方向の移動によりウエハ
２２に均一にイオンが注入される。
大電流イオン注入時のイオンビームによる帯電により、
ＭＯＳトランジスタのゲート破壊が起こる恐れがある。
そのため、注入時のウエハの表面電位を検出し、表面電
位が小さくなるイオン注入条件を求めることが必要であ
る。イオン注入機では図４，図５に示されるように、イ
オン注入しようとする半導体ウエハ２２が装着されたデ
ィスク２４がチャンバ３２内でイオン注入機に回転及び
上下方向に移動可能に取りつけられている。３６はディ
スク２４を回転させるモータである。２８はイオンビー
ム３４が入射して注入がなされるイオン注入位置であ
り、ディスク２４の回転と上下方向の移動によりウエハ
２２に均一にイオンが注入される。
【０００３】ウエハ２２の帯電電位を検出するために、
チャージモニターと称される電位測定装置が市販されて
いる（例えば株式会社東京カソード研究所のＭＹＺ−０
１などがある）。そのような電位測定装置の電位計セン
サをウエハ２２に対向して配置すればウエハ表面電位を
測定することができるが、イオン注入位置付近ではウエ
ハ表面電位だけでなく、イオンビームによる正電位やエ
レクトロンシャワーによる負電位などが存在するため、
ウエハ表面電位のみを測定することはできない。そのた
め、電位計センサ３０はイオン注入位置２８からほぼ１
８０度の位置に配置されることが多い。
チャージモニターと称される電位測定装置が市販されて
いる（例えば株式会社東京カソード研究所のＭＹＺ−０
１などがある）。そのような電位測定装置の電位計セン
サをウエハ２２に対向して配置すればウエハ表面電位を
測定することができるが、イオン注入位置付近ではウエ
ハ表面電位だけでなく、イオンビームによる正電位やエ
レクトロンシャワーによる負電位などが存在するため、
ウエハ表面電位のみを測定することはできない。そのた
め、電位計センサ３０はイオン注入位置２８からほぼ１
８０度の位置に配置されることが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】電位計センサ３０をイ
オン注入位置２８から離れた位置に配置すると、注入状
態のウエハ表面電位を正確に測定することができない。
そこで、本発明はイオン注入機のウエハ表面電位を正確
に測定することのできる電位測定装置を提供することを
目的とするものである。
オン注入位置２８から離れた位置に配置すると、注入状
態のウエハ表面電位を正確に測定することができない。
そこで、本発明はイオン注入機のウエハ表面電位を正確
に測定することのできる電位測定装置を提供することを
目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、イオン注入
機でイオン注入を行なうウエハを装着するディスクの表
面に誘電体板を配置し、その誘電体板の裏面に対向して
電位計センサを取りつける。好ましい例では、誘電体板
のイオン注入側の表面に変質防止の保護膜として金属被
膜を設ける。他の好ましい例では、誘電体板はイオンビ
ーム形状に合わせて複数個を配置し、電位計センサも各
誘電体板に対応して配置し、それらの電位計センサの出
力からイオンビームの面内電流密度分布を測定できるよ
うにする。さらに他の好ましい例では、ウエハを装着す
るディスクに設けられた電位計センサ出力端子と、電位
計センサの出力を取り込んで増幅し測定値を得る測定器
側の入力端子との間の接続を、非接触式接続端子で行な
う。さらに他の好ましい例では、電位計センサ出力信号
に基づいてイオン注入条件の変更や注入停止などのイオ
ン注入動作制御を行なう制御装置を備えている。
機でイオン注入を行なうウエハを装着するディスクの表
面に誘電体板を配置し、その誘電体板の裏面に対向して
電位計センサを取りつける。好ましい例では、誘電体板
のイオン注入側の表面に変質防止の保護膜として金属被
膜を設ける。他の好ましい例では、誘電体板はイオンビ
ーム形状に合わせて複数個を配置し、電位計センサも各
誘電体板に対応して配置し、それらの電位計センサの出
力からイオンビームの面内電流密度分布を測定できるよ
うにする。さらに他の好ましい例では、ウエハを装着す
るディスクに設けられた電位計センサ出力端子と、電位
計センサの出力を取り込んで増幅し測定値を得る測定器
側の入力端子との間の接続を、非接触式接続端子で行な
う。さらに他の好ましい例では、電位計センサ出力信号
に基づいてイオン注入条件の変更や注入停止などのイオ
ン注入動作制御を行なう制御装置を備えている。
【０００６】
【実施例】図１は一実施例における電位計センサの測定
ユニットの配置を示す概略平面図、図２はその実施例に
おける測定ユニット部の概略断面図である。図１はイオ
ン注入機でイオン注入を行なおうとする半導体ウエハ２
が装着されたディスク４に、ウエハの表面電位に近いも
のを検出するための電位測定装置を配置した状態を表わ
している。電位計センサを含む測定ユニット６がウエハ
４の近くに配置されている。測定ユニット６にはウエハ
２の直径に近い長さにわたってウエハの表面状態に近い
適当な容量をもつ誘電体板８が配置されている。この例
では５個の誘電体板８がディスク４の半径方向に一列に
配置されている。各誘電体板８の裏面に対向して電位計
センサ１０が配置されている。
ユニットの配置を示す概略平面図、図２はその実施例に
おける測定ユニット部の概略断面図である。図１はイオ
ン注入機でイオン注入を行なおうとする半導体ウエハ２
が装着されたディスク４に、ウエハの表面電位に近いも
のを検出するための電位測定装置を配置した状態を表わ
している。電位計センサを含む測定ユニット６がウエハ
４の近くに配置されている。測定ユニット６にはウエハ
２の直径に近い長さにわたってウエハの表面状態に近い
適当な容量をもつ誘電体板８が配置されている。この例
では５個の誘電体板８がディスク４の半径方向に一列に
配置されている。各誘電体板８の裏面に対向して電位計
センサ１０が配置されている。
【０００７】誘電体板８の表面にはウエハ２へのイオン
注入と同じ条件でイオンが注入されて誘電体板８が帯電
する。誘電体板８の電荷はその裏面に対向して配置され
た電位計センサ１０により検出される。各電位計センサ
１０は接続端子１２と１４の接続によって増幅器１６に
接続されて検出信号が出力される。増幅器１６は図では
１つにまとめて示しているが、各電位計センサ１０のそ
れぞれに１つずつの増幅器１６が割り当てられている。
誘電体板８のイオン注入側表面はイオンビームによりイ
オンが注入され続けるため、誘電体板８の表面の変質を
防止する目的で不純物汚染性の低い金属被膜が形成され
ている。
注入と同じ条件でイオンが注入されて誘電体板８が帯電
する。誘電体板８の電荷はその裏面に対向して配置され
た電位計センサ１０により検出される。各電位計センサ
１０は接続端子１２と１４の接続によって増幅器１６に
接続されて検出信号が出力される。増幅器１６は図では
１つにまとめて示しているが、各電位計センサ１０のそ
れぞれに１つずつの増幅器１６が割り当てられている。
誘電体板８のイオン注入側表面はイオンビームによりイ
オンが注入され続けるため、誘電体板８の表面の変質を
防止する目的で不純物汚染性の低い金属被膜が形成され
ている。
【０００８】ディスク４に設けられている電位計センサ
１０の出力端子１２と増幅器１６につながるチャンバ側
の入力端子１４の間の接続は、ディスク４が回転したり
上下方向に移動することから機械的なブラシによる接続
を行なうことができる。また、その接続を静電容量や光
学式信号伝達方式の非接触接続とすることもできる。非
接触接続の方が信号値の精度が向上する。
１０の出力端子１２と増幅器１６につながるチャンバ側
の入力端子１４の間の接続は、ディスク４が回転したり
上下方向に移動することから機械的なブラシによる接続
を行なうことができる。また、その接続を静電容量や光
学式信号伝達方式の非接触接続とすることもできる。非
接触接続の方が信号値の精度が向上する。
【０００９】図３は電位計センサ１０の信号処理系の一
例を示している。誘電体８がイオンビームにより帯電
し、その電位が電位計センサ１０によって電位信号とし
て取り出される。電位計センサ１０ごとに増幅器１６で
増幅され、メータやオシロスコープ１８へ送られる。各
電位計センサ１０の検出信号を個別に取り出して複数個
の位置の帯電電位を測定することにより、イオンビーム
の面内電流密度分布を測定することができる。また、全
ての電位計センサ１０の検出信号を増幅し、重ね合わせ
てその結果が設定された範囲外になると例えばインター
ロック信号を発生してイオン注入動作を停止させたり、
注入条件を変えて設定範囲内に戻すようにフィードバッ
ク信号を発生するというように、制御装置を設けてイオ
ン注入機の動作と連動させることもできる。この場合、
制御装置は例えばインターロック信号発生回路やフィー
ドバック信号発生回路などを含んだものである。
例を示している。誘電体８がイオンビームにより帯電
し、その電位が電位計センサ１０によって電位信号とし
て取り出される。電位計センサ１０ごとに増幅器１６で
増幅され、メータやオシロスコープ１８へ送られる。各
電位計センサ１０の検出信号を個別に取り出して複数個
の位置の帯電電位を測定することにより、イオンビーム
の面内電流密度分布を測定することができる。また、全
ての電位計センサ１０の検出信号を増幅し、重ね合わせ
てその結果が設定された範囲外になると例えばインター
ロック信号を発生してイオン注入動作を停止させたり、
注入条件を変えて設定範囲内に戻すようにフィードバッ
ク信号を発生するというように、制御装置を設けてイオ
ン注入機の動作と連動させることもできる。この場合、
制御装置は例えばインターロック信号発生回路やフィー
ドバック信号発生回路などを含んだものである。
【００１０】
【発明の効果】請求項１の本発明によれば、ウエハへの
注入状態の表面電位に近い電荷量を検出することができ
る。請求項２の本発明によれば、イオン注入による誘電
体板の変質のために生じる劣化を防ぐことができる。請
求項３の本発明によれは、イオンビームの面内分布を測
定することができる。請求項４の本発明によれば、回転
ディスク側の検出信号出力端子とチャンバ側の固定され
た検出信号入力端子との間の接続を非接触式で行なうた
め、検出精度が向上する。請求項５の本発明によれば、
イオン注入動作をウエハの表面電位と連動させることに
よってイオン注入の異常を防止することができる。
注入状態の表面電位に近い電荷量を検出することができ
る。請求項２の本発明によれば、イオン注入による誘電
体板の変質のために生じる劣化を防ぐことができる。請
求項３の本発明によれは、イオンビームの面内分布を測
定することができる。請求項４の本発明によれば、回転
ディスク側の検出信号出力端子とチャンバ側の固定され
た検出信号入力端子との間の接続を非接触式で行なうた
め、検出精度が向上する。請求項５の本発明によれば、
イオン注入動作をウエハの表面電位と連動させることに
よってイオン注入の異常を防止することができる。
【図１】一実施例における電位計センサの測定ユニット
の配置を示す概略平面図である。
の配置を示す概略平面図である。
【図２】一実施例における測定ユニット部の概略断面図
である。
である。
【図３】一実施例の信号処理系を示す概略ブロック図で
ある。
ある。
【図４】従来の表面電位測定方法を示すイオン注入機チ
ャンバ付近の断面図である。
ャンバ付近の断面図である。
【図５】従来の表面電位測定方法におけるイオン注入位
置と電位計センサの位置関係を示す概略平面図である。
置と電位計センサの位置関係を示す概略平面図である。
２ 半導体ウエハ ４ ディスク ６ 測定ユニット ８ 誘電体板 １０ 電位計センサ １２ 電位計センサの出力端子 １４ 増幅器につながる入力端子 １６ 増幅器 １８ メータ又はオシロスコープ
Claims (5)
- 【請求項１】 イオン注入機でイオン注入を行なうウエ
ハを装着するディスクの表面に誘電体板を配置し、その
誘電体板の裏面に対向して電位計センサを取りつけた電
位測定装置。 - 【請求項２】 前記誘電体板のイオン注入側の表面には
変質防止の保護膜として金属被膜を有する請求項１に記
載の電位測定装置。 - 【請求項３】 前記誘電体板はイオンビーム形状に合わ
せて複数個を配置し、前記電位計センサも各誘電体板に
対応して配置し、それらの電位計センサの出力からイオ
ンビームの面内電流密度分布を測定できるようにした請
求項１に記載の電位測定装置。 - 【請求項４】 ウエハを装着するディスクに設けられた
電位計センサ出力端子と、電位計センサの出力を取り込
んで増幅し測定値を得る測定器側の入力端子との間の接
続を、非接触式接続端子で行なう請求項１に記載の電位
測定装置。 - 【請求項５】 電位計センサ出力信号に基づいてイオン
注入条件の変更や注入停止などのイオン注入動作制御を
行なう制御装置を備えている請求項１に記載の電位測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3255822A JPH0567667A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | イオン注入機の電位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3255822A JPH0567667A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | イオン注入機の電位測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0567667A true JPH0567667A (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=17284104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3255822A Pending JPH0567667A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | イオン注入機の電位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0567667A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003007330A1 (en) * | 2001-07-12 | 2003-01-23 | Hitachi, Ltd. | Sample electrification measurement method and charged particle beam apparatus |
| JP2009026742A (ja) * | 2007-06-20 | 2009-02-05 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子ビーム装置及びその制御方法 |
| JP2009211958A (ja) * | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Hitachi High-Technologies Corp | 試料の電位測定方法及び荷電粒子線装置 |
-
1991
- 1991-09-06 JP JP3255822A patent/JPH0567667A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003007330A1 (en) * | 2001-07-12 | 2003-01-23 | Hitachi, Ltd. | Sample electrification measurement method and charged particle beam apparatus |
| US6946656B2 (en) | 2001-07-12 | 2005-09-20 | Hitachi, Ltd. | Sample electrification measurement method and charged particle beam apparatus |
| US7087899B2 (en) | 2001-07-12 | 2006-08-08 | Hitachi, Ltd. | Sample electrification measurement method and charged particle beam apparatus |
| US7372028B2 (en) | 2001-07-12 | 2008-05-13 | Hitachi, Ltd. | Sample electrification measurement method and charged particle beam apparatus |
| US7700918B2 (en) | 2001-07-12 | 2010-04-20 | Hitachi, Ltd. | Sample electrification measurement method and charged particle beam apparatus |
| US8835844B2 (en) | 2001-07-12 | 2014-09-16 | Hitachi, Ltd. | Sample electrification measurement method and charged particle beam apparatus |
| JP2009026742A (ja) * | 2007-06-20 | 2009-02-05 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子ビーム装置及びその制御方法 |
| JP2009211958A (ja) * | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Hitachi High-Technologies Corp | 試料の電位測定方法及び荷電粒子線装置 |
| US8278908B2 (en) | 2008-03-05 | 2012-10-02 | Hitachi High-Technologies Corporation | Method for measuring electric potential distribution on a surface of a sample, and charged particle beam system |
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