JPS6139356A - イオン打込装置 - Google Patents
イオン打込装置Info
- Publication number
- JPS6139356A JPS6139356A JP16001584A JP16001584A JPS6139356A JP S6139356 A JPS6139356 A JP S6139356A JP 16001584 A JP16001584 A JP 16001584A JP 16001584 A JP16001584 A JP 16001584A JP S6139356 A JPS6139356 A JP S6139356A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- wafer
- ion beam
- amount
- implantation
- 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
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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
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、たとえばＬＳＩなど半導体素子の製造プロセ
スにおける不純物の注入に用いられるイオン打込装置に
関する。
スにおける不純物の注入に用いられるイオン打込装置に
関する。
、この種の従来のイオン打込装置は、ウェハに注入され
るイオン量は、直接ウェハ及びウェハを支持する円板な
どを電気的に７０−ティングさせ、そこに入射されるイ
オン量を電流検出することにより、制御している。
るイオン量は、直接ウェハ及びウェハを支持する円板な
どを電気的に７０−ティングさせ、そこに入射されるイ
オン量を電流検出することにより、制御している。
第３図に従来のイオン打込装置の概略図を示す。
同図において、例えばＰ＋層の形成には不純物として、
ボロンを用いる。ガスとして三弗化ボロン（ＢＦｓ ）
がよく用いられる。Ｂ Ｆ ａガスをイオン源ＩＫ供給
し、このイオン源ｌで電子、マイクロ波と重畳磁場など
でプラズマを発生させ、イオンを生成する。イオン源１
は通常２０〜２００ｋＶ９高電位にあり、電界により、
大電流の全イオンビーム２として引出される。分離磁石
３に入射したイオンビームは、イオンが加速された電圧
と分離磁場強度により定められる軌道を飛行するイオン
種がイオンの質量、電荷比により選別される。
ボロンを用いる。ガスとして三弗化ボロン（ＢＦｓ ）
がよく用いられる。Ｂ Ｆ ａガスをイオン源ＩＫ供給
し、このイオン源ｌで電子、マイクロ波と重畳磁場など
でプラズマを発生させ、イオンを生成する。イオン源１
は通常２０〜２００ｋＶ９高電位にあり、電界により、
大電流の全イオンビーム２として引出される。分離磁石
３に入射したイオンビームは、イオンが加速された電圧
と分離磁場強度により定められる軌道を飛行するイオン
種がイオンの質量、電荷比により選別される。
ＢＦ、ガスを用いた場合、１ｌＢ−（質量数１１の一荷
ボロイイオン）がよく用いられ、図中打込みビーム４に
相当する。打込室にはイオンを均一に打込むためとウェ
ハの温度を低く保つために回転円板５が具備され、その
周辺に複数のウェハ６が装着されている。均一打込みを
実施するため、回転円板５は高速一定回転し、打込イオ
ンビーム４に対し、横方向に走査するか、イオンビーム
を走査している。回転円板５を走査する例として、走査
機構７と、走査制御系８があシ、牛径方向に反比例し、
打込イオンビーム４の増減に応じ、走査制御を行ない均
一打込みを実行する場合を示しである。イオン源電源１
２、磁場電源１１、打込電流検出系９があ、！Ｄ、ＣＰ
Ｕによる集中制御を行なう打込制御系１４により、全体
を制御する。イオンと−ムライン及び回転円板５を含む
系は、高真空に保たれている。イオン源１より引き出さ
れる全イオン電流１０、打込電流１３はそれぞれ検出さ
れ制御されている。
ボロイイオン）がよく用いられ、図中打込みビーム４に
相当する。打込室にはイオンを均一に打込むためとウェ
ハの温度を低く保つために回転円板５が具備され、その
周辺に複数のウェハ６が装着されている。均一打込みを
実施するため、回転円板５は高速一定回転し、打込イオ
ンビーム４に対し、横方向に走査するか、イオンビーム
を走査している。回転円板５を走査する例として、走査
機構７と、走査制御系８があシ、牛径方向に反比例し、
打込イオンビーム４の増減に応じ、走査制御を行ない均
一打込みを実行する場合を示しである。イオン源電源１
２、磁場電源１１、打込電流検出系９があ、！Ｄ、ＣＰ
Ｕによる集中制御を行なう打込制御系１４により、全体
を制御する。イオンと−ムライン及び回転円板５を含む
系は、高真空に保たれている。イオン源１より引き出さ
れる全イオン電流１０、打込電流１３はそれぞれ検出さ
れ制御されている。
しかし、このようなイオン打込装置において最近、ＬＳ
Ｉの微細化と製造プロセスから、ウニ八表面が絶縁層、
ホトレジスト付のものが多くなってきて、ウェハ６に打
込まれるイオンが蓄積されると共に、ホトレジストがイ
オンビーム照射により脱ガス現象があシ、周辺の真空度
を低下させ、イオンビームが脱ガスの中性粒子と衝突し
、イオンビームが中性化されること、また汚れなどで発
生する二次電子量が変動するなど、打込電流１３を正確
に計測することが難かしくなっている。これが原因で、
打込量の均一性、再現性が損われ、デバイスの品質に悪
影響を与えている。これに対しＯＷ Ｅｎｅｒｇｙ Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎｓ Ｕ、 Ｓ、 Ｐ ３５０７７０５Ｊ
や「正電荷のイオンビームの中性化を強化するための方
法及び装置、特公昭５７−８７０５６ Ｊなど、ウニ八
表面のチャージアップを防ぐ手段としての電子供給装置
を備けるなどしたものもある。しかし、イオン量の正確
な検出は、ウニ八周辺の汚れなどによる二次電子の変動
などで再現性のある制御が難かしい。
Ｉの微細化と製造プロセスから、ウニ八表面が絶縁層、
ホトレジスト付のものが多くなってきて、ウェハ６に打
込まれるイオンが蓄積されると共に、ホトレジストがイ
オンビーム照射により脱ガス現象があシ、周辺の真空度
を低下させ、イオンビームが脱ガスの中性粒子と衝突し
、イオンビームが中性化されること、また汚れなどで発
生する二次電子量が変動するなど、打込電流１３を正確
に計測することが難かしくなっている。これが原因で、
打込量の均一性、再現性が損われ、デバイスの品質に悪
影響を与えている。これに対しＯＷ Ｅｎｅｒｇｙ Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎｓ Ｕ、 Ｓ、 Ｐ ３５０７７０５Ｊ
や「正電荷のイオンビームの中性化を強化するための方
法及び装置、特公昭５７−８７０５６ Ｊなど、ウニ八
表面のチャージアップを防ぐ手段としての電子供給装置
を備けるなどしたものもある。しかし、イオン量の正確
な検出は、ウニ八周辺の汚れなどによる二次電子の変動
などで再現性のある制御が難かしい。
本発明の目的は、従来のようにウェハ及び′ウェハを支
持している打込室周辺のイオン電流を検出するようにし
たものでなく、打込みイオン電流に比例するイオン量を
検出することにより、打込みイオン電流を設定し、これ
によりイオン打込量を正確に制御できるイオン打込装置
を提供することにある。
持している打込室周辺のイオン電流を検出するようにし
たものでなく、打込みイオン電流に比例するイオン量を
検出することにより、打込みイオン電流を設定し、これ
によりイオン打込量を正確に制御できるイオン打込装置
を提供することにある。
ウェハ及びウェハを支持している打込室周辺は、イオン
ビームの汚れなど二次的な原因でイオン電流の正確な再
現性ある検出は難かしい。もちろんウニ八表面の絶縁層
の形成は重大なイオン電流検出誤差の原因であること等
を鑑みて、本発明はイオン電流検出装置を分離磁石ある
いは打込室の前方に設置し間接的に打込みイオン電流を
検出することによりウエハの表面状態に関係なく、打込
みイオン量を制御するようにしたものである。
ビームの汚れなど二次的な原因でイオン電流の正確な再
現性ある検出は難かしい。もちろんウニ八表面の絶縁層
の形成は重大なイオン電流検出誤差の原因であること等
を鑑みて、本発明はイオン電流検出装置を分離磁石ある
いは打込室の前方に設置し間接的に打込みイオン電流を
検出することによりウエハの表面状態に関係なく、打込
みイオン量を制御するようにしたものである。
第１図は本発明によるイオン打込装置の一実施例を示す
構成図である。同図において第３図と同符号のものは同
材料を示している。第１図において、イオン源１より引
き出される全イオンビーム２の一部分を、分家磁場３の
前方に、中央に開口のある部分イオン検出器１５を設置
する。例えば中心のビームとして全イオンビーム２の９
０チは通過し、ｌＯチを部分イオノ検出器１５で受ける
。
構成図である。同図において第３図と同符号のものは同
材料を示している。第１図において、イオン源１より引
き出される全イオンビーム２の一部分を、分家磁場３の
前方に、中央に開口のある部分イオン検出器１５を設置
する。例えば中心のビームとして全イオンビーム２の９
０チは通過し、ｌＯチを部分イオノ検出器１５で受ける
。
必要とする打込みイオンビーム４は全イオンビーム２に
比例しているので、打込みイオンビーム４と部分イオン
ビーム１６と比例していることになシ。部分イオンビー
ム１６を検出制御することにより、打込みイオン量を制
御することが可能である。部分イオン検出器１５の構造
は、中央に開口を有するものでも、また、上下あるいは
左右の２本の棒状スリットでもよい。さらに、位置を変
え九シ、２本の棒状スリットを回転させ、調度を変え、
検出イオン量を可変設定することもできるものである。
比例しているので、打込みイオンビーム４と部分イオン
ビーム１６と比例していることになシ。部分イオンビー
ム１６を検出制御することにより、打込みイオン量を制
御することが可能である。部分イオン検出器１５の構造
は、中央に開口を有するものでも、また、上下あるいは
左右の２本の棒状スリットでもよい。さらに、位置を変
え九シ、２本の棒状スリットを回転させ、調度を変え、
検出イオン量を可変設定することもできるものである。
第２図に、三弗化ボロン（ＢＦｓ ）ガスの質量スペク
トルを示す。元素を示す文字の左上の数字は質量数を示
し、ボロンの場合、質量数ｌＯと１１があり打込みに用
いるイオンビームはＩＩＢが多く用いられる。全イオン
ビーム２は、この質量スペクトルに現われる各ピークの
和である。同位元素の存在比は一定であるので、打込み
に用いるイオンビームとは別の同位元素を検出すること
により、打込み制御がより正確に制御できる。
トルを示す。元素を示す文字の左上の数字は質量数を示
し、ボロンの場合、質量数ｌＯと１１があり打込みに用
いるイオンビームはＩＩＢが多く用いられる。全イオン
ビーム２は、この質量スペクトルに現われる各ピークの
和である。同位元素の存在比は一定であるので、打込み
に用いるイオンビームとは別の同位元素を検出すること
により、打込み制御がより正確に制御できる。
また全イオンビーム２でなく、分離されたイオンビーム
４′ （あるいは同位元素イオン量−ム４”）を検出す
ることにより正確に打込みイオン量を制御できることも
できる。第１図において、分離されたイオンビーム４′
、同位元素イオンビーム４“の位置に分離イオン検出器
１９を設置し、分離イオン電流２０、あるいは同位元素
イオンビーム電流２０′を分離イオン検出系２１で検出
し、打込電流１３を制御できる。分離イオンの軌道は、
イオンの加速電圧と分離磁場強度により、質量分析の理
論で決まるので、その位置に、分離イオン検出器と設置
する必要があシ、位置可変様構付は望ましい。
４′ （あるいは同位元素イオン量−ム４”）を検出す
ることにより正確に打込みイオン量を制御できることも
できる。第１図において、分離されたイオンビーム４′
、同位元素イオンビーム４“の位置に分離イオン検出器
１９を設置し、分離イオン電流２０、あるいは同位元素
イオンビーム電流２０′を分離イオン検出系２１で検出
し、打込電流１３を制御できる。分離イオンの軌道は、
イオンの加速電圧と分離磁場強度により、質量分析の理
論で決まるので、その位置に、分離イオン検出器と設置
する必要があシ、位置可変様構付は望ましい。
打込み制御系１４により、均一打込みその他が制御され
る。
る。
このようにすれば、ウェハの表面状態、脱ガスによるイ
オンビームの中性化、汚れなどによる発生二次電子量の
変動などによる打込みイオン量の変動を防ぐことができ
るので、再現性のある打込み量制御を可能とすることが
できるっ また、ウェハのチャージアップを防ぐエレクトロンシャ
ワー装置の電子量の制御を正確に行なう必要はなく、ウ
ェハ周辺の真空排気系を簡略化できるなどの効果もある
。
オンビームの中性化、汚れなどによる発生二次電子量の
変動などによる打込みイオン量の変動を防ぐことができ
るので、再現性のある打込み量制御を可能とすることが
できるっ また、ウェハのチャージアップを防ぐエレクトロンシャ
ワー装置の電子量の制御を正確に行なう必要はなく、ウ
ェハ周辺の真空排気系を簡略化できるなどの効果もある
。
以上説明したことから明らかなように、本発明によるイ
オン打込装置によれば、正確なイオン打込量を制御する
ことができるようになる。
オン打込装置によれば、正確なイオン打込量を制御する
ことができるようになる。
第１図は、本発明によるイオン打込装置の一実施例を示
す構成図、第２図は本発明によるイオン打込装置の作用
を説明するための説明図、第３図は、従来のイオン打込
装置の一例を示す構成図である。 １・・・イオン源、２・・・全イオンビーム、３・・・
分離磁場、４・・・打込みイオンビーム、４′・・・同
位元素イオンビーム、４”・・・分離イオンビーム、５
・・・回転円板、６・・・ウェハ、７・・・円板走査駆
動機構、８・・・円板走査制御系、９・・・打込電流検
出系、１０・・・全イオン電流、１１・・・磁場電源、
１２・・・イオン源電源、１３・・・打込イオンビーム
、１４・・・打込制御系、１５・・・部分イオン検出器
、１６・・・部分イオン電流、１７・・・同位元素イオ
ン検出器、１８・・・分離スリット、１９・・・分離イ
オン検出器、２０・・・分離イオン電流、２１・・・分
離イオン検出系。
す構成図、第２図は本発明によるイオン打込装置の作用
を説明するための説明図、第３図は、従来のイオン打込
装置の一例を示す構成図である。 １・・・イオン源、２・・・全イオンビーム、３・・・
分離磁場、４・・・打込みイオンビーム、４′・・・同
位元素イオンビーム、４”・・・分離イオンビーム、５
・・・回転円板、６・・・ウェハ、７・・・円板走査駆
動機構、８・・・円板走査制御系、９・・・打込電流検
出系、１０・・・全イオン電流、１１・・・磁場電源、
１２・・・イオン源電源、１３・・・打込イオンビーム
、１４・・・打込制御系、１５・・・部分イオン検出器
、１６・・・部分イオン電流、１７・・・同位元素イオ
ン検出器、１８・・・分離スリット、１９・・・分離イ
オン検出器、２０・・・分離イオン電流、２１・・・分
離イオン検出系。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、イオン源と分離磁石とウェハを装着した打込室より
成るイオン打込装置において、イオンビームが前記分離
磁石に入射する前方に、イオンビームの一部を検出し、
この検出値によつてウェハに注入されるイオン量を制御
することを特徴とするイオン打込装置。 ２、イオン源と分離磁石とウェハを装着した打込室より
成るイオン打込装置において、分離電力を通過し、質量
、電荷比に応じて分離されたイオンビームのうち、打込
イオンビームと異なるイオンビームを検出することによ
り、ウェハに注入されるイオン量を制御することを特徴
とするイオン打込装置。 ３、特許請求の範囲第２項において、打込みイオンビー
ムの同位元素によるイオンビームを検出することにより
、ウェハに注入されるイオン量を制御するようにしたイ
オン打込装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16001584A JPS6139356A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | イオン打込装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16001584A JPS6139356A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | イオン打込装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6139356A true JPS6139356A (ja) | 1986-02-25 |
Family
ID=15706132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16001584A Pending JPS6139356A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | イオン打込装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6139356A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63146337A (ja) * | 1986-12-08 | 1988-06-18 | Fuji Electric Co Ltd | イオンビ−ム装置 |
| US4785188A (en) * | 1986-09-30 | 1988-11-15 | Fujitsu Limited | Primary particle beam irradiation apparatus and method of irradiation thereof |
| JP2010506347A (ja) * | 2006-06-02 | 2010-02-25 | アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド | イオン注入のための注入量閉ループ制御 |
-
1984
- 1984-07-30 JP JP16001584A patent/JPS6139356A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4785188A (en) * | 1986-09-30 | 1988-11-15 | Fujitsu Limited | Primary particle beam irradiation apparatus and method of irradiation thereof |
| JPS63146337A (ja) * | 1986-12-08 | 1988-06-18 | Fuji Electric Co Ltd | イオンビ−ム装置 |
| JP2010506347A (ja) * | 2006-06-02 | 2010-02-25 | アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド | イオン注入のための注入量閉ループ制御 |
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