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JP3104075B2 - Ion implantation apparatus and ion implantation method - Google Patents
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JP3104075B2 - Ion implantation apparatus and ion implantation method - Google Patents

Ion implantation apparatus and ion implantation method

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JP3104075B2
JP3104075B2 JP03047187A JP4718791A JP3104075B2 JP 3104075 B2 JP3104075 B2 JP 3104075B2 JP 03047187 A JP03047187 A JP 03047187A JP 4718791 A JP4718791 A JP 4718791A JP 3104075 B2 JP3104075 B2 JP 3104075B2
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ion beam
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ion
substrate
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハへイオン
の打ち込みを行うイオン注入装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion implantation apparatus for implanting ions into a semiconductor wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のイオン注入装置としては、X−Y
走査方式の装置や特開平2−24948号公報記載の装
置等が知られている。しかし、近年、ウエハの大口径化
(8インチ化)に伴ない、中電流イオン注入装置は、入
射角度,面内均一性の向上を狙って、X−Y走査方式か
ら、ウエハに対して一方向に移動(パラレル走査)する
平行イオンビーム照射手段に前記一方向に交わる方向に
ウエハを移動(メカニカル走査)させる手段を有する方
式へ移行しつつある。
2. Description of the Related Art As a conventional ion implantation apparatus, XY is used.
A scanning type apparatus and an apparatus described in JP-A-2-24948 are known. However, with the recent increase in the diameter of the wafer (to 8 inches), the medium-current ion implantation apparatus has shifted from the XY scanning method to the wafer to improve the incident angle and in-plane uniformity. There is a shift to a system having a means for moving (mechanical scanning) a wafer in a direction intersecting the one direction with a parallel ion beam irradiation means moving in a direction (parallel scanning).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このようなイオン注入
装置にあっては、イオン注入中に発生するウエハ表面の
チャージアップ現象により、ゲート酸化膜の耐圧劣化,
パターンの破壊,面内均一性の劣化等の問題を引き起す
ことが知られている。特に、従来のX−Y走査方式の中
電流イオン注入装置は、ウエハ全面を一括してイオン注
入するために、高電流イオン注入装置で用いられている
静電誘導タイプのチャージモニターを用いることができ
ず、イオン注入時のモニターも容易には行えなかった。
In such an ion implantation apparatus, the charge-up phenomenon on the wafer surface which occurs during the ion implantation causes the withstand voltage of the gate oxide film to deteriorate,
It is known to cause problems such as destruction of patterns and deterioration of in-plane uniformity. In particular, the conventional XY scanning type medium current ion implanter uses the electrostatic induction type charge monitor used in the high current ion implanter to collectively implant ions into the entire surface of the wafer. It could not be easily monitored during ion implantation.

【0004】また、近年主流となりつつある上記したパ
ラレル走査+メカニカル走査の方式の中電流イオン注入
装置においても、スループット向上のための高電流化及
び大口径化のために、チャージアップ現象の影響が懸念
されている。
In the above-mentioned medium-current ion implantation apparatus of the parallel scanning + mechanical scanning, which has become the mainstream in recent years, the influence of the charge-up phenomenon is required to increase the current and increase the diameter for improving the throughput. There is concern.

【0005】本発明は、このような従来の問題点に着目
して創案されたものであって、チャージアップによるデ
バイスの特性劣化や破壊を防止できるイオン注入装置を
得んとするものである。
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide an ion implantation apparatus capable of preventing device characteristics deterioration and destruction due to charge-up.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1の基体に対して
一方向に移動する平行イオンビーム照射手段と、前記一
方向に交わる方向に前記基体を移動させる手段とを有す
枚葉式イオン注入装置において、前記基体に対向し且
つ前記イオンビーム近傍で、前記イオンビームに干渉し
ない位置に配設されるチャージセンサを備えたことを特
徴とする。請求項2の基体に対して一方向に移動する平
行イオンビーム照射工程と、前記一方向に交わる方向に
前記基体を移動させる工程とを含むイオン注入方法にお
いて、 前記基体に対向し且つ前記イオンビーム近傍で、
前記イオンビームに干渉しない位置に配設されるチャー
ジセンサにより前記基体表面のチャージアップを検出で
きるようにしたことを特徴とする
Means for Solving the Problems] according parallel ion beam irradiation means for moving in one direction relative to section 1 of the substrate, the direction to the substrate single wafer ion implantation and a means for moving the intersecting said one direction In the apparatus, the device interferes with the ion beam in the vicinity of the substrate and in the vicinity of the ion beam.
And a charge sensor disposed at a position where no charge sensor is provided. A flat plate which moves in one direction with respect to the substrate of claim 2.
Row ion beam irradiation step, in a direction intersecting with the one direction
Moving the substrate.
And facing the substrate and near the ion beam,
A char arranged at a position not to interfere with the ion beam
Di-sensor to detect charge-up on the substrate surface
It is characterized by being able to .

【0007】[0007]

【作用】基体に対して平行イオンビーム照射手段より照
射されるイオンビームの近傍(例えば上方又は下方位
置)に配設されたチャージセンサーは、イオンビームに
干渉することなくチャージ量を測定することが可能にな
る。また、チャージモニターは、基体に近づくほど、測
定精度を高めることが可能となる。
The charge sensor disposed in the vicinity (for example, above or below) of the ion beam irradiated on the substrate by the parallel ion beam irradiation means can measure the charge amount without interfering with the ion beam. Will be possible. Further, the closer the charge monitor is to the base, the higher the measurement accuracy can be.

【0008】[0008]

【実施例】以上、本発明に係るイオン注入装置の詳細を
図面に示す実施例に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the ion implantation apparatus according to the present invention will be described with reference to the embodiments shown in the drawings.

【0009】本実施例に係るイオン注入装置は、図1に
示すように、イオンビームaを照射する平行イオンビー
ム照射手段1と、基体であるウエハ2を支持するプラテ
ン3と、プラテン3の下部に一体に設けられた駆動軸4
を介して該プラテン3を昇降駆動させる昇降駆動手段5
と、前記イオンビームaの下方近傍に配置された静電誘
導型のチャージモニター6とから大略構成されている。
As shown in FIG. 1, the ion implantation apparatus according to the present embodiment includes a parallel ion beam irradiation means 1 for irradiating an ion beam a, a platen 3 for supporting a wafer 2 as a base, and a lower portion of the platen 3. Drive shaft 4 provided integrally with
Lifting drive means 5 for raising and lowering the platen 3 via the
And an electrostatic induction type charge monitor 6 arranged near the lower portion of the ion beam a.

【0010】平行イオンビーム照射手段1は、イオン源
側から引き出したイオンビームを偏向電極により走査
し、双極子レンズで平行ビームにし、加速管でイオンビ
ームaを加速してウエハ2にイオン注入するようになっ
ている。なお、図2はイオンビームaをウエハ2に向け
て照射している状態を示しており、イオンビームaは、
水平方向(図中x方向)に走査される。
The parallel ion beam irradiating means 1 scans the ion beam drawn from the ion source side with a deflection electrode, converts it into a parallel beam with a dipole lens, accelerates an ion beam a with an acceleration tube, and implants ions into a wafer 2. It has become. FIG. 2 shows a state in which the ion beam a is irradiated toward the wafer 2.
Scanning is performed in the horizontal direction (x direction in the figure).

【0011】なお、平行イオンビーム照射手段1は、図
1に示すように、マスク7,7の間のスリット8を介す
ることにより所定ビーム幅に保たれるようになってい
る。
As shown in FIG. 1, the parallel ion beam irradiation means 1 is maintained at a predetermined beam width by passing through a slit 8 between the masks 7, 7.

【0012】チャージモニター6は、イオンビームaの
近傍下方に配置されているため、昇降駆動手段5により
プラテン3が下降した場合に、イオンビーム照射直後の
ウエハ2表面のチャージ量を測定することが可能であ
る。このようなチャージモニター6により測定されたチ
ャージ量に基づいてウエハ2表面に電子照射を行ないウ
エハ2表面の電荷を十分に中和させることが可能とな
る。
Since the charge monitor 6 is disposed below the vicinity of the ion beam a, when the platen 3 is lowered by the elevation driving means 5, it is possible to measure the charge amount on the surface of the wafer 2 immediately after the ion beam irradiation. It is possible. Electron irradiation is performed on the surface of the wafer 2 based on the charge amount measured by the charge monitor 6 to sufficiently neutralize the charge on the surface of the wafer 2.

【0013】なお、本実施例においては、チャージモニ
ター6を、イオンビームaの下方に配置したが、イオン
ビームaの上方に配置させて、ウエハ2が上方へ動く場
合のチャージ量の評価が行なえるようにしてもよく、ま
たは、イオンビームaの上方及び下方の近傍に夫々チャ
ージセンサー6を備える構成としても勿論よい。
In this embodiment, the charge monitor 6 is disposed below the ion beam a. However, the charge monitor 6 may be disposed above the ion beam a to evaluate a charge amount when the wafer 2 moves upward. Alternatively, the charge sensors 6 may be provided near the upper and lower portions of the ion beam a.

【0014】また、上記実施例においては、図1に示し
たように、チャージセンサー6をマスク7に近い位置に
設けたが、よりウエハ2表面に近くなるように、別途チ
ャージセンサー6の支持構造を設けてもよい。
In the above embodiment, the charge sensor 6 is provided at a position close to the mask 7 as shown in FIG. 1, but a support structure for the charge sensor 6 is separately provided so as to be closer to the surface of the wafer 2. May be provided.

【0015】本発明は、構成の要旨に付随してこの他各
種の設計変更が可能である。
In the present invention, various other design changes can be made along with the gist of the configuration.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係るイオン注入装置にあっては、パラレル走査にメカ
ニカル走査を加えた方式において、イオン注入時に発生
する基体表面のチャージアップを検出できるため、基体
に形成されるデバイスの特性の劣化,破壊を防止できる
効果がある。
As is apparent from the above description, in the ion implantation apparatus according to the present invention, in the system in which the mechanical scanning is added to the parallel scanning, it is possible to detect the charge-up of the surface of the substrate generated during the ion implantation. Therefore, there is an effect that deterioration and destruction of characteristics of a device formed on the base can be prevented.

【0017】また、基体表面の電荷のチャージ量に基づ
いて例えば電子照射等の電荷中和手段の制御が可能とな
る効果がある。
Further, there is an effect that it is possible to control the charge neutralizing means such as electron irradiation based on the amount of charge on the substrate surface.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るイオン注入装置の実施例を示す概
略説明図。
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an embodiment of an ion implantation apparatus according to the present invention.

【図2】実施例の平行イオンビームの照射状態を示す説
明図。
FIG. 2 is an explanatory view showing an irradiation state of a parallel ion beam according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

a…イオンビーム、1…平行イオンビーム照射手段、2
…ウエハ、3…プラテン、5…昇降駆動手段、6…チャ
ージモニター。
a: ion beam, 1: parallel ion beam irradiation means, 2
... wafer, 3 ... platen, 5 ... up / down driving means, 6 ... charge monitor.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基体に対して一方向に移動する平行イオ
ンビーム照射手段と、前記一方向に交わる方向に前記基
体を移動させる手段とを有する枚葉式イオン注入装置に
おいて、 前記基体に対向し且つ前記イオンビーム近傍で、前記イ
オンビームに干渉しない位置に配設されるチャージセン
サを備えたことを特徴とするイオン注入装置。
1. A single-wafer ion implantation apparatus comprising : a parallel ion beam irradiation unit that moves in one direction with respect to a substrate; and a unit that moves the substrate in a direction intersecting with the one direction. And near the ion beam ,
An ion implanter comprising a charge sensor disposed at a position that does not interfere with the on-beam .
【請求項2】 基体に対して一方向に移動する平行イオ
ンビーム照射工程と、前記一方向に交わる方向に前記基
体を移動させる工程とを含むイオン注入方法において、 前記基体に対向し且つ前記イオンビーム近傍で、前記イ
オンビームに干渉しない位置に配設されるチャージセン
サにより前記基体表面のチャージアップを検出できるよ
うにしたことを特徴とするイオン注入方法。
(2)Parallel ions moving in one direction relative to the substrate
Beam irradiation step and the base in a direction intersecting with the one direction.
Moving the body, and The ion beam is opposed to the base and in the vicinity of the ion beam.
Charge sensor installed at a position that does not interfere with the on-beam
The charge up of the substrate surface can be detected by the
An ion implantation method, characterized in that:
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