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JPH0542103B2 - - Google Patents
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JPH0542103B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0542103B2
JPH0542103B2 JP61086861A JP8686186A JPH0542103B2 JP H0542103 B2 JPH0542103 B2 JP H0542103B2 JP 61086861 A JP61086861 A JP 61086861A JP 8686186 A JP8686186 A JP 8686186A JP H0542103 B2 JPH0542103 B2 JP H0542103B2
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JP
Japan
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ion beam
current density
ion
beam current
ion implantation
Prior art date
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JP61086861A
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Japanese (ja)
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Inventor
Akio Nakayama
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH0542103B2 publication Critical patent/JPH0542103B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体製造装置、特にそのイオン
注入におけるイオンビームプロフアイルを、自動
的に適切な状態に制御できるイオン注入機に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to semiconductor manufacturing equipment, and particularly to an ion implanter that can automatically control the ion beam profile during ion implantation to an appropriate state.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第6図は従来のイオン注入装置の構造である。
この装置はイオンを作るイオンソース4と、イオ
ンソース4からイオンを引き出す引き出し電極3
と、引き出されたイオンビーム1aと、このイオ
ンビーム1aの質量分析を行うアナライザーマグ
ネツト2と、必要なイオンだけを通過させるため
の分析スリツト5と、必要以上に広がつて飛行し
てきたイオンを止めるマスク6より構成されてい
る。
FIG. 6 shows the structure of a conventional ion implanter.
This device consists of an ion source 4 that produces ions, and an extraction electrode 3 that extracts ions from the ion source 4.
The extracted ion beam 1a, the analyzer magnet 2 that performs mass analysis of this ion beam 1a, the analysis slit 5 that allows only the necessary ions to pass through, and the ions that have spread out more than necessary and have flown through. It is composed of a mask 6 that stops.

引き出し電極3によつて、イオンソース4より
引き出されたイオンビーム1aは、イオンビーム
1aを構成する正電荷どうしの反発力により、広
がりながらアナライザーマグネツト2に入る。こ
のうち、イオンビーム外軌道1cを通るイオン
は、イオンビーム内軌道1bを通るイオンより
も、アナライザーマグネツト2の中を通過する距
離が長くなるため、大きく曲げられる。このた
め、イオンビーム1aは、焦点を結ぶことにな
る。引き出されたイオンのうち、目的以外のイオ
ンは、質量の差より、イオンビーム1aより大き
く曲げられたり、小さく曲げられたりするため
に、イオンビーム1aの焦点の位置を通過しな
い。このイオンビームの焦点位置18に分析スリ
ツト5を置いて、必要なイオンのみを取り出すよ
うにしている。この分析スリツト5を通過した純
度の高いイオンビーム1aを半導体ウエハー7に
照射して、イオン注入を行つている。また、マス
ク6は、イオンビーム1aが必要以上に広がるの
を止めるために設置されている。
The ion beam 1a extracted from the ion source 4 by the extraction electrode 3 enters the analyzer magnet 2 while spreading due to the repulsive force between the positive charges forming the ion beam 1a. Among these, ions passing through the ion beam outer trajectory 1c have a longer distance to pass through the analyzer magnet 2 than ions passing through the ion beam inner trajectory 1b, and are therefore bent to a greater extent. Therefore, the ion beam 1a becomes focused. Among the extracted ions, ions other than the target ions are bent more or less than the ion beam 1a due to the difference in mass, and therefore do not pass through the focal point of the ion beam 1a. An analysis slit 5 is placed at the focal point 18 of this ion beam to extract only the necessary ions. Ion implantation is performed by irradiating the semiconductor wafer 7 with the highly pure ion beam 1a that has passed through the analysis slit 5. Further, the mask 6 is installed to prevent the ion beam 1a from spreading more than necessary.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従来のイオン注入装置は、以上のように構成さ
れているため、イオン注入時のイオンビーム中の
電荷密度が高くなるとレジストや酸化膜の様に電
荷が逃げにくい構造を持つ場合、半導体ウエハー
表面はチヤージアツプして、ゲート酸化膜破壊に
よるトランジスタ不良や、半導体ウエハー面内の
注入均一性低下による半導体装置の品質低下を引
き起こす。
Conventional ion implantation equipment is configured as described above, so when the charge density in the ion beam during ion implantation becomes high, the surface of the semiconductor wafer is The charge build-up causes transistor defects due to gate oxide film breakdown, and quality deterioration of semiconductor devices due to decreased implantation uniformity within the semiconductor wafer surface.

この発明は、上記のような問題点をなくすため
になされたものであり、ゲート酸化膜破壊による
不良ICチツプをなくし、半導体ウエハー面内の
イオン注入の均一性向上による半導体装置の品質
向上を目的とする。
This invention was made to eliminate the above-mentioned problems, and aims to eliminate defective IC chips due to gate oxide film breakdown and improve the quality of semiconductor devices by improving the uniformity of ion implantation within the semiconductor wafer surface. shall be.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係る半導体製造装置は、イオン注入
におけるイオンビーム電流密度の最大値を規定す
る最大イオンビーム電流密度設定手段を有し、イ
オンビームの径方向のイオンビーム電流密度分布
を測定できるイオンビーム電流密度分布測定手段
を有し、測定したイオンビーム電流密度分布中の
最大値と、上記最大イオンビーム電流密度設定手
段で設定した値とを比較して、イオン注入を実行
するかどうかを判定するイオン注入決定手段を有
し、この判定に基づき、イオン注入の実行するた
めにイオンビームプロフアイルモニタのプローブ
位置を制御するプローブ位置制御手段を有し、上
記イオン注入決定手段の判定に基づき、アナライ
ザーマグネツト部のボールチツプを動かして、イ
オンビームのプロフアイルを変えるイオンビーム
プロフアイル制御手段を有し、このイオンビーム
プロフアイル制御手段の出力に基づきイオンビー
ムの焦点がどの位置に来るかを計算するイオンビ
ーム焦点位置計算手段を有し、この計算結果に基
づいて分析スリツトを移動させ、イオンビームの
焦点位置に合わせる分析スリツト位置制御手段を
有して、イオン注入におけるイオンビーム電流密
度を自動的に制御できるようにしたものである。
The semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention has a maximum ion beam current density setting means that defines the maximum value of the ion beam current density in ion implantation, and the ion beam current density can measure the ion beam current density distribution in the radial direction of the ion beam. An ion device that has a density distribution measuring means and compares the maximum value in the measured ion beam current density distribution with the value set by the maximum ion beam current density setting means to determine whether or not to perform ion implantation. and probe position control means for controlling the probe position of the ion beam profile monitor in order to perform ion implantation based on the determination of the ion implantation determination means. The ion beam has an ion beam profile control means that changes the profile of the ion beam by moving a ball chip in the net section, and calculates where the focus of the ion beam will be based on the output of this ion beam profile control means. It has a beam focal position calculation means, and it has an analysis slit position control means that moves the analysis slit based on the calculation result to match the focal position of the ion beam, and automatically controls the ion beam current density in ion implantation. It has been made possible.

〔作用〕[Effect]

この発明における最大イオンビーム電流密度設
定手段は、イオン注入におけるイオンビームの最
大電流密度を設定し、イオン注入決定手段は、上
記設定値と、イオンビーム電流密度分布測定手段
により求めた電流密度の最大値を比較して、イオ
ン注入を行なうかどうかを判定する。この判定に
より、イオン注入を実行する場合には、プローブ
位置制御手段によりイオン注入を実行するため、
プローブ位置を変える。また、この判定により、
イオンビーム電流密度を変える必要が生じた場合
には、イオンビームプロフアイル制御手段により
イオンビームのプロフアイルを変える。また、イ
オンビーム焦点位置計算手段は、イオンビームプ
ロフアイル制御手段により変えられた上記イオン
ビームの出射角からイオンビーム焦点位置を計算
して、分析スリツト位置制御手段により、この焦
点位置に分析スリツトを合わせる。このフイード
バツクシステムにより、最大電荷密度値を、設定
値以下に抑え、チヤージアツプによるMOSトラ
ンジスタのゲート酸化膜破壊等による不良半導体
装置の発生をなくし、また、チヤージアツプによ
るイオン注入の均一世が損なわれることを抑え
て、品質のそろつた半導体装置を生産する。
The maximum ion beam current density setting means in this invention sets the maximum current density of the ion beam in ion implantation, and the ion implantation determining means sets the maximum current density determined by the above set value and the ion beam current density distribution measuring means. The values are compared to determine whether or not to perform ion implantation. Based on this determination, when performing ion implantation, the ion implantation is performed by the probe position control means.
Change probe position. Also, based on this judgment,
When it becomes necessary to change the ion beam current density, the ion beam profile is changed by the ion beam profile control means. The ion beam focal position calculation means calculates the ion beam focal position from the exit angle of the ion beam changed by the ion beam profile control means, and causes the analysis slit position control means to place the analysis slit at this focal position. match. This feedback system suppresses the maximum charge density value to below the set value, eliminates the occurrence of defective semiconductor devices due to damage to the gate oxide film of MOS transistors due to charge up, and also prevents the uniformity of ion implantation due to charge up. To produce semiconductor devices of uniform quality by suppressing problems.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は、この発明による半導体製造装置の一
実施例の全体構成図である。この実施例は、第1
図から明らかなように、イオンソース4は、不純
物イオンのプラズマを作り、引き出し電極3はプ
ラズマ中からイオンビーム1aを引き出す。アナ
ライザーマグネツト2は、磁界をイオンビーム1
aに対し垂直に発生させ、イオンビーム1aの進
行方向を曲げる。ポールチツプ8は、ポールチツ
プ回転軸24を中心にして、イオンビーム1aの
出射角Aを変えられるようになつている。この出
射角Aの変化により、イオンビームの焦点9の位
置が、アナライザーマグネツト2側に近づいた
り、遠ざかつたりする。分析スリツト5は、イオ
ンビーム1aを分析し、イオンビーム1aの純度
を高める。マスク6は、イオンビーム1aが必要
以上に広がる事を抑え、プローブ17は、MOS
IC等からなる半導体ウエハー7にイオン注入を
行なう前に、イオンビーム1aを受け、イオンビ
ーム電流密度分布測定手段10により、イオンビ
ーム電流密度分布を測定する。最大イオンビーム
電流密度設定手段13により、最大イオンビーム
電流密度値を設定し、この値と測定した値とを、
イオン注入決定手段11で判定して、判定結果
が、注入実行可能であれば、プローブ位置制御手
段12によつて、プローブ17の位置を制御す
る。上記判定結果が注入実行不可能であれば、イ
オンビームプロフアイル制御手段16が、ポール
チツプ8を動かす。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention. In this example, the first
As is clear from the figure, the ion source 4 creates plasma of impurity ions, and the extraction electrode 3 extracts the ion beam 1a from the plasma. Analyzer magnet 2 converts the magnetic field into ion beam 1
The ion beam 1a is generated perpendicularly to a, thereby bending the traveling direction of the ion beam 1a. The pole chip 8 is configured to be able to change the emission angle A of the ion beam 1a about the pole chip rotation axis 24. Due to this change in the emission angle A, the position of the focal point 9 of the ion beam approaches or moves away from the analyzer magnet 2 side. The analysis slit 5 analyzes the ion beam 1a and increases the purity of the ion beam 1a. The mask 6 prevents the ion beam 1a from spreading more than necessary, and the probe 17
Before implanting ions into a semiconductor wafer 7 made of an IC or the like, the ion beam 1a is received and the ion beam current density distribution is measured by the ion beam current density distribution measuring means 10. A maximum ion beam current density value is set by the maximum ion beam current density setting means 13, and this value and the measured value are
If the ion implantation determining means 11 determines that the implantation can be performed, the probe position control means 12 controls the position of the probe 17. If the above judgment result indicates that implantation cannot be performed, the ion beam profile control means 16 moves the pole tip 8.

第2図は、第1図の実施例に使用される半導体
製造装置の断面図である。第1ステツプモーター
26は、ベルト25を介して、ポールチツプ回転
軸24を動かして、ポールチツプ8を動かし、出
射角Aを変え、第2ステツプモーター23は、ベ
ルト22を介して、分析スリツト移動用回転軸2
1を動かして分析スリツト5の位置を変える。第
3ステツプモーター19は、ベルト78を介し
て、プローブ回転軸18を動かす。マイクロコン
ピユータ等からなる制御装置20は、上記第1ス
テツプモーター26、第2ステツプモーター2
3、第3ステツプモーター19を制御する。デイ
スプレイ26は、測定したイオンビーム電流密度
分布における最大値を示し、最大電流密度調整用
つまみ27aは、イオンビーム電流密度分布中の
最大値を決め、スイツチ28は、プローブ17か
らの入力信号のONとOFFをし、スイツチ29
は、最大電流密度調整用つまみ27aからの信号
をON、OFFする構成となつている。
FIG. 2 is a sectional view of the semiconductor manufacturing apparatus used in the embodiment of FIG. 1. The first step motor 26 moves the pole tip rotation shaft 24 via the belt 25 to move the pole tip 8 and change the emission angle A, and the second step motor 23 rotates the pole tip rotation shaft 24 via the belt 22 for moving the analysis slit. Axis 2
1 to change the position of analysis slit 5. The third step motor 19 moves the probe rotating shaft 18 via a belt 78. A control device 20 including a microcomputer etc. controls the first step motor 26 and the second step motor 2.
3. Control the third step motor 19. The display 26 shows the maximum value in the measured ion beam current density distribution, the maximum current density adjustment knob 27a determines the maximum value in the ion beam current density distribution, and the switch 28 turns on the input signal from the probe 17. and turn off the switch 29
is configured to turn ON and OFF the signal from the maximum current density adjustment knob 27a.

第3図は、第1図の実施例の電気接続を示す回
路図である。図で、プローブ17で受けたアナロ
グ信号は、マルチプレクサ60を通つて、A/D
変換器30に入り、デイジタル信号に変換され
る。このデイジタル信号が、入力回路34を通つ
て、CPU36に入り処理される。スイツチ28
は、入力回路34をON、OFFし、32はスイツ
チ28に直列な抵抗である。可変抵抗器27b
は、第2図の最大電流密度調整用つまみ27aで
変えられ、これによつて変わる電圧をA/D変換
器31によりデイジタル信号化して、入力回路3
5に伝える。抵抗35は、可変抵抗器27bに直
列な抵抗である。スイツチ29は、入力回路35
をON、OFFするスイツチであり、33はこれに
直列な抵抗である。メモリ41は、データを記憶
し、CPU36とデータをやり取りする。出力回
路37はCPU36から、第1ステツプモータ2
6を制御する信号を受け、増巾器72a及び増巾
器72bに伝える。増巾器72aは、第1ステツ
プモータ26をポールチツプ側に近づけるのに使
用される。増巾器72bは第1ステツプモーター
を、半導体ウエハー7に近づける。増巾器72a
中、トランジスタ47は、出力回路37からのパ
ルス信号により、ON、OFFし、抵抗42はベー
ス抵抗、抵抗45はコレクタ抵抗である。ホトカ
プラ46は、トランジスタ47がONすると、
ON状態となり、直流電源57からの電圧を、第
1ステツプモーター26に供給し、これを動か
す。増巾器27bの内部構成は、増巾器72bと
全く同じものであるが、第1ステツプモーター2
6に供給する電圧が、出力ケーブルを反対に接続
することにより、逆になつている。増巾器73a
及び増巾器74aは、増巾器72aと同じ構成で
あり、増巾器73b及び増巾器74bは、増巾器
72bと同じ構成である。出力回路38は第2ス
テツプモーター23を動かすための信号を受け
て、増巾器73a及び増巾器73bに出力する。
出力回路39は、第3ステツプモーター19を動
かすための信号を、増巾器74a及び増巾器74
bに出力する。出力回路40は、設定した最大電
流密度値のデーターを、CPU36から受けて、
デイスプレイ26に出力する。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the electrical connections of the embodiment of FIG. In the figure, the analog signal received by the probe 17 is passed through the multiplexer 60 to the A/D
The signal enters a converter 30 and is converted into a digital signal. This digital signal passes through the input circuit 34, enters the CPU 36, and is processed. switch 28
turns the input circuit 34 ON and OFF, and 32 is a resistor connected in series with the switch 28. Variable resistor 27b
can be changed using the maximum current density adjustment knob 27a in FIG.
Tell 5. Resistor 35 is a resistor in series with variable resistor 27b. The switch 29 is connected to the input circuit 35
This is a switch that turns ON and OFF, and 33 is a resistor in series with this switch. The memory 41 stores data and exchanges data with the CPU 36. The output circuit 37 is connected from the CPU 36 to the first step motor 2.
6 and transmits it to amplifiers 72a and 72b. The amplifier 72a is used to move the first step motor 26 closer to the pole tip. The amplifier 72b brings the first step motor closer to the semiconductor wafer 7. Amplifier 72a
The transistor 47 is turned on and off by a pulse signal from the output circuit 37, the resistor 42 is a base resistor, and the resistor 45 is a collector resistor. When the transistor 47 is turned on, the photocoupler 46
It is in the ON state, and voltage from the DC power supply 57 is supplied to the first step motor 26 to operate it. The internal configuration of the amplifier 27b is exactly the same as that of the amplifier 72b, but the first step motor 2
6 has been reversed by connecting the output cables in reverse. Amplifier 73a
The amplifier 74a has the same configuration as the amplifier 72a, and the amplifier 73b and the amplifier 74b have the same configuration as the amplifier 72b. The output circuit 38 receives a signal for operating the second step motor 23 and outputs it to the amplifiers 73a and 73b.
The output circuit 39 sends a signal for operating the third step motor 19 to the amplifier 74a and the amplifier 74.
Output to b. The output circuit 40 receives data of the set maximum current density value from the CPU 36, and
Output to the display 26.

次に、上記実施例の動作を、第1図〜第5図を
用いて説明する。第4図は、制御装置20のメモ
リ41に記憶されたプログラムのフローチヤー
ト、第5図はプローブ17の正面図である。
Next, the operation of the above embodiment will be explained using FIGS. 1 to 5. FIG. 4 is a flowchart of a program stored in the memory 41 of the control device 20, and FIG. 5 is a front view of the probe 17.

先ず、イオン注入時において、半導体ウエハー
中のMOSトランジスタのゲート酸化膜破壊の問
題を生じないイオンビーム1aの最大電流密度値
を、第2図における最大電流密度調整用つまみ2
7aを用いて、第4図における最大イオンビーム
電流密度設定過程61で設定し、この設定値は次
のIo表示過程62で、第3図中のA/D変換器3
1を通して、デイジタル量となり、入力回路35
に入り、CPU36を通して、この値をメモリ4
1に格納し、出力回路40を通してデイスプレイ
26に表示する。次に、第4図におけるイオンビ
ーム電流密度分布測定過程63で、第5図に示す
プローブ17中、マトリツクス状に配置された測
定点71が、各点のイオンビーム電流密度を測定
する。黒く塗りつぶした測定点のうちx方向とy
方向について、測定値を示すと、それぞれ第5図
b、第5図cのようになる。各々の測定点71が
測定した値は、第3図のマルチプレクサ60を通
して、A/D変換器1,30を通り、入力回路3
4を通つて、CPU36に入る。次に、最大イオ
ンビーム電流密度Imをさがす過程64で、個々
のデイジタル化された測定値を比較して、イオン
ビーム電流密度値の最大値Imを見つけ出し、次
のIoとImを比較する過程65で、ImがIo以上で
あれば、第4図中、第1ステツプモーター26を
動かす過程66にて、第3図中のCPU36から
出力回路37を介してパルスが出て、トランジス
タ47をONさせ、ホトカプラ46の出力がON
して、第1ステツプモーター26を動かし、第2
図におけるベルト25を介して、ポールチツプ回
転軸24を動かし、イオンビームの出射角Aを大
きくして、イオンビーム焦点9をポールチツプ8
側に近づけ、プローブ17に照射されるイオンビ
ームを広げて、イオンビーム電流密度を下げる。
次に、イオンビーム焦点位置を計算する過程67
において、上記出射角Aを大きくしたことによつ
て変わつたイオンビーム焦点9の位置をCPU3
6で計算し、結果を出力回路38を通して、イオ
ンビーム焦点位置の変化分に一致するパルスを送
り出し、このパルスにより、増巾回路73aを第
1ステツプモーター26を動かした時と同様に作
動させ、第2ステツプモーター23で動かし、第
2図における分析スリツト5をポールチツプ8側
に動かして、イオンビーム焦点9の位置に合わせ
る。次に、第4図におけるイオンビーム電流密度
分布測定過程63、最大イオンビーム電流密度
Imをさがす過程64、IoとImを比較する過程へ
と移る。次に、ImがIoよりも小さくなれば、第
3ステツプモーターを動かす過程69に進み、第
3図中のCPU36から、パルスを発生させ、出
力回路39を通し、増巾回路74aを、上述した
第1ステツプモーター26を動かした時と同様に
作動させ、第3ステツプモーター19を動かし、
第2図中、プローブ17をプローブ回転軸18を
中心に、左に90゜回転させ、イオン注入を実行す
る過程70にて、イオン注入を行なう。イオン注
入後、第3ステツプモーター19を動かす過程7
5にて、第2図中、CPU36から出力回路39
を通し、増巾器74bを通して、第3ステツプモ
ーター19を動かして、プローブ17の位置を第
2図に示した位置にもどす。次に、第1ステツプ
モーター26を動かす過程76にて、CPU36、
出力回路37、増巾器72bを通し、第1ステツ
プモーター26を動かして、ポールピース8を動
かし、出射角Aを0゜とする。次に、第2ステツプ
モーター23を動かす過程77にて、CPU36、
出力回路38、増巾器73bを通じて第2ステツ
プモーター23を動かし、分析スリツト5の位置
をプローブ側に最も近づけ、次のイオン注入に備
える。
First, during ion implantation, determine the maximum current density value of the ion beam 1a that does not cause the problem of gate oxide film breakdown of MOS transistors in the semiconductor wafer using the maximum current density adjustment knob 2 in FIG.
7a in the maximum ion beam current density setting step 61 in FIG.
1, becomes a digital quantity, and input circuit 35
This value is stored in memory 4 through CPU 36.
1 and displayed on the display 26 through the output circuit 40. Next, in the ion beam current density distribution measurement step 63 in FIG. 4, the measurement points 71 arranged in a matrix in the probe 17 shown in FIG. 5 measure the ion beam current density at each point. Of the measurement points filled in black, the x direction and y direction
Regarding the direction, the measured values are shown in Figures 5b and 5c, respectively. The values measured by each measurement point 71 pass through the multiplexer 60 in FIG.
4 and enters the CPU 36. Next, in a step 64 of searching for the maximum ion beam current density Im, the individual digitized measurements are compared to find the maximum value Im of the ion beam current density value, and a step 65 of comparing the next Io and Im. Then, if Im is greater than or equal to Io, in the process 66 of moving the first step motor 26 in FIG. 4, a pulse is output from the CPU 36 in FIG. 3 via the output circuit 37, turning on the transistor 47. , the output of photocoupler 46 is ON
to move the first step motor 26 and the second step motor 26.
The pole tip rotating shaft 24 is moved via the belt 25 in the figure to increase the exit angle A of the ion beam and move the ion beam focus 9 to the pole tip 8.
The probe 17 is brought closer to the probe 17 to spread the ion beam irradiated to the probe 17 and lower the ion beam current density.
Next, a step 67 of calculating the ion beam focal position
In the CPU 3, the position of the ion beam focus 9 that has changed due to the increase in the emission angle A is
6, and sends the result through the output circuit 38 to a pulse corresponding to the change in the ion beam focal position, and this pulse operates the amplification circuit 73a in the same manner as when the first step motor 26 is operated. It is moved by the second step motor 23 to move the analysis slit 5 in FIG. Next, the ion beam current density distribution measurement process 63 in FIG. 4, the maximum ion beam current density
The process of searching for Im 64 moves on to the process of comparing Io and Im. Next, when Im becomes smaller than Io, the process proceeds to step 69 for operating the third step motor, in which the CPU 36 in FIG. Operate the first step motor 26 in the same manner as when operating the third step motor 19,
In FIG. 2, the probe 17 is rotated 90 degrees to the left about the probe rotation axis 18, and ion implantation is performed in step 70 of performing ion implantation. Step 7 of moving the third step motor 19 after ion implantation
5, the output circuit 39 from the CPU 36 in FIG.
through the amplifier 74b to move the third step motor 19 to return the probe 17 to the position shown in FIG. Next, in the process 76 of moving the first step motor 26, the CPU 36,
The first step motor 26 is moved through the output circuit 37 and the amplifier 72b to move the pole piece 8 and set the output angle A to 0°. Next, in the process 77 of moving the second step motor 23, the CPU 36,
The second step motor 23 is operated through the output circuit 38 and the amplifier 73b to bring the analysis slit 5 closest to the probe side in preparation for the next ion implantation.

なお、上記実施例では、MOSトランジスタを
含む半導体装置の製造に対してのものであるが、
他の構造を有する半導体装置の製造においても使
用できる。
Note that although the above embodiment is for manufacturing a semiconductor device including a MOS transistor,
It can also be used in the manufacture of semiconductor devices having other structures.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によれば、イオン注入
において、イオンビーム電流密度の最大値を自動
的に制御する手段を設けたため、半導体装置の種
類、半導体プロセス過程におけるイオン注入条件
の変化などに応じて、最大電流密度を設定するこ
とができるため、チヤージアツプによるトランジ
スタのゲート酸化膜破壊、イオン注入の均一性低
下の問題をなくすことができる。
As described above, according to the present invention, a means is provided to automatically control the maximum value of the ion beam current density during ion implantation, so that it can be adjusted according to the type of semiconductor device, changes in ion implantation conditions during the semiconductor process, etc. Since the maximum current density can be set, problems such as damage to the gate oxide film of the transistor due to charge up and deterioration of uniformity of ion implantation can be eliminated.

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

第1図はこの発明の一実施例による半導体製造
装置の全体構成図、第2図は第1図を実際の機器
を用いて具体化した構成図、第3図は主に制御装
置20の内部構成を示す電気回路図、第4図はこ
の発明の一実施例のフローチヤート、第5図は第
2図のプローブを示す正面図及び説明図である。
第6図は従来装置の構成図である。 1aはイオンビーム、7は半導体ウエハー、1
7はプローブ、8はポールチツプ、5は分析スリ
ツト、6はマスク、10はイオンビーム電流密度
測定手段、11はイオン注入決定手段、12はプ
ローブ位置制御手段、13は最大イオンビーム電
流密度設定手段、14は分析スリツト、15はイ
オンビーム焦点位置計算手段、16はイオンビー
ムプロフアイル制御手段である。なお、各図中、
同一符号は同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram embodying FIG. 1 using actual equipment, and FIG. 3 mainly shows the inside of a control device 20. FIG. 4 is a flowchart of an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a front view and an explanatory view showing the probe of FIG. 2.
FIG. 6 is a block diagram of a conventional device. 1a is an ion beam, 7 is a semiconductor wafer, 1
7 is a probe, 8 is a pole chip, 5 is an analysis slit, 6 is a mask, 10 is an ion beam current density measuring means, 11 is an ion implantation determining means, 12 is a probe position control means, 13 is a maximum ion beam current density setting means, 14 is an analysis slit, 15 is an ion beam focal position calculation means, and 16 is an ion beam profile control means. In addition, in each figure,
The same reference numerals indicate the same or equivalent parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 イオン注入を実行する前に、イオンビームの
電流密度分布を求めるイオンビーム電流密度分布
測定手段と、イオンビーム電流密度分布中の最大
値を規定する最大イオンビーム電流密度設定手段
と、この規定された最大イオンビーム電流密度値
と、上記イオンビーム電流密度測定手段により測
定されたイオンビーム電流密度分布中の最大イオ
ンビーム電流値を比較して、イオン注入を実行す
るかどうかを決定するイオン注入決定手段と、こ
のイオン注入決定手段の判定に基づき、イオンビ
ームプロフアイルモニタのプロープ位置を決定す
るプロープ位置制御手段と、上記イオン注入決定
手段の判定に基づき、イオンビーム径を調整する
イオンビームプロフアイル制御手段と、このイオ
ンビームプロフアイル制御手段の出力に基づき、
イオンビームの焦点位置を計算するイオンビーム
焦点位置計算手段と、このイオンビーム位置計算
手段によつて決定されたイオンビーム焦点位置に
分析スリツトの位置を合わせる分析スリツト位置
制御手段を備えた半導体製造装置。 2 イオンビーム電流密度測定手段は、イオン注
入が実行される半導体ウエハー表面に平行なイオ
ンビーム断面の電流密度分布を測定することを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体製造
装置。 3 イオン注入決定手段、イオンビーム焦点位置
計算手段が、マイクロコンピユーターにより実現
されている特許請求の範囲第1項または第2項記
載の半導体製造装置。
[Claims] 1. Ion beam current density distribution measuring means for determining the current density distribution of the ion beam before performing ion implantation, and maximum ion beam current density setting that defines the maximum value in the ion beam current density distribution. and the specified maximum ion beam current density value and the maximum ion beam current value in the ion beam current density distribution measured by the ion beam current density measuring means, and determine whether or not to perform ion implantation. ion implantation determining means for determining the probe position of the ion beam profile monitor based on the determination by the ion implantation determining means; and probe position control means for determining the probe position of the ion beam profile monitor based on the determination by the ion implantation determining means; Based on the ion beam profile control means to be adjusted and the output of this ion beam profile control means,
A semiconductor manufacturing device comprising an ion beam focal position calculation means for calculating the focal position of an ion beam, and an analysis slit position control means for positioning an analysis slit at the ion beam focal position determined by the ion beam position calculation means. . 2. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the ion beam current density measuring means measures the current density distribution of an ion beam cross section parallel to the surface of the semiconductor wafer where ion implantation is performed. 3. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the ion implantation determining means and the ion beam focal position calculating means are realized by a microcomputer.
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