JP2002358921A - Ion doping apparatus and dose control method used therefor - Google Patents
Ion doping apparatus and dose control method used thereforInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 イオンドーピング処理に際して、所望の不純
物のイオン量を正確に制御することを可能とするイオン
ドープ装置を提供する。
【解決手段】 基板を保持するサセプタのガラス基板周
辺部に、ドーズ量を計測する固定ファラデーを配置さ
せ、更に、質量分離が可能とする電磁石または永久磁石
を固定ファラデーに設けることにより、イオンドーピン
グ処理中に、所望の不純物のドーズ量を正確に計測する
ことを可能とする。
(57) Abstract: To provide an ion doping apparatus capable of accurately controlling the amount of ions of a desired impurity at the time of ion doping processing. SOLUTION: A fixed Faraday for measuring a dose is arranged around a glass substrate of a susceptor for holding a substrate, and further, an electromagnet or a permanent magnet capable of mass separation is provided on the fixed Faraday to perform ion doping processing. During this, it is possible to accurately measure the dose amount of a desired impurity.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、基板にドーピング
されるドーズ量の計測が可能であるイオンドーピング装
置に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an ion doping apparatus capable of measuring a dose of a substrate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、液晶ディスプレイを構成する薄膜
トランジスタとしては、アモルファスシリコン膜トラン
ジスタと比較してキャリア移動度が格段に大きいポリシ
リコン膜トランジスタが盛んに利用されるようになって
きた。ポリシリコン膜トランジスタでは、そのキャリア
移動度を利用して、より高速なスイッチング動作が実現
可能であり、周辺駆動回路をガラス基板上に集積するこ
とができる。かかるポリシリコン膜トランジスタを用い
る液晶ディスプレイの製造工程の１つに、ＬＤＤ（Ligh
tly Doped Drain）注入量の制御やＶｔ制御のための、
ガラス基板に対する低濃度不純物の注入が行なわれる。
従来、一般的には、ガラス基板に対する低濃度の不純物
注入工程として、質量分離を行わないイオンドーピング
装置が用いられてきた。2. Description of the Related Art In recent years, as a thin film transistor constituting a liquid crystal display, a polysilicon film transistor having much higher carrier mobility than an amorphous silicon film transistor has been actively used. In a polysilicon film transistor, a higher-speed switching operation can be realized by utilizing the carrier mobility, and a peripheral driving circuit can be integrated on a glass substrate. One of the manufacturing processes of a liquid crystal display using such a polysilicon film transistor is an LDD (Light
tly Doped Drain) For controlling injection volume and Vt
A low concentration impurity is implanted into the glass substrate.
Conventionally, an ion doping apparatus that does not perform mass separation has been generally used as a low-concentration impurity implantation step for a glass substrate.
【０００３】図５は、従来のイオンドーピング装置に組
み込まれるファラデー計測系の典型的な構成を示す図で
ある。ここでは、イオンが注入されるガラス製の基板５
４がサセプタ５３によって保持され、イオン源５１が基
板５４に対向するように配置されている。イオン源５１
は、不純物の材料ガスが導入されるとともに外部磁界が
加えられることにより、プラズマを形成する。そして、
所定の電極（不図示）を用いた引出し・加速電圧の印加
に伴い、イオン源５１におけるプラズマからイオン種５
２が引っ張り出される。このイオン種５２は電圧によっ
て加速された上で、基板５４に照射され注入される。FIG. 5 is a diagram showing a typical configuration of a Faraday measurement system incorporated in a conventional ion doping apparatus. Here, a glass substrate 5 into which ions are implanted is used.
4 is held by a susceptor 53, and the ion source 51 is arranged so as to face the substrate 54. Ion source 51
Forms a plasma when an impurity material gas is introduced and an external magnetic field is applied. And
With the application of the extraction / acceleration voltage using a predetermined electrode (not shown), the ion species 5
2 is pulled out. After being accelerated by the voltage, the ion species 52 is irradiated and implanted on the substrate 54.
【０００４】サセプタ５３の前方には、所定間隔を隔て
て、固定式のファラデーカップ（以下、固定ファラデー
という）５７が保持されている。イオン種５２は、固定
ファラデー５７の前方側に設けられたオリフィスを通じ
て、固定ファラデー５７内に導入される。このイオン種
５２の導入に伴ってドーズ量計測系に流れる電流が、直
流電流装置５６により測定されることで、ドーズ量の計
測が可能となる。In front of the susceptor 53, a fixed Faraday cup (hereinafter, referred to as fixed Faraday) 57 is held at a predetermined interval. The ion species 52 is introduced into the fixed Faraday 57 through an orifice provided on the front side of the fixed Faraday 57. The current flowing in the dose measuring system with the introduction of the ion species 52 is measured by the direct current device 56, so that the dose can be measured.
【０００５】また、図６は、イオン種５２が注入される
基板５４を正面方向からみた図である。このファラデー
計測系では、基板５４の位置におけるドーズ量を計測す
るための可動式のファラデーカップ（以下、可動ファラ
デーという）５５が、基板５４の表面に沿って可動であ
るように設けられている。可動ファラデー５５は、基板
５４に対するイオン種５２の注入処理を開始する前に、
サセプタ５３の側方から基板５４の前方位置までスキャ
ンさせられ、基板５４の位置におけるイオン種５２の量
を計測する。FIG. 6 is a front view of a substrate 54 into which the ion species 52 is implanted. In this Faraday measurement system, a movable Faraday cup (hereinafter, referred to as a movable Faraday) 55 for measuring a dose amount at the position of the substrate 54 is provided so as to be movable along the surface of the substrate 54. Before the movable Faraday 55 starts the process of implanting the ion species 52 into the substrate 54,
Scanning is performed from the side of the susceptor 53 to a position in front of the substrate 54, and the amount of the ion species 52 at the position of the substrate 54 is measured.
【０００６】かかる構成を備えたファラデー計測系によ
るドーズ量の計測では、イオン注入処理前に基板５４の
位置で可動ファラデー５５により計測されたイオン種５
２の量と、基板５４の前方で固定ファラデー５７により
計測されたイオン種５２の量との比が予め算出され、基
板５４のドーピング処理中には、固定ファラデー５５に
よるイオン種５２の量のみが計測される。そして、算出
した比および固定ファラデー５７により計測されたイオ
ン種５２の量を用いて、基板５４の位置におけるドーズ
量（イオン種の量×時間）が間接的に導出される。In the measurement of the dose by the Faraday measuring system having such a configuration, the ion species 5 measured by the movable Faraday 55 at the position of the substrate 54 before the ion implantation processing is performed.
The ratio between the amount of 2 and the amount of the ion species 52 measured by the fixed Faraday 57 in front of the substrate 54 is calculated in advance. During the doping process on the substrate 54, only the amount of the ion species 52 by the fixed Faraday 55 is reduced. Measured. Then, using the calculated ratio and the amount of the ion species 52 measured by the fixed Faraday 57, the dose amount (the amount of the ion species × time) at the position of the substrate 54 is indirectly derived.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のイ
オンドーピング装置のドーズ量計測においては、基板５
４のドーピング処理中に、基板５４の前方に配置される
固定ファラデー５７による計測しか可能でないため、固
定ファラデー５７の位置と基板５４の位置とでは、必ず
しも相対的に一定したイオン種５２の量になっていると
は限らない。例えば、何らかの理由で固定ファラデー５
７近傍の真空度が低下した場合には、イオン種５２が、
高真空時と比較して中性になる割合が大きくなり、基板
５４の位置でのイオン種５２の量と固定ファラデー５７
でのイオン種５２の量との比が異なってくる。As described above, when measuring the dose of a conventional ion doping apparatus, the substrate 5
During the doping process of No. 4, only the measurement by the fixed Faraday 57 disposed in front of the substrate 54 is possible. Not necessarily. For example, for some reason fixed Faraday 5
When the degree of vacuum near 7 decreases, the ion species 52 becomes
The rate of neutralization is higher than in the high vacuum, and the amount of the ion species 52 at the position of the substrate 54 and the fixed Faraday 57
The ratio with the amount of the ionic species 52 at the time is different.
【０００８】また、上記の構成を備えたファラデー計測
系によるドーズ量の計測においては、イオン注入装置と
異なり、材料ガスがプラズマ状態となったイオン源５１
から、全てのイオン種５２が基板５４に対して注入され
る。材料ガスをプラズマ状態とした場合、イオン種５２
の割合が変化することがある。例えば、ｎ型不純物注入
においてＰＨ３ガスを材料ガスとしてプラズマ状態にし
た場合、ＰＨ３ ＋，ＰＨ２ ＋，ＰＨ＋，Ｐ＋，Ｈ２ ＋，
Ｈ＋等のイオン種５２がある割合で生成され、生成され
た全イオン種５２が、基板５４に対して注入されること
になる。実際には、ｎ型不純物として注入したいのはＰ
不純物であり、Ｈ２ ＋，Ｈ＋がプラズマ状態の中で増減
するとその分だけｎ型不純物量が揺らいでしまい、正確
な制御ができなくなる。In the measurement of the dose by the Faraday measuring system having the above configuration, unlike the ion implantation apparatus, the ion source 51 in which the material gas is in a plasma state is used.
Therefore, all the ion species 52 are implanted into the substrate 54. When the material gas is in a plasma state, the ion species 52
May change. For example, when PH 3 gas is used as a material gas in n-type impurity implantation to be in a plasma state, PH 3 + , PH 2 + , PH + , P + , H 2 + ,
Ion species 52 such as H + are generated at a certain ratio, and all the generated ion species 52 are implanted into the substrate 54. Actually, what is desired to be implanted as an n-type impurity is P
When H 2 + and H + increase or decrease in the plasma state, the amount of the n-type impurity fluctuates accordingly, and accurate control cannot be performed.
【０００９】本発明は、上記技術的課題に鑑みてなされ
たもので、イオンドーピング処理に際して、所望の不純
物のイオン量を正確に制御することを可能とするイオン
ドープ装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above technical problems, and has as its object to provide an ion doping apparatus capable of accurately controlling the amount of ions of a desired impurity in an ion doping process. I do.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本願の請求項１に係る発
明は、所定のイオン源からプラズマ生成されたイオンを
基板に注入するイオンドーピング装置において、上記基
板を保持するサセプタの基板周辺部に、その開口側より
導入されるイオンのドーズ量を計測する固定ファラデー
が装備されたファラデー計測系を有していることを特徴
としたものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided an ion doping apparatus for implanting ions generated by plasma from a predetermined ion source into a substrate. And a Faraday measuring system equipped with a fixed Faraday for measuring the dose of ions introduced from the opening side.
【００１１】また、本願の請求項２に係る発明は、請求
項１に係る発明において、イオン種を質量分離によって
選別するための磁場を、上記サセプタの基板周辺部に装
備された固定ファラデー内にてイオン種が通過する空間
の少なくとも一部に生成する電磁石又は永久磁石が設け
られていることを特徴としたものである。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a magnetic field for selecting ion species by mass separation is provided in a fixed Faraday provided around the substrate of the susceptor. An electromagnet or a permanent magnet generated in at least a part of a space through which the ion species pass is provided.
【００１２】更に、本願の請求項３に係る発明は、請求
項１又は２に係る発明において、上記固定ファラデー
が、所定値を越えるドーズ量が計測される場合に、該固
定ファラデー内へのイオンの導入を遮断するシャッター
手段を有していることを特徴としたものである。Further, according to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, when the fixed Faraday is measured at a dose exceeding a predetermined value, the ionization into the fixed Faraday is prevented. And a shutter means for blocking the introduction of air.
【００１３】更に、本願の請求項４に係る発明は、請求
項１〜３に係る発明のいずれか一において、上記固定フ
ァラデーが、サセプタの基板周辺部の２組の対角にそれ
ぞれ配置されたｎ型イオン種専用ファラデー及びｐ型イ
オン種専用ファラデーの対であることを特徴としたもの
である。Further, in the invention according to claim 4 of the present application, in any one of the inventions according to claims 1 to 3, the fixed Faraday is arranged at two diagonals of a peripheral portion of the substrate of the susceptor. It is a pair of Faraday dedicated to n-type ion species and Faraday dedicated to p-type ion species.
【００１４】また、更に、本願の請求項５に係る発明
は、請求項１〜４のいずれか一に記載のイオンドーピン
グ装置に用いるドーズ量の管理方法において、上記イオ
ン源から生成されたイオンを基板に対して注入している
間に、上記基板を保持するサセプタの基板周辺部に装備
された固定ファラデーでドーズ量を計測することを特徴
としたものである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a dose used in an ion doping apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein ions generated from the ion source are removed. During the injection into the substrate, the dose is measured by a fixed Faraday provided around the substrate of the susceptor holding the substrate.
【００１５】また、更に、本願の請求項６に係る発明
は、請求項５に係る発明において、所定値を越えるドー
ズ量が計測される場合に、上記固定ファラデー内へのイ
オンの導入を遮断することを特徴としたものである。Further, according to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the invention, when a dose exceeding a predetermined value is measured, introduction of ions into the fixed Faraday is blocked. It is characterized by the following.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照しながら説明する。 実施の形態１．図１は、本発明に係るイオンドーピング
装置に組み込まれるファラデー計測系の構成を概略的に
示す図である。このファラデー計測系では、イオンが注
入されるガラス基板４がサセプタ３によって保持され、
イオン源１がガラス基板４に対向するように配置されて
いる。イオン源１は、不純物の材料ガスが導入されると
ともに外部磁界が加えられることにより、プラズマを形
成する。そして、所定の電極（不図示）を用いた引出し
・加速電圧の印加に伴い、イオン源１におけるプラズマ
からイオン種２が引っ張り出される。イオン種２は電圧
によって加速された上で、ガラス基板４に照射され注入
される。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a Faraday measurement system incorporated in an ion doping apparatus according to the present invention. In this Faraday measurement system, a glass substrate 4 into which ions are implanted is held by a susceptor 3,
The ion source 1 is arranged so as to face the glass substrate 4. The ion source 1 forms plasma by introducing an impurity material gas and applying an external magnetic field. Then, with the application of the extraction / acceleration voltage using a predetermined electrode (not shown), the ion species 2 is pulled out of the plasma in the ion source 1. After being accelerated by the voltage, the ion species 2 is irradiated and injected into the glass substrate 4.
【００１７】また、サセプタ３の前方には、所定間隔を
隔てて、固定式のファラデーカップ（以下、第１の固定
ファラデーという）６が保持されている。図２には、第
１の固定ファラデー６を拡大して示す。第１の固定ファ
ラデー６は、ガラス基板４に対するイオンドーピング処
理中の電流密度を計測するために、ガラス基板４の前方
において単位面積当たりのイオン種２を検出するもの
で、カップ状に形成され、その開口側には、イオン種２
の一部をカップ内部に導入するオリフィス部材７が設け
られている。また、第１の固定ファラデー６内に導入さ
れるイオン種２は、通常、その導入時に２次電子を放出
するが、このファラデー計測系では、これら２次電子を
計測系から外部へ逃がさないために、負電圧のサプレッ
ション電圧源１２がオリフィス部材７の近傍に設けられ
ている。A fixed Faraday cup (hereinafter, referred to as a first fixed Faraday) 6 is held at a predetermined interval in front of the susceptor 3. FIG. 2 shows the first fixed Faraday 6 in an enlarged manner. The first fixed Faraday 6 detects the ion species 2 per unit area in front of the glass substrate 4 in order to measure the current density during the ion doping process on the glass substrate 4, and is formed in a cup shape. On the opening side, ion species 2
The orifice member 7 for introducing a part of the inside of the cup is provided. Further, the ion species 2 introduced into the first fixed Faraday 6 usually emits secondary electrons at the time of the introduction, but in this Faraday measurement system, these secondary electrons do not escape from the measurement system to the outside. In addition, a negative voltage suppression voltage source 12 is provided near the orifice member 7.
【００１８】イオン種２は、オリフィス部材７に設けら
れたオリフィスを通じてカップ内部に導入され、このイ
オン種２の導入に伴ってドーズ量計測系に流れる電流
が、直流電流装置１１により測定されることで、ドーズ
量の計測が可能となる。The ion species 2 is introduced into the inside of the cup through an orifice provided in the orifice member 7, and the current flowing through the dose measuring system with the introduction of the ion species 2 is measured by the DC current device 11. Thus, the dose amount can be measured.
【００１９】また、図３は、イオン種２が注入されるガ
ラス基板４を正面方向からみた図である。このファラデ
ー計測系では、ガラス基板４の位置におけるドーズ量を
計測するための可動ファラデー５が、ガラス基板４の表
面に沿って可動であるように設けられている。可動ファ
ラデー５は、ガラス基板４に対するイオン種２の注入処
理を開始する前に、サセプタ３の側方からガラス基板４
の前方位置までスキャンさせられ、ガラス基板４の位置
におけるイオン種２の量を計測する。FIG. 3 is a front view of the glass substrate 4 into which the ion species 2 is implanted. In this Faraday measurement system, a movable Faraday 5 for measuring the dose at the position of the glass substrate 4 is provided so as to be movable along the surface of the glass substrate 4. The movable Faraday 5 moves the glass substrate 4 from the side of the susceptor 3 before starting the process of implanting the ion species 2 into the glass substrate 4.
And the amount of the ion species 2 at the position of the glass substrate 4 is measured.
【００２０】この実施の形態では、ガラス基板４を保持
するサセプタ３が、ガラス基板４より大きな外形を有す
るように寸法設定され、ガラス基板３の周辺部をなすサ
セプタ３の周縁部の四隅には、注入処理中にイオン種２
の量を計測し得る固定式のファラデーカップ（以下、第
２の固定ファラデーという）９が設けられている。図４
に、第２の固定ファラデー９のみを拡大して示す。第２
の固定ファラデー９は、その途中部でほぼ直角をなして
湾曲する形状を有するように形成されており、その湾曲
部分の両側には、電磁石１３Ａ及び１３Ｂが設けられて
いる。これら電磁石１３Ａ及び１３Ｂは、第２の固定フ
ァラデー９の内部空間に磁場を形成するもので、この磁
場によって、第２の固定ファラデー９内を通過する各イ
オン種２は、運動エネルギー別にすなわち質量別に、経
路を変更させられ、選別されることになる。その結果、
イオンドーピング処理中に、所望のイオン種のみを正確
に計測することが可能となる。また、この場合には、装
置内でのプラズマの変動による注入中のイオン種量変動
にも正確にドーズ量を計測することが可能となる。In this embodiment, the susceptor 3 holding the glass substrate 4 is dimensioned so as to have a larger outer shape than the glass substrate 4, and the susceptor 3, which forms the periphery of the glass substrate 3, has four peripheral edges. , Ion species 2 during the implantation process
A fixed type Faraday cup (hereinafter, referred to as a second fixed Faraday) 9 capable of measuring the amount of Faraday is provided. FIG.
2 shows only the second fixed Faraday 9 in an enlarged manner. Second
The fixed Faraday 9 is formed so as to have a shape that is curved at a substantially right angle in the middle thereof, and electromagnets 13A and 13B are provided on both sides of the curved portion. These electromagnets 13A and 13B form a magnetic field in the internal space of the second fixed Faraday 9, and this magnetic field causes each ion species 2 passing through the second fixed Faraday 9 to be separated by kinetic energy, that is, by mass. , The route is changed, and they are sorted. as a result,
During the ion doping process, only the desired ion species can be accurately measured. Further, in this case, it is possible to accurately measure the dose amount even when the ion species amount fluctuates during implantation due to plasma fluctuation in the apparatus.
【００２１】例えば、ｎ型不純物注入においてＰＨ３ガ
スを材料ガスとしてプラズマ状態にする場合には、ＰＨ
３ ＋，ＰＨ２ ＋，ＰＨ＋，Ｐ＋，Ｈ２ ＋，Ｈ＋等のイオ
ン種がある割合で生成し、引き出された全イオン種２が
ガラス基板４に注入される。上記のようなイオン種２の
質量分離が可能な第２の固定ファラデー９を用いてドー
ズ量を測定する場合に、Ｐ31，ＰＨ32，ＰＨ２ 33，ＰＨ
３ 34を計測可能とするには、質量数５程度の分解能を用
いればよいため、電磁石１３Ａ及び１３Ｂとしても大き
な寸法のものは必要でなく、それをサセプタ３内に収め
ることも可能である。For example, when the PH 3 gas is used as a material gas in the n-type impurity implantation to be in a plasma state, the PH
Ion species such as 3 + , PH 2 + , PH + , P + , H 2 + , and H + are generated at a certain ratio, and all the extracted ionic species 2 are injected into the glass substrate 4. When measuring the dose using the second fixed Faraday 9 capable mass separation of ion species 2 as described above, P 31, PH 32, PH 2 33, PH
3 34 and can measure, since the may be used resolution of about a mass number 5 is not necessary in higher dimensions as electromagnets 13A and 13B, it is also possible to fit it into the susceptor 3.
【００２２】なお、この実施の形態では、第２の固定フ
ァラデー９の内部空間の一部に磁場を生成する手段とし
て、電磁石１３Ａ及び１３Ｂが設けられたが、これに限
定されることなく、永久磁石（不図示）を用いてもよ
い。永久磁石を使用する場合には、特定の加速電圧を有
するイオン種２しか質量分離ができないが、電磁石１３
Ａ及び１３Ｂより約１／３以下の寸法にすることが可能
となるため、ファラデー計測系の小型化を図ることがで
きる。その結果、ドーピング装置本体の一層の小型化を
実現することができる。In this embodiment, the electromagnets 13A and 13B are provided as means for generating a magnetic field in a part of the internal space of the second fixed Faraday 9, but the present invention is not limited to this. A magnet (not shown) may be used. When a permanent magnet is used, only the ion species 2 having a specific acceleration voltage can perform mass separation.
Since the size can be reduced to about 1/3 or less of A and 13B, the size of the Faraday measurement system can be reduced. As a result, the size of the doping apparatus body can be further reduced.
【００２３】また、サセプタ３のガラス基板周辺部に設
けられた第２の固定ファラデー９としては、ガラス基板
周辺部の２組の対角に、それぞれ、ｎ型イオン種専用フ
ァラデー及びｐ型イオン種専用ファラデーを設けてもよ
い。この場合にも、ファラデー計測系の小型化を図るこ
とができる。The second fixed Faraday 9 provided on the periphery of the glass substrate of the susceptor 3 includes two sets of diagonal corners of the periphery of the glass substrate, a Faraday dedicated to n-type ion species and a p-type ion species, respectively. A dedicated Faraday may be provided. Also in this case, the size of the Faraday measurement system can be reduced.
【００２４】前述した実施の形態では、ファラデー計測
系が、Ｖｔ制御やＬＤＤ注入量制御等のための低ドーズ
量専用とされるものであり、ソース及びドレイン注入等
の高ドーズ量のイオン種２が第２の固定ファラデー９に
入った場合には、ファラデー内に膜が堆積し、イオン種
２が注入されても膜上にチャージが溜まり、直流電流装
置１１に電流が安定して流れなくなり、結果としてドー
ズ量を正確に計測することができなくなる惧れがある。
かかる高ドーズ量に対処するために、固定ファラデー９
の前にシャッター手段（不図示）を設け、所定値（例え
ば１×１０１３ｃｍ−２）を越えるドーズ量が計測され
た場合に、固定ファラデー９内へのイオン種２の導入を
遮断するようにしてもよい。かかる構成によれば、高ド
ーズ量のイオン種２が固定ファラデー９内に入ることを
防止することができ、一層正確で長寿命の計測が可能と
なる。In the above-described embodiment, the Faraday measurement system is dedicated to a low dose for Vt control, LDD implantation dose control, and the like, and is used for high dose ion species 2 such as source and drain implantation. Enters the second fixed Faraday 9, a film is deposited in the Faraday, and even if the ion species 2 is implanted, the charge is accumulated on the film, and the current stops flowing to the DC current device 11 stably. As a result, there is a possibility that the dose amount cannot be measured accurately.
To cope with such a high dose, fixed Faraday 9
Is provided in front of the Faraday so as to block the introduction of the ion species 2 into the fixed Faraday 9 when a dose exceeding a predetermined value (for example, 1 × 10 13 cm −2 ) is measured. It may be. According to such a configuration, it is possible to prevent the ion species 2 having a high dose from entering the fixed Faraday 9, and it is possible to perform more accurate and long-life measurement.
【００２５】なお、本発明は、例示された実施の形態に
限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
において、種々の改良及び設計上の変更が可能であるこ
とは言うまでもない。The present invention is not limited to the illustrated embodiment, and it goes without saying that various improvements and design changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本願の
請求項１に係る発明によれば、所定のイオン源からプラ
ズマ生成されたイオンを基板に注入するイオンドーピン
グ装置において、上記基板を保持するサセプタの基板周
辺部に、その開口側より導入されるイオンのドーズ量を
計測する固定ファラデーが装備されたファラデー計測系
を有しているため、イオンドーピング処理中に、低ドー
ズ量のイオン種を正確に計測することができる。また、
この場合には、プラズマの変動によりイオン比率が変動
したり、ファラデー計測系内の真空度が変化したりして
も、それに影響されることなく、基板の位置でのドーズ
量を正確に計測することが可能である。As is apparent from the above description, according to the first aspect of the present invention, the substrate is held in an ion doping apparatus for implanting ions generated by plasma from a predetermined ion source into the substrate. The susceptor has a Faraday measurement system equipped with a fixed Faraday at the periphery of the substrate to measure the dose of ions introduced from the opening side of the susceptor. Can be measured accurately. Also,
In this case, even if the ion ratio fluctuates due to the fluctuation of the plasma or the degree of vacuum in the Faraday measurement system changes, the dose at the position of the substrate is accurately measured without being affected by the fluctuation. It is possible.
【００２７】また、本願の請求項２に係る発明によれ
ば、イオン種を質量分離によって選別するための磁場
を、上記サセプタの基板周辺部に装備された固定ファラ
デー内にてイオン種が通過する空間の少なくとも一部に
生成する電磁石又は永久磁石が設けられているため、特
定の加速電圧を有する所望の不純物のドーズ量を正確に
計測することができる。According to the second aspect of the present invention, the ionic species pass through the magnetic field for selecting the ionic species by mass separation in the fixed Faraday provided around the substrate of the susceptor. Since an electromagnet or a permanent magnet generated in at least a part of the space is provided, the dose of a desired impurity having a specific acceleration voltage can be accurately measured.
【００２８】更に、本願の請求項３に係る発明によれ
ば、上記固定ファラデーが、所定値を越えるドーズ量が
計測される場合に、該固定ファラデー内へのイオンの導
入を遮断するシャッター手段を有しているため、一層正
確で長寿命のドーズ量計測を実現することができる。Further, according to the third aspect of the present invention, when the fixed Faraday is measured at a dose exceeding a predetermined value, the shutter means for blocking introduction of ions into the fixed Faraday is provided. As a result, more accurate and long-lasting dose measurement can be realized.
【００２９】また、更に、本願の請求項４に係る発明に
よれば、上記固定ファラデーが、サセプタの基板周辺部
の２組の対角にそれぞれ配置されたｎ型イオン種専用フ
ァラデー及びｐ型イオン種専用ファラデーの対であるた
め、ファラデー計測系を小型化することができる。Further, according to the invention according to claim 4 of the present application, the fixed Faraday is arranged so that the Faraday dedicated to the n-type ion species and the p-type ion are respectively disposed at two pairs of diagonals around the substrate of the susceptor. The Faraday measurement system can be reduced in size because it is a pair of species-specific Faraday.
【００３０】また、更に、本願の請求項５に係る発明に
よれば、イオンドーピング処理中に、プラズマの変動に
よりイオン比率が変動したり、ファラデー計測系内の真
空度が変化したりしても、それに影響されることなく、
基板の位置でのドーズ量を正確に計測することが可能で
ある。Further, according to the invention of claim 5 of the present application, during the ion doping process, even if the ion ratio fluctuates due to the fluctuation of plasma or the degree of vacuum in the Faraday measurement system changes. , Without being affected by it
It is possible to accurately measure the dose at the position of the substrate.
【００３１】また、更に、本願の請求項６に係る発明に
よれば、所定値を越えるドーズ量が計測される場合に、
上記固定ファラデー内へのイオンの導入を遮断するた
め、一層正確で長寿命のドーズ量計測を実現することが
できる。Further, according to the invention according to claim 6 of the present application, when a dose exceeding a predetermined value is measured,
Since the introduction of ions into the fixed Faraday is blocked, more accurate and long-life dose measurement can be realized.
【図１】 本発明の実施の形態に係るイオンドープ装置
に装備されるファラデー計測系の構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a Faraday measurement system provided in an ion doping apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】 上記ファラデー計測系におけるガラス基板前
方に設けられた固定ファラデーを概略的に示す図。FIG. 2 is a diagram schematically showing a fixed Faraday provided in front of a glass substrate in the Faraday measurement system.
【図３】 上記ファラデー計測系におけるガラス基板及
びそれを保持するサセプタを正面方向からみた図。FIG. 3 is a view of a glass substrate and a susceptor holding the glass substrate in the Faraday measurement system as viewed from the front.
【図４】 上記ファラデー計測系におけるサセプタのガ
ラス基板周辺に設けられた固定ファラデーを概略的に示
す図。FIG. 4 is a diagram schematically showing a fixed Faraday provided around a glass substrate of a susceptor in the Faraday measurement system.
【図５】 従来のイオンドープ装置に装備されるファラ
デー計測系の構成を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a Faraday measurement system provided in a conventional ion doping apparatus.
【図６】 従来のイオンドープ装置に装備されるファラ
デー計測系におけるガラス基板及びそれを保持するサセ
プタを正面方向からみた図。FIG. 6 is a front view of a glass substrate and a susceptor holding the glass substrate in a Faraday measurement system provided in a conventional ion doping apparatus.
１…イオン源 ２…イオン種 ３…サセプタ ４…ガラス基板 ５…可動ファラデー ６…第１の固定ファラデー ７…オリフィス部材 ９…第２の固定ファラデー １０…オリフィス部材 １１…直流電流装置 １２…サプレッション電圧源 １３Ａ，１３Ｂ…電磁石 REFERENCE SIGNS LIST 1 ion source 2 ion species 3 susceptor 4 glass substrate 5 movable Faraday 6 first fixed Faraday 7 orifice member 9 second fixed Faraday 10 orifice member 11 DC current device 12 suppression voltage Sources 13A, 13B ... electromagnet
Claims (6)
イオンを基板に注入するイオンドーピング装置におい
て、 上記基板を保持するサセプタの基板周辺部に、その開口
側より導入されるイオンのドーズ量を計測する固定ファ
ラデーが装備されたファラデー計測系を有していること
を特徴とするイオンドーピング装置。1. An ion doping apparatus for injecting plasma-generated ions from a predetermined ion source into a substrate, wherein a dose amount of ions introduced from the opening side to a peripheral portion of the susceptor holding the substrate is measured. An ion doping apparatus comprising a Faraday measurement system equipped with a fixed Faraday.
めの磁場を、上記サセプタの基板周辺部に装備された固
定ファラデー内にてイオン種が通過する空間の少なくと
も一部に生成する電磁石又は永久磁石が設けられている
ことを特徴とする請求項１記載のイオンドーピング装
置。2. An electromagnet or permanent magnet for generating a magnetic field for selecting ionic species by mass separation in at least a part of a space through which the ionic species passes in a fixed Faraday provided around the substrate of the susceptor. The ion doping apparatus according to claim 1, further comprising:
ドーズ量が計測される場合に、該固定ファラデー内への
イオンの導入を遮断するシャッター手段を有しているこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載のイオンドーピン
グ装置。3. The fixed Faraday according to claim 1, further comprising shutter means for blocking introduction of ions into the fixed Faraday when a dose exceeding a predetermined value is measured. Or the ion doping apparatus according to 2.
周辺部の２組の対角にそれぞれ配置されたｎ型イオン種
専用ファラデー及びｐ型イオン種専用ファラデーの対で
あることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一に記載
のイオンドーピング装置。4. The Faraday according to claim 1, wherein the fixed Faraday is a pair of Faraday dedicated to n-type ion species and Faraday dedicated to p-type ion species arranged at two diagonals of a peripheral portion of the substrate of the susceptor. The ion doping apparatus according to any one of claims 1 to 3.
ンドーピング装置に用いるドーズ量の管理方法におい
て、 上記イオン源から生成されたイオンを基板に対して注入
している間に、上記基板を保持するサセプタの基板周辺
部に装備された固定ファラデーでドーズ量を計測するこ
とを特徴とするドーズ量の管理方法。5. The method for controlling a dose used in an ion doping apparatus according to claim 1, wherein the ion generated from the ion source is implanted into a substrate. A dose management method, comprising: measuring a dose with a fixed Faraday provided around a substrate of a susceptor for holding the substrate.
合に、上記固定ファラデー内へのイオンの導入を遮断す
ることを特徴とする請求項５記載のドーズ量の管理方
法。6. The dose management method according to claim 5, wherein when a dose exceeding a predetermined value is measured, introduction of ions into the fixed Faraday is blocked.
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|---|---|---|---|
| JP2001162299A JP2002358921A (en) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | Ion doping apparatus and dose control method used therefor |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100659148B1 (en) | 2005-10-05 | 2006-12-19 | 삼성전자주식회사 | Plasma doping method and plasma doping apparatus for performing the same |
| JP2008502145A (en) * | 2004-06-02 | 2008-01-24 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | Plasma ion implantation monitoring system for error detection and process control |
| CN106206231A (en) * | 2016-07-29 | 2016-12-07 | 上海华力微电子有限公司 | Ion implantation device and monitoring method |
| US11189533B2 (en) | 2018-09-13 | 2021-11-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Wafer quality inspection method and apparatus, and semiconductor device manufacturing method including the wafer quality inspection method |
-
2001
- 2001-05-30 JP JP2001162299A patent/JP2002358921A/en active Pending
Cited By (5)
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| KR100659148B1 (en) | 2005-10-05 | 2006-12-19 | 삼성전자주식회사 | Plasma doping method and plasma doping apparatus for performing the same |
| CN106206231A (en) * | 2016-07-29 | 2016-12-07 | 上海华力微电子有限公司 | Ion implantation device and monitoring method |
| CN106206231B (en) * | 2016-07-29 | 2018-08-24 | 上海华力微电子有限公司 | ion implantation device and monitoring method |
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