(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンビーム(102)を発生して１つまたはそれ以上の加工物(132)を処理するイオン注入装置(100)において電荷中和作業を監視する方法であって、
(a) 前記加工物(132)を処理する際に、前記イオンビームが通過する内部領域内で、中和電子(202)を発生し、
(b) 有効な電荷の中和電子電流を測定するために、前記内部領域に生じた中和電子(202)を集めるように配置されたターゲット電極(220)を通って流れる電流を監視する、各工程を有し、
前記ターゲット電極(220)は、イオンビーム(102)が通過する前記内部領域(222)を形成する通路本体(220)であることを特徴とする監視方法。
【請求項２】
前記監視する工程(b) は、前記ターゲット電極(220)を所定の電圧(332)でバイアスする工程を有していることを特徴とする請求項１記載の監視方法。
【請求項３】
中和電子(202)を発生する工程(a) は、イオンビーム(102)が通過する前記内部領域(222)内に中和電子(202)を有するプラズマを生じさせる工程を含んでいることを特徴とする請求項１記載の監視方法。
【請求項４】
前記監視する工程(b) は、イオンビーム(102)が前記内部領域(222)を通過しない間、前記ターゲット電極(220)を通って流れる電流を監視する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の監視方法。
【請求項５】
監視した電流を、所定の電流レベルと比較する工程を含んでいることを特徴とする請求項１記載の監視方法。
【請求項６】
前記ターゲット電極(220)での電圧レベル(335)を監視する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の監視方法。
【請求項７】
中和電子を発生する工程(a)は、室(234)内に中和電子(202)を含むプラズマを生じさせ、中和電子(202)を前記通路本体(220)の内部領域(222)内に導くための工程を含んでいることを特徴とする請求項１記載の監視方法。
【請求項８】
前記監視する工程(b)は、室(234)から前記通路本体を電気的に絶縁する工程を含み、さらに、イオンビーム(102)を用いて１つまたはそれ以上の加工物(132)を処理する間、前記通路本体を前記室(234)に電気的に接続する工程をさらに含むことを特徴とする請求項７記載の監視方法。
【請求項９】
１つまたはそれ以上の加工物を処理するためにイオンビーム(102)を発生するイオン注入装置(100)を使用するための電荷中和装置(120)であって、
(a) １つまたはそれ以上の加工物(132)を処理する際に、イオンビーム(102)が通過する内部領域(222)内に中和電子(202)を発生する手段(232,234,242,244,246,252,254)と、
(b) 有効な中和電子電流を測定するために、前記内部領域内に発生した中和電子(202)を集めるように配置されたターゲット電極(220)を通って流れる電流を監視する手段(300;302,
322,332,333,334)とを有し、
前記ターゲット電極(220)は、イオンビーム(102)が通過する前記内部領域(222)を形成する通路本体であることを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記監視手段(300;302,322,332,333,334)は、前記ターゲット電極(220)を所定の電圧(332)でバイアスするための手段(302,322,332)を有していることを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記中和電子発生手段(232,234,242,244,246,252,254)は、イオンビーム(102)が通過する前記内部領域(222)内に中和電子(202)を含むプラズマを発生する手段であることを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１２】
前記監視手段(300;302,322,332,333,334)は、イオンビーム(102)が前記内部領域(222)を通過しない間、前記ターゲット電極(220)を通って流れる電流を監視する手段(302,332,333
,334)を含んでいることを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１３】
監視した電流を、所定の電流レベルと比較する手段(140)を含んでいることを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１４】
前記ターゲット電極(220)での電圧レベル(335)を監視する手段(304,336,337,338)を含むことを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１５】
前記監視手段(300;302,322,332,333,334)は、前記通路本体を通って流れる電流を監視する間、前記通路本体を中和電子発生手段(232,234,242,244,246,252,254)から電気的に絶縁する手段と、イオンビーム(102)を用いて１つまたはそれ以上の加工物(132)を処理する間、前記通路本体を前記中和電子発生手段(232,234,242,244,246,252,254)に電気的に接続する手段(322)とを含むことを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１６】
前記内部領域(222)を通ってイオンビームを発生及び指向するための手段(110)と、イオンビーム(102)を用いて１つまたはそれ以上の加工物(132)を処理するために前記加工物を支持するための手段(130)とを含むことを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１７】
１つまたはそれ以上の加工物(132)を処理するためにイオンビーム(102)を発生するイオン注入装置(100)に使用するための電荷中和装置(120)であって、
(a) イオンビームが前記加工物(132)を処理する際に通過する内部領域(222)において中和電子(202)を生じさせるための電子洪水装置(232,234,242,244,246,252,254)と、
(b) 有効な中和電子電流を測定するために前記内部領域内に発生する中和電子(202)を集めるように配置されたターゲット電極(220)を通って流れる電流を監視するための回路(300;302,322,332,333,334)とを含み、
前記ターゲット電極(220)は、イオンビーム(102)が通過する前記内部領域(222)を形成する通路本体であることを特徴とする装置。
【請求項１８】
前記回路(300;302,322,332,333,334)は、前記ターゲット電極(220)を通って流れる電流を監視する間、前記ターゲット電極(220)を所定の電圧(332)でバイアスすることを特徴とする請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
前記電子洪水装置(232,234,242,244,246,252,254)は、プラズマ電子洪水装置であることを特徴とする請求項１７記載の装置。
【請求項２０】
前記回路(300;302,322,332,333,334)は、イオンビーム(102)が前記内部領域(222)を通過しない間、前記ターゲット電極(220)を通って流れる電流を監視することを特徴とする請求項１７記載の装置。
【請求項２１】
監視された電流と所定の電流レベルを比較するためのデータ処理装置(140)を含むことを特徴とする請求項１７記載の装置。
【請求項２２】
前記ターゲット電極(220)での電圧レベル(335)を監視するための回路(304,336,337,338)を含むことを特徴とする請求項１７記載の装置。
【請求項２３】
前記回路(300;302,322,332,333,334)は、前記通路本体を通って流れる電流を監視する間、前記通路本体を前記電子洪水装置(232,234,242,244,246,252,254)から電気的に絶縁し、かつイオンビーム(102)を用いて１つまたはそれ以上の加工物(132)を処理する間、前記通路本体を前記電子洪水装置に電気的に接続することを特徴とする請求項２２記載の装置。
【請求項２４】
前記内部領域(222)を通ってイオンビームを発生及び指向するためのイオンビーム源(110)と、イオンビーム(102)を用いて１つまたはそれ以上の加工物(132)を処理するために前記加工物を支持するための注入ステーション(130)とを含むことを特徴とする請求項１７記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的にイオン注入装置の分野に関し、特に、イオン注入用の電荷を中和する分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
イオン注入装置は、イオンビームを用いて加工物を処理するために使用される。このイオン注入装置は、例えば、半導体集積回路の製造においてＮ型またはＰ型の不純物材料を生じるために選択された所望のイオン種を用いて、シリコンウエハに不純物をイオン注入するために使用される。
【０００３】
一般的なイオン注入装置は、イオン源材料から正電荷イオンを発生するためのイオン源と、発生したイオンをビーム内に形成し、かつ注入ステーションにある１つまたはそれ以上のウエハに向けて注入用の所定通路に沿ってイオンを加速するためのビーム形成・整形構造体を備えている。イオンビームがウエハに衝突すると、ウエハは、正味の正電荷を獲得する。このような荷電は、しばしば不均一になり、またウエハの表面に大きな電界を作り出して、ウエハを損傷する場合がある。酸化層を含むウエハは、例えば、ウエハの荷電が起こる時、絶縁破壊を被ることがある。
【０００４】
このようなウエハの損傷を防止するために、一般的に、イオン注入装置は、正に荷電したイオンビームとウエハ表面を中和化するためにイオンビームの近くに低エネルギーの電子を導くための電子シャワー装置または電子洪水装置(electrons flood system)を備えている。例えば、プラズマ電子洪水装置（ＰＥＦ）において、フィラメントが加熱され、フィラメントに対して正電圧にバイアスされたアーク室内で熱電子が放射される。この熱電子は、アーク室に供給される適当なガスと反応してプラズマを生じる。このプラズマは、アーク室内の引出し開口を介してイオンビームの近くに導かれる中和電子を含む。
【０００５】
より薄いゲート酸化物を維持するために、電荷の中和に対して比較的緊急な制御が要求され、イオン注入時にゲート酸化物の電気応力が制御される。ＰＥＦ装置によって実行される電荷の中和作業は、例えば、フィラメント電流、フィラメント状態、アーク電流、アーク室状態、ガス純度、ガス流量、ＰＥＦ装置の適切な組み立て等の多数のファクターによるので、ＰＥＦ装置の作業は、比較的電荷に感応する手段に対して電荷の中和化を制御できるように監視されなければならない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような事情に鑑みて、本発明は、電荷中和装置およびその中和作業を監視する方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は各請求項に記載の構成を有する。本発明は、１つまたはそれ以上の加工物を処理するためにイオンビームを発生するイオン注入装置において、電荷の中和作業を監視する方法及びその装置を開示する。本発明の方法では、１つまたはそれ以上の加工物を処理する際に、中和電子は、イオンビームが通過する領域内に発生する。中和電子を含むプラズマが、イオンが通過する領域内に中和電子を導くための室内に発生する。ビームの通過領域内に発生した中和電子を集めるように配置されたターゲット電極を通過して流れる電流は、有効な電荷の中和電子電流を測定するために監視される。
【０００８】
ターゲット電極は、所定の電圧にバイアスされ、このターゲット電極を流れる電流は、イオンビームが領域に存在しない間、監視される。監視された電流は、所定の電流レベルと比較される。ターゲット電極での電圧レベルもまた、監視される。
【０００９】
ターゲット電極は、イオンビームが通過する内部領域を形成する通過本体を構成する。プラズマ発生室を用いて中和電子を生じさせることにより、通過本体は、この通過本体を通って流れる電流が監視されている間、プラズマ発生室から電気的に絶縁されており、また、通過本体は、１つまたはそれ以上の加工物をイオンビームにより処理する間、プラズマ発生室に電気的に接続される。
【００１０】
本発明の装置は、イオン注入装置における電荷の中和作業を監視するための適当な手段を有する。この装置は、領域を通るイオンビームを発生させかつこれを加工物に向けるための手段と、イオンビームを用いて処理するために１つまたはそれ以上の加工物を支持する手段とを組み合わせて使用される。
【００１１】
電荷中和装置は、イオンビームが通過する領域内に中和電子を発生するための電子洪水装置と、ターゲット電極を通過して流れる電流を監視する回路とを備えている。電子洪水装置は、プラズマ電子洪水装置である。データ処理装置は、監視した電流と所定の電流レベルとを比較する。電荷中和装置は、ビーム通過領域にイオンビームを発生させかつ加工物に向かわせるためのイオンビーム源と、イオンビームを用いて処理する１つまたはそれ以上の加工物を支持するための注入ステーションを組み合わせて使用される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に従う電荷中和モニターは、イオン注入装置の電荷中和装置の作業を監視する。本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、イオンビーム１０２を用いて、１つまたはそれ以上のウエハ（加工物）１３２を処理するためのイオン注入装置１００の概略図である。
【００１３】
図１で示すように、イオン注入装置１００は、イオンビーム１０２を発生するイオンビーム源１１０、イオンビーム１０２の近くに中和電子を導くための電荷中和装置１２０、および、１つまたはそれ以上のウエハ１３２がイオンビーム１０２で処理される注入ステーション１３０を備えている。イオン注入装置１００は、１つまたはそれ以上のウエハ１３２を処理するように記載したが、他の適当な加工物を処理する場合にも用いることができる。
【００１４】
イオンビーム源１１０は、適当な方法でイオンビーム１０２を発生するための適当な装置を備えている。１つの実施形態では、イオンビーム源１１０は、イオン化材料から正荷電のイオンを発生するためのイオン源と、発生したイオンをイオンビーム１０２内に形成しかつ電荷中和装置１２０から注入ステーション１３０への排気された通路に沿ってイオンビーム１０２のイオンを加速するためのビーム形成・整形構造体とを備えている。
【００１５】
イオンビーム源１１０は、例えば、プラズマ室内に放出された適当なイオン源材料にエネルギーが加えられて、正電荷のイオンを発生するプラズマ室を有している。イオンは、プラズマ室のスリットから引き出され、イオンビーム１０２を形成するための電極を用いる質量分析器に向けて加速される。
【００１６】
イオンビーム１０２のイオンは、質量分析器により湾曲した軌道内を移動し、適当な原子量のイオンだけがイオンビーム１０２内に残留する。イオンビーム源１１０は、また、イオンビーム１０２の高さを調整するための四極子アセンブリ(quadrapole assembly) と、イオンビームの特性を測定するためにイオンビーム１０２の径路内で回転できかつ１つまたはそれ以上のウエハ１３２を処理する間イオンビーム１０２の径路から引き出すことができるファラデーフラッグとを含むように構成できる。
【００１７】
電荷中和装置１２０は、イオンビーム１０２によって注入ステーションで１つまたはそれ以上のウエハ１３２が荷電されるのを防止するために、イオンビームの近くに中和電子を導く。
【００１８】
注入ステーション１３０は、イオンビーム１０２によって処理される１つまたはそれ以上のウエハ１３２を支持する。この注入ステーション１３０は、処理用の１つまたはそれ以上のウエハを適当な方法で支持することもできる。図１に示すように、１つの実施形態である注入ステーション１３０は、軸線回りに回転するように取り付けられた支持体１３４を備えている。この支持体１３４は、その外周縁の回りに複数のウエハ１３２を支持し、かつモータによって回転してイオンビーム１０２と交差する円形通路に沿ってウエハ１３２を移動させ、ウエハ１３２がイオンビーム１０２を横切るとき、イオンビームがウエハに衝突する。
【００１９】
電荷中和装置を介して注入ステーションにイオンビームを発生しかつ移送するための適当な装置は、例えば、ベンベニステに付与された米国特許第５，１６４，５９９号明細書、同第５，５３１，４２０号明細書、ブレイクに付与された米国特許第５，６３３，５０６号明細書、チェン等に付与された米国特許第５，６９１，５３７号明細書、同第５，７０３，３７５号明細書に開示されている。
電荷中和装置
電荷中和装置１２０は、図１で示すように、電子シャワー通路本体２２０を備えており、この通路本体は、イオンビーム源１１０から注入ステーション１３０にイオンビーム１０２が通過する内部領域２２２を形成する。一実施形態の電荷中和装置１２０は、通路本体２２０の内部領域２２２内に、即ちイオンビームの近くに中和電子を導き、１つまたはそれ以上のウエハ１３２が、注入ステーション１３０においてイオンビーム１０２によって荷電されるのを抑える。
【００２０】
この電荷中和装置１２０は、イオンビーム１０２が通路本体２２０を通過する上流に開口形成部材２１０を備えている。この開口形成部材２１０は、例えば、チェン等に付与された米国特許第５，６９１，５３７号明細書で論じられているように、開口をバイアスする電源２１２によって負にバイアスされ、イオンビーム１０２の発散を抑えている。開口をバイアスする電源２１２は、例えば、開口形成部材２１０に約−２．５キロボルトの適当な電圧が加えられる。
【００２１】
図１において、電荷中和装置１２０は、フィラメント２３２がフィラメント電源２４２によって熱イオン温度に加熱されるプラズマ電子洪水装置（ＰＥＦ）を備えており、アーク電源２４４によってフィラメント２３２に対して正電圧にバイアスされたアーク室２３４内で熱電子を放出する。
【００２２】
熱電子は、アーク室２３４内で適当なガスと反応して、中和電子を含むプラズマ２０２を発生する。アーク室２３４内に発生したプラズマ２０２は、アーク室２３４の引出し開口２３３を介して内部領域に導かれる。
【００２３】
通路本体２２０は、適当な導電性材料から形成されており、本実施形態では、内部領域２２２にグラファイトを内張りしたアルミニウムで形成されている。通路本体２２０は、適当な形状を有し、本実施形態では、チューブ形状または円筒形状である。通路本体２２０は、イオンビーム１０２を完全に取り囲み、他の実施形態ではイオンビーム１０２の一部だけを取り囲むこともできる。
【００２４】
アーク室２３４は、適当な方法で通路本体２２０に対して取付けられ、アーク室２３４内に発生するプラズマ２０２が、引出し開口２３３を通って通路本体２２０の内部領域２２２に向くようになっている。アーク室２３４は、適当な導電性材料、たとえば、モリブデン等で形成される。アーク室２３４は、たとえば、ボロンニトライド(boron nitride) 等の適当な材料からなるベース絶縁体２３６で構成される。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態のアーク室２３４は、冷却した支持体２６２（図１に部分的に示される。）によって支持され、通路本体２２０の側壁内に取付けられ、アーク室２３４が、この室の回りの排気された領域２３５によって通路本体２２０の側壁から電気的に絶縁される。
【００２６】
冷却した支持体２６２は、また、通路本体２２０を支持する。この支持体２６２は、導電性材料からなり、かつアーク室２３４に電気的に接続されるが、絶縁ブロック２６４によって通路本体２２０から電気的に絶縁されている。
【００２７】
本実施形態では、図１に示すように、ガスは、ガス源２５２からベース絶縁体２３６を通ってアーク室２３４に導かれる。このガスは、例えば、アルゴンまたはキセノンからなり、アーク室２３４に流れるガスは、質量コントローラ（ＭＦＣ）２５４によって調整される。ガスは、適当な流量率、例えば、キセノンが約０．２sccm〜約０．８sccmで、アルゴンが約１．５sccm〜約３sccmの範囲でアーク室２３４に供給される。
【００２８】
本実施形態のフィラメント２３２は、図１に示すように、ベース絶縁体２３６を介してアーク室２３４内に取り付けられる。フィラメント２３２は、適当な形状で良く、また、例えば、タングステン等の適当な材料で形成することができる。フィラメントの電源２４２は、例えば、約１５０アンペア〜約２００アンペアの範囲の適当な電流をフィラメントに導く。この電源２４２は、たとえば、フィラメント２３２間に約５ボルトまでの可変電圧を加える。
【００２９】
本実施形態では、フィラメント２３２は、たとえば、直径が約２．３ｍｍのほぼ円形状に形付けられている。フィラメント２３２の熱イオン加熱は、たとえば、約１６０アンペア〜約１８０アンペアの範囲にある電流を用いるフィラメント２３２の熱イオン加熱は、アーク室２３４内のプラズマ２０２に対して、たとえば、約４００ガウスの決められた磁界を与える。フィラメント２３２の形状は、アーク室２３４内の磁界が、例えば、引出し開口２３３に向かって比較的急速に約１０ガウス以下に消散するように作られている。
【００３０】
アーク電源２４４は、例えば、フィラメント２３２に対してアーク室２３４に約０ボルト〜約４８ボルトの範囲の可変電圧を加えることができ、また、例えば、アーク室２３４に約０．１アンペア〜約４アンペアの範囲の電流を導くことができる。本実施形態のアーク電源２４４は、フィラメント２３２に対して約２３ボルトでアーク室２３４をバイアスする。このアーク電源２４４は、また、図１に示すように、冷却した支持体２６２を介して適当な方法で、アーク室２３４に電気的に接続される。
【００３１】
フィラメント２３２とアーク室２３４は、共に、接地されるかまたはバイアス電源２４６によって負にバイアスされる。バイアス電源２４６は、例えば、フィラメント２３２とアーク室２３４の両方に、約０ボルト〜約−６ボルトの範囲の可変電圧を加えることができる。
【００３２】
通路本体２２０は、イオン注入中にアーク室２３４に電気的に接続され、かつそれにより、同様に、バイアス電源２４６によって接地または負にバイアスされる。本実施形態では、通路本体２２０は、通路本体内に電子をとどめるように負にバイアスされる。
【００３３】
電荷中和モニター
電荷中和装置１２０の性能は、複数のファクター、例えば、フィラメント２３２を通って流れる電流の量、フィラメント２３２の状態、アーク室２３４を通って流れる電流の量、アーク室２３４の状態、アーク室２３４に供給されるガスの純度、アーク室２３４へのガスの流量、引出し開口２３３の状態、電荷中和装置１２０の組立方法等による。
【００３４】
アーク室２３４を通って流れる電流は、フィラメント２３２を通って流れる電流を制御するために監視され、それにより、通過本体２２０の内部領域２２２における電荷中和電子の電流を制御できるけれども、アーク室２３４を通って流れる電流の量により、アーク室２３４に供給されるガスにおける純度、ガスのリークおよびアーク室２３４への過渡のまたは不適当なガスの流れ、電荷中和装置１２０の不適当な組み立て、及び／またはアーク室２３４内の絶縁体上の堆積物等によって起こるプラズマ電子の損失を表すことはできない。
【００３５】
電荷中和装置１２０は、電荷中和モニター３００を含んでおり、このモニターにより、電荷中和装置１２０によって生じる有効な中和電子電流が監視される。イオン注入作業を実行する前に、通路本体２２０がアーク室２３４から電気的に絶縁される間、モニター３００は、適当な電圧を通路本体２２０に加えて有効な中和電子電流を監視する。
【００３６】
電荷中和装置１２０は、プラズマ２０２を発生するので、通路本体２２０の側壁にプラズマ２０２からの電子が集まる。この時、モニター３００は、通路本体２２０を通過する電流を監視することによって、電荷中和装置１２０が中和電子を生じさせる能力を監視する。モニター３００は、電荷中和装置１２０を監視する適当な回路を備えている。
【００３７】
イオン注入を実行するために、本実施形態のモニター３００は、スイッチ３２２を用いて通路本体２２０に電気的に接続された導体３０２をアーク室２３４に電気的に接続させることにより、電荷中和装置１２０を作動モードにさせる。また、この作動モードでは、フィラメント電源２４２とアーク電源２４４の両方をスイッチ３２４を用いてバイアス電源２４６に電気的に接続する。モニター３００は、イオン注入中、通路本体２２０をアーク室２３４に電気的に接続して、イオンビーム１０２の電位コントロールを維持するのに役立つ。
【００３８】
電荷中和装置１２０によって発生した有効な中和電子電流を監視するために、本実施形態のモニター３００は、電荷中和装置１２０をアーク室２３４から通路本体２２０を電気的に絶縁し、かつスイッチ３２２を用いて、導体３０２を介して通路本体２２０をテスト電源３３２に電気的に接続することによって、試験モードにさせる。試験電源３３２は、約０ボルトから約２０ボルトの範囲の適当な電圧を印加できる。本実施形態の試験電源３３２は、通路本体２２０に約５ボルトを加える。モニター３００は、スイッチ３２４を用いてアーク室を電気的に接地する。
【００３９】
電荷中和装置１２０は、中和電子を内部領域２２２に導くので、本実施形態のモニター３００では、試験電源３３２のカソード端子とアースとの間に接続された抵抗３３３を通って流れる電流を監視することによって、通路本体２２０を通って流れる電流を監視する。抵抗３３３は、例えば、約１０オームの適当な抵抗値を有している。本実施形態で監視された電流は、オペアンプ３３４によって増幅される。
【００４０】
本実施形態のモニター３００は、通路本体２２０の内部領域２２２に存在しないイオンビーム１０２で通路本体２２０を通って流れる電流を監視する。モニター３００は、電荷中和装置１２０が試験モードにある間、イオンビーム１０２が通路本体２２０の内部領域２２２に存在しないように、電荷中和装置１２０の上流にある適当なファラデーフラッグを用いて、イオンビーム源１１０をターンオフし、すなわち、イオンビームを阻止するように形作られている。
【００４１】
電荷中和装置１２０は、試験モードにおいて内部領域２２２に存在しないイオンビーム１０２を用いてプラズマを発生するので、通路本体２２０は、イオンビームが存在してプラズマ２０２から電子を集める。モニター３００は、通路本体２２０の内部領域２２２に現れるイオンビーム１０２を用いて、通路本体２２０を通って流れる電流を択一的に監視する。その結果は、内部領域２２２にイオンビームがないけれども、容易に説明づけられる。
【００４２】
また、本実施形態のモニター３００は、通路本体２２０に電気的に接続された導体３０４に結合したノード３３５における電圧レベルを監視することによって、通路本体２２０に加えられる電圧を確かめることができる。電荷中和装置１２０が作動モードにあるとき、モニター３００は、バイアス源２４６によって通路本体２２０に加えられる電圧を確かめることができる。また、モニター３００は、電荷中和装置１２０が試験モードにあるとき、試験電源３３２によって通路本体２２０に加えられる電圧を確かめることもできる。
【００４３】
抵抗３３６は、試験電源３３２の陽極端子とノード３３５の間に接続され、他の抵抗３３７は、ノード３３５とアースとの間に接続される。抵抗３３６と抵抗３３７は、電圧分割器を形成する。試験電源３３２が電荷中和装置１２０が試験モードにある間、通路本体２２０に適切に接続されていないと、ノード３３５での電圧は、抵抗３３６，３３７によって形成された電圧分割器により決定されるので、試験電圧３３２により供給される電圧よりも小さくなる。抵抗３３６，３３７は、例えば、各々、約３ｋΩである。本実施形態において監視された電圧は、オペアンプ３３８によって増幅される。
【００４４】
本実施形態の導体３０２，３０４は、それぞれ、真空フランジ（図１に部分的に示す）を有する適当な真空ワイヤハーネス３１２，３１４を通って導かれ、かつ通路本体２２０の外壁に直接接続される。真空フランジ３１０は、イオンビーム１０２のための排気通路を維持するのに役立つ。
【００４５】
モニター３００は、電荷中和装置１２０を監視するための適当な機械制御装置１４０を使用する。この機械制御装置１４０は、イオンビーム源１１０、モニター３００を有する電荷中和装置１２０、および注入ステーション１３０を含むイオン注入装置の作業および性能を制御するデジタルデータ処理装置を含む。機械制御装置１４０は、例えば、適当なアナログ・デジタル変換器を用いてＲ通路本体２２０の電流および電圧を監視する。
【００４６】
ガス流量、アーク電流、アーク電圧等の所定組の電荷中和パラメータに対して、有効な中和電子電流は、機械同士でかつ与えられた機械において時間に関しても比較的安定していなければならない。それゆえ、機械制御装置１４０の使用者は、電荷中和装置のチェックのためにモニター３００を用いる。使用者は、手動または自動モードにおいて、モニター３００を用いることができる。
【００４７】
手動モードでは、使用者は、機械制御装置１４０の適当な入出力インタフェースを用いて、作動モードまたは試験モードにおいて、電荷中和装置１２０を使用する。使用者は、所望する種々の電荷中和パラメータを設定する。電荷中和装置１２０が試験モードにあるとき、機械制御装置１４０は使用者によって再検討するために通路本体２２０の電流及び電圧を監視しかつ出力する。
【００４８】
自動モードでは、機械制御装置１４０は、電荷中和パラメータを内部的に形成された値に設定し、かつ電荷中和装置１２０は、これを用いる注入方法に基づき注入を開始するより前に、試験モードで使用される。機械制御装置１４０は、通路本体２２０の監視された電流と、所定の２つの電流レベル、即ち、通常電流レベルと補助電流レベルを比較する。
【００４９】
監視された電流が通常電流よりも大きい場合、機械制御装置１４０は、電荷中和装置１２０が適正に作動していると判断する。また、監視された電流が通常電流よりも小さくかつ補助電流レベルよりも大きい場合、機械制御装置１４０は、電荷中和装置１２０の性能が低下していると決定し警報を出力する。また、監視された電流が補助電流レベルよりも小さい場合、機械制御装置１４０は、電荷中和装置１２０が適切に作動していないと判断し、警報を出力するか、または、イオン注入装置を停止状態にする。機械制御装置１４０は、また、各試験を自動的に開始するために監視された電流値及び電圧値を記憶することもできる。
【００５０】
通路本体２２０に加えられる電圧を監視する際に、機械制御装置１４０は、通路本体２２０に加えられた電圧が電荷中和装置１２０の作業モードまたは試験モードに対する期待値から離れているならば、エラー信号を出力する。機械制御装置１４０は、また、電荷中和パラメータの設定が実行できないまたは実行すべきでないとき、エラー信号を出力する。
【００５１】
本実施形態の電荷中和装置１２０の通路本体２２０を通って流れる電流を監視することを記述してきたが、モニター３００は、イオンビームが通過する領域内で他の適当な電荷中和装置によって生じた中和電子を集めるように配置された適当なターゲット電極を用いることができる。
【００５２】
上記の記載において、本発明は、特定の例示的な実施形態について説明してきた。しかし、本発明の特許請求の範囲に記載したように、本発明の技術的範囲から逸脱しないで構成される種々の修正及び変更が可能である。したがって、本明細書及び図面は、制限的な意味よりも例示的なものであると認められるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施形態に係る、電荷中和モニターを含むイオン注入装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１００  イオン注入装置
１０２  イオンビーム
１１０  イオンビーム源
１２０  電荷中和装置
１３０  注入ステーション
１３２  ウエハ
１４０  データ処理装置
２０２  中和電子
２２０  通過本体
２２２  内部領域
２３４  室
【図１】
0004392562.tif 000002