(57)【要約】  非ファラデーカップ型イオンドーズ量測定装置であり、この測定装置はプラズマプラズマプロセスチャンバ内に設置され、チャンバ内のワークピースの上方に位置するセンサを含む。センサはプロセス注入プロセスに曝されるワークピースの表面から放出される二次電子の数を検出するように構成される。センサは検出された二次電子に比例する電流信号を出力する。電流回路がセンサから発生された検出二次電子電流を引き出し、この電流をチャンバ内でワークピースに供給されるバイアス電流から差し引く。両電流の差が注入プロセス中に源位置で計算されるイオンドーズ量電流の測定値を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマプロセスチャンバ内に配置されたワークピースに接続され、前記ワークピースにバイアス電流を供給する電源と、
前記チャンバ内のワークピースの上方に置かれ、プラズマドーピングに曝される前記ワークピースの表面から放出される二次電子のサンプルを検出し、検出した前記二次電子のサンプルに比例する電流信号を出力するように構成されたセンサと、
前記二次電子のサンプルから発生される前記電流信号及び前記ワークピースに供給されるバイアス電流信号を受け入れ、前記センサから発生された前記電流信号を前記バイアス電流から差し引いて前記ワークピースと関連するドーズ量電流を決定するように構成された電流回路と、
を備える、プラズマプロセスチャンバ内のイオンドーズ量測定装置。
【請求項２】
前記センサを収容するキャビティを有するハウジングを更に備え、前記キャビティは前記二次電子を通す開口部を画定し、前記ハウジングは前記プロセスチャンバ内で前記ワークピースの上方に配置されている、請求項１記載のイオンドーズ量測定装置。
【請求項３】
前記ハウジングは前記プロセスチャンバ内でバッフル上に取付けられている、請求項２記載のイオンドーズ量測定装置。
【請求項４】
前記センサは前記プロセスチャンバ内でバッフルと一体に形成されている、請求項１記載のイオンドーズ量測定装置。
【請求項５】
前記センサは前記プラズマプロセスチャンバのライナーと一体に形成されている、請求項１記載のイオンドーズ量測定装置。
【請求項６】
前記センサと前記ワークピースとの間に配置された格子を更に備え、前記格子は正のＤＣ電圧でバイアスされ、前記プラズマドーピングからの低エネルギーイオンが前記センサと接触するのを阻止するように構成されている、請求項１記載のイオンドーズ量測定装置。
【請求項７】
前記格子は第１格子であり、前記測定装置は前記第１格子と前記センサとの間に配置された第２格子を更に備え、前記第２格子は負のＤＣ電圧でバイアスされ、前記センサに向かう前記二次電子を捕捉するように構成されている、請求項６記載のイオンドーズ量測定装置。
【請求項８】
前記第１及び第２格子に接続された基準格子を更に備え、前記基準格子は前記第１及び第２格子と関連する電界をクランプするように構成されている、請求項７記載のイオンドーズ量測定装置。
【請求項９】
イオン化可能ガスを受け入れるように構成されたプラズマドーピングチャンバと、
前記プラズマドーピングチャンバ内に装着された、ワークピースを支持するプラテンと、
前記ワークピースに接続され、前記ワークピースにバイアス電流を供給するように構成された電源と、
前記チャンバに結合され、前記ワークピースに注入するための所望のドーパントを含有するイオン化可能ガス源と、
前記イオン化可能ガスの正イオンを含有するプラズマを生成し、前記正イオンを前記ワークピースに注入するために前記プラズマラテンに向け加速するプラズマ源と、
前記チャンバ内のワークピースの上方に配置され、前記ワークピースの表面に衝突する前記プラズマの正イオンにより放出される二次電子の数を検出し、検出した前記二次電子の数に比例する電流信号を出力するように構成されたセンサと、
前記二次電子により発生される前記電流信号及び前記ワークピースに供給されるバイアス電流信号を受け入れ、前記センサから発生された前記電流信号を前記バイアス電流から差し引いて前記ワークピースと関連するドーズ量電流を決定するように構成された電流回路と、
を備える、プラズマドーピングシステム。
【請求項１０】
前記センサを収容するキャビティを有するハウジングを更に備え、前記キャビティは前記二次電子を通す開口部を画定し、前記ハウジングは前記プロセスチャンバ内で前記ワークピースの上方に配置されている、請求項９記載のプラズマドーピングシステム。
【請求項１１】
前記ハウジングは前記プロセスチャンバ内でバッフル上に取付けられている、請求項１０記載のプラズマドーピングシステム。
【請求項１２】
前記センサは前記プロセスチャンバ内でバッフルと一体に形成されている、請求項９記載のプラズマドーピングシステム。
【請求項１３】
前記センサは前記プロセスプロセスチャンバのライナーと一体に形成されている、請求項９記載のプラズマドーピングシステム。
【請求項１４】
前記センサと前記ワークピースとの間に配置された格子を更に備え、前記格子は正のＤＣ電圧でバイアスされ、前記プラズマドーピングからの低エネルギーイオンが前記センサと接触するのを阻止するように構成されている、請求項９記載のプラズマドーピングシステム。
【請求項１５】
前記格子は第１格子であり、前記測定装置は前記第１格子と前記センサとの間に配置された第２格子を更に備え、前記第２格子は負のＤＣ電圧でバイアスされ、前記センサに向かう前記二次電子を捕捉するように構成されている、請求項１４記載のイオンドーズ量測定装置。
【請求項１６】
ワークピースをプラズマチャンバ内のプラテン上に装着するステップと、
イオン化可能ガスをプラズマチャンバ内に導入するステップと、
前記イオン化可能ガスの正イオンを含有するプラズマに前記ワークピースを曝すステップと、
前記ワークピースにバイアス電流を供給するステップと、
前記正イオンをプラズマシースを経て注入エネルギーへ加速するステップと、
前記加速されたイオンを前記ワークピースに注入するために前記プラテンに向けるステップと、
前記プラズマイオンが前記ワークピースに注入されるとき前記ワークピースの表面から放出される二次電子を検出するステップと、
前記検出された二次電子の数に比例する電流を発生させるステップと、
前記検出された二次電子により発生される電流を測定するステップと、
前記ワークピースに供給されるバイアス電流を測定するステップと、
前記検出された二次電子により発生される電流を前記ワークピースに供給されるバイアス電流から差し引くステップと、
を備える、プラズマ注入ドーズ量を測定する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラズマドーピングシステムの分野に関する。より詳しくは、本発明はワークピース又はウェハに注入されたプラズマドーズ量の均一性を測定する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン注入はワークピースにイオンをドープするために使用されるプロセスである。一つのタイプのイオン注入は、所望の電気デバイス特性を得るために半導体基板の製造中に不純物イオンを注入するのに使用される。イオン注入装置は、一般に、特定の種のイオンを発生するイオン源チャンバ、イオンビームを制御するための例えば一連のビームラインコンポーネント及びイオンビームを受けるウェハを固定するプラテンを含む。これらのコンポーネントは汚染及びイオンビームの分散を防止するために真空環境内に収容される。ビームラインコンポーネントは、イオン源チャンバからイオンを引き出す一連の電極、特定の磁場を用いて所望の質量対電荷比を有するイオンのみがアナライザを通過可能にする質量アナライザ及びイオンをウェハ基板に注入するためにウェハに垂直に向けられたリボンビームを供給するコレクタマグネットを含むことができる。イオンは基板内の電子及び原子核との衝突時にエネルギーを失い、加速度エネルギーに基づいて基板内の所望の深さにとどまる。基板内への注入の深さはイオン注入エネルギーとイオン源チャンバ内で発生されるイオンの質量とに基づく。一般に、基板内にn型領域を形成するには砒素又は燐をドープすることができ、基板内にｐ型領域を形成するには硼素、ガリウム又はインジウムをドープすることができる。
【０００３】
上述したイオン注入装置は通常比較的高い注入エネルギーと関連する。半導体デバイスの製造に浅い接合が必要とされる場合には、ドーパント材料をウェハの表面近くに限定するためにより低いイオン注入エネルギーが必要とされる。この場合には、注入深さがプラズマドーピングチャンバ内のウェハと陽極との間に供給される電圧に比例するプラズマ堆積システムが使用される。特に、ウェハはチャンバ内で陰極として機能するプラテン上に置かれる。所望のドーパント材料を含有するイオン化可能なガスがプラズマチャンバ内に導入される。ガスはいくつかのプラズマ生成方法、例えば限定はされないがＤＣグロー放電、容量結合ＲＦ、誘導結合ＲＦなどの何れかでイオン化される。プラズマが確立されると、プラズマとワークピースを含む全周囲表面との間にプラズマシースが存続する。このとき、プラズマからのイオンをプラズマシースを横切ってウェハ内に印加バイアス電圧に比例する深さに注入するために、プラテン及びワークピースが負電圧でバイアスされる。プラテンと陽極（プラズマチャンバの壁からなる）との間に電圧パルスが供給され、ウェハの近くにプラズマシースを有するプラズマを形成せしめる。この電圧パルスはプラズマ中のイオンをプラズマシースを横断させ、ウェハ内に所望の深さ及びドーズ量で注入せしめる。
【０００４】
ドーズ量測定はウェハ又はワークピースに注入された単位面積当たりのイオン数の測定量である。この測定は製造プロセス及び注入レシピを保証するためにイオンドーズ量レベルを注入プロセス中に測定するのに使用される。高エネルギーイオン注入においては、ファラデーカップがウェハの側方又は後方に置かれ、ビームが側方配置のファラデーカップ内に偏向されるとき又はウェハがイオンビームの下方にあってビームが後方配置のファラデーカップに入り得るとき、イオンビームに比例する電流を生成する。この電流がイオンドーズ量の決定に利用される。浅い又は低エネルギー注入においては、イオンドーズ量を試験するためにファラデーカップをウェハの代わりとし、所望のドーズ量が達成されたら、ファラデーカップをウェハと置き換える。或いは又、一つ以上のファラデーカップをプラテンに隣接して「陰極」の一部として置き、プラテン及びウェハに対してバイアスを与えてプラズマシースを横切って加速される正イオンのサンプルを収集することができる。このサンプルはウェハに注入されるイオンドーズ量を表す。しかし、ドーズ量を決定するために、ファラデー受入れ開口部（イオンが通過する開口部）を精密に画定し、維持しなければならない。注入プロセス中に、この受入れ開口部はイオンがファラデーカップに入るときに浸食及び／又は堆積を受ける。これにより開口部面積が使用する化学的性質、電圧及びドーズ量レベルに依存して時間とともに異なる割合で変化し、得られるドーズ量計算が変化し、ドーズ量の信頼性及び再現性が悪化し得る。従って、注入プロセス時にプラズマチャンバ内で原位置で使用され、ターゲットワークピース又はウェハと関連する正確なプラズマドーピング量情報を提供するドーズ量測定装置の提供が望まれている。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の代表的な実施形態はイオンドーズ量測定装置に関する。一つの代表的な実施形態におけるイオンドーズ量測定装置は、プラズマプロセスチャンバ内に配置されるワークピースに接続される電源を含む。電源はワークピースにバイアス電流を供給する。センサがチャンバ内のワークピースの上方に配置され、該センサはプラズマドーピングに露出されたワークピースの表面から放出される二次電子のサンプルを検出するように構成される。前記センサは検出した二次電子のサンプルに比例する電流信号を出力する。電流回路が二次電子のサンプルから発生される電流信号及びワークピースに供給されるバイアス電流信号を受信する。前記電流回路は前記センサから発生される電流信号を前記バイアス電流から差し引いてワークピースと関連するドーズ電流を決定するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の一実施形態によるプラズマチャンバ内の測定装置の概略図である。
【図１Ａ】図１に示すプラズマチャンバと組み合わせて使用される電流回路の回路図を示す。
【図２】本発明の一実施形態における代表的なプラズマ注入動作中のプラズマチャンバ内の測定装置の概略図である。
【図３】本発明の一実施形態における例示的なドーズ量測定計算値を示すグラフである。
【図４】本発明によるドーズ量測定方法と関連する手順を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明は、本発明の好適な実施形態を示す添付図面を参照して以下に更に詳しく説明される。しかし、本発明は多くの異なる形態で具体化することができ、ここに記載される実施形態に限定されるものと解釈されるべきでない。むしろ、これらの実施形態は、本開示を完全で徹底的なものとし、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるために与えられている。図面において、全図と通して同等の素子は同等の番号で示されている。
【０００８】
図１は、プラズマ堆積（ＰＬＡＤ）システムに使用される測定装置の概略図である。本測定装置は、支持体１６でワークピース５の上方に支持されたプラズマチャンバ１０内のバッフル１５の上方又はその中に装着されたセンサ２０を含む。バッフル１５は、例えばワークピース５へのイオン注入のためのプラズマドーピングを容易にするように構成されたプラズマチャンバの一方の側にワークピース５の上方に離して配置されたガスバッフルとすることができる。ワークピースは、例えばプラテン６に装着された半導体ウェハとすることができる。プラテン６はワークピースを支持するとともに、ワークピースへの電気的接続ももたらす。イオン化可能ガス源（図示せず）がバッフル１５の上方の開口３からＹ方向に所望の圧力及び流量でチャンバ１０内に導入される。バッフル１５はチャンバ内のガスを分散させる。ガスバッフルを開示するが、チャンバ内に導入されるガスを分散するように構成された任意の装置をチャンバ内にワークピース５の上方に配置することができる。ガスはいくつかの既知の技術の何れかでイオン化される。バイアス電源８がバッフル１５及びチャンバ１０の壁１０Ａ及び１０Ｂからなる陽極に対して負の電圧パルスをプラテン６に供給する。プラテン６に、ひいてはワークピース５に供給される負電圧はプラズマイオンをプラズマシースを横切って引きつける。電圧パルスはプラズマ中のイオンを加速し、ワークピース５内にイオンドーズ量として注入してワークピース内に不純物ドーパントの領域を形成する。電圧パルスはワークピース内へのイオンの注入深さに対応し、注入深さはチャンバ１０内に導入されるガスの圧力及び流量、陽極の位置並びにパルスの持続時間によっても影響され得る。イオンドーズ量はワークピース５内に注入されたイオンの量又はイオン電流の時間積分値である。プラズマレシピのセットアップ時に本発明の測定装置で検出されるドーズ量レベルを確認するために、一対のファラデーカップ７Ａ及び７Ｂをプラテン６の両側に配置することもできる。このようにすると、ファラデーカップ及びセンサでそれぞれ検出される測定値の比較をレシピ進行中に実行することができる。加えて、校正を２つの測定値の間で決定することができ、この校正を時間とともに監視して上述したファラデー開口部への堆積又はその浸食の検出に役立てることができる。これらの２つの測定値の関係の変化はファラデーカップのメインテナンスの必要性を示す。
【０００９】
バッフル１５はバッフル１５の表面に沿って放射状に位置する開口部２５を含む。キャビティ３０が開口部２５と整列配置され、その中にセンサ２０が収容される。図１に示すキャビティ３０は説明を容易にするために誇張されており、典型的にはバッフル１５の断面厚さに対応する。本開示のセンサ２０はバッフル１５と一体に形成されるものとして記載されているが、センサはバッフル１５と別個に収容し、バッフル１５に取付けることができ、またバッフルと別個にワークピース１５の上方に配置することができる。加えて、センサ２０及び関連するキャビティ３０は、センサがワークピース５の上方に位置する限り、チャンバ１０内に配置されたチャンバライナと一体に形成することもできる。比較的高いエネルギーの二次電子と低いエネルギーのプラズマイオン及び電子とを弁別するために低電圧静電格子５０及び５５が検出器２０の前に配置される。特に、第１格子５０は、低電圧格子が検出器の近くのプラズマに影響を与えないようにプラズマに最も近接配置される。第１格子５０はセンサ２０とワークピース５との間に配置され、開口部２５を横切って延在する。格子５０は二次電子が開口部を経てセンサ２０に通過することを可能にするためにスクリーン部分５０Ａを含む。開口部２５はバイアスされないため、開口部２５は開口部２５を通過する二次電子又は低エネルギープラズマイオン又は電子により不所望な堆積又は浸食を受けない。この点は、注入プロセス時に不所望な堆積又は浸食を受けるファラデーカップの開口部と相違するところである。格子５０は正のＤＣ電圧（＋ＶＤＣ）でバイアスされ、注入中にチャンバ１０内のプラズマからの低エネルギーイオンがセンサ２０へ漏洩しないように構成される。第２格子５５はセンサ２０と第１格子５０との間に配置され、格子５０と同様に開口部２５を横切って延在する。格子５５は二次電子が開口部を経てセンサ２０に通過することを可能にするためにスクリーン部分５５を含む。格子５５は負のＤＣ電圧（−ＶＤＣ）でバイアスされる。この負電圧は注入発生二次電子のエネルギーより相当低い。従って、キャビティ３０内で二次電子が開口部２５を通過するとき、負に荷電された二次電子は過度にエネルギーを失い、キャビティ内にトラップされ、センサ２０により吸収され、計数されて電流信号３６が発生される。加えて、第２格子５５は負にバイアスされるため、キャビティ３０に入るプラズマ電子は第２格子５５によってワークピース５の方へはね返される。その代わりに、センサ２０を正にバイアスして第２の格子を不要にすることもできる。センサ２０は図１ではワークピース５の上方に中央に配置されるように示されているが、センサの位置はユーザが決めることができ、バッフル１５の周囲に放射状に配置することもできる。開口部２５は、この収集面積とワークピース６からなる陰極の面積及び環状ファラデーの面積により決まる全収集面積との比によってドーズ量の絶対値計算が可能になるように寸法決定する。
【００１０】
以下に更に詳しく説明するように、センサ２０は開口部２０を通過する二次電子の数を検出し、検出した二次電子の数に比例する電流信号３６を発生する。これらの二次電子はプラズマイオンがワークピース５に注入される際にワークピース５の表面から発生する。電流信号３６は大地に戻され、ワークピース５に注入されたイオンドーズ量を決定するために使用される。その代わりに、抵抗をセンサ２０と接地電位との間に配置することができる。本発明のドーズ量測定方法は、回路節点に流入及び流出するすべての電流の和は零に等しいというキルヒホッフの電流法則（ＫＣＬ）を利用する。ワークピース５は節点であり、ワークピースに流入する電流はバイアス電源８により供給されるＩbiasである。節点又はワークピースから流出する電流はセンサ２０による二次電子の検出によって発生される電流Ｉsecである。従って、ワークピース又はウェハに流入するイオン電流（Ｉwafer）は電源８からのバイアス電流と二次電子により発生されセンサ２０により検出される電流３６との差である。従って、ＫＣＬをこれらの電流に適用することによって、ワークピース５に供給されるイオン電流はＩwafer＝Ｉbias−Ｉsecにより決定される。二次電子電流３６はワークピースに注入されたドーズ電流を決定するために電流回路１００又は積分器に供給することができる。ワークピースから放出される二次電子の正確な測定を必要とするこのイオンドーズ量測定方法は、ワークピース表面の二次電子放出係数を予め知らなければならない必要を無くすことができる。
【００１１】
図１Ａは、図１に示すプラズマチャンバ１０と組み合わされた回路１００の回路図を示す。本発明の模範的な実施形態では、特に、電源８はプラテン６に電流Ｉbiasを供給するパルス電源とすることができる。バイアス電流Ｉbiasは電流回路１１０にも供給される。バイアス電流Ｉbiasは抵抗Ｒ１及び積分器回路１０１を経て出力１１５に供給される。センサ２０により発生される二次電流Ｉsecはインバータ１０２を経て電流回路１１０に供給される。抵抗Ｒ２を有する帰還ループを使用してもよい。二次電子電流Ｉsecは抵抗Ｒ２及び積分器回路１０３を経て出力１２０に供給される。電流回路１１０は、Ｉwafer（＝Ｉbias−Ｉsec）を決定するために、二次電子電流Ｉsec及びバイアス電流Ｉbiasを受け入れ、ＫＣＬと一致する電流１３６を出力する。積分器回路１０４及び抵抗Ｒ４を回路１１０に接続してもよい。
【００１２】
図２はプラズマ注入動作中の測定装置の概略図である。特に、イオン化可能ガスがバッフル１５の上方の開口３からＹ方向に所望の圧力及び流量でチャンバ１０内に導入される。次にエネルギーが既知の任意の方法で供給されてプラズマチャンバ１０内にプラズマ１２が生成される。バイアス電源８がチャンバ１０の壁及びガスバッフル１５からなる陽極に対して負の電圧バイアスをワークピース５に供給する。これにより正イオンを含むプラズマ（図２に「＋」符号で示されている）が形成され、これらの正イオンはプラズマシース１２を通って加速され、ワークピース５に注入されて不純物ドーパントの領域を形成する。イオンがワークピース５に注入されるとき、二次電子（図２に「−」符号で示されている）がワークピース５の表面から放出され、これらの二次電子は垂直方向に加速され、センサ２０に向かって上方へ反射される。二次電子はワークピース５の上方のプラズマシース１２を横切って加速されるので、二次電子のエネルギーはプラズマイオンの注入電圧により決定される。このエネルギーは、センサ２０とワークピース５との間に配置された低電圧の静電格子５０及び５５によって二次電子を低エネルギーのプラズマ電子から弁別することを可能にする。これらの二次電子がセンサ２０により検出され、比例電流信号３６が発生され、バイアス電流Ｉbiasから差し引かれてドーズ量電流Ｉwaferが決定される。例えば、二次電子６０はワークピース５の表面から垂直に放出される。キャビティ３０と整列するこれらの二次電子６０が開口部２５を通過して低電圧の第１格子５０及び低電圧の第２格子５５に至る。二次電子はセンサ２０により受け取られ、計数される。開口部２６はバイアスされず、格子５０及び５５によりプラズマから保護されるため、開口部２６はチャンバ１０内のプラズマケミストリーにより影響されず、堆積や浸食を受けない。加えて、接地基準格子（図示せず）を第１格子５０及び第２格子５５に接続し、第１格子とワークピースとの間に配置することもできる。この基準格子は第１及び第２格子５０及び５５と関連する電界をクランプし、それらがセンサ２０の近傍のプラズマに影響を与えように構成される。
【００１３】
二次電子６０の検出に応答して、センサ２０はライン３５に電流３６を発生する。この電流３６はワークピース５の表面から放出される二次電子の数を示す。先に述べたように、この電流３６は、電源８により供給されるバイアス電流Ｉbiasから電流３６を差し引いてＫＣＬと一致する電流値を出力する電流回路、積分器又は他の標準電流検出装置に供給することができる。このように、電流回路はＩwafer＝Ｉbias−Ｉsecを決定してイオンドーズ量電流を提供する。
【００１４】
矢印６２１−６２Ｎで示すようにワークピース５の表面から垂直に放出される二次電子６１１−６１Ｎはキャビティ３０と整列しないため、センサ２０により検出されない。低エネルギーのプラズマイオン７０（図２に「Ｘ」で示されている）はワークピース５に注入されるほど十分なエネルギーを持たず、垂直に上向きにバッフル１５の方へ反射する。低エネルギープラズマイオン７０は開口部２５を経てキャビティ３０に入るが、格子５０が正のＤＣ電圧（＋ＶＤＣ）でバイアスされているため、同じく正の電荷を持つこの低エネルギープラズマイオンはキャビティ３０内をセンサ２０に向かって更に侵入することが阻止される。低エネルギープラズマイオン７０は矢印７１で示すようにワークピース５の方へはね返される。プラズマ電子７３（図２に「Ｙ」で示されている）もキャビティ３０に入り得る。この代表的なプラズマ電子は開口部２５を通過するが、第２格子５５が低い負のＤＣ電圧（−ＶＤＣ）でバイアスされているため、プラズマ電子７３は矢印７４で示すようにワークピース５の方へはね返され、センサ２０により計数されない。このように、本測定装置はワークピース５の表面から放出される二次電子のみを原位置でイオン注入時に検出して個別のドーズ量をモニタすることができる。
【００１５】
図３は、本発明を用いる例示的なドーズ量測定値をファラデーカップを用いる従来の測定値と比較して示すグラフである。例示的なドーズ量測値はイオン源チャンバ内で１０ｍＴｏｒｒのヘリウム及び１ｋＷ  ＲＦ電力に対して検出した。イオンドーズ量測定値は両方法を用いて種々のバイアス電圧で検出した。ここでも、注入のためにプラズマ中のイオンを加速しプラズマシースを横切ってワークピースに向け引きつけるためにバイアス電圧が使用されている。図に示されるように、従来のファラデーカップ法（「従来方法」と表示されている）及び本発明の方法（「新方法」と表示されている）を用いるドーズ量測定値は同じ特性勾配を有する。このように、ファラデー開口部の精度問題を気にせずにイオンドーズ量測定値をイオン注入プロセス中インライン検出することができる。実際には、変位電流の短い持続時間のスパイクが各ウェハバイアスパルスの開始時及び終了時に現れ得る。この変位電流の大きさはシステムのキャパシタンスに比例する。各パルス中の全電流を積分する測定方法では、この変位電流の積分は零になる。各パルス中にＩbias及びＩsecの個別のサンプルをとる実施例では、その影響はパルスの中点近くをサンプリングすることにより緩和される。
【００１６】
図４は本発明によるドーズ量測定プロセスと関連する手順を示す流れ図である。ステップＳ−１０において、ワークピース５がプラズマチャンバ１０内のプラテン又は支持体上に装着される。ステップＳ−２０において、イオン化可能ガスがプラズマチャンバ内に導入され、ステップＳ−２５において、プラズマが点弧される。ステップＳ−３０において、ワークピース５がイオン化可能ガスに含まれる正イオン含有プラズマに曝される。ステップＳ−３５において、ワークピース５が電源８により供給される電流Ｉbiasでバイアスされる。ステップＳ−４０において、正イオンがワークピース５に注入するためにプラテンに向けて注入エネルギーまで加速される。ステップＳ−５０において、ワークピースの表面から放出される二次電子が検出される。検出された二次電子の数に比例する電流Ｉsecがセンサ２０により発生される。ステップＳ−２５においてワークピースに供給されたバイアス電流ＩbiasがステップＳ−７０で測定される。ステップＳ−８０において、ステップＳ−６０で測定された二次電子電流ＩsecをステップＳ−７０で測定されたバイアス電流Ｉbiasから差し引くことによってワークピースのイオンドーズ量が決定される。
【００１７】
本発明を所定の実施形態について記載したが、記載した実施形態には添付の請求の範囲により特定される本発明の範囲及び要旨から逸脱することなく多くの変更、改変及び変形が可能である。従って、本発明は記載した実施例にのみ限定されず、以下の請求の範囲の言語で定義される全範囲及びその等価範囲も含むことを意図している。
【図１】
2012513678.tif 000003
【図１Ａ】
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【図２】
2012513678.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2012513678.tif 000008
2012513678.tif 000009