JPH025341A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
- Publication number
- JPH025341A JPH025341A JP63147863A JP14786388A JPH025341A JP H025341 A JPH025341 A JP H025341A JP 63147863 A JP63147863 A JP 63147863A JP 14786388 A JP14786388 A JP 14786388A JP H025341 A JPH025341 A JP H025341A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- electrostatic deflection
- parallel
- scanning
- ion beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野ン
本発明は、イオンビームのパラレル走査照射を可能にし
たイオン注入装置に関する。
たイオン注入装置に関する。
（従来の技術）
一般に、イオン注入技術は、被処理物例えばシリコンや
ガリウム・ヒ素基板に不純物をドーピングする技術とし
て広く普及している。
ガリウム・ヒ素基板に不純物をドーピングする技術とし
て広く普及している。
このようなイオン注入に用いるイオン注入装置として、
例えば中電流型イオン注入装置は、第２図に示すように
、イオン発生装置１および質量分析マグネット２等から
なるイオンビーム発生装置３から出力されたイオンビー
ム４が、加速装置５で加速され、四極子静電レンズ６で
所定のビームに整形された後、垂直走査板７および水平
走査板８の電界の作用によりｘ−ｙ方向に走査されなが
ら、グランドマスク９でコリメートされてプラテン１０
上に配置された被処理物例えば半導体ウェハ１１に照射
されるように構成されている。
例えば中電流型イオン注入装置は、第２図に示すように
、イオン発生装置１および質量分析マグネット２等から
なるイオンビーム発生装置３から出力されたイオンビー
ム４が、加速装置５で加速され、四極子静電レンズ６で
所定のビームに整形された後、垂直走査板７および水平
走査板８の電界の作用によりｘ−ｙ方向に走査されなが
ら、グランドマスク９でコリメートされてプラテン１０
上に配置された被処理物例えば半導体ウェハ１１に照射
されるように構成されている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上述した従来のイオン注入装置では、ビ
ームの走査照射を扇状走査照射しているため、被イオン
注入基板の部位によりビーム入射角度が異なり均一なイ
オン注入作業ができないという問題が生じている。例え
ばイオンビー１１が照射される半導体ウェハの中央部と
周辺部等ではビーム入射角度が異なり、半導体ウエノ１
全面にわたって均一なイオン注入を行うことができなか
った。また、垂直・水平走査板への印加電圧のむらやノ
イズの発生によっても同様に、イオン注入の不均一とい
う問題が生じている。
ームの走査照射を扇状走査照射しているため、被イオン
注入基板の部位によりビーム入射角度が異なり均一なイ
オン注入作業ができないという問題が生じている。例え
ばイオンビー１１が照射される半導体ウェハの中央部と
周辺部等ではビーム入射角度が異なり、半導体ウエノ１
全面にわたって均一なイオン注入を行うことができなか
った。また、垂直・水平走査板への印加電圧のむらやノ
イズの発生によっても同様に、イオン注入の不均一とい
う問題が生じている。
このような問題の一解決手段として、例えば半導体ウニ
八等の被処理物をその被照射面の中心付近を回転軸とし
て回転させながらイオン注入を行うことが提案されてい
る。しかし、この方法ではイオンビームの偏向の不規則
性を補正する方法としては有効であったが、扇状走査照
射に起因する上記不均一性の問題については、被処理物
を回転させても半導体ウェハの中央部と周辺部等とのビ
ーム入射角度が異なるという基本的な傾向は変らないた
め、上述したように均一なイオン注入作業ができないと
いう問題が生じていた。
八等の被処理物をその被照射面の中心付近を回転軸とし
て回転させながらイオン注入を行うことが提案されてい
る。しかし、この方法ではイオンビームの偏向の不規則
性を補正する方法としては有効であったが、扇状走査照
射に起因する上記不均一性の問題については、被処理物
を回転させても半導体ウェハの中央部と周辺部等とのビ
ーム入射角度が異なるという基本的な傾向は変らないた
め、上述したように均一なイオン注入作業ができないと
いう問題が生じていた。
そこで、近年、イオンビームを平行照射走査（以下、パ
ラレルスキャンと呼ぶ）することにより、上記不均一性
の問題を解決することが提案されているが、イオンビー
ムを高精度にパラレルスキャンさせることが困難であっ
たり、また装置の大型化やコストの大幅な上昇を招く等
の問題を有していることから、今だ実現されていない。
ラレルスキャンと呼ぶ）することにより、上記不均一性
の問題を解決することが提案されているが、イオンビー
ムを高精度にパラレルスキャンさせることが困難であっ
たり、また装置の大型化やコストの大幅な上昇を招く等
の問題を有していることから、今だ実現されていない。
本発明は、このような従来技術の課題に対処するために
なされたもので、簡素な構造でイオンビームの高精度な
パラレルスキャン化を実現し、高信頼性のもとでイオン
注入作業における均一性の大幅な向上を可能にしたイオ
ン注入装置を提供することを目的としている。
なされたもので、簡素な構造でイオンビームの高精度な
パラレルスキャン化を実現し、高信頼性のもとでイオン
注入作業における均一性の大幅な向上を可能にしたイオ
ン注入装置を提供することを目的としている。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
すなわち本発明は、被処理物にイオンビームを走査照射
して前記被処理物にイオンを注入するイオン注入装置に
おいて、前記イオンビームを水平および垂直方向に偏向
する第１の静電偏向系と、前記第１の静電偏向系からの
イオンビームの水平方向成分を平行ビーム化する静電偏
向電極とビーム垂直方向成分を平行ビーム化する静電偏
向電極とからなる第２の静電偏向系と、前記被処理物を
前記平行ビーム化されたイオンビームの被照射面の中心
付近を通る回転軸の回りに回転させる回転機構とを具備
することを特徴としている。
して前記被処理物にイオンを注入するイオン注入装置に
おいて、前記イオンビームを水平および垂直方向に偏向
する第１の静電偏向系と、前記第１の静電偏向系からの
イオンビームの水平方向成分を平行ビーム化する静電偏
向電極とビーム垂直方向成分を平行ビーム化する静電偏
向電極とからなる第２の静電偏向系と、前記被処理物を
前記平行ビーム化されたイオンビームの被照射面の中心
付近を通る回転軸の回りに回転させる回転機構とを具備
することを特徴としている。
（作 用）
本発明のイオン注入装置においては、垂直争水平方向に
静電走査されたイオンビームを、ビーム水平方向成分お
よびビーム垂直方向成分をそれ−２ぞれ独立して静電偏
向電極によりパラレルスキャンさせているので、容易に
正確な平行ビームを得ることが可能となる。これによっ
て、被処理物の各位置におけるイオンビーム入射角度が
均一化され、被処理物全体に対して均一にイオン注入を
行うことが可能となる。また、被処理物の回転機構が設
けられているため、イオンビームが多少不規則に偏向さ
れたとしても被処理物の被照射面におけるイオン注入の
不均一性が解消され、さらにイオン注入の均一性が向上
したものとなる。
静電走査されたイオンビームを、ビーム水平方向成分お
よびビーム垂直方向成分をそれ−２ぞれ独立して静電偏
向電極によりパラレルスキャンさせているので、容易に
正確な平行ビームを得ることが可能となる。これによっ
て、被処理物の各位置におけるイオンビーム入射角度が
均一化され、被処理物全体に対して均一にイオン注入を
行うことが可能となる。また、被処理物の回転機構が設
けられているため、イオンビームが多少不規則に偏向さ
れたとしても被処理物の被照射面におけるイオン注入の
不均一性が解消され、さらにイオン注入の均一性が向上
したものとなる。
（実施例）
以下、本発明を中電流型イオン注入装置に適用した一実
施例について図面を参照して説明する。
施例について図面を参照して説明する。
なお、第１図（ａ）は一実施例の平面図、第１図（ｂ）
はその側面図を示している。
はその側面図を示している。
図示を省略したイオン発生源から出力され、図示を省略
した分析マグネット、加速管、静電レンズ等で所望のビ
ーム状に整形されたイオンビーム２１は、垂直方向（以
下、ｙ方向と呼ぶ）走査板２２および水平方向（以下、
Ｘ方向と呼ぶ）走査板２３により構成されている第１次
静電偏向系２４に入射する。
した分析マグネット、加速管、静電レンズ等で所望のビ
ーム状に整形されたイオンビーム２１は、垂直方向（以
下、ｙ方向と呼ぶ）走査板２２および水平方向（以下、
Ｘ方向と呼ぶ）走査板２３により構成されている第１次
静電偏向系２４に入射する。
Ｘ方向走査板２２およびＸ方向走査板２３には、夫々例
えばｌ１７．１９Ｈｚ ５ｌｏ１９Ｈｚといった周波数
の三角波である走査信号に基く電圧が印加され、このと
きの各電極間の電界の変化により、入射したイオンビー
ム２１を所定の方向に偏向してビームの走査照射が行わ
れる。
えばｌ１７．１９Ｈｚ ５ｌｏ１９Ｈｚといった周波数
の三角波である走査信号に基く電圧が印加され、このと
きの各電極間の電界の変化により、入射したイオンビー
ム２１を所定の方向に偏向してビームの走査照射が行わ
れる。
また、Ｘ方向走査板２３では、イオンビーム２１がビー
ム進行軸に対してオフセット角θ、例えば７°で屈曲さ
れるように印加電圧の制御がなされており、イオンビー
ム２１中に混在するニュートラルイオン等の雑イオンは
、このビーム屈曲部で選別されて所望のイオンとは別方
向、例えば直進方向２５に飛翔し、例えばカーボンから
なる遮蔽体２６に衝突して被処理物方向への進入が阻止
される。
ム進行軸に対してオフセット角θ、例えば７°で屈曲さ
れるように印加電圧の制御がなされており、イオンビー
ム２１中に混在するニュートラルイオン等の雑イオンは
、このビーム屈曲部で選別されて所望のイオンとは別方
向、例えば直進方向２５に飛翔し、例えばカーボンから
なる遮蔽体２６に衝突して被処理物方向への進入が阻止
される。
こうして、第１次静電偏向系２４を通過したイオンビー
ムは、第１のグランドマスク２７でコリメートされた後
、２次電子抑制電極２８を通過し、ｙ方向偏向板２９お
よびＸ方向偏向板３０からなる第２次静電偏向系３１に
入射する。
ムは、第１のグランドマスク２７でコリメートされた後
、２次電子抑制電極２８を通過し、ｙ方向偏向板２９お
よびＸ方向偏向板３０からなる第２次静電偏向系３１に
入射する。
ｙ方向偏向板２つには、上記ｙ方向走査板２２とほぼ同
期しかつ逆バイアスの電圧が印加されており、入射され
たイオンビーム２１は該ｙ方向偏向板２９の電極間中央
方向に若干反発され、ｙ方向に対してパラレルビーム化
される。
期しかつ逆バイアスの電圧が印加されており、入射され
たイオンビーム２１は該ｙ方向偏向板２９の電極間中央
方向に若干反発され、ｙ方向に対してパラレルビーム化
される。
ｙ方向偏向板２９でｙ方向にパラレルビーム化されたイ
オンビーム２１ａは、次いでＸ方向偏向板３０に入射す
る。該Ｘ方向偏向板３０にも、上記Ｘ方向走査板２３と
ほぼ同期しかつ逆バイアスの電圧が印加されており、上
記ｙ方向偏向板２９と同様の原理でＸ方向に対してもパ
ラレルビーム化される。
オンビーム２１ａは、次いでＸ方向偏向板３０に入射す
る。該Ｘ方向偏向板３０にも、上記Ｘ方向走査板２３と
ほぼ同期しかつ逆バイアスの電圧が印加されており、上
記ｙ方向偏向板２９と同様の原理でＸ方向に対してもパ
ラレルビーム化される。
こうして、第２次静電偏向系３１を通過したイオンビー
ムは、ｘ−ｙ方向に対してパラレルビーム化したイオン
ビーム２１ｂとなって、ビーム調整機構３２および第２
のグランドマスク３３を通過してプラテン３４上に配置
された被処理物、例えば半導体ウェハ３５に走査照射さ
れる。
ムは、ｘ−ｙ方向に対してパラレルビーム化したイオン
ビーム２１ｂとなって、ビーム調整機構３２および第２
のグランドマスク３３を通過してプラテン３４上に配置
された被処理物、例えば半導体ウェハ３５に走査照射さ
れる。
また、プラテン３４はチャネリング防止の目的で、半導
体ウェハ３５に所望の角度例えば約７゜程度のチルト角
が設定されるように傾斜固定でき、さらにプラテン３４
は回転機構３６に接続されており、被処理物である半導
体ウェハ３５はそのほぼ中心付近を通り被照射面に対し
て直角な回転軸の回りに少なくとも １注入サイクルに
対して１回転以上回転されながらイオン注入が行われる
ように構成されている。この半導体ウェハ３５の回転は
、連続回転および任意の設定角度に応じた分割回転のど
ちらでも設定可能とされており、処理内容に応じて適宜
選択される。なお、半導体ウェハ３５の回転とイオンビ
ームの走査照射とが同期して特異点が発生しないように
回転速度を設定する。
体ウェハ３５に所望の角度例えば約７゜程度のチルト角
が設定されるように傾斜固定でき、さらにプラテン３４
は回転機構３６に接続されており、被処理物である半導
体ウェハ３５はそのほぼ中心付近を通り被照射面に対し
て直角な回転軸の回りに少なくとも １注入サイクルに
対して１回転以上回転されながらイオン注入が行われる
ように構成されている。この半導体ウェハ３５の回転は
、連続回転および任意の設定角度に応じた分割回転のど
ちらでも設定可能とされており、処理内容に応じて適宜
選択される。なお、半導体ウェハ３５の回転とイオンビ
ームの走査照射とが同期して特異点が発生しないように
回転速度を設定する。
第２次静電偏向系の各偏向板２９．３０を挟むようにイ
オンビーム照射軸上に配設されたグランド電極３７．３
８．３９は、各偏向板２９．３０の端部における電界の
みだれを防止するためのものである。
オンビーム照射軸上に配設されたグランド電極３７．３
８．３９は、各偏向板２９．３０の端部における電界の
みだれを防止するためのものである。
このように、この実施例のイオン注入装置においては、
ｘ−ｙ方向に走査されたイオンビームをＸ方向成分およ
びｙ方向成分をそれぞれ独立して平行化する偏向電極を
設けているので、正確なパラレルビームを容易に得るこ
とが可能であり、このパラレルビーム化されたイオンビ
ームを走査照射することで、半導体ウェハへの均一なイ
オン注入処理が行える。また、被処理物を回転させなが
らイオン注入を行っているので、静電偏向系への印加電
圧の変動やノイズ等が発生しても均一なイオン注入が行
える。さらには、イオンビームをパラレルビーム化して
被処理物へのビーム入射角度を一定とした上で被処理物
を回転させることにより、例えばチルト角を設定しても
パターン溝等によるブラインド部の発生が解消されて、
さらに半導体ウェハに対するイオン注入量のユニホミテ
ィを向上することが実現できる。
ｘ−ｙ方向に走査されたイオンビームをＸ方向成分およ
びｙ方向成分をそれぞれ独立して平行化する偏向電極を
設けているので、正確なパラレルビームを容易に得るこ
とが可能であり、このパラレルビーム化されたイオンビ
ームを走査照射することで、半導体ウェハへの均一なイ
オン注入処理が行える。また、被処理物を回転させなが
らイオン注入を行っているので、静電偏向系への印加電
圧の変動やノイズ等が発生しても均一なイオン注入が行
える。さらには、イオンビームをパラレルビーム化して
被処理物へのビーム入射角度を一定とした上で被処理物
を回転させることにより、例えばチルト角を設定しても
パターン溝等によるブラインド部の発生が解消されて、
さらに半導体ウェハに対するイオン注入量のユニホミテ
ィを向上することが実現できる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明のイオン注入装置は、簡素
な構造であるにもかかわらず、イオンビームの高精度な
パラレルスキャンが可能となり、イオン注入処理作業に
おける均一性向上に大きく貢献することができる。また
、被処理物をその中心付近を回転軸として回転させなが
らイオン注入を行うことを可能としているので、さらに
走査系の変動等が発生しても均一性が保たれ、たえず均
一なイオン注入が実現可能となる。
な構造であるにもかかわらず、イオンビームの高精度な
パラレルスキャンが可能となり、イオン注入処理作業に
おける均一性向上に大きく貢献することができる。また
、被処理物をその中心付近を回転軸として回転させなが
らイオン注入を行うことを可能としているので、さらに
走査系の変動等が発生しても均一性が保たれ、たえず均
一なイオン注入が実現可能となる。
第１図は本発明の一実施例の構成を示す図で、第１図（
ａ）はこの実施例の平面図、第１図（ｂ）はその側面図
、第２図は従来のイオン注入装置の構成を示す図である
。 ２１・・・・・・イオンビーム、２２・・・・・・Ｘ方
向走査板、２３・・・・・・Ｘ方向走査板、２４・・・
・・・第１次静電偏向系、２９・・・・・・Ｘ方向偏向
板、３０・・・・・・Ｘ方向偏向板、３１・・・・・・
第２次静電偏向系、３４・・・・・・プラテン、３５・
・・・・・半導体ウェハ、３６・・・・・・回転機構。 出願人 チル・パリアン株式会社代理人 弁理
士 須 山 佐 −
ａ）はこの実施例の平面図、第１図（ｂ）はその側面図
、第２図は従来のイオン注入装置の構成を示す図である
。 ２１・・・・・・イオンビーム、２２・・・・・・Ｘ方
向走査板、２３・・・・・・Ｘ方向走査板、２４・・・
・・・第１次静電偏向系、２９・・・・・・Ｘ方向偏向
板、３０・・・・・・Ｘ方向偏向板、３１・・・・・・
第２次静電偏向系、３４・・・・・・プラテン、３５・
・・・・・半導体ウェハ、３６・・・・・・回転機構。 出願人 チル・パリアン株式会社代理人 弁理
士 須 山 佐 −
Claims (1)
- （１）被処理物にイオンビームを走査照射して前記被処
理物にイオンを注入するイオン注入装置において、 前記イオンビームを水平および垂直方向に偏向する第１
の静電偏向系と、 前記第１の静電偏向系からのイオンビームの水平方向成
分を平行ビーム化する静電偏向電極とビーム垂直方向成
分を平行ビーム化する静電偏向電極とからなる第２の静
電偏向系と、 前記被処理物を前記平行ビーム化されたイオンビームの
被照射面の中心付近を通る回転軸の回りに回転させる回
転機構と を具備することを特徴とするイオン注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63147863A JPH025341A (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63147863A JPH025341A (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | イオン注入装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH025341A true JPH025341A (ja) | 1990-01-10 |
Family
ID=15439951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63147863A Pending JPH025341A (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH025341A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006156184A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Sumitomo Eaton Noba Kk | イオンビーム／荷電粒子ビーム照射装置 |
-
1988
- 1988-06-15 JP JP63147863A patent/JPH025341A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006156184A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Sumitomo Eaton Noba Kk | イオンビーム／荷電粒子ビーム照射装置 |
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