JPH025345A - イオン注入方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はイオン注入方法に関する。

（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。

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４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は、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および水手
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１．なから、上述した従来のイオン注入方法では、
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た。例えば
イオンビームが照射される半導体ウェハの中央部と周辺
部等ではビム入射角度が異なり、半導体ウェハ全面にわ
たって均一なイオン注入を行うことができなかった。

そこで、従来より、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、装置の
大型化や製造コストの大幅な上昇を招く等の問題があっ
た。

さらに、従来のパラレルスキャン方式では、スキャン方
式が固定されているため、製造プロセス」二の関係から
扇状走査方式により被処理物を処理したい場合に、スキ
ャン方式の切換えが行えず、種々の製造プロセスに柔軟
に対応できないという問題もあった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
ので、簡素な構造で、イオンビームのパラレルスキャン
化を実現してイオン注入作業における均一性の大幅な向
上を図り、さらにはパラレルスキャン方式と扇状走査方
式との切換えを可能とすることで、種々の製造プロセス
に柔軟に対応できるイオン注入方法を提０（することを
目的とするものである。

［発明のも■成コ （課題を解決するための手段） 本発明のイオン注入方法は、第１の静電偏向系によりイ
オンビームを水平・垂直方向に走査し、第２次静電偏向
系により上記イオンビームを平行ビーム化して被処理物
に対して平行走査照射するイオン注入装置のビーム走査
方式において、所望する処理内容に基づいて少なくとも
上記第２の静電偏向系の動作制御を行うことにより、イ
オンビームを扇状走査とパラレル走査を選択して走査照
射することを特徴とするものである。

（作　用） 本発明は、処理内容に話づいて少なくとも第２の静電−
同系の動作制御を行うことにより、イオンビームを平行
走査照射方式から扇状走査照射方式に切換えて処理する
ことで、イオン注入作業における均一性の大幅な向上と
ともに、種々の製造プロセスへの柔軟な対応が可能とな
る。

（実施例） 以下、本発明方法を中電流型イオン注入装置に本発明を
適用した一実施例について図を参照して説明する。尚、
第１図（ａ）は実施例の平面図、第１図（ｂ）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たイオンビー
ムは、図示を省略した分析マグネット、加速管、静電レ
ンズ等で所望のイオンビーム２１に整形されて、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により構成された第１
次静電偏向系２４に入射する。

第１次静電偏向系２４の各走査電極２２．２３は、第２
図に示すように装置ＣＰＵ４１により制御されるシステ
ムコントローラ４２に接続されており、この装置ＣＰＵ
の所定のプログラムに従って該システムコントローラ４
２が、Ｘ方向走査板２２およびＸ方向走査板２３に、所
定の周期の走査信号に基づく電圧を印加する。

上記システムコントローラ４２は、装置ｃＰＵ４１にプ
ログラムされた処理情報に基づいて走査信号の作成や信
号の切換え等、静電偏向系全体の動作制御を行う。

本実施例では、走査信号として、Ｘ方向走査板２２に１
１７．ｌ９１１ｚ　、　ｘ方向走査板に１０１９Ｈｚの
三角波を用いており、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を行っている。

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に飛翔する。

上記選別された雑イオン例えばニュートラルイオンは、
ニュートラルイオンの飛翔方向２５に配設された例えば
カーボンからなる遮蔽体２６に衝突し、ここで被処理物
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、Ｘ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。

Ｘ方向偏向板２９には、上記Ｘ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、入射した
イオンビーム２１は該Ｘ方向偏向板２９の電極間中央方
向に反発され、Ｘ方向に対して平行ビーム化される。

Ｘ方向偏向板２９でＸ方向に平行ビーム化されたイオン
ビーム２１ａは、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Ｘ方向偏
向板２９と同様の原理でＸ方向に対しても平行ビーム化
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−Ｘ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、平行ビーム測定機構３２、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
した被処理物例えば半導体ウェハ３５に走査照射される
。半導体ウェハ３５は、チャネリング防止の目的で、ビ
ーム照射軸に対して例えば約７″のチルト角で傾斜配置
されている。

尚、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３６
．３７．３８は、各偏向板２９．３０の端部における電
界の乱れを防止するためのものである。

このようにｘ−Ｘ方向に静電走査されたイオンビームを
第２次静電偏向系３１でｘ−Ｘ方向に対して夫々平行ビ
ーム化することで、容易に平行ビームをつくりだすこと
ができ、半導体ウェハ３５の均一なイオン注入処理が行
える。

ところで、被処理物例えば半導体ウェハの製造プロセス
は、多数の製造工程の組合せからなっており、イオン注
入工程以外の製造工程が、従来の扇状走査照射によりイ
オン注入された半導体ウェハを処理するように装置・設
備等が設定されている場合には、イオン注入工程におい
ても従来の扇状走査照射方式により半導体ウェハの処理
を行わなければならない場合も生じる。

このような場合には、上述した第２次静電偏向系３１の
動作を停止することにより、従来の扇状走査照射に切換
えることができる。

切換えに際しては、装置ＣＰＵ４１またはシステムコン
トローラ４２の記憶部に予め被処理物とその走査方式と
の情報を記憶させておくことで、自動的に所望の走査方
式により処理が行える。もちろん、手動の切換え機構を
設けて、人為的に切換えてもよい。

また、上記システムコントローラ４２は、扇状走査照射
時に、第３図に示すように、第２次静電偏向系３１の動
作を停止すると同時に、第１次静電偏向系２４の走査電
極例えばｙ方向走査板２２の走査角度θ２がパラレルス
キャン時の走査角度θ１よりも小さくなるように第１次
静電偏向系２４の走査信号を修正するように設定されて
いる。

走査信号の修正としては、例えば電極に印加される電圧
が小さくなるような信号とすればよい。

このように従来の扇状走査よりも狭い走査角度による走
査（以下、ナロースキャンと呼ぶ）を行うことにより、
半導体ウェハ３５の部位によるビーム入射角の相違が小
さくなるので、処理の均一性が向上し、さらに従来の扇
状走査方式に対応した製造プロセスを用いることが可能
であるため、製造プロセスの変更等に必要な費用が削減
でき、製造コストの上昇も防止できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のイオン注入方法によれば
、簡便な方式であるにもかかわらず、イオンビームのパ
ラレルスキャンが可能となり、さらには、処理内容に応
じて容易にナロースキャン方式に切換えることができる
ので、種々の製造プロセスへの柔軟な対応が可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成を示す図で、第１図（ａ
）は実施例の平面図、第１図（ｂ）はその側面図、第２
図は実施例の各静電偏向系の制御系を示す図、第３図は
パラレルスキャン方式とナロースキャン方式の切換え動
作を説明するための図、第４図は従来の中電流型イオン
注入装置の構成を示す図である。 ２１・・・・・・イオンビーム、２２・・・・・・ｙ方
向走査数、２３・・・・・・Ｘ方向走査板、２４・・・
・・・第１次静電偏向系、２６・・・・・・ニュートラ
ルビーム遮蔽体、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、４１・・・・・・装置ＣＰＵ、４２・・
・・・・システムコントローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の静電偏向系によりイオンビームを水平・垂直方向
   に走査し、第２次静電偏向系により上記イオンビームを
   平行ビーム化して被処理物に対して平行走査照射するイ
   オン注入方法において、所望する処理内容に基づいて少
   なくとも上記第２の静電偏向系の動作制御を行うことに
   より、イオンビームを扇状走査とパラレル走査を選択し
   て走査照射することを特徴とするイオン注入方法。