JPH056665U - イオン注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 走査電極に電圧波形Ｖ_b の走査電圧を印加す
ることによって走査されたイオンビームをウエハに照射
し、これによりイオン注入されたウエハの注入量分布を
実測する。ウエハを複数の領域に区分化し（区分領域Ｅ
₁〜Ｅ₉ ）、上記の実測結果に基づいて、各区分領域Ｅ
₁ 〜Ｅ₉ 毎に電圧波形Ｖ_b の補正を行う。区分領域Ｅ₁
では、電圧波形Ｖ_b は電圧波形Ｖ_C1に整形される。 【効果】 様々な要因が重なり合って生じたイオン注入
量のばらつきを総合的に判断できる実測結果を基にして
得られた電圧波形の走査電圧により、イオンビームが走
査され、イオン注入が行われるので、イオン注入量の均
一性の向上を図ることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ウエハ等のイオン照射対象物内に不純物イオンを均一注入するイオ ン注入装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

イオン注入装置は、拡散したい不純物をイオン化し、この不純物イオンを磁界 を用いた質量分析法により選択的に取り出し、電界により加速してイオン照射対 象物に照射することで、イオン照射対象物内に不純物を注入するものである。そ して、このイオン注入装置は、半導体プロセスにおいてデバイスの特性を決定す る不純物を任意の量および深さに制御性良く注入できることから、現在の集積回 路の製造に重要な装置になっている。

【０００３】 上記イオン注入装置には、例えば８インチのウエハのように大型のイオン照射 対象物に対応できるものとして、Ｘ方向（例えば水平方向）にイオンビームを電 気的に走査すると共に、イオン照射対象物側をＸ方向と直交するＹ方向（例えば 垂直方向）に機械的に走査する、いわゆるハイブリッドスキャン型のものがある 。また、従来より、イオン照射対象物の表面にトレンチ構造がある場合にも陰の 影響を受けずに均一にイオン注入が行えるように、イオンビームを平行走査（パ ラレルスキャン）する方式が採用されている。

【０００４】 上記パラレルビーム方式のハイブリッドスキャン型イオン注入装置は、図示し ないイオン源から引き出され、必要に応じて質量分析、加速等が行われたスポッ ト状のイオンビーム７３を、図１４に示すように、走査電源７２から互いに１８ ０度位相が異なる三角波状の走査電圧が印加される第１走査電極６１・６１とそ の下流側にある第２走査電極６２・６２とを用いてＸ方向に平行走査するように なっている。

【０００５】 イオン照射対象物６６は注入位置において保持部材６３に保持され、保持部材 駆動機構６７に駆動されてＹ方向（紙面にたいして垂直方向）に往復運動（走査 ）するようになっている。

【０００６】 上記保持部材６３の上流側には、所定面積の開口部６５ａを持つ照射マスク６ ５が配置されている。この照射マスク６５の開口部６５ａは、ビーム走査領域内 に形成され、開口部６５ａを通過したイオンビーム７３のみが、その後方の保持 部材６３に保持されたイオン照射対象物６６に照射されるようになっている。

【０００７】 また、ビーム走査領域内における開口部６５ａの側方には、ビーム電流を測定 するドーズファラデ６８が設けられている。上記ドーズファラデ６８により計測 されたビーム電流値データ６９は、制御装置７０に出力される。この制御装置７ ０は、ドーズファラデ６８からのビーム電流値データ６９に基づいて、保持部材 駆動機構６７の動作を制御し（制御信号７１を出力）、イオン照射対象物６６の Ｙ方向走査速度の制御を行うようになっている。このＹ方向走査速度の制御によ り、注入量のばらつきの減少が図られている。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、走査電極６１・６１で走査された後、走査電極６２・６２を通 過するイオンビーム７３は、走査電極６２・６２間の中心部を通過するときは略 平行ビームであるが、中心部から離れて走査電極６２・６２に近づく程、走査電 極６２・６２の高電位部の影響で偏向角θが大きくなる。即ち、イオンビーム７ ３は中心部から離れて走査電極６２・６２側に近づく程内側に曲がり平行度が悪 くなる。

【０００９】 このため、イオンビーム７３の走査速度は、走査領域の中心部程速く、中心部 から離れるに連れて遅くなる。このように、従来のイオン注入装置では、ビーム 走査速度の不均一によりイオン注入量の均一性の悪化を招く。

【００１０】 尚、イオン注入量の均一性を阻害する要因は、上記ビーム走査速度の不均一だ けに限られたものではなく、様々な要因が重なり合って、その結果イオン注入量 にばらつきが生じるわけであり、従来のようにＹ方向の走査速度の制御だけでは 満足のいく注入均一性を確保することは困難である。

【００１１】 本考案は、上記に鑑みなされたものであり、その目的は、イオン注入量の均一 性の向上を図れるイオン注入装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

そこで、本考案の請求項１のイオン注入装置は、上記の課題を解決するために 、走査電極に走査電圧を印加することによって走査されたイオンビームをイオン 照射対象物に照射して不純物イオンを均一注入するイオン注入装置において、上 記走査電圧は、イオン注入されたイオン照射対象物の注入量の実測結果に基づい て整形された電圧波形のものであることを特徴としている。

【００１３】 また、本考案の請求項２のイオン注入装置は、上記の課題を解決するために、 上記請求項１のイオン注入装置において、上記実測結果は、複数の領域に区分化 された上記イオン照射対象物の各区分領域のものであることを特徴としている。

【００１４】

【作用】

請求項１の構成によれば、走査電極に印加される走査電圧の電圧波形は、イオ ン注入されたイオン照射対象物の注入量の実測結果に基づいて整形されたもので ある。このように、様々な要因が重なり合って生じたイオン注入量のばらつきを 総合的に判断できる実測結果を基にして得られた電圧波形の走査電圧により、イ オンビームが走査され、イオン注入が行われるので、イオン注入量の均一性の向 上を図ることができる。

【００１５】 また、請求項２の構成によれば、上記走査電圧の電圧波形は、複数の領域に区 分化された上記イオン照射対象物の各区分領域の実測結果に基づいて整形された ものである。即ち、走査電圧は、上記イオン照射対象物の各区分領域毎に個々に 整形された複数の電圧波形を持ち、各区分領域に対応する電圧波形の走査電圧に よりイオンビームが走査され、イオン注入が行われるので、イオン照射対象物全 表面にわたってイオン注入量の均一性の向上を図ることができる。

【００１６】

【実施例】

本考案の一実施例について図１ないし図１３に基づいて説明すれば、以下の通 りである。

【００１７】 本実施例のイオン注入装置は、図６に示すように、Ｘ方向（例えば水平方向） にイオンビーム１２を電気的に平行走査（パラレルスキャン）すると共に、イオ ン照射対象物としてのウエハ６をＸ方向と直交するＹ方向（例えば垂直方向）に 機械的に走査する、いわゆるパラレルビーム方式のハイブリッドスキャン型のも のである。

【００１８】 このイオン注入装置は、図５に示すように、注入元素をイオン化し、イオンビ ーム１２（図３参照）として引き出すイオン源部４１と、所定の注入イオンのみ を選別して取り出す質量分離部４２、イオンビーム１２を輸送する中で必要によ りイオンビーム１２を加速し、ビーム形状を成形、集束、走査する機能を包含す るビームライン部４３、イオン照射対象物としてのウエハ６をセットし注入処理 を行うエンドステーション部４４から構成されている。

【００１９】 上記イオン源部４１には、イオン源物質ガス（例えばＢＦ₃ 等）を供給するガ スボックス４５、注入元素をイオン化するイオン源４０、よびイオンビーム１２ を引出すための引出し電源４６が備えられている。また、イオン源部４１の内部 は、イオン源部真空ポンプ４７により真空状態に保たれている。上記イオン源４ ０は、例えば固体オーブンを備えている熱陰極ＰＩＧ型であり、それぞれ図示し ないフィラメント、アーク電極、およびソースマグネットを有し、アークチャン バ内においてフィラメントからの熱電子放出をトリガとしてアーク放電を行うこ とによりプラズマを作り、引出し電源４６より電圧が印加された図示しないイオ ン引出し電極からイオンビーム１２を引出すようになっている。尚、イオン源物 質としては、ガスだけでなく固体（Ａｓ等）の使用も可能であり、固体を使用す る場合、固体のイオン源物質を固体オーブンで蒸発させてアークチャンバに導く と共に、ガスボックス４５からキャリアガス（Ａｒ等）をアークチャンバに導き 、固体イオン源物質をイオン化する。

【００２０】 上記質量分離部４２には、図示しない質量分析マグネット（９０度偏向電磁石 ）が備えられている。この質量分析マグネットは、イオン源部４１から引出され たイオンビーム１２の中から必要なイオンを選択すると共に、磁気収束作用を利 用してイオンビーム１２を分析スリット４８に絞り込んでビームライン部４３へ 導くようになっている。

【００２１】 上記ビームライン部４３には、質量分離部４２の分析スリット４８から出たイ オンビームを加速する加速管４９、イオンビーム１２を集束させる静電レンズ（ ３重４極子レンズ）５０、イオンビーム１２をＸ方向に平行走査する二組の第１ 走査電極１・１および第２走査電極２・２、イオンビーム１２をＹ方向に偏向す る一組の偏向電極３１・３１が備えられている。また、ビームライン部４３の内 部は、ビームライン部真空ポンプ５５により真空状態に保たれている。

【００２２】 上記走査電極としての第１走査電極１・１および第２走査電極２・２には、図 ３に示すように、走査電源１４が接続され、この走査電源１４により各電極に後 述の走査電圧Ｖsweep が印加される。また、偏向電極３１・３１（図５および図 ６）には、図示しない偏向電源が接続されている。

【００２３】 上記走査電源１４は、後述の制御装置１３から与えられる走査波形データ２１ に基づいて当該走査波形データ２１に対応する電圧波形の波形信号を発生する波 形発生器１５と、それからの波形信号を昇圧して互いに逆極性の走査電圧Ｖswee p を出力する高圧アンプ１６・１７を備えている。上記波形発生器１５には、図 ４に示すように、後述の操作により得られた電圧波形Ｖ_c1〜Ｖ_c9の波形信号を発 生させるデータを格納する領域が形成された、例えばＲＡＭ等の記憶装置１５ａ が内蔵されている。

【００２４】 イオンビーム１２は、図６に示すように、走査電源１４（図３参照）より互い に１８０度位相が異なる走査電圧Ｖsweep が印加された第１走査電極１・１によ りＸ方向に走査された後、偏向電源より所定の電圧が印加された偏向電極３１・ ３１によってＹ方向に所定角度だけ偏向され、さらに走査電源１４より互いに１ ８０度位相が異なる走査電圧Ｖsweep が印加された第２走査電極２・２により平 行なビームにされ、後述するＹ方向に走査されるウエハ６に照射されるようにな っている。

【００２５】 上記エンドステーション部４４には、図５に示すように、ウエハ６を保持する ウエハ保持部材（以下、プラテンと称する）３が備えられており、ターゲットチ ャンバ内はエンドステーション部真空ポンプ５１により真空状態に保たれている 。上記プラテン３には、図６に示すスイングアーム４が取り付けられている。そ して、プラテン３はプラテン駆動機構１８（図３参照）に駆動されて矢印Ｂの方 向に往復運動することによりＹ方向の走査が行われるようになっている。

【００２６】 また、上記プラテン３の上流側には、図７に示す所定面積の開口部５ａを持つ 照射マスク５が配置されている。この照射マスク５の開口部５ａは、ビーム走査 領域内に形成され、開口部５ａを通過したイオンビーム１２のみが、その後方の プラテン３に保持されたウエハ６に照射されるようになっている。尚、同図中の 矢印Ａはイオンビーム１２の走査軌道を示している。

【００２７】 また、ビーム走査領域内における開口部５ａの外側には、ビーム電流を測定す るドーズファラデ７が設けられている。このドーズファラデ７に入射されるイオ ンビーム１２のビーム電流の測定値からドーズ量が割り出され、さらにドーズフ ァラデ７の開口部面積と照射マスク５の開口部５ａの面積比から、開口部５ａを 通過するイオンビーム１２のドーズ量が換算演算されて図示しないモニタに表示 されるようになっている。

【００２８】 また、上記ドーズファラデ７により計測されたビーム電流値データ２４は、図 ３に示すように、制御装置１３に出力される。この制御装置１３は、ドーズファ ラデ７からのビーム電流値データ２４に基づいて、プラテン駆動機構１８の動作 を制御し（制御信号２５を出力）、ウエハ６のＹ方向走査速度の制御を行うよう になっている。具体的には、制御装置１３は、ビーム電流値が減少すれば、それ に比例してスイングアーム４のスイング速度を遅くすることによりＹ方向走査速 度を遅くし、逆にビーム電流値が増加すれば、それに比例してスイングアーム４ のスイング速度を速くしてＹ方向走査速度を速めるように制御する。このＹ方向 走査速度の制御により、ウエハ６へのイオン注入量のＹ方向のばらつきが減少さ れるようになっている。

【００２９】 また、本イオン注入装置には、図９および図１０に示すように、複数（本実施 例では１６個）のフロントファラデｆ₁ 〜ｆ₁₆、複数（本実施例では１１個）の バックファラデｂ₁ 〜ｂ₁₁、ダンプファラデ１０、ドーズファラデ５２、および ビームファラデ１１が備えられている。これらは、イオンビーム１２を受けてそ のビーム電流を計測するものであり、走査電源１４より走査電極１・１および走 査電極２・２に印加される走査電圧Ｖsweep の波形を補正するときに用いられる 。従ってウエハ６へのイオン注入中においては、イオンビーム１２の走査軌道内 より取り除かれており、後述する走査電圧Ｖsweep の波形補正動作を行うときに イオンビーム１２の走査軌道内にセットされる。

【００３０】 上記複数のフロントファラデｆ₁ 〜ｆ₁₆は、ウエハ６が設けられる注入位置Ｔ の上流において、イオンビーム１２の走査方向であるＸ方向に並べられるもので ある。また、上記複数のバックファラデｂ₁ 〜ｂ₁₁は、注入位置Ｔの下流におい て、同じくＸ方向に並べられるものである。これらフロントファラデｆ₁ 〜ｆ₁₆ およびバックファラデｂ₁ 〜ｂ₁₁…は、ウエハ６へのビーム入射角αを求めるた めに用いられるが、後述するようにイオンビーム１２のビーム電流のピークを検 出することが主目的である。

【００３１】 上記ダンプファラデ１０は、その計測値から台形波形を求め、イオンビーム１ ２の形状を認識するために用いられるものである。

【００３２】 上記ドーズファラデ５２は、前述のドーズファラデ７同様、ドーズをカウント するために用いられるものである。

【００３３】 上記ビームファラデ１１は、ビーム走査領域（必要なだけのオーバースキャン が行われているかどうか）を確認するためのものである。

【００３４】 上記ダンプファラデ１０は、例えば水平方向のイオンビーム１２を計測できる 位置に、上記フロントファラデｆ₁ 〜ｆ₁₆は、例えば水平方向より４゜偏向され たイオンビーム１２を計測できる位置に、上記バックファラデｂ₁ 〜ｂ₁₁、ドー ズファラデ５２およびビームファラデ１１は、例えば水平方向より７゜偏向され たイオンビーム１２を計測できる位置に設けられる。そして、各ファラデは上記 の位置に固定されたまま、上記偏向電極３１・３１（図６参照）によりイオンビ ーム１２の偏向角度が切り換えられて順次計測されるようになっている。

【００３５】 上記フロントファラデｆ₁ 〜ｆ₁₆およびバックファラデｂ₁ 〜ｂ₁₁を用いた走 査電圧Ｖsweep の波形補正は、図１１に示すように、イオンビーム１２の走査軌 道上に上記各ファラデが配置された状態で以下のようにして行われる。

【００３６】 先ず、制御装置１３は、基本となる電圧波形Ｖ_a （図１３（ｂ）参照）に対応 する走査波形データ２１を走査電源１４に出力する。上記基本となる電圧波形Ｖ_a は、三角波またはそれに近いものである。この走査波形データ２１を受けて波 形発生器１５で波形信号が生成され、高圧アンプ１６・１７を介して第１走査電 極１・１および第２走査電極２・２に、各平行電極間で互いに１８０゜位相が異 なる電圧波形Ｖ_a の走査電圧Ｖsweep が印加され、イオンビーム１２はＸ方向に 走査される。

【００３７】 このとき、制御装置１３は、上記フロントファラデｆ₁ 〜ｆ₁₆およびバックフ ァラデｂ₁ 〜ｂ₁₁を個々に切り換えながら、イオンビーム１２が一回走査される 間、Ｘ方向の検出点の位置（アドレス）の変化と同期したビーム電流のサンプリ ングを行い、各ファラデでピークを示すＸ方向のアドレスと、そのアドレスの波 形データ値（走査電圧Ｖsweep ）を求める。尚、上記フロントファラデｆ₁ 〜ｆ₁₆ およびバックファラデｂ₁ 〜ｂ₁₁のＸ方向のアドレスは予め分かっている。

【００３８】 このとき、図９および図１０に示したダンプファラデ１０、ビームファラデ１ １、ドーズファラデ５２により、イオンビーム１２の形状や走査状態、ドーズ量 等が確認される。

【００３９】 制御装置１３は、上記のフロントファラデｆ₁ 〜ｆ₁₆およびバックファラデｂ₁ 〜ｂ₁₁から得られた収集データに基づいて所定の演算を行い、注入位置Ｔにお けるイオンビーム１２の入射角αを割り出す。これを、図１２を用いて以下に説 明する。

【００４０】 上記の収集データより、上記フロントファラデｆ₁ 〜ｆ₁₆が並べられた位置お よびバックファラデｂ₁ 〜ｂ₁₁が並べられた位置において、Ｘ方向のアドレスと 走査電圧Ｖsweep との関係を示す特性曲線が得られる。同図中の曲線ｆはフロン トファラデｆ₁ 〜ｆ₁₆が並べられた位置での特性を、曲線ｂはバックファラデｂ₁ 〜ｂ₁₁が並べられた位置での特性を示している。そして、フロントファラデｆ₁ 〜ｆ₁₆の位置と注入位置Ｔとの間の距離Ｌ₁ と、注入位置Ｔとバックファラデ ｂ₁ 〜ｂ₁₁の位置との距離Ｌ₂ との比がｌ₁ ：ｌ₂ であれば、注入位置における 特性を示す曲線ｔは、曲線ｆと曲線ｂとを同図のようにｌ₁ ：ｌ₂ に分割する点 を結んだもである。

【００４１】 従って、注入位置Ｔにおける任意の点Ｈ_x に入射されるイオンビーム１２の入 射角αは、以下のように求められる。

【００４２】 即ち、点Ｈ_x に入射するイオンビーム１２の第２走査電極２・２通過後の偏向 角θは、上記イオンビーム１２のフロントファラデ位置におけるアドレスをＨ_x f 、バックファラデ位置におけるアドレスをＨ_x b とすると、 ｔａｎθ＝（Ｈ_x b −Ｈ_x f)／（ｌ₁ ＋ｌ₂ ）より、 θ＝ｔａｎ^-1（Ｈ_x b −Ｈ_x f)／（ｌ₁ ＋ｌ₂ ） これより、入射角αは、 α＝９０゜−ｔａｎ^-1（Ｈ_x b −Ｈ_x f)／（ｌ₁ ＋ｌ₂ ） そして、上記制御装置１３は、上記で求められる注入位置Ｔ上のイオンビーム １２の照射位置（Ｈ_x ）とその入射ずれ角｜α−９０゜｜との関係（図１３（ａ ）に示す）から、図１１に示すように、イオンビーム１２の走査速度が一定とな るように電圧波形Ｖ_a を時間的に再配置させる波形整形命令２３を波形発生器１ ５に与える。ビーム走査速度は走査電圧Ｖsweep の時間変化、即ち電圧波形の傾 き（ｄＶsweep ／ｄｔ）に対応するので、上記波形整形命令２３により電圧波形 Ｖ_a は、図１３（ｂ）に示すように、入射角αが大きい程ｄＶsweep ／ｄｔが大 きくなるように整形され、例えば電圧波形Ｖ_b のようになる。

【００４３】 本実施例においては、上記のようにして得られた電圧波形Ｖ_b によりビーム走 査を行い、実際にウエハ６へのイオン注入を実施し、さらに後述するようにして 電圧波形Ｖ_b の再補正を行う。先ず、電圧波形Ｖ_b を用いたイオン注入装置の注 入動作を以下に示す。

【００４４】 制御装置１３は、図３に示すように、電圧波形Ｖ_b に対応する走査波形データ ２１を走査電源１４に出力する。この走査波形データ２１を受けて波形発生器１ ５で波形信号が生成され、高圧アンプ１６・１７を介して第１走査電極１・１お よび第２走査電極２・２に、各平行電極間で互いに１８０゜位相が異なる電圧波 形Ｖ_b の走査電圧Ｖsweep が印加され、イオンビーム１２がＸ方向に平行走査さ れる。このイオンビーム１２は、照射マスク５の開口部５ａを通過してウエハ６ に照射される。

【００４５】 一方、ウエハ６がセットされたプラテン３は、プラテン駆動機構１８に駆動さ れてＹ方向に走査される。これにより、ウエハ６全表面にイオンビーム１２が照 射される。また、イオン注入動作中、制御装置１３は、ドーズファラデ７により 計測されたビーム電流値データ２４に基づいて、プラテン駆動機構１８の動作を 制御し、スイングアーム４のスイング速度、即ちウエハ６のＹ方向走査速度の制 御を行う。

【００４６】 上記のように、Ｘ方向についてはビーム走査速度が一定になるように電圧波形 の補正を行い、Ｙ方向については実ビーム測定値をフィードバックして走査速度 の制御を行うことにより、ある程度注入均一性は改善されてはいる。しかしなが ら、さらにこれらではカバーできない要因によって注入のばらつきが生じてしま うことがある。

【００４７】 そこで、本実施例では、以下の方法により、さらなる注入均一性の改善を行う 。

【００４８】 上記により実際にイオン注入されたウエハ６について、そのイオン注入量の分 布状態を測定する。この実測結果の一例を図２に示す。同図は、ウエハ６のシー ト抵抗を測定して得た注入量分布図である。同図中のウエハ６内の実線は平均値 ラインであり、数値は平均値からのずれを百分率（％）で表したものである。尚 、シート抵抗値のバラツキデータでは、注入量が多い部分がマイナス（−）、少 ない部分がプラス（＋）となるが、今回の例では、注入量が多い部分をプラス、 少ない部分をマイナスとしている。

【００４９】 そして、上記ウエハ６の全表面にわたる注入結果分布の実測結果のデータ（以 下、実測データと称する）２２を、図４に示すパーソナルコンピュータ等のデー タ入力装置１９を介して制御装置１３に入力する。

【００５０】 制御装置１３は、ウエハ６をＹ方向に対して複数の領域に区分化（本実施例で は９つの領域に区分化）し（図２および図８参照）、上記の実測データ２２に基 づいて、各区分領域Ｅ₁ 〜Ｅ₉ 毎に電圧波形Ｖ_b の再補正（整形）を以下のよう に行う。

【００５１】 オーバースキャンを考慮の上、各区分領域毎にビーム走査範囲（Ｘ方向のス タートアドレスおよびエンドアドレス）を決定する。

【００５２】 区分領域Ｅ₁ を例にとり、図１に基づいて具体的に説明する。同図中において 、 Ｖ_xA：電圧波形Ｖ_b のスタートアドレスの走査電圧値（既存値） Ｖ_xB：電圧波形Ｖ_b のエンドアドレスの走査電圧値（既存値） Ｖ_xC：電圧波形Ｖ_c1のスタートアドレスの走査電圧値 Ｖ_xD：電圧波形Ｖ_c1のエンドアドレスの走査電圧値 Ｖ_x1〜Ｖ_x7：電圧波形Ｖ_b の走査電圧値（既存値） β₁ ：電圧波形Ｖ_c1によるビーム走査領域 β₂ ・β₃ ：電圧波形Ｖ_c1によるオーバースキャン領域 である。尚、上記電圧波形Ｖ_c1は、電圧波形Ｖ_b を以下の方法で補正した、区分 領域Ｅ₁ に対応する電圧波形である。

【００５３】 規定オーバースキャン値をβ＝〔（β₂ ＋β₃ ）／ β₁ 〕×１００（％） とした場合、 β／１００＝（｜Ｖ_xD−Ｖ_x7｜＋｜Ｖ_x1−Ｖ_xC｜）／｜Ｖ_xD−Ｖ_xC｜ より、電圧波形Ｖ_c1のスタートアドレスの走査電圧値Ｖ_xCとエンドアドレスの走 査電圧値Ｖ_xDを求める。

【００５４】 但し、本イオン注入装置のように、イオン注入中のビーム電流を測定するドー ズファラデ７がプラテン３の側方にある場合は、ドーズファラデ７側のアドレス （この場合エンドアドレス）の補正は行わない。

【００５５】 このようにビーム走査範囲を補正することにより、ビーム利用効率および注入 処理速度の向上を図ることができる。尚、上記ビーム走査範囲の補正は、ビーム 利用効率および注入処理速度を考慮する場合のみ行われるもので、これらを考慮 する必要がなければ上記の処置は省いてもよい。

【００５６】 データ入力装置１９からの実測データ２２に基づいて電圧波形Ｖ_b の傾き（ ｄＶsweep ／ｄｔ）を以下のように補正する。

【００５７】 ０％領域では電圧波形Ｖ_b のｄＶsweep ／ｄｔをそのまま使用する。

【００５８】 ＋ｎ％領域ではｄＶsweep ／ｄｔをｎ％大きくする。

【００５９】 −ｎ％領域ではｄＶsweep ／ｄｔをｎ％小さくする。

【００６０】 即ち、上記制御装置１３は、電圧波形Ｖ_b に対して、Ｖ_xC〜Ｖ_x1領域ではｄＶ sweep ／ｄｔを０．１３％増加させ、Ｖ_x1〜Ｖ_x2領域ではｄＶsweep ／ｄｔを０ ．１３％増加させ、Ｖ_x2〜Ｖ_x3領域ではｄＶsweep ／ｄｔを０．０９％増加させ 、Ｖ_x3〜Ｖ_x4領域ではｄＶsweep ／ｄｔをそのまま使用し、Ｖ_x4〜Ｖ_x5領域では ｄＶsweep ／ｄｔを０．１５％減少させ、Ｖ_x5〜Ｖ_x6領域ではｄＶsweep ／ｄｔ を０．２０％減少させ、Ｖ_x6〜Ｖ_x7領域ではｄＶsweep ／ｄｔを０．１３％減少 させ、Ｖ_x7〜Ｖ_xB領域ではｄＶsweep ／ｄｔをそのまま使用するような波形整形 命令２３を波形発生器１５に与える（図４参照）。これにより、電圧波形Ｖ_b は 電圧波形Ｖ_c1のように整形される。

【００６１】 このとき、波形発生器１５は、上記電圧波形Ｖ_c1に対応する波形信号を発生さ せるデータを、内蔵の記憶装置１５ａの所定の領域に格納する（図４参照）。

【００６２】 上記では、区分領域Ｅ₁ についてのみ説明したが、区分領域Ｅ₂ 〜Ｅ₉ につい ても上記同様にデータ入力装置１９からの実測データ２２が制御装置１３により 処理され、電圧波形Ｖ_b は、区分領域Ｅ₂ 〜Ｅ₉ の各々に対応する電圧波形Ｖ_c2 〜Ｖ_c9（図示せず）に補正される。そして、波形発生器１５には、電圧波形Ｖ_c2 〜Ｖ_c9に対応する波形信号を発生させるデータが記憶装置１５ａの所定の領域に それぞれ格納される。

【００６３】 そして、実際のイオン注入動作では、ウエハ６がイオン注入領域である照射マ スク５の開口部５ａを通過するタイミングにより走査電圧Ｖsweep の電圧波形Ｖ_c1 〜Ｖ_c9が、制御装置１３の制御により選択的に切り換えられ、注入処理が行わ れる。

【００６４】 具体的には、プラテン３が上方から下方へ移動する場合には、制御装置１３に より、照射マスク５の開口部５ａの上端位置Ｃ（図７参照）を、図８に示すウエ ハ６の波形切り換えアドレスＢ₁ 〜Ｂ₈ が通過する毎に、走査電圧Ｖsweep の電 圧波形Ｖ_c1〜Ｖ_c9が切り換えられる。尚、上記波形切り換えアドレスＢ₁ 〜Ｂ₈ は、区分領域Ｅ₁ 〜Ｅ₉ の境界である。

【００６５】 また、上記プラテン駆動機構１８は、図３に示すように、ウエハ６の位置を示 す位置信号２０を制御装置１３に出力するようになっている。そして、制御装置 １３は、この位置信号２０によりウエハ６のＹ方向の位置を判断し、ウエハ６の 波形切り換えアドレスＢ₈ が、照射マスク５の開口部５ａの上端位置Ｃを通過す るまでは、波形発生器１５に電圧波形Ｖ_c9に対応した走査波形データ２１を出力 する。このとき、波形発生器１５は、電圧波形Ｖ_c9に対応した走査波形データ２ １を受けて、電圧波形Ｖ_c9に対応する波形信号を発生させる。これにより、第１ 走査電極１・１および第２走査電極２・２には、電圧波形Ｖ_c9の走査電圧Ｖswee p が印加され、ビーム走査が行われる。

【００６６】 次に、制御装置１３は、ウエハ６の波形切り換えアドレスＢ₈ が、照射マスク ５の開口部５ａの上端位置Ｃを通過して、次にウエハ６の波形切り換えアドレス Ｂ₇ が開口部５ａの上端位置Ｃを通過するまでは、波形発生器１５に電圧波形Ｖ_c8 に対応した走査波形データ２１を出力する。これにより、上記同様、電圧波形 Ｖ_c8によるビーム走査が行われる。

【００６７】 同様にして、ウエハ６の波形切り換えアドレスＢ₇ が、照射マスク５の開口部 ５ａの上端位置Ｃを通過して、次に波形切り換えアドレスＢ₆ が通過するまでは 電圧波形Ｖ_c7により、また、その次に波形切り換えアドレスＢ₅ が通過するまで は電圧波形Ｖ_c6により、さらにその次に波形切り換えアドレスＢ₄ が通過するま では電圧波形Ｖ_c5により、さらにその次に波形切り換えアドレスＢ₃ が通過する までは電圧波形Ｖ_c4により、さらにその次に波形切り換えアドレスＢ₂ が通過す るまでは電圧波形Ｖ_c3により、さらにその次に波形切り換えアドレスＢ₁ が通過 するまでは電圧波形Ｖ_c2により、そして、波形切り換えアドレスＢ₁ が通過した 後は電圧波形Ｖ_c1によりビーム走査が行われる。

【００６８】 同様に、プラテン３が下方から上方へ移動する場合には、制御装置１３により 、照射マスク５の開口部５ａの下端位置Ｄ（図７参照）を、ウエハ６の波形切り 換えアドレスＢ₁ 〜Ｂ₈ が通過する毎に、走査電圧Ｖsweep の電圧波形Ｖ_c1〜Ｖ_c9 が切り換えられる。

【００６９】 本実施例では、上記のように、イオン注入されたウエハ６の注入量の実測結果 に基づいて、三角波を補正した電圧波形Ｖ_b をさらに再補正している。このよう に、様々な要因が重なり合って生じたイオン注入量のばらつきを総合的に判断で きる実測結果を基にして得られた電圧波形Ｖ_c1〜Ｖ_c9の走査電圧Ｖsweep により 、イオンビーム１２が走査され、イオン注入が行われるので、イオン注入量の均 一性の向上を図ることができる。

【００７０】 また、ウエハ６の区分領域Ｅ₁ 〜Ｅ₉ が、注入領域である照射マスク５の開口 部５ａを通過するタイミングにより走査電圧Ｖsweep の電圧波形Ｖ_c1〜Ｖ_c9が、 選択的に切り換えられて注入処理が行われるので、ウエハ６全表面にわたってイ オン注入量の均一性の向上を図ることができる。

【００７１】 尚、本実施例のイオン注入装置では、ウエハ６を９つの区分領域Ｅ₁ 〜Ｅ₉ に 区分化し、各区分領域Ｅ₁ 〜Ｅ₉ に対応した９つの電圧波形Ｖ_c1〜Ｖ_c9の走査電 圧Ｖsweep により、ビーム走査されるが、これに限定されるものではなく、注入 結果分布の実測データ２２の精度や分解能、装置の持つ電圧波形の分解能、さら にどの位の精度の注入均一性が要求されるか等で、持つべき電圧波形の数、およ び各電圧波形の補正精度が決定される。

【００７２】 また、本実施例では、パラレルビーム方式のハイブリッドスキャン型イオン注 入装置について説明しているが、これに限定されるものではなく、走査電圧が印 加される走査電極によりビーム走査される（パラレルビームでなくてもよい）イ オン注入装置は全て本要旨に包含される。

【００７３】

【考案の効果】

請求項１の考案に係るイオン注入装置は、以上のように、走査電極に印加され る走査電圧は、イオン注入されたイオン照射対象物の注入量の実測結果に基づい て整形された電圧波形のものである構成である。

【００７４】 それゆえ、様々な要因が重なり合って生じたイオン注入量のばらつきを総合的 に判断できる実測結果を基にして得られた電圧波形の走査電圧により、イオンビ ームが走査され、イオン注入が行われるので、イオン注入量の均一性の向上を図 ることができるという効果を奏する。

【００７５】 請求項２の考案に係るイオン注入装置は、以上のように、上記請求項１の考案 に係るイオン注入装置において、上記実測結果は、複数の領域に区分化された上 記イオン照射対象物の各区分領域のものである構成である。

【００７６】 それゆえ、走査電圧は、イオン照射対象物の各区分領域毎に個々に整形された 複数の電圧波形を持ち、各区分領域に対応する電圧波形の走査電圧によりイオン ビームが走査され、イオン注入が行われるので、イオン照射対象物全表面にわた ってイオン注入量の均一性の向上を図ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すものであり、実測結果
のデータに基づく電圧波形の整形方法を示す説明図であ
る。

【図２】上記実測結果の一例を示す概略の注入量分布図
である。

【図３】本考案の一実施例のパラレルビーム方式のハイ
ブリッドスキャン型イオン注入装置の要部を示す概略の
説明図である。

【図４】上記実測結果のデータが上記イオン注入装置の
制御手段に入力される様子を示すブロック図である。

【図５】上記イオン注入装置の構成の一例を示す概略の
説明図である。

【図６】上記イオン注入装置におけるイオンビームのＸ
方向の走査とウエハのＹ方向の走査を示す概略の説明図
である。

【図７】上記イオン注入装置の照射マスクの開口部とウ
エハとの位置関係を示す概略の説明図である。

【図８】ウエハを複数の領域に区分化した一例を示す説
明図である。

【図９】側方からみた場合の上記イオン注入装置のファ
ラデ（フロント、バック、ダンプ、ビーム、ドーズ）の
配置を示す説明図である。

【図１０】上方からみた場合の上記ファラデの配置を示
す説明図である。

【図１１】上記ファラデ（フロント、バック）がイオン
ビームの走査軌道上に配置された状態を示す説明図であ
る。

【図１２】上記ファラデ（フロント、バック）による計
測データから入射角を求める方法を示す説明図である。

【図１３】ビーム照射位置と入射ずれ角との関係より電
圧波形を整形する方法を示す説明図である。

【図１４】従来例を示すものであり、パラレルビーム方
式のハイブリッドスキャン型イオン注入装置の要部を示
す概略の説明図である。

【符号の説明】

１ 第１走査電極（走査電極） ２ 第２走査電極（走査電極） ６ ウエハ（イオン照射対象物） １２ イオンビーム １３ 制御装置 １４ 走査電源 １５ 波形発生器 １５ａ 記憶装置 １９ データ入力装置 Ｅ₁ 〜Ｅ₉ 区分領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/265

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】走査電極に走査電圧を印加することによっ
   て走査されたイオンビームをイオン照射対象物に照射し
   て不純物イオンを均一注入するイオン注入装置におい
   て、 上記走査電圧は、イオン注入されたイオン照射対象物の
   注入量の実測結果に基づいて整形された電圧波形のもの
   であることを特徴とするイオン注入装置。
2. 【請求項２】上記実測結果は、複数の領域に区分化され
   た上記イオン照射対象物の各区分領域のものであること
   を特徴とする請求項１記載のイオン注入装置。