JPH0636732A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
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- JPH0636732A JPH0636732A JP4185100A JP18510092A JPH0636732A JP H0636732 A JPH0636732 A JP H0636732A JP 4185100 A JP4185100 A JP 4185100A JP 18510092 A JP18510092 A JP 18510092A JP H0636732 A JPH0636732 A JP H0636732A
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- voltage
- ion beam
- electrode
- scanning
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 注入すべきイオンビームのエネルギーレベル
の如何にかかわらず高精度で面内均一性の良好なイオン
注入装置を提供する。 【構成】 走査電極６，７による走査過程で生じるイオ
ンビーム３の広がりを抑制する第２のサプレッサ電極１
２，１３を備え、制御装置１５によりこの第２のサプレ
ッサ電極１２，１３へ電圧を供給する電圧可変電源１４
の電圧を加速系５の電圧可変電源１７の電圧に応じて調
整制御する。
の如何にかかわらず高精度で面内均一性の良好なイオン
注入装置を提供する。 【構成】 走査電極６，７による走査過程で生じるイオ
ンビーム３の広がりを抑制する第２のサプレッサ電極１
２，１３を備え、制御装置１５によりこの第２のサプレ
ッサ電極１２，１３へ電圧を供給する電圧可変電源１４
の電圧を加速系５の電圧可変電源１７の電圧に応じて調
整制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は半導体プロセスにおい
て半導体ウエハに不純物層を形成する際に用いられるイ
オン注入装置に関するものである。
て半導体ウエハに不純物層を形成する際に用いられるイ
オン注入装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来のイオン注入装置の構成を示
す図である。図において、１はイオンを生成するイオン
源、２はイオン源１からのイオンビーム３を加速または
減速するための加速減速電極系、４はイオン源１で生成
された種々のイオンの中から被注入試料である半導体ウ
エハ１１に注入すべきイオンを選別するための質量分析
器、５は質量分析器４で選別されて出てくるイオンビー
ム３に対して半導体ウエハ１１へのイオン注入に必要な
エネルギーを与えるためこれを加速する加速系、６およ
び７はイオンビーム３を半導体ウエハ１１上の所要個所
に照射するためイオンビーム３をそれぞれＹ軸方向およ
びＸ軸方向に走査するＹ軸走査電極およびＸ軸走査電
極、８は一定の負電位が印加される第１のサプレッサ電
極で、この上流側で発生した２次電子が下流側へ移動し
たり、またこの下流側で発生した２次電子が上流側へ移
動するのを阻止する。９はイオンビーム３が半導体ウエ
ハ１１の所要個所上に照射されるようマスキングをする
マスク、１０は半導体ウエハ１１へ注入されるイオンビ
ーム３の電流を検出するファラデーカップである。
す図である。図において、１はイオンを生成するイオン
源、２はイオン源１からのイオンビーム３を加速または
減速するための加速減速電極系、４はイオン源１で生成
された種々のイオンの中から被注入試料である半導体ウ
エハ１１に注入すべきイオンを選別するための質量分析
器、５は質量分析器４で選別されて出てくるイオンビー
ム３に対して半導体ウエハ１１へのイオン注入に必要な
エネルギーを与えるためこれを加速する加速系、６およ
び７はイオンビーム３を半導体ウエハ１１上の所要個所
に照射するためイオンビーム３をそれぞれＹ軸方向およ
びＸ軸方向に走査するＹ軸走査電極およびＸ軸走査電
極、８は一定の負電位が印加される第１のサプレッサ電
極で、この上流側で発生した２次電子が下流側へ移動し
たり、またこの下流側で発生した２次電子が上流側へ移
動するのを阻止する。９はイオンビーム３が半導体ウエ
ハ１１の所要個所上に照射されるようマスキングをする
マスク、１０は半導体ウエハ１１へ注入されるイオンビ
ーム３の電流を検出するファラデーカップである。
【０００３】次に動作について説明する。イオン源１で
発生したイオンビーム３は加速減速電極系２で速度調整
がされて質量分析器４に入り、ここで注入に必要なイオ
ンだけが選別される。選別されたイオンビーム３は加速
系５で必要なレベルにまで加速され、更にＹ軸およびＸ
軸走査電極６，７で走査され半導体ウエハ１１の所要個
所に照射される。第１のサプレッサ電極８はこれに負の
電位を印加することにより、注入装置内でイオンビーム
３によって発生した２次電子の不要な移動を抑制する。
発生したイオンビーム３は加速減速電極系２で速度調整
がされて質量分析器４に入り、ここで注入に必要なイオ
ンだけが選別される。選別されたイオンビーム３は加速
系５で必要なレベルにまで加速され、更にＹ軸およびＸ
軸走査電極６，７で走査され半導体ウエハ１１の所要個
所に照射される。第１のサプレッサ電極８はこれに負の
電位を印加することにより、注入装置内でイオンビーム
３によって発生した２次電子の不要な移動を抑制する。
【０００４】この場合、走査電極６，７には交番電圧
が、また第１のサプレッサ電極８には負電圧がそれぞれ
印加されるが、常に所定の値に保たれているのに対し、
加速系５への印加電圧は半導体ウエハ１１へのイオン注
入の必要エネルギーレベルに応じて調整する必要があ
る。
が、また第１のサプレッサ電極８には負電圧がそれぞれ
印加されるが、常に所定の値に保たれているのに対し、
加速系５への印加電圧は半導体ウエハ１１へのイオン注
入の必要エネルギーレベルに応じて調整する必要があ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のイオン注入装置
は以上のように構成されているので、特に加速系５への
印加電圧を低くしてイオンビーム３を低エネルギーレベ
ルでイオン注入を行う場合、そのエネルギーレベルによ
っては第１のサプレッサ電極８に印加される電位による
電界効果によってイオンビーム３自体が影響を受ける恐
れがあった。また、低エネルギーレベルでイオン注入を
行う場合、走査電極による走査過程でイオンビームが広
がる傾向となり、注入処理された半導体ウエハの面内均
一性が悪化するという問題点もあった。
は以上のように構成されているので、特に加速系５への
印加電圧を低くしてイオンビーム３を低エネルギーレベ
ルでイオン注入を行う場合、そのエネルギーレベルによ
っては第１のサプレッサ電極８に印加される電位による
電界効果によってイオンビーム３自体が影響を受ける恐
れがあった。また、低エネルギーレベルでイオン注入を
行う場合、走査電極による走査過程でイオンビームが広
がる傾向となり、注入処理された半導体ウエハの面内均
一性が悪化するという問題点もあった。
【０００６】この発明は、注入すべきイオンビームのエ
ネルギーレベルの如何にかかわらず、高精度で面内均一
性の良好なイオン注入性能を実現せんとするものであ
る。
ネルギーレベルの如何にかかわらず、高精度で面内均一
性の良好なイオン注入性能を実現せんとするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るイオン注入装置は、走査電極の下流側に配置され、負
の電位を印加することにより当該部分から上流側で発生
した２次電子の下流側への移動および当該部分から下流
側で発生した２次電子の上流側への移動を抑制する第１
のサプレッサ電極を備え、この第１のサプレッサ電極へ
印加する電位の大きさを加速系への印加電圧に関係させ
て可変としたものである。
るイオン注入装置は、走査電極の下流側に配置され、負
の電位を印加することにより当該部分から上流側で発生
した２次電子の下流側への移動および当該部分から下流
側で発生した２次電子の上流側への移動を抑制する第１
のサプレッサ電極を備え、この第１のサプレッサ電極へ
印加する電位の大きさを加速系への印加電圧に関係させ
て可変としたものである。
【０００８】またこの発明の請求項２に係るイオン注入
装置は、走査電極の下流側に配置され、上記走査電極へ
の印加電圧を反転させた波形の電圧を印加することによ
り、上記走査の過程で生じる上記イオンビームの広がり
を抑制する第２のサプレッサ電極を備え、この第２のサ
プレッサ電極へ印加する電圧の大きさを加速系への印加
電圧に関係させて可変としたものである。
装置は、走査電極の下流側に配置され、上記走査電極へ
の印加電圧を反転させた波形の電圧を印加することによ
り、上記走査の過程で生じる上記イオンビームの広がり
を抑制する第２のサプレッサ電極を備え、この第２のサ
プレッサ電極へ印加する電圧の大きさを加速系への印加
電圧に関係させて可変としたものである。
【０００９】
【作用】この発明に係るイオン注入装置においては、第
１のサプレッサ電極へ印加する電位は、加速系への印加
電圧が低くなるとそれに応じて低くなるよう調整する。
これによって第１のサプレッサ電極はイオンビームの挙
動に影響を与えることなく２次電子の不要な移動を抑制
する。
１のサプレッサ電極へ印加する電位は、加速系への印加
電圧が低くなるとそれに応じて低くなるよう調整する。
これによって第１のサプレッサ電極はイオンビームの挙
動に影響を与えることなく２次電子の不要な移動を抑制
する。
【００１０】また、第２のサプレッサ電極へ印加する電
圧は、加速系への印加電圧が低くなるとそれに応じて高
くなるように調整する。これによって、走査によるイオ
ンビームの広がりが抑制される。
圧は、加速系への印加電圧が低くなるとそれに応じて高
くなるように調整する。これによって、走査によるイオ
ンビームの広がりが抑制される。
【００１１】
実施例１．図１はこの発明の実施例１によるイオン注入
装置の構成を示す図である。図において、３，５〜８は
従来と同一のもので説明は省略する。また、図５では説
明した１，２，４，９〜１１については、この発明の要
部から外れるので図示を省略している。
装置の構成を示す図である。図において、３，５〜８は
従来と同一のもので説明は省略する。また、図５では説
明した１，２，４，９〜１１については、この発明の要
部から外れるので図示を省略している。
【００１２】１２，１３は第１のサプレッサ電極８の下
流側に配置された第２のサプレッサ電極で、走査電極
６，７と同様、それぞれＹ軸方向およびＸ軸方向に電界
を形成する各一対の電極から構成されている。１４は第
２のサプレッサ電極１２，１３に電圧を供給する電圧可
変電源で、後述する制御装置１５によりその出力電圧が
制御される。１６は第１のサプレッサ電極８に電圧を供
給する電圧可変電源，１７は加速系５に電圧を供給する
電圧可変電源である。
流側に配置された第２のサプレッサ電極で、走査電極
６，７と同様、それぞれＹ軸方向およびＸ軸方向に電界
を形成する各一対の電極から構成されている。１４は第
２のサプレッサ電極１２，１３に電圧を供給する電圧可
変電源で、後述する制御装置１５によりその出力電圧が
制御される。１６は第１のサプレッサ電極８に電圧を供
給する電圧可変電源，１７は加速系５に電圧を供給する
電圧可変電源である。
【００１３】図２は第２のサプレッサ電極１２，１３へ
印加する電圧波形を走査電極６，７へ印加する電圧との
関係で示したものである。各電圧波形はそれぞれの方向
に対で配された電極間に印加される電圧の波形を示す。
同図上段は走査電極６，７への印加電圧で、いずれも交
番電圧であるが、Ｘ軸走査電極７への印加電圧が負側へ
シフトしているのはこの方向の走査にオフセット分が要
求されるからである。
印加する電圧波形を走査電極６，７へ印加する電圧との
関係で示したものである。各電圧波形はそれぞれの方向
に対で配された電極間に印加される電圧の波形を示す。
同図上段は走査電極６，７への印加電圧で、いずれも交
番電圧であるが、Ｘ軸走査電極７への印加電圧が負側へ
シフトしているのはこの方向の走査にオフセット分が要
求されるからである。
【００１４】同図下段が第２のサプレッサ電極１２，１
３への印加電圧波形を示す。図から判るように、走査電
極６，７への印加電圧をそれぞれ反転した波形となって
いる。そして、第２のサプレッサ電極１２，１３へ印加
する電圧の波高値の大きさｐおよびｑは、それぞれ走査
電極６，７への印加電圧の波高値の大きさｍおよびｎよ
り低く（ｐ＜ｍ，ｑ＜ｎ）、かつ加速系５への印加電
圧、従って電圧可変電源１７の電圧が低くなるとそれに
応じて高くなるように、予め設定された関係に従い制御
装置１５により調整制御される。
３への印加電圧波形を示す。図から判るように、走査電
極６，７への印加電圧をそれぞれ反転した波形となって
いる。そして、第２のサプレッサ電極１２，１３へ印加
する電圧の波高値の大きさｐおよびｑは、それぞれ走査
電極６，７への印加電圧の波高値の大きさｍおよびｎよ
り低く（ｐ＜ｍ，ｑ＜ｎ）、かつ加速系５への印加電
圧、従って電圧可変電源１７の電圧が低くなるとそれに
応じて高くなるように、予め設定された関係に従い制御
装置１５により調整制御される。
【００１５】加速系５への印加電圧を低くしてイオンビ
ーム３のエネルギーレベルを低く設定した場合には、走
査電極６，７の走査によるイオンビーム３の広がりが無
視できなくなる。第２のサプレッサ電極１２，１３はイ
オンビーム３を絞る方向に作用しイオンビーム３の広が
りに基づく半導体ウエハ１１の面内均一性を良好な状態
に保つものである。この場合、イオンビーム３のエネル
ギーレベルが低いほど、走査電極でのビームの広がりが
大きくなるので、第２のサプレッサ電極１２，１３への
印加電圧も上昇させる必要がある。もっとも、第２のサ
プレッサ電極１２，１３によって加えられる電界はイオ
ンビーム３の軌道に影響を与えるものではない。
ーム３のエネルギーレベルを低く設定した場合には、走
査電極６，７の走査によるイオンビーム３の広がりが無
視できなくなる。第２のサプレッサ電極１２，１３はイ
オンビーム３を絞る方向に作用しイオンビーム３の広が
りに基づく半導体ウエハ１１の面内均一性を良好な状態
に保つものである。この場合、イオンビーム３のエネル
ギーレベルが低いほど、走査電極でのビームの広がりが
大きくなるので、第２のサプレッサ電極１２，１３への
印加電圧も上昇させる必要がある。もっとも、第２のサ
プレッサ電極１２，１３によって加えられる電界はイオ
ンビーム３の軌道に影響を与えるものではない。
【００１６】図３は、広がったイオンビーム３を効果的
に絞り込むための第２のサプレッサ電極１２，１３のと
くに電極構成の具体例を示すものである。同図（３）は
最も簡単な構成のものであるが、各電極をイオンビーム
３の進行方向に長辺のものとしたり（同図（１））、同
じく進行方向に複数個に分割する（同図（２））などの
工夫がなされる。分割した各電極へそれぞれ微調整した
異なる電圧を印加することにより、イオンビーム３の断
面形状を崩すことなく半導体ウエハ１１に照射すること
が可能となる。
に絞り込むための第２のサプレッサ電極１２，１３のと
くに電極構成の具体例を示すものである。同図（３）は
最も簡単な構成のものであるが、各電極をイオンビーム
３の進行方向に長辺のものとしたり（同図（１））、同
じく進行方向に複数個に分割する（同図（２））などの
工夫がなされる。分割した各電極へそれぞれ微調整した
異なる電圧を印加することにより、イオンビーム３の断
面形状を崩すことなく半導体ウエハ１１に照射すること
が可能となる。
【００１７】実施例２．図４はこの発明の実施例２によ
るイオン注入装置の構成を示す図である。図１の場合と
異なるのは、制御装置１８により第１のサプレッサ電極
８への電圧可変電源１６の電圧についても調整制御する
ようにした点である。
るイオン注入装置の構成を示す図である。図１の場合と
異なるのは、制御装置１８により第１のサプレッサ電極
８への電圧可変電源１６の電圧についても調整制御する
ようにした点である。
【００１８】即ち、加速系５への印加電圧を低くしてイ
オンビーム３のエネルギーレベルを低く設定した場合に
は、第１のサプレッサ電極８に印加された負の電位の電
界によってイオンビーム３の軌道がずれる等イオンビー
ム３自体が影響を受ける可能性が生じる。制御装置１８
はこの弊害を解消するため、加速系５への電圧可変電源
１７の電圧を入力し、この電圧が低くなるとそれに応じ
て第１のサプレッサ電極８への印加電圧も低くするよう
に動作する。従って、第１のサプレッサ電極８は、イオ
ンビーム３のエネルギーレベルの大小にかかわらず、２
次電子の不要な移動を阻止するという本来の目的のみを
適正に達成する。
オンビーム３のエネルギーレベルを低く設定した場合に
は、第１のサプレッサ電極８に印加された負の電位の電
界によってイオンビーム３の軌道がずれる等イオンビー
ム３自体が影響を受ける可能性が生じる。制御装置１８
はこの弊害を解消するため、加速系５への電圧可変電源
１７の電圧を入力し、この電圧が低くなるとそれに応じ
て第１のサプレッサ電極８への印加電圧も低くするよう
に動作する。従って、第１のサプレッサ電極８は、イオ
ンビーム３のエネルギーレベルの大小にかかわらず、２
次電子の不要な移動を阻止するという本来の目的のみを
適正に達成する。
【００１９】
【発明の効果】請求項１に係るイオン注入装置は、以上
のように加速系への印加電圧に関係させてその電圧を可
変とする第１のサプレッサ電極を備えたので、イオンビ
ームのエネルギーレベルの如何にかかわらず、イオンビ
ーム自体に影響を与えることなく不要な２次電子の移動
を抑制することが可能となる。
のように加速系への印加電圧に関係させてその電圧を可
変とする第１のサプレッサ電極を備えたので、イオンビ
ームのエネルギーレベルの如何にかかわらず、イオンビ
ーム自体に影響を与えることなく不要な２次電子の移動
を抑制することが可能となる。
【００２０】また、請求項２に係るイオン注入装置は、
以上のように加速系への印加電圧に関係させてその電圧
を可変とする第２のサプレッサ電極を備えたので、イオ
ンビームのエネルギーレベルの如何にかかわらず、走査
によるイオンビームの広がりを抑制して被注入試料への
イオンビームの面内均一性が良好な状態に保たれる。
以上のように加速系への印加電圧に関係させてその電圧
を可変とする第２のサプレッサ電極を備えたので、イオ
ンビームのエネルギーレベルの如何にかかわらず、走査
によるイオンビームの広がりを抑制して被注入試料への
イオンビームの面内均一性が良好な状態に保たれる。
【図１】この発明の実施例１によるイオン注入装置を示
す構成図である。
す構成図である。
【図２】図１の第２のサプレッサ電極１２，１３に印加
する電圧の波形を示す図である。
する電圧の波形を示す図である。
【図３】図１の第２のサプレッサ電極１２，１３の電極
構成の具体例を示す斜視図である。
構成の具体例を示す斜視図である。
【図４】この発明の実施例２によるイオン注入装置を示
す構成図である。
す構成図である。
【図５】従来のイオン注入装置を示す構成図である。
【符号の説明】 １ イオン源 ３ イオンビーム ５ 加速系 ６，７ 走査電極 ８ 第１のサプレッサ電極 １１ 被注入試料としての半導体ウエハ １２，１３ 第２のサプレッサ電極 １４，１６ 電圧可変電源 １５，１８ 制御装置
Claims (2)
- 【請求項１】 加速系で加速されたイオンビームを走査
電極で走査し被注入試料に照射するイオン注入装置にお
いて、 上記走査電極の下流側に配置され、負の電位を印加する
ことにより当該部分から上流側で発生した２次電子の下
流側への移動および当該部分から下流側で発生した２次
電子の上流側への移動を抑制する第１のサプレッサ電極
を備え、この第１のサプレッサ電極へ印加する電位の大
きさを上記加速系への印加電圧に関係させて可変とした
ことを特徴とするイオン注入装置。 - 【請求項２】 加速系で加速されたイオンビームを走査
電極で走査し被注入試料に照射するイオン注入装置にお
いて、 上記走査電極の下流側に配置され、上記走査電極への印
加電圧を反転させた波形の電圧を印加することにより、
上記走査の過程で生じる上記イオンビームの広がりを抑
制する第２のサプレッサ電極を備え、この第２のサプレ
ッサ電極へ印加する電圧の大きさを上記加速系への印加
電圧に関係させて可変とした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 |
|---|---|---|---|
| JP4185100A JPH0636732A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4185100A JPH0636732A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | イオン注入装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0636732A true JPH0636732A (ja) | 1994-02-10 |
Family
ID=16164857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4185100A Pending JPH0636732A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0636732A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019212598A (ja) * | 2018-06-01 | 2019-12-12 | 日新イオン機器株式会社 | イオンビーム照射装置 |
-
1992
- 1992-07-13 JP JP4185100A patent/JPH0636732A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019212598A (ja) * | 2018-06-01 | 2019-12-12 | 日新イオン機器株式会社 | イオンビーム照射装置 |
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