JPH0790580A - イオン注入時における一過的ウエハ温度を低下させる走査技術 - Google Patents
イオン注入時における一過的ウエハ温度を低下させる走査技術Info
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- JPH0790580A JPH0790580A JP6219551A JP21955194A JPH0790580A JP H0790580 A JPH0790580 A JP H0790580A JP 6219551 A JP6219551 A JP 6219551A JP 21955194 A JP21955194 A JP 21955194A JP H0790580 A JPH0790580 A JP H0790580A
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- faraday cup
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 イオン注入時における一過的ウエハ温度を低
下させる走査技術を提供する。 【構成】 イオン注入の間、注入中のウエハの自己−焼
き鈍しを無くし、またマスキング材料、主としてウエハ
の表面に取り付けられたフォトレジストに与える損傷を
無くすために基板のビーム加熱を減少させなければなら
ない。ここでは、単一ウエハ用イオン注入システムとバ
ッチ式イオン注入システムの両方に適用できる、注入中
の一過的なウエハ温度を低下させるための技術が述べら
れている。
下させる走査技術を提供する。 【構成】 イオン注入の間、注入中のウエハの自己−焼
き鈍しを無くし、またマスキング材料、主としてウエハ
の表面に取り付けられたフォトレジストに与える損傷を
無くすために基板のビーム加熱を減少させなければなら
ない。ここでは、単一ウエハ用イオン注入システムとバ
ッチ式イオン注入システムの両方に適用できる、注入中
の一過的なウエハ温度を低下させるための技術が述べら
れている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体材料へのイオン注
入に関し、特に注入時における半導体材料内での一過的
（transient）な温度による影響を低減させる技術に関
するものである。
入に関し、特に注入時における半導体材料内での一過的
（transient）な温度による影響を低減させる技術に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】イオン注入においては、約１ｋｅＶから
最高で３ＭｅＶの範囲のエネルギーを有しビーム電流が
１マイクロアンペア以下から最大で１００ミリアンペア
のイオンビームを半導体基板、典型的にはシリコンウエ
ハ上に照射する。その結果、照射ビームの電力は、最大
で数ｋＷになる。さらに、注入を効率的に行うために、
半導体基板内においてイオンを均一に分布させなければ
ならない。有害な熱の影響を確実に減少させると同時
に、均一なイオン分布を確実に得るためには、上記の２
つ要素を注入システムの設計時に考慮しなければならな
い。半導体上に照射される電力密度（Ｗ／ｃｍ2）を減
少させるため（例えば、ロバートソン（Robertson）に
許可された米国特許第３，７７８，６２６号参照）、ま
た、ウエハと取付け組立体との間の伝導冷却を増強する
ため（ジェイ・エフ・ジーグラー（J.F. Ziegler）編、
イオン注入技術ハンドブック（Handbook ofIon Implant
ation Technology）（北オランダ、アムステルダム、１
９９２年）におけるエム・イー・マック（M.E. Mack）
の論説、及びそこで引用されている文献を参照）に数々
の冷却技術が開発された。幾つかのシステムでは、ビー
ムが数ｋＨｚの周波数でウエハを横切って静電的に走査
される。このアプローチにより、ほぼ均一な分布を得る
ことができ、ウエハ全体にわたって一過的な温度が均一
になる。しかしながら、このアプローチでは、イオン注
入時に必要となる高い電力密度を使用できない。幾つか
のシステムでは、注入ビームの量が、二重機械的走査シ
ステムによって制御される。このようなシステムの例
が、前記の米国特許第３，７７８，６２６号においてロ
バートソン（Robertson）によって、また、米国特許第
４，２３４，７９７号においてリディング（Ryding）に
よって述べられている。これらのシステムでは、例えば
毎分５００〜１５００回転の高速度で回転する金属円板
の周囲にウエハが取り付けられる。円板の回転により、
ウエハは高速で移動されビームをある方向に通過する。
この方向と直交する方向のウエハとイオンビームとの間
の相対移動は、ウエハを横切るイオンビームの低速走査
運動によって付与されるか、回転円板の低速走査運動に
よって付与される。米国特許第４，２３４，７９７号に
おいてリディング（Ryding）が述べている技術では、回
転円板の背部に位置決めされたファラデーカップ（Fara
day cup）によってビーム電流をサンプリングしてい
る。１つまたは複数の半径線にそって１つまたは複数の
スロットが円板に形成されている。円板１回転毎に、ビ
ームの一部がスロットを通過し、ファラデーカップに衝
突する。サンプリングによって得られた電流は積分さ
れ、蓄積された電荷は、走査システムを回転方向と交差
する方向に変位させる。走査の終わりには、低速走査の
方向が逆転され、ビームがウエハ全体を再度通過する。
このようにして、必要な量のイオンがウエハ内に均一に
蓄積され、ビーム電力は広い走査範囲にわたって平均化
され、電力密度を減少させる。しかしながら、このアプ
ローチでは、一過的なウエハの加熱による影響を十分検
討していない。機械的走査によるイオン注入における、
一過的な影響を含めたウエハの加熱による影響について
は、Nucl. Instr. and Meth. のＢ２１（１９８７年）
３６６におけるブイ・ベンベニステ（V. Benveniste）
の研究の中に記載されている。彼のコンピュータ・シミ
ュレーションは、この種の機械的走査システムにおいて
は、ウエハの内側と外側の縁が、ウエハの中心に比べて
非常に大きな一過的温度変化にさらされることを示して
いる（ベンベニステによる上記論文の図２参照）。従来
の機械的走査イオン注入装置は、注入装置のスループッ
トが最大になるように設計されており、このため、回転
運動による高速走査に加えて前後方向の低速走査を行
う。如何なる推測を行ったとしても、その技術文献に
は、走査戻し（flyback ）技術を使用することを開示し
ていないし、またそれから得られるであろう利点につい
ても示唆していない。多分、走査戻し期間中においてイ
オンの注入を停止することは、経済的に非常に不利であ
ると考えられていた。
最高で３ＭｅＶの範囲のエネルギーを有しビーム電流が
１マイクロアンペア以下から最大で１００ミリアンペア
のイオンビームを半導体基板、典型的にはシリコンウエ
ハ上に照射する。その結果、照射ビームの電力は、最大
で数ｋＷになる。さらに、注入を効率的に行うために、
半導体基板内においてイオンを均一に分布させなければ
ならない。有害な熱の影響を確実に減少させると同時
に、均一なイオン分布を確実に得るためには、上記の２
つ要素を注入システムの設計時に考慮しなければならな
い。半導体上に照射される電力密度（Ｗ／ｃｍ2）を減
少させるため（例えば、ロバートソン（Robertson）に
許可された米国特許第３，７７８，６２６号参照）、ま
た、ウエハと取付け組立体との間の伝導冷却を増強する
ため（ジェイ・エフ・ジーグラー（J.F. Ziegler）編、
イオン注入技術ハンドブック（Handbook ofIon Implant
ation Technology）（北オランダ、アムステルダム、１
９９２年）におけるエム・イー・マック（M.E. Mack）
の論説、及びそこで引用されている文献を参照）に数々
の冷却技術が開発された。幾つかのシステムでは、ビー
ムが数ｋＨｚの周波数でウエハを横切って静電的に走査
される。このアプローチにより、ほぼ均一な分布を得る
ことができ、ウエハ全体にわたって一過的な温度が均一
になる。しかしながら、このアプローチでは、イオン注
入時に必要となる高い電力密度を使用できない。幾つか
のシステムでは、注入ビームの量が、二重機械的走査シ
ステムによって制御される。このようなシステムの例
が、前記の米国特許第３，７７８，６２６号においてロ
バートソン（Robertson）によって、また、米国特許第
４，２３４，７９７号においてリディング（Ryding）に
よって述べられている。これらのシステムでは、例えば
毎分５００〜１５００回転の高速度で回転する金属円板
の周囲にウエハが取り付けられる。円板の回転により、
ウエハは高速で移動されビームをある方向に通過する。
この方向と直交する方向のウエハとイオンビームとの間
の相対移動は、ウエハを横切るイオンビームの低速走査
運動によって付与されるか、回転円板の低速走査運動に
よって付与される。米国特許第４，２３４，７９７号に
おいてリディング（Ryding）が述べている技術では、回
転円板の背部に位置決めされたファラデーカップ（Fara
day cup）によってビーム電流をサンプリングしてい
る。１つまたは複数の半径線にそって１つまたは複数の
スロットが円板に形成されている。円板１回転毎に、ビ
ームの一部がスロットを通過し、ファラデーカップに衝
突する。サンプリングによって得られた電流は積分さ
れ、蓄積された電荷は、走査システムを回転方向と交差
する方向に変位させる。走査の終わりには、低速走査の
方向が逆転され、ビームがウエハ全体を再度通過する。
このようにして、必要な量のイオンがウエハ内に均一に
蓄積され、ビーム電力は広い走査範囲にわたって平均化
され、電力密度を減少させる。しかしながら、このアプ
ローチでは、一過的なウエハの加熱による影響を十分検
討していない。機械的走査によるイオン注入における、
一過的な影響を含めたウエハの加熱による影響について
は、Nucl. Instr. and Meth. のＢ２１（１９８７年）
３６６におけるブイ・ベンベニステ（V. Benveniste）
の研究の中に記載されている。彼のコンピュータ・シミ
ュレーションは、この種の機械的走査システムにおいて
は、ウエハの内側と外側の縁が、ウエハの中心に比べて
非常に大きな一過的温度変化にさらされることを示して
いる（ベンベニステによる上記論文の図２参照）。従来
の機械的走査イオン注入装置は、注入装置のスループッ
トが最大になるように設計されており、このため、回転
運動による高速走査に加えて前後方向の低速走査を行
う。如何なる推測を行ったとしても、その技術文献に
は、走査戻し（flyback ）技術を使用することを開示し
ていないし、またそれから得られるであろう利点につい
ても示唆していない。多分、走査戻し期間中においてイ
オンの注入を停止することは、経済的に非常に不利であ
ると考えられていた。
【０００３】
【発明の概要】我々は、機械的走査を利用したシステム
において、一過的温度をシリコンウエハ全体に渡って低
下させ、照射量の均一性を保証できるアプローチを発見
した。我々の発明によれば、一つの方向への低速で活性
な機械的走査と、逆方向への高速で不活性な機械的走査
とが交互に行われる。
において、一過的温度をシリコンウエハ全体に渡って低
下させ、照射量の均一性を保証できるアプローチを発見
した。我々の発明によれば、一つの方向への低速で活性
な機械的走査と、逆方向への高速で不活性な機械的走査
とが交互に行われる。
【０００４】
【実施例】図８に示すように、工作物１０は、ロバート
ソンの米国特許に記載された手段により、角速度ωで回
転され、速度Ｖで横送りされるターゲット１１に一時的
に取付けられる。工作物１０をターゲット１１上に均一
に分布させ、ターゲットをバランスさせて１２００ＲＰ
Ｍ程度の高速で回転できるようにすることが好ましい。
典型的なターゲットは、直径が２０インチで６０個の工
作物を保持する円板である。一般的には、各工作物は、
厚さが０．０１０インチで、直径が２インチの半導体材
料からなる円板である。
ソンの米国特許に記載された手段により、角速度ωで回
転され、速度Ｖで横送りされるターゲット１１に一時的
に取付けられる。工作物１０をターゲット１１上に均一
に分布させ、ターゲットをバランスさせて１２００ＲＰ
Ｍ程度の高速で回転できるようにすることが好ましい。
典型的なターゲットは、直径が２０インチで６０個の工
作物を保持する円板である。一般的には、各工作物は、
厚さが０．０１０インチで、直径が２インチの半導体材
料からなる円板である。
【０００５】イオン源１４からのイオンビーム１３は、
解析、加速、及び焦点合わせ装置（図示略）を介して、
軸１２から半径距離Ｒだけ離間した工作物１０の領域１
５の上に照射される。ロバートソンの米国特許に記載さ
れた手段（図示略）によりターゲット１１が回転され横
方向に移動されるのに伴い、イオンビーム１３からのイ
オンは、螺旋経路（path）１６に沿って工作物１０内に
注入される。工作物１０とターゲット１１は、高圧電源
１７によりイオン源１４に対して高電位に維持され、イ
オンビーム１３内のイオンに必要な注入エネルギーを付
与する。イオンビーム１３内のイオンの動きは、高圧電
源１７に接続された結線内を流れる電流Ｉとして測定さ
れる。
解析、加速、及び焦点合わせ装置（図示略）を介して、
軸１２から半径距離Ｒだけ離間した工作物１０の領域１
５の上に照射される。ロバートソンの米国特許に記載さ
れた手段（図示略）によりターゲット１１が回転され横
方向に移動されるのに伴い、イオンビーム１３からのイ
オンは、螺旋経路（path）１６に沿って工作物１０内に
注入される。工作物１０とターゲット１１は、高圧電源
１７によりイオン源１４に対して高電位に維持され、イ
オンビーム１３内のイオンに必要な注入エネルギーを付
与する。イオンビーム１３内のイオンの動きは、高圧電
源１７に接続された結線内を流れる電流Ｉとして測定さ
れる。
【０００６】一般的には、イオン注入装置のイオン源側
の端は、接地結線１８で示されているように接地電位に
保たれている。また、想像線で示した接地結線１９によ
ってイオン注入装置のターゲット側の端を接地電位に維
持することもできる。ターゲット１１がイオンビーム１
３を一回横切る間に、照射量Ｄのイオンが工作物１０内
に注入される。イオンの照射量Ｄは、イオンビーム電流
Ｉまたは横送り速度Ｖを制御することによって調整され
る。イオンビーム電流を制御することは困難である。従
って、イオンの照射量Ｄは、横送り速度Ｖを制御したほ
うがより簡単に調節できる。もし回転速度が十分に速く
イオンビーム電流Ｉの変動が全ての工作物１０にわたっ
て平均化されれば、イオンの照射量Ｄは回転速度ωとは
無関係である。
の端は、接地結線１８で示されているように接地電位に
保たれている。また、想像線で示した接地結線１９によ
ってイオン注入装置のターゲット側の端を接地電位に維
持することもできる。ターゲット１１がイオンビーム１
３を一回横切る間に、照射量Ｄのイオンが工作物１０内
に注入される。イオンの照射量Ｄは、イオンビーム電流
Ｉまたは横送り速度Ｖを制御することによって調整され
る。イオンビーム電流を制御することは困難である。従
って、イオンの照射量Ｄは、横送り速度Ｖを制御したほ
うがより簡単に調節できる。もし回転速度が十分に速く
イオンビーム電流Ｉの変動が全ての工作物１０にわたっ
て平均化されれば、イオンの照射量Ｄは回転速度ωとは
無関係である。
【０００７】イオンビーム１３内のイオン密度は均一で
なく、一般にガウス分布に従う。従って、イオンビーム
１３の各軌跡は、工作物１０内にイオンを不均一に注入
する。しかしながら、螺旋経路１６のピッチを小さく、
好ましくは、領域１５の半径の２％以下となるように、
回転速度ωに対して横送り速度Ｖが決定される。この小
さいピッチにより、隣接する軌跡の重複を大きくするこ
とができる。典型的な１回の注入運転には、何回かの連
続する横送りが含まれる。横送り速度Ｖは回転速度ωと
正確に同期していないため、一連の螺旋から得られる軌
跡は不規則に重複する傾向がある。各螺旋内での隣接す
る軌跡間での重複、および一連の螺旋間での重複のた
め、重複する軌跡内での不均一性は平均化され、工作物
１０全体としてイオンの照射量は本質的には均一にな
る。
なく、一般にガウス分布に従う。従って、イオンビーム
１３の各軌跡は、工作物１０内にイオンを不均一に注入
する。しかしながら、螺旋経路１６のピッチを小さく、
好ましくは、領域１５の半径の２％以下となるように、
回転速度ωに対して横送り速度Ｖが決定される。この小
さいピッチにより、隣接する軌跡の重複を大きくするこ
とができる。典型的な１回の注入運転には、何回かの連
続する横送りが含まれる。横送り速度Ｖは回転速度ωと
正確に同期していないため、一連の螺旋から得られる軌
跡は不規則に重複する傾向がある。各螺旋内での隣接す
る軌跡間での重複、および一連の螺旋間での重複のた
め、重複する軌跡内での不均一性は平均化され、工作物
１０全体としてイオンの照射量は本質的には均一にな
る。
【０００８】図１に示す本発明の１実施例では、上記の
米国特許第３，７７８，６２６号と第４，２３４，７９
７号においてロバートソン（Robertson）とリディング
（Ryding）によってそれぞれ述べられているような二重
機械的走査システムを用いて注入が行われる。このアプ
ローチでは、イオン注入装置からのビーム１内のビーム
電流が、回転円板３の上流側に設けられたセットアップ
・ファラデーカップ２内で最適化される。注入が開始さ
れると、セットアップ・ファラデーカップはビームから
後退される。ビーム電流は、ウエハ５上にビームが照射
されない半径位置４（半径Ａ）に衝突する。米国特許第
４，２３４，７９７号のリディング（Ryding）のアプロ
ーチにおいて検討したように、ビーム電流は、回転円板
の背部に設けられた第２のファラデーカップ６によって
サンプリングされる。ビーム電流は積分され、回転方向
と交差する方向に円板を移動させるようにサーボ機械シ
ステムを駆動するために使用される。サーボ機械システ
ムの適切な制御により、イオンの均一な分布が半導体ウ
エハ中に得られる。ウエハを横切る走査の終わりには、
ウエハ上にイオンビームがもはや衝突しない半径位置７
（半径Ｂ）にイオンビームが位置し、回転円板の上流側
に位置決めされたセットアップ・ファラデーカップによ
って遮断される。制御システムは、その後、半径Ｂから
半径Ａにサーボ機械システムを高速（毎秒数インチ）で
駆動する。この運動をシステムの走査戻しと呼ぶ。この
時点で、セットアップ・ファラデーカップは、ビームか
ら再び後退され、そしてサイクルが繰り返される。即
ち、円板の背部に位置決めされたファラデーカップによ
ってビーム電流がサンプリングされ、積分され、そし
て、サーボ機械システムを半径Ａから半径Ｂに向けて移
動させるのに使用される。
米国特許第３，７７８，６２６号と第４，２３４，７９
７号においてロバートソン（Robertson）とリディング
（Ryding）によってそれぞれ述べられているような二重
機械的走査システムを用いて注入が行われる。このアプ
ローチでは、イオン注入装置からのビーム１内のビーム
電流が、回転円板３の上流側に設けられたセットアップ
・ファラデーカップ２内で最適化される。注入が開始さ
れると、セットアップ・ファラデーカップはビームから
後退される。ビーム電流は、ウエハ５上にビームが照射
されない半径位置４（半径Ａ）に衝突する。米国特許第
４，２３４，７９７号のリディング（Ryding）のアプロ
ーチにおいて検討したように、ビーム電流は、回転円板
の背部に設けられた第２のファラデーカップ６によって
サンプリングされる。ビーム電流は積分され、回転方向
と交差する方向に円板を移動させるようにサーボ機械シ
ステムを駆動するために使用される。サーボ機械システ
ムの適切な制御により、イオンの均一な分布が半導体ウ
エハ中に得られる。ウエハを横切る走査の終わりには、
ウエハ上にイオンビームがもはや衝突しない半径位置７
（半径Ｂ）にイオンビームが位置し、回転円板の上流側
に位置決めされたセットアップ・ファラデーカップによ
って遮断される。制御システムは、その後、半径Ｂから
半径Ａにサーボ機械システムを高速（毎秒数インチ）で
駆動する。この運動をシステムの走査戻しと呼ぶ。この
時点で、セットアップ・ファラデーカップは、ビームか
ら再び後退され、そしてサイクルが繰り返される。即
ち、円板の背部に位置決めされたファラデーカップによ
ってビーム電流がサンプリングされ、積分され、そし
て、サーボ機械システムを半径Ａから半径Ｂに向けて移
動させるのに使用される。
【０００９】このアプローチの結果、半導体ウエハにお
いて観察される一過的な温度変化がウエハ全体にわたっ
て最小にされる。このアプローチと従来のシステムとの
比較が図２に示されている。図２Ａと図２Ｂとを比較す
ることにより、本発明を利用したシステムでは、従来の
システムと比較し、ウエハ過渡温度の最高値が大幅に減
少している。特に、同一の入力電力条件〔１ｃｍ2 のイ
オンビームで１０００ワット〕で、同一の横方向走査速
度〔毎秒０．３３インチ〕の注入においては、この走査
戻しのアプローチを利用したシステムで観察された最高
温度は、従来のシステムに比べ１２°Ｃ低い。
いて観察される一過的な温度変化がウエハ全体にわたっ
て最小にされる。このアプローチと従来のシステムとの
比較が図２に示されている。図２Ａと図２Ｂとを比較す
ることにより、本発明を利用したシステムでは、従来の
システムと比較し、ウエハ過渡温度の最高値が大幅に減
少している。特に、同一の入力電力条件〔１ｃｍ2 のイ
オンビームで１０００ワット〕で、同一の横方向走査速
度〔毎秒０．３３インチ〕の注入においては、この走査
戻しのアプローチを利用したシステムで観察された最高
温度は、従来のシステムに比べ１２°Ｃ低い。
【００１０】図２Ａ、図２Ｂのグラフでは、実線が回転
軸に最も近い８インチウエハの縁における温度を表し、
破線がウエハの中心における温度を表し、点線が回転軸
から最も離れたウエハの縁における温度を表す。図３に
示す第２実施例では、注入機は、米国特許第３，７７
８，６２６号においてロバートソン（Robertson）が述
べているような二重機械式走査を採用している。しかし
ながら、米国特許第４，２３４，７９７号においてリデ
ィング（Ryding）が述べているような、回転円板の背部
のファラデーカップを使用してイオンビーム電流をサン
プリングする代わりに、円板組立体全体をファラデーカ
ップとして使用し、イオンビームが円板上に照射された
時のビーム電流を測定する。動作時は、注入機からのビ
ーム２１のビーム電流は、回転円板組立体２３の上流側
に位置決めされたセットアップ・ファラデーカップ２２
において最適化される。注入が開始されると、セットア
ップ・ファラデーカップがビームから後退される。ビー
ム電流が、ウエハ２５の上にビームが照射されない半径
位置２４（半径Ａ）において円板に衝突する。円板組立
体の全体がビーム電流の総量を測定する。この電流はそ
の後積分され、回転方向と交差する方向に円板を移動さ
せるようにサーボ機械システムを駆動するために使用さ
れる。サーボ機械システムの適切な制御により、イオン
の均一な分布が半導体ウエハ中に得られる。ウエハを横
切る走査の終わりには、ウエハ上にイオンビームがもは
や衝突しない半径位置２７（半径Ｂ）にイオンビームが
位置し、回転円板の上流側に位置決めされたセットアッ
プ・ファラデーカップによって遮断される。制御システ
ムは、その後、半径Ｂから半径Ａにサーボ機械システム
を高速（毎秒数インチ）で駆動する。この運動をシステ
ムの走査戻しと呼ぶ。この時、セットアップ・ファラデ
ーカップは、ビームから再び後退され、そしてサイクル
が繰り返される。即ち、ファラデーカップとして機能す
る円板組立体全体によってビーム電流が測定される。こ
の電流は積分され、そして、サーボ機械システムを半径
Ａから半径Ｂに向けて移動させるのに使用される。本発
明のこの実施例では、半導体ウエハの全ての半径位置に
おいて一過的な温度変化を減少できる。図２Ａに示され
た結果が、本実施例において得られる典型的な結果であ
る。
軸に最も近い８インチウエハの縁における温度を表し、
破線がウエハの中心における温度を表し、点線が回転軸
から最も離れたウエハの縁における温度を表す。図３に
示す第２実施例では、注入機は、米国特許第３，７７
８，６２６号においてロバートソン（Robertson）が述
べているような二重機械式走査を採用している。しかし
ながら、米国特許第４，２３４，７９７号においてリデ
ィング（Ryding）が述べているような、回転円板の背部
のファラデーカップを使用してイオンビーム電流をサン
プリングする代わりに、円板組立体全体をファラデーカ
ップとして使用し、イオンビームが円板上に照射された
時のビーム電流を測定する。動作時は、注入機からのビ
ーム２１のビーム電流は、回転円板組立体２３の上流側
に位置決めされたセットアップ・ファラデーカップ２２
において最適化される。注入が開始されると、セットア
ップ・ファラデーカップがビームから後退される。ビー
ム電流が、ウエハ２５の上にビームが照射されない半径
位置２４（半径Ａ）において円板に衝突する。円板組立
体の全体がビーム電流の総量を測定する。この電流はそ
の後積分され、回転方向と交差する方向に円板を移動さ
せるようにサーボ機械システムを駆動するために使用さ
れる。サーボ機械システムの適切な制御により、イオン
の均一な分布が半導体ウエハ中に得られる。ウエハを横
切る走査の終わりには、ウエハ上にイオンビームがもは
や衝突しない半径位置２７（半径Ｂ）にイオンビームが
位置し、回転円板の上流側に位置決めされたセットアッ
プ・ファラデーカップによって遮断される。制御システ
ムは、その後、半径Ｂから半径Ａにサーボ機械システム
を高速（毎秒数インチ）で駆動する。この運動をシステ
ムの走査戻しと呼ぶ。この時、セットアップ・ファラデ
ーカップは、ビームから再び後退され、そしてサイクル
が繰り返される。即ち、ファラデーカップとして機能す
る円板組立体全体によってビーム電流が測定される。こ
の電流は積分され、そして、サーボ機械システムを半径
Ａから半径Ｂに向けて移動させるのに使用される。本発
明のこの実施例では、半導体ウエハの全ての半径位置に
おいて一過的な温度変化を減少できる。図２Ａに示され
た結果が、本実施例において得られる典型的な結果であ
る。
【００１１】本発明の第３実施例においては、図４Ａと
４Ｂに概略的に示された組立体３３に単一の半導体基板
３５が取り付けられている。本実施例では、ウエハ取付
け組立体３３の上流側に配置された挿入可能なセットア
ップ・ファラデーカップ３２において、イオンビーム３
１が最適化される。この時点でのビームは、（図４Ａの
図の平面と直角で図４Ｂの図の平面と平行な）細長のリ
ボン形で、リボンの断面の長さは、半導体ウエハ３５の
直径よりも少なくとも２センチ大きい。注入が開始され
ると、セットアップ・ファラデーカップ３２がビームか
ら後退され、ウエハ取付け組立体の背部に配設されたフ
ァラデーカップ３６にイオンビームが衝突する。この
時、イオンは半導体ウエハに衝突しない。ビーム電流は
積分されてサーボ機械システムを駆動するために使用さ
れ、（図４Ａの図の平面内でかつ図４Ｂの図の平面と直
交する方向で）ビームの長手方向と交差する方向の運動
をウエハに付与する。サーボ機械システムの適切な制御
により、イオンビームが点Ａから点Ｂに移動するように
ウエハが移動し、ウエハ内にイオンが均一に分布する。
点Ｂにおいて、イオンビームを遮るためにセットアップ
・ファラデーカップが再び挿入される。ウエハの組立体
は、点Ｂから点Ａへ走査戻しモードで高速に移動され
る。この時点で、セットアップ・ファラデーカップは再
び後退され、そしてサイクルが繰り返される。即ち、ウ
エハ取付け組立体の背部に配置されたファラデーカップ
内で電流が積分され、そして、サーボ機械システムを点
Ａから点Ｂに移動させるのに使用される。
４Ｂに概略的に示された組立体３３に単一の半導体基板
３５が取り付けられている。本実施例では、ウエハ取付
け組立体３３の上流側に配置された挿入可能なセットア
ップ・ファラデーカップ３２において、イオンビーム３
１が最適化される。この時点でのビームは、（図４Ａの
図の平面と直角で図４Ｂの図の平面と平行な）細長のリ
ボン形で、リボンの断面の長さは、半導体ウエハ３５の
直径よりも少なくとも２センチ大きい。注入が開始され
ると、セットアップ・ファラデーカップ３２がビームか
ら後退され、ウエハ取付け組立体の背部に配設されたフ
ァラデーカップ３６にイオンビームが衝突する。この
時、イオンは半導体ウエハに衝突しない。ビーム電流は
積分されてサーボ機械システムを駆動するために使用さ
れ、（図４Ａの図の平面内でかつ図４Ｂの図の平面と直
交する方向で）ビームの長手方向と交差する方向の運動
をウエハに付与する。サーボ機械システムの適切な制御
により、イオンビームが点Ａから点Ｂに移動するように
ウエハが移動し、ウエハ内にイオンが均一に分布する。
点Ｂにおいて、イオンビームを遮るためにセットアップ
・ファラデーカップが再び挿入される。ウエハの組立体
は、点Ｂから点Ａへ走査戻しモードで高速に移動され
る。この時点で、セットアップ・ファラデーカップは再
び後退され、そしてサイクルが繰り返される。即ち、ウ
エハ取付け組立体の背部に配置されたファラデーカップ
内で電流が積分され、そして、サーボ機械システムを点
Ａから点Ｂに移動させるのに使用される。
【００１２】本発明のこの実施例では、図２Ａに概略的
に示されたものと同様に、半導体ウエハの全ての位置に
おいて一過的ウエハ温度を減少できる。
に示されたものと同様に、半導体ウエハの全ての位置に
おいて一過的ウエハ温度を減少できる。
【００１３】第４実施例では、図５に概略的に示す組立
体４３に単一の半導体基板４５が取り付けられている。
本実施例では、ウエハ取付け組立体４３の上流側に位置
決めされたセットアップ・ファラデーカップ４２内でイ
オンビームが最適化される。この時点でのビームは、
（図５の図の平面と直角な）細長のリボン形で、リボン
の断面の長さは、半導体ウエハ４５の直径よりも少なく
とも２センチ大きい。注入が開始されると、セットアッ
プ・ファラデーカップ４２がビームから後退され、ファ
ラデーカップとして機能するウエハ取付け組立体にイオ
ンビームが衝突する。この時、イオンは半導体ウエハに
衝突しない。ビーム電流は積分され、（図５の図の平面
内で）ビームの長手方向と交差する方向の運動をウエハ
に付与するようにサーボ機械システムを駆動するために
使用される。サーボ機械システムの適切な制御により、
イオンビームが点Ａから点Ｂに移動するようにウエハが
移動し、ウエハ内にイオンが均一に分布する。点Ｂにお
いては、イオンビームを遮るためにセットアップ・ファ
ラデーカップが再び挿入される。ウエハの組立体は、点
Ｂから点Ａへ走査戻しモードで高速に移動される。この
時点で、セットアップ・ファラデーカップは再び後退さ
れ、そしてサイクルが繰り返される。即ち、ウエハ取付
け組立体内で電流が積分され、そして、サーボ機械シス
テムを点Ａから点Ｂに移動させるのに使用される。本発
明のこの実施例では、図２Ａに概略的に示されたものと
同様に、半導体ウエハの全ての位置において一過的ウエ
ハ温度を減少できる。
体４３に単一の半導体基板４５が取り付けられている。
本実施例では、ウエハ取付け組立体４３の上流側に位置
決めされたセットアップ・ファラデーカップ４２内でイ
オンビームが最適化される。この時点でのビームは、
（図５の図の平面と直角な）細長のリボン形で、リボン
の断面の長さは、半導体ウエハ４５の直径よりも少なく
とも２センチ大きい。注入が開始されると、セットアッ
プ・ファラデーカップ４２がビームから後退され、ファ
ラデーカップとして機能するウエハ取付け組立体にイオ
ンビームが衝突する。この時、イオンは半導体ウエハに
衝突しない。ビーム電流は積分され、（図５の図の平面
内で）ビームの長手方向と交差する方向の運動をウエハ
に付与するようにサーボ機械システムを駆動するために
使用される。サーボ機械システムの適切な制御により、
イオンビームが点Ａから点Ｂに移動するようにウエハが
移動し、ウエハ内にイオンが均一に分布する。点Ｂにお
いては、イオンビームを遮るためにセットアップ・ファ
ラデーカップが再び挿入される。ウエハの組立体は、点
Ｂから点Ａへ走査戻しモードで高速に移動される。この
時点で、セットアップ・ファラデーカップは再び後退さ
れ、そしてサイクルが繰り返される。即ち、ウエハ取付
け組立体内で電流が積分され、そして、サーボ機械シス
テムを点Ａから点Ｂに移動させるのに使用される。本発
明のこの実施例では、図２Ａに概略的に示されたものと
同様に、半導体ウエハの全ての位置において一過的ウエ
ハ温度を減少できる。
【００１４】第５実施例では、図６に概略的に示す組立
体５３に単一の半導体基板５５が取り付けられている。
本実施例では、ウエハ取付け組立体５３の上流側に位置
決めされたセットアップ・ファラデーカップ５２内でイ
オンビーム５１が最適化される。この時点でのビーム
は、（図６の図の平面と直角な）細長のリボン形で、リ
ボンの断面の長さは、半導体ウエハ５５の直径よりも少
なくとも２センチ大きい。注入が開始されると、セット
アップ・ファラデーカップ５２が後退され、ウエハ取付
け組立体の背部に位置決めされたファラデーカップ５６
にイオンビームが衝突する。この時、イオンは半導体ウ
エハに衝突しない。ビーム電流は積分され、（図６の図
の平面内で）ビームの長手方向と交差する方向の運動を
イオンビーム発生組立体５８に付与するようにサーボ機
械システムを駆動するために使用される。サーボ機械シ
ステムの適切な制御により、イオンビームが点Ａから点
Ｂに移動し、ウエハ内にイオンが均一に分布する。点Ｂ
においては、イオンビームを遮断するためにセットアッ
プ・ファラデーカップが再び挿入される。イオンビーム
発生組立体は、点Ｂから点Ａへ走査戻しモードで高速に
移動される。この時点で、セットアップ・ファラデーカ
ップは再び後退され、そしてサイクルが繰り返される。
即ち、ウエハ取付け組立体の背部に位置決めされたファ
ラデーカップによって電流が積分され、そして、サーボ
機械システムを点Ａから点Ｂに向けて移動させるのに使
用される。本発明のこの実施例では、図２Ａに概略的に
示されたものと同様に、半導体ウエハの全ての位置にお
いて一過的ウエハ温度を減少できる。
体５３に単一の半導体基板５５が取り付けられている。
本実施例では、ウエハ取付け組立体５３の上流側に位置
決めされたセットアップ・ファラデーカップ５２内でイ
オンビーム５１が最適化される。この時点でのビーム
は、（図６の図の平面と直角な）細長のリボン形で、リ
ボンの断面の長さは、半導体ウエハ５５の直径よりも少
なくとも２センチ大きい。注入が開始されると、セット
アップ・ファラデーカップ５２が後退され、ウエハ取付
け組立体の背部に位置決めされたファラデーカップ５６
にイオンビームが衝突する。この時、イオンは半導体ウ
エハに衝突しない。ビーム電流は積分され、（図６の図
の平面内で）ビームの長手方向と交差する方向の運動を
イオンビーム発生組立体５８に付与するようにサーボ機
械システムを駆動するために使用される。サーボ機械シ
ステムの適切な制御により、イオンビームが点Ａから点
Ｂに移動し、ウエハ内にイオンが均一に分布する。点Ｂ
においては、イオンビームを遮断するためにセットアッ
プ・ファラデーカップが再び挿入される。イオンビーム
発生組立体は、点Ｂから点Ａへ走査戻しモードで高速に
移動される。この時点で、セットアップ・ファラデーカ
ップは再び後退され、そしてサイクルが繰り返される。
即ち、ウエハ取付け組立体の背部に位置決めされたファ
ラデーカップによって電流が積分され、そして、サーボ
機械システムを点Ａから点Ｂに向けて移動させるのに使
用される。本発明のこの実施例では、図２Ａに概略的に
示されたものと同様に、半導体ウエハの全ての位置にお
いて一過的ウエハ温度を減少できる。
【００１５】第６実施例では、図７に概略的に示す組立
体６３に単一の半導体基板６５が取り付けられている。
本実施例では、ウエハ取付け組立体の上流側に位置決め
されたセットアップ・ファラデーカップ６２内でイオン
ビーム６１が最適化される。この時点でのビームは、
（図７の図の平面と直角な）細長のリボン形で、リボン
の断面の長さは、半導体ウエハ６５の直径よりも少なく
とも２センチ大きい。注入が開始されると、セットアッ
プ・ファラデーカップ６２が後退され、ファラデーカッ
プとして機能するウエハ取付け組立体にイオンビームが
衝突する。この時、イオンは半導体ウエハに衝突しな
い。ビーム電流は積分され、（図７の図の平面内での）
ビームの長手方向と交差する方向の運動をイオンビーム
発生組立体６８に付与するようにサーボ機械システムを
駆動するために使用される。サーボ機械システムの適切
な制御により、イオンビームが点Ａから点Ｂに移動し、
ウエハ内にイオンが均一に分布する。点Ｂにおいては、
イオンビームを遮るためにセットアップ・ファラデーカ
ップが再び挿入される。イオンビーム発生組立体は、点
Ｂから点Ａへ走査戻しモードで高速に移動される。この
時、セットアップ・ファラデーカップは再び後退され、
そしてサイクルが繰り返される。即ち、ファラデーカッ
プとして機能するウエハ取付け組立体によって電流が積
分され、そして、サーボ機械システムを点Ａから点Ｂに
移動させるのに使用される。本発明のこの実施例では、
図２Ａに概略的に示されたものと同様に、半導体ウエハ
の全ての位置において一過的ウエハ温度を減少できる。
体６３に単一の半導体基板６５が取り付けられている。
本実施例では、ウエハ取付け組立体の上流側に位置決め
されたセットアップ・ファラデーカップ６２内でイオン
ビーム６１が最適化される。この時点でのビームは、
（図７の図の平面と直角な）細長のリボン形で、リボン
の断面の長さは、半導体ウエハ６５の直径よりも少なく
とも２センチ大きい。注入が開始されると、セットアッ
プ・ファラデーカップ６２が後退され、ファラデーカッ
プとして機能するウエハ取付け組立体にイオンビームが
衝突する。この時、イオンは半導体ウエハに衝突しな
い。ビーム電流は積分され、（図７の図の平面内での）
ビームの長手方向と交差する方向の運動をイオンビーム
発生組立体６８に付与するようにサーボ機械システムを
駆動するために使用される。サーボ機械システムの適切
な制御により、イオンビームが点Ａから点Ｂに移動し、
ウエハ内にイオンが均一に分布する。点Ｂにおいては、
イオンビームを遮るためにセットアップ・ファラデーカ
ップが再び挿入される。イオンビーム発生組立体は、点
Ｂから点Ａへ走査戻しモードで高速に移動される。この
時、セットアップ・ファラデーカップは再び後退され、
そしてサイクルが繰り返される。即ち、ファラデーカッ
プとして機能するウエハ取付け組立体によって電流が積
分され、そして、サーボ機械システムを点Ａから点Ｂに
移動させるのに使用される。本発明のこの実施例では、
図２Ａに概略的に示されたものと同様に、半導体ウエハ
の全ての位置において一過的ウエハ温度を減少できる。
【００１６】本発明の原理を実施例と共に説明したが、
ここで用いられた特定の用語は、総称的また説明的な意
味で使用されているのであり、限定を目的とするもので
はなく、本発明の範囲は以下の請求の範囲に述べられて
いる。
ここで用いられた特定の用語は、総称的また説明的な意
味で使用されているのであり、限定を目的とするもので
はなく、本発明の範囲は以下の請求の範囲に述べられて
いる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、機
械的走査を利用したシステムにおいて、一過的温度をシ
リコンウエハ全体に渡って低下させ、照射量の均一性を
保証できる効果がある。
械的走査を利用したシステムにおいて、一過的温度をシ
リコンウエハ全体に渡って低下させ、照射量の均一性を
保証できる効果がある。
【図１】本発明による、回転ターゲットと挿入可能なセ
ットアップ・ファラデーカップとの組合せを示す略図。
ットアップ・ファラデーカップとの組合せを示す略図。
【図２Ａ】本発明に従って作動されたときの図１のター
ゲット上の種々の位置における温度の変動を時間の経過
の関数として示すグラフ。
ゲット上の種々の位置における温度の変動を時間の経過
の関数として示すグラフ。
【図２Ｂ】従来技術に従って作動されたときの図１のタ
ーゲット上の種々の位置における温度の変動を時間の経
過の関数として示すグラフ。
ーゲット上の種々の位置における温度の変動を時間の経
過の関数として示すグラフ。
【図３】本発明による、回転ターゲットと挿入可能なセ
ットアップ・ファラデーカップとの第２の組合せを示す
略図。
ットアップ・ファラデーカップとの第２の組合せを示す
略図。
【図４Ａ】本発明による、往復移動ターゲットと挿入可
能なセットアップ・ファラデーカップとの組合せを示す
幾分図式化した平面図。
能なセットアップ・ファラデーカップとの組合せを示す
幾分図式化した平面図。
【図４Ｂ】図４Ａに示す装置の幾分図式化した側面図。
【図５】本発明による、往復移動ターゲットと挿入可能
なセットアップ・ファラデーカップとの第２の組合せを
示す略図。
なセットアップ・ファラデーカップとの第２の組合せを
示す略図。
【図６】本発明による、往復動イオンビーム発生組立
体、ターゲット、及び挿入可能なセットアップ・ファラ
デーカップの組合せを示す略図。
体、ターゲット、及び挿入可能なセットアップ・ファラ
デーカップの組合せを示す略図。
【図７】本発明による、往復動イオンビーム発生組立
体、ターゲット、及び挿入可能なセットアップ・ファラ
デーカップの第２の組合せを示す略図。
体、ターゲット、及び挿入可能なセットアップ・ファラ
デーカップの第２の組合せを示す略図。
【図８】上記の米国特許第３，７７８，６２６にロバー
トソンによって開示された従来技術に従ってイオン注入
される工作物を保持するためのターゲットを示す、部分
的に簡略化し、部分的に図式化した図である。
トソンによって開示された従来技術に従ってイオン注入
される工作物を保持するためのターゲットを示す、部分
的に簡略化し、部分的に図式化した図である。
１：ビーム、２：セットアップ・ファラデーカップ、
３：回転円板、４：半径位置、５：ウエハ、６：ファラ
デーカップ、７：半径位置、１０：工作物、１１：ター
ゲット、１２：軸、１３：イオンビーム、１４：イオン
源、１５：領域、１６：螺旋経路、１７：高圧電源、１
８：接地結線、１９：接地結線、２１：ビーム、２２：
セットアップ・ファラデーカップ、２３：回転円板組立
体、２４：半径位置、２５：ウエハ、２７：半径位置、
３１：イオンビーム、３２：セットアップ・ファラデー
カップ、３３：組立体、３５：半導体ウエハ、３６：フ
ァラデーカップ、４１：イオンビーム、４２：セットア
ップ・ファラデーカップ、４３：組立体、４５：半導体
ウエハ、５１：イオンビーム、５２：セットアップ・フ
ァラデーカップ、５３：組立体、５５：半導体ウエハ、
５６：ファラデーカップ、５８：イオンビーム発生組立
体、６１：イオンビーム、６２：セットアップ・ファラ
デーカップ、６３：組立体、６５：半導体ウエハ、６
８：イオンビーム発生組立体。
３：回転円板、４：半径位置、５：ウエハ、６：ファラ
デーカップ、７：半径位置、１０：工作物、１１：ター
ゲット、１２：軸、１３：イオンビーム、１４：イオン
源、１５：領域、１６：螺旋経路、１７：高圧電源、１
８：接地結線、１９：接地結線、２１：ビーム、２２：
セットアップ・ファラデーカップ、２３：回転円板組立
体、２４：半径位置、２５：ウエハ、２７：半径位置、
３１：イオンビーム、３２：セットアップ・ファラデー
カップ、３３：組立体、３５：半導体ウエハ、３６：フ
ァラデーカップ、４１：イオンビーム、４２：セットア
ップ・ファラデーカップ、４３：組立体、４５：半導体
ウエハ、５１：イオンビーム、５２：セットアップ・フ
ァラデーカップ、５３：組立体、５５：半導体ウエハ、
５６：ファラデーカップ、５８：イオンビーム発生組立
体、６１：イオンビーム、６２：セットアップ・ファラ
デーカップ、６３：組立体、６５：半導体ウエハ、６
８：イオンビーム発生組立体。
Claims (13)
- 【請求項１】 イオンビームをターゲットに向けるとと
もに、前記ビームと前記ターゲットとの間の走査運動を
機械的に与えるイオン注入方法において、 一方向への低速で活性な機械的走査と逆方向への高速で
不活性な機械的走査とを交互に行うようにした方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法であって、前記不活
性な走査は、前記ターゲットに衝突する前に前記イオン
ビームを遮ることによって不活性にされるものである方
法。 - 【請求項３】 ターゲットと、イオンビームをターゲッ
トに向ける手段と、前記ビームと前記ターゲットとの間
の走査運動を機械的に与える手段とを含むイオン注入装
置において、 一方向への低速で活性な機械的走査と逆方向への高速で
不活性な機械的走査とを交互に行うようにした装置。 - 【請求項４】 放射ビームを用いて工作物を処理しなが
ら一過的な温度の影響を減少させるための請求項１記載
の方法であって、ビームの経路内に位置するターゲット
の主面に工作物が取付けられ、前記方法は、 本質的にビームと平行な軸を中心としてターゲットを回
転する工程と、ビームと実質的に直交する経路に沿って
ターゲットを横断するようにビーム移動を繰り返し実行
し、ターゲット上で工作物の半径方向外側から始まり、
工作物の半径方向内側で終わる螺旋経路を描く工程と、 軸とビームとの間の距離の関数として横断速度を変化さ
せ、各横断の後イオンビームを遮断し、次の横断の前
に、ビームと実質的に直交する経路に沿ってターゲット
を高速で横移動させ、ターゲット上で工作物の半径方向
内側から始まり、工作物の半径方向外側で終わる走査戻
し螺旋経路を描く工程とを含む方法。 - 【請求項５】 放射ビームを工作物に照射することによ
って工作物を処理しながら一過的な温度の影響を減少さ
せるための請求項３記載の装置であって、この装置は、
工作物を走査方向へ移送する移動支持要素と、前記走査
方向と全体として直交する制御方向における前記支持要
素の表面と前記ビームとの間の相対移動を行う手段と、
前記ビームの強度を測定する測定手段と、前記制御方向
への移動速度変化させる制御手段とを備え、 前記支持平面は、全体として前記制御方向に延びたスロ
ットを有し、 前記ビーム測定手段は、前記スロットを通過して進行す
る前記ビームの強度を測定するために前記支持要素の背
部に位置決めされた手段を含み、 前記制御手段は、前記スロットを通過して進行する前記
ビームの測定強度に応答し前記制御方向の移動速度を変
化させる手段を含むものにおいて、 前記移動は、前記工作物の一方の縁の外側の第１端位置
から、前記工作物の前記一方の縁とは反対側の縁の外側
の第２端位置まで行われ、前記制御手段は、前記第２端
位置から前記第１端位置へ高速で走査戻し移動を行うた
めの手段を含み、前記装置は、この高速走査戻し移動の
間、前記ビームを遮る手段を含むことを特徴とする装
置。 - 【請求項６】 イオンビームを用いて工作物を処理しな
がら一過的な温度の影響を減少させるための請求項１記
載の方法であって、前記方法は、 細長のリボン形状を有するイオンビームを発生する工程
と、 第１のファラデーカップを前記ビームの経路中に支持す
る工程と、 単一の半導体基板を組立体に取り付ける工程と、 ウエハ取付け組立体の上流側に位置決めされたセットア
ップ・ファラデーカップの中で前記イオンビームを最適
化し、それが基板上に衝突した時、基板の直径よりも少
なくとも２センチ長い細長のリボン形状を持つようにす
る工程と、 前記セットアップ・ファラデーカップを後退させて前記
ビームを前記第１のファラデーカップに衝突させる工程
と、 ビーム電流を積分し、前記ビームと実質的に直交しビー
ムのリボン形状を横切る方向の運動を前記組立体に付与
するサーボ機械システムを駆動するために積分されたビ
ーム電流を利用し、これにより前記基板の一方の側から
少なくともある程度離れた開始位置から前記基板の反対
側から少なくともある程度離れた終了位置まで、組立体
とこれに装着された基板を越えてビームのリボンを移動
させる工程と、 サーボ機械システムを制御して基板内に均一なイオン分
布を得る工程と、 セットアップ・ファラデーカップを再度挿入して終点に
達した後でイオンビームを遮る工程と、 組立体を走査戻しモードで高速で移動させる工程とを含
む方法。 - 【請求項７】 イオンビームを用いて工作物を処理しな
がら一過的な温度の影響を減少させるための請求項３記
載の装置であって、前記装置は、 細長のリボン形状を有するイオンビームを発生する手段
と、 前記ビームの経路中に支持された第１のファラデーカッ
プと、 単一の半導体基板を取り付ける取付け組立体と、 ウエハ取付け組立体の上流側に位置決めされたセットア
ップ・ファラデーカップと、 前記ビームを遮るとともに、前記ビームが基板上に衝突
した時、基板の直径よりも少なくとも２センチ長い細長
のリボン形状を持つように前記ビームを最適化するため
に、セットアップ・ファラデーカップを挿入する手段
と、 前記セットアップ・ファラデーカップを後退させて前記
ビームを前記第１のファラデーカップに衝突させる手段
と、 前記ビームと実質的に直交しビームのリボン形状を横切
る方向の運動を前記組立体に付与し、これにより前記基
板の一方の側から少なくともある程度離れた開始位置か
ら前記基板の反対側から少なくともある程度離れた終了
位置まで、組立体とこれに装着された基板を越えてビー
ムのリボンを移動させるサーボ機械システムと、 前記第１のファラデーカップによって集められたビーム
電流を積分し、この積分した電流を用いてサーボ機械シ
ステムを駆動し、基板内に均一なイオン分布を得るよう
に制御する手段と、 セットアップ・ファラデーカップを再度挿入して終点に
達した後でイオンビームを遮る手段と、 組立体を走査戻しモードで高速で移動させて前記イオン
ビームを前記終了位置から開始位置に高速で移動させる
手段とを含む装置。 - 【請求項８】 イオンビームを用いて工作物を処理しな
がら一過的な温度の影響を減少させるための請求項１記
載の方法であって、前記方法は、 細長のリボン形状を有するイオンビームを発生する工程
と、 ファラデーカップとして動作する組立体に単一の半導体
基板を取り付ける工程と、 ウエハ取付け組立体の上流側に位置決めされたセットア
ップ・ファラデーカップの中で前記イオンビームを最適
化し、それが基板上に衝突した時、基板の直径よりも少
なくとも２センチ長い細長のリボン形状を持つようにす
る工程と、 前記セットアップ・ファラデーカップを後退させて前記
ビームをファラデーカップとして動作する前記組立体に
衝突させる工程と、 ビーム電流を積分し、前記ビームと実質的に直交しビー
ムのリボン形状を横切る方向の運動を前記組立体に付与
するサーボ機械システムを駆動するために積分されたビ
ーム電流を利用し、これにより前記基板の一方の側から
少なくともある程度離れた開始位置から前記基板の反対
側から少なくともある程度離れた終了位置まで、組立体
とこれに装着された基板を越えてビームのリボンを移動
させる工程と、 サーボ機械システムを制御して基板内に均一なイオン分
布を得る工程と、 セットアップ・ファラデーカップを再度挿入して終点に
達した後でイオンビームを遮る工程と、 組立体を走査戻しモードで高速で移動させる工程とを含
む方法。 - 【請求項９】 イオンビームを用いて工作物を処理しな
がら一過的な温度の影響を減少させるための請求項３記
載の装置であって、前記装置は、 細長のリボン形状を有するイオンビームを発生する手段
と、 単一の半導体基板を取り付ける取付け組立体であって、
ファラデーカップとして作動する取付け組立体と、 ウエハ取付け組立体の上流側に位置決めされた前記セッ
トアップ・ファラデーカップと、 前記ビームを遮るとともに、前記ビームが基板上に衝突
した時、基板の直径よりも少なくとも２センチ長い細長
のリボン形状を持つように前記ビームを最適化するため
に、前記セットアップ・ファラデーカップを挿入する手
段と、 前記セットアップ・ファラデーカップを後退させて前記
ビームをファラデーカップとして動作する前記組立体に
衝突させる手段と、 前記ビームと実質的に直交しビームのリボン形状を横切
る方向の運動を前記組立体に付与し、これにより前記基
板の一方の側から少なくともある程度離れた開始位置か
ら前記基板の反対側から少なくともある程度離れた終了
位置まで、組立体とこれに装着された基板を越えてビー
ムのリボンを移動させるサーボ機械システムと、 ファラデーカップとして動作する前記組立体によって集
められたビーム電流を積分し、この積分したビーム電流
を用いてサーボ機械システムを駆動し、基板内に均一な
イオン分布を得るように制御する手段と、 セットアップ・ファラデーカップを再度挿入して終点に
達した後でイオンビームを遮る手段と、 組立体を走査戻しモードで高速で移動させて前記イオン
ビームを前記終了位置から開始位置に高速で移動させる
手段とを含む装置。 - 【請求項１０】 イオンビームを用いて工作物を処理し
ながら一過的な温度の影響を減少させるための請求項１
記載の方法であって、前記方法は、 細長のリボン形状を有するイオンビームをイオンビーム
発生組立体の中で発生する工程と、 第１のファラデーカップを前記ビームの経路中に支持す
る工程と、 単一の半導体基板を組立体に取り付ける工程と、 ウエハ取付け組立体の上流側に位置決めされたセットア
ップ・ファラデーカップの中で前記イオンビームを最適
化し、それが基板上に衝突した時、基板の直径よりも少
なくとも２センチ長い細長のリボン形状を持つようにす
る工程と、 前記セットアップ・ファラデーカップを後退させて前記
ビームを前記第１のファラデーカップに衝突させる工程
と、 ビーム電流を積分し、前記ビームと実質的に直交しビー
ムのリボン形状を横切る方向の運動を前記イオンビーム
発生組立体に付与するサーボ機械システムを駆動するた
めに積分されたビーム電流を利用し、これにより前記基
板の一方の側から少なくともある程度離れた開始位置か
ら前記基板の反対側から少なくともある程度離れた終了
位置まで、組立体とこれに装着された基板を越えてビー
ムのリボンを移動させる工程と、 サーボ機械システムを制御して基板内に均一なイオン分
布を得る工程と、 セットアップ・ファラデーカップを再度挿入して終点に
達した後でイオンビームを遮る工程と、 組立体を走査戻しモードで高速で移動させる工程とを含
む方法。 - 【請求項１１】 イオンビームを用いて工作物を処理し
ながら一過的な温度の影響を減少させるための請求項３
記載の装置であって、前記装置は、 細長のリボン形状を有するイオンビームを発生するイオ
ンビーム発生組立体と、 前記ビームの経路中に支持された第１のファラデーカッ
プと、 単一の半導体基板を取り付ける取付け組立体と、 ウエハ取付け組立体の上流側に位置決めされたセットア
ップ・ファラデーカップと、 前記ビームを遮るととに、前記ビームが基板上に衝突し
た時、リボンが基板の直径よりも少なくとも２センチ長
い細長のリボン形状を持つように前記ビームを最適化す
るために、前記セットアップ・ファラデーカップを挿入
する手段と、 前記セットアップ・ファラデーカップを後退させて前記
ビームを前記第１のファラデーカップに衝突させる手段
と、 前記ビームと実質的に直交しビームのリボン形状を横切
る方向の運動を前記ビーム発生組立体に付与し、これに
より前記基板の一方の側から少なくともある程度離れた
開始位置から前記基板の反対側から少なくともある程度
離れた終了位置まで、組立体とこれに装着された基板を
越えてビームのリボンを移動させるサーボ機械システム
と、 前記第１のファラデーカップによって集められたビーム
電流を積分し、この積分したビーム電流を用いてサーボ
機械システムを駆動し、基板内に均一なイオン分布を得
るように制御する手段と、 セットアップ・ファラデーカップを再度挿入して終点に
達した後でイオンビームを遮る手段と、 組立体を走査戻しモードで高速で移動させて前記イオン
ビームを前記終了位置から開始位置に高速で移動させる
手段とを含む装置。 - 【請求項１２】 イオンビームを用いて工作物を処理し
ながら一過的な温度の影響を減少させるための請求項１
記載の方法であって、前記方法は、 細長のリボン形状を有するイオンビームをイオンビーム
発生組立体の中で発生する工程と、 ファラデーカップとして動作する組立体に単一の半導体
基板を取り付ける工程と、 ウエハ取付け組立体の上流側に位置決めされたセットア
ップ・ファラデーカップの中で前記イオンビームを最適
化し、それが基板上に衝突した時、基板の直径よりも少
なくとも２センチ長い細長のリボン形状を持つようにす
る工程と、 前記セットアップ・ファラデーカップを後退させて前記
ビームをファラデーカップとして動作する前記組立体に
衝突させる工程と、 ビーム電流を積分し、前記ビームと実質的に直交しビー
ムのリボン形状を横切る方向の運動を前記イオンビーム
発生組立体に付与するサーボ機械システムを駆動するた
めに積分されたビーム電流を利用し、これにより前記基
板の一方の側から少なくともある程度離れた開始位置か
ら前記基板の反対側から少なくともある程度離れた終了
位置まで、組立体とこれに装着された基板を越えてビー
ムのリボンを移動させる工程と、 サーボ機械システムを制御して基板内に均一なイオン分
布を得る工程と、 セットアップ・ファラデーカップを再度挿入して終点に
達した後でイオンビームを遮る工程と、 組立体を走査戻しモードで高速で移動させる工程とを含
む方法。 - 【請求項１３】 イオンビームを用いて工作物を処理し
ながら一過的な温度の影響を減少させるための請求項３
記載の装置であって、前記装置は、 細長のリボン形状を有するイオンビームを発生するイオ
ンビーム発生組立体と、 単一の半導体基板を取り付ける取付け組立体であって、
ファラデーカップとして作動する取付け組立体と、 ウエハ取付け組立体の上流側に位置決めされたセットア
ップ・ファラデーカップと、 前記ビームを遮るとともに、前記ビームが基板上に衝突
した時、基板の直径よりも少なくとも２センチ長い細長
のリボン形状を持つように前記ビームを最適化するため
に、前記セットアップ・ファラデーカップを挿入する手
段と、 前記セットアップ・ファラデーカップを後退させて前記
ビームをファラデーカップとして動作する前記組立体に
衝突させる手段と、 前記ビームと実質的に直交しビームのリボン形状を横切
る方向の運動を前記イオンビーム発生組立体に付与し、
これにより前記基板の一方の側から少なくともある程度
離れた開始位置から前記基板の反対側から少なくともあ
る程度離れた終了位置まで、組立体とこれに装着された
基板を越えてビームのリボンを移動させるサーボ機械シ
ステムと、 ファラデーカップとして動作する前記組立体によって集
められたビーム電流を積分し、この積分したビーム電流
を用いてサーボ機械システムを駆動し、基板内に均一な
イオン分布を得るように制御する手段と、 セットアップ・ファラデーカップを再度挿入して終点に
達した後でイオンビームを遮る手段と、 組立体を走査戻しモードで高速で移動させて前記イオン
ビームを前記終了位置から開始位置に高速で移動させる
手段とを含む装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/125,117 US5486702A (en) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | Scan technique to reduce transient wafer temperatures during ion implantation |
| US08/125,117 | 1993-09-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0790580A true JPH0790580A (ja) | 1995-04-04 |
Family
ID=22418267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6219551A Pending JPH0790580A (ja) | 1993-09-21 | 1994-08-23 | イオン注入時における一過的ウエハ温度を低下させる走査技術 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5486702A (ja) |
| JP (1) | JPH0790580A (ja) |
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| US5811823A (en) * | 1996-02-16 | 1998-09-22 | Eaton Corporation | Control mechanisms for dosimetry control in ion implantation systems |
| US5980647A (en) * | 1997-07-15 | 1999-11-09 | International Business Machines Corporation | Metal removal cleaning process and apparatus |
| US5898179A (en) * | 1997-09-10 | 1999-04-27 | Orion Equipment, Inc. | Method and apparatus for controlling a workpiece in a vacuum chamber |
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| JP3934262B2 (ja) * | 1998-10-13 | 2007-06-20 | 三星電子株式会社 | 半導体を製造するため使用するイオン注入装置のファラデーカップをモニタする方法 |
| US6194734B1 (en) * | 1999-02-19 | 2001-02-27 | Axcelis Technologies, Inc. | Method and system for operating a variable aperture in an ion implanter |
Family Cites Families (9)
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|---|---|---|---|---|
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| GB8922225D0 (en) * | 1989-10-03 | 1989-11-15 | Superion Ltd | Apparatus and methods relating to ion implantation |
| GB8924223D0 (en) * | 1989-10-27 | 1989-12-13 | Superion Ltd | Method and apparatus relating to ion implantation |
| JP3034009B2 (ja) * | 1990-10-22 | 2000-04-17 | 株式会社日立製作所 | イオン打込み装置 |
-
1993
- 1993-09-21 US US08/125,117 patent/US5486702A/en not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-08-23 JP JP6219551A patent/JPH0790580A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5486702A (en) | 1996-01-23 |
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