JPH08250062A - イオンビームのスキャン幅調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ビーム走査領域の最端のビーム軌道となるよ
うにイオンビームを偏向させ、その軌道にビームを止め
た状態において、マスク５の開口部５ａを通過してフラ
ッグ６へ入射するイオンビームの電流の有無を、ビーム
電流計測器９によるビーム電流計測によって判断する。
そして、ビーム電流が計測されれば、ビームスキャン幅
を初期値から徐々に大きくして行き、ビーム電流計測値
が略０となったときに設定しているビームスキャン幅を
最適値とする。 【効果】 イオン注入処理条件によってイオンビーム径
が異なる場合でも、そのときのイオンビーム径に応じた
最適なオーバスキャン量となるようにスキャン幅を最適
に調整できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、イオンビームを走査し
てターゲットに照射するビーム走査方式のイオン注入装
置において、イオンビームのスキャン幅を最適に調整す
る方法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
イオン源でイオン化し、該イオン源から強電界によって
イオンを引き出してビームを形成した後、磁場を用いた
質量分析法により所望のイオンのみを選択的に取り出
し、この後、必要によってイオンビームの加速、整形、
偏向、走査等を行ってウエハ等のターゲットに照射する
ことで、ターゲット内に不純物を注入するものであり、
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、質量分析部によ
って所望のイオンビームが得られた後、該イオンビーム
を垂直方向および水平方向に静電的に走査するビーム走
査方式のイオン注入装置がある。

【０００４】図７に示すように、ビーム走査は、ビーム
通過経路を挟んで対向配置されてイオンビームを垂直方
向に走査する２枚１組の垂直走査電極５１・５１、およ
びその後段に配置されてイオンビームを水平方向に走査
する２枚１組の水平走査電極５２・５２のそれぞれに、
垂直走査電源５３及び水平走査電源５４より三角波状の
走査信号を印加することによってなされる。上記水平走
査電極５２・５２とターゲット５７との間には、中央に
開口部５５ａが形成されたビーム整形用のマスク５５が
設けられ、該マスク５５の開口部５５ａを通過したイオ
ンビームのみがプラテン５６に保持されたウエハ等のタ
ーゲット５７に照射されるようになっている。

【０００５】このようなビーム走査において、ターゲッ
ト５７の全面に均一に無駄なくイオンビームを照射する
ために、上記の垂直走査電極５１・５１および水平走査
電極５２・５２に印加する走査信号を調整して、イオン
ビームの走査状態を適正にする必要がある。つまり、イ
オンビームの走査領域の中心をターゲット５７の中心
（すなわち、マスク５５の開口部５５ａの中心）に合わ
せ（オフセット調整）、且つ、最適なオーバースキャン
量となるようにビームの走査幅を調整（スキャン幅調
整）しなければならない。そこで、従来より、マスク５
５とターゲット５７との間にフラッグ５８を配設し、イ
オン注入処理前に該フラッグ５８をイオンビームの軌道
上に存在させ、フラッグ５８に照射されたイオンビーム
のビーム電流を検出して垂直方向および水平方向の台形
波を得ることによって、イオンビームの走査状態を把握
して走査信号の調整（オフセット調整、スキャン幅調
整）を行うようになっている。

【０００６】具体的には、先ず、走査させないスポット
状のイオンビームをフラッグ５８に照射し、ビーム電流
計測器によってビーム電流を計測する（このときのビー
ム電流計測値をスポット電流Ｉ_spotと称する）。尚、ス
ポット電流Ｉ_spotは、所定の基準時間当たりの電流積算
値である。

【０００７】次に、水平方向または垂直方向の何れか一
方向のみにビームを１次元走査させる。ここでは、先
ず、水平方向のビーム走査の制御について説明する。こ
のときフラッグ５８に照射されたイオンビームのビーム
電流を縦軸に走査信号を横軸にとって得られる台形波
は、１次元走査の状態を示し、台形波の台形中央部の両
端部からの距離が等しくなるようにオフセットを調整す
る。オフセット調整は、波形発生手段が発生する基本の
三角波状の走査信号（近年では、注入均一性を高めるた
めに、上記三角波を歪ませることも多く、また、ターゲ
ット５７に対して垂直でなく、所定の角度をつけてイオ
ンビームを注入する場合にも、同様に三角波を歪ませて
いる）にオフセット信号を加算することによってなされ
る。

【０００８】ビーム走査方式の場合、注入均一性を高め
るため、ビーム走査領域がマスク５５の開口部５５ａよ
りも大きくなるようにオーバースキャンさせる必要があ
る。そこで、オフセット調整後、１次元走査の状態の状
態でフラッグ５８に照射されたイオンビームのビーム電
流計測値（スキャン電流Ｉ_scanと称する）をスポット電
流Ｉ_spotのα％になるようにスキャン幅を調整する。す
なわち、オーバースキャンによってスポット電流Ｉ_spot
の（１００−α）％のビーム電流がマスク５５によって
遮断されるように調整する。スキャン幅を自動調整する
機能を有するイオン注入装置では、上記のαの値は予め
設定された一定値であり、ビーム径（イオンビームのス
ポット径）に依らずいつも開口部５５ａを通過するビー
ム量と通過しないでオーバースキャンとなるビーム量と
が一定の割合となるように調整されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、均一注入の
ためには、ビーム走査領域の最端のビーム（即ち、水平
走査電極５２・５２によって最も大きく偏向されたビー
ム）が完全にマスク５５によって遮断され、全く開口部
５５ａを通過しない状態になっていなければならない。
そこで、上記のα％の値は次のようにして設定される。
すなわち、ビーム径はイオン種や加速電圧によって大き
く異なるので、イオンビームの最大スポット径を予想
し、予想したビーム径に基づいてα％の値を設定してい
る。

【００１０】しかしながら、予想したビーム径よりも実
際のビーム径の方が大きかった場合、オーバースキャン
が不足する（図８中のビームスポットＢＳ₅₁のようにビ
ーム走査領域の最端のビームの一部が開口部５５ａを通
過する）ことになり、注入量の均一性が保てないという
問題がある。このような事態を回避するには、最悪の状
態を考えてα％の値を非常に小さい値に設定しなければ
ならないが、α％の値が小さいにも関わらず実際のビー
ム径が小さい場合、オーバースキャンが過剰になり（図
８中のビームスポットＢＳ₅₂のようにビーム走査領域の
最端のビームの軌道が開口部５５ａの端縁から必要以上
に離れる）、その分有効に注入に生かされないビーム量
が多くなるので、注入処理時間が長くなってスループッ
トの低下を招来するという問題がある。

【００１１】尚、上記の問題の解決策として、イオン種
や加速電圧に応じてα％の値を段階的に設定変更するこ
とも考えられるが、その場合でも的確なビーム径の予想
は困難であり、常に最適なスキャン幅調整をすることは
できない。

【００１２】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、イオンビームのビーム径に依らず、常
に最適なスキャン幅調整を簡単に行うことができるイオ
ンビームのスキャン幅調整方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のイオンビームの
スキャン幅調整方法は、イオンビームを偏向させる電極
に略三角波の高周波走査信号を印加してイオンビームを
走査させ、上記電極とターゲットとの間に配置されたマ
スクの開口部を通過したイオンビームのみをターゲット
に注入させるイオン注入処理においてイオンビームのス
キャン幅を最適に調整する方法であって、上記の課題を
解決するために、以下の手段を講じたことを特徴として
いる。

【００１４】すなわち、マスクの開口部に対するイオン
ビームのオフセット調整を行った後、ビームスキャン幅
を初期値に設定して所定の一方向に走査した場合におけ
るビーム走査領域の最端のビーム軌道となるようにイオ
ンビームを偏向させる所定の直流信号を、上記電極に印
加し、イオンビームを一定の偏向角で偏向させ、その
後、ビームスキャン幅の設定を初期値より徐々に大きく
して行って、上記の初期のビーム軌道からイオンビーム
がマスクにて遮断される方向へビーム軌道を変化させな
がら、それと同時にマスクの開口部を通過するイオンビ
ームのビーム電流を計測し、マスクの開口部を通過する
イオンビームのビーム電流計測値が略０となったときに
設定しているビームスキャン幅を最適値とする。

【００１５】

【作用】上記の方法によれば、ビーム走査領域の最端の
ビーム軌道となるようにイオンビームを偏向させる所定
の直流信号を電極に印加して、その軌道にビームを止め
た状態において、マスクの開口部を通過するイオンビー
ムの電流の有無をビーム計測によって判断する。そし
て、ビーム電流が計測されれば、ビームスキャン幅を初
期値から徐々に大きくして行き、ビーム電流計測値が略
０となったときに設定しているビームスキャン幅を最適
値とする。したがって、イオン注入処理条件によってイ
オンビーム径が異なる場合でも、イオンビーム径に依ら
ず、毎回、ビーム走査領域の最端のビーム軌道のイオン
ビームがマスクに遮断されてマスクの開口部を全く通過
せず、且つ、ビームが開口部の端縁に非常に近い位置に
なるようにスキャン幅調整がなされ、これにて必要最小
限のオーバースキャン量にて均一注入が可能となり、注
入処理時間の短縮が図れる。

【００１６】また、ビームを走査させた状態でスキャン
幅を調整するのではなく、スキャン幅を決定するビーム
走査領域の最端のビーム軌道にビームを止めた状態で、
マスクの開口部を利用したビーム計測によりスキャン幅
調整を行うので、非常に簡単にスキャン幅調整を行うこ
とができる。

【００１７】

【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図６に
基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００１８】本実施例に係るビーム走査方式のイオン注
入装置は、図１に示すように、スポット状の直進ビーム
を垂直方向に走査する２枚１組の垂直走査電極１・１を
有している。上記垂直走査電極１・１は、水平方向に一
致した電極面を有し、イオンビームの直進軌道を挟んで
対向するように設けられている。上記の垂直走査電極１
・１には、これらに略三角波状の垂直走査信号を印加す
る垂直走査電源３が接続されている。上記垂直走査電極
１・１には、互いに１８０度位相が異なる高周波（例え
ば８８Ｈｚ）の三角波状の垂直走査信号がそれぞれ印加
され、これにより、垂直走査電極１・１間の略中央を通
過するスポット状のイオンビームは、電極間に形成され
る電界強度の変化によって扇形状の垂直走査ビームとな
る。

【００１９】尚、上記垂直走査電極１・１のビーム通過
経路の上流側には、所望のイオン種からなるイオンビー
ムを形成する手段として、図示しないイオン源と質量分
析マグネットとが設けられている。また、必要により質
量分析マグネットと垂直走査電極１・１との間に、イオ
ンを加速する加速管やビームを収束させるＱレンズ等が
設けられる。

【００２０】上記垂直走査電極１・１の下流側には、扇
形状の垂直走査ビームを水平方向に走査する２枚１組の
水平走査電極２・２が設けられている。上記水平走査電
極２・２は、垂直方向に一致した電極面を有し、イオン
ビームの軌道を挟んで対向するように設けられている。
上記の水平走査電極２・２には、これらに三角波状の水
平走査信号を印加する水平走査電源４が接続されてい
る。上記水平走査電極２・２には、互いに１８０度位相
が異なる高周波（例えば５０２Ｈｚ）の三角波状の垂直
走査信号がそれぞれ印加され、これにより、前段の垂直
走査電極１・１で扇形状に１次元走査されたイオンビー
ムは、水平走査電極２・２間を通過することによって２
次元に走査されたイオンビームとなる。

【００２１】上記水平走査電極２・２の下流側には、２
次元に走査されたイオンビームの照射形状を整形する
（照射領域を決める）板状のマスク５が設けられてい
る。このマスク５の中央にはイオンビームを通過させる
開口部５ａが形成されている。この開口部５ａは、イオ
ンビームの照射対象となるウエハ等のターゲット７の形
状に対応した開口径および形状になっている。

【００２２】上記のマスク５の開口部５ａを通過したイ
オンビームの進行方向には、イオンビームの進行を遮断
可能な導電性のフラッグ６と、ウエハ等のターゲット８
を回転可能および傾斜可能に保持する導電性のプラテン
７とがこの順に設けられている。上記フラッグ６は図示
しない駆動機構によってイオン注入処理中はビーム経路
から退避され、後述するビームスキャン調整時等の必要
なときのみビーム経路内へ立てられる。上記フラッグ６
およびプラテン７は、リード線によってビーム電流計測
器９に接続されており、フラッグ６がターゲット８の前
に立てられているときは該フラッグ６に入射したイオン
ビームのビーム電流が、一方、フラッグ６が退避されて
いるときはターゲット８を保持したプラテン７に入射し
たイオンビームのビーム電流が、それぞれ上記ビーム電
流計測器９にて計測されるようになっている。

【００２３】上記のビーム電流計測器９は、イオンビー
ムの走査状態等を監視および制御する、マイクロコンピ
ュータ等からなるコントローラ１０に接続されており、
該コントローラ１０に対してビーム電流計測値を出力す
るようになっている。上記コントローラ１０は、水平走
査信号の調整を行う水平走査コントロール部１１と、垂
直走査信号の調整を行う垂直走査コントロール部１２と
を備えている。

【００２４】上記水平走査コントロール部１１は、上記
水平走査信号の元となる基本波形（完全な三角波でもよ
いが、ターゲット８に対して角度をつけてイオンビーム
を注入する場合等には三角波を歪ませた波形にすること
も多い）の信号ａを発生する基本波形発生部１３と、上
記の基本波形信号ａに対してオフセット調整を行うため
の所定の直流信号であるオフセット信号ｂを発生するオ
フセット信号発生部１４と、上記の基本波形信号ａに対
してスキャン幅調整を行うための所定の直流信号である
スキャン幅信号ｃを発生するスキャン幅信号発生部１５
とを備えている。

【００２５】上記基本波形発生部１３は、図２に示すよ
うに、ＣＰＵ（Central ProcessingUnit)１６、メモリ
１７、およびディジタル／アナログ変換部（以下、Ｄ／
Ａ部と称する）１８にて構成され、１走査分（すなわ
ち、１周期分）の基本波形データが上記メモリ１７内に
格納されている。上記基本波形データは、１走査分のデ
ータとして、例えば各点が８ビットに符号化（例えば０
Ｖ〜３Ｖの間を１０００レベルに量子化して符号化）さ
れた時系列的な２０００点（すなわち、１周期のサンプ
リング点が２０００点）のデータからなる。この基本波
形発生部１３では、ＣＰＵ１６がメモリ１７から読み出
した基本波形データをＤ／Ａ部１８が所定の変換速度で
アナログ量に変換することによって、上記基本波形信号
ａを生成するようになっている。

【００２６】図１に示す上記垂直走査コントロール部１
２は、上記水平走査コントロール部１１と同様の構成に
より、垂直走査信号を生成するための基本波形ａ、オフ
セット信号ｂ、およびスキャン幅信号ｃを出力する。

【００２７】上記水平走査コントロール部１１から出力
された基本波形信号ａ、オフセット信号ｂ、およびスキ
ャン幅信号ｃは、水平走査信号制御回路２０へ入力さ
れ、該水平走査信号制御回路２０において水平走査電源
４を制御する走査制御信号ｄ_Hが生成される。この水平
走査信号制御回路２０は、図３に示すように、スキャン
幅信号ｃに応じた増幅率で基本波形信号ａを増幅する信
号増幅器２１と、該信号増幅器２１の出力にオフセット
信号ｂを加算する加算器２２とを備え、オフセット信号
ｂおよびスキャン幅信号ｃに基づいて基本波形信号ａを
調整して走査制御信号ｄ_H を生成する。この走査制御信
号ｄ_H は、図１に示すように、前述の水平走査電源４へ
送られる。そして、水平走査電源４は、走査制御信号ｄ
_H に応じた水平走査信号を水平走査電極２・２に印加す
るようになっている。

【００２８】また、垂直走査コントロール部１２から出
力された基本波形信号ａ、オフセット信号ｂ、およびス
キャン幅信号ｃは、垂直走査信号制御回路２３へ入力さ
れ、該垂直走査信号制御回路２３において垂直走査電源
３を制御する走査制御信号ｄ_V が生成される。この垂直
走査コントロール部１２は、水平走査コントロール部１
１と同様の構成である（図３参照）。この走査制御信号
ｄ_V は前述の垂直走査電源３へ送られ、該水平走査電源
４が走査制御信号ｄ_V に応じた垂直走査信号を垂直走査
電極１・１に印加するようになっている。

【００２９】上記の構成において、ターゲット８の全面
に均一に無駄なくイオンビームを照射するため、イオン
注入処理前に、イオンビームの走査領域の中心をターゲ
ット８の中心（すなわち、マスク５の開口部５ａの中
心）に合わせるオフセット調整と、最適なオーバースキ
ャン量となるようにビームの走査幅を調整するスキャン
幅調整がなされる。このスキャン調整処理を以下に説明
する。

【００３０】スキャン調整モードにおいては、フラッグ
６をプラテン７の前方に立て、マスク５の開口部５ａを
通過したイオンビームがフラッグ６に入射するようにす
る。この状態で、水平走査コントロール部１１または垂
直走査コントロール部１２の何れか一方の制御により、
水平方向または垂直方向の何れか一方向のみにビームを
１次元走査させる。ここでは、先ず、水平走査コントロ
ール部１１による水平方向のビーム走査の制御について
説明する。このときビーム電流計測器９にて計測される
ビーム電流計測値を縦軸に、そして基本波形信号ａに対
応する基本波形データを横軸にとって得られる台形波
は、１次元走査の状態を示し、この台形波に基づいて、
水平走査コントロール部１１はオフセット信号ｂを調整
する。具体的には、台形波の台形中央部の両端部からの
距離が等しくなるようにオフセット信号ｂを調整する。

【００３１】その後、同様にして垂直走査コントロール
部１２が垂直方向のオフセット調整を行う。

【００３２】次に、水平走査コントロール部１１および
垂直走査コントロール部１２は、スキャン幅調整を行
う。本実施例のスキャン幅調整は、マスク５の開口部５
ａを利用し、開口部５ａの端縁の近傍にチェックポイン
トを絞り、マスク５の開口部５ａの端縁の近傍のビーム
の状態を把握することによってスキャン幅調整を行うも
のである。このスキャン幅調整を以下に説明する。

【００３３】垂直走査電極１・１に印加される垂直走査
信号の電圧値をＳ_V 、水平走査電極２・２に印加される
水平走査信号の電圧値をＳ_H とすると、Ｓ_V の値とＳ_H
の値によってイオンビームの偏向角度が一意に定まる。
したがって、Ｓ_V の値とＳ_Hの値からイオンビームの軌
道を認識できる。図４に示すように、横軸を水平走査信
号、縦軸を垂直走査信号とした図において、水平走査信
号の電圧値Ｓ_H の範囲をＳ_H ( ＭＩＮ）〜Ｓ_H ( ＭＡ
Ｘ）、垂直走査信号の電圧値Ｓ_V の範囲をＳ_V (ＭＩ
Ｎ）〜Ｓ_V ( ＭＡＸ）とすると、斜線で示される領域内
に存在する点（Ｓ_H，Ｓ_V ）がイオンビームを偏向（走
査）させる条件となる（この領域をビーム偏向条件領域
と称する）。先にオフセット調整がなされているので、
このビーム偏向条件領域の中心点Ｐ（Ｓ_H １，Ｓ_V １）
と、イオンビームがマスク５ａの開口部５ａを通過する
条件領域の中心とは一致する。

【００３４】図４は、スキャン幅調整が最適に行われた
ときの状態を示す図であり、同図中の円周Ａは、図６中
のビームスポットＢＳ₁ （便宜上、イオンビームの断面
スポット形状を円形として図示しているが、長円形状で
あってもよい）のようにイオンビームのスポット中心
が、丁度、マスク５の開口部５ａの端縁に位置するよう
にイオンビームを偏向させる条件を示す。すなわち、円
周Ａに囲まれる領域内の偏向条件で偏向されたイオンビ
ームのスポット中心は、マスク５の開口部５ａを通過す
る。スキャン幅調整が最適に行われた状態とは、点Ｅ
（Ｓ_H ( ＭＡＸ），Ｓ_V １）、点Ｆ（Ｓ_H ( ＭＩＮ），
Ｓ_V １）、点Ｇ（Ｓ_H １，Ｓ_V ( ＭＩＮ））、点Ｈ（Ｓ
_H １，Ｓ_V ( ＭＩＮ））の各偏向条件で偏向させたイオ
ンビームが、図６中のビームスポットＢＳ₂ のようにマ
スク５に遮断されてマスク５の開口部５ａを全く通過せ
ず（すなわちビーム電流計測器９にてビーム電流が計測
されず）、且つ、ビームが開口部５ａの端縁に非常に近
い位置にある状態である。このような状態になるように
スキャン幅調整を行えば、必要最小限のオーバースキャ
ン量にて均一注入が可能となる。

【００３５】そこで、点Ｅ（Ｓ_H ( ＭＡＸ），Ｓ
_V １）、点Ｆ（Ｓ_H ( ＭＩＮ），Ｓ_V １）、点Ｇ（Ｓ_H
１，Ｓ_V ( ＭＩＮ））、または点Ｈ（Ｓ_H １，Ｓ_V ( Ｍ
ＩＮ））の偏向条件で偏向させた状態（特定の軌道にビ
ームを止めた状態）において、マスク５の開口部５ａを
イオンビームが通過するか否かをビーム電流計測によっ
てチェックしながら、初期状態よりスキャン幅を徐々に
大きく（すなわち、初期値よりスキャン幅信号ｃを徐々
に大きく）して行き、開口部５ａを通過するイオンビー
ムのビーム電流値が略０となるスキャン幅信号ｃの値を
見つけることで、最適なスキャン幅を求める。これによ
り、簡単に適正なスキャン幅調整が可能となる。尚、上
記の初期状態とは、上記の点Ｅ、Ｆ、Ｇ、またはＨの偏
向条件でビームを偏向させた状態において、そのビーム
の少なくとも一部がマスク５の開口部５ａを通過してビ
ーム電流計測器９にてビーム電流が計測できる状態であ
る（通常、初期状態においては、ビーム全体が開口部５
ａを通過するようになっている）。

【００３６】具体的には、コントローラ１０は、スキャ
ン幅信号ｃを初期値に設定し、水平走査側最大点Ｅ（Ｓ
_H ( ＭＡＸ），Ｓ_V １）の偏向条件にてイオンビームを
偏向させ、その軌道にビームを止めた状態とする。すな
わち、水平走査コントロール部１１は、基本波形信号ａ
を最大値（最大値に対応するアドレスから読み出した基
本波形データをＤ／Ａ変換した直流出力）、オフセット
信号ｂを先のオフセット調整によって求めた所定値、ス
キャン幅信号ｃを初期値に設定して出力する。また、垂
直走査コントロール部１２は、基本波形信号ａを中間
値、オフセット信号ｂを先のオフセット調整によって求
めた所定値、スキャン幅信号ｃを初期値に設定して出力
する。この状態は、すなわち、垂直方向の走査を止めて
水平方向のみの１次元走査を行った場合において、水平
方向のビーム走査領域の最端のビーム軌道でビームを止
めた状態である。

【００３７】上記のようにしてイオンビームを所定の偏
向角度で偏向させた状態で、コントローラ１０は、ビー
ム電流計測器９にてビーム電流が計測されるか否かをチ
ェックする。この場合は、スキャン幅信号ｃが初期値な
ので、図５中のＢ１に示すように、イオンビームは開口
部５ａを通過し、ビーム電流計測器９にてビーム電流が
計測される。

【００３８】この後、水平走査コントロール部１１が出
力するスキャン幅信号ｃを初期値より所定値だけ大きく
し、水平方向のスキャン幅を大きくする。これにより、
イオンビームの軌道は、図５中のＢ２に示すように開口
部５ａの中心側より半径方向に移動する。このときビー
ム電流計測器９にてビーム電流が計測されれば、スキャ
ン幅信号ｃをさらに所定値だけ大きくし、同様にビーム
電流の有無をチェックする。

【００３９】このようにして、コントローラ１０は、水
平走査側のスキャン幅信号ｃを初期値より徐々に大きく
しながら、ビーム電流計測器９にてビーム電流が計測さ
れるか否かをチェックし、図５中のＢ３に示すようにイ
オンビームが完全にマスク５に遮断され、ビーム電流計
測器９にてビーム電流が計測されなくなった（略０とな
った）ときのスキャン幅信号ｃの値を、水平走査側の最
適値と判断する。

【００４０】先のオフセット調整が正しく行われていれ
ば、水平走査側のスキャン幅信号ｃを上記で求めた最適
値に設定し、水平走査側最小点Ｆ（Ｓ_H ( ＭＩＮ），Ｓ
_V １）の偏向条件にてイオンビームを偏向させた場合、
図５中のＢ４に示すようにイオンビームが開口部５ａの
端縁の近傍で完全にマスク５に遮断され、ビーム電流計
測器９にてビーム電流が計測されないはずである。そこ
で、確認のため、水平走査側のスキャン幅信号ｃを上記
で求めた最適値に設定した場合と、該スキャン幅信号ｃ
をそれよりも所定値だけ小さい値に設定した場合とで、
水平走査側最小点Ｆの偏向条件にて偏向させたイオンビ
ームのビーム電流の有無をチェックする。この確認にお
いて、スキャン幅信号ｃを上記で求めた最適値に設定し
たにも関わらずビーム電流が検出された、または最適値
よりも所定値だけ小さい値に設定したにも関わらず、ビ
ーム電流が検出されなかった場合、先のオフセット調整
が正しくないか、または上記で求めた最適値が正しくな
いものと判断できる。

【００４１】上記のようにして水平走査側のスキャン幅
調整が完了すれば、垂直走査側最大点Ｇ（Ｓ_H １，Ｓ_V
( ＭＩＮ））、垂直走査側最小点Ｈ（Ｓ_H １，Ｓ_V ( Ｍ
ＩＮ））の偏向条件にてイオンビームを偏向させ、同様
にして垂直走査側のスキャン幅調整を行う。

【００４２】尚、上記では、水平走査側最大点Ｅと垂直
走査側最大点Ｇとの偏向条件で水平および垂直のスキャ
ン幅の最適調整を行い、水平走査側最小点Ｆと垂直走査
側最小点Ｈとの偏向条件でその確認を行ったが、最小点
の条件で調整をして最大点の条件で確認を行ってもよい
し、また、４点全ての条件でスキャン幅の調整を行って
もよい。

【００４３】以上のように、本実施例に係るイオンビー
ムのスキャン幅調整方法は、イオンビームを偏向させる
垂直走査電極１・１および水平走査電極２・２に略三角
波の高周波走査信号を印加してイオンビームを走査さ
せ、上記の走査電極とターゲット８との間に配置された
マスク５の開口部５ａを通過したイオンビームのみをタ
ーゲット８に注入させるイオン注入装置において、イオ
ンビームのスキャン幅を最適に調整する方法であって、
マスク５の開口部５ａに対するイオンビームのオフセッ
ト調整を行った後、ビームスキャン幅を初期値に設定し
て所定の一方向に走査した場合におけるビーム走査領域
の最端のビーム軌道となるようにイオンビームを偏向さ
せる所定の直流信号を、上記の走査電極に印加し、イオ
ンビームを一定の偏向角で偏向させ、その後、ビームス
キャン幅の設定を初期値より徐々に大きくして行って、
上記の初期のビーム軌道からイオンビームがマスク５に
て遮断される方向へビーム軌道を変化させながら、それ
と同時にマスク５の開口部５ａを通過してフラッグ６に
照射されたイオンビームのビーム電流をビーム電流計測
器９にて計測し、そのビーム電流計測値が略０となった
ときに設定しているビームスキャン幅を最適値とするこ
とを特徴としている。

【００４４】上記の方法によれば、ビームを走査させた
状態でスキャン幅を調整するのではなく、スキャン幅を
決定するビーム走査領域の最端のビーム軌道にビームを
止めた状態で、マスク５の開口部５ａを利用したビーム
計測によりスキャン幅調整を行うので、非常に簡単にス
キャン幅調整を行うことができる。そして、イオンビー
ム径に依らず、毎回、ビーム走査領域の最端のビーム軌
道のイオンビームがマスク５に遮断されてマスク５の開
口部５ａを全く通過せず、且つ、ビームが開口部５ａの
端縁に非常に近い位置になるようにスキャン幅調整がな
される。したがって、イオン種や加速電圧等のイオン注
入処理条件によってイオンビーム径が異なる場合でも、
そのときのイオンビーム径に応じて最適なオーバスキャ
ン量となるように最適なスキャン幅調整ができ、この結
果、注入処理時間の短縮が図れスループットを高めるこ
とができる。

【００４５】特に、本実施例のイオンビームのスキャン
幅調整方法をビームの自動立ち上げ機能（所望のイオン
種のイオンビームのビーム電流、エネルギーの調整およ
びスキャン調整を自動で行う機能）を有するイオン注入
装置に適用し、スキャン調整の際のスキャン幅を自動調
整にした場合、簡単な構成で短時間に最適なスキャン幅
調整が可能である。

【００４６】尚、本実施例においては、垂直方向および
水平方向の２次元にイオンビームを走査させるイオン注
入処理について説明したが、これに限定されることはな
く、所定の方向に１次元的にイオンビームを走査させる
イオン注入処理の場合でも、本発明のイオンビームのス
キャン幅調整方法を適用することができる。上記実施例
は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするもの
であって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈
されるべきものではなく、本発明の精神と特許請求の範
囲内で、いろいろと変更して実施することができるもの
である。

【００４７】

【発明の効果】本発明のイオンビームのスキャン幅調整
方法は、以上のように、イオンビームを偏向させる電極
に略三角波の高周波走査信号を印加してイオンビームを
走査させ、上記電極とターゲットとの間に配置されたマ
スクの開口部を通過したイオンビームのみをターゲット
に注入させるイオン注入処理においてイオンビームのス
キャン幅を最適に調整する方法であって、マスクの開口
部に対するイオンビームのオフセット調整を行った後、
ビームスキャン幅を初期値に設定して所定の一方向に走
査した場合におけるビーム走査領域の最端のビーム軌道
となるようにイオンビームを偏向させる所定の直流信号
を、上記電極に印加し、イオンビームを一定の偏向角で
偏向させ、その後、ビームスキャン幅の設定を初期値よ
り徐々に大きくして行って、上記の初期のビーム軌道か
らイオンビームがマスクにて遮断される方向へビーム軌
道を変化させながら、それと同時にマスクの開口部を通
過するイオンビームのビーム電流を計測し、マスクの開
口部を通過するイオンビームのビーム電流計測値が略０
となったときに設定しているビームスキャン幅を最適値
とする構成である。

【００４８】それゆえ、イオン注入処理条件によってイ
オンビーム径が異なる場合でも、そのときのイオンビー
ム径に応じた最適なオーバスキャン量となるようにスキ
ャン幅を最適に調整でき、この結果、注入処理時間の短
縮が図れスループットを高めることができるという効果
を奏する。また、ビームを走査させた状態でスキャン幅
を調整するのではなく、スキャン幅を決定するビーム走
査領域の最端のビーム軌道にビームを止めた状態で、マ
スクの開口部を利用したビーム計測によりスキャン幅調
整を行うので、簡単にスキャン幅調整を行うことができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すものであり、ビーム走
査方式のイオン注入装置の要部の構成を示すブロック図
である。

【図２】上記イオン注入装置の基本波形発生部の構成を
示すブロック図である。

【図３】上記イオン注入装置の水平走査信号制御回路お
よび垂直走査信号制御回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図４】スキャン幅調整を説明するための説明図であ
り、スキャン幅調整が最適に行われたときの状態を示す
図である。

【図５】スキャン幅調整を説明するための説明図であ
り、ビーム軌道の変化を示す図である。

【図６】マスクの開口部とイオンビームのスポットとの
関係を示す説明図である。

【図７】従来のビーム走査方式のイオン注入装置の要部
の構成を示す説明図である。

【図８】上記従来のイオン注入装置におけるマスクの開
口部とイオンビームのスポットとの関係を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 垂直走査電極 ２ 水平走査電極 ３ 垂直走査電源 ４ 水平走査電源 ５ マスク ５ａ 開口部 ６ フラッグ ７ プラテン ８ ターゲット ９ ビーム電流計測器 １０ コントローラ １１ 水平走査コントロール部 １２ 垂直走査コントロール部 １３ 基本波形発生部 １４ オフセット信号発生部 １５ スキャン幅信号発生部 ２０ 水平走査信号制御回路 ２３ 垂直走査信号制御回路 ａ 基本波形信号 ｂ オフセット信号 ｃ スキャン幅信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】イオンビームを偏向させる電極に略三角波
   の高周波走査信号を印加してイオンビームを走査させ、
   上記電極とターゲットとの間に配置されたマスクの開口
   部を通過したイオンビームのみをターゲットに注入させ
   るイオン注入処理においてイオンビームのスキャン幅を
   最適に調整する方法であって、 マスクの開口部に対するイオンビームのオフセット調整
   を行った後、 ビームスキャン幅を初期値に設定して所定の一方向に走
   査した場合におけるビーム走査領域の最端のビーム軌道
   となるようにイオンビームを偏向させる所定の直流信号
   を、上記電極に印加し、イオンビームを一定の偏向角で
   偏向させ、 その後、ビームスキャン幅の設定を初期値より徐々に大
   きくして行って、上記の初期のビーム軌道からイオンビ
   ームがマスクにて遮断される方向へビーム軌道を変化さ
   せながら、それと同時にマスクの開口部を通過するイオ
   ンビームのビーム電流を計測し、 マスクの開口部を通過するイオンビームのビーム電流計
   測値が略０となったときに設定しているビームスキャン
   幅を最適値とすることを特徴とするイオンビームのスキ
   ャン幅調整方法。