JPS5945217B2 - イオンビ−ム照射方法及びこれに使用する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、イオンビーム照射方法及びこれを使用する装
置に関し、特に半導体集積回路の製造に適用することが
できるイオン照射方法及びこれに使用する装置に関する
。

半導体集積回路の微細化、高集積化に伴つて、一半導体
基板に形成される各能動素子あるいは受動素子の所有面
積の縮小化が要求されている。

従つてこれら能動素子あるいは受動素子の形成にあたつ
ては、従来一般に行なわれてきているところの所定不純
物の熱拡散法に代えて、当該不純物のイオンに高エネル
ギーを与えて、金属または絶縁物からなるマスクを介し
て半導体基板に照射し、該半導体基板中に該不純物を注
入して、所望の素子あるいは領域素子を形成することが
多用されている。この方法はイオン注入法と称され、前
記熱拡散法の如く加熱手段を伴わないため、不純物の不
要な拡散が生ぜず微小面積に不純物を導入する手段とし
て極めて有効である。また、例えば半導体基板中に形成
された素子あるいは領域から電極を導出するための開孔
を、該半導体基板の表面を覆う絶縁皮膜に設ける際には
、従来一般に行なわれてきているところの所定エッチン
グ液を用いたフォト・エッチング法に代えて、ハロゲン
あるいはハロゲン化物のイオンに高エネルギーを与えて
絶縁皮膜に照射し、該絶縁皮膜をハロゲン化物化してエ
ッチング除去することが行なわれている。

この方法は、イオン・エッチング法と称され、前記エッ
チング液を用いるエッチング法の如く被エッチング部分
が汚染されるようなことが無く、しかも乾燥した状態で
エッチング処理が可能であり、更に通常のフォト・レジ
ストがエッチングマスクとして使用可能なため、微小面
積の開孔を設ける手段として極めて有効である。ところ
でこれらのイオン注入法あるいはイオン・エッチング法
においては、従来前述の如くフォト・レジストあるいは
他の物質からなるマスクを介して半導体基板表面へイオ
ンを照射しているが、これらのマスク材料の使用は工程
数が増加し、量産化が要求される半導体産業において好
ましくない。また該マスクの使用は、該マスクにも当然
高い精度が要求され、充分精密なマスク加工が要求され
る。本発明は、このようなイオン注入法あるいはイオン
・エツチング法における工程の簡略化を唱り、しかも高
精度な加工が可能なイオンビーム照射方法並びに装置を
提供することを目的とするものである。

本発明の他の目的は、何らのマスク材を用いることなく
、選択された箇所にイオン照射を行なうことのできるイ
オンビーム照射方法並びに装置を提供しようとするとこ
ろにある。

本発明によれば、イオン源から発生されたイオンビーム
を、おのおの開口を有する上下に位置された２個のスリ
ツトにより所望形状に整形し、整形されたイオンビーム
を被処理体へ照射することを特徴とするイオンビーム照
射方法が提供される。

また、本発明によれば、イオン源と対物レンズとの間に
、おのおの開口を有する第１スリツト、第２スリツトを
上下に配置し、該スリツト間に偏向手段を設けてなるこ
とを特徴とするイオンビーム照射装置が提供される。次
に本発明を、図面をもつて詳細に説明する。

本発明によるイオンビーム照射方法は、被照射物体（被
処理体）上へ照射するイオンビームを、おのおの開口を
有するスリツト間を通過する際に偏向して、スリツト通
過後のイオンビームの断面形状を被照射物体表面上に画
定される図形パターンと相似の形状とすることを基本思
想とする。すなわち、イオン源から発生されたイオンビ
ームは、加速電極により加速された後、開口を有する第
１のスリツトを通過する際に該開口の形状並びに大きさ
に応じたビームに整形され、整形されたイオンビームは
偏向手段により偏向され開口を有する第２のスリツトの
該開口近傍へ照射される。このため、両スリツト通過後
のイオンビームの断面形状は、両スリツトの共通開口の
形状となる。従つて、偏向量を変えることにより両スリ
ツト通過後のイオンビームの形状を変化させることがで
き、被照射物体例えば半導体基板上へ所望の断面形状を
有するイオンビームの照射が可能となる。これは、前記
の如く半導体基板中への不純物イオンの注入の際に、金
属あるいは絶縁物からなるマスクを使用することなく、
該不純物イオンの選択的な注入を可能とする。また、前
記の如く例えば半導体基板表面を覆う絶縁皮膜に電極窓
等を設ける際に、フオト・レジスト等のマスクを使用す
ることなく、選択的なイオン・エツチングを可能とする
。

第１図は、本発明によるイオンビーム照射方法を実施す
るためのイオンビーム照射装置を示す概略構造図である
。

同図において、１１はイオン源、１２は該イオン源１１
において生じたイオンビーム１３を吸引加速するための
電極、１４は第１のスリツト板、１５は第１の偏向電極
、１６は第２のスリツト板、１７は対物レンズ、１８は
第２の偏向電極、１９は被処理体である。

ここでイオン源１１は、例えば熱電子を所定イオンを生
じる物質へ衝突させて該物質のイオンを発生する装置か
らなる。

また電極１３は、例えばステンレスからなり、イオン源
１１に対して負の高電位とされる。

（イオン注入の際には、該電圧は−１００〜２００〔に
Ｖ〕とされ、イオン・エツチングの際には−５００〜８
００ＣＶ〕とされる。）またスリツト板１４，１６は、
例えば塩化ナトリウム、臭化カリウム等のアルカリハラ
イド結晶からなり、その臂開面を利用して開口が設けら
れる。

また第１の偏向電極１５は、例えば静電電極からなり、
正電位が与えられて第１のスリツト板１４の開口を通過
したイオンビーム１３を偏向する。

また対物レンズ１７は、例えば静電電極あるいは電磁コ
イルからなり、イオンビーム１３を収束させて、被処理
体１９上にイオンビームの所望の照射面積を得る。

更に、第２の偏向電極１８は、例えば静電電極からなり
、対物レンズを通過したイオンビーム１３を被処理体１
９上の所望位置へ導く。

このようなイオンビーム照射装置において、前記スリツ
ト１４，１６と偏向電極１５との組合わせ操作により、
イオンビームの断面を種々変形成することができる。

例えば、第２図ａ−ｂに示すように、まず第１のスリツ
ト１４に設けられた開口を通過したイオンビームの像１
３ａを、偏向電極１５によつて図面で横方向にのみずら
して第２のスリツト１６に設けられた開口１６ａの一部
に照射しａ、該第２のスリツト１６を通過したイオンビ
ームの断面形状をｂの如くイオンビームと開口１６ａと
の重なり部分に相当する細長い矩形とすることができる
。

また同図ｅ−ｄに示すように、第１のスリツトに設けら
れた開口を通過したイオンビームの像１３ａを、偏向電
極によつて図面で左右上下方向に偏向して第２のスリツ
ト１６に設けられた開口１６ａの一隔に照射しｃ、該第
２のスリツトを通過したイオンビームの断面形状をｄの
如く縦横辺とも縮小した矩形とすることができる。そし
て、このような断面のイオンビームを、第２の偏向電極
１８により偏向して、被処理体１９上にパターンを画か
せると、所望の幅を有する任意の直線または曲線を得る
ことができる。

これは、被処理体上へ何らのマスクを介することなくイ
オンビームを所望の面積をもつて選択的に照射すること
ができるものである。

従つて、前述の如き半導体基板中への不純物イオンの注
入の際にぱ、金属あるいは絶縁物からなるマスクを使用
することなく該不純物イオンの選択的な注入を行なうこ
とができる。

また、半導体基板の表面を覆う絶縁皮膜に電極窓等を設
ける際には、フオト・レジスト等のマスクを使用するこ
となく選択的なイオン・エツチングを行なうことができ
る。

従つて、本発明を半導体装置の製造に適用すれば、従来
の方法に比較して工程数を大幅に減らすことができ、半
導体装置の量産化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るイオンビーム照射装置の構造を示
す概略構造図、第２図はその動作説明図である。 第１図において、１１・・・・・・イオン源、１２・・
・・・・加速電極、１３・・・・・・イオンビーム、１
４・・・・・・第１のスリツト、１５・・・・・・第１
の偏向電極、１６・・・・・・第２のスリツト、１７・
・・・・・対物レンズ、１８・・・・・・第２の偏向電
極、１９・・・・・・被処理体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ イオン源から発生されたイオンビームを、おのおの
   開口を有する上下に位置された２個のスリットにより整
   形し、整形されたイオンビームを被処理体へ照射するこ
   とを特徴とするイオンビーム照射方法。 ２ イオン源と対物レンズとの間に、おのおの開口を有
   する第１スリット、第２スリットを上下に配置し、該ス
   リット間に偏向手段を設けてなることを特徴とするイオ
   ンビーム照射装置。