JP4149249B2 - Ion implantation method, ion implantation apparatus, and beam transport tube for ion implantation apparatus - Google Patents

Ion implantation method, ion implantation apparatus, and beam transport tube for ion implantation apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP4149249B2
JP4149249B2 JP2002356947A JP2002356947A JP4149249B2 JP 4149249 B2 JP4149249 B2 JP 4149249B2 JP 2002356947 A JP2002356947 A JP 2002356947A JP 2002356947 A JP2002356947 A JP 2002356947A JP 4149249 B2 JP4149249 B2 JP 4149249B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion implantation
ion
deflector
substrate
ions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002356947A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004192860A (en
Inventor
勉 西橋
了太 福井
眞人 冨田
秀和 横尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ulvac Inc filed Critical Ulvac Inc
Priority to JP2002356947A priority Critical patent/JP4149249B2/en
Publication of JP2004192860A publication Critical patent/JP2004192860A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4149249B2 publication Critical patent/JP4149249B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イオン注入方法、イオン注入装置及びイオン注入装置用ビーム輸送管に関し、更に詳しくは、被処理基板内での注入イオンの飛程及び注入分布を制御するために被処理基板に対してイオンを傾斜させて注入するイオン注入方法、イオン注入装置及びイオン注入装置用ビーム輸送管に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年のイオン注入では、被処理基板として例えばシリコンウェーハやガリウム−ヒ素基板等の結晶性基板を用いる場合、ボロン(B)、リン(P)、ヒ素(As)等のドーパントの基板に対する深さ分布を制御するため、被処理基板に対するイオンの注入角度を制御してイオン注入を行うようにしている。
【0003】
そこで、従来のイオン注入装置においては、被処理基板を保持するステージ又はプラテンに被処理基板の傾斜機構を配備し、当該傾斜機構を調整することによって被処理基板のイオン注入角度を制御するようにしている。
【0004】
更に近年では、図11に示すように、被処理基板Wに対するイオンビームIBの入射角度θを任意に設定できるとともに、被処理基板Wを間欠的又は連続的に回転させるため、ステージSに傾斜機構及び回転機構を配備させたイオン注入装置が主流となっている(下記特許文献1参照)。なお、図において符号Tは、被処理基板Wのイオン注入領域を分割するためのシャッタである。
【0005】
一方、イオン注入領域を定める開口部を有する導電性のマスク部材(以下「ステンシルマスク」ともいう。)を被処理基板に対向配置させ、当該ステンシルマスクを介して被処理基板の表面にイオンビームを照射しイオン注入を行うイオン注入装置が公知となっている(下記特許文献2参照)。このイオン注入装置においては、従来必要とされていた被処理基板上へのレジストマスクの形成工程が不要となり、ステンシルマスクの交換だけで所望のイオン注入処理を行えるので、半導体製造プロセスの簡素化及び低コスト化を図ることが可能となる。
【0006】
【特許文献1】
特開平9−245722号公報
【特許文献2】
特開2002−176005号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、注入イオンの深さ分布を制御するために、被処理基板を保持するステージに傾斜機構や回転機構を配備させるとなると、ステージ構造の複雑化を招き、装置コストを増大させるという問題がある。
【0009】
また、ステンシルマスクを用いて被処理基板へイオン注入を行う場合にあっても、イオン注入角度を制御するためにステージを傾斜及び回転させるとなると、被処理基板に対向配置されるステンシルマスクもまたステージと同一条件で傾斜及び回転させる必要性が生じることになるので、ステンシルマスクを保持する機構の複雑化、大型化を招くという問題がある。
【0010】
これに加えて、ステンシルマスクは被処理基板に対して数10μm程度の間隙をおいて配置させる必要があるために、当該間隙の面内均一性を確保するための高精度な位置決め機構が必要となる。また、ステンシルマスクを用いて被処理基板を一素子単位でイオン注入を行うとなると、被処理基板とステンシルマスクとの間の回転方向における位置決め精度も要求されることになる。
【0011】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、被処理基板を保持するステージの構成を複雑化することなくイオンの注入角度を制御でき、また、ステンシルマスクを用いてイオン注入する場合にあっても被処理基板とステンシルマスクとの間に高い位置決め精度を必要とせずにイオンの注入角度を制御できるイオン注入方法、イオン注入装置及びイオン注入装置用ビーム輸送管を提供することを課題とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するに当たり、本発明のイオン注入方法は、イオンビームを偏向器を介して被処理基板に照射しイオンを注入するイオン注入方法において、静止させた被処理基板に対して前記偏向器のビーム出射面を傾斜させる傾斜工程と、前記傾斜させたビーム出射面からイオンビームを照射し前記被処理基板へイオンを注入する注入工程とを有することを特徴とする。
【0013】
すなわち本発明のイオン注入方法は、イオンの注入角度を調整するにあたり、被処理基板を保持するステージを傾斜させてイオンビームの入射角を設定する従来の方法とは大きく異なり、イオンビームの照射源となる偏向器のビーム出射面を被処理基板に対して傾斜させてイオン注入を行うことを特徴としている。本発明により、ステージの傾斜機構は一切不要となり、ステージの構成を大幅に簡素化することができる。
【0014】
また、ステンシルマスクを用いてイオン注入を行う場合にあっては、イオン注入の間、被処理基板は常に静止しているので、ステンシルマスクの高精度な位置決め機構が不要となる。
【0015】
一方、本発明のイオン注入装置は、高電圧ターミナル内のイオン源から引き出したイオンを質量分離しイオンビームを収束偏向するビーム輸送部と、被処理基板を支持するステージとを備えたイオン注入装置において、前記ビーム輸送部を前記ステージの上面に対して平行に移動させる平行移動機構と、前記ビーム輸送部のビーム出射面を前記ステージの上面に対して傾斜させる回動機構とを備えたことを特徴とする。
【0016】
本発明により、ステージの上に固定された被処理基板に対してイオンビームを照射するビーム輸送部のビーム出射面を、上記平行移動機構及び回動機構によって被処理基板に対して任意の角度に傾斜させることができるので、被処理基板上の領域に対して所望のイオン注入角を与えることができる。これにより、ステージを傾斜させることなく、被処理基板に対するイオンの注入角度を任意に設定することが可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0018】
図1及び図2は本発明の実施の形態によるイオン注入装置1の側面図及びその平面図であり、図3はイオン注入装置1の内部構成を説明する全体の概略図である。
【0019】
本実施の形態のイオン注入装置1は、イオン源2を収容した高電圧ターミナル11と、被処理基板としての半導体基板Wを位置決め保持したエンドステーション15との間に、質量分離器12、ビーム収束器13及び偏向器14を順に直列に接続した構成のビーム輸送管21を備えている。
【0020】
この本発明に係るビーム輸送管21は、イオン源2から引き出したイオンを質量分離し、イオンビームを収束偏向して半導体基板Wへ照射する機能を有するとともに、後述するように、半導体基板Wに対するイオンビームの入射角を制御する機能をも備えている。
【0021】
先ず、図3を参照してイオン注入装置1の概略構成について説明する。
【0022】
高電圧ターミナル11にはイオン源2が設置されている。イオン源2としては、バーナス型やフリーマン型等の熱陰極型イオン源、ECR(電子サイクロトロン共鳴)型イオン源等が用いられる。イオン源2から引き出されたイオンは、加速管3で所定のエネルギーに加速されて、質量分離器12へ導入される。
【0023】
質量分離部12には、加速管3で加速されたイオンを質量分離するための電磁石(図示略)が配備されており、目的とする質量数のイオンのみ抽出して後段のビーム収束器13へ導入する。
【0024】
ビーム収束器13において、イオンビームは口径可変アパーチャ4によって所定の径とされる。収束レンズ5はイオンビームを収束させるためのもので、ビームスキャナ6はイオンビームを微小角度スキャンするためのものである。これら収束レンズ5及びビームスキャナ6は、例えば静電気的又は磁気的な四重極レンズで構成される。
【0025】
偏向器14は、イオンビームを平行化してエンドステーション15側へ導出するコリメータレンズとして機能すると同時に、ビーム経路中の残留ガスと衝突して電荷が変化したイオンや中性粒子を除去する働きを行う。なお、偏向器14の構成の詳細については後述する。
【0026】
エンドステーション15においては、被処理基板として例えば半導体基板Wを保持するステージ8が設置されている。ステージ8はエンドステーション15の内部においてXYZ駆動機構7によってX方向、Y方向及びZ方向に移動可能となっている。半導体基板Wの上方には例えば10〜20μm程度の間隙Gを介して、イオン注入領域を定める開口9aを有するステンシルマスク9が対向配置されている。
【0027】
さて、本実施の形態におけるイオン注入装置1においては、上述したように、質量分離器12、ビーム収束器13及び偏向器14からなるビーム輸送管21は、半導体基板Wに対するイオンビームの入射角を制御する機能を備えている。
【0028】
図4A〜図4Cは、ビーム輸送管21によるステージ8上の半導体基板Wに対するイオンビームIBの入射角θの制御手順を模式的に示す偏向器14の正面図である。
【0029】
図4Aに示すように、最初、偏向器14のビーム出射面14aはステージ8上の半導体基板Wと平行な位置に設定されている。偏向器14から半導体基板Wに照射されるイオンビームIBは偏向器14のビーム出射面14aに対して垂直に出射するために、図4Aに示す状態においては半導体基板Wに対してイオンビームIBは垂直に入射する。このとき、半導体基板Wに対するイオンの注入角度は90°となる。
【0030】
そこで、半導体基板Wに対するイオンの注入方向を傾斜させるために、偏向器14を含むビーム輸送管21を図4Bに示すようにステージ8上面の半導体基板Wに対し所定距離だけ平行移動させた後、図4Cに示すように偏向器14を角度θだけ回動させる制御を行う。これにより、偏向器14のビーム出射面14aは半導体基板Wに対して角度θだけ傾斜するので、このビーム出射面14aから出射されるイオンビームIBは半導体基板Wの法線方向に対してθの入射角で照射されることになる。
【0031】
以上のようにして、半導体基板Wに対するイオンの注入角度θが制御される。注入角度θとしては、例えば、7°〜30°の範囲で調整可能とされている。
【0032】
偏向器14の回動動作は、質量分離器12及びビーム収束器13から独立して行うようにしている。また、偏向器14の回動動作の軸心位置を、ビーム収束器13を通るイオンビームIBのビーム軸とすることによって、偏向器14の回動によるビームラインの上下方向の変動をなくすようにしている。以下、ビーム輸送管21に上述の動作を行わせるための具体的な構成について説明する。
【0033】
先ず、ビーム輸送管21の平行移動機構について説明する。
【0034】
ビーム輸送管21の平行移動は、図2に示すように、ビーム輸送管21を構成する質量分離器12とビーム収束器13と偏向器14とが一体となって行われるようになっている。このうち、質量分離器12及びビーム収束器13は共通の基台22上に設置され、それぞれ基台22上に敷設されたガイドレール23A,23Bに沿ってパルスモータ等の駆動モータM1,M2により平行移動できるようになっている。一方の偏向器14は専用の基台24上に設置され、基台24上に敷設されたガイドレール25に沿ってパルスモータ等の駆動モータM3により平行移動できるようになっている。
【0035】
これら駆動モータM1〜M3及びガイドレール23A,23B,25により本発明に係る「平行移動機構」が構成される。なお、ビーム輸送管21全体を一台の基台上に設置したり、一台の駆動モータで平行移動させるようにしてもよい。
【0036】
ビーム輸送管21の平行移動方向は、加速管3によるイオンの加速方向、すなわち高電圧ターミナル11からのイオン引出し方向とされる。加速管3は高電圧ターミナル11の側壁に一体的に固定されているが、加速管3と質量分離器12との間は伸縮自在な真空配管であるベローズ配管17で接続することによって、加速管3に対するビーム輸送管21の相対移動を可能としている。
【0037】
なお、質量分離器12とビーム収束器13との間、ビーム収束器13と偏向器14との間、及び偏向器14とエンドステーション15との間もそれぞれベローズ配管18,19,20で接続するようにしているが、前二者の接続に関しては非伸縮性の真空配管で構成するようにしてもよい。
【0038】
図5〜図8は、ビーム輸送管21を構成する偏向器14の構成を示している。ここで、図5は偏向器14の平面図、図6はその側面図で、Aは回動前、Bは回動後の状態を示している。図7A,Bは偏向器14を回動させるアクチュエータの構成及び作用を示す図で、図8は偏向器14の内部構造を示す断面図である。以下、偏向器14の構成について説明する。
【0039】
偏向器14は、内部に真空室32が画成された筐体31を備えている。真空室32の内壁面には一対の電磁石30,30が対向配置されており、図5において右方から導入されたイオンビームIBをローレンツ力によって紙面裏側へ旋回させるようになっている。
【0040】
筐体31は、内方に空所26を形成するように構成されたロの字形状の基台24の略中央に支持されている。筐体31の図5において左右の側面部には回動軸35a,35bが連結されており、これらの軸心が筐体31に導入されるイオンビームIBのビーム軸と同一直線上にあるように配置されている。また、一方の回動軸35aの内部空間は、ビーム輸送系路の一部を構成しており、真空室32に連絡している。
【0041】
一方、基台24の図5において左右両側にはガイドレール25a,25bが敷設されており、その上にはリニアガイド27a,27bを介して移動可能な一対の可動プレート33a,33bが配置されている。可動プレート33a,33bの上面には側板34a,34bが立設されており、これら側板34a,34bの上端部に筐体31に連結された回動軸35a,35bがそれぞれ回動可能に支持されている。
【0042】
可動プレート33a,33bにはボールネジ29a,29bが接続され、ギヤボックス37a,37b及び連結シャフト36を介して駆動モータM3の駆動力が伝達されるようになっている。これにより、駆動モータM3の回転駆動力を可動プレート33a,33bの平行移動に変換する、偏向器14の平行移動機構が構成されている。
【0043】
次に、偏向器14の回動機構について説明する。偏向器14の回動機構は、回動軸35a,35bと、筐体31をその回動軸35a,35bの周りに押圧する一対のアクチュエータ40a,40bとで構成されている。
【0044】
アクチュエータ40a,40bは、可動プレート33a,33bの図5において上方側端部に配置された支持板38a,38bの上に固定されている。アクチュエータ40a,40bの直上方には、筐体31の外壁面から図5において横方向へ張り出した翼板39a,39bが位置しており、アクチュエータ40a,40bの駆動によって翼板39a,39bを介して、図6Aに示す状態から図6Bに示すように、筐体31を上方へリフトし回動軸35a,35bの周りに回動させるようにしている。
【0045】
図7はアクチュエータ40bの要部の構成を模式的に示す図であり、Aは筐体31の回動前、Bはその回動後を示している。アクチュエータ40bは、2つのピン部材41,42を介して基台24と筐体31との間に設けられ、これらピン部材41,42の間に配置されるレバー43の上下移動によって、筐体31を回動させるように構成されている。
【0046】
一方のピン部材41は、基台24上のピン受け部44とアクチュエータ40bのベース板46との間に設けられている。他方のピン部材42は、筐体31の翼板39bのピン受け部45とアクチュエータ40bのレバー43との間に設けられている。ベース板46はアクチュエータ40bの本体48と一体的に固定されており、レバー43の側部に形成されたギヤ部43aに噛合する駆動ギヤ47を収容している。レバー43は、モータ49に連結される駆動ギヤ47の回転駆動力を受けて本体48に対して上下移動可能となっている。
【0047】
他方側のアクチュエータ40aも上述と同様に構成されている。なお、図7Aに示すように、レバー43の初期位置を基台24に対して傾斜配置させるようにすれば、垂直に配置しておく場合に比べて、円滑に筐体31を回動させることができる。
【0048】
以上、回動軸35a,35bとアクチュエータ40a,40bとにより本発明に係る「回動機構」が構成される。この回動機構による偏向器14(筐体31)の回動量は、駆動ギヤ47の回転量によって制御することができる。なお、本実施の形態においては、回動軸35bの端部に回動量(角度)を示す目盛りを表示しておき、これをCCD(Charge Coupled Device)等の撮像手段を用いて回動量をチェックするようにしている。
【0049】
図8は偏向器14の内部構造を概略的に示す断面図である。偏向器14に導入されたイオンビームIBは、真空室32を挟んで対向配置される一対の電磁石30,30の磁極によって形成される磁界を横切ることによりローレンツ力Fが作用し、図8の矢印に示す方向へ偏向される。この方向は、偏向器14の回動によって鉛直線に対し角度θ傾斜して後段の半導体基板Wへ照射される(図4C参照)。
【0050】
ところで、ビーム輸送管21の上記の動作によって調整されるイオンビームIBの照射角θが半導体基板Wに対する入射角と一致しているかどうかを確認する必要がある。そのため、本実施の形態においては、偏向器14のビーム出射面14aを傾斜させた後、半導体基板Wへイオン注入を行う前に、半導体基板Wに対するイオンビームIBの入射角を測定する工程を設けている。
【0051】
イオンビームIBの入射角の測定方法としては、従来より公知のビーム測定法を用いることができる。その一例として、ステージ7の上面にファラデーカップを配置して得られる電流値からイオンビームの入射角を測定することができる。これは、ファラデーカップに進入するイオンビームの量がビーム入射角に対応して変動することを利用したもので、予め作成しておいた校正曲線を基に、検出した電流値からビーム入射角が特定される。
【0052】
続いて、半導体基板Wに対向配置されるステンシルマスク9について説明する。図9はステンシルマスク9を介して半導体基板Wへイオンを注入する工程を模式的に示している。
【0053】
ステンシルマスク9は例えばシリコン(Si)製で、イオン注入領域を定める開口9aが形成されている。本実施の形態では、半導体基板W上へ1素子(1チップ)単位でイオン注入を行うようにしており、従ってステンシルマスク9には1素子分のイオン注入領域を定める開口9aが形成されている。ステンシルマスク9はマスクホルダ10に静電的あるいは機械的に保持されており、このマスクホルダ10の移動によって半導体基板Wに対するステンシルマスク9の相対位置が決められる。
【0054】
本実施の形態によれば、半導体基板Wに対するイオンの注入角度θを偏向器14のビーム出射面14aを傾斜せることによって制御するようにしているので、従来のように半導体基板Wを支持するステージに傾斜機構を設けることなく所望とするイオン注入角度を得ることができ、これによりステージの構成の簡素化を図ることができる。
【0055】
また、ステンシルマスク9を保持するマスクホルダ10に傾斜機構を設ける必要がなくなるので、マスクホルダ10の構成の簡素化を図ることができるとともに、半導体基板Wに対するステンシルマスク9の高度な位置決め機構も不要となる。
【0056】
イオンビームIBは、図9に示すようにステンシルマスク9の開口9aを介して半導体基板Wの表面に入射角θで照射される。このとき、入射角θの大きさによっては、半導体基板W上の目的とするイオン注入領域とマスク開口9aの投影位置との間にズレが生じることになるが、このズレがプロセス上問題となる場合には図10A及び図10Bに示すような態様でイオン注入を行うようにすればよい。
【0057】
すなわち、図10Aに示すように、ステンシルマスク9の開口9aを半導体基板Wのイオン注入領域Dに対して、予めズレの位置とは反対側へズレの量だけオフセットした位置に配置するようにすれば、イオンの傾斜注入による注入位置のズレを緩和することができる。また、図10Bに示すようにステンシルマスク9の開口9aの側壁をイオン注入方向に沿ったテーパ面に形成することによって、イオンの傾斜注入による注入位置のズレを緩和することができる。
【0058】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【0059】
例えば以上の実施の形態では、偏向器14のビーム出射面14aを傾斜させる工程を、偏向器14の平行移動後に行うようにしたが、偏向器14の回動動作を偏向器14の平行移動前または平行移動中に行うようにしてもよい。
【0060】
また、実施の形態では、ステンシルマスク9を介して半導体基板Wへイオン注入を行う例について説明したが、これに限定されず、半導体基板上に形成したレジストマスクを介してイオン注入を行う場合についても本発明は適用可能である。また、被処理基板として半導体基板Wを用いたが、例えば液晶表示パネル用のガラス基板等にも本発明は適用可能である。
【0061】
また、以上の実施の形態では、偏向器14の回動機構を構成するアクチュエータ40a,40bにリンク機構を採用した例を説明したが、例えばこれを油圧シリンダで構成することも可能である。
【0062】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、イオンビームの照射源となる偏向器のビーム出射面を被処理基板に対して傾斜させてイオン注入を行うようにしているので、被処理基板を支持するステージに傾斜機構を設けることなくイオンの傾斜注入を行うことができ、これによりステージの構成を従来より大幅に簡素化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態によるイオン注入装置1の全体を示す側面図である。
【図2】イオン注入装置1の平面図である。
【図3】イオン注入装置1の概略構成図である。
【図4】イオン注入装置1のビーム照射角設定工程を説明する偏向器14と半導体基板Wとの関係を示す図である。
【図5】偏向器14の平面図である。
【図6】偏向器14の側面図であり、Aは回動前、Bは回動後を示している。
【図7】偏向器14の回動機構を構成するアクチュエータの要部の模式図であり、Aは回動動作前、Bは回動動作後を示している。
【図8】偏向器14の内部構造を模式的に示す断面図である。
【図9】ステンシルマスク9を用いた半導体基板Wへのイオン注入工程を説明する側断面図である。
【図10】ステンシルマスク9の構成の変形例を示す側断面図である。
【図11】従来のイオン注入方法を説明するための概念図である。
【符号の説明】
1 イオン注入装置
2 イオン源
3 加速管
8 ステージ
9 ステンシルマスク
11 高電圧ターミナル
12 質量分離器
13 ビーム収束器
14 偏向器
14a ビーム出射面
15 エンドステーション
17 ベローズ配管
21 ビーム輸送管
30 電磁石
31 筐体
32 真空室
35a 回動軸
35b 回動軸
40a アクチュエータ
40b アクチュエータ
M1〜M3 駆動モータ
W 半導体基板
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ion implantation method, an ion implantation apparatus, and a beam transport tube for an ion implantation apparatus. More specifically, the present invention relates to a substrate to be processed in order to control the range and implantation distribution of implanted ions in the substrate to be processed. The present invention relates to an ion implantation method in which ions are inclined and implanted, an ion implantation apparatus, and a beam transport tube for the ion implantation apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent ion implantation, when a crystalline substrate such as a silicon wafer or a gallium-arsenic substrate is used as a substrate to be processed, the depth distribution of dopants such as boron (B), phosphorus (P), and arsenic (As) with respect to the substrate Therefore, the ion implantation is performed by controlling the ion implantation angle with respect to the substrate to be processed.
[0003]
Therefore, in a conventional ion implantation apparatus, a tilting mechanism for a substrate to be processed is provided on a stage or a platen that holds the substrate to be processed, and the ion implantation angle of the substrate to be processed is controlled by adjusting the tilting mechanism. ing.
[0004]
Further, in recent years, as shown in FIG. 11, the incident angle θ of the ion beam IB with respect to the substrate to be processed W can be arbitrarily set, and the substrate S can be rotated intermittently or continuously. In addition, an ion implantation apparatus provided with a rotation mechanism has become mainstream (see Patent Document 1 below). In the figure, symbol T is a shutter for dividing the ion implantation region of the substrate W to be processed.
[0005]
On the other hand, a conductive mask member (hereinafter also referred to as “stencil mask”) having an opening for defining an ion implantation region is disposed opposite to the substrate to be processed, and an ion beam is applied to the surface of the substrate to be processed through the stencil mask. An ion implantation apparatus that performs irradiation and ion implantation is known (see Patent Document 2 below). In this ion implantation apparatus, the process of forming a resist mask on the substrate to be processed, which has been conventionally required, is unnecessary, and a desired ion implantation process can be performed only by exchanging the stencil mask. Cost reduction can be achieved.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-9-245722 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-176005
[Problems to be solved by the invention]
[0008]
However, in order to control the depth distribution of implanted ions, if a tilting mechanism or a rotating mechanism is provided on the stage that holds the substrate to be processed, there is a problem that the stage structure becomes complicated and the apparatus cost increases. .
[0009]
Even when ion implantation is performed on a substrate to be processed using a stencil mask, if the stage is tilted and rotated in order to control the ion implantation angle, the stencil mask disposed opposite to the substrate to be processed is also Since it becomes necessary to tilt and rotate under the same conditions as the stage, there is a problem that the mechanism for holding the stencil mask becomes complicated and large.
[0010]
In addition to this, since the stencil mask needs to be arranged with a gap of about several tens of μm with respect to the substrate to be processed, a high-accuracy positioning mechanism is required to ensure in-plane uniformity of the gap. Become. In addition, when ion implantation is performed on a substrate to be processed in units of one element using a stencil mask, positioning accuracy in the rotation direction between the substrate to be processed and the stencil mask is also required.
[0011]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and can control the ion implantation angle without complicating the configuration of the stage for holding the substrate to be processed. Even when ion implantation is performed using a stencil mask, the present invention can be applied. It is an object of the present invention to provide an ion implantation method, an ion implantation apparatus, and a beam transport tube for an ion implantation apparatus that can control an ion implantation angle without requiring high positioning accuracy between a processing substrate and a stencil mask.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In solving the above problems, the ion implantation method of the present invention is an ion implantation method in which ions are implanted by irradiating a substrate to be processed with a deflector, and the deflection is performed with respect to a stationary substrate to be processed. A tilting step of tilting the beam exit surface of the vessel, and an implantation step of irradiating an ion beam from the tilted beam exit surface and implanting ions into the substrate to be processed.
[0013]
That is, the ion implantation method of the present invention differs greatly from the conventional method in which the incident angle of the ion beam is set by tilting the stage that holds the substrate to be processed in adjusting the ion implantation angle. Ion implantation is performed with the beam exit surface of the deflector to be inclined with respect to the substrate to be processed. According to the present invention, no stage tilting mechanism is required, and the configuration of the stage can be greatly simplified.
[0014]
Further, when ion implantation is performed using a stencil mask, the substrate to be processed is always stationary during the ion implantation, so that a highly accurate positioning mechanism for the stencil mask is not required.
[0015]
On the other hand, an ion implantation apparatus of the present invention includes a beam transport unit that mass-separates ions extracted from an ion source in a high-voltage terminal and converges and deflects an ion beam, and a stage that supports a substrate to be processed. A parallel movement mechanism for moving the beam transport portion parallel to the upper surface of the stage, and a rotation mechanism for tilting the beam exit surface of the beam transport portion with respect to the upper surface of the stage. Features.
[0016]
According to the present invention, the beam exit surface of the beam transport unit that irradiates the ion beam to the substrate to be processed fixed on the stage is set to an arbitrary angle with respect to the substrate to be processed by the parallel movement mechanism and the rotation mechanism. Since it can be inclined, a desired ion implantation angle can be given to the region on the substrate to be processed. This makes it possible to arbitrarily set the ion implantation angle with respect to the substrate to be processed without tilting the stage.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0018]
1 and 2 are a side view and a plan view of an ion implantation apparatus 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an overall schematic diagram illustrating the internal configuration of the ion implantation apparatus 1.
[0019]
The ion implantation apparatus 1 according to the present embodiment includes a mass separator 12 and a beam converging unit between a high-voltage terminal 11 that houses an ion source 2 and an end station 15 that positions and holds a semiconductor substrate W as a substrate to be processed. A beam transport tube 21 having a configuration in which a device 13 and a deflector 14 are sequentially connected in series is provided.
[0020]
The beam transport tube 21 according to the present invention has a function of mass-separating ions extracted from the ion source 2 and focusing and deflecting the ion beam to irradiate the semiconductor substrate W. It also has a function of controlling the incident angle of the ion beam.
[0021]
First, a schematic configuration of the ion implantation apparatus 1 will be described with reference to FIG.
[0022]
An ion source 2 is installed at the high voltage terminal 11. As the ion source 2, a hot cathode type ion source such as a Bernas type or a Freeman type, an ECR (electron cyclotron resonance) type ion source, or the like is used. Ions extracted from the ion source 2 are accelerated to a predetermined energy by the acceleration tube 3 and introduced into the mass separator 12.
[0023]
The mass separation unit 12 is provided with an electromagnet (not shown) for mass-separating ions accelerated by the accelerating tube 3, and extracts only ions of a target mass number to the beam converging unit 13 at the subsequent stage. Introduce.
[0024]
In the beam converging unit 13, the ion beam has a predetermined diameter by the variable aperture 4. The converging lens 5 is for converging the ion beam, and the beam scanner 6 is for scanning the ion beam at a minute angle. The converging lens 5 and the beam scanner 6 are composed of, for example, electrostatic or magnetic quadrupole lenses.
[0025]
The deflector 14 functions as a collimator lens for collimating the ion beam and leading it to the end station 15 side, and at the same time, removes ions and neutral particles whose charges have changed by colliding with the residual gas in the beam path. . Details of the configuration of the deflector 14 will be described later.
[0026]
In the end station 15, for example, a stage 8 that holds a semiconductor substrate W is installed as a substrate to be processed. The stage 8 is movable in the X direction, the Y direction, and the Z direction by the XYZ drive mechanism 7 inside the end station 15. Above the semiconductor substrate W, a stencil mask 9 having an opening 9a for defining an ion implantation region is disposed oppositely through a gap G of about 10 to 20 μm, for example.
[0027]
In the ion implantation apparatus 1 according to the present embodiment, as described above, the beam transport tube 21 including the mass separator 12, the beam converging unit 13, and the deflector 14 has an ion beam incident angle with respect to the semiconductor substrate W. It has a function to control.
[0028]
4A to 4C are front views of the deflector 14 schematically showing a control procedure of the incident angle θ of the ion beam IB with respect to the semiconductor substrate W on the stage 8 by the beam transport tube 21.
[0029]
As shown in FIG. 4A, initially, the beam exit surface 14a of the deflector 14 is set at a position parallel to the semiconductor substrate W on the stage 8. Since the ion beam IB irradiated to the semiconductor substrate W from the deflector 14 is emitted perpendicularly to the beam exit surface 14a of the deflector 14, the ion beam IB is directed to the semiconductor substrate W in the state shown in FIG. 4A. Incident vertically. At this time, the ion implantation angle with respect to the semiconductor substrate W is 90 °.
[0030]
Therefore, in order to incline the direction of ion implantation into the semiconductor substrate W, the beam transport tube 21 including the deflector 14 is translated by a predetermined distance with respect to the semiconductor substrate W on the upper surface of the stage 8 as shown in FIG. As shown in FIG. 4C, control is performed to rotate the deflector 14 by an angle θ. As a result, the beam exit surface 14 a of the deflector 14 is inclined by an angle θ with respect to the semiconductor substrate W, so that the ion beam IB emitted from the beam exit surface 14 a is θ with respect to the normal direction of the semiconductor substrate W. It is irradiated at an incident angle.
[0031]
As described above, the ion implantation angle θ with respect to the semiconductor substrate W is controlled. The injection angle θ can be adjusted within a range of 7 ° to 30 °, for example.
[0032]
The rotating operation of the deflector 14 is performed independently from the mass separator 12 and the beam converging device 13. Further, the axial center position of the rotation operation of the deflector 14 is set to the beam axis of the ion beam IB passing through the beam converging device 13, thereby eliminating the vertical fluctuation of the beam line due to the rotation of the deflector 14. ing. Hereinafter, a specific configuration for causing the beam transport tube 21 to perform the above-described operation will be described.
[0033]
First, the parallel movement mechanism of the beam transport tube 21 will be described.
[0034]
As shown in FIG. 2, the parallel movement of the beam transport tube 21 is performed by integrating the mass separator 12, the beam converging device 13, and the deflector 14 that constitute the beam transport tube 21. Among these, the mass separator 12 and the beam converging unit 13 are installed on a common base 22, and are driven by guide motors M1 and M2 such as pulse motors along guide rails 23A and 23B laid on the base 22, respectively. It can be translated. One deflector 14 is installed on a dedicated base 24 and can be translated by a drive motor M3 such as a pulse motor along a guide rail 25 laid on the base 24.
[0035]
The drive motors M1 to M3 and the guide rails 23A, 23B, and 25 constitute a “parallel movement mechanism” according to the present invention. The entire beam transport tube 21 may be installed on a single base, or may be translated by a single drive motor.
[0036]
The parallel movement direction of the beam transport tube 21 is an acceleration direction of ions by the acceleration tube 3, that is, an ion extraction direction from the high voltage terminal 11. Although the acceleration tube 3 is integrally fixed to the side wall of the high voltage terminal 11, the acceleration tube 3 and the mass separator 12 are connected to each other by a bellows pipe 17 which is a telescopic vacuum pipe. The relative movement of the beam transport tube 21 with respect to 3 is enabled.
[0037]
Note that the bellows pipes 18, 19, and 20 are also connected between the mass separator 12 and the beam converging unit 13, between the beam converging unit 13 and the deflector 14, and between the deflector 14 and the end station 15, respectively. However, the connection between the former two may be constituted by a non-stretchable vacuum pipe.
[0038]
5 to 8 show the configuration of the deflector 14 constituting the beam transport tube 21. Here, FIG. 5 is a plan view of the deflector 14, FIG. 6 is a side view thereof, A shows a state before rotation, and B shows a state after rotation. 7A and 7B are diagrams showing the configuration and operation of an actuator that rotates the deflector 14, and FIG. 8 is a cross-sectional view showing the internal structure of the deflector 14. FIG. Hereinafter, the configuration of the deflector 14 will be described.
[0039]
The deflector 14 includes a housing 31 in which a vacuum chamber 32 is defined. A pair of electromagnets 30 are arranged opposite to each other on the inner wall surface of the vacuum chamber 32, and the ion beam IB introduced from the right side in FIG.
[0040]
The casing 31 is supported at the approximate center of a square base 24 configured to form a void 26 inward. Rotating shafts 35a and 35b are connected to the left and right side surface portions of the casing 31 in FIG. 5, and these axial centers are aligned with the beam axis of the ion beam IB introduced into the casing 31. Is arranged. The internal space of one rotating shaft 35 a constitutes a part of the beam transport path and communicates with the vacuum chamber 32.
[0041]
On the other hand, guide rails 25a and 25b are laid on both the left and right sides of the base 24 in FIG. 5, and a pair of movable plates 33a and 33b movable via the linear guides 27a and 27b are arranged thereon. Yes. Side plates 34a and 34b are erected on the upper surfaces of the movable plates 33a and 33b, and rotary shafts 35a and 35b connected to the casing 31 are rotatably supported at the upper ends of the side plates 34a and 34b. ing.
[0042]
Ball screws 29a and 29b are connected to the movable plates 33a and 33b, and the driving force of the driving motor M3 is transmitted through the gear boxes 37a and 37b and the connecting shaft 36. Thus, a parallel movement mechanism of the deflector 14 is configured to convert the rotational driving force of the drive motor M3 into the parallel movement of the movable plates 33a and 33b.
[0043]
Next, the rotation mechanism of the deflector 14 will be described. The turning mechanism of the deflector 14 includes turning shafts 35a and 35b and a pair of actuators 40a and 40b that press the casing 31 around the turning shafts 35a and 35b.
[0044]
The actuators 40a and 40b are fixed on support plates 38a and 38b arranged at upper end portions of the movable plates 33a and 33b in FIG. Directly above the actuators 40a and 40b are blade plates 39a and 39b that project laterally from the outer wall surface of the casing 31 in FIG. 5, and are driven by the actuators 40a and 40b via the blade plates 39a and 39b. Then, as shown in FIG. 6B from the state shown in FIG. 6A, the casing 31 is lifted upward and rotated around the rotation shafts 35a and 35b.
[0045]
FIG. 7 is a diagram schematically showing a configuration of a main part of the actuator 40b, in which A indicates before the casing 31 is rotated and B indicates after the rotation. The actuator 40b is provided between the base 24 and the casing 31 via the two pin members 41 and 42, and the casing 31 is moved by the vertical movement of the lever 43 disposed between the pin members 41 and 42. Is configured to rotate.
[0046]
One pin member 41 is provided between the pin receiving portion 44 on the base 24 and the base plate 46 of the actuator 40b. The other pin member 42 is provided between the pin receiving portion 45 of the blade 39 b of the casing 31 and the lever 43 of the actuator 40 b. The base plate 46 is fixed integrally with the main body 48 of the actuator 40 b and accommodates a drive gear 47 that meshes with a gear portion 43 a formed on the side of the lever 43. The lever 43 is movable up and down with respect to the main body 48 by receiving the rotational driving force of the driving gear 47 connected to the motor 49.
[0047]
The actuator 40a on the other side is configured in the same manner as described above. As shown in FIG. 7A, when the initial position of the lever 43 is inclined with respect to the base 24, the casing 31 can be rotated more smoothly than when the lever 43 is arranged vertically. Can do.
[0048]
As described above, the rotation shafts 35a and 35b and the actuators 40a and 40b constitute the “rotation mechanism” according to the present invention. The rotation amount of the deflector 14 (housing 31) by this rotation mechanism can be controlled by the rotation amount of the drive gear 47. In the present embodiment, a scale indicating the rotation amount (angle) is displayed at the end of the rotation shaft 35b, and the rotation amount is checked using an imaging means such as a CCD (Charge Coupled Device). Like to do.
[0049]
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the internal structure of the deflector 14. The ion beam IB introduced into the deflector 14 crosses the magnetic field formed by the magnetic poles of the pair of electromagnets 30 and 30 that are arranged to face each other with the vacuum chamber 32 interposed therebetween, so that a Lorentz force F acts on the ion beam IB. It is deflected in the direction shown in FIG. This direction is applied to the subsequent semiconductor substrate W by tilting the angle θ with respect to the vertical line by the rotation of the deflector 14 (see FIG. 4C).
[0050]
Incidentally, it is necessary to confirm whether or not the irradiation angle θ of the ion beam IB adjusted by the above operation of the beam transport tube 21 matches the incident angle with respect to the semiconductor substrate W. Therefore, in the present embodiment, a step of measuring the incident angle of the ion beam IB with respect to the semiconductor substrate W is provided after the beam emitting surface 14a of the deflector 14 is inclined and before ion implantation into the semiconductor substrate W. ing.
[0051]
As a method for measuring the incident angle of the ion beam IB, a conventionally known beam measuring method can be used. As an example, the incident angle of the ion beam can be measured from the current value obtained by arranging the Faraday cup on the upper surface of the stage 7. This is based on the fact that the amount of ion beam entering the Faraday cup fluctuates corresponding to the beam incident angle. Based on the calibration curve prepared in advance, the beam incident angle is calculated from the detected current value. Identified.
[0052]
Subsequently, the stencil mask 9 disposed to face the semiconductor substrate W will be described. FIG. 9 schematically shows a process of implanting ions into the semiconductor substrate W through the stencil mask 9.
[0053]
The stencil mask 9 is made of, for example, silicon (Si), and has an opening 9a that defines an ion implantation region. In the present embodiment, ion implantation is performed on the semiconductor substrate W in units of one element (one chip). Accordingly, the stencil mask 9 has an opening 9a that defines an ion implantation region for one element. . The stencil mask 9 is electrostatically or mechanically held by the mask holder 10, and the relative position of the stencil mask 9 with respect to the semiconductor substrate W is determined by the movement of the mask holder 10.
[0054]
According to the present embodiment, since the ion implantation angle θ with respect to the semiconductor substrate W is controlled by inclining the beam emission surface 14a of the deflector 14, the stage for supporting the semiconductor substrate W as in the prior art. Thus, a desired ion implantation angle can be obtained without providing a tilting mechanism, and the structure of the stage can be simplified.
[0055]
In addition, since it is not necessary to provide an inclination mechanism in the mask holder 10 that holds the stencil mask 9, the configuration of the mask holder 10 can be simplified, and an advanced positioning mechanism for the stencil mask 9 with respect to the semiconductor substrate W is not required. It becomes.
[0056]
The ion beam IB is irradiated onto the surface of the semiconductor substrate W at an incident angle θ through the opening 9a of the stencil mask 9 as shown in FIG. At this time, depending on the magnitude of the incident angle θ, a deviation may occur between the target ion implantation region on the semiconductor substrate W and the projection position of the mask opening 9a. This deviation becomes a problem in the process. In such a case, ion implantation may be performed in the manner shown in FIGS. 10A and 10B.
[0057]
That is, as shown in FIG. 10A, the opening 9a of the stencil mask 9 is arranged in a position offset in advance by an amount of deviation to the opposite side of the deviation position with respect to the ion implantation region D of the semiconductor substrate W. For example, the displacement of the implantation position due to the ion implantation can be reduced. Further, as shown in FIG. 10B, by forming the side wall of the opening 9a of the stencil mask 9 on a tapered surface along the ion implantation direction, the deviation of the implantation position due to the ion implantation can be reduced.
[0058]
The embodiment of the present invention has been described above. Of course, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.
[0059]
For example, in the above embodiment, the step of inclining the beam exit surface 14a of the deflector 14 is performed after the parallel movement of the deflector 14. However, the turning operation of the deflector 14 is performed before the parallel movement of the deflector 14. Alternatively, it may be performed during translation.
[0060]
In the embodiment, the example in which ion implantation is performed on the semiconductor substrate W through the stencil mask 9 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the case where ion implantation is performed through a resist mask formed on the semiconductor substrate. The present invention is also applicable. Moreover, although the semiconductor substrate W was used as a to-be-processed substrate, this invention is applicable also to the glass substrate etc. for liquid crystal display panels, for example.
[0061]
In the above-described embodiment, the example in which the link mechanism is employed for the actuators 40a and 40b constituting the rotation mechanism of the deflector 14 has been described. However, it is also possible to configure this by a hydraulic cylinder, for example.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, ion implantation is performed by tilting the beam exit surface of the deflector serving as the ion beam irradiation source with respect to the substrate to be processed, so that the substrate to be processed is supported. Inclined ion implantation can be performed without providing a tilting mechanism on the stage to be performed, and this makes it possible to greatly simplify the configuration of the stage as compared with the prior art.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an entire ion implantation apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view of the ion implantation apparatus 1. FIG.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an ion implantation apparatus 1;
4 is a diagram showing a relationship between a deflector 14 and a semiconductor substrate W for explaining a beam irradiation angle setting step of the ion implantation apparatus 1; FIG.
5 is a plan view of the deflector 14. FIG.
FIGS. 6A and 6B are side views of the deflector 14, in which A indicates before rotation and B indicates after rotation.
7A and 7B are schematic views of a main part of an actuator that constitutes a rotation mechanism of the deflector 14. FIG. 7A shows a state before the rotation operation, and B shows a state after the rotation operation.
8 is a cross-sectional view schematically showing the internal structure of the deflector 14. FIG.
FIG. 9 is a side sectional view for explaining an ion implantation step into the semiconductor substrate W using the stencil mask 9;
10 is a side sectional view showing a modification of the configuration of the stencil mask 9. FIG.
FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining a conventional ion implantation method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ion implantation apparatus 2 Ion source 3 Acceleration tube 8 Stage 9 Stencil mask 11 High voltage terminal 12 Mass separator 13 Beam converging device 14 Deflector 14a Beam exit surface 15 End station 17 Bellows piping 21 Beam transport tube 30 Electromagnet 31 Housing 32 Vacuum chamber 35a Rotating shaft 35b Rotating shaft 40a Actuator 40b Actuator M1-M3 Drive motor W Semiconductor substrate

Claims (15)

イオン源と、前記イオン源から引き出したイオンを当該イオンの引き出し方向である第1の方向と交差する第2の方向へ偏向させて質量分離する質量分離部と、質量分離したイオンでなるイオンビームを前記第1の方向及び前記第2の方向とそれぞれ交差する第3の方向へ偏向させて被処理基板上へ照射する偏向器とを含むイオン注入装置を用いたイオン注入方法であって、
前記偏向器を前記第2の方向の周りに回動させることで、前記被処理基板に対して前記偏向器のビーム出射面を傾斜させる工程と、
前記ビーム出射面からイオンビームを照射し前記被処理基板へイオンを注入する工程とを有する
イオン注入方法。
An ion source, a mass separation unit for mass separation by deflecting ions extracted from the ion source in a second direction that intersects a first direction that is the extraction direction of the ions, and an ion beam composed of mass-separated ions An ion implantation method using an ion implantation apparatus including a deflector that irradiates a substrate to be processed with a deflection in a third direction that intersects the first direction and the second direction, respectively ,
By rotating the deflector about the second direction, and wherein the step of tilting the beam exit surface of said deflector with respect to the substrate to be processed,
Ion implantation method and a step of injecting the ions from the beam exit surface to the substrate to be treated is irradiated with the ion beam.
請求項1に記載のイオン注入方法であって、
前記イオンビームを前記第2の方向から前記第3の方向へ偏向する前に、前記イオンビームを収束する工程をさらに有する
イオン注入方法。
The ion implantation method according to claim 1,
An ion implantation method further comprising: converging the ion beam before deflecting the ion beam from the second direction to the third direction .
請求項2に記載のイオン注入方法であって、
前記偏向器を前記第1の方向に平行移動させる工程をさらに有する
イオン注入方法。
The ion implantation method according to claim 2,
The ion implantation method further comprising the step of translating the deflector in the first direction .
請求項1に記載のイオン注入方法であって、
前記イオンを注入する工程の前に、前記被処理基板に対する前記イオンビームの入射角を測定する工程をさらに有する
イオン注入方法。
The ion implantation method according to claim 1,
An ion implantation method further comprising a step of measuring an incident angle of the ion beam with respect to the substrate to be processed before the step of implanting the ions.
請求項1に記載のイオン注入方法であって、
前記イオンを注入する工程、前記被処理基板の表面にそのイオン注入領域を定める開口が形成されたマスク部材を対向配置して、前記イオンを注入する
イオン注入方法。
The ion implantation method according to claim 1,
The step of implanting ions includes an ion implantation method in which a mask member having an opening for defining an ion implantation region is disposed opposite to the surface of the substrate to be processed , and the ions are implanted .
請求項5に記載のイオン注入方法であって、
前記マスク部材、前記開口を前記イオン注入領域に対してオフセットした位置に配置される
イオン注入方法。
The ion implantation method according to claim 5,
The mask member is disposed at a position where the opening is offset from the ion implantation region.
請求項5に記載のイオン注入方法であって、
前記開口の側壁をイオン注入方向に沿ったテーパ面とする
イオン注入方法。
The ion implantation method according to claim 5,
An ion implantation method in which a side wall of the opening is a tapered surface along an ion implantation direction.
イオン源を有する高電圧ターミナルと、
前記イオン源から引き出したイオンを当該イオンの引き出し方向である第1の方向と交差する第2の方向へ偏向させて質量分離しイオンビームを収束し、かつ、当該イオンビームを前記第1の方向及び前記第2の方向とそれぞれ交差する第3の方向へ偏向させるビーム輸送部と、
前記ビーム輸送部の後段に配置され、当該ビーム輸送部から出射されるイオンビームが照射される被処理基板を支持するステージと
前記ビーム輸送部を前記第1の方向へ平行に移動させるための平行移動機構と、
前記ビーム輸送部のビーム出射面を前記ステージの上面に対して傾斜させる回動機構と
を具備するイオン注入装置。
A high voltage terminal having an ion source;
The ions extracted from the ion source are deflected in a second direction intersecting the first direction, which is the extraction direction of the ions, mass-separated , the ion beam is converged , and the ion beam is A beam transport that deflects in a direction and a third direction that respectively intersects the second direction ;
A stage that is disposed at a subsequent stage of the beam transport section and supports a substrate to be processed that is irradiated with an ion beam emitted from the beam transport section ;
A translation mechanism for moving the beam transport portion in parallel in the first direction ;
A rotation mechanism for inclining the beam exit surface of the beam transport section with respect to the upper surface of the stage;
An ion implantation apparatus comprising:
請求項8に記載のイオン注入装置であって、
前記高電圧ターミナルと前記ビーム輸送部との間に接続される伸縮自在な真空配管をさらに具備する
イオン注入装置。
The ion implantation apparatus according to claim 8,
An ion implanter further comprising a telescopic vacuum pipe connected between the high voltage terminal and the beam transport section.
請求項8に記載のイオン注入装置であって、
前記ビーム輸送部は、直列的に接続された質量分離、ビーム収束及びビーム偏向器を有し、
前記回動機構は、前記ビーム偏向器を前記質量分離器及び前記ビーム収束器とは独立して前記ステージの上面に対して回動させる
イオン注入装置。
The ion implantation apparatus according to claim 8,
The beam transport unit includes a mass separator , a beam converging unit, and a beam deflector connected in series ,
The rotation mechanism, an ion implantation device for rotating the beam deflector to the upper surface of the mass separator and said beam said stage independently of the concentrator.
請求項10に記載のイオン注入装置であって、
前記回動機構は、前記ビーム偏向器の回動中心となる回動軸を有し、
前記回動軸の内部、ビーム輸送経路の一部を構成している
イオン注入装置。
The ion implantation apparatus according to claim 10,
The rotation mechanism has a rotation axis that is a rotation center of the beam deflector,
Interior of the rotary shaft, an ion implantation apparatus which constitutes a part of the beam transport path.
請求項11に記載のイオン注入装置であって、
前記ビーム偏向器
前記回動軸に支持され内部に真空室を画成する筐体と、前記真空室を挟んで対向配置される一対の磁極とを有し
前記回動機構は、前記回動軸の周りに前記筐体を押圧するアクチュエータをさらに有する
イオン注入装置。
The ion implantation apparatus according to claim 11,
The beam deflector is
Wherein comprises a housing defining a vacuum chamber therein is supported by a pivot shaft, and a pair of magnetic poles disposed opposite each other across the vacuum chamber,
The rotation mechanism, an ion implantation apparatus further comprising an actuator for pressing the housing around the rotating shaft.
イオン源から引き出したイオンを当該イオンの引き出し方向である第1の方向と交差する第2の方向へ偏向させて質量分離する質量分離器と
前記質量分離部の後段に接続され、イオンビームを収束するビーム収束器と、
前記ビーム収束部の後段に接続され、前記イオンビームを前記第1の方向及び前記第2の方向とそれぞれ交差する第3の方向へ偏向させて被処理基板へ照射するビーム偏向器と、
前記質量分離器、前記ビーム収束器及び前記ビーム偏向器を前記第1の方向へ平行移動させるための平行移動機構と、
前記第2の方向の周りに前記ビーム偏向を回動させる回動機構と
を具備するイオン注入装置用ビーム輸送管。
A mass separator that deflects ions extracted from an ion source in a second direction that intersects a first direction that is the extraction direction of the ions and performs mass separation ;
A beam concentrator connected to a subsequent stage of the mass separation unit for focusing the ion beam;
And which is connected downstream of the beam converging unit, a beam deflector for irradiating the ion beam in the first direction and the second direction and the third is deflected to the direction target substrate intersecting respectively,
A translation mechanism for translating the mass separator, the beam converging device and the beam deflector in the first direction ;
A rotating mechanism for rotating the beam deflector about said second direction
A beam transport tube for an ion implantation apparatus.
請求項13に記載のイオン注入装置用ビーム輸送管であって、
前記回動機構は、前記ビーム偏向器の回動中心となる回動軸を有し、
前記回動軸の内部、ビーム輸送経路の一部を構成している
イオン注入装置用ビーム輸送管。
A beam transport tube for an ion implanter according to claim 13,
The rotation mechanism has a rotation axis that is a rotation center of the beam deflector,
The inside of the rotation shaft constitutes a part of a beam transport path. A beam transport tube for an ion implantation apparatus.
請求項14に記載のイオン注入装置用ビーム輸送管であって、
前記ビーム偏向器は
前記回動軸に支持され内部に真空室を画成する筐体と、前記真空室を挟んで対向配置される一対の磁極とを有し
前記回動機構は、前記回動軸の周りに前記筐体を押圧するアクチュエータをさらに有する
イオン注入装置用ビーム輸送管。
A beam transport tube for an ion implanter according to claim 14,
The beam deflector is
Wherein comprises a housing defining a vacuum chamber therein is supported by a pivot shaft, and a pair of magnetic poles disposed opposite each other across the vacuum chamber,
The said rotation mechanism further has an actuator which presses the said housing | casing around the said rotating shaft. The beam transport tube for ion implantation apparatuses.
JP2002356947A 2002-12-09 2002-12-09 Ion implantation method, ion implantation apparatus, and beam transport tube for ion implantation apparatus Expired - Fee Related JP4149249B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002356947A JP4149249B2 (en) 2002-12-09 2002-12-09 Ion implantation method, ion implantation apparatus, and beam transport tube for ion implantation apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002356947A JP4149249B2 (en) 2002-12-09 2002-12-09 Ion implantation method, ion implantation apparatus, and beam transport tube for ion implantation apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004192860A JP2004192860A (en) 2004-07-08
JP4149249B2 true JP4149249B2 (en) 2008-09-10

Family

ID=32757140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002356947A Expired - Fee Related JP4149249B2 (en) 2002-12-09 2002-12-09 Ion implantation method, ion implantation apparatus, and beam transport tube for ion implantation apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4149249B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4112472B2 (en) 2003-10-21 2008-07-02 株式会社東芝 Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device manufacturing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004192860A (en) 2004-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100846110B1 (en) Ion implantation system and ion implantation method
US4967088A (en) Method and apparatus for image alignment in ion lithography
JP4620981B2 (en) Charged particle beam equipment
KR100845635B1 (en) Hybrid scanning system and methods for ion implantation
US20080061228A1 (en) Systems and methods for beam angle adjustment in ion implanters
CN101438368B (en) Techniques for preventing parasitic beamlets from affecting ion implantation
EP1779404A2 (en) Ion beam measurement systems and methods for ion implant dose and uniformity control
KR101653731B1 (en) System and method for reducing particles and contamination by matching beam complementary aperture shapes to beam shapes
TWI797135B (en) Ion implantation system having beam angle control in drift and deceleration modes
KR101024662B1 (en) Ion implanting apparatus
US6992310B1 (en) Scanning systems and methods for providing ions from an ion beam to a workpiece
US20060145095A1 (en) Methods and apparatus for ion implantation with control of incidence angle by beam deflection
EP2304765B1 (en) Apparatus for measurement of beam angle in ion implantation
JPH11288681A (en) Ion implanter and ion implanting method
JP4149249B2 (en) Ion implantation method, ion implantation apparatus, and beam transport tube for ion implantation apparatus
JP4204662B2 (en) Ion implantation apparatus and ion implantation method
US20100237260A1 (en) Ion implantation systems
US20210398772A1 (en) Tuning apparatus for minimum divergence ion beam
KR20150134080A (en) Fouced Ion Beam Apparatus
KR0143433B1 (en) Ion implanter
WO2024034052A1 (en) Ion milling device and processing method using same
US20220154328A1 (en) Insulating structure, method for manufacturing insulating structure, ion generation device, and ion implanter
JPH11345586A (en) Ion inplanter and ion implantation
CN114724993A (en) Semiconductor alignment device and semiconductor alignment method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050610

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20071110

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080325

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080526

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080624

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080625

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110704

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4149249

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110704

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140704

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees