JPH02260359A - 平行走査用イオン注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体製造や材料の表面改質または表面分析
などに利用される平行走査用イオン注入装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 超ＬＳＩなど非常に高い集積度の要求されるイオン注入
プロセスでは、パターン幅が狭くなるにつれてシャドー
イングが問題となったり、またウェハの大口径化に伴い
、ウェハの端部分におけるイオン注入の均一性が劣り、
チャンネリングが起こり易いためイオンビームを平行な
状態でウェハに注入する必要があることは知られている
。

例えば、添付図面の第３図に示すような従来の静電型Ｘ
−Ｙ掃引方式のイオン注入装置における偏向走査系では
Ｘ方向偏向用の平行平板型偏向電極ＡとＸ方向偏向用の
平行平板型偏向電極Ｂとを真空容器Ｃ内に直列に配列し
、個々のイオンはＸ方向偏向用の平行平板型偏向電極Ａ
によりＸ方向に偏向された後、Ｘ方向偏向用の平行平板
型偏向電極ＢによりＸ方向に偏向され、その合成変位に
よりウェハＤ上にイオンビームを走査し、イオン注入を
行うようにしている。個々のイオンはそれぞれ一つの合
成方向に変位されるので、約８°程度の拡がり角度をも
つイオンビームとなってウェハＤに注入される。

この方式では偏向電極部の長さは約５０ｃｍと比較的短
いが、個々のイオンはＸ方向とＸ方向について一つの方
向に偏向されるだけなので、平行なイオンビームとはな
らない。

そこで、Ｘ、Ｘ方向偏向用の平行平板型静電偏向器を二
つ利用してイオンビームを平行走査できるようにしたも
のが提案され、その例を第４図及び第５図に示す。

第４図には、第１平行平板型偏向器Ｅと第２平査方式が
示されている。この方式では第１平行平板型偏向器Ｅで
イオンビームは−っのＸ方向及びＸ方向に偏向され、そ
して第２平行平板型偏向器Ｆにより第１平行平板型偏向
器Ｅで与えられた偏向角度を打ち消すようにＸ方向及び
Ｘ方向に偏向され、その結果、平行なイオンビームを形
成するようにしている。

第５図には従来の別の平行走査方式を示し、この方式は
第１平行平板型四重極偏向器Ｇと第２平行平板型四重極
偏向器Ｈとを直列に配置し、第１平行平板型四重極偏向
器Ｇでイオンビームを一つのＸ方向及びＸ方向に偏向し
、そして第２平行平板型四重極偏向器Ｈにより第１平行
平板型四重極偏向器Ｇで与えられた偏向角度を打ち消す
ようにＸ方向及びＸ方向に偏向するようにしている。

［発明が解決しようとする課！！！］ 第４図及び第５図に示すように偏向電極の数を増やすこ
とにより平行なイオンビームを発生することができるが
、しかしいずれの方式でも端縁における電場の乱れのた
め有効領域が狭く、幅を大きく取らなければならず、電
極が大きくなり、偏向歪みがかなり大きくなり、また電
極部全体の長さが非常に長く（第４図の場合には３ｍ、
第５図の場合には２．７ｍ）なるため、装置全体が大き
くなり、装置の設置面積が増え、生産コストに影響する
ことになる。

このような観点から先に第６図に示すように二つの八重
極偏向器■、Ｊを直列に配置し、第１の八重極偏向器Ｉ
で一つのＸ方向及びＸ方向に偏向して与えられた偏向角
度を打ち消すように第２の八重極偏向器ＪでＸ方向及び
Ｘ方向に偏向して結果的に平行なイオンビームを得るよ
うにした多重極偏向走査系を備えたイオン注入装置を提
案した。

これにより第４図及び第５図に示すような平行平板型の
ものに比べて有効均一電場領域を広（取れ、長さも短＜
　（１，６ｍ）でき、実用性の高い装置を提供できるよ
うになった。

しかしながら、このような先に提案したものでも第６図
に示すような従来の電極部に比べて長さが約三倍となり
、また複数の電極部はその保守時に各々の電極を個々に
外して分解し、クリーニングし、再組立てを行う必要が
ある。そしてこの際の各電極の位置出しはその構造故に
大変面倒であり、そのため装置の動作不能時間（ダウン
タイム）が長（なり、装置の効率的な利用ができないと
いう問題が生じていた。この傾向は、静電走査系の電極
の数が増えると益々顕著となり、保守作業は困難となる
。

本発明は、上記のような問題点を解決するもので、複数
の電極を個々に外すことなく容易に取外し取付けできる
ようにした平行走査用イオン注入装置を提供することを
目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明による平行走査用
イオン注入装置は、イオンビームを平行走査する多重極
偏向走査系を成す多重極偏向電極を少なくとも一つの取
付は用絶縁部材に固定し、上記取付は用絶縁部材を多重
極偏向走査系部の真空容器に取外し自在に固定したこと
を特徴としている。

［作　用］ 本発明による平行走査用イオン注入装置においては、多
重極偏向電極を取付は用絶縁部材に固定し、それを多重
極偏向走査系部の真空容器に取外し自在に固定したこと
により、電極部の保守時に取付は用絶縁部材を単に真空
容器から外すことで電極部を一度に真空容器から取り出
すことができ、また複数の取付は用絶縁部材にそれぞれ
複数の電極を分けて装着するように構成した場合には各
電極の分解、クリーニング及び再組立てがさらに容易と
なる。

［実施例］ 以下、添付図面の第１図及び第２図を参照して本発明の
実施例について説明する。

第１図には本発明の一実施例を示し、平行走査系の電極
部を成す第６図に示すような八重極電極１は電極取付は
用の絶縁円筒体２の内壁に固定され、この電極取付は用
の絶縁円筒体２はフランジ３を備えており、このフラン
ジ３には電極１の数と同数の固定碍子４が長手方向に一
列に配列され、各固定碍子４には電極導入導体５が取り
付けられ、これらの電極導入導体５は絶縁円筒体２の外
周に沿って設けられた接続導体６を介して組合さった電
極１に接続されている。こうして構成された電極組立体
は静電走査系のアルミニウムまたはｓＵｓ製の真空容器
７に入れられ、フランジ３を真空容器７の縁部に適当な
真空シール部材８を介してボルト（図示してない）によ
り締め付けることによって固定される。なお各電極１を
絶縁円筒体２の内壁の所定の位置に固定することによっ
て各電極１は所要の精度で位置決めされ得る。

こうして真空容器７内に取り付けられた電極組立体を取
り出す際には固定ボルトを外すだけで電極組立体全体を
容易に真空容器７から取り出すことができる。

第２図には、本発明の別の実施例を示し、この場合には
電極１の取り付けられる電極取付は用の絶縁円筒体９は
長手方向にそって二つの部分９ａ、９ｂに分割され、各
部分９ａ、９ｂにそれぞれ電極ｌが四つづつ取り付けら
れている。その他の構成は第１図の実施例の場合と実質
的に同様に構成されており、従って対応する構成部分は
第１図と同じ符号で示す。なお、この例では各半体部分
９ａ、９ｂにそれぞれフランジ３ａ、３ｂが設けられ、
これら半休部分９ａ、９ｂを真空容器７の上部と底部の
開口から真空容器７内へ入れ、それぞれのフランジ３ａ
、３ｂを第１図の場合と同様にして真空容器７の縁部に
適当な真空シール部材（図面にはその一つを符号１０で
示す）を介してボルト（図示してない）により締め付け
ることによって組み立てられる。

なお、第２図においては電極取付は用の絶縁円筒体を二
分割しているが、必要によりそれ以上の数に分割するこ
とも可能である。

上記各実施例においては静電走査系の真空容器は四角形
であるが、当然その他の多角形や円筒形に構成すること
もできる。

また、上記各実施例においては電極の数が八つの場合に
ついて説明してきたが、本発明は当然他の極数の多重極
電極構造に対して同様に応用できる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明のイオン注入装置にお
いては、多重極偏向走査系における複数の電極を取付は
用絶縁部材に固定し、上記取付は用絶縁部材を多重極偏
向走査系の真空容器に取外し自在に固定しているので、
保守点検時に静電走査電極を走査系の真空容器から容易
に取り出すことができ、各電極の分解、清掃、再組立て
、位置決めなどの作業性がよくなり、その結果イオン注
入装置の動作不能時間（ダウンタイム）を最小限度にと
どめることができ、それにより装置の稼働状態を増やし
て生産性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略斜視図、第２図は
本発明の別の実施例を示す概略斜視図、第３図は従来の
イオン注入装置における偏向系を示す概略斜視図、第４
図は従来の平行平板型の偏向系を示す概略斜視図、第５
図は従来の平行平板型の四重極偏向系を示す概略斜視図
、第６図は先に提案した八重極偏向系を示す概略斜視図
である。 図中 フランジ 固定碍子 電極導入導体 接続導体 静電走査系の真空容器 真空シール部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、イオンビームを平行走査する多重極偏向走査系を備
   えた平行走査用イオン注入装置において、多重極偏向走
   査系を成す多重極偏向電極を少なくとも一つの取付け用
   絶縁部材に固定し、上記取付け用絶縁部材を多重極偏向
   走査系部の真空容器に取外し自在に固定したことを特徴
   とするイオン注入装置。