JPH025344A - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明はイオン注入装置に係り、特にイオンビームを平
行ビーム走査照射してイオンを注入するイオン注入装置
に関する。

（従来の技術） 一般にイオン注入技術は、被処理物例えばシリコンやガ
リウム・ヒ素基板に不純物をドーピングする技術として
広く普及している。

このようなイオン注入に用いるイオン注入装置として、
例えば中電流型イオン注入装置は、第３図に示すように
、イオン発生装置１および質量分析マグネット２等から
なるイオンビーム発生装置３から出力されたイオンビー
ム４は、加速装置５で加速され、四極子静電レンズ６で
所定のビームに整形された後、垂直走査板７および水平
走査板８の電界の作用によりｘ−ｙ方向に走査されなが
ら、グランドマスク９でコリメートされてプラテン１０
上に配置された被処理物例えば半導体ウェハ１１に照射
されるように構成されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来のイオン注入装置では、ビ
ームの走査照射を扇状走査照射しているため、被イオン
注入基板の部位によりビーム入射角度が異なり均一なイ
オン注入作業ができないという問題が生じた。例えばイ
オンビームが照射される半導体ウェハの中央部と周辺部
等ではビーム入射角度が異なり、半導体ウェハ全面にわ
たって均一なイオン注入を行うことができなかった。

そこで、従来より、イオンビームを平行照射走査（以下
、パラレルスキャンと呼ぶ）することにより、上記不均
一性の問題を解決することが提案されているが、装置の
大型化や製造コストの大幅な上昇を招き、今だ実現され
ていなかった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
ので、簡素な構造で、イオンビームのパラレルスキャン
化を実現し、イオン注入作業における均一性の大幅な向
上が可能となるイオン注入装置を提供することを目的と
するものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明のイオン注入装置は、被処理物にイオンビームを
走査照射して前記被処理物にイオンを注入するイオン注
入装置において、前記イオンビームを水平方向に偏向す
る静電走査電極と垂直方向に偏向する静電走査電極とか
らなる第１の静電偏向系と、前記第１の静電偏向系から
のイオンビームの水平方向成分を平行ビーム化する静電
偏向電極とビーム垂直方向成分を平行ビーム化する静電
偏向電極とからなる第２の静電偏向系とを備え、必要に
応じて前記被処理物表面に対してイオンビームを平行ビ
ーム走査照射を行うように構成したことを特徴とするも
のである。

（作　用） 垂直・水平方向に静電走査されたイオンビームを、ビー
ム水平方向成分を平行ビーム化する静電偏向電極とビー
ム垂直方向成分を平行ビーム化する静電偏向電極とから
なる第２の静電偏向系により平行ビーム化する構成とす
ることで、容易に平行ビームをつくりだすことができ、
イオン注入作業における均一性の大幅な向上が可能とな
る。

（実施例） 以下、本発明を中電流型イオン注入装置に本発明を適用
した一実施例について図を参照して説明する。尚、第１
図（ａ）は実施例の平面図、第１図（ｂ）はその側面図
を示している。

図示を省略したイオン発生源から出力されたイオンビー
ムは、図示を省略した分析マグネット、加速管、静電レ
ンズ等で所望のイオンビーム２１に整形されて、垂直方
向（以下、ｙ方向と呼ぶ）走査板２２および水平方向（
以下、Ｘ方向と呼ぶ）走査板２３により構成された第１
次静電偏向系２４に入射する。

第１ケ静７ｔｄ偏向系２４の各走査電極２２．２３は、
第２図に示すように装置ＣＰＵ４１により制御されるシ
ステムコントローラ４２に接続されており、この装置Ｃ
ＰＵ４１の所定のプログラムに従って該システムコント
ローラ４２が、ｙ方向走査板２２およびＸ方向走査板２
３に、所定の周期の走査信号に基づく電圧を印加する。

本例では、走査信号として、ｙ方向走査板２２に１１７
．１９）１ｚ　、　ｘ方向走査板に１０１９Ｈｚの三角
波を用いており、このときの各電極間の電界の変化によ
り、入射したイオンビーム２１を所定の方向に偏向して
ビームの走査照射を行う。

また、Ｘ方向走査板２３では、イオンビーム２１がビー
ム進行軸に対してオフセット角θ、例えば７″で屈曲さ
れるように印加電圧の制御がなされており、イオンビー
ム２１中に混在するニュートラルイオン等の雑イオンは
、このビーム屈曲部で選別されて所望のイオンとは別方
向例えば直進方向２５に飛翔する。

上記選別された雑イオン例えばニュー　トラルイオンは
、ニュートラルイオンの飛翔方向２５に配設された例え
ばカーボンからなる遮蔽体２６に衝突し、ここで被処理
物方向への進入が阻止される。

こうして、第１次静電偏向系２４を通過したイオンビー
ムは、第１のグランドマスク２７でコリメートされた後
、２次電子抑制電極２８を通過し、ｙ方向偏向板２９お
よびＸ方向偏向板３０からなる第２次静電偏向系３１に
入射する。

この第２次静電偏向系３１の各偏向板２９．３０も第１
次静電偏向系２４と同様に、システムコントローラ４２
からの走査信号に基づいて電圧が印加されるように構成
されており、入射されたイオンビーム２１が電極間の中
央部へ押し戻されて平行ビーム化するような電圧、例え
ば第１次静電偏向系２４に印加される電圧を逆転した電
圧が印加される。本例では、Ｘ方向偏向板２９には、上
記Ｙ方向走査板２２とほぼ同期しかつ逆バイアスを印加
することでＸ方向に対して平行ビーム化し、Ｘ方向偏向
板３０では、上記Ｘ方向走査板２３とほぼ同期しかつ逆
バイアスを印加することでＸ方向に対して平行ビーム化
している。

こうして第２次静電偏向系３１を通過したイオンビーム
は、ｘ−Ｘ方向に対してパラレルビーム化したイオンビ
ーム２１ｂとなって、ビーム調整機構３２、第２のグラ
ンドマスク３３を通過して、プラテン３４上に配置した
被処理物例えば半導体ウェハ３５に走査照射される。半
導体ウェハ３５は、チャネリング防止の目的で、ビーム
照射軸に対して例えば約７°のチルト角で傾斜配置され
ている。

尚、第２次静電偏向系の各偏向板２９．３０を挟むよう
にイオンビーム照射軸上に配設されたグランド電極３６
．３７．３８は、各偏向板２９．３０の端部における電
界のみだれを防止するだめのものである。

このようにｘ−Ｘ方向に静電走査されたイオンビームを
第２次静電偏向系３１でｘ−Ｘ方向に対して夫々平行ビ
ーム化する構成とすることで、容品に平行ビームをつく
りだすことができ、半導体ウェハ３５の均一なイオン注
入処理が行える。

尚、上述実施例中、第２次静電偏向系３１への電圧印加
を停止し、第１次静電偏向系２４の走査角度を狭めれば
、ビーム走査角を小さくして照射する方法（ナロースキ
ャン）も行え、処理内容に応じて所望のビームスキャン
方式を選択することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のイオン注入装置は、簡素
な構造であるにもかかわらず、イオンビームの平行ビー
ム化が可能となり、イオン注入処理作業における均一性
が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成を示す図で、第１図（ａ
）は実施例の平面図、第１図（ｂ）はその側面図、第２
図は実施例の各静電偏向系の制御系を示す図、第３図は
従来の中電流型イオン注入装置の構成を示す図である。 ２１・・・・・・イオンビーム、２２・・・・・・Ｘ方
向走査板、２３・・・・・・Ｘ方向走査板、２４・・・
・・・第１次静電偏向系、２６・・・・・・ニュートラ
ルビーム遮蔽体、２９・・・・・・Ｘ方向偏向板、３０
・・・・・・Ｘ方向偏向板、３１・・・・・・第２次静
電偏向系、３４・・・・・・プラテン、３５・・・・・
・半導体ウェハ、４１・・・・・・装置ＣＰＵ、４２・
・・・・・システムコントローラ。 出願人　　　　　チル・パリアン株式会社代理人　弁理
士　須　山　佐　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被処理物にイオンビームを走査照射して前記被処理物に
   イオンを注入するイオン注入装置において、 前記イオンビームを水平方向に偏向する静電走査電極と
   垂直方向に偏向する静電走査電極とからなる第１の静電
   偏向系と、 前記第１の静電偏向系からのイオンビームの水平方向成
   分を平行ビーム化する静電偏向電極とビーム垂直方向成
   分を平行ビーム化する静電偏向電極とからなる第２の静
   電偏向系とを備え、前記被処理物表面に対してイオンビ
   ームを平行ビーム走査照射するように構成したことを特
   徴とするイオン注入装置。