JPH0557758U

JPH0557758U - イオン注入装置

Info

Publication number: JPH0557758U
Application number: JP390692U
Authority: JP
Inventors: 和紀飛川
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 1992-01-07
Filing date: 1992-01-07
Publication date: 1993-07-30

Abstract

(57)【要約】【目的】集束を緩めた電流密度の低いイオンビームを
得る場合にイオンビームの端部に発生する電流密度のピ
ーク部を除去することができるようにしたイオン注入装
置を提供する。【構成】ウェーハに照射されるイオンビーム８のビー
ムサイズを決定する成形スリット板２４を、二つのスリ
ット２４１および２４２を有するものとした。スリット
２４１の幅Ｗ₁は、ウェーハが並進の両端部にあるとき
にそれにイオンビーム８が当たらない大きさにイオンビ
ーム８を成形する幅としている。スリット２４２の幅Ｗ
₂は、スリット２４１の幅より狭く、集束を緩めた電流
密度の低いイオンビーム８を得る場合にその端部に発生
する電流密度のピーク部を除去する幅としている。そし
てこの成形スリット板２４は、ガイドレール２６、ロッ
ド２８および駆動源３０を備える駆動機構によって動か
して、そのスリット２４１、２４２のいずれか一方をイ
オンビーム８の軌道上に位置させるようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、イオンビームを固定しておいてウェーハを機械的に走査する、いわゆるメカニカルスキャン方式のイオン注入装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種のイオン注入装置の従来例を図４に示す。この装置は、プラズマ生成容器４および引出し電極６を有するイオン源２から引き出したイオンビーム８を、分析電磁石１０および分析スリット１２を通して質量分析し、かつ成形スリット板１４を通して成形（即ちビームサイズを決定）した後、ウェーハディスク１８の周縁部に装着された複数枚のウェーハ１６に照射して各ウェーハ１６にイオン注入を行うよう構成されている。ウェーハディスク１８は、図示しない真空容器内で、例えばＲ方向に高速回転させられると共に、この例では紙面に平行なＸ方向に並進させられ、これによってウェーハ１６の機械的走査が行われる。図中のＹ方向は紙面に垂直な方向である。

【０００３】このときのウェーハ１６の並進を平面的に説明すると、図５に示すように、成形スリット板１４によって成形されたイオンビーム８を中心にして、前記Ｘ方向にウェーハ１６が一定の並進幅だけ並進させられる。

【０００４】なお、ウェーハディスク１８の後方には、多数のコレクタ電極２１およびそれに流れるビーム電流を表示する表示装置２２を備えていて、イオンビーム８の電流密度分布（ビームプロファイル）をモニタするビームプロファイルモニタ２０が設けられている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記のようなイオン注入装置では、特にイオンビーム８が大電流の場合、ウェーハ１６に対するイオンビーム照射に伴うチャージアップ（帯電）防止の観点からは、図６（Ａ）のようなＸ方向に強く集束したイオンビーム８を避けて、図７のような集束を緩めた電流密度の低いイオンビーム８でイオン注入を行うことが望ましい。

【０００６】ところが、図７のような集束を緩めた（即ちパービアンスの低い）イオンビーム８を得ようとすると、イオン源２のプラズマ生成容器４のスリット４ｓ（図９参照）におけるイオン放出面の形状やイオンビーム８における空間電荷等の作用で、現実には、図８に示すようなＸ方向の両端部に電流密度が突出したピーク部Ｐが生じてしまう。上記Ｘ、Ｙ方向は、図９のプラズマ生成容器４のスリット４ｓの幅方向および長手方向にそれぞれ対応している。

【０００７】また、Ｙ方向の電流密度分布は、Ｘ方向ほどはイオンビーム８発生時のパラメータに左右されず、例えば図６（Ｂ）のようなものになる。

【０００８】そして仮に、上記のようなピーク部Ｐを有するイオンビーム８でイオン注入を行うと、その電流密度の高いピーク部Ｐでウェーハ１６の表面にチャージアップが発生して、ウェーハ１６の表面に形成されているパターンを放電破壊する等の不具合が発生する可能性が高い。かと言って、Ｘ方向に集束した図６（Ａ）のような電流密度分布のイオンビーム８でイオン注入を行うと、その中央部の電流密度が高いためやはりチャージアップが発生する恐れがある。

【０００９】そこでこの考案は、集束を緩めた電流密度の低いイオンビームを得る場合にイオンビームの端部に発生する電流密度のピーク部を除去することができるようにしたイオン注入装置を提供することを主たる目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、この考案のイオン注入装置は、前述したような成形スリット板を、ウェーハが走査の両端部にあるときに当該ウェーハに当たらない大きさにイオンビームを成形する第１のスリットと、この第１のスリットよりも幅が狭くイオンビームの端部に発生する電流密度のピーク部を除去する第２のスリットとを有するものとし、かつこの成形スリット板を動かしてその第１のスリットおよび第２のスリットのいずれか一方をイオンビームの軌道上に位置させる駆動機構を設けたことを特徴とする。

【００１１】また、このような二つのスリットは、別の成形スリット板に設け、それを別の駆動機構によって動かすようにしても良い。

【００１２】

【作用】

上記構成によれば、駆動機構によって成形スリット板を動かして、イオンビームを通すスリットを変えることができる。その結果例えば、集束を緩めた電流密度の低いイオンビームを得る場合に、イオンビームの端部に電流密度のピーク部が生じても、幅の狭い方のスリットを選ぶことにより、当該ピーク部を除去することができる。

【００１３】

【実施例】

図１は、この考案の一実施例に係るイオン注入装置の成形スリット板周りを示す斜視図である。イオン注入装置全体の構成は例えば図４と同様であるのでそれを参照するものとする。

【００１４】この実施例においては、前述した従来の成形スリット板１４に対応する成形スリット板２４を、前述したウェーハディスク１８の並進方向であるＸ方向に並んだ第１のスリット２４１および第２のスリット２４２を有するものとしている。

【００１５】第１のスリット２４１の幅Ｗ₁は、標準の幅、即ち図５と同様に、ウェーハ１６が並進の両端部にあるときに当該ウェーハ１６にイオンビーム８が当たらない（もし当たるとそこだけ注入量が増えて均一な注入が不可能になる）大きさにイオンビーム８を成形する幅としている。

【００１６】一方、第２のスリット２４２の幅Ｗ₂は、第１のスリット２４１の幅Ｗ₁よりも狭く、集束を緩めた電流密度の低いイオンビーム８を得る場合にイオンビーム８の両端部に発生する前述したようなピーク部Ｐを除去する幅としている。

【００１７】そして上記成形スリット板２４を、次のような駆動機構によって前記Ｘ方向に動かして、そのスリット２４１および２４２のいずれか一方をイオンビーム８の軌道上に位置させることができるようにしている。即ちこの例では、成形スリット板２４の一端側を、真空容器（図示省略）内に支持されたガイドレール２６にスライド可能に嵌め込み、ロッド２８を介して、真空容器外に設けられた駆動源３０によって、当該成形スリット板２４をＸ方向に動かすことができるようにしている。駆動源３０は例えばエアシリンダーであるが、これに限定されるものではない。

【００１８】このような成形スリット板２４の使用例を説明すると、通常の場合は、イオンビーム８の利用効率を良くする等の観点から、幅の広いスリット２４１をイオンビーム８の軌道上に位置させておけば良い。

【００１９】ウェーハ１６のチャージアップ低減のために、集束を緩めた電流密度の低いイオンビーム８を得る場合、イオンビーム８の電流密度分布の端部に前述したようなピーク部が発生している場合は、駆動源３０によって成形スリット板２４をスライドさせてピークカット用の幅の狭いスリット２４２をイオンビーム８の軌道上に位置させれば良い。そのようにすると、例えば図２（Ａ）に示すようなイオンビーム８の電流密度分布の両端部のＣ部から外側をカットして、ピーク部Ｐを除去することができ、それによって同図（Ｂ）に示すようなピーク部のない良好な電流密度分布をしたイオンビーム８を得ることができる。

【００２０】このようにして得たイオンビーム８は、電流密度の低い幅広のイオンビームであるため、それをウェーハ１６に照射してイオン注入を行えば、ウェーハ１６のチャージアップを防止することができる。しかも、イオンビーム８の電流密度分布が平坦に近いので、ウェーハ１６に対するイオン注入の均一性が向上するという効果も得られる。

【００２１】なお、前述したように、イオンビーム８の電流密度分布の確認は（それにピーク部Ｐが存在するか否かの確認も含めて）、例えば図４中に示したようなビームプロファイルモニタ２０を用いて行うことができる。

【００２２】また、上記のようなスリット２４１および２４２を上記例のように一つの成形スリット板２４に設ける代わりに、例えば図３に示す例のように、これらのスリット２４１、２４２を別の成形スリット板２４ａ、２４ｂにそれぞれ設けて、このような成形スリット板２４ａ、２４ｂを駆動源３０ａ、３０ｂによって相補的にスライドさせて、スリット２４１および２４２のいずれか一方をイオンビーム８の軌道上に位置させるようにしても良い。

【００２３】また、上記例は回転および並進するウェーハディスク１８によってウェーハ１６を機械的に走査する装置の例であるが、この考案は、それ以外の手段によってウェーハ１６を機械的に走査するイオン注入装置にも勿論適用することができる。

【００２４】

【考案の効果】

以上のようにこの考案によれば、イオンビームの軌道上に位置させるスリットを変えることができ、それによって、集束を緩めた電流密度の低いイオンビームを得る場合にイオンビームの端部に発生する電流密度のピーク部を除去することができる。その結果、ウェーハのチャージアップを防止することができると共に、ウェーハに対するイオン注入の均一性を向上させることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例に係るイオン注入装置の
成形スリット板周りを示す斜視図である。

【図２】集束を緩めたイオンビームの注入面上でのＸ
方向の電流密度分布の一例を示す図であり、（Ａ）はピ
ーク部を除去する前のものを、（Ｂ）はピーク部を除去
した後のものを示す。

【図３】この考案の他の実施例に係るイオン注入装置
の成形スリット板周りを示す正面図である。

【図４】メカニカルスキャン方式のイオン注入装置の
一例を示す概略図である。

【図５】ウェーハとイオンビームとの関係の一例を示
す平面図である。

【図６】集束したイオンビームの注入面上での電流密
度分布の一例を示す図であり、（Ａ）はＸ方向の分布
を、（Ｂ）はＹ方向の分布を示す。

【図７】集束を緩めたイオンビームの注入面上でのＸ
方向の電流密度分布の望ましい例を示す図である。

【図８】集束を緩めたイオンビームの注入面上でのＸ
方向の電流密度分布の現実的な例を示す図である。

【図９】イオン源のプラズマ生成容器の概略例を示す
斜視図である。

【符号の説明】

２イオン源８イオンビーム１６ウェーハ１８ウェーハディスク２４，２４ａ，２４ｂ成形スリット板２４１，２４２スリット２６ガイドレール２８ロッド３０，３０ａ，３０ｂ駆動源

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】イオンビームを固定しておいてウェーハ
を機械的に走査するイオン注入装置であって成形スリッ
ト板のスリットを通してイオンビームをウェーハに照射
するものにおいて、前記成形スリット板を、ウェーハが
走査の両端部にあるときに当該ウェーハに当たらない大
きさにイオンビームを成形する第１のスリットと、この
第１のスリットよりも幅が狭くイオンビームの端部に発
生する電流密度のピーク部を除去する第２のスリットと
を有するものとし、かつこの成形スリット板を動かして
その第１のスリットおよび第２のスリットのいずれか一
方をイオンビームの軌道上に位置させる駆動機構を設け
たことを特徴とするイオン注入装置。
【請求項２】イオンビームを固定しておいてウェーハ
を機械的に走査するイオン注入装置であって成形スリッ
ト板のスリットを通してイオンビームをウェーハに照射
するものにおいて、ウェーハが走査の両端部にあるとき
に当該ウェーハに当たらない大きさにイオンビームを成
形するスリットを有する第１の成形スリット板と、この
第１の成形スリット板のスリットよりも幅が狭くイオン
ビームの端部に発生する電流密度のピーク部を除去する
スリットを有する第２の成形スリット板と、第１の成形
スリット板を動かしてそのスリットをイオンビームの軌
道上に出し入れする第１の駆動機構と、第２の成形スリ
ット板を動かしてそのスリットをイオンビームの軌道上
に出し入れする第２の駆動機構とを設けたことを特徴と
するイオン注入装置。