JPH073131U - イオン注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウエハディスクを傾斜させずに注入チルト角
度を付与すること。 【構成】 ウエハディスク２に装填されたウエハ３にエ
ネルギー分析用電磁石４、成形スリット５を通してイオ
ンを注入する。電磁石はイオンビームに対し、エネルギ
ー分析用のオフセット偏向角度に、７°或いは１０°の
注入チルト角度を加えたビーム偏向角度を与える手段と
して動作する。ファラディカップ装置６は、可動ビーム
電流測定手段として構成されており、旋回ガイド１４で
支持案内される駆動機構部材１５に結合し、ウエハに対
する注入チルト角度の可変設定に対処できる。注入チル
ト角度の付与には静電偏向電極板によるステアラーを用
いてもよい。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ウエハディスクをチルト動作させずに、ウエハに対するイオンビ− ム注入チルト角度を与え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】

バッチ処理方式の高エネルギー・イオン注入装置では、図２に示すように、エ ンドステーション１の内部のウエハディスク２にウエハ３が複数枚装填されてお り、図示省略した加速管からのイオンビ−ムはエネルギー分析用偏向電磁石４の 磁場に導入され、所望エネルギーのイオンのみが成形スリット５を通りウエハに 注入される。エンドステーション１の外部に設置された駆動源から動力伝達系を 介し、ウエハディスク２をスピン回転Ｒ及びスキャン（往復並進）移動Ｓさせる メカニカルスキャン方式によりウエハ３の全面にイオンを注入している。

【０００３】 ウエハ３に対するイオンビ−ム軌道は一定であり、これに合わせる形で、イオ ン注入量管理のためのイオンビ−ム電流測定手段としてファラディカップ装置６ が配置されている。同装置は、ウエハディスク２の背面側に設けられたモニタカ ップ７、ビーム入射側に設けられたファラディカップ８及び成形スリット５とフ ァラディカップ８の開口部間に設けられたサプレッサ電極９からなる。成形スリ ット５と共に、ファラディカップ装置６のビーム入射側と背面側の各構成要素は 点線で略示したブリッジ部材１０で結合されている。ウエハディスク２は電気的 接触部材１１を介して一端が接地された電流計１２に接続し、モニタカップ７と ファラディカップ８は電流計に接続されており、サプレッサ電極９は直流電源１ ３によって負電位にバイアスされている。ウエハ３へのイオン注入時、ウエハ３ とウエハディスク２はファラディカップ８と共にファラディカップ電極として働 く。ウエハ３に注入されたイオンビ−ム電流はウエハディスクを通り電流計１２ で測定される。ウエハ３及びウエハディスク２にビームが当って放出された２次 電子はファラディカップ８で捕捉され、ウエハディスク２に戻り、電流計１２に は２次電子電流は流れない。ウエハディスク２がファラディカップ装置６内に存 在しない、例えばビームの調整時、イオンビ−ムはモニタカップ７で捕捉され、 電流計１２で測定される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ウエハ３の面が図３（ａ）に示すようにｘ，ｙ平面にあり、これに直交するｚ 軸方向からイオンを注入すると、ウエハはチャンネリング効果の影響を受ける。 これを防止するために、ウエハ面をｘ軸を中心とする角度θの回転位置、ｘ，ｙ ’平面に位置するように傾斜させ、イオンビ−ムをウエハに斜めに入射しており 、この注入チルト角度θは、通常、７°或いは１０°である。ウエハディスクを 有するメカニカルスキャン方式のイオン注入装置の場合、ウエハ３に対する注入 チルト角度θの付与、変更は、図３（ｂ）に示すように、ウエハディスク２全体 を実線の角度０°の位置から角度θの点線位置に傾斜させることにより行ってい る。そして、かかるウエハディスク全体の傾斜はエンドステーション１の外部の 駆動装置から操作できるようにしている。しかし、上述したように、エンドステ ーションの外部とウエハディスク間には、ウエハディスクをスピン回転及びスキ ャン移動させる駆動系が存在するから、ウエハディスクの傾斜操作に際しては、 これら駆動系をも傾斜させることになり、傾斜操作軸はスピン回転とスキャン移 動の駆動軸、操作軸を内蔵する大口径のものとなり、エンドステーション１の壁 部に大口径の真空シール部を要し、操作機構が大型化し、真空シール機構の信頼 性を弱めることになる。

【０００５】 本考案は、ウエハディスクを傾斜させずに、ウエハに対してイオンビ−ム注入 チルト角度を付与することができるイオン注入装置の提供を目的とするものであ る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、ウエハディスクの直前にエネルギー分析用の電磁石またはステアラ ーを有するメカニカルスキャン方式のイオン注入装置において、前記電磁石また はステアラーが、そのイオンビ−ム偏向により、ウエハに対するイオンビ−ム注 入チルト角度を与えるべく構成されていることを主たる特徴とするものである。

【０００７】 さらに、本考案は、かかるイオン注入装置が、イオンビ−ム注入チルト角度に 応ずることができる可動ビーム電流測定手段を有することを特徴とする。

【０００８】

【作用】

電磁石のコイル電流により磁場強度を、またはステアラーの静電電極間電圧に より電界強度を調節して、イオンビ−ムの偏向角度を変更することにより、所要 のビーム注入チルト角度を与えることができる。そして、ビーム電流測定手段は 可動に構成されているから、ビーム注入チルト角度に対処できる。

【０００９】

【実施例】

本考案の実施例について、図１のイオン注入装置の構成図を参照して説明する が、図２，３と同一符号は同等部分を示す。エンドステーション１の内部のウエ ハディスク２にウエハ３を複数枚装填し、図示省略した加速管からのイオンビ− ムはエネルギー分析用偏向電磁石４の磁場に導入され、所望エネルギーのイオン のみが成形スリット５を通りウエハに注入される。エネルギー分析用偏向電磁石 ４はウエハ３へのイオン注入に当り、注入されるべきエネルギーのイオン、注入 イオンとは異なるエネルギーのイオンが注入され、ウエハにエネルギー・コンタ ミネーションが生ずるのを防止するために、一般に注入イオンに対し１０°〜１ ５°のオフセット偏向角度を与えるように磁場強度が選定されるが、このオフセ ット偏向角度のビーム軌道がウエハに対する注入チルト角度θ＝０°の位置であ り、このときイオンビ−ムはウエハ３の面に垂直に入射される。

【００１０】 ウエハ３へのイオン注入に際し、チャンネリング効果の影響を避けるために、 通常、７°或いは１０°の注入チルト角度でイオンビ−ムはウエハ面に斜めに入 射される。そこで、エネルギー分析用偏向電磁石４は、注入イオンビームに対し 、オフセット偏向角度に注入チルト角度を加えたビーム偏向角度を与える手段と して動作し、これは、磁場強度の調節、即ち磁場を発生する電磁石コイルの電流 の大きさを調節することにより所要のビーム偏向角度、所要の注入チルト角度を 可変設定することができる。

【００１１】 成形スリット５及びビーム電流測定手段であるファラディカップ装置６は、オ フセット偏向角度位置、注入チルト角度０°の原点位置から、所要の注入チルト 角度設定に合わせて偏向電磁石４の偏向中心点を旋回中心点Ｐとして旋回移動で きるように構成する。旋回中心点Ｐに係る円弧線上に旋回ガイド１４が設けられ ており、同ガイドにファラディカップ装置６の駆動機構部材１５が嵌合し、同ガ イドは同部材を支持案内しており、同駆動機構部材はアーム部材１６を介してフ ァラディカップ装置６のモニタカップ７、そして点線で略示したブリッジ部材１ ０によって成形スリット５、ファラディカップ８、サプレッサ電極９に結合して いる。旋回ガイド１４と駆動機構部材１５は例えばラック・ピニオン機構体とし て構成されており、ガイドに形成されたラックに駆動機構部材に設けられたピニ オンが噛合し、同ピニオンは同部材内の駆動モ−タ例えばパルスモ−タによって 駆動される。

【００１２】 したがって、駆動機構部材１５に設けられた駆動パルスモ−タエンドステーシ ョン１の外部から電気的に制御して歩進駆動させることにより、同部材は矢印で 示すようにガイド１４に案内されて移動し、成形スリット５及びファラディカッ プ装置６を注入チルト角度７°或いは１０°のビーム軌道に適合する位置に旋回 移動させることができる。

【００１３】 注入チルト角度を０°より変更すると、ビーム軌道はウエハディスク２のスピ ン回転の中心より遠ざかることになるが、これに対し、スキャン（往復並進）移 動動作の原点をシフトさせることにより、常にスキャン幅は一定でイオン注入を 行う。因みに、注入チルト角度を０°から１０°に変更したときのスキャン位置 のシフト量は約１５０ｍｍ程度である。

【００１４】 上述の実施例では、注入チルト角度の付与手段としてエネルギー分析用偏向電 磁石４を用いるものを示したが、磁場による偏向ではなく、静電偏向電極板によ るステアラーを用い、電場によりウエハ３に対するイオンビ−ムの注入チルト角 度を与えるようにしてもよい。

【００１５】

【考案の効果】

本考案は、以上説明したように構成したので、ウエハディスク全体の傾斜操作 を行わせることなく、イオンビ−ム注入チルト角度の可変設定を容易に行うこと ができ、ウエハディスクに対する操作駆動系がスピン回転、スキャン移動系だけ であるからエンドステーションに設けられる真空シール部も小口径のもので済み 、信頼性が向上する。

【００１６】 ビーム電流測定手段は位置可動のものとして構成されているから、イオンビ− ム注入チルト角度の可変設定に容易に対処することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例の構成図である。

【図２】従来のウエハディスクを有するイオン注入装置
の構成図である。

【図３】ウエハに対するイオンビ−ム注入チルト角度付
与についての説明図である。

【符号の説明】

1 エンドステーション 2 ウエハディスク 3 ウエハ 4 エネルギー分析用電磁石 5 成形スリット 6 ファラディカップ装置（ビーム電流測定手段） 10 ブリッジ部材 14 旋回ガイド 15 駆動機構部材

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハディスクへのイオンビ−ム導入路
   にエネルギー分析用電磁石またはステアラーを有するメ
   カニカルスキャン方式のイオン注入装置において、前記
   電磁石またはステアラーが、そのイオンビ−ム偏向によ
   り、ウエハに対するイオンビ−ム注入チルト角度を与え
   るべく構成されていることを特徴とするイオン注入装
   置。
2. 【請求項２】 イオンビ−ム注入チルト角度に応ずるこ
   とができる可動ビーム電流測定手段を有することを特徴
   とする請求項１記載のイオン注入装置。