JPH0760664B2 - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
- Publication number
- JPH0760664B2 JPH0760664B2 JP60073219A JP7321985A JPH0760664B2 JP H0760664 B2 JPH0760664 B2 JP H0760664B2 JP 60073219 A JP60073219 A JP 60073219A JP 7321985 A JP7321985 A JP 7321985A JP H0760664 B2 JPH0760664 B2 JP H0760664B2
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- Japan
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- ion beam
- shield plate
- ion
- sample
- opening
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はイオン注入装置に関するものであって、試料表
面へのイオンビームの入射角を高精度に制御したイオン
注入を行うのに用いて最適なものである。
面へのイオンビームの入射角を高精度に制御したイオン
注入を行うのに用いて最適なものである。
本発明は、イオン注入装置において、第１及び第２の遮
蔽板を用いてイオンビームの入射角を測定することによ
り、イオンビームの入射角を高精度で測定することがで
きるようにしたものである。
蔽板を用いてイオンビームの入射角を測定することによ
り、イオンビームの入射角を高精度で測定することがで
きるようにしたものである。
近年、半導体素子の素子寸法が縮小されるにつれて、高
精度のイオン注入が必要となってきている。特にGaAs
FET等のIII−Ｖ族化合物半導体素子では、集積回路を製
造する上で不純物イオンの注入深さの精度、均一性及び
再現性が厳しく要求される。この注入深さを変化させる
要因の一つに不純物イオンのチャネリングがあり、これ
は半導体基板等の試料表面へのイオンビームの入射角の
変化には特に敏感である。このチャネリングを防止する
ために、通常はチャネリングの起こらない試料角度や面
方位を選んでイオン注入が行われるが、その場合の精度
は１゜以下の高い精度が要求される。
精度のイオン注入が必要となってきている。特にGaAs
FET等のIII−Ｖ族化合物半導体素子では、集積回路を製
造する上で不純物イオンの注入深さの精度、均一性及び
再現性が厳しく要求される。この注入深さを変化させる
要因の一つに不純物イオンのチャネリングがあり、これ
は半導体基板等の試料表面へのイオンビームの入射角の
変化には特に敏感である。このチャネリングを防止する
ために、通常はチャネリングの起こらない試料角度や面
方位を選んでイオン注入が行われるが、その場合の精度
は１゜以下の高い精度が要求される。
ところで、イオン注入装置を設置する場合には、試料に
対するイオンビーム照射位置の調整が行われるが、その
確認法としては従来次のような方法が用いられている。
対するイオンビーム照射位置の調整が行われるが、その
確認法としては従来次のような方法が用いられている。
第１の方法では、試料ホルダー上に方眼紙または合成樹
脂板等を取り付けてイオンビームを照射し、ビーム照射
位置の炭化による痕跡がホルダーの中心付近にあること
を確認する。
脂板等を取り付けてイオンビームを照射し、ビーム照射
位置の炭化による痕跡がホルダーの中心付近にあること
を確認する。
第２の方法では、水平方向のビーム位置を確認するため
に、第４図に示すように、ビームスキャナー１の走査幅
を大きくとり、ディフレクター２の電位を上下させる。
このとき、サプレッサー３のウィンドー3aに入るべきイ
オンビーム４が、走査幅が大きいためにディフレクター
２により遮られる結果、半導体基板等の試料５上にディ
フレクター２の左右の影６が生じる。そしてこの影６の
幅a,bを観察することにより、イオンビーム４の水平方
向の位置ずれを確認する。
に、第４図に示すように、ビームスキャナー１の走査幅
を大きくとり、ディフレクター２の電位を上下させる。
このとき、サプレッサー３のウィンドー3aに入るべきイ
オンビーム４が、走査幅が大きいためにディフレクター
２により遮られる結果、半導体基板等の試料５上にディ
フレクター２の左右の影６が生じる。そしてこの影６の
幅a,bを観察することにより、イオンビーム４の水平方
向の位置ずれを確認する。
しかしながら、これらのイオンビーム照射位置確認法は
いずれも極めて大まかなものであり、精度が低い。さら
に、試料表面へのイオンビームの入射角についての情報
は何ら得られず、走査されないときのイオンビームが試
料中心に当たっていることをもって試料にほぼ垂直にイ
オンビームが入射していると判断しているだけである。
なおパラレルスキャン方式のイオン注入装置においても
同様な問題が存在し、この場合にもイオンビームの入射
角を測定してずれを較正する必要がある。
いずれも極めて大まかなものであり、精度が低い。さら
に、試料表面へのイオンビームの入射角についての情報
は何ら得られず、走査されないときのイオンビームが試
料中心に当たっていることをもって試料にほぼ垂直にイ
オンビームが入射していると判断しているだけである。
なおパラレルスキャン方式のイオン注入装置においても
同様な問題が存在し、この場合にもイオンビームの入射
角を測定してずれを較正する必要がある。
従って、従来のイオン注入装置では試料表面へのイオン
ビームの入射角を正確に測定することは難しく、このた
め不純物イオンのチャネリングを防止することは難し
い。
ビームの入射角を正確に測定することは難しく、このた
め不純物イオンのチャネリングを防止することは難し
い。
本発明は、上述の問題にかんがみ、従来のイオン注入装
置が有する上述のような欠点を是正したイオン注入装置
を提供することを目的とする。
置が有する上述のような欠点を是正したイオン注入装置
を提供することを目的とする。
本発明に係るイオン注入装置は、開口を有する第１の遮
蔽板（例えば円形の開口10aを有する第１遮蔽板10）
と、イオンビームを検出するためのビームディテクター
（例えばビームディテクター12）と、このビームディテ
クターと上記第１の遮蔽板との間に設けられかつ開口を
有する第２の遮蔽板（例えば円形の開口13aを有する第
２遮蔽板13）とをそれぞれ具備し、上記第１の遮蔽板の
上記開口を通過した上記イオンビームが上記第２の遮蔽
板の上記開口を通過するようにこの第２の遮蔽板を上記
第１の遮蔽板に対して変位させ、上記イオンビームが上
記ビームディテクターにより検出された時の上記第２の
遮蔽板の上記変位量を求め、この変位量により所定の基
準軸に対する上記イオンビームの入射角を測定するよう
にしている。
蔽板（例えば円形の開口10aを有する第１遮蔽板10）
と、イオンビームを検出するためのビームディテクター
（例えばビームディテクター12）と、このビームディテ
クターと上記第１の遮蔽板との間に設けられかつ開口を
有する第２の遮蔽板（例えば円形の開口13aを有する第
２遮蔽板13）とをそれぞれ具備し、上記第１の遮蔽板の
上記開口を通過した上記イオンビームが上記第２の遮蔽
板の上記開口を通過するようにこの第２の遮蔽板を上記
第１の遮蔽板に対して変位させ、上記イオンビームが上
記ビームディテクターにより検出された時の上記第２の
遮蔽板の上記変位量を求め、この変位量により所定の基
準軸に対する上記イオンビームの入射角を測定するよう
にしている。
以下本発明の一実施例につき図面を参照しながら説明す
る。
る。
第1A図〜第1C図に示すように、本実施例によるイオン注
入装置においては、イオンビームラインチューブ７の一
端に接続されているサンプルチャンバー８のフランジ8a
の表面を基準面とし、この基準面上にフランジ９がＯ−
リング等の真空シールを介して取り付けられている。こ
のフランジ９の下面にはフランジ面に垂直に例えばステ
ンレス鋼製の第１遮蔽板10が取り付けられ、またフラン
ジ９の中心に関してこの第１遮蔽板10と対称な位置に絶
縁体11を介して、ビーム走査面積より大きな面積を有す
るビームディテクター12が取り付けられている。なおこ
のビームディテクター12は、所定方法によりサンプルチ
ャンバー８の外部に設けられたビーム電流計（図示せ
ず）に接続されている。
入装置においては、イオンビームラインチューブ７の一
端に接続されているサンプルチャンバー８のフランジ8a
の表面を基準面とし、この基準面上にフランジ９がＯ−
リング等の真空シールを介して取り付けられている。こ
のフランジ９の下面にはフランジ面に垂直に例えばステ
ンレス鋼製の第１遮蔽板10が取り付けられ、またフラン
ジ９の中心に関してこの第１遮蔽板10と対称な位置に絶
縁体11を介して、ビーム走査面積より大きな面積を有す
るビームディテクター12が取り付けられている。なおこ
のビームディテクター12は、所定方法によりサンプルチ
ャンバー８の外部に設けられたビーム電流計（図示せ
ず）に接続されている。
さらにこのビームディテクター12に近接して、図示省略
した従来公知の機構により紙面に垂直な面内（または第
１遮蔽板10に設けられている例えば直径1mm程度の円形
断面の開口10aを中心とする球面内）で移動可能に例え
ばステンレス鋼製の第２遮蔽板13が設けられている。こ
の第２遮蔽板13には、第１遮蔽板10の開口10aと同一形
状の開口13aが形成されている。なお本実施例において
は、フランジ９、第１及び第２遮蔽板10,13並びにビー
ムディテクター12により入射角測定治具が構成されてい
る。
した従来公知の機構により紙面に垂直な面内（または第
１遮蔽板10に設けられている例えば直径1mm程度の円形
断面の開口10aを中心とする球面内）で移動可能に例え
ばステンレス鋼製の第２遮蔽板13が設けられている。こ
の第２遮蔽板13には、第１遮蔽板10の開口10aと同一形
状の開口13aが形成されている。なお本実施例において
は、フランジ９、第１及び第２遮蔽板10,13並びにビー
ムディテクター12により入射角測定治具が構成されてい
る。
次に上述のように構成された本実施例によるイオン注入
装置を用いてイオンビームの入射角を測定する方法につ
き説明する。
装置を用いてイオンビームの入射角を測定する方法につ
き説明する。
第1A図〜第1C図に示すように、まず所定方法によりイオ
ンビーム４を得、これを第１遮蔽板10に対して照射する
と、この第１遮蔽板10の開口10aを通り抜けたイオンビ
ーム４がビームディテクター12に向かって直進する。こ
の際、通常、イオンビーム４は第２遮蔽板13によって遮
られるためにビームディテクター12には達しない。次に
第２遮蔽板13を既述の駆動機構により移動させると、イ
オンビーム４の照射位置がこの第２遮蔽板13の開口13a
に一致したときのみ、イオンビーム４がビームディテク
ター12に達し、この結果ビーム電流計によりイオン電流
が検出される。この時の第２遮蔽板13の位置（もしくは
回転角）を読み取り、この値から第１遮蔽板10の開口10
aの中心を通りこの第１の遮蔽板10の表面に垂直な基準
軸（イオンビームラインチューブ７の中心軸と一致す
る）14からの変位量を算出することにより、基準軸14に
対するイオンビーム４の入射角θ1,θ２を求めることが
できる。
ンビーム４を得、これを第１遮蔽板10に対して照射する
と、この第１遮蔽板10の開口10aを通り抜けたイオンビ
ーム４がビームディテクター12に向かって直進する。こ
の際、通常、イオンビーム４は第２遮蔽板13によって遮
られるためにビームディテクター12には達しない。次に
第２遮蔽板13を既述の駆動機構により移動させると、イ
オンビーム４の照射位置がこの第２遮蔽板13の開口13a
に一致したときのみ、イオンビーム４がビームディテク
ター12に達し、この結果ビーム電流計によりイオン電流
が検出される。この時の第２遮蔽板13の位置（もしくは
回転角）を読み取り、この値から第１遮蔽板10の開口10
aの中心を通りこの第１の遮蔽板10の表面に垂直な基準
軸（イオンビームラインチューブ７の中心軸と一致す
る）14からの変位量を算出することにより、基準軸14に
対するイオンビーム４の入射角θ1,θ２を求めることが
できる。
半導体ウェハー等の試料への実際のイオン注入作業に際
しては、上述のようにしてイオンビーム４の入射角θ1,
θ２を求めた後、サンプルチャンバー８からフランジ９
を取り外し、代わりに、入射角θ1,θ２の上記測定値に
基づいてチャネリングが起こらないように試料結晶方位
を合わせることができるように予め加工された例えば第
2A図及び第2B図に示すようなサンプルホルダー15を取り
付けてイオン注入作業を行えばよい。なお第2A図及び第
2B図において、符号16はフランジ、符号17はサンプルス
テージ、符号18はサンプルステージフランジ、符号19は
サンプルステージ回転ツマミ、符号20は絶縁体から成る
回転軸、符号21はイオン電流測定端子、符号22はハーメ
チックシール、符号23はコネクター、符号24はＯ−リン
グである。
しては、上述のようにしてイオンビーム４の入射角θ1,
θ２を求めた後、サンプルチャンバー８からフランジ９
を取り外し、代わりに、入射角θ1,θ２の上記測定値に
基づいてチャネリングが起こらないように試料結晶方位
を合わせることができるように予め加工された例えば第
2A図及び第2B図に示すようなサンプルホルダー15を取り
付けてイオン注入作業を行えばよい。なお第2A図及び第
2B図において、符号16はフランジ、符号17はサンプルス
テージ、符号18はサンプルステージフランジ、符号19は
サンプルステージ回転ツマミ、符号20は絶縁体から成る
回転軸、符号21はイオン電流測定端子、符号22はハーメ
チックシール、符号23はコネクター、符号24はＯ−リン
グである。
上述の実施例によれば次のような種々の利点がある。す
なわち、第１及び第２遮蔽板10,13とビームディテクタ
ー12とを設け、第１の遮蔽板10にイオンビーム４を当て
ながら第２の遮蔽板13を変位させることにより、イオン
ビーム４がこれらの第１及び第２遮蔽板10,13の開口10
a,13bを通過してビームディテクター12により検出され
た時の第２遮蔽板13の変位量を求め、この変位量からイ
オンビーム４の入射角θ1,θ２を求めるようにしている
ので、この入射角θ1,θ２を例えば0.1゜程度の高い精
度で測定することが可能である。
なわち、第１及び第２遮蔽板10,13とビームディテクタ
ー12とを設け、第１の遮蔽板10にイオンビーム４を当て
ながら第２の遮蔽板13を変位させることにより、イオン
ビーム４がこれらの第１及び第２遮蔽板10,13の開口10
a,13bを通過してビームディテクター12により検出され
た時の第２遮蔽板13の変位量を求め、この変位量からイ
オンビーム４の入射角θ1,θ２を求めるようにしている
ので、この入射角θ1,θ２を例えば0.1゜程度の高い精
度で測定することが可能である。
またこのイオンビーム４の入射角θ1,θ２の測定結果を
用いることにより、試料表面へのイオンビーム４の入射
方向を所望の面方位に精度良く一致させてイオン注入を
行うことができるので、試料の面方位を試料全域に亘っ
てチャネリングが最も起こりにくい角度に精度良くしか
も再現性良く合わせてイオン注入を行うことができ、こ
のため試料中での不純物イオンのチャネリングを効果的
に防止することができる。のみならず、不純物イオンの
注入深さを精度良く制御することができるので、試料内
での注入深さの均一性及び試料毎の注入深さの再現性を
高くすることができる。従って、半導体装置等の製造の
歩留まりを向上させることが可能である。
用いることにより、試料表面へのイオンビーム４の入射
方向を所望の面方位に精度良く一致させてイオン注入を
行うことができるので、試料の面方位を試料全域に亘っ
てチャネリングが最も起こりにくい角度に精度良くしか
も再現性良く合わせてイオン注入を行うことができ、こ
のため試料中での不純物イオンのチャネリングを効果的
に防止することができる。のみならず、不純物イオンの
注入深さを精度良く制御することができるので、試料内
での注入深さの均一性及び試料毎の注入深さの再現性を
高くすることができる。従って、半導体装置等の製造の
歩留まりを向上させることが可能である。
以上本発明の実施例につき説明したが、本発明は上述の
実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想
に基づく種々の変形が可能である。例えば、第１及び第
２遮蔽板10,13の材質、大きさ、それらの間の間隔、開
口10a,13aの大きさ及び形状等は必要に応じて変更可能
である。また第２の遮蔽板13の移動機構も必要に応じて
種々の形式のものを用いることが可能である。
実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想
に基づく種々の変形が可能である。例えば、第１及び第
２遮蔽板10,13の材質、大きさ、それらの間の間隔、開
口10a,13aの大きさ及び形状等は必要に応じて変更可能
である。また第２の遮蔽板13の移動機構も必要に応じて
種々の形式のものを用いることが可能である。
さらに例えば第3A図及び第3B図に示すような、より量産
に適した型式のサンプルチャンバーを有するイオン注入
装置に本発明を適用することも可能である。なお第3A図
及び第3B図において、符号25は試料を取り付けるための
カルーセル、符号26はターンテーブル、符号27はカルー
セル25の底面の中心に設けられた円形の開口25aと嵌合
する凸部、符号28はカルーセル25の底面に設けられた開
口25bと嵌合する位置決めピン、符号29はターンテーブ
ル26を回転させるための駆動機構である。この場合、入
射角測定治具をサンプルチャンバー７に取り付けるに
は、例えばターンテーブル26の表面を基準面とすれば良
い。
に適した型式のサンプルチャンバーを有するイオン注入
装置に本発明を適用することも可能である。なお第3A図
及び第3B図において、符号25は試料を取り付けるための
カルーセル、符号26はターンテーブル、符号27はカルー
セル25の底面の中心に設けられた円形の開口25aと嵌合
する凸部、符号28はカルーセル25の底面に設けられた開
口25bと嵌合する位置決めピン、符号29はターンテーブ
ル26を回転させるための駆動機構である。この場合、入
射角測定治具をサンプルチャンバー７に取り付けるに
は、例えばターンテーブル26の表面を基準面とすれば良
い。
本発明に係るイオン注入装置によれば、所定の基準軸に
対するイオンビームの入射角を精度良く測定することが
できる。従って、イオン注入を行うべき試料表面へのイ
オンビームの入射方向を所望の試料方位に精度良く一致
させてイオン注入を行うことが可能である。
対するイオンビームの入射角を精度良く測定することが
できる。従って、イオン注入を行うべき試料表面へのイ
オンビームの入射方向を所望の試料方位に精度良く一致
させてイオン注入を行うことが可能である。
第1A図〜第1C図はそれぞれ本発明の実施例によるイオン
注入装置の要部を示すフランジを省略した平面図、その
Ａ−Ａ線の断面図及び入射角測定治具の側面図、第2A図
及び第2B図はそれぞれイオン注入作業に用いるサンプル
ホルダーの平面図及び正面図、第3A図及び第3B図はそれ
ぞれ量産性サンプルチャンバーを示す断面図及び平面
図、第４図は従来のイオン注入装置の要部を示す断面図
である。 なお図面に用いた符号において、 ４……イオンビーム ５……試料 ８……サンプルチャンバー 10……第１遮蔽板 12……ビームディテクター 13……第２遮蔽板 15……サンプルホルダー 25……カルーセル 26……ターンテーブル である。
注入装置の要部を示すフランジを省略した平面図、その
Ａ−Ａ線の断面図及び入射角測定治具の側面図、第2A図
及び第2B図はそれぞれイオン注入作業に用いるサンプル
ホルダーの平面図及び正面図、第3A図及び第3B図はそれ
ぞれ量産性サンプルチャンバーを示す断面図及び平面
図、第４図は従来のイオン注入装置の要部を示す断面図
である。 なお図面に用いた符号において、 ４……イオンビーム ５……試料 ８……サンプルチャンバー 10……第１遮蔽板 12……ビームディテクター 13……第２遮蔽板 15……サンプルホルダー 25……カルーセル 26……ターンテーブル である。
Claims (1)
- 【請求項１】開口を有する第１の遮蔽板と、 イオンビームを検出するためのビームディテクターと、 このビームディテクターと上記第１の遮蔽板との間に設
けられかつ開口を有する第２の遮蔽板とをそれぞれ具備
し、 上記第１の遮蔽板の上記開口を通過した上記イオンビー
ムが上記第２の遮蔽板の上記開口を通過するようにこの
第２の遮蔽板を上記第１の遮蔽板に対して変位させ、 上記イオンビームが上記ビームディテクターにより検出
された時の上記第２の遮蔽板の上記変位量を求め、 この変位量により所定の基準軸に対する上記イオンビー
ムの入射角を測定するようにしたイオン注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60073219A JPH0760664B2 (ja) | 1985-04-06 | 1985-04-06 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60073219A JPH0760664B2 (ja) | 1985-04-06 | 1985-04-06 | イオン注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61232546A JPS61232546A (ja) | 1986-10-16 |
| JPH0760664B2 true JPH0760664B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=13511831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60073219A Expired - Lifetime JPH0760664B2 (ja) | 1985-04-06 | 1985-04-06 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760664B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5057008B2 (ja) * | 2005-09-05 | 2012-10-24 | 株式会社アルバック | イオン注入装置 |
-
1985
- 1985-04-06 JP JP60073219A patent/JPH0760664B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61232546A (ja) | 1986-10-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |