JPH10283974A - イオン注入方法および装置 - Google Patents
イオン注入方法および装置Info
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- JPH10283974A JPH10283974A JP9088434A JP8843497A JPH10283974A JP H10283974 A JPH10283974 A JP H10283974A JP 9088434 A JP9088434 A JP 9088434A JP 8843497 A JP8843497 A JP 8843497A JP H10283974 A JPH10283974 A JP H10283974A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01J2237/31701—Ion implantation
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のイオン注入方法であると、スリットの
変形等の要因を補償することができなかった。 【解決手段】 スリット３を有するディスク２と、イオ
ンビーム発生源と、ディスク２を２次元的に走査させる
走査機構（モータ６、ステッピングモータ８、等）と、
を具備するイオン注入装置を使用して、ウェハ１に対し
てイオン注入を行うための方法であって、スリット３の
長手方向の各位置においてイオンビーム量の計測を行う
ことにより、スリット３の長手方向位置とその位置での
イオンビーム量とからなるデータのセットを作成し、こ
のデータセットに基づいてイオンビームの照射量を調整
する。
変形等の要因を補償することができなかった。 【解決手段】 スリット３を有するディスク２と、イオ
ンビーム発生源と、ディスク２を２次元的に走査させる
走査機構（モータ６、ステッピングモータ８、等）と、
を具備するイオン注入装置を使用して、ウェハ１に対し
てイオン注入を行うための方法であって、スリット３の
長手方向の各位置においてイオンビーム量の計測を行う
ことにより、スリット３の長手方向位置とその位置での
イオンビーム量とからなるデータのセットを作成し、こ
のデータセットに基づいてイオンビームの照射量を調整
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体製造
技術において不純物導入方法の１つとして利用されてい
るイオン注入方法に関するものである。また、この方法
を実施するための装置に関するものである。
技術において不純物導入方法の１つとして利用されてい
るイオン注入方法に関するものである。また、この方法
を実施するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】イオン注入技術は、例えば半導体製造技
術において不純物導入方法の１つとして利用されている
ものである。このイオン注入技術は、導入する不純物量
を入射イオン電流の積分値として正確にモニタし、かつ
制御できるという利点を有していることにより、近年広
く用いられている。また、このイオン注入技術によれ
ば、基板表面の薄い酸化膜による妨害を受けることな
く、かなり広範囲にわたって制御可能な不純物密度と注
入深さで、ドーピングが行えるという利点もある。
術において不純物導入方法の１つとして利用されている
ものである。このイオン注入技術は、導入する不純物量
を入射イオン電流の積分値として正確にモニタし、かつ
制御できるという利点を有していることにより、近年広
く用いられている。また、このイオン注入技術によれ
ば、基板表面の薄い酸化膜による妨害を受けることな
く、かなり広範囲にわたって制御可能な不純物密度と注
入深さで、ドーピングが行えるという利点もある。
【０００３】このようなイオン注入を行うための装置
は、例えば、特願平２−１８８５１号公報に開示されて
いる。
は、例えば、特願平２−１８８５１号公報に開示されて
いる。
【０００４】図６および図７は、上記公報記載の図であ
って、符号１は半導体ウェハ、２は複数枚のウェハを支
持しＸ方向に回転させるディスク、３はディスク２の所
定位置においてディスク２を厚さ方向に貫通して形成さ
れたスリット、４はディスク２の回転軸、５は回転軸４
を支持するためのディスク支持台、６は回転軸４を所定
速度で回転させるモータである。符号７はディスク支持
台５と連結されている送りネジ、８は送りネジ７を回転
させるステッピングモータである。これは、ドライバ９
を介して、反転駆動されるようになっている。ディスク
支持台５は、ステッピングモータ８の反転駆動により、
走査方向Ｙ1 またはＹ2 へ移動する。
って、符号１は半導体ウェハ、２は複数枚のウェハを支
持しＸ方向に回転させるディスク、３はディスク２の所
定位置においてディスク２を厚さ方向に貫通して形成さ
れたスリット、４はディスク２の回転軸、５は回転軸４
を支持するためのディスク支持台、６は回転軸４を所定
速度で回転させるモータである。符号７はディスク支持
台５と連結されている送りネジ、８は送りネジ７を回転
させるステッピングモータである。これは、ドライバ９
を介して、反転駆動されるようになっている。ディスク
支持台５は、ステッピングモータ８の反転駆動により、
走査方向Ｙ1 またはＹ2 へ移動する。
【０００５】イオンビームＢは、ディスク２のＸ方向回
転とディスク支持台５の走査方向Ｙ 1 、Ｙ2 の反復運動
に基づいて、イオンビームＢの経路内に、ウェハ１が入
ったときにはウェハ１上を走査しながら、イオン物質を
ウェハ１に注入する。さらに、ディスク２の回転によっ
てイオンビームＢの経路内にスリット３が来たときに
は、このイオンビームＢは、スリット３を通ってディス
ク２の後面側に設けられたイオンビーム検出器１０に入
射してイオンビームＢが検出される（後述）。
転とディスク支持台５の走査方向Ｙ 1 、Ｙ2 の反復運動
に基づいて、イオンビームＢの経路内に、ウェハ１が入
ったときにはウェハ１上を走査しながら、イオン物質を
ウェハ１に注入する。さらに、ディスク２の回転によっ
てイオンビームＢの経路内にスリット３が来たときに
は、このイオンビームＢは、スリット３を通ってディス
ク２の後面側に設けられたイオンビーム検出器１０に入
射してイオンビームＢが検出される（後述）。
【０００６】制御装置１１内においては、タイミング発
生器１５により、イオンビームＢが図６における破線矢
印のように、イオンビーム検出器１０に入射し得る位置
に来たことを検出して、タイミング信号１５ａが、ＣＰ
Ｕ１６に送られる。符号１２は、サンプルホールドアン
プで、前記タイミング信号１５ａを入力したＣＰＵ１６
の指令１６ａに基づいて、イオンビームＢの電流値をサ
ンプリングし、このサンプリング値１２ａを次のサンプ
リング時点まで保持して、Ｖ／Ｆコンバータ１３に与え
る。Ｖ／Ｆコンバータ１３は、前記サンプリング値１２
ａを周波数１３ａに変換する。その後、ビームカウンタ
１７にて信号１３ａを計数し、その計数信号１７ａがＣ
ＰＵ１６に送られる。これにより、ＣＰＵ１６は、ドー
ズ量としてのイオン注入量を求めることができる。その
一方、分周器１４により、信号１３ａをＣＰＵ１６の制
御信号１６ｂに基づいて分周し、その分周された信号１
４ａをドライバ９に与える。ドライバ９は、信号１４ａ
に比例した速度で、ステッピングモータ８を駆動する。
また、送りネジ７の回転速度（ディスク２の走査速度）
は、信号１４ａに比例する。
生器１５により、イオンビームＢが図６における破線矢
印のように、イオンビーム検出器１０に入射し得る位置
に来たことを検出して、タイミング信号１５ａが、ＣＰ
Ｕ１６に送られる。符号１２は、サンプルホールドアン
プで、前記タイミング信号１５ａを入力したＣＰＵ１６
の指令１６ａに基づいて、イオンビームＢの電流値をサ
ンプリングし、このサンプリング値１２ａを次のサンプ
リング時点まで保持して、Ｖ／Ｆコンバータ１３に与え
る。Ｖ／Ｆコンバータ１３は、前記サンプリング値１２
ａを周波数１３ａに変換する。その後、ビームカウンタ
１７にて信号１３ａを計数し、その計数信号１７ａがＣ
ＰＵ１６に送られる。これにより、ＣＰＵ１６は、ドー
ズ量としてのイオン注入量を求めることができる。その
一方、分周器１４により、信号１３ａをＣＰＵ１６の制
御信号１６ｂに基づいて分周し、その分周された信号１
４ａをドライバ９に与える。ドライバ９は、信号１４ａ
に比例した速度で、ステッピングモータ８を駆動する。
また、送りネジ７の回転速度（ディスク２の走査速度）
は、信号１４ａに比例する。
【０００７】また、ＣＰＵ１６は、分周器１４の出力１
４ａを入力して、走査回数、ディスク支持台５の移動
量、等を知ることができる。このようにして、ＣＰＵ１
６は、信号１４ａ、信号１７ａ、等に基づいて所定の演
算を行い、制御指令１６ｂを発して、イオンビームＢの
走査速度を可変制御するものである。例えば、検出され
たイオンビームＢの量が多ければ、ディスク２の走査速
度を遅くするよう、制御する。
４ａを入力して、走査回数、ディスク支持台５の移動
量、等を知ることができる。このようにして、ＣＰＵ１
６は、信号１４ａ、信号１７ａ、等に基づいて所定の演
算を行い、制御指令１６ｂを発して、イオンビームＢの
走査速度を可変制御するものである。例えば、検出され
たイオンビームＢの量が多ければ、ディスク２の走査速
度を遅くするよう、制御する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記イ
オン注入装置にあっては、図８に示すように、スリット
３の形状がイオンビームＢのヒッティングによる損傷や
劣化のために変化した場合（図においては中央部が広く
なってしまった場合を例示している）、イオンビーム量
Ｉが一定であっても、ウェハ１の面内におけるドーズ量
分布が不均一となってしまうという第１の問題点があっ
た。すなわち、スリット３が例えば図８に示すような変
形を起こした場合には、中央部を通過するイオンビーム
量Ｉ2 が、周辺部を通過するイオンビーム量Ｉ1 、Ｉ3
よりも多くなってしまう。その影響で、ウェハ１内の位
置Ｂ’にイオンビームＢが照射される場合の走査速度
が、位置Ａ’や位置Ｃ’にイオンビームＢが照射される
場合の走査速度よりも、速く設定されてしまう。しかし
ながら、実際に照射されているイオンビームＢの量Ｉが
変動していないことにより、中央部Ｂ’におけるドーズ
量が小さくなってしまう。つまり、スリット３の形状が
変化した場合には、ウェハ１の面内におけるドーズ量分
布が不均一となってしまうということが、従来技術にお
ける第１の問題点である。
オン注入装置にあっては、図８に示すように、スリット
３の形状がイオンビームＢのヒッティングによる損傷や
劣化のために変化した場合（図においては中央部が広く
なってしまった場合を例示している）、イオンビーム量
Ｉが一定であっても、ウェハ１の面内におけるドーズ量
分布が不均一となってしまうという第１の問題点があっ
た。すなわち、スリット３が例えば図８に示すような変
形を起こした場合には、中央部を通過するイオンビーム
量Ｉ2 が、周辺部を通過するイオンビーム量Ｉ1 、Ｉ3
よりも多くなってしまう。その影響で、ウェハ１内の位
置Ｂ’にイオンビームＢが照射される場合の走査速度
が、位置Ａ’や位置Ｃ’にイオンビームＢが照射される
場合の走査速度よりも、速く設定されてしまう。しかし
ながら、実際に照射されているイオンビームＢの量Ｉが
変動していないことにより、中央部Ｂ’におけるドーズ
量が小さくなってしまう。つまり、スリット３の形状が
変化した場合には、ウェハ１の面内におけるドーズ量分
布が不均一となってしまうということが、従来技術にお
ける第１の問題点である。
【０００９】また、上記イオン注入装置にあっては、図
９に示すように、イオンビームＢがウェハ１に対して照
射される場合、ウェハ１のチャージアップの影響によ
り、ウェハ１の中央部の方が、周辺部よりも、イオンビ
ームＢが広がりやすいという傾向がある。この場合、
（スリット３の形状が一定であることを前提として）中
央部におけるイオンビーム量Ｉ4 が、周辺部におけるイ
オンビーム量Ｉ5 よりも、少なくなってしまう。この場
合には、中央部における走査速度が、必要以上に遅く設
定されてしまい、実際に照射されているイオンビームＢ
の量Ｉが変動していないことにより、中央部におけるド
ーズ量が大きくなってしまうという第２の問題点があっ
た。つまり、ウェハ１の面内におけるチャージアップの
影響を校正し得ないために、ウェハ１の面内におけるド
ーズ量分布が不均一となってしまう。これが、従来技術
における第２の問題点である。
９に示すように、イオンビームＢがウェハ１に対して照
射される場合、ウェハ１のチャージアップの影響によ
り、ウェハ１の中央部の方が、周辺部よりも、イオンビ
ームＢが広がりやすいという傾向がある。この場合、
（スリット３の形状が一定であることを前提として）中
央部におけるイオンビーム量Ｉ4 が、周辺部におけるイ
オンビーム量Ｉ5 よりも、少なくなってしまう。この場
合には、中央部における走査速度が、必要以上に遅く設
定されてしまい、実際に照射されているイオンビームＢ
の量Ｉが変動していないことにより、中央部におけるド
ーズ量が大きくなってしまうという第２の問題点があっ
た。つまり、ウェハ１の面内におけるチャージアップの
影響を校正し得ないために、ウェハ１の面内におけるド
ーズ量分布が不均一となってしまう。これが、従来技術
における第２の問題点である。
【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、スリット形状の変動や、基板のチャージアップ等に
基づくビーム形状の変動、等の要因による影響を補償し
て、基板面内の各位置におけるドーズ量の均一性を維持
し得るイオン注入方法および装置を提供することを目的
とする。
で、スリット形状の変動や、基板のチャージアップ等に
基づくビーム形状の変動、等の要因による影響を補償し
て、基板面内の各位置におけるドーズ量の均一性を維持
し得るイオン注入方法および装置を提供することを目的
とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のイオン注
入方法においては、基板を支持するための基板支持面と
該基板支持面上の少なくとも一部に厚さ方向に貫通して
形成されたスリットとを有する基板支持台と、該基板支
持台に向けてイオンビームを照射するためのイオンビー
ム発生源と、前記基板支持台および前記イオンビームの
少なくとも一方を前記基板支持面に沿って平行に２次元
的に走査させる走査機構と、を具備するイオン注入装置
を使用して、前記基板に対してイオン注入を行うための
方法であって、前記スリットの長手方向の各位置におい
て、照射されるイオンビーム量の計測を行うことによ
り、前記スリットの長手方向位置とその位置でのイオン
ビーム量とからなるデータのセットを作成し、該データ
セットに基づいて、イオンビームの照射量を調整する、
ことを特徴としている。請求項２記載のイオン注入方法
においては、請求項１記載のイオン注入方法において、
予め、前記スリットの近傍にダミー基板を配置してお
き、前記スリットの長手方向各位置におけるイオンビー
ム量の計測に際して、被計測位置へのイオンビーム照射
と、前記ダミー基板のうちの前記被計測位置の近傍位置
へのイオンビーム照射と、を交互に行いつつ前記データ
セットを作成することを特徴としている。請求項３記載
のイオン注入装置においては、基板を支持するための基
板支持面と該基板支持面上の少なくとも一部に厚さ方向
に貫通して形成されたスリットとを有する基板支持台
と、該基板支持台に向けてイオンビームを照射するため
のイオンビーム発生源と、前記基板支持台および前記イ
オンビームの少なくとも一方を前記基板支持面に沿って
平行に２次元的に走査させる走査機構と、を具備するイ
オン注入装置であって、前記スリットの長手方向におけ
るイオンビームの照射位置を検出するための位置検出手
段と、前記スリットを通過するイオンビーム量を計測す
るための計測手段と、これら位置検出手段および計測手
段によって得られたデータのセットを格納するための記
憶部と、前記データセットに基づいてイオンビームの照
射量を調整するための調整手段と、を具備することを特
徴としている。
入方法においては、基板を支持するための基板支持面と
該基板支持面上の少なくとも一部に厚さ方向に貫通して
形成されたスリットとを有する基板支持台と、該基板支
持台に向けてイオンビームを照射するためのイオンビー
ム発生源と、前記基板支持台および前記イオンビームの
少なくとも一方を前記基板支持面に沿って平行に２次元
的に走査させる走査機構と、を具備するイオン注入装置
を使用して、前記基板に対してイオン注入を行うための
方法であって、前記スリットの長手方向の各位置におい
て、照射されるイオンビーム量の計測を行うことによ
り、前記スリットの長手方向位置とその位置でのイオン
ビーム量とからなるデータのセットを作成し、該データ
セットに基づいて、イオンビームの照射量を調整する、
ことを特徴としている。請求項２記載のイオン注入方法
においては、請求項１記載のイオン注入方法において、
予め、前記スリットの近傍にダミー基板を配置してお
き、前記スリットの長手方向各位置におけるイオンビー
ム量の計測に際して、被計測位置へのイオンビーム照射
と、前記ダミー基板のうちの前記被計測位置の近傍位置
へのイオンビーム照射と、を交互に行いつつ前記データ
セットを作成することを特徴としている。請求項３記載
のイオン注入装置においては、基板を支持するための基
板支持面と該基板支持面上の少なくとも一部に厚さ方向
に貫通して形成されたスリットとを有する基板支持台
と、該基板支持台に向けてイオンビームを照射するため
のイオンビーム発生源と、前記基板支持台および前記イ
オンビームの少なくとも一方を前記基板支持面に沿って
平行に２次元的に走査させる走査機構と、を具備するイ
オン注入装置であって、前記スリットの長手方向におけ
るイオンビームの照射位置を検出するための位置検出手
段と、前記スリットを通過するイオンビーム量を計測す
るための計測手段と、これら位置検出手段および計測手
段によって得られたデータのセットを格納するための記
憶部と、前記データセットに基づいてイオンビームの照
射量を調整するための調整手段と、を具備することを特
徴としている。
【００１２】請求項１記載の発明によると、スリットの
長手方向の各位置において、照射されるイオンビーム量
の計測が行われる。そして、この計測により、スリット
の長手方向位置とその位置でのイオンビーム量とからな
るデータのセットが作成される。さらに、このデータセ
ットに基づいて、イオンビームの照射量が調整される。
よって、スリットが長手方向において変形している場合
であっても、この変形に基づくイオンビーム量の通過量
変動が補償され、基板面内の各位置におけるドーズ量が
均一となるように、イオンビームの照射量が調整され
る。請求項２記載の発明によると、スリットの長手方向
各位置におけるイオンビーム量の計測が、被計測位置へ
のイオンビーム照射と、ダミー基板のうちの被計測位置
の近傍位置へのイオンビーム照射と、を交互に行いつつ
行われる。よって、基板のチャージアップによるイオン
ビーム変形に基づくイオンビーム量の通過量変動が補償
され、基板面内の各位置におけるドーズ量が均一となる
ように、イオンビームの照射量が調整される。請求項３
記載の発明によると、スリットの長手方向におけるイオ
ンビームの照射位置を検出するための位置検出手段と、
スリットを通過するイオンビーム量を計測するための計
測手段と、を具備しているので、スリットの長手方向位
置とその位置でのイオンビーム量とからなるデータのセ
ットが作成される。そして、このデータセットを格納す
るための記憶部と、データセットに基づいてイオンビー
ムの照射量を調整するための調整手段と、を具備してい
るので、データセットに基づいたイオンビームの照射量
の調整が可能とされる。
長手方向の各位置において、照射されるイオンビーム量
の計測が行われる。そして、この計測により、スリット
の長手方向位置とその位置でのイオンビーム量とからな
るデータのセットが作成される。さらに、このデータセ
ットに基づいて、イオンビームの照射量が調整される。
よって、スリットが長手方向において変形している場合
であっても、この変形に基づくイオンビーム量の通過量
変動が補償され、基板面内の各位置におけるドーズ量が
均一となるように、イオンビームの照射量が調整され
る。請求項２記載の発明によると、スリットの長手方向
各位置におけるイオンビーム量の計測が、被計測位置へ
のイオンビーム照射と、ダミー基板のうちの被計測位置
の近傍位置へのイオンビーム照射と、を交互に行いつつ
行われる。よって、基板のチャージアップによるイオン
ビーム変形に基づくイオンビーム量の通過量変動が補償
され、基板面内の各位置におけるドーズ量が均一となる
ように、イオンビームの照射量が調整される。請求項３
記載の発明によると、スリットの長手方向におけるイオ
ンビームの照射位置を検出するための位置検出手段と、
スリットを通過するイオンビーム量を計測するための計
測手段と、を具備しているので、スリットの長手方向位
置とその位置でのイオンビーム量とからなるデータのセ
ットが作成される。そして、このデータセットを格納す
るための記憶部と、データセットに基づいてイオンビー
ムの照射量を調整するための調整手段と、を具備してい
るので、データセットに基づいたイオンビームの照射量
の調整が可能とされる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
て、図面を参照して説明する。
【００１４】図１および図２は、本発明のイオン注入装
置の一実施形態を示している。図において、従来のもの
と同様の部材については、同一符号を付し、その説明を
簡略化する。
置の一実施形態を示している。図において、従来のもの
と同様の部材については、同一符号を付し、その説明を
簡略化する。
【００１５】ディスク（基板支持台）２は、モータ６に
より、Ｘ方向に回転可能とされている。また、Ｘ’方向
（図５を参照して後述する）にも回転可能とされてい
る。さらに、ディスク２は、制御装置１１からの指令に
基づいて、ドライバ９を介してステッピングモータ８を
駆動することにより、送りネジ７を反転駆動させて、Ｙ
1 方向およびＹ2 方向に移動される。よって、ディスク
２は、ウェハ支持面２ａに沿って平行に２次元的に走査
される。
より、Ｘ方向に回転可能とされている。また、Ｘ’方向
（図５を参照して後述する）にも回転可能とされてい
る。さらに、ディスク２は、制御装置１１からの指令に
基づいて、ドライバ９を介してステッピングモータ８を
駆動することにより、送りネジ７を反転駆動させて、Ｙ
1 方向およびＹ2 方向に移動される。よって、ディスク
２は、ウェハ支持面２ａに沿って平行に２次元的に走査
される。
【００１６】図２に示すように、本実施形態において
は、多数のセンサ２０を備える走査位置認識部２１が設
けられている。この走査位置認識部２１においては、デ
ィスク２上におけるイオンビームＢの位置に対応したセ
ンサ２０がディスク支持台５からライト２２を受けるこ
とにより、イオンビームＢの位置（とりわけ、径方向位
置）を認識できるよう、構成されている。認識された位
置信号２１ａは、制御装置１１へと送られる。
は、多数のセンサ２０を備える走査位置認識部２１が設
けられている。この走査位置認識部２１においては、デ
ィスク２上におけるイオンビームＢの位置に対応したセ
ンサ２０がディスク支持台５からライト２２を受けるこ
とにより、イオンビームＢの位置（とりわけ、径方向位
置）を認識できるよう、構成されている。認識された位
置信号２１ａは、制御装置１１へと送られる。
【００１７】また、図１に示すように、本実施形態にお
いては、制御装置１１内において、イオンビーム量を規
格化したドーズ量補正係数を算出する演算部１８、走査
位置認識部２１により得られた位置情報と演算部１８に
より得られたイオンビーム量を代理するドーズ量補正係
数とからなるデータを格納する記憶部１９、イオンビー
ム量の適切電流値を算出するイオンビーム量演算部２
３、が設けられている。
いては、制御装置１１内において、イオンビーム量を規
格化したドーズ量補正係数を算出する演算部１８、走査
位置認識部２１により得られた位置情報と演算部１８に
より得られたイオンビーム量を代理するドーズ量補正係
数とからなるデータを格納する記憶部１９、イオンビー
ム量の適切電流値を算出するイオンビーム量演算部２
３、が設けられている。
【００１８】〔第１方法〕次に、本発明によるイオン注
入の第１方法について説明する。本方法においては、イ
オン注入に先立って、以下のようにしてスリット３の長
手方向における校正を行う。
入の第１方法について説明する。本方法においては、イ
オン注入に先立って、以下のようにしてスリット３の長
手方向における校正を行う。
【００１９】まず、図３に示すように、スリット３のｘ
1 の位置にイオンビームＢが入射されるように、ディス
ク２を駆動する。この場合、スリット３を通過したイオ
ンビームＢは、図４に示すように、サンプルホールドア
ンプ１２、Ｖ／Ｆコンバータ１３を経て、信号１３ａと
して演算部１８に送られる。演算部１８においては、イ
オンビーム量Ｉを、基準イオンビーム量Ｉa によって次
式（１）によって規格化することにより、ドーズ量補正
係数Ｋが求められる。 Ｉ／Ｉa ＝Ｋ …（１）
1 の位置にイオンビームＢが入射されるように、ディス
ク２を駆動する。この場合、スリット３を通過したイオ
ンビームＢは、図４に示すように、サンプルホールドア
ンプ１２、Ｖ／Ｆコンバータ１３を経て、信号１３ａと
して演算部１８に送られる。演算部１８においては、イ
オンビーム量Ｉを、基準イオンビーム量Ｉa によって次
式（１）によって規格化することにより、ドーズ量補正
係数Ｋが求められる。 Ｉ／Ｉa ＝Ｋ …（１）
【００２０】その後、ドーズ量補正係数Ｋは、信号１８
ａとして記憶部１９に送られる。記憶部１９において
は、ドーズ量補正係数Ｋを、走査位置認識部２１からの
信号２１ａと組にして、記憶する。すなわち、（イオン
ビームのスリット内位置、その位置におけるドーズ量補
正係数）＝（ｘ1 、Ｋｘ1 ）の形式で信号２１ａ、１８
ａを格納する。以下、ディスク支持台５を走査して、図
４の一点鎖線に示す手順で、位置ｘ2 、…、ｘn につ
いて同様の作業を行い、データセット（ｘ1 、Ｋｘ
1 ）、（ｘ2 、Ｋｘ2 ）、…、（ｘn 、Ｋｘn ）を記憶
部１９に格納する。
ａとして記憶部１９に送られる。記憶部１９において
は、ドーズ量補正係数Ｋを、走査位置認識部２１からの
信号２１ａと組にして、記憶する。すなわち、（イオン
ビームのスリット内位置、その位置におけるドーズ量補
正係数）＝（ｘ1 、Ｋｘ1 ）の形式で信号２１ａ、１８
ａを格納する。以下、ディスク支持台５を走査して、図
４の一点鎖線に示す手順で、位置ｘ2 、…、ｘn につ
いて同様の作業を行い、データセット（ｘ1 、Ｋｘ
1 ）、（ｘ2 、Ｋｘ2 ）、…、（ｘn 、Ｋｘn ）を記憶
部１９に格納する。
【００２１】次に、実際のイオン注入時において、イオ
ンビームＢが、スリット３の位置ｘ 1 の位置に入射した
場合、Ｖ／Ｆコンバータ１３を経て信号１３ａ（大きさ
をＩとする）が記憶部１９に送られる（図４の破線
）。また同時に、走査位置認識部２１からの信号２１
ａも、記憶部１９に送られる。記憶部１９には、イオン
注入の前作業において得られたデータセット（ｘ1 、Ｋ
ｘ1 ）があり、イオンビーム電流演算部２３において、 Ｉ／Ｋｘ1 ＝Ｉｘ1 の計算が行われ、Ｉｘ1 の値が信号２３ａとしてビーム
カウンタ１７に送られ、信号２３ａを計数して、計数信
号１７ａをＣＰＵ１６に与える。ＣＰＵ１６においてド
ーズ量としての実際のイオン注入量を求めることができ
る。
ンビームＢが、スリット３の位置ｘ 1 の位置に入射した
場合、Ｖ／Ｆコンバータ１３を経て信号１３ａ（大きさ
をＩとする）が記憶部１９に送られる（図４の破線
）。また同時に、走査位置認識部２１からの信号２１
ａも、記憶部１９に送られる。記憶部１９には、イオン
注入の前作業において得られたデータセット（ｘ1 、Ｋ
ｘ1 ）があり、イオンビーム電流演算部２３において、 Ｉ／Ｋｘ1 ＝Ｉｘ1 の計算が行われ、Ｉｘ1 の値が信号２３ａとしてビーム
カウンタ１７に送られ、信号２３ａを計数して、計数信
号１７ａをＣＰＵ１６に与える。ＣＰＵ１６においてド
ーズ量としての実際のイオン注入量を求めることができ
る。
【００２２】実際のイオン注入量を求めた結果に応じ
て、走査速度、イオンビーム強度、等のパラメータを、
ＣＰＵ１６（調整手段）によって、適宜、修正すること
により、ウェハ内の各位置におけるドーズ量が均一とな
るように、イオンビームの照射量を調整することができ
る。同様の走査は、位置ｘ2 、…、ｘn について繰り返
される。
て、走査速度、イオンビーム強度、等のパラメータを、
ＣＰＵ１６（調整手段）によって、適宜、修正すること
により、ウェハ内の各位置におけるドーズ量が均一とな
るように、イオンビームの照射量を調整することができ
る。同様の走査は、位置ｘ2 、…、ｘn について繰り返
される。
【００２３】本実施形態における方法によれば、スリッ
ト３の長手方向の各位置ｘ1 、ｘ2、…、ｘn において
イオンビーム量の計測を行い、スリット３の長手方向位
置とその位置でのドーズ量補正計数（イオンビーム量を
規格化したもの）とからなるデータのセット（ｘ1、Ｋ
ｘ1）、（ｘ2、Ｋｘ2）、…、（ｘn、Ｋｘn）を作成
し、さらに、このデータセットに基づいて、イオンビー
ムの照射量を調整するので、仮に、スリット３が長手方
向において変形している場合であっても、この変形に基
づくイオンビーム量の通過量変動を補償することがで
き、ウェハ面内の各位置におけるドーズ量が均一となる
ように、イオンビームの照射量を調整することができ
る。すなわち、ウェハ面内の各位置におけるドーズ量の
均一性を維持することができる。
ト３の長手方向の各位置ｘ1 、ｘ2、…、ｘn において
イオンビーム量の計測を行い、スリット３の長手方向位
置とその位置でのドーズ量補正計数（イオンビーム量を
規格化したもの）とからなるデータのセット（ｘ1、Ｋ
ｘ1）、（ｘ2、Ｋｘ2）、…、（ｘn、Ｋｘn）を作成
し、さらに、このデータセットに基づいて、イオンビー
ムの照射量を調整するので、仮に、スリット３が長手方
向において変形している場合であっても、この変形に基
づくイオンビーム量の通過量変動を補償することがで
き、ウェハ面内の各位置におけるドーズ量が均一となる
ように、イオンビームの照射量を調整することができ
る。すなわち、ウェハ面内の各位置におけるドーズ量の
均一性を維持することができる。
【００２４】〔第２方法〕次に、本発明によるイオン注
入の第２方法について説明する。本方法においては、イ
オン注入に先立って、以下のようにしてスリット３の長
手方向における校正を行う。
入の第２方法について説明する。本方法においては、イ
オン注入に先立って、以下のようにしてスリット３の長
手方向における校正を行う。
【００２５】まず、図５に示すように、ダミーウェハ
１’の位置ｘ1’ にイオンビームＢが入射されるよう
に、ディスク２を駆動する。その後、ディスク２をＸ方
向に回転させて、イオンビームＢをスリット３内の位置
ｘ1 へ入射させる。そして、上記第１方法と同様にし
て、データ（ｘ1 、Ｋｘ1 ）を求める。次に、ダミーウ
ェハ１’の位置ｘ2’ にイオンビームＢが入射されるよ
うに、ディスク２を駆動する。その後に、ディスク２を
Ｘ方向に回転させて、イオンビームＢをスリット３内の
位置ｘ2 へ入射させる。そして、上記第１方法と同様に
して、データ（ｘ2 、Ｋｘ2 ）を求める。このようにす
ることで、ダミーウェハ１’の位置ｘ2’ におけるチャ
ージアップによる影響を反映させることができる。つま
り、ダミーウェハ１’の中央部ｘk’ の位置にイオンビ
ームＢを入射させた場合には、ダミーウェハ１’のチャ
ージアップの影響が最も大きく、イオンビームの広がり
が最も顕著に起こることが予想される。この場合におい
ても、データ（ｘk 、Ｋｘk ）に、チャージアップによ
る影響を反映させることができる。同様にして、各デー
タを求めて、データセット（ｘ1 、Ｋｘ1 ）、（ｘ2 、
Ｋｘ2 ）、…、（ｘn 、Ｋｘn ）を記憶部１９に格納す
る。このようにして、チャージアップによる影響を補償
することができる。
１’の位置ｘ1’ にイオンビームＢが入射されるよう
に、ディスク２を駆動する。その後、ディスク２をＸ方
向に回転させて、イオンビームＢをスリット３内の位置
ｘ1 へ入射させる。そして、上記第１方法と同様にし
て、データ（ｘ1 、Ｋｘ1 ）を求める。次に、ダミーウ
ェハ１’の位置ｘ2’ にイオンビームＢが入射されるよ
うに、ディスク２を駆動する。その後に、ディスク２を
Ｘ方向に回転させて、イオンビームＢをスリット３内の
位置ｘ2 へ入射させる。そして、上記第１方法と同様に
して、データ（ｘ2 、Ｋｘ2 ）を求める。このようにす
ることで、ダミーウェハ１’の位置ｘ2’ におけるチャ
ージアップによる影響を反映させることができる。つま
り、ダミーウェハ１’の中央部ｘk’ の位置にイオンビ
ームＢを入射させた場合には、ダミーウェハ１’のチャ
ージアップの影響が最も大きく、イオンビームの広がり
が最も顕著に起こることが予想される。この場合におい
ても、データ（ｘk 、Ｋｘk ）に、チャージアップによ
る影響を反映させることができる。同様にして、各デー
タを求めて、データセット（ｘ1 、Ｋｘ1 ）、（ｘ2 、
Ｋｘ2 ）、…、（ｘn 、Ｋｘn ）を記憶部１９に格納す
る。このようにして、チャージアップによる影響を補償
することができる。
【００２６】校正終了後における実際のイオン注入時の
操作は、上記の第１方法と同じであるので説明を省略す
る。
操作は、上記の第１方法と同じであるので説明を省略す
る。
【００２７】本実施形態の方法によれば、スリット３の
長手方向各位置におけるイオンビーム量の計測が、被計
測位置へのイオンビーム照射と、ダミーウェハ１’のう
ちの被計測位置の近傍位置へのイオンビーム照射と、を
交互に行いつつ行われる。よって、ウェハのチャージア
ップによるイオンビーム変形に基づくイオンビーム量の
通過量変動を補償することができる。同時に、スリット
３の変形に基づくイオンビーム量の通過量変動も補償す
ることができる。したがって、スリット３の形状の変動
や、ウェハ１のチャージアップ等に基づくビーム形状の
変動、等の要因による影響を補償して、ウェハ面内の各
位置におけるドーズ量の均一性を維持することができ
る。
長手方向各位置におけるイオンビーム量の計測が、被計
測位置へのイオンビーム照射と、ダミーウェハ１’のう
ちの被計測位置の近傍位置へのイオンビーム照射と、を
交互に行いつつ行われる。よって、ウェハのチャージア
ップによるイオンビーム変形に基づくイオンビーム量の
通過量変動を補償することができる。同時に、スリット
３の変形に基づくイオンビーム量の通過量変動も補償す
ることができる。したがって、スリット３の形状の変動
や、ウェハ１のチャージアップ等に基づくビーム形状の
変動、等の要因による影響を補償して、ウェハ面内の各
位置におけるドーズ量の均一性を維持することができ
る。
【００２８】なお、本発明は、イオンビームＢを固定と
してディスク２を走査駆動する例を示したが、イオンビ
ームを走査しても良い。また、双方を走査しても良い。
してディスク２を走査駆動する例を示したが、イオンビ
ームを走査しても良い。また、双方を走査しても良い。
【００２９】
【発明の効果】本発明のイオン注入方法および装置によ
れば、以下の効果を奏する。請求項１記載のイオン注入
方法によれば、スリットの長手方向の各位置においてイ
オンビーム量の計測を行い、スリットの長手方向位置と
その位置でのイオンビーム量とからなるデータのセット
を作成し、さらに、このデータセットに基づいて、イオ
ンビームの照射量を調整するので、仮に、スリットが長
手方向において変形している場合であっても、この変形
に基づくイオンビーム量の通過量変動を補償することが
でき、基板面内の各位置におけるドーズ量が均一となる
ように、イオンビームの照射量を調整することができ
る。すなわち、基板面内の各位置におけるドーズ量の均
一性を維持することができる。請求項２記載のイオン注
入方法によれば、スリットの長手方向各位置におけるイ
オンビーム量の計測が、被計測位置へのイオンビーム照
射と、ダミー基板のうちの被計測位置の近傍位置へのイ
オンビーム照射と、を交互に行いつつ行われる。よっ
て、基板のチャージアップによるイオンビーム変形に基
づくイオンビーム量の通過量変動を補償することができ
る。同時に、スリット変形に基づくイオンビーム量の通
過量変動も補償することができる。したがって、スリッ
ト形状の変動や、基板のチャージアップ等に基づくビー
ム形状の変動、等の要因による影響を補償して、基板面
内の各位置におけるドーズ量の均一性を維持することが
できる。請求項３記載のイオン注入装置によれば、スリ
ットの長手方向におけるイオンビームの照射位置を検出
するための位置検出手段と、スリットを通過するイオン
ビーム量を計測するための計測手段と、データセットを
格納するための記憶部と、データセットに基づいてイオ
ンビームの照射量を調整するための調整手段と、を具備
しているので、スリットの長手方向位置とその位置での
イオンビーム量とからなるデータのセットを作成するこ
とができ、基板面内の各位置におけるドーズ量の均一性
を維持することができる。
れば、以下の効果を奏する。請求項１記載のイオン注入
方法によれば、スリットの長手方向の各位置においてイ
オンビーム量の計測を行い、スリットの長手方向位置と
その位置でのイオンビーム量とからなるデータのセット
を作成し、さらに、このデータセットに基づいて、イオ
ンビームの照射量を調整するので、仮に、スリットが長
手方向において変形している場合であっても、この変形
に基づくイオンビーム量の通過量変動を補償することが
でき、基板面内の各位置におけるドーズ量が均一となる
ように、イオンビームの照射量を調整することができ
る。すなわち、基板面内の各位置におけるドーズ量の均
一性を維持することができる。請求項２記載のイオン注
入方法によれば、スリットの長手方向各位置におけるイ
オンビーム量の計測が、被計測位置へのイオンビーム照
射と、ダミー基板のうちの被計測位置の近傍位置へのイ
オンビーム照射と、を交互に行いつつ行われる。よっ
て、基板のチャージアップによるイオンビーム変形に基
づくイオンビーム量の通過量変動を補償することができ
る。同時に、スリット変形に基づくイオンビーム量の通
過量変動も補償することができる。したがって、スリッ
ト形状の変動や、基板のチャージアップ等に基づくビー
ム形状の変動、等の要因による影響を補償して、基板面
内の各位置におけるドーズ量の均一性を維持することが
できる。請求項３記載のイオン注入装置によれば、スリ
ットの長手方向におけるイオンビームの照射位置を検出
するための位置検出手段と、スリットを通過するイオン
ビーム量を計測するための計測手段と、データセットを
格納するための記憶部と、データセットに基づいてイオ
ンビームの照射量を調整するための調整手段と、を具備
しているので、スリットの長手方向位置とその位置での
イオンビーム量とからなるデータのセットを作成するこ
とができ、基板面内の各位置におけるドーズ量の均一性
を維持することができる。
【図１】 本発明によるイオン注入装置の一実施形態を
示す図であって、一部横断面を含む制御回路のブロック
図である。
示す図であって、一部横断面を含む制御回路のブロック
図である。
【図２】 図１に示すイオン注入装置の概略的な正面図
である。
である。
【図３】 本発明によるイオン注入の第１方法を説明す
るための図である。
るための図である。
【図４】 本発明によるイオン注入の第１方法を説明す
るためのフローチャートである。
るためのフローチャートである。
【図５】 本発明によるイオン注入の第２方法を説明す
るための図である。
るための図である。
【図６】 イオン注入装置の従来の一例を示す図であっ
て、一部横断面を含む制御回路のブロック図である。
て、一部横断面を含む制御回路のブロック図である。
【図７】 図２に示す従来のイオン注入装置の概略的な
正面図である。
正面図である。
【図８】 従来のイオン注入技術における第１の問題点
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図９】 従来のイオン注入技術における第２の問題点
を説明するための図である。
を説明するための図である。
１ ウェハ（基板） １’ ダミーウェハ（ダミー基板） ２ ディスク（基板支持台） ２ａ 基板支持面 ３ スリット ６ モータ（走査機構） ７ 送りネジ（走査機構） ８ ステッピングモータ（走査機構） ９ ドライバ（走査機構） １０ イオンビーム検出器（計測手段） １６ ＣＰＵ（調整手段） １９ 記憶部 ２１ 走査位置認識部（位置検出手段） Ｂ イオンビーム ｘ1、 ｘ2、 …、ｘn 長手方向位置 ｘ1’、 ｘ2’、 …、ｘn’ 近傍位置 Ｋｘ1、Ｋｘ2、…、Ｋｘn ドーズ量補正係数（イオン
ビーム量を規格化したもの） （ｘ1、Ｋｘ1） データ （ｘ2、Ｋｘ2） データ （ｘn、Ｋｘn） データ （ｘ1、Ｋｘ1）、（ｘ2、Ｋｘ2）、…、（ｘn、Ｋｘn）
データセット
ビーム量を規格化したもの） （ｘ1、Ｋｘ1） データ （ｘ2、Ｋｘ2） データ （ｘn、Ｋｘn） データ （ｘ1、Ｋｘ1）、（ｘ2、Ｋｘ2）、…、（ｘn、Ｋｘn）
データセット
Claims (3)
- 【請求項１】 基板を支持するための基板支持面と該基
板支持面上の少なくとも一部に厚さ方向に貫通して形成
されたスリットとを有する基板支持台と、該基板支持台
に向けてイオンビームを照射するためのイオンビーム発
生源と、前記基板支持台および前記イオンビームの少な
くとも一方を前記基板支持面に沿って平行に２次元的に
走査させる走査機構と、を具備するイオン注入装置を使
用して、前記基板に対してイオン注入を行うための方法
であって、 前記スリットの長手方向の各位置において、照射される
イオンビーム量の計測を行うことにより、前記スリット
の長手方向位置とその位置でのイオンビーム量とからな
るデータのセットを作成し、 該データセットに基づいて、イオンビームの照射量を調
整する、ことを特徴とするイオン注入方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のイオン注入方法におい
て、 予め、前記スリットの近傍にダミー基板を配置してお
き、 前記スリットの長手方向各位置におけるイオンビーム量
の計測に際して、被計測位置へのイオンビーム照射と、
前記ダミー基板のうちの前記被計測位置の近傍位置への
イオンビーム照射と、を交互に行いつつ前記データセッ
トを作成することを特徴とするイオン注入方法。 - 【請求項３】 基板を支持するための基板支持面と該基
板支持面上の少なくとも一部に厚さ方向に貫通して形成
されたスリットとを有する基板支持台と、該基板支持台
に向けてイオンビームを照射するためのイオンビーム発
生源と、前記基板支持台および前記イオンビームの少な
くとも一方を前記基板支持面に沿って平行に２次元的に
走査させる走査機構と、を具備するイオン注入装置であ
って、 前記スリットの長手方向におけるイオンビームの照射位
置を検出するための位置検出手段と、前記スリットを通
過するイオンビーム量を計測するための計測手段と、こ
れら位置検出手段および計測手段によって得られたデー
タのセットを格納するための記憶部と、前記データセッ
トに基づいてイオンビームの照射量を調整するための調
整手段と、を具備することを特徴とするイオン注入装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9088434A JP3006535B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | イオン注入方法および装置 |
| US09/053,675 US6031240A (en) | 1997-04-07 | 1998-04-02 | Method and apparatus for ion implantation |
| CN98101152A CN1195882A (zh) | 1997-04-07 | 1998-04-06 | 离子注入方法及装置 |
| KR1019980012060A KR19980081127A (ko) | 1997-04-07 | 1998-04-06 | 이온 주입 방법 및 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9088434A JP3006535B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | イオン注入方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10283974A true JPH10283974A (ja) | 1998-10-23 |
| JP3006535B2 JP3006535B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=13942699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9088434A Expired - Lifetime JP3006535B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | イオン注入方法および装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6031240A (ja) |
| JP (1) | JP3006535B2 (ja) |
| KR (1) | KR19980081127A (ja) |
| CN (1) | CN1195882A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003086530A (ja) * | 2001-09-11 | 2003-03-20 | Sony Corp | イオン注入方法およびイオン注入装置 |
| JP2006313732A (ja) * | 2005-05-04 | 2006-11-16 | Hynix Semiconductor Inc | 不均一イオン注入装置及び不均一イオン注入方法 |
| JP2008513957A (ja) * | 2004-09-20 | 2008-05-01 | アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド | イオン注入のスキャン中に使用される改良されたイオンビーム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69632863T2 (de) * | 1995-08-01 | 2004-11-18 | Boris Iliich Belousov | Banddatenträger, verfahren und vorrichtung zum herstellen desselben |
| JP3934262B2 (ja) * | 1998-10-13 | 2007-06-20 | 三星電子株式会社 | 半導体を製造するため使用するイオン注入装置のファラデーカップをモニタする方法 |
| US6255662B1 (en) * | 1998-10-27 | 2001-07-03 | Axcelis Technologies, Inc. | Rutherford backscattering detection for use in Ion implantation |
| US6661016B2 (en) * | 2000-06-22 | 2003-12-09 | Proteros, Llc | Ion implantation uniformity correction using beam current control |
| US7547460B2 (en) * | 2000-09-15 | 2009-06-16 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Ion implanter optimizer scan waveform retention and recovery |
| US6657209B2 (en) * | 2000-09-20 | 2003-12-02 | Axcelis Technologies, Inc. | Method and system for determining pressure compensation factors in an ion implanter |
| GB2389958B (en) * | 2002-06-21 | 2005-09-07 | Applied Materials Inc | Multi directional mechanical scanning in an ion implanter |
| US7009193B2 (en) * | 2003-10-31 | 2006-03-07 | Infineon Technologies Richmond, Lp | Utilization of an ion gauge in the process chamber of a semiconductor ion implanter |
| US7385208B2 (en) * | 2005-07-07 | 2008-06-10 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Systems and methods for implant dosage control |
| US9048069B2 (en) * | 2007-06-01 | 2015-06-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Dosage accuracy monitoring systems of implanters |
| CN101928927B (zh) * | 2009-06-18 | 2012-01-25 | 和舰科技(苏州)有限公司 | 一种离子注入装置和方法 |
| JP5311681B2 (ja) * | 2010-05-26 | 2013-10-09 | 日新イオン機器株式会社 | イオン注入装置 |
| CN102446688B (zh) * | 2010-10-13 | 2016-03-09 | 北京中科信电子装备有限公司 | 一种控制离子均匀注入的二维扫描方法 |
Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
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