JPH1186775A - イオン注入装置及びイオン注入方法 - Google Patents
イオン注入装置及びイオン注入方法Info
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- JPH1186775A JPH1186775A JP24823997A JP24823997A JPH1186775A JP H1186775 A JPH1186775 A JP H1186775A JP 24823997 A JP24823997 A JP 24823997A JP 24823997 A JP24823997 A JP 24823997A JP H1186775 A JPH1186775 A JP H1186775A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウエハ全面にわたり均一にイオン注入するよ
うにしたイオン注入装置及びイオン注入方法を提供す
る。 【解決手段】 イオン注入装置４０のイオン注入部４２
は、イオンビームのスキャン方向に直交する方向に往復
動するウエハ保持台４７を有する。ウエハ保持台４７
は、その周縁部に沿って設けられた複数個のファラデー
カップからなるファラデーカップ群４６を有する。ま
た、イオン注入部４２は、スキャン速度制御装置５０を
備えている。スキャン速度制御装置５０は、ファラデー
カップ群４６が接続され、スキャン方向のイオンビーム
電流分布を計測するビーム電流分布計測器５２を有し、
イオンビーム電流分布を許容範囲内の変動にするように
イオンビーム・スキャン機構をフィードバック制御する
ようにされている。イオン注入装置４０を用いることに
より、ウエハ全面にわたり均一にイオン注入することが
できる。
うにしたイオン注入装置及びイオン注入方法を提供す
る。 【解決手段】 イオン注入装置４０のイオン注入部４２
は、イオンビームのスキャン方向に直交する方向に往復
動するウエハ保持台４７を有する。ウエハ保持台４７
は、その周縁部に沿って設けられた複数個のファラデー
カップからなるファラデーカップ群４６を有する。ま
た、イオン注入部４２は、スキャン速度制御装置５０を
備えている。スキャン速度制御装置５０は、ファラデー
カップ群４６が接続され、スキャン方向のイオンビーム
電流分布を計測するビーム電流分布計測器５２を有し、
イオンビーム電流分布を許容範囲内の変動にするように
イオンビーム・スキャン機構をフィードバック制御する
ようにされている。イオン注入装置４０を用いることに
より、ウエハ全面にわたり均一にイオン注入することが
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、イオン注入装置及
びイオン注入方法に関し、更に詳しくは、ウエハ全面に
わたり均一にイオン注入するようにしたイオン注入装置
及びイオン注入方法に関するものである。
びイオン注入方法に関し、更に詳しくは、ウエハ全面に
わたり均一にイオン注入するようにしたイオン注入装置
及びイオン注入方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】イオン注入装置は、ハロゲン化物や水素
化物等の物質から放電などによりイオンを生成し、イオ
ンビームとして導出してウエハに注入するのに用いられ
ている。図４は、従来のイオン注入装置の概念的構成図
である。従来のイオン注入装置１０は、一般に、イオン
を生成するイオンソース部１２と、イオンをイオンビー
ムとして導出する引き出し電極１４と、質量分析部１６
と、イオンビームを加速する加速管２０と、イオンビー
ムをスキャンするイオンビーム・スキャン機構１８と、
ウエハを保持するウエハ保持台（図５参照）を有するイ
オン注入部２６とを備えている。
化物等の物質から放電などによりイオンを生成し、イオ
ンビームとして導出してウエハに注入するのに用いられ
ている。図４は、従来のイオン注入装置の概念的構成図
である。従来のイオン注入装置１０は、一般に、イオン
を生成するイオンソース部１２と、イオンをイオンビー
ムとして導出する引き出し電極１４と、質量分析部１６
と、イオンビームを加速する加速管２０と、イオンビー
ムをスキャンするイオンビーム・スキャン機構１８と、
ウエハを保持するウエハ保持台（図５参照）を有するイ
オン注入部２６とを備えている。
【０００３】ところで、例えば一定の角速度でイオンビ
ームによりウエハ面をスキャンすると、一スキャン内で
イオンビームの軌道長さが変化するので、一スキャン内
でのスキャン速度分布がウエハ面上でばらつき、イオン
ビーム電流分布がウエハ面で変動し、ドーズ量がウエハ
面内でばらつく。このため、通常、一スキャンあたりの
ウエハ面上でのスキャン速度分布を調整することによ
り、上記の原因によるドーズ量のばらつきを抑えてい
る。また、枚葉式のイオン注入装置では、ウエハの大口
径化に伴い、近年、イオンビームでＸ−Ｙ平面をＸ、Ｙ
両方向にスキャンする静電スキャン方式に比べ、電場又
は磁場によりイオンビームを一方向、例えばＸ方向にス
キャンし、かつ、その方向に直交するＹ方向にウエハ保
持台を往復動させる方式（以下、一方向メカニカルスキ
ャン方式と言う）が多くなってきている。静電スキャン
方式では、ウエハ保持台に流れる電流を計測することに
より、ウエハへのドーズ量を算出していたが、一方向メ
カニカルスキャン方式では、ウエハ保持台がイオン注入
中に往復動するため、ウエハ保持台に流れる電流を計測
することが、種々の理由により困難である。このため、
ウエハ保持台の近傍にファラデーカップを設け、イオン
注入中にビーム電流を周期的に計測し、ドーズ量を算出
している。以下、スキャン速度分布の調整、及び、ドー
ズ量の算出について、添付した図面を参照し、例を挙げ
て詳しく説明する。
ームによりウエハ面をスキャンすると、一スキャン内で
イオンビームの軌道長さが変化するので、一スキャン内
でのスキャン速度分布がウエハ面上でばらつき、イオン
ビーム電流分布がウエハ面で変動し、ドーズ量がウエハ
面内でばらつく。このため、通常、一スキャンあたりの
ウエハ面上でのスキャン速度分布を調整することによ
り、上記の原因によるドーズ量のばらつきを抑えてい
る。また、枚葉式のイオン注入装置では、ウエハの大口
径化に伴い、近年、イオンビームでＸ−Ｙ平面をＸ、Ｙ
両方向にスキャンする静電スキャン方式に比べ、電場又
は磁場によりイオンビームを一方向、例えばＸ方向にス
キャンし、かつ、その方向に直交するＹ方向にウエハ保
持台を往復動させる方式（以下、一方向メカニカルスキ
ャン方式と言う）が多くなってきている。静電スキャン
方式では、ウエハ保持台に流れる電流を計測することに
より、ウエハへのドーズ量を算出していたが、一方向メ
カニカルスキャン方式では、ウエハ保持台がイオン注入
中に往復動するため、ウエハ保持台に流れる電流を計測
することが、種々の理由により困難である。このため、
ウエハ保持台の近傍にファラデーカップを設け、イオン
注入中にビーム電流を周期的に計測し、ドーズ量を算出
している。以下、スキャン速度分布の調整、及び、ドー
ズ量の算出について、添付した図面を参照し、例を挙げ
て詳しく説明する。
【０００４】図５は、従来の一方向メカニカルスキャン
方式のイオン注入装置のイオン注入部の一例の斜視図で
ある。従来のイオン注入装置１０は、ウエハをＸ方向、
例えば水平方向にイオンビームでウエハ面をスキャンし
つつ、Ｘ方向に直交するＹ方向、例えば垂直方向にウエ
ハを往復動させてイオン注入する装置である。イオン注
入装置１０のイオン注入部２６は、Ｙ方向に往復動する
往復動軸３１付きの平板状のウエハ保持台（プラテンと
も言われる）３２と、イオンビーム３３のビーム電流を
計測するファラデー系とを備えている。ファラデー系
は、ウエハ保持台３２のＹ方向に平行な周縁部３４の近
傍に設けられたファラデーカップ３６と、イオンビーム
・スキャン機構１８のスキャン速度分布をフィードバッ
ク制御するスキャン速度制御装置３８とを備えている。
方式のイオン注入装置のイオン注入部の一例の斜視図で
ある。従来のイオン注入装置１０は、ウエハをＸ方向、
例えば水平方向にイオンビームでウエハ面をスキャンし
つつ、Ｘ方向に直交するＹ方向、例えば垂直方向にウエ
ハを往復動させてイオン注入する装置である。イオン注
入装置１０のイオン注入部２６は、Ｙ方向に往復動する
往復動軸３１付きの平板状のウエハ保持台（プラテンと
も言われる）３２と、イオンビーム３３のビーム電流を
計測するファラデー系とを備えている。ファラデー系
は、ウエハ保持台３２のＹ方向に平行な周縁部３４の近
傍に設けられたファラデーカップ３６と、イオンビーム
・スキャン機構１８のスキャン速度分布をフィードバッ
ク制御するスキャン速度制御装置３８とを備えている。
【０００５】ファラデーカップ３６は、Ｘ方向に移動可
能なように備えられている。ファラデーカップ３６のビ
ーム入射ゾーン３６ＡのＸ方向の幅Ｌ1は例えば５ｍｍ
であり、往復動方向の幅Ｌ2は例えば１０ｃｍである。
イオンビーム径は例えば１インチ程度である。スキャン
速度制御装置３８は、ファラデーカップ３６で計測され
たビーム電流を信号として受けてイオンビーム電流分布
を計測するビーム電流分布計測器３９を有し、イオンビ
ーム・スキャン機構１８の一スキャンあたりのスキャン
速度分布を制御するようにされている。尚、イオンビー
ムが導出されてからウエハに入射するまでの空間は、通
常、真空吸引されている。
能なように備えられている。ファラデーカップ３６のビ
ーム入射ゾーン３６ＡのＸ方向の幅Ｌ1は例えば５ｍｍ
であり、往復動方向の幅Ｌ2は例えば１０ｃｍである。
イオンビーム径は例えば１インチ程度である。スキャン
速度制御装置３８は、ファラデーカップ３６で計測され
たビーム電流を信号として受けてイオンビーム電流分布
を計測するビーム電流分布計測器３９を有し、イオンビ
ーム・スキャン機構１８の一スキャンあたりのスキャン
速度分布を制御するようにされている。尚、イオンビー
ムが導出されてからウエハに入射するまでの空間は、通
常、真空吸引されている。
【０００６】従来のイオン注入装置を用いてウエハにイ
オン注入するには、イオン注入前に、イオンビームを所
定の速度分布で、例えば一定の角速度でスキャンしつ
つ、ウエハ保持台３２のうちのウエハ保持領域３５で、
ファラデーカップ３６をビームスキャン方向の所定位
置、例えばＰ1、Ｐ2及びＰ3の位置（図５参照）に順次
移動させて停止し、各停止位置でのビーム電流を計測す
ることにより、イオンビーム電流分布を計測する。そし
て、イオンビーム電流分布が許容範囲内の変動であるよ
うなイオンビームのスキャン速度分布をスキャン速度制
御装置３８により算出する。次いで、ウエハ保持台３２
のウエハ保持領域３５に、ウエハの被イオン注入面を表
側にしてウエハ３７を保持し、更に、ウエハ保持台３２
をＹ方向に往復動させつつ、スキャン速度制御装置３８
による制御の下で、イオンビーム３３で被イオン注入面
をスキャンしてイオン注入する。イオン注入する際、周
期的にファラデーカップ３６にイオンビーム３３をスキ
ャンしつつ入射してビーム電流を計測し、このビーム電
流とイオン注入前に測定したＰ1、Ｐ2及びＰ3の各位置
でのビーム電流との比（以下、簡単のため、この比のこ
とをビーム電流比と言う）をそれぞれ求め、ウエハへの
ドーズ量を周期的に算出して積算している。
オン注入するには、イオン注入前に、イオンビームを所
定の速度分布で、例えば一定の角速度でスキャンしつ
つ、ウエハ保持台３２のうちのウエハ保持領域３５で、
ファラデーカップ３６をビームスキャン方向の所定位
置、例えばＰ1、Ｐ2及びＰ3の位置（図５参照）に順次
移動させて停止し、各停止位置でのビーム電流を計測す
ることにより、イオンビーム電流分布を計測する。そし
て、イオンビーム電流分布が許容範囲内の変動であるよ
うなイオンビームのスキャン速度分布をスキャン速度制
御装置３８により算出する。次いで、ウエハ保持台３２
のウエハ保持領域３５に、ウエハの被イオン注入面を表
側にしてウエハ３７を保持し、更に、ウエハ保持台３２
をＹ方向に往復動させつつ、スキャン速度制御装置３８
による制御の下で、イオンビーム３３で被イオン注入面
をスキャンしてイオン注入する。イオン注入する際、周
期的にファラデーカップ３６にイオンビーム３３をスキ
ャンしつつ入射してビーム電流を計測し、このビーム電
流とイオン注入前に測定したＰ1、Ｐ2及びＰ3の各位置
でのビーム電流との比（以下、簡単のため、この比のこ
とをビーム電流比と言う）をそれぞれ求め、ウエハへの
ドーズ量を周期的に算出して積算している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ウエハにイ
オン注入するには、ウエハ全面にわたり均一に注入する
ことが重要である。しかし、従来、イオンソース部で生
成されたイオンの分布状態や、イオンビームが導出され
てから注入されるまでの空間の真空度が時間的に変化
し、このため、スキャン速度分布を設定したにもかかわ
らず、イオンビーム電流分布の変動が許容範囲外の変動
になることが多い。このため、ウエハ全面にわたり均一
にイオン注入することができないという問題が生じ、更
には、求められるビーム電流比が不正確なので、算出さ
れるドーズ量も不正確であり、このため、積算されたド
ーズ量がウエハ毎にばらつき、再現性の点で悪いという
問題も生じていた。以上のような事情に照らして、本発
明の目的は、ウエハ全面にわたり均一にイオン注入する
ようにしたイオン注入装置及びイオン注入方法を提供す
ることである。
オン注入するには、ウエハ全面にわたり均一に注入する
ことが重要である。しかし、従来、イオンソース部で生
成されたイオンの分布状態や、イオンビームが導出され
てから注入されるまでの空間の真空度が時間的に変化
し、このため、スキャン速度分布を設定したにもかかわ
らず、イオンビーム電流分布の変動が許容範囲外の変動
になることが多い。このため、ウエハ全面にわたり均一
にイオン注入することができないという問題が生じ、更
には、求められるビーム電流比が不正確なので、算出さ
れるドーズ量も不正確であり、このため、積算されたド
ーズ量がウエハ毎にばらつき、再現性の点で悪いという
問題も生じていた。以上のような事情に照らして、本発
明の目的は、ウエハ全面にわたり均一にイオン注入する
ようにしたイオン注入装置及びイオン注入方法を提供す
ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、イオンソー
ス部のイオン生成状態を安定させることにより、イオン
注入中のビーム電流を安定させることを検討した。しか
し、イオンを生成している過程で、フィラメント等の部
品の消耗、イオンソース部の周囲空間のダスト等による
汚れが生じ、困難であった。そこで、本発明者は、鋭意
検討の結果、イオン注入中に、イオンビーム電流分布を
計測してスキャン速度分布を再調整することを考え付
き、更に検討を重ねた末、本発明を完成するに至った。
ス部のイオン生成状態を安定させることにより、イオン
注入中のビーム電流を安定させることを検討した。しか
し、イオンを生成している過程で、フィラメント等の部
品の消耗、イオンソース部の周囲空間のダスト等による
汚れが生じ、困難であった。そこで、本発明者は、鋭意
検討の結果、イオン注入中に、イオンビーム電流分布を
計測してスキャン速度分布を再調整することを考え付
き、更に検討を重ねた末、本発明を完成するに至った。
【０００９】上記目的を達成するために、本発明に係る
イオン注入装置は、ウエハの一の方向に所定の速度分布
でイオンビームを往復させてウエハをスキャンするイオ
ンビーム・スキャン機構と、ウエハの被イオン注入面を
イオンビームに向けてウエハを保持し、イオンビームの
スキャン方向に直交する方向に往復動するウエハ保持部
とを有するイオン注入装置において、イオンビームのス
キャン方向に平行なウエハ保持部の周縁部に沿って設け
られた複数個のファラデーカップを有し、スキャン方向
のイオンビーム電流分布を計測するビーム電流分布計測
器を備えていることを特徴としている。
イオン注入装置は、ウエハの一の方向に所定の速度分布
でイオンビームを往復させてウエハをスキャンするイオ
ンビーム・スキャン機構と、ウエハの被イオン注入面を
イオンビームに向けてウエハを保持し、イオンビームの
スキャン方向に直交する方向に往復動するウエハ保持部
とを有するイオン注入装置において、イオンビームのス
キャン方向に平行なウエハ保持部の周縁部に沿って設け
られた複数個のファラデーカップを有し、スキャン方向
のイオンビーム電流分布を計測するビーム電流分布計測
器を備えていることを特徴としている。
【００１０】所定の速度分布は、予め、イオン注入装置
に設定された速度分布である。また、ウエハ保持部の往
復動速度は、通常、一定の速度である。ファラデーカッ
プが、充分な個数で、しかも、互いに均等な間隔で設け
られていると、イオンビーム電流分布を正確に計測する
ことができる。本発明により、イオン注入中にイオンビ
ーム電流分布をモニタすることができる。よって、イオ
ンビーム電流分布が大きく変動したときに、イオン注入
を一時停止すること等を行うことが可能になる。
に設定された速度分布である。また、ウエハ保持部の往
復動速度は、通常、一定の速度である。ファラデーカッ
プが、充分な個数で、しかも、互いに均等な間隔で設け
られていると、イオンビーム電流分布を正確に計測する
ことができる。本発明により、イオン注入中にイオンビ
ーム電流分布をモニタすることができる。よって、イオ
ンビーム電流分布が大きく変動したときに、イオン注入
を一時停止すること等を行うことが可能になる。
【００１１】好適には、ビーム電流分布計測器により計
測されたイオンビーム電流分布に基づき、イオンビーム
電流分布を許容範囲内の変動にするような一スキャンあ
たりのスキャン速度分布を算出して、そのスキャン速度
分布に従ってイオンビームをスキャンするようにイオン
ビーム・スキャン機構を制御するスキャン速度制御装置
を更に備えている。これにより、ウエハに注入されるイ
オン量のウエハ面内の分布は、常に所定範囲内の変動に
抑えることができる。
測されたイオンビーム電流分布に基づき、イオンビーム
電流分布を許容範囲内の変動にするような一スキャンあ
たりのスキャン速度分布を算出して、そのスキャン速度
分布に従ってイオンビームをスキャンするようにイオン
ビーム・スキャン機構を制御するスキャン速度制御装置
を更に備えている。これにより、ウエハに注入されるイ
オン量のウエハ面内の分布は、常に所定範囲内の変動に
抑えることができる。
【００１２】また、本発明方法に係るイオン注入方法
は、ウエハを一の方向に所定回数往復動させつつ、設定
されたスキャン速度分布に従って一の方向に直交する方
向にイオンビームでウエハをスキャンし、ウエハの被イ
オン注入面にイオンビームを注入する方法であって、全
ての往復動毎に、又は、所定の往復動毎にスキャン方向
イオンビーム電流分布を計測し、計測イオンビーム電流
分布が許容範囲内の変動になるようにスキャン速度分布
を新たに設定することを特徴としている。往復動する回
数は、例えば、１枚のウエハにつき３回である。
は、ウエハを一の方向に所定回数往復動させつつ、設定
されたスキャン速度分布に従って一の方向に直交する方
向にイオンビームでウエハをスキャンし、ウエハの被イ
オン注入面にイオンビームを注入する方法であって、全
ての往復動毎に、又は、所定の往復動毎にスキャン方向
イオンビーム電流分布を計測し、計測イオンビーム電流
分布が許容範囲内の変動になるようにスキャン速度分布
を新たに設定することを特徴としている。往復動する回
数は、例えば、１枚のウエハにつき３回である。
【００１３】本発明方法に係るイオン注入方法を行う
際、予め、イオンビームにより所定の速度分布、例えば
一定の角速度でスキャンしたスキャン方向のイオンビー
ム電流分布を計測し、計測したイオンビーム電流分布が
許容範囲内の変動になるようにスキャン速度分布を設定
することが多い。これにより、注入当初から、イオンビ
ーム電流分布が許容範囲内の変動であるイオンビームを
ウエハに注入することができる。
際、予め、イオンビームにより所定の速度分布、例えば
一定の角速度でスキャンしたスキャン方向のイオンビー
ム電流分布を計測し、計測したイオンビーム電流分布が
許容範囲内の変動になるようにスキャン速度分布を設定
することが多い。これにより、注入当初から、イオンビ
ーム電流分布が許容範囲内の変動であるイオンビームを
ウエハに注入することができる。
【００１４】計測したイオンビーム電流分布が許容範囲
内の変動であるときには、スキャン速度分布を新たに設
定することなく、既に設定されているスキャン速度分布
を維持するようにしてもよい。これにより、スキャン速
度分布を算出する回数が減るので、イオン注入にかかる
時間を短縮することができる。
内の変動であるときには、スキャン速度分布を新たに設
定することなく、既に設定されているスキャン速度分布
を維持するようにしてもよい。これにより、スキャン速
度分布を算出する回数が減るので、イオン注入にかかる
時間を短縮することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、実施形態例を挙げ、添付
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつより
詳細に説明する。実施形態例 本実施形態例は、本発明の好適なイオン注入装置を用い
た本発明方法の例である。図１は、本実施形態例のイオ
ン注入装置のイオン注入部の斜視図である。本実施形態
例のイオン注入装置は、従来のイオン注入装置に比べ
て、イオン注入部の構成、作用が異なる。図１では、図
３と同じものには同じ符号を付してその説明を省略す
る。イオン注入装置４０のイオン注入部４２は、ウエハ
保持台３２に比べ、イオンビームのスキャン方向に平行
に、かつ、往復動軸３１の付いている側縁部に対向する
側縁部４４に沿って、複数個のファラデーカップからな
るファラデーカップ群４６を更に備えたウエハ保持台４
７をウエハ保持台３２に代えて備えている。ファラデー
カップ群４６の各ファラデーカップは、スキャンされた
イオンビーム電流分布を計測するために、互いの間隔が
均等であるように多数並べられている。また、各ファラ
デーカップのビーム入射ゾーン４８のＸ方向の幅Ｌ3は
例えば５ｍｍであり、往復動方向の幅Ｌ4は、例えば１
０ｃｍである。また、イオン注入装置４０は、スキャン
速度制御装置３８に代えてスキャン速度制御装置５０
と、従来と同じファラデーカップ３６とを備えている。
スキャン速度制御装置５０は、ファラデーカップ群４６
で計測されたビーム電流を信号として受けてイオンビー
ム電流分布を計測するビーム電流分布計測器５２を有
し、イオンビーム電流分布を許容範囲内の変動にするよ
うにイオンビーム・スキャン機構１８をフィードバック
制御するようにされている。また、ファラデーカップ３
６は、ビーム電流が計測されるようにビーム電流分布計
測器５２に接続されている。
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつより
詳細に説明する。実施形態例 本実施形態例は、本発明の好適なイオン注入装置を用い
た本発明方法の例である。図１は、本実施形態例のイオ
ン注入装置のイオン注入部の斜視図である。本実施形態
例のイオン注入装置は、従来のイオン注入装置に比べ
て、イオン注入部の構成、作用が異なる。図１では、図
３と同じものには同じ符号を付してその説明を省略す
る。イオン注入装置４０のイオン注入部４２は、ウエハ
保持台３２に比べ、イオンビームのスキャン方向に平行
に、かつ、往復動軸３１の付いている側縁部に対向する
側縁部４４に沿って、複数個のファラデーカップからな
るファラデーカップ群４６を更に備えたウエハ保持台４
７をウエハ保持台３２に代えて備えている。ファラデー
カップ群４６の各ファラデーカップは、スキャンされた
イオンビーム電流分布を計測するために、互いの間隔が
均等であるように多数並べられている。また、各ファラ
デーカップのビーム入射ゾーン４８のＸ方向の幅Ｌ3は
例えば５ｍｍであり、往復動方向の幅Ｌ4は、例えば１
０ｃｍである。また、イオン注入装置４０は、スキャン
速度制御装置３８に代えてスキャン速度制御装置５０
と、従来と同じファラデーカップ３６とを備えている。
スキャン速度制御装置５０は、ファラデーカップ群４６
で計測されたビーム電流を信号として受けてイオンビー
ム電流分布を計測するビーム電流分布計測器５２を有
し、イオンビーム電流分布を許容範囲内の変動にするよ
うにイオンビーム・スキャン機構１８をフィードバック
制御するようにされている。また、ファラデーカップ３
６は、ビーム電流が計測されるようにビーム電流分布計
測器５２に接続されている。
【００１６】イオン注入装置４０を用いたイオン注入方
法は、先ず、ウエハの被イオン注入面を表側にしてウエ
ハをウエハ保持台４７で保持し、更に、イオンビームが
ファラデーカップ群４６に入射されるように、ウエハ保
持台４７をＹ方向に移動して停止する。続いて、ファラ
デーカップ群４６全体にわたり、イオンビーム５４を所
定の速度分布で、例えば一定の角速度でＸ方向にスキャ
ンして入射する（図２参照）。この結果、スキャン速度
制御装置５０が、イオンビーム電流分布を計測し、更
に、イオンビーム電流分布が許容範囲内の変動であるよ
うなスキャン速度分布を算出してスキャン速度制御装置
自身に設定する。次いで、ウエハ保持台４７をＹ方向に
往復動させつつ、スキャン速度制御装置５０の制御の下
で、設定されたスキャン速度分布に従ってイオンビーム
をウエハに注入する（図３参照）。
法は、先ず、ウエハの被イオン注入面を表側にしてウエ
ハをウエハ保持台４７で保持し、更に、イオンビームが
ファラデーカップ群４６に入射されるように、ウエハ保
持台４７をＹ方向に移動して停止する。続いて、ファラ
デーカップ群４６全体にわたり、イオンビーム５４を所
定の速度分布で、例えば一定の角速度でＸ方向にスキャ
ンして入射する（図２参照）。この結果、スキャン速度
制御装置５０が、イオンビーム電流分布を計測し、更
に、イオンビーム電流分布が許容範囲内の変動であるよ
うなスキャン速度分布を算出してスキャン速度制御装置
自身に設定する。次いで、ウエハ保持台４７をＹ方向に
往復動させつつ、スキャン速度制御装置５０の制御の下
で、設定されたスキャン速度分布に従ってイオンビーム
をウエハに注入する（図３参照）。
【００１７】ウエハ保持台４７が一往復すると、イオン
ビームが、ファラデーカップ群４６全体にわたり再度入
射し、スキャン速度制御装置５０がイオンビーム電流分
布を再度計測する。計測されたイオンビーム電流分布が
許容範囲内の変動であるときは、既に設定されているス
キャン速度分布に従って、引き続きイオンビームをスキ
ャンしつつ、２回目の往復動を１回目と同様にして行う
ことによりウエハ３７にイオンを注入する。計測された
イオンビーム電流分布が許容範囲外の変動であるとき
は、イオン注入を一旦停止し、スキャン速度制御装置５
０により新たなスキャン速度分布を算出して設定する。
そして、新たなスキャン速度分布に従ってイオンビーム
をスキャンしつつ、２回目の往復動を１回目と同様にし
て行うことによりウエハ３７にイオン注入する。以下、
ウエハ保持台４７が一往復する毎にすなわち全ての往復
動毎に、上記のことを繰り返す。尚、一往復する毎では
なく、所定数の往復動毎、例えば二往復する毎に繰り返
してもよい。
ビームが、ファラデーカップ群４６全体にわたり再度入
射し、スキャン速度制御装置５０がイオンビーム電流分
布を再度計測する。計測されたイオンビーム電流分布が
許容範囲内の変動であるときは、既に設定されているス
キャン速度分布に従って、引き続きイオンビームをスキ
ャンしつつ、２回目の往復動を１回目と同様にして行う
ことによりウエハ３７にイオンを注入する。計測された
イオンビーム電流分布が許容範囲外の変動であるとき
は、イオン注入を一旦停止し、スキャン速度制御装置５
０により新たなスキャン速度分布を算出して設定する。
そして、新たなスキャン速度分布に従ってイオンビーム
をスキャンしつつ、２回目の往復動を１回目と同様にし
て行うことによりウエハ３７にイオン注入する。以下、
ウエハ保持台４７が一往復する毎にすなわち全ての往復
動毎に、上記のことを繰り返す。尚、一往復する毎では
なく、所定数の往復動毎、例えば二往復する毎に繰り返
してもよい。
【００１８】また、イオン注入中に、ファラデーカップ
３６に周期的にイオンビームを入射してビーム電流を計
測し、一往復毎にファラデーカップ群４６の各ファラデ
ーカップに入射されるビーム電流との比（ビーム電流
比）を求め、この比の値を用いて一往復でのドーズ量を
算出することにより、各往復動でのドーズ量を積算す
る。ドーズ量を積算するには、ファラデーカップ群４６
の各ファラデーカップについて、一往復の前後に入射さ
れたビーム電流の比（ビーム電流比）を算出し、この比
を用いて各往復動でのドーズ量を算出して積算してもよ
い。尚、ファラデーカップ群４６及びファラデーカップ
３６のＸ方向幅は、何れもイオンビーム径に比べて小さ
いが、イオンビームがスキャンされて入射されるので、
各ファラデーカップ位置のビーム電流は正確に計測され
る。
３６に周期的にイオンビームを入射してビーム電流を計
測し、一往復毎にファラデーカップ群４６の各ファラデ
ーカップに入射されるビーム電流との比（ビーム電流
比）を求め、この比の値を用いて一往復でのドーズ量を
算出することにより、各往復動でのドーズ量を積算す
る。ドーズ量を積算するには、ファラデーカップ群４６
の各ファラデーカップについて、一往復の前後に入射さ
れたビーム電流の比（ビーム電流比）を算出し、この比
を用いて各往復動でのドーズ量を算出して積算してもよ
い。尚、ファラデーカップ群４６及びファラデーカップ
３６のＸ方向幅は、何れもイオンビーム径に比べて小さ
いが、イオンビームがスキャンされて入射されるので、
各ファラデーカップ位置のビーム電流は正確に計測され
る。
【００１９】本実施形態例では、イオン注入中のイオン
ビーム電流分布の変動を許容範囲内に抑えることができ
るので、ウエハ全面にわたり均一にイオン注入すること
ができる。また、イオン注入中に、従来に比べて遥かに
正確なドーズ量を算出することができるので、ドーズ量
の再現性を大きく向上させることができる。
ビーム電流分布の変動を許容範囲内に抑えることができ
るので、ウエハ全面にわたり均一にイオン注入すること
ができる。また、イオン注入中に、従来に比べて遥かに
正確なドーズ量を算出することができるので、ドーズ量
の再現性を大きく向上させることができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、イオン注入装置は、ス
キャン方向のイオンビーム電流分布を計測するビーム電
流分布計測器を備えており、ビーム電流分布計測器は、
イオンビームのスキャン方向に平行なウエハ保持部の周
縁部に沿って設けられた複数個のファラデーカップを有
している。これにより、イオン注入中に、イオンビーム
電流分布をモニタすることができる。また、本発明方法
によれば、ウエハの全ての往復動毎に、又は、所定の往
復動毎にスキャン方向イオンビーム電流分布を計測し、
計測イオンビーム電流分布が許容範囲内の変動になるよ
うにスキャン速度分布を新たに設定している。これによ
り、ウエハ全面にわたり均一にイオン注入することがで
きる。
キャン方向のイオンビーム電流分布を計測するビーム電
流分布計測器を備えており、ビーム電流分布計測器は、
イオンビームのスキャン方向に平行なウエハ保持部の周
縁部に沿って設けられた複数個のファラデーカップを有
している。これにより、イオン注入中に、イオンビーム
電流分布をモニタすることができる。また、本発明方法
によれば、ウエハの全ての往復動毎に、又は、所定の往
復動毎にスキャン方向イオンビーム電流分布を計測し、
計測イオンビーム電流分布が許容範囲内の変動になるよ
うにスキャン速度分布を新たに設定している。これによ
り、ウエハ全面にわたり均一にイオン注入することがで
きる。
【図１】実施形態例のイオン注入装置のイオン注入部の
斜視図である。
斜視図である。
【図２】実施形態例で、ファラデーカップ群にイオンビ
ームを入射することを示す斜視図である。
ームを入射することを示す斜視図である。
【図３】実施形態例で、ウエハにイオンビームを入射す
ることを示す斜視図である。
ることを示す斜視図である。
【図４】従来のイオン注入装置の概念的構成図である。
【図５】従来のイオン注入装置のイオン注入部の一例の
斜視図である。
斜視図である。
１０……イオン注入装置、１２……イオンソース部、１
４……引き出し電極、１６……質量分析部、１８……イ
オンビーム・スキャン機構、２０……加速管。２６……
イオン注入部、３１……往復動軸、３２……ウエハ保持
台、３３……イオンビーム、３４……周縁部、３５……
ウエハ保持領域、３６……ファラデーカップ、３６Ａ…
…ビーム入射ゾーン、３７……ウエハ、３８……スキャ
ン速度制御装置、３９……ビーム電流分布計測器、４０
……イオン注入装置、４２……イオン注入部、４４……
側縁部、４６……ファラデーカップ群、４７……ウエハ
保持台、４８……ビーム入射ゾーン、５０……スキャン
速度制御装置、５２……ビーム電流分布計測器、５４…
…イオンビーム。
４……引き出し電極、１６……質量分析部、１８……イ
オンビーム・スキャン機構、２０……加速管。２６……
イオン注入部、３１……往復動軸、３２……ウエハ保持
台、３３……イオンビーム、３４……周縁部、３５……
ウエハ保持領域、３６……ファラデーカップ、３６Ａ…
…ビーム入射ゾーン、３７……ウエハ、３８……スキャ
ン速度制御装置、３９……ビーム電流分布計測器、４０
……イオン注入装置、４２……イオン注入部、４４……
側縁部、４６……ファラデーカップ群、４７……ウエハ
保持台、４８……ビーム入射ゾーン、５０……スキャン
速度制御装置、５２……ビーム電流分布計測器、５４…
…イオンビーム。
Claims (4)
- 【請求項１】 ウエハの一の方向に所定の速度分布でイ
オンビームを往復させてウエハをスキャンするイオンビ
ーム・スキャン機構と、ウエハの被イオン注入面をイオ
ンビームに向けてウエハを保持し、イオンビームのスキ
ャン方向に直交する方向に往復動するウエハ保持部とを
有するイオン注入装置において、 イオンビームのスキャン方向に平行なウエハ保持部の周
縁部に沿って設けられた複数個のファラデーカップを有
し、スキャン方向のイオンビーム電流分布を計測するビ
ーム電流分布計測器を備えていることを特徴とするイオ
ン注入装置。 - 【請求項２】 ビーム電流分布計測器により計測された
イオンビーム電流分布に基づき、イオンビーム電流分布
を許容範囲内の変動にするような一スキャンあたりのス
キャン速度分布を算出して、そのスキャン速度分布に従
ってイオンビームをスキャンするようにイオンビーム・
スキャン機構を制御するスキャン速度制御装置を更に備
えていることを特徴とする請求項１に記載のイオン注入
装置。 - 【請求項３】 ウエハを一の方向に所定回数往復動させ
つつ、設定されたスキャン速度分布に従って一の方向に
直交する方向にイオンビームでウエハをスキャンし、ウ
エハの被イオン注入面にイオンビームを注入する方法で
あって、 全ての往復動毎に、又は、所定の往復動毎にスキャン方
向イオンビーム電流分布を計測し、計測イオンビーム電
流分布が許容範囲内の変動になるようにスキャン速度分
布を新たに設定することを特徴とするイオン注入方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載のイオン注入方法におい
て、 計測イオンビーム電流分布が許容範囲内の変動であると
きには、スキャン速度分布を新たに設定することなく、
既に設定されているスキャン速度分布を維持することを
特徴とするイオン注入方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24823997A JPH1186775A (ja) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | イオン注入装置及びイオン注入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24823997A JPH1186775A (ja) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | イオン注入装置及びイオン注入方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1186775A true JPH1186775A (ja) | 1999-03-30 |
Family
ID=17175237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24823997A Pending JPH1186775A (ja) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | イオン注入装置及びイオン注入方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1186775A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6670624B1 (en) | 2003-03-07 | 2003-12-30 | International Business Machines Corporation | Ion implanter in-situ mass spectrometer |
| WO2003077278A3 (de) * | 2002-03-08 | 2004-01-29 | Infineon Technologies Ag | Ionen-implantierungsvorrichtung |
| JP2008166660A (ja) * | 2007-01-05 | 2008-07-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体製造装置 |
| JP2010507194A (ja) * | 2006-10-11 | 2010-03-04 | アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド | イオン注入装置のためのセンサ |
| US7791048B2 (en) | 2007-02-08 | 2010-09-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Ion implanting apparatus and method for implanting ions |
| KR101055716B1 (ko) | 2008-02-12 | 2011-08-11 | 닛신 이온기기 가부시기가이샤 | 이온 주입 방법 및 장치 |
| JP2012234815A (ja) * | 2011-05-05 | 2012-11-29 | Advanced Ion Beam Technology Inc | イオン注入システム |
| JP2015210951A (ja) * | 2014-04-25 | 2015-11-24 | 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 | イオン注入方法及びイオン注入装置 |
| JP2016537789A (ja) * | 2013-11-21 | 2016-12-01 | アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド | ビームの横断強度分布を測定するための方法 |
-
1997
- 1997-09-12 JP JP24823997A patent/JPH1186775A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2015210951A (ja) * | 2014-04-25 | 2015-11-24 | 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 | イオン注入方法及びイオン注入装置 |
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