JPS61133545A - イオン注入方法 - Google Patents

イオン注入方法

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JPS61133545A
JPS61133545A JP25383584A JP25383584A JPS61133545A JP S61133545 A JPS61133545 A JP S61133545A JP 25383584 A JP25383584 A JP 25383584A JP 25383584 A JP25383584 A JP 25383584A JP S61133545 A JPS61133545 A JP S61133545A
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JP
Japan
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magnetic field
wafer
deflection
deflected
point
Prior art date
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Pending
Application number
JP25383584A
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English (en)
Inventor
Tadatsugu Ito
伊藤 糾次
Hideo Mito
三戸 英夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Anelva Corp
Original Assignee
Anelva Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS61133545A publication Critical patent/JPS61133545A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/3002Details
    • H01J37/3007Electron or ion-optical systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317Electron-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
    • H01J37/3171Electron-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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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、半導体製造プロセスにおけるイオン注入装
置において、不純物元素のイオンのウェハーに対する注
入角度を補正することによって、均一なイオン注入特性
が得られるようにしたイオン注入方法に関する。
(従来技術) シリコン等の半導体を用いるLSIチップを製造する工
程では、ウェハープロセスにおいてしばしば半導体の電
気的特性を特定のものにするため、不純物元素をイオン
化して、数回に及び所謂イオン注入を行なうことが必要
となる。
第3図は、従来から知られているイオン注入方法を用い
た装置の代表的な構造を示した本のであのイオンを特定
するために分析磁界1を用いている。そしてこの分析磁
界1の効果を高いものにするためにイオン源2から取り
出すイオンビームの径を数n程度に絞っている。
このように径を絞ったイオンビームを加速管5を介して
加速し、加速したイオンビームを、加速管5とウェハー
3との間に設けた偏向電極4で図のX軸に沿って偏向走
査してウェハー3に照射する一方、ウェハー3を載置し
た基板ホルダー(図エバー3に不純物元素のイオンを注
入する方法が行なわれている。
(本発明が解決しようとする問題点) 上記のようにした従来のイオン注入方法では、イオンビ
ームを偏向電極4で偏向させた場合、ウェハー3の中心
部0と周辺部A、Bとでイオンの注入角度が異なるため
に上記中心部0と上記周辺部A、Bとでチップ上の素子
特性が不均一になる欠点があった。
このことは、近年のウェノ・−の大口径化傾向に伴って
ますます顕著に表われるようになっている。
そして素子特性の均一化のためには、ウエノ・−の大口
径化に伴って、偏向電極とウエノ・−との距離を大きく
離さなければならないため、装置が次第に大型化するこ
とを止むなくされて来た。
この発明の目的は、偏向電極とウエノ・−との間に偏向
ビーム補正磁界を設けることにより、ウェハーに注入す
るイオンビームの照射角度を可及的均一 に41にし、それによってウェハー全面に均一なイオン
注入を行ない、均一な素子特性を確保するとともに装置
をコンパクトに構成できるようにすることにあ6゜ (問題点を解決するための手段) この発明は、上記の目的を達成するために、イオンビー
ムの発生手段、加速手段及び偏向手段を設けるとともに
、上記加速手段で加速したイオンビームを偏向走査し、
ウェハーに照射する一方、ウェハーを載置する基板ホル
ダーを回転させることによってウェハーにイオンを注入
するイオン注入方法において、上記偏向手段とウェハー
との間に偏向ビーム補正磁界発生手段を設けることによ
って当該偏向ビーム補正磁界発生手段を経た前記うにし
たものである。
(本発明の実施例) 第1図は、この発明の一実施例を示したものである。
イオンfI2から取り出したイオンを加速して偏向電極
4で偏向する過程については、従来と同様であるので、
詳細な説明は省略するとともに、従来と同一の構成要素
については同一符号をもって表わす。
偏向電極4とウェノ・−3との間には、新しく楔形状の
偏向ビーム補正磁界6を設けている。この偏向ビーム補
正磁界6は、この楔形状の内部では可及的な均一磁界を
形成している。そして偏向電極4でX軸方向に偏向され
たイオンビーム(以下偏向ビームという)は、偏向ビー
ム補正磁界6を介してウェハー3に注入される。当該ウ
ニ”3は基板ホルダー(図示していない)に載置してい
あるO 第寺図は、ウェハー3に対する偏向ビームの八本発明の
偏向ビーム補正磁界6によれば、速度に対して最大の場
合で上下に偏向角度θだけ偏向された後、偏向ビーム補
正磁界6内に流入する。
この偏向ビーム補正磁界6は、M2を頂点として角φ内
にM、NとM、N’とを端面として前記したように楔形
状に形成されている。
なお、前記偏向ビーム補正磁界6の両端面M2N 。
M2N“及び角φは、以下のように一意的に定められる
0 すなわち、下方偏向ビームv1に対し偏向ビーム補正磁
界6の一端面M2Nを垂直に設けるとともにPBをLと
する。
ところで、速度v(、で均一磁界H,(Z軸)に垂直な
面(XY面)内を運動する比質量n′/eのイオンは半
径比の円軌道を進み、この場合には、R一旦・ −YL
  ・・・・・・・・・・・・(1)e     H という関係式が成立することが知られている。
そして上記(1)式に従ってBM、 = Rとなるよう
にて垂線をたてA点から距離比の点をMlとする。そし
てM2とMlとを結んだ直線M、N“を磁界Hの他方の
端面としてM2NとM2N’とでなす角をφとする。
−一一一う キ七キ下方偏向ビームPBが端面M2N上のB点に対し
て垂直に入射するならば、上方偏向ビームYlは端面M
、N”上のA点を通過して偏向ビーム補正磁界6内に斜
めに入射する。このように入射した上方偏向ビームPA
は、Mlを基点として半径Rの円軌道を進み、端面N1
□N“上のA°点から端面M2■に対して垂直に流出す
ることになる。
一方、端面M2N上のB点から偏向ビーム補正磁界6内
に流入する下方の偏向ビームPBは、M!を基点として
半径Rの円軌道を進み、端面M2N’上のB°点から端
面祇マに対して垂直に流出するが、偏向ビームの速度は
上下ともvoで等しく、かつ磁界Hが均一であるため上
方偏向ビームと下方偏向ビームの磁界内での円軌道半径
が等しいことは勿論のことである。
そして、前記のように偏向角度θ、PBの距離り、半径
Rが定まれば、前記の楔形状は幾何学的に特定され、角
φは一意的に定まる。ここで角φと当該θ、L、Rとの
関係式は次のようになる。
■+L/几−20−□□□2011008001.(2
)−φ”     u□1−m− このような関係が成立することから、偏向ビーム補正磁
界6に流入した上方偏向ビーム丁1と下方偏向ビームY
宜とは平行流となってウーハ−3に注入される。
例えば、偏向角度θを15°とし”/R(=R,’)を
2とすると(2)式よりφ=21.2°となる。従って
φ=21.2°のくさび状の均一磁界Hを用いることに
より端面MtN上のA゛点及びB°点から流出する偏向
ビームは平行となる。
次に、上方偏向ビームPkと下方偏向ビームPBの中間
に位置する各偏向ビームにっ込て考察するため、先づ、
中心軸Tを通って端面M2N上の0点から偏向ビーム補
正磁界6に流入する偏向ビーム下田について検討する。
端面M2N上の0点とB点との間の距離をyとし、0点
において偏向ビームPOに対して立てた垂線が端面M2
N′と交わる点をMoとする。
もし0点から流入した偏向ビームPOが上記直線上の点
Moを中心とする円軌道を通るならば、この偏向ビーム
はO゛点から端面M、N’に対して垂直に流出する。
即ち、偏向ビーム7宕が上下の偏向ビームrマ。
PBに平行に流出するためには距離OM。== R,’
が前記のHに等しくなければならない。さもなければ偏
向ビームト胃は偏向ビームvl及び”vllと平行に流
出しないことになる。しかし、R,’−Rは幾何学的に
成立しえない。そして流出角の誤差は、次の関係式を用
いて求めることが出来る。すなわち、両式を用いてLで
規格され゛たR#の値を求めてみると、 R’ thO(cotθ十醜φ)−4+Ltallθと
なる。
先に示した例、θ=15°、φ=21.2°を用い、I L”2と仮定してこれらの値を代入すると、It’/I
−〇、47となる。これによる角度誤差△をより求める
と、約2°となることが分る。
上記のような誤差を除去して偏向ビーム「存を偏向ビー
ム丁ス及びvlと平行に流出させるようにするには、0
°点を中心にM2N“面を外にわずか湾曲せしめればよ
い。なお、0゛B°とO’A’との長さが異なるため、
これによるイオン注入の不均一も生ずるが、この不均一
性の補正は、偏向電極4に印加する電圧波形を適当な形
にすることで対処できる。電圧波形の変更には変圧器の
巻線比を非対称にすることが有効である。
なお当該実施例において偏向ビームが偏向ビー入射でき
るように平行になっていればよく、必ずしも偏向ビーム
補正磁界より垂直に流出する場合に限定されるものでは
ない。
(本発明の効果) この発明によれば、偏向ビームを偏向ビーム補ができる
ようにしたので、ウェハーの素子特性が均一な極めて高
精度のイオン注入をすることができるとともに、偏向電
極とウェハーとの距離を従来と比べて大きくとる必要が
ないためコンパクトな装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来装置を示す構造図。第2図は、本発明を
使用した装置の構造図。第3図は、偏向ビームの入射角
度を補正した状態を示した略図である。 1・・・分析磁界、2・・・イオ7m+3−・・ウェハ
ー。 4・・・偏向電極、5・・・加速管。 6・・・偏向ビーム補正磁界。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  イオンビームの発生手段、加速手段及び偏向手段を設
    けるとともに、上記加速手段で加速したイオンビームを
    偏向走査し、ウェハーに照射する一方、ウェハーを載置
    する基板ホルダーを回転させることによってウェハーに
    イオンを注入するイオン注入方法において、上記偏向手
    段とウェハーとの間に偏向ビーム補正磁界発生手段を設
    けることによって当該偏向ビーム補正磁界発生手段を経
    た前記偏向ビームを平行流に近いものとし、かかる偏向
    ビームを前記ウェハーに照射するようにしたことを特徴
    とするイオン注入方法。
JP25383584A 1984-11-30 1984-11-30 イオン注入方法 Pending JPS61133545A (ja)

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