JPS61239557A - イオン注入装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、いわゆるパラレルスキャン方式を採用する
イオン注入装置に関し、特に、その走査電極形状の改良
に関する。

（従来の技術〕 イオン注入装置において、ウェハ全面に同一角度（０’
）で（即ちウェハ面に垂直に）イオン注入するために、
４組の走査電極を用いて、ウェハ面において平行にイオ
ンビームを走査するいわゆるパラレルスキャン方式が採
用される。

第９図は、パラレルスキャン方式を採用する従来のイオ
ン注入装置の走査電極回りを示す概略図　　　　　　　
Ｉでａ−Ｌ４＊−ｙ源３図示省略）”゛ら引”出ゝ０・
　　　　　　　、。

質量分析され、加速されたイオンビーム１は、当、オフ
、、、−エ、や７．□カ□イ、１１え、よ□。６．１１
＝’Ｃ＊ｌｋ　ｔ　’′２　ｆｌＪｌ（７）Ｙ　Ｎ＋ｅ
＊’；ａｔｒ’ｉ　２　’ＪｋＵ“４′　　　　：イオ
ンビーム１をＸ軸方向（例えば水平方向）に走査する２
組のＸ軸走査電極３及び５とによって、　　　　　　１
■ ５”ｙ’ｙ　）ｌｕＴ（Ｄ’）’ｆ−′ｚ６（Ｄ表面′
”１°゛７平ｊテ　　　　　　　、・に走査される。各
走査電極２〜５は、それぞれ、例えば方形板状をした１
組の互いに平行な電極から成る。但し、Ｘ軸走査電極３
及び５のそれぞれの片方（紙面手前側）の電極は図示を
省略している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述のような従来のイオン注入装置においては、ビーム
偏向の直線性からの歪みが大きい、即ちウェハ６におけ
るイオン注入の均一性が良くないという問題がある。こ
れは、第９図に示すような平行平板電極においては、偏
向位置によって電界強度のビーム−同方向成分（例えば
垂直成分、あるいは水平成分）に差が出て偏向能力が変
化するためである。尚その詳細は、以下において実施例
と対比しながら詳述する。

従ってこの発明は、イオン注入の均一性を向」ニさせる
ように改良したパラレルスキャン方式のイオン注入装置
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明のイオン注入装置は、イオンビーム下流側の組
のＸ軸走査電極及びＹ軸走査電極のイオンビーム入口側
及び出口側の辺に沿う部分をそれぞれ外側に折り曲げて
いる。

〔作用〕

走査電極のイオンビーム出入口側の辺に沿う部分を外側
に折り曲げることにより、電極近辺と中心軸近辺の電界
強度のビーム偏向方向成分の差が少なくなり、偏向位置
が大きい場合においてもビームの受ける力の変化は小さ
く、ビーム偏向の直線外からの歪力が小さくなる。従っ
て、イオン注入の均一性が向−トする。

〔実施例〕

第１図番」、この発明の一実施例に係るイオン注入装置
の走査電極回りを示す概略図である。第９図と同等部分
には同一符号を何してその説明を省略する。

この実施例のイオン注入装置においては、イオンビーム
下流側の絹のＹ軸走査電極４０及びＸ軸走査電極５０の
イオンビーム入口側及び出口側の辺に沿う部分４１．４
２及び５１．５２を、それぞれ外側に（即ちイオンビー
ム１側とは反対側に）折り曲げている（換言すれば、テ
ーパーを付けている）。折り曲げない状態の走査電極４
０及び５０ば、それぞれ、例えば方形板状をした１組の
互いに平行な電極から成る。但し、この図においてもＸ
軸走査電極５０の片方（紙面手前側）の電極は図示を省
略している。

この実施例の装置にお＆Ｊるイオン注入の均一性と、第
９図の従来の装置にお＋Ｊるイオン注入の均−件とを、
以下のようにして評価した。

即ち、第２図のような電極配置におけるビーム１ＦＡｉ
Ｆｉ解析を行い、イオンビーム１の平行性及び注入均一
性を評価した。この場合、１＝８１．１ｃｍ、　１１＝
１５ｃｍ、　ｊ２２　＝４５ｃｍ、　７！３　＝２５７
ｃｍ、　ｄ’ｌ　−５ｃｍ、、ｄ２　＝　１’　５ｃｍ
とした。電極Ａ及びＢは、それぞれ、前述したＹ軸走査
電極２及び４　（または４０）、あるいはＸ軸走査電極
３及び５　（または５０）に相当する。

評価は、電極Ｂとして３種類の電極形状のものについて
行った。ケース１は、平行平板電極であり、これは第９
図に示した従来のＹ軸走査電極４またはＸ軸走査電極５
にｉ目当する。ケース２及び３は、第３図のようにイオ
ンビーム１の出入口側の辺に沿う部分を外側に折り曲げ
たものであり、これは第１図に示したこの実施例のＹ軸
走査電極４０またはＸ軸走査電極５０に相当する。この
場合、ケース２はａ　”　２　ｃｍ、　ｂ　’＝’９　
ｃｍとし、ケニス３はａ”＝　１ｃｍＸｂ　＝　１２．
　５ｃｍとした。

そして、電極Ｂに印加する電圧、即ち偏向電圧を変えた
場合に、ビーム偏向位置（例えば第２図のｙ）の偏向電
圧依存性の比例関係からの歪み具合を調べることにより
、イオン注入の均一性の評価を行った。ケース１〜３に
おける偏向電圧と偏向位置のデータを第４図及び第５図
に示す。この場合、均一性の評価法は次のようにした。

即ち、第６図に示すように、偏向電圧と偏向位置のデー
タが得られた場合、まず原点を通過する１次式（ｙ＝ａ
ｘ）と、各ｙ座標値の値が最小になるような１次式の傾
きａを求める。座標値の差は次式のように表現される。

Ｍ そこでＨ−ｏとなるａを求めると、 となる。このａを用いて、各偏向位置の１次式からのず
れの比率を求め、歪み量りを以下のように　　　　　　
　　１□定義する。

この場合、イオン注入装置においては偏向電圧は三角波
であって電圧は直線的に変化するため、この歪ｈ　量り
ば取りも直さずイオン注入の均一性を表すことになる。

以上のようにして評価されたケース１〜３における均−
性等の値を表に示す。尚、表における平行性は、ウェハ
面の垂線とイオンビームとの成す角度を表している。

（以下余白） ケース１ば従来の平行平板電極の場合であり、均一性は
５．８％と良くないのに対して、ケース２及び３はこの
実施例の場合であり、均一性ばそれぞれ３．３％、１．
０％と大幅に向上している。

特に、電極の折り曲げ部分の傾斜が緩いケース３の方が
良い結果が得られている。

」二記結果を第７図及び第８図を参照しながら考察する
。第７図は電界強度の電極形状依存性を示す図であり、
第８図は第７図の評価に用いられたモデルを示す図であ
る。電極Ｃとして、従来の平行平板電極と、実施例のよ
□うに折り曲げた電極を　・想定した。第７図から分か
るように従来の平行平板電極においては、中心軸からの
距離ｄの違いによって電界強度の差が大きいのに対して
、実施例の電極においてはその差は小さい。即ち、平行
平板電極の場合は、偏向位置によって電界強度のビーム
偏向方向成分（例えば垂直成分）に差が出て偏向能力が
変化し、その結果ビーム偏向の直線性からの歪みが大き
くなる、即ち注入の均一性が悪くなることが分かる。一
方この実施例のように電極を折り曲げると、電極近辺と
中心軸近辺の電界強度のビーム偏向方向成分の差が少な
くなり、偏向位置が大きい場合においてもビームの受け
る力の変化は小さく、そのためビーム偏向の直線性から
の歪みが小さくなる、即ち注入の均一性が良くなること
が分かる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、極めて簡単な手段によ
ってイオン注入の均一性を大幅に向上させることかでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係るイオン注入装置の
走査電極回りを示す概略図である。第２図は、ビーム軌
道解析を行った際の電極配置を示ず図である。第３図は
、実施例の電極形状を示す図である。第４図及び第５図
は、それぞれ、ビーム偏向イ装置。偏向型エイえ在外や
イ、−図、あお。第　　　　　　　１６図は、均一性の
評価法を説明するための図であ　　　　　　　ｉ。 お。□７１６□、、２ｔイ６．□、。わ。工１４．□１
１１７あ、Ｌ、ｆ８ｒ４４よ、カフ□。１１ゆ６ｏ□い
、。え　　　　ｉｉ・ モデルを示す図である。第９図は、パラレルスキャン方
式を採用する従来のイオン注入装置の走査電極回りを示
す概略図である。 １・・・イオンビーム、２・・・Ｙ軸走査電極、３・・
・Ｘ軸走査電極、６・・・ウェハ、４０・・・この発明
に係るＹ軸走査電極、５０・・・この発明に係るＸ軸走
査電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）イオンビームをＸ軸方向に走査するＸ軸走査電極
   とイオンビームをＹ軸方向に走査するＹ軸走査電極とを
   それぞれ２組ずつ備えるイオン注入装置において、イオ
   ンビーム下流側の組のＸ軸走査電極及びＹ軸走査電極の
   イオンビーム入口側及び出口側の辺に沿う部分をそれぞ
   れ外側に折り曲げていることを特徴とするイオン注入装
   置。