(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン注入装置のプロセスチャンバ内のウェーハホルダを校正する方法であって、前記イオン注入装置は、
プロセスチャンバと、
注入用のイオンのビームを生成するイオンビームジェネレータであって、前記ビームは前記チャンバ内で予め決められた方向を有する、イオンビームジェネレータと、
ホルダ上のウェーハの面に垂直な垂直方向を有する前記チャンバ内のウェーハホルダと、
前記ビーム方向および前記垂直方向に垂直なティルト軸の周りで、前記ビーム方向に対する前記垂直方向のティルト角を調節するティルト機構と、
ホルダおよびその上の任意のウェーハを、前記ティルト軸に垂直で前記垂直方向に標準的に平行なツイスト軸の周りで回転させるツイスト機構と、を有するタイプであり、
前記方法は、
前記垂直方向に標準的に合わせられる予め決められた結晶軸を有するように、ホルダ上に結晶性材料を取り付けるステップと、
予め決められたティルト角にホルダを傾けるステップと、
少なくともツイスト角の選択されたレンジ間のツイスト軸の周りでホルダを回転させるステップと、
ホルダが回転して、モニタされた強度の最小値に対応するツイスト角を識別するように、結晶性材料から後方散乱されたビームイオンの強度をモニタするステップと、
前記識別されたツイスト角と前記予め決められたティルト角の値を用いて、ツイスト軸と前記垂直方向間の任意の偏差を補正して前記垂直方向を前記ビーム方向に平行に向けるのに必要とされるティルト角およびツイスト角の値を計算するステップと、
を含み、
結晶性材料は前記結晶軸と前記垂直方向の間にミスアライメントを有し、最小値に対応している前記ツイスト角は、前記結晶軸の周りで前記ホルダに対する前記材料の第１の方位と、前記結晶軸の周りで結晶性材料の構造の回転対称性に対応する量だけ前記第１の方位から角変位された第２の方位の双方で、ホルダ上に取り付けられた結晶性材料と識別され、前記第１および第２の方位の双方での前記識別されたツイスト角の値を用いて、前記必要とされるティルトおよびツイスト角の値が計算される、方法。
【請求項２】
前記第２の方位は、前記第１の方位から180°変位する、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明はイオン注入に関しており、特にイオン注入装置のプロセスチャンバでイオンビームのアライメントを測定する方法およびアプリケーションに関する。
【０００２】
【発明の背景】
イオン注入技術は周知であり、特に、ウェーハ領域において所望のドーパント濃度が得られるように例えば半導体ウェーハに不純物等を注入するのに用いられる。
【０００３】
注入されるイオンビームの向きと、ウェーハ自体の面、より詳細には標準的にウェーハ表面に垂直であるシリコンウェーハ内の結晶性構造の主軸間において厳密な精度に対する要求が高まっている。ウェーハ表面へのイオンビームの角度に対する正確な知識および制御は、ウェーハ表面に対する正確な注入角を得るために必要である。これは、いわゆるシャドウ注入（すなわちウェーハ表面の深いトレンチへの注入）にとっても、ウェーハ表面上のフォトレジストマスクの狭い開口部を介しての非常に浅い注入にとっても、重要なことである。かなりの高精度を達成するためには、フラクション程度の範囲内でウェーハとイオンビーム間の角度についての知識を有することが必要である。イオン注入装置のウェーハホルダの機械的な校正は、注入プロセスチャンバに対するホルダの制御を高精度で可能にするのに対して、プロセスチャンバ内のイオンビームの向きは同一の精度では予測できない可能性があり、異なるプロセスビームに対しては事実上異なる可能性がある。
【０００４】
ラザフォード後方散乱は、結晶性の固体の表面組成および深度プロフィルを調べるのに周知な技術である。この技術はまた、注入中の半導体基板でのドーズ量蓄積を測定するものとして考えられてきた。従来技術には、１９７８年にアカデミック・プレスから出版された Chu 他による本「Back Scattering Spectrometry」が含まれる。1985年7月3日に公開された日本の特許公開公報の明細書 60-124343（日立）もまた、参考文献となるであろう。
【０００５】
ラザフォード後方散乱（RBS）を用いて、結晶体の主軸の入射イオンビームへのアライメントをチェックする技術は、Chu 他による上述の本の第8.2章 Crystal Alignment Procedures、225頁から229頁に記載されている。この技術において、結晶体はイオンビームにさらされる際にゴニオメータ上に装填される。ゴニオメータは結晶体を軸のまわりで回転させ、ゴニオメータの軸自体は、入射ビームの方向に対して所望のティルト角でビーム方向に垂直にされているティルト軸の周りで傾いている。後方散乱イオンは、ビームの方向とティルト軸に共通の平面に位置する検出器で検出される。
【０００６】
この章では、結晶体が入射ビームに対して様々なティルト角で位置あわせされ回転軸のまわりで回転する際に、選ばれたエネルギーでの後方散乱強度の極小値の極図式がどのようにプロットされ得るかについて記載されている。本質的に、ゴニオメータ上の結晶体の原理結晶軸がゴニオメータの回転軸に正確に位置合わせされた場合、特定のティルト角に対する後方散乱強度での極小値は、原理結晶軸に平行な結晶面の結晶体での方位に対応する角度で極性プロットに関して対称的に分布する。ゴニオメータの回転軸からの原理結晶軸のいかなる偏差も、回転軸に対する結晶軸の極座標でのオフセットが容易に測定可能になる方法で、極小値を極図式のまわりにプロットさせる原因となる。
【０００７】
イオン注入器において、ウェーハホルダは、ホルダ上に装填されるシリコンウェーハの表面に標準的に垂直な軸（ツイスト軸）のまわりで回転するように装填されることが知られている。ウェーハホルダはまた、ウェーハがイオンビームに提示する角度が変更されるように、ウェーハが標準のビーム方向およびツイスト軸に、垂直なティルト軸に対する傾きを一般に調整可能である。この種類のウェーハホルダの実例は、WO 99/13488（Orion Equipment Inc.）に記載されている。
【０００８】
本発明の実例は、イオン注入装置のプロセスチャンバにおけるプロセスビームのアライメントの正確な測定、確認または修正に関する問題の解決を提供する。
【０００９】
【発明の概要】
最も広い態様において、本発明は、イオン注入装置のプロセスチャンバにおいてプロセスビームのアライメントを測定、確認または修正するために、ラザフォード後方散乱（RBS）の使用を提供する。イオン注入装置の注入チャンバ内のウェーハホルダに対するイオンビームの方向は、以下によって校正可能である：
ａ）結晶性材料の結晶格子がホルダに対して既知の標準方位を有するように、ホルダ上に結晶性材料を取り付け；
ｂ）イオンビームをホルダ上の結晶性材料に向け；
ｃ）イオンビームの向きとホルダの方位間で相対的運動を生じさせ；
ｄ）前記相対的運動中に結晶性材料から後方散乱されたビームイオンの強度をモニタして、前記モニタされた強度の対応する極小値から、イオンビームに対する結晶性材料の結晶格子の少なくとも一つの選ばれた方位を識別し；
ｅ）前記選ばれた結晶格子の方位が識別された際のイオンビームとホルダの相対方位と、ホルダに対する結晶格子の既知の標準方位とを用いて、ウェーハホルダに対するイオンビームの向きに校正ポイントを提供する。
【００１０】
この技術はChu他で言及されている現象を用いており、これによって、ビームが結晶体のチャネリング面または軸に合わせられると、後方散乱ビームイオンの強度はかなり下がる。これは、ビームが結晶体により深く進む傾向があり、よって、後方散乱イオンは、検出表面に戻るとき結晶材料の厚さがより大きなところを通り抜ける際に吸収される傾向があるという理由からである。
【００１１】
ホルダに対する結晶性材料の標準方位が知られているので、選ばれた結晶体のチャネリング面または軸に対応する後方散乱強度の最小値でのイオンビームとホルダ間の実際の方位を校正ポイントとして用いて、ウェーハホルダに対するイオンビームの向きを校正することができる。
【００１２】
一つの測定に対して、校正ポイントの正確さはホルダに対して結晶性材料の方位が知られている正確さと対応し得る。ホルダに対する結晶性材料の正確な方位における不確定性を補正するために、ホルダ上で結晶性材料の方位を180°リバースし、次いで2つの測定された校正ポイントの平均をとった後に測定を繰り返してもよい。
【００１３】
イオンビームが標準方向を有し、ウェーハホルダが標準ビーム方向に垂直なティルト軸の周りのウェーハを傾けることができて、前記ティルト軸に対して標準的に垂直なツイスト軸の周りのウェーハを回転させることができる場合、ティルト軸に垂直な平面におけるウェーハホルダに対するイオンビームの方向成分は、ホルダの傾きを変えた際に、モニタされている後方散乱イオン強度の最小値を識別することによって校正可能である。 ウェーハホルダが前記ティルト軸に垂直な軸の周りで傾くことが不可能な場合（標準ビーム方向に依然として垂直である）、イオンビームの方向はティルト軸に平行な平面において調整可能である必要があり、その結果、 前記平行な平面でのウェーハホルダに対するイオンビームの方向成分は、前記平面でビーム方向を調節する際に、モニタされている後方散乱イオン強度の最小値を識別することによって校正可能である。
【００１４】
別のアレンジにおいて、ティルト軸の面でのイオンビームのアライメントは、ホルダ上で前記ツイスト軸に合わせた既知の結晶体の方向を有するホルダ上の結晶性材料を用いて、前記結晶体の方向がティルト軸に平行なビームの面に平行になるようにホルダを傾けて、ツイスト軸の周りでホルダを回転させる間に後方散乱イオン強度をモニタすることによってチェック可能である。イオンビームがティルト軸の面に合っておらず、そのためツイスト軸（および既知の結晶方向）に平行でない場合、後方散乱イオン強度は、既知の結晶方向を下げるビームイオンの完全なチャネリングがない場合高くなり、連続したチャネリング面がビームアライメントに平行になるとホルダが回転するのにつれて変化する。
【００１５】
本発明はまた、プロセスチャンバを有する種類のイオン注入装置に適合するアライメント測定装置を提供し、該プロセスチャンバは、チャンバ壁と、打ち込み用のイオンのビームを生成するイオンビームジェネレータであって、前記ビームは前記チャンバ内で標準ビーム方向を有する、イオンビームジェネレータと、ウェーハの面に標準的に垂直な結晶軸を有する平らな結晶性ウェーハへのイオン注入を行うための前記チャンバ内のウェーハホルダであって、前記ウェーハホルダは前記ホルダのウェーハの面に標準的に垂直な垂直方向を有する、ウェーハホルダと、前記垂直方向および前記標準ビーム方向に対して垂直な軸に関する前記標準ビーム方向に対するホルダの前記垂直方向のティルト角を調節する、ティルト機構と、ホルダおよびその上の任意のウェーハを、前記垂直方向に平行な軸の周りの選ばれた回転位置に回転させる、ツイスト機構と、を有し、アライメント測定装置は、ホルダ上のウェーハから後方散乱したビームイオンが受け取られるようチャンバ壁に取り付けられるのに適している散乱イオンレシーバと、前記レシーバによって受け取られる前記後方散乱ビームイオンの電流を測定する、散乱イオン電流検出器と、を備える。
【００１６】
後方散乱イオンレシーバおよび電流検出器は、上述のようにイオン注入装置に取り付けられると、上述の校正方法を実行するのに使用可能である。
【００１７】
散乱イオンレシーバは、ウェーハからの低エネルギー二次イオンを受けつけず、前記電流検出器に後方散乱ビームイオンのみを実質的に通すフィルタを含むのが望ましい。散乱イオン電流検出器は、予め決められたカウントピリオド後に、カウントと対応する前記電流の値を提供するイオンカウンタを含んでもよい。
【００１８】
本発明はまた、記載された方法を実行する、より一般的な他の装置も企図する。
【００１９】
本発明の実例を、図面を用いて説明する。
【００２０】
【好適な実施例の詳細な説明】
図1を参照すると、イオン注入装置は質量アナライザ11にイオンのビームを送るイオンソース10を有する。ビーム内の選択された質量のイオンは、質量選択スリット12を通り、オプションとして付加ビーム加速装置13を通って、ビーム走査ユニット14に入る。ビーム走査ユニット14は変化する走査界を含み、該界は、電界であってもよいが、図に15として示されるように、あちこちにビーム方向の角走査を生じる、変化する磁界が望ましい。 角走査ビームは次いでコリメーター16に入り、17で図示されるように、角走査ビーム15を平行走査ビームに戻す。平行走査ビーム17は、ウェーハ20を乗せているウェーハホルダ19を含むプロセスチャンバ18に入る。ウェーハホルダ19は、ウェーハの中心を通ってウェーハ20の面に標準的に垂直であるツイスト軸21の周りを回転するよう取り付けられる。ホルダ19は、ライン走査機構23からの走査アーム22によって、プロセスチャンバ18の壁に取り付けられる。ライン走査機構23は、ウェーハホルダ19が走査ビーム17の平面に直角に走査されるのを可能にし、それによって、ウェーハにイオン注入する完全なハイブリッド走査システムを提供する。
【００２１】
ライン走査機構23はまた、走査アーム22がティルト軸24の周りを回転するのを可能にし、その結果、ウェーハホルダ19上のウェーハ20によってビームに示される角が調節可能になる。通常、ティルト軸24はウェーハ20の表面にか或いはその近くにあるが、これは図には示されていない。ツイスト軸21の周りでウェーハホルダ19が回転することによって、ウェーハのビームへの向きは変更可能である。
【００２２】
図示された例において、全般的に25で示される散乱ビームイオンレシーバはプロセスチャンバ18の壁に取り付けられて、走査ビーム27で照らされ得るホルダ19上にあるウェーハ20上のスポットにラインオブサイトを提供する。後方散乱ビームイオンレシーバ25は、フランジ27によってプロセスチャンバの壁にチャンバ内部と連絡して取り付けられるビーム管26を備える。ウェーハ20からの後方散乱イオンが管26に入るようパス28に沿って進行可能になるように管26は位置調整される。後方散乱イオンは、管26に沿って磁気セクターアナライザーとして通常形成されるエネルギーアナライザ29に移動する。アナライザ29は、後方散乱ビームイオンと比較して一般に低いエネルギーを有する、ウェーハ20の表面から放出される二次イオンを、パス28に沿ってレシーバに入るイオンから取り去る。その結果、後方散乱ビームイオンのみがエネルギーアナライザ29からイオン電流検出器30に通される。
【００２３】
イオン電流検出器30は、一般的に予め決められたカウントピリオドの間に受け取られるイオンのカウントを累積するようにアレンジされたイオンカウンタであり、その結果、ピリオドの終わりに結果として生じるカウントは後方散乱イオンのカウンタによる受け取り率を表し、よって、後方散乱イオンの電流を表す。
【００２４】
受け取られるイオンカウントを表す信号は、ライン31に沿ってコントロールユニット32に送られる。コントロールユニットは、結合ライン33に沿った制御信号によって、イオンホルダー19の傾きおよびティルトを制御可能である。ティルトコントロールは、ティルト軸24の周りでイオンホルダーの回転を制御するのに効果的であり、ツイストコントロールは、ツイスト軸21の周りでイオンホルダーの回転を制御するのに効果的である。
【００２５】
加えて、コントロールユニット32は、ライン34と35上でそれぞれドライブ信号を提供し、 ビームスキャナ14とコリメーター16に必要なドライブを提供する。たとえば、スキャナー14への走査ドライブオンライン34は、スキャナー14に必要な走査磁界を提供する磁気巻線への励磁電流を含んでよい。同様に、コリメータードライブオンライン35は、コリメーター16に必要な平行磁界を提供する磁気巻線への必要なドライブ電流を含んでよい。
【００２６】
図2を参照すると、図1と共通のエレメントには同じ参照番号が与えられている。したがって、ウェーハ20からの後方散乱イオンは、パス28に沿ってガイド管26を通ってエネルギーアナライザ29に続く。ガイド管26は、エネルギーアナライザ29に到達する後方散乱イオンを、ウェーハ20の表面の比較的小さい領域からのものに制限するのに効果的であり得る。しかしながら、更に詳細にここで記載されるアプリケーションに対しては、測定された後方散乱イオンの原点をかなりの正確さに局所化する必要はないであろう。
【００２７】
上述したエネルギーアナライザ29は、ウェーハ20の表面から放出される二次イオンに対応する低エネルギーイオンを、パス28に沿ったイオンから取り去ることにのみ十分である必要がある。したがって、アナライザ29は、二次イオンのエネルギーより大きい、広範囲にわたるエネルギーの後方散乱イオンが、イオンカウンタ30の高感度エレメントに到達するのを可能にしなければならない。イオンカウンタ30は、Amptekからのチャネルトロン検出器であってもよい。アナライザ29のエネルギー分解能は、約10%を超える必要はない。
【００２８】
以前に述べたように、イオン注入装置のプロセスチャンバでのラザフォード後方散乱イオンの電流測定用のレシーバの供給は、ウェーハホルダに対するプロセスイオンビームのアライメントを正確に校正するか、修正するか、或いはチェックするのに使用可能である。
【００２９】
通常、イオン注入装置は、イオンビーム17がプロセスチャンバ18内で基準または標準イオンビーム方向に正確に平行になるように、構成され設計される。この標準ビーム方向は、ウェーハホルダのティルト軸24に対して正確に垂直になることを意図され、ホルダ上のウェーハ20の面への垂直線もこのティルト軸に正確に垂直になるように、設計されている。さらに、ウェーハホルダ19のツイスト軸21は、ウェーハホルダ19の垂直方向に正確に平行でなければならない。全てが正確であり間違いがない場合、ウェーハホルダは次いで、ウェーハの面に対して正確に要求された角度でウェーハ20がイオンビーム17に提示されるようにツイストさせ傾けることができる。また、必要に応じてビームに対して、ツイスト軸21の周りで回転させることによって、ウェーハを方位可能である。
【００３０】
しかしながら、実際問題として、ウェーハホルダ19およびホルダに乗せられたウェーハ20に対するビーム17の正確なアライメントに関する若干の不確定性が通常存在する。したがって、ビーム17のアライメントは、以下の手順によって、校正またはチェックでき、また必要に応じて修正することもできる。
【００３１】
第１に、結晶性材料（一般的にシリコン）のテストウェーハの結晶方位およびアライメントが、例えばＸ線回折技術を用いて綿密に分析される。ストックシリコンウェファーは標準アライメントおよび方位を有しており、そのため、<001>はウェーハの面に標準的に垂直であり、<110>方向はウェーハの周囲のまわりの位置でフラットまたはノッチによって画成される。しかしながら、ストックウェファーは、１ディグリー以上の大きなフラクションで、<001>アライメントおよび<110>方位の双方で一般的に標準とは異なる。したがって、第１ステップは、使用されるテストウェーハの結晶アライメントおよび方位における上述のエラーの特徴を正確に表すことである。これは、当業者に周知のＸ線回折によって実行可能である。
【００３２】
テストウェーハは次いでプロセスチャンバ18でウェーハホルダ20上に取り付けられ、以下の打ち込みプロセス（例えば硼素イオン）に必要なイオンのビームがウェーハに向けられる。この時に使われるビームは、イオン注入に使われるような走査ビームであってよく、或いはホルダ19上のウェーハ20の中心線に実質的に向けられる非走査ビームが生成されるように設定されてもよい。
【００３３】
次いで、標準ビーム方向に選択された結晶軸または面が提示されるように、ウェーハホルダのツイストおよびティルト角は調節され、その結果、実際のビーム方向が確かに正確であった場合には、ビームイオンは選択された軸または面にチャネルダウンしなければならない。必要とされる軸または平面が提示されるようにツイストおよびティルトを調節する際に、結晶アライメントの測定エラーおよびテストに使用されるウェーハ20の方位に対応して修正を構築することができる。
【００３４】
ウェーハのティルトは、次いで、予め決められたティルトの両側の前後に振り動かされ、カウンタ30からの後方散乱イオン電流の強度がティルト角に対してコントロールユニット32に記録される。次いで、記録されたイオンビーム電流の最小値での正確なティルト角が、既知のカーブフィッティング・アルゴリズムを一般的に用いて計算される。このティルト角は、チャネリング軸または面を標準ビーム方向に合わせるように向ける必要がある標準ティルト角と異なってもよい。こういったいかなる差も、ティルト軸24に垂直な面での標準値に対するビーム17のミスアライメントを表す。
【００３５】
この実験は、ウェーハの多数の可能な軸または面のうちの任意の一つを用いて実行可能である。ティルト軸に平行な面でビーム17にアライメントエラーがない場合、チャネリング軸を使ってプロシージャを実行し、必要ティルト角最小値を検出することができる。しかしながら、ミスアライメントもまたティルト軸24の面で予想可能な場合、このミスアライメントはチャネリング軸に対応する後方散乱イオンの強度最小値の深さを減らす可能性がある。この場合、チャネリング面をプロシージャ中にティルト軸24に正確に平行になるようにアレンジして、チャネリング面を代わりに用いてティルト角の最小値を検出することが望ましいかもしれない。
【００３６】
必要強度最小値に対応しているティルト角を測定した後、ウェーハホルダ19を180°ツイストさせてプロシージャを繰り返すことができる。必要強度最小値に対応する測定ティルト角間の任意の差分は、ホルダ19上のウェーハ20の正確な標準値とツイスト軸21間のミスアライメントを表す。2つの値の平均をとることによって、ツイスト軸24に垂直な面でのビームのミスアライメントの修正値が得られる。
【００３７】
実際上、上述のイオン注入装置は、こういったツイスト軸24に垂直なミスアライメントを修正する手段を有してはいない。したがって、この面でのミスアライメント値は、打ち込みをされるウェーハの必要ティルトがコントロールユニット32の制御下でティルトドライブ23によって設定されている場合に、修正として使われる。
【００３８】
ティルト軸24に平行な面でのビーム方向の任意のミスアライメントについて調べるために、ウェーハホルダは、第１に、ティルトおよびツイストドライブを調節し、ウェーハ20のチャネリング軸または面を、ティルト軸24に平行な面での標準ビーム方向への正確なアライメントに持っていくことによって、方位が正しく合わせられる。ビームの方向は、次いで、スキャナーまたはコリメーター14、16のドライブの適切な調整によって、それ自体変化する。通常、約プラスマイナス１又は２程度のビーム方向でのバリエーションを、走査およびコリメータドライブの適当な調整によってティルト軸24の面で得ることが可能である。ビーム方向調整の間、後方散乱イオン電流の強度は、強度が最小値であるビーム方向設定を識別するために、コントロールユニット32によってモニタされる。これは、ウェーハの選択されたチャネリング軸または面に正確に合わせられるビーム方向に対応しなければならない。
【００３９】
このように、ビーム方向を標準ビーム方向に正確にアライメントさせるためには、ウェーハ20が、標準ビーム方向に正確に合わせられたチャネリング軸または面を提示可能であることを確実にすることがもちろん必要である。この目的のために、ウェーハの面に対する結晶アライメントでの、並びにノッチまたはフラットを示す方位でのエラーが非常に小さくなるように測定されたテストウェーハ20を使用することが必要であろう。
【００４０】
あるいは、ウェーハのアライメントエラーがわかっていて、ウェーハの選択されたチャネリング軸または面に合わせるようにビームがなお設定可能である場合、ティルト軸24の面でのビームのミスアライメントとなるであろうが、このミスアライメントは  使用されるテストウェーハの結晶アライメントエラーに対応して正確にわかるであろう。しかしながら、通常、ティルト軸24の面でのビームのミスアライメントエラーを最小にすることを確実にすることが望ましい。
【００４１】
上記のプロセスによってビームアライメントを校正し、ティルト軸24の面でのいかなるミスアライメントも修正し、ティルト軸に垂直な面でのいかなるミスアライメントも測定することで、プロセスウェファーを挿入して、ビーム方位に非常に正確にウェーハを提示するためにウェーハホルダ19を制御する処理が現在可能である。
【００４２】
プロセスビームにプロセスウェーハの結晶構造体を正確に合わせることが必要な場合、プロセスウェファーの結晶アライメントおよび方位は、例えば既知のＸ線回折技術を用いて予め測定されることが不可欠である。各々のプロセスウェーハの結晶アライメントエラーデータを用いて、またイオン注入装置のあらゆるビームアライメントエラーを正確に知ることによって、プロセスウェーハの結晶アライメントは、プロセスビームに必要とされるように正確に合わせることができる。
【００４３】
別のアプリケーションで、後方散乱イオン強度測定は、ウェーハホルダ19のツイスト軸21とホルダ19上のウェーハ20の正確な垂直線である正確な垂直方向との間のあらゆるミスアライメントを識別し修正するのに使用可能である。このプロシージャでは、明確にわかるような、正確に修正し且つ測定されたビームのアライメントが必要である。ツイスト軸21がウェーハホルダ19の適切なティルト角でビーム方向に合わせられるように、ビーム方向が正確にアライメントされることもまた重要である。
【００４４】
次いで、テストウェーハは、ウェーハ垂直線をビーム方向に標準的に合わせるティルト位置に対して 20°といった予め決められたティルト角で傾けられたウェーハホルダ19に取り付けられる。後方散乱イオンの強度最小値は、ウェーハホルダ19がツイストされた際の回転位置に対してプロットできる。これは、ビームに結晶軸を合わせる上記のChuの本に記載されている技術をまねている。 ミスアライメントが主結晶軸<001>とツイスト軸21の間にあった場合、最小値は、Chuによって記載されているように、ティルト角とツイスト角を識別するのに用いることができるわずかに異なる角ツイスト位置にプロットされ、結晶軸をイオンビームとの正確なアライメントに戻すことが必要とされるであろう。上述のプロシージャにおいて、プロシージャによって測定される任意のエラーは2つの異なるソースを有してよい。一方、エラーはウェーハの垂直線に対するテストウェーハ20の結晶アライメントでのエラーであるかもしれず、他方、それはウェーハ垂直線とツイスト軸21間でのエラーによるものかもしれない。しかしながら、ホルダからテストウェーハを取り除き、180°回転させてホルダ上にそれを再び載せた後にプロシージャが繰り返される場合、２セットの測定は、ウェーハ垂直線とツイスト軸21間でのアライメントエラーを見つけるのに用いることができる。
【００４５】
プロセスウェーハへの注入の際、このエラーは、プロセスウェーハの結晶軸をイオンビームに正確に合わせるのに必要とされるツイストおよびティルトの修正を行うのに用いることができる。
【００４６】
ビームイオンが散乱結晶の原子より軽い場合にのみ、後方散乱イオン強度は測定される可能性があることはいうまでもない。したがって、上述のプロシージャは、硼素ビームおよびシリコン結晶テストウェーハで使用可能である。しかしながら、燐に関しては、例えばゲルマニウムといった異なる結晶体物質をテストウェーハに使う必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実例に用いられる後方散乱イオン検出装置を取り入れたイオン注入装置の平面概略図である。
【図２】  イオン注入装置のプロセスチャンバの平面概略図であり、後方散乱イオン検出装置を更に詳細に図示している。
【図１】
0004838470.tif 000002
【図２】
0004838470.tif 000003