JP2006108697A - Ion implantation method and device thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体プロセスにおけるイオン注入方法に関し、特に、レジスト工程を必要としないイオン注入方法とそれを実現する装置に関する。 The present invention relates to an ion implantation method in a semiconductor process, and more particularly to an ion implantation method that does not require a resist process and an apparatus that realizes the ion implantation method.
まず、従来のイオン注入工程について説明する。 First, a conventional ion implantation process will be described.
半導体デバイスの製造プロセスにおいて、半導体基板の所望領域への不純物導入法としてイオン注入法が用いられる。イオン注入は、図2に示すようなイオン注入装置20にて行なわれる。その概略構造はドーパントイオンを発生するイオン源21、放出イオン22を質量分離し、ドーパントイオン26と不要なイオンビーム27、27’に選別する質量分離器23、ドーパントイオン26を通過させるアパチャ24、イオンビーム26を平行ビーム化させるレンズ28、ドーパントイオンビーム26を試料上で走査させる偏向器29、試料であるウエハ30を保持するステージ31などからなる。イオン源21にはドーパントを含むガスをプラズマにしてイオンを引出すフリーマン型イオン源やマイクロ波イオン源などが用いられる。
In a semiconductor device manufacturing process, an ion implantation method is used as a method for introducing impurities into a desired region of a semiconductor substrate. Ion implantation is performed by an
イオン注入装置の従来例は、文献『イオン・インプランテイション・テクニックス』(スプリンガー・シリーズ・イン・エレクトロフィジックス10、ライセル、グラウイッシュニグ編、1982年)の第3頁から21頁にかけてハンス・グラウイッシュニグが記載している『イオン・インプランテイション・システム・コンセプツ』と題する論文で知ることができる。(公知例1)
("Ion Implantation System Concepts"(Hans Glawischnig)("Ion Implantation Techniques, (Springer Series in Electrophysics 10)" eds.H.Ryssel and H.Glawischnig,(1982)p.3-p.21.)
このような従来のイオン注入装置で所望の領域にイオン注入を行なう場合、通常、イオン注入前後に数工程の作業を行なう。つまり、例えばシリコンウエハ上へのフォトレジスト(以下レジストと略記する)の塗布、レジスト塗布されたウエハへのイオン注入領域パターンの露光、さらに、現像を行ないウエハ上にイオン注入すべき所望の形状にするためにレジストを除去する。その後、イオン照射を行ないレジストの除去された領域のウエハ内にドーパントイオンを注入する。
次に、ウエハ上のレジストをアッシング除去し、ウエハを洗浄してイオン注入工程が完了する。
A conventional example of an ion implantation apparatus is described in the book “Ion Implantation Techniques” (Springer Series in
("Ion Implantation System Concepts" (Hans Glawischnig) ("Ion Implantation Techniques, (Springer Series in Electrophysics 10)" eds.H.Ryssel and H.Glawischnig, (1982) p.3-p.21.)
When ion implantation is performed in a desired region using such a conventional ion implantation apparatus, several steps are usually performed before and after ion implantation. That is, for example, a photoresist (hereinafter abbreviated as “resist”) is applied on a silicon wafer, an ion-implanted region pattern is exposed on the resist-coated wafer, and further development is performed to obtain a desired shape for ion implantation on the wafer In order to do so, the resist is removed. Thereafter, ion irradiation is performed, and dopant ions are implanted into the wafer in the region where the resist has been removed.
Next, the resist on the wafer is removed by ashing, and the wafer is washed to complete the ion implantation process.
このように、ウエハ上の所望の領域にイオン注入するためにはイオン注入工程の他に数工程を要する。しかも、このイオン注入工程がデバイス完成までの全工程中に複数回あれば、その都度このような付随する工程を行なわなければならない。これは、従来のイオン注入に用いられるイオンビームが直径数cm以上の一様ビームであるため、所望の箇所に選択的にイオン注入するにはレジストマスクが必要で、それに伴いレジストへのパターン形成やイオン注入後のレジスト除去などの工程が必要となり、上記の如き付随的な工程を経ている。 Thus, several steps are required in addition to the ion implantation step in order to implant ions into a desired region on the wafer. In addition, if this ion implantation process is performed a plurality of times during the entire process up to the completion of the device, such an accompanying process must be performed each time. This is because the ion beam used for conventional ion implantation is a uniform beam having a diameter of several centimeters or more, and therefore a resist mask is required to selectively implant ions at a desired location, and a pattern is formed on the resist accordingly. In addition, a process such as resist removal after ion implantation is required, and the above-described incidental processes are performed.
半導体デバイスの高性能化に伴い、デバイス上の加工寸法は縮小化、複雑化し、それを実現するためのプロセスも複雑化し、その工程数は増大している。半導体デバイスのメーカにとっては、デバイスをいかに原価低減するかがが直接収益に影響するため、複雑しているプロセスを簡略し、製造コストを削減することが最大課題である。 As the performance of semiconductor devices increases, the processing dimensions on the devices become smaller and more complicated, and the processes for realizing them become more complicated, and the number of processes is increasing. For the semiconductor device manufacturer, how to reduce the cost of the device directly affects the profit, and therefore, the biggest challenge is to simplify the complicated process and reduce the manufacturing cost.
本発明は半導体デバイス製造のプロセス工程の圧縮によって製造コストの低減を目指し、特に、本発明の第1の目的は、イオン注入前後の工程が削減できる新たなイオン注入方法を提供することであり、第2の目的として第1目的を実現する装置を提供することにある。 The present invention aims to reduce the manufacturing cost by compressing the process steps of semiconductor device manufacturing, and in particular, the first object of the present invention is to provide a new ion implantation method that can reduce the steps before and after ion implantation, A second object is to provide an apparatus that realizes the first object.
上記、第1の目的を達成するためには、
(1)不純物導入により試料の電気的性質を変化させるイオン注入方法において、イオン源から放出したドーパントイオンを、所望のイオン注入領域と略相似形の開口を有するステンシルマスクを通過させ、該マスク上の開口を試料上に投影するイオン光学系によって形成した成形イオンビームを上記試料に照射することを特徴とするイオン注入方法、
(2)上記1記載のイオン注入方法において、表面にホトレジストが塗布されてない試料に上記成形イオンビームを照射することを特徴とするイオン注入方法、(3)イオン源からの放出したイオンを質量分離してドーパントイオンのみを選択し、所望のイオン注入領域と略相似形の開口を有するステンシルマスクに上記ドーパントイオンを通過させて成形イオンビーム化し、イオン光学系によって上記イオンビームを縮小し、ホトレジストが塗布されてない試料の所望の領域に上記成形イオンビームを照射することで、上記ステンシルマスクの開口の略相似形縮小領域に不純物を導入することを特徴とするイオン注入方法、
(4)上記1から3のいずれかに記載のイオン注入方法において、特に、イオン注入時、上記試料に照射される成形イオンビームが上記試料に対して相対的に静止状態であることを特徴とするイオン注入方法、
(5)上記1から4のいずれかに記載のイオン注入方法において、特に、イオン注入時、上記試料に照射されるイオンビームが複数の互いに平行なイオンビーム列であることを特徴とするイオン注入方法、
(6)上記1から5のいずれかに記載のイオン注入方法において、特に、上記イオン源から放出したイオンを質量分離し、所望のドーパントイオンのみを上記ステンシルマスクに通過させて成形イオンビームを形成することを特徴とするイオン注入方法、
(7)上記1から6のいずれかに記載のイオン注入方法において、特に、上記ステンシルマスクに通過させて形成された成形イオンビームを試料上に縮小投影し、試料に上記ステンシルマスクの開口形状と略相似的に縮小した形状にイオン注入を行なうことを特徴とするイオン注入方法、
(8)上記1から7のいずれかに記載のイオン注入方法において、特に、上記試料がシリコンであり、かつ、上記ウエハに照射されるイオンビームのイオン種がホウ素、リン、ヒ素のうちのいずれかであることを特徴とするイオン注入方法、(9)上記1から8のいずれかに記載のイオン注入方法を用いた工程が、半導体デバイス製造プロセスにおけるイオン注入工程であって、上記試料へのイオン注入量が1×1011以上、1×1014個/cm2未満であることを特徴とするイオン注入方法、
(10)上記9記載のイオン注入方法が、特に、上記半導体デバイスのしきい電圧制御用のイオン注入であることを特徴とするイオン注入方法、
(11)上記1から10のいずれかに記載のイオン注入方法を用いた工程が、半導体デバイス製造プロセスにおけるイオン注入工程であって、その前工程に少なくとも半導体基板上にイオン注入領域を限定するホトレジストパターンの形成工程を伴わないイオン注入方法、
(12)上記1から11のいずれかに記載のイオン注入方法において、上記ステンシルマスクが複数のイオン注入領域パターンを有し、所望のイオン注入条件に合わせて上記ステンシルマスクから所望のイオン注入領域パターンを選択し、ウエハへの照射イオンのエネルギもしくはイオン電流量を変化させることを特徴とするイオン注入方法、
(13)上記1から11のいずれかに記載のイオン注入方法において、上記イオン源が複数のドーパントイオンを放出し、かつ、上記ステンシルマスクは複数のイオン注入領域パターンを有し、所望のイオン注入条件に合わせて上記イオン注入領域パターンと、照射イオン種を選択することを特徴とするイオン注入方法、(14)上記1から13のいずれかに記載のイオン注入方法を用いた工程が、半導体デバイス製造プロセスにおけるイオン注入工程であって、上記試料が半導体ウエハであり、該ウエハへのイオンビームの一回の照射領域が1個のデバイスチップ領域のn倍(n:正の整数)または1/m倍(m:正の整数)であることを特徴とするイオン注入方法、
(15)上記1から7のいずれかに記載のイオン注入方法において、特に、上記試料がヒ化ガリウムであり、かつ、上記試料に照射されるイオンビームのイオン種がシリコン、ベリリウム、マグネシウム、セレン、酸素、イオウのうちのいずれかであることを特徴とするイオン注入方法、または、
(16)上記1から15のいずれかに記載のイオン注入方法において、特に、上記試料へ照射されるイオンビームのエネルギが1keVから20keVであることを特徴とするイオン注入方法によって達成される。
In order to achieve the first object,
(1) In an ion implantation method in which the electrical properties of a sample are changed by introducing impurities, dopant ions emitted from an ion source are passed through a stencil mask having an opening substantially similar to a desired ion implantation region. An ion implantation method characterized by irradiating the sample with a shaped ion beam formed by an ion optical system that projects the aperture of the sample onto the sample;
(2) In the ion implantation method described in the above (1), an ion implantation method characterized by irradiating a sample whose surface is not coated with a photoresist with the shaped ion beam, and (3) mass of ions emitted from an ion source. Separately, only the dopant ions are selected, the dopant ions are passed through a stencil mask having an opening substantially similar to a desired ion implantation region to form a shaped ion beam, the ion beam is reduced by an ion optical system, and a photoresist is formed. An ion implantation method, wherein impurities are introduced into a substantially similar reduced region of the opening of the stencil mask by irradiating a desired region of a sample not coated with the ion beam,
(4) The ion implantation method according to any one of 1 to 3, wherein the shaped ion beam applied to the sample is stationary relative to the sample, particularly during ion implantation. Ion implantation method,
(5) In the ion implantation method according to any one of 1 to 4, in particular, the ion beam irradiated onto the sample is a plurality of parallel ion beam arrays at the time of ion implantation. Method,
(6) In the ion implantation method according to any one of 1 to 5, in particular, ions emitted from the ion source are mass-separated and only desired dopant ions are passed through the stencil mask to form a shaped ion beam. An ion implantation method characterized by:
(7) In the ion implantation method according to any one of 1 to 6, in particular, a shaped ion beam formed by passing through the stencil mask is reduced and projected onto the sample, and the opening shape of the stencil mask is formed on the sample. An ion implantation method characterized by performing ion implantation in a substantially similar reduced shape;
(8) In the ion implantation method according to any one of 1 to 7, in particular, the sample is silicon, and the ion species of the ion beam irradiated to the wafer is any of boron, phosphorus, and arsenic (9) The step using the ion implantation method according to any one of 1 to 8 above is an ion implantation step in a semiconductor device manufacturing process, An ion implantation method wherein the ion implantation amount is 1 × 10 11 or more and less than 1 × 10 14 ions / cm 2 ;
(10) The ion implantation method described in 9 above is an ion implantation method particularly for controlling the threshold voltage of the semiconductor device,
(11) The step using the ion implantation method according to any one of 1 to 10 above is an ion implantation step in a semiconductor device manufacturing process, and a photoresist that limits at least an ion implantation region on a semiconductor substrate in the preceding step An ion implantation method without a pattern formation process;
(12) In the ion implantation method according to any one of 1 to 11, the stencil mask has a plurality of ion implantation region patterns, and a desired ion implantation region pattern from the stencil mask according to desired ion implantation conditions. An ion implantation method characterized in that the energy or ion current amount of ions irradiated to the wafer is changed,
(13) In the ion implantation method according to any one of 1 to 11, the ion source emits a plurality of dopant ions, and the stencil mask has a plurality of ion implantation region patterns, and a desired ion implantation is performed. An ion implantation method characterized by selecting the ion implantation region pattern and irradiation ion species according to conditions, (14) a step using the ion implantation method described in any one of 1 to 13 above is a semiconductor device An ion implantation step in a manufacturing process, wherein the sample is a semiconductor wafer, and a single irradiation region of the ion beam to the wafer is n times (n: a positive integer) or 1 / an ion implantation method characterized by being m times (m: a positive integer);
(15) In the ion implantation method according to any one of 1 to 7, in particular, the sample is gallium arsenide, and the ion species of the ion beam irradiated to the sample is silicon, beryllium, magnesium, selenium. An ion implantation method characterized by being one of oxygen, sulfur, or
(16) In the ion implantation method described in any one of 1 to 15 above, the ion implantation method is particularly characterized in that the energy of the ion beam applied to the sample is 1 keV to 20 keV.
また、第2の目的は、
(17)ドーパントイオンを放出するイオン源と、イオンビームを集束させる少なくとも2組のアインツェルンレンズと、イオンビームを質量分離させる質量分離器と、ドーパントイオンのみを通過させる質量分離アパチャと、所望のイオン注入領域と略相似形の開口を有するステンシルマスクと、ホトレジストを被覆しない試料を保持するためのステージからなるイオン注入装置、
(18)ドーパントイオンを放出するイオン源と、イオンビームを質量分離させる質量分離器と、所望のイオン注入領域と略相似形の開口を有するステンシルマスクと、上記イオン源からの放出イオンを上記ステンシルマスクに入射させるアインツェルンレンズと、上記ステンシルマスクを通過した成形イオンビームを集束させるアインツェルンレンズと、ドーパントイオンビームのみを通過させる質量分離アパチャと、ホトレジストを被覆しない試料を保持するためのステージと、上記成形イオンビームを上記試料に入射させる集束レンズとからなるイオン注入装置、
(19)ドーパントイオンを放出するイオン源と、上記イオン源からの放出イオンを質量分離させる質量分離器と、質量分離したイオンビームを集束させるアインツェルンレンズと、上記質量分離器と上記ステンシルマスクの間にあり、ドーパントイオンビームのみを通過させる質量分離アパチャと、所望のイオン注入領域と略相似形の開口を有するステンシルマスクと、上記ドーパントイオンをステンシルマスクに入射させるアインツェルンレンズと、上記ステンシルマスクを通過した成形イオンビームを集束させるアインツェルンレンズと、ホトレジストを被覆しない試料を保持するためのステージと、上記成形イオンビームを上記試料に垂直入射させるアインツェルンレンズとからなるイオン注入装置、
(20)上記17から19のいずれかに記載のイオン注入装置において、上記上記ステンシルマスクに入射させるアインツェルンレンズと、上記成形イオンビームを上記試料に入射させるアインツェルンレンズとは、上記ステンシルマスクの像が上記試料に投影される位置関係、印加電圧関係あることを特徴とするイオン注入装置、
(21)上記17から19のいずれかに記載のイオン注入装置において、上記イオン源がデュオプラズマトロン型イオン源または液体金属イオン源のいずれかであることを特徴とするイオン注入装置、
(22)上記21記載のイオン注入装置において、特に、上記イオン源においてイオン化すべき材料がボロン、ヒ素、リン、シリコン、ベリリウム、マグネシウムのうちの少なくともいずれかを含むガスまたは合金であることを特徴とするイオン注入装置、
(23)上記17のイオン注入装置において、上記質量分離アパチャは、上記ステンシルマスクを通過した成形イオンビームを集束させるアインツェルンレンズのクロスオーバ位置に設置されていることを特徴とするイオン注入装置、
(24)上記19のイオン注入装置において、特に、上記質量分離アパチャは、上記イオン源からの放出イオンを質量分離し、質量分離後のイオンを集束させるアインツェルンレンズのクロスオーバ点に位置することを特徴とするイオン注入装置、
(25)上記17から19のいずれかのイオン注入装置おいて、特に、上記質量分離アパチャは開口の異なる複数個の孔を有する薄板であり、該孔の位置微調整機構および上記孔の選択機構を有することを特徴とするイオン注入装置、
(26)上記17から19のいずれかのイオン注入装置おいて、上記ステージがイオン光学軸に沿って位置微動が可能であることを特徴とするイオン注入装置、(27)上記17から19のいずれかのイオン注入装置において、上記質量分離器が、特に、扇形の磁石であることを特徴とするイオン注入装置、
(28)上記17から19のいずれかのイオン注入装置において、上記質量分離器が、特に、磁極と電極が直交するウィーンフィルタであることをを特徴とするイオン注入装置、
(29)上記17から19のいずれかのイオン注入装置において、特に、放出イオンに対する初期エネルギに対する試料に照射されるイオンの加速エネルギの比が1.0乃至3.0であることを特徴とするイオン注入装置、
(30)上記17から19のいずれかのイオン注入装置において、更に、上記ステンシルマスクを通過した成形イオンビームを集束させるアインツェルンレンズのクロスオーバ位置の直下に真空遮断用のバルブを設置したことを特徴とするイオン注入装置、
(31)上記17から19のいずれかのイオン注入装置において、更に、上記ステンシルマスクを通過した成形イオンビームを集束させるアインツェルンレンズのクロスオーバ位置の直下にイオンビーム遮断用のシャッタを設置したことを特徴とするイオン注入装置、
(32)上記19のイオン注入装置において、更に、上記イオン源からの放出イオンを質量分離し、質量分離後のイオンを集束させるアインツェルンレンズのクロスオーバ点の直下にイオンビーム遮断用のシャッタを設置したことを特徴とするイオン注入装置、
(33)上記17のイオン注入装置において、上記ステンシルマスクは、ステンシルマスク上のイオン照射を受けるパターンを複数種有し、真空容器内での交換機構を有し、真空外から照射パターンを選択するためのステンシルマスク制御装置を有することを特徴とするイオン注入装置、
(34)上記17から19のいずれかのイオン注入装置において、特に、上記ステンシルマスクは、ステンシルマスク上のイオン照射を受けるパターンを複数種有し、真空容器内での交換機構を有し、イオン源とステンシルマスク上のパターンの選択および、照射イオン電流、エネルギの少なくともいずれかを調整するための制御装置を有することを特徴とするイオン注入装置、
(35)上記17のイオン注入装置において、上記イオン源が異種のドーパントイオンを放出する複数個のイオン源であることを特徴とするイオン注入装置、(36)上記32のイオン注入装置において、更に、上記ステンシルマスクは、ステンシルマスク上のイオン照射を受けるパターンを複数種有し、真空容器内での交換機構を有し、イオン源とステンシルマスク上のパターンの選択および、質量分離器の強度を調整するための制御装置を有することを特徴とするイオン注入装置、
(37)上記17から36のいずれかのイオン注入装置において、特に、試料がシリコンで、上記試料に到達する成形イオンビームがホウ素、リン、ヒ素のうちのいずれかであり、かつ、試料への到達イオン電流が0.1μA以上で、一度に照射する領域が1cm2以上のビームを形成することを特徴とするイオン注入装置、
(38)半導体製造プロセスにおける工程を行なう複数個のチャンバおよび、これらと相互間のウエハの出し入れを行なうウエハハンドラ、上記複数個のチャンバに連結され上記ウエハハンドラを収納するウエハハンドラハウジングから構成されるマルチチャンバプロセス装置において、上記チャンバのうち少なくとも1個が上記17から24のいずれかに記載のイオン注入装置であることを特徴とするマルチチャンバプロセス装置によって達成される。また、
(39)上記1から15のうちのいずれかに記載のイオン注入方法、上記16から29のいずれかに記載のイオン注入装置、さらに、上記38のマルチチャンバプロセス装置のいずれかを用いて、半導体デバイスおよびそれを用いたシステムを製造することができる。
The second purpose is
(17) An ion source that emits dopant ions, at least two sets of Einzeln lenses that focus the ion beam, a mass separator that mass separates the ion beam, a mass separation aperture that allows only the dopant ions to pass, and a desired An ion implantation apparatus comprising a stencil mask having an opening substantially similar to the ion implantation region of the above, and a stage for holding a sample that does not cover the photoresist,
(18) An ion source for emitting dopant ions, a mass separator for mass-separating an ion beam, a stencil mask having an opening substantially similar to a desired ion implantation region, and ions emitted from the ion source for the stencil. An Einzeln lens that is incident on the mask, an Einzeln lens that focuses the shaped ion beam that has passed through the stencil mask, a mass separation aperture that allows only the dopant ion beam to pass through, and a sample that does not cover the photoresist. An ion implantation apparatus comprising a stage and a focusing lens that makes the shaped ion beam incident on the sample;
(19) An ion source that emits dopant ions, a mass separator that mass-separates ions emitted from the ion source, an Einzeln lens that focuses a mass-separated ion beam, the mass separator, and the stencil mask A stencil mask having an aperture substantially similar to a desired ion implantation region, an Einzeln lens for allowing the dopant ions to enter the stencil mask, and Ion implantation comprising an Einzeln lens that focuses the shaped ion beam that has passed through the stencil mask, a stage for holding a sample that does not cover the photoresist, and an Einzeln lens that allows the shaped ion beam to enter the sample vertically. apparatus,
(20) In the ion implantation apparatus described in any one of 17 to 19, the Einzeln lens that is incident on the stencil mask and the Einzeln lens that is incident on the sample with the shaped ion beam are the stencil. An ion implantation apparatus characterized by a positional relationship in which an image of a mask is projected onto the sample, and an applied voltage relationship;
(21) The ion implantation apparatus according to any one of (17) to (19), wherein the ion source is a duoplasmatron ion source or a liquid metal ion source,
(22) In the ion implantation apparatus as described in 21 above, in particular, the material to be ionized in the ion source is a gas or an alloy containing at least one of boron, arsenic, phosphorus, silicon, beryllium, and magnesium. An ion implanter,
(23) The ion implantation apparatus according to (17), wherein the mass separation aperture is installed at a crossover position of an Einzeln lens that focuses the shaped ion beam that has passed through the stencil mask. ,
(24) In the 19 ion implantation apparatus, in particular, the mass separation aperture is located at a crossover point of an Einzeln lens that mass-separates ions emitted from the ion source and focuses ions after mass separation. An ion implanter characterized by that,
(25) In the ion implantation apparatus according to any one of 17 to 19, in particular, the mass separation aperture is a thin plate having a plurality of holes with different openings, and the position fine adjustment mechanism and the hole selection mechanism An ion implantation apparatus characterized by comprising:
(26) The ion implantation apparatus according to any one of (17) to (19), wherein the stage is capable of fine movement along the ion optical axis, (27) Any of the above-described 17 to 19 In such an ion implantation apparatus, the mass separator is, in particular, a fan-shaped magnet,
(28) The ion implanter according to any one of 17 to 19, wherein the mass separator is, in particular, a Wien filter in which a magnetic pole and an electrode are orthogonal to each other,
(29) In the ion implantation apparatus according to any one of 17 to 19, in particular, a ratio of acceleration energy of ions irradiated to the sample with respect to initial energy with respect to emitted ions is 1.0 to 3.0. Ion implanter,
(30) In the ion implantation apparatus of any one of 17 to 19, a vacuum shutoff valve is further provided immediately below the crossover position of the Einzeln lens that focuses the shaped ion beam that has passed through the stencil mask. An ion implanter characterized by
(31) In the ion implantation apparatus according to any one of 17 to 19, the ion beam blocking shutter is further provided immediately below the crossover position of the Einzeln lens for focusing the shaped ion beam that has passed through the stencil mask. An ion implanter characterized by that,
(32) In the 19 ion implantation apparatus, further, a shutter for blocking an ion beam immediately below a crossover point of an Einzeln lens for mass-separating emitted ions from the ion source and focusing the ions after mass separation. An ion implanter characterized by the installation of
(33) In the above 17 ion implantation apparatus, the stencil mask has a plurality of patterns subjected to ion irradiation on the stencil mask, has an exchange mechanism in a vacuum vessel, and selects an irradiation pattern from outside the vacuum. An ion implanter characterized by having a stencil mask controller for
(34) In the ion implantation apparatus according to any one of 17 to 19, in particular, the stencil mask has a plurality of patterns subjected to ion irradiation on the stencil mask, has an exchange mechanism in a vacuum vessel, and has an ion An ion implantation apparatus comprising a control device for selecting a pattern on a source and a stencil mask and adjusting at least one of irradiation ion current and energy;
(35) In the above 17 ion implantation apparatus, the ion source is a plurality of ion sources that emit different kinds of dopant ions. (36) In the above 32 ion implantation apparatus, The stencil mask has a plurality of types of patterns that are subjected to ion irradiation on the stencil mask, has an exchange mechanism in the vacuum vessel, selects the pattern on the ion source and the stencil mask, and increases the strength of the mass separator. An ion implanter characterized by having a control device for adjusting;
(37) In the ion implantation apparatus of any one of 17 to 36, in particular, the sample is silicon, and the shaped ion beam that reaches the sample is any one of boron, phosphorus, and arsenic, and An ion implantation apparatus characterized by forming a beam having an ultimate ion current of 0.1 μA or more and a region irradiated at a time of 1 cm 2 or more;
(38) A plurality of chambers for performing steps in the semiconductor manufacturing process, a wafer handler for loading / unloading wafers between them, and a wafer handler housing connected to the plurality of chambers for storing the wafer handlers. In the multi-chamber process apparatus, at least one of the chambers is the ion implantation apparatus described in any one of 17 to 24 above. Also,
(39) A semiconductor using any one of the ion implantation method according to any one of 1 to 15 above, the ion implantation apparatus according to any one of 16 to 29 above, and the multi-chamber process device according to 38 above. A device and a system using the device can be manufactured.
本発明によるレジストレスイオン注入方法およびその装置によって、以下の効果をもたらす。 The resistless ion implantation method and apparatus according to the present invention provide the following effects.
(1)レジスト塗布、露光、現像、従来のイオン注入、アッシング工程が削減される。それに伴って、これら装置に係る担当者の人件費、装置の運転費用、メンテナンス費が削減され、更に、これら装置と本発明によるレジストレスイオン注入装置の置換により、半導体製造装置の占有床面積が削減される。これらを総合的に評価して、本発明によるレジストレスイオン注入方法を用いることで、デバイスの製造コストを削減できた。 (1) Resist application, exposure, development, conventional ion implantation, and ashing steps are reduced. Along with this, personnel costs, operating costs, and maintenance costs for the personnel in charge of these devices are reduced, and furthermore, by replacing these devices with the resistless ion implantation apparatus according to the present invention, the occupied floor area of the semiconductor manufacturing apparatus is reduced. Reduced. By comprehensively evaluating these and using the resistless ion implantation method according to the present invention, the manufacturing cost of the device could be reduced.
(2)本発明によるイオン注入方法は、レジストが不要であり、レジスト塗布というウエット工程がなくなり、イオン注入前後の工程がドライ化できる。これにより、多数の製造装置を連結したマルチチャンバプロセス装置に取り付けることができる。 (2) The ion implantation method according to the present invention does not require a resist, eliminates the wet process of resist coating, and can dry the processes before and after the ion implantation. Thereby, it can attach to the multi-chamber process apparatus which connected many manufacturing apparatuses.
(3)レジスト塗布、露光、現像、従来のイオン注入、アッシングなどが削減されるため、ウエハが各装置の通過によって影響を受ける周囲の雰囲気に対し、影響されずプロセスは安定している。これによって、均質なデバイスが作成できる。 (3) Since resist coating, exposure, development, conventional ion implantation, ashing, and the like are reduced, the process is stable without being affected by the ambient atmosphere in which the wafer is affected by the passage of each device. This makes it possible to create a homogeneous device.
(4)上記(1)に記載の如くイオン注入前後の工程が削減されるため、各工程間のウエハの搬送作業が削減される。これに伴い搬送時に生じる異物の付着などの危険性が低減され、デバイス製造の歩留が向上する。 (4) Since the steps before and after ion implantation are reduced as described in (1) above, the wafer transfer operation between the steps is reduced. As a result, the risk of foreign matter adhering to the carrier during transport is reduced, and the yield of device manufacturing is improved.
図1においてイオン源2はドーパントイオンを放出する。例えば、イオン注入する試料がSiの場合、ホウ素(B)、リン(P)、ヒ素(As)であり、これらのうち少なくとも1元素を放出する。イオン源の形式は、イオン源の下流側のイオン光学系に依存するが、ウエハ上にマスクの開口をシャープに投影するには点状光源が必要で、液体金属イオン源や微小光源をもつデュオプラズマトロン型イオン源を用いることができる。 In FIG. 1, the ion source 2 emits dopant ions. For example, when the sample to be ion-implanted is Si, boron (B), phosphorus (P), and arsenic (As) are emitted, and at least one of these elements is released. The type of ion source depends on the ion optical system downstream of the ion source, but a point light source is required to project the mask aperture sharply on the wafer, and a duo with a liquid metal ion source and a micro light source is required. A plasmatron ion source can be used.
質量分離器3は、イオン源から放出されるイオンのうち、イオン注入に用いるイオンとそれ以外のイオンに分離するためのものである。ウィーンフィルタと称する電極と磁極が直交して設置された質量分離器を用いることで、所望のイオンビームを光学軸上に通過させることができる。
The
マスク9は、所望のイオン注入領域と略相似形の開口を有するステンシルマスクである。ステンシルマスクはSi基板からなり、その作成方法は、例えば、ナカヤマらが論文集ジャーナル・オブ・ヴァキューム・サイエンス・アンド・テクノロジーの第B6巻(1990年)第1836から1840頁にかけて『エレクトロンビーム・セルプロジェクション・リソグラフィ:ア・ニュー・ハイスループット・エレクトロン・ビーム・ダイレクトライティング・テクノロジー・ユージング・ア・スペシャリー・テイラード・シリコン・アパチャ』と題する論文に記載している。(公知例2)
(Y.Nakayama et al. "Electron-beam cell projection lithography: A new high-throughput electron-beam direct-writing technology using a specially tailored Si aperture", J. Vac. Sci. Technol. B6 (1990) 1836-1840)
ここに示されるステンシルマスクは電子ビームリソグラフィに用いられるが、本イオン注入方法にも応用できる。ステンシルマスクに設ける開口はイオン注入領域寸法と縮小率で決まる。この時、最小の開口寸法は、所望のイオン注入領域の最小寸法とドライエッチングによって作成できる最大アスペクト比できまる。例えば、2μm平方の矩形領域を縮小率1/5の光学系で作成するためには、ステンシルマスク上に10μm平方の矩形開口を設ければ良い。ドライエッチングで垂直性のよい開口を開けられるアスペクト比を5とすると、ステンシルマスクの厚みは50μmにすることができる。また、厚みが数10μmと十分厚いため、イオン照射による薄化にも十分耐えうることができる。
The
(Y. Nakayama et al. "Electron-beam cell projection lithography: A new high-throughput electron-beam direct-writing technology using a specially tailored Si aperture", J. Vac. Sci. Technol. B6 (1990) 1836-1840 )
The stencil mask shown here is used for electron beam lithography, but can also be applied to this ion implantation method. The opening provided in the stencil mask is determined by the size of the ion implantation region and the reduction ratio. At this time, the minimum opening dimension is determined by the minimum dimension of the desired ion implantation region and the maximum aspect ratio that can be created by dry etching. For example, in order to create a rectangular area of 2 μm square with an optical system with a reduction ratio of 1/5, a rectangular opening of 10 μm square may be provided on the stencil mask. If the aspect ratio at which an opening with good perpendicularity can be opened by dry etching is 5, the thickness of the stencil mask can be set to 50 μm. Further, since the thickness is sufficiently large, such as several tens of μm, it can sufficiently withstand thinning by ion irradiation.
集束レンズ8は、広がりのあるイオンビームを集束させるための静電電極群で、電極構成や印加電圧はビーム集束具合によって種々変化を持たせることができる。集束レンズ12、19、投影レンズ14もアインツエルン型レンズである。
The converging lens 8 is an electrostatic electrode group for converging a broad ion beam, and the electrode configuration and applied voltage can have various changes depending on the beam converging condition. The focusing
以下、本発明に係るイオン注入方法およびその装置の詳細を図面に示す実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the details of an ion implantation method and apparatus according to the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
(実施例1)
まず、図1によりイオン注入装置の概略構成を説明する。図1において、1は本発明によるイオン注入装置、2はイオン源であり、本実施例ではイオン源2はSiに対するドーパントであるホウ素イオンを放出する液体金属イオン源を用いた。このイオン源2におけるイオン化すべき材料はニッケル/ホウ素/ケイ素の3元系の合金である。3は質量分離器であり、放出したイオン4を所望のドーパントイオン5(本実施例ではホウ素1価イオン)と不要イオン6に選別するものである。7はドーパントイオンのみを通過させ、不要イオン6を下流へ送らないための質量分離アパチャである。この質量分離アパチャ7がマスク9の上流側に設置されているため、不要イオン6がマスクを照射することがなく、マスク9の摩耗が軽減され耐久性が延びる効果がある。
Example 1
First, the schematic configuration of the ion implantation apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 1, 1 is an ion implantation apparatus according to the present invention, 2 is an ion source, and in this embodiment, the ion source 2 is a liquid metal ion source that emits boron ions that are dopants for Si. The material to be ionized in the ion source 2 is a ternary alloy of nickel / boron / silicon. A
8は質量分離アパチャ7を通過して広がりを持つイオンをマスク9にほぼ垂直入射するように軌道を曲げる集束レンズである。図では略式に楕円で示したが、実際は3枚以上の電極から構成されたアインツェルンレンズである。導電性のマスクホルダ10に保持されたマスク9は所望のイオン注入領域と略相似形の開口を有するステンシルマスクで、本実施例ではシリコンウエハに従来のドライプロセスによって開口を設けた。マスク9を通過して得られるドーパントイオンによる成形イオンビーム11は集束レンズ12によって集束され、アパチャ13を通過して、投影レンズ14によって成形イオンビーム11を試料15にほぼ垂直に入射する。試料15はステージ16上に保持されたシリコンウエハであり、表面には従来のイオン注入で用いるレジストは塗布されていない。ステージ16はレーザ干渉計を用いて精密に微動でき、あるイオン注入領域から次の領域にステップ的に正確に移動できる。17は真空容器である。
Reference numeral 8 denotes a focusing lens that bends the trajectory so that ions that pass through the mass separation aperture 7 and are incident on the
本実施例では、試料上のイオン注入領域の最外枠は約10mm角で、この時の到達イオン電流は0.1μAであった。図1では集束レンズ12、投影レンズ14により、マスク9上の開口を縮小して試料に照射している図を示している。このような構成により、マスク9上に所望のイオン注入領域の形状の拡大または等倍の開口を設けておくことで、その形状の縮小または等倍の形状で、試料15にイオン注入することができる。
In this example, the outermost frame of the ion implantation region on the sample was about 10 mm square, and the reached ion current at this time was 0.1 μA. In FIG. 1, the aperture on the
このような構成のイオン注入装置1は下記の特徴を持つ。図3(a)に示したように従来型イオン注入法では、レジスト41が密着して塗布されたウエハ42にドーパントの大口径イオンビーム40を照射し、リソグラフィ技術を駆使して形成されたレジスト41の開口43,43’を利用してイオン注入を行なう。44はイオン注入された領域である。イオンビーム40の両横の矢印はイオビームが偏向させながらイオン注入されていることをしめしている。一方、本発明によるイオン注入法では、図3(b)に示したように、ウエハ41にイオン照射されるときには、イオンビームはイオン注入領域形状に成形されているため、従来法によるレジストは用いる必要はなく、直接イオン注入することができる。この成形イオンビームを得るためには、マスクに所望のイオン注入領域と略相似形の開口を設け、マスクに開ける開口とウエハ上のイオン注入領域の大きさの比率はマスクとウエハ間に設置するイオン光学系の配置、印加電圧に依存し、所望のイオン倍率に合わせてイオン光学系を設定すれば良い。
The ion implantation apparatus 1 having such a configuration has the following characteristics. As shown in FIG. 3A, in the conventional ion implantation method, a resist 42 formed by irradiating a
1領域分のイオン注入が完了すると、イオンビームをブランキング状態(ブランキング電極は図示せず)にするか、ウエハとイオン源の間のいずれかの箇所に設けたシャッタ(図1における18、18’)によって遮ることができる。この状態でステージ16を次のイオン注入すべき箇所に移動させる。ステージが所定の位置に移動完了した後、ブランキング状態を解除するか、シャッタを解放し、成形イオンビーム11を試料に到達させ、次の領域でイオン注入することができる。この操作を繰り返すことで、試料全体にイオン注入を施すことができる。
When ion implantation for one region is completed, the ion beam is brought into a blanking state (a blanking electrode is not shown), or a shutter (18, FIG. 1) provided at any position between the wafer and the ion source. 18 '). In this state, the
図1が従来のイオン注入装置(図2)と全く異なる点は、イオン照射すべきイオンビームがマスクによって成形されているか否かに有る。図1では試料を照射するイオンビームはイオン注入領域の形状をなす成形ビームであり、従来のレジストは不要である。従って、レジストに係る工程、つまり、塗布、露光、現像、アッシングの各工程が削減できる。また、装置面ではイオン光学系が全く異なり、ステンシルマスクを保持するマスクホルダが新たに設置される。反面、図2の19に示すビーム偏向器が不要になる点で本発明のイオン注入装置は従来装置と異なる。 FIG. 1 is completely different from the conventional ion implantation apparatus (FIG. 2) in that an ion beam to be irradiated with ions is formed by a mask. In FIG. 1, the ion beam for irradiating the sample is a shaped beam that forms the shape of an ion implantation region, and a conventional resist is unnecessary. Accordingly, the steps related to the resist, that is, the steps of coating, exposing, developing, and ashing can be reduced. Also, the ion optical system is completely different on the apparatus surface, and a mask holder for holding a stencil mask is newly installed. On the other hand, the ion implantation apparatus of the present invention is different from the conventional apparatus in that the beam deflector 19 shown in FIG.
また、関連する従来装置としてイオンプロジェクションリソグラフィ装置もある。例えば、論文集『マイクロエレクトロニック・エンジニアリング』第17巻、(1992年)第229頁から第240頁に記載のエイ・チャルプカらの『プログレス・イン・イオン・プロジェクション・リソグラフィ』と題する論文に記載されている。(公知例3)(A.Chalupka et al. "Progress in Ion Projection Lithography",Microelectronic Engineering 17 (1992) 229-240.)これは、ヘリウムや水素など軽元素のガス種をイオン化し、パターン化したビームをレジストが塗布されたウエハに照射し、レジストを露光しようとするものである。イオン露光は電子による露光に比べ、レジスト内での散乱が小さいため、近接効果が少なく、ほぼ照射領域が転写できるという利点を有している。 There is also an ion projection lithography apparatus as a related conventional apparatus. For example, it is described in a paper entitled “Progress in Ion Projection Lithography” by A. Chalpka et al., Described in the collection of papers “Microelectronic Engineering”, Vol. 17, (1992) pp. 229-240. ing. (Known example 3) (A.Chalupka et al. "Progress in Ion Projection Lithography", Microelectronic Engineering 17 (1992) 229-240.) This is a pattern of ionized light elements such as helium and hydrogen. The resist is applied to the wafer by applying a beam to the resist-coated wafer. Compared to exposure with electrons, ion exposure has the advantage that the irradiation effect is small because the scattering in the resist is small, and the irradiated region can be transferred.
しかし、このイオンプロジェクションリソグラフィ装置は、本発明によるイオン注入装置と以下の点で異なる。 However, this ion projection lithography apparatus differs from the ion implantation apparatus according to the present invention in the following points.
(1)イオン種が軽元素ガス種である水素、ヘリウムである。 (1) Ion species are light element gas species, hydrogen and helium.
(2)イオンビーム照射は表面にレジストを有する試料に対して行なわれ、レジストへのイオン露光を行なう装置である。 (2) The ion beam irradiation is performed on a sample having a resist on the surface, and is an apparatus that performs ion exposure on the resist.
(3)放出イオンの実質的質量分離を行なうアパチャがステンシルマスクの下流側にあるため、放出イオンの殆ど全てがステンシルマスクを照射する構造である。 (3) Since the aperture for performing substantial mass separation of the emitted ions is on the downstream side of the stencil mask, almost all of the emitted ions irradiate the stencil mask.
(実施例2)
本発明によるイオン注入方法の実施例として、半導体プロセスにおけるイオン注入工程を説明する。
(Example 2)
As an embodiment of the ion implantation method according to the present invention, an ion implantation process in a semiconductor process will be described.
4メガビット・ダイナミック・アクセス・メモリの製造に、本発明によるイオン注入方法を適用した。イオン注入工程において特に、メモリセル内および周辺回路のしきい電圧制御、周辺回路のウエル形成の各工程に適用した。ステンシルマスクには各工程用のパターンを作成し、各工程毎にマスクパターンを交換する。
但し、全パターンがマスク上に設置されているため、マスクパターン交換には瞬時に行なえる。この時、マスクパターンの交換、イオン注入量の設定、イオン注入開始、終了などはすべてコンピュータ制御によって行なう。
The ion implantation method according to the present invention was applied to the manufacture of a 4 megabit dynamic access memory. In the ion implantation process, the present invention is applied particularly to the threshold voltage control in the memory cell and the peripheral circuit and the well formation of the peripheral circuit. A pattern for each process is created on the stencil mask, and the mask pattern is exchanged for each process.
However, since all the patterns are installed on the mask, the mask pattern can be exchanged instantaneously. At this time, exchange of the mask pattern, setting of the ion implantation amount, start and end of ion implantation, etc. are all performed by computer control.
例えば、メモリセルの周辺回路のしきい電圧制御のためのイオン注入工程では、レジストが塗布されていないウエハ上に2×2(μm)から30×30(μm)程度の矩形が点在する領域に、入射エネルギ10keVでホウ素(B)イオンを5×1012(個/cm2)注入した。イオン注入工程には、従来、それに先立ち行われていたレジスト塗布、露光、現像、イオン注入後にはレジストの除去など一連のリソグラフィ工程を、本方法では上記リソグラフィを行なわずイオン注入工程だけで済むため、総イオン注入工程について合算すると時間的、経済的節約ができた。 For example, in an ion implantation process for controlling a threshold voltage of a peripheral circuit of a memory cell, a region in which a rectangle of about 2 × 2 (μm) to 30 × 30 (μm) is scattered on a wafer not coated with a resist. Then, boron (B) ions were implanted at 5 × 10 12 (pieces / cm 2 ) at an incident energy of 10 keV. In the ion implantation process, a series of lithography processes such as resist coating, exposure, development, and removal of the resist after ion implantation, which have been performed prior to the ion implantation process, can be performed in this method without performing the above-described lithography. When combined with the total ion implantation process, time and economy were saved.
(実施例3)
本実施例3は、図4に示したように、実施例1に比べレンズを1組減らし、3組のアインツェルンレンズ104、106、113によって構成した例である。
マスク、ステージなどは実施例1と同じである。
(Example 3)
As shown in FIG. 4, the third embodiment is an example in which one set of lenses is reduced compared to the first embodiment and three
The mask, stage, etc. are the same as in the first embodiment.
図4においてイオン源100はSiに対するドーパントであるリンイオンを放出する液体金属イオン源である。このイオン源から放出されるリン1価イオンの放射角電流密度(単位立体角当たりの電流密度)は、全放出イオン電流1μA時、5μA/srであり、放出イオンの拡がりは10°(半開角)である。レンズ113によって平行にされたイオンビームはマスク103へ垂直入射する。この時の照射領域は、放出イオン電流の角度分布を考慮してビーム制限アパチャ101によって開き角の半分の5°の領域に制限してマスクパターンを通過させた。
マスクへの照射レンズ104とレンズ106によるマスクパターン103(1辺16mmの矩形)の縮小率は1/2である。レンズ104とレンズ106はいずれもアインツェルンレンズである。この時、レジストの塗布されていないウエハ107上には、伝流密度0.1μA/cm2で、1辺8mmの矩形パターンビームが到達する。イオン注入量(ドーズ)を1×1012(個/cm2)に設定すると、イオン注入時間は約1.6秒で終わる。照射されるイオンの持つエネルギーは10keVで、浅い領域へのイオン注入である。直径8インチのウエハ107上にこのパターンイオンビーム108でイオン注入を続けると、1枚のウエハは約460ショットで完了し、1時間に約17枚の生産速度(スループット)を発揮した。このスループットは従来プロセスにおいて、レジスト塗布、ステッパによる露光、現像、従来式イオン注入、アッシングによるレジスト除去、水洗までの一連工程に対して約4枚/時であるので、約4倍のスループット向上が達成された。
In FIG. 4, an
The reduction ratio of the mask pattern 103 (rectangular with a side of 16 mm) by the
本装置において、質量分離器102をイオン源101の直後に設置し、レンズ106のクロスオーバ地点に質量分離絞り105を設置し、イオン源から放出される不要イオン109を除去した。この質量分離絞り105位置には、更に、ゲートバルブを110を設置し、試料室111とレンズ104やマスク103の設置されたイオン光学系室112との真空が分離できるようにした。これにより、試料の交換時に生じる真空の悪化を軽減できる効果を有する。
In this apparatus, the
(実施例4)
本実施例は、図5に示すようなマルチチャンバプロセス装置の一つのチャンバに実施例1で示したイオン注入装置を結合した例である。このマルチチャンバプロセス装置は、プロセスチャンバ150、151、152とロードロックチャンバ153A、153Bが、ウエハハンドラ154を備えてウエハ55を夫々のチャンバに搬送する搬送チャンバ156にゲートバルブ157A、157B、157C、157D、157Eを介して結合された装置で、基本的にはウエハを大気に触れさせずに連続した複数のプロセスが処理できる。
Example 4
The present embodiment is an example in which the ion implantation apparatus shown in the first embodiment is coupled to one chamber of a multi-chamber process apparatus as shown in FIG. In this multi-chamber process apparatus,
図5におけるチャンバ150は本発明によるイオン注入装置であり、チャンバ151は二次イオン質量分析装置、チャンバ152は走査型電子顕微鏡である。
勿論、これらチャンバはこれら装置に限ることはない。ロードロックチャンバ153Aに投入したウエハ158は、ゲートバルブ157E開放後、ウエハハンドラ154によって搬送チャンバ156に導入される。ゲートバルブ157E閉鎖後、ゲートバルブ157Aを開放し、ウエハ158を本発明によるイオン注入装置159のステージに設置される。その後、ゲートバルブ157Aを閉鎖し、所定の真空度まで真空引きするが、各チャンバとも超高真空状態であるため、イオン注入装置におけるステージの排気は短時間で超高真空状態になる。この状態で、成形イオンビームによるイオン注入を開始する。所定のイオン注入条件でウエハ全体に渡ってイオン注入するとこの工程は完了である。ウエハ158をチャンバ150からチャンバ151に移動させる。この間のゲートバルブの開閉は上記と同様である。チャンバ151の二次イオン質量分析装置160によって、ウエハ158上のテストデバイスを分析し、所定のイオン注入条件を満足しているかを確認できる。更に、ウエハ158をチャンバ152に移し、ウエハ表面を観察し、異常の無いことが確認できる。このような工程により、イオン注入を確実に、短時間に、更に、大気に曝すことなく実行できる。
The
Of course, these chambers are not limited to these devices. The
このように、本発明によるイオン注入装置はレジストを必要としないため、レジスト塗布、洗浄というウエットな工程がなくなり完全ドライ化され、他のドライプロセス用半導体製造装置、分析装置と連結させることができる。これにより、半導体デバイスの製造が効率的となるとともに、歩留りが向上した。 As described above, since the ion implantation apparatus according to the present invention does not require a resist, the wet process of resist coating and cleaning is eliminated, and the film is completely dried and can be connected to other semiconductor manufacturing apparatuses and analysis apparatuses for dry processes. . As a result, the manufacture of the semiconductor device becomes efficient and the yield is improved.
1…イオン注入装置、2…イオン源、3…質量分離器、4…放出イオン、5…ドーパントイオン、6…不要イオン、7…アパチャ、8、19…集束レンズ、9…マスク、10…マスクホルダ、11…成形イオンビーム、12…集束レンズ、13…アパチャ、14…投影レンズ、15…試料、16…ステージ、17…真空容器、18、18’…シャッタ、20…イオン注入装置、21…イオン源、22…放出イオン、23…質量分離器、24…絞り、26…ドーパントイオンビーム、27、27’…不要イオン、28…レンズ、29…偏向器、30…試料、31…ステージ、40…イオンビーム、41…レジスト、42…ウエハ、43…イオン注入すべき領域(開口)、44…イオン注入領域、45、45’…イオン注入領域、46、46’…成形イオンビーム、100…イオン源、101…ビーム制限アパチャ、102…質量分離器、103…集束レンズ、104…集束レンズ、105…質量分離絞り、106…集束レンズ、107…試料(ウエハ)、108…成形パターンイオンビーム、109…不要イオン、110…ゲートバルブ、111…試料室、112…イオン光学系室、150、151、152…チャンバ、153A、153B…ロードロックチャンバ、154…ウエハハンドラ、155、158、158’…ウエハ、156…搬送チャンバ、157A、157B、157C、157D、157E…ゲートバルブ、159…イオン注入装置、160…二次イオン質量分析装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ion implantation apparatus, 2 ... Ion source, 3 ... Mass separator, 4 ... Emitted ion, 5 ... Dopant ion, 6 ... Unwanted ion, 7 ... Aperture, 8, 19 ... Focusing lens, 9 ... Mask, 10 ... Mask Holder ... 11
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