JP2582078B2 - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
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- JP2582078B2 JP2582078B2 JP62191672A JP19167287A JP2582078B2 JP 2582078 B2 JP2582078 B2 JP 2582078B2 JP 62191672 A JP62191672 A JP 62191672A JP 19167287 A JP19167287 A JP 19167287A JP 2582078 B2 JP2582078 B2 JP 2582078B2
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- ion
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体ウエハなどの被処理物にイオンを注
入するイオン注入装置に関する。
入するイオン注入装置に関する。
（従来の技術） 一般に、イオン注入装置は、イオン源と、偏向照射手
段からなる。イオン源は、ガスボックス内に配置された
ガスボンベから供給されたBF3、PH3、AsH3等のガスを、
アーク放電等によって電気的にイオン化し、イオンを電
気的に引き出してイオンビームとして偏向照射手段へ供
給している。このイオンビームは、例えばアナライザマ
グネットによってほぼ90度偏向され単一のイオンビーム
とされた後、加速管、４極子レンズ等によって加速集束
される。このイオンビームは、Ｙスキャンプレートおよ
びＸスキャンプレートにおいてＸ−Ｙ方向に偏向され、
プラテンに設けられた半導体ウエハ表面を走査し、所定
のイオンを注入する。
段からなる。イオン源は、ガスボックス内に配置された
ガスボンベから供給されたBF3、PH3、AsH3等のガスを、
アーク放電等によって電気的にイオン化し、イオンを電
気的に引き出してイオンビームとして偏向照射手段へ供
給している。このイオンビームは、例えばアナライザマ
グネットによってほぼ90度偏向され単一のイオンビーム
とされた後、加速管、４極子レンズ等によって加速集束
される。このイオンビームは、Ｙスキャンプレートおよ
びＸスキャンプレートにおいてＸ−Ｙ方向に偏向され、
プラテンに設けられた半導体ウエハ表面を走査し、所定
のイオンを注入する。
上記構成のイオン注入装置は、イオン源内に配置され
たフィラメント、加速管、４極子レンズ、Ｙスキャンプ
レート、Ｘスキャンプレート等の電気的な条件を変更す
ることによって、イオンビームのエネルギ、ビーム電
流、注入量などを制御している。したがって、製造する
半導体デバイスの種類等の違いによって、上述の電気的
な条件を選択的に変更している。
たフィラメント、加速管、４極子レンズ、Ｙスキャンプ
レート、Ｘスキャンプレート等の電気的な条件を変更す
ることによって、イオンビームのエネルギ、ビーム電
流、注入量などを制御している。したがって、製造する
半導体デバイスの種類等の違いによって、上述の電気的
な条件を選択的に変更している。
そこで、例えば、コンピュータなどを用いて上述の電
気的な条件を自動的に制御するイオン注入装置もある。
気的な条件を自動的に制御するイオン注入装置もある。
（発明が解決しようとする課題） しかしながらイオン注入装置では、上述の電気的な条
件の他に、製造する半導体デバイスの種類等の違いによ
ってイオン源に供給するガスの種類、圧力、流量等を変
更する必要のあるものがある。このようなガスの制御
は、従来マニュアル操作によって行われており、このた
め、操作に時間を要し、誤操作が発生する等の問題があ
った。
件の他に、製造する半導体デバイスの種類等の違いによ
ってイオン源に供給するガスの種類、圧力、流量等を変
更する必要のあるものがある。このようなガスの制御
は、従来マニュアル操作によって行われており、このた
め、操作に時間を要し、誤操作が発生する等の問題があ
った。
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもの
で、イオンビームのエネルギ、ビーム電流、注入量等の
電気的な制御と、イオン源に供給するガスの種類、圧
力、流量の制御を自動的に行い、従来に較べて生産性の
向上および信頼性の向上を図ることのできるイオン注入
装置を提供しようとするものである。
で、イオンビームのエネルギ、ビーム電流、注入量等の
電気的な制御と、イオン源に供給するガスの種類、圧
力、流量の制御を自動的に行い、従来に較べて生産性の
向上および信頼性の向上を図ることのできるイオン注入
装置を提供しようとするものである。
（課題を解決するための手段） すなわち本発明は、イオン源で発生した所望のイオン
ビームを被処理物に照射するイオン注入装置において、
ガス供給源のガス圧を調節するガス圧調節手段と、ガス
供給源のガス流量を調節するガス流量調節手段と、複数
種のガスの種類、流量、圧力、イオンビームのエネル
ギ、ビーム電流、注入量などの処理条件を記憶する手段
と、前記複数種の処理条件の中から所望の処理条件を選
択するための選択手段と、該選択手段によって選択され
た処理条件に応じて前記イオン源に供給するガスの種
類、流量、圧力を選択制御するガス制御手段と、前記選
択手段によって選択された処理条件に応じて前記被処理
物に照射するイオンビームのエネルギ、ビーム電流、注
入量を制御するイオンビーム制御手段とを備えたことを
特徴とする。
ビームを被処理物に照射するイオン注入装置において、
ガス供給源のガス圧を調節するガス圧調節手段と、ガス
供給源のガス流量を調節するガス流量調節手段と、複数
種のガスの種類、流量、圧力、イオンビームのエネル
ギ、ビーム電流、注入量などの処理条件を記憶する手段
と、前記複数種の処理条件の中から所望の処理条件を選
択するための選択手段と、該選択手段によって選択され
た処理条件に応じて前記イオン源に供給するガスの種
類、流量、圧力を選択制御するガス制御手段と、前記選
択手段によって選択された処理条件に応じて前記被処理
物に照射するイオンビームのエネルギ、ビーム電流、注
入量を制御するイオンビーム制御手段とを備えたことを
特徴とする。
（作用） 本発明のイオン注入装置は、例えば押しボタンなどに
より複数種の処理条件の中から所望の処理条件を選択す
ることにより、イオン源に供給するガスの種類、圧力、
流量等のガスの制御および被処理物に照射するイオンビ
ームのエネルギ、ビーム電流、注入量等の電気的な制御
を自動的に行う。
より複数種の処理条件の中から所望の処理条件を選択す
ることにより、イオン源に供給するガスの種類、圧力、
流量等のガスの制御および被処理物に照射するイオンビ
ームのエネルギ、ビーム電流、注入量等の電気的な制御
を自動的に行う。
したがって、本発明のイオン注入装置は、従来のイオ
ン注入装置に較べて操作時間の短縮、誤操作発生可能性
を低減させることができ、生産性の向上および信頼性の
向上を図ることができる。
ン注入装置に較べて操作時間の短縮、誤操作発生可能性
を低減させることができ、生産性の向上および信頼性の
向上を図ることができる。
（実施例） 以下、本発明にかかるイオン注入装置の一実施例につ
いて、第１図〜第３図を参照して説明する。
いて、第１図〜第３図を参照して説明する。
イオン注入装置は、イオン源１と、ガスボンベなどが
配置されたガスボックス２と、アナライザマグネット３
と、加速管４と、４極子レンズ５と、Ｙスキャンプレー
ト６と、Ｘスキャンプレート７と、ウエハ９を照射位置
に設置するロード機構10を備えたエンドステーション８
と、各部の制御情報を予め記憶したメモリ21と、操作条
件を選択するセットアップパネル22と、イオン注入装置
を制御する主制御部23と、ガスの種類や、圧力、流量を
制御するガス制御手段24とから構成される。
配置されたガスボックス２と、アナライザマグネット３
と、加速管４と、４極子レンズ５と、Ｙスキャンプレー
ト６と、Ｘスキャンプレート７と、ウエハ９を照射位置
に設置するロード機構10を備えたエンドステーション８
と、各部の制御情報を予め記憶したメモリ21と、操作条
件を選択するセットアップパネル22と、イオン注入装置
を制御する主制御部23と、ガスの種類や、圧力、流量を
制御するガス制御手段24とから構成される。
イオン源１には、ガスボックス２が接続されており、
ガスボックス２内に配置された図示しないガスボンベか
らBF3、AsH3等のガスを圧力と流量を制御して供給し、
供給されたガスをアーク放電等によって電気的にイオン
化する。そして、これらのイオン源１からイオンビーム
として電気的に引き出し、アナライザマグネット３でほ
ぼ90度偏向させて単一の種のイオンビームとし、加速管
４、４極子レンズ５によて所望のエネルギーを有するイ
オンビームとし、Ｙスキャンプレート６およびＸスキャ
ンプレート７においてこのイオンビームをＸ−Ｙ方向に
スキャンして、エンドステーション８に配置された半導
体ウエハ９を走査照射して所望量のイオンを注入する。
ガスボックス２内に配置された図示しないガスボンベか
らBF3、AsH3等のガスを圧力と流量を制御して供給し、
供給されたガスをアーク放電等によって電気的にイオン
化する。そして、これらのイオン源１からイオンビーム
として電気的に引き出し、アナライザマグネット３でほ
ぼ90度偏向させて単一の種のイオンビームとし、加速管
４、４極子レンズ５によて所望のエネルギーを有するイ
オンビームとし、Ｙスキャンプレート６およびＸスキャ
ンプレート７においてこのイオンビームをＸ−Ｙ方向に
スキャンして、エンドステーション８に配置された半導
体ウエハ９を走査照射して所望量のイオンを注入する。
エンドステーション８には、半導体ウエハ９を装置内
にロード・アンドロードするためのロード機構10が配置
されている。
にロード・アンドロードするためのロード機構10が配置
されている。
また、イオン注入装置のうち半導体ウエハ９の取扱を
行うエンドステーション８のみがクリーンルーム11内に
配置され、イオン源１等の部分は、クリーンルーム外に
配置されている。
行うエンドステーション８のみがクリーンルーム11内に
配置され、イオン源１等の部分は、クリーンルーム外に
配置されている。
イオン注入装置は、メモリ21を備えている。このメモ
リ21には、処理の対象となる半導体ウエハの種類毎に、
例えばイオンビームのエネルギ、ビーム電流、注入量お
よびガスボックスから供給されるガスの種類や、ガスの
圧力、ならびにガスの流量を制御するための各部の制御
情報が予め設定記憶されている。
リ21には、処理の対象となる半導体ウエハの種類毎に、
例えばイオンビームのエネルギ、ビーム電流、注入量お
よびガスボックスから供給されるガスの種類や、ガスの
圧力、ならびにガスの流量を制御するための各部の制御
情報が予め設定記憶されている。
すなわち、例えば、シリコン半導体基板にイオン種B+
を注入する処理においては、ガス種をBF3とし、ガス圧
を0.5kg/cm2に、流量を0.5cc/minとし、ビーム電流を0.
5μＡに、ビームエネルギを50keVとして、２×1011ion/
cm2のイオン注入量を得る等の処理条件に対応する各部
の制御情報が、メモリ21内に例えば数十ないし数百種記
憶設定される。
を注入する処理においては、ガス種をBF3とし、ガス圧
を0.5kg/cm2に、流量を0.5cc/minとし、ビーム電流を0.
5μＡに、ビームエネルギを50keVとして、２×1011ion/
cm2のイオン注入量を得る等の処理条件に対応する各部
の制御情報が、メモリ21内に例えば数十ないし数百種記
憶設定される。
上記の例は、シリコン半導体に硼素を注入して電界効
果トランジスタ（FET）のゲートを形成するためのｎチ
ャンネルドープの場合を示している。また、FETのソー
スおよびドレインを形成する場合には、イオン注入量を
３ないし４桁多くすればよい。
果トランジスタ（FET）のゲートを形成するためのｎチ
ャンネルドープの場合を示している。また、FETのソー
スおよびドレインを形成する場合には、イオン注入量を
３ないし４桁多くすればよい。
メモリ21内に格納されるイオン種と、ガス圧力、ガス
流量、ビーム電流、ビームエネルギー、イオン注入量の
関係の例を第３図の図表に示す。この例は、シリコン半
導体基板にイオンを注入してFETのソースおよびドレイ
ンを形成する場合を示している。この図表に示されるよ
うに、ガス圧力や流量、ビーム電流やエネルギーなどの
パラメータを適宜選択することによって所望のイオン注
入量を得ることができる。
流量、ビーム電流、ビームエネルギー、イオン注入量の
関係の例を第３図の図表に示す。この例は、シリコン半
導体基板にイオンを注入してFETのソースおよびドレイ
ンを形成する場合を示している。この図表に示されるよ
うに、ガス圧力や流量、ビーム電流やエネルギーなどの
パラメータを適宜選択することによって所望のイオン注
入量を得ることができる。
第３図の図表に示されるイオン種およびガス種ならび
にガス圧力値、ガス流量値、ビーム電流値、ビームエネ
ルギの値、イオン注入量などは、いずれも半導体製造に
おけるイオン注入の周知の種および値であり、このパラ
メータは本発明の本質を変更しないかぎり目的とするイ
オン注入に応じて自由に変更することができる。
にガス圧力値、ガス流量値、ビーム電流値、ビームエネ
ルギの値、イオン注入量などは、いずれも半導体製造に
おけるイオン注入の周知の種および値であり、このパラ
メータは本発明の本質を変更しないかぎり目的とするイ
オン注入に応じて自由に変更することができる。
一方、エンドステーション８が配置されたクリーンル
ーム11内には、セットアップパネル22が配置されてい
る。このセットアップパネル22は、例えば押しボタン、
操作キーなどを備えており、これらの選択手段を操作す
ることによって、メモリ21内に記憶された操作条件のう
ちどの操作条件を使用するかを指定する。
ーム11内には、セットアップパネル22が配置されてい
る。このセットアップパネル22は、例えば押しボタン、
操作キーなどを備えており、これらの選択手段を操作す
ることによって、メモリ21内に記憶された操作条件のう
ちどの操作条件を使用するかを指定する。
主制御部23は、セットアップパネル22によって選択さ
れた操作条件をメモリ21から読み出し、電気的な制御情
報を、イオン源１内に配置されたフィラメント、加速管
４、４極子レンズ５、Ｙスキャンプレート６、Ｘスキャ
ンプレート７などを制御する制御部に出力し、従来のイ
オン注入装置と同様にして、イオンビームのエネルギ、
ビーム電流、注入量等を制御する。
れた操作条件をメモリ21から読み出し、電気的な制御情
報を、イオン源１内に配置されたフィラメント、加速管
４、４極子レンズ５、Ｙスキャンプレート６、Ｘスキャ
ンプレート７などを制御する制御部に出力し、従来のイ
オン注入装置と同様にして、イオンビームのエネルギ、
ビーム電流、注入量等を制御する。
同時に、主制御部23は、メモリ21から読み出した操作
条件のうち、ガス制御に関する制御情報をガス制御部24
に出力する。
条件のうち、ガス制御に関する制御情報をガス制御部24
に出力する。
ガス制御部24は、例えば、第２図に示すように構成さ
れている。ガス制御部24は、元弁開閉器32と、ガス圧調
節器33と、ガス切替器34と、流量調節器35と制御器36と
から構成される。すなわち、ガスボックス２内に配置さ
れた複数例えば４本のガスボンベ31には、それぞれの上
部に配置された元弁をモータ駆動等によって開閉する元
弁開閉器32が配置されている。さらに、ガスボンベ31の
ガス配管にはそれぞれガス圧調節器33が介挿されてお
り、ガス圧調節器33の出口側配管は、ガス切替器34に接
続されている。そして、ガス切替器34の出口側配管は流
量調節器35を介してイオン源１に接続されている。
れている。ガス制御部24は、元弁開閉器32と、ガス圧調
節器33と、ガス切替器34と、流量調節器35と制御器36と
から構成される。すなわち、ガスボックス２内に配置さ
れた複数例えば４本のガスボンベ31には、それぞれの上
部に配置された元弁をモータ駆動等によって開閉する元
弁開閉器32が配置されている。さらに、ガスボンベ31の
ガス配管にはそれぞれガス圧調節器33が介挿されてお
り、ガス圧調節器33の出口側配管は、ガス切替器34に接
続されている。そして、ガス切替器34の出口側配管は流
量調節器35を介してイオン源１に接続されている。
上記元弁開閉器32およびガス圧調節器33およびガス切
替器34ならびに流量調節器35は、それぞれ制御部36に電
気的に接続されている。制御器36は、主制御部23からの
制御情報に応じてこれらの機器を操作し、供給ガスの種
類の選択、供給ガスの圧力の調節、供給ガスの流量の調
節等の制御を行う。
替器34ならびに流量調節器35は、それぞれ制御部36に電
気的に接続されている。制御器36は、主制御部23からの
制御情報に応じてこれらの機器を操作し、供給ガスの種
類の選択、供給ガスの圧力の調節、供給ガスの流量の調
節等の制御を行う。
すなわち、上記構成のこの実施例のイオン注入装置で
は、セットアップパネルによって選択された操作条件に
応じて、イオンビームのエネルギ、ビーム電流、注入量
等の電気的な制御と、イオン源１に供給するガスの種
類、ガスの圧力、ガスの流量を自動的に制御する。した
がって、従来のイオン注入装置に較べて操作時間を短縮
するとともに、誤操作発生可能性を低減させることがで
き、半導体装置の生産性を向上し、信頼性の向上を図る
ことができる。
は、セットアップパネルによって選択された操作条件に
応じて、イオンビームのエネルギ、ビーム電流、注入量
等の電気的な制御と、イオン源１に供給するガスの種
類、ガスの圧力、ガスの流量を自動的に制御する。した
がって、従来のイオン注入装置に較べて操作時間を短縮
するとともに、誤操作発生可能性を低減させることがで
き、半導体装置の生産性を向上し、信頼性の向上を図る
ことができる。
半導体装置に使用される周知の半導体である、例え
ば、シリコン（Si）、ゲルマニウム（Ge）、ガリウム・
砒素（GaAs）、ガリウム・燐（GaP）、インジウム・ア
ンチモン（InSb）などのいずれもが本発明の適用を阻害
するものではなく、いずれの半導体に対しても本発明を
適用することができる。
ば、シリコン（Si）、ゲルマニウム（Ge）、ガリウム・
砒素（GaAs）、ガリウム・燐（GaP）、インジウム・ア
ンチモン（InSb）などのいずれもが本発明の適用を阻害
するものではなく、いずれの半導体に対しても本発明を
適用することができる。
さらに、半導体に注入されるイオンとして周知のイオ
ンである、例えば、燐（Ｐ）、砒素（As）、アンチモン
（Sb）、硼素（Ｂ）、インジウム（In）、酸素（Ｏ）、
窒素（Ｎ）、アルゴン（Ar）、シリコン（Si）、ベリリ
ウム（Be）などのいずれもが本発明の適用を妨げるもの
ではなく、いずれの不純物に対しても本発明を適用する
ことができる。
ンである、例えば、燐（Ｐ）、砒素（As）、アンチモン
（Sb）、硼素（Ｂ）、インジウム（In）、酸素（Ｏ）、
窒素（Ｎ）、アルゴン（Ar）、シリコン（Si）、ベリリ
ウム（Be）などのいずれもが本発明の適用を妨げるもの
ではなく、いずれの不純物に対しても本発明を適用する
ことができる。
（発明の効果） 上記のように、本発明のイオン注入装置は、イオンビ
ームのエネルギ、ビーム電流、注入量等のイオンビーム
の電気的な制御と、イオン源に供給するガスの種類、ガ
ス圧、ガス流量等のガス制御を自動的に行うことができ
る。したがって、従来のイオン注入装置に較べて操作時
間を短縮することができるとともに、誤操作発生可能性
を低減させることができ、生産性の向上および信頼性の
向上を図ることができる。
ームのエネルギ、ビーム電流、注入量等のイオンビーム
の電気的な制御と、イオン源に供給するガスの種類、ガ
ス圧、ガス流量等のガス制御を自動的に行うことができ
る。したがって、従来のイオン注入装置に較べて操作時
間を短縮することができるとともに、誤操作発生可能性
を低減させることができ、生産性の向上および信頼性の
向上を図ることができる。
第１図は本発明にかかるイオン注入装置の一実施例を示
す構成図、第２図は図１に示すイオン注入装置のガス制
御部の構成図、第３図はメモリに格納されるイオン注入
パラメータの例を示す表である。 １……イオン源、２……ガスボックス、３……アナライ
ザマグネット、４……加速管、５……４極子レンズ、６
……Ｙスキャンプレート、７……Ｘスキャンプレート、
８……エンドステーション、９……半導体ウエハ、10…
…ロード機構、11……クリーンルーム、21……メモリ、
22……セットアップパネル、23……主制御部、24……ガ
ス制御部。
す構成図、第２図は図１に示すイオン注入装置のガス制
御部の構成図、第３図はメモリに格納されるイオン注入
パラメータの例を示す表である。 １……イオン源、２……ガスボックス、３……アナライ
ザマグネット、４……加速管、５……４極子レンズ、６
……Ｙスキャンプレート、７……Ｘスキャンプレート、
８……エンドステーション、９……半導体ウエハ、10…
…ロード機構、11……クリーンルーム、21……メモリ、
22……セットアップパネル、23……主制御部、24……ガ
ス制御部。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−117247（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−66354（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−205952（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−113256（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−100874（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−151063（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】イオン源で発生した所望のイオンビームを
被処理物に照射するイオン注入装置において、 ガス供給源のガス圧を調節するガス圧調節手段と、 ガス供給源のガス流量を調節するガス流量調節手段と、 複数種のガスの種類、流量、圧力、イオンビームのエネ
ルギ、ビーム電流、注入量などの処理条件を記憶する手
段と、 前記複数種の処理条件の中から所望の処理条件を選択す
るための選択手段と、 該選択手段によって選択された処理条件に応じて前記イ
オン源に供給するガスの種類、流量、圧力を選択制御す
るガス制御手段と、 前記選択手段によって選択された処理条件に応じて前記
被処理物に照射するイオンビームのエネルギ、ビーム電
流、注入量を制御するイオンビーム制御手段 とを備えたことを特徴とするイオン注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62191672A JP2582078B2 (ja) | 1987-07-31 | 1987-07-31 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62191672A JP2582078B2 (ja) | 1987-07-31 | 1987-07-31 | イオン注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6435843A JPS6435843A (en) | 1989-02-06 |
| JP2582078B2 true JP2582078B2 (ja) | 1997-02-19 |
Family
ID=16278539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62191672A Expired - Fee Related JP2582078B2 (ja) | 1987-07-31 | 1987-07-31 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2582078B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2882188B2 (ja) * | 1992-06-30 | 1999-04-12 | 株式会社日立製作所 | イオンビーム処理方法および装置 |
| JP4345895B2 (ja) | 2005-10-20 | 2009-10-14 | 日新イオン機器株式会社 | イオン源の運転方法およびイオン注入装置 |
| US7622722B2 (en) * | 2006-11-08 | 2009-11-24 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Ion implantation device with a dual pumping mode and method thereof |
| JP2011210492A (ja) | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Sii Nanotechnology Inc | 集束イオンビーム装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6166354A (ja) * | 1984-09-07 | 1986-04-05 | Hitachi Ltd | イオン打込み装置 |
| JPH0740479B2 (ja) * | 1985-11-18 | 1995-05-01 | 東京エレクトロン株式会社 | イオン注入方法 |
-
1987
- 1987-07-31 JP JP62191672A patent/JP2582078B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6435843A (en) | 1989-02-06 |
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