JP2717822B2 - イオン注入装置 - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/50—Substrate holders
-
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
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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、半導体基板用イオン注入装置、殊にイオン
注入角を変更可能とするイオン注入装置に関するもので
ある。
注入角を変更可能とするイオン注入装置に関するもので
ある。
周知のとおり、イオン注入法（ion implantation met
hod）とは、イオンを加速してターゲット材料（例えば
半導体基板）に衝突させ、そのイオンをターゲット材料
中に導入させることにより、当該材料の物性を制御した
り新しい材料を合成したりする方法であり、詳しくは不
純物元素をイオン化した後、高電圧からなる加速器で作
られたイオンビームを質量分析室（分離器）を通して不
要な有害不純物を電磁的に選別除去した後、所望のイオ
ンビームのみを、注入室（照射室）に内蔵されたウエハ
ホルダー上の半導体基板に、照射することにより、基板
中に不純物をドーピングする方法で、LSIなどの製造に
広く用いられている。かかる照射に際しては、基板（ウ
エハ）にビームを走査しながら全面にイオン注入を行う
ビームスキャン方式と、基板を機械的に動かして走査す
るディスクスキャン方式（ウエハホルダーが回転ディス
クの場合）と、これらの方式を混合した方式とが知られ
ている。
hod）とは、イオンを加速してターゲット材料（例えば
半導体基板）に衝突させ、そのイオンをターゲット材料
中に導入させることにより、当該材料の物性を制御した
り新しい材料を合成したりする方法であり、詳しくは不
純物元素をイオン化した後、高電圧からなる加速器で作
られたイオンビームを質量分析室（分離器）を通して不
要な有害不純物を電磁的に選別除去した後、所望のイオ
ンビームのみを、注入室（照射室）に内蔵されたウエハ
ホルダー上の半導体基板に、照射することにより、基板
中に不純物をドーピングする方法で、LSIなどの製造に
広く用いられている。かかる照射に際しては、基板（ウ
エハ）にビームを走査しながら全面にイオン注入を行う
ビームスキャン方式と、基板を機械的に動かして走査す
るディスクスキャン方式（ウエハホルダーが回転ディス
クの場合）と、これらの方式を混合した方式とが知られ
ている。
そして、イオン注入装置としては、基板温度の上昇を
抑制するため回転ディスク方式が広く用いられている。
この回転ディスク方式は例えば、直径50cm以上のアルミ
製ディスク上に複数の基板をセットし、この回転ディス
クを例えば1000rpmの高速に回転させながら、垂直方向
に直線運動を行わせている。
抑制するため回転ディスク方式が広く用いられている。
この回転ディスク方式は例えば、直径50cm以上のアルミ
製ディスク上に複数の基板をセットし、この回転ディス
クを例えば1000rpmの高速に回転させながら、垂直方向
に直線運動を行わせている。
ところで、前記注入角（ビーム入射角）は重要で、イ
オン注入中において、注入角の変更を可能として基板に
おけるシャドウの防止を行い、あるいは種々の面方向の
ウォールへの注入を可能として、基板の品質を向上する
必要がある。
オン注入中において、注入角の変更を可能として基板に
おけるシャドウの防止を行い、あるいは種々の面方向の
ウォールへの注入を可能として、基板の品質を向上する
必要がある。
ところが、従来の回転ディスク方式においてイオン注
入角を変更するには、例えば特定の注入角専用のディス
クを用いて注入角変更毎にその交換をする方法や、質量
分析室と注入室との間に、注入角変更用部品を介在させ
注入室全体を傾ける方法がとられていた。
入角を変更するには、例えば特定の注入角専用のディス
クを用いて注入角変更毎にその交換をする方法や、質量
分析室と注入室との間に、注入角変更用部品を介在させ
注入室全体を傾ける方法がとられていた。
しかしながら、これらのイオン注入角変更方法では、
特定の注入角専用のディスクあるいは部品が必要となる
のみならず、イオン注入中に注入角の変更ができず、同
一基板に同じ注入角で異なった方向から注入する場合に
は、ディスク上の基板を載せ変える必要がある。また、
注入角を変更する場合、ディスクあるいは注入角変更用
部品の交換のための時間も必要となるなどの問題があっ
た。
特定の注入角専用のディスクあるいは部品が必要となる
のみならず、イオン注入中に注入角の変更ができず、同
一基板に同じ注入角で異なった方向から注入する場合に
は、ディスク上の基板を載せ変える必要がある。また、
注入角を変更する場合、ディスクあるいは注入角変更用
部品の交換のための時間も必要となるなどの問題があっ
た。
そこで本発明は、かかる従来技術の問題を解消するた
めに創作されたもので、その要旨とするところは、質量
分析室と連通した注入室に内蔵され、かつ、複数の半導
体基板がセットされた回転ディスクからなるイオン注入
装置において、前記質量分析室と注入室とをフレキシブ
ルチューブで連通し、かつ、該注入室を当該イオンビー
ムラインを水平軸の周りに注入室サポートに揺動自在に
支持し、かつ、注入室を注入室サポートとともにイオン
ビームラインを含む垂直軸の周りに転動自在に支持し、
注入室揺動用駆動装置および、転動用駆動装置により注
入室を複数の半導体基板がセットされた回転ディスクと
ともにあらゆる方向に傾転させることを特徴とするイオ
ン注入装置にある。
めに創作されたもので、その要旨とするところは、質量
分析室と連通した注入室に内蔵され、かつ、複数の半導
体基板がセットされた回転ディスクからなるイオン注入
装置において、前記質量分析室と注入室とをフレキシブ
ルチューブで連通し、かつ、該注入室を当該イオンビー
ムラインを水平軸の周りに注入室サポートに揺動自在に
支持し、かつ、注入室を注入室サポートとともにイオン
ビームラインを含む垂直軸の周りに転動自在に支持し、
注入室揺動用駆動装置および、転動用駆動装置により注
入室を複数の半導体基板がセットされた回転ディスクと
ともにあらゆる方向に傾転させることを特徴とするイオ
ン注入装置にある。
本発明の構成を作用とともに、添付図面に示す実施例
により詳細に説明する。
により詳細に説明する。
第１図は本発明の実施例の模式図における一部破断側
面図（第２図のＩ〜Ｉ矢視図）、第２図は第１図の右側
面図、第３図は第１図の一部省略上面図である。
面図（第２図のＩ〜Ｉ矢視図）、第２図は第１図の右側
面図、第３図は第１図の一部省略上面図である。
本実施例はLSIや超LSIの半導体基板を製造するため
の、いわゆる大電流型イオン注入装置であって、ウエハ
ホルダーは回転ディスク方式を採用しており、しかもこ
の回転ディスクを上下方向に直線運動させて走査するデ
ィスクスキャン方式をとっている。
の、いわゆる大電流型イオン注入装置であって、ウエハ
ホルダーは回転ディスク方式を採用しており、しかもこ
の回転ディスクを上下方向に直線運動させて走査するデ
ィスクスキャン方式をとっている。
これらの図において、１は、イオン源および加速器
（いずれも図示せず）に並設された質量分析室、３は注
入室、５は注入室３に内蔵された回転ディスクで、この
回転ディスク５に複数の基板４がセットされている。そ
して、この注入室３はディスクチャンバー3aとディスク
チャンバーカバー3bとが組合されて構成されている。
（いずれも図示せず）に並設された質量分析室、３は注
入室、５は注入室３に内蔵された回転ディスクで、この
回転ディスク５に複数の基板４がセットされている。そ
して、この注入室３はディスクチャンバー3aとディスク
チャンバーカバー3bとが組合されて構成されている。
この回転ディスク５は、ディスク回転用サーボコント
ローラー18によって制御されるディスク回転用サーボモ
ータ19により、プーリ20に巻回したベルト21を介して高
速で回転（例えば、1000rpm）される。
ローラー18によって制御されるディスク回転用サーボモ
ータ19により、プーリ20に巻回したベルト21を介して高
速で回転（例えば、1000rpm）される。
また回転ディスク５は、次のようにして上下直線運動
を行い、ディスクの走査を行っている。すなわち、注入
室３のディスクチャンバーカバー3bの外面にリニアガイ
ド14を一体的に設け、このリニアガイド14にスキャンニ
ングプレート23が上下動可能に設けられている。このス
キャンニングプレート23には回転ディスク５の回転軸12
が貫通され、この回転軸12の一端には前記プーリ20が固
着され、他端には回転ディスク５が固着されている。ま
た、スキャンニングプレート23の上面にはボールネジ17
が螺入され、このボールネジ17は、ディスク上下動用サ
ーボコントローラー15によって制御されるディスク上下
動用サーボモータ16によって回転される。なお、ディス
ク上下動用サーボモータ16はディスクチャンバーカバー
3bにブラケット29を介して装着されている。したがっ
て、ディスク上下動用サーボモータ16の正逆転によりス
キャンニングプレート23が上下動し（第１図示は最上位
にある）、回転ディスク５の回転軸12が上下動する。し
たがって、回転ディスク５が注入室３内を上下動してデ
ィスクの走査が行われる。この上下動に際し、回転軸12
はディスクチャンバーカバー3bおよび、ディスクカバー
3bと一体的に装着したシールプレート27にそれぞれ穿設
された長穴28を上下動する。また、スキャンニングプレ
ート23とディスクチャンバーカバー3bとの間は、注入室
３の真空を維持するために真空シール機構13が設けられ
ている。
を行い、ディスクの走査を行っている。すなわち、注入
室３のディスクチャンバーカバー3bの外面にリニアガイ
ド14を一体的に設け、このリニアガイド14にスキャンニ
ングプレート23が上下動可能に設けられている。このス
キャンニングプレート23には回転ディスク５の回転軸12
が貫通され、この回転軸12の一端には前記プーリ20が固
着され、他端には回転ディスク５が固着されている。ま
た、スキャンニングプレート23の上面にはボールネジ17
が螺入され、このボールネジ17は、ディスク上下動用サ
ーボコントローラー15によって制御されるディスク上下
動用サーボモータ16によって回転される。なお、ディス
ク上下動用サーボモータ16はディスクチャンバーカバー
3bにブラケット29を介して装着されている。したがっ
て、ディスク上下動用サーボモータ16の正逆転によりス
キャンニングプレート23が上下動し（第１図示は最上位
にある）、回転ディスク５の回転軸12が上下動する。し
たがって、回転ディスク５が注入室３内を上下動してデ
ィスクの走査が行われる。この上下動に際し、回転軸12
はディスクチャンバーカバー3bおよび、ディスクカバー
3bと一体的に装着したシールプレート27にそれぞれ穿設
された長穴28を上下動する。また、スキャンニングプレ
ート23とディスクチャンバーカバー3bとの間は、注入室
３の真空を維持するために真空シール機構13が設けられ
ている。
以上の構成は公知のイオン注入装置と同一であるが、
本実施例では特に次のような構成を付加している。すな
わち、前記質量分析室１と注入室３とは、例えばベロー
ズなどのフレキシブルチューブ２で連通されている。そ
して、注入室３のディスクチャンバー3aは、イオンビー
ムラインＬを含む水平面上における注入室傾転中心11の
位置で注入室サポート22によって、前後方向（第１図で
左右方向）に揺動可能に支持されている。更に、前記デ
ィスクチャンバー3aの外面にはボールネジ６の一端が枢
着されている。このボールネジ６の他端側にはプーリ８
が螺合されているとともに、このプーリ８と並設したブ
ラケット30に軸支されている。したがって、このボール
ネジ６はプーリ８に巻回したベルト９を介して、注入角
変更用サーボコントローラ10によって制御される注入角
変更用サーボモータ７により進退される。
本実施例では特に次のような構成を付加している。すな
わち、前記質量分析室１と注入室３とは、例えばベロー
ズなどのフレキシブルチューブ２で連通されている。そ
して、注入室３のディスクチャンバー3aは、イオンビー
ムラインＬを含む水平面上における注入室傾転中心11の
位置で注入室サポート22によって、前後方向（第１図で
左右方向）に揺動可能に支持されている。更に、前記デ
ィスクチャンバー3aの外面にはボールネジ６の一端が枢
着されている。このボールネジ６の他端側にはプーリ８
が螺合されているとともに、このプーリ８と並設したブ
ラケット30に軸支されている。したがって、このボール
ネジ６はプーリ８に巻回したベルト９を介して、注入角
変更用サーボコントローラ10によって制御される注入角
変更用サーボモータ７により進退される。
次に、本実施例のイオン注入装置におけるイオン注入
角変更装置の作用を述べると、所望の注入角を注入角変
更用サーボコントローラ10にインプットすると、注入角
変更用サーボモータ７の回転によりプーリ８→ベルト９
→プーリ８が正逆転し、ボールネジ６はブラケット30に
対して進退する。その結果、ディスクチャンバー3aは注
入室傾転中心11を中心として第１図の前後α方向に傾転
するので、注入室３に内蔵された回転ディスク５はもと
より、回転軸12、スキャンニングプレート23なども一体
となって傾転する。
角変更装置の作用を述べると、所望の注入角を注入角変
更用サーボコントローラ10にインプットすると、注入角
変更用サーボモータ７の回転によりプーリ８→ベルト９
→プーリ８が正逆転し、ボールネジ６はブラケット30に
対して進退する。その結果、ディスクチャンバー3aは注
入室傾転中心11を中心として第１図の前後α方向に傾転
するので、注入室３に内蔵された回転ディスク５はもと
より、回転軸12、スキャンニングプレート23なども一体
となって傾転する。
したがって、回転ディスク５にセットされた基板４は
傾き、注入角がα方向に変更される。
傾き、注入角がα方向に変更される。
また、第３図のβ方向にも変更することができる。こ
の場合、例えば、第２図に示す注入室サポート22を図示
しないフレームを介して左右両側に設けたコロ25に支持
して、機枠31に敷設した平面視円弧状のレール26上を注
入室サポート22と注入室３を一緒に図示しない駆動装置
によって転動させることにより、注入室傾転中心11′を
回転中心としてβ方向にも傾転することができる。
の場合、例えば、第２図に示す注入室サポート22を図示
しないフレームを介して左右両側に設けたコロ25に支持
して、機枠31に敷設した平面視円弧状のレール26上を注
入室サポート22と注入室３を一緒に図示しない駆動装置
によって転動させることにより、注入室傾転中心11′を
回転中心としてβ方向にも傾転することができる。
したがって、回転ディスク５にセットされた基板４は
αの方向にもβ方向に傾けることが可能で、任意の注入
角に変更することができる。
αの方向にもβ方向に傾けることが可能で、任意の注入
角に変更することができる。
なお、本実施例はディスクスキャン方式をとっている
が、本発明はこれに限らず、ビームスキャン方式をとっ
てもよい。
が、本発明はこれに限らず、ビームスキャン方式をとっ
てもよい。
本発明によれば、回転ディスク方式のイオン注入装置
において、質量分析室と注入室をフレキシブルチューブ
によって連通し、注入室とともに回転ディスクを傾転し
て注入角をあらゆる方向に変更可能としているので、イ
オン注入中にも、ある角度の範囲で連続的に任意に注入
角を設定でき、基板におけるシャドウの防止や種々の面
方向のウォールへの注入を可能として、基板の品質を向
上することができる。
において、質量分析室と注入室をフレキシブルチューブ
によって連通し、注入室とともに回転ディスクを傾転し
て注入角をあらゆる方向に変更可能としているので、イ
オン注入中にも、ある角度の範囲で連続的に任意に注入
角を設定でき、基板におけるシャドウの防止や種々の面
方向のウォールへの注入を可能として、基板の品質を向
上することができる。
第１図は本発明の実施例の模式図における一部破断側面
図（第２図のＩ〜Ｉは矢視図）、第２図は第１図の右側
面図、第３図は第１図の一部省略上面図である。 １……質量分析室、２……フレキシブルチューブ、３…
…注入室、４……基板、５……回転ディスク、６……ボ
ールネジ、11,11′……注入室傾転中心、Ｌ……イオン
ビームライン。
図（第２図のＩ〜Ｉは矢視図）、第２図は第１図の右側
面図、第３図は第１図の一部省略上面図である。 １……質量分析室、２……フレキシブルチューブ、３…
…注入室、４……基板、５……回転ディスク、６……ボ
ールネジ、11,11′……注入室傾転中心、Ｌ……イオン
ビームライン。
Claims (1)
- 【請求項１】質量分析室と連通した注入室に内蔵され、
かつ、複数の半導体基板がセットされた回転ディスクか
らなるイオン注入装置において、前記質量分析室と注入
室とをフレキシブルチューブで連通し、かつ、該注入室
を当該イオンビームラインを含む水平軸の周りに注入室
サポートに揺動自在に支持し、かつ、注入室を注入室サ
ポートとともにイオンビームラインを含む垂直軸の周り
に転動自在に支持し、注入室揺動用駆動装置および、転
動用駆動装置により注入室を複数の半導体基板がセット
された回転ディスクとともにあらゆる方向に傾転させる
ことを特徴とするイオン注入装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63292507A JP2717822B2 (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | イオン注入装置 |
| EP89121435A EP0378782B1 (en) | 1988-11-21 | 1989-11-20 | Ion implantation apparatus for uniformly injecting an ion beam into a substrate |
| DE68916529T DE68916529T2 (de) | 1988-11-21 | 1989-11-20 | Ionenimplantationsanlage zum gleichmässigen Einschuss eines Ionenstrahls in ein Substrat. |
| AT89121435T ATE107968T1 (de) | 1988-11-21 | 1989-11-20 | Ionenimplantationsanlage zum gleichmässigen einschuss eines ionenstrahls in ein substrat. |
| KR1019890016924A KR0164841B1 (ko) | 1988-11-21 | 1989-11-21 | 이온빔을 기판에 균일하게 주입할 수 있는 이온주입장치 |
| US07/439,537 US5030835A (en) | 1988-11-21 | 1989-11-21 | Ion implantation capable of uniformly injecting an ion beam into a substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63292507A JP2717822B2 (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | イオン注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02139846A JPH02139846A (ja) | 1990-05-29 |
| JP2717822B2 true JP2717822B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=17782713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63292507A Expired - Fee Related JP2717822B2 (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | イオン注入装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5030835A (ja) |
| EP (1) | EP0378782B1 (ja) |
| JP (1) | JP2717822B2 (ja) |
| KR (1) | KR0164841B1 (ja) |
| AT (1) | ATE107968T1 (ja) |
| DE (1) | DE68916529T2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8922225D0 (en) * | 1989-10-03 | 1989-11-15 | Superion Ltd | Apparatus and methods relating to ion implantation |
| US5633506A (en) * | 1995-07-17 | 1997-05-27 | Eaton Corporation | Method and apparatus for in situ removal of contaminants from ion beam neutralization and implantation apparatuses |
| US5554854A (en) * | 1995-07-17 | 1996-09-10 | Eaton Corporation | In situ removal of contaminants from the interior surfaces of an ion beam implanter |
| US5898179A (en) * | 1997-09-10 | 1999-04-27 | Orion Equipment, Inc. | Method and apparatus for controlling a workpiece in a vacuum chamber |
| JP3064269B2 (ja) * | 1998-10-30 | 2000-07-12 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | イオン注入装置及びイオン注入方法 |
| KR100298587B1 (ko) * | 1999-11-22 | 2001-11-05 | 윤종용 | 이온 주입 장치 |
| DE10115912A1 (de) * | 2001-03-30 | 2002-10-17 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung und Verwendung einer Ionenstrahlanlage zur Durchführung des Verfahrens |
| DE10219123B4 (de) | 2002-04-29 | 2004-06-03 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Strukturierung keramischer Schichten auf Halbleitersubstanzen mit unebener Topographie |
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