JP3139378B2 - イオン注入装置 - Google Patents
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はイオン注入装置に係
り、特にシリコンウエハに酸素を打込むSIMOX 用に好適
なイオン注入装置に関する。
り、特にシリコンウエハに酸素を打込むSIMOX 用に好適
なイオン注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のイオン注入装置は、例えば、特開
平1−189845 号公報に記載のように、ウエハはイオンビ
ームに入射による温度上昇を低い値に抑えるためホルダ
とウエハに熱伝達材（ゴム等）を入れて周囲を押さえて
おり、又ウエハは円盤状に配置されていた。
平1−189845 号公報に記載のように、ウエハはイオンビ
ームに入射による温度上昇を低い値に抑えるためホルダ
とウエハに熱伝達材（ゴム等）を入れて周囲を押さえて
おり、又ウエハは円盤状に配置されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、ＳＩＭＯＸ用の
イオン注入装置が研究開発されており、このイオン注入
装置においては、数百度に加熱したシリコンウエハの所
定の深さに酸素イオンを注入し、その後、アニール処理
を行うことにより、シリコンウエハ中にＳｉＯ2の層を
形成している。このような基板上にデバイスを作成する
と、電力消費の少ない高速のデバイスの実現が可能とな
る。
イオン注入装置が研究開発されており、このイオン注入
装置においては、数百度に加熱したシリコンウエハの所
定の深さに酸素イオンを注入し、その後、アニール処理
を行うことにより、シリコンウエハ中にＳｉＯ2の層を
形成している。このような基板上にデバイスを作成する
と、電力消費の少ない高速のデバイスの実現が可能とな
る。
【０００４】しかしながら従来のイオン注入装置は半導
体プロセスで１０14〜１０15個／cm2の打込みに対し、
ＳＩＭＯＸウエハでは１０17〜１０18個／cm2の打込み
が必要であり、ウエハ周辺を押えると、その部分に酸素
が打込まれず、又、押えた材料も照射イオンによりスパ
ッタされ、ウエハの注入不純物となる。さらにウエハは
数百度の加熱状態での注入が要求される。又円盤状に配
置したウエハは、周囲を押えず遠心力用のストッパ等で
保持するとホルダ回転の遠心力により、応力集中、又温
度ムラが発生し、注入品質を低下させる。
体プロセスで１０14〜１０15個／cm2の打込みに対し、
ＳＩＭＯＸウエハでは１０17〜１０18個／cm2の打込み
が必要であり、ウエハ周辺を押えると、その部分に酸素
が打込まれず、又、押えた材料も照射イオンによりスパ
ッタされ、ウエハの注入不純物となる。さらにウエハは
数百度の加熱状態での注入が要求される。又円盤状に配
置したウエハは、周囲を押えず遠心力用のストッパ等で
保持するとホルダ回転の遠心力により、応力集中、又温
度ムラが発生し、注入品質を低下させる。
【０００５】また構成的には注入量が半導体プロセスの
２〜３桁多いため、不純物を少なくしなければならな
い。そのため、質量分離部からのスパッタ異物等を防ぐ
ため偏向磁石等付け、円板ホルダにウエハを取付けるた
め円板を垂直から水平に倒す必要があり、装置が大型と
なる。
２〜３桁多いため、不純物を少なくしなければならな
い。そのため、質量分離部からのスパッタ異物等を防ぐ
ため偏向磁石等付け、円板ホルダにウエハを取付けるた
め円板を垂直から水平に倒す必要があり、装置が大型と
なる。
【０００６】本発明の目的は、注入不純物の少ない、小
型なイオン注入装置を提供するにある。
型なイオン注入装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ウエハを複数保持する回転ホルダが円筒
あるいは７０度以上の傾斜を有する円錐を輪切りにした
筒形状であり、ウエハはその内側に熱絶縁が施されて回
転ホルダに取付けられていることを特徴とする。
に、本発明は、ウエハを複数保持する回転ホルダが円筒
あるいは７０度以上の傾斜を有する円錐を輪切りにした
筒形状であり、ウエハはその内側に熱絶縁が施されて回
転ホルダに取付けられていることを特徴とする。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】また好ましくは、ウエハホルダを取付面と
垂直に往復運動させる機構を備えている。
垂直に往復運動させる機構を備えている。
【００１４】
【００１５】さらに好ましくは、ホルダとウエハ間を導
電材（たとえばシリコン）で接触面積を少なく支持する
か、あるいは導電材のウエハ支持板を熱伝導率の小さい
材料で支持すると同時に、支持板を電気的にホルダを接
続する。
電材（たとえばシリコン）で接触面積を少なく支持する
か、あるいは導電材のウエハ支持板を熱伝導率の小さい
材料で支持すると同時に、支持板を電気的にホルダを接
続する。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例によるイ
オン注入装置の回転ホルダの斜視図である。１は円筒状
の回転ホルダで、２はウエハである。円筒状の回転ホル
ダ１の内側にウエハ２を取付けて回転すると、ウエハ２
の遠心力はウエハ面と直角に動き、その力は回転ホルダ
１のホルダ半径が５００mm，回転数が５００rpm 以上で
はウエハ２の重さの１００倍以上であり、ウエハ周辺を
押える必要はなく、又注入不純物の少ない回転ホルダ１
が得られる。
オン注入装置の回転ホルダの斜視図である。１は円筒状
の回転ホルダで、２はウエハである。円筒状の回転ホル
ダ１の内側にウエハ２を取付けて回転すると、ウエハ２
の遠心力はウエハ面と直角に動き、その力は回転ホルダ
１のホルダ半径が５００mm，回転数が５００rpm 以上で
はウエハ２の重さの１００倍以上であり、ウエハ周辺を
押える必要はなく、又注入不純物の少ない回転ホルダ１
が得られる。
【００１７】図２は回転ホルダが７０゜以上の傾斜を有
する図１の変形例であり、作用としては図１と同一であ
る。
する図１の変形例であり、作用としては図１と同一であ
る。
【００１８】図３はイオン注入装置構成の本発明の一実
施例であり、図１の円筒状の回転ホルダ１を垂直に取付
けた場合の平面図である。イオン注入装置は、イオンビ
ームを発生させるイオン源１０、そのビームの質量分離
を行う質量分離用磁石９、分離されたビームを加速する
加速管８、そのビームの形状を制御する四重極マグネッ
ト７、さらに質量分離用磁石９や加速管８で発生したス
パッタ物を除去するための偏向磁石５、この偏向磁石５
で曲げられた純度の高いビームを受けるウエハ２、それ
を保持する回転ホルダ１、これらを囲う真空容器４等で
構成され、回転ホルダ１が偏向磁石５の外側を廻り、水
平方向に移動できるようにすることにより、装置を小型
化できる。又この場合においてウエハ２の交換はウエハ
２が水平の位置になる所で行うことにより、従来と同一
方法で実施可能である。尚、円筒状の回転ホルダ１を水
平に取付けた場合は、どこの位置でもウエハの交換が可
能となる。
施例であり、図１の円筒状の回転ホルダ１を垂直に取付
けた場合の平面図である。イオン注入装置は、イオンビ
ームを発生させるイオン源１０、そのビームの質量分離
を行う質量分離用磁石９、分離されたビームを加速する
加速管８、そのビームの形状を制御する四重極マグネッ
ト７、さらに質量分離用磁石９や加速管８で発生したス
パッタ物を除去するための偏向磁石５、この偏向磁石５
で曲げられた純度の高いビームを受けるウエハ２、それ
を保持する回転ホルダ１、これらを囲う真空容器４等で
構成され、回転ホルダ１が偏向磁石５の外側を廻り、水
平方向に移動できるようにすることにより、装置を小型
化できる。又この場合においてウエハ２の交換はウエハ
２が水平の位置になる所で行うことにより、従来と同一
方法で実施可能である。尚、円筒状の回転ホルダ１を水
平に取付けた場合は、どこの位置でもウエハの交換が可
能となる。
【００１９】図４は回転ホルダ１の回転状態でのウエハ
２の保持状態を示している本発明の一実施例であり、回
転ホルダ１より熱絶縁材で柱１２を立てその上に導電材
の支持板１１を付け、導体１３により回転ホルダ１と接
続することにより、回転中のウエハ２は回転ホルダ１と
同電位であるが、ほぼ熱絶縁されており、遠心力ｆによ
り落ちることがなく、周囲の押え金具もなく、熱的，不
純物的に良好なホルダを提供できる。また回転ホルダが
円錐筒状のものは、ウエハ交換をやりやすくするためホ
ルダを傾斜させて回転の１地点でウエハが垂直あるいは
水平になるようにする。 さらに、偏向磁石の外側をウエ
ハホルダが動けるように配置することにより装置は大幅
に小型化される。
２の保持状態を示している本発明の一実施例であり、回
転ホルダ１より熱絶縁材で柱１２を立てその上に導電材
の支持板１１を付け、導体１３により回転ホルダ１と接
続することにより、回転中のウエハ２は回転ホルダ１と
同電位であるが、ほぼ熱絶縁されており、遠心力ｆによ
り落ちることがなく、周囲の押え金具もなく、熱的，不
純物的に良好なホルダを提供できる。また回転ホルダが
円錐筒状のものは、ウエハ交換をやりやすくするためホ
ルダを傾斜させて回転の１地点でウエハが垂直あるいは
水平になるようにする。 さらに、偏向磁石の外側をウエ
ハホルダが動けるように配置することにより装置は大幅
に小型化される。
【００２０】
【発明の効果】本発明によればウエハへの注入不純物の
少ない、小型のイオン注入装置を提供できる。
少ない、小型のイオン注入装置を提供できる。
【図１】本発明の一実施例による回転ホルダの斜視図で
ある。
ある。
【図２】本発明の一実施例による円錐筒形状の回転ホル
ダの斜視図である。
ダの斜視図である。
【図３】本発明の一実施例によるイオン注入装置の全体
構成図である。
構成図である。
【図４】本発明の一実施例による回転ホルダの回転時に
おけるウエハの保持方法の断面図である。
おけるウエハの保持方法の断面図である。
１，３…回転ホルダ、２…ウエハ、４…真空容器、５…
偏向磁石、６…ドア、７…四重極マグネット、８…加速
管、９…質量分離用磁石、１０…イオン源、１１…支持
板、１２…熱絶縁体の柱、１３…導体。
偏向磁石、６…ドア、７…四重極マグネット、８…加速
管、９…質量分離用磁石、１０…イオン源、１１…支持
板、１２…熱絶縁体の柱、１３…導体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 37/317
Claims (6)
- 【請求項１】イオン源から取り出されたイオンビームを
ウエハに打込むイオン注入装置において、前記ウエハを
複数保持する回転ホルダが円筒あるいは７０度以上の傾
斜を有する円錐を輪切りにした筒形状であり、前記ウエ
ハは、その内側に熱絶縁が施されて前記回転ホルダに取
付けられていることを特徴とするイオン注入装置。 - 【請求項２】イオン源から取り出されたイオンビームを
ウエハに打込むイオン注入装置において、前記ウエハを
複数保持する回転ホルダが７０度以上の傾斜を有する円
錐を輪切りにした筒形状であり、回転のいずれかの位置
で前記ウエハが水平あるいは垂直となるように傾斜させ
てあることを特徴とするイオン注入装置。 - 【請求項３】イオン源から取り出されたイオンビーム
を、不純物注入低減用のビーム偏向磁石を介してウエハ
に打込むイオン注入装置において、前記ウエハを複数保
持する回転ホルダが円筒あるいは７０度以上の傾斜を有
する円錐を輪切りにした筒形状であり、前記偏向磁石の
外側を回転ホルダが移動可能としたことを特徴とするイ
オン注入装置。 - 【請求項４】前記ウエハとホルダの間は熱絶縁されてい
るが電気的には接続された構造を有することを特徴とす
る請求項１記載のイオン注入装置。 - 【請求項５】前記ウエハとホルダの間は、導電材で接触
面積を少なく支持するか、あるいは導電材のウエハ支持
板を熱伝導率の小さい材料で支持すると同時に支持板を
電気的にホルダに接続したことを特徴とする請求項１記
載のイオン注入装置。 - 【請求項６】前記回転ホルダは垂直、あるいは水平に配
置され、垂直のものにあっては水平に、水平のものにあ
っては垂直の往復運動機能を有することを特徴とする請
求項１から５のいずれかに記載のイオン注入装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08173286A JP3139378B2 (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | イオン注入装置 |
| US08/886,408 US5932883A (en) | 1996-07-03 | 1997-07-01 | Ion implanter for implanting ion on wafer with low contamination |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08173286A JP3139378B2 (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | イオン注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1021867A JPH1021867A (ja) | 1998-01-23 |
| JP3139378B2 true JP3139378B2 (ja) | 2001-02-26 |
Family
ID=15957640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08173286A Expired - Fee Related JP3139378B2 (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | イオン注入装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5932883A (ja) |
| JP (1) | JP3139378B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6130436A (en) * | 1998-06-02 | 2000-10-10 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Acceleration and analysis architecture for ion implanter |
| US6608315B1 (en) * | 2000-11-01 | 2003-08-19 | Kourosh Saadatmand | Mechanism for prevention of neutron radiation in ion implanter beamline |
| KR100664375B1 (ko) | 2004-12-15 | 2007-01-02 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 이온 주입 장치 |
| US8015590B2 (en) | 2004-12-30 | 2011-09-06 | Mondo Systems, Inc. | Integrated multimedia signal processing system using centralized processing of signals |
| US7653447B2 (en) | 2004-12-30 | 2010-01-26 | Mondo Systems, Inc. | Integrated audio video signal processing system using centralized processing of signals |
| JP4795755B2 (ja) * | 2005-08-25 | 2011-10-19 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 半導体基板の製造装置 |
| KR101915753B1 (ko) * | 2010-10-21 | 2018-11-07 | 삼성디스플레이 주식회사 | 이온 주입 시스템 및 이를 이용한 이온 주입 방법 |
| US8378317B1 (en) | 2011-09-07 | 2013-02-19 | Gtat Corporation | Ion implant apparatus and method of ion implantation |
| US8633458B2 (en) | 2011-11-15 | 2014-01-21 | Gtat Corporation | Ion implant apparatus and a method of implanting ions |
| US11127558B1 (en) * | 2020-03-23 | 2021-09-21 | Applied Materials, Inc. | Thermally isolated captive features for ion implantation systems |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2582552B2 (ja) * | 1986-05-29 | 1997-02-19 | 三菱電機株式会社 | イオン注入装置 |
| US5040484A (en) * | 1987-05-04 | 1991-08-20 | Varian Associates, Inc. | Apparatus for retaining wafers |
| JPH01189845A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-07-31 | Toshiba Corp | イオン注入装置 |
| FR2660106B1 (fr) * | 1990-03-23 | 1994-05-13 | Commissariat A Energie Atomique | Dispositif pour rendre homogene l'implantation d'ions sur la surface d'echantillons plans. |
| US5440132A (en) * | 1994-03-30 | 1995-08-08 | Texas Instruments Incorporated | Systems and methods for controlling the temperature and uniformity of a wafer during a SIMOX implantation process |
-
1996
- 1996-07-03 JP JP08173286A patent/JP3139378B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-07-01 US US08/886,408 patent/US5932883A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1021867A (ja) | 1998-01-23 |
| US5932883A (en) | 1999-08-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |