JP3451777B2 - イオンシャワードーピング方法 - Google Patents
イオンシャワードーピング方法Info
- Publication number
- JP3451777B2 JP3451777B2 JP03325195A JP3325195A JP3451777B2 JP 3451777 B2 JP3451777 B2 JP 3451777B2 JP 03325195 A JP03325195 A JP 03325195A JP 3325195 A JP3325195 A JP 3325195A JP 3451777 B2 JP3451777 B2 JP 3451777B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- gas
- chamber
- substrate
- doping method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオンシャワードーピ
ング方法に関する。
ング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶ディスプレイ等の製造工程では、反
応性ガスをプラズマ化して得られたイオンビームを大面
積（３００ｍｍ角以上）のガラス基板上の薄膜シリコン
層に照射して所望の不純物をドーピングする処理が行わ
れる。このようなイオンビームによるドーピング処理を
行う場合、偏向磁石を用いないイオンシャワードーピン
グ装置が用いられている。
応性ガスをプラズマ化して得られたイオンビームを大面
積（３００ｍｍ角以上）のガラス基板上の薄膜シリコン
層に照射して所望の不純物をドーピングする処理が行わ
れる。このようなイオンビームによるドーピング処理を
行う場合、偏向磁石を用いないイオンシャワードーピン
グ装置が用いられている。
【０００３】図３は従来のイオンシャワードーピング装
置の概念図である。
置の概念図である。
【０００４】この種の装置に用いられるイオン源は、同
図に示すようにプラズマ室であるチャンバ１内の上部中
央に熱電子放出用フィラメント２を設け、チャンバ１の
周囲にリング状の永久磁石３〜７を極性を交互にして複
数配設し、チャンバ１の下部開口部にビーム引出し電極
系８を設けて概略構成されている。
図に示すようにプラズマ室であるチャンバ１内の上部中
央に熱電子放出用フィラメント２を設け、チャンバ１の
周囲にリング状の永久磁石３〜７を極性を交互にして複
数配設し、チャンバ１の下部開口部にビーム引出し電極
系８を設けて概略構成されている。
【０００５】このイオン源は、ガス導入口９からチャン
バ１内（プラズマ室）に導入される作動ガスにフィラメ
ント２から放出される電子を作用させてプラズマを生成
し、これを永久磁石３〜７の磁場によってチャンバ１内
に閉じ込めつつ、ビーム引出し電極９によって電界を印
加することでプラズマ中のイオンをイオン閉込め電極１
０を通して引出し、これを加速電極１１の電界で加速し
てイオンビームＩＢを発生させる。発生したイオンビー
ムＩＢは破線で示す注入室１２内に配置される基板（図
示せず）に照射される。
バ１内（プラズマ室）に導入される作動ガスにフィラメ
ント２から放出される電子を作用させてプラズマを生成
し、これを永久磁石３〜７の磁場によってチャンバ１内
に閉じ込めつつ、ビーム引出し電極９によって電界を印
加することでプラズマ中のイオンをイオン閉込め電極１
０を通して引出し、これを加速電極１１の電界で加速し
てイオンビームＩＢを発生させる。発生したイオンビー
ムＩＢは破線で示す注入室１２内に配置される基板（図
示せず）に照射される。
【０００６】ところでこのようなイオンシャワードーピ
ング装置を用いて基板にリンの注入を行う場合、装置内
に不純物（リン以外の元素）が存在すると基板に不純物
が注入されるので、複数の装置を用意しておきそれぞれ
注入すべきイオン種のみの専用機として使用されるのが
好ましい。
ング装置を用いて基板にリンの注入を行う場合、装置内
に不純物（リン以外の元素）が存在すると基板に不純物
が注入されるので、複数の装置を用意しておきそれぞれ
注入すべきイオン種のみの専用機として使用されるのが
好ましい。
【０００７】しかし、そのため複数の装置を用意するの
は不経済であり、設置場所も必要となるので１台の装置
の注入イオン種を変更することによりイオン注入が行わ
れることが多い。またこのようにしても装置を保守点検
する場合には大気開放しなければならず、空気中の不純
物が装置内に侵入してしまう。
は不経済であり、設置場所も必要となるので１台の装置
の注入イオン種を変更することによりイオン注入が行わ
れることが多い。またこのようにしても装置を保守点検
する場合には大気開放しなければならず、空気中の不純
物が装置内に侵入してしまう。
【０００８】そこでこのような場合にはイオン注入を行
う前に装置で使用するガスとは異なるガス、例えばふっ
素系ガス等装置使用するガスとは異なるガスを用いて装
置の内壁の表面をエッチングすることによりクリーニン
グしていた。
う前に装置で使用するガスとは異なるガス、例えばふっ
素系ガス等装置使用するガスとは異なるガスを用いて装
置の内壁の表面をエッチングすることによりクリーニン
グしていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ふっ素
系ガス等の特殊なガスは人体に有害であり、ユーティリ
ティが必要でありその取扱いが面倒である。
系ガス等の特殊なガスは人体に有害であり、ユーティリ
ティが必要でありその取扱いが面倒である。
【００１０】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、装置使用されるガスだけで効果的なクリーニングが
できるイオンシャワードーピング方法を提供することに
ある。
し、装置使用されるガスだけで効果的なクリーニングが
できるイオンシャワードーピング方法を提供することに
ある。
【００１１】
【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、イオン源と注入室とを有する真空容器内で
該イオン源からのイオンビームにより上記注入室内に配
置された基板にイオンを注入するイオンシャワードーピ
ング方法において、上記注入室にバルブを介して複数種
のガスを供給するパイプを接続し、イオン種を切り替え
る場合、上記注入室内に基板を配置する前に、切り替え
るイオン種となるガスを上記パイプからバルブを介して
上記注入室内に供給してエージングを行うものである。
に本発明は、イオン源と注入室とを有する真空容器内で
該イオン源からのイオンビームにより上記注入室内に配
置された基板にイオンを注入するイオンシャワードーピ
ング方法において、上記注入室にバルブを介して複数種
のガスを供給するパイプを接続し、イオン種を切り替え
る場合、上記注入室内に基板を配置する前に、切り替え
るイオン種となるガスを上記パイプからバルブを介して
上記注入室内に供給してエージングを行うものである。
【００１２】上記構成に加え本発明は、切り替えるイオ
ン種がリンの場合にはガスとして水素ガス又はホスフィ
ンと水素との混合ガスを用い、切り替えるイオン種がボ
ロンの場合にはジボランと水素との混合ガスを用いるも
のである。
ン種がリンの場合にはガスとして水素ガス又はホスフィ
ンと水素との混合ガスを用い、切り替えるイオン種がボ
ロンの場合にはジボランと水素との混合ガスを用いるも
のである。
【００１３】上記構成に加え本発明のエージングは、１
０ＫｅＶ以上の電圧、１０μＡ／ｃｍ2 以上の電流密度
でイオンビームを発生させたまま１．５時間以上放置さ
せることにより行うものである。
０ＫｅＶ以上の電圧、１０μＡ／ｃｍ2 以上の電流密度
でイオンビームを発生させたまま１．５時間以上放置さ
せることにより行うものである。
【００１４】
【作用】上記構成によれば、注入すべきイオン種を切り
替える場合、真空容器内に基板を配置する前に、切り替
えるイオン種となるガスを真空容器内に供給してイオン
ビームを発生させると、前回注入した不要なイオン種の
残留分を注入すべきイオン種により容器内壁からたたき
出す（スパッタリング）ことができる。あるいは真空容
器内表面を注入すべきイオン種でイオン注入したことに
なる。このような状態になった後真空容器内に基板を配
置してイオンビームを照射すると基板には注入すべきイ
オンだけが注入される。
替える場合、真空容器内に基板を配置する前に、切り替
えるイオン種となるガスを真空容器内に供給してイオン
ビームを発生させると、前回注入した不要なイオン種の
残留分を注入すべきイオン種により容器内壁からたたき
出す（スパッタリング）ことができる。あるいは真空容
器内表面を注入すべきイオン種でイオン注入したことに
なる。このような状態になった後真空容器内に基板を配
置してイオンビームを照射すると基板には注入すべきイ
オンだけが注入される。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
て詳述する。
【００１６】図１は本発明のイオンシャワードーピング
方法を適用した一実施例の概念図である。
方法を適用した一実施例の概念図である。
【００１７】同図において、２０は図３に示したものと
同様なイオン源であり、２１は図にはない基板にイオン
注入を行う注入室（真空容器）である。注入室２１には
バルブ２２〜２４を介して装置使用される複数種のガス
（Ｈ2 、ＰＨ3 ／Ｈ2 、Ｂ2 Ｈ6 ／Ｈ2 ）を供給するパ
イプ２５〜２７が接続されている。パイプ２５にはＨ2
ガスボンベが、パイプ２６にはＰＨ3 （ホスフィン）／
Ｈ2 （５％希釈）ガスボンベが、パイプ２７にはＢ2 Ｈ
6 （ジボラン）／Ｈ2 （５％希釈）ガスボンベ（いずれ
も図示せず）がそれぞれ接続されている。
同様なイオン源であり、２１は図にはない基板にイオン
注入を行う注入室（真空容器）である。注入室２１には
バルブ２２〜２４を介して装置使用される複数種のガス
（Ｈ2 、ＰＨ3 ／Ｈ2 、Ｂ2 Ｈ6 ／Ｈ2 ）を供給するパ
イプ２５〜２７が接続されている。パイプ２５にはＨ2
ガスボンベが、パイプ２６にはＰＨ3 （ホスフィン）／
Ｈ2 （５％希釈）ガスボンベが、パイプ２７にはＢ2 Ｈ
6 （ジボラン）／Ｈ2 （５％希釈）ガスボンベ（いずれ
も図示せず）がそれぞれ接続されている。
【００１８】次に実施例の作用を述べる。
【００１９】(1) 前回注入したイオン種がＰ（リン）で
あり、今回注入するイオン種がＢ（ボロン）の場合。
あり、今回注入するイオン種がＢ（ボロン）の場合。
【００２０】バルブ２４のみ開けて注入室２１内にＢ2
Ｈ6 ／Ｈ2 ガスを供給すると、真空容器（イオン源２０
及び注入室２１）内にＢ2 Ｈ6 ／Ｈ2 ガスが充満する。
このような状態で、１０ＫｅＶ以上の電圧、１０μＡ／
ｃｍ2 以上の電流密度でイオンビームＩＢを発生させた
まま１．５時間以上放置させる。これによりイオン源２
０や注入室２１の内壁、イオン源２０の電極等の表面付
近にはＢが注入される。このためＰでコーティングされ
ていた装置の内壁等が新たにＢでコーティングされるこ
とと同等となる。
Ｈ6 ／Ｈ2 ガスを供給すると、真空容器（イオン源２０
及び注入室２１）内にＢ2 Ｈ6 ／Ｈ2 ガスが充満する。
このような状態で、１０ＫｅＶ以上の電圧、１０μＡ／
ｃｍ2 以上の電流密度でイオンビームＩＢを発生させた
まま１．５時間以上放置させる。これによりイオン源２
０や注入室２１の内壁、イオン源２０の電極等の表面付
近にはＢが注入される。このためＰでコーティングされ
ていた装置の内壁等が新たにＢでコーティングされるこ
とと同等となる。
【００２１】このようなエージングを行った後注入室２
１内に基板を配置し、イオン種をＢとしてイオン源２０
を作動させると基板へはＢのイオンビームが照射され
る。基板に照射されなかったイオンビームが注入室内の
内壁等に照射されても内壁表面のＢがイオン化されるだ
けなので、基板へのコンタミネーションはＰ／Ｂ＜０．
０１となる。
１内に基板を配置し、イオン種をＢとしてイオン源２０
を作動させると基板へはＢのイオンビームが照射され
る。基板に照射されなかったイオンビームが注入室内の
内壁等に照射されても内壁表面のＢがイオン化されるだ
けなので、基板へのコンタミネーションはＰ／Ｂ＜０．
０１となる。
【００２２】(2) 前回注入したイオン種がＢであり、今
回注入するイオン種がＰの場合。
回注入するイオン種がＰの場合。
【００２３】バルブ２３のみ開けて注入室２１内にＰＨ
3 ／Ｈ2 ガスを供給すると、イオン源２０及び注入室２
１がＰＨ3 ／Ｈ2 ガスで充満する。このような状態で１
０ＫｅＶ以上の電圧、１０μＡ／ｃｍ2 以上の電流密度
でイオンビームＩＢを発生させたまま１．５時間以上放
置させる。これにより装置の内壁等の表面付近にはＰが
注入される。すなわちＢでコーティングされていた装置
の内壁や電極等が新たにＰでコーティングされることと
同等となる。
3 ／Ｈ2 ガスを供給すると、イオン源２０及び注入室２
１がＰＨ3 ／Ｈ2 ガスで充満する。このような状態で１
０ＫｅＶ以上の電圧、１０μＡ／ｃｍ2 以上の電流密度
でイオンビームＩＢを発生させたまま１．５時間以上放
置させる。これにより装置の内壁等の表面付近にはＰが
注入される。すなわちＢでコーティングされていた装置
の内壁や電極等が新たにＰでコーティングされることと
同等となる。
【００２４】このようなエージングを行った後注入室２
１内に基板を配置し、イオン種をＰとしてイオン源を作
動させると基板へはＰのイオンビームが照射される。基
板に照射されなかったイオンビームが注入室２１内の内
壁等に照射されても内壁表面のＰがイオン化されるだけ
となり、基板へのコンタミネーションはＢ／Ｐ＜０．０
１となる。
１内に基板を配置し、イオン種をＰとしてイオン源を作
動させると基板へはＰのイオンビームが照射される。基
板に照射されなかったイオンビームが注入室２１内の内
壁等に照射されても内壁表面のＰがイオン化されるだけ
となり、基板へのコンタミネーションはＢ／Ｐ＜０．０
１となる。
【００２５】なお、バルブ２２のみ開けてＨ2 ガスを注
入室２１内に供給しても同様の効果が得られる。
入室２１内に供給しても同様の効果が得られる。
【００２６】図２は真空容器内のエージングを行った後
のＳＩＭＳ（二次イオン質量分析）結果を示す図であ
り、横軸が深さ、縦軸が強度をそれぞれ示している。
のＳＩＭＳ（二次イオン質量分析）結果を示す図であ
り、横軸が深さ、縦軸が強度をそれぞれ示している。
【００２７】これは５％のＰＨ3 ／Ｈ2 ガスによるイオ
ンビームを発生した後で、５％Ｂ 2 Ｈ6 ／Ｈ2 ガスによ
り１０ＫｅＶ／１０μＡ／ｃｍ2 のイオンビームを１．
５時間照射し、単結晶Ｓｉウエハに５％のＢ2 Ｈ6 ／Ｈ
2 ガスによるイオンビームで８０ＫｅＶ／１０μＡ／ｃ
ｍ2 、３．５Ｅ１５ １／ｃｍ2 打ち込んだもののＳＩ
ＭＳ結果である。
ンビームを発生した後で、５％Ｂ 2 Ｈ6 ／Ｈ2 ガスによ
り１０ＫｅＶ／１０μＡ／ｃｍ2 のイオンビームを１．
５時間照射し、単結晶Ｓｉウエハに５％のＢ2 Ｈ6 ／Ｈ
2 ガスによるイオンビームで８０ＫｅＶ／１０μＡ／ｃ
ｍ2 、３．５Ｅ１５ １／ｃｍ2 打ち込んだもののＳＩ
ＭＳ結果である。
【００２８】同図よりＳｉウエハ表面付近（深さ０．５
μｍまで）においてＢが１０20ａｔｍ／ｃｍ3 程度なの
に対し、Ｐは１０17ａｔｍ／ｃｍ3 程度である。すなわ
ちコンタミネーションが１／１０3 程度しかなく効果的
にクリーニングされたのが分かる。
μｍまで）においてＢが１０20ａｔｍ／ｃｍ3 程度なの
に対し、Ｐは１０17ａｔｍ／ｃｍ3 程度である。すなわ
ちコンタミネーションが１／１０3 程度しかなく効果的
にクリーニングされたのが分かる。
【００２９】以上において本実施例によれば、イオン種
を切り替える場合、イオン注入を行う前に切り替えるイ
オン種となるガスを真空容器内に供給して真空容器内の
エージングを行うので、装置使用されるガスだけで効果
的なクリーニングができる。
を切り替える場合、イオン注入を行う前に切り替えるイ
オン種となるガスを真空容器内に供給して真空容器内の
エージングを行うので、装置使用されるガスだけで効果
的なクリーニングができる。
【００３０】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００３１】イオン種を切り替える場合、イオン注入を
行う前に切り替えるイオン種となるガスを真空容器内に
供給して真空容器内のエージングを行うので、装置使用
されるガスだけで効果的なクリーニングができる。
行う前に切り替えるイオン種となるガスを真空容器内に
供給して真空容器内のエージングを行うので、装置使用
されるガスだけで効果的なクリーニングができる。
【図１】本発明のイオンシャワードーピング方法を適用
した一実施例の概念図である。
した一実施例の概念図である。
【図２】真空容器内のエージングを行った後のＳＩＭＳ
（二次イオン質量分析）結果を示す図である。
（二次イオン質量分析）結果を示す図である。
【図３】従来のイオンシャワードーピング装置の概念図
である。
である。
２０ イオン源
２１ 真空容器（注入室）
２２〜２４ バルブ
２５〜２７ パイプ
ＩＢ イオンビーム
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−267475（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−78954（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−134928（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/265
H01L 21/3065
Claims (3)
- 【請求項１】 イオン源と注入室とを有する真空容器内
で該イオン源からのイオンビームにより上記注入室内に
配置された基板にイオンを注入するイオンシャワードー
ピング方法において、上記注入室にバルブを介して複数
種のガスを供給するパイプを接続し、イオン種を切り替
える場合、上記注入室内に基板を配置する前に、切り替
えるイオン種となるガスを上記パイプからバルブを介し
て上記注入室内に供給してエージングを行うことを特徴
とするイオンシャワードーピング方法。 - 【請求項２】 上記切り替えるイオン種がリンの場合に
は上記ガスとして水素ガス又はホスフィンと水素との混
合ガスを用い、上記切り替えるイオン種がボロンの場合
にはジボランと水素との混合ガスを用いる請求項１記載
のイオンシャワードーピング方法。 - 【請求項３】 上記エージングは、１０ＫｅＶ以上の電
圧、１０μＡ／ｃｍ2 以上の電流密度でイオンビームを
発生させたまま１．５時間以上放置させることにより行
う請求項２記載のイオンシャワードーピング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03325195A JP3451777B2 (ja) | 1995-02-22 | 1995-02-22 | イオンシャワードーピング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03325195A JP3451777B2 (ja) | 1995-02-22 | 1995-02-22 | イオンシャワードーピング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08236470A JPH08236470A (ja) | 1996-09-13 |
| JP3451777B2 true JP3451777B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=12381285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03325195A Expired - Fee Related JP3451777B2 (ja) | 1995-02-22 | 1995-02-22 | イオンシャワードーピング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3451777B2 (ja) |
-
1995
- 1995-02-22 JP JP03325195A patent/JP3451777B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08236470A (ja) | 1996-09-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4345895B2 (ja) | イオン源の運転方法およびイオン注入装置 | |
| JP4099804B2 (ja) | ワークピースの表面を処理する方法及びその装置 | |
| JP4178330B2 (ja) | プラズマ注入システム | |
| KR100395272B1 (ko) | 플라즈마도핑이온주입프로세스에서도우즈균일성을얻기위한장치 | |
| CN1165981C (zh) | 监测电荷中和过程的方法和装置 | |
| JP4326756B2 (ja) | ドーピング方法、ドーピング装置の制御システム、およびドーピング装置 | |
| US4851668A (en) | Ion source application device | |
| JPH1125894A (ja) | プラズマイオンシャワー試料処理装置とその方法 | |
| US20030038246A1 (en) | Helium ion generation method and apparatus | |
| JP3099819B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3451777B2 (ja) | イオンシャワードーピング方法 | |
| JPS6380534A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JPH08165563A (ja) | 電子ビームアニール装置 | |
| JPH03134947A (ja) | イオン注入装置および電荷中和器 | |
| JP2000306543A (ja) | イオン注入装置 | |
| CN114373675A (zh) | 一种离子注入方法、离子注入设备以及形成轻掺杂源漏区的方法 | |
| JP2936950B2 (ja) | イオン注入方法 | |
| KR100230806B1 (ko) | 반도체 제조장치 | |
| JP3473219B2 (ja) | イオンビーム発生装置 | |
| JPH04368763A (ja) | イオン照射処理装置 | |
| JPH08253860A (ja) | イオン注入装置 | |
| JPH03102755A (ja) | イオン注入方法 | |
| JP2007335813A (ja) | イオンドーピング装置 | |
| JPH11242944A (ja) | 金属イオン注入装置 | |
| JPH01154435A (ja) | イオン注入装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080718 Year of fee payment: 5 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080718 Year of fee payment: 5 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080718 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090718 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090718 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100718 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110718 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110718 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120718 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |