JP3498238B2 - Ion implantation method and apparatus - Google Patents

Ion implantation method and apparatus

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JP3498238B2
JP3498238B2 JP02362698A JP2362698A JP3498238B2 JP 3498238 B2 JP3498238 B2 JP 3498238B2 JP 02362698 A JP02362698 A JP 02362698A JP 2362698 A JP2362698 A JP 2362698A JP 3498238 B2 JP3498238 B2 JP 3498238B2
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【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention 【発明の属する技術分野】TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

【0001】本発明は、イオン注入方法および装置に係
り、特に、ウエハを用いて半導体などのデバイスあるい
は埋め込み酸化膜を形成する際、ウエハに不純物を注入
するのに好適なイオン注入方法および装置に関する。
The present invention relates to an ion implantation method and apparatus, and more particularly to an ion implantation method and apparatus suitable for implanting impurities into a wafer when a device such as a semiconductor or a buried oxide film is formed using the wafer. .

【従来の技術】[Prior art]

【0002】従来、イオン注入装置として、真空容器内
の回転円板に円状に配置されてウエハを保持する複数の
ウエハホルダと、回転円板を回転駆動する回転駆動装置
と、回転円板の回転時にウエハホルダに保持されたウエ
ハに向けてイオンを照射するイオン照射源とを備えたも
のが知られている。この種のイオン注入装置において
は、ウエハに均一にイオンを照射するために、回転円板
を回転するとともに、回転円板をほぼ半円弧状あるいは
直線状にスキャンしながらウエハホルダ上のウエハにイ
オンを注入する方法が採用されている。このときウエハ
は回転円板の回転による遠心力によってウエハホルダに
固定されるようになっている。この回転円板の回転数は
ウエハ温度やイオン注入の均一性などから決定され、こ
の回転数によってウエハに対する抑え力が決定されるよ
うになっている。
Conventionally, as an ion implantation apparatus, a plurality of wafer holders arranged in a circular shape on a rotary disk in a vacuum container to hold wafers, a rotary drive device for rotationally driving the rotary disk, and rotation of the rotary disk. What is provided with an ion irradiation source that irradiates ions toward a wafer held by a wafer holder at times is known. In this type of ion implantation apparatus, in order to uniformly irradiate the wafer with ions, the rotating disk is rotated, and while scanning the rotating disk in a substantially semi-circular or linear shape, the wafer on the wafer holder is irradiated with the ions. The method of injection is adopted. At this time, the wafer is fixed to the wafer holder by the centrifugal force generated by the rotation of the rotating disk. The rotation speed of the rotating disk is determined based on the wafer temperature, the uniformity of ion implantation, and the like, and the rotation speed determines the holding force for the wafer.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be Solved by the Invention]

【0003】従来技術では、回転円板の回転数によって
定まる抑え力によってウエハを各ウエハホルダに固定す
る構成を採用するだけで、ウエハとウエハホルダとの接
触抵抗(電気的接触)については十分に配慮されておら
ず、ウエハとウエハホルダとの間の接触抵抗を十分に小
さくすることができず、注入されるイオンビームによっ
てウエハが帯電し、この帯電に伴ってウエハとウエハホ
ルダ間で放電が起こり、この放電に伴ってごみが発生す
ることがある。放電によるごみがウエハに付着すると、
ウエハにピンホール(未注入領域)などが生じウエハの
製品不良を起こすとともに、歩留まりが低下する。
In the prior art, the contact resistance (electrical contact) between the wafer and the wafer holder is sufficiently taken into consideration only by adopting the structure in which the wafer is fixed to each wafer holder by the restraining force determined by the rotation speed of the rotating disk. However, the contact resistance between the wafer and the wafer holder cannot be made sufficiently small, the wafer is charged by the injected ion beam, and a discharge occurs between the wafer and the wafer holder due to this charging. Garbage may be generated due to. If dust from the discharge adheres to the wafer,
Pinholes (non-implanted regions) are generated on the wafer, which causes product defects on the wafer and reduces the yield.

【0004】本発明の目的は、ウエハの帯電に伴ってウ
エハとウエハホルダ間で放電が発生するのを防止するこ
とができるイオン注入方法および装置を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide an ion implantation method and apparatus which can prevent discharge from occurring between a wafer and a wafer holder due to the charging of the wafer.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

【0005】前記目的を達成するために、本発明は、ウ
エハホルダにウエハを搭載し、ウエハが搭載されたウエ
ハホルダを回転し、ウエハホルダの回転時にウエハをウ
エハホルダに保持し、ウエハをウエハホルダに保持する
際のウエハとウエハホルダ間の接触面圧力を150gf
/cm〜200gf/cmに維持した状態でウエハ
にイオンを注入するイオン注入方法を採用したものであ
る。
In order to achieve the above object, the present invention is a method of mounting a wafer on a wafer holder, rotating the wafer holder on which the wafer is mounted, holding the wafer on the wafer holder when the wafer holder rotates, and holding the wafer on the wafer holder. The contact surface pressure between the wafer and the wafer holder of 150gf
/ Cm 2 to 200 gf / cm 2 , the ion implantation method of implanting ions into the wafer is adopted.

【0006】また、本発明は、回転板に固定されたウエ
ハホルダにウエハを搭載し、ウエハが搭載されたウエハ
ホルダを回転板の回転に伴って回転し、ウエハホルダの
回転時にウエハを回転板の回転面に対して傾斜させた状
態でウエハホルダに保持し、ウエハをウエハホルダに保
持する際のウエハとウエハホルダ間の接触面圧力を15
0gf/cm〜200gf/cmに維持した状態で
ウエハにイオンを注入するイオン注入方法を採用したも
のである。
Further, according to the present invention, a wafer is mounted on a wafer holder fixed to a rotating plate, the wafer holder on which the wafer is mounted is rotated along with the rotation of the rotating plate, and when the wafer holder is rotated, the wafer is rotated on the rotating surface of the rotating plate. The wafer is held in a state inclined with respect to the wafer holder, and the contact surface pressure between the wafer and the wafer holder when holding the wafer in the wafer holder is 15
This is an ion implantation method in which ions are implanted into the wafer while maintaining the pressure at 0 gf / cm 2 to 200 gf / cm 2 .

【0007】前記各イオン注入方法を採用するに際して
は、以下の要素を付加することができる。
When adopting each of the above-mentioned ion implantation methods, the following elements can be added.

【0008】(1)ウエハをウエハホルダに保持する際
のウエハとウエハホルダ間の接触面圧力を150gf/
cm〜200gf/cmに維持するに際して、ウエ
ハとウエハホルダ間の接触面積を1cm以下にするこ
と。
(1) The contact surface pressure between the wafer and the wafer holder when holding the wafer in the wafer holder is 150 gf /
To maintain the pressure from cm 2 to 200 gf / cm 2 , the contact area between the wafer and the wafer holder should be 1 cm 2 or less.

【0009】(2)ウエハをウエハホルダに保持する際
のウエハとウエハホルダ間の接触面圧力を150gf/
cm〜200gf/cmに維持するに際して、ウエ
ハの一部を押さえ部材で支持し、この押さえ部材に弾性
部材の弾性力を与えてウエハをウエハホルダ側に押圧す
ること
(2) The contact surface pressure between the wafer and the wafer holder when holding the wafer in the wafer holder is 150 gf /
To maintain the pressure of cm 2 to 200 gf / cm 2 , a part of the wafer is supported by a pressing member, and the pressing member is given an elastic force of an elastic member to press the wafer toward the wafer holder .

【0010】また、本発明は、真空容器内の回転板に固
定されてウエハを保持するウエハホルダと、回転板を回
転駆動する回転駆動手段と、回転板の回転時にウエハホ
ルダに保持されたウエハに向けてイオンを照射するイオ
ン照射手段とを備え、前記ウエハホルダによって前記ウ
エハを保持する際のウエハとウエハホルダ間の接触面圧
力を150gf/cm〜200gf/cmに設定し
てなるイオン注入装置を構成したものである。
Further, according to the present invention, a wafer holder fixed to a rotating plate in a vacuum container to hold a wafer, a rotation driving means for rotating the rotating plate, and a wafer held in the wafer holder when the rotating plate is rotated are provided. a ion irradiating means for irradiating the ion Te, constituting an ion implantation apparatus comprising set to 150gf / cm 2 ~200gf / cm 2 of contact surface pressure between the wafer and wafer holder when holding the wafer by the wafer holder It was done.

【0011】さらに、本発明は、真空容器内の回転板に
固定されてウエハを保持するウエハホルダと、回転板を
回転駆動する回転駆動手段と、回転板の回転時にウエハ
ホルダに保持されたウエハに向けてイオンを照射するイ
オン照射手段とを備え、前記ウエハホルダは前記回転板
の回転時に前記ウエハを前記回転板の回転面に対して傾
斜させた状態で保持してなり、前記ウエハホルダによっ
て前記ウエハを保持する際のウエハとウエハホルダ間の
接触面圧力を150gf/cm〜200gf/cm
に設定してなるイオン注入装置を構成したものである。
Further, according to the present invention, a wafer holder fixed to a rotary plate in a vacuum container to hold a wafer, a rotation driving means for rotationally driving the rotary plate, and a wafer held in the wafer holder when the rotary plate is rotated are provided. Ion irradiation means for irradiating ions with the wafer holder, the wafer holder holding the wafer in a state of being inclined with respect to the rotation surface of the rotation plate when the rotation plate is rotated, and holding the wafer by the wafer holder. The contact surface pressure between the wafer and the wafer holder is 150 gf / cm 2 to 200 gf / cm 2
The ion implanter is configured as follows.

【0012】前記イオン注入装置を構成するに際して
は、以下の要素を付加することができる。
In constructing the ion implantation apparatus, the following elements can be added.

【0013】(1)真空容器内の回転板に固定されてウ
エハを保持するウエハホルダと、ウエハの一部を支持す
る押さえ部材と、この押さえ部材に弾性力を与えてウエ
ハをウエハホルダ側に押圧する弾性部材と、回転板を回
転駆動する回転駆動手段と、回転板の回転時にウエハホ
ルダに保持されたウエハに向けてイオンを照射するイオ
ン照射手段とを備え、前記弾性部材の弾性力は、前記ウ
エハホルダによって前記ウエハを保持する際のウエハと
ウエハホルダ間の接触面圧力が150gf/cm〜2
00gf/cmになる値に設定してなる。
(1) A wafer holder fixed to a rotating plate in a vacuum container to hold a wafer, a pressing member for supporting a part of the wafer, and an elastic force applied to the pressing member to press the wafer toward the wafer holder. An elastic member, a rotation driving unit that rotationally drives the rotary plate, and an ion irradiation unit that irradiates the wafer held by the wafer holder with ions when the rotary plate is rotated are provided, and the elastic force of the elastic member is the wafer holder. The contact surface pressure between the wafer and the wafer holder when holding the wafer is 150 gf / cm 2 to 2
The value is set to a value of 00 gf / cm 2 .

【0014】前記した手段によれば、放電が起こり始め
る接触面圧力よりも高い接触面圧力でウエハをウエハホ
ルダに固定するようにしたため、イオン注入に伴ってウ
エハとウエハホルダ間に放電が生じるのを防止すること
ができ、放電に伴ってごみが発生して歩留まりが低下す
るのを防止することができる。さらに低真空でイオンを
注入するようにしているため、ウエハ近傍で発生した電
子を帯電したウエハに供給することができ、ウエハの帯
電を抑えることでウエハとウエハホルダ間の放電を防止
することができ、放電に伴ってごみが発生するのを防止
することができるとともに歩留まりの低下を防止するこ
とができる。
According to the above-mentioned means, since the wafer is fixed to the wafer holder at a contact surface pressure higher than the contact surface pressure at which discharge starts, discharge is prevented from occurring between the wafer and the wafer holder due to ion implantation. Therefore, it is possible to prevent the generation of dust due to the discharge and the reduction in the yield. Furthermore, since ions are injected in a low vacuum, electrons generated in the vicinity of the wafer can be supplied to the charged wafer, and the discharge between the wafer and the wafer holder can be prevented by suppressing the charge on the wafer. Therefore, it is possible to prevent dust from being generated due to the discharge, and it is possible to prevent a decrease in yield.

【発明の実施の形態】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0015】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1は本発明の一実施形態を示すイオン注
入装置の要部構成図である。図1において、イオン注入
装置は真空容器(図示省略)内の回転板として回転円板
10を備えており、この回転円板10は回転中心12を
中心として回転駆動装置、例えば、モータによって回転
するように構成されているとともに、駆動装置により、
スキャン中心14を中心としてほぼ半円弧状にスキャン
するように構成されている。回転円板10の外周側には
複数個のウエハホルダ16が円状に配置されており、各
ウエハホルダ16は、回転円板10の回転時には回転円
板10の回転面に対して傾斜した状態、すなわちウエハ
ホルダ16の外周側が回転円板10に対して数度持ち上
がった状態で固定されるようになっている。各ウエハホ
ルダ16には半導体デバイスを形成するためのウエハ1
8が搭載されている。このウエハ18は、ウエハホルダ
16が回転円板10の回転中心12と平行になった状態
でウエハホルダ16上に載置され、回転円板10が設定
回転数になったときには、回転円板10は元の状態にな
って回転するようになっている。ウエハ18およびウエ
ハホルダ16が回転円板10の回転時に、回転円板10
の回転面に対して傾斜して設置された状態で回転する
と、回転円板10の回転に伴う遠心力の分力により、ウ
エハ18からウエハホルダ16に対して押し付け力が作
用し、この押し付け力によってウエハ18がウエハホル
ダ16に固定されるようになっている。そして回転円板
10の回転に伴って回転円板10が回転中心12を中心
として回転するとともに、スキャン中心14を中心に左
右にスキャンする過程で、ウエハホルダ16上のウエハ
18に対して、イオン照射装置(イオン照射手段:図示
省略)からイオンが照射されるようになっている。この
場合各ウエハホルダ16上のウエハ18は回転円板10
の回転に伴って回転するとともに、左右にスキャンする
ため、各ウエハ18には均一にイオンが注入される。こ
のウエハ18としてシリコンが用いられ、イオンとして
酸素イオンが用いられると、酸素イオンの注入によって
シリコン内に二酸化シリコンによる絶縁膜が形成され
る。そして、回転円板10を回転するに際して、例え
ば、ウエハ18を600度の高温にしてイオンを注入す
る場合は、ウエハ18を外部からヒーターなどで加熱す
るが、加熱効率などの関係から、回転円板10の回転数
は400rpmないし500rpmに設定される。
FIG. 1 is a schematic view of the essential parts of an ion implantation apparatus showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the ion implantation apparatus includes a rotary disc 10 as a rotary plate in a vacuum container (not shown), and the rotary disc 10 is rotated about a rotation center 12 by a rotary drive device, for example, a motor. And the drive device,
The scanning center 14 is configured to scan in a substantially semi-circular shape. A plurality of wafer holders 16 are arranged in a circular shape on the outer peripheral side of the rotary disk 10, and each wafer holder 16 is tilted with respect to the rotation surface of the rotary disk 10 when the rotary disk 10 rotates, that is, The outer peripheral side of the wafer holder 16 is fixed to the rotating disk 10 in a state of being raised several degrees. Each wafer holder 16 has a wafer 1 for forming semiconductor devices.
Eight is mounted. The wafer 18 is placed on the wafer holder 16 in a state where the wafer holder 16 is parallel to the rotation center 12 of the rotating disk 10. When the rotating disk 10 reaches a set number of rotations, the rotating disk 10 returns to its original position. It is designed to rotate in this state. When the wafer 18 and the wafer holder 16 are rotated, the rotating disk 10 is rotated.
When rotated in a state of being inclined with respect to the rotation surface of, the pressing force acts from the wafer 18 to the wafer holder 16 by the component force of the centrifugal force accompanying the rotation of the rotating disk 10, and this pressing force The wafer 18 is fixed to the wafer holder 16. Then, as the rotating disk 10 rotates, the rotating disk 10 rotates about the rotation center 12, and in the process of scanning left and right around the scan center 14, the wafer 18 on the wafer holder 16 is irradiated with ions. Ions are irradiated from a device (ion irradiation means: not shown). In this case, the wafer 18 on each wafer holder 16 is the rotating disk 10
The wafer is rotated along with the rotation and is scanned left and right, so that ions are uniformly implanted in each wafer 18. When silicon is used as the wafer 18 and oxygen ions are used as ions, the oxygen ion implantation forms an insulating film of silicon dioxide in the silicon. When rotating the rotary disk 10, for example, when the wafer 18 is heated to a high temperature of 600 degrees and ions are implanted, the wafer 18 is externally heated by a heater or the like. The rotation speed of the plate 10 is set to 400 rpm to 500 rpm.

【0017】ここで、ウエハ18とウエハホルダ16の
接触面圧力(ウエハ18に作用する分力/ウエハ18と
ウエハホルダ16との接触面積)とウエハ18の裏面に
放電によって形成された放電痕発生量との関係を測定し
たところ、図2に示すような結果が得られた。図2か
ら、接触面圧力が増加するとウエハ18の裏面に生じる
放電痕の発生量が減少することが分かる。そして接触面
圧力150gf/cm以上、例えば、150gf/c
〜200gf/cmで放電痕の発生量がなくなる
ことが分かる。なお、放電痕発生量は、放電痕の大きさ
(面積)と放電痕の濃さとの積を基に算出された任意の
量である。
Here, the contact surface pressure between the wafer 18 and the wafer holder 16 (component force acting on the wafer 18 / contact area between the wafer 18 and the wafer holder 16) and the amount of discharge marks formed on the back surface of the wafer 18 by discharge. When the relationship of was measured, the results shown in FIG. 2 were obtained. From FIG. 2, it can be seen that as the contact surface pressure increases, the amount of discharge marks generated on the back surface of the wafer 18 decreases. And the contact surface pressure is 150 gf / cm 2 or more, for example, 150 gf / c
It can be seen that the amount of generation of discharge marks disappears at m 2 to 200 gf / cm 2 . The amount of generated discharge marks is an arbitrary amount calculated based on the product of the size (area) of discharge marks and the density of discharge marks.

【0018】図2に示す測定結果を基に、ウエハ18と
ウエハホルダ16間の接触面圧力を150gf/cm
以上に維持するに際して、本実施形態では、図3に示す
ように、ウエハ18とウエハホルダ16の接触面積を1
cm以下にする構成を採用している。回転円板10に
固定されたベースホルダ20上には円環状のウエハホル
ダ16が取り付けられており、このウエハホルダ16の
上面にはリング状突起22が形成されている。このリン
グ状突起22の上には円板状のウエハ18が載置されて
いる。そしてこのウエハ18は遠心力の分力Fによりウ
エハホルダ16に押し付けられている。このため、ウエ
ハ18をウエハホルダ16全面で保持するときよりも、
ウエハホルダ16とウエハ18との接触面積が少なくな
り、結果的に接触面圧が上がり、放電痕の発生を抑える
ことができる。そしてリング状突起22のウエハ18と
の接触面積を1cm以下にすると、例えば、ウエハ1
8として6インチウエハを用い、ウエハホルダ16を回
転板10の回転面に対して3度傾け、回転円板10の回
転数を500rpmとすると、ウエハ18はウエハホル
ダ16に対して172gfの押し付け力で押し付けられ
ることになる。そしてこのとき直径130mmの位置に
0.1mmのリング状突起22を形成すると、ウエハ1
8に作用する接触面圧力を150gf/cmにするこ
とができる。
Based on the measurement results shown in FIG. 2, the contact surface pressure between the wafer 18 and the wafer holder 16 was set to 150 gf / cm 2.
To maintain the above, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the contact area between the wafer 18 and the wafer holder 16 is set to 1
The configuration is set to be cm 2 or less. An annular wafer holder 16 is mounted on a base holder 20 fixed to the rotating disk 10, and a ring-shaped protrusion 22 is formed on the upper surface of the wafer holder 16. A disk-shaped wafer 18 is placed on the ring-shaped protrusion 22. The wafer 18 is pressed against the wafer holder 16 by the centrifugal force component F. Therefore, compared to when the wafer 18 is held on the entire surface of the wafer holder 16,
The contact area between the wafer holder 16 and the wafer 18 is reduced, and as a result, the contact surface pressure is increased and the generation of discharge marks can be suppressed. When the contact area of the ring-shaped protrusion 22 with the wafer 18 is set to 1 cm 2 or less, for example, the wafer 1
When a 6-inch wafer is used as 8, the wafer holder 16 is tilted 3 degrees with respect to the rotation surface of the rotating plate 10, and the rotation speed of the rotating disk 10 is 500 rpm, the wafer 18 is pressed against the wafer holder 16 with a pressing force of 172 gf. Will be done. At this time, if the ring-shaped protrusion 22 of 0.1 mm is formed at the position of 130 mm in diameter, the wafer 1
The contact surface pressure acting on 8 can be 150 gf / cm 2 .

【0019】このように、本実施形態においては、ウエ
ハ18とウエハホルダ16との接触面積を1cm以下
にし、ウエハ18とウエハホルダ16との接触面圧力を
150gf/cm以上にしたため、ウエハ18にイオ
ンを照射した際に、ウエハ18とウエハホルダ16間で
放電が発生したり、この放電に伴ってごみが発生したり
するのを防止することができ、ウエハ18の製品不良の
発生を防止することができるとともに歩留まりの低下を
防止することができる。
As described above, in the present embodiment, the contact area between the wafer 18 and the wafer holder 16 is 1 cm 2 or less, and the contact surface pressure between the wafer 18 and the wafer holder 16 is 150 gf / cm 2 or more. It is possible to prevent electric discharge from occurring between the wafer 18 and the wafer holder 16 and to generate dust due to this electric discharge when irradiated with ions, and prevent occurrence of product defects of the wafer 18. In addition, the yield can be prevented from decreasing.

【0020】また、前記実施形態においては、ウエハホ
ルダ16にリング状突起22を形成する代わりに、ウエ
ハホルダ16の表面に、四角形あるいは円形状の突起を
複数個分散して形成し、これらの突起とウエハ18との
接触面積を1cm以下にしても、前記実施形態と同様
の効果を得ることが出来る。
Further, in the above-described embodiment, instead of forming the ring-shaped protrusions 22 on the wafer holder 16, a plurality of rectangular or circular protrusions are dispersedly formed on the surface of the wafer holder 16, and these protrusions and the wafer are formed. Even if the contact area with 18 is 1 cm 2 or less, the same effect as in the above embodiment can be obtained.

【0021】次に、本発明の他の実施形態を図4にした
がって説明する。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0022】本実施形態は、ウエハ18とウエハホルダ
16の接触面圧力を150gf/cm以上にするに際
して、円板状のホルダベース20に円環状のウエハホル
ダ16を配置し、ウエハホルダ16上にウエハ18を載
置し、このウエハ18の外周側にウエハ18の一部を支
持する押さえ部材として、リング状ウエハ押さえ24を
配置し、ホルダベース20を貫通したボルト26の先端
側をリング状ウエハ押さえ24に締結し、ホルダベース
20とボルト26の頭28との間に挿入されたばね30
の反発力によってリング状ウエハ押さえ24をウエハホ
ルダ16に固定する構造を採用している。このとき、ウ
エハ18の押さえ力はばね30のばね定数および伸縮率
によって決まる。このばね30の押さえ力は、本実施形
態では、ウエハ18とウエハホルダ16の接触面圧力が
150gf/cm以上(例えば、150gf/cm
〜200gf/cm)になるように設定されている。
なお、リング状ウエハ押さえ24は、ウエハ18の上面
に配置されているため、リング状ウエハ押さえ24にイ
オンビームが当たっても不純物が出にくいシリコン製の
ものを用いることが望ましい。
In the present embodiment, when the contact surface pressure between the wafer 18 and the wafer holder 16 is set to 150 gf / cm 2 or more, the annular wafer holder 16 is arranged on the disk-shaped holder base 20, and the wafer 18 is placed on the wafer holder 16. A ring-shaped wafer retainer 24 is arranged on the outer peripheral side of the wafer 18 as a retaining member for supporting a part of the wafer 18, and the tip side of the bolt 26 penetrating the holder base 20 is attached to the ring-shaped wafer retainer 24. And a spring 30 inserted between the holder base 20 and the head 28 of the bolt 26.
The ring-shaped wafer retainer 24 is fixed to the wafer holder 16 by the repulsive force. At this time, the pressing force of the wafer 18 is determined by the spring constant and the expansion / contraction rate of the spring 30. In the present embodiment, the pressing force of the spring 30 is such that the contact surface pressure between the wafer 18 and the wafer holder 16 is 150 gf / cm 2 or more (for example, 150 gf / cm 2).
˜200 gf / cm 2 ).
Since the ring-shaped wafer retainer 24 is disposed on the upper surface of the wafer 18, it is desirable to use a silicon-made one that does not easily generate impurities even when the ring-shaped wafer retainer 24 is hit by the ion beam.

【0023】本実施形態においては、ウエハ18とウエ
ハホルダ16の接触面圧力を150gf/cm以上に
したため、ウエハ18にイオンを注入する際、ウエハ1
8の帯電に伴ってウエハ18とウエハホルダ16間に放
電が生じるのを防止することができ、放電に伴ってごみ
が発生して歩留まりが低下するのを防止することができ
る。
In the present embodiment, since the contact surface pressure between the wafer 18 and the wafer holder 16 is set to 150 gf / cm 2 or more, when the ions are implanted into the wafer 18, the wafer 1
It is possible to prevent discharge from occurring between the wafer 18 and the wafer holder 16 due to the electrification of No. 8, and it is possible to prevent generation of dust due to discharge and a reduction in yield.

【0024】次に、本発明の第3実施形態を図5にした
がって説明する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0025】本実施形態は、図4に示すリング状ウエハ
押さえ24の代わりに、押さえ部材として、板状のウエ
ハ押さえ32を3個用い、各板状ウエハ押さえ32をボ
ルト26で締結し、ウエハ18を3か所で固定するよう
にしたものであり、ばね30による押さえ力はウエハ1
8とウエハホルダ16の接触面圧力が150gf/cm
以上(例えば、150gf/cm〜200gf/c
)になるように設定されている。なお、板状ウエハ
押さえ32も、シリコンで構成されており、ウエハ押さ
え32にイオンが照射された際に、ウエハ押さえ32か
ら不純物が発生するのを防止するようになっている。ま
た板状ウエハ押さえ32は、リング状ウエハ押さえ24
に比べ、ウエハ18の上面に出る部分が少ないため、ウ
エハ押さえ24を用いたときよりも不純物の発生をより
少なくすることができる。
In this embodiment, three plate-shaped wafer retainers 32 are used as pressing members instead of the ring-shaped wafer retainer 24 shown in FIG. 18 is fixed at three places, and the pressing force by the spring 30 is the wafer 1
8 and wafer holder 16 contact surface pressure is 150 gf / cm
2 or more (for example, 150 gf / cm 2 to 200 gf / c
m 2 ). The plate-shaped wafer retainer 32 is also made of silicon and prevents impurities from being generated from the wafer retainer 32 when the wafer retainer 32 is irradiated with ions. Further, the plate-shaped wafer retainer 32 is the ring-shaped wafer retainer 24.
In comparison with the above, since the portion exposed on the upper surface of the wafer 18 is small, the generation of impurities can be further reduced as compared with the case where the wafer retainer 24 is used.

【0026】本実施形態によれば、ウエハ18とウエハ
ホルダ16間の接触面圧力を150gf/cm以上に
するようにしたため、ウエハ18にイオンを注入する際
に、ウエハ18が帯電してウエハ18とウエハホルダ1
6間に放電が発生するのを防止することができ、放電に
伴ってごみが発生して歩留まりが低下するのを防止する
ことができる。
According to the present embodiment, the contact surface pressure between the wafer 18 and the wafer holder 16 is set to 150 gf / cm 2 or more, so that when the ions are implanted into the wafer 18, the wafer 18 is charged and the wafer 18 is charged. And wafer holder 1
It is possible to prevent discharge from occurring during 6 and to prevent dust from being generated due to the discharge to reduce the yield.

【0027】前記各実施形態においては、ウエハ18と
ウエハホルダ16間の接触面圧力を150gf/cm
以上(例えば、150gf/cm〜200gf/cm
)にするものについて述べたが、ウエハ18やウエハ
ホルダ16などが収納される真空容器内の真空度を低真
空度にすることによっても放電痕の発生量を少なくする
ことができる。
In each of the above embodiments, the contact surface pressure between the wafer 18 and the wafer holder 16 is set to 150 gf / cm 2.
Or more (for example, 150 gf / cm 2 to 200 gf / cm 2
Although 2 ) has been described, the amount of discharge traces can be reduced by reducing the degree of vacuum in the vacuum container in which the wafer 18, the wafer holder 16 and the like are housed.

【0028】すなわち、ウエハ18とウエハホルダ16
間の放電痕発生量と注入室(真空容器)内の真空度との
関係について測定したところ、図6に示すような結果が
得られた。図6から、注入室の真空度が低くなるにつれ
て放電痕発生量が減少することが分かる。これは、ウエ
ハ18の近傍で残留ガスとイオンの衝突により発生した
電子によってウエハ18が中和されるため、ウエハ18
に帯電が起こらず、ウエハ18とウエハホルダ16との
間で放電が発生しないためである。
That is, the wafer 18 and the wafer holder 16
When the relationship between the amount of generated discharge marks and the degree of vacuum in the injection chamber (vacuum container) was measured, the results shown in FIG. 6 were obtained. From FIG. 6, it can be seen that the amount of generated discharge marks decreases as the vacuum degree in the injection chamber decreases. This is because the wafer 18 is neutralized by the electrons generated by the collision of the residual gas and the ions in the vicinity of the wafer 18.
This is because no electric charge occurs in the wafer and no discharge occurs between the wafer 18 and the wafer holder 16.

【0029】このように、真空容器内の真空度を、例え
ば、図6に示すように、5×10−4Torr以上、例
えば、1.6×10−3Torr〜5×10−4Tor
rにすることで、ウエハ18の帯電を防止することがで
きるとともにウエハ18とウエハホルダ16間に放電が
発生するのを防止することができ、放電に伴ってごみが
発生して歩留まりが低下するのを防止することができ
る。
[0029] Thus, the degree of vacuum in the vacuum vessel, for example, as shown in FIG. 6, 5 × 10 -4 Torr or more, for example, 1.6 × 10 -3 Torr~5 × 10 -4 Tor
By setting the value to r, it is possible to prevent the wafer 18 from being charged, and it is possible to prevent the discharge from occurring between the wafer 18 and the wafer holder 16, so that dust is generated due to the discharge and the yield is reduced. Can be prevented.

【発明の効果】【The invention's effect】

【0030】以上説明したように、本発明によれば、ウ
エハとウエハホルダ間の接触面圧力を、放電が起こり始
める接触面圧力よりも高い150gf/cm〜200
gf/cmにしたため、ウエハにイオンを注入した際
に、ウエハが帯電してウエハとウエハホルダ間に放電が
生じるのを防止することができ、放電に伴ってごみが発
生して歩留まりが低下するのを防止することがでいる。
さらに、真空容器内の真空度を1.6×10−3Tor
r〜5×10−4Torrにしたため、ウエハにイオン
を注入する際に、ウエハに帯電が生じてウエハとウエハ
ホルダ間に放電が発生するのを防止することができ、放
電に伴ってごみが発生して歩留まりが低下するのを防止
することができる。
As described above, according to the present invention, the contact surface pressure between the wafer and the wafer holder is 150 gf / cm 2 to 200, which is higher than the contact surface pressure at which discharge starts.
Since gf / cm 2 is used, it is possible to prevent the wafer from being charged and causing discharge between the wafer and the wafer holder when ions are implanted into the wafer, and dust is generated due to the discharge to reduce the yield. Can be prevented.
Furthermore, the degree of vacuum in the vacuum container is set to 1.6 × 10 −3 Tor.
Since it is set to r to 5 × 10 −4 Torr, it is possible to prevent the occurrence of discharge between the wafer and the wafer holder due to electrification of the wafer when ions are implanted into the wafer, and dust is generated due to the discharge. As a result, it is possible to prevent the yield from decreasing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態を示すイオン注入装置の要
部構成図である。
FIG. 1 is a main part configuration diagram of an ion implantation apparatus showing an embodiment of the present invention.

【図2】接触面圧力と放電痕発生量との関係を示す特性
図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a contact surface pressure and a discharge mark generation amount.

【図3】ウエハの固定構造の第1実施形態を示す要部断
面斜視図である。
FIG. 3 is a cross-sectional perspective view of essential parts showing a first embodiment of a wafer fixing structure.

【図4】ウエハの固定構造の第2実施形態を示す要部断
面斜視図である。
FIG. 4 is a cross-sectional perspective view of essential parts showing a second embodiment of a wafer fixing structure.

【図5】ウエハの固定構造の第3実施形態を示す要部断
面斜視図である。
FIG. 5 is a cross-sectional perspective view of essential parts showing a third embodiment of a wafer fixing structure.

【図6】注入室真空度と放電痕発生量との関係を示す特
性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the degree of vacuum in the injection chamber and the amount of discharge marks generated.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 回転円板 12 回転中心 14 スキャン中心 16 ウエハホルダ 18 ウエハ 20 ホルダベース 22 リング状突起 24 リング状ウエハ押さえ 26 ボルト 30 ばね 32 板状ウエハ押さえ 10 rotating disk 12 center of rotation 14 scan center 16 Wafer holder 18 wafers 20 Holder base 22 Ring-shaped protrusion 24 Ring-shaped wafer holder 26 bolts 30 springs 32 plate-shaped wafer holder

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−146239(JP,A) 特開 平2−241024(JP,A) 特開 平5−13038(JP,A) 特開 平5−290788(JP,A) 特開 平6−84495(JP,A) 特開 平6−111752(JP,A) 特開 平7−180053(JP,A) 特開 平7−201301(JP,A) 特開 平9−63531(JP,A) 特開 平9−82687(JP,A) 特開 昭59−86147(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 37/317 H01L 21/265 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) References JP-A-1-146239 (JP, A) JP-A-2-241024 (JP, A) JP-A-5-13038 (JP, A) JP-A-5- 290788 (JP, A) JP-A-6-84495 (JP, A) JP-A-6-111752 (JP, A) JP-A-7-180053 (JP, A) JP-A-7-201301 (JP, A) JP-A-9-63531 (JP, A) JP-A-9-82687 (JP, A) JP-A-59-86147 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 37/317 H01L 21/265

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ウエハホルダにウエハを搭載し、ウエハ
が搭載されたウエハホルダを回転し、ウエハホルダの回
転時にウエハをウエハホルダに保持し、ウエハをウエハ
ホルダに保持する際のウエハとウエハホルダ間の接触面
圧力を150gf/cm〜200gf/cmに維持
した状態でウエハにイオンを注入するイオン注入方法。
1. A wafer is mounted on a wafer holder, the wafer holder on which the wafer is mounted is rotated, the wafer is held on the wafer holder when the wafer holder is rotated, and the contact surface pressure between the wafer and the wafer holder when holding the wafer on the wafer holder is set. An ion implantation method in which ions are implanted into a wafer while being maintained at 150 gf / cm 2 to 200 gf / cm 2 .
【請求項2】 回転板に固定されたウエハホルダにウエ
ハを搭載し、ウエハが搭載されたウエハホルダを回転板
の回転に伴って回転し、ウエハホルダの回転時にウエハ
を回転板の回転面に対して傾斜させた状態でウエハホル
ダに保持し、ウエハをウエハホルダに保持する際のウエ
ハとウエハホルダ間の接触面圧力を150gf/cm
〜200gf/cmに維持した状態でウエハにイオン
を注入するイオン注入方法。
2. A wafer is mounted on a wafer holder fixed to a rotating plate, the wafer holder on which the wafer is mounted is rotated along with the rotation of the rotating plate, and the wafer is inclined with respect to the rotating surface of the rotating plate when the wafer holder is rotated. The wafer is held in this state in the wafer holder, and the contact surface pressure between the wafer and the wafer holder when holding the wafer in the wafer holder is 150 gf / cm 2
An ion implantation method in which ions are implanted into a wafer while being maintained at ˜200 gf / cm 2 .
【請求項3】 ウエハをウエハホルダに保持する際のウ
エハとウエハホルダ間の接触面圧力を150gf/cm
〜200gf/cmに維持するに際して、ウエハと
ウエハホルダ間の接触面積を1cm以下にすることを
特徴とする請求項1又は2記載のイオン注入方法。
3. The contact surface pressure between the wafer and the wafer holder when holding the wafer in the wafer holder is 150 gf / cm.
The ion implantation method according to claim 1 or 2, wherein the contact area between the wafer and the wafer holder is set to 1 cm 2 or less when the pressure is maintained at 2 to 200 gf / cm 2 .
【請求項4】 ウエハをウエハホルダに保持する際のウ
エハとウエハホルダ間の接触面圧力を150gf/cm
〜200gf/cmに維持するに際して、ウエハの
一部を押さえ部材で支持し、この押さえ部材に弾性部材
の弾性力を与えてウエハをウエハホルダ側に押圧するこ
とを特徴とする請求項1又は2記載のイオン注入方法。
4. The contact surface pressure between the wafer and the wafer holder when holding the wafer in the wafer holder is 150 gf / cm.
2. When the wafer is maintained at 2 to 200 gf / cm2, a part of the wafer is supported by a pressing member, and the pressing member is given an elastic force of an elastic member to press the wafer toward the wafer holder. 2. The ion implantation method described in 2.
【請求項5】 真空容器内の回転板に固定されてウエハ
を保持するウエハホルダと、回転板を回転駆動する回転
駆動手段と、回転板の回転時にウエハホルダに保持され
たウエハに向けてイオンを照射するイオン照射手段とを
備え、前記ウエハホルダによって前記ウエハを保持する
際のウエハとウエハホルダ間の接触面圧力を150gf
/cm〜200gf/cmに設定してなるイオン注
入装置。
5. A wafer holder fixed to a rotating plate in a vacuum container to hold a wafer, a rotation driving means for rotating and driving the rotating plate, and a wafer held in the wafer holder when the rotating plate is rotated, irradiated with ions. And a contact surface pressure between the wafer holder and the wafer holder when holding the wafer by the wafer holder is 150 gf.
/ Cm 2 was set to ~200Gf / cm 2 formed by ion implantation apparatus.
【請求項6】 真空容器内の回転板に固定されてウエハ
を保持するウエハホルダと、回転板を回転駆動する回転
駆動手段と、回転板の回転時にウエハホルダに保持され
たウエハに向けてイオンを照射するイオン照射手段とを
備え、前記ウエハホルダは前記回転板の回転時に前記ウ
エハを前記回転板の回転面に対して傾斜させた状態で保
持してなり、前記ウエハホルダによって前記ウエハを保
持する際のウエハとウエハホルダ間の接触面圧力を15
0gf/cm〜200gf/cmに設定してなるイ
オン注入装置。
6. A wafer holder, which is fixed to a rotating plate in a vacuum container to hold a wafer, a rotation driving unit that rotates and drives the rotating plate, and a wafer held in the wafer holder when the rotating plate is rotated, is irradiated with ions. An ion irradiation unit for holding the wafer in a state of being inclined with respect to the rotation surface of the rotating plate when the rotating plate is rotated, and the wafer when holding the wafer by the wafer holder. The contact surface pressure between the wafer and the wafer holder by 15
An ion implanter set to 0 gf / cm 2 to 200 gf / cm 2 .
【請求項7】 真空容器内の回転板に固定されてウエハ
を保持するウエハホルダと、ウエハの一部を支持する押
さえ部材と、この押さえ部材に弾性力を与えてウエハを
ウエハホルダ側に押圧する弾性部材と、回転板を回転駆
動する回転駆動手段と、回転板の回転時にウエハホルダ
に保持されたウエハに向けてイオンを照射するイオン照
射手段とを備え、前記弾性部材の弾性力は、前記ウエハ
ホルダによって前記ウエハを保持する際のウエハとウエ
ハホルダ間の接触面圧力が150gf/cm〜200
gf/cmになる値に設定してなるイオン注入装置。
7. A wafer holder fixed to a rotary plate in a vacuum container to hold a wafer, a pressing member for supporting a part of the wafer, and an elasticity for applying an elastic force to the pressing member to press the wafer toward the wafer holder. A member, a rotation driving unit that rotationally drives the rotating plate, and an ion irradiation unit that irradiates the wafer held by the wafer holder with ions when the rotating plate rotates, and the elastic force of the elastic member is controlled by the wafer holder. The contact surface pressure between the wafer and the wafer holder when holding the wafer is 150 gf / cm 2 to 200.
An ion implanter set to a value of gf / cm 2 .
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