JPH02139846A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
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- JPH02139846A JPH02139846A JP63292507A JP29250788A JPH02139846A JP H02139846 A JPH02139846 A JP H02139846A JP 63292507 A JP63292507 A JP 63292507A JP 29250788 A JP29250788 A JP 29250788A JP H02139846 A JPH02139846 A JP H02139846A
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- chamber
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Classifications
-
- 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
-
- 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
- C23C14/48—Ion implantation
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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。
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 ｉｍｐｌａｎｔ
ａｔｉｏｎｍｅ ｔｈｏｄ ）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二上の半導体基板に、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（ウェハ）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
ェ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。
ａｔｉｏｎｍｅ ｔｈｏｄ ）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二上の半導体基板に、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（ウェハ）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
ェ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１１０００ｒｐ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。
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１１０００ｒｐ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、あるいは種りの面方向のウ
オ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。
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、あるいは種りの面方向のウ
オ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。
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
。
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
ラインを含む平面上および垂直面上で揺動自在に支持す
るとともに、該注入室に揺動用駆動装置を設けることに
より注入室を回転ディスクとともに傾転させることを特
徴とするイオン注入装置にある。
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
ラインを含む平面上および垂直面上で揺動自在に支持す
るとともに、該注入室に揺動用駆動装置を設けることに
より注入室を回転ディスクととも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。
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図の一部省路上面図である。
図（第２図の■〜Ｉ矢視図）、第２図は第１図の右側面
図、第３図は第１図の一部省路上面図である。
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、ウェ
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。
めの、いわゆる大電流型イオン注入装置であって、ウェ
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。
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、１０１０００ｒｐされる。
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、１０１０００ｒｐ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。
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、このポルネジ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２
３が上下動しく第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大
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。
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、このポルネジ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２
３が上下動しく第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大
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ｌき注入室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１
１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はブーＩＪ 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フにより進退され
る。
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ｌき注入室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１
１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はブーＩＪ 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フにより進退され
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ズク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。
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ズク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。
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勤させることにより、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。
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勤させることにより、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。
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。
、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オールへ
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。
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オールへ
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〜■は矢視図）、第２図は第１図の右側
面図、第３図は第１図の一部省路上面図である。 ｌ・・・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。 代理人 弁理士 加 藤 正 信 （ほか１名）
図（第２図のｉ〜■は矢視図）、第２図は第１図の右側
面図、第３図は第１図の一部省路上面図である。 ｌ・・・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。 代理人 弁理士 加 藤 正 信 （ほか１名）
Claims (1)
- （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平面上および垂直面上で揺動
自在に支持するとともに、該注入室に揺動用駆動装置を
設けることにより注入室を回転ディスクとともに傾転さ
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 true JPH02139846A (ja) | 1990-05-29 |
| JP2717822B2 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) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103928282A (zh) * | 2014-05-06 | 2014-07-16 | 武汉大学 | 一种离子注入样品台 |
Families Citing this family (10)
| 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 |
| US5554854A (en) * | 1995-07-17 | 1996-09-10 | Eaton Corporation | In situ removal of contaminants from the interior surfaces of an ion beam implanter |
| 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 |
| 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 |
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