JPH0399429A - イオン注入法 - Google Patents
イオン注入法Info
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- JPH0399429A JPH0399429A JP23593889A JP23593889A JPH0399429A JP H0399429 A JPH0399429 A JP H0399429A JP 23593889 A JP23593889 A JP 23593889A JP 23593889 A JP23593889 A JP 23593889A JP H0399429 A JPH0399429 A JP H0399429A
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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】
〔概 要〕
半導体装置のウェハープロセスなどに用いられるイオン
注入法の改善に関し、 チャンネリングを防止し、且つ、シャドウ現象を解消さ
せて、精密に精度良く注入することを目的とし、 半導体ウェハーに選択的に不純物イオンを注入するイオ
ン注入法において、 前記半導体ウェハーをイオン照射方向に垂直な面に対し
て所定角度傾斜させてイオン注入し、次いで、前記半導
体ウェハーを１８０°回転して静止させた後、該半導体
ウェハーを同じくイオン照射方向に垂直な面に対して前
記傾斜させた方向と同一方向に同一角度傾斜させてイオ
ン注入するようにしたことを特徴とする。
注入法の改善に関し、 チャンネリングを防止し、且つ、シャドウ現象を解消さ
せて、精密に精度良く注入することを目的とし、 半導体ウェハーに選択的に不純物イオンを注入するイオ
ン注入法において、 前記半導体ウェハーをイオン照射方向に垂直な面に対し
て所定角度傾斜させてイオン注入し、次いで、前記半導
体ウェハーを１８０°回転して静止させた後、該半導体
ウェハーを同じくイオン照射方向に垂直な面に対して前
記傾斜させた方向と同一方向に同一角度傾斜させてイオ
ン注入するようにしたことを特徴とする。
本発明は半導体装置のウェハープロセスなどに用いられ
るイオン注入法の改善に関する。
るイオン注入法の改善に関する。
半導体装置を製造する際、不純物領域を形成する方法と
してイオン注入法があり、これは熱拡散法に比べて不純
物量が高精度に制御できて、精度良く不純物領域が形成
され、ＩＣの性能向上に役立つからである。
してイオン注入法があり、これは熱拡散法に比べて不純
物量が高精度に制御できて、精度良く不純物領域が形成
され、ＩＣの性能向上に役立つからである。
このようなイオン注入法においては、更にＩＣなどの半
導体装置を微細化するために、−層のイオン注入精度の
向上が望まれている。
導体装置を微細化するために、−層のイオン注入精度の
向上が望まれている。
第３図はイオン注入装置の要部概略図を示しており、記
号ｌはイオンビーム、２はイオン源、３は引出電極、４
は質量マグネット、５は加速管。
号ｌはイオンビーム、２はイオン源、３は引出電極、４
は質量マグネット、５は加速管。
６はレンズ、７はビームゲート、８はＹ偏光板。
９はＸ偏光板、１０はターゲットである。イオン注入法
の概要を説明すると、イオン源２で生成されたイオンソ
ースが引出電極３との間に形成された電界によって引き
出されてイオンビーム１ （点線で示している）になり
、そのイオンビーム１は扇形の質量マグネット４によっ
て分析されて所要イオンのみが取り出され、加速管５で
必要なエネルギーが与えられて、レンズ６（静電形四重
極レンズ）で収束される。続いて、Ｙ偏光板８．Ｘ偏光
板９によってビームスキャンニング（ビーム走査）され
てターゲラ目Ｏ（例えば、シリコンウェハー）に所要イ
オンを注入する。なお、ビームゲート７はターゲット１
０からイオンビームを外らすためのものである。なお、
イオン注入装置には中電流形や大電流形など種々の形式
のものが市販されているが、要部はほぼ同じで大差はな
い。
の概要を説明すると、イオン源２で生成されたイオンソ
ースが引出電極３との間に形成された電界によって引き
出されてイオンビーム１ （点線で示している）になり
、そのイオンビーム１は扇形の質量マグネット４によっ
て分析されて所要イオンのみが取り出され、加速管５で
必要なエネルギーが与えられて、レンズ６（静電形四重
極レンズ）で収束される。続いて、Ｙ偏光板８．Ｘ偏光
板９によってビームスキャンニング（ビーム走査）され
てターゲラ目Ｏ（例えば、シリコンウェハー）に所要イ
オンを注入する。なお、ビームゲート７はターゲット１
０からイオンビームを外らすためのものである。なお、
イオン注入装置には中電流形や大電流形など種々の形式
のものが市販されているが、要部はほぼ同じで大差はな
い。
さて、イオン注入装置によるイオン注入方法において、
（１００）面をもつシリコンウェハーをターゲットｌＯ
とする場合、一般にはイオン照射方向に垂直な面に対し
てウェハー面の注入角度を６〜７°程度傾斜させてイオ
ン注入している。それは、この６〜７°程度傾斜させた
注入角度が注入面に対してシリコン原子が平均的に配置
された結晶格子となっており、注入イオンが平均してシ
リコン原子に衝突して−様な平均した深さに形成され易
いためで、従って、不均一な注入深さになる、所謂、チ
ャンネリング（ｃｈａｎｎｅｌｉｎｇ）が起こりにくい
からである。
（１００）面をもつシリコンウェハーをターゲットｌＯ
とする場合、一般にはイオン照射方向に垂直な面に対し
てウェハー面の注入角度を６〜７°程度傾斜させてイオ
ン注入している。それは、この６〜７°程度傾斜させた
注入角度が注入面に対してシリコン原子が平均的に配置
された結晶格子となっており、注入イオンが平均してシ
リコン原子に衝突して−様な平均した深さに形成され易
いためで、従って、不均一な注入深さになる、所謂、チ
ャンネリング（ｃｈａｎｎｅｌｉｎｇ）が起こりにくい
からである。
しかし、そのように、注入角度を傾斜させるとシャドウ
（ｓｈａｄｏｗ）現象が起こって、パターンの微細化を
害するという問題が生じる。
（ｓｈａｄｏｗ）現象が起こって、パターンの微細化を
害するという問題が生じる。
第４図（ａ）〜（Ｃ）はその従来の問題点を説明する図
で、同図（ａｌはシリコンウェハー１１の側面図、同図
Ｔｂ）はシリコンウェハー１１の正面図であり、同図（
ａ）に示す−がイオン注入方向で、図示のようにシリコ
ンウェハー１１をイオン照射方向に垂直な面より適当な
角度傾斜させて配置し、傾斜方向からイオン注入してチ
ャンネリングを防いでいる。
で、同図（ａｌはシリコンウェハー１１の側面図、同図
Ｔｂ）はシリコンウェハー１１の正面図であり、同図（
ａ）に示す−がイオン注入方向で、図示のようにシリコ
ンウェハー１１をイオン照射方向に垂直な面より適当な
角度傾斜させて配置し、傾斜方向からイオン注入してチ
ャンネリングを防いでいる。
ところが、第４図（Ｃ）に示す部分拡大図のように、シ
リコンウェハー１１に選択的にイオン注入する目的で選
択的にレジス目２を形成すると、イオン照射方向が−で
示す斜め方向からのイオン注入になるためにレジスト１
２の影部分ができ、所定領域に正確にイオン注入されず
、イオン注入領域にずれが生じる。これをシャドウ現象
と呼び、Ｓで示す部分がそのレジスト１２の影のために
イオン注入されなかったシャドウ部分である。
リコンウェハー１１に選択的にイオン注入する目的で選
択的にレジス目２を形成すると、イオン照射方向が−で
示す斜め方向からのイオン注入になるためにレジスト１
２の影部分ができ、所定領域に正確にイオン注入されず
、イオン注入領域にずれが生じる。これをシャドウ現象
と呼び、Ｓで示す部分がそのレジスト１２の影のために
イオン注入されなかったシャドウ部分である。
このようなシャドウ現象は従前から知られており、また
、前記のビームスキャンニング方法にアンギュラスキャ
ンニング方式とパラレルスキャンニング方式との２種類
があって、パラレルスキャンニング方式の方はすべての
面に垂直にイオンが注入される方式であるからシャドウ
現象が少ないとされている。しかし、上記した７°の傾
斜角度を与えて、チャンネリングを防止する注入方法で
はパラレルスキャンニング方式を用いてもシャドウ現象
を解消させることはできない。
、前記のビームスキャンニング方法にアンギュラスキャ
ンニング方式とパラレルスキャンニング方式との２種類
があって、パラレルスキャンニング方式の方はすべての
面に垂直にイオンが注入される方式であるからシャドウ
現象が少ないとされている。しかし、上記した７°の傾
斜角度を与えて、チャンネリングを防止する注入方法で
はパラレルスキャンニング方式を用いてもシャドウ現象
を解消させることはできない。
また、他のチャンネリング防止方法として、シリコンウ
ェハーの表面に酸化シリコン（ＳｉＯｚ）膜を形成し、
このＳｉ０ｇ膜を透過してイオン注入する方法（スルー
酸化方式）が知られている。この方法を採ると、比較的
にチャンネリングが減少でき、それは表面にＳｉｎ、分
子が不規則に並んでいて、それに衝突して注入されるか
らである。しかし、このＳｉＯ□膜を透過させる方式は
ある程度のチャンネリングを減少できるが、十分という
わけにはいか・ない。
ェハーの表面に酸化シリコン（ＳｉＯｚ）膜を形成し、
このＳｉ０ｇ膜を透過してイオン注入する方法（スルー
酸化方式）が知られている。この方法を採ると、比較的
にチャンネリングが減少でき、それは表面にＳｉｎ、分
子が不規則に並んでいて、それに衝突して注入されるか
らである。しかし、このＳｉＯ□膜を透過させる方式は
ある程度のチャンネリングを減少できるが、十分という
わけにはいか・ない。
本発明はこのような問題点を解決して、チャンネリング
を防止し、且つ、シャドウ現象を解消させて、精密に精
度良く注入することを目的としたイオン注入法を提案す
るものである。
を防止し、且つ、シャドウ現象を解消させて、精密に精
度良く注入することを目的としたイオン注入法を提案す
るものである。
その課題は、半導体ウェハーに選択的に不純物イオンを
注入するイオン注入法において、前記半導体ウェハーを
イオン照射方向に垂直な面に対して所定角度傾斜させて
イオン注入し、次いで、前記半導体ウェハーを１８０°
回転して静止させた後、該半導体ウェハーを同じくイオ
ン照射方向に垂直な面に対して前記傾斜させた方向と同
一方向に同一角度傾斜させてイオン注入するようにした
イオン注入法によって解決される。
注入するイオン注入法において、前記半導体ウェハーを
イオン照射方向に垂直な面に対して所定角度傾斜させて
イオン注入し、次いで、前記半導体ウェハーを１８０°
回転して静止させた後、該半導体ウェハーを同じくイオ
ン照射方向に垂直な面に対して前記傾斜させた方向と同
一方向に同一角度傾斜させてイオン注入するようにした
イオン注入法によって解決される。
即ち、本発明はチャンネリングを防止するために、シリ
コンウェハーにイオン照射方向に垂直な面より所定角度
傾斜させてイオン注入し、次いで、シャドウ現象を解消
させるために、シリコンウェハーを１８０°回転して、
同じく同一方向に同一角度傾斜させてイオン注入する。
コンウェハーにイオン照射方向に垂直な面より所定角度
傾斜させてイオン注入し、次いで、シャドウ現象を解消
させるために、シリコンウェハーを１８０°回転して、
同じく同一方向に同一角度傾斜させてイオン注入する。
そうすれば、シリコンウェハー面の選択的な領域に対し
て正確に注入することができる。
て正確に注入することができる。
以下に図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明にかかるイオン注入法を
説明する図で、記号１１はシリコンウェハー、２０はウ
ェハー保持板、−はイオン照射方向である。図には示し
ていないが、シリコンウェハー１１は周囲部分を止め枠
によってウェハー保持板２０に固定されており、また、
ウェハー保持板２０のシリコンウェハー１１を固定させ
た側は高真空であり、ウェハー保持板２０の裏面は冷却
するためにガスが還流されている。第１図（ａ）は側面
図、同図（ｂｌはその正面図で、まず、−で示すイオン
照射方向に対して第１図（ａ）、 （ｂ）に示す位置関
係、即ち、イオン照射方向に垂直な面より７°傾斜させ
てシリコンウェハーを配置し６た位置関係にしてイオン
注入する。そうすれば、チャンネリングが防止できる。
説明する図で、記号１１はシリコンウェハー、２０はウ
ェハー保持板、−はイオン照射方向である。図には示し
ていないが、シリコンウェハー１１は周囲部分を止め枠
によってウェハー保持板２０に固定されており、また、
ウェハー保持板２０のシリコンウェハー１１を固定させ
た側は高真空であり、ウェハー保持板２０の裏面は冷却
するためにガスが還流されている。第１図（ａ）は側面
図、同図（ｂｌはその正面図で、まず、−で示すイオン
照射方向に対して第１図（ａ）、 （ｂ）に示す位置関
係、即ち、イオン照射方向に垂直な面より７°傾斜させ
てシリコンウェハーを配置し６た位置関係にしてイオン
注入する。そうすれば、チャンネリングが防止できる。
第２図（ａ）は第１図（ａ）、 （ｂｌの場合の部分拡
大図であるが、その部分拡大図に示すように、シャドウ
現象が発生して、Ｓで示すシャドウ部分ができている。
大図であるが、その部分拡大図に示すように、シャドウ
現象が発生して、Ｓで示すシャドウ部分ができている。
従って、第１図において、次にシリコンウェハー１１を
固定しているウェハー保持板２０を１８０°回転させる
。そうすると、−で示すイオン照射方向に対して第１図
（Ｃ）に示す側面図、同図（ｄ＞に示す正面図の位置関
係、即ち、１８０°回転して送置し、同じくイオン照射
方向に垂直な面より７°傾斜させてシリコンウェハーを
配置した位置関係にして、その位置関係でイオン注入す
る。そうすれば、第１図（ａ）、 （ｂｌに示す位置関
係で発生したシャドウ現象によるシャドウ部分Ｓが消滅
して、且つ、チャンネリングが防止できる。
固定しているウェハー保持板２０を１８０°回転させる
。そうすると、−で示すイオン照射方向に対して第１図
（Ｃ）に示す側面図、同図（ｄ＞に示す正面図の位置関
係、即ち、１８０°回転して送置し、同じくイオン照射
方向に垂直な面より７°傾斜させてシリコンウェハーを
配置した位置関係にして、その位置関係でイオン注入す
る。そうすれば、第１図（ａ）、 （ｂｌに示す位置関
係で発生したシャドウ現象によるシャドウ部分Ｓが消滅
して、且つ、チャンネリングが防止できる。
第２図（ｂ）は第１図（Ｃ）の側面図、同図（ｄ）の正
面図の場合の部分拡大図を示しており、シャドウ現象に
よるシャドウ部分Ｓが消滅していることを示している。
面図の場合の部分拡大図を示しており、シャドウ現象に
よるシャドウ部分Ｓが消滅していることを示している。
第２図に示す１３はイオン注入領域である。
このように、シリコンウェハーを１８０゛回転させ、２
回に分けてイオン注入すれば、ドーズ量を半分に分ける
等の処置が必要であるが、チャンネリングが防止できて
、且つ、シャドウ現象が消滅し、所要領域に対して精密
に高精度に注入することができる。例えば、ｎチャネル
ＭＯ３ＩＣにおけるソース・ドレイン領域は、幅１〜’
ｌメｔｍ、深さ２０００〜３０００人のｎ型領域であり
、これをイオン注入によって作製し、砒素イオン（Ａｓ
’ ）を注入しているが、このｎ型領域を高精度に精密
に画定することができる。
回に分けてイオン注入すれば、ドーズ量を半分に分ける
等の処置が必要であるが、チャンネリングが防止できて
、且つ、シャドウ現象が消滅し、所要領域に対して精密
に高精度に注入することができる。例えば、ｎチャネル
ＭＯ３ＩＣにおけるソース・ドレイン領域は、幅１〜’
ｌメｔｍ、深さ２０００〜３０００人のｎ型領域であり
、これをイオン注入によって作製し、砒素イオン（Ａｓ
’ ）を注入しているが、このｎ型領域を高精度に精密
に画定することができる。
以上の説明から明らかなように、本発明によればイオン
注入領域を一層精密に高精度に形成することができて、
ＩＣの高集積化、微細化に寄与することができる。
注入領域を一層精密に高精度に形成することができて、
ＩＣの高集積化、微細化に寄与することができる。
第１図は・本発明にかかるイオン注入法を説明する図、
第２図は第１図の部分拡大図、
第３図はイオン注入装置の要部概略図、第４図は従来の
問題点を説明する図である図において、 ＩＩはシリコンウェハー １２はレジスト、 １３はイオン注入領域、 ２０はウェハー保持板、 Ｓはシャドウ部分 を示している。
問題点を説明する図である図において、 ＩＩはシリコンウェハー １２はレジスト、 １３はイオン注入領域、 ２０はウェハー保持板、 Ｓはシャドウ部分 を示している。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体ウェハーに選択的に不純物イオンを注入するイオ
ン注入法において、 前記半導体ウェハーをイオン照射方向に垂直な面に対し
て所定角度傾斜させてイオン注入し、次いで、前記半導
体ウェハーを１８０゜回転して静止させた後、該半導体
ウェハーを同じくイオン照射方向に垂直な面に対して前
記傾斜させた方向と同一方向に同一角度傾斜させてイオ
ン注入するようにしたことを特徴とするイオン注入法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23593889A JPH0399429A (ja) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | イオン注入法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23593889A JPH0399429A (ja) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | イオン注入法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0399429A true JPH0399429A (ja) | 1991-04-24 |
Family
ID=16993451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23593889A Pending JPH0399429A (ja) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | イオン注入法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0399429A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003060073A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-02-28 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61208738A (ja) * | 1985-03-11 | 1986-09-17 | Sharp Corp | イオン注入装置 |
| JPS61216320A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置の製法 |
| JPH01200619A (ja) * | 1988-02-05 | 1989-08-11 | Yamaha Corp | 集積回路装置の製法 |
-
1989
- 1989-09-12 JP JP23593889A patent/JPH0399429A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61208738A (ja) * | 1985-03-11 | 1986-09-17 | Sharp Corp | イオン注入装置 |
| JPS61216320A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置の製法 |
| JPH01200619A (ja) * | 1988-02-05 | 1989-08-11 | Yamaha Corp | 集積回路装置の製法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003060073A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-02-28 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
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