JPH04177827A - Ion implantation method and device - Google Patents

Ion implantation method and device

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JPH04177827A
JPH04177827A JP30693590A JP30693590A JPH04177827A JP H04177827 A JPH04177827 A JP H04177827A JP 30693590 A JP30693590 A JP 30693590A JP 30693590 A JP30693590 A JP 30693590A JP H04177827 A JPH04177827 A JP H04177827A
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JP
Japan
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temperature
ion implantation
wafer
disk
workpiece
Prior art date
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Application number
JP30693590A
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Japanese (ja)
Inventor
Noboru Tatefuru
立古 昇
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To get the condition of ion implantation in accordance with the application the ion implantation area of the substance to be treated by maintaining the temperature of substance to be kept constant at a set temperature. CONSTITUTION:A disk 25 as a wafer holding part is disposed coaxially in an ion implantation chamber 21, and the disk 25 is provided with a temperature sensor 37 for detecting the temperature of the wafer 1 as the substance to be treated. And a controller 36 keeps the temperature being set according to purposes constant through a temperature adjuster 35, a cooling path 31, etc., by inputting the detection temperature of the temperature sensor 37 and feeding it back. Hereby, the temperature of the wafer can be kept constant in ion implantation at a desired value, and the ion implantation phase according to each application can be made, so crystal defects can be controlled appropriately, and in a semiconductor device, the initial electric properties can be gotten.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、イオン打ち込み方法および装置、特に、汎用
性を向上させる技術に関し、例えば、半導体製造工程に
おいて、半導体ウェハ(以下、ウェハという。)に不純
物元素のイオンを打ち込むのに利用して有効な技術に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an ion implantation method and apparatus, and in particular to a technique for improving versatility, for example, in a semiconductor manufacturing process. This invention relates to an effective technique that can be used to implant ions of impurity elements.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

半導体製造工程において、ウェハにN影領域またはP影
領域を形成するために、ウェハに不純物元素のイオンを
打ち込むイオン打ち込み方法が使用されている。特に、
バイポーラトランジスタやバイポーラIC(半導体集積
回路装置)のエミッタ領域が形成される場合等において
は、高い不純物濃度が必要とされるため、大電流イオン
打ち込み装置が使用される。
In a semiconductor manufacturing process, an ion implantation method is used in which ions of an impurity element are implanted into a wafer in order to form an N shadow region or a P shadow region in the wafer. especially,
In the case where an emitter region of a bipolar transistor or a bipolar IC (semiconductor integrated circuit device) is formed, a high impurity concentration is required, so a high current ion implantation device is used.

そして、大電流イオン打ち込み装置が使用される場合、
ウェハはイオン打ち込み時にイオンのパワーにより昇温
される。ところが、次のような理由により、この昇温は
抑制する必要がある。
And when a high current ion implanter is used,
The temperature of the wafer is raised by the power of the ions during ion implantation. However, this temperature increase needs to be suppressed for the following reasons.

(1)打ち込みイオンのマスクとしてウェハに塗布され
たホトレジストの機能が、ウェハの昇温により低下する
のを防止する。例えば、ウェハの昇温により、ホトレジ
ストの変質や剥離が発生する。
(1) The function of the photoresist applied to the wafer as a mask for implanted ions is prevented from deteriorating due to an increase in the temperature of the wafer. For example, an increase in the temperature of the wafer causes deterioration or peeling of the photoresist.

(2)  ホトレジストが使用されないプロセスにあっ
ても、イオン打ち込み後の熱処理においてイオン打ち込
みによって発生した打ち込み損傷(ダメージ)を消去す
るために、打ち込み時のウェハの昇温を抑制するのが、
一般的である。
(2) Even in processes where photoresist is not used, it is important to suppress the temperature rise of the wafer during implantation in order to eliminate implantation damage caused by ion implantation during heat treatment after ion implantation.
Common.

そこで、従来は、イオン打ち込み時におけるウェハの昇
温を抑制するため、次のような対策が講しられている。
Therefore, conventionally, the following measures have been taken to suppress the temperature rise of the wafer during ion implantation.

(1)所謂メカニカルスキャニング方式が、ウェハ保持
部に採用されている。すなわち、ウェハ群を保持したデ
ィスクが回転されながら、同時に並進連動される。
(1) A so-called mechanical scanning method is employed in the wafer holding section. That is, the disk holding the group of wafers is rotated and simultaneously translated.

(2)  水冷装置や空冷装置等の冷却装置によりディ
スクが冷却される。
(2) The disk is cooled by a cooling device such as a water cooling device or an air cooling device.

ちなみに、従来、イオン打ち込み時における均エバの温
度は、80 ”C−100°Cに維持されるのか、一般
的である。
Incidentally, conventionally, the temperature of the homogenized evaporator during ion implantation is generally maintained at 80"C to 100C.

なお、イオン打ち込み技術を述べである例としては、特
開昭55−]−24936号公報、がある。
An example of the ion implantation technique described is JP-A-55-24936.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、従来のイオン打ち込み装置においては、
イオン打ち込み時におけるウェハの温度が、80°C〜
100°Cの一定温度に一律に維持されるため、ウェハ
の被イオン打ち込み領域の用途に応した被イオン打ち込
み状態を作り出すことができないという問題点があるこ
とが、本発明者によって明らかにされた。
However, in conventional ion implantation equipment,
The temperature of the wafer during ion implantation is 80°C ~
The inventor of the present invention has revealed that there is a problem in that because the temperature is maintained uniformly at a constant temperature of 100°C, it is not possible to create an ion implantation state suitable for the intended use of the ion implantation region of the wafer. .

本発明の目的は、被処理物の被イオン打ち込み領域が用
途に応した被イオン打ち込み状態を作り出すことができ
るイオン打ち込み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 that can create an ion implantation state in the ion implantation region of a workpiece that is suitable for the intended use.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付凹面から明らかになるであろう
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description herein and the attached concavities.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、次の通りである。
An overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、保持部に保持された被処理物にイオンが照射
されて打ち込まれるように構成されているイオン打ち込
み装置において、 前記被処理物保持部に温度#御装置が付設されており、
この温度制御装置は被処理物を加熱または冷却すること
により、被処理物の温度を設定された温度に一定に維持
するように構成されていることを特徴とする。
That is, in an ion implantation apparatus configured to irradiate and implant ions into a workpiece held in a holding part, a temperature control device is attached to the workpiece holding part,
This temperature control device is characterized in that it is configured to keep the temperature of the object to be processed constant at a set temperature by heating or cooling the object.

〔作用〕[Effect]

前記した手段によれば、イオン打ち込み時における被処
理物の温度を所望に応して適宜設定することができるた
め、例えば、ウェハに不純物を打ち込む場合、次によう
な用途に応することが可能になる。
According to the above-described means, the temperature of the object to be processed during ion implantation can be set as desired, so that, for example, when implanting impurities into a wafer, it is possible to meet the following applications. become.

(])  ウウニの制御温度を比較的低温(例えば、8
0°C〜100°C程度)に設定することにより、ウェ
ハにホトレジストが塗布されている場合や、打ち込み層
をより完全な非晶質層に形成する場合に対応することが
できる。
(]) Set the control temperature of the sea urchin to a relatively low temperature (for example, 8
By setting the temperature to about 0° C. to 100° C., it is possible to cope with the case where the wafer is coated with photoresist or the case where the implantation layer is formed into a more perfect amorphous layer.

(2)  ウェハの制御温度を比較的間層(例えば、1
50°C以上)に設定することにより、打ち込み層を重
金属汚染物質のゲンタリング層として利用することがで
きる。
(2) Controlling the wafer temperature at a relatively low temperature (for example, 1
By setting the temperature to 50° C. or higher, the implanted layer can be used as a gentering layer for heavy metal contaminants.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の一実施例であるイオン打ち込み装置の
主要部を示す平面断面図、第2図は第1図のII−II
線に沿う断面図、第3図はそのイオン打ち込み装置の全
体を示す模式的正面図、第4図は同しく模式的平面図、
第5図(a)、(b)はその作用を説明するための各線
図、である。
FIG. 1 is a plan sectional view showing the main parts of an ion implantation device that is an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
3 is a schematic front view showing the entire ion implantation device, FIG. 4 is a schematic plan view,
FIGS. 5(a) and 5(b) are diagrams for explaining the action.

本実施例において、本発明に係るイオン打ち込み装置は
大電流イオン打ち込み装置として構成されており、複数
枚のウェハに不純物としてのイオンをハツチ処理により
打ち込むように構成されている。このイオン打ち込み装
置10は、必要なイオンを生成するイオンソースおよび
このイオンソースからイオンビーム11を引き出すため
のイオン生成系12と、イオン生成系で生成されたイオ
ンの中から必要なイオンを分離するための質量分析系1
3と、イオンビーム11をX軸方向に走査するためのX
軸走査用電磁石14と、X軸方向に走査されたイオンビ
ームllaの角度を補正するための角度補正用電磁石1
5と、中性粒子をトラップするためのトラップ16と、
角度補正されたイオンビームllbを通過させるための
スリット17と、エンドステーション18とを備えてお
り、各部にはタライオポンプや油拡散ポンプ等の真空ポ
ンプが適宜設備されている。
In this embodiment, the ion implantation apparatus according to the present invention is configured as a high current ion implantation apparatus, and is configured to implant ions as impurities into a plurality of wafers by hatching. This ion implantation device 10 includes an ion source that generates necessary ions, an ion generation system 12 that extracts an ion beam 11 from the ion source, and a separation of necessary ions from among the ions generated by the ion generation system. Mass spectrometry system 1 for
3, and X for scanning the ion beam 11 in the X-axis direction.
An axial scanning electromagnet 14 and an angle correction electromagnet 1 for correcting the angle of the ion beam lla scanned in the X-axis direction.
5, a trap 16 for trapping neutral particles,
It includes a slit 17 for passing the angle-corrected ion beam llb and an end station 18, and each part is appropriately equipped with a vacuum pump such as a Talio pump or an oil diffusion pump.

エンドステーション18にはイオン打ち込み室21を形
成するためのチャンバ20が一対、隣り合わせに配設さ
れている。すなわち、各チャンバ20は略円盤形状の中
空体に形成されており、その中空部によりイオン打ち込
み室21が構成されている。チャンバ20には窓22が
スリット17に対向する端面壁における外周部の1箇所
に開設されており、この窓22からイオンビームが入射
されるようになっている。チャンバ20における窓22
が開設された端面壁とは反対側の端面壁には、回転軸2
3が同心的に配されて挿入され、回転自在に支承されて
おり、回転軸23はサーボモータ等の回転駆動装置24
により回転駆動されるようになっている。チャンバ20
のイオン打ち込み室21にはウェハ保持部としてのディ
スク25が同心的に配されており、このディスク25は
回転軸23の挿入端部に一体回転するように連結されて
いる。ディスク25の窓22側端面にはウェハ保持具2
6が複数組、同心円上において周方向に等間隔に配設さ
れており、各ウニ/S保持具26は被処理物としてのウ
ェハ1をディスク25の端面に当接させた状態で着脱自
在に保持するように構成されている。すなわち、ウェハ
1はチャンク\20に開設され、かつ、密閉されるよう
に構成されている搬入搬出口(図示せず)を通してイオ
ン打ち込み室2Iに出し入れされ、各保持具26に着脱
されて交換されるようになっている。
A pair of chambers 20 for forming an ion implantation chamber 21 are arranged adjacent to each other in the end station 18 . That is, each chamber 20 is formed into a substantially disk-shaped hollow body, and the ion implantation chamber 21 is configured by the hollow portion. A window 22 is provided in the chamber 20 at one location on the outer periphery of the end wall facing the slit 17, and the ion beam is incident through this window 22. Window 22 in chamber 20
A rotary shaft 2 is installed on the end wall opposite to the end wall where the
3 are inserted concentrically and rotatably supported, and the rotating shaft 23 is connected to a rotational drive device 24 such as a servo motor.
It is designed to be rotationally driven by. chamber 20
A disk 25 serving as a wafer holding portion is concentrically disposed in the ion implantation chamber 21, and the disk 25 is connected to the insertion end of the rotating shaft 23 so as to rotate integrally therewith. A wafer holder 2 is attached to the end surface of the disk 25 on the window 22 side.
6 are arranged at equal intervals in the circumferential direction on a concentric circle, and each urchin/S holder 26 is detachably attached while the wafer 1 as the object to be processed is brought into contact with the end surface of the disk 25. is configured to hold. That is, the wafer 1 is taken in and taken out of the ion implantation chamber 2I through a loading/unloading port (not shown) that is opened in the chunk\20 and configured to be sealed, and is attached to and removed from each holder 26 and exchanged. It has become so.

そして、ウェハ保持部としてのディスク25には温度制
御装置30が組み込まれている。すなわち、ディスク2
5の体内には温度制御装置30の一部を実質的に構成す
る冷熱路31が円形環状に開設されており、この冷熱路
31はディスク23に保持されたウェハ群を効果的に冷
却および加熱し得るように可及的に近接されて、かつ、
大きく形成されている。この冷熱路31には水や油等か
ら成る熱交換媒体32を供給および排出するための供給
路33および排出路34が、ディスク25および回転軸
23を通してそれぞれ流体的に接続されており、この供
給路33および排出路34は温度調節器35にそれぞれ
接続されている。温度調節器35はコンピュータ等から
成るコントローラ36により自動制御されるようになっ
ている。
A temperature control device 30 is incorporated in the disk 25 as a wafer holding section. That is, disk 2
A cold/heat path 31 that substantially constitutes a part of the temperature control device 30 is opened in the body of the patient 5 in a circular ring shape, and this cold/heat path 31 effectively cools and heats the group of wafers held on the disk 23. as close as possible, and
Largely formed. A supply path 33 and a discharge path 34 for supplying and discharging a heat exchange medium 32 made of water, oil, etc. are fluidly connected to this cold/heat path 31 through a disk 25 and a rotating shaft 23, respectively. The passage 33 and the discharge passage 34 are each connected to a temperature regulator 35. The temperature regulator 35 is automatically controlled by a controller 36 consisting of a computer or the like.

他方、ディスク25には被処理物としてのウェハの温度
を検出するための温度センサ37が、ウェハ群の温度を
可及的に均等に検出するように配されて敷設されており
、この温度センサ37は検出結果をコントローラ36に
入力するように接続さr、ている。そして、コントロー
ラ36は温度センサ37の検出温度をフィードバックす
ることにより、用途に応して設定された温度を温度調節
器35および冷熱路31等を通して一定に維持するよう
になっている。
On the other hand, temperature sensors 37 for detecting the temperature of wafers as objects to be processed are arranged on the disk 25 so as to detect the temperature of a group of wafers as evenly as possible. 37 is connected to input the detection results to the controller 36. By feeding back the temperature detected by the temperature sensor 37, the controller 36 maintains a constant temperature set according to the application through the temperature regulator 35, the cooling path 31, etc.

次に作用を説明する。Next, the effect will be explained.

イオン生成系12で生成され引き出されたイオンビーム
11は質量分析系13によって所望のイオン種のみに分
離される。特定種のイオンビーム11はX軸走査用電磁
石14によりX軸方向に走査されるとともに、補正用電
磁石15により角度を補正される。補正されたイオンビ
ームllbはエンドステーション18における一方のイ
オン打ち込み室21に窓22から入射され、X軸方向に
走査されながら、ウェハ1上に照射される。このウェハ
lにイオンビームが照射される方のディスク25は、回
転駆動装置24により回転軸23を通して回転駆動され
ているため、イオンビームは各ウェハ1全面および全て
のウェハ1に均一に照射されることになる。
The ion beam 11 generated and extracted by the ion generation system 12 is separated into only desired ion species by the mass spectrometry system 13. The specific type of ion beam 11 is scanned in the X-axis direction by an X-axis scanning electromagnet 14, and its angle is corrected by a correction electromagnet 15. The corrected ion beam llb enters one of the ion implantation chambers 21 in the end station 18 through the window 22, and is irradiated onto the wafer 1 while being scanned in the X-axis direction. The disk 25 on which this wafer l is irradiated with the ion beam is rotationally driven through the rotation shaft 23 by the rotary drive device 24, so that the ion beam is uniformly irradiated onto the entire surface of each wafer 1 and all wafers 1. It turns out.

このイオン打ち込み中、イオンビームが入射されない方
のイオン打ち込み室21においては、ディスク25に対
して、イオン打ち込み済みウェハとこれからイオン打ち
込み実施されるウエノ\との交換作業が実施されている
。この並行処理によりイオン打ち込み装置の稼働効率が
高められることになる。つまり、一対のイオン打ち込み
室21.21についてイオン打ち込み作業が交互に実施
される。
During this ion implantation, in the ion implantation chamber 21 to which the ion beam is not applied, the ion implanted wafer is replaced with a wafer to be ion implanted into the disk 25. This parallel processing increases the operating efficiency of the ion implantation device. That is, the ion implantation work is performed alternately for the pair of ion implantation chambers 21 and 21.

ところで、ウェハにイオンビームが照射されると、イオ
ンビームのパワーにより、ウェハの温度は上昇する傾向
になり、放置すればウェハの温度状態は不安定な状況に
なる。
By the way, when a wafer is irradiated with an ion beam, the temperature of the wafer tends to rise due to the power of the ion beam, and if left untreated, the temperature state of the wafer becomes unstable.

しかし、本実施例においては、ディスク25に温度制御
装置30が組み込まれているため、ウェハの温度が所望
の一定温度に維持されるように制御することができる。
However, in this embodiment, since the temperature control device 30 is incorporated into the disk 25, the temperature of the wafer can be controlled to be maintained at a desired constant temperature.

そして、各種用途に応して所望の一定温度を設定するこ
とにより、各種用途に応じたイオン打ち込み状況を適宜
作り出すことか可能になる。
By setting a desired constant temperature according to various uses, it becomes possible to create appropriate ion implantation conditions according to various uses.

以下、複数種類の用途に応した温度制御をそれぞれ説明
することにより、本発明の一実施例であるイオン打ち込
み方法を説明する。
Hereinafter, an ion implantation method that is an embodiment of the present invention will be explained by explaining temperature control corresponding to a plurality of types of uses.

例えば、次のような場合には、一定に保つべきウェハ温
度は、80°C〜100°C程度の比較的低い温度に設
定される。
For example, in the following cases, the wafer temperature to be kept constant is set to a relatively low temperature of about 80°C to 100°C.

(1)  ウェハにホトレジストが塗布されている場合
(1) When the wafer is coated with photoresist.

この場合には、ウェハの表面にマスクとして塗布された
ホトレジストが、ウェハが高い温度になることにより変
質や剥離等の機能低下を発生するため、このホトレジス
トの機能低下が発生するのを防止する必要上、ウェハ温
度は比較的低い温度に抑制される。
In this case, the photoresist applied as a mask on the surface of the wafer will deteriorate in quality and peel off due to the high temperature of the wafer, so it is necessary to prevent this deterioration in the functionality of the photoresist. Moreover, the wafer temperature is suppressed to a relatively low temperature.

(2)  被イオン打ち込み層をより完全な非晶質層に
する必要がある場合。
(2) When it is necessary to make the ion-implanted layer a more completely amorphous layer.

ウェハ温度が比較的低い温度下で、ウェハにイオンが打
ち込まれると、イオン打ち込み時の結晶欠陥発生が少な
く、しかも、イオン打ち込み後のアニール処理等により
、発生した結晶欠陥は解消され易いため、被イオン打ち
込み層においてより完全な非晶質層が得られる。
When ions are implanted into a wafer at a relatively low wafer temperature, fewer crystal defects occur during ion implantation, and the crystal defects that occur are easily eliminated by annealing treatment after ion implantation. A more completely amorphous layer is obtained in the ion implantation layer.

ここで、ウェハ温度が低い温度を維持するための前記イ
オン打ち込み装置の作用について簡単に説明する。
Here, the operation of the ion implantation apparatus for maintaining the wafer temperature at a low temperature will be briefly explained.

温度制御装置30のコントローラ36に予め選定された
制御目標温度(例えば、80°C)が設定される。
A preselected control target temperature (for example, 80° C.) is set in the controller 36 of the temperature control device 30.

前記したイオン打ち込み作動に伴って、ディスク25に
保持されたウエノX1群の温度が上昇すると、その温度
上昇はディスク25内の温度センサ37により検知され
る。この温度センサ37により検知された温度はコント
ローラ36に逐次送信される。
When the temperature of the Ueno X1 group held on the disk 25 rises due to the ion implantation operation described above, the temperature rise is detected by the temperature sensor 37 inside the disk 25. The temperature detected by this temperature sensor 37 is sequentially transmitted to the controller 36.

コントローラ36は温度センサ37から逐次送信されて
来る現在のウエノ\温度と、予め設定された前記制御目
標温度との差を演算し、この差を解消すべき作動を温度
調節器35に指令する。
The controller 36 calculates the difference between the current ueno\ temperature sequentially transmitted from the temperature sensor 37 and the preset control target temperature, and instructs the temperature regulator 35 to perform an operation to eliminate this difference.

このコントローラ36の指令により温度調節器35は、
油等の熱交換媒体32を冷却し、冷却した媒体32を供
給路33を通して冷熱路31に供給する。
Based on the command from the controller 36, the temperature regulator 35
A heat exchange medium 32 such as oil is cooled, and the cooled medium 32 is supplied to the cold/heat path 31 through the supply path 33.

冷却された媒体32が冷熱路31に供給されると、ディ
スク25の温度が下降するため、ディスク25に保持さ
れているウエノ\1群の温度は下降する。下降したウェ
ハ温度は温度センサ37により検知される。
When the cooled medium 32 is supplied to the cooling path 31, the temperature of the disk 25 decreases, so the temperature of the Ueno\1 group held on the disk 25 decreases. The decreased wafer temperature is detected by the temperature sensor 37.

以降、前記作動が繰り返されることにより、ウェハ温度
はコントローラ36に予め設定された目標温度に一定に
維持される。
Thereafter, by repeating the above operations, the wafer temperature is maintained constant at the target temperature preset in the controller 36.

さて、次のような場合には、一定に保つべきウェハ温度
は、例えば、150 ”C以上の比較的高い温度に設定
される。
Now, in the following case, the wafer temperature to be kept constant is set to a relatively high temperature of 150''C or higher, for example.

(1)  被イオン打ち込み層が重金属汚染物質のゲ・
ンタリング層として利用される場合。
(1) The ion-implanted layer is free from heavy metal contaminants.
When used as an interpreting layer.

ウェハ温度が150°C以上の高い温度下で、ウェハに
イオンが打ち込まれると、ウエノ\がアニールされてい
るような状況に置□かれるため、イオン打ち込み時にお
ける結晶欠陥の発生数自体は少ない。しかし、−度発生
した結晶欠陥はアニールによって解消しにくい。そして
、この残留した結晶欠陥をゲッタリング層として利用す
ることができる。
When ions are implanted into a wafer at a high wafer temperature of 150° C. or higher, the wafer is placed in a situation where it is annealed, so the number of crystal defects generated during ion implantation itself is small. However, it is difficult to eliminate crystal defects that have occurred by annealing. The remaining crystal defects can then be used as a gettering layer.

ちなみに、このようなゲッタリング層として利用し得る
領域としては、次のようなものが考えられる。
Incidentally, the following areas can be considered as areas that can be used as such a gettering layer.

■ ウェハの裏面領域。■ Backside area of wafer.

■ ウェハ内部の非能動層。■ Inactive layer inside the wafer.

非能動層は直接的に素子構造を形成しないため、結晶欠
陥の存在はそれほど障害とならない。
Since the non-active layer does not directly form an element structure, the presence of crystal defects does not pose much of a problem.

■ トランジスタ構造において、ベース領域が形成され
た後のエミッタ領域。
■ In a transistor structure, the emitter region after the base region is formed.

エミッタ領域内部の結晶欠陥は直接的にはキャリアのラ
イフタイムキラーとはならない。すなわち、リーク電流
の増加や雑音特性の悪化を伴わない。逆に、これは、ベ
ース領域中に存在する重金属物質に対するゲッタリング
作用があることを意味する。
Crystal defects inside the emitter region do not directly serve as carrier lifetime killers. That is, there is no increase in leakage current or deterioration of noise characteristics. Conversely, this means that there is a gettering effect on the heavy metal substances present in the base region.

そして、ゲッタリング作用により、アニール処理後の結
晶欠陥を所望の量に制御することができるため、結晶欠
陥の発生を皆無とした能動層(fjllえば、ヘース)
、すなわち、素子形成層、それも少数キャリアの活動層
(ヘースの電子が流れる9頁域)において、期待通りの
状態を確保すること力くできる。
Because the gettering effect allows the crystal defects after annealing to be controlled to the desired amount, the active layer (for example, Heath) with no crystal defects can be formed.
In other words, it is possible to easily ensure the expected state in the element formation layer, especially in the active layer of minority carriers (the area on page 9 where the Hess electrons flow).

第5図Fa)、(b)は、音響用トランジスタのエミッ
タ形成工程において、ボロン(B)が打ち込まれて成る
ベース領域の内部に、エミッタ領域を形成するためにり
ん(P)を打ち込む際、ウエノ\温度を80°Cに設定
した場合(alと、150°Cに設定した場合(b)と
の比較を示す各線図、である。第5図において、縦軸は
発生数、横軸はノイズ電圧(V)、Lは規格基準線をそ
れぞれ示してし)る。
Figures 5a) and 5(b) show that in the emitter formation process of an acoustic transistor, when phosphorus (P) is implanted to form an emitter region inside the base region implanted with boron (B), These are graphs showing a comparison between the case (al) when the temperature is set at 80°C and the case (b) when it is set at 150°C. In Fig. 5, the vertical axis is the number of occurrences, and the horizontal axis is the number of occurrences. The noise voltage (V) and L indicate the standard reference line, respectively.

第5図に示されているように、本実施例Gこより、ウェ
ハ温度が150 ”Cになるように温度制御された場合
には、基準線以上のノイズ電圧を示す症例は皆無になっ
ている。
As shown in FIG. 5, from Example G, when the wafer temperature was controlled to 150"C, there were no cases where the noise voltage was higher than the reference line. .

なお、ウェハ温度の具体的な制御作動番よ、前君己した
低い温度の場合に準するので、説明を省略する。
Note that the specific control operations for the wafer temperature are similar to those in the previous case where the temperature was low, so a description thereof will be omitted.

前記実施例によれば次の効果が得られる。According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.

(1)  イオン打ち込み時におけるウエノ\の温度を
所望の温度に一定に維持することにより、各用途に応し
た被イオン打ち込み層を形成すること力(できるため、
結晶欠陥を適正に制御することができ、半導体装置にお
いて所期の電気特性を得ること力(できる。
(1) By keeping the temperature of Ueno constant at the desired temperature during ion implantation, it is possible to form an ion implanted layer suitable for each application (because it is possible to
It is possible to appropriately control crystal defects and obtain desired electrical characteristics in semiconductor devices.

(2)  ウェハの制御温度を低く設定することにより
、被イオン打ち込み層において完全な非晶質層を形成す
ることができる。
(2) By setting the wafer control temperature low, a completely amorphous layer can be formed in the ion-implanted layer.

(3)  ウェハの制御温度を高く設定することにより
、被イオン打ち込み層を重金属物質のゲ・ツタリンク層
として利用することができるため、結晶欠陥を制御する
ことができる。
(3) By setting the wafer control temperature high, the ion-implanted layer can be used as a Ge-Stalink layer of heavy metal material, so crystal defects can be controlled.

以上本発明者によってなされた発明を実施例Gこ基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
The invention made by the present inventor has been specifically explained based on Example G above, but it should be noted that the present invention is not limited to the above example and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Not even.

例えば、温度制御装置は、第6図および第7図に示され
ているように構成してもよい。
For example, the temperature control device may be configured as shown in FIGS. 6 and 7.

第6図においては、ディスク25Aに凹部27が没設さ
れ、この凹部27の底部にノリコンゴム等から成るバッ
ド27が敷設されており、ウエノ\1はパット27を介
してディスク25Aに当接されるとともに、温度センサ
37に対向されるようになっている。
In FIG. 6, a recess 27 is sunk into the disc 25A, and a pad 27 made of gluecon rubber or the like is placed at the bottom of the recess 27, and the Ueno\1 comes into contact with the disc 25A through the pad 27. At the same time, it is arranged to face a temperature sensor 37.

第7図においては、冷熱路としての冷熱パイプ31Aが
ディスク25の裏面に敷設されている。
In FIG. 7, a cold/heat pipe 31A serving as a cold/heat path is laid on the back surface of the disk 25.

また、ウェハ保持部は、ディスク方式の構造に構成する
に限らず、カル−セル方式の構造や、ウェイフロラ方式
の構造等に構成してもよい。
Furthermore, the wafer holding section is not limited to a disk type structure, but may also be configured to have a carcell type structure, a way roller type structure, or the like.

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である大電流イオン打ち込
み装置に適用した場合について説明じだが、それに限定
されるものではなく、中電流イオン打ち込み装置等のイ
オン打ち込み技術全般に適用することができる。
The above explanation mainly describes the case where the invention made by the present inventor is applied to a large current ion implantation device, which is the field of application that formed the background of the invention, but is not limited thereto, such as a medium current ion implantation device, etc. It can be applied to all ion implantation techniques.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本願において開示される発明のうち代表的なもの乙こよ
って得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである
A brief explanation of the effects obtained by the representative inventions disclosed in this application is as follows.

イオン打ち込み時におけるウェハの温度を所望の温度に
一定に維持することにより、各用途に応した被イオン打
ち込み層を形成することができるため、結晶欠陥を適正
に制御することができ、半導体装置において所期の電気
特性を得ることができる。
By keeping the temperature of the wafer constant at a desired temperature during ion implantation, it is possible to form an ion implanted layer suitable for each application, so crystal defects can be appropriately controlled, making it possible to The desired electrical characteristics can be obtained.

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

第1図は本発明の一実施例であるイオン打ち込み装置の
主要部を示す平面断面図、 第2図は第1図の■−■線に沿う断面図、第3図はその
イオン打ち込み装置の全体を示す模式的正面図、 第4図は同しく模式的平面口、 第5図(a)、(b)はその作用を説明するための各線
図、である。 第6図は温度制御装置の変形例を示す拡大部分断面図、
である。 第7図は同しく別の変形例を示す拡大部分断面図、であ
る。 ■・・・ウェハ(被処理物)、10・・・イオン打ち込
み装置、11、lla、llb・・・イオンビーム、1
2・・・イオン生成系、13・・・質量分析系、14・
・・X軸走査用電磁石、15・・・角度補正用電磁石、
16・・・トラップ、17・・・スリット、18・・・
エンドステーンヨン、20・・・チャンバ、21・・・
イオン打ち込み室、22・・・窓、23・・・回転軸、
24・・・回転駆動装置、25.25A・・・ディスク
、26・・・ウェハ保持具、27・・・凹部、28・・
・パッド、30・・温度制御装置、31・・・冷熱路、
32・・・熱交換媒体、33・・供給路、34・・・排
出路、35・・・温度調整器、36・・・コントローラ
1.37・・・温度センサ。 代理人 弁理士 梶 原 辰 也 凱5図 ノイス′電すL (V) 第6図      第7図
FIG. 1 is a plan sectional view showing the main parts of an ion implantation device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a schematic front view showing the whole, FIG. 4 is a schematic plan view of the opening, and FIGS. 5(a) and 5(b) are diagrams for explaining the operation. FIG. 6 is an enlarged partial sectional view showing a modification of the temperature control device;
It is. FIG. 7 is an enlarged partial sectional view showing another modification. ■...Wafer (workpiece), 10...Ion implantation device, 11, lla, llb...Ion beam, 1
2... Ion generation system, 13... Mass spectrometry system, 14.
... X-axis scanning electromagnet, 15... Angle correction electromagnet,
16...Trap, 17...Slit, 18...
End staining, 20...chamber, 21...
Ion implantation chamber, 22...window, 23...rotating shaft,
24... Rotation drive device, 25. 25A... Disk, 26... Wafer holder, 27... Recess, 28...
・Pad, 30...Temperature control device, 31...Cold heat path,
32... Heat exchange medium, 33... Supply path, 34... Discharge path, 35... Temperature regulator, 36... Controller 1. 37... Temperature sensor. Agent Patent Attorney Tatsu Kajihara Yakai 5 Figure Noyce' Densu L (V) Figure 6 Figure 7

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.イオンが被処理物に照射されて打ち込まれるイオン
打ち込み方法において、 被処理物における被イオン打ち込み部の用途に応じて、
被処理物の温度が所定の温度に調整維持されることを特
徴とするイオン打ち込み方法。
1. In the ion implantation method in which ions are irradiated and implanted into the workpiece, depending on the purpose of the ion implantation part of the workpiece,
An ion implantation method characterized in that the temperature of a workpiece is adjusted and maintained at a predetermined temperature.
2.保持部に保持された被処理物にイオンが照射されて
打ち込まれるように構成されているイオン打ち込み装置
において、 前記被処理物保持部に温度制御装置が付設されており、
この温度制御装置は被処理物を加熱または冷却すること
により、被処理物の温度を設定された温度に一定に維持
するように構成されていることを特徴とするイオン打ち
込み装置。
2. In an ion implantation device configured to irradiate and implant ions into a workpiece held in a holding part, the workpiece holding part is provided with a temperature control device,
An ion implantation apparatus characterized in that the temperature control device is configured to keep the temperature of the workpiece constant at a set temperature by heating or cooling the workpiece.
3.前記温度制御装置が、前記被処理物保持部を加熱ま
たは冷却する手段と、前記被処理物保持部の温度を検出
する温度センサと、この温度センサの検出に基づき前記
加熱または冷却手段を駆動し、目標温度に制御するコン
トローラとを備えていることを特徴とする特許請求の範
囲第2項記載のイオン打ち込み装置。
3. The temperature control device includes means for heating or cooling the object holding section, a temperature sensor detecting the temperature of the object holding section, and driving the heating or cooling means based on detection by the temperature sensor. 3. The ion implantation apparatus according to claim 2, further comprising: a controller for controlling the temperature to a target temperature.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011155068A (en) * 2010-01-26 2011-08-11 Oki Semiconductor Co Ltd Method of manufacturing semiconductor device, and substrate housing structure

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JP2011155068A (en) * 2010-01-26 2011-08-11 Oki Semiconductor Co Ltd Method of manufacturing semiconductor device, and substrate housing structure

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