JPH04246822A - イオンビーム照射装置及びイオンビーム照射方法 - Google Patents
イオンビーム照射装置及びイオンビーム照射方法Info
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- JPH04246822A JPH04246822A JP3012021A JP1202191A JPH04246822A JP H04246822 A JPH04246822 A JP H04246822A JP 3012021 A JP3012021 A JP 3012021A JP 1202191 A JP1202191 A JP 1202191A JP H04246822 A JPH04246822 A JP H04246822A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
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- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオンビーム照射中の
被照射物の冷却方法を改良したイオンビーム照射装置及
びイオンビーム照射方法に関するものである。近年の半
導体装置の製造工程においては、半導体ウエーハへ不純
物を導入する場合、主としてイオン注入法が用いられて
いる。
被照射物の冷却方法を改良したイオンビーム照射装置及
びイオンビーム照射方法に関するものである。近年の半
導体装置の製造工程においては、半導体ウエーハへ不純
物を導入する場合、主としてイオン注入法が用いられて
いる。
【０００２】しかし、半導体装置内の個々の素子の微細
化、構造の複雑化に伴い不純物の熱拡散を抑えることが
必要になり、イオン注入時に同時に導入される欠陥をア
ニールにより除去する場合のアニール熱処理温度を低温
化し、熱処理時間を短縮化する傾向にある。この結果、
イオン注入時に導入された欠陥に起因し、熱処理過程に
おいて形成される二次， 三次の複合欠陥が除去され難
くなり、Ｐ−Ｎ接合部におけるリーク電流の増加等の悪
影響が表れている。
化、構造の複雑化に伴い不純物の熱拡散を抑えることが
必要になり、イオン注入時に同時に導入される欠陥をア
ニールにより除去する場合のアニール熱処理温度を低温
化し、熱処理時間を短縮化する傾向にある。この結果、
イオン注入時に導入された欠陥に起因し、熱処理過程に
おいて形成される二次， 三次の複合欠陥が除去され難
くなり、Ｐ−Ｎ接合部におけるリーク電流の増加等の悪
影響が表れている。
【０００３】以上のような状況から、イオン注入時に導
入される欠陥が熱処理過程で除去しやすいものとなるよ
うなイオンビーム照射装置が要望されており、これはイ
オン注入中に半導体ウエーハを低温に保つことで実現さ
れる。
入される欠陥が熱処理過程で除去しやすいものとなるよ
うなイオンビーム照射装置が要望されており、これはイ
オン注入中に半導体ウエーハを低温に保つことで実現さ
れる。
【０００４】
【従来の技術】従来のイオンビーム照射装置について図
２により詳細に説明する。図２は従来の低温度の被照射
物へのイオンビーム照射装置の概略構造を示す図である
。従来のこのようなイオンビーム照射装置においては、
図に示すように真空チャンバ２１内の被照射物１５、例
えば半導体ウエーハを搭載する支持部２２の構造を、図
示のような液体窒素の導入口２２ａ と空気抜き口２２
ｂ と収容部２２ｃ を有する構造にし、この収容部２
２ｃ に液体窒素を注入することにより被照射物１５を
冷却した状態でイオンビーム発生器２３から出たイオン
ビームを被照射物１５に照射して不純物を注入している
。
２により詳細に説明する。図２は従来の低温度の被照射
物へのイオンビーム照射装置の概略構造を示す図である
。従来のこのようなイオンビーム照射装置においては、
図に示すように真空チャンバ２１内の被照射物１５、例
えば半導体ウエーハを搭載する支持部２２の構造を、図
示のような液体窒素の導入口２２ａ と空気抜き口２２
ｂ と収容部２２ｃ を有する構造にし、この収容部２
２ｃ に液体窒素を注入することにより被照射物１５を
冷却した状態でイオンビーム発生器２３から出たイオン
ビームを被照射物１５に照射して不純物を注入している
。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来の低
温度の被照射物へのイオンビーム照射装置は実験的装置
の域を出ず、支持部を真空チャンバの外部から回転軸で
回転可能にしようとすると、冷却用の液体窒素をこの回
転軸を通して供給しなければならなくなり、この回転軸
の軸受け部での断熱が困難になるため、この軸受け部が
液体窒素によって冷却され、軸受け機能や真空シール機
能が損なわれるために従来は被照射物を支持部に固定し
なければならなくなり、被照射物を支持部へ着脱するの
が難しくなる。また支持部を回転可能な構造にできない
ため、複数の被照射物をバッチ式にイオンビーム照射す
ることができなくなると同時に被照射物の温度上昇を抑
制するためにイオンビーム電流量を制限しなければなら
ないという問題点がある。
温度の被照射物へのイオンビーム照射装置は実験的装置
の域を出ず、支持部を真空チャンバの外部から回転軸で
回転可能にしようとすると、冷却用の液体窒素をこの回
転軸を通して供給しなければならなくなり、この回転軸
の軸受け部での断熱が困難になるため、この軸受け部が
液体窒素によって冷却され、軸受け機能や真空シール機
能が損なわれるために従来は被照射物を支持部に固定し
なければならなくなり、被照射物を支持部へ着脱するの
が難しくなる。また支持部を回転可能な構造にできない
ため、複数の被照射物をバッチ式にイオンビーム照射す
ることができなくなると同時に被照射物の温度上昇を抑
制するためにイオンビーム電流量を制限しなければなら
ないという問題点がある。
【０００６】本発明は以上のような状況から、被照射物
を低温に冷却した状態で、被照射物の支持部を可動にし
てイオンビーム照射を行うことが可能となる量産性の高
いイオンビーム照射装置及びイオンビーム照射方法の提
供を目的としたものである。
を低温に冷却した状態で、被照射物の支持部を可動にし
てイオンビーム照射を行うことが可能となる量産性の高
いイオンビーム照射装置及びイオンビーム照射方法の提
供を目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のイオンビーム照
射装置は、真空チャンバ内の搭載部の表面に被照射物を
載置し、この搭載部を熱的に隔離して周辺に配設した支
持部を回転軸を中心として軸受け及びシール部で支持し
て回転させ、この搭載部を介して前記被照射物を０℃以
下に冷却しながら、イオンビーム発生器より出されたイ
オンビームをこの被照射物に照射するイオンビーム照射
装置であって、常温高圧のガス状の冷却媒体を生成する
機構と、この常温高圧のガス状の冷却媒体を、真空チャ
ンバ外からこの搭載部と支持部との間の空間内に導入す
る供給管と、この空間に隣接する空間内でこの空間内の
冷却媒体を断熱膨張させる絞り弁と、この空間内で断熱
膨張したこの冷却媒体をこの機構に帰還させる、この供
給管に内包される帰還管と、この搭載部の温度を検知す
る温度センサからの温度情報に基づきこの機構を制御す
る制御機とを具備するように構成し、本発明のイオンビ
ーム照射方法は、上記のイオンビーム照射装置を用いる
イオンビーム照射方法であって、断熱膨張させる冷却媒
体として窒素を用い、この機構により常温高圧のガス状
の冷却媒体を生成してこの供給管によりこの空間に導入
し、絞り弁を用いて断熱膨張させてこの搭載部を冷却し
、この温度センサにより検知したこの搭載部の温度情報
に基づきこの機構を制御することにより、この搭載部の
温度を一定に維持し、このイオンビーム発生器によりこ
の被照射物にイオンビームを照射するように構成する。
射装置は、真空チャンバ内の搭載部の表面に被照射物を
載置し、この搭載部を熱的に隔離して周辺に配設した支
持部を回転軸を中心として軸受け及びシール部で支持し
て回転させ、この搭載部を介して前記被照射物を０℃以
下に冷却しながら、イオンビーム発生器より出されたイ
オンビームをこの被照射物に照射するイオンビーム照射
装置であって、常温高圧のガス状の冷却媒体を生成する
機構と、この常温高圧のガス状の冷却媒体を、真空チャ
ンバ外からこの搭載部と支持部との間の空間内に導入す
る供給管と、この空間に隣接する空間内でこの空間内の
冷却媒体を断熱膨張させる絞り弁と、この空間内で断熱
膨張したこの冷却媒体をこの機構に帰還させる、この供
給管に内包される帰還管と、この搭載部の温度を検知す
る温度センサからの温度情報に基づきこの機構を制御す
る制御機とを具備するように構成し、本発明のイオンビ
ーム照射方法は、上記のイオンビーム照射装置を用いる
イオンビーム照射方法であって、断熱膨張させる冷却媒
体として窒素を用い、この機構により常温高圧のガス状
の冷却媒体を生成してこの供給管によりこの空間に導入
し、絞り弁を用いて断熱膨張させてこの搭載部を冷却し
、この温度センサにより検知したこの搭載部の温度情報
に基づきこの機構を制御することにより、この搭載部の
温度を一定に維持し、このイオンビーム発生器によりこ
の被照射物にイオンビームを照射するように構成する。
【０００８】
【作用】即ち本発明においては、断熱膨張させる冷却媒
体を常温高圧のガス状にする機構により常温高圧のガス
状の冷却媒体を生成し、被照射物を載置する搭載部と、
この搭載部を熱的に隔離して配設した支持部との空間に
この冷却媒体を供給管により導入し、この空間の冷却媒
体を絞り弁を用いて断熱膨張させて前記搭載部を冷却し
、この搭載部の温度を温度センサにより検知し、検知し
たこの搭載部の温度情報に基づき常温高圧のガス状の冷
却媒体を生成する機構を制御してこの搭載部の温度を一
定に維持し、イオンビーム発生器によりこの冷却された
被照射物にイオンビームを照射することが可能となる。
体を常温高圧のガス状にする機構により常温高圧のガス
状の冷却媒体を生成し、被照射物を載置する搭載部と、
この搭載部を熱的に隔離して配設した支持部との空間に
この冷却媒体を供給管により導入し、この空間の冷却媒
体を絞り弁を用いて断熱膨張させて前記搭載部を冷却し
、この搭載部の温度を温度センサにより検知し、検知し
たこの搭載部の温度情報に基づき常温高圧のガス状の冷
却媒体を生成する機構を制御してこの搭載部の温度を一
定に維持し、イオンビーム発生器によりこの冷却された
被照射物にイオンビームを照射することが可能となる。
【０００９】
【実施例】以下図１により本発明の一実施例のイオンビ
ーム照射装置及びイオンビーム照射方法について詳細に
説明する。図１は本発明による一実施例のイオンビーム
照射装置の概略構造を示す図である。図に示すように被
照射物１５を真空チャンバ１内の搭載部２の表面に載置
し、この搭載部２を熱的に隔離して周辺に配設した支持
部３を回転軸３ａを中心として軸受け及びシール部４で
支持して回転させながら回転軸３ａを移動し、イオンビ
ーム発生器５より出されたイオンビームをこの被照射物
１５に照射している。
ーム照射装置及びイオンビーム照射方法について詳細に
説明する。図１は本発明による一実施例のイオンビーム
照射装置の概略構造を示す図である。図に示すように被
照射物１５を真空チャンバ１内の搭載部２の表面に載置
し、この搭載部２を熱的に隔離して周辺に配設した支持
部３を回転軸３ａを中心として軸受け及びシール部４で
支持して回転させながら回転軸３ａを移動し、イオンビ
ーム発生器５より出されたイオンビームをこの被照射物
１５に照射している。
【００１０】この搭載部２と支持部３との間の空間は、
図示のように空間３ｂと空間３ｃとに仕切られており、
この仕切りの搭載部２の位置には絞り弁１１が設けられ
ており、空間３ｂ内の常温高圧の冷却媒体がこの絞り弁
１１により空間３ｃ内で断熱膨張して搭載部２を冷却す
るようになっている。本実施例ではこの常温高圧の冷却
媒体として窒素を用いており、空間３ｃ内で断熱膨張し
た窒素はロータリーポンプ６で回収され、コンプレッサ
７で加圧されて高温の５気圧（３８００Ｔｏｒｒ） の
窒素になり、ガス冷却器８で常温（３００°Ｋ）になる
よう冷却される。
図示のように空間３ｂと空間３ｃとに仕切られており、
この仕切りの搭載部２の位置には絞り弁１１が設けられ
ており、空間３ｂ内の常温高圧の冷却媒体がこの絞り弁
１１により空間３ｃ内で断熱膨張して搭載部２を冷却す
るようになっている。本実施例ではこの常温高圧の冷却
媒体として窒素を用いており、空間３ｃ内で断熱膨張し
た窒素はロータリーポンプ６で回収され、コンプレッサ
７で加圧されて高温の５気圧（３８００Ｔｏｒｒ） の
窒素になり、ガス冷却器８で常温（３００°Ｋ）になる
よう冷却される。
【００１１】この常温高圧の窒素は図１のＡ−Ａ断面矢
視図に示すような断熱膨張した窒素をロータリーポンプ
６に帰還させる帰還管１２の周囲を囲んでいる供給管１
０により支持部３内に導入され、空間３ｂから絞り弁１
１を通って空間３ｃに入る際に断熱膨張して約４０Ｔｏ
ｒｒの窒素になる。このような構造のため軸受け及びシ
ール部４が供給管１０の外壁と接しているので、軸受け
及びシール部４が冷却されて機能が損なわれることがな
くなり、供給管１０内の常温高圧の窒素は帰還管１２内
の低温の帰還窒素により更に冷却されるので冷却効果が
高くなる。この場合断熱膨張の次式において、Ｐ＝４０
Ｔｏｒｒ，Ｐ０ ＝３，６００Ｔｏｒｒ，Ｔ０ ＝３０
０°Ｋ、窒素の比熱比γ＝１．４ であるから、この断
熱膨張で得られる温度は約８０°Ｋとなる。
視図に示すような断熱膨張した窒素をロータリーポンプ
６に帰還させる帰還管１２の周囲を囲んでいる供給管１
０により支持部３内に導入され、空間３ｂから絞り弁１
１を通って空間３ｃに入る際に断熱膨張して約４０Ｔｏ
ｒｒの窒素になる。このような構造のため軸受け及びシ
ール部４が供給管１０の外壁と接しているので、軸受け
及びシール部４が冷却されて機能が損なわれることがな
くなり、供給管１０内の常温高圧の窒素は帰還管１２内
の低温の帰還窒素により更に冷却されるので冷却効果が
高くなる。この場合断熱膨張の次式において、Ｐ＝４０
Ｔｏｒｒ，Ｐ０ ＝３，６００Ｔｏｒｒ，Ｔ０ ＝３０
０°Ｋ、窒素の比熱比γ＝１．４ であるから、この断
熱膨張で得られる温度は約８０°Ｋとなる。
【００１２】
【数１】
【００１３】この８０°Ｋの窒素により冷却された搭載
部２の温度は、温度センサ１３により検知され、検知さ
れた温度情報は光通信によって制御機１４に伝達され、
この制御機１４はロータリーポンプ６の手前の圧力制御
機９を制御して上記の断熱膨張時の空間３ｃ内の二次圧
を制御することにより断熱膨張により得られる温度を所
望の温度にすることが可能となる。
部２の温度は、温度センサ１３により検知され、検知さ
れた温度情報は光通信によって制御機１４に伝達され、
この制御機１４はロータリーポンプ６の手前の圧力制御
機９を制御して上記の断熱膨張時の空間３ｃ内の二次圧
を制御することにより断熱膨張により得られる温度を所
望の温度にすることが可能となる。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、常温の軸受け及びシール部で支持されて回転可
能な支持部に配設された搭載部に載置した被照射物を、
冷却媒体の断熱膨張により冷却して低温に保った状態で
、被照射物にイオンビームを照射することが可能となる
ので、効率良く被照射物にイオンビームを照射すること
が可能となる等の利点があり、著しい経済的及び、信頼
性向上の効果が期待できるイオンビーム照射装置及びイ
オンビーム照射方法の提供が可能である。
よれば、常温の軸受け及びシール部で支持されて回転可
能な支持部に配設された搭載部に載置した被照射物を、
冷却媒体の断熱膨張により冷却して低温に保った状態で
、被照射物にイオンビームを照射することが可能となる
ので、効率良く被照射物にイオンビームを照射すること
が可能となる等の利点があり、著しい経済的及び、信頼
性向上の効果が期待できるイオンビーム照射装置及びイ
オンビーム照射方法の提供が可能である。
【図１】 本発明による一実施例のイオンビーム照射
装置の概略構造を示す図、
装置の概略構造を示す図、
【図２】 従来の低温度の被照射物へのイオンビーム
照射装置の概略構造を示す図、
照射装置の概略構造を示す図、
１は真空チャンバ、２は搭載部、３は支持部、３ａは回
転軸、３ｂは空間、３ｃは空間、４は軸受け及びシール
部、５はイオンビーム発生器、６はロータリーポンプ、
７はコンプレッサ、８はガス冷却器、９は圧力制御機、
１０は供給管、１１は絞り弁、１２は帰還管、１３は温
度センサ、１４は制御機、１５は被照射物、
転軸、３ｂは空間、３ｃは空間、４は軸受け及びシール
部、５はイオンビーム発生器、６はロータリーポンプ、
７はコンプレッサ、８はガス冷却器、９は圧力制御機、
１０は供給管、１１は絞り弁、１２は帰還管、１３は温
度センサ、１４は制御機、１５は被照射物、
Claims (2)
- 【請求項１】 真空チャンバ（１） 内の搭載部（２
） の表面に被照射物（１５）を載置し、該搭載部（２
） を熱的に隔離して周辺に配設した支持部（３） を
回転軸（３ａ）を中心として軸受け及びシール部（４）
で支持して回転させ、該搭載部（２） を介して前記
被照射物（１５）を０℃以下に冷却しながら、イオンビ
ーム発生器（５） より出されたイオンビームを前記被
照射物（１５）に照射するイオンビーム照射装置であっ
て、常温高圧のガス状の冷却媒体を生成する機構（６，
７，８，９） と、前記常温高圧のガス状の冷却媒体を
、真空チャンバ（１） 外から前記搭載部（２） と支
持部（３） との間の空間（３ｂ）内に導入する供給管
（１０）と、前記空間（３ｂ）に隣接する空間（３ｃ）
内で前記空間（３ｂ）内の冷却媒体を断熱膨張させる絞
り弁（１１）と、前記空間（３ｃ）内で断熱膨張した前
記冷却媒体を前記機構（６，７，８，９） に帰還させ
る、前記供給管（１０）に内包される帰還管（１２）と
、前記搭載部（２） の温度を検知する温度センサ（１
３）からの温度情報に基づき前記機構（６，７，８，９
） を制御する制御機（１４）と、を具備することを特
徴とするイオンビーム照射装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のイオンビーム照射装置
を用いるイオンビーム照射方法であって、断熱膨張させ
る冷却媒体として窒素を用い、前記機構（６，７，８，
９） により常温高圧のガス状の冷却媒体を生成して前
記供給管（１０）により前記空間（３ｂ）に導入し、絞
り弁（１１）を用いて断熱膨張させて前記搭載部（２）
を冷却し、前記温度センサ（１３）により検知した前
記搭載部（２） の温度情報に基づき前記機構（６，７
，８，９） を制御することにより、前記搭載部（２）
の温度を一定に維持し、前記イオンビーム発生器（５
） により前記被照射物（１５）にイオンビームを照射
することを特徴とするイオンビーム照射方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3012021A JPH04246822A (ja) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | イオンビーム照射装置及びイオンビーム照射方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3012021A JPH04246822A (ja) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | イオンビーム照射装置及びイオンビーム照射方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04246822A true JPH04246822A (ja) | 1992-09-02 |
Family
ID=11793948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3012021A Withdrawn JPH04246822A (ja) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | イオンビーム照射装置及びイオンビーム照射方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04246822A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100547938B1 (ko) * | 1999-05-31 | 2006-02-01 | 삼성전자주식회사 | 이온주입 공정에 사용되는 웨이퍼 냉각장치 |
| WO2011075999A1 (zh) * | 2009-12-23 | 2011-06-30 | 东莞宏威数码机械有限公司 | 真空传动装置 |
| JP2012516054A (ja) * | 2009-01-23 | 2012-07-12 | アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド | 結露のない熱チャック |
| WO2013073096A1 (ja) * | 2011-11-15 | 2013-05-23 | パナソニック株式会社 | 真空装置、真空中の熱源を冷却する方法及び薄膜製造方法 |
-
1991
- 1991-02-01 JP JP3012021A patent/JPH04246822A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100547938B1 (ko) * | 1999-05-31 | 2006-02-01 | 삼성전자주식회사 | 이온주입 공정에 사용되는 웨이퍼 냉각장치 |
| JP2012516054A (ja) * | 2009-01-23 | 2012-07-12 | アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド | 結露のない熱チャック |
| WO2011075999A1 (zh) * | 2009-12-23 | 2011-06-30 | 东莞宏威数码机械有限公司 | 真空传动装置 |
| WO2013073096A1 (ja) * | 2011-11-15 | 2013-05-23 | パナソニック株式会社 | 真空装置、真空中の熱源を冷却する方法及び薄膜製造方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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