JPH05205646A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
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- JPH05205646A JPH05205646A JP3303694A JP30369491A JPH05205646A JP H05205646 A JPH05205646 A JP H05205646A JP 3303694 A JP3303694 A JP 3303694A JP 30369491 A JP30369491 A JP 30369491A JP H05205646 A JPH05205646 A JP H05205646A
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- Japan
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- ion
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- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims abstract description 13
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Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】リアフラデー３における放電を起すことなく正
確にイオンビームの電荷量を測定し、不純物のドープ量
を制御する。 【構成】ビームシャッター９に近接するリアファラデー
３にビームシャッター９に対して平坦な面で面積の小さ
い一対のＬ型陰極７を絶縁部材１１を介して取付け、エ
レクトロンシャワー１の動作時のみＬ型陰極７に自動出
力制御コントローラ８で電圧を印加している。
確にイオンビームの電荷量を測定し、不純物のドープ量
を制御する。 【構成】ビームシャッター９に近接するリアファラデー
３にビームシャッター９に対して平坦な面で面積の小さ
い一対のＬ型陰極７を絶縁部材１１を介して取付け、エ
レクトロンシャワー１の動作時のみＬ型陰極７に自動出
力制御コントローラ８で電圧を印加している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板に不純物イ
オンを注入するイオン注入装置に関する。
オンを注入するイオン注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に半導体基板中の不純物の種類、量
及び密度分布は半導体素子の電気的特性を決定する重要
因子であるが、半導体集積回路装置の製造に於いては、
半導体中に不純物をドープする手段として周知のイオン
注入技術が多用されている。このイオン注入技術が注目
される理由は、従来技術である熱拡散法と比べ、不純物
であるドーパントを正イオン化した粒子を利用するの
で、物理的に制御することが容易である理由からであ
る。しかしながら不純物ドープの分野で優れた特性をも
つイオン注入技術には、熱拡散法と比べ極めて複雑な構
造の装置が必要である。特に、不純物のドープ量の計
測、その再現性の決め手となるファラゲージは最も精密
な部分の一つといえる。
及び密度分布は半導体素子の電気的特性を決定する重要
因子であるが、半導体集積回路装置の製造に於いては、
半導体中に不純物をドープする手段として周知のイオン
注入技術が多用されている。このイオン注入技術が注目
される理由は、従来技術である熱拡散法と比べ、不純物
であるドーパントを正イオン化した粒子を利用するの
で、物理的に制御することが容易である理由からであ
る。しかしながら不純物ドープの分野で優れた特性をも
つイオン注入技術には、熱拡散法と比べ極めて複雑な構
造の装置が必要である。特に、不純物のドープ量の計
測、その再現性の決め手となるファラゲージは最も精密
な部分の一つといえる。
【０００３】図３は従来の一例を示すイオン注入装置の
概略図である。従来，イオン注入装置は、図３に示すよ
うに、イオンビームを発生するイオン照射装置と、イオ
ンが照射されるウェーハ５を載置するウェーハ装置板４
と、イオンビームの正電荷を補促するリアフラデー３
と、イオンの衝突によって発生する二次電子を中和する
エレクトロシャワー１と、二次電子を押し戻すために反
揆力を与える電位が印加されるリング状の陰極２０と、
これら構成部材を包むイオン注入室２と構成されてい
た。
概略図である。従来，イオン注入装置は、図３に示すよ
うに、イオンビームを発生するイオン照射装置と、イオ
ンが照射されるウェーハ５を載置するウェーハ装置板４
と、イオンビームの正電荷を補促するリアフラデー３
と、イオンの衝突によって発生する二次電子を中和する
エレクトロシャワー１と、二次電子を押し戻すために反
揆力を与える電位が印加されるリング状の陰極２０と、
これら構成部材を包むイオン注入室２と構成されてい
た。
【０００４】また、不純物のドープ量測定には、ウェー
ハ装着板４に搭載されたウェーハ５に照射される際にイ
オンビーム３０が持つ電荷量を電流積算形４０によって
検出する。これによって行なわれていたこのときイオン
ビーム３０とウェーハ５の衝突によって発生する２次電
子は、陰極２０の負極性静電場によって反発されウェー
ハ装着板４側に押し戻されるようになっている。これは
２次電子がファラデーケージ外部へ漏れ出すと正イオン
電荷の測定に誤差が生じる原因となるからである。ま
た、陰極２はリアファラデー３に設置されたエレクトロ
シャワー１から発生するウェーハ５の帯電中和用電子を
ファラデーゲージ内へ封入する役割をはたしている。そ
のため陰極２０には数百ボルトの電圧が印加されてい
る。
ハ装着板４に搭載されたウェーハ５に照射される際にイ
オンビーム３０が持つ電荷量を電流積算形４０によって
検出する。これによって行なわれていたこのときイオン
ビーム３０とウェーハ５の衝突によって発生する２次電
子は、陰極２０の負極性静電場によって反発されウェー
ハ装着板４側に押し戻されるようになっている。これは
２次電子がファラデーケージ外部へ漏れ出すと正イオン
電荷の測定に誤差が生じる原因となるからである。ま
た、陰極２はリアファラデー３に設置されたエレクトロ
シャワー１から発生するウェーハ５の帯電中和用電子を
ファラデーゲージ内へ封入する役割をはたしている。そ
のため陰極２０には数百ボルトの電圧が印加されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のファラデーケー
ジは、陰極による電子封入を行っているので当然のこと
ながら陰極本体の電気的絶縁が必要である。一方、リア
ファラケージの外周囲とイオン注入室の側壁との電気的
絶縁の大部分は真空空間のギャップを利用している。装
置によっては絶縁物質を介して絶縁を確保する手段を採
用している例があるが、これはファラケージ内部の真空
排気効率を悪化させ発生するガスでイオンビームを中性
化させることがあるので特策ではない。しかし真空空間
ギャップによる絶縁は、圧力変動により変ることは周知
のとおりである。特にイオンビームをウェーハに照射す
る際にそのウェーハ面に形成されたマスク材からのアウ
トガスによりファラデー及びウェーハ周辺の圧力は激し
く変動する。このことは真空空間の絶縁度は極めて不安
定な状態となる。さらに、このことはリング状の陰極部
材のエッヂでの絶縁破壊を引き起し放電が発生する。こ
のような、放電はイオンビームの電荷量測定に誤差を生
じさせるばかりが陰極本体や放電対象物である物質表面
を破壊し多量のパーティクルを発生させるという問題を
引き起す。従って何らかの手段により、陰極の放電を防
止しない限り、再現性の良い不純物ドープは出来ない。
またクリーンプロヤスを追求する半導体集積回路装置の
製造に於いては、重大の問題となる。
ジは、陰極による電子封入を行っているので当然のこと
ながら陰極本体の電気的絶縁が必要である。一方、リア
ファラケージの外周囲とイオン注入室の側壁との電気的
絶縁の大部分は真空空間のギャップを利用している。装
置によっては絶縁物質を介して絶縁を確保する手段を採
用している例があるが、これはファラケージ内部の真空
排気効率を悪化させ発生するガスでイオンビームを中性
化させることがあるので特策ではない。しかし真空空間
ギャップによる絶縁は、圧力変動により変ることは周知
のとおりである。特にイオンビームをウェーハに照射す
る際にそのウェーハ面に形成されたマスク材からのアウ
トガスによりファラデー及びウェーハ周辺の圧力は激し
く変動する。このことは真空空間の絶縁度は極めて不安
定な状態となる。さらに、このことはリング状の陰極部
材のエッヂでの絶縁破壊を引き起し放電が発生する。こ
のような、放電はイオンビームの電荷量測定に誤差を生
じさせるばかりが陰極本体や放電対象物である物質表面
を破壊し多量のパーティクルを発生させるという問題を
引き起す。従って何らかの手段により、陰極の放電を防
止しない限り、再現性の良い不純物ドープは出来ない。
またクリーンプロヤスを追求する半導体集積回路装置の
製造に於いては、重大の問題となる。
【０００６】本発明の目的は、かかる問題を解消すべく
ファラデーカップの絶縁を確保し、放電を起すことなく
電荷量を測定し、イオン量を制御して半導体基板に適切
なイオン量を注入することのできるイオン注入装置を提
供することである。
ファラデーカップの絶縁を確保し、放電を起すことなく
電荷量を測定し、イオン量を制御して半導体基板に適切
なイオン量を注入することのできるイオン注入装置を提
供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の第１のイオン注
入装置は、半導体基板を載置する装着板と、前記半導体
基板の正イオンの電荷を照射するイオン照射装置と、イ
オンビームの通過及び庶断を行うビームシャッターと、
イオン照射により発生する二次電子を中和するエレクト
ロシャワーと、発生する前記二次電子を印加される電圧
で反揆する複数のリング状の陰極部と、前記正イオンの
電荷を補促するファラデージとを備えるイオン注入装置
において、前記ビームシャッターに近接する前記ファラ
デーゲージの部位に絶縁物を介して取付けられるととも
に前記ビームシャッターの面に平行な平坦面をもつ陰極
板を備え、前記エレクトロンシャワーの動作時のみこの
陰極板に電圧を印加することを特徴としている。
入装置は、半導体基板を載置する装着板と、前記半導体
基板の正イオンの電荷を照射するイオン照射装置と、イ
オンビームの通過及び庶断を行うビームシャッターと、
イオン照射により発生する二次電子を中和するエレクト
ロシャワーと、発生する前記二次電子を印加される電圧
で反揆する複数のリング状の陰極部と、前記正イオンの
電荷を補促するファラデージとを備えるイオン注入装置
において、前記ビームシャッターに近接する前記ファラ
デーゲージの部位に絶縁物を介して取付けられるととも
に前記ビームシャッターの面に平行な平坦面をもつ陰極
板を備え、前記エレクトロンシャワーの動作時のみこの
陰極板に電圧を印加することを特徴としている。
【０００８】本発明の第２のイオン注入装置は、前記フ
ァラデーケージに近接する前記陰極部の一つの外周囲に
絶縁部を介して取付けられるとともに前記ビームシャッ
ターの面及び前記リアファラケージの端面に対して平坦
方面をもつ陰極板を備えている。
ァラデーケージに近接する前記陰極部の一つの外周囲に
絶縁部を介して取付けられるとともに前記ビームシャッ
ターの面及び前記リアファラケージの端面に対して平坦
方面をもつ陰極板を備えている。
【０００９】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１０】図１は本発明の一実施例を示すイオン注入
装置の模式断面図である。このイオン注入装置は図１に
示すように従来例で示したリアファラデー３に近接する
リング状の陰極を取除き、代りにリアファラデー３の端
面側における互いに対向する位置に一対のＬ型陰極７を
リアファラデー３の外周面に絶縁部材１１介して取付
け、このＬ型陰極７にエレクトロンシャワー１の動作時
に電圧を印加される自動出力制御コントローラ８を設け
たことである。それ以外は従来例と同じである。
装置の模式断面図である。このイオン注入装置は図１に
示すように従来例で示したリアファラデー３に近接する
リング状の陰極を取除き、代りにリアファラデー３の端
面側における互いに対向する位置に一対のＬ型陰極７を
リアファラデー３の外周面に絶縁部材１１介して取付
け、このＬ型陰極７にエレクトロンシャワー１の動作時
に電圧を印加される自動出力制御コントローラ８を設け
たことである。それ以外は従来例と同じである。
【００１１】次に、このイオン注入装置の動作を説明す
る。まず、ウェーハ５をイオン注入室２内に順次送り込
まれ一枚づつ互いた離間してウェーハ装着板４に平面上
に配置される。次にイオン照射装置１０はイオン照射面
に位置するウェーハ５に対し所定のドーパント・正イオ
ン粒子を数十ＫＶないし１５０ＫＶの高電圧で加速して
打ち込みウェーハ５の所定の位置に所定のドーズ量だけ
注入する。このときウェーハ５の正イオによる帯電を中
和するためにエレクトロンシャワー１が動作するととも
に自動出力制御コントローラ８が稼働しＬ型陰極７に数
百ボルトの員電圧を印加する。このようにリアファラデ
ー３の一部に小さな表面積をもつＬ型陰極７に電圧を印
加して正イオン粒子をウェーハ５に照射した際にウェー
ハ５上に形成されたマスク材料のアウトガスによるイオ
ン注入室２内の真空変動を起しても、放電すべき領域面
積が小さく、しかも電位の異なるビームシャッタ７の面
に対して平行にその面が対向しているので放電が起り難
い。
る。まず、ウェーハ５をイオン注入室２内に順次送り込
まれ一枚づつ互いた離間してウェーハ装着板４に平面上
に配置される。次にイオン照射装置１０はイオン照射面
に位置するウェーハ５に対し所定のドーパント・正イオ
ン粒子を数十ＫＶないし１５０ＫＶの高電圧で加速して
打ち込みウェーハ５の所定の位置に所定のドーズ量だけ
注入する。このときウェーハ５の正イオによる帯電を中
和するためにエレクトロンシャワー１が動作するととも
に自動出力制御コントローラ８が稼働しＬ型陰極７に数
百ボルトの員電圧を印加する。このようにリアファラデ
ー３の一部に小さな表面積をもつＬ型陰極７に電圧を印
加して正イオン粒子をウェーハ５に照射した際にウェー
ハ５上に形成されたマスク材料のアウトガスによるイオ
ン注入室２内の真空変動を起しても、放電すべき領域面
積が小さく、しかも電位の異なるビームシャッタ７の面
に対して平行にその面が対向しているので放電が起り難
い。
【００１２】このことはＬ型陰極７の平面をビームシャ
ッタ９面に対向させることにより、Ｌ型陰極７が作る静
電場が一様な電界強度であるので真空度の変動による絶
縁抵抗変動の作用を受けにくくなる。またリアファラデ
ー３に対しては絶縁物を介して設置するための常に安定
した電位を保つ事が出来る。
ッタ９面に対向させることにより、Ｌ型陰極７が作る静
電場が一様な電界強度であるので真空度の変動による絶
縁抵抗変動の作用を受けにくくなる。またリアファラデ
ー３に対しては絶縁物を介して設置するための常に安定
した電位を保つ事が出来る。
【００１３】また、Ｌ型陰極７にはリアファラデー３に
設置されるエレクトロシャワー１から、ウェーハ５の帯
電中和電子が発生していない時には、負電圧を印加せず
とみ、正イオン電荷量を測定に影響を与えない。かかる
事実は、本願発明者の実験により証明されるものであ
る。従って選択的にＬ型陰極７を使用することによりフ
ァラデーケージに於ける放電要因を減少させる事が出来
る。
設置されるエレクトロシャワー１から、ウェーハ５の帯
電中和電子が発生していない時には、負電圧を印加せず
とみ、正イオン電荷量を測定に影響を与えない。かかる
事実は、本願発明者の実験により証明されるものであ
る。従って選択的にＬ型陰極７を使用することによりフ
ァラデーケージに於ける放電要因を減少させる事が出来
る。
【００１４】図２は本発明の他の実施例を示すイオン注
入装置の主要部における概略図である。このイオン注入
装置は、従来のリング陰極部材の外周囲に絶縁部材１１
ａを介して一対のチャネル型陰極７ａを取付けたことで
ある。そしてリアファラデー３のエッジに対して平面図
が対向するようにチャンネル型陰極７ａの一辺を所定の
角度に曲げたことである。このように小さな面積部をも
つ陰極を取付ければ、放電を引き起すことなく、二次電
子の流れを抑制出来る。また、この実施例は前述の実施
例と比べ装置を大幅に改造することなく、同様な効果を
得られるという利点がある。
入装置の主要部における概略図である。このイオン注入
装置は、従来のリング陰極部材の外周囲に絶縁部材１１
ａを介して一対のチャネル型陰極７ａを取付けたことで
ある。そしてリアファラデー３のエッジに対して平面図
が対向するようにチャンネル型陰極７ａの一辺を所定の
角度に曲げたことである。このように小さな面積部をも
つ陰極を取付ければ、放電を引き起すことなく、二次電
子の流れを抑制出来る。また、この実施例は前述の実施
例と比べ装置を大幅に改造することなく、同様な効果を
得られるという利点がある。
【００１５】
【発明の効果】以上に説明したように本発明は、ファラ
ケージに近接して配置される二次電子反揆用の陰極を一
対の電極板にし、この電極板をファラデーケージに対し
て絶縁物を介して取付けるようにし、かつ放電対称物に
対する電極板の表面積を小さくするとともに表面の凹凸
の無い平坦面に形成することによって、放電を引き起す
ことなくイオン電荷量を正確に計測し、イオンビームの
ドーズ量を制御出来るイオン２注入装置が得られるとい
う効果がある。
ケージに近接して配置される二次電子反揆用の陰極を一
対の電極板にし、この電極板をファラデーケージに対し
て絶縁物を介して取付けるようにし、かつ放電対称物に
対する電極板の表面積を小さくするとともに表面の凹凸
の無い平坦面に形成することによって、放電を引き起す
ことなくイオン電荷量を正確に計測し、イオンビームの
ドーズ量を制御出来るイオン２注入装置が得られるとい
う効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示すイオン注入装置の模式
装置の模式断面図である。
装置の模式断面図である。
【図２】本発明の他の実施例を示すイオン注入装置の主
要部における概略図である。
要部における概略図である。
【図３】従来の一例を示すイオン注入装置の模式断面図
である。
である。
１ エレクトロンシャワー ２ イオン注入室 ３ リアファラデー ４ ウェーハ装着板 ５ ウェーハ ７ Ｌ型陰極 ７ａ チャネル型陰極 ８ 自動出力制御コントローラ ９ ビームシャッター １０ イオン照射装置 １１，１１ａ 絶縁部材 ２０ 陰極 ３０ イオンビーム ４０ 電流積算形
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板を載置する装着板と、前記半
導体基板の正イオンの電荷を照射するイオン照射装置
と、イオンビームの通過及び庶断を行うビームシャッタ
ーと、イオン照射により発生する二次電子を中和するエ
レクトロシャワーと、発生する前記二次電子を印加され
る電圧で反揆する複数のリング状の陰極部と、前記正イ
オンの電荷を補促するファラデージとを備えるイオン注
入装置において、前記ビームシャッターに近接する前記
ファラデーゲージの部位に絶縁物を介して取付けられる
とともに前記ビームシャッターの面に平行な平坦面をも
つ陰極板を備え、前記エレクトロンシャワーの動作時の
みこの陰極板に電圧を印加することを特徴とするイオン
装置。 - 【請求項２】 半導体基板を載置する装着板と、前記半
導体基板に正イオンの電荷を照射するイオン照射装置
と、イオンビームを通過及び庶断を行うビームシャッタ
ーと、イオン照射により発生する二次電子を中和するエ
レクトロンシャワーと、発生する前記二次電子を印加す
る電圧で反揆する複数のリング状の陰極部と、前記正イ
オンの電荷を補促するファラデーケージとを備えるイオ
ン注入装置において、前記ファラデーケージに近接する
前記陰極部の一つの外周囲に絶縁部を介して取付けられ
るとともに前記ビームシャッターの面及び前記リアファ
ラケージの端面に対して平坦方面をもつ陰極板を備える
ことを特徴とする請求項１記載のイオン注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3303694A JP2917627B2 (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3303694A JP2917627B2 (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | イオン注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05205646A true JPH05205646A (ja) | 1993-08-13 |
| JP2917627B2 JP2917627B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=17924120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3303694A Expired - Lifetime JP2917627B2 (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2917627B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8220830B2 (en) | 2000-07-07 | 2012-07-17 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Knee protecting airbag device |
-
1991
- 1991-11-20 JP JP3303694A patent/JP2917627B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8220830B2 (en) | 2000-07-07 | 2012-07-17 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Knee protecting airbag device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2917627B2 (ja) | 1999-07-12 |
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