JPH0579859U - イオン注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ターゲットチャンバ１の壁面には、バックフ
ァラデ２が通る程度の貫通孔５が穿設されていると共
に、この貫通孔５を塞ぐ蓋部材３がボルト等の締結部材
により着脱可能に取り付けられている。バックファラデ
２と蓋部材３とは、係着部材４を介して一体化されてい
る。 【効果】 バックファラデ２のターゲットチャンバ１へ
の出し入れが容易となりメンテナンス性が向上する。バ
ックファラデ２の出し入れは、バックファラデ２が通る
程度の貫通孔５から行われるので、外部の塵が注入処理
室内に入り込み難いと共に、バックファラデ２の交換作
業を注入処理室外で行うことができるので、メンテナン
ス作業時にターゲットチャンバ１内に発生する塵を大幅
に減少させることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、半導体集積回路の製造等に用いられる、ウェハ等のビーム照射対象 物に不純物イオンを注入するイオン注入装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

イオン注入装置は、拡散したい不純物をイオン化し、この不純物イオンを磁界 を用いた質量分析法により選択的に取り出してイオンビームとし、電界により加 速してビーム照射対象物に照射することで、ビーム照射対象物内に不純物を注入 するものであり、半導体プロセスにおいてデバイスの特性を決定する不純物を任 意の量および深さに制御性良く注入できることから、現在の集積回路の製造に重 要な装置になっている。

【０００３】 このイオン注入装置において、ビーム照射対象物は、真空状態に保たれている ターゲットチャンバ内にセットされて、イオンビームの照射を受ける。このター ゲットチャンバ内には、ビーム照射対象物に注入されるイオンビームのビーム量 を測定するために、注入位置の前後にファラデケージ型のビームコレクタ（注入 位置よりビーム上流側のものをフロントファラデ、ビーム下流側のものをバック ファラデと称する）が配置されており、ビーム照射対象物へビームを照射する前 段階として、これらのビームコレクタに照射されたイオンビームのビーム電流が 測定され、この測定結果に基づいて、設定された通りのビームになるように、装 置各部の調整が行われるようになっている。

【０００４】 図２に示すように、ターゲットチャンバ５１内に設けられる上記バックファラ デ５２は、従来、ターゲットチャンバ５１の前板５１ａに、ボルト等の締結部材 によって取り付けられている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】 ところで、上記バックファラデ５２にはイオンビームが直接照射されるので、 ビーム照射時の衝撃や熱によりバックファラデ５２が損傷する。このため、バッ クファラデ５２はメンテナンスを必要とする。

【０００６】 上記従来のイオン注入装置の場合、バックファラデ５２に対するメンテナンス を行うには、先ず、ターゲットチャンバ５１の側板を取り外し、この後、前板５ １ａに取り付けられているバックファラデ５２を取り外すといった作業が必要で あり、メンテナンス作業に大変手間がかかるという問題を有している。

【０００７】 また、このメンテナンス作業において、ターゲットチャンバ５１の側板が取り 外されてチャンバが大きく開口されるので、外部の塵がターゲットチャンバ５１ 内に入り込み易い。さらに、前板５１ａに取り付けられているバックファラデ５ ２を脱着する作業は、作業者がターゲットチャンバ５１内に直接手を入れて行う 必要があるため、このとき、ターゲットチャンバ５１内に塵が発生する。

【０００８】 ターゲットチャンバ５１内に塵が生じた場合、この塵がビーム照射対象物の表 面に付着する可能性がある。例えば注入処理前のビーム照射対象物に塵が付着し た場合、塵によりビームが遮られ、処理面にイオン注入されない領域が発生し、 処理面内のデバイス特性にばらつきが生じてしまう。また、注入処理後のビーム 照射対象物の表面に塵が付着した場合であれば、後工程において支障を来すこと になり、歩留りが低下するといった不都合を招来する。

【０００９】 このように、上記従来の構成では、メンテナンス作業に手間がかかるのみなら ず、パーティクルの点でも問題がある。特に、近年、デバイスの微細化が進み、 今後ますます低パーティクルの要求が高まると思われる。

【００１０】 そこで、本考案は、上記に鑑みなされたものであり、その目的は、ビームコレ クタに対するメンテナンス性の向上、およびメンテナンス作業時にターゲットチ ャンバ（注入処理室）内に発生する塵を減少させることができるイオン注入装置 を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案のイオン注入装置は、上記の課題を解決するために、注入処理室内にビ ーム電流測定装置のビームコレクタ、例えばファラデケージが備えられているイ オン注入装置において、以下の手段を講じている。

【００１２】 即ち、上記注入処理室の壁面には、上記ビームコレクタが通過可能な貫通孔が 穿設されていると共に、この貫通孔を塞ぐ蓋部材が着脱可能に設けられており、 この蓋部材は、上記ビームコレクタと一体形成されている。

【００１３】

【作用】

上記の構成によれば、蓋部材とビームコレクタとは一体に形成されているので 、注入処理室の壁面から取り外した蓋部材を握って、ビームコレクタを貫通孔か ら引き出せば、ビームコレクタを容易に注入処理室外に取り出すことができる。 また、ビームコレクタを貫通孔から注入処理室内に入れ、蓋部材を注入処理室の 壁面に取り付けるだけで、ビームコレクタは所定の位置に配置される。このよう に、ビームコレクタの注入処理室への出し入れが大変容易であり、ビームコレク タに対するメンテナンス性の向上が図られる。

【００１４】 また、ビームコレクタの注入処理室への出し入れは、貫通孔から行われるので 、従来のように注入処理室を形成している側板が取り外されて大きく開口される ことはなく、外部の塵が注入処理室内に入り込み難い。さらに、ビームコレクタ の交換作業は、全て注入処理室外で行えるので、従来のように作業者が注入処理 室内に直接手を入れて行う必要がなく、メンテナンス作業時に注入処理室内に発 生する塵を減少させることができる。

【００１５】

【実施例】

本考案の一実施例について図１に基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００１６】 本実施例のイオン注入装置は、Ｘ方向（例えば水平方向）にイオンビームを電 気的に平行走査（パラレルスキャン）すると共に、ウエハをＸ方向と直交するＹ 方向（例えば垂直方向）に機械的に走査する、いわゆるパラレルビーム方式のハ イブリッドスキャン型のものである。

【００１７】 上記イオン注入装置は、基本的には、注入元素をイオン化し、イオンビームと して引き出すイオン源部、所定の注入イオンのみを選別して取り出す質量分離部 、イオンビームを輸送する中で必要によりイオンビームを加速し、ビーム形状を 成形、集束、走査する機能を包含するビームライン部、ウエハをセットし注入処 理を行うエンドステーション部から構成されている。

【００１８】 上記イオン注入装置は、イオン源部において不純物をイオン化してイオンビー ムとして引き出し、質量分離部で所定イオンのみを選別した後、ビームライン部 の加速管で加速し、さらに静電レンズによりシャープなビームに整形した後、走 査電源より互いに１８０度位相が異なる走査電圧が印加された２対の平行平板走 査電極によりＸ方向に平行走査し、パラレルビームを形成する一方、エンドステ ーション部のターゲットチャンバ（注入処理室）内にセットされたウエハをＹ方 向にメカニカルスキャンし、上記のパラレルビームを上記ウエハに照射するよう になっている。

【００１９】 上記各部のビーム経路は真空ポンプにより真空排気が行なわれ、真空状態に保 たれている。

【００２０】 上記ターゲットチャンバ１は、図１に示すように、注入室１ａ、バックファラ デ室１ｂ、およびエアロックケース１ｃから構成されている。

【００２１】 上記注入室１ａには、ウエハを保持する図示しない試料固定台が備えられてお り、この試料固定台は、図示しない駆動機構に駆動されてＹ方向に往復運動（走 査）するようになっている。

【００２２】 本実施例では、正確なパラレルビームを得るために、注入位置（試料固定台の 位置）の前後にファラデケージ型のビームコレクタが配置されており、注入位置 の前後においてビームを測定できるようになっている。尚、注入位置よりビーム 上流側のものをフロントファラデ（図示せず）、ビーム下流側のものをバックフ ァラデ２と称する。

【００２３】 上記フロントファラデおよびバックファラデ２は、ビーム走査方向であるＸ方 向に多数の小型ファラデが並べられた、いわゆる多点ファラデである。上記フロ ントファラデは、例えば水平方向より４゜偏向されたイオンビームが、そして、 上記バックファラデ２は、例えば水平方向より７゜偏向されたイオンビームが垂 直に入射されるように設けられる。これらのファラデはリード線により電流計測 部（図示せず）に接続されており、各ファラデに入射されたイオンビームのビー ム電流が電流測定部で計測されるようになっている。尚、上記フロントファラデ 、バックファラデ２、電流計測部によりビーム電流測定装置が構成されている。

【００２４】 上記のフロントファラデおよびバックファラデ２には、ウエハへの注入処理を 行う前段階においてイオンビームが照射され、イオンビームが一回走査される間 、Ｘ方向の測定点の位置（アドレス）の変化と同期したビーム電流のサンプリン グが行われる。これらフロントファラデおよびバックファラデ２によるビーム電 流のサンプリング値が、ビーム平行度を評価するデータとして図示しない制御装 置に取り込まれ、この制御装置により、走査電極に印加される走査電圧波形が調 整されるようになっている。

【００２５】 上記バックファラデ２は、ターゲットチャンバ１の前板１ｄ側に設けられたバ ックファラデ室１ｂに収納されるようになっている。このバックファラデ室１ｂ の上壁には、上記バックファラデ２が通る程度の貫通孔５が穿設されていると共 に、この貫通孔５を塞ぐ蓋部材３が、ボルト等の締結部材により着脱可能に取り 付けられている。この蓋部材３とチャンバ壁との間は、Ｏリングによる真空シー ルが施されている。

【００２６】 上記蓋部材３の上面には、取手６が取り付けられている。また、蓋部材３の底 面には、係着部材４が設けられており、この係着部材４には上記バックファラデ ２が設けられている。即ち、バックファラデ２と蓋部材３とは、一体化されてお り、蓋部材３をチャンバ壁から取り外すことにより、ターゲットチャンバ１内の バックファラデ２をターゲットチャンバ１から取り出すことができるようになっ ている。

【００２７】 上記エアロックケース１ｃは、真空状態と大気状態とを選択的に切り換えるこ とができるエアロックチャンバ７の上方に配置されており、エアロックチャンバ ７を介して大気側からターゲットチャンバ１内に搬入出されるウエハの搬入出部 である。

【００２８】 上記の構成において、上記バックファラデ２に対するメンテナンス作業は、以 下のようにして行なわれる。

【００２９】 先ず、蓋部材３をチャンバ壁に取り付けているボルト等の締結部材の締結力を 解除する。そして、蓋部材３の取手６を握って、蓋部材３を持ち上げ、バックフ ァラデ２を貫通孔５からターゲットチャンバ１外に取り出す。

【００３０】 次に、ターゲットチャンバ１外に取り出したバックファラデ２を係着部材４か ら取り外し、新しいバックファラデ２と付け替える。

【００３１】 この後、蓋部材３の取手６を握って、バックファラデ２を貫通孔５からターゲ ットチャンバ１内に入れる。そして、この蓋部材３を締結部材によりターゲット チャンバ１の壁に取り付ければ、バックファラデ２は所定の位置に配置される。

【００３２】 上記のように、本イオン注入装置の場合、従来のようにターゲットチャンバ１ の側板を取り外す必要がなく、容易にバックファラデ２をターゲットチャンバ１ から取り出せるので、メンテナンス性が格段に向上する。

【００３３】 また、バックファラデ２のターゲットチャンバ１への出し入れは、バックファ ラデ２が通る程度の貫通孔５から行われるので、従来のようにターゲットチャン バ１の側板が取り外されてチャンバが大きく開口されることはなく、外部の塵が ターゲットチャンバ１内に入り込み難い。さらに、バックファラデ２の交換作業 を、全てターゲットチャンバ１の外で行うことができ、従来のように作業者がタ ーゲットチャンバ１内に直接手を入れて行う必要がない。したがって、バックフ ァラデ２に対するメンテナンス作業時にターゲットチャンバ１内に発生する塵を 減少させることができるという効果を奏する。

【００３４】

【考案の効果】

本考案のイオン注入装置は、以上のように、上記注入処理室の壁面には、ビー ムコレクタが通過可能な貫通孔が穿設されていると共に、この貫通孔を塞ぐ蓋部 材が着脱可能に設けられており、この蓋部材は、上記ビームコレクタと一体形成 されている構成である。

【００３５】 それゆえ、注入処理室の壁面から取り外した蓋部材を握って、ビームコレクタ を貫通孔から引き出せば、ビームコレクタを容易に注入処理室外に取り出すこと ができ、また、ビームコレクタを貫通孔から注入処理室内に入れて、蓋部材を注 入処理室の壁面に取り付けるだけで、ビームコレクタは所定の位置に配置される といったように、ビームコレクタの注入処理室への出し入れが大変容易となるの で、ビームコレクタに対するメンテナンス性の向上が図られる。

【００３６】 また、ビームコレクタの注入処理室への出し入れは、貫通孔から行われるので 、従来のように注入処理室を形成している側板が取り外されて大きく開口される ことはなく、外部の塵が注入処理室内に入り込み難いと共に、ビームコレクタの 交換作業を全て注入処理室外で行え、従来のように作業者が注入処理室内に直接 手を入れて行う必要がないので、ビームコレクタに対するメンテナンス作業時に 注入処理室内に発生する塵を、従来よりも大幅に減少させることができるという 効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すものであり、イオン注
入装置のターゲットチャンバを示す概略の縦断面図であ
る。

【図２】従来例を示すものであり、イオン注入装置のタ
ーゲットチャンバを示す概略の縦断面図である。

【符号の説明】

１ ターゲットチャンバ（注入処理室） ２ バックファラデ（ビームコレクタ） ３ 蓋部材 ４ 係着部材 ５ 貫通孔 ６ 取手

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】注入処理室内にビーム電流測定装置のビー
   ムコレクタが備えられているイオン注入装置において、 上記注入処理室の壁面には、上記ビームコレクタが通過
   可能な貫通孔が穿設されていると共に、この貫通孔を塞
   ぐ蓋部材が着脱可能に設けられており、この蓋部材は、
   上記ビームコレクタと一体形成されていることを特徴と
   するイオン注入装置。