JPH0660844A - イオン注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体基板へ不純物イオンを注入する場合、半
導体基板外周部からの金属による汚染を低減するととも
に、半導体基板への均一な注入を行なう。 【構成】回転軸３から放射状に広がる支持アーム２の先
端に設けられた半導体基板固定部１と同じ回転円周上に
スリット４を設け、スリット４を通過したイオンビーム
のみを測定する為のビーム測定タイミング調整部１４を
設ける。これにより、半導体基板外周部における金属汚
染源を最小限にすることが出来、また、注入中に注入ビ
ーム電流を常時測定することができる為、ビーム電流の
増減にかかわりなく均一な注入を行なうことが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はイオン注入装置に関し、
特にイオンビーム計測機構及び半導体基板支持機構の改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のイオン注入装置における半導体基
板支持機構は、図２（Ａ）の正面図に示すように、金属
円盤１７の円周上に半導体基板固定部１とスリット４を
有しているか、または図２（Ｂ）の正面図に示したよう
に、回転軸３より放射状に設けられた棒状の支持アーム
２と支持アーム２の先端に半導体基板固定部１を設けた
構造を有している。

【０００３】次に半導体基板支持機構の動作について説
明する。図２（Ａ）に示す支持機構では、半導体基板は
半導体基板固定部１に固定され、高速に回転される。固
定されたイオンビームに対し金属膜１７を並進（往復運
動）させ、スリット４を通過したビーム電流を計測し、
半導体基板へのイオンの注入量が均一となるよう並進ス
ピードを制御する。

【０００４】また図２（Ｂ）に示した支持機構の場合、
半導体基板は半導体基板固定部１に固定され高速に回転
される。注入前にイオンビームの安定性とビーム電流量
が測定された後、あらかじめ計算された並進スピードに
て半導体基板を一定の並進距離の間で１往復させる。し
ばらく半導体基板をイオンビームから遠ざけた状態で再
びイオンビームの安定性と電流量を測定し、次の並進を
行なうというサイクルをくり返し、半導体基板に均一に
イオンを注入するものとなっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図２（Ａ）に示した半
導体基板支持機構では、半導体基板は金属製円盤上に固
定されている為、半導体基板へイオンを注入している間
に金属製円板表面へもイオンビームが照射される。金属
製円板表面はイオンビームとの衝突によりスパッタさ
れ、金属原子を放出する。放出された金属原子は半導体
基板表面にも付着し、半導体素子の特性を劣化させると
いう問題があった。

【０００６】また図２（Ｂ）に示した半導体基板支持機
構では、注入前に計測されたビーム電流が並進中は全く
変動しないという仮定のもとに注入量を計算し、注入中
のビーム電流については計測していない為、注入途中に
放電等によるビーム電流の減少あるいは増加があった場
合、注入量誤差を生じ均一性を悪化させてしまうという
問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のイオン注入装置
は、半導体基板と同等かこれよりも小さい面積を有する
半導体基板固定部と、半導体基板固定部を支持する為の
回転軸より放射状に設けられた棒状の支持アームと、半
導体基板と同じ回転円周上に位置し半導体基板に比べこ
の円周の外周方向にも内周方向にも十分に長いスリット
を有した金属板と、この金属板を支持する為の棒状の支
持アームと、スリットを横切るビーム電流のビーム測定
タイミング調整部とを備えている。

【０００８】

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１（Ａ）は本発明の一実施例の横断面図、図１
（Ｂ）は一実施例に用いる半導体基板支持機構の正面図
である。

【０００９】半導体基板５は放射状の支持アーム２先端
の半導体基板固定部１に固定され、処理チャンバー７内
で回転モータ８により回転軸３を中心に同一円周上を高
速で回転される。半導体基板固定部１は半導体基板５と
同等かこれより小さい面積を有する。並進用モータ１２
及びボールスクリュー１１にて半導体基板５はイオンビ
ーム６の注入位置へ並進し、イオンを注入される。これ
と同時に、半導体基板５と同じ円周上で回転し支持アー
ム２のうちの１本の先端に放射方向に設けられているス
リット４を通過したビーム電流は、電流計測部１３で計
測され、並進モータ制御部１６による並進スピードの制
御及び注入量産出部１５における注入イオン量の算出に
用いられる。

【００１０】また、回転軸３との間をタイミングベルト
９で結ばれたロータリーエンコーダ１０より出力される
スリット４の絶対位置より、スリット４がイオンビーム
６を横切る範囲でのみビーム電流を計測し、それ以外の
範囲ではビーム電流を無視するようビーム測定タイミン
グ調整部１４で調整される。なお、スリット４は半導体
基板５と同じ円周上に位置し、半導体基板５に比べ内外
周方向に十分長い寸法を有し、金属板に形成されてい
る。

【００１１】次に他の実施例について説明する。一実施
例に用いた半導体基板支持機構において、スリット４及
び支持アーム２の表面を、母材金属と異なり半導体基板
５上に形成された半導体素子の特性を変化させにくい材
質、あるいはイオンビーム６との衝突によりスパッタさ
れても半導体基板表面を汚染しにくい材質で被覆する。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体基
板と同等かこれよりも小さい面積を有する半導体基板固
定部と、半導体基板固定部を支持する為の回転軸より放
射状に設けられた棒状の支持アームと、半導体基板と同
じ円周上に位置し半導体基板に比べ外周方向にも内周方
向にも十分長いスリットを有した金属板と、この金属板
を支持する為の棒状の支持アームと、ビーム測定タイミ
ング調整部とを有し、スリットをイオンビームが通過す
る範囲でのみイオンビーム量を計測し並進スピードを制
御しているので、半導体基板外周部分とイオンビームと
の衝突により発生する金属原子等が半導体基板表面に付
着し半導体素子特性を劣化させることを最小にすること
が出来るとともに、スリットを通過したイオンビームを
注入中に計測している為、放電等によるビームの増減に
応じ並進スピードを変化させ、イオンを均一に注入する
ことが出来るという効果を有する。また、スリットを有
した金属板表面と支持アーム表面を、母材金属と異なる
材質で被覆したので、半導体基板表面に形成された素子
特性の劣化をさらに減少させることが出来るという効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図で、同図（Ａ）は横
断面図、同図（Ｂ）は半導体基板支持機構の正面図であ
る。

【図２】従来装置に用いる半導体基板支持機構を示し、
同図（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ正面図である。

【符号の説明】

１ 半導体基板固定部 ２ 支持アーム ３ 回転軸 ４ スリット ５ 半導体基板 ６ イオンビーム ７ 処理チャンバー ８ 回転モータ ９ タイミングベルト １０ ロータリーエンコーダ １１ ボールスクリュー １２ 並進用モータ １３ 電流計測部 １４ ビーム測定タイミング調整部 １５ 注入量算出部 １６ 並進モータ制御部 １７ 金属円盤

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の半導体基板を回転軸を中心とする
   円周上に固定し、これを回転及び並進させてイオンビー
   ムを照射し不純物イオンを注入するイオン注入装置にお
   いて、半導体基板と同等かこれよりも小さい面積を有す
   る半導体基板固定部と、前記回転軸まわりに放射状に広
   がり半導体基板固定部を支持する為の棒状の支持アーム
   と、半導体基板と同じ前記円周上に位置し半導体基板に
   比べこの円周の外周方向にも内周方向にも十分に長いス
   リットを有した金属板と、この金属板を支持する為の棒
   状の支持アームと、前記スリットを横切る範囲でのみビ
   ーム電流を測定するビーム測定タイミング調整部とを備
   えることを特徴とするイオン注入装置。
2. 【請求項２】 前記支持アーム及びスリットを有した金
   属板表面を、母材と異なる材料にて被覆した請求項１記
   載のイオン注入装置。