JPH07282770A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
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- JPH07282770A JPH07282770A JP7083729A JP8372995A JPH07282770A JP H07282770 A JPH07282770 A JP H07282770A JP 7083729 A JP7083729 A JP 7083729A JP 8372995 A JP8372995 A JP 8372995A JP H07282770 A JPH07282770 A JP H07282770A
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 イオンを注入する際の入射電荷の蓄積を防止
できるイオン注入装置を得ること。 【構成】 イオンビームを生成するイオンビーム発生部
と、プラズマを生成する真空容器２１と、半導体基板１
の処理を行うためのエンドステーション真空槽２とを備
え、上記イオンビーム発生部で生成されたイオンビーム
が上記半導体基板１に注入されるとともに、上記プラズ
マ発生用の真空容器２１内で生成されたプラズマ２８が
上記エンドステーション真空槽２内に設置された半導体
基板１の表面に接触するように導入されるようにしたも
のである。
できるイオン注入装置を得ること。 【構成】 イオンビームを生成するイオンビーム発生部
と、プラズマを生成する真空容器２１と、半導体基板１
の処理を行うためのエンドステーション真空槽２とを備
え、上記イオンビーム発生部で生成されたイオンビーム
が上記半導体基板１に注入されるとともに、上記プラズ
マ発生用の真空容器２１内で生成されたプラズマ２８が
上記エンドステーション真空槽２内に設置された半導体
基板１の表面に接触するように導入されるようにしたも
のである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、半導体電子
回路製造に用いられるイオン注入機などのイオン注入装
置に関するものである。
回路製造に用いられるイオン注入機などのイオン注入装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は例えば従来のイオン注入装置の半
導体基板近傍を示す概略図であり、図において、２は真
空ポンプ４により内部の雰囲気が減圧された真空槽、１
は該真空槽２内に配置された半導体基板、３は上記真空
槽２外部のイオンビーム発生部で生成されたイオンビー
ムで、上記真空槽２内の半導体基板１上に導入されるよ
うになっている。
導体基板近傍を示す概略図であり、図において、２は真
空ポンプ４により内部の雰囲気が減圧された真空槽、１
は該真空槽２内に配置された半導体基板、３は上記真空
槽２外部のイオンビーム発生部で生成されたイオンビー
ムで、上記真空槽２内の半導体基板１上に導入されるよ
うになっている。
【０００３】次に動作について説明する。真空槽２はイ
オンビーム３の散乱が無視出来る程度の真空度まで、真
空ポンプ４により排気される。次いで半導体基板１が載
置され、そこへ上記イオンビーム発生部で生成されたイ
オンビーム３が入射される。
オンビーム３の散乱が無視出来る程度の真空度まで、真
空ポンプ４により排気される。次いで半導体基板１が載
置され、そこへ上記イオンビーム発生部で生成されたイ
オンビーム３が入射される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のイオン注入装置
は以上のように構成されているので、半導体基板表面の
例えばフォトレジストなどの絶縁物の領域において、入
射電荷が蓄積され、高電界を発生し、半導体基板に既に
作られている電子回路を破壊するなどという問題点があ
った。
は以上のように構成されているので、半導体基板表面の
例えばフォトレジストなどの絶縁物の領域において、入
射電荷が蓄積され、高電界を発生し、半導体基板に既に
作られている電子回路を破壊するなどという問題点があ
った。
【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、イオンを注入する際の入射電荷
の蓄積を防止できるイオン注入装置を得ることを目的と
する。
ためになされたもので、イオンを注入する際の入射電荷
の蓄積を防止できるイオン注入装置を得ることを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係るイオン注
入装置は、半導体基板にイオンを注入するイオン注入装
置において、イオンビームを生成するイオンビーム発生
部と、プラズマを生成するプラズマ発生槽と、上記半導
体基板の処理を行うためのエンドステーション真空槽と
を備え、上記イオンビーム発生部で生成されたイオンビ
ームが上記半導体基板に注入されるとともに、上記プラ
ズマ発生槽内で生成されたプラズマが上記エンドステー
ション真空槽内に設置された半導体基板表面に接触する
ように導入されるようにしたものである。
入装置は、半導体基板にイオンを注入するイオン注入装
置において、イオンビームを生成するイオンビーム発生
部と、プラズマを生成するプラズマ発生槽と、上記半導
体基板の処理を行うためのエンドステーション真空槽と
を備え、上記イオンビーム発生部で生成されたイオンビ
ームが上記半導体基板に注入されるとともに、上記プラ
ズマ発生槽内で生成されたプラズマが上記エンドステー
ション真空槽内に設置された半導体基板表面に接触する
ように導入されるようにしたものである。
【０００７】
【作用】この発明においては、上述のように構成したこ
とにより、イオンビームが入射することにより帯電した
半導体基板の表面が、これに接触するように導入される
プラズマにより中性化されるので、半導体基板の表面電
荷の蓄積が防止される。
とにより、イオンビームが入射することにより帯電した
半導体基板の表面が、これに接触するように導入される
プラズマにより中性化されるので、半導体基板の表面電
荷の蓄積が防止される。
【０００８】
実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明
する。図１はこの発明の実施例１によるイオン注入装置
を示し、図において、図２と同一符号は同一のものを示
す。２１はプラズマ２８を発生させるための真空容器、
２２は真空容器２１内のガスを排気し、減圧状態にする
ための真空ポンプ、２３はプラズマ化するガスを真空容
器２１に導入するためのガス入口、２４は真空容器２１
のプラズマ２８の発生領域に静磁場を発生するためのコ
イル、２５はプラズマ２８を発生させるためのマイクロ
波電力を供給するための発振器、２６はイオンビーム３
が半導体基板１に入射される領域の真空槽２内へプラズ
マ２８を導くとともに、真空容器２１内のガスの流入を
抑えるためのガス遅延配管、２７は真空容器２１内のガ
スを真空ポンプ２２へ導くための排気配管である。
する。図１はこの発明の実施例１によるイオン注入装置
を示し、図において、図２と同一符号は同一のものを示
す。２１はプラズマ２８を発生させるための真空容器、
２２は真空容器２１内のガスを排気し、減圧状態にする
ための真空ポンプ、２３はプラズマ化するガスを真空容
器２１に導入するためのガス入口、２４は真空容器２１
のプラズマ２８の発生領域に静磁場を発生するためのコ
イル、２５はプラズマ２８を発生させるためのマイクロ
波電力を供給するための発振器、２６はイオンビーム３
が半導体基板１に入射される領域の真空槽２内へプラズ
マ２８を導くとともに、真空容器２１内のガスの流入を
抑えるためのガス遅延配管、２７は真空容器２１内のガ
スを真空ポンプ２２へ導くための排気配管である。
【０００９】次にこの実施例におけるイオン注入装置の
動作について説明する。まず真空槽２及び真空容器２１
が真空ポンプ４及び２２により真空に排気される。次に
ガス入口２３よりプラズマを発生させるガスがプラズマ
発生に必要なガス圧で導入される。次に、磁場コイル２
４に電流を流し、プラズマ生成領域に電子サイクロトロ
ン共鳴に必要な磁場を発生させる。この磁場は、それに
よってイオンビーム３の軌道に影響しない磁場分布であ
ることが好ましい。次に発振器２５によりマイクロ波を
発生させ、導波管回路によりマイクロ波をガスの導入さ
れている真空容器２１へ導く。このマイクロ波の電力に
より、プラズマ２８が発生する。なお、このプラズマ２
８に含まれる物質は、イオンビーム３中のイオンと同一
物質であってもよい。発生したプラズマ２８は、磁場に
沿って、ガス遅延配管２６内を拡散し、エンドステーシ
ョン真空槽２に導入され、半導体基板１としてのシリコ
ンウェハの表面を覆い接触する。続いて従来のイオン注
入装置と同様に、イオンビーム発生部で生成されたイオ
ンビーム３が真空槽２に導入され、例えばシリコン酸化
膜のパターンの形成されたシリコンウェハ１の表面に入
射される。
動作について説明する。まず真空槽２及び真空容器２１
が真空ポンプ４及び２２により真空に排気される。次に
ガス入口２３よりプラズマを発生させるガスがプラズマ
発生に必要なガス圧で導入される。次に、磁場コイル２
４に電流を流し、プラズマ生成領域に電子サイクロトロ
ン共鳴に必要な磁場を発生させる。この磁場は、それに
よってイオンビーム３の軌道に影響しない磁場分布であ
ることが好ましい。次に発振器２５によりマイクロ波を
発生させ、導波管回路によりマイクロ波をガスの導入さ
れている真空容器２１へ導く。このマイクロ波の電力に
より、プラズマ２８が発生する。なお、このプラズマ２
８に含まれる物質は、イオンビーム３中のイオンと同一
物質であってもよい。発生したプラズマ２８は、磁場に
沿って、ガス遅延配管２６内を拡散し、エンドステーシ
ョン真空槽２に導入され、半導体基板１としてのシリコ
ンウェハの表面を覆い接触する。続いて従来のイオン注
入装置と同様に、イオンビーム発生部で生成されたイオ
ンビーム３が真空槽２に導入され、例えばシリコン酸化
膜のパターンの形成されたシリコンウェハ１の表面に入
射される。
【００１０】このとき、シリコン酸化膜は絶縁物である
ので、イオンの入射により表面層に入射電荷が蓄積され
る。ウェハの表面近傍にプラズマが存在しない時には、
この電荷による電界はシリコン基板側に集中し、その強
度が大きくなると、絶縁膜を破壊することもある。これ
に対し、本実施例のようにシリコン基板表面近傍にプラ
ズマが存在する場合、プラズマ中より表面に入射した電
荷を中和するのに必要な数の電子もしくはイオンが基板
表面に集り、同時にプラズマが接する、イオンビームを
発生する部分と電気的に導通のある基板以外の壁面に、
基板表面に集ったと同数の電子もしくはイオンが入射す
ることにより、基板の電気的中性と同時に、プラズマの
中性も保たれる。このため、基板表面の絶縁膜の破壊な
どの電荷蓄積による不都合を防ぐことができる。
ので、イオンの入射により表面層に入射電荷が蓄積され
る。ウェハの表面近傍にプラズマが存在しない時には、
この電荷による電界はシリコン基板側に集中し、その強
度が大きくなると、絶縁膜を破壊することもある。これ
に対し、本実施例のようにシリコン基板表面近傍にプラ
ズマが存在する場合、プラズマ中より表面に入射した電
荷を中和するのに必要な数の電子もしくはイオンが基板
表面に集り、同時にプラズマが接する、イオンビームを
発生する部分と電気的に導通のある基板以外の壁面に、
基板表面に集ったと同数の電子もしくはイオンが入射す
ることにより、基板の電気的中性と同時に、プラズマの
中性も保たれる。このため、基板表面の絶縁膜の破壊な
どの電荷蓄積による不都合を防ぐことができる。
【００１１】なお上記実施例において、シリコン半導体
回路製造に用いられるシリコン酸化膜を表面とするシリ
コン基板へ入射するイオンとしては、ドーパントとして
用いられる化学周期律表におけるIII 族，Ｖ族の元素の
原子イオン，またそれらの元素を含むＢＦ2 + などの化
合物イオンがある。また、シリコン基板の表面もしくは
内部に酸化膜を形成するための酸素イオン，窒化膜を形
成する窒化イオン及びそれらを含む化合物のイオンでも
よい。また、結晶シリコン表面を乱雑化するためのシリ
コンイオンであってもよい。さらに、Ａｒ，Ｘｅ，Ｈ
ｅ，Ｋｒ，Ｎｅの希ガスイオンや、周期律表Ｉ族，IV族
の元素のイオンおよびそれらを含む化合物のイオンもあ
げられる。
回路製造に用いられるシリコン酸化膜を表面とするシリ
コン基板へ入射するイオンとしては、ドーパントとして
用いられる化学周期律表におけるIII 族，Ｖ族の元素の
原子イオン，またそれらの元素を含むＢＦ2 + などの化
合物イオンがある。また、シリコン基板の表面もしくは
内部に酸化膜を形成するための酸素イオン，窒化膜を形
成する窒化イオン及びそれらを含む化合物のイオンでも
よい。また、結晶シリコン表面を乱雑化するためのシリ
コンイオンであってもよい。さらに、Ａｒ，Ｘｅ，Ｈ
ｅ，Ｋｒ，Ｎｅの希ガスイオンや、周期律表Ｉ族，IV族
の元素のイオンおよびそれらを含む化合物のイオンもあ
げられる。
【００１２】また上記実施例では表面絶縁物がシリコン
酸化膜である場合について示したが、通常よく用いられ
ているシリコン窒化膜，シリコンオキシナイトライド
膜，高融点金属酸化膜，フォトレジスト等の感光性有機
高分子膜等であっても同様の効果が得られる。
酸化膜である場合について示したが、通常よく用いられ
ているシリコン窒化膜，シリコンオキシナイトライド
膜，高融点金属酸化膜，フォトレジスト等の感光性有機
高分子膜等であっても同様の効果が得られる。
【００１３】また、上記実施例ではプラズマ発生源とし
て、差動排気系を備えた、イオン注入領域に比べ圧力の
大きいプラズマ源を用いたが、入射イオンを散乱させな
い範囲の圧力であれば、必ずしも差動排気系を備える必
要はなく、また、イオンの入射する真空槽と別にプラズ
マを発生する真空容器を設ける必要もない。
て、差動排気系を備えた、イオン注入領域に比べ圧力の
大きいプラズマ源を用いたが、入射イオンを散乱させな
い範囲の圧力であれば、必ずしも差動排気系を備える必
要はなく、また、イオンの入射する真空槽と別にプラズ
マを発生する真空容器を設ける必要もない。
【００１４】また、上記実施例においては、静磁場を用
いた電子サイクロトロン共鳴法によりプラズマを発生さ
せたが、必ずしもこの方法である必要はなく、ＲＦ放
電，直流放電，レーザ光による光イオン化放電などの任
意の方法でプラズマを発生させてもよいことは言うまで
もない。
いた電子サイクロトロン共鳴法によりプラズマを発生さ
せたが、必ずしもこの方法である必要はなく、ＲＦ放
電，直流放電，レーザ光による光イオン化放電などの任
意の方法でプラズマを発生させてもよいことは言うまで
もない。
【００１５】また、上記実施例ではイオン注入装置につ
いて示したが、走査型電子顕微鏡，オージェ電子分光装
置，２次イオン質量分析装置などの、電子等の荷電粒子
を用いて表面を分析する装置であってもよい。また、集
束イオンビーム描画装置，電子ビーム描画装置などの、
荷電粒子を用いて微細加工を行う装置であってもよい。
さらに、その他、荷電粒子を絶縁物に入射することによ
り動作する装置で、電荷の絶縁物表面での蓄積が不都合
をもたらす任意の装置に対して、本発明は有効であるの
で、その応用範囲に何らの限定もないことは言うまでも
ない。
いて示したが、走査型電子顕微鏡，オージェ電子分光装
置，２次イオン質量分析装置などの、電子等の荷電粒子
を用いて表面を分析する装置であってもよい。また、集
束イオンビーム描画装置，電子ビーム描画装置などの、
荷電粒子を用いて微細加工を行う装置であってもよい。
さらに、その他、荷電粒子を絶縁物に入射することによ
り動作する装置で、電荷の絶縁物表面での蓄積が不都合
をもたらす任意の装置に対して、本発明は有効であるの
で、その応用範囲に何らの限定もないことは言うまでも
ない。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、半導
体基板にイオンを注入するイオン注入装置において、イ
オンビームを生成するイオンビーム発生部と、プラズマ
を生成するプラズマ発生槽と、上記半導体基板の処理を
行うためのエンドステーション真空槽とを備え、上記イ
オンビーム発生部で生成されたイオンビームが上記半導
体基板に注入されるとともに、上記プラズマ発生槽内で
生成されたプラズマが上記エンドステーション真空槽内
に設置された半導体基板表面に接触するように導入され
るようにしたので、イオンビームが入射することにより
帯電した半導体基板の表面が、これに接触するように導
入されるプラズマにより中性化でき、電荷蓄積による不
都合を生じることなくイオン注入が可能なイオン注入装
置が得られる効果がある。
体基板にイオンを注入するイオン注入装置において、イ
オンビームを生成するイオンビーム発生部と、プラズマ
を生成するプラズマ発生槽と、上記半導体基板の処理を
行うためのエンドステーション真空槽とを備え、上記イ
オンビーム発生部で生成されたイオンビームが上記半導
体基板に注入されるとともに、上記プラズマ発生槽内で
生成されたプラズマが上記エンドステーション真空槽内
に設置された半導体基板表面に接触するように導入され
るようにしたので、イオンビームが入射することにより
帯電した半導体基板の表面が、これに接触するように導
入されるプラズマにより中性化でき、電荷蓄積による不
都合を生じることなくイオン注入が可能なイオン注入装
置が得られる効果がある。
【図１】 この発明の実施例１によるイオン注入装置を
示す概略図。
示す概略図。
【図２】 従来のイオン注入装置を示す概略図である。
１ 半導体基板、２ 真空槽、３ イオンビーム、４
真空ポンプ、２１ 真空容器、２２ 真空ポンプ、２３
ガス入口、２４ 磁場コイル、２５ マイクロ波発振
器、２６ ガス遅延配管、２７ 排気配管、２８ プラ
ズマ。
真空ポンプ、２１ 真空容器、２２ 真空ポンプ、２３
ガス入口、２４ 磁場コイル、２５ マイクロ波発振
器、２６ ガス遅延配管、２７ 排気配管、２８ プラ
ズマ。
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板にイオンを注入するイオン注
入装置において、 イオンビームを生成するイオンビーム発生部と、 プラズマを生成するプラズマ発生槽と、 上記半導体基板の処理を行うためのエンドステーション
真空槽とを備え、 上記イオンビーム発生部で生成されたイオンビームが上
記半導体基板に注入されるとともに、 上記プラズマ発生槽内で生成されたプラズマが上記エン
ドステーション真空槽内に設置された半導体基板表面に
接触するように導入されることを特徴とするイオン注入
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7083729A JP2683509B2 (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7083729A JP2683509B2 (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | イオン注入装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61178435A Division JPH0610348B2 (ja) | 1986-07-28 | 1986-07-28 | イオン注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07282770A true JPH07282770A (ja) | 1995-10-27 |
| JP2683509B2 JP2683509B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=13810618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7083729A Expired - Lifetime JP2683509B2 (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2683509B2 (ja) |
-
1995
- 1995-04-10 JP JP7083729A patent/JP2683509B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2683509B2 (ja) | 1997-12-03 |
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