JPH0765778A

JPH0765778A - イオン注入装置

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Publication number: JPH0765778A
Application number: JP20674293A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Omi; 忠弘大見; Sunao Shibata; 直柴田; Kazuro Tomita; 和朗冨田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-08-20
Filing date: 1993-08-20
Publication date: 1995-03-10
Also published as: EP0722181A1; WO1995006953A1; EP0722181A4

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、金属不純物汚染を低減したイオン
注入装置を提供することを目的とする。【構成】半導体基板に対し加速されたイオンビームを
照射することにより、前記半導体基板に所定の不純物を
導入するイオン注入装置において、イオンビームの進行
方向に見て、前記半導体基板の後方に位置する部材の前
記イオンビームにより照射される部分が、前記半導体基
板を構成する半導体、もしくはその酸化物、もしくはそ
の窒化物のうち少なくとも一つを主成分とする材料で構
成されているか、またはその表面が該材料で覆われてい
ることを特徴とする。また、イオンビームの進行方向に
見て、前記半導体基板の後方に位置する部材が、前記イ
オンビームにより照射されない様に構成したことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、イオン注入装置に係
り、より詳細には、金属不純物汚染を低減し、高性能半
導体装置の製造に適したイオン注入装置に関する。

【０００２】

【関連技術】現在、半導体集積回路技術は実に驚くべき
速度で進展しており、素子の最小寸法が、０.８μｍか
ら０.５μｍ、あるいはそれ以下の寸法へと微細化され
るに伴い、逆方向リーク電流の少ない極浅接合の形成が
益々重要となってきている。

【０００３】イオン注入装置を用いて、シリコン基板内
にＰ型もしくはＮ型の極浅接合を形成するには、その後
の熱処理で不純物が全く拡散しないような低温で行う
か、もしくは、高温で短時間の熱処理を行うか、いずれ
かである。しかし、短時間とはいえ、高温で熱処理を行
うと、導入した不純物は必ず拡散し、不純物拡散の全く
ない極浅接合の形成は不可能となる。また、高温プロセ
スを行うと、ウェハの反りなどの問題も現れる。従っ
て、極浅接合を形成するには、不純物拡散が全くない低
温で熱処理を行うことが必要となる。

【０００４】しかしながら、熱処理を低温で行うと、形
成されたデバイスのｐｎ接合逆方向リーク電流は、図９
に示すように、大きく増加してしまうという問題があ
る。

【０００５】また、図１０は、イオン注入装置を用いて
シリコン基板内に２×１０¹⁵ｃｍ^-2の不純物を注入し４
５０℃アニールを行った時、シリコン基板内に混入され
る金属不純物量とｐｎ接合逆方向リーク電流とで比較し
たグラフである。なお、図において、金属不純物量は、
ドーズ量との比で表した。図１０から明らかなように、
シリコン基板に混入する金属不純物を低減することが、
ｐｎ接合逆方向リーク電流を低減するのに重要であるこ
とがわかる。

【０００６】また、一度シリコン基板内部に混入した金
属不純物をその後の処理で取り除くことは、現在の技術
ではたいへん困難であり、その方策として、結晶中に格
子歪を導入して金属不純物をゲッタリングする方法があ
るが、その制御は難しく、そしてプロセス工程数の増加
や高温熱処理によるシリコン基板の反りなど問題点が数
多くある。従って、本質的には金属不純物をシリコン基
板内部に混入させないことが要求される。

【０００７】従来、イオン注入装置内で、イオンビーム
進行方向からみて半導体基板の前方に位置する所、すな
わち、ファラデーカップ、スキャンプレート、アパーチ
ャ等から発生する金属不純物汚染を低減することによ
り、ｐｎ接合逆方向リーク電流を改善する試みがなされ
ている。以上のイオン注入装置を用いてｐｎ接合を形成
し、逆方向リーク電流を測定した結果を図１１に示す。
図１１に示すようにイオン注入装置内でイオンビームの
前方に位置する所から半導体基板に混入する金属不純物
を低減するだけでは、そのｐｎ接合逆方向リーク電流
は、高々１０^-7Ａ／ｃｍ^-2台しか低減できないのが現状
である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、金属不純物
汚染を低減したイオン注入装置を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のイオン注入装置
は、半導体基板に対し加速されたイオンビームを照射す
ることにより、前記半導体基板に所定の不純物を導入す
るイオン注入装置において、イオンビームの進行方向に
見て、前記半導体基板の後方に位置する部材の前記イオ
ンビームにより照射される部分が、前記半導体基板を構
成する半導体、もしくはその酸化物、もしくはその窒化
物のうち少なくとも一つを主成分とする材料で構成され
ているか、またはその表面が該材料で覆われていること
を特徴とする。前記材料は、Ｎ型もしくはＰ型のシリコ
ンであり、その不純物濃度が１×１０¹⁷ｃｍ^-3以下であ
ることが好ましい。

【００１０】また、本発明のイオン注入装置は、半導体
基板に対し加速されたイオンビームを照射することによ
り、前記半導体基板に所定の不純物を導入するイオン注
入装置において、イオンビームの進行方向に見て、前記
半導体基板の後方に位置する部材が、前記イオンビーム
により照射されない様に構成したことを特徴とする。

【００１１】前記半導体基板の前方に開口を有するつい
たてを設け、該ついたてにより前記半導体基板の後方に
位置する部材が、前記イオンビームにより照射されない
様にするのが好ましく、前記ついたては、前記半導体基
板を構成する半導体、もしくはその酸化物、もしくはそ
の窒化物のうち少なくとも一つを主成分とする材料で構
成されているか、またはその表面が該材料で覆われてい
るのが好ましい。

【００１２】また、前記半導体基板はその外縁が基板保
持部材で保持され、イオンビームに照射される該基板保
持部材の少なくとも表面は前記半導体を構成する半導
体、もしくはその酸化物、もしくはその窒化物のうち少
なくとも一つを主成分とする材料で構成されていること
を特徴とする。さらにまた、前記半導体基板の後方に前
記イオンビームの検出手段を設け、該検出手段の出力に
より前記イオンビームの走査手段または前記半導体基板
の移動手段を制御し、前記半導体基板の後方に位置する
部材が、前記イオンビームにより照射されない様に構成
するのが好ましい。

【００１３】

【作用】本発明者らは、イオン注入の方法・条件と半導
体デバイスの特性との関係を研究する過程で、イオン注
入時に半導体基板の後方にある部材にイオンが照射され
ると、ｐｎ接合の逆方向リーク電流等、作製される半導
体デバイスの特性が低下することを発見した。本発明
は、これら知見を基にして完成したものである。

【００１４】イオンビームの進行方向に見て半導体基板
の後方に、半導体基板を構成する半導体もしくはその酸
化物もしくは窒化物を主体とする材料を設けたことによ
って、これらがイオンビームによりスパッタされウェハ
上に飛来しても金属原子を含まないので、シリコン基板
中に混入する金属不純物汚染を低減することができ、そ
の結果、ｐｎ接合の逆方向リーク電流を低減する事が可
能となる。

【００１５】また、イオンビームの進行方向に見て半導
体基板の後方に、イオンビームがあたらない構造にする
ことにより、ウェハ後方の材料がスパッタされ発生する
金属不純物汚染を低減することができ、その結果、ｐｎ
接合の逆方向リーク電流を低減する事が可能とる。

【００１６】従って、以上のイオン注入装置を用いるこ
とにより、高性能で信頼性の高い半導体装置の製造する
事が可能となる。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例を、図面を用いて説明す
る。

【００１８】（実施例１）図１は、本発明の第１の実施
例を示すイオン注入装置の図面で、特にウェハ保持部を
中心に断面図で示したものである。

【００１９】図において、１０１はイオン注入を行うｐ
型シリコンウェハ、１０２はそのシリコンウェハを保持
するための静電チャック（ウェハホルダ）、１０３はア
ースピンで、ウェハの電位をアースに落としている。ま
た、１０４は静電チャック１０２を固定するための治具
（サセプタ）で、例えば、Ａｌ合金で作られている。加
速されたイオンビーム１０５は、シリコンウェハ１０１
前方に置かれたついたて１０６の開口部１０６’を通し
てシリコンウェハに照射され、イオン注入が行われる。
このついたて１０６は、例えばシリコンで出来ており、
イオンビームによってスパッタされてもシリコンウェハ
に金属不純物汚染を生じることはない。１０７はイオン
ビームに照射される部分であり、シリコンウェハ１０１
後方から金属がスパッタされてシリコンウェハを汚染す
るのを防ぐために設けられた金属スパッタ防止板であ
る。本実施例では、リング状の形状に加工された不純物
濃度が１０^ー14ｃｍ^ー3以下のＦｚシリコンウェハを用い
た。スパッタ防止板は、Ａｌ合金の治具１０４及びアー
スピン１０３等、イオンが照射する部分を覆うように設
置されている。

【００２０】本実施例の装置は、シリコンウェハ１０１
を裏面より静電チャック１０２及びアースピン１０３で
保持し、シリコンウェハ１０１の前方に位置しイオンビ
ームにより照射される部材１０６は、不純物濃度が１０
^ー14ｃｍ^ー3以下のＦｚシリコン板で構成されており、イ
オンビームの進行方向に見て、シリコンウェハ１０１の
前方に位置する部材の表面がイオンビームにより照射さ
れることにより発生する金属不純物がシリコンウェハ１
０１に混入することが無いようにした。また、これら
は、例えば、５×１０^ー10Ｔｏｒｒという超高真空中に
あり、水分等の残留ガスがウェハ表面に吸着し、イオン
ビームによりウェハ内部に混入するのを極力抑えてい
る。

【００２１】本実施例と従来のイオン注入装置を用い、
シリコンウェハにＡｓイオンを２５ＫｅＶで注入したと
きのドーズ量とシリコンウェハ内に混入する金属不純物
汚染量との関係を図２に示す。なお、金属不純物量は、
ＳＩＭＳで測定した。図から明らかなように、Ｆｚシリ
コン板１０７を取付けることによって、イオン注入する
シリコンウェハ１０１内に混入する金属不純物は、全て
のドーズ量において、約一桁低減できているのがわか
る。

【００２２】次に、ｐ型シリコンウェハにＡｓイオンを
２ｘ１０¹⁵ｃｍ^-2、２５ＫｅＶで注入した後、４５０℃
でアニールしてｐｎ接合を形成し、逆方向リーク電流を
測定した。図３に、金属不純物元素の混入量（ドーズ量
との比で表示）とｐｎ接合逆方向リーク電流との関係を
示した。従来例では、金属不純物混入量が０.０１％
で、リーク電流は１０^ー7Ａ／ｃｍ²程度となるのに対
し、本実施例では、ウェハ後方のサセプタより発生する
金属不純物をＦｚシリコン板１０７で防止することで、
金属不純物混入量を約一桁低減でき、そのリーク電流も
約一桁低減して１０ ^ー8Ａ／ｃｍ²という極めて低リーク
なｐｎ接合が得られた。

【００２３】即ち、本発明により、４５０℃という低温
で初めて実用的なｐｎ接合の形成が可能になったのであ
る。これより、Ａｌゲートを用いて自己整合ソース・ド
レインのイオン注入を行い、Ａｌゲート電極をつけた後
でアニールをして接合を形成することが可能となった。

【００２４】図４は、ＳＩＭＯＸプロセスで１×１０¹⁸
ｃｍ^-2の酸素イオンを２００ＫｅＶで注入したときの、
スパッタ防止板に用いたＦｚシリコンウェハ１０７の不
純物濃度と注入するシリコンウェハに飛来してくる不純
物量との関係を示したグラフである。

【００２５】電源電圧１Ｖ、しきい値電圧０.１Ｖの微
細デバイス（酸化膜厚５０ｎｍ）を、１％以内の精度で
しきい値を制御するには、シリコンウェハに飛来してく
る不純物を４×１０⁸ｃｍ^-2以下、望ましくは１×１０⁸
ｃｍ^-2以下に抑えることが必要となる。

【００２６】一方、混入率（スパッタされシリコンウェ
ハに飛来してくる不純物量／ドーズ量）はイオン注入装
置により異なるが、通常０．００１〜０．１％と見積も
られる。従って、図４より、混入率が０．００１％のと
き、スパッタ防止板１０７の濃度は５×１０¹⁷ｃｍ^-3以
下に抑えなければならないことがわかる。０.０１％な
らその濃度は５×１０¹⁶ｃｍ^-3以下に、また０.１％な
らその濃度は５×１０¹ ⁵ｃｍ^-3以下にする必要がある。
特に１×１０¹⁴ｃｍ^ー3以下が好ましく、これにより一層
精確な不純物濃度制御が可能となる。

【００２７】また、Ｆｚシリコンウェハ１０７は、ある
一定期間をおいて高濃度にイオン注入されたら、取り替
えればよい。即ち、簡単なメンテナンスにより、汚染の
低減を効率よく達成することが出来る。

【００２８】本実施例では、Ｆｚシリコンウェハで不純
物濃度が１×１０¹⁴ｃｍ^ー3以下のものについて説明した
が、これは、Ｃｚシリコンウェハや、ＥＰｉシリコンウ
ェハを用いてもよい。また、不純物濃度は前述したよう
に、１×１０¹⁴ｃｍ^ー3以上の不純物濃度でもよく、例え
ば、コストが安く、よく使われている不純物濃度１０ ¹⁵
ｃｍ^-3台のＣｚシリコンウェハを用いてもよい。また、
これ以上の高い濃度を用いてもよい。しかし、シリコン
ウェハの不純物濃度は低い方が望ましい。また、スパッ
タ防止板１０７は、シリコン以外の材料、例えばシリコ
ン酸化物、もしくはシリコン窒化物であってもよい。何
故なら、シリコン酸化膜を通してイオン注入する時は、
スパッタ防止板１０７がシリコン酸化物であれば、スパ
ッタされシリコンウェハ内に混入しても汚染源とならな
いからである。また、シリコン酸化膜をマスクとしてイ
オン注入する時も問題はなく、シリコン酸化膜がシリコ
ン窒化膜である場合も同様のことが言える。

【００２９】また、本実施例では、スパッタ防止板１０
７としてＦｚシリコンウェハを用いた場合を説明した
が、直接サセプタ１０４にＣＶＤやスパッタで、シリコ
ンもしくはシリコン酸化物、もしくはシリコン窒化物を
堆積させてもよい。

【００３０】さらに、本実施例では半導体基板としてシ
リコンウェハを用いたが、本発明はシリコン半導体に限
定されるものではなく、Ｇｅ、あるいは化合物半導体等
にも好適に適用される。

【００３１】（実施例２）図５は、本発明の第２の実施
例を示すイオン注入装置の図面で、特にウェハ保持部を
中心に断面図で示したものである。図５において、図１
と同じものについては、同じ番号で示した。

【００３２】本実施例において、開口部１０６’の径
は、シリコンウェハ１０１後方のシリコンホルダー１０
４に、イオンビーム１０５が照射されないような大きさ
に設計されている。このついたて１０６は、シリコン製
の板で出来ており、イオンビームによってスパッタされ
てもシリコンウェハ１０１に金属不純物汚染を生じるこ
とはない。このシリコン製の板としては、不純物濃度が
１０¹⁴ｃｍ^ー3以下のＦｚシリコンウェハ用いた。なお、
本実施例では、シリコンウェハ１０１の径は、３３ｍｍ
φとし、ついたて１０６の開口は２８ｍｍφ、ついたて
とシリコンウェハ１０１の距離は２００ｍｍとした。

【００３３】本実施例ではシリコンウェハ１０１は３３
ｍｍφを用いたが、これは６インチ、８インチもしくは
それ以上でもよく、これらの場合にはウェハの径よりひ
とまわり小さくついたての開口を決めれば良い。また、
ついたてとシリコンウェハの距離も、ウェハのスキャン
領域を決定するＸスキャンプレート、Ｙスキャンプレー
トとシリコンウェハとの間であれば、本実施例の値に限
らない。望ましくはシリコンウェハに近い方が良く、こ
れにより、一層正確にシリコンウェハ後方でのスパッタ
を防止することができる。

【００３４】また、本実施例では静電偏向型イオン注入
装置の場合について述べたが、パラレルスキャン方式で
も同様なことが言え、この場合ついたての開口はシリコ
ンウェハと同じ径もしくはマージンをとりひとまわり小
さい径とするのが望ましい。

【００３５】以上の装置を用い、実施例１と同様にし
て、シリコンウェハにＡｓイオンを２５ＫｅＶで注入
し、シリコンウェハ上の金属不純物量を測定したとこ
ろ、実施例１と同様に従来例と比べて１桁小さい値とな
ることが確認された。

【００３６】さらに、ｐｎ接合のリーク電流に関しても
実施例１と同様にして測定したところ、１０^-8Ａ／ｃｍ
²程度となり、本実施例のイオン注入装置が金属不純物
の混入を極めて効果的に抑制できることが確認された。

【００３７】また、本実施例では、ついたて１０６の開
口部１０６’が円の場合について述べたが、例えば角状
の液晶パネルにイオン注入する時は、開口部１０６’の
形状が角状にすれば良い。

【００３８】（実施例３）図６は、本発明の第３の実施
例を示すイオン注入装置の図面で、特にウェハ保持部を
中心に断面図で示したものである。図において、イオン
注入を行うシリコンウェハ６０１は、本発明のシリコン
コーティングを施した治具６０３でウェハホルダー６０
２に保持されている。この治具６０３は、アルミ合金に
１μｍのシリコンをＣＶＤ法により堆積したものであ
り、イオンビーム６０４がスキャンする領域よりも大き
くなるように設計している。従って、イオンビームはシ
リコンウェハ以外には、シリコンコーティングを施した
治具６０３にしか照射せず、そこから金属不純物汚染を
生じることはない。なお、治具６０３が照射される面積
は小さい方が望ましく、イオン注入するシリコンウェハ
６０１が円形の場合は、イオンビームを円形にスキャン
し、それよりもひと回り大きい円形の治具６０３を設置
すれば良く、四角の場合は、四角にスキャンして治具６
０３も四角にするのが、無駄もなく望ましい。

【００３９】本実施例では、ＣＶＤ法により１μｍシリ
コンコーティングを施した治具６０３について述べた
が、この厚さは、１μｍに限る必要はない。この厚さ
は、加速電圧、イオン種など目的により異なり、マージ
ンをとって１μｍとした。また、ＣＶＤ法により堆積し
たシリコンの濃度は、目的によって異なるが、望ましく
は、ノンドープシリコンがよい。

【００４０】本実施例では、シリコンコーティングを施
した治具６０３について述べたが、これはシリコン製の
治具であっても良いし、またアルミ合金にシリコンウェ
ハを張り付けたものでも構わない。

【００４１】また、本実施例では、シリコンコーティン
グを施した治具６０３を用いた場合について説明した
が、シリコン以外でも、シリコン酸化物、シリコン窒化
物を堆積させても同様の効果が得られる。

【００４２】さらに、本実施例では、シリコンの場合に
ついて述べたが、例えば半導体基板が、Ｇｅ系の半導体
や、ＧａＡｓ等の化合物半導体の場合は、その半導体を
構成する半導体もしくはその酸化物もしくはその窒化物
のうち少なくとも１つを主成分とする材料でコーティン
グしても同様な効果が得られる。

【００４３】（実施例４）図７は、本発明の第４の実施
例を示すイオン注入装置の図面で、特にビームラインか
らウェハ保持部を断面図で示したものである。図におい
て、７０１はイオン注入を行うシリコンウェハ（３３ｍ
ｍφ）、７０２はそのシリコンウェハを保持するための
静電チャック、７０３はアースピンで、ウェハの電位を
アースに落としている。また、７０４は静電チャック７
０２を固定するための治具で、例えば、Ａｌ合金で作ら
れている。

【００４４】加速されたイオンビーム７０５は、Ｙスキ
ャナープレート７０６及びＸスキャナープレート７０７
（イオンビーム走査手段）でＸＹ方向にそれぞれスキャ
ンされ、Ｘスキャンアパーチャ７０８、ビームラインア
パーチャ７０９、ファラデーカップ７１０、及びシリコ
ンウェハ７０１前方に置かれたついたて７１１の丸く開
けられた開口部（４０ｍｍφ）を通してシリコンウェハ
７０１に照射され、イオン注入が行われる。尚、ついた
て７１１とシリコンウェハ７０１との距離は２００ｍｍ
とした。

【００４５】この際、イオンビーム７０５が、ウェハホ
ルダー７０４を全く照射することなく、シリコンウェハ
７０１の内側のみをイオン注入するように、Ｙスキャナ
ープレート７０６及びＸスキャナープレート７０７でコ
ントロールして、ＸＹ方向にそれぞれスキャンしてい
る。四角の液晶パネルにイオン注入するときは、オーバ
ースキャンすることなく四角にスキャンし、また、まる
いシリコンウェハにイオン注入するときは、円形にスキ
ャンしている。スキャンする範囲は、ウェハホルダーの
位置とシリコンウェハの大きさが分かれば、簡単に決定
できる。さらに、シリコンウェハ後方に、後段ファラデ
ーカップ等イオンビーム検出手段を設置し、イオンビー
ムを検出するとフィードバックをかけ、Ｙスキャナープ
レート７０６及びＸスキャナープレート７０７をリアル
タイムで制御することも可能である。

【００４６】また、本実施例では、静電偏向型のイオン
注入装置について述べたが、パラレル注入イオン注入装
置の場合でも同様のことが言える。

【００４７】（実施例５）図８は、本発明の第５の実施
例を示すイオン注入装置の図面で、特にウェハ保持部を
示したものである。図において、イオン注入を行うシリ
コンウェハ８０１は、静電チャック（不図示）及びアー
スピン（不図示）で、ウェハ裏面より保持されている。
また、８０４は静電チャックを固定するための治具であ
り、８０５はウェハを上下左右、更に回転させる機構を
有するアームである。

【００４８】加速されたイオンビーム８０６はスキャン
されず、シリコン製のついたて８０７の開口部より、常
に一定にシリコンウェハに照射され、イオン注入が行わ
れている。この際、イオンビーム８０６が、ウェハホル
ダー８０４を全く照射することなく、シリコンウェハ８
０１の内側のみをイオン注入するように、シリコンウェ
ハをメカニカル的にコントロールして、ＸＹ方向にそれ
ぞれスキャンしている。四角の液晶パネルにイオン注入
するときは、オーバースキャンすることなく四角にウェ
ハをスキャンし、また、まるいシリコンウェハにイオン
注入するときは、円形にスキャンしている。スキャンす
る範囲は、シリコンウェハの大きさと形状が分かれば、
簡単に決定できる。またスキャンする範囲は、シリコン
ウェハの内側であれば、できるだけ面積の大きい方が良
い。なぜなら、シリコンウェハをそれだけ有効に利用で
きるからである。

【００４９】本実施例において、シリコンウェハに均一
にイオンを注入するために、上下左右方向に速度を制御
してスキャンすれば良い。または、ウェハを回転させ左
右（上下）方向にスキャンすることにより、その回転数
とスキャン速度を制御して均一に注入してもかまわな
い。

【００５０】また、本実施例では、メカニカルスキャン
型イオン注入装置について述べたが、静電偏向型スキャ
ン方式やパラレルスキャン方式とメカニカルスキャン方
式とを組み合わせたハイブリッド型イオン注入装置の場
合でも、同様のことが言える。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、イオンビームの進行方向に見て、半導体基
板の後方に位置する部材からの金属不純物汚染が低減さ
れ、ｐｎ接合逆方向リーク電流の少ない半導体装置等、
高性能半導体装置を提供することができる。

【００５２】また、請求項３に係る発明によれば、半導
体基板の後方に位置する部材からの金属不純物汚染が除
去され、ｐｎ接合逆方向リーク電流の少ない半導体装置
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すイオン注入装置の
概念図である。

【図２】ドーズ量とシリコン基板内に混入される金属不
純物との関係を示すグラフである。

【図３】金属不純物元素の混入量とｐｎ接合逆方向リー
ク電流との関係を示したグラフである。

【図４】スパッタ防止板用シリコン板の不純物濃度とシ
リコンウェハに飛来してくる不純物量との関係を示した
グラフである。

【図５】本発明の第２の実施例を示すイオン注入装置の
概念図である。

【図６】本発明の第３の実施例を示すイオン注入装置の
概念図である。

【図７】本発明の第４の実施例を示すイオン注入装置の
概念図である。

【図８】本発明の第５の実施例を示すイオン注入装置の
概念図である。

【図９】アニール温度とｐｎ接合逆方向リーク電流との
関係を示したグラフである。

【図１０】金属不純物元素の混入量とｐｎ接合逆方向リ
ーク電流との関係を示したグラフである。

【図１１】アニール温度とｐｎ接合逆方向リーク電流と
の関係を示したグラフである。

【符号の説明】

１０１，６０１，７０１，８０１シリコンウェハ、１０２，６０２，７０２，８０２静電チャック（ウェ
ハホルダ）、１０３，７０３，８０３アースピン、１０４，７０４，８０４静電チャックの固定治具（サ
セプタ）、１０５，６０４，７０５，８０６イオンビーム、１０６，６０５，７１１，８０７ついたて、６０３シリコンコーティングを施した治具、７０６Ｙスキャナープレート、７０７Ｘスキャナープレート、７０８Ｘスキャンアパーチャ、７０９ビームラインアパーチャ、７１０ファラデーカップ、８０５ウェハを上下左右にメカニカルスキャンするア
ーム。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板に対し加速されたイオンビー
ムを照射することにより、前記半導体基板に所定の不純
物を導入するイオン注入装置において、イオンビームの
進行方向に見て、前記半導体基板の後方に位置する部材
の前記イオンビームにより照射される部分が、前記半導
体基板を構成する半導体、もしくはその酸化物、もしく
はその窒化物のうち少なくとも一つを主成分とする材料
で構成されているか、またはその表面が該材料で覆われ
ていることを特徴とするイオン注入装置。
【請求項２】前記材料は、Ｎ型もしくはＰ型のシリコ
ンであり、その不純物濃度が１×１０¹⁷ｃｍ^-3以下であ
ることを特徴とする請求項１に記載のイオン注入装置。
【請求項３】半導体基板に対し加速されたイオンビー
ムを照射することにより、前記半導体基板に所定の不純
物を導入するイオン注入装置において、イオンビームの
進行方向に見て、前記半導体基板の後方に位置する部材
が、前記イオンビームにより照射されない様に構成した
ことを特徴とするイオン注入装置。
【請求項４】前記半導体基板の前方に開口を有するつ
いたてを設け、該ついたてにより前記半導体基板の後方
に位置する部材が、前記イオンビームにより照射されな
い様にしたことを特徴とする請求項３に記載のイオン注
入装置。
【請求項５】前記ついたては、前記半導体基板を構成
する半導体、もしくはその酸化物、もしくはその窒化物
のうち少なくとも一つを主成分とする材料で構成されて
いるか、またはその表面が該材料で覆われていることを
特徴とする請求項４に記載のイオン注入装置。
【請求項６】前記材料は、Ｎ型もしくはＰ型のシリコ
ンであり、その不純物濃度が１×１０¹⁷ｃｍ^-3以下であ
ることを特徴とする請求項５に記載のイオン注入装置。
【請求項７】前記半導体基板はその外縁が基板保持部
材で保持され、該基板保持部材の少なくとも表面は前記
半導体を構成する半導体、もしくはその酸化物、もしく
はその窒化物のうち少なくとも一つを主成分とする材料
で構成されていることを特徴とする請求項３に記載のイ
オン注入装置。
【請求項８】前記半導体基板の後方に前記イオンビー
ムの検出手段を設け、該検出手段の出力により前記イオ
ンビームの走査手段または前記半導体基板の移動手段を
制御し、前記半導体基板の後方に位置する部材が、前記
イオンビームにより照射されない様にしたことを特徴と
する請求項３に記載のイオン注入装置。