JPH08227685A - イオンシャワードーピング装置 - Google Patents
イオンシャワードーピング装置Info
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Abstract
できるイオンシャワードーピング装置を提供する。 【構成】 真空容器32内でイオン源から線状イオンビ
ームを束ねたイオンシャワーBを基板40に照射するイ
オンシャワードーピング装置において、真空容器32内
に、基板40を保持すると共にイオンシャワーBの照射
方向に対して直交する平面上を揺動させる保持揺動手段
Hを設けたことを特徴としている。
Description
からのイオンビームを基板に照射するイオンシャワード
ーピング装置に関する。
応性ガスをプラズマ化して得られたイオンシャワーをガ
ラス基板上の薄膜シリコン層に照射して所望の不純物を
ドーピングする処理が行われる。このようなイオンシャ
ワーによるドーピング処理を行う装置としてイオン源を
有するイオンシャワードーピング装置が用いられてい
る。
ラズマ室であるチャンバ1内の上部中央に熱電子放出用
フィラメント2を設け、チャンバ1の周囲にリング状の
永久磁石5〜9を極性を交互にして複数配設し、チャン
バ1の下部開口部にビーム引出し電極系16を設けて概
略構成されている。ビーム引出し電極系16は、アノー
ドであるチャンバ1と同電位に保たれるイオン閉込め電
極17と、これより数kV低電位に保たれる引出し電極
18と、これよりさらに数十kV低電位の加速電極19
とからなる。これらの電極はグリッド状電極である。
4からチャンバ1内(プラズマ室)に導入される作動ガ
スにフィラメント2から放出される電子を作用させてプ
ラズマを生成し、これを永久磁石5〜9の磁場によって
チャンバ1内に閉じ込めつつ、ビーム引出し電極18に
よって電界を印加することでプラズマ中のイオンをイオ
ン閉込め電極17を通して引出し、これを加速電極19
の電界で加速してイオンシャワーBを発生させるように
なっている。尚、15は基板にイオンを注入するための
注入室、20はカソード電源、21はアーク電源、22
は引き出し電源、23は加速電源をそれぞれ示してい
る。
しており、それに伴ってビーム径も大口径(直径300
mm以上)化している。
である。
成されており、各電極(直径300mm以上)は円板状
に形成されている。電極には多数(約5000個)の穴
(6mm径)11が形成され、これらの穴11は同心円
上に配置されている。イオン源10からのイオンはこれ
らの穴11から注入室15内に照射される。即ちイオン
シャワーBは、断面形状が円形の線状ビームを同心円状
に5000本束ねたものである。
を用いてイオン注入を行う場合、イオンの注入分布を均
一化するため基板12を回転させることが行われてい
る。
イオンシャワードーピング装置を用いた場合、基板12
は回転軸を中心に回転されるので、イオンの注入分布は
図6に示すようにラインL1 〜L4 からなる同心円状に
なってしまい、ラインL1 〜L4 間の均一化を行うのが
困難である。
オンシャワーBの外周内に収まるような大きさに限定さ
れるため、イオンシャワーを無駄にしてしまい効率が悪
いという問題がある。
し、基板に照射されるイオンの注入分布を均一にできる
イオンシャワードーピング装置を提供することにある。
に本発明は、真空容器内でイオン源から線状イオンビー
ムを束ねたイオンシャワーを基板に照射するイオンシャ
ワードーピング装置において、真空容器内に、基板を保
持すると共にイオンビームの照射方向に対して直交する
平面上を揺動させる保持揺動手段を設けたものである。
を、真空容器内にシール部材を介して大気開放されるよ
うに設けられた注入ステージと、この注入ステージ内に
設けられイオンシャワーの照射方向に対して直交する方
向に平行移動するX−Y駆動機構と、一端がこのX−Y
駆動機構に真空シールを介して取り付けられたロッド
と、このロッドの他端に取り付けられ基板を保持する基
板ホルダとで構成したものである。
シャワーの断面形状を略四角形としたものである。
射方向に対して直交する平面上を揺動させることによ
り、線状イオンビームの照射面が基板全面を覆うことが
でき、イオンの注入分布が均一化される。
を介して大気開放されるように設けられた注入ステージ
と、この注入ステージ内に設けられイオンシャワーの照
射方向に対して直交する方向に平行移動するX−Y駆動
機構と、一端がこのX−Y駆動機構に真空シールを介し
て取り付けられたロッドと、このロッドの他端に取り付
けられ基板を保持する基板ホルダとで構成した場合に
は、線状のイオンビームの照射面が基板上を縦、横ある
いは斜に移動させることができるので、線状イオンビー
ムの照射面が基板全面を覆うことができ、イオンの注入
分布が均一化される。
角形とした場合には、イオンシャワーの全線状イオンビ
ームが基板上に照射されるので、効率的にイオン注入が
行われる。
て詳述する。
装置の一実施例の概念図である。尚、説明を簡単にする
ためイオン源は省略されている。
り、注入ステージ30の側壁30aには2本のパイプ3
1が取り付けられている。各パイプ31は真空容器から
なる注入室32の外壁32aを貫通すると共に磁気シー
ル33が施されている。
が平行に掛け渡されており、レール34上にはX軸駆動
用ギヤードモータ35とY軸駆動用ギヤードモータ36
とが固定されている。両モータ35、36の上側には板
状部材からなるX−Y駆動部37がその主面に沿った方
向(X軸方向及びY軸方向)に移動自在に保持されてい
る。X−Y駆動部にはX軸方向(例えばイオンシャワー
Bの方向と直交すると共に紙面に沿った方向)及びY軸
方向(イオンシャワーBの方向と直交すると共に紙面に
垂直な方向)にラックギヤ(図示せず)が設けられてお
り、モータ35、36の回転軸に取り付けられたピニオ
ンギヤ(図示せず)と係合するようになっている。すな
わち、X−Y駆動部はモータ35、36の回転によって
X軸方向、Y軸方向に周期的に揺動させることができる
ようになっている。
であるが限定されない)のロッド38がX−Y駆動部3
7に対して垂直(Z軸方向)に取り付けられている。ロ
ッド38と注入ステージ30との間には大気シール39
が設けられ、注入ステージ30内は大気開放されてい
る。ロッド38の先端には基板40を保持する基板ホル
ダ41がX−Y平面に平行になるように取り付けられて
いる。
オンギヤ、X−Y駆動部37でX−Y駆動機構が構成さ
れ、X−Y駆動機構、ロッド38及び基板ホルダ41で
保持揺動手段Hが構成されている。この保持揺動手段H
により基板40を保持すると共にイオンシャワーBの照
射方向に対して直交する平面(X−Y平面)上を移動さ
せることができるようになっている。尚、42はX−Y
駆動機構の動作を制御するための制御ケーブルである。
50(図4に示したビーム引出し電極系16に相当す
る)の形状は、図2に示すように電極上のイオンビーム
引出し穴の最外周の中心位置の縦横の大きさがそれぞれ
x、yの略四角形である。図3において、イオンビーム
が通過するイオンビーム引出し穴51の直径をdとし、
中心間隔をΔx,Δyとする。X−Y駆動部37の揺動
量を±Δx、±Δyとすると、イオン注入処理可能な基
板の大きさはx−2Δx、y−2Δyまで可能である。
直径約6mmの線状イオンビーム5000本からなるイ
オンシャワーB(断面形状は四角形)が基板40に照射
される。線状ビームの照射面(断面)は円形でありそれ
ぞれ互いに離れているが、X−Y駆動機構のモータ3
5、36が作動するとX−Y駆動部37がX軸方向ある
いはY軸方向に揺動するので、基板ホルダ41がX軸方
向あるいはY軸方向に揺動する。このため基板40がX
軸方向及びY軸方向に(例えば10mm程度)揺動する
ので線状イオンビームの照射面が基板40上を全面に渡
って移動することになる。このため基板40に照射され
るイオンの注入分布が均一になる。
が四角形のため、イオンシャワーBの全ての線状イオン
ビームが無駄なく基板40上に照射されるので、効率的
にイオン注入が行われる。
m、中心間隔Δx、Δyは約10mm、穴51の個数は
約5000個となっており、処理可能な基板40の大き
さは500mm×400mm程度であった。
内に、基板を保持すると共にイオンシャワーの照射方向
に対して直交する平面上を揺動させる保持揺動手段を設
けたので、400mm角以上の大面積の基板に照射され
るイオンの注入分布が均一化される。
ドモータ、ラック、ピニオンギヤ、で構成したが、これ
に限定されるものではなく、XY駆動部がXY平面上を
揺動できれば、パルスモータ等他の部材を用いてもよ
い。また、本実施例ではイオン源の電極の形状が四角形
の場合で説明したが、これに限定されず円形であっても
基板を揺動することにより均一にイオン注入することが
できる。さらに注入ステージの裏側(紙面下側)にも同
様な基板ホルダを設けて同時に駆動またはX−Y駆動機
構を個別に付けて独立に駆動してもよい。
な優れた効果を発揮する。
直交する平面上を揺動させることにより、基板に照射さ
れるイオンの注入分布を均一にすることができる。
を略四角形とすることにより、イオンシャワーの全線状
イオンビームが基板上に照射されるので効率的にイオン
注入が行われる。
施例の概念図である。
す図である。
オン源の概念図である。
の分布図である。
との関係を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 真空容器内でイオン源から線状イオンビ
ームを束ねたイオンシャワーを基板に照射するイオンシ
ャワードーピング装置において、上記真空容器内に、上
記基板を保持すると共にイオンシャワーの照射方向に対
して直交する平面上を揺動させる保持揺動手段を設けた
ことを特徴とするイオンシャワードーピング装置。 - 【請求項2】 上記保持揺動手段を、上記真空容器内に
シール部材を介して大気開放されるように設けられた注
入ステージと、この注入ステージ内に設けられイオンシ
ャワーの照射方向に対して直交する方向に平行移動する
X−Y駆動機構と、一端がこのX−Y駆動機構に真空シ
ールを介して取り付けられたロッドと、このロッドの他
端に取り付けられ上記基板を保持する基板ホルダとで構
成した請求項1記載のイオンシャワードーピング装置。 - 【請求項3】 上記基板及び上記イオンシャワーの断面
形状を略四角形とした請求項2記載のイオンシャワード
ーピング装置。
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1995
- 1995-02-22 JP JP03324995A patent/JP3438377B2/ja not_active Expired - Fee Related
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