JPH08329879A - イオン注入装置及びイオン注入方法 - Google Patents

イオン注入装置及びイオン注入方法

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JPH08329879A
JPH08329879A JP7130705A JP13070595A JPH08329879A JP H08329879 A JPH08329879 A JP H08329879A JP 7130705 A JP7130705 A JP 7130705A JP 13070595 A JP13070595 A JP 13070595A JP H08329879 A JPH08329879 A JP H08329879A
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ion implantation
ion
ion beam
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泰郎 山下
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実 藤本
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浩二 石黒
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、最適なイオンビーム注入角で
イオンビームをウエハに注入可能なイオン注入装置及び
最適な深さに酸素イオンを注入し得るSiMOX用イオ
ン注入方法を提供するにある。 【構成】イオン源100から取り出されたイオンビーム
Xをウエハ330に打込む。ウエハ300は、回転デイ
スク310に保持されており、この回転デイスクは、回
転するとともに、イオンビームにほぼ直交する平面内で
モータ370によって揺動される。さらに、モータ35
2によって、回転デイスク310は、チルト軸352を
中心に回動して、ウエハ330とこのウエハに入射する
イオンビームXの入射角θを可変する

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、イオン注入装置及びイ
オン注入方法に係り、特に、シリコンウエハに各種イオ
ンを打込むイオン注入装置及びSiMOX用のイオン注
入方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のイオン注入装置は、例えば、 特
開昭1ー189845号公報に記載のように、イオン源
から取り出されたイオンビームを処理室内に設置された
ウエハに打込む際に、ウエハに対するイオンビームの入
射角は、予め定められた所定角に固定されているもので
あった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、SiMOX用の
イオン注入装置が研究開発されており、このイオン注入
装置においては、シリコンウエハの所定の深さに酸素イ
オンを注入し、その後、アニール処理を行うことによ
り、シリコンウエハ中にSi02の層を形成している。
このSi02層を絶縁基板とすることにより、従来のよ
うにSi02の基板上にシリコン層を形成するものに比
べて高速応答のウエハを実現できる。
【0004】しかしながら、従来のイオン注入装置を用
いて、SiMOXのイオン注入を行った結果、適当なS
i02層を形成するのが困難であることが判明した。そ
の原因について、種々検討を行った結果、従来のイオン
注入装置においては、ウエハに対するイオンビームの入
射角は、酸素以外のイオンを最適に注入できる予め定め
られた所定角に固定されており、この角度で酸素イオン
を注入しようとすると、酸素イオンがシリコンの格子に
衝突する、いわゆるチャネリング現象によって、最適な
深さまで酸素イオンを注入できず、その結果として、シ
リコンウエハ中の最適な位置にSi02の層が形成でき
ないことが判明した。
【0005】本発明の目的は、最適なイオンビーム注入
角でイオンビームをウエハに注入可能なイオン注入装置
を提供するにある。
【0006】また、本発明の目的は、最適な深さに酸素
イオンを注入し得るイオン注入方法を提供するにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、イオン源から取り出されたイオンビーム
をウエハに打込むイオン注入装置において、ウエハを保
持するウエハ保持手段と、上記イオンビームにほぼ直交
する平面内で上記ウエハ保持手段と上記イオンビームの
相対位置を変化させる相対位置変化手段と、上記ウエハ
保持手段に保持されるウエハとこのウエハに入射するイ
オンビームの入射角を可変する入射角可変手段を備える
ようにしたものである。
【0008】上記イオン注入装置において、好ましく
は、上記ウエハ保持手段は、複数枚のウエハを円周上に
保持する回転デイスクであり、上記相対位置変化手段
は、上記回転デイスクを上記イオンビームにほぼ直交す
る平面内で回転させる回転手段と、上記回転デイスクを
上記イオンビームにほぼ直交する平面内で揺動する揺動
手段であるようにしたものである。
【0009】上記イオン注入装置において、好ましく
は、上記揺動手段による上記回転デイスクの揺動により
上記ウエハが上記イオンビームを横切る時の上記ウエハ
の移動速度vが、上記回転手段による上記回転デイスク
の回転により上記ウエハが上記イオンビームを横切る時
の上記ウエハの回転周速wに対して反比例するように、
上記回転手段の回転速度と上記揺動手段の揺動速度の少
なくともいづれか一方を制御する制御手段を備えるよう
にしたものである。
【0010】上記イオン注入装置において、好ましく
は、上記ウエハ保持手段は、上記イオンビームが上記ウ
エハに照射する面と反対側の面において上記ウエハを保
持するウエハホルダからなり、このウエハホルダは、上
記入射角可変手段により、上記ウエハとこのウエハに入
射するイオンビームの入射角を所定角度変化させた場合
でも、イオンビームが照射されないように傾斜部を設け
るようにしたものである。
【0011】上記イオン注入装置において、好ましく
は、上記ウエハ保持手段は、さらに、このウエハホルダ
の外周部に取り付けられ、上記ウエハホルダの上面に載
置される上記ウエハの側面に係合する固定ピンと、上記
ウエハホルダの外周部に取り付けられ、上記ウエハホル
ダの上面に載置される上記ウエハの側面に係合するとと
もに、上記ウエハを上記ウエハホルダから取り外し自在
に保持する可動ピンを備えるようにしたものである。
【0012】上記イオン注入装置において、好ましく
は、上記ウエハホルダは、さらに、このウエハホルダの
外周部に可動に取り付けられ、上記ウエハホルダの上面
に載置される上記ウエハの側面に係合するとともに、一
端にカウンタウエイトの取り付けられた複数のピンと、
このウエハホルダの外周部に取り付けられ、上記ウエハ
ホルダの上面に載置される上記ウエハの側面に係合する
座を備え、上記回転デイスクの回転により、遠心力で上
記カウンタウエイトを機能させて上記ピンと上記ウエハ
の係合を解くようにしたものである。
【0013】上記イオン注入装置において、好ましく
は、上記ウエハホルダは、上記回転デイスクの回転面に
対して傾斜した面内に上記ウエハを保持する窪みを有
し、この窪みにて上記ウエハを保持するようにしたもの
である。
【0014】上記イオン注入装置において、好ましく
は、さらに、上記回転デイスクに保持されたウエハと対
向する位置に配置された加熱手段を備えるようにしたも
のである。
【0015】上記イオン注入装置において、好ましく
は、さらに、上記回転デイスクに保持されたウエハの温
度を計測する温度計測手段と、上記回転デイスクを回転
に同期して基準トリガ信号を発生する信号発生手段とを
備え、この信号発生手段から出力する上記基準トリガ信
号のタイミングで上記温度計測手段は上記ウエハの温度
を計測するようにしたものである。
【0016】上記イオン注入装置において、好ましく
は、さらに、イオン注入処理の行われる前及びイオン注
入後のウエハを収納する収納カセットと、イオン注入の
直後のウエハを収納する耐熱材料で構成される高温カセ
ットと、上記収納カセット,上記高温カセット及び上記
ウエハ保持手段の相互間で、ウエハを搬送する搬送手段
とを備え、 この搬送手段は、イオン注入の直後のウエ
ハを上記ウエハ保持手段から取り外して上記高温カセッ
トに搬送し収納する耐熱材料から構成される高温アーム
と、イオン注入処理の行われる前のウエハを上記収納カ
セットから上記ウエハ保持手段に搬送するとともに、イ
オン注入処理後に上記高温カセットから上記収納カセッ
トに上記ウエハを搬送する低温アームを備えるようにし
たものである。
【0017】上記イオン注入装置において、好ましく
は、上記収納カセット,上記高温カセット及び上記搬送
手段を内部に有する準備室と、上記ウエハ保持手段,上
記相対位置変化手段及び上記入射角可変手段を内部に有
する処理室を有し、さらに、上記準備室と上記処理室を
気密に遮断する封じ切り弁を備え、上記イオン注入済み
のウエハを上記高温カセットに収納し、さらに、イオン
注入前のウエハを上記ウエハ保持手段に保持後、上記封
じ切り弁により上記準備室と上記処理室を気密に遮断し
て、上記準備室内をガスパージするようにしたものであ
る。
【0018】上記イオン注入装置において、好ましく
は、上記ウエハを保持する上記ウエハ保持手段を水平に
位置せしめた上で、上記ウエハ保持手段の下部から上記
ウエハ保持手段に設けられた開口からピンを挿入して上
記ウエハ保持手段からウエハを分離するウエハピックア
ップを備え、上記ウエハピックアップの移動方向と上記
ウエハの面のなす角度を90゜以下の角度とするように
したものである。
【0019】上記イオン注入装置において、好ましく
は、上記相対位置変化手段は、上記イオン源からの初期
イオンビーム出射時において、上記イオンビームの照射
位置から離れた位置に上記ウエハ保持手段に保持された
上記ウエハを位置せしめるようにしたものである。
【0020】また、上記目的を達成するために、本発明
は、イオン源から取り出されたイオンビームをウエハに
打込むイオン注入方法において、上記イオン源から取り
出させるイオンは、酸素イオンであり、この酸素イオン
のイオンビームの上記ウエハへの入射角を可変して、上
記酸素イオンを上記ウエハに打込むようにしたものであ
る。
【0021】上記イオン注入方法において、好ましく
は、複数枚の上記ウエハを円周上に保持し、このウエハ
を上記イオンビームにほぼ直交する平面内で回転させる
とともに、このウエハを上記イオンビームにほぼ直交す
る平面内で揺動させるようにしたものである。
【0022】上記イオン注入方法において、好ましく
は、揺動により上記ウエハが上記イオンビームを横切る
時の上記ウエハの移動速度vが、回転により上記ウエハ
が上記イオンビームを横切る時の上記ウエハの回転周速
wに対して反比例するように、上記回転速度と揺動速度
の少なくともいづれか一方を制御するようにしたもので
ある。
【0023】上記イオン注入方法において、好ましく
は、上記回転するウエハの回転に同期して回転するウエ
ハの温度を計測するようにしたものである。
【0024】
【作用】本発明では、ウエハを保持するウエハ保持手段
と、イオンビームにほぼ直交する平面内でウエハ保持手
段とイオンビームの相対位置を変化させる相対位置変化
手段と、ウエハ保持手段に保持されるウエハとこのウエ
ハに入射するイオンビームの入射角を可変する入射角可
変手段を備えることにより、チャタリングの影響を防止
して最適角度でイオン注入が可能とし得るものとなる。
【0025】また、ウエハ保持手段は、複数枚のウエハ
を円周上に保持する回転デイスクであり、相対位置変化
手段は、回転デイスクをイオンビームにほぼ直交する平
面内で回転させる回転手段と、回転デイスクをイオンビ
ームにほぼ直交する平面内で揺動する揺動手段とするこ
とにより、イオンビーム自体をスキャンするものでない
ため、イオンビームの密度が変化することなく、イオン
注入分布を均一にし得るものとなる。
【0026】また、さらに、揺動手段による回転デイス
クの揺動によりウエハがイオンビームを横切る時のウエ
ハの移動速度vが、回転手段による回転デイスクの回転
によりウエハがイオンビームを横切る時のウエハの回転
周速wに対して反比例するように、回転手段の回転速度
と揺動手段の揺動速度の少なくともいづれか一方を制御
する制御手段を備えることにより、単位時間当たりのイ
オンビーム照射時間がいため、イオンビームの密度が変
化することなく、イオン注入分布を均一にし得るものと
なる。
【0027】また、ウエハ保持手段は、イオンビームが
ウエハに照射する面と反対側の面においてウエハを保持
するウエハホルダからなり、このウエハホルダは、入射
角可変手段により、ウエハとこのウエハに入射するイオ
ンビームの入射角を所定角度変化させた場合でも、イオ
ンビームが照射されないように傾斜部を設けることによ
り、イオンビームは、ウエハ以外には照射されないた
め、コンタミネーションを防止し得るものとなる。
【0028】また、さらに、ウエハ保持手段は、さら
に、このウエハホルダの外周部に取り付けられ、ウエハ
ホルダの上面に載置されるウエハの側面に係合する固定
ピンと、ウエハホルダの外周部に取り付けられ、ウエハ
ホルダの上面に載置されるウエハの側面に係合するとと
もに、ウエハをウエハホルダから取り外し自在に保持す
る可動ピンを備えることにより、ウエハに大きな力が加
わることを防止し得るものとなる。
【0029】また、ウエハホルダは、さらに、このウエ
ハホルダの外周部に可動に取り付けられ、ウエハホルダ
の上面に載置されるウエハの側面に係合するとともに、
一端にカウンタウエイトの取り付けられた複数のピン
と、このウエハホルダの外周部に取り付けられ、ウエハ
ホルダの上面に載置されるウエハの側面に係合する座を
備えることにより、回転デイスクの回転による遠心力で
カウンタウエイトを機能させてピンとウエハの係合を解
くので、ウエハに大きな力が加わることを防止し得るも
のとなる。
【0030】また、ウエハホルダは、回転デイスクの回
転面に対して傾斜した面内に上記ウエハを保持する窪み
を有し、この窪みにてウエハを保持することにより、ピ
ン等を用いることなく、遠心力でウエハを保持可能とし
得るものとなる。
【0031】また、さらに、回転デイスクに保持された
ウエハと対向する位置に配置された加熱手段を備えるこ
とにより、ウエハの予備加熱及び補助加熱を効率よく行
い得るものとなる。
【0032】また、さらに、回転デイスクに保持された
ウエハの温度を計測する温度計測手段と、回転デイスク
を回転に同期して基準トリガ信号を発生する信号発生手
段とを備えりことにより、この信号発生手段から出力す
る基準トリガ信号のタイミングで温度計測手段はウエハ
の温度を精度よく計測し得るものとなる。
【0033】また、さらに、イオン注入処理の行われる
前及びイオン注入後のウエハを収納する収納カセット
と、イオン注入の直後のウエハを収納する耐熱材料で構
成される高温カセットと、収納カセット,高温カセット
及びウエハ保持手段の相互間で、ウエハを搬送する搬送
手段とを備え、この搬送手段は、イオン注入の直後のウ
エハをウエハ保持手段から取り外して高温カセットに搬
送し収納する耐熱材料から構成される高温アームと、イ
オン注入処理の行われる前のウエハを上記収納カセット
から上記ウエハ保持手段に搬送するとともに、イオン注
入処理後に上記高温カセットから上記収納カセットに上
記ウエハを搬送する低温アームを備えることにより、耐
熱性の必要な高温カセットは1個で済むものとなる。
【0034】また、収納カセット,高温カセット及び搬
送手段を内部に有する準備室と、ウエハ保持手段,相対
位置変化手段及び入射角可変手段を内部に有する処理室
を有し、さらに、準備室と処理室を気密に遮断する封じ
切り弁を備え、イオン注入済みのウエハを高温カセット
に収納し、さらに、イオン注入前のウエハをウエハ保持
手段に保持後、封じ切り弁により準備室と処理室を気密
に遮断して、準備室内をガスパージすることにより、イ
オン注入済みのウエハを効率よく冷却し得るものとな
る。
【0035】また、さらに、ウエハを保持するウエハ保
持手段を水平に位置せしめた上で、ウエハ保持手段の下
部からウエハ保持手段に設けられた開口からピンを挿入
してウエハ保持手段からウエハを分離するウエハピック
アップを備え、ウエハピックアップの移動方向とウエハ
の面のなす角度を90゜以下の角度とすることにより、
ウエハの着脱時にウエハとウエハ保持手段が擦れること
を防止し得るものとなる。
【0036】また、相対位置変化手段は、イオン源から
の初期イオンビーム出射時において、イオンビームの照
射位置から離れた位置にウエハ保持手段に保持されたウ
エハを位置せしめることにより、パーテイクルがウエハ
に付着するのを防止し得るものとなる。
【0037】また、本発明では、イオン源から取り出さ
せるイオンは、酸素イオンであり、この酸素イオンのイ
オンビームの上記ウエハへの入射角を可変して、上記酸
素イオンを上記ウエハに打込むことにより、最適の角度
で酸素イオンをウエハに打ち込んで、最適なSiO2
をSiMOXにより形成し得るものとなる。
【0038】また、複数枚のウエハを円周上に保持し、
このウエハをイオンビームにほぼ直交する平面内で回転
させるとともに、このウエハをイオンビームにほぼ直交
する平面内で揺動させることにより、イオンビームは固
定のため、イオン注入の分布を均一にし得るものとな
る。
【0039】また、さらに、揺動によりウエハがイオン
ビームを横切る時のウエハの移動速度vが、回転により
ウエハがイオンビームを横切る時のウエハの回転周速w
に対して反比例するように、回転速度と揺動速度の少な
くともいづれか一方を制御することにより、ウエハ全体
に均一にイオンを注入し得るものとなる。
【0040】また、回転するウエハの回転に同期して回
転するウエハの温度を計測することにより、温度計測精
度を向上し得るものとなる。
【0041】
【実施例】本発明の一実施例について、以下図面を用い
て説明する。図1は、本発明の一実施例によるSiMO
X用イオン注入装置の全体構成図である。
【0042】イオン源100から放出されたイオンビー
ムは、質量分離器200によって所定の質量を有するイ
オン、即ち、イオン注入に用いる、例えば、酸素イオン
が分離され、取り出される。質量分離器200によって
取り出されたイオンビームXは、処理室300の入射口
301から処理室300内に入射する。イオン源10
0,質量分離器200及び処理室300は、気密連結さ
れており、それらの内部は、真空に保たれている。
【0043】処理室200内には、回転デイスク310
が設置されており、この回転デイスク310の外周に複
数のウエハホルダ320が配置されており、このウエハ
ホルダ320にシリコンウエハが固定される。回転デイ
スク310は、回転するとともに、左右に揺動する。イ
オンビームXの断面積は、ウエハホルダ320に固定さ
れるシリコンウエハの面積に比べて小さいため、回転デ
イスク310が、回転及び揺動することにより、シリコ
ンウエハの全表面に目的とするイオンを打ち込むことが
できる。
【0044】処理室300の後方には、イオン注入対象
物のウエハを出し入れする準備室400が接続されてい
る。準備室400には、ウエハの搬送を行う搬送ロボッ
ト410及びウエハを収納する収納カセット420が配
置されている。搬送ロボット410は、収納カセット4
20に収納されたウエハを取り出し、その先端を処理室
300内に挿入して、ウエハをウエハホルダ320に装
着する。さらに、搬送ロボット410は、イオン注入の
終了後、ウエハホルダ320からウエハを取り外し、収
納カセット420に収納する。
【0045】処理室300と準備室400により、イオ
ン注入装置のエンドステーションを構成している。
【0046】次に、図2,図3を用いて、処理室300
内の回転デイスク310の構造について説明する。図2
は、本発明の一実施例によるイオン注入装置の回転デイ
スク装置の正面図である。図3は、図2の側面図であ
る。
【0047】図2において、17枚のウエハ330が設
置されたウエハホルダー320が、回転ディスク310
の円周上に等ピッチで配置され、その回転ディスク31
0の任意のウエハ位置にイオンビームXが照射される。
回転ディスク310は、その中央に位置する円形部31
2と、円形部312から90゜の等間隔で十字形に延在
する4本のアーム部314,315,316,317
と、このアーム部314,315,316,317の外
周に位置するリング部318から構成される。17個の
ウエハホルダ320は、このリング部318に取り付け
られている。中央の円形部312の後ろには、内部にモ
ータを有するインナーチャンバー340が取り付けられ
ており、モータの回転力が回転デイスク310に伝えら
れ、回転デイスク310を矢印A方向に回転する。な
お、インナーチャンバー340の詳細な構成について
は、図3を用いて後述する。
【0048】インナーチャンバー340は、左右からチ
ルト軸350,352によってコ字状のシャフト360
に対して回動可能に支持されている。シャフト360に
は、モータ354が固定されており、このモータ354
の回転軸がチルト軸352の端部に結合されており、モ
ータ354を正転若しくは逆転することにより、回転デ
イスク310は、チルト軸350,352を中心として
回動して、イオンビームXに対する傾き角度を可変でき
る。
【0049】コ字状のシャフト360は、その基部にお
いてシャフト362に固定されており、シャフト362
は、スキャン軸364に固定されている。スキャン軸3
64の端部には、2点鎖線で示すギア366が固定され
ている。ギア366は、モータ370の回転軸に固定さ
れたギア368と係合している。従って、モータ370
を正逆転することにより、ギア366が矢印B方向に正
逆転し、回転デイスク310は、矢印C,C’方向に揺
動する。その揺動角は、図示するように、ψである。イ
オンビームXの位置は固定であるので、回転デイスク3
10の揺動により、相対的にイオンビームXによってウ
エハ330上を走査できる。
【0050】次に、図3を用いて回転デイスク310の
チルト機構について説明する。
【0051】図3において、ウエハ330が設置された
ウエハホルダー320が、回転ディスク310の外周上
に配置され、その回転ディスク310の任意のウエハ位
置にイオンビームXが照射される。回転デイスク310
の中央の円形部312の後ろには、デイスク座319が
印篭結合されている。デイスク座319に取り付けられ
たシャフト341は、モータ342の回転軸に結合され
ている。また、シャフト341は、絶縁物343を介し
て、インナーチャンバー340に回動自在に取り付けら
れている。モータ342には、磁気シールド344が取
り付けられ、さらに、冷却のための給排水口345が取
り付けられており、モータ342を冷却している。モー
タ342が配置されるインナーチャンバー340内は、
大気圧に保たれており、その外側は真空であるので、イ
ンナーチャンバー340内の封止のために磁気シールド
344が設けられている。インナーチャンバー340の
内部は、大気圧となっており、その内部には、乾燥空気
の吹き出し口347が設けられており、乾燥空気をチャ
ンバ内に導入できる。これは、モータ342を大気圧で
動作できるようにし、しかも、冷却を水冷方式としたた
め、インナーチャンバー340の内部が結露する可能性
があるので、外部より乾燥空気を取り込んでインナーチ
ャンバー340内を乾燥させ、結露を防ぐようにしてい
るためである。
【0052】インナーチャンバー340は、左右からチ
ルト軸352によってコ字状のシャフト360に対して
回動可能に支持されている。シャフト360には、モー
タ354が固定されており、このモータ354の回転軸
がチルト軸352の端部に結合されており、モータ35
4を正転若しくは逆転することにより、回転デイスク3
10は、チルト軸350,352を中心として矢印D方
向に回動可能である。回転デイスク310を実線で示す
位置から矢印C方向に破線で示す位置に回動することに
より、イオンビームXに対するウエハ330の傾き角度
θを可変できる。
【0053】モータ354は、サーボモータを用いてお
り、モータ354の回転は、モータの回転軸に取り付け
られたエンコーダから出力するパルスによって検知され
る。ウエハの傾き角度θを変えるには、モータ制御回路
348は、回転デイスク310を傾ける角度に対応する
パルス数を供給し、モータ354が回転し、それに伴っ
てエンコーダから出力するパルス数を計数し、両者のパ
ルス数が等しくなるまで、モータ354を回転すること
により、モータを所定角度θまで傾けることができる。
ここで、傾ける角度は、図3において実線で示される従
来の位置から7゜,14゜,28゜の3種類とする。即
ち、図3における角度θを83゜,76゜,62゜とな
るように回転デイスクの角度を制御できる。
【0054】さらに、ウエハの交換をする際には、モー
タ制御回路348からの制御信号によってモータ354
を駆動し、回転デイスク310を実線で示す位置から破
線で示す回転デイスク310’の位置まで矢印D方向に
回動し、回転デイスク310を水平状態にして行われ
る。
【0055】シャフト360は、その基部においてシャ
フト362に溶接固定されており、シャフト362は、
スキャン軸364に固定されている。スキャン軸364
は、4個のベアリング365a,365b,365c,
365dにより、ハウジング363に回転可能に支持さ
れている。スキャン軸364の右端部には、ギア366
が固定されている。ギア366は、モータ370の回転
軸に固定されたギア368と係合している。従って、モ
ータ制御回路348からの制御信号によりモータ370
を正逆転することにより、回転デイスク310は、揺動
する。その揺動角ψは、スキャン軸364に取り付けら
れたエンコーダ367によって検出できる。
【0056】以上説明したように、回転ディスク310
は、その中心位置にモータ342が配置され、モータ3
42により回転する。また、モータ342は、内部が大
気圧となっているインナーチャンバー340内に配置さ
れている。回転ディスク310は、イオンビームXに対
し、イオン注入角θを可変できるように、チルト軸35
0,352を中心に傾斜する構造となっている。また、
回転ディスク310は、ビームXがウエハ全面に照射さ
れるように、スキャン軸364を中心にスキャン角ψに
て往復円弧運動ができるようになっている。
【0057】従って、本実施例によれば、チルト軸を中
心にして回転デイスクが傾斜する構造となっているた
め、ウエハへイオンが打ち込まれる際の打込み角(ビー
ム入射角)を可変できるので、イオンをウエハに打込む
際のチャネリング現象を考慮して、最適なイオン打込み
を行うことができる。したがって、SiMOX用のイオ
ン注入装置として用いることにより、最適のSiO2
を形成できるので、高速応答のSiMOXシリコンウエ
ハを製造できる。
【0058】また、イオンビームを移動させずに、回転
デイスクに取り付けたウエハを移動する方式としたの
で、イオン注入分布の均一化を図ることができるように
なった。即ち、従来のイオンビーム自体を可変磁場によ
ってスキャンする方式では、磁場によるスキャンによっ
てイオンビームの密度も変化することとなったが、イオ
ンビームを移動させずに、ウエハを取り付けた回転デイ
スクを回転するようにしたので、イオンビームの密度が
変化することなく、均一密度でのイオン注入が可能とな
った。また、スキャン軸を中心に回転デイスクを揺動す
ることにより、イオン注入分布の均一化が図れる。な
お、回転デイスクは揺動だけでなく、別の機構により、
往復移動するようにしてもよい。いづれにしても、複数
枚のウエハに順次イオンビームを照射するために、ウエ
ハ側を回転させ、さらに、この回転方向にほぼ直交する
方向に往復動することにより、個々のウエハ内でイオン
ビームの位置を変えてイオンビームを照射することがで
きる。
【0059】次に、図4を用いて、回転デイスクの揺動
動作について説明する。図4は、本発明の一実施例によ
るイオン注入装置の回転デイスクの揺動によるウエハの
位置とその時のウエハの移動速度の関係を示す図であ
る。
【0060】上述したように、ウエハホルダ320の付
いた回転ディスク310は、モータ342によって回転
し、さらにスキャン軸364を中心に往復円弧運動を行
いながら、ウエハ330にイオンビームXを照射してい
くものである。この時、ウエハ330に対して照射ビー
ムXの断面サイズが小さいので、ウエハ330は回転と
スキャンの2つの移動によりビームを横切っていく。し
かしながら、回転運動では、回転ディスク310の外径
寄りと内径寄りとでウエハの回転周速が異なるので、ビ
ームが照射された時に、ウエハへの単位時間当たりの注
入イオン量が異なるので、均一性の点より問題が生じる
ことになる。そこで、図4に示すように、スキャンの往
復移動の速度をコントロールする。即ち、図4に示すよ
うに、回転ディスク310をスキャン往復移動させた
時、回転ディスク中心とビーム照射位置との距離をrと
すると、スキャン往復移動速度vはこの距離rの関数で
v=f(1/r)とすることで、ウエハに照射される単
位時間当たりの注入量を同じにすることができる。距離
rは、ウエハの回転周速wに比例するので、ウエハの回
転周速wとウエハの往復移動速度vとを、v=f(1/
w)となるように、モータ制御回路348は、モータ3
70の回転速度を制御する。この時、スキャン軸364
に取り付けられたエンコーダ367により、シャフト3
60の回動位置を検出して、この検出値に基づいて、モ
ータ370の回転速度を制御する。なお、図中の1/r
制御範囲の間において、イオンビームXがウエハに接触
するので、この範囲でのみ、v=f(1/r)となるよ
うに制御すればよい。
【0061】本実施例によれば、ウエハとビームの相対
速度を所定の関係で制御することにより、ウエハの単位
時間当たりのイオンビームの照射時間がウエハ全面にお
いて同一とすることができる。
【0062】次に、図5を用いて、ウエハホルダの構造
について説明する。図5は、本発明の一実施例によるイ
オン注入装置のウエハホルダの横断面図であり、図2の
ウエハホルダ320のM−M断面図である。
【0063】回転ディスク310を傾斜させた時、ビー
ムXが回転ディスク310の側面やウエハホルダ320
の側面に当たらないように、図5に示す如く、回転ディ
スク310のリング部318の側面318aやウエハホ
ルダ320の側面320aが傾斜した断面構造となって
いる。
【0064】本実施例によれば、イオンビームの注入角
を変えられるようにしたので、イオンビームの注入角を
変化させた場合、ウエハホルダのウエハ保持部及び回転
デイスクのリング部がイオンビームに対して傾斜するの
に対して、ウエハ保持部及び回転デイスクのリング部の
側壁に傾斜部を設けることにより、イオンビームが当た
るのを防止できるものとなる。
【0065】次に、図6〜図8を用いて、ウエハホルダ
のウエハ保持構造について説明する。図6(a)は、本
発明の一実施例によるイオン注入装置のウエハホルダの
一実施例の平面図であり、図6(b)は、図6(a)の
N−N断面図である。
【0066】ウエハ330の底面は、アルミ製のウエハ
ホルダ320によって保持されている。ウエハホルダ3
20の上面には窪みが形成されており、ウエハ330と
は、ウエハホルダ320の上面外周でのみ接触するよう
にしてある。ウエハ330の側面から、ウエハ330
は、円柱状の2本の固定ピン321と1本の可動ピン3
22によってチャックされている。固定ピン321及び
可動ピン322は、SiO2若しくはSiによって作ら
れている。
【0067】可動ピン322の下部のウエハチャック解
除ピン323を上下させることで、可動ピン232を図
中破線で示すように可動させ、ウエハ330の着脱を行
う構造としてある。
【0068】ウエハホルダによって、ウエハを固定する
場合、ウエハの上面に押さえ部分がないこと、できるだ
けウエハとの接触を少なくして擦れによるゴミを発生さ
せないこと、及び過度の力で押さえつけて傷等をつけな
いことなどの留意が必要である。
【0069】本実施例によれば、ウエハとの接触面は、
ウエハホルダの上面の外周部及び固定ピンと可動ピンの
みであるため、その接触面積を小さくし、かつ、ウエハ
を保持可能とするものである。従って、ウエハに不要に
大きな力が加わることがなくなる。
【0070】図7(a)は、本発明の一実施例によるイ
オン注入装置のウエハホルダの他の実施例の平面図であ
り、図7(b)は、図7(a)のO−O断面図であり、
図7(c)は、図7(a)のP−P断面図であり、図7
(d)は、図7(c)の動作状態の図である。
【0071】ウエハ330の底面は、ウエハホルダ32
0によって保持されている。ウエハホルダ320の上面
には窪みが形成されており、ウエハ330とは、ウエハ
ホルダ320の上面外周でのみ接触するようにしてあ
る。ウエハ330の側面から、ウエハ330は、円柱状
の2本のピン324と1本のピン325によってチャッ
クされている。さらに、ウエハホルダ320の外周の3
カ所に固定された座326によってもウエハ330の側
面を保持されている。座326は、SiO2若しくはS
iを用いて作られている。
【0072】ピン325の下端には、それぞれカウンタ
ウエイト325aが取り付けられている。従って、回転
デイスクが回転すると、遠心力により、カウンタウエイ
ト325aが移動し、ピン325は、矢印E方向に回動
して、ピン325は、ウエハ330の側面から離れる。
また、ピン324の回転軸には、ギア324aが取り付
けられ、このギア324aは、ラック324bと係合し
ている、ラック324bの一端には、カウンタウエイト
324cが固定されているため、回転デイスクが回転す
ると、遠心力により、カウンタウエイト324cは、矢
印F方向に移動するため、ギア324aが回転し、ピン
324は、矢印G方向に回動して、ピン324は、ウエ
ハ330の側面から離れる。
【0073】しかしながら、遠心力により、ウエハ33
0は、座326に押しつけられているため、ウエハホル
ダ320に保持される。
【0074】本実施例によれば、ウエハとの接触面は、
ウエハホルダの上面の外周部及び固定ピンと可動ピンの
みであるため、その接触面積を小さくし、かつ、ウエハ
を保持可能とするものである。従って、ウエハに不要に
大きな力が加わることがなくなる。
【0075】また、座によって、遠心力により移動する
ウエハの移動を阻止する構造であるため、ウエハにかか
る力を小さくできるものである。
【0076】また、回転デイスクを回転させて、イオン
ビームをウエハに照射するときは、ピンは、ウエハホル
ダの下部に退避する構造としたので、イオンビームがピ
ンに照射されることはなくなる。
【0077】図8は、本発明の一実施例によるイオン注
入装置のその他の実施例のウエハホルダの断面図であ
る。
【0078】ウエハホルダ320’は、回転デイスクの
リング部318’と一体に形成されているとともに、チ
ャック用ピンを使用せず、遠心力だけでウエハをウエハ
ホルダ320’に押さえつけて固定している。アルミ製
のウエハホルダ320’の上面には、窪みを形成して、
ウエハ330との接触面積を少なくしている。ウエハホ
ルダ320’のウエハ330の保持面は、若干傾斜させ
ることにより、遠心力Hの分力hがウエハ330をウエ
ハホルダ320’へ押さえつける力を生み出している。
【0079】また、ウエハ330をウエハホルダ32
0’に埋め込む構造とし、ウエハ面330aがウエハ保
持部面320’aとほぼ同じ高さとなるようにしている
ことにより、ウエハ裏面等へのビームのスパッタリング
異物を少なくするようにしている。
【0080】本実施例によれば、ウエハとの接触面積を
小さくし、かつ、ウエハを保持可能とするものである。
【0081】また、ウエハ面330aがウエハ保持部面
320’aとほぼ同じ高さとなるようにしているので、
ウエハ保持部でのウエハ裏面等へのビームのスパッタリ
ング異物を少なくなる。
【0082】次に、図9を用いて、本発明の一実施例に
よるイオン注入装置の加熱装置について説明する。図9
は、本発明の一実施例によるイオン注入装置の加熱装置
の斜視図である。
【0083】回転ディスク310上に円周方向に取り付
けられたウエハ330に、対向するように、処理室30
0の蓋382に円形状のランプヒータ380a,380
b,380c,380dが取り付け、配置されている。
ランプヒータ380a,380b,380c,380d
を、ウエハ330の配置と合うように設置することで、
効率よくウエハを加熱することができる。また、消耗品
であるランプヒータ380a,380b,380c,3
80dは、交換保守が必要となるので、真空容器である
処理室300を構成する扉382の内部側に設置してあ
る。
【0084】ランプヒータ380a,380b,380
c,380dは、イオン注入前の予備加熱によりウエハ
330の温度を所定温度に上げるのに使用される。予備
加熱後、ウエハ330には、イオン注入されるが、この
イオン注入中においても、ウエハ330の温度を所定温
度に保つために、ランプヒータ380a,380b,3
80c,380dによって、補助加熱される。
【0085】本実施例によれば、ランプヒータによっ
て、ウエハの予備加熱のみならず、イオン注入中の補助
加熱も可能となる。
【0086】また、ランプヒータは、処理室の扉に取り
付けてあるため、ランプヒータの交換も容易となる。
【0087】次に、図10を用いて回転デイスク上に配
置されたウエハの温度計測装置について説明する。図1
0は、本発明の一実施例によるイオン注入装置のウエハ
温度計測装置の概念図である。
【0088】処理室300内のウエハ330と対向する
位置には、非接触式温度計390が配置されている。こ
の非接触式温度計390により、ランプヒータによって
加熱されたウエハ330の温度を測定する。この時、回
転デイスク310は、500rpmで高速回転している
ため、ウエハ330の温度を正確に測定するため、回転
デイスク310を回転するモータ342の回転に同期し
て温度を計測するようにしている。即ち、モータ342
を駆動するモータドライバ392からは、モータの回転
に同期した信号として、回転デイスク310の1回転に
1パルスを出力する基準位置トリガ信号392aを出力
するようにして、この基準位置トリガ信号392aを温
度計測制御部394に送り、回転ディスクの回転に同期
させて温度計測する。この時、基準位置トリガ信号39
2aは、回転デイスク310の1回転に1パルスを出力
するように構成しているので、常に回転デイスク310
の上の同一デイスクの温度を計測していることになる。
【0089】非接触式温度計390によって計測された
ウエハの温度の信号は、ランプヒータ制御回路396に
入力され、ウエハ330の温度が所定温度になるよう
に、ランプヒータ380への通電量を制御する。
【0090】本実施例によれば、回転デイスクの回転に
同期して、ウエハの温度を計測するようにしているの
で、その計測を精度よく行うことができる。
【0091】次に、図11を用いて、準備室400の詳
細構造について説明する。
【0092】図11は、本発明の一実施例によるイオン
注入装置の処理室及び準備室の平面図である。
【0093】処理室300内には、回転デイスク310
上に複数枚のウエハ330が保持されている。ウエハ3
30の回転デイスク310へ取り付け時及び取り外し時
には、回転デイスク310は水平位置まで傾けられてい
る。即ち、図3に実線で示す状態では、回転デイスク3
10は、垂直方向に位置しているが、チルト軸352を
中心に2点鎖線で示される水平位置まで回転デイスク3
10を回動して、ウエハの交換を行う。
【0094】処理室300にてイオン注入された高温の
ウエハ330は、搬送ロボット410に取り付けられた
高温アーム420によって処理室300より搬出され
る。高温アーム420は、セラミック等の耐熱材ででき
ている。搬送ロボット410の回転中心には、回動可能
な下アーム412が取付られており、この下アーム41
2の他端には、回動可能な上アーム414が取り付けら
れている。搬送ロボット410の内部に配置されたモー
タを駆動することにより、下アーム412が搬送ロボッ
ト410の回転中心を軸としてY1方向に回動し、さら
に、モータの回転力は、上アーム414にも伝わり、上
アーム414を軸416を中心にY2方向に回動する。
上アーム412と下アーム414は、共働して動くた
め、上アーム414に取付られた高温アーム420は、
Z方向に直線的に移動する。高温アーム420は、処理
室300内に挿入される。処理室300内において、ウ
エハホルダ320に保持されており、イオン注入の終了
したウエハは、後述するピックアップピンによって、ウ
エハホルダ320の分離されており、処理室300内に
挿入された高温ホルダ420は、ウエハホルダ320と
ウエハの間に挿入され、ウエハを載置する。その後、搬
送ロボット410を動作させ、上アーム414及び下ア
ーム412を回動して、高温アーム420を元の位置ま
で戻し、ウエハ330を処理室300より搬出する。さ
らに、搬送ロボット410内に配置された別のモータに
より、搬送ロボット410自体をY3方向に回動して、
高温アーム420を高温カセット440に対向させる。
その上で、上アーム414及び下アーム412を回動し
て、高温アーム420を伸ばして、ウエハ330を高温
カセット440内に収納する。高温カセット440は、
不純物や重金属の発生しないSi又はSi02等の耐熱
材及びウエハ素材に近い材料でできたものである。
【0095】高温カセット440へのウエハ330の収
納後、収納カセット450aからイオン注入をまだ行っ
ていないウエハ330を低温アーム430で取り出し、
処理室300へ搬入する。低温アーム430は、高温ア
ーム420の反対側に高温アーム420と一体的に上ア
ーム414に回動自在に取り付けられている。従って、
冷温アーム430によるウエハの取り出し、搬入の動作
も、高温アーム420の動作と同様にして、搬送ロボッ
ト410により、上アーム414と下アーム412を回
動して、低温アーム430を伸縮し、さらに、搬送ロボ
ット410自体を回動することにより行われる。
【0096】17枚の新しいウエハの処理室300への
搬入終了後、処理室300と準備室400の間に設けら
れた封じ切り弁460を閉じて、準備室400内をN2
等の不活性ガスによりパージして、高温カセット440
に収納された17枚のイオン注入処理済みのウエハを冷
却する。また、この間に、処理室300内では、次のイ
オン注入処理室300を実行することで、全体のタクト
タイムを短縮できる。
【0097】冷却の終了した高温カセット440内のウ
エハは、低温アーム430によって取り出され、空いて
いる収納カセット450aに収納する。3個の収納カセ
ット350a,350b,350cは、ターンテーブル
470上に載置されており、このターンテーブル470
を回転することにより、順次、低温アーム430に対向
させることができるとともに、準備室400の側壁に設
けられた取り出し口480に対向することができる。イ
オン注入の終了した高温カセット450は、取り出し口
480から外部に取り出すことができるとともに、ま
た、この取り出し口480から未処理室のウエハを収納
した収納カセット450を準備室400内に搬入するこ
とができる。
【0098】本実施例によれば、高温アームの材料とし
て、セラミック等の耐熱性の材料を用いることにより、
イオン注入後、ウエハをウエハ保持部であるウエハホル
ダから高温カセットに移送する際にも、アーム自体から
の不純物の飛散や重金属の飛散を防止できる。
【0099】また、複数の収納カセット他に耐熱性の高
温カセットを備え、イオン注入後のウエハは、一旦、高
温カセットに載置した後、冷却するようにしているの
で、収納カセットを全て耐熱性にする必要がなく、耐熱
カセットは、1個用意すればよりので、低コスト化が図
れる。一般に、収納カセットは、イオン注入プロセスの
前後のプロセスでも使用するので、多数個用意する必要
があるが、耐熱性の高温カセットは1個用意すればよ
く、それ以外のカセットは、従来からの耐熱性のないカ
セットをそのまま使用できる。
【0100】また、高温カセットに収納したイオン注入
後の高温ウエハを冷却する際に、準備室のチャンバー内
が真空状態では、熱の逃げが少ないので、イオン注入を
行う処理室と高温カセットが配置された準備室の間は、
封じ切り弁により遮断し、準備室には、窒素ガス等の不
活性ガスでパージすることにより、冷却時間を短縮でき
るものである。
【0101】また、イオン注入を行う処理室とイオン注
入済みのウエハを冷却する準備室の間を封じ切り弁によ
り遮断することにより、それぞれの室では、別々の処理
を行えるため、全体のタクトタイムを短縮できるもので
ある。
【0102】次に、図12を用いてウエハホルダに保持
されたウエハの着脱機構について説明する。図12は、
本発明の一実施例によるイオン注入装置のウエハ着脱機
構の側面図である。
【0103】回転ディスク310上に取り付けられたウ
エハホルダ320に保持されたウエハ330をウエハ3
30の下面から持ち上げる構造としている。即ち、ウエ
ハホルダ320には、スリット320a,320b及び
図示しない2個のスリットが形成されている。ウエハピ
ックアップ374には、ピックアップピン376,37
8及び図示しない2本のピックアップピンが固定されて
おり、ウエハホルダ320の下から上昇することによ
り、ピックアップピン376,378は、スリット32
0a,320bを貫通して、ウエハ330の下面と接触
して、ウエハ330を上方に持ち上げる。この時、ウエ
ハ330の端面は、ウエハホルダ320の固定された座
326と接触面326aにおいて接触しているので、ウ
エハ330をまっすぐ上方に持ち上げると、ウエハ33
0の端面が座326と擦れるので、それを避けるため、
ウエハピックアップ374は、真上に上昇するのではな
く、矢印J方向に上昇し、この時の角度θは、約87゜
としてある。ウエハピックアップ374の上昇距離L1
は、3cmであるが、この時の水平方向の移動距離L2
は、1mm程度である。従って、スリット320a,3
20bは、ピックアップピン376,378の外径より
2〜3mm大きい円形の開口であればよい。また、図1
1との関連において、準備室400から挿入された高温
アームは、矢印K方向から挿入され、ウエハ330とウ
エハホルダ320の間に挿入される。高温アームの挿入
後、ウエハピックアップ374を下降することにより、
高温アーム上にウエハ330を載置できる。
【0104】また、新しいウエハをウエハホルダに載置
する場合にも、同様にして、ウエハホルダにウエハの端
面を擦ることなく、ウエハを載置できる。
【0105】本実施例によれば、ウエハをウエハホルダ
から外す場合にも、ウエハの端面がウエハホルダと擦れ
ることがないので、ウエハが傷ついたり、ウエハの粉末
が処理室内に飛散することを防止できる。
【0106】次に、図13を用いて、 本発明の他の実
施例によるイオン注入装置の回転ディスク装置について
説明する。
【0107】図13は、本発明の他の実施例によるイオ
ン注入装置の回転ディスク装置の正面図である。図2と
同一符号は同一部分を表している。
【0108】図13において、ウエハ330が設置され
たウエハホルダー320が回転デイスク310の円周上
に配置され、スキャン軸364を中心に揺動することに
より、イオンビームXをウエハ330が横切って、イオ
ン注入する機構となっている。イオン注入動作におい
て、初期イオンビーム出射開始時においては、パーテイ
クルを多く含んだイオンビームとなっているため、この
イオンビームをウエハ330に照射するとパーテイクル
を付着させる原因となる。そのため、イオンビーム出射
開始時には、図に示すように、ウエハ330にイオンビ
ームが当たらない位置まで回転デイスクを揺動し、退避
するようにしている。
【0109】本実施例によれば、ウエハへのパーテイク
ルの付着を防止することができる。
【0110】
【発明の効果】本発明によれば、イオン注入装置におけ
るウエハへのイオンビームのイオン注入角を最適にし得
るものとなる。
【0111】また、本発明によれば、イオン注入方法に
おける最適な深さに酸素イオンの注入をなし得るものと
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるイオン注入装置の全体
構成図である。
【図2】本発明の一実施例によるイオン注入装置の回転
ディスク装置の正面図である。
【図3】図2の側面図である。
【図4】本発明の一実施例によるイオン注入装置の回転
デイスクの揺動によるウエハの位置とその時のウエハの
移動速度の関係を示す図である。
【図5】本発明の一実施例によるイオン注入装置のウエ
ハホルダの横断面図である。
【図6】本発明の一実施例によるイオン注入装置のウエ
ハホルダの一実施例の説明図である。
【図7】本発明の一実施例によるイオン注入装置のウエ
ハホルダの他の実施例の説明図である。
【図8】本発明の一実施例によるイオン注入装置のその
他の実施例のウエハホルダの説明図である。
【図9】本発明の一実施例によるイオン注入装置の加熱
装置の斜視図である。
【図10】本発明の一実施例によるイオン注入装置のウ
エハ温度計測手段の概念図である。
【図11】本発明の一実施例によるイオン注入装置の処
理室及び準備室の平面ずである。
【図12】本発明の一実施例によるイオン注入装置のウ
エハ着脱機構の側面図である。
【図13】本発明の他の実施例によるイオン注入装置の
回転ディスク装置の正面図である。
【符号の説明】
100…イオン源 200…質量分離器 300…処理室 310…回転ディスク 320…ウエハホルダ 321…固定ピン 322…可動ピン 324,325…ピン 324c,325a…カウンタウエイト 326…座 330…ウエハ 342,354,370…モータ 347…乾燥空気吐き出し口 348…モータ制御回路 350,352…チルト軸 364…スキャン軸 374…ウエハピックアップ 376,378…ピックアップピン 380…ランプヒータ 382…扉 390…非接触式温度計 392…モータドライバ 394…温度計制御器 396…ランプヒータ制御回路 400…準備室 410…搬送ロボット 420…高温アーム 430…低温アーム 440…高温カセット 450…収納カセット 460…封じ切り弁 X…イオンビーム
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Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 イオン源から取り出されたイオンビーム
    をウエハに打込むイオン注入装置において、 ウエハを保持するウエハ保持手段と、 上記イオンビームにほぼ直交する平面内で上記ウエハ保
    持手段と上記イオンビームの相対位置を変化させる相対
    位置変化手段と、 上記ウエハ保持手段に保持されるウエハとこのウエハに
    入射するイオンビームの入射角を可変する入射角可変手
    段を備えたことを特徴とするイオン注入装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のイオン注入装置におい
    て、 上記ウエハ保持手段は、複数枚のウエハを円周上に保持
    する回転デイスクであり、 上記相対位置変化手段は、上記回転デイスクを上記イオ
    ンビームにほぼ直交する平面内で回転させる回転手段
    と、上記回転デイスクを上記イオンビームにほぼ直交す
    る平面内で揺動する揺動手段であることを特徴とするイ
    オン注入装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のイオン注入装置におい
    て、 上記揺動手段による上記回転デイスクの揺動により上記
    ウエハが上記イオンビームを横切る時の上記ウエハの移
    動速度vが、上記回転手段による上記回転デイスクの回
    転により上記ウエハが上記イオンビームを横切る時の上
    記ウエハの回転周速wに対して反比例するように、上記
    回転手段の回転速度と上記揺動手段の揺動速度の少なく
    ともいづれか一方を制御する制御手段を備えたことを特
    徴とするイオン注入装置。
  4. 【請求項4】 請求項1若しくは請求項2のいづれか記
    載のイオン注入装置において、 上記ウエハ保持手段は、上記イオンビームが上記ウエハ
    に照射する面と反対側の面において上記ウエハを保持す
    るウエハホルダからなり、このウエハホルダは、上記入
    射角可変手段により、上記ウエハとこのウエハに入射す
    るイオンビームの入射角を所定角度変化させた場合で
    も、イオンビームが照射されないように傾斜部を設けた
    ことを特徴とするイオン注入装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載のイオン注入装置におい
    て、 上記ウエハホルダは、さらに、 このウエハホルダの外周部に取り付けられ、上記ウエハ
    ホルダの上面に載置される上記ウエハの側面に係合する
    固定ピンと、 上記ウエハホルダの外周部に取り付けられ、上記ウエハ
    ホルダの上面に載置される上記ウエハの側面に係合する
    とともに、上記ウエハを上記ウエハホルダから取り外し
    自在に保持する可動ピンを備えることを特徴とするイオ
    ン注入装置。
  6. 【請求項6】 請求項4記載のイオン注入装置におい
    て、 上記ウエハホルダは、さらに、 このウエハホルダの外周部に可動に取り付けられ、上記
    ウエハホルダの上面に載置される上記ウエハの側面に係
    合するとともに、一端にカウンタウエイトの取り付けら
    れた複数のピンと、 このウエハホルダの外周部に取り付けられ、上記ウエハ
    ホルダの上面に載置される上記ウエハの側面に係合する
    座を備え、 上記回転デイスクの回転により、遠心力で上記カウンタ
    ウエイトを機能させて上記ピンと上記ウエハの係合を解
    くことを特徴とするイオン注入装置。
  7. 【請求項7】 請求項4記載のイオン注入装置におい
    て、 上記ウエハホルダは、上記回転デイスクの回転面に対し
    て傾斜した面内に上記ウエハを保持する窪みを有し、こ
    の窪みにて上記ウエハを保持することを特徴するイオン
    注入装置。
  8. 【請求項8】 請求項2記載のイオン注入装置におい
    て、さらに、 上記回転デイスクに保持されたウエハと対向する位置に
    配置された加熱手段を備えたことを特徴するイオン注入
    装置。
  9. 【請求項9】 請求項8記載のイオン注入装置におい
    て、さらに、 上記回転デイスクに保持されたウエハの温度を計測する
    温度計測手段と、 上記回転デイスクを回転に同期して基準トリガ信号を発
    生する信号発生手段とを備え、 この信号発生手段から出力する上記基準トリガ信号のタ
    イミングで上記温度計測手段は上記ウエハの温度を計測
    することを特徴するイオン注入装置。
  10. 【請求項10】 請求項1記載のイオン注入装置におい
    て、さらに、 イオン注入処理の行われる前及びイオン注入後のウエハ
    を収納する収納カセットと、 イオン注入の直後のウエハを収納する耐熱材料で構成さ
    れる高温カセットと、 上記収納カセット,上記高温カセット及び上記ウエハ保
    持手段の相互間で、ウエハを搬送する搬送手段とを備
    え、 この搬送手段は、イオン注入の直後のウエハを上記ウエ
    ハ保持手段から取り外して上記高温カセットに搬送し収
    納する耐熱材料から構成される高温アームと、イオン注
    入処理の行われる前のウエハを上記収納カセットから上
    記ウエハ保持手段に搬送するとともに、イオン注入処理
    後に上記高温カセットから上記収納カセットに上記ウエ
    ハを搬送する低温アームを備えることを特徴するイオン
    注入装置。
  11. 【請求項11】 請求項10記載のイオン注入装置にお
    いて、 上記収納カセット,上記高温カセット及び上記搬送手段
    を内部に有する準備室と、上記ウエハ保持手段,上記相
    対位置変化手段及び上記入射角可変手段を内部に有する
    処理室を有し、さらに、 上記準備室と上記処理室を気密に遮断する封じ切り弁を
    備え、 上記イオン注入済みのウエハを上記高温カセットに収納
    し、さらに、イオン注入前のウエハを上記ウエハ保持手
    段に保持後、上記封じ切り弁により上記準備室と上記処
    理室を気密に遮断して、上記準備室内をガスパージする
    ことを特徴するイオン注入装置。
  12. 【請求項12】 請求項1記載のイオン注入装置におい
    て、 上記ウエハを保持する上記ウエハ保持手段を水平に位置
    せしめた上で、上記ウエハ保持手段の下部から上記ウエ
    ハ保持手段に設けられた開口からピンを挿入して上記ウ
    エハ保持手段からウエハを分離するウエハピックアップ
    を備え、 上記ウエハピックアップの移動方向と上記ウエハの面の
    なす角度を90゜以下の角度としたことを特徴とするイ
    オン注入装置。
  13. 【請求項13】 請求項1記載のイオン注入装置におい
    て、 上記相対位置変化手段は、上記イオン源からの初期イオ
    ンビーム出射時において、上記イオンビームの照射位置
    から離れた位置に上記ウエハ保持手段に保持された上記
    ウエハを位置せしめることを特徴とするイオン注入装
    置。
  14. 【請求項14】 イオン源から取り出されたイオンビー
    ムをウエハに打込むイオン注入方法において、 上記イオン源から取り出させるイオンは、酸素イオンで
    あり、 この酸素イオンのイオンビームの上記ウエハへの入射角
    を可変して、上記酸素イオンを上記ウエハに打込むこと
    を特徴とするSiMOX用イオン注入方法。
  15. 【請求項15】 請求項14記載のイオン注入方法にお
    いて、 複数枚の上記ウエハを円周上に保持し、このウエハを上
    記イオンビームにほぼ直交する平面内で回転させるとと
    もに、このウエハを上記イオンビームにほぼ直交する平
    面内で揺動させることを特徴とするイオン注入方法。
  16. 【請求項16】 請求項15記載のイオン注入方法にお
    いて、 揺動により上記ウエハが上記イオンビームを横切る時の
    上記ウエハの移動速度vが、回転により上記ウエハが上
    記イオンビームを横切る時の上記ウエハの回転周速wに
    対して反比例するように、上記回転速度と揺動速度の少
    なくともいづれか一方を制御することを特徴とするイオ
    ン注入方法。
  17. 【請求項17】 請求項15記載のイオン注入方法にお
    いて、さらに、 上記回転するウエハの回転に同期して回転するウエハの
    温度を計測することを特徴するイオン注入方法。
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