JPS60246628A - 半導体ウエ−ハのイオン打込み方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、処理槽内の半導体ウェーハにイオンを打込
む方法に関する。

〔従来技術〕

従来、この種のイオン打込み方法は、第１図にイオン打
込み装置の要部断面図で示すようＫしていた。図におい
て、（１）は半導体ウェーハ（以下「ウェーハ」と称す
る）で、多数枚が供給側の収納容器（２）に並立に収納
されており、処理を終了したウェーハｌｌ）は収容側の
収納容器（３）に並立に収納される。（４）Ｖｉ処理槽
で、内部は真空に維持され、イオンビームＰの導入穴（
４ａ）とウェーハ（１）の入口穴（４ｂ）及び出口穴（
４ｃ）が設けられている。（５）はウェーハ（１）の保
持回動装置で、実線位置の支持部材（６）上にウェーハ
（１）を受入れ、ウェーハ（１）の外周数箇所を突出し
た受止めビン（７）で受止め１回動手段（図示は略す）
により支持部材（６）を、処理槽（４）に取付けられで
ある支持軸（８）を中心に回動させる。（９）は収納容
器（２）を矢印Ａ方向に移動可能に支持する移動支持枠
で、ウェーハ（１）を１枚宛送込み口００から滑降させ
る。αＬｉｔ−を処理槽（４）に人口穴（４ｂ）の外力
を囲って気密に暇付けられた送込み枠で、移動支持枠（
９）を取付けている。（ｔＵｔ送り側弁で、Ｊｌｃ空弁
（１３ＶＣｊり開閉される。０４は受け側弁で５Ｔｃ空
弁０９により開閉きれ、送込み口００から送入されたウ
ェーハ（１３を上面に受け、下降開放により人口穴（４
ｂ）内に滑降はせる。、ＯＱは送り側弁０２と受け側弁
０４１との間に形成テれた予備排気室である。

次に、０７）は処理槽（４）の出口穴（４ｃ）の外方を
囲って気密に暇付けられた受出し枠で、移動支持枠（ハ
）を取付けている。θυは出し側弁で、真空弁Ｏｎによ
し開閉される。翰は受け側弁で、真空弁シｌ）により開
閉婆れ、出口穴（４Ｃ）から滑降された処理済みウェー
ハ（１）を上面に受け、下降開放によゆ移動支持枠（イ
）の受出し口（ハ）から収納容器（３）内に滑降収納さ
せる。＠は出し側弁ａ棒と受け側弁ωとの間に形成され
た予備排気室である。

上記装置による従来のイオン打込み方法は、次のよう圧
していた。送り側弁（２）を開き、受側弁０４）を閉じ
た状態にし、収納容器（２）からウェーッ・（１）を送
込み口００から送込み受け側弁α４上受けさせ、この受
け側弁０冶の下降開放圧より、ウェーッ・（１）は滑降
し入口穴（４ｂ）を通り実線位置の支持部材（６）上に
支持される。このとき、送り側弁Ｏ９け閉じていて気密
封鎖していみ、つづいて、支持ＦｊＫ材（６）を一点＃
１１ｍのように垂直位＠に回動し、ウェーッ・（１）を
垂直姿勢にする。イオンビームＰを走査でせ、ウェーハ
（１）全面にわたり照射し加工する。この際、ウェーハ
（１）の単結晶のよう々規則正しい原子配ｐｌ　Ｋ沿っ
て、イオンビームＰを照射きせると、イオンは結晶の奥
深くまで到達してし１うので、ウェーハ（１）面の垂直
方向に対しイオンビームＰを数度傾けて照射するう イオンビームＰによる全面照射は、ウェーッ・（１）を
固定しイオンビームＰを走査させる方法と、イオンビー
ムＰを固定した状態でウェーッ（１）ＩＩｌをＸ。

Ｙ方向に移動式せる方法、あをいは２イオンビームＰの
走査とウェーッ・（１１側の移動とを組合せた方法があ
る。

上記従来のイオン打込み方法では、ウェーッ・（１）面
は対し、イオンビームＰを数変傾けて照射しているので
、ウェーハ（１）上に形成されであるトランジスタなど
の素子やこれらの間の配線による段差圧より、イオンが
照射きれない部分が必然的にできる欠点があった。ＷＩ
Ｃ１ＭＯ８形トランジスタではオフセットがかかり、ま
た、多結晶シリコンをイオン注入で低抵抗化する場合に
目１段差部近傍が高抵抗にｋるという問題があった。

〔発明の概要〕

この発明は、上記従来方法の欠点をなくするためになさ
れたもので、ウェーッ・を表面の垂直軸線に対して回転
炉せガがらイオンビームを照射するようにし、ウェーッ
・上の段差などによるイオンの照射むらをなくし、再現
性よく加工ができるつ工−ハのイオン打込み方法を提供
することを目的としている。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例によるイオン打込み方法を、
第２図に示すイオン打込み装置の要部断面図により説明
する、図において、（１）〜（３１、（９）〜＠け上記
従来装置と同一のものである。０１Ｊは処理槽で、内部
は真空に維持され、イオンビームＰの導入穴（ｓｘａ）
とウェーハ（１）の入口穴（ｓｘｂ）及び出口（３１ｃ
　）が設けられている。（イ）ｔ−ｉ保持回転装置で、
支持体（至）が回転軸［有］に固着式れ１回転軸Ｃ３４
は処理槽（３１）　Ｋ　＠受（至）を介し支持され、処
理槽ＯＤに固定畑ｔ′Ｌ九電動機（７）に直結づれてい
て回転はれる。（ロ）は電動Ｖ＆（ト）を気密に囲い処
理槽０υに気密に取付けられた密閉カバーであろう支持
体（至）の前面の外周側に＃−を複数の保持爪具（至）
が突出・後退回動可能に暇代けられてお鯵１回＠駆動手
段（図示は略す）により回動場れる。入口穴（３１ｂ）
からのウェーッー（１）を受止め保持するには、支持体
（至）の１半部の保持爪具（至）を後退回動し、下半部
の保持爪具（至）を突出回動じて待期し、下降してきた
ウェーッ・（１）を受止め、上半部の保持爪具（至）を
突出回動しウェーッ・（１）を保持する。ウェーハ（１
）のイオン打込み処理が終ると、下半部の保持爪ｊＬ＠
が後退回動し、ウェーハ（１）を出口穴（３１ｃ）へ下
降させる。

処理槽０１）の入口穴（３１ｂ）の外方を囲い気密に取
付けられた送込み枠０】）内の送り側弁０２と、出口穴
（３１ｃ）の外方を囲い気密に卿付けられた受出し枠０
７）の出し側弁０υとには、それぞれ下半部に受けビン
（支）が設けられており、予備排気室１１４Ｇ　、　Ｕ
に下降してきたウェーハ（１）を一時受止めておへ、前
進閉鎖によりそれぞれ受け側弁０荀、（４）側へ押出す
。

上記第２図の装置による一実施例のイオン打込み方法は
１次のようにする。従来方法と同様にして入口穴（４ｂ
）通り下降してきたウェーハＦ１１を、支持体（イ）に
保持爪具（至）で（呆持し、電動機（ト）により支持体
（ト）を回転きせる。この回転け、ウェーハ（１）の加
工処理時間に応じて高速回転きせるつイオンビームＰを
ウェーハ（］）面に垂直方向に対し数度傾けて照射する
っこのとき、ウェーハ（１）は常に回転きれており、上
面の段差の有無にかかわらず、どの品分にもイオンが照
射づれることになる。したがって、ウェーハ（１）面を
均一に、再現性よく加工することができる、 処理が終ったウェーハ（］）は、支持体（至）の回転を
止め、下半部の保持爪具（至）の後退回動により下降さ
れ、出口穴（３１ｃ）を通り、従来方法と同様釦して下
方の収納容器（３）に１枚並立して収納される。

上記従来の方法により、特に、多結晶シリコンをイオン
注入で低抵抗化し、埋込みコンタクトを形成する場合、
照射したイオンはコンタクト孔内部に、彰をつくること
なく均一に入り込むので、所期の目的を効果的に達成す
ることができる。また、　ＭＯ８形トランジスタにおけ
るゲートをマスクにしてソース・ドレイン形成用イオン
注入を行なう場合にも、ゲートの段差によるオフセント
をなくすることができる。

この発明の他の実施例を、＠３図に保持回転装置の概要
断面図で示す。保持回転装置■は次のように購成場れて
いる。支持体（至）を固着した回転軸＠１１け、軸受台
りに保持された軸受ＧＩＩＩＣ支持場れている。回転軸
■の軸端にけフランジ■が固着され。

このフランジ（ロ）の端面忙は複数の突起部（ハ）が円
周方向に間隔をあけて設けられ、処理槽ＯＤの内端面と
小さいすき間をあけて対向してｈる。処理槽０９の外端
１７（は電、動機■が取付けられ、軸端にはフランジＯ
ηが固着されている。このフランジ＠ηの端面にけＮ、
Ｓ瘉１対宛の複数組の永久磁石（ト）が処理槽０１）の
外端面と不埒いすき間をあけて対向している。こうして
、１ａｎｓの回転Ｕ永久磁石（ト）による磁気吸引力に
より、非接触で突起部に）を介し［司転軸Ｇ１３ＶＣ回
転を伝える。これにより、処理槽ＯＤけ回転軸θＤをｉ
通芒せることなく、気密封止が容易となる。

なお、上記実施例でけ、ウェー・・ｍをＸ、Ｙ軸方向に
は固定し、イオンビームＰを走査場せたが。

イオンビームを固定し、ウェー／・ｔｌ）をＸ、Ｙ軸方
向に移動させてもよく、あるいは、イオンビームＰの走
査とウェーハ（１）のＸ、Ｙ軸方向の移動とを組合わせ
て全面照射するようにしてもよい。

また、上記実施例では保持−］転装置の回転駆動源とし
て電動機によったが、エアモータによってもよく、この
場合エアモータを処理槽内に固定し軸端に支持体を直結
するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以・上のように、この発明の方法によれば、ウエ−ハを
表面の垂直軸に対し回転はせながら、イオンビームをウ
ェーハ面に数度傾けて照射するようだしたので、ウェー
・・面に形５２はれである段差などによるイオンの照射
むらがなくされ、均一にイオン打込みができ、再現性よ
く加工ができる。

【図面の簡単な説明】

鱈１図はこの従来のイオン打込み方法を示す打込み装置
の要部断面図、第２図はこの発明の一実施例によるイオ
ン打込み方法を示す打込み装置の要部断面図、＄３図は
この発明の他の実施例を示す保持回転装置の概要断面図
である。 １・・半−ＩＩ体つニ〜ハ、２，３・・・収納容器、１
１・・・送込み枠、１７・・受出し枠、　３１・・・処
理槽、３１ａ・・・導入穴、３１ｂ　・入口穴＋３１ｃ
・・出口穴、３２・・保持回転Ｗｉｔ、３３・・支持体
、３４・・・回転軸、３５・・軸受、３６・・電動機、
３７・封止カバー、４０・・保持回転装置、４１・回転
軸、４３＠受、４４・・フランジ、４５・・突起部、４
６・・電動機、４７−・フランジ、４８・・・永久磁石 なお２図中同−符＠は同−又は相当部分を示す。 丁・続補正書（自発） １　事件の表示　特願昭５９−１０３８９６号２、発明
の名称　半導体ウェーハのイオン打込み方法′、３．補
正をする者 事ｆ１との関係　特許出願人 住　所　東京都七代田区丸の内二丁目２番３号名　称　
（６０１）三菱電機株式会社 代表者片由仁八部 ４代理人 住　所　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号５、補正
の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄。 ５　補正の内容 （１）　明細書第６ページ第１行の「面は」を１面に」
に補正する。 （２）明細書第９ページ第１１行の「くする」を「くす
」に補正する。 以　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１）　処理槽内に半導体ウェーハを上方から１枚宛送
   込み、この半導体ウェーハを上記処理槽内の保持回転装
   置の支持体の前端面に保持し、この支持体は後端面中心
   部で板面に垂直方向に回転軸に固着されてあり１回転駆
   動源により上記回転軸を介し支持体全回転させ、上記処
   理槽の前端方向からイオンビームを上記半導体ウェーハ
   面に垂直方向忙対し融度傾けて当て１回転されている半
   導体ウェーハの表面にＸ、Ｙ軸方向の相対的移動により
   走査して全面照射する半導体ウェーハのイオン打込み方
   法。 （２）支持体は処理槽の後端部を貫通する回転軸に固着
   され、処理槽の後端外部に気密封止され上記回転軸を直
   結した回転駆動源により回転されるよう圧する特許請求
   の範囲第１項記載の半導体ウェーハのイオン打込み方法
   。 （３）支持体は処理槽内傾支持された回転軸に固着され
   てあり、この回転軸の軸端に固着されたフランジ部と、
   処理槽の後端外部に取付けられた回転駆動源の軸端圧固
   着されたフランジ部とが、上記処理槽の後端部を内外か
   ら小すき間をあけて挾んで対向しており、双方のフラン
   ジ部が永久磁石手段による磁気吸引により上記回転駆動
   源の回転を非接触で上記回転軸に伝えるようＫする特許
   請求の範囲９１１項記載の半導体ウェーッへのイオン打
   込み方法。 （４）回転駆動源Ｖｉｅ動機からなる特許請求の範囲第
   １項ないし＠３項のいづれかに記載の半導体ウェーハの
   イオン打込み方法。 （５）回転駆動源はエアモータからなる特許請求の範囲
   第１項ないし第３項のいづれかに記載の半導体ウニ〜ハ
   のイオン打込み方法。 （６）　支持体は処理槽内忙固定されたエアモータによ
   り回転されるようにする特許請求の範囲第１項記載の半
   導体ウェーッ）のイオン打込み方法。