JPS6113542A - イオン注入用マスク装置及びそれを用いたイオン注入法 - Google Patents

イオン注入用マスク装置及びそれを用いたイオン注入法

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JPS6113542A
JPS6113542A JP13385484A JP13385484A JPS6113542A JP S6113542 A JPS6113542 A JP S6113542A JP 13385484 A JP13385484 A JP 13385484A JP 13385484 A JP13385484 A JP 13385484A JP S6113542 A JPS6113542 A JP S6113542A
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JP
Japan
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ion implantation
implantation mask
semiconductor wafer
wafer
mask plate
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JP13385484A
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Sadao Nakajima
定夫 中嶋
Katsutoshi Izumi
泉　勝俊
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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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】 産業上の利用分野 本発明は、半導体ウェファ内にイオンを１１゛人すると
きに用いるイオン注入用マスク装置、及びそれを用いて
１′）９体ウェファ内にイオンを注入するイオン１１人
ｖ１に関する，。
従来の技術 半導体ウェファ内１，ーイＡンを１１人りるイオン）１
人法として、従来、第１図及び第２図をどＩ’ｌ’　＜
ｉ−。
って次に述べる方法が提案されている。
すなわち、イオン注入用室（図示１！ず）において、例
えば円板状の半導体ウェファ１の複数を、回転軸１を右
１Ｊ’るアルミニウムイ１どの耐熱性を有し、■つ機械
的に高い強度の得られる材料で製造された回転円板３で
なるウェファ載置−　　７　　一 体２上に、その同心的な円線上において、適当な固定具
（図示せず）を用いて、順次載置配列した状態で、ウェ
ファ載置体２側とは反対側に配されたイオンビーム源（
図示せず）からの半導体ウェファに比し十分小なるビー
ム直径を有Ｊる例えば不純物イオンによるイオンビーム
６を、半導体ウェファ１が回転円板３上に載置していな
いどした場合でみて、イオンビーム６が回転円板３の半
導体ウェファ１の配列している内線．１−に到達覆るよ
うに、照射させる。
この場合、ウェファ載体休２、従って回転円板３を、そ
の回転軸４を用いて、適当な駆動装置？Ｙ（図示せず）
によって回転させながら、上方からみて回転軸４と、半
導体ウェファ１が回転円板３上に載置していないとした
場合でみたときのイオンビーム６が回転円板３を照射し
ている位置とを結ぶ方向（第１図でみて左右方向）に半
導体ウエファ１の直径よりも大なる振幅を以て振動させ
る。
しかるときは、イオンビーム６が、回転円板３を、半導
体ウェファ１の全てが載置される領域を全て含んでいる
回転円板３と同心的な円環状の領域７において、走査照
射する。
よって、回転円板３上の半導体ウェファ１の全てが、イ
オンビーム６にＪ：って走査照射され、それら半導体ウ
ェファ１の全てにイオン／］＜）１人される。
以上が、従来の一イオン注入法である。
発明が解決↓Ｊ虻Ｙリ」ト！？！！　Ｍ　ｅ−７このよ
うなイオン１１人法によれば、イオンビーム６が、’）
　、Ｔ　／　−、ノ’　ｉｋｌｉ　＋Ｔ’ｌ　Ｋ　２、
（１１　−）　７　回転円ＩＭ３をも走査照ａ１するｌ
こめ、回転内機３から、ぞの材料が外部にスパッタリ−
る。イ【ノて、そのスパッタした材料の大半は、イオン
打込用室の内壁に被着するが、一部が、イの内壁で反ロ
４し、半導体ウェファ１に向い、その半導体ウ■フｊ′
１内に、第３図に示すにうな半導体ウェファ１の厚さ方
向の深さＤに対する濃度Ｎの分布を以て侵入し、半導体
ウェファ１が汚染する。なお、第３図は、半導体ウェフ
ァ１がシリコンでなり、回転円板３、従ってウェファ載
置体２がアルミニウムでなる場合の測定結果である。
従って、第１図及び第２図に示す従来のイオン注入法の
場合、半導体ウェファ１をそれへのイオンの注入時にお
いて、ウェファ載置体２の１４１’ｌににつで汚染させ
る、という欠点を有してい　Ｉこ　。
」穎、了し［解−決するための手段 よって、本発明は、半導体ウェファにイオンを注入りる
場合に使用ｌ）で、上述した欠点を伴なりｌ！　イｔい
、新規イＴイオン注入用マスク装置、及びイれを用いた
新規なイオン注入法を提案せ／ｕどりるものである。
本願第１番目の発明にＪ：るイオン注入用マスク装置は
、イオンビーム源からのイオンビームの照０・１を受Ｇ
ｊてイオンが注入される半導体ウェファを配置するつＪ
ノア配首部を有するイオン注入用マスク板を有し、該イ
オン注入用マスク板が、少くとも−に配イオンビーム源
に臨む側において、」：２半導体ウェファと同種の材料
、またはその酸化物または窒化物の材料の表面を有して
いる。
また、本願第２番目の発明によるイオン注入用マスク装
置は、イオンビーム源からのイオンビームの照射を受ｔ
」てイオンが注入される第１の半導体ウェファを配置す
る第１のウェファ配置部を有する第１のイオン注入用マ
スク板と、上記イオンビーム源からのイオンビームの照
射を受けてイオンが注入される上記第１の半導体ウェフ
ァと同種の材料でなる第２の半導体ウェファを配置する
第２のウェファ配置部を有する、上記第１のイオン注入
用マスク板と同一面上に並置して配列される第２のイオ
ン注入用マスク板とを少なくとも右ｌノ、上記第１のイ
オン注入用マスク板が、少なくとも上記イオンビーム源
に臨む側において、上記第１の半導体ウェファと同種の
材料、またはその酸化物または窒化物の材料の表面を有
すするとともに、凹凸または傾斜している第１の側面を
有し、上記第２のイオン注入用マスク板が、少イ【りと
もＬ記イオンビ一ム源に臨む側において、上記第２の半
導体ウェファと同種の材料、またはその酸化物または窒
化物の材料の表面を有するとともに、上記第１のイオン
注入用マスク板の第１の側面の凹凸または傾斜と相補的
に凹凸または傾斜している第２の側面を有している。
さらに、本願第３番目の発明によるイオン注入法は、第
１図及び第２図で上述したと同様に、ウェファ載置体に
載置された半導体ウェファ内に、ウェファ載置体側とは
反対側に配されたイオンビーム源からのイオンビームの
照射によって、イオンの注入を行う。
しかしながら、本願第３番目の発明によるイオン注入法
は、このような方法において、本願第１番目の発明にに
るイオン注入用マスク装置を、上記ウェファ載置体上に
、上記イオン注入用マスク板をして、その上記半導体ウ
ェファと同種の月別、またはその酸化物または窒化物の
１４　Ｉ＋の表面を上記イオンビーム源側にし、１つ−
１−配つＴノア配置部に−に２半導体ウエフアを配＝　
　１２　− 置した状態で、上記半導体ウェファ内へのイオンの注入
を行う。
また、本願第４番目の発明によるイオン注入法は、第１
図及び第２図で上述したと同様に、ウェファ載置体に数
置された半導体ウエフア内に、ウェファ載置体側とは反
対側に配されたイオンビーム源からのイオンビームの照
射によって、イオンの注入を行う。
しかしながら、本願第４番目の発明によるイオン注入法
は、このような方法において、本願第２番目の発明によ
るイオン注入用マスク装置を、上記ウェファ載置体上に
、−Ｆ２第１のイオン注入用マスク板をして、その第１
の半導体ウェファと同種の材料、またはその酸化物また
は窒化物の材料の第１の表面を」ニ肥イオンビーム源側
にし、ｎつ上記第１のウェファ配置部に上記第１の半導
体ウェファを配した状態で、１つ上記第２のイオン注入
用マスク板をして、上記第２の半導体つ［ノアと同種の
＋Ａ別、またはその酸化物または窒化物の材料の第２の
表面を上記イオンビーム源側にし、■つ上記第２のウェ
ファ配置部に上記第２の半導体ウェファを配するととも
に、−１−開用２の側面が上記第１のイオン注入用マス
ク板の第１の側面と市なり合うように上記第１のイオン
注入用マスク板と並置して配列した状態で、上記第１及
び第２の半導体ウェファ内へのイオン注入を行う。
作用 本願第３番目の発明によるイオン注入法によれば、イオ
ンビームが、半導体ウェファを照射するとぎに、それと
同時的に、イオン注入用マスク装置のイオン注入用マス
ク板がイオンビームにＪ：って照０・１されるが．ウエ
フア載置体を照射さけなくすることができる。
この場合、イオン注入用マスク板から、その材料が外部
にスパッタするが、その材料は、半導体ウエフアど同種
の材料、またはその半導体ウエフアど同種の８判と酸素
または窒素とである。
そして、半導体ウェファと同種の材料がスパッタし、そ
の材料が半導体ウェファ内に侵入しても、その半導体ウ
ェファに汚染は生じない。
また、半導体ウエフアと同種の材料と酸素または窒素が
スパッタしても、半導体ウェファと同種の材料について
は問題がなく、また酸素または窒素は気体となって半導
体ウェファの表面から遊離する。
また、本願第４番目の発明によるイオン注入法の場合も
、イオンビームが第１及び第２の半導体ウェファを照射
するどきに、それと同時的に、イオン注入用マスク装置
の第１及び第２のイオン注入用マスク板がイオンビーム
によって照射されるが、ウェファ載置体を照射さけなく
することができるので、本願第３番目の発明によるイオ
ン注入法について上述した作用が得られる。
さらに、本願第１番目の発明にＪ：るイオン注入用マス
ク装置によれば、それを本願第３番目の発明によるイオ
ン注入法に用いることによつで、本願第３番目の発明に
よるイオン注入法について上述した作用をさせることが
できる。
また、本願第２番目の発明によるイオン注入用マスク装
置にＪ：つでも、それを本願第４番目の発明ににるイオ
ン注入法に用いることによって、本願第４番目の発明に
よるイオン注入法について述べたと同様の作用をする。
１町Ｌｌ−宋 よって、本願第１番目の発明によるイオン注入用マスク
装置によれば、それを用いて、半導体ウェファに、それ
を汚染させることなしに、イオンの打込みを行わＵるこ
とができる、という効果を有する。
また、本願第２番目の発明によるイオン注入用マスク装
置によっても、本願第１番目の発明によるイオン注入用
マスク装置の場合と同様に、少なくとも２つの第１及び
第２の半導体ウェファに、それを汚染さけることなしに
、イオンの打込みを行わｔ！ることができる、という効
果を右Ｊる。
さらに、本願第３番目の発明にＪこるイオン注入法によ
れば、半導体ウエフアに、それを汚染させることなしに
、イオンの打込みを行うことができる、という効果を有
する。
また、本願第４番目の発明によるイオンｉ［人法によれ
ば、少なくとも第１及び第２の半導体ウェファに、それ
らを汚染させることなしに、イオンの打込みを行うこと
ができる、という効果を有する。
実施例 次に、本願用４−目の発明によるイオン注入法の実施例
によって、本願第１番目の発明及び本願第２番目の発明
によるイオン注入用マスク装置、及び本願第３番目の発
明によるイオン注入法の実施例を述べ十う。
第４図及び第５図において、第１図及び第２図との対応
部分には同一符号を付して詳細説明を省略する。
第４図及び第５図に示す本願第４番目の発明によるイオ
ン注入法は、第１図及び第２図で上述したと同様に、回
転軸４を有する回転円板３でなるつＪノア載直体２上に
半導体ウエフア１の複数を順次載置配列した状態で、イ
オンビーム源からのイオンビーム６を、照射させる。
ね　この場合、第１図及び第２図で一ト述したと同様に
、回転円板３を回転させながら、振動させ、イオンビー
ム６を領域７において、走査照射させる。
しかしながら、本願第４番目の発明によるイオン注入法
の実施例においては、半導体ウェファ１を配置するウェ
ファ配置部１５を形成しているイオン１１人用マスク板
１２を複数有し、そしてその各イオン注入用マスク板１
２がイオンビーム源に臨む側において、半導体ウェファ
１ど同種の１１（半導体ウェファ１が３ｉでなる場合Ｓ
：）、またはその酸化物（半導体ウェファ１が８１でな
る場合、５ｉｎ２，５ｉｎ）または窒化物（半導体ウェ
ファ１が３ｉでなる場合ＳｉＮ　４）の１４　ＦＩの表
面１６を有しているとともに、凹凸または傾斜している
側面１７を有しているイオン１１人用マスクｇｔｉ’１
１１を用いる。
この場合、イの一イオンｔｔ入用マスク装置ｉ’ｆ　ｉ
　’１のイオン注入用マスク板１２　にｌ、例λばＪ９
ンでなる板体１４と、−その表面に形成されｌ薔１述し
た表面１６を１１３成（する＋Ａ　Ｉ＋の股１３とから
なる。
また、各イオン注入用マスク板１２のウエフア配置部１
５は、図示のような段部を右Ｊる穴でなる。
さらに、相隣るイオン注入用マスク板１２の一方の側面
１７と、それと対向している他方のイオン注入用マスク
板１２の側面１７とは、図示のように相補関係を有する
。但し、図においては、側面１７が凹凸である場合を示
している。
しかして、上述したイオン注入用マスク装置１１の複数
のイオン注入用マスク板１２を、回転円板３上に、それ
らのウェファ配置部内にそれぞれ半導体ウェファ１を配
した状態で配置する。この場合、相隣るイオン注入用マ
スク板１２の相対向する側面１７が互に重なり合うよう
に−りる。
しかるときは、「作用−１の項で述べたど同様の作用が
Ｉ＋７られて、［−発明の効果］の項で述べた効果が得
られることは明らかである。
以上で、本願第４番［１の発明によるイオン注入法の実
施例が明らかどなったが、それから、本願第２番目の発
明によるイオン注入用マスク装四１１、本願用１Ｍ口の
発明によるイオン注入用マスク装置、本願第３番目の発
明によるイオン注入法の実施例が明らかであろう。
なお、上述においては、本発明の僅かな例を示したに止
まり、本発明の精神を脱することなしに、種々の変型変
更をなし得るであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は、従来のイオン注入法によって半導
体ウェファにイオン打込を行っている状態の路線的平面
図及びそのＩＦ−ｆｆ線上の断面図である。 第３図は、ぞの説明に供する曲線図である。 第４図、第５図及び第６図は、本願第４番目の発明によ
るイオン注入法の実施例によって半導体ウエフアにイオ
ン打込を行っている状態の路線的平面図、そのｖ−ｖ線
」−の断面図及び半導体ウエフアの配列方法にとった断
面図である。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. １．イオンビーム源からのイオンビームの照射を受けて
    イオンが注入される半導体ウエフアを配置するウエフア
    配置部を有するイオン注入用マスク板を有し、該イオン
    注入用マスク板が、少くとも上記イオンビーム源に臨む
    側において、上記半導体ウエフアと同種の材料、または
    その酸化物または窒化物の材料の表面を有していること
    を特徴とするイオン注入用マスク装置。
  2. ２．特許請求の範囲第１項記載のイオン注入用マスク装
    置において、上記第１のイオン注入用マスク板が、第１
    の板体と、該第１の板体の少くとも上記イオンビーム源
    に臨む側の面上に形成された上記第１の半導体ウエフア
    と同種の材料、またはその酸化物または窒化物の材料で
    なる第１のマスク装置。
  3. ３．イオンビーム源からのイオンビームの照射を受けて
    イオンが注入される第１の半導体ウエフアを配置する第
    １のウエフア配置部を有する第１のイオン注入用マスク
    板と、上記イオンビーム源からのイオンビームの照射を
    受けてイオンが注入される上記第１の半導体ウエフアと
    同種の材料でなる第２の半導体ウエフアを配置する第２
    のウエフア配置部を有する、上記第１のイオン注入用マ
    スク板と同一面上に並置して配列される第２のイオン注
    入用マスク板とを少なくとも有し、上記第１のイオン注
    入用マスク板が、少なくとも上記イオンビーム源に臨む
    側において、上記第１の半導体ウエフアと同種の材料、
    またはその酸化物または窒化物の材料の表面を有すると
    ともに、凹凸または傾斜している第１の側面を有し、上
    記第２のイオン注入用マスク板が、少なくとも上記イオ
    ンビーム源に臨む側において、上記第２の半導体ウエフ
    アと同種の材料、またはその酸化物または窒化物の材料
    の表面を有するとともに、上記第１のイオン注入用マス
    ク板の第１の側面の凹凸または傾斜と相補的に凹凸また
    は傾斜している第２の側面を有していることを特徴とす
    るイオン注入用マスク装置。
  4. ４．特許請求の範囲第３項記載のイオン注入用マスク装
    置において、上記第１のイオン注入用マスク板が、第１
    の板体と、該第１の板体の少なくとも上記イオンビーム
    源に臨む側の面上に形成された上記第１の半導体にウエ
    フアと同種の材料、またはその酸化物または窒化物の材
    料でなる第１の膜とを有し、上記第２のイオン注入用マ
    スク板が、第２の板体と、該第２の板体の少なくとも上
    記イオンビーム源に臨む側の面上に形成された上記第２
    の半導体ウエフアと同種の材料、またはその酸化物また
    は窒化物の材料でなる第２の膜とを有することを特徴と
    するイオン注入用マスク装置。
  5. ５．ウエフア載置体上に載置された半導体ウエフア内に
    、上記ウエフア載置体側とは反対側に配されたイオンビ
    ーム源からのイオンビームの照射によつてイオンの注入
    を行うイオン注入法において、上記半導体ウエフアを配
    置するウエフア配置部を有するイオン注入用マスク板を
    有し、該イオン注入用マスク板が、少なくとも上記イオ
    ンビーム源に臨む側において、上記半導体ウエフアと同
    種の材料、またはその酸化物または窒化物の材料の表面
    を有しているイオン注入用マスク装置を、上記ウエフア
    載置体上に、上記イオン注入用マスク板をして、その上
    記半導体ウエフアと同種の材料、またはその酸化物また
    は窒化物の材料の表面を上記イオンビーム源側にし、且
    つ上記ウエフア配置部に上記半導体ウエフアを配置した
    状態で、上記半導体ウエフア内へのイオンの注入を行う
    ことを特徴とするイオン注入法。
  6. ６．特許請求の範囲第５項記載のイオン注入法において
    、上記イオン注入用マスク装置のイオン注入用マスク板
    が、板体と、該板体の少なくとも上記イオンビーム源に
    臨む側の面上に形成された上記半導体ウエフアと同種の
    材料、またはその酸化物または窒化物の材料でなる膜と
    を有することを特徴とするイオン注入法。
  7. ７．ウエフア載置体上に載置された互に同種の材料でな
    る少なくとも２つの第１及び第２の半導体ウエフア内に
    、上記ウエフア載置体側とは反対側に配されたイオンビ
    ーム源からのイオンビームの照射によって、同時的に、
    イオン注入を行うイオン注入法において、上記第１の半
    導体ウエフアを配置する第１のウエフア配置部を有すす
    る第１のイオン注入用マスク板と、上記第２の半導体ウ
    エフアを配置する第２のウエフア配置部を有する第２の
    イオン注入用マスク板とを有し、上記第１のイオン注入
    用マスク板が、少なくとも上記イオンビーム源に臨む側
    において、上記第１の半導体ウエフアと同種の材料、ま
    たはその酸化物または窒化物の材料の第１の側面を有す
    るとともに、凹凸または傾斜している第１の側面を有し
    、上記第１のイオン注入用マスク板が、少なくとも上記
    イオンビーム源に臨む側において、上記第２の半導体ウ
    エフアと同種の材料、またはその酸化物または窒化物の
    材料の第２の側面を有するとともに、上記第１のイオン
    注入用マスク板の第１の側面の凹凸または傾斜を相補的
    に凹凸または傾斜している第２の側面を有するイオン注
    入用マスク装置を、上記ウエフア載置体上に、 上記第１のイオン注入用マスク板をして、その第１の半
    導体ウエフアと同種の材料、またはその酸化物または窒
    化物の材料の第１の表面を上記イオンビーム源側にし、
    且つ上記第１のウエフア配置部に上記第１の半導体ウエ
    フアを配した状態で、且つ上記第２のイオン注入用マス
    ク板をして、上記第２の半導体ウエフアと同種の材料、
    またはその酸化物または窒化物の材料の第２の表面を上
    記イオンビーム源側にし、且つ上記第２のウエフア配置
    部に上記第２の半導体ウエフアを配するとともに、上記
    第２の側面が上記第１のイオン注入用マスク板の第１の
    側面と重なり合うように上記第１のイオン注入用マスク
    板と並置して配列した状態で、上記第１及び第２の半導
    体ウエフア内へのイオン注入を行うことを特徴とするイ
    オン注入法。
  8. ８．特許請求の範囲第７項記載のイオン注入法において
    、上記イオン注入用マスク装置の第１のイオン注入用マ
    スク板が、第１の板体と、該第１の板体の少なくとも上
    記イオンビーム源に臨む側の面上に形成された上記半導
    体ウエフアと同種の材料またはその酸化物または窒化物
    でなる第１の膜とを有し、上記第２のイオン注入用マス
    ク板が、第２の板体と、該第２の板体の少なくとも上記
    イオンビーム源に臨む側の面上に形成された上記半導体
    ウエフアと同種の材料またはその酸化物または窒化物で
    なる第２の膜とを有することを特徴とするイオン注入法
    。
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