JPS61267250A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
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- JPS61267250A JPS61267250A JP60107907A JP10790785A JPS61267250A JP S61267250 A JPS61267250 A JP S61267250A JP 60107907 A JP60107907 A JP 60107907A JP 10790785 A JP10790785 A JP 10790785A JP S61267250 A JPS61267250 A JP S61267250A
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- Japan
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- ion
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- turntables
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Links
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- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 32
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims description 28
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 23
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、半導体素子を製造するために用いるイオン
注入装置であって、導入された原料ガスからイオンを生
成するイオン源と、該イオン源から引き出されてイオン
ビームを形成するイオンの中から所定のイオン種を選択
する質量分析マグネットと、前記イオン種が注入される
基板を取り付ける基板装着部とを備えたイオン注入装置
に関する。
注入装置であって、導入された原料ガスからイオンを生
成するイオン源と、該イオン源から引き出されてイオン
ビームを形成するイオンの中から所定のイオン種を選択
する質量分析マグネットと、前記イオン種が注入される
基板を取り付ける基板装着部とを備えたイオン注入装置
に関する。
従来のイオン注入装置の構成例を第４図に示す。
同図１８）は平面図、伽）は正面図である。導入された
原料ガスからイオンを生成するイオン源■においてイオ
ン化され加速されてイオンビーム２を形成する原料ガス
は真空容器３を通して質量分析マグネット４に導かれ、
このマグネットの磁界中を通過する際にうける電磁力の
作用によって所定のイオン種が選択される。このイオン
種はさらに偏向マグネット５の作用によって、真空バル
ブ６ａまたは６ｂを介して第１または第２のイオン注入
室Ａ。 Ｂに導かれる。注入室Ａ、Ｂにはそれぞれモータ８ａ、
８ｂによって真空中で回転駆動されるターンテーブル９
ａ、９ｂが配置され、これらのテーブルには第５図のよ
うに基板ｌＯが取り付けられている。なお、基板１０に
対するイオンビーム２の入射角は基基板ｌＯに対するイ
オンビーム２の入射角を調整している。 注入室が２個配置されているのは、片方の注入室１例え
ば第１注入室Ａの中の基板へのイオンの’
６ｃＬ注入が
終了した時にビーム入射側の真空バルブｂを閉じ、第１
注入室Ａを適当な方法で大気開放して、図示しない扉を
開けて基板１０を未注入基板と交換している間に、偏向
マグネット５を操作して他方の第２注入室Ｂに配置しで
ある基板１０にイオンビームを注入することによって、
基板の処理枚数を多くするためである。 第５図は第４図（ｂｌのＡＡ位置において矢印方向にタ
ーンテーブル側をみた図であるが、イオンビームは偏向
マグネット５と角度補正マグネット７ａ。 いるので、イオンビームを基板全体に注入することがで
きる。 ところで、基板に注入されたイオンの密度が全面積にわ
たって均一な基板を得るためには、イオンビームの電流
値と基板に対するイオンビームの相対速度との積が一定
でなければならない。従って、もしもイオンビームの電
流値を一定に保ち、基板に対するイオンビームの相対速
度を一定に保とうとすると、基板のターンテーブル外周
側と中心側とでは速度が異なることから、ターンテーブ
ルの回転数を一定にするとともにイオンビームがターン
テーブルの外周側にあるときはビームの走査速度を遅く
、中心側にあるときは速くする方法と、イオンビームの
走査速度を一定にし、イオンビームがターンテーブル外
周側にあるときはターンテーブルの回転速度を遅く、中
心側にあるときは速くする方法とが考えられる。しかし
、ターンテーブルは慣性モーメント （ＣＤＩ）が大き
くかつ回転数も比較的大きいことから、ターンテーブル
の回転数は一定に保つのが良策である。軸からの半径方
向の距離をｒ１周速をＶとするとｖ ｏｃ ｒの関係が
成り立つから、ターンテーブルに固定された基板の全面
積にわたってイオン注入量を一定にするには、イオンビ
ームの電流値を１．ターンテーブルの半径ｒにおけるイ
オンビームの走査速度をＶｌ とすれば、ｉ ｃｃ ｒ
となるように電流値を調整するか、前述のように、ｖｌ
ｏｃｌ／ｒにしなければならない、イオンビームの電流
値１を微調整することはむずかしいので、従来は、偏向
マグネットの励磁を制御し、この制御によってイオンビ
ームの走査速度を変えてイオン注入量の均一化を図って
いる。 しかしながら、イオンビーム周囲の構造物を構成する磁
性体の影響や雰囲気温度の変化に基づく寸法変化等によ
る偏向マグネットと角度補正マグネットのそれぞれの偏
向特性の変化が重畳され、特性の維持が実際上困難であ
った。
原料ガスからイオンを生成するイオン源■においてイオ
ン化され加速されてイオンビーム２を形成する原料ガス
は真空容器３を通して質量分析マグネット４に導かれ、
このマグネットの磁界中を通過する際にうける電磁力の
作用によって所定のイオン種が選択される。このイオン
種はさらに偏向マグネット５の作用によって、真空バル
ブ６ａまたは６ｂを介して第１または第２のイオン注入
室Ａ。 Ｂに導かれる。注入室Ａ、Ｂにはそれぞれモータ８ａ、
８ｂによって真空中で回転駆動されるターンテーブル９
ａ、９ｂが配置され、これらのテーブルには第５図のよ
うに基板ｌＯが取り付けられている。なお、基板１０に
対するイオンビーム２の入射角は基基板ｌＯに対するイ
オンビーム２の入射角を調整している。 注入室が２個配置されているのは、片方の注入室１例え
ば第１注入室Ａの中の基板へのイオンの’
６ｃＬ注入が
終了した時にビーム入射側の真空バルブｂを閉じ、第１
注入室Ａを適当な方法で大気開放して、図示しない扉を
開けて基板１０を未注入基板と交換している間に、偏向
マグネット５を操作して他方の第２注入室Ｂに配置しで
ある基板１０にイオンビームを注入することによって、
基板の処理枚数を多くするためである。 第５図は第４図（ｂｌのＡＡ位置において矢印方向にタ
ーンテーブル側をみた図であるが、イオンビームは偏向
マグネット５と角度補正マグネット７ａ。 いるので、イオンビームを基板全体に注入することがで
きる。 ところで、基板に注入されたイオンの密度が全面積にわ
たって均一な基板を得るためには、イオンビームの電流
値と基板に対するイオンビームの相対速度との積が一定
でなければならない。従って、もしもイオンビームの電
流値を一定に保ち、基板に対するイオンビームの相対速
度を一定に保とうとすると、基板のターンテーブル外周
側と中心側とでは速度が異なることから、ターンテーブ
ルの回転数を一定にするとともにイオンビームがターン
テーブルの外周側にあるときはビームの走査速度を遅く
、中心側にあるときは速くする方法と、イオンビームの
走査速度を一定にし、イオンビームがターンテーブル外
周側にあるときはターンテーブルの回転速度を遅く、中
心側にあるときは速くする方法とが考えられる。しかし
、ターンテーブルは慣性モーメント （ＣＤＩ）が大き
くかつ回転数も比較的大きいことから、ターンテーブル
の回転数は一定に保つのが良策である。軸からの半径方
向の距離をｒ１周速をＶとするとｖ ｏｃ ｒの関係が
成り立つから、ターンテーブルに固定された基板の全面
積にわたってイオン注入量を一定にするには、イオンビ
ームの電流値を１．ターンテーブルの半径ｒにおけるイ
オンビームの走査速度をＶｌ とすれば、ｉ ｃｃ ｒ
となるように電流値を調整するか、前述のように、ｖｌ
ｏｃｌ／ｒにしなければならない、イオンビームの電流
値１を微調整することはむずかしいので、従来は、偏向
マグネットの励磁を制御し、この制御によってイオンビ
ームの走査速度を変えてイオン注入量の均一化を図って
いる。 しかしながら、イオンビーム周囲の構造物を構成する磁
性体の影響や雰囲気温度の変化に基づく寸法変化等によ
る偏向マグネットと角度補正マグネットのそれぞれの偏
向特性の変化が重畳され、特性の維持が実際上困難であ
った。
本発明は、上述のような不確定な偏向特性の原因となる
偏向マグネットや角度補正マグネットを必要とせず、か
つ基板処理枚数の多いイオン注入装置を提供することを
目的とする。
偏向マグネットや角度補正マグネットを必要とせず、か
つ基板処理枚数の多いイオン注入装置を提供することを
目的とする。
【発明の要点】
本発明は、導入された原料ガスからイオンを生成するイ
オン源と、該イオン源から引き出されてイオンビームを
形成するイオンの中から所定のイオン種を選択する質量
分析マグネットと、前記イオン種が注入される基板を取
り付ける基板装着部とを備えたイオン注入装置において
、前記基板装着部が基板を取り付ける装着部と基板を取
り外す脱着部とがそれぞれに配された２個のターンテー
プルからなるとともに、この２個のターンテーブルが前
記イオンビームに垂直な同一平面内に配されて単一の真
空容器内に収容され、それぞれ独立に回転可能にかつ前
記平面内で直線状に移動可能に構成され、ターンテーブ
ルの回転と直線移動とにより基板へのイオン注入が行な
われるようにし”ζ、偏向マグネットや角度補正マグネ
ソ１、の省略を可能にし、かつ基板の装脱着とイオン注
入とを同時に行なうことができるようにして基板の処理
枚数を増すとともに、２個のターンテーブルの間に存在
する移動スペースをこの２個のターンテーブルで共用す
るようにして真空容器を小形化しようとするものである
。
オン源と、該イオン源から引き出されてイオンビームを
形成するイオンの中から所定のイオン種を選択する質量
分析マグネットと、前記イオン種が注入される基板を取
り付ける基板装着部とを備えたイオン注入装置において
、前記基板装着部が基板を取り付ける装着部と基板を取
り外す脱着部とがそれぞれに配された２個のターンテー
プルからなるとともに、この２個のターンテーブルが前
記イオンビームに垂直な同一平面内に配されて単一の真
空容器内に収容され、それぞれ独立に回転可能にかつ前
記平面内で直線状に移動可能に構成され、ターンテーブ
ルの回転と直線移動とにより基板へのイオン注入が行な
われるようにし”ζ、偏向マグネットや角度補正マグネ
ソ１、の省略を可能にし、かつ基板の装脱着とイオン注
入とを同時に行なうことができるようにして基板の処理
枚数を増すとともに、２個のターンテーブルの間に存在
する移動スペースをこの２個のターンテーブルで共用す
るようにして真空容器を小形化しようとするものである
。
第１図は本発明に基づいて構成されたイオン注入装置に
おける要部の実施例を示す平面図、第２図は第１図のＡ
Ａ断面を示すものである。なお、図示していないが、こ
のほかにイオン源と質量分析マグネットとがイオン注入
装置を構成している。 単一の真空容器３１には２個のターンテーブル２５ａ。 ２５ｂが配置してあり、それぞれモータ２６ａ、 ２６
ｂにより回転駆動される。このテーブルはさらに図示し
ない駆動系によって矢印３品ようにテーブル面の方向に
直進運動ができるようになっている。ターンテーブル２
５ａ、 ２５ｂには基板取付は治具６０を介して基板２
７が取り付けである。真空容器３１の中にはさらに基板
をターンテーブルから取り外すための脱着部３２ａ、
３２ｂと、装着するための装着部３３ａ。 ３３ｂとが配置されている。 質量分析マグネットを出たイオンビーム２ｏは、真空容
器３１の中のターンテーブル２５ａに向かう。 ターンテーブル２５ａはモータ２６ａによって等速で回
転駆動されており、従ってターンテーブルに取り付けた
適当な装置、例えば一端が開放され他端に底面を有する
筒状の金属容器、いわゆるファラデカップを複数個ター
ンテーブルの面から絶縁して基板と基板との間に半径方
向に配列して取り付け、ターンテーブルの回転時にこの
容器に入射されるビーム電流を、容器底面と大地電位と
の間に接続された電流計測手段へ六方して、回転軸とイ
オンビーム入射位置との距離およびビーム電流値を計測
し、この距離に反比例しかつビーム電流値に比例した速
度でターンテーブルを矢印３０ａの方向に移動させる。 これにより、基板にイオンを一様に注入することができ
る。イオンビーム入射位置の検出については、例えば真
空容器３１のイオンビーム入射側にスリットを配置する
等、幾何学的な方法によって代用することも可能である
。 イオン注入が終了したら、ターンテーブル２５ａを第２
図破線の位置に移動させ、脱着部３２ａと装着部３３ａ
により基板の装脱着を行なう、その間にターンテーブル
２５ｂを第２図の破線の位置に移動し、このテーブルに
装着しである基板へのイオン注入を行なう。このように
、イオン注入と基板の装脱着とを並行して行なうことが
できるので、基板の処理枚数が増加する。 第３図は本発明のイオン注入装置に対し、イオンの注入
深さを均一にする目的で基板へのイオン注入角度の１＃
鮪機能を加えた時の基板の取付は例である。基板取付は
治具６ｏを角度調整治具６１を介してターンテーブル２
５ａ、 ２５ｂに取り付けることにより、イオンビーム
２０の基板２７への入射角度が調整できる。
おける要部の実施例を示す平面図、第２図は第１図のＡ
Ａ断面を示すものである。なお、図示していないが、こ
のほかにイオン源と質量分析マグネットとがイオン注入
装置を構成している。 単一の真空容器３１には２個のターンテーブル２５ａ。 ２５ｂが配置してあり、それぞれモータ２６ａ、 ２６
ｂにより回転駆動される。このテーブルはさらに図示し
ない駆動系によって矢印３品ようにテーブル面の方向に
直進運動ができるようになっている。ターンテーブル２
５ａ、 ２５ｂには基板取付は治具６０を介して基板２
７が取り付けである。真空容器３１の中にはさらに基板
をターンテーブルから取り外すための脱着部３２ａ、
３２ｂと、装着するための装着部３３ａ。 ３３ｂとが配置されている。 質量分析マグネットを出たイオンビーム２ｏは、真空容
器３１の中のターンテーブル２５ａに向かう。 ターンテーブル２５ａはモータ２６ａによって等速で回
転駆動されており、従ってターンテーブルに取り付けた
適当な装置、例えば一端が開放され他端に底面を有する
筒状の金属容器、いわゆるファラデカップを複数個ター
ンテーブルの面から絶縁して基板と基板との間に半径方
向に配列して取り付け、ターンテーブルの回転時にこの
容器に入射されるビーム電流を、容器底面と大地電位と
の間に接続された電流計測手段へ六方して、回転軸とイ
オンビーム入射位置との距離およびビーム電流値を計測
し、この距離に反比例しかつビーム電流値に比例した速
度でターンテーブルを矢印３０ａの方向に移動させる。 これにより、基板にイオンを一様に注入することができ
る。イオンビーム入射位置の検出については、例えば真
空容器３１のイオンビーム入射側にスリットを配置する
等、幾何学的な方法によって代用することも可能である
。 イオン注入が終了したら、ターンテーブル２５ａを第２
図破線の位置に移動させ、脱着部３２ａと装着部３３ａ
により基板の装脱着を行なう、その間にターンテーブル
２５ｂを第２図の破線の位置に移動し、このテーブルに
装着しである基板へのイオン注入を行なう。このように
、イオン注入と基板の装脱着とを並行して行なうことが
できるので、基板の処理枚数が増加する。 第３図は本発明のイオン注入装置に対し、イオンの注入
深さを均一にする目的で基板へのイオン注入角度の１＃
鮪機能を加えた時の基板の取付は例である。基板取付は
治具６ｏを角度調整治具６１を介してターンテーブル２
５ａ、 ２５ｂに取り付けることにより、イオンビーム
２０の基板２７への入射角度が調整できる。
以上述べたように、本発明によれば、複数の基板を取り
付けたターンテーブルを回転させながら直進移動できる
ようにしたので、質量分析マグネットから出たイオンビ
ームを走査することなくすべての基板の全面にイオンを
注入することができ、不確定な偏向特性の原因となる偏
向マグネットや角度補正マグネットを省略することがで
きる。また、単一真空容器内に２個のターンテーブルを
配置するとともにそれぞれのターンテーブルに基板の装
脱警部を配設したので、真空を破壊することなく一方の
ターンテーブルに装着した基板にイオンを注入しながら
他方のターンテーブルの基板を装脱着することができ、
基板の処理枚数を増加させることができる。さらに、２
個のターンテーブルの間に存在する移動スペースをこの
２個のターンテーブルで共用するようにしたので、真空
容器が小形化され、たとえば１個のターンテーブルを収
容した真空容器を２個配して本発明と同一の機能を発揮
させる場合と比較して装置を小形、安価に形成すること
が可能である。
付けたターンテーブルを回転させながら直進移動できる
ようにしたので、質量分析マグネットから出たイオンビ
ームを走査することなくすべての基板の全面にイオンを
注入することができ、不確定な偏向特性の原因となる偏
向マグネットや角度補正マグネットを省略することがで
きる。また、単一真空容器内に２個のターンテーブルを
配置するとともにそれぞれのターンテーブルに基板の装
脱警部を配設したので、真空を破壊することなく一方の
ターンテーブルに装着した基板にイオンを注入しながら
他方のターンテーブルの基板を装脱着することができ、
基板の処理枚数を増加させることができる。さらに、２
個のターンテーブルの間に存在する移動スペースをこの
２個のターンテーブルで共用するようにしたので、真空
容器が小形化され、たとえば１個のターンテーブルを収
容した真空容器を２個配して本発明と同一の機能を発揮
させる場合と比較して装置を小形、安価に形成すること
が可能である。
第１図は本発明に基づいて構成されたイオン注入装置に
おける要部の実施例を示す平面図、第２図は第１図にお
けるＡＡ断面図、第３図はターンテーブルへの基板の取
付は状態を示す説明図、第４図は従来のイオン注入装置
の構成例を示す平面図と正面図、第５図は第４図のイオ
ン注入装置におけるイオン注入の方法を示す説明図であ
る。 ＩＩイオン源、２，２０ｓイオンビーム、４Ｉ質量分析
マグネット、９ａ、９ｂ、２５ａ、２５ｂ ｓターン
テーブル、１０．２７＋基板、３１１真空容器、３２ａ
、３２ｂ ：脱着部、３３ａ、３３ｂ Ｉ装着部、６１
＋角度調整治具。
おける要部の実施例を示す平面図、第２図は第１図にお
けるＡＡ断面図、第３図はターンテーブルへの基板の取
付は状態を示す説明図、第４図は従来のイオン注入装置
の構成例を示す平面図と正面図、第５図は第４図のイオ
ン注入装置におけるイオン注入の方法を示す説明図であ
る。 ＩＩイオン源、２，２０ｓイオンビーム、４Ｉ質量分析
マグネット、９ａ、９ｂ、２５ａ、２５ｂ ｓターン
テーブル、１０．２７＋基板、３１１真空容器、３２ａ
、３２ｂ ：脱着部、３３ａ、３３ｂ Ｉ装着部、６１
＋角度調整治具。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）導入された原料ガスからイオンを生成するイオン源
と、該イオン源から引き出されてイオンビームを形成す
るイオンの中から所定のイオン種を選択する質量分析マ
グネットと、前記イオン種が注入される基板を取り付け
る基板装着部とを備えたイオン注入装置において、前記
基板装着部が基板を取り付ける装着部と基板を取り外す
脱着部とがそれぞれに配された２個のターンテーブルか
らなるとともに、この２個のターンテーブルが前記イオ
ンビームに垂直な同一平面内に配されて単一の真空容器
内に収容され、それぞれ独立に回転可能にかつ前記平面
内で直線状に移動可能に構成されたことを特徴とするイ
オン注入装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、ターン
テーブルが該テーブルの回転軸と該テーブルに装着され
た基板に入射されるイオンビームの軸線との間隔に対応
して直線的に移動する速度が変えられることを特徴とす
るイオン注入装置。 ３）特許請求の範囲第１項記載の装置において、基板が
取り付けられるターンテーブルが、基板を傾斜して装着
せしめる角度調整治具を備えていることを特徴とするイ
オン注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60107907A JPS61267250A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60107907A JPS61267250A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | イオン注入装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61267250A true JPS61267250A (ja) | 1986-11-26 |
Family
ID=14471084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60107907A Pending JPS61267250A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61267250A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01500310A (ja) * | 1986-04-09 | 1989-02-02 | イクリプス・イオン・テクノロジー・インコーポレイテッド | イオンビーム走査方法および装置 |
| JP2010537431A (ja) * | 2007-08-22 | 2010-12-02 | ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド | 真空チャンバ間のシーリング |
-
1985
- 1985-05-20 JP JP60107907A patent/JPS61267250A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01500310A (ja) * | 1986-04-09 | 1989-02-02 | イクリプス・イオン・テクノロジー・インコーポレイテッド | イオンビーム走査方法および装置 |
| JP2010537431A (ja) * | 2007-08-22 | 2010-12-02 | ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド | 真空チャンバ間のシーリング |
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