JPS6310453A - イオン打込装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体製造に用いるバッチ式のイオン打込装置
に係り、特に回転円板にウェハを遠心力で押しつけ、か
つ円板を半径方向に機械的に、移動させる方式のものに
関する。

〔従来の技術〕

イオン打込装置は高いエネルギーを持ったイオンを真空
中でウエノ１に打込むため、ウニ７１表面で発熱する。

ウエノ・にレジスト膜が塗布されている場合にはレジス
トの耐熱性からウエノ・の温度を１００〜１２０Ｃ以下
にする必要がある。真空雰囲気中の処理では、ウニノー
表面（イオンを打込む側）からの放熱は期待できず、ウ
エノ・裏面から熱伝導等により冷却する。、＜ツチ処理
する場合には冷却円板上に多数のウエノ・を並べ、円板
を回転させながらイオンビームを打込む。さらにビーム
又は円板自身を円板の半径方向に走査させ、ウニ／１全
面に均一にイオンを打込むようにしている。

回転円板にウニ／・を取付ける方法としては、ウェハ周
辺部を締付はリングで押しつける方式や、回転円板端部
を円錐状に傾斜させ、ウエノ・に作用する遠心力でウエ
ノ・を冷却面に押しつける方式が用いられている。

遠心力でウエノ飄を冷却面に取付ける装置としては例え
ば「電子材料ｊ　（１９８５年１２月）の１３２頁〜１
３８頁に示されている。こうした遠心力でウェハを取付
ける方式は冷却面に押しつけようとする力がウェハ全面
に作用し、冷却面との接触状態が良いため冷却性能上有
利である。しかしこの場合はウェハは円板の回転軸に直
交する面内にないため、円板を回転軸に直交する面内で
走査させた場合、第３図に示すようにウェハはイオン源
との距離が変化するように移動することになる。

イオンビームは平行ビームではなく一般に距離が遠くな
るとビームが広がるため、ウェハとイオン源との距離が
変化するとイオン打込み量の均一性が悪くなる。

第２図に従来の構造の例を示す。真空容器４内で回転円
板２に取付けられたウェハ１は円板の回転の遠心力で円
板面に押しつけられている。ウェハにはイオンビーム３
が照射されている。均一にイオンを打込むために円板は
回転と同時に半径方向に円板走査機構８によって走査さ
れる。円板が移動するために真空シール１１が設けられ
ている。

回転軸に直交する面内で走査すると、ウエノ・の外周側
に照射する場合と内周側に照射する場合でビームの広が
り幅カ；異なるため、打込まれるイオンの分布が不均一
になる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

遠心力を利用してウェハを冷却円板に取付け、円板自身
を半径方向に走査する従来技術では、円板は回転軸に直
交する面内全移動し、ウェハとイオン源の距離が変化す
るため、ウェハ面内のイオン打込量が不均一になる問題
があった。

本発明の目的はウェハとイオン源の距離を変えず、又は
距離の変化を小さく保ち、打込量の均一性を向上するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的はウェハの走査方向を、円板の回転軸に直交
する面内でなく、ビーム照射位置におけるウェハ面に平
行な面内とすることにより達せられる。

ただし遠心力を強めるためにウェハ取付金髪を大きくし
た場合に、走査方向を取付角度と同じ角度傾けると打込
室が大きくなるため、ビームの広がシを考慮して打込の
不均一性が許容できる範囲で円板を走査する角度を小さ
くしてもよい。

〔作用〕

第１図で説明する。ウェハ１は回転円板２に、円板の回
転による遠心力で押しつけられている。

イオンビーム３はウェハに直角又は少し傾けて打込まれ
る。円板は回転すると共に円板走査機構８によって走査
される。円板を走査する場合に真空容器４内の真空を保
持して摺動するため、摺動板１４とシール１１が設けら
れている。この摺動板１”４をイオンビーム３を受ける
ウエノ・の面に平行に取付けることによって、ウエノ１
はイオン源（図示せず）との距離を変えることなく走査
することができる。

〔実施例〕

本発明のイオン打込装置の実施例を第１図に示す。

イオン源（図示せず）で発生し、必要なイオン種だけを
分１惟したイオンビーム３が打込室４内に導びかれる。

打込室内には多数のウエノ・１を取付けた回転円板２が
あり、ｊｕｌ受１０で支えられ回転機構７によって駆動
される。又ウエノ・に均一にイオンを打込むために円板
は走査機構８によって半径方向に走査される。打込室４
の内部はイオンビームの流れが気体分子の存在によって
妨げられないように排気装置５によって高度の真空に保
たれている。又回転軸部はシール９により、走査部は摺
動板１４と走査用シール１１によって真空が保たれてい
る。

イオン打込みによりウェハが発熱するため、冷却水導入
部１２から円板２の中に冷却水１３が導びかれウェハを
冷却する。

円板走査機構８によって円板を半径方向に走査すると、
摺動板１４はイオンが照射されているウェハ面に平行に
取付けられているため、イオン源とウェハとの距離は変
わることなくウエノ・は同一平面内で走査されることば
なり、ビームは一定の広がり状態でウェハに入射する。

すなわちイオンの打込み量の分布は均一に保たれる。

又、ビームがウェハの外周端から内周端まで移動するた
めに走査する距離をＤとし、ウエノ・の取付角度をθと
すると、本発明の場合は走査距離はＤであるが、従来の
方法ではビームがウェハに亘角に入射する場合第３図に
示すようにＤ／ｃＯ８θだけ走査する必要がある。

本発明は走査距離を短かくでき、摺動速度も同じく低下
するため摺動部の寿命を長くすることができる。

他の実施ψりと１−でウェハの取付角度を大きくして遠
心力を増し、ウェハと円板の接触熱抵抗の減少を図った
場合に、取付角度が大きく打込室が大きくなるため、イ
オン打込量の不均一が許容できる範囲で回転軸と摺動板
の取付角度を小さくし、走査した際にわずかにイオン源
とウェハの距離が変わるようにした。

〔発明の効果〕

本発明によればイオンビームの広がりによる打込の不均
一を防止することができる。また１回転軸に直交する面
内で走査する場合に比べて走査距離、摺動速度を下げ、
摺動部の寿命を長くすることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は従
来の装置を示す、縦断面図、第３図は従来装置で走査し
た場合の相対位置関係を説明する動作説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水などにより冷却される回転円板に遠心力でウェハ
   を押しつけ、回転と同時に円板半径方向に円板を機械的
   に走査して行うバッチ式のイオン打込装置において、円
   板の走査面を回転軸に直交する面に対し傾斜させたこと
   を特徴とするイオン打込装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、円板の走査面が、
   イオンを打込む位置におけるウェハの面と平行にしたこ
   とを特徴とするイオン打込装置。