JPS63108713A - イオン注入方法 - 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】 産業上皮■且丘立 本発明は半導体ウェーハ〔以下ウェーハという〕に不純
物イオンを注入するイオン注入方法に関する。

従米亘且血 イオン注入装置には中電流型イオン注入装面と高電流型
イオン注入装置とがある。中電流型イオン注入装置は、
中電流イオンビームを偏光させて固定されたウェーハに
照射する装置である。高電流型イオン注入装置は固定高
電流イオンビームを回転及び上下動するウェーハに一定
方向から照射する装置である。

本発明は高電流型イオン注入装置において実施するため
、高電流型イオン注入装置について第２図乃至第４図を
参照しながら説明する。

第２図中、（１）はイオンビーム（１０）を照射する本
体、（２）は円板状ウェーハホルダー〔以下「ウェーハ
ホルダー」という〕で、その前面の円周状の所定位置に
複数個のウェーハ（３）を支持し、本体（１）の前方定
位置に配置する。（４）はウェーハホルダー（２）を回
転及び上下動させる駆動機構である０本体（１）は、イ
オン源（５）、電極（６）、質量分析器（７）、加速管
（８）、イオン収束系（９）より構成される。電極（６
）により、イオン源（５）からイオンビーム（１０）が
引き出される、質量分析器（７）により所定の目的イオ
ンのみ取出される。加速管（８）により加速されたイオ
ンビーム（１０）はイオン収束系（９）によってウェー
ハ（３）上に収束点をもつようにする。

イオンビーム（１０）は固定されており、一定の入射角
で一定の方向で照射されるため、ウェーハホルダー（２
）を回転及び上下動させて、各ウェーハ（３）（３）・
・・がイオンビーム（１０）の入射位置に順次送り込ま
れて、各ウェーハ（３）（３）・・・は、順次にイオン
注入箇所が変化しながら、何回にも分けてイオン注入さ
れる。

ところで、ウェーハホルダー（２）には第３図に図示す
るように例えば１３枚のウェーハ（３）を支持できるよ
うになっている。従って、１キャリア２５枚、１バッチ
５０枚のウェーハ（３）を順次ウェーハホルダー（２）
に支持していくと、例えば４回目毎にウェーハホルダー
（２）の一部にウェーハ（３）が不足する箇所がでてく
る。ウェーハ（３）を支持していない部分にイオンビー
ム（１０）を照射すると、ウェーハ支持部がウェーハ（
３）との密着性を向上させるためにゴムでできているこ
とから、イオンがゴムを叩くことになる。そうするとそ
の部分からの飛散物がウェハー（３）を汚染することに
なる。

そこで、イオンがゴムを叩かないようにするため、ウェ
ーハホルダー（２）の正規ウェーハ（３）が不足する箇
所に、ダミーウェーハ（１１）を装着してイオン注入す
るようにしている。このダミーウェーハ（１１）として
、従来は正規ウェーハ（３）と同一の材質のシリコンウ
ェーハが用いられていた。

ところで、ダミーウェーハ（１１）に限らず、ウェーハ
（３）は、第４図に図示するように、複数対の位置決め
のピン（１２）と、ウェーハ（３）を押え付けるため一
対のクランパ（１３）によって、ウェーハホルダー（２
）に支持される。

尚、イオンが打ち込まれたときの発生熱により、ウェー
ハ（３）が熱によるダメージを受けないよう゛に、ウェ
ーハホルダー（２）の後方には放熱のための冷却水が流
されている。

べ゛る ところで、ダミーウェーハ（１１）は、正規ウェーハ（
３）と異なって半導体装置が得られるものではないので
、一般にコストダウンのために、同じものが何回も繰り
返えし使用されるために、イオン注入時の歪が蓄積され
るのみならず、多量のイオンの注入によって材質的にも
脆くなっている。このようなダミーウェーハ（１１）に
イオンが注入されると、イオンの持っている運動エネル
ギが熱エネルギに変換されて発熱し、ダミーウェーハ（
１１）の裏面のみならず、ピン（１２）やクランパ（１
３）に接触している部分から放熱される。従ってピン（
１２）やクランパ（１３）に接近した所は温度が低く、
ピン（１２）やクランパ（１３）から離隔した所は温度
が高（なるため、ダミーウェーハ（１１）内の温度分布
が一定せず、ダミーウェーハ（１１）に熱による歪が生
じる。また、ウェーハホルダー（２）は回転及び上下動
するため、進行方向の後側のピン（１２）やクランパ（
１３）がダミーウェーハ（１１）に反力を及ぼし、機械
的歪が生じ、ダミーウェーハ（１１）がイオン注入によ
る残留歪や材質的に脆くなっていることと相俟って正規
ウェーハ（３）よりも格段に破損しやすかった。

ダミーウェーハ（１１）が損傷すると、その破片が飛散
し正規ウェーハ（３）全部に傷を付けたり、付着してイ
オン注入のムラを生じ不良を発生するという問題があっ
た。

”めの 本発明は上記問題点を解決するため、円板状のウェーハ
ホルダーの円筒状の所定位置に複数枚の正規半導体ウェ
ーハと少くとも一枚のダミーウェーハとを支持してイオ
ンを注入する高電流型イオン注入方法において、上記ダ
ミーウェーハとして、シリコンと比重が同程度でウェー
ハ取付位置の材質よりイオン注入に対して飛散し難い材
質からなるものを用いてイオン注入を行う。

詐ｌ− ダミーウェーハを比重がシリコンと同程度でウェーハ取
付位置の材質よりイオン注入に対して飛散し難い材質と
することによってダミーウェーハが割れて破片が飛び散
るということがなくなる。

皇五皿 本発明にかかる実施例を第１図を参照しながら説明する
。

（２）は円板状のウェーハホルダーで、その前面に円周
状に例えば１３枚の正規ウェーハ（３）（３）・・・が
等間隔で支持されるが、正規ウェーハ（３）が不足する
場合、この不足箇所にシリコンと比重が同程度でイオン
注入に対して発塵源とならない材質として、例えばアル
ミニウム製ダミーウェーハ（１４）を支持する。また、
アルミニウムはウェーハホルダー（２）のディスクにも
用いられていることからも好都合である。

従来の技術において説明したように〔第２図参照〕、イ
オンビーム（１０）が本体（１）から一定の入射角で一
定方向に照射され、ウェーハ（３）の全面にイオン注入
するようにウェーハホルダー（２）を回転及び上下動さ
せる。ダミーウェーハ（１４）がウェーハ（３）と略同
じ比重であるため、一部にダミーウェーハ（１４）を支
持させても、全部に正規ウェーハ（３）を支持させた場
合と、回転及び上下動動作上が従前と変わることはない
。アルミニウム製ダミーウェーハ（１４）にもイオンビ
ーム（１０）が照射される。しかし、ダミーウェーハ（
１４）はアルミニウム製であるため、熱や機械的外力に
よって破損することはない、尚、イオンビーム（１０）
が照射されたダミーウェーハ（１４）は何度でも使用す
ることができる。

アルミニウム製ダミーウェーハ（１４）を電解研摩する
ことにより、表面をなめらかにし、かつアルミナ化する
。そうするとダミーウェーハ（１４）はゴミの付着及び
腐食に対して強くなり、ダミーウェーハ（１４）からの
発塵を防止でき、ウェーハ（３）へのゴミ等の付着がな
（なる。

以上は本発明にかかる実施例を説明したもので、本発明
はこの実施例に限定されることなく本発明の要旨内にお
いて設計変更できる。

発尻■班果 ダミーウェーハとして、シリコンと比重が同程度でウェ
ーハ取付位置の材質よりイオン注入に対して飛散し難い
材質からなるものを用いることにより、ダミーウェーハ
が破損することはないし、従って、正規ウェーハ自体を
破損したり傷つけて不良にすることもなくなる。

尚、アルミニウム製ダミーウェーハを用いれば、シリコ
ン製ダミーうニームを用いる場合よりもコストダウンを
図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるイオン注入方法の実１例につい
て説明するためのウェーハホルダーの概略正面図、第２
図は高電流型イオン注入装置の概略構成図、第３図はウ
ェーハホルダーの概略正面図、第４図はウェーハがウェ
ーハホルダーに保持されている要部拡大正面図である。 （２）　−ウェーハホルダー、 （３）−ｍ−正規半導体ウェーハ、 （１４）　−ダミーウェーハ。 特　許　出　願　人　　関西日本電気株式会社　□代　
　　　理　　　　人　　　江　　原　　省　　吾　　し
−・−。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）円板状のウェーハホルダーの円周状の所定位置に
   複数枚の正規半導体ウェーハと少くとも一枚のダミーウ
   ェーハとを支持して、ウェーハホルダーを回転および往
   復動させながらイオンを注入する高電流型イオン注入方
   法において、上記ダミーウェーハとして、シリコンと比
   重が同程度でウェーハ取付位置の材質よりイオン注入に
   対して飛散し難い材質からなるものを用いることを特徴
   とするイオン注入方法。