JP2001332207A - イオンドーピング装置 - Google Patents
イオンドーピング装置Info
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- JP2001332207A JP2001332207A JP2000154751A JP2000154751A JP2001332207A JP 2001332207 A JP2001332207 A JP 2001332207A JP 2000154751 A JP2000154751 A JP 2000154751A JP 2000154751 A JP2000154751 A JP 2000154751A JP 2001332207 A JP2001332207 A JP 2001332207A
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- ion
- control unit
- chamber
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 任意の二つ以上のドーズ量制御範囲を持つこ
とのできるイオンドーピング装置を提供する。 【解決手段】 イオンを生成するイオン生成室(10
1)と、イオン生成室で生成されたイオンを被ドーピン
グ材に注入するイオンドーピング室(109)と、イオ
ン生成室とイオンドーピング室との間に設けられ、イオ
ン生成室で生成されたイオンを引き出し、引き出された
イオンを加速するイオン引出、加速手段(106,10
8)と、イオン引出、加速手段のイオン生成室室側に設
けられ、2列以上の開口列を有する第1のイオンビーム
電流制御ユニット(104)と、第1のイオンビーム電
流制御ユニットの少なくとも一つの開口列を遮蔽可能と
する第2のイオンビーム電流制御ユニット(105)と
を備える。
とのできるイオンドーピング装置を提供する。 【解決手段】 イオンを生成するイオン生成室(10
1)と、イオン生成室で生成されたイオンを被ドーピン
グ材に注入するイオンドーピング室(109)と、イオ
ン生成室とイオンドーピング室との間に設けられ、イオ
ン生成室で生成されたイオンを引き出し、引き出された
イオンを加速するイオン引出、加速手段(106,10
8)と、イオン引出、加速手段のイオン生成室室側に設
けられ、2列以上の開口列を有する第1のイオンビーム
電流制御ユニット(104)と、第1のイオンビーム電
流制御ユニットの少なくとも一つの開口列を遮蔽可能と
する第2のイオンビーム電流制御ユニット(105)と
を備える。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はイオンのドーズ量を
制御するイオンドーピング装置に関する。
制御するイオンドーピング装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】イオン
ドーピングとは、イオン生成室で生成されたイオン種を
質量分離せずに、例えば、400mm×500mm角の
ガラス等の基板に高速で注入する技術である。従来、ガ
ラス等の基板へ注入するイオンのドーズ量は、生成され
るイオンビームの照射時間によって制御するのが一般的
であった。このため、原料ガスとなるドーパントガスの
濃度によって制御範囲が決められることが多かった。
ドーピングとは、イオン生成室で生成されたイオン種を
質量分離せずに、例えば、400mm×500mm角の
ガラス等の基板に高速で注入する技術である。従来、ガ
ラス等の基板へ注入するイオンのドーズ量は、生成され
るイオンビームの照射時間によって制御するのが一般的
であった。このため、原料ガスとなるドーパントガスの
濃度によって制御範囲が決められることが多かった。
【0003】薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Tr
ansistor)等の製造においては、半導体層にイオン濃度
の異なる領域、すなわち、ドーズ量の異なる領域を形成
する必要がある。しかるに、イオン濃度の違いに応じて
装置台数を増やすことは難しく、むしろ、装置コスト削
減のために装置台数を減らすことが必須となる。
ansistor)等の製造においては、半導体層にイオン濃度
の異なる領域、すなわち、ドーズ量の異なる領域を形成
する必要がある。しかるに、イオン濃度の違いに応じて
装置台数を増やすことは難しく、むしろ、装置コスト削
減のために装置台数を減らすことが必須となる。
【0004】そこで、例えば、1台の装置で異なる原料
ガスを使用すると、イオン生成室に残った原料ガスと次
に使おうとする原料ガスとが混じるため、それらのガス
から生成されたイオン種を質量分離をせずに全て打ち込
むとすれば、所定のイオンを所定量だけドーズすること
が難しかった。
ガスを使用すると、イオン生成室に残った原料ガスと次
に使おうとする原料ガスとが混じるため、それらのガス
から生成されたイオン種を質量分離をせずに全て打ち込
むとすれば、所定のイオンを所定量だけドーズすること
が難しかった。
【0005】また、同一の原料ガスを使用したとして
も、1台の装置でイオン照射時間及びイオン引出電圧に
よりドーズ量の切り替えを行おうとすると、イオンビー
ム電流の制御範囲に限界があるため、イオンドーズ量が
大きく異なるようなイオン注入を必要とする場合には、
ドーズ量に応じて装置の台数を増やさなければならなか
った。
も、1台の装置でイオン照射時間及びイオン引出電圧に
よりドーズ量の切り替えを行おうとすると、イオンビー
ム電流の制御範囲に限界があるため、イオンドーズ量が
大きく異なるようなイオン注入を必要とする場合には、
ドーズ量に応じて装置の台数を増やさなければならなか
った。
【0006】本発明は、上記の事情を考慮してなされた
もので、少なくとも二つのドーズ量制御範囲を持つこと
のできるイオンドーピング装置を提供することを目的と
する。
もので、少なくとも二つのドーズ量制御範囲を持つこと
のできるイオンドーピング装置を提供することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、イオンを生成
するイオン生成室と、イオン生成室で生成されたイオン
を被ドーピング材に注入するイオンドーピング室と、イ
オン生成室とイオンドーピング室との間に設けられ、イ
オン生成室で生成されたイオンを引き出し、引き出され
たイオンを加速するイオン引出、加速手段と、イオン引
出、加速手段のイオン生成室室側に設けられ、2列以上
の開口列を有する第1のイオンビーム電流制御ユニット
と、第1のイオンビーム電流制御ユニットの少なくとも
一つの開口列を遮蔽可能とする第2のイオンビーム電流
制御ユニットと、を備えたイオンドーピング装置であ
る。
するイオン生成室と、イオン生成室で生成されたイオン
を被ドーピング材に注入するイオンドーピング室と、イ
オン生成室とイオンドーピング室との間に設けられ、イ
オン生成室で生成されたイオンを引き出し、引き出され
たイオンを加速するイオン引出、加速手段と、イオン引
出、加速手段のイオン生成室室側に設けられ、2列以上
の開口列を有する第1のイオンビーム電流制御ユニット
と、第1のイオンビーム電流制御ユニットの少なくとも
一つの開口列を遮蔽可能とする第2のイオンビーム電流
制御ユニットと、を備えたイオンドーピング装置であ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す好適な
実施形態に基づいて詳細に説明する。
実施形態に基づいて詳細に説明する。
【0009】図1は本発明に係るイオンドーピング装置
の概略構成図であり、図2(a)、(b)及び(c)は
このイオンドーピング装置を構成するイオンビーム電流
制御ユニットの開閉状態及び詳細な構成を示す平面図、
断面図及び部分拡大平面図であり、図3(a)及び
(b)は同じくその開閉状態を示す平面図及び断面図で
ある。
の概略構成図であり、図2(a)、(b)及び(c)は
このイオンドーピング装置を構成するイオンビーム電流
制御ユニットの開閉状態及び詳細な構成を示す平面図、
断面図及び部分拡大平面図であり、図3(a)及び
(b)は同じくその開閉状態を示す平面図及び断面図で
ある。
【0010】周知の如く、イオンの注入は、真空室内で
ガス状にした不純物をイオン化し、これを電界で加速
し、ガラス基板等の被ドーピング材の表面に叩き付けて
行われる。図1に示したイオンドーピング装置は、イオ
ンを生成するイオン生成室101と、生成されたイオン
を通過させる開口列を有する第1のイオンビーム電流制
御ユニット(以下第1制御ユニットと略記する)104
と、イオン生成室101と第1制御ユニット104との
間に設けられ、ドーズ量の制御範囲を変える第2のイオ
ンビーム電流制御ユニット(以下第2制御ユニットと略
記する)105と、引出電圧を印加する引出電極106
と、イオンの衝突により発生する2次電子がイオン生成
室101へ跳ね返ることを抑制する抑制電極107と、
グランド電極108と、生成されたイオンが注入される
イオンドーピング室109とを備えている。なお、第2
制御ユニット105は、これに例えばエアシリンダ等を
接続し、開閉動作を可能とする機能を備えている。
ガス状にした不純物をイオン化し、これを電界で加速
し、ガラス基板等の被ドーピング材の表面に叩き付けて
行われる。図1に示したイオンドーピング装置は、イオ
ンを生成するイオン生成室101と、生成されたイオン
を通過させる開口列を有する第1のイオンビーム電流制
御ユニット(以下第1制御ユニットと略記する)104
と、イオン生成室101と第1制御ユニット104との
間に設けられ、ドーズ量の制御範囲を変える第2のイオ
ンビーム電流制御ユニット(以下第2制御ユニットと略
記する)105と、引出電圧を印加する引出電極106
と、イオンの衝突により発生する2次電子がイオン生成
室101へ跳ね返ることを抑制する抑制電極107と、
グランド電極108と、生成されたイオンが注入される
イオンドーピング室109とを備えている。なお、第2
制御ユニット105は、これに例えばエアシリンダ等を
接続し、開閉動作を可能とする機能を備えている。
【0011】これらの構成要素のうち、引出電極106
及びグランド電極108が本発明のイオン、引出、加速
手段に対応している。
及びグランド電極108が本発明のイオン、引出、加速
手段に対応している。
【0012】イオン生成室101において、ガス状の不
純物をガス導入口103より導入し、高周波電源102
より高周波電力を供給し、プラズマを発生させてイオン
を生成する。イオン生成室101で生成されたイオン
は、第2制御ユニット105が開の状態においては、引
出電極106に電圧を印加すると第1制御ユニット10
4に形成された開口列より引き出され、また、第2制御
ユニット105が閉の状態においては、引出電極106
に電圧を印加すると第2制御ユニット105にて遮蔽さ
れていない第1制御ユニット104の開口列を通して引
き出され、引出電極106とグランド電極108との間
の電圧にて加速され、イオンビーム111を形成する。
また、抑制電極107は、基板の表面に叩き付けられて
発生する2次電子の逆流を抑制する。
純物をガス導入口103より導入し、高周波電源102
より高周波電力を供給し、プラズマを発生させてイオン
を生成する。イオン生成室101で生成されたイオン
は、第2制御ユニット105が開の状態においては、引
出電極106に電圧を印加すると第1制御ユニット10
4に形成された開口列より引き出され、また、第2制御
ユニット105が閉の状態においては、引出電極106
に電圧を印加すると第2制御ユニット105にて遮蔽さ
れていない第1制御ユニット104の開口列を通して引
き出され、引出電極106とグランド電極108との間
の電圧にて加速され、イオンビーム111を形成する。
また、抑制電極107は、基板の表面に叩き付けられて
発生する2次電子の逆流を抑制する。
【0013】イオンドーピング室109には、基板11
0を矢印Xで示した方向に往復移動させることが可能な
基板搬送機構112が設けられ、半導体層へのイオンの
注入は、前述のイオンビーム111中に、半導体層が積
層された基板110を搬送することによって行われる。
0を矢印Xで示した方向に往復移動させることが可能な
基板搬送機構112が設けられ、半導体層へのイオンの
注入は、前述のイオンビーム111中に、半導体層が積
層された基板110を搬送することによって行われる。
【0014】基板110の搬送は、第1制御ユニット1
04の開口の配列方向と略垂直方向に移動させることに
より行う。基板110は、一定の速度で移動させられ、
基板110の端部がイオンビーム111中を完全に通り
過ぎた後、減速させられる。基板110は第1制御ユニ
ット104の幅方向に均一なイオンビーム111中を一
定の速さで移動させられるので、基板面内に均一にイオ
ンが注入されることになる。基板110の搬送速度は、
所望のドーズ量によって異ならせることができる。
04の開口の配列方向と略垂直方向に移動させることに
より行う。基板110は、一定の速度で移動させられ、
基板110の端部がイオンビーム111中を完全に通り
過ぎた後、減速させられる。基板110は第1制御ユニ
ット104の幅方向に均一なイオンビーム111中を一
定の速さで移動させられるので、基板面内に均一にイオ
ンが注入されることになる。基板110の搬送速度は、
所望のドーズ量によって異ならせることができる。
【0015】イオンのドーズ量の制御は、第2制御ユニ
ット105の開閉によるイオンビーム電流制御と、ガス
導入口103より導入されるガス濃度によるイオンビー
ム中のドーパントイオン比率制御と、イオンビーム基板
110の搬送速度により達成される。
ット105の開閉によるイオンビーム電流制御と、ガス
導入口103より導入されるガス濃度によるイオンビー
ム中のドーパントイオン比率制御と、イオンビーム基板
110の搬送速度により達成される。
【0016】開口列数の制御は、第2制御ユニット10
5の開閉による開口列の遮蔽に従う。第2制御ユニット
105の開閉によりイオンビーム電流量を制御でき、ま
た、ガス導入口103より導入されるガス濃度により、
イオンビーム中のドーパントイオン比率を制御すること
ができ、その結果、薄膜に注入するイオンのドーパント
ビーム電流量つまりドーズ量を制御することができる。
5の開閉による開口列の遮蔽に従う。第2制御ユニット
105の開閉によりイオンビーム電流量を制御でき、ま
た、ガス導入口103より導入されるガス濃度により、
イオンビーム中のドーパントイオン比率を制御すること
ができ、その結果、薄膜に注入するイオンのドーパント
ビーム電流量つまりドーズ量を制御することができる。
【0017】また、原料ガスとなるドーパントガス11
4の流量は、流量制御部113により制御され、希釈ガ
ス116の流量は流量制御部115により制御され、こ
れらドーパントガス114と希釈ガス116の流量比率
により、ドーパントガス114の濃度を制御する。この
結果、イオン生成室101内で生成されるドーパントイ
オン比率を制御することが可能となる。
4の流量は、流量制御部113により制御され、希釈ガ
ス116の流量は流量制御部115により制御され、こ
れらドーパントガス114と希釈ガス116の流量比率
により、ドーパントガス114の濃度を制御する。この
結果、イオン生成室101内で生成されるドーパントイ
オン比率を制御することが可能となる。
【0018】図2(a)は一例として7つの開口列11
〜17を有する第1制御ユニット104と第2制御ユニ
ット105との関係を示す平面図であり、図2(b)は
そのA−A矢視断面図である。この場合、第2制御ユニ
ット105が第1制御ユニット104の開口列を一つも
遮蔽しない位置に配置される。図2(c)は第1制御ユ
ニット104の開口列の部分拡大平面図であり、開口列
間のピッチdは30mmであり、開口列の長手方向中央
部の各開口は、縦寸法aが10mm、横寸法bが2mm
の長方形で、開口縁部間の幅cは1mmである。そし
て、両端部の開口率を中央部の開口率に比べて4〜10
%、例えば5%高くしている。これはイオン生成室10
1内に設けられる高周波電源102が第1及び第2制御
ユニット104,105の長軸方向に略等間隔に3個の
コイルを備えていることを前提としたものである。これ
によって、第1制御ユニット104及び第2制御ユニッ
ト105から引き出すイオンビーム電流は中央部と両端
部でほぼ同等となるので、各制御ユニットの長軸方向と
平行な基板断面内で濃度が均一なイオンビームを得るこ
とができる。なお、開口の形状は長方形等、特定のもの
に限定する必要はなく、開口率を確保できる範囲で任意
のものを選択することができる。
〜17を有する第1制御ユニット104と第2制御ユニ
ット105との関係を示す平面図であり、図2(b)は
そのA−A矢視断面図である。この場合、第2制御ユニ
ット105が第1制御ユニット104の開口列を一つも
遮蔽しない位置に配置される。図2(c)は第1制御ユ
ニット104の開口列の部分拡大平面図であり、開口列
間のピッチdは30mmであり、開口列の長手方向中央
部の各開口は、縦寸法aが10mm、横寸法bが2mm
の長方形で、開口縁部間の幅cは1mmである。そし
て、両端部の開口率を中央部の開口率に比べて4〜10
%、例えば5%高くしている。これはイオン生成室10
1内に設けられる高周波電源102が第1及び第2制御
ユニット104,105の長軸方向に略等間隔に3個の
コイルを備えていることを前提としたものである。これ
によって、第1制御ユニット104及び第2制御ユニッ
ト105から引き出すイオンビーム電流は中央部と両端
部でほぼ同等となるので、各制御ユニットの長軸方向と
平行な基板断面内で濃度が均一なイオンビームを得るこ
とができる。なお、開口の形状は長方形等、特定のもの
に限定する必要はなく、開口率を確保できる範囲で任意
のものを選択することができる。
【0019】図3(a)は図2に示した第1制御ユニッ
ト104の7つの開口列のうち、第2制御ユニット10
5が1つの開口列を残して他を遮蔽する場合の第1制御
ユニット104と第2制御ユニット105の関係を示す
平面図であり、図3(b)はそのB−B矢視断面図であ
る。ここでは、第2制御ユニット105が閉じ、一つの
開口列14のみが開いた状態を示している。
ト104の7つの開口列のうち、第2制御ユニット10
5が1つの開口列を残して他を遮蔽する場合の第1制御
ユニット104と第2制御ユニット105の関係を示す
平面図であり、図3(b)はそのB−B矢視断面図であ
る。ここでは、第2制御ユニット105が閉じ、一つの
開口列14のみが開いた状態を示している。
【0020】このようにして、第2制御ユニット105
の開閉により、開口列数が制御される。
の開閉により、開口列数が制御される。
【0021】以上説明したように、イオンのドーズ量
は、各制御ユニットに形成される開口列数と、ドーパン
トガス濃度と、基板搬送速度により制御できるので、ド
ーズ量の制御範囲を拡げることができる。また、制御ユ
ニットに形成される開口の開口率を開口列内で異ならせ
ることで、均一なイオンビーム量を得ることが可能とな
る。
は、各制御ユニットに形成される開口列数と、ドーパン
トガス濃度と、基板搬送速度により制御できるので、ド
ーズ量の制御範囲を拡げることができる。また、制御ユ
ニットに形成される開口の開口率を開口列内で異ならせ
ることで、均一なイオンビーム量を得ることが可能とな
る。
【0022】本実施形態は、イオンドープ工程におい
て、異なるドーズ量でイオンを打ち込むに当たり、特
に、高ドーズから低ドーズに、あるいは、低ドーズから
高ドーズに切り替えるような工程で有効である。
て、異なるドーズ量でイオンを打ち込むに当たり、特
に、高ドーズから低ドーズに、あるいは、低ドーズから
高ドーズに切り替えるような工程で有効である。
【0023】なおまた、上記実施形態では、第2制御ユ
ニット105の開閉により、第1制御ユニット104の
開口列を7列と1列の2種類に切り替えたが、第1制御
ユニットに形成する開口列数及び第2制御ユニットによ
って遮蔽される開口列数、すなわち、イオンを通過させ
得る開口列数は適宜変更することができる。
ニット105の開閉により、第1制御ユニット104の
開口列を7列と1列の2種類に切り替えたが、第1制御
ユニットに形成する開口列数及び第2制御ユニットによ
って遮蔽される開口列数、すなわち、イオンを通過させ
得る開口列数は適宜変更することができる。
【0024】
【実施例】以下に、イオンドーピング条件について具体
的に説明する。ここで使用する装置はBイオンドーピン
グ装置1台と、Pイオンドーピング装置1台である。こ
のうち、Bイオンドーピング装置の第1制御ユニット
は、図2(c)を用いて説明した開口10が並んだ7列
の開口列を備え、第2制御ユニット105は1列の開口
列を残し、他の6列の開口列を遮蔽できる構成のものを
用いる。また、Pイオンドーピング装置の第1制御ユニ
ット104は、図2(c)を用いて説明した開口10が
並んだ3列の開口列を備え、第2制御ユニット105は
2列の開口列を残し、その他1列の開口列を遮蔽するこ
とが可能な構成のものを用いる。
的に説明する。ここで使用する装置はBイオンドーピン
グ装置1台と、Pイオンドーピング装置1台である。こ
のうち、Bイオンドーピング装置の第1制御ユニット
は、図2(c)を用いて説明した開口10が並んだ7列
の開口列を備え、第2制御ユニット105は1列の開口
列を残し、他の6列の開口列を遮蔽できる構成のものを
用いる。また、Pイオンドーピング装置の第1制御ユニ
ット104は、図2(c)を用いて説明した開口10が
並んだ3列の開口列を備え、第2制御ユニット105は
2列の開口列を残し、その他1列の開口列を遮蔽するこ
とが可能な構成のものを用いる。
【0025】(条件1)ドーパントガスとしてB2H6を
H2で希釈したB2H6/H2を用いて、pチャネルTFT
のイオンドープを行い、低ドーズの5×1011/cm2
から高ドーズ状態である1×1015/cm2に切り替え
る。
H2で希釈したB2H6/H2を用いて、pチャネルTFT
のイオンドープを行い、低ドーズの5×1011/cm2
から高ドーズ状態である1×1015/cm2に切り替え
る。
【0026】次に、第2制御ユニットを閉じ、開口列を
1列としてドーパントガスB2H6/H2を濃度10%と
し、流量が200ccとなるようにイオン生成室101
に導入し、100Wの高周波電力を供給し、ドーパント
ガスプラズマを発生させる。
1列としてドーパントガスB2H6/H2を濃度10%と
し、流量が200ccとなるようにイオン生成室101
に導入し、100Wの高周波電力を供給し、ドーパント
ガスプラズマを発生させる。
【0027】このプラズマ放電にて生成されたイオン
を、第1制御ユニットの開口を通過させ、引出電圧1k
V、加速電圧59kV、抑制電圧3kVを印加して引出
し、イオンビームを形成する。
を、第1制御ユニットの開口を通過させ、引出電圧1k
V、加速電圧59kV、抑制電圧3kVを印加して引出
し、イオンビームを形成する。
【0028】これにより、ビーム電流5μA/cm、ド
ーパント比率10%、中性子化粒子比率50%で1μA
/cmのドーパントビームが得られる。この条件のもと
で基板を速度250mm/secで移動させてイオンを
注入し、面内のビーム均一性を5%として、5×1011
/cm2のイオンを注入するのに4.5秒を要した。
ーパント比率10%、中性子化粒子比率50%で1μA
/cmのドーパントビームが得られる。この条件のもと
で基板を速度250mm/secで移動させてイオンを
注入し、面内のビーム均一性を5%として、5×1011
/cm2のイオンを注入するのに4.5秒を要した。
【0029】次に、高ドーズに切り替えるため、第2制
御ユニットを開き、開口列を7列として、ドーパントガ
スを40%とし流量40ccmとなるように、イオン生
成室101に導入し、50Wの高周波電力を供給し、ド
ーパントガスプラズマを発生させる。このプラズマ放電
にて生成されたイオンを、各開口列を通過させ、引出電
圧1kV、加速電圧59kV、抑制電圧3kVを印加し
て引出し、イオンビームを形成する。
御ユニットを開き、開口列を7列として、ドーパントガ
スを40%とし流量40ccmとなるように、イオン生
成室101に導入し、50Wの高周波電力を供給し、ド
ーパントガスプラズマを発生させる。このプラズマ放電
にて生成されたイオンを、各開口列を通過させ、引出電
圧1kV、加速電圧59kV、抑制電圧3kVを印加し
て引出し、イオンビームを形成する。
【0030】これにより、ビーム電流600μA/c
m、ドーパント比率50%、中性子化比率50%で、6
00μA/cmのドーパントビームが得られる。この条
件のもとで基板を速度70mm/secで移動させてイ
オンを注入し、面内のビーム均一性を5%として、2×
1015/cm2のイオン注入するのにビーム照射時間を
30秒要した。
m、ドーパント比率50%、中性子化比率50%で、6
00μA/cmのドーパントビームが得られる。この条
件のもとで基板を速度70mm/secで移動させてイ
オンを注入し、面内のビーム均一性を5%として、2×
1015/cm2のイオン注入するのにビーム照射時間を
30秒要した。
【0031】また、低ドーズから高ドーズへのドーズ量
の切替えには、プラズマの安定化のため20分を要し
た。
の切替えには、プラズマの安定化のため20分を要し
た。
【0032】(条件2)ドーパントガスとしてPH3を
H2で希釈したPH3/H2を用いて、nチャネルTFT
のイオンドープを行い、低ドーズの1×1013/cm2
から高ドーズ状態である1×1015/cm2に切り替え
る。
H2で希釈したPH3/H2を用いて、nチャネルTFT
のイオンドープを行い、低ドーズの1×1013/cm2
から高ドーズ状態である1×1015/cm2に切り替え
る。
【0033】次に、第2制御ユニットを閉じ、開口列を
2列としてドーパントガスPH3/H2を濃度5%とし、
流量が20ccmとなるようにイオン生成室101に導
入し、400Wの高周波電力を供給し、ドーパントガス
プラズマを発生させる。
2列としてドーパントガスPH3/H2を濃度5%とし、
流量が20ccmとなるようにイオン生成室101に導
入し、400Wの高周波電力を供給し、ドーパントガス
プラズマを発生させる。
【0034】このプラズマ放電にて生成されたイオン
を、開口を通過させ、引出電圧1kV、加速電圧59k
V、抑制電圧3kVを印加して引出し、イオンビームを
形成する。
を、開口を通過させ、引出電圧1kV、加速電圧59k
V、抑制電圧3kVを印加して引出し、イオンビームを
形成する。
【0035】これにより、ビーム電流100μA/c
m、ドーパント比率30%、中性子化粒子比率20%で
38μA/cmのドーパントビームが得られる。この条
件のもとで基板を速度470mm/secで移動させて
イオンを注入し、面内のビーム均一性を5%として、1
×1013/cm2のイオン注入するのにビーム照射時間
を3.0秒要した。
m、ドーパント比率30%、中性子化粒子比率20%で
38μA/cmのドーパントビームが得られる。この条
件のもとで基板を速度470mm/secで移動させて
イオンを注入し、面内のビーム均一性を5%として、1
×1013/cm2のイオン注入するのにビーム照射時間
を3.0秒要した。
【0036】次に、高ドーズに切り替えるため、第2制
御ユニットを開き、開口列を3列として、ドーパントガ
スを20%とし流量40ccmとなるように、イオン生
成室101に導入し、400Wの高周波電力を供給し、
ドーパントガスプラズマを発生させる。このプラズマ放
電にて生成されたイオンを、開口を通過させ、引出電圧
1kV、加速電圧59kV、抑制電圧3kVを印加して
引出し、イオンビームを形成する。
御ユニットを開き、開口列を3列として、ドーパントガ
スを20%とし流量40ccmとなるように、イオン生
成室101に導入し、400Wの高周波電力を供給し、
ドーパントガスプラズマを発生させる。このプラズマ放
電にて生成されたイオンを、開口を通過させ、引出電圧
1kV、加速電圧59kV、抑制電圧3kVを印加して
引出し、イオンビームを形成する。
【0037】これにより、ビーム電流1000μA/c
m、ドーパント比率50%、中性子化比率30%で、7
15μA/cmのドーパントビームが得られる。この条
件のもとで基板を速度180mm/secで移動させて
イオンを注入し、面内のビーム均一性は5%で、1×1
015/cm2のイオン注入にビーム照射時間を12秒要
した。
m、ドーパント比率50%、中性子化比率30%で、7
15μA/cmのドーパントビームが得られる。この条
件のもとで基板を速度180mm/secで移動させて
イオンを注入し、面内のビーム均一性は5%で、1×1
015/cm2のイオン注入にビーム照射時間を12秒要
した。
【0038】また、低ドーズから高ドーズへのドーズ量
の切替えには、プラズマの安定化のため20分を要し
た。
の切替えには、プラズマの安定化のため20分を要し
た。
【0039】さらに、上述のドーズ量の切替えは、いず
れも低ドーズから高ドーズであったが、高ドーズから低
ドーズへの切替えを行った場合、イオン生成室101内
を安定化させるため、イオン生成室101内に希釈ガス
であるH2を導入してプラズマ放電を発生させ、希釈ガ
スによるクリーニングを行う必要があり、30分を要し
た。
れも低ドーズから高ドーズであったが、高ドーズから低
ドーズへの切替えを行った場合、イオン生成室101内
を安定化させるため、イオン生成室101内に希釈ガス
であるH2を導入してプラズマ放電を発生させ、希釈ガ
スによるクリーニングを行う必要があり、30分を要し
た。
【0040】以上のように、本実施例では、ドーズ量の
切替えを制御ユニットに形成する開口の開口列数と、ド
ーパントガス濃度と、基板移動速度で制御するため、つ
まり、ドーパントイオンビーム量で制御するため、広範
囲のドーズ量範囲に対応させることが可能となる。
切替えを制御ユニットに形成する開口の開口列数と、ド
ーパントガス濃度と、基板移動速度で制御するため、つ
まり、ドーパントイオンビーム量で制御するため、広範
囲のドーズ量範囲に対応させることが可能となる。
【0041】また、制御ユニットに形成された開口の開
口率を、開口列の中央部と両端部とで異ならせること
で、望ましくは両端部において5%大きく開口すること
で、端の部分でもほぼ同量のイオンが通過でき、制御ユ
ニットの長軸方向で均一なイオンビームが得られる。
口率を、開口列の中央部と両端部とで異ならせること
で、望ましくは両端部において5%大きく開口すること
で、端の部分でもほぼ同量のイオンが通過でき、制御ユ
ニットの長軸方向で均一なイオンビームが得られる。
【0042】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、本
発明によれば、少なくとも二つのドーズ量制御範囲を持
つことができるため、1台の装置にて複数工程の処理が
可能となり、これによって、投資設備の生産性を先行技
術と比較して格段に向上させることができる。
発明によれば、少なくとも二つのドーズ量制御範囲を持
つことができるため、1台の装置にて複数工程の処理が
可能となり、これによって、投資設備の生産性を先行技
術と比較して格段に向上させることができる。
【図1】本発明に係るイオンドーピング装置の一実施形
態を、その主要部を縦断面で示した概略構成図。
態を、その主要部を縦断面で示した概略構成図。
【図2】図1に示したイオンドーピング装置を構成する
第1のイオンビーム電流制御ユニットの構成を示す平面
図及びA−A矢視縦面図。
第1のイオンビーム電流制御ユニットの構成を示す平面
図及びA−A矢視縦面図。
【図3】図1に示したイオンドーピング装置を構成する
第2のイオンビーム電流制御ユニットの構成を示す平面
図及びB−B矢視縦面図。
第2のイオンビーム電流制御ユニットの構成を示す平面
図及びB−B矢視縦面図。
101 イオン生成室 102 高周波電源 103 ガス導入口 104 第1のイオンビーム電流制御ユニット(第1制
御ユニット) 105 第1のイオンビーム電流制御ユニット(第2制
御ユニット) 106 引出電極 107 抑制電極 108 グランド電極 109 イオンドーピング室 110 基板(被イオンドーピング材) 111 イオンビーム 112 基板搬送機構 113 流量制御部 114 ドーパントガス 115 流量制御部 116 希釈ガス
御ユニット) 105 第1のイオンビーム電流制御ユニット(第2制
御ユニット) 106 引出電極 107 抑制電極 108 グランド電極 109 イオンドーピング室 110 基板(被イオンドーピング材) 111 イオンビーム 112 基板搬送機構 113 流量制御部 114 ドーパントガス 115 流量制御部 116 希釈ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01J 37/08 H01J 37/08 H01L 21/265 H01L 21/265 F
Claims (8)
- 【請求項1】イオンを生成するイオン生成室と、 前記イオン生成室で生成された前記イオンを被ドーピン
グ材に注入するイオンドーピング室と、 前記イオン生成室と前記イオンドーピング室との間に設
けられ、前記イオン生成室で生成された前記イオンを引
き出し、引き出されたイオンを加速するイオン引出、加
速手段と、 前記イオン引出、加速手段の前記イオン生成室室側に設
けられ、2列以上の開口列を有する第1のイオンビーム
電流制御ユニットと、 前記第1のイオンビーム電流制御ユニットの少なくとも
一つの開口列を遮蔽可能とする第2のイオンビーム電流
制御ユニットと、 を備えたイオンドーピング装置。 - 【請求項2】前記第1のイオンビーム電流制御ユニット
は、前記イオンドーピング室との対向面が縦長の形状を
有し、その長軸に沿って前記開口列が形成されると共
に、前記開口列が短軸方向に2列以上形成された請求項
1に記載のイオンドーピング装置。 - 【請求項3】前記イオン生成室は、前記第1及び第2の
イオンビーム電流制御ユニットの長軸方向に略等間隔で
離隔配置された3個のコイルを有する高周波電源を備
え、前記第1のイオンビーム電流制御ユニットの開口列
のうち、両端部の開口の開口率を中央部の開口の開口率
よりも4〜10%高くした請求項1に記載のイオンドー
ピング装置。 - 【請求項4】前記第2のイオンビーム電流制御ユニット
は、前記第1のイオンビーム電流制御ユニットの開口列
数を複数段に切り替える請求項1に記載のイオンドーピ
ング装置。 - 【請求項5】前記イオン生成室に導入するガス濃度を2
種類以上に切り替える手段を有する請求項1に記載のイ
オンドーピング装置。 - 【請求項6】前記イオンドーピング室は、前記イオンが
注入される被ドーピング材を搬送する搬送手段を備えた
請求項1に記載のイオンドーピング装置。 - 【請求項7】前記搬送手段は前記被ドーピング材を前記
開口列の列方向と直交する方向に搬送する請求項6に記
載のイオンドーピング装置。 - 【請求項8】前記第1のイオンビーム電流制御ユニット
の開口列の各開口は略一直線上に配置されてなる請求項
1に記載のイオンドーピング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000154751A JP2001332207A (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | イオンドーピング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000154751A JP2001332207A (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | イオンドーピング装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001332207A true JP2001332207A (ja) | 2001-11-30 |
Family
ID=18659799
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000154751A Pending JP2001332207A (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | イオンドーピング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001332207A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008300263A (ja) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Ihi Corp | イオン注入装置 |
KR20110065376A (ko) * | 2009-12-07 | 2011-06-15 | 가부시키가이샤 에스이엔 | 반도체장치의 제조방법 |
JP2012049286A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Sen Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
2000
- 2000-05-25 JP JP2000154751A patent/JP2001332207A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008300263A (ja) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Ihi Corp | イオン注入装置 |
JP4491797B2 (ja) * | 2007-06-01 | 2010-06-30 | 株式会社Ihi | イオン注入装置 |
KR20110065376A (ko) * | 2009-12-07 | 2011-06-15 | 가부시키가이샤 에스이엔 | 반도체장치의 제조방법 |
JP2011119606A (ja) * | 2009-12-07 | 2011-06-16 | Sen Corp | 半導体装置の製造方法 |
KR101704041B1 (ko) | 2009-12-07 | 2017-02-07 | 스미도모쥬기가이 이온 테크놀로지 가부시키가이샤 | 반도체장치의 제조방법 |
JP2012049286A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Sen Corp | 半導体装置の製造方法 |
US9023720B2 (en) | 2010-08-26 | 2015-05-05 | Sen Corporation | Manufacturing method of semiconductor device |
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