JP2780419B2 - 不純物の導入装置及びその導入方法 - Google Patents
不純物の導入装置及びその導入方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は固体の表面近傍に不純物を導入する装置及び
その導入方法に関するものであり、特に半導体装置製造
分野の不純物導入に関する。
その導入方法に関するものであり、特に半導体装置製造
分野の不純物導入に関する。
従来の技術 プラズマ発生装置を用いて不純物を導入する時には、
例えばアプライド フィジクス レターズ,vol53、pp20
59、1988に記載のごとく第３図に示した装置を用いる。
以下に第３図を参照しながら説明する。この図面はECR
タイプのイオンソースを用い必要に応じてRF等の高周波
を印加しうる構造の装置である。チェンバーは大きく分
けて、ECRイオンソース２と反応チェンバー４に分かれ
る。これらのチェンバー内壁６は高真空を維持するに足
る機械的強度を有する金属材料で構成される事が一般的
である。これらのチェンバー内雰囲気はターボ分子ポン
プ８等の真空ポンプを用いて高真空に保たれる。この例
では5X10-7torr以上の高真空である。不純物を導入する
対象の試料に例えばシリコンウエハー10を用いるならば
それに適した形のウエハーホルダー12を作成しウエハー
10を装着する。この場合ホルダー12は冷却材を使用する
事によってウエハー10を冷却（この場合は80℃以下）す
ることが出来る。高真空のチェンバーに所望のガスを導
入し、マイクロ波発生装置14からマイクロ波導波管16を
介して導かれたマイクロ波と、磁場によってプラズマ
（図示せず）を発生させる。このプラズマは自らのポテ
ンシャルと発散磁界によってウエハー10に到達する。更
に例えば均一性を向上させる等の他の目的がある場合に
は、ウエハーホルダー12に高周波電源20から高周波等
（直流バイアスでも可）を印加する事によりプラズマを
整える事が出来る。この様にして、適切な真空度、ガス
導入量、マイクロ波・高周波のパワーを維持した設定の
時間ウエハー10をプラズマに曝すとウエハー表面10aに
適切な量の不純物を導入する事が出来る。
例えばアプライド フィジクス レターズ,vol53、pp20
59、1988に記載のごとく第３図に示した装置を用いる。
以下に第３図を参照しながら説明する。この図面はECR
タイプのイオンソースを用い必要に応じてRF等の高周波
を印加しうる構造の装置である。チェンバーは大きく分
けて、ECRイオンソース２と反応チェンバー４に分かれ
る。これらのチェンバー内壁６は高真空を維持するに足
る機械的強度を有する金属材料で構成される事が一般的
である。これらのチェンバー内雰囲気はターボ分子ポン
プ８等の真空ポンプを用いて高真空に保たれる。この例
では5X10-7torr以上の高真空である。不純物を導入する
対象の試料に例えばシリコンウエハー10を用いるならば
それに適した形のウエハーホルダー12を作成しウエハー
10を装着する。この場合ホルダー12は冷却材を使用する
事によってウエハー10を冷却（この場合は80℃以下）す
ることが出来る。高真空のチェンバーに所望のガスを導
入し、マイクロ波発生装置14からマイクロ波導波管16を
介して導かれたマイクロ波と、磁場によってプラズマ
（図示せず）を発生させる。このプラズマは自らのポテ
ンシャルと発散磁界によってウエハー10に到達する。更
に例えば均一性を向上させる等の他の目的がある場合に
は、ウエハーホルダー12に高周波電源20から高周波等
（直流バイアスでも可）を印加する事によりプラズマを
整える事が出来る。この様にして、適切な真空度、ガス
導入量、マイクロ波・高周波のパワーを維持した設定の
時間ウエハー10をプラズマに曝すとウエハー表面10aに
適切な量の不純物を導入する事が出来る。
発明が解決しようとする課題 先に従来例で示した方法を半導体製造に応用する場合
の問題点について説明する。半導体装置を作成する場合
に、不純物を導入する目的は、半導体表面の所望のキャ
リア濃度の領域を所望の部位に形成する事である。従っ
て目的とする特性のキャリアを得るためには、特定の不
純物のみを導入しなければならない。しかるに、従来例
で示した装置を用いると主に２つの点で問題が発生す
る。１つは、チェンバー構成材料の混入である。第３図
より明かな様に、発生するプラズマに対してウエハー10
と同様に反応チェンボー４の内壁も同電位となる。従っ
て、チェンバーの機械材料はプラズマのポテンシャルに
よってイオンの照射を受け続ける事になる。通常チェン
バー（即ちグランド）に対してプラズマは数10〜数100e
Vのポテンシャルを有していてこのエネルギーに従って
チェンバーがイオンの照射を受ける。このエネルギー範
囲はスパッタリングが優勢に生じる領域であるため、チ
ェンバーの構成材料がスパッタリングされプラズマ内に
混入する。この混入した不必要なイオンが所望のイオン
と混じってウエハー10に導入される。真空チェンバーは
通常重金属で構成されているから、ウエハーに重金属が
導入される事になる。シリコン半導体の場合、重金属は
キャリアの再結合中心として働くから与える悪影響は甚
大である。２つめは、他導電性キャリアの混入である。
前述したエネルギーのプラズマはデポジションをも引き
起こす。シリコンにボロンを導入しようとした場合、ボ
ロンを含むガスを用いてプラズマを発生するとチェンバ
ー内壁６に金属ボロンが堆積する。この堆積した金属ボ
ロンは前述したスパッタリングの対象となるので、金属
材料と同様に再混入する。このため、同一チェンバーで
多種類の不純物を用いると他の不必要な不純物を同時に
導入してしまい、又この量は制御しにくいので種類の異
なる不純物が互いに相殺して、所望のキャリア濃度が得
られなくなる。
の問題点について説明する。半導体装置を作成する場合
に、不純物を導入する目的は、半導体表面の所望のキャ
リア濃度の領域を所望の部位に形成する事である。従っ
て目的とする特性のキャリアを得るためには、特定の不
純物のみを導入しなければならない。しかるに、従来例
で示した装置を用いると主に２つの点で問題が発生す
る。１つは、チェンバー構成材料の混入である。第３図
より明かな様に、発生するプラズマに対してウエハー10
と同様に反応チェンボー４の内壁も同電位となる。従っ
て、チェンバーの機械材料はプラズマのポテンシャルに
よってイオンの照射を受け続ける事になる。通常チェン
バー（即ちグランド）に対してプラズマは数10〜数100e
Vのポテンシャルを有していてこのエネルギーに従って
チェンバーがイオンの照射を受ける。このエネルギー範
囲はスパッタリングが優勢に生じる領域であるため、チ
ェンバーの構成材料がスパッタリングされプラズマ内に
混入する。この混入した不必要なイオンが所望のイオン
と混じってウエハー10に導入される。真空チェンバーは
通常重金属で構成されているから、ウエハーに重金属が
導入される事になる。シリコン半導体の場合、重金属は
キャリアの再結合中心として働くから与える悪影響は甚
大である。２つめは、他導電性キャリアの混入である。
前述したエネルギーのプラズマはデポジションをも引き
起こす。シリコンにボロンを導入しようとした場合、ボ
ロンを含むガスを用いてプラズマを発生するとチェンバ
ー内壁６に金属ボロンが堆積する。この堆積した金属ボ
ロンは前述したスパッタリングの対象となるので、金属
材料と同様に再混入する。このため、同一チェンバーで
多種類の不純物を用いると他の不必要な不純物を同時に
導入してしまい、又この量は制御しにくいので種類の異
なる不純物が互いに相殺して、所望のキャリア濃度が得
られなくなる。
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされ、プラズマ反
応チェンバー内壁から好ましくない材料を排除すること
により、汚染をなくすと共に不純物導入を正確に行うこ
とができる不純物の導入装置及びその導入方法を提供す
ることを目的とする。
応チェンバー内壁から好ましくない材料を排除すること
により、汚染をなくすと共に不純物導入を正確に行うこ
とができる不純物の導入装置及びその導入方法を提供す
ることを目的とする。
課題を解決するための手段 上記の目的を達成するために本発明の不純物導入装置
は、プラズマを用いて試料に複数の異なる不純物を導入
する不純物の導入装置であって、所望の不純物元素、分
子毎に専用の複数の真空槽を具備する構成となってい。
そして、好ましくは、真空槽の内壁を機能材料薄膜で被
覆するものである。ここで、機能性材とは、スパッタリ
ングの収率が低い材料またはスパッタされて試料に混入
しても電気的に問題を引き起こさない材料のことであ
る。
は、プラズマを用いて試料に複数の異なる不純物を導入
する不純物の導入装置であって、所望の不純物元素、分
子毎に専用の複数の真空槽を具備する構成となってい。
そして、好ましくは、真空槽の内壁を機能材料薄膜で被
覆するものである。ここで、機能性材とは、スパッタリ
ングの収率が低い材料またはスパッタされて試料に混入
しても電気的に問題を引き起こさない材料のことであ
る。
作用 本発明は上述の構成により、任意の不純物を制御性良
く、固体表面に導入する事が可能となる。又、特に半導
体装置製造に本発明のようなプラズマドーピングを用い
る際には電気的に悪影響を及ぼす不必要な不純物を除去
し得るので、極めて高性能の半導体装置を作製する事が
できる。
く、固体表面に導入する事が可能となる。又、特に半導
体装置製造に本発明のようなプラズマドーピングを用い
る際には電気的に悪影響を及ぼす不必要な不純物を除去
し得るので、極めて高性能の半導体装置を作製する事が
できる。
実施例 （実施例１） 以下に第１図を参照しながら、本発明の１実施例につ
いて説明する。第１図は本発明の主旨から明らかな様
に、基本的な構造は従来例で示したものと同一である。
この図面はECRタイプのイオンソースを用い必要に応じ
てRF等の高周波を印加しうる構造の装置である。チェン
バーは大きく分けて、ECRイオンソース２と反応チェン
バー４に分かれる。これらのチェンバー内壁６は高真空
を維持するに足る機械的強度を有する金属材料で構成さ
れる事が一般的である。このチェンバーの内壁６に、Si
又はＯを含んだ物質またはガスを導入してプラズマを発
生させ、いわゆるプラズマCVD法を用いてSIまたはシリ
コン酸化物薄膜を被覆させ、それを機能性材料22として
用いる。本実施例では高純度のシリコンを用いている。
これらのチェンバー内雰囲気はターボ分子ポンプ８等の
真空ポンプを用いて高真空に保たれる。この例では5X10
-7torr以上の高真空である。不純物を導入する対象の試
料に例えばシリコンウエハー10を用いるならばそれに適
した形のウエハーホルダー12を作成しウエハー10を装着
する。この場合ホルダー12は冷却材を使用する事によっ
てウエハー10を冷却（この場合は80℃以下）することが
出来る。この例では前記ウエハーホルダー12やウエハー
ホルダーを支えるロッド24等の金属材料の表面をも高純
度のシリコンで被覆した。高真空のチェンバー所望のガ
スを導入し、マイクロ波発生装置14からマイクロ波導波
管16を介して導かれたマイクロ波と、磁場によってプラ
ズマを発生させる。このプラズマは自らのポテンシャル
と発散磁界によってウエハー10に到達する。更に均一性
を向上させるために、ウエハーホルダー12に高周波電源
20から高周波等を印可する事によりプラズマを整えた。
この様にして、本実施例では反応用に用いる真空チェン
バーの内壁を機能性材料で被覆しておく事によって、ウ
エハー表面10aに必要な不純物だけを汚染を伴うことな
く正確に導入する事ができる。
いて説明する。第１図は本発明の主旨から明らかな様
に、基本的な構造は従来例で示したものと同一である。
この図面はECRタイプのイオンソースを用い必要に応じ
てRF等の高周波を印加しうる構造の装置である。チェン
バーは大きく分けて、ECRイオンソース２と反応チェン
バー４に分かれる。これらのチェンバー内壁６は高真空
を維持するに足る機械的強度を有する金属材料で構成さ
れる事が一般的である。このチェンバーの内壁６に、Si
又はＯを含んだ物質またはガスを導入してプラズマを発
生させ、いわゆるプラズマCVD法を用いてSIまたはシリ
コン酸化物薄膜を被覆させ、それを機能性材料22として
用いる。本実施例では高純度のシリコンを用いている。
これらのチェンバー内雰囲気はターボ分子ポンプ８等の
真空ポンプを用いて高真空に保たれる。この例では5X10
-7torr以上の高真空である。不純物を導入する対象の試
料に例えばシリコンウエハー10を用いるならばそれに適
した形のウエハーホルダー12を作成しウエハー10を装着
する。この場合ホルダー12は冷却材を使用する事によっ
てウエハー10を冷却（この場合は80℃以下）することが
出来る。この例では前記ウエハーホルダー12やウエハー
ホルダーを支えるロッド24等の金属材料の表面をも高純
度のシリコンで被覆した。高真空のチェンバー所望のガ
スを導入し、マイクロ波発生装置14からマイクロ波導波
管16を介して導かれたマイクロ波と、磁場によってプラ
ズマを発生させる。このプラズマは自らのポテンシャル
と発散磁界によってウエハー10に到達する。更に均一性
を向上させるために、ウエハーホルダー12に高周波電源
20から高周波等を印可する事によりプラズマを整えた。
この様にして、本実施例では反応用に用いる真空チェン
バーの内壁を機能性材料で被覆しておく事によって、ウ
エハー表面10aに必要な不純物だけを汚染を伴うことな
く正確に導入する事ができる。
（実施例２） 第２図を用いて本発明の第２の実施例について説明す
る。本実施例は異なる種類の不純物が混合しない様に、
即ち他の不純物を導入した際に付随してチェンバー壁に
付着もしくは堆積した物質が本来の不純物を導入する際
に混入する事を防ぐため、チェンバーを専用化して必要
な不純物の数だけ不純物の導入装置にチェンバーを設け
る。従って、基本的には第１の実施例で述べたチェンバ
ーを組み合わせ用いる。このため、個々の不純物導入プ
ロセスは本発明の第１の実施例で記述したものと全く同
様である。多くの種類の不純物を連続して導入する場合
には、チェンバー間に真空搬送系26を設け、所謂マルチ
チェンバーの形式を採れば良い。
る。本実施例は異なる種類の不純物が混合しない様に、
即ち他の不純物を導入した際に付随してチェンバー壁に
付着もしくは堆積した物質が本来の不純物を導入する際
に混入する事を防ぐため、チェンバーを専用化して必要
な不純物の数だけ不純物の導入装置にチェンバーを設け
る。従って、基本的には第１の実施例で述べたチェンバ
ーを組み合わせ用いる。このため、個々の不純物導入プ
ロセスは本発明の第１の実施例で記述したものと全く同
様である。多くの種類の不純物を連続して導入する場合
には、チェンバー間に真空搬送系26を設け、所謂マルチ
チェンバーの形式を採れば良い。
なお、実施例1,2では、真空槽内にSi又はＯを含んだ
物質またはガスを導入してプラズマを発生させ、いわゆ
るプラズマCVD法を用いて形成したSiまたはシリコン酸
化物薄膜を真空槽内壁被覆機能材料として用いている
が、あらかじめプラズマ溶射によって形成した機能材料
薄膜を内壁に具備した真空槽を用いるか、またはあらか
じめ溶剤に混入させたシリコン酸化物微粉末を塗布する
方法で形成したシリコン酸化膜を内壁に具備した真空槽
を用いても同様の効果を有する。
物質またはガスを導入してプラズマを発生させ、いわゆ
るプラズマCVD法を用いて形成したSiまたはシリコン酸
化物薄膜を真空槽内壁被覆機能材料として用いている
が、あらかじめプラズマ溶射によって形成した機能材料
薄膜を内壁に具備した真空槽を用いるか、またはあらか
じめ溶剤に混入させたシリコン酸化物微粉末を塗布する
方法で形成したシリコン酸化膜を内壁に具備した真空槽
を用いても同様の効果を有する。
発明の効果 以上述べた様に本発明によれば、固体基板に不純物を
導入する際に不要の不純物の導入を完全に阻止できるた
め、希望通りの性能を持つ不純物層を形成する事が出来
る。特に、半導体に応用した場合には、所望の電気特性
を得られるため高性能の超LSIを製造する事が出来る。
導入する際に不要の不純物の導入を完全に阻止できるた
め、希望通りの性能を持つ不純物層を形成する事が出来
る。特に、半導体に応用した場合には、所望の電気特性
を得られるため高性能の超LSIを製造する事が出来る。
第１図は本発明の第１の実施例の装置構成概略図、第２
図は本発明の第２の実施例の装置構成概略図、第３図は
従来例の装置構成概略図である。 ２……ECRイオンソース、４……反応チェンバー、６…
…チェンバー内壁、８……ターボ分子ポンプ、10……ウ
エハー、12……ウエハーホルダー、14……マイクロ波発
生装置、16……マイクロ波導波管、20……高周波電源、
22……機能性材料、24……ロッド。
図は本発明の第２の実施例の装置構成概略図、第３図は
従来例の装置構成概略図である。 ２……ECRイオンソース、４……反応チェンバー、６…
…チェンバー内壁、８……ターボ分子ポンプ、10……ウ
エハー、12……ウエハーホルダー、14……マイクロ波発
生装置、16……マイクロ波導波管、20……高周波電源、
22……機能性材料、24……ロッド。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/265 H01J 37/317
Claims (4)
- 【請求項１】プラズマを用いて試料に複数の異なる不純
物を導入する不純物の導入装置であって、所望の不純物
元素、分子毎に専用の複数の真空槽を具備することを特
徴とする不純物の導入装置。 - 【請求項２】真空槽の内壁をスパッタリングの収率が低
い材料またはスパッタされて試料に混入しても電気的に
問題を引き起こさない機能材料薄膜で被覆したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の不純物の導入装
置。 - 【請求項３】真空槽の内壁をスパッタリングの収率が低
い材料またはスパッタされて試料に混入しても電気的に
問題を引き起こさない機能材料薄膜で被覆し、前記機能
材料薄膜が、真空槽内にSiまたはＯを含んだ物質または
ガスを導入してプラズマを発生させ、プラズマCVD法を
用いて形成されたSiまたはシリコン酸化物薄膜であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の不純物の
導入装置。 - 【請求項４】プラズマを用いて試料に複数の異なる不純
物を導入する不純物の導入方法であって、所望の不純物
元素、分子毎に専用に設けられた複数の真空槽内で各々
の不純物の導入を行うことを特徴とする不純物の導入方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2053428A JP2780419B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 不純物の導入装置及びその導入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2053428A JP2780419B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 不純物の導入装置及びその導入方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03255622A JPH03255622A (ja) | 1991-11-14 |
| JP2780419B2 true JP2780419B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=12942569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2053428A Expired - Lifetime JP2780419B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 不純物の導入装置及びその導入方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2780419B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7622725B2 (en) | 2005-03-30 | 2009-11-24 | Panaosnic Corporation | Impurity introducing apparatus and impurity introducing method |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2919254B2 (ja) * | 1993-11-22 | 1999-07-12 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法および形成装置 |
| JP3080867B2 (ja) * | 1995-09-25 | 2000-08-28 | 日本電気株式会社 | Ｓｏｉ基板の製造方法 |
| JP4790896B2 (ja) * | 2000-05-26 | 2011-10-12 | エーユー オプトロニクス コーポレイション | トップゲート型ｔｆｔを含むアクティブマトリックスデバイスの製造方法および製造装置 |
| WO2005020306A1 (ja) * | 2003-08-25 | 2005-03-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 不純物導入層の形成方法及び被処理物の洗浄方法並びに不純物導入装置及びデバイスの製造方法 |
| KR100757347B1 (ko) | 2006-08-30 | 2007-09-10 | 삼성전자주식회사 | 이온 주입 장치 |
| JPWO2008050596A1 (ja) * | 2006-10-25 | 2010-02-25 | パナソニック株式会社 | プラズマドーピング方法及びプラズマドーピング装置 |
| CN102405511B (zh) * | 2009-04-20 | 2014-06-11 | 应用材料公司 | 使用处理腔室壁上的硅涂层增强清除残余的氟自由基的方法 |
| US8461030B2 (en) * | 2009-11-17 | 2013-06-11 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Apparatus and method for controllably implanting workpieces |
| EP3843123A1 (fr) * | 2017-12-20 | 2021-06-30 | The Swatch Group Research and Development Ltd | Installation pour la mise en oeuvre d'un procédé d'implantation d'ions sur une surface d'un objet à traiter |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63279552A (ja) * | 1987-05-11 | 1988-11-16 | Nissin Electric Co Ltd | イオンビ−ム照射装置 |
| JPH01255140A (ja) * | 1988-04-05 | 1989-10-12 | Denki Kagaku Kogyo Kk | イオン源用アークチヤンバー |
-
1990
- 1990-03-05 JP JP2053428A patent/JP2780419B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7622725B2 (en) | 2005-03-30 | 2009-11-24 | Panaosnic Corporation | Impurity introducing apparatus and impurity introducing method |
| US7626184B2 (en) | 2005-03-30 | 2009-12-01 | Panasonic Corporation | Impurity introducing apparatus and impurity introducing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03255622A (ja) | 1991-11-14 |
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