JPH0357152A - Ion implantation device - Google Patents
Ion implantation deviceInfo
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- JPH0357152A JPH0357152A JP1195010A JP19501089A JPH0357152A JP H0357152 A JPH0357152 A JP H0357152A JP 1195010 A JP1195010 A JP 1195010A JP 19501089 A JP19501089 A JP 19501089A JP H0357152 A JPH0357152 A JP H0357152A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置の製造に用いられるイオン注入装置
に関する．
〔従来の技術〕
従来、この種のイオン注入装置は、ウエーハ全面に不純
物を注入する構造となっており、ウェーハ表面に直接レ
ジストマスク又はアルミマスクを形成して、不純物を注
入したい部分に不純物の注入を行っていた．
すなわち、第４図（ａ）に示すように、半導体基板ＩＡ
上にアルミ１４を蒸着したのちレジスト１５を形成しパ
ターニングする。次に第４図（ｂ）に示すように、この
レジストｌ５をマスクとしてアルミ１４をエッチングす
る。次でこのアルミ１４をマスクとし不純物イオンを注
入し不純物１１３を形或する。次で第４図（ｃ）に示す
ように、アルミ１４を除去し不純物層１３の形成を完了
する．
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来のイオン注入方法では、イオンを注入した
い部分を形成する為に、ウェーハ表面にフォトレジスト
やアルミなどを写真蝕刻法によりパターンニングしマス
クを形成していた。そのためレジストマスクの場合は、
レジストによるパターン形或及び注入後のレジスト除去
の工程が必要であり、レジストマスク形成の為の工数と
経費を必要とする欠点がある。また、アルミマスクの場
合は、レジストマスクの場合の他に、さらにアルミ蒸着
，アルミエッチング及びアルミ除去の工程を必要とし、
レジストマスクの場合よりもさらに工数と経費を必要と
する欠点がある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an ion implantation device used for manufacturing semiconductor devices. [Prior Art] Conventionally, this type of ion implantation equipment has a structure in which impurities are implanted into the entire surface of a wafer, and a resist mask or an aluminum mask is formed directly on the wafer surface to inject impurities into the area where the impurities are to be implanted. I was doing an injection. That is, as shown in FIG. 4(a), the semiconductor substrate IA
After aluminum 14 is vapor-deposited thereon, a resist 15 is formed and patterned. Next, as shown in FIG. 4(b), the aluminum 14 is etched using the resist 15 as a mask. Next, using this aluminum 14 as a mask, impurity ions are implanted to form impurity 113. Next, as shown in FIG. 4(c), the aluminum 14 is removed to complete the formation of the impurity layer 13. [Problems to be Solved by the Invention] In the conventional ion implantation method described above, in order to form the part into which ions are to be implanted, a mask is formed by patterning photoresist, aluminum, etc. on the wafer surface by photolithography. Ta. Therefore, in the case of a resist mask,
A process of forming a pattern using a resist and removing the resist after implantation is required, and there is a drawback that it requires a lot of man-hours and expense for forming a resist mask. In addition, in the case of an aluminum mask, in addition to the case of a resist mask, additional steps of aluminum evaporation, aluminum etching, and aluminum removal are required.
This method has the disadvantage that it requires more man-hours and costs than a resist mask.
本発明の目的は、写真蝕刻法を必要とすることなく、マ
スクを用いたイオン注入により不純物層が形戒できるイ
オン注入装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ion implantation apparatus that can form an impurity layer by ion implantation using a mask without requiring photolithography.
本発明のイオン注入装置は、試料室に設けられウェーハ
を保持するウェーハステージと、該ウエーハステージの
上面方向にマスクを保持しかつマスクを前記ウェーハに
重ね合せるためのアライナーと、重ね合わされた前記マ
スクとウェーハ上のアライメント用パターンを走査する
ためのレーザ光を発生させるレーザ発振器と、前記アラ
イメント用パターンからの反射レーザ光を検出する信号
検出器と、前記信号検出器からの信号を入力しマスクと
ウェーハ上のアライメント用パターンのずれを検出する
と共にこのずれ量の補正信号を出力して前記アライナー
を制御するアライナー制御部とを含んで構成される。The ion implantation apparatus of the present invention includes: a wafer stage provided in a sample chamber to hold a wafer; an aligner for holding a mask in the upper direction of the wafer stage and overlapping the mask on the wafer; and an aligner for overlapping the mask on the wafer. a laser oscillator that generates laser light for scanning the alignment pattern on the wafer; a signal detector that detects the reflected laser light from the alignment pattern; and a mask that inputs the signal from the signal detector. The aligner controller includes an aligner control section that detects a shift in an alignment pattern on a wafer and outputs a correction signal for the amount of shift to control the aligner.
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は本発明の一実施例の模式断面図、第２図（ａ）
〜（Ｃ）はアライメント用パターンを説明するためのマ
スクとウェーハの平面図及び重ね合わされたアライメン
ト用パターンの拡大図である．
イオン注入装置の試料室２には、ウエーハ１を保持する
ウエーハステージ３と、予備排気室６からゲートバルブ
７を介して入れられるマスク５を保持し、かつウェーハ
１に重ね合わせるアライナー４が設けられている。また
、イオンビーム源方向には、重ね合わされたマスク５と
ウェーハ１上に形成されたアライメント用パターン１０
．１１を走査するためのレーザ光ｌ６を発生させるレー
ザ発振器１２が設けられている．更に、アライメント用
パターン１０．１１からの反射レーザ光を検出する受光
素子等からなる信号検出器９と、この信号検出器９から
の信号を入力し、あらかじめ入力しておいた基準値と比
較しマスクとウェーハ上のアライメント用パターンのず
れを検出すると共に、このずれ量の補正信号を送出しア
ライナー４を制御するマイクロコンピュータ等からなる
アライナー制御部２０とが設けられている．以下その動
作について説明する．
ウエーハ１は従来と同様に、軸により回転するウエーハ
ステージ３にセットされる．予備排気室６を介して導入
されたマスク５は、アライナー４にまりウェーハ１上に
重ね合わされる．このマスク５及びウェーハ１上にはそ
れぞれ第２図（ａ），（ｂ）に示したように、アライメ
ント用マスクパターン１０及びアライメント用ウェーハ
パターン１１が形成されており、これらのアライメント
用のマスクパターン１０及びウエーハパターン１１は、
第２図（ｃ）に示したように重ね合わされる．そしてレ
ーザ発振器１２から発生したレーザ光１６は、このアラ
イメント用パターン上を走査する．
各アライメント用パターン１０．１１より反射したレー
ザ光は対物レンズ８を通って信号検出器９により検出さ
れ、この信号はアライナー制御部２０に送出される．ア
ライナー制御部２０はメモリー，比較回路．演算回路等
から構或されており、信号検出器９からの信号によりア
ライメント用マスクパターン１０とアライメント用ウェ
ーハパターン１１のずれ量を検出すると共に、その補正
信号をアライナー４に送出する．バルスモー夕等の駆動
機構を有するアライナー４は、この補正信号によりマス
ク５の位置を補正し、マスク５をウエーハｌに精度良く
重ね合わせる。FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of the present invention, and FIG. 2(a)
~(C) is a plan view of a mask and a wafer and an enlarged view of the overlapped alignment pattern for explaining the alignment pattern. A sample chamber 2 of the ion implantation apparatus is provided with a wafer stage 3 that holds a wafer 1 and an aligner 4 that holds a mask 5 that is inserted from a preliminary exhaust chamber 6 through a gate valve 7 and that is placed over the wafer 1. ing. In addition, in the direction of the ion beam source, an overlapping mask 5 and an alignment pattern 10 formed on the wafer 1 are shown.
．． A laser oscillator 12 is provided to generate a laser beam l6 for scanning 11. Furthermore, a signal detector 9 consisting of a light receiving element etc. that detects the reflected laser beam from the alignment pattern 10.11 is inputted, and the signal from this signal detector 9 is inputted and compared with a reference value inputted in advance. An aligner control unit 20 is provided, which includes a microcomputer or the like, which detects a deviation between the alignment pattern on the mask and the wafer, and sends out a correction signal for the amount of deviation to control the aligner 4. The operation will be explained below. As in the conventional case, the wafer 1 is set on a wafer stage 3 that rotates around a shaft. The mask 5 introduced through the preliminary evacuation chamber 6 is placed in the aligner 4 and superimposed on the wafer 1. As shown in FIGS. 2(a) and 2(b), an alignment mask pattern 10 and an alignment wafer pattern 11 are formed on the mask 5 and the wafer 1, respectively. 10 and wafer pattern 11 are
They are superimposed as shown in Figure 2(c). The laser beam 16 generated from the laser oscillator 12 scans this alignment pattern. The laser light reflected from each alignment pattern 10.11 passes through the objective lens 8 and is detected by the signal detector 9, and this signal is sent to the aligner control section 20. The aligner control unit 20 includes a memory and a comparison circuit. It is composed of an arithmetic circuit, etc., and detects the amount of deviation between the alignment mask pattern 10 and the alignment wafer pattern 11 based on the signal from the signal detector 9, and sends the correction signal to the aligner 4. The aligner 4, which has a drive mechanism such as a balsmotor, corrects the position of the mask 5 using this correction signal, and overlays the mask 5 on the wafer 1 with high precision.
このようにウェーハ１上にマスク５が精度良く重ね合わ
された時点で、ウェーハ１に不純物イオンが注入される
。すなわち、第３図に示すように、半導体基板ＩＡ上に
マスク５を重ねイオン注入するという１工程のみで不純
物層Ｊ３を形成することができる．従って第４図に示し
た従来の方法に比べ、不純物層形或の工数及び経費を大
幅に少くすることができる。When the mask 5 is accurately superimposed on the wafer 1 in this way, impurity ions are implanted into the wafer 1. That is, as shown in FIG. 3, the impurity layer J3 can be formed by only one step of placing the mask 5 on the semiconductor substrate IA and implanting ions. Therefore, compared to the conventional method shown in FIG. 4, the number of man-hours and costs required for forming an impurity layer can be significantly reduced.
以上説明したように本発明は、・ｆオン注入装置の試料
室Ｃ：マスクを保持してウエ・−ハに重ね合わせるため
のアライナーを設け、レーデ光によりマスクとウェーハ
のアライメント用パターンを走査させ、その反射光によ
りアライメント用パターンのずれ量を検出し、アライナ
ーにずれ量を補正させる制御部を設けることにより、各
ウェーハの表面にレジストマスク、又はアルミマスクを
形或しないで直接不純物イオンが注入できるため、ウェ
ーハ上のマスク形成の為のアルミスバッタ工程，フォト
レジスト工程，レジスト除去工程，アルミ全面除去工程
等を省略でき，半導体装置の製造の工期短縮及び経費削
減ができるという効果がある．As explained above, the present invention includes: Sample chamber C of the f-on implantation device: An aligner is provided for holding the mask and overlapping it on the wafer, and an alignment pattern between the mask and the wafer is scanned by radar light. By installing a control unit that detects the amount of deviation of the alignment pattern using the reflected light and causes the aligner to correct the amount of deviation, impurity ions can be directly implanted onto the surface of each wafer without using a resist mask or aluminum mask. Therefore, it is possible to omit the aluminum battering process, photoresist process, resist removal process, aluminum entire surface removal process, etc. for mask formation on the wafer, which has the effect of shortening the manufacturing period and cost of semiconductor devices.
第１図は本発明の一実施例の模式断面図、第２図（ａ）
〜（Ｃ）はアライメント用パターンを説明するためのマ
スクとウエーハの平面図及び重ね合わされたアライメン
ト用パターンの拡大図、第３図は本発明の実施例による
イオン注入を説明するための半導体チップの断面図、第
４図（ａ）〜（ｃ）は従来のイオン注入方法を説明する
ための半導体チップの断面図である。
１・・・ウェーハ ２・・・試料室、３・・・ウエーハ
ステージ、４・・・アライナー、５・・・マスク、６・
・・予備排気室、７・・・ゲートバルブ、８・・・対物
レンズ、９・・・信号検出器、１０・・・アライメント
用マスクパターン、１１・・・アライメント用ウェーハ
パターン、１２・・・レーザ発振器、１３・・・不純物
層、１４・・・アルミ、
１
５・・・レジスト、
１
６・・・レーザ光、
２ ０・・・
アライナー制御部。FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of the present invention, and FIG. 2(a)
~(C) is a plan view of the mask and wafer and an enlarged view of the overlapped alignment pattern for explaining alignment patterns, and FIG. 3 is a diagram of a semiconductor chip for explaining ion implantation according to an embodiment of the present invention. 4A to 4C are cross-sectional views of a semiconductor chip for explaining a conventional ion implantation method. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Wafer 2... Sample chamber, 3... Wafer stage, 4... Aligner, 5... Mask, 6...
... Preliminary exhaust chamber, 7... Gate valve, 8... Objective lens, 9... Signal detector, 10... Mask pattern for alignment, 11... Wafer pattern for alignment, 12... Laser oscillator, 13... Impurity layer, 14... Aluminum, 1 5... Resist, 16... Laser light, 20... Aligner control unit.
Claims (1)
と、該ウェーハステージの上面方向にマスクを保持しか
つマスクを前記ウェーハに重ね合せるためのアライナー
と、重ね合わされた前記マスクとウェーハ上のアライメ
ント用パターンを走査するためのレーザ光を発生させる
レーザ発振器と、前記アライメント用パターンからの反
射レーザ光を検出する信号検出器と、前記信号検出器か
らの信号を入力しマスクとウェーハ上のアライメント用
パターンのずれを検出すると共にこのずれ量の補正信号
を出力して前記アライナーを制御するアライナー制御部
とを含むことを特徴とするイオン注入装置。A wafer stage provided in a sample chamber to hold a wafer, an aligner for holding a mask toward the upper surface of the wafer stage and superimposing the mask on the wafer, and an alignment pattern on the superimposed mask and wafer. A laser oscillator that generates laser light for scanning, a signal detector that detects the reflected laser light from the alignment pattern, and a signal detector that inputs the signal from the signal detector to detect the misalignment between the alignment pattern on the mask and wafer. An ion implantation apparatus comprising: an aligner control section that detects the amount of deviation and outputs a correction signal for the amount of deviation to control the aligner.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1195010A JPH0357152A (en) | 1989-07-26 | 1989-07-26 | Ion implantation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1195010A JPH0357152A (en) | 1989-07-26 | 1989-07-26 | Ion implantation device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0357152A true JPH0357152A (en) | 1991-03-12 |
Family
ID=16334035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1195010A Pending JPH0357152A (en) | 1989-07-26 | 1989-07-26 | Ion implantation device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0357152A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014060129A (en) * | 2012-09-19 | 2014-04-03 | Ulvac Japan Ltd | Ion irradiation device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5132353U (en) * | 1974-08-30 | 1976-03-09 | ||
| JPS53111280A (en) * | 1977-03-10 | 1978-09-28 | Canon Inc | Mask or wafer for production of semiconductor elements and device for aligning these |
-
1989
- 1989-07-26 JP JP1195010A patent/JPH0357152A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5132353U (en) * | 1974-08-30 | 1976-03-09 | ||
| JPS53111280A (en) * | 1977-03-10 | 1978-09-28 | Canon Inc | Mask or wafer for production of semiconductor elements and device for aligning these |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014060129A (en) * | 2012-09-19 | 2014-04-03 | Ulvac Japan Ltd | Ion irradiation device |
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