JPH04130626A - 半導体素子製造装置 - 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】 ［概要〕 半導体素子製造装置に関し、 半導体素子の基板上に発生する電界を緩和し、絶縁膜の
損傷を防止する半導体素子製造装置を提供することを目
的とし、 半導体素子の基板を支持する基板支持手段によって支持
される半導体素子の基板に荷電粒子を照射する半導体素
子製造装置において、前記基板支持手段は少なくとも前
記基板に接する部分を導体で形成し、前記基板の表面、
および裏面の電位が同電位となるように該導体の電位を
制御する電位制御手段を設けるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、半導体素子製造装置に係り、詳しくは、例え
ば、ＬＳＩ等の製造の分野に用いて好適な、半導体素子
を製造する半導体素子製造装置に関する。

近年、半導体素子の高密度化、および高精細化に伴って
、半導体素子の製造においては、例えば、イオン、プラ
ズマ等の荷電粒子を照射することにより微細な加工を行
なうことのできる半導体装置製造装置が数多く開発され
ている。

これは、例えば、イオン注入により不純物ドーピング量
をコントロールする闇値電圧制御や、プラズマにより基
板となるウェハ上に薄膜を形成したりするために、ウェ
ハに荷電粒子を照射するものであり、このようなプロセ
スにおいては低温化、およびドライ化が進んでおり、ウ
ェハの帯電が起こり易い。

ウェハの帯電は素子の信転性に悪影響を与えるため、帯
電を防止することが必要となる。

〔従来の技術〕

従来のこの種の半導体素子製造装置としては、例えば、
第４図に示すようなものがある。

半導体素子製造装置は、大別して、半導体素子の基板で
あるウェハ１を支持する基板支持手段としてのウェハ支
持台２、およびクランパ３とから構成されている。

ウェハ１は、例えば、シリコンＳｉ等の結晶を薄く切断
して、酸化処理や拡散処理を行なったものであり、ウェ
ハ１上にＬＳＩ等の回路が焼き付けられる。

ウェハ支持台２は、ウェハ１を水平に保持するものであ
り、クランパ３によってウェハｌはウェハ支持台２上に
固定される。

以上の構成において、ウェハｌに、例えば、イオン注入
によるドーピング等を行なう場合、この工程は一般に、
ドーパン）１度分布の制御等のため低温化、およびドラ
イ化された状態で、ウェハ支持台２、およびクランパ３
によりしっかりと固定されたウェハ１の上方から荷電粒
子であるイオンを所定の加速エネルギーで照射し、イオ
ン注入を行なうものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の半導体素子製造装置に
あっては、低温化、およびドライ化された状態において
、ウェハｌ上に荷電粒子を照射するという構成となって
いたため、第５図に示すように、ウェハ１の表面の電位
と裏面の電位とが異なる電位となり、ウェハ１の表面の
絶縁膜に電界が生じ、酸化膜等の絶縁膜が照射損傷を受
けるという問題点があった。

これは、半導体素子の長期的な信幀性上、問題となる。

そこで本発明は、半導体素子の基板上に発生する電界を
緩和し、絶縁膜の損傷を防止する半導体素子製造装置を
提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による半導体素子製造装置は上記目的達成のため
、その原理図を第１図に示すように、半導体素子の基板
１を支持する基板支持手段２．３によって支持される半
導体素子の基板ｌに荷電粒子を照射する半導体素子製造
装置において、前記基板支持手段２，３は少な（とも前
記基板１に接する部分を導体で形成し、前記基板ｌの表
面、および裏面の電位が同電位となるように該導体の電
位を制御する電位制御手段４を設けるように構成してい
る。

〔作用〕

本発明では、電位制御手段によって導体の電位が制御さ
れ、導体に接する基板の表面、および裏面の電位が同電
位となるように制御される。

すなわち、半導体素子の基板上に発生する電界が緩和さ
れ、電界による絶縁膜の損傷が防止される。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第３図は本発明に係る半導体素子製造装置をイオン注入
装置に適用した一実施例を示す概略断面図である。

まず、構成を説明する。

第３図において、第１図に示した原理図に付された番号
と同一番号は同一部分を示す。

本実施例の半導体素子製造装置であるイオン注入装置は
、大別して、基板支持手段であるウェハ支持台２、およ
びクランパ３と、電位制御手段である抵抗４と、ターン
テーブル５とがら構成されている。

半導体素子の基板であるウェハ１を支持する基板支持手
段としてのウェハ支持台２、およびクランパ３と、電位
制御手段としての抵抗４と、ウェハ支持台２、およびク
ランパ３を配置するターンテーブル５とから構成されて
いる。

本実施例のウェハ支持台２は、金属製の導体で形成され
ており、半導体素子の基板であるウェハ１を水平に保持
した状態で、クランパ３によってウェハ支持台２上にし
っかりと固定している。

抵抗４は、その一端を導体であるウェハ支持台２に接続
し、他端をターンテーブル５を介して接地電位と接続し
ている。

なお、抵抗４の値は、ウェハ支持台２とターンテーブル
５との時定数τがイオンビームのパルス周期よりも十分
に小さな値となるように考慮して設定する。すなわち、
本実施例のイオンビームによるパルス幅は１　ｔａｓｅ
ｃであり、パルスの周期は６０ｍ５ｅｃであるので、ウ
ェハ支持台２とターンテーブル５との時定数τを、例え
ば、ｌＱｍｓｅｃとなるように抵抗４の値を設定する。

次に、作用を説明する。

まず、ターンテーブル４上のウェハ支持台２にクランパ
によってしっかりと固定されたウェハ１に対して、イオ
ン注入のためにイオンビームが照射されると、ウェハ支
持台２がターンテーブルを介して直接接地電位に接続さ
れているため、瞬間的にウェハ１の表面が高電位になり
、ウェハ１の表面の電位と裏面の電位との間に電位差が
生じる。

しかし、第５図に示した従来例と異なり、ウェハ支持台
２が抵抗４を介して接地電位と接続されているため、す
ぐにウェハｌの裏面は表面と同様に帯電し、ウェハ１の
表面と裏面との電位差が低減される。

したがって、ウェハ１上に発生する電界を緩和でき、絶
縁膜の損傷を防止できる。

また、本実施例のように、ウェハ支持台２とターンテー
ブル５との時定数τをイオンビームのパルス周期（６０
ｍｓｅｃ）よりも十分に小さな値である１０ｍ５ｅｃに
抵抗４の値を設定することにより、１つのパルスがウェ
ハ１を通過する間ではウェハ支持台２の電荷が放出され
ないので、ウェハ１の表面と裏面との間に電位差が生じ
ず、次のパルスが来るまでには放電されるため、電荷の
繰り返し蓄積を防止できる。

このように本実施例では、電位制御手段によってウェハ
支持台の電位を制御することにより半導体素子のウェハ
の表面、および裏面の電位を同電位となるように制御で
きる。

すなわち、半導体素子の基板上に発生する電界を緩和で
き、この電界による絶縁膜の損傷を防止できる。

したがって、半導体素子の信鱈性を長期にわたって保持
できる。

なお、上記実施例はイオン注入装置に適用した場合を例
にとって説明したが、これに限らず、荷電粒子を照射す
る工程を有する装置、例えば、プラズマ照射を行なう半
導体素子製造装置にも適用可能であるこというまでもな
い。

〔発明の効果〕

本発明では、電位制御手段により基板支持手段の導体の
電位を制御することにより、半導体素子の基板の表面、
および裏面の電位を同電位となるように制御できる。

したがって、半導体素子の基板上に発生する電界を緩和
でき、電界による絶縁膜の損傷を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明をイオン注入装置に適用した一実施例を
示す概略断面図、 第３図は第２図のウェハに電界が作用した場合の電荷の
分布を示す図、 第４図は従来例の構成を示す断面図、 第５図は第４図のウェハに電界が作用した場合の電荷の
分布を示す図である。 １・・・・・・ウェハ（基板）、 ２・・・・・・ウェハ支持台（基板支持手段）３・・・
・・・クランパ（基板支持手段）、４・・・・・・抵抗
（電位制御手段）、５・・・・・・ターンテーブル。 第 ■ 図 ４２図のウェハに電界が作用した場合の電荷の分布を示
す図第 図 従来例の構成を示す断面図 第４図のウェハに電界が作用した場合の電荷の分布を示
す図第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　半導体素子の基板を支持する基板支持手段によって支
   持される半導体素子の基板に荷電粒子を照射する半導体
   素子製造装置において、 前記基板支持手段は少なくとも前記基板に接する部分を
   導体で形成し、 前記基板の表面、および裏面の電位が同電位となるよう
   に該導体の電位を制御する電位制御手段を設けることを
   特徴とする半導体素子製造装置。