JPH0610348B2 - イオン注入装置 - Google Patents

イオン注入装置

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JPH0610348B2
JPH0610348B2 JP61178435A JP17843586A JPH0610348B2 JP H0610348 B2 JPH0610348 B2 JP H0610348B2 JP 61178435 A JP61178435 A JP 61178435A JP 17843586 A JP17843586 A JP 17843586A JP H0610348 B2 JPH0610348 B2 JP H0610348B2
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vacuum
ions
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    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば、半導体電子回路製造に用いられる
イオン注入機などのイオン注入装置に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
第２図は例えば従来のイオン注入装置の半導体基板近傍
を示す概略図であり、図において、２は真空ポンプ４に
より内部の雰囲気が減圧された真空槽、１は該真空槽２
内に配置された半導体基板、３は上記真空槽２外部のイ
オンビーム発生部で生成されたイオンビームで、上記真
空槽２内の半導体基板１状に導入されるようになってい
る。次に動作について説明する。真空槽２はイオンビー
ム３の散乱が無視出来る程度の真空度まで、真空ポンプ
４により排気される。次いで半導体基板１が載置され、
そこへ上記イオンビーム発生部で生成されたイオンビー
ム３が入射される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のイオン注入装置は以上のように構成されているの
で、半導体基板表面の例えばフォトレジストなどの絶縁
物の領域において、入射電荷が蓄積され、高電界を発生
し半導体基板に既に作られている電子回路を破壊するな
どという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、入射電荷の蓄積を防止できるイオン注入装置
を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るイオン注入装置は、半導体基板の表面に
いわゆるプラズマを導入し、入射電荷を中性化するよう
にしたものである。
〔作用〕
この発生においては、プラズマにより入射電荷を中性化
することにより、半導体基板の表面電荷の蓄積を防止す
る。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、第２図と同一符号は同一のものを示し、２
１はプラズマ２８を発生させるための真空容器、２２は
真空容器２１内のガスを排気し、減圧状態にするための
真空ポンプ、２３はプラズマ化するガスを真空容器２１
内に導入するためのガス入口、２４は真空容器２１のプ
ラズマ２８の発生領域に静磁場を発生するためのコイ
ル、２５はプラズマ２８を発生させるためのマイクロ波
電力を供給するための発振器、２６はイオンビーム３が
ウェハ１に入射される領域の真空槽２内へプラズマ２８
を導くとともに、真空容器２１内のガスの流入を抑える
ためのガス遅延配管、２７は真空容器２１内のガスを真
空ポンプ２２へ導くための排気配管である。
次にこの実施例におけるイオン注入装置の動作について
説明する。まず真空槽２及び真空容器２１が真空ポンプ
４及び２２により真空に排気される。次にガス入口２３
よりプラズマを発生させるガスがプラズマ発生に必要な
ガス圧で導入される。次に、磁場コイル２４に電流を流
し、プラズマ生成領域に電子サイクロトロン共鳴に必要
な磁場を発生させる。この磁場は、それによってイオン
ビーム３の軌道に影響しない磁場分布であることが好ま
しい。次に発振器２５によりマイクロ波を発生させ、導
波管回路によりマイクロ波をガスの導入されている真空
容器２１へ導く。このマイクロ波の電力により、プラズ
マ２８が発生する。なお、このプラズマ２８に含まれる
物質は、イオンビーム３中のイオンと同一物質であって
もよい。発生したプラズマ２８は、磁場に沿って、ガス
遅延配管２６内を拡散し、エンドステーション真空槽２
に導入され、シリコンウェハ１表面を覆い接触する。続
いて従来のイオン注入装置と同様に、イオンビーム発生
部で生成されたイオンビーム３が真空槽２に導入され、
例えばシリコン酸化膜のパターンの形成されたシリコン
ウェハ１の表面に入射される。
このとき、シリコン酸化膜は絶縁別であるので、イオン
の入射により表面槽に入射電荷が蓄積される。ウェハの
表面近傍にプラズマが存在しない時には、この電荷によ
る電界はシリコン基板側に集中し、その強度が大きくな
ると、絶縁膜を破壊することもある。これに対し、本実
施例のようにシリコン基板表面近傍にプラズマが存在す
る場合、プラズマ中より表面に入射した電荷を中和する
のに必要な数の電子もしくはイオンが基板表面に集り、
同時にプラズマが接する、イオンビームを発生する部分
と電気的に導通のある基板以外の壁面に、基板表面に集
ったと同数の電子もしくはイオンが入射することによ
り、基板の電気的中性と同時に、プラズマの中性も保た
れる。このため、基板表面の絶縁膜の破壊などの電荷蓄
積による不都合を防ぐことができる。
なお上記実施例において、シリコン半導体回路製造に用
いられるシリコン酸化膜を表面とするシリコン基板へ入
射するイオンとしては、ドーパントとして用いられる化
学周期律表におけるIII族，Ｖ族の元素の原子イオン，
それらの元素を含むＢＦ２ ＋などの化合物イオンがあ
る。また、シリコン基板の表面もしくは内部に酸化膜を
形成するための酸素イオン、窒化膜を形成する窒化イオ
ン及びそれらを含む化合物のイオンでもよい。また、結
晶シリコンを乱雑化するためのシリコンイオンであって
もよい。さらに、Ａｒ，Ｘｅ，Ｈｅ，Ｋｒ，Ｎｅの希ガ
スイオンや、周期律表Ｉ族、IVの元素のイオンおよびそ
れらを含む化合物のイオンもあげられる。
また上記実施例では表面絶縁物がシリコン酸化膜である
場合について示したが、通常よく用いられているシリコ
ン窒化膜、シリコンオキシナイトライド膜，高融点金属
酸化膜，感光性有機高分子膜等のフォトレジストであっ
ても同様の効果が得られる。
また、上記実施例ではプラズマ発生源として、差動排気
系を備えた、イオン注入領域に比べ圧力の大きいプラズ
マ源を用いたが、入射イオンを散乱させない範囲の圧力
であれば、必ずしも差動排気系を備える必要はない。
また、上記実施例においては、静磁場を用いた電子サイ
クロトロン共鳴法によりプラズマを発生させたが、必ず
しもこの方法である必要はなく、ＲＦ放電，直流放電，
レーザ光による光イオン化放電などの任意の方法でプラ
ズマを発生させてもよいことは言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、半導体基板の表面に
接触するようにプラズマを導入しイオンビームによる入
射電荷を中性化し、半導体基板表面での電荷蓄積を防止
するようにしたので、電荷蓄積による不都合のないイオ
ン注入装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例によるイオン注入装置を示
す概略図、第２図は従来のイオン注入装置を示す概略図
である。 図において、１は半導体基板、２は真空槽、３はイオン
ビーム、４は真空ポンプ、２１は真空容器、２２は真空
ポンプ、２３はガス入口、２４は磁場コイル、２５はマ
イク波発振器、２６はガス遅延配管、２７は排気配管、
２８はプラズマである。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半導体基板にイオンを注入するイオン注入
    装置において、 このイオン注入装置が、 イオンビーム発生部と、 上記半導体基板の処理を行うエンドステーション真空槽
    と、 該エンドステーション真空槽外部に付設されたプラズマ
    発生装置とにより構成されており、 上記プラズマ発生装置内で生成されたプラズマが上記エ
    ンドステーション真空槽内に設置された半導体基板表面
    に接触するように導入されるとともに、 上記イオンビーム発生部で生成されたイオンビームが上
    記半導体基板に注入されることを特徴とするイオン注入
    装置。
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