JPH01220353A - 半導体製造装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体製造装置に関し、特にイオンによる電気
的ダメージを低減し、高密度の不純物の注入が可能な不
純物注入装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、不純物の注入装置としては、イオン注入装置があ
る。第４図はイオン注入装置の概略図である６図におい
て、イオンソース４１で生成された不純物層の形成に用
いＬイオンは、加速チェンバ４２で加速され、磁場偏向
型質量分析器４３によって、イオン種、エネルギーを特
定され、エンドステーション４４のウェハに注入され、
不純物層を形成する。この際、ウェハの帯電を防止する
ために、エレクトロンフラットガン４５を用いて、ウェ
ハ上の正電荷を電子によって中和している。

〔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装置では、イオン注入と電子
による中和を独立に行なっているため、半導体装置の帯
電が十分に中和されず、特性異常等が発生するという欠
点があった。また、ウェハ上の帯電による制限があるた
め、高密度の不純物の注入が困難であった。

本発明の目的は前記課題を解消した半導体製造装置を提
供することにある。

〔発明の従来技術に対する相違点〕

上述した従来のイオン注入装置に対し、本発明は、電気
的に中性な中性粒子ビームを生成するための、中性化チ
ェンバをエンドステーションの手前に配しているという
相違点を有する。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は不純物注入装置にお
いて、イオンビームライン上のエンドステーションの手
前に中性粒子ビームを生成する中性化チェンバを有する
ものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図により説明する。

（実施例１） 第１図は本発明の実施例１を示す構成図である。

図において、本発明の半導体製造装置はイオンソース１
１．加速チェンバ１２．磁場偏向型質量分析器１３．エ
ンドステーション１６を有し、イオンビームライン上の
エンドステーション１６の手前に中性粒子ビームを生成
する中性化チェンバ１４を配設したものである。１５は
磁場偏向型イオン除去チェンバである。

実施例において、まず、イオンソース１１で目的とする
不純物のイオンを生成する。このイオンを加速チェンバ
１２で必要なエネルギーに加速し、磁場偏向型質量分析
器１３で特定のエネルギーを持つ特定のイオンのみを取
り出し、中性化チェンバ１４に入射する。この中性化チ
ェンバ１４の内部には、入射されたイオンと同種の元素
のガスを充たしておき、このガスとイオンとの電荷交換
によって、入射されたイオンとほぼ同じエネルギーと方
向を持った中性粒子ビームが形成される。この中性粒子
ビームは、次の磁場偏向型イオン除去チェンバ１５に導
入される。ここでは、中性粒子ビーム中に残留している
イオンを磁場によって除去し、直進方向には中性粒子ビ
ームのみを残すようにする。

このようにして形成された中性粒子ビームをエンドステ
ーション１６上のウェハに注入し、不純物層を形成する
。

第２図に中性化チェンバ１４の断面図を示す、中性化チ
ェンバ１４の両端にはオリフィス２２が配されており、
これによって中性化チェンバ１４内部の気圧を高く保ち
、同時に外部を高真空に保つ、中性化チェンバ１４内へ
のガス導入は、ガス導入管２４Ｃ；よって行なう、また
、中性粒子が中性化チェンバ内１！２１に付着するのを
防止するため、ヒーター２３を内蔵している。

中性化チェンバ１４内部のガス圧は中性化チェンバ１４
の長さが、電荷交換の平均自由行程程度になるように調
整する。これによってイオンビーム中の６４％が中性化
される。これ以上長くした場合、中性粒子ビームが再度
イオンと衝突して電荷交換をおこす可能性が高くなる。

実際には、中性化チェンバ１４の長さを数１０ｃｉとす
ると、ガス圧は１Ｏ−２ＴＯ１’ｒのオーダーになる。

（実施例２） 第３図は本発明の第２の実施例である。

この実施例では、イオンソース１１にパケットタイプ等
の大電流イオンビームが生成可能なものを用い、ガスは
不純物の生成をさけるため、蒸気を使用する。さらに、
イオンビームの拡散を防止するため、加速チェンバ１２
から中性化チェンバ１４にかけて空芯磁場コイル１７を
配置する。同時にこの空芯磁場コイル１７を中性化チェ
ンバ１４の出０から円周上に配置し、残留したイオンビ
ームな中性化ターゲット１８に導き、中性化し、回収す
る。中性化チェンバ１４内で生成された中性粒子ビーム
は、実施例１と同じくエンドステーション１６上のウェ
ハに注入される。

中性化チェンバ１４の構造は実施例１と同じなので、説
明は省略する。

本実施例は高密度、大面積の不純物の注入を行うことが
できるという利点がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、イオンビームのかわりに
中性粒子ビームを用いることにより、不純物層の形成の
際に生じる電気的ダメージを低減し、高密度の不純物の
注入も短時間で行なえるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１を示す構成図、第２図は本発
明における中性化チェンバを示す断面図、第３図は本発
明の実施例２を示す構成図、第４図は従来のイオン注入
装置を示す構成図である。 １１・・・イオンソース　　　　１２・・・加速チェン
バ１３・・・磁場偏向型質量分析器 １４・・・中性化チェンバ １５・・・磁場偏向型イオン除去チェンバ２１・・・中
性化チェンバ内壁 ２２・・・オリフィス　　　　　２３・・・ヒーター２
４・・・ガス導入管 特許出願人　　日本電気株式会社 ［ｔ、−ｆ＋イオンソース 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、不純物注入装置において、イオンビームライン上の
   エンドステーションの手前に中性粒子ビームを生成する
   中性化チェンバを有することを特徴とする半導体製造装
   置。