JPH07105902A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
- Publication number
- JPH07105902A JPH07105902A JP5244917A JP24491793A JPH07105902A JP H07105902 A JPH07105902 A JP H07105902A JP 5244917 A JP5244917 A JP 5244917A JP 24491793 A JP24491793 A JP 24491793A JP H07105902 A JPH07105902 A JP H07105902A
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- JP
- Japan
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- wafer
- temperature
- ion implantation
- temperature sensor
- ion
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 イオン注入時にレジストマスクの変質の生じ
ないイオン注入装置を提供する。 【構成】 プラテン１１上に温度センサ１２を配設し、
設定条件温度以上の場合にインタロック装置１３によっ
てＹ偏向板１７に印加する電圧を変えウェハＷにイオン
ビームＢを照射しないようにスキャン電源１６を制御す
る。これによって、ウェハＷ上のレジストの加熱による
変質を防止することが可能となる。
ないイオン注入装置を提供する。 【構成】 プラテン１１上に温度センサ１２を配設し、
設定条件温度以上の場合にインタロック装置１３によっ
てＹ偏向板１７に印加する電圧を変えウェハＷにイオン
ビームＢを照射しないようにスキャン電源１６を制御す
る。これによって、ウェハＷ上のレジストの加熱による
変質を防止することが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、イオン注入装置に関
し、半導体製造分野の不純物導入工程で利用することが
できる。
し、半導体製造分野の不純物導入工程で利用することが
できる。
【０００２】
【従来の技術】イオン注入装置は、イオン源，質量分析
器，加速管，イオン偏向系及びイオン打込み室から大略
構成されている（月刊Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗ
ｏｒｌｄ １９９１年第１２月号第１１３頁参照）。こ
のイオン注入装置は、各イオンについて得られるビーム
電流により、中電流用，高電流用等に分けられる。ま
た、ビームのスキャニング方式は、ウェハ内の打込み量
の均一性や再現性を高めるためにビームのＸ−Ｙ軸方向
走査するビームスキャン方式，ビームを固定した状態で
のウェハの移動を行うメカニカルスキャン方式，及びビ
ームスキャンとメカニカルスキャンの組み合わせによる
方式の三つの方式が工夫されている。しかし、高電流化
に伴い、イオン打込み室に設置されているプラテン及び
その表面に載置されるウェハが過剰に加熱され、ウェハ
表面のマスク材であるレジストが変質し、レジスト硬化
やレジスト破壊が発生している。この対策として、従来
は、例えば図６に示すような装置でビーム電流を温度に
換算して、ある温度（レジストが変質を起す温度）以上
になるのを防止する試みが行われていた。
器，加速管，イオン偏向系及びイオン打込み室から大略
構成されている（月刊Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗ
ｏｒｌｄ １９９１年第１２月号第１１３頁参照）。こ
のイオン注入装置は、各イオンについて得られるビーム
電流により、中電流用，高電流用等に分けられる。ま
た、ビームのスキャニング方式は、ウェハ内の打込み量
の均一性や再現性を高めるためにビームのＸ−Ｙ軸方向
走査するビームスキャン方式，ビームを固定した状態で
のウェハの移動を行うメカニカルスキャン方式，及びビ
ームスキャンとメカニカルスキャンの組み合わせによる
方式の三つの方式が工夫されている。しかし、高電流化
に伴い、イオン打込み室に設置されているプラテン及び
その表面に載置されるウェハが過剰に加熱され、ウェハ
表面のマスク材であるレジストが変質し、レジスト硬化
やレジスト破壊が発生している。この対策として、従来
は、例えば図６に示すような装置でビーム電流を温度に
換算して、ある温度（レジストが変質を起す温度）以上
になるのを防止する試みが行われていた。
【０００３】なお、図６中１はプラテン、２はウェハ、
３はプラテン１の側方に配置されたドーズモニタ用ファ
ラデーカップ、４は該ファラデーカップ３の測定値から
電流値を算出するカレントインテグレータ、５はカレン
トインテグレータ４からの出力によりウェハへのイオン
注入量を制御する注入コントローラ、６はカレントイン
テグレータ４の出力を温度に換算しある温度を越えた場
合にウェハ２へのイオン注入を停止させる温度換算制御
部である。
３はプラテン１の側方に配置されたドーズモニタ用ファ
ラデーカップ、４は該ファラデーカップ３の測定値から
電流値を算出するカレントインテグレータ、５はカレン
トインテグレータ４からの出力によりウェハへのイオン
注入量を制御する注入コントローラ、６はカレントイン
テグレータ４の出力を温度に換算しある温度を越えた場
合にウェハ２へのイオン注入を停止させる温度換算制御
部である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術においては、ビーム電流で間接的に温度換算
を行っているため、ビーム電流の不安定性により換算温
度が不安定になる問題があった。このため、ウェハ表面
のレジストが変質してしまう温度になるのを適確に防止
することができず、やはりレジストの硬化や破壊を招い
ていた。
た従来技術においては、ビーム電流で間接的に温度換算
を行っているため、ビーム電流の不安定性により換算温
度が不安定になる問題があった。このため、ウェハ表面
のレジストが変質してしまう温度になるのを適確に防止
することができず、やはりレジストの硬化や破壊を招い
ていた。
【０００５】この発明が解決しようする課題は、中電流
用及び高電流用のイオン注入装置によるレジストの硬化
や破壊を防止するには、どのような手段を講じればよい
かという点にある。
用及び高電流用のイオン注入装置によるレジストの硬化
や破壊を防止するには、どのような手段を講じればよい
かという点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、この出願の請求
項１記載の発明は、ウェハを載置するプラテン上に温度
センサを配置し、該温度センサで検出した温度が設定条
件範囲内においてのみイオンビームを走査する制御部を
備えることを、その解決手段としている。また、請求項
２記載の発明は、前記温度センサの表面に保護膜を有す
ることを特徴としている。
項１記載の発明は、ウェハを載置するプラテン上に温度
センサを配置し、該温度センサで検出した温度が設定条
件範囲内においてのみイオンビームを走査する制御部を
備えることを、その解決手段としている。また、請求項
２記載の発明は、前記温度センサの表面に保護膜を有す
ることを特徴としている。
【０００７】
【作用】この出願の請求項１記載の発明においては、温
度センサが直接プラテン上の温度を検出し、制御部によ
り、この温度が設定条件範囲内においてのみウェハ上に
イオンビームを走査するように制御を行う。このため、
ウェハ上のレジストが過剰に加熱されることがなくな
り、レジストの硬化や破壊が防止でき、適確なイオン注
入が可能となる。また、請求項２記載の発明において
は、温度センサにイオンビームが直接衝突するのを保護
膜が阻止し、温度センサの破壊を防止する作用がある。
度センサが直接プラテン上の温度を検出し、制御部によ
り、この温度が設定条件範囲内においてのみウェハ上に
イオンビームを走査するように制御を行う。このため、
ウェハ上のレジストが過剰に加熱されることがなくな
り、レジストの硬化や破壊が防止でき、適確なイオン注
入が可能となる。また、請求項２記載の発明において
は、温度センサにイオンビームが直接衝突するのを保護
膜が阻止し、温度センサの破壊を防止する作用がある。
【０００８】
【実施例】以下、この発明に係るイオン注入装置の詳細
を図面に示す実施例に基づいて説明する。
を図面に示す実施例に基づいて説明する。
【０００９】本実施例のイオン注入装置は、図１に示す
ように、イオン打込み室内の、ウェハＷを載置するプラ
テン１１周縁部上に温度センサ１２を配置し、温度セン
サ１２に、制御部としてのインタロック装置１３を接続
している。そして、インタロック装置１３は、Ｙスキャ
ンビームゲート回路１４に接続している。このＹスキャ
ンビームゲート回路１４には、イオンビームをＸ方向及
びＹ方向にスキャンさせる電圧信号（三角波）を作るイ
ンラインコントローラ１５と、スキャン電源１６とが接
続されている。さらに、スキャン電源１６は、Ｙ偏向板
（対）１７と、Ｘ偏向板（対）１８とに夫々接続されて
いる。これらＹ偏向板１７とＸ偏向板１８の夫々の間隙
をイオンビームＢが通過するようになっている。なお、
イオン注入装置のイオンビームＢの供給側の構成は従来
装置と同様の構成であるため、説明及び図示を省略す
る。本実施例のイオン注入装置は、上記したように大略
構成されている。
ように、イオン打込み室内の、ウェハＷを載置するプラ
テン１１周縁部上に温度センサ１２を配置し、温度セン
サ１２に、制御部としてのインタロック装置１３を接続
している。そして、インタロック装置１３は、Ｙスキャ
ンビームゲート回路１４に接続している。このＹスキャ
ンビームゲート回路１４には、イオンビームをＸ方向及
びＹ方向にスキャンさせる電圧信号（三角波）を作るイ
ンラインコントローラ１５と、スキャン電源１６とが接
続されている。さらに、スキャン電源１６は、Ｙ偏向板
（対）１７と、Ｘ偏向板（対）１８とに夫々接続されて
いる。これらＹ偏向板１７とＸ偏向板１８の夫々の間隙
をイオンビームＢが通過するようになっている。なお、
イオン注入装置のイオンビームＢの供給側の構成は従来
装置と同様の構成であるため、説明及び図示を省略す
る。本実施例のイオン注入装置は、上記したように大略
構成されている。
【００１０】本実施例で用いた温度センサ１２は、図３
に示すように、電極１２ａを用いた熱電対としたが、こ
の他放射温度センサ，黒体センサ，ライトパイプセンサ
等の各種の温度センサを適用しても勿論よい。
に示すように、電極１２ａを用いた熱電対としたが、こ
の他放射温度センサ，黒体センサ，ライトパイプセンサ
等の各種の温度センサを適用しても勿論よい。
【００１１】また、インタロック装置１３は、インタロ
ック回路を内蔵し、温度センサ１２の検出値が温度モニ
タ１３Ａへ入力され、図４に示すように、ウェハＷ上に
塗布するレジスト１９が変質する温度以下（例えば９０
℃以下等）の範囲でイオン注入が継続される。また、そ
の温度より高い温度になった場合は、インタロック回路
によってＹスキャンビームゲート回路１４へ、ターゲッ
ト（ウェハＷ）からイオンビームが外れるように注入停
止信号を出力するＹスキャンビームゲート回路１４は、
注入停止信号が入力されることにより、スキャン電源１
６へ、Ｙ偏向板１７への電圧を変える信号を出力する。
この信号によってスキャン電源は、Ｙ偏向板１７への電
圧をイオンビームＢがターゲット（ウェハＷ及びプラテ
ン）から外れるように制御される。また、イオン注入が
ターゲットから外されることによりターゲットの温度が
設定条件範囲内となった場合は、温度センサ１２の検出
値に基づいてインタロック装置１３からＹスキャンビー
ムゲート回路１４へイオン注入を正常に行うための停止
解除信号を出力する。この信号に基づいてＹスキャンビ
ームゲート回路１４は、スキャン電源１６へ通常のＹス
キャンを行うように制御信号を出力し、ウェハＷ面への
イオン注入が再開させることが可能となる。
ック回路を内蔵し、温度センサ１２の検出値が温度モニ
タ１３Ａへ入力され、図４に示すように、ウェハＷ上に
塗布するレジスト１９が変質する温度以下（例えば９０
℃以下等）の範囲でイオン注入が継続される。また、そ
の温度より高い温度になった場合は、インタロック回路
によってＹスキャンビームゲート回路１４へ、ターゲッ
ト（ウェハＷ）からイオンビームが外れるように注入停
止信号を出力するＹスキャンビームゲート回路１４は、
注入停止信号が入力されることにより、スキャン電源１
６へ、Ｙ偏向板１７への電圧を変える信号を出力する。
この信号によってスキャン電源は、Ｙ偏向板１７への電
圧をイオンビームＢがターゲット（ウェハＷ及びプラテ
ン）から外れるように制御される。また、イオン注入が
ターゲットから外されることによりターゲットの温度が
設定条件範囲内となった場合は、温度センサ１２の検出
値に基づいてインタロック装置１３からＹスキャンビー
ムゲート回路１４へイオン注入を正常に行うための停止
解除信号を出力する。この信号に基づいてＹスキャンビ
ームゲート回路１４は、スキャン電源１６へ通常のＹス
キャンを行うように制御信号を出力し、ウェハＷ面への
イオン注入が再開させることが可能となる。
【００１２】図２は、本実施例のイオン注入装置の動作
を示すフローチャートである。先ず、ウェハＷにイオン
注入（Ｘ−Ｙスキャン）が行われる（ステップＳ1）。
この時、温度センサの検出値に基づいて、制御部として
のインタロック装置１３により、設定条件範囲内かどう
かが判定され、範囲内であればイオン注入が継続して行
われ、範囲外（上限温度より高い温度）であればウェハ
Ｗへのイオン注入を停止する（ステップＳ2）。そし
て、イオン注入がウェハＷ全体に行われた場合にイオン
注入が終了する（ステップＳ3）。
を示すフローチャートである。先ず、ウェハＷにイオン
注入（Ｘ−Ｙスキャン）が行われる（ステップＳ1）。
この時、温度センサの検出値に基づいて、制御部として
のインタロック装置１３により、設定条件範囲内かどう
かが判定され、範囲内であればイオン注入が継続して行
われ、範囲外（上限温度より高い温度）であればウェハ
Ｗへのイオン注入を停止する（ステップＳ2）。そし
て、イオン注入がウェハＷ全体に行われた場合にイオン
注入が終了する（ステップＳ3）。
【００１３】図３は、ウェハＷが載置されていない状態
のプラテン１１と温度センサ１２の平面図であり、図４
はウェハＷが載置された状態の側面図である。図３中、
１１ａ，１１ｂは真空吸着用の孔を示し、１１ｃはウェ
ハＷ保持用の爪を示している。また、温度センサ１２
は、電極１２ａが埋設され、この電極１２ａは配線２１
によってインタロック装置１３側へ接続されている。そ
して、温度センサ１２の表面（イオンビームが照射され
る面）には、図４及び図５に示すように、保護膜２０が
被着されている。この保護膜は、イオンの衝突によりコ
ンタミを生じない耐久性を有する、例えば、フッ素系樹
脂やポリイミド樹脂などを用いることができる。
のプラテン１１と温度センサ１２の平面図であり、図４
はウェハＷが載置された状態の側面図である。図３中、
１１ａ，１１ｂは真空吸着用の孔を示し、１１ｃはウェ
ハＷ保持用の爪を示している。また、温度センサ１２
は、電極１２ａが埋設され、この電極１２ａは配線２１
によってインタロック装置１３側へ接続されている。そ
して、温度センサ１２の表面（イオンビームが照射され
る面）には、図４及び図５に示すように、保護膜２０が
被着されている。この保護膜は、イオンの衝突によりコ
ンタミを生じない耐久性を有する、例えば、フッ素系樹
脂やポリイミド樹脂などを用いることができる。
【００１４】以上、実施例について説明したが、この発
明はこれに限定されるものではなく、各種の設計変更が
可能である。例えば、上記実施例では、Ｘ−Ｙスキャン
のイオン注入装置に本発明を適用して説明したが、メカ
ニカルスキャン，その他の方式のものにも勿論適用が可
能である。また、制御部の制御手段も周知の各種手段が
使用できる。
明はこれに限定されるものではなく、各種の設計変更が
可能である。例えば、上記実施例では、Ｘ−Ｙスキャン
のイオン注入装置に本発明を適用して説明したが、メカ
ニカルスキャン，その他の方式のものにも勿論適用が可
能である。また、制御部の制御手段も周知の各種手段が
使用できる。
【００１５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１及び２記載の発明によれば、イオン注入に伴う加熱に
よりウェハ表面のレジストの硬化さらには破壊を防止す
る効果を奏する。このため、イオン注入のマスクの形状
を保つことができ、正確なイオン注入が可能となる。
１及び２記載の発明によれば、イオン注入に伴う加熱に
よりウェハ表面のレジストの硬化さらには破壊を防止す
る効果を奏する。このため、イオン注入のマスクの形状
を保つことができ、正確なイオン注入が可能となる。
【図１】本発明の実施例を示す説明図。
【図２】本実施例のフローチャート。
【図３】本実施例の平面図。
【図４】本実施例の側面図。
【図５】本実施例の温度センサの側面図。
【図６】従来のイオン注入装置の説明図。
Ｗ…ウェハ １１…プラテン １２…温度センサ １２ａ…電極 １３…インタロック装置 １４…Ｙスキャンビームゲート回路 １６…スキャン電源 １７…Ｙ偏向板 １８…Ｘ偏向板 １９…レジスト ２０…保護膜
Claims (2)
- 【請求項１】 ウェハを載置するプラテン上に温度セン
サを配置し、該温度センサで検出した温度が設定条件範
囲内においてのみイオンビームを走査する制御部を備え
ることを特徴とするイオン注入装置。 - 【請求項２】 前記温度センサの表面に保護膜を有する
請求項１記載のイオン注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5244917A JPH07105902A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5244917A JPH07105902A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | イオン注入装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07105902A true JPH07105902A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17125900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5244917A Pending JPH07105902A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07105902A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008530785A (ja) * | 2005-02-04 | 2008-08-07 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | ビームグリッチを回復するための高速ビーム偏向部を有するウェハ走査イオン注入器 |
| JP2008536309A (ja) * | 2005-04-02 | 2008-09-04 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | 高速イオンビーム制御を用いた固定ビームによるイオン注入処理におけるグリッチからの回復方法及び装置 |
| US8999824B2 (en) | 2013-06-25 | 2015-04-07 | Fuji Electric Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device by performing multiple ion implantation processes |
| JP2016096301A (ja) * | 2014-11-17 | 2016-05-26 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体装置の製造方法およびイオン注入装置 |
| WO2017221546A1 (ja) * | 2016-06-24 | 2017-12-28 | 富士電機株式会社 | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP5244917A patent/JPH07105902A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008530785A (ja) * | 2005-02-04 | 2008-08-07 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | ビームグリッチを回復するための高速ビーム偏向部を有するウェハ走査イオン注入器 |
| JP2008536309A (ja) * | 2005-04-02 | 2008-09-04 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | 高速イオンビーム制御を用いた固定ビームによるイオン注入処理におけるグリッチからの回復方法及び装置 |
| US8999824B2 (en) | 2013-06-25 | 2015-04-07 | Fuji Electric Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device by performing multiple ion implantation processes |
| US9484343B2 (en) | 2013-06-25 | 2016-11-01 | Fuji Electric Co., Ltd. | Insulated gate bipolar transistor with a free wheeling diode |
| JP2016096301A (ja) * | 2014-11-17 | 2016-05-26 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体装置の製造方法およびイオン注入装置 |
| WO2017221546A1 (ja) * | 2016-06-24 | 2017-12-28 | 富士電機株式会社 | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
| JPWO2017221546A1 (ja) * | 2016-06-24 | 2018-09-27 | 富士電機株式会社 | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
| US10622212B2 (en) | 2016-06-24 | 2020-04-14 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device |
| US11087986B2 (en) | 2016-06-24 | 2021-08-10 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device |
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