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JP2000188082A - Ion implanting method and ion implanter - Google Patents

Ion implanting method and ion implanter

Info

Publication number
JP2000188082A
JP2000188082A JP10365441A JP36544198A JP2000188082A JP 2000188082 A JP2000188082 A JP 2000188082A JP 10365441 A JP10365441 A JP 10365441A JP 36544198 A JP36544198 A JP 36544198A JP 2000188082 A JP2000188082 A JP 2000188082A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
ion beam
ion
ions
implantation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10365441A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayoshi Seki
関  孝義
Katsumi Tokikuchi
克己 登木口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP10365441A priority Critical patent/JP2000188082A/en
Publication of JP2000188082A publication Critical patent/JP2000188082A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent creation of a pinhole to form a buried oxide film layer with no defect caused by the pinhole, even if particles deposit to a wafer surface. SOLUTION: This ion implanting method of an ion beam 1 to a wafer 3 comprises an ion implanting process wherein the ion beam 1 is implanted into a wafer surface at a slant angle and an ion implanting process wherein the ion beam 1 is implanted into the wafer surface at a different slant angle from the preceding slant angle. The respective processes are repeated with varying the slant angles in the respective processes such that a total ion implantation amount in the respective processes becomes a prescribed implantation amount.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、イオン注入方法お
よびイオン注入装置に係わり、特に、イオンビームによ
ってウェハにイオンを注入するイオン注入方法およびイ
オン注入装置に関する。
The present invention relates to an ion implantation method and an ion implantation apparatus, and more particularly to an ion implantation method and an ion implantation apparatus for implanting ions into a wafer by an ion beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のイオン注入方法の一例として、回
転円板の円周上にウェハを配置し、イオンビームに対し
て0〜14度ウェハを傾斜させ、一方向からイオン注入
するものがある。
2. Description of the Related Art As an example of a conventional ion implantation method, there is a method in which a wafer is arranged on the circumference of a rotating disk, the wafer is inclined from 0 to 14 degrees with respect to an ion beam, and ions are implanted from one direction. .

【0003】図6は、SIMOX(Separatio
n by Implanted Oxygen)で作製
されたSOI(Silicon on Insulat
or)ウェハの断面を示すもので、酸素イオンビーム1
の注入によってSiウェハ3内部にSiO2 層4(埋め
込み酸化膜層)が形成されたものである。
FIG. 6 shows a SIMOX (Separatio).
SOI (Silicon on Insulat) manufactured by n by Implanted Oxygen
or) shows a cross section of the wafer, the oxygen ion beam 1
, An SiO 2 layer 4 (buried oxide film layer) is formed inside the Si wafer 3.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来のイオン注
入方法では、Siウェハ3の表面に付着したパーティク
ル2によってイオンビーム1が遮えぎられるため、イオ
ン注入によって形成されるSiO2 層4に未注入部分で
あるピンホール5が発生し、上層のSiと下層のSiが
一部導通状態となり、完全に絶縁されず不良となる。こ
のため作製されるSOIウェハの品質が低下するという
問題があった。本発明の目的は、ウェハ表面にパーティ
クルが付着してもピンホールの発生がなく、欠陥のない
SiO2 層を形成することを可能にしたイオン注入方法
およびイオン注入装置を提供することにある。
In the above-described conventional ion implantation method, the ion beam 1 is blocked by the particles 2 attached to the surface of the Si wafer 3, so that the SiO 2 layer 4 formed by ion implantation is Pinholes 5, which are uninjected portions, are generated, and the upper Si layer and the lower Si layer are partially in a conductive state, and are not completely insulated and defective. For this reason, there is a problem that the quality of the manufactured SOI wafer is deteriorated. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ion implantation method and an ion implantation apparatus which do not generate pinholes even when particles adhere to a wafer surface and enable formation of a defect-free SiO 2 layer.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、次のような手段を採用した。
The present invention employs the following means in order to solve the above-mentioned problems.

【0006】イオンビームをウェハに注入するイオン注
入方法において、前記イオンビームに対してウェハ面を
傾斜してイオンを注入する工程と、前記イオンビームに
対して前記ウェハ面を前記傾斜の角度と異なる角度で傾
斜してイオンを注入する工程とからなり、前記各工程に
おいて注入されるイオンの合計の注入量を所定の注入量
とすることを特徴とする。
In an ion implantation method for injecting an ion beam into a wafer, a step of injecting ions while tilting a wafer surface with respect to the ion beam is performed, and the angle of the wafer surface with respect to the ion beam is different from the angle of the tilt. Implanting ions obliquely at an angle, wherein the total implanted amount of ions implanted in each of the steps is a predetermined implanted amount.

【0007】また、イオンビームをウェハに注入するイ
オン注入方法において、前記イオンビームに対してウェ
ハ面を傾斜してイオンを注入する工程と、前記イオンビ
ームに対して前記ウェハ面を前記傾斜の角度と異なる角
度で傾斜してイオンを注入する工程とからなり、前記各
工程における前記各傾斜の角度を変えて前記各工程を繰
り返し、前記各工程において注入されるイオンの合計の
注入量を所定の注入量とすることを特徴とする。
In an ion implantation method for implanting an ion beam into a wafer, a step of injecting ions by tilting the wafer surface with respect to the ion beam, and the step of tilting the wafer surface with respect to the ion beam by the angle of the tilt are performed. Implanting ions at an angle different from the above, repeating each of the steps by changing the angle of each of the inclinations in each of the steps, and setting a total implantation amount of ions to be implanted in each of the steps at a predetermined value. It is characterized by the injection amount.

【0008】また、イオンビームをウェハに注入するイ
オン注入方法において、前記イオンビームに対してウェ
ハ面を傾斜してイオンを注入する工程と、前記イオンビ
ームに対して前記ウェハ面を前記傾斜と反対方向であっ
て前記傾斜の角度と略同一角度に傾斜してイオンを注入
する工程と、前記各工程における前記各傾斜の角度を変
えて前記各工程を繰り返し、前記各工程において注入さ
れるイオンの合計の注入量が所定の注入量となることを
特徴とする。
In the ion implantation method for injecting an ion beam into a wafer, a step of injecting ions while tilting the wafer surface with respect to the ion beam is performed, and the step of tilting the wafer surface with respect to the ion beam is opposite to the tilt. A step of implanting ions in a direction and inclined at substantially the same angle as the angle of inclination, and repeating each of the steps by changing the angle of each inclination in each of the steps; The total injection amount is a predetermined injection amount.

【0009】また、イオンビームをウェハに注入するイ
オン注入方法において、前記イオンビームに対してウェ
ハ面を傾斜してイオンを注入する工程と、前記ウェハを
前記ウェハ面に垂直な回転軸の周りを任意の回転角度回
転する工程とかなり、前記回転角度を変えて前記各工程
を繰り返し、前記各工程において注入されるイオンの合
計の注入量を所定の注入量とすることを特徴とする。
In an ion implantation method for implanting an ion beam into a wafer, a step of injecting ions by tilting a wafer surface with respect to the ion beam, and causing the wafer to rotate around a rotation axis perpendicular to the wafer surface. The method is characterized in that the steps are repeated while changing the rotation angle considerably from the step of rotating by an arbitrary rotation angle, and the total implantation amount of ions implanted in each step is set to a predetermined implantation amount.

【0010】また、イオンビームをウェハに注入するイ
オン注入方法において、前記ウェハをウェハ面に垂直な
回転軸の周りに連続的に回転しながら、前記イオンビー
ムに対して前記ウェハ面を傾斜してイオンを注入する工
程からなり、前記工程において注入されるイオンの合計
の注入量を所定の注入量とすることを特徴とする。
In an ion implantation method for implanting an ion beam into a wafer, the wafer surface is inclined with respect to the ion beam while continuously rotating the wafer around a rotation axis perpendicular to the wafer surface. The method comprises the step of implanting ions, wherein the total implantation amount of ions implanted in the step is a predetermined implantation amount.

【0011】また、イオンビームをウェハに注入するイ
オン注入方法において、ウェハ面に対して前記イオンビ
ームの照射角度を連続的に可変して照射するとともに、
前記各照射角度における前記ウェハ面からの垂直方向の
注入深さがほぼ同じになるように注入エネルギーを変え
てイオンを注入する工程からなり、前記工程において注
入されるイオンの合計の注入量を所定の注入量とするこ
とを特徴とする。
In the ion implantation method for implanting an ion beam into a wafer, the irradiation is performed while continuously changing the irradiation angle of the ion beam on the wafer surface.
Implanting ions by changing implantation energy so that the implantation depth in the vertical direction from the wafer surface at each of the irradiation angles is substantially the same. Is characterized by the injection amount.

【0012】また、請求項1ないしは請求項6のいずれ
か1つの請求項に記載のイオン注入方法において、前記
イオンビームは酸素イオンであって、前記イオンビーム
のエネルギーが30〜250keVの範囲にあることを
特徴とする。
Further, in the ion implantation method according to any one of claims 1 to 6, the ion beam is oxygen ions, and the energy of the ion beam is in a range of 30 to 250 keV. It is characterized by the following.

【0013】また、請求項1ないしは請求項7のいずれ
か1つの請求項に記載のイオン注入方法において、前記
注入されるイオンの合計の注入量が1×1018個/cm
2 以下であることを特徴とする。
Further, in the ion implantation method according to any one of claims 1 to 7, the total amount of the implanted ions is 1 × 10 18 / cm.
2 or less.

【0014】また、イオンビームをウェハに注入するイ
オン注入装置において、回転可能に設けられるとともに
円周上付近にウェハが配置される回転円板と、前記ウェ
ハにイオンビームを照射するイオンビーム照射手段と、
前記イオンビームに対してウェハ面を任意の角度傾斜さ
せるウェハ傾斜角度可変手段とを設けたことを特徴とす
る。
In an ion implantation apparatus for injecting an ion beam into a wafer, a rotating disk rotatably provided and having a wafer disposed near a circumference thereof, and ion beam irradiation means for irradiating the wafer with the ion beam When,
And a wafer tilt angle varying means for tilting the wafer surface at an arbitrary angle with respect to the ion beam.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】はじめに、本発明の第1の実施形
態を図1を用いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0016】図1(a)および図1(b)は、それぞれ
本実施形態に係わるイオン注入法により作製されるSI
MOX基板のイオン注入時のウェハ断面を示す図であ
る。
FIGS. 1 (a) and 1 (b) show SIs manufactured by the ion implantation method according to the present embodiment, respectively.
FIG. 4 is a diagram showing a cross section of a wafer at the time of ion implantation of a MOX substrate.

【0017】これらの図において、1は酸素イオンビー
ム、2はSiウェハ上に付着しているパーティクル、3
はSiウェハ、4はSiウェハ3内部にはじめの約半分
の量のイオン注入によって形成されたSiO2 層、5は
はじめの約半分の量のイオン注入時に形成されるイオン
未注入のピンホール、9はSiウェハ3内部に全量のイ
オン注入によって形成されたSiO2 層、10はイオン
未注入であったピンホール5が後のイオン注入によって
形成されたSiO2 層、11はじめのイオン注入によっ
て形成され、後のイオン注入ではイオン注入されなかっ
たSiO2 層である。
In these figures, 1 is an oxygen ion beam, 2 is particles adhering on a Si wafer, 3
Is a Si wafer, 4 is an SiO 2 layer formed by ion implantation of about half of the initial amount inside the Si wafer 3, 5 is a pinhole not ion-implanted formed at the time of ion implantation of about half of the initial amount, Reference numeral 9 denotes an SiO 2 layer formed by ion implantation of the entire amount inside the Si wafer 3, 10 denotes an SiO 2 layer in which the pin holes 5, which have not been ion-implanted, are formed by subsequent ion implantation, and 11 denotes an SiO 2 layer formed by initial ion implantation. This is the SiO 2 layer that has not been ion-implanted in the subsequent ion implantation.

【0018】本実施形態のイオン注入法は、はじめに、
図1(a)に示すように、Siウェハ3を傾斜させて酸
素イオンビーム1によって全注入量の約半分の注入を行
う。この時のイオンビーム1に対するSiウェハ3の傾
斜角度は、例えば、図中の水平方向を0度とするとき、
7度から14度の範囲に設定される。次いで、イオンビ
ーム1を止め、次に、図1(b)に示すように、Siウ
ェハ3を最初に傾斜させた方向とは反対方向にほぼ同じ
角度だけ傾斜させて、Siウェハ3に残りの約半分の酸
素イオンの注入を行う。傾斜角度としては図中の水平方
向を0度として−7度から−14度の範囲に設定され
る。
First, the ion implantation method of this embodiment is as follows.
As shown in FIG. 1A, the Si wafer 3 is tilted and about half of the total implantation amount is implanted by the oxygen ion beam 1. The inclination angle of the Si wafer 3 with respect to the ion beam 1 at this time is, for example, when the horizontal direction in the drawing is 0 degree,
It is set in the range of 7 to 14 degrees. Next, the ion beam 1 is stopped, and then, as shown in FIG. 1B, the Si wafer 3 is tilted by the same angle in a direction opposite to the direction in which the Si wafer 3 was initially tilted, and the remaining Si wafer 3 is About half of oxygen ions are implanted. The inclination angle is set in a range from -7 degrees to -14 degrees with the horizontal direction in the figure being 0 degree.

【0019】本実施形態によれば、図1(a)に示すよ
うに、全注入量の約半分のイオン注入によりSiウェハ
3内部にイオン注入エネルギーに応じた深さにSiO2
層4が形成される。このイオン注入時に、Siウェハ3
上にパーティクル2が付着していると、パーティクル2
の影になった部分は未注入となるためピンホール5が形
成される。しかし、図1(b)に示すように、Siウェ
ハ3を反対方向に傾斜させて残りの約半分のイオン注入
を行うことにより、はじめに未注入だったピンホール5
にも後のイオン注入によってSiO2 層10が形成され
る。後のイオン注入ではパーティクル2の影により新た
にSiO2 層11はイオン未注入部分となるがはじめの
イオン注入でイオン注入されているので、全体として未
注入部分はなくなる。なお、前記イオン注入を2回に分
けて行ったが、複数回繰り返して最終注入量にするよう
にしても同様の効果が得られる。
According to the present embodiment, as shown in FIG. 1A, the SiO 2 is implanted into the Si wafer 3 to a depth corresponding to the ion implantation energy by ion implantation of about half of the total implantation amount.
Layer 4 is formed. At the time of this ion implantation, the Si wafer 3
If particle 2 is attached on top, particle 2
The pinhole 5 is formed because the portion in the shaded area is not injected. However, as shown in FIG. 1 (b), by inclining the Si wafer 3 in the opposite direction and performing the ion implantation of the remaining half, the pinhole 5 which has not been implanted first is obtained.
Also, the SiO 2 layer 10 is formed by the subsequent ion implantation. In the later ion implantation, the SiO 2 layer 11 is newly ion-implanted due to the shadow of the particles 2, but since the ion implantation is performed in the first ion implantation, there is no unimplanted portion as a whole. Although the above-described ion implantation is performed twice, the same effect can be obtained by repeating the ion implantation a plurality of times to obtain the final implantation amount.

【0020】次に、本発明の第2の実施形態を図2を用
いて説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0021】図2(a)および図2(b)は、本実施形
態に係わるイオン注入法により作成されるイオン注入時
のSiウェハの斜視図である。
FIGS. 2A and 2B are perspective views of the Si wafer at the time of ion implantation formed by the ion implantation method according to the present embodiment.

【0022】なお、これらの図に示される符号は図1に
示す部分に対応するので説明を省略する。
The reference numerals shown in these figures correspond to the parts shown in FIG.

【0023】本実施形態のイオン注入法は、はじめに、
図2(a)に示すように、Siウェハ3を傾斜させて酸
素イオンビーム1による全注入量の約半分のイオン注入
を行う。その後イオンビーム1を停止し、図2(b)に
示すように、Siウェハ3の傾斜角度はそのままに保持
して、Siウェハ3をSiウェハ3を中心として回転
し、更に残りの約半分の量のイオン注入を行う。
First, the ion implantation method of the present embodiment
As shown in FIG. 2A, the Si wafer 3 is tilted and ion implantation of about half of the total implantation amount by the oxygen ion beam 1 is performed. Thereafter, the ion beam 1 is stopped, and as shown in FIG. 2B, the tilt angle of the Si wafer 3 is kept as it is, the Si wafer 3 is rotated around the Si wafer 3, and the other half is rotated. A quantity of ions is implanted.

【0024】本実施形態によれば、図2(a)に示すよ
うに、全注入量の約半分のイオン注入によりSiウェハ
3内部にイオン注入エネルギーに応じた深さにSiO2
層が形成されるとともに、Siウェハ3上にパーティク
ル2が付着していると、パーティクル2の影になった部
分は未注入となるためピンホール5が形成される。しか
し、図2(b)に示すように、Siウェハ3を回転させ
て残りの約半分のイオン注入を行うので、はじめに未注
入だったピンホール5にも後のイオン注入によってSi
2 層10が形成される。回転後のイオン注入ではパー
ティクル2の影により新たにSiO2 層11はイオン未
注入部分となるが、回転前のイオン注入によってイオン
注入されているので、全体として未注入部分はなくな
る。なお、前記イオン注入を2回に分けて行ったが、イ
オン注入中、Siウェハ3を連続回転しても、また、注
入、停止を複数回繰り返すことによっても同様の効果が
得られる。
According to the present embodiment, as shown in FIG. 2A, the SiO 2 is implanted into the Si wafer 3 at a depth corresponding to the ion implantation energy by ion implantation of about half of the total implantation amount.
When the layer is formed and the particles 2 adhere to the Si wafer 3, the portion shaded by the particles 2 is not injected, so that the pinhole 5 is formed. However, as shown in FIG. 2 (b), the remaining half of the ions are implanted by rotating the Si wafer 3, so that the pinholes 5, which had not been implanted first, are also implanted by later ion implantation.
An O 2 layer 10 is formed. In the ion implantation after the rotation, the SiO 2 layer 11 is newly ion-implanted due to the shadow of the particles 2. However, since the ion implantation is performed by the ion implantation before the rotation, the unimplanted portion is eliminated as a whole. Although the above-described ion implantation is performed twice, the same effect can be obtained by continuously rotating the Si wafer 3 during the ion implantation or by repeating implantation and stopping a plurality of times.

【0025】次に、本発明の第3の実施形態を図3およ
び図4を用いて説明する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0026】図3は、本実施形態に係わるイオン注入装
置の構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the ion implantation apparatus according to this embodiment.

【0027】同図において、20はイオン源、21は質
量分離器、22は後段加速管、23は四重極レンズ、2
4は偏向磁石、6は複数枚のSiウェハ3を載せて回転
する回転円板、28は角度調節器、27は回転円板6の
傾斜角を計測する角度センサ、26は制御装置、25は
後段加速用電源25である。なお、図1に示す符号と同
符号の箇所は同一部分を示す。
In the figure, 20 is an ion source, 21 is a mass separator, 22 is a post-accelerator tube, 23 is a quadrupole lens, 2
4 is a deflecting magnet, 6 is a rotating disk on which a plurality of Si wafers 3 are placed and rotated, 28 is an angle adjuster, 27 is an angle sensor that measures the tilt angle of the rotating disk 6, 26 is a control device, 25 is This is a power supply 25 for post-acceleration. The same reference numerals as those shown in FIG. 1 indicate the same parts.

【0028】同図において、イオン源20で発生したイ
オンビーム1は、例えば、50kVに加速され、質量分
離器21を通り後段加速管22によってさらに、例え
ば、180kVに加速される。次いで四重極レンズ23
でイオンビーム1は整形され、偏向磁石24を通ってS
iウェハ3に注入される。円周上にSiウェハ3を複数
枚配置した回転円板6は回転しながらイオンビーム1を
横切るように左右あるいは上下に移動する。なお、ここ
でイオンビーム1を左右あるいは上下に移動してもかま
わない。このとき角度調整器28によって回転円板6の
傾きを変えることによってSiウェハ3への注入角度を
変えることができる。
In FIG. 1, the ion beam 1 generated by the ion source 20 is accelerated to, for example, 50 kV, passes through the mass separator 21, and is further accelerated to, for example, 180 kV by the post-acceleration tube 22. Next, the quadrupole lens 23
The ion beam 1 is shaped by the
It is injected into the i-wafer 3. The rotating disk 6 on which a plurality of Si wafers 3 are arranged on the circumference moves left and right or up and down across the ion beam 1 while rotating. Here, the ion beam 1 may be moved right and left or up and down. At this time, by changing the inclination of the rotating disk 6 by the angle adjuster 28, the injection angle into the Si wafer 3 can be changed.

【0029】一般に、イオン注入は、イオンビーム1の
エネルギーによってイオンがSiウェハ3の内部に侵入
する距離が決まるため、Siウェハ3を傾斜させると、
傾斜した分Siウェハ3の表面からのSiO2 層の位置
が変わってしまう。このためSiO2 層の膜厚が通常の
一方向からの注入と異なってしまう。SIMOXウェハ
では膜厚均一性も品質に関わる重要な要件である。この
ため角度調整器28によってSiウェハ3を傾斜させた
角度を角度センサ27で測定し、これに合う注入エネル
ギーを制御装置26で決定して後段加速用電源25を制
御し、イオンビーム1のエネルギーを制御する。
In general, in ion implantation, the distance at which ions enter the inside of the Si wafer 3 is determined by the energy of the ion beam 1.
The position of the SiO 2 layer from the surface of the Si wafer 3 changes due to the inclination. For this reason, the thickness of the SiO 2 layer is different from that in the normal injection from one direction. In SIMOX wafers, film thickness uniformity is also an important requirement relating to quality. For this reason, the angle at which the Si wafer 3 is tilted by the angle adjuster 28 is measured by the angle sensor 27, the implantation energy corresponding to the angle is determined by the control device 26, and the post-acceleration power supply 25 is controlled to control the energy of the ion beam 1. Control.

【0030】図4(a)および図4(b)は、それぞれ
図3に示すイオン注入装置の回転円板6の円周上に複数
枚配置されたSiウェハ3をイオンビーム1に対して対
称位置に傾斜させた場合の図である。図4(a)に示す
状態で最終注入量の半分程度の注入を行った後、図4
(b)に示すように、回転円板6全体をイオンビーム1
に対して対称となる位置に移動し、傾斜させて、最終注
入量まで注入を行うように制御する。
FIGS. 4A and 4B respectively show a plurality of Si wafers 3 arranged on the circumference of the rotating disk 6 of the ion implantation apparatus shown in FIG. It is a figure at the time of inclining to a position. After about half of the final injection amount is injected in the state shown in FIG.
As shown in (b), the entire rotating disk 6 is
Is moved to a position symmetrical with respect to and tilted, and control is performed so as to perform injection up to the final injection amount.

【0031】なお、このような制御を数回繰り返して最
終注入量となるようにしても同様の効果が得られる。ま
た、回転円板の傾斜から次に傾斜するまでの注入量は均
等でなくてもよい。
Note that the same effect can be obtained by repeating such control several times so that the final injection amount is obtained. Further, the injection amount from the inclination of the rotating disk to the next inclination may not be uniform.

【0032】上記のごとく、本実施形態によれば、Si
ウェハ3の注入角度が変わるため未注入部分にも注入さ
れるようになり、ピンホールの発生はなくなる。さらに
角度を変えたことによる注入深さの変動も抑えることが
できる。なお、図示していないが、イオン源20用電源
を制御装置26で制御してイオンビーム1のエネルギー
を変えても同様の効果が得られる。
As described above, according to the present embodiment, Si
Since the implantation angle of the wafer 3 changes, the wafer 3 is also implanted into the non-implanted portion, and pinholes are not generated. Further, the variation of the implantation depth due to the change of the angle can be suppressed. Although not shown, the same effect can be obtained even if the energy of the ion beam 1 is changed by controlling the power supply for the ion source 20 by the control device 26.

【0033】次に、本発明の第4の実施形態を図5を用
いて説明する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0034】図5は、図3に示すイオン注入装置と同様
の装置を用いて、回転円板6の周上に複数枚配置された
Siウェハ3をイオンビーム1に対して対称位置に傾斜
させて配置するとともに、各Siウェハ3を回転させた
場合の図である。本実施形態は、第3の実施形態が回転
円板6を回転させるとともに回転円板6を傾斜させるも
のであるのに対して、回転円板6の回転軸を中心に回転
すると同時に、回転円板6の円周の傾斜部分にSiウェ
ハ3を載せ、さらに各Siウェハ3毎に回転するように
構成した点で相違する。
FIG. 5 shows a state in which a plurality of Si wafers 3 arranged on the circumference of the rotating disk 6 are tilted at symmetric positions with respect to the ion beam 1 by using an apparatus similar to the ion implantation apparatus shown in FIG. FIG. 4 is a diagram when the wafers are arranged and rotated, and each Si wafer 3 is rotated. In the present embodiment, while the third embodiment rotates the rotating disk 6 and tilts the rotating disk 6, the third embodiment rotates about the rotation axis of the rotating disk 6 and simultaneously rotates the rotating disk 6. The difference is that the Si wafer 3 is mounted on the inclined portion of the circumference of the plate 6 and is further rotated for each Si wafer 3.

【0035】同図において、Siウェハ3は回転円板6
の円周上に傾斜して複数枚配置され、各Siウェハ3は
Siウェハ3の略中心で回転運動を行う。さらに回転円
板6は回転しながら均一注入のため左右または上下に移
動する。また、イオンビーム1を左右または上下に移動
してもかまわない。
In the figure, a Si wafer 3 is a rotating disk 6
A plurality of Si wafers 3 are inclined and arranged on the circumference of the circle, and each Si wafer 3 rotates around the center of the Si wafer 3. Further, the rotating disk 6 moves left and right or up and down for uniform injection while rotating. Further, the ion beam 1 may be moved right and left or up and down.

【0036】本実施形態では、各Siウェハ3はイオン
ビーム1に対して傾斜した位置に配置されているが、回
転円板6自体を傾斜させてもよい。この状態で最終注入
量までイオン注入を行うよう動作する。
In this embodiment, each Si wafer 3 is arranged at a position inclined with respect to the ion beam 1, but the rotating disk 6 itself may be inclined. In this state, an operation is performed to perform ion implantation up to the final implantation amount.

【0037】上記のごとく、本実施形態によれば、Si
ウェハ3の注入角度が変わるため未注入部分にも注入さ
れるようになり、ピンホールの発生はなくなる。さらに
角度を変えたことによる注入深さの変動も抑えることが
できる。なお、Siウェハ3は連続的に回転しても、ま
た回転、停止を繰り返しても同様の効果が得られる。
As described above, according to the present embodiment, Si
Since the implantation angle of the wafer 3 changes, the wafer 3 is also implanted into the non-implanted portion, and pinholes are not generated. Further, the variation of the implantation depth due to the change of the angle can be suppressed. Note that the same effect can be obtained even if the Si wafer 3 is rotated continuously or repeatedly rotated and stopped.

【0038】なお、上記各実施形態において、イオン注
入エネルギーは30〜250keV、注入量は2×10
18個/cm2 以下で顕著な効果が確認できた。
In each of the above embodiments, the ion implantation energy is 30 to 250 keV, and the implantation amount is 2 × 10 5
A remarkable effect was confirmed at 18 particles / cm 2 or less.

【0039】イオンをSiウェハに注入すると、全てが
まっすぐ注入されるわけでなく、注入エネルギーによっ
て横方向に広がる。この広がりは注入エネルギーによっ
て異なり、エネルギーが低いほど広がりが大きく、エネ
ルギーが高いほど広がりは小さくなる。この広がりのた
め、エネルギーが低すぎるとピンホールは広がったイオ
ンによりなくなってしまい、このため、イオン注入エネ
ルギーが30keV以下では本発明の効果を奏すること
ができない。また、イオン注入エネルギーが高くなる
と、深い位置にSiO2 層が形成されることになるが、
実際に形成するデバイスは数百ナノメートル以下で、こ
れ以上であるとデバイスの形成が困難となる。このとき
のイオン注入エネルギーは250keVである。
When ions are implanted into a Si wafer, not all of them are implanted straight, but spread laterally due to the implantation energy. This spread depends on the implantation energy, the lower the energy, the greater the spread, and the higher the energy, the smaller the spread. Because of this spread, if the energy is too low, the pinholes will disappear due to the spread ions, so that the effects of the present invention cannot be achieved if the ion implantation energy is 30 keV or less. When the ion implantation energy is increased, a SiO 2 layer is formed at a deep position.
The device to be actually formed is several hundred nanometers or less, and if it is larger than this, device formation becomes difficult. The ion implantation energy at this time is 250 keV.

【0040】また、酸素イオンの注入量を2×1018
/cm2 以下とすることにより、適正なSiO2 の化学
組成となり、所望のSiO2 層を形成することができ
る。
Further, by injecting the amount of oxygen ions and 2 × 10 18 / cm 2 or less, it is proper SiO 2 in chemical composition, it is possible to form a desired SiO 2 layer.

【0041】また、上記各実施形態において、SIMO
X用ウェハ作製の他、窒化膜など他の絶縁物を形成する
のにも利用可能である。
In each of the above embodiments, the SIMO
The present invention can be used not only for manufacturing a wafer for X but also for forming other insulators such as a nitride film.

【0042】[0042]

【発明の効果】上記のごとく、本発明によれば、ウェハ
表面にパーティクルが付着してもピンホールの発生がな
く、欠陥のないSiO2 層を形成することができる。
As described above, according to the present invention, even if particles adhere to the wafer surface, pinholes do not occur and a defect-free SiO 2 layer can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係わるイオン注入法
により作製されるSIMOX基板のイオン注入時のウェ
ハ断面を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a cross section of a SIMOX substrate manufactured by an ion implantation method according to a first embodiment of the present invention at the time of ion implantation.

【図2】本発明の第2の実施形態に係わるイオン注入法
により作成されるイオン注入時のSiウェハの斜視図で
ある。
FIG. 2 is a perspective view of an Si wafer at the time of ion implantation created by an ion implantation method according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施形態に係わるイオン注入装
置の構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an ion implantation apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図4】図3に示すイオン注入装置の回転円板6の円周
上に複数枚配置されたSiウェハ3をイオンビーム1に
対して対称位置に傾斜させた場合の図である。
FIG. 4 is a diagram showing a case where a plurality of Si wafers 3 arranged on the circumference of a rotating disk 6 of the ion implantation apparatus shown in FIG.

【図5】本発明の第5の実施形態に係わる回転円板6の
円周上に複数枚配置されたSiウェハ3をイオンビーム
1に対して対称位置に傾斜させて配置するとともに、各
Siウェハ3を回転させた場合の図である。
FIG. 5 shows that a plurality of Si wafers 3 arranged on the circumference of a rotating disk 6 according to a fifth embodiment of the present invention are arranged at a symmetrical position with respect to the ion beam 1 while being inclined with respect to the ion beam 1; FIG. 7 is a diagram when the wafer 3 is rotated.

【図6】従来技術に係わるイオン注入法によって作製さ
れた作製されたSOI(Silicon on Ins
ulator)ウェハの断面を示す図である。
FIG. 6 shows a SOI (Silicon on Ins) manufactured by an ion implantation method according to the related art.
FIG. 4 is a diagram showing a cross section of an ulrator wafer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 イオンビーム 2 パーティクル 3 Siウェハ 4 SiO2 層 5 ピンホール 6 回転円板 9 1、2回ともにイオン注入されて形成されたSiO
2 層 10 2回目にイオン注入されて形成されたSiO2 層 11 1回目にイオン注入されて形成されたSiO2 層 20 イオン源 21 質量分離器 22 後段加速管 23 四重極レンズ 24 偏向磁石 25 後段加速用電源 26 制御装置 27 角度センサ 28 角度調節器
1 ion beam 2 particles 3 Si wafer 4 SiO which is formed by ion implantation into both the SiO 2 layer 5 pinhole 6 rotating disk 9 1,2 times
Two layers 10 second SiO 2 which is formed by ion implantation layer 11 once the SiO 2 layer which is formed by ion implantation on day 20 the ion source 21 mass separator 22 post acceleration tube 23 quadrupole lens 24 bending magnets 25 Power supply for post-stage acceleration 26 Controller 27 Angle sensor 28 Angle adjuster

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/265 603D ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/265 603D

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 イオンビームをウェハに注入するイオン
注入方法において、 前記イオンビームに対してウェハ面を傾斜してイオンを
注入する工程と、前記イオンビームに対して前記ウェハ
面を前記傾斜の角度と異なる角度で傾斜してイオンを注
入する工程とからなり、前記各工程において注入される
イオンの合計の注入量を所定の注入量とすることを特徴
とするイオン注入方法。
1. An ion implantation method for implanting an ion beam into a wafer, comprising: implanting ions by tilting a wafer surface with respect to the ion beam; and tilting the wafer surface with respect to the ion beam. And implanting ions at an angle different from the above, wherein the total implantation amount of ions implanted in each of the steps is a predetermined implantation amount.
【請求項2】 イオンビームをウェハに注入するイオン
注入方法において、 前記イオンビームに対してウェハ面を傾斜してイオンを
注入する工程と、前記イオンビームに対して前記ウェハ
面を前記傾斜の角度と異なる角度で傾斜してイオンを注
入する工程とからなり、前記各工程における前記各傾斜
の角度を変えて前記各工程を繰り返し、前記各工程にお
いて注入されるイオンの合計の注入量を所定の注入量と
することを特徴とするイオン注入方法。
2. An ion implantation method for implanting an ion beam into a wafer, comprising: implanting ions while tilting a wafer surface with respect to the ion beam; and tilting the wafer surface with respect to the ion beam. Implanting ions at an angle different from the above, repeating each of the steps by changing the angle of each of the inclinations in each of the steps, and setting a total implantation amount of ions to be implanted in each of the steps at a predetermined value. An ion implantation method characterized by using an implantation amount.
【請求項3】 イオンビームをウェハに注入するイオン
注入方法において、 前記イオンビームに対してウェハ面を傾斜してイオンを
注入する工程と、前記イオンビームに対して前記ウェハ
面を前記傾斜と反対方向であって前記傾斜の角度と略同
一角度に傾斜してイオンを注入する工程と、前記各工程
における前記各傾斜の角度を変えて前記各工程を繰り返
し、前記各工程において注入されるイオンの合計の注入
量が所定の注入量となることを特徴とするイオン注入方
法。
3. An ion implantation method for implanting an ion beam into a wafer, wherein the step of injecting ions by tilting the wafer surface with respect to the ion beam, and the step of tilting the wafer surface with respect to the ion beam opposite to the tilt A step of implanting ions in a direction and inclined at substantially the same angle as the angle of inclination, and repeating each of the steps by changing the angle of each inclination in each of the steps; An ion implantation method, wherein a total implantation amount is a predetermined implantation amount.
【請求項4】 イオンビームをウェハに注入するイオン
注入方法において、 前記イオンビームに対してウェハ面を傾斜してイオンを
注入する工程と、前記ウェハを前記ウェハ面に垂直な回
転軸の周りを任意の回転角度回転する工程とかなり、前
記回転角度を変えて前記各工程を繰り返し、前記各工程
において注入されるイオンの合計の注入量を所定の注入
量とすることを特徴とするイオン注入方法。
4. An ion implantation method for implanting an ion beam into a wafer, the method comprising: implanting ions while tilting a wafer surface with respect to the ion beam; and rotating the wafer around a rotation axis perpendicular to the wafer surface. An ion implantation method characterized in that the above-mentioned steps are repeated by changing the rotation angle considerably from the step of rotating by an arbitrary rotation angle, and the total implantation amount of ions implanted in each step is made a predetermined implantation amount. .
【請求項5】 イオンビームをウェハに注入するイオン
注入方法において、 前記ウェハをウェハ面に垂直な回転軸の周りに連続的に
回転しながら、前記イオンビームに対して前記ウェハ面
を傾斜してイオンを注入する工程からなり、前記工程に
おいて注入されるイオンの合計の注入量を所定の注入量
とすることを特徴とするイオン注入方法。
5. An ion implantation method for implanting an ion beam into a wafer, wherein the wafer surface is inclined with respect to the ion beam while continuously rotating the wafer around a rotation axis perpendicular to the wafer surface. An ion implantation method comprising the step of implanting ions, wherein a total implantation amount of ions implanted in the step is a predetermined implantation amount.
【請求項6】 イオンビームをウェハに注入するイオン
注入方法において、ウェハ面に対して前記イオンビーム
の照射角度を連続的に可変して照射するとともに、前記
各照射角度における前記ウェハ面からの垂直方向の注入
深さがほぼ同じになるように注入エネルギーを変えてイ
オンを注入する工程からなり、前記工程において注入さ
れるイオンの合計の注入量を所定の注入量とすることを
特徴とするイオン注入方法。
6. An ion implantation method for implanting an ion beam into a wafer, wherein the irradiation angle of the ion beam is continuously varied on the wafer surface, and the ion beam is vertically irradiated from the wafer surface at each irradiation angle. A step of implanting ions by changing implantation energy so that implantation depths in the directions are substantially the same, wherein a total implantation amount of ions implanted in the step is a predetermined implantation amount. Injection method.
【請求項7】 請求項1ないしは請求項6のいずれか1
つの請求項において、 前記イオンビームは酸素イオンであって、前記イオンビ
ームのエネルギーが30〜250keVの範囲にあるこ
とを特徴とするイオン注入方法。
7. One of claims 1 to 6
The ion implantation method according to claim 1, wherein the ion beam is oxygen ions, and the energy of the ion beam is in a range of 30 to 250 keV.
【請求項8】 請求項1ないしは請求項7のいずれか1
つの請求項において、 前記注入されるイオンの合計の注入量が1×1018個/
cm2 以下であることを特徴とするイオン注入方法。
8. The method according to claim 1, wherein
In one embodiment, the total amount of the implanted ions is 1 × 10 18 /
cm 2 or less.
【請求項9】 イオンビームをウェハに注入するイオン
注入装置において、 回転可能に設けられるとともに円周上付近にウェハが配
置される回転円板と、前記ウェハにイオンビームを照射
するイオンビーム照射手段と、前記イオンビームに対し
てウェハ面を任意の角度傾斜させるウェハ傾斜角度可変
手段とを設けたことを特徴とするイオン注入装置。
9. An ion implantation apparatus for implanting an ion beam into a wafer, comprising: a rotating disk provided rotatably and having a wafer disposed near a circumference thereof; and ion beam irradiation means for irradiating the wafer with the ion beam. And a wafer tilt angle changing means for tilting a wafer surface at an arbitrary angle with respect to the ion beam.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004010505A1 (en) * 2002-07-18 2004-01-29 Shin-Etsu Handotai Co.,Ltd. Soi wafer and production method therefor
JP2007299721A (en) * 2006-04-28 2007-11-15 Hynix Semiconductor Inc Ion implantation apparatus and method for obtaining a nonuniform ion implantation energy
JP2010129839A (en) * 2008-11-28 2010-06-10 Sumco Corp Method of manufacturing laminated wafer

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Effective date: 20040330