JPH0676783A - 半導体装置の製造方法およびその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、イオン注入の際、チャネリングを
防止するために入射角度θを設けても、シャドウイング
現象によるオフセットの発生を防止する。 【構成】ステ−ジ21は底部21b および傾斜部21c から構
成されており、前記傾斜部21c は底部21b に対して所定
の角度θを上方に傾けて形成されている。前記傾斜部21
c の上に第１乃至第４のウェ−ハステ−ジ22〜25を設
け、これらウェ−ハステ−ジ22〜25それぞれの上に第１
乃至第４のウェ−ハ26〜29を載置する。このような構成
において、前記ステ−ジ21を第１の矢印31の方向に回転
させるとともに、前記ウェ−ハステ−ジ22〜25それぞれ
を第２乃至第５の矢印32〜35の方向に回転させる。次
に、前記ステ−ジ21の上方に設けられた図示せぬイオン
注入源から不純物イオンを前記ウェ−ハ26〜29に注入し
ている。従って、シャドウイング現象によるオフセット
の発生を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、イオン注入の際のシ
ャドウイング現象の発生を防止した半導体装置の製造方
法およびその製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来の半導体装置の製造装置を
示す平面図であり、図８は、図７に示す８−８線に沿っ
た断面図である。軸１ａを中心として回転自在に設けら
れたステ−ジ１は底部１ｂおよび傾斜部１ｃから構成さ
れており、前記傾斜部１ｃは底部１ｂに対して所定の角
度θを上方に傾けて形成されている。前記傾斜部１ｃの
上には第１乃至第４のウェ−ハ２〜５が載置される。

【０００３】上記構成において、前記ステ−ジ１は図７
に示す軸１ａを中心として矢印６の方向に回転され、前
記傾斜部１ｃの上方に設けられた図示せぬイオン注入源
から加速された不純物イオンが図８に示す矢印７の方向
に向けて前記ウェ−ハ２〜５に注入される。この際、前
記ウェ−ハ２〜５はθの角度で傾けられた状態で載置さ
れているため、図９に示すように、前記不純物イオンは
第１のウェ−ハ２の垂直軸９に対してθの角度を有する
一つの方向から入射される。このように、入射角度θを
設けているのはチャネリングを防止するためである。

【０００４】図１０は、図９に示すウェ−ハ２の要部を
示す拡大断面図である。シリコン基板１０の表面上には
ゲ−ト酸化膜１３が設けられており、このゲ−ト酸化膜
１３の上には高さがＨのゲ−ト電極１１が設けられてい
る。このゲ−ト電極１１をマスクとして自己整合的に上
記半導体装置の製造装置を用いてイオン注入することに
より、前記シリコン基板１０にはソ−ス・ドレイン領域
の拡散層１４が設けられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記ゲ−ト
電極１１をマスクとしてイオン注入する際、チャネリン
グを防止するために不純物イオンをウェ−ハ２の垂直軸
９に対してθの角度で入射させている。このため、前記
ゲ−ト電極１１の高さＨによってイオン注入の影ができ
ること、すなわちシャドウイング現象により、ソ−ス・
ドレイン領域の拡散層１４には図１０に示すオフセット
１２が形成される。この結果、ソ−ス領域およびドレイ
ン領域それぞれの拡散層１４はゲ−ト電極１１に対して
非対称な構造となり、トランジスタ特性が劣化すること
がある。

【０００６】この発明は上記のような事情を考慮してな
されたものであり、その目的は、自己整合的にイオン注
入する際、チャネリングを防止するために入射角度θを
設けても、シャドウイング現象によるオフセットの発生
を防止することができる半導体装置の製造方法およびそ
の製造装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決するため、第１のステ−ジを回転させるとともに、
この第１のステ−ジの上に設けられ、ウェ−ハを保持す
る第２のステ−ジを回転させる工程と、前記回転してい
るウェ−ハにイオン注入源から斜めに不純物イオンを入
射する工程とを具備することを特徴としている。

【０００８】また、回転可能に形成された第１のステ−
ジと、前記第１のステ−ジの上に設けられ、イオン注入
源から斜めに不純物イオンが入射されるウェ−ハを保持
する回転可能に形成された第２のステ−ジとを具備する
ことを特徴としている。また、前記第１のステ−ジは、
傾斜部を有することを特徴としている。

【０００９】

【作用】この発明は、第１のステ−ジの上に第２のステ
−ジを設け、この第２のステ−ジの上にウェ−ハを載置
している。チャネリングを防止するため、前記ウェ−ハ
にイオン注入源から斜めに不純物イオンを入射してい
る。この際、前記第１のステ−ジを回転させるととも
に、前記第２のステ−ジも回転させている。このため、
前記不純物イオンを前記ウェ−ハに入射する方向は一つ
ではなく、複数となる。したがって、シャドウイング現
象によるオフセットの発生を防止することができる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例によ
り説明する。

【００１１】図１は、この発明の第１の実施例による半
導体装置の製造装置を示す平面図であり、図２は、図１
に示す２−２線に沿った断面図である。第１の軸２１ａ
を中心として回転自在に設けられたステ−ジ２１は底部
２１ｂおよび傾斜部２１ｃから構成されており、前記傾
斜部２１ｃは底部２１ｂに対して所定の角度θを上方に
傾けて形成されている。前記傾斜部２１ｃの上には第１
乃至第４のウェ−ハステ−ジ２２〜２５が設けられてお
り、これらウェ−ハステ−ジ２２〜２５は第２乃至第５
の軸２２ａ〜２５ａを中心として回転自在に形成されて
いる。前記第１乃至第４のウェ−ハステ−ジ２２〜２５
それぞれの上には第１乃至第４のウェ−ハ２６〜２９が
載置される。したがって、これらウェ−ハ２６〜２９も
前記傾斜部２１ｃにより底部２１ｂに対して所定の角度
θを上方に傾けた状態とされている。

【００１２】上記構成において、前記ステ−ジ２１は図
１に示す第１の軸２１ａを中心として第１の矢印３１の
方向に回転されるとともに、前記第１乃至第４のウェ−
ハステ−ジ２２〜２５それぞれは第２乃至第５の軸２２
ａ〜２５ａを中心として第２乃至第５の矢印３２〜３５
の方向に回転される。この後、前記傾斜部２１ｃの上方
に設けられた図示せぬイオン注入源から加速された不純
物イオンが図２に示す矢印３６の方向に向けて前記ウェ
−ハ２６〜２９に入射される。これにより、前記第１乃
至第４のウェ−ハ２６〜２９に不純物イオンが注入され
る。

【００１３】図４は、図１に示す第１のウェ−ハ２６の
要部を示す拡大断面図である。シリコン基板４１の表面
上にはゲ−ト酸化膜４２が設けられており、このゲ−ト
酸化膜４２の上には高さがＨのゲ−ト電極４３が設けら
れている。このゲ−ト電極４３をマスクとして自己整合
的に上記半導体装置の製造装置を用いて不純物イオンが
矢印３６の方向に入射されることにより、前記シリコン
基板４１にはソ−ス・ドレイン領域の拡散層４４が形成
される。

【００１４】上記実施例によれば、第１乃至第４のウェ
−ハ２６〜２９にイオン注入される際、前記ウェ−ハ２
６〜２９はθの角度で傾けられた状態で載置されている
ため、図３に示すように、前記不純物イオンは第１のウ
ェ−ハ２６の垂直軸３７に対してθの角度で入射され
る。この入射角度θによりチャネリングを防止すること
ができる。さらに、前記第１のウェ−ハステ−ジ２２を
第２の軸２２ａを中心として回転させることにより、前
記第１のウェ−ハ２６も回転する。このため、前記不純
物イオンは前記垂直軸３７に対してθの角度を有する一
つの方向から入射されるのではなく、θの角度を有する
複数の方向から入射される。したがって、図４に示すよ
うに、ソ−ス・ドレイン領域の拡散層４４において、ゲ
−ト電極４３の高さＨによってイオン注入の影ができ
る、いわゆるシャドウイング現象によるオフセットの発
生を防止することができ、ソ−ス領域およびドレイン領
域それぞれの拡散層４４がゲ−ト電極４３に対して対称
な構造とすることができる。すなわち、前記拡散層の寸
法の精度を向上させることができる。これにより、トラ
ンジスタ特性の劣化を防止することができる。

【００１５】また、シャドウイング現象によるオフセッ
トの発生を防止することができるため、ウェ−ハ上にお
ける半導体素子の配置の方向性による素子特性の違いが
生じることがなく、パタ−ン設計時に自由な半導体素子
のレイアウトが可能となる。

【００１６】また、シャドウイング現象によるオフセッ
トの発生を防止することができるため、半導体素子にお
ける不純物拡散層の寸法を微妙に制御することができ
る。この結果、半導体素子を微細化することができる。

【００１７】また、ゲ−ト電極をマスクとして自己整合
的にイオン注入する際、ゲ−ト電極の高さの影響を受け
ないため、上記半導体装置の製造方法はＥＰＲＯＭ等の
多層ゲ−トの半導体素子を形成するのに有効である。

【００１８】また、シャドウイング現象によるオフセッ
トの発生を防止することができるため、半導体素子にお
ける不純物拡散層の寸法を精密に制御することができ
る。これにより、半導体素子の特性を安定させることが
できる。この結果、回路レベルでの動作を安定させるこ
とができ、製品歩留りの向上、生産コストの低減を実現
することができる。

【００１９】尚、上記第１の実施例では、ステ−ジ２１
の上に第１乃至第４のウェ−ハステ−ジ２２〜２５を設
けているが、ステ−ジ２１の上に五つ以上のウェ−ハス
テ−ジを設けることも可能である。

【００２０】図５は、この発明の第２の実施例による半
導体装置の製造装置におけるウェ−ハステ−ジを示す平
面図であり、第１の実施例と同一部分については同一符
号を付し、異なる部分についてのみ説明する。

【００２１】第１のウェ−ハステ−ジ２２の上には第１
乃至第３のウェ−ハ２６ａ〜２６ｃが載置される。図示
せぬ第２乃至第４のウェ−ハステ−ジにおいても前記第
１のウェ−ハステ−ジ２２と同様に三つのウェ−ハが載
置される。上記第２の実施例においても第１の実施例と
同様の効果を得ることができる。

【００２２】図６は、この発明の第３の実施例による半
導体装置の製造装置におけるウェ−ハステ−ジを示す平
面図であり、第１の実施例と同一部分については同一符
号を付し、異なる部分についてのみ説明する。

【００２３】第１のウェ−ハステ−ジ２２の上には第１
乃至第３のウェ−ハテ−ブル５１〜５３が設けられてお
り、これらウェ−ハテ−ブル５１〜５３は第６乃至第８
の軸５１ａ〜５３ａを中心として回転自在に形成されて
いる。前記第１のウェ−ハテ−ブル５１の上には第１乃
至第３のウェ−ハ５１ｂ〜５１ｄが載置され、前記第２
のウェ−ハテ−ブル５２の上には第４乃至第６のウェ−
ハ５２ｂ〜５２ｄが載置され、前記第３のウェ−ハテ−
ブル５３の上には第７乃至第９のウェ−ハ５３ｂ〜５３
ｄが載置される。図示せぬ第２乃至第４のウェ−ハステ
−ジにおいても前記第１のウェ−ハステ−ジ２２と同様
に構成されている。

【００２４】上記構成において、前記第１のウェ−ハス
テ−ジ２２は第２の軸２２ａを中心として回転されると
ともに、前記第１乃至第３のウェ−ハテ−ブル５１〜５
３それぞれは第６乃至第８の軸５１ａ〜５３ａを中心と
して回転される。上記第３の実施例においても第１の実
施例と同様の効果を得ることができる。

【００２５】尚、上記の実施例では、傾斜部２１ｃを底
部２１ｂに対して所定の角度θを上方に傾けて形成して
いるが、傾斜部２１ｃを底部２１ｂに対して所定の角度
θを下方に傾けて形成することも可能であり、この場合
においても同様の効果を期待できる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
第１のステ−ジを回転させるとともに、第２のステ−ジ
を回転させながら、ウェ−ハにイオン注入源から斜めに
不純物イオンを入射している。したがって、自己整合的
にイオン注入する際、チャネリングを防止するために入
射角度θを設けても、シャドウイング現象によるオフセ
ットの発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例による半導体装置の製
造装置を示す平面図。

【図２】この発明の図１に示す２−２線に沿った断面
図。

【図３】この発明の図１に示す半導体装置の製造装置に
おける第１のウェ−ハを示す拡大断面図。

【図４】この発明の図１に示す第１のウェ−ハの要部を
示す拡大断面図。

【図５】この発明の第２の実施例による半導体装置の製
造装置におけるウェ−ハステ−ジを示す平面図。

【図６】この発明の第３の実施例による半導体装置の製
造装置におけるウェ−ハステ−ジを示す平面図。

【図７】従来の半導体装置の製造装置を示す平面図。

【図８】従来の図７に示す８−８線に沿った断面図。

【図９】従来の図７に示す半導体装置の製造装置におけ
る第１のウェ−ハを示す拡大断面図。

【図１０】従来の図７に示す半導体装置の製造装置にお
ける第１のウェ−ハの要部を示す拡大断面図。

【符号の説明】

21…ステ−ジ、21a …第１の軸、21b …底部、21c …傾
斜部、22…第１のウェ−ハステ−ジ、22a …第２の軸、
23…第２のウェ−ハステ−ジ、23a …第３の軸、24…第
３のウェ−ハステ−ジ、24a …第４の軸、25…第４のウ
ェ−ハステ−ジ、25a …第５の軸、26…第１のウェ−
ハ、26a …第１のウェ−ハ、26b …第２のウェ−ハ、26
c …第３のウェ−ハ、27…第２のウェ−ハ、28…第３の
ウェ−ハ、29…第４のウェ−ハ、31…第１の矢印、32…
第２の矢印、33…第３の矢印、34…第４の矢印、35…第
５の矢印、36…矢印、37…垂直軸、41…シリコン基板、
42…ゲ−ト酸化膜、43…ゲ−ト電極、44…ソ−ス・ドレ
イン領域の拡散層、51…第１のウェ−ハテ−ブル、51a
…第６の軸、51b …第１のウェ−ハ、51c …第２のウェ
−ハ、51d …第３のウェ−ハ、52…第２のウェ−ハテ−
ブル、52a …第７の軸、52b …第４のウェ−ハ、52c …
第５のウェ−ハ、52d …第６のウェ−ハ、53…第３のウ
ェ−ハテ−ブル、53a …第８の軸、53b …第７のウェ−
ハ、53c …第８のウェ−ハ、53d …第９のウェ−ハ、θ
…所定の角度。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のステ−ジを回転させるとともに、
   この第１のステ−ジの上に設けられ、ウェ−ハを保持す
   る第２のステ−ジを回転させる工程と、 前記回転しているウェ−ハにイオン注入源から斜めに不
   純物イオンを入射する工程と、 を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】 回転可能に形成された第１のステ−ジ
   と、 前記第１のステ−ジの上に設けられ、イオン注入源から
   斜めに不純物イオンが入射されるウェ−ハを保持する回
   転可能に形成された第２のステ−ジと、 を具備することを特徴とする半導体装置の製造装置。
3. 【請求項３】 前記第１のステ−ジは、傾斜部を有する
   ことを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置の
   製造方法およびその製造装置。