イオンシャワーとは
イオンシャワー（Ion Shower）とは、プラズマから取り出した広いイオン流を、基板へ照射する処理です。 細いビームを走査する方式とは、イオンを供給する範囲と装置の構成が異なります。広い面へ一度に照射できる代わりに、基板へ届くイオンの種類と深さの分布を管理する必要があります。評価の基準は、プラズマの状態と、基板へ実際に届いた線量の両方です。
ビームを走査せず、プラズマから引き出した広いイオン流をそのまま当てる
Section titled “ビームを走査せず、プラズマから引き出した広いイオン流をそのまま当てる”原料ガスからプラズマを作り、イオンを引き出して基板へ加速します。照射は基板の広い面に一度に及び、その後、必要に応じて注入後の活性化や結晶回復へ進みます。
通常のイオン注入は、イオン源で作ったイオンから質量分析で狙う種だけを選び、加速した細いビームでウェーハを走査します。イオンシャワーは、イオンを供給する範囲と装置の構成がこれと違います。質量分離を通さないイオンも基板へ届くので、基板の上で混ざるイオンの組成は質量分離の有無で変わります。
広く当てられる代わりに、届くイオンの種類と量を管理する
Section titled “広く当てられる代わりに、届くイオンの種類と量を管理する”管理する条件は、加速、イオンの種類、照射量、基板温度、面内の均一性です。混在するイオンの組成は質量分離の有無で変わるので、通常のビーム注入と同じ組成を仮定しません。
同じ照射時間でも、位置ごとの供給量とイオン種によって、基板への取り込みは変わります。そのため、プラズマの状態だけで判断せず、基板へ実際に届く線量と合わせて評価します。
供給した量と、電気的に働く量は同じではない
Section titled “供給した量と、電気的に働く量は同じではない”処理後は、ドーズ、深さ分布、面内均一性、結晶損傷、活性化後の電気特性を確認します。供給した不純物量と、電気的に働く不純物量は同じではありません。照射の直後は一部の原子が格子間位置にあり、結晶にも損傷が残ります。熱処理で格子を回復し、置換位置でキャリアを供給するドーパントを増やす工程がドーパント活性化です。
そのため後段の熱処理まで含めて条件を組みます。エネルギー、時間、表面状態と後段の熱処理を対応付け、浅さと必要な濃度の両方を管理します。
よくある質問（FAQ）
Section titled “よくある質問（FAQ）”イオンシャワーは何をする工程ですか？
プラズマから取り出した広いイオン流を、基板へ照射する処理です。細いビームを走査する方式とは、イオンを供給する範囲と装置の構成が異なります。
どの段階で行いますか？
原料ガスからプラズマを作り、イオンを引き出して基板へ加速し、基板の広い面を処理します。その後、必要に応じて注入後の活性化や結晶回復へ進みます。
どこを管理しますか？
加速、イオンの種類、照射量、基板温度、面内の均一性です。混在するイオンは質量分離の有無で変わるので、通常のビーム注入と同じ組成を仮定せず、基板へ実際に届く線量で評価します。
比較・違いを学ぶ
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- 1SEAJ 半導体製造装置用語集seaj.or.jp ・ 2026年10月12日閲覧