(57)【要約】【課題】イオン注入装置及び半導体装置の製造方法において、ウエハ保持部からの半導体ウエハの浮きをイオン注入時にリアルタイムに検出すること。【解決手段】ウエハWにイオンを注入するイオン注入装置１００において、ウエハWを保持するウエハ保持部１３０に設けられた電流を保持するスリット（電流保持部）１２０ａと、スリット１２０ａの電流を検出する電流検出部１３３とを設けたイオン注入装置による。【選択図】図１１
2009238632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハにイオンを注入するイオン注入装置において、
ウエハを保持するウエハ保持部に設けられた電流を保持する電流保持部と、
前記電流保持部の電流を検出する電流検出部と
を設けたことを特徴とするイオン注入装置。
【請求項２】
前記電流保持部は、前記保持部に設けられたスリットであること
を特徴とする請求項１に記載のイオン注入装置。
【請求項３】
前記ウエハの裏面が前記ウエハ保持部に密着しているときに、前記スリットが前記ウエハによって塞がれ、
前記ウエハの裏面が前記ウエハ保持部から浮いているときに、前記スリットが前記ウエハによって塞がれずに露出すること
を特徴とする請求項２に記載のイオン注入装置。
【請求項４】
前記電流検出部が電流を検出した場合には、前記イオン注入装置の動作を停止させること
を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のイオン注入装置。
【請求項５】
ウエハをウエハ保持部に設定し、
前記ウエハ保持部を回転させながらウエハにイオンビームを照射し、
前記ウエハの裏面に保持された前記イオンビームに基づく電流を検出し、
前記電流が検出された場合には前記回転を停止させること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン注入装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
LSI等の半導体装置の製造工程では、半導体ウエハにイオン注入をするためのイオン注入装置が用いられる。なかでも、複数枚の半導体ウエハに対して同時にイオン注入を行うことができるバッチ式のイオン注入装置は、スループットの高さから多用されている。
【０００３】
バッチ式のイオン注入装置では、真空容器内に収納された回転式のディスクの周縁部に複数のウエハ保持部を設け、各ウエハ保持部に半導体ウエハを装着してディスクを回転させながらイオンビームを半導体ウエハに照射する。
【０００４】
このとき、半導体ウエハがウエハ保持部に不完全に装着されていると、ディスクの回転時に半導体ウエハが落下し、その半導体ウエハを廃棄せざるを得なくなる。
【０００５】
そこで、この種のイオン注入装置には、半導体ウエハの落下に伴うディスクバランスのズレによって発生する振動を検出し、半導体ウエハが落下したかどうかを把握する機構が設けられる。
【０００６】
但し、ウエハ保持部に半導体ウエハが完全に装着されていても、これらの間にパーティクル等の異物が挟まると、半導体ウエハの落下にまでは至らないものの、ウエハ保持部から半導体ウエハが僅かに浮く場合がある。ウエハ保持部には半導体ウエハを冷却するための冷却水が流されているので、このように半導体ウエハが浮くと、半導体ウエハとウエハ保持部との接触面積が低下して冷却水による冷却効率が悪くなる。
【０００７】
その結果、イオン注入のマスクとして半導体ウエハ上に形成されているレジストが、イオンの照射によって過度に熱せられて変質してしまう。変質したレジストはその形状が崩れるため、本来ならレジストによってイオンの注入を阻止したい部分の半導体ウエハに不必要にイオンが注入され、半導体装置の歩留まりが低下するおそれがある。
【０００８】
また、冷却効率の低下により、イオンビームが照射された部分の半導体ウエハに孔が開いたり、クラックが発生したりすることもある。
【０００９】
このような半導体ウエハの浮きは、上記したようなディスクバランスのズレからは把握することができない。
【００１０】
また、従来例に係るイオン注入装置には、このような半導体ウエハの浮きを検出する機構は設けられていないのが普通である。これは、ウエハ保持部に半導体ウエハを装着する段階で半導体ウエハがウエハ保持部から浮いていなければ、ディスク回転時にも浮きは発生しないだろうとの考えによる。
【００１１】
しかし、実際には、上記のような異物に起因した半導体ウエハの浮きにより、レジストの変質等の不都合が発生するので、浮きを検出する機構が望まれる。
【００１２】
そのような機構として、半導体ウエハの横から光を照射し、その光が半導体ウエハによって遮られるか否かを受光器で検出することにより、半導体ウエハの浮きを検出するものが提案されている（特許文献１）。
【００１３】
しかしながら、この方法では、光の受光器が真空容器に固定されているため、ディスクが真空容器に対して静止しているときしか半導体ウエハの浮きを検出できず、ディスクが回転してイオン注入が行われているときにリアルタイムに検出を行うことができない。
【００１４】
更に、光を照射するための素子を半導体ウエハの横に設けなければならず、その素子にイオンビームに由来する生成物が付着するため、検出感度が低下するおそれもある。
【００１５】
その他に、半導体ウエハの裏面に光を当てたときに該半導体ウエハの傾きによってその反射光の光路がずれることを利用し、反射光が受光センサで検出できるか否かで半導体ウエハの浮きを検出する方法も考えられる。しかし、この方法では、裏面に付着した異物によって半導体ウエハが極僅かしか傾いていない場合には、反射光が受光センサで検出されるため、半導体ウエハの浮きを検出することができない。
【００１６】
なお、本願に関連する技術が特許文献２、３にも開示されている。
【特許文献１】特開平６−１５０８７１号公報
【特許文献２】特許第３１２５２３３号公報
【特許文献３】特開２００６−３２４４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
イオン注入装置及び半導体装置の製造方法において、ウエハ保持部からの半導体ウエハの浮きをイオン注入時にリアルタイムに検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一観点によれば、ウエハにイオンを注入するイオン注入装置において、ウエハを保持するウエハ保持部に設けられた電流を保持する電流保持部と、前記保持部の電流を検出する電流検出部とを設けたイオン注入装置が提供される。
【００１９】
また、本発明の別の観点によれば、ウエハをウエハ保持部に設定し、前記ウエハ保持部を回転させながらウエハにイオンビームを照射し、前記ウエハの裏面に保持された前記イオンビームに基づく電流を検出し、前記電流が検出された場合には前記回転を停止させる半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、イオン注入時のイオンの流れによって発生する電流を電流保持部で検出する。電流保持部は、例えばウエハ保持部に形成されたスリットであって、上記の電流が検出された場合にはそのスリットがウエハで塞がれておらずウエハがウエハ保持部から浮いていると判断できる。これにより、イオン注入時においてリアルタイムにウエハの浮きを監視でき、浮いていると判断された場合にはディスクの回転を停止する等の措置をすぐさま講ずることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
（１）第１実施形態
図１は、本実施形態に係るイオン注入装置の平面図である。
【００２３】
このイオン注入装置１００は、ロードロック室１０１、真空容器１０５、及びイオンビーム生成室１０４を有する。
【００２４】
このうち、ロードロック室１０１には、複数枚のウエハWが収容されたカセット１０７が格納される。
【００２５】
また、真空容器１０５には、複数枚のウエハWが周縁部に装着される回転可能なディスク１０３が設けられる。
【００２６】
真空容器１０５とロードロック室１０１の間には、これらの間でウエハWの搬送を行うための搬送ロボット１０２が設けられる。搬送時には図示のようにディスク１０３は水平面内に寝た状態となるが、ウエハWにイオン注入を行うときには不図示の機構によってディスク１０３が立ち上がり、イオンビーム２００の注入方向に対して垂直な面内においてディスク１０３が回転することになる。
【００２７】
一方、イオンビーム生成室１０４には、イオンビーム２００を生成するイオン源１０６と、該イオン源１０６から出たイオンビーム２００の中から所定の質量数のイオンのみを選択する質量分析器１０８が設けられる。その質量分析器１０８を出たイオンビーム２００は、加速器１０９により所定の加速エネルギでウエハWに注入される。
【００２８】
図２は、ディスク１０３の上面図である。
【００２９】
ディスク１０３には、サイトと呼ばれる複数の開口１１１が設けられており、その各々に冷却ライン１１０が通されている。
【００３０】
各開口１１１には、ウエハWを保持するためのウエハ保持部１３０が嵌着され、イオン注入の際にはウエハWの各々が冷却ライン１１０を通る冷却水により冷却されることになる。その冷却水は、供給口１１０ａから供給された後、冷却ライン１１０を流れてそれぞれのウエハ保持部１３０を通り、排出口１１０ｂから排出される。
【００３１】
図３はディスク１０３の側面図である。
【００３２】
イオン注入を行う際、ディスク１０３は、モータ１１２によって鉛直面内で約１２００rpm程度の回転数で回転する。これにより、ウエハ保持部１３０（図２参照）に保持されたウエハWが次々とイオンビーム２００に曝され、これらのウエハWにイオン注入が行われる。
【００３３】
また、モータ１１２にはその回転角を検出するためのエンコーダ（回転角検出部）１１３が設けられ、その回転角が回転角信号Srとしてエンコーダ１１３から出力される。
【００３４】
図４は、ウエハ保持部１３０の断面図である。
【００３５】
ウエハ保持部１３０は、ベース１２０、フェンス１２１、フック１２２、シャフト１２５、及び連結機構１２６を有する。
【００３６】
このうち、ベース１２０は、冷却ライン１１０（図２参照）によってウエハWを冷却するように機能し、例えばアルミニウム等の材料で構成される。
【００３７】
また、シャフト１２５は昇降可能となっており、連結機構１２６を介してフック１２２と機械的に連結されている。シャフト１２５の昇降運動に連動し、フック１２２は水平面内をスライドする。
【００３８】
ウエハ保持部１３０にウエハWを装着する際には、シャフト１２５が上昇することでフック１２２がベース１２０の外側にスライドし、フック１２２とフェンス１２１との間にウエハWを収めるスペースが生成される。この状態でベース１２０上にウエハWを載置し、シャフト１２５を下降させることで、フック１２２がベース１２０の中心に向かってスライドし、フック１２２とフェンス１２１との間にウエハWがクランプされることになる。
【００３９】
図５は、ウエハ保持部１３０の上面図である。なお、同図では、ベース１２０を見易くするために、ウエハWを点線で示してある。
【００４０】
これに示されるように、フェンス１２１は、円形のウエハWに沿った弧状の平面形状を有する。そして、フェンス１２１の近傍のベース１２０には、ウエハWの外周に沿った弧状のスリット（電流保持部）１２０ａが設けられる。
【００４１】
そのスリット１２０ａは、後述のように、ウエハWの裏面がベース１２０から浮いているか否かをイオン注入時にリアルタイムに判断するのに用いられる。
【００４２】
図６は、ウエハWの裏面が浮いていないときのウエハ保持部１３０の断面図であって、図５のA1−A1線及びB1−B1線に沿う断面図に相当する。
【００４３】
ウエハWの裏面が浮いておらずベース１２０に密着しているときは、スリット１２０ａがウエハWによって塞がれるため、図４のA1−A1線及びB1−B1線のどちらに沿って見てもスリット１２０ａがウエハW側に露出することはない。
【００４４】
図７は、この場合におけるフェンス１２１の近傍の拡大写真を元にして描いた図である。なお、この写真は、ファイバースコープを利用して２５倍の倍率で拡大して得られたものである。
【００４５】
これに示されるように、ウエハWの裏面が浮いていなければ、フェンス１２１とウエハWとの間に隙間はほとんど発生しない。
【００４６】
一方、図８は、ウエハWの裏面がベース１２０から浮いているときのウエハ保持部１３０の上面図である。また、図９（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図６のA2−A2線及びB2−B2線に沿う断面図である。
【００４７】
ウエハWがベース１２０から浮く原因としては、ウエハWの裏面に付着した異物や、ウエハ保持部１３０におけるウエハWのクランプミス等がある。
【００４８】
この場合は、図８と図９（ａ）に示されるように、A2−A2線に沿った部分において、ウエハWの側にスリット１２０ａが露出する。
【００４９】
なお、フェンス１２１の中心付近はフック１２２によってウエハWが強く押さえつけられる部分なので、図８（ａ）に示すようにB2−B2線に沿う部分ではスリット１２０ａは露出し難い。
【００５０】
図１０は、ウエハWの裏面に約０．１mmの厚さの異物を付着させて意図的にベース１２０からウエハWを浮かせ、フェンス１２１の近傍をファイバースコープで２５倍に拡大し、これにより得られた写真を元にして描いた図である。
【００５１】
図１０に示されるように、ウエハWの裏面がベース１２０から浮いていると、フェンス１２１とウエハWとの間に隙間が発生する。そして、同図では図示を省いているが、その隙間から上記のスリット１２０ａが露出する。
【００５２】
このようにスリット１２０ａが露出すると、図９（ａ）に示すように、ウエハWの外周側面Xを通ったイオンビーム２００がスリット１２０ａを透過し、イオンビーム２００で生成される電流がスリット１２０ａによって保持される。
【００５３】
したがって、ディスク１０３（図１参照）を回転させて各ウエハWに実際にイオン注入を行っているときに、スリット１２０ａを透過したイオンビーム２００で生成された電流の有無により、ウエハWがベース１２０から浮いているか否かを判断することができる。
【００５４】
本実施形態では、図１１に示されるような電流検出部１３３をディスク１０３の後方の真空容器１０５内に固定して設け、スリット１２０ａを透過したイオンビーム２００で生成される電流を検出する。
【００５５】
電流検出部１３３は、イオンビーム２００を受ける電極１３１と、該電極１３１に電気的に接続された電流計１３２とを有する。
【００５６】
このような電流検出部１３３で電流が検出されないときにはスリット１２０ａがウエハWに塞がれており該ウエハWの浮きはないと判断できる。
【００５７】
これに対し、電流が検出されたときには、スリット１２０ａがウエハWで塞がれておらず、ウエハWに浮きがあると判断できる。
【００５８】
ここで、ウエハWの浮きの有無を弁別し易くするには、ウエハWに浮きがなくその裏面がベース１２０に密着しているときに、スリット１２０ａのフェンス１２１寄りの内面１２０ｂが、ウエハWの外周側面Xに連続しているのが好ましい。このようにすると、ウエハWが僅かでも浮けばスリット１２０ａがウエハWによって塞がれなくなり、イオンビーム２００がスリット１２０ａを通って電流検出部１３３において電流として検出されるようになる。
【００５９】
また、スリット１２０ａの幅が広すぎると、冷却ライン１１０（図２参照）による冷却効率が低下するので、なるべく狭い幅、例えば１〜３mm程度の幅にスリット１２０ａを形成するのが好ましい。
【００６０】
上記したウエハWの浮きの有無の判断は、例えば、電流検出部１３３から出力される電流検出信号SIに基づき、パーソナルコンピュータ等の判断部１４０が自動で行うことができる。この場合、検出された電流値が電流検出信号SIにより把握され、当該電流値がゼロであるか否かによってウエハWの浮きがないか否かが判断される。
【００６１】
また、判断部１４０に、エンコーダ１１３（図３参照）から出力される既述の回転角信号Srを入力してもよい。この場合は、電流検出信号SIにより電流が検出された時点でのディスク１０３の回転角を回転角信号Srから把握することで、複数あるウエハ保持部１３０のうちどれで電流が検出され、ウエハWに浮きがあるかを判断することが可能となる。
【００６２】
更に、電流検出信号SIから把握される電流値に基づいて、判断部１４０にウエハWの浮きの量を認識させるようにしてもよい。この場合は、図１２に模式的に示されるような電流値−浮き量データベース１５０が使用される。
【００６３】
データベース１５０は、ウエハWの裏面に意図的に様々な厚さの異物を付着させ、各々の異物について電流値を計測し、その異物の厚さ（ウエハの浮き量）と電流値とを対応づけることで作成することができる。
【００６４】
そして、電流検出部１３３で検出された電流の値が例えばIのときは、データベース１５０を参照して、対応する浮きの量ＴだけウエハWがベース１３０から浮いていると判断できる。
【００６５】
なお、異物の厚さが同じであっても、イオンビーム２００の加速エネルギやドーズ量等のイオン注入条件が異なれば、電流値は異なる値になる。よって、様々なイオン注入条件について、このデータベース１５０を作成するのが好ましい。
【００６６】
また、データベース１５０は、判断部１４０が備える記憶部１４０ａに格納してもよいし、これとは別の記憶手段に格納してもよい。
【００６７】
以上説明した本実施形態によれば、ディスク１０３を回転させてウエハWに対して実際にイオン注入を行っているときに、スリット１２０ａを通るイオンビーム２００が検出されるか否かにより、リアルタイムにウエハWの浮きを検出することができる。
【００６８】
そのため、ウエハWの浮きが検出された場合には、すぐさまディスク１３０の回転を停止させてイオン注入を中止できる。そして、浮きが検出されたウエハWのウエハ保持部１３０の状態を確認した後、ウエハWを再度ウエハ保持部１３０に保持させることで、保持部１３０に正常にウエハWをクランプさせることができる。
【００６９】
これにより、ウエハWの裏面がベース１２０に密着するようになり、冷却ライン１１０（図２参照）によってウエハWを効率的に冷却することができる。その結果、イオン注入のマスクとしてウエハWに形成されたレジストパターンが、イオン注入時の熱によって変質するのを抑制でき、変質に伴うレジストパターンの形状の崩れを防止できる。
【００７０】
図１３は、ウエハWの裏面とベース１２０との間の隙間の大きさにより、イオン注入時のウエハWの表面温度がどのように変化するのかを実験して得られたグラフである。
【００７１】
この実験では、２枚のウエハWの裏面にそれぞれ厚さが０．１mmと０．２mmのアルミニウムテープを貼付けてウエハWが浮いた状態を作り出し、As+を加速エネルギ１１５KeV、ドーズ量５×１０15cm-2の条件でイオン注入した。
【００７２】
ウエハWの裏面に隙間が全くない状態では、冷却ライン１１０（図２参照）によってウエハWの温度は５０℃程度に抑えられるが、この実験から隙間が０．１mm程度であっても８０℃程度の上昇することが明らかとなった。更に、隙間が０．２mmでは、ウエハWの温度は約１４０℃にまで上昇する。
【００７３】
イオン注入装置の製造メーカは、装置が出力可能な最大の加速エネルギと最大のドーズ量を用いた場合に、通常は冷却ライン１１０によるウエハWの冷却温度について１００℃程度以下の温度を保証している。ところが、上記の実験結果から、ウエハWの浮き（隙間）が０．２mmの場合では、ウエハWの温度が製造メーカの保証温度を超えてしまうことが明らかとなった。
【００７４】
本実施形態によれば、上記のようにイオン注入時にリアルタイムにウエハWの浮きを監視できるので、浮きが検出された時点で即座にイオン注入を停止することで、図１３のようなウエハWの温度上昇を未然に防止することができる。
【００７５】
なお、スリット１２０ａの平面形状は、以下のようにウエハWの形状に合わせて最適化するのが好ましい。
【００７６】
図１４は、ウエハWがオリフラタイプの場合のスリット１２０ａの平面形状を示す図である。
【００７７】
オリフラタイプのウエハWでは、ウエハの面方位の方向が直線状のオリフラ（オリエンテーションフラット）Yによって示される。この場合は、オリフラYの横の円弧状のウエハWの外周に沿って、スリット１２０ａを二箇所に分けて設けるのが好ましい。
【００７８】
また、上記では、電流検出部１３３で検出される電流の有無によりウエハWの浮きを検出するようにしたが、検出された電流の値が極端に大きい場合には、ウエハ保持部１３０にウエハWが保持されていないと判断するようにしてもよい。
【００７９】
（２）第２実施形態
本実施形態では、第１実施形態で説明したイオン注入装置を用いた半導体装置の製造方法について説明する。
【００８０】
図１５及び図１６は、本実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図である。以下では、上記のイオン注入装置を用い、半導体装置としてMOSトランジスタを製造する。
【００８１】
最初に、図１５（ａ）に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。
【００８２】
まず、p型シリコン（半導体）ウエハ２０１に素子分離溝２０１ａを形成し、その中に酸化シリコン膜等の素子分離絶縁膜２０２を埋め込む。そのような素子分離構造はSTI(Shallow trench Isolation)と呼ばれる。STIに代えて、LOCOS(Local Oxidation of Silicon)により素子分離を行ってもよい。
【００８３】
次いで、シリコンウエハ２０１の表面を熱酸化することにより、保護絶縁膜２０３として熱酸化膜を形成する。
【００８４】
その後に、保護絶縁膜２０３の上にフォトレジストを塗布し、それを露光、現像して第１レジストパターン２０４とする。
【００８５】
次に、図１５（ｂ）に示すように、第１レジストパターン２０４をマスクに用い、保護絶縁膜２０３を介してシリコン基板２０１にp型不純物としてボロンをイオン注入し、pウェル２０５を形成する。
【００８６】
このイオン注入は、第１実施形態で説明したイオン注入装置を用いることにより、シリコンウエハ２０１がベース１２０から浮いているかどうかをリアルタイムに監視しながら行われる。
【００８７】
また、イオン注入の条件は特に限定されないが、例えば加速エネルギ０．５〜２００KeV、ドーズ量１．０×１０13〜１．０×１０16cm-2が採用される。
【００８８】
この後に、第１レジストパターン２０４は除去される。
【００８９】
続いて、図１５（ｃ）に示すように、リン酸溶液により保護絶縁膜２０３をウエットエッチングして除去した後、再びシリコン基板２０１の表面を熱酸化し、ゲート絶縁膜２０７として厚さが約８〜２０nmの熱酸化膜を形成する。
【００９０】
そして、このゲート絶縁膜２０７の上にCVD法によりポリシリコン膜を約１００〜２００nmの厚さに形成し、そのポリシリコン膜をパターニングしてゲート電極２０８とする。
【００９１】
更に、ゲート絶縁膜２０７の上にフォトレジストを塗布した後、それを露光、現像して第２レジストパターン２０９を形成する。
【００９２】
次いで、図１６（ａ）に示すように、第２レジストパターン２０９をマスクに用いながら、ゲート電極２０８の横のシリコンウエハ２０１にn型不純物として砒素をイオン注入し、n型ソース／ドレインエクステンション２１１を形成する。
【００９３】
このイオン注入の条件は、例えば加速エネルギが５０〜６０KeV、ドーズ量が１．０×１０13〜３．０×１０14cm-2である。
【００９４】
また、このイオン注入は、第１実施形態のイオン注入装置を用いて、シリコンウエハ２０１の浮きをリアルタイムに監視しながら行われる。
【００９５】
この後に、第２レジストパターン２０９は除去される。
【００９６】
次に、図１６（ｂ）に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。
【００９７】
まず、シリコンウエハ２０１の上側全面に、CVD法により酸化シリコン膜等の絶縁膜を形成する。そして、その絶縁膜をエッチバックすることにより、ゲート電極２０８の横に絶縁性サイドウォール２１３として残す。
【００９８】
更に、シリコンウエハ２０１の上側全面にフォトレジストを塗布し、それを露光、現像して第３レジストパターン２１５を形成する。
【００９９】
続いて、図１６（ｃ）に示すように、第３レジストパターン２１５をマスクにしながら、絶縁性サイドウォール２１３の横のシリコンウエハ２０１にn型不純物としてリンをイオン注入し、n型ソース／ドレイン領域２１６を形成する。
【０１００】
このイオン注入も第１実施形態のイオン注入装置を用いてウエハの浮きを監視しながら行われ、その条件としては、例えば、加速エネルギ６０〜８０KeV、ドーズ量３．０×１０15〜５．０×１０15cm-2が採用される。
【０１０１】
ここまでの工程により、ゲート絶縁膜２０７、ゲート電極２０８、及びn型ソース／ドレイン領域２１６を有するMOSトランジスタTRの基本構造が完成した。
【０１０２】
以上説明した半導体装置の製造方法によれば、ウェルの形成工程（図１５（ｂ））、n型ソース／ドレインエクステンション２１１の形成工程（図１６（ａ））、及びn型ソース／ドレイン領域２１６の形成工程（図１６（ｃ））の各工程において、第１実施形態のイオン注入装置を使用する。
【０１０３】
そのため、これらの工程でウエハ２０１がベース１２０（図４参照）から浮いているかどうかをリアルタイムに監視することができ、浮いていることが判明した場合にはイオン注入を即座に中止することができる。その結果、ベース１２０による冷却が途絶えたウエハ２０１がイオンビームに長時間曝されて高温になるのが防止され、マスクとして使用される第１〜第３レジストパターン２０４、２０９、２１５が加熱によって変質するのが防止される。これにより、変質によって各レジストパターン２０４、２０９、２１５の形状が崩れるのが防止され、シリコンウエハ２０１の所定の領域にイオン注入を行うことが可能となる。
【０１０４】
以下に、本発明の特徴を付記する。
【０１０５】
（付記１）  ウエハにイオンを注入するイオン注入装置において、
ウエハを保持するウエハ保持部に設けられた電流を保持する電流保持部と、
前記電流保持部の電流を検出する電流検出部と
を設けたことを特徴とするイオン注入装置。
【０１０６】
（付記２）  前記電流保持部は、前記保持部に設けられたスリットであること
を特徴とする付記１に記載のイオン注入装置。
【０１０７】
（付記３）  前記ウエハの裏面が前記ウエハ保持部に密着しているときに、前記スリットが前記ウエハによって塞がれ、
前記ウエハの裏面が前記ウエハ保持部から浮いているときに、前記スリットが前記ウエハによって塞がれずに露出すること
を特徴とする付記２に記載のイオン注入装置。
【０１０８】
（付記４）  前記スリットの平面形状は、前記ウエハの外周に沿った弧状であること
を特徴とする付記２に記載のイオン注入装置。
【０１０９】
（付記５）  前記電流検出部が電流を検出した場合には、前記イオン注入装置の動作を停止させること
を特徴とする付記１〜４のいずれかに記載のイオン注入装置。
【０１１０】
（付記６）  前記電流は前記イオンの流れであること
を特徴とする付記１〜５のいずれかに記載のイオン注入装置。
【０１１１】
（付記７）  前記イオンからなるイオンビームの注入方向に対して垂直な面内で回転可能なディスクを更に有し、
前記ウエハ保持部が、前記ディスクの周縁部に複数設けられたこと
を特徴とする付記１〜６のいずれかに記載のイオン注入装置。
【０１１２】
（付記８）  前記ディスクの回転角を検出する回転角検出部を更に有し、
前記電流を検出した時点での前記ディスクの回転角を前記回転角検出部を用いて把握することにより、複数の前記ウエハ保持部のどれで前記電流が検出されたかを判断すること
を特徴とする付記７に記載のイオン注入装置。
【０１１３】
（付記９）  前記電流検出部において前記電流が検出されたときに、前記ウエハの裏面が前記ウエハ保持部から浮いていると判断する判断部を更に有することを特徴とする付記１〜８のいずれかに記載のイオン注入装置。
【０１１４】
（付記１０）  前記判断部は、前記電流の値と前記ウエハの裏面の浮きの量とを対応させてなるデータベースを参照することにより、前記電流の値から前記浮きの量を認識することを特徴とする付記９に記載のイオン注入装置。
【０１１５】
（付記１１）  ウエハをウエハ保持部に設定し、
前記ウエハ保持部を回転させながらウエハにイオンビームを照射し、
前記ウエハの裏面に保持された前記イオンビームに基づく電流を検出し、
前記電流が検出された場合には前記回転を停止させること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１１６】
（付記１２）  前記ウエハの裏面に保持された前記イオンビームに基づく前記電流は、前記ウエハ保持部に設けられたスリットを通過するイオンの流れであることを特徴とする付記１１に記載の半導体装置の製造方法。
【０１１７】
（付記１３）  前記スリットの平面形状を、前記ウエハの外周に沿った弧状とすることを特徴とする付記１２に記載の半導体装置の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るイオン注入装置の平面図である。
【図２】図２はディスクの上面図である。
【図３】図３はディスクの側面図である。
【図４】図４はウエハ保持部の断面図である。
【図５】図５はウエハ保持部の上面図である。
【図６】図６は、ウエハの裏面が浮いていないときの保持部の断面図である。
【図７】図７は、ウエハの裏面が浮いていないときのフェンスの近傍の拡大写真を元にして描いた図である。
【図８】図８は、ウエハの裏面が浮いているときのウエハ保持部の上面図である。
【図９】図９（ａ）は図６のA2−A2線に沿う断面図であり、図９（ｂ）は図６のB2−B2線に沿う断面図である。
【図１０】図１０は、ウエハの裏面に異物を付着させて意図的にベースからウエハを浮かせ、フェンスの近傍をファイバースコープで拡大し、これにより得られた写真を元にして描いた図である。
【図１１】図１１は、電流検出部とウエハ保持部１３０の断面図である。
【図１２】図１２は、電流値−浮き量データベースの模式図である。
【図１３】図１３は、ウエハの裏面とベースとの間の隙間の大きさにより、イオン注入時のウエハの表面温度がどのように変化するのかを実験して得られたグラフである。
【図１４】図１４は、ウエハがオリフラタイプの場合のスリットの平面形状を示す図である。
【図１５】図１５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図（その１）である。
【図１６】図１６（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図（その２）である。
【符号の説明】
【０１１９】
１００…イオン注入装置、１０１…ロードロック室、１０２…搬送ロボット、１０３…ディスク、１０４…イオンビーム生成室、１０５…真空容器、１０６…イオン源、１０７…カセット、１０８…質量分析器、１０９…加速器、１１０…冷却ライン、１１０ａ…供給口、１１０ｂ…排出口、１１１…開口、１１２…モータ、１１３…エンコーダ、１２０…ベース、１２０ａ…スリット、１２０ｂ…スリットの内面、１２１…フェンス、１２２…フック、１２５…シャフト、１２６…連結機構、１３０…ウエハ保持部、１３１…電極、１３２…電流計、１３３…電流検出部、１４０…判断部、１４０ａ…記憶部、２００…イオンビーム、２０１…シリコンウエハ、２０１ａ…素子分離溝、２０２…素子分離絶縁膜、２０３…保護絶縁膜、２０４…第１レジストパターン、２０５…pウェル、２０７…ゲート絶縁膜、２０８…ゲート電極、２０９…第２レジストパターン、２１１…n型ソース／ドレインエクステンション、２１３…絶縁性サイドウォール、２１５…第３レジストパターン、２１６…n型ソース／ドレイン領域、W…ウエハ、X…ウエハの外周側面、Y…ウエハのオリフラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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