JPH01147840A - クランプ治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体デバイスの製造工程で用いられる各種イ
オン、電子線等の照射装置に関し、特に照射対象物であ
る半導体ウェハーの固定を行うクランプ治具に関する。

〔従来の技術〕

一般に、この種の荷電粒子線照射装置は第２図（ａ）に
示すように、荷電粒子源２１．電磁コイル２２゜移動ス
テージ２４．クランプ治具２５と、クランプ治具２５を
移動ステージ２４上にセットするクランプフック２３と
を有している。この荷電粒子線照射装置に用いるクラン
プ治具は、照射された荷電粒子線によって生じた電荷を
逃すための電気低源性が必要なことと、高い加工精度が
必要とされるため、銅やステンレスといった金属系の材
料が用いられ、第２［１ｆｔｌ（ａ）に示すようにクラ
ンプ治具２５にシリコンウェハー４をウェハー押えバネ
２６により装着していた。また、クランプ治具としては
非磁性体であることも必要とされる。これは、光の波長
よりも小さな微細加工を精度良く行うため、磁場の影響
を排除するためであり、また照射対象物の固定精度も、
粒子線光学系の設計上十分確保される必要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の金属製のクランプ治具は１機械切削加工
により形状加工される。その際の加工精度が技術的な問
題となる。荷電粒子線照射装置に用いるクランプ治具と
しては、機械的な固定保持機能だけでなく、照射対象物
との電気的接触機構を有する必要がある。

良好な電気的接触をとるには、先端形状の鋭い針状のも
のが用いられている。その理由としては。

全体としては小さな力で圧着しても、その先端の局部に
おいて大きな接触圧力が得られるからである。

ところで、加工精度の面からは、金属の切削加工による
一体構造で、上記のような突起形状を製作するのは困難
であり、一般には第２図（ｂ）に示すようなウェハー押
えバネ２６をクランプ治具にネジ止めしこれを電気的接
触部として用いていた。しかしながら、付加構造では、
各々の加工精度だけでなく、それらを組合せる際の組立
精度が要求され、しかもその精度が使用時に常に確保さ
れていなければならないという欠点を有していた。

また、照射対象となる半導体製造に用いられるウェハー
自体、金属との接触は好ましいものではない。それは、
接触により表面等に付着した微量の金属元素が、製造プ
ロセスにおける高温熱処理で、半導体結晶中に拡散し、
半導体デバイスの電気特性を劣化させる要因となる。

さらには、ウェハーと金属では、材料物性が異なり、弾
性率、熱膨張率等が整合しないといった点も、治具機構
設計上の制約となる問題があった。

以上、従来用いられていた金属製のクランプ治具では多
くの欠点を有していた。

本発明の目的は前記問題点を解消したクランプ治具を提
供することにある。

〔発明の従来技術に対する相違点〕

上述した従来の金属加工クランプ治具に対し。

本発明は十分に厚さ精度が保証されたシリコン結　　　
。

晶ウェハーを用いて、クランプ治具を一体構造として構
成するという相違点を有する。

これは、半導体デバイス製造が、産業として成熟し、そ
こに用いられる原材料ともいうべきシリコン結晶ウェハ
ーの形状加工精度が極めて高度の技術によって支えられ
ているという背景がある。

これらのウェハーは、スラリー研磨や化学的エツチング
手法で、８インチ、１０インチといった大口径ウェハー
においても、荷電粒子線照射装置上要求される数戸オー
ダーの高いウェハー厚精度を有するに至っているからで
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は荷電粒子線が照射される照射対象物の固定を行
うクランプ治具において、クランプ治具の本体を照射対
象物と同質の素材から構成し、該治具本体に、照射対象
物との電気的接触を保持する突状接触部を有することを
特徴とするクランプ治具である。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

（実施例１） 第１図は本発明の実施例１を示す斜視図、第３図は同断
面図である。

図において、クランプ治具は上部押え板１と。

下部押え板２と、これらの押え板１，２に一体構造とし
て形成され、半導体ウェハー４に電気的接触をとる突起
部３から構成される。

上部押え板１及び下部押え板２をもって半導体ウェハー
４を両側からはさむことにより、半導体（シリコン）ウ
ェハー４の固定保持を行い、同時に突起部３により半導
体ウェハー４に電気的接触を行う。

第４図はこの突起部３の拡大図である。本発明は押え板
１，２として、半導体ウェハー４と同質のシリコン結晶
ウェハーを用い、該ウェハー１．２の表面に突起部３を
一体成形したものである。すなわち、（ｉｏｏ）表面を
有するシリコン結晶ウェハー１．２に対して、水酸化カ
リウム溶液での結晶異方性エツチングを行い、このエツ
チングにより形成された（ｎｔ）面５をその側面とした
突起部３を形成したものである。

次に第５図を用いて押え板としてのシリコン結晶ウェハ
ー１，２上に突起部３を形成する方法について説明する
。

第５図（ａ）に示すように、最初に、酸化膜５２．５２
’を有する押え板１，２としてのシリコンウェハー５３
を用いて、レジスト５１のパターニングにより、突起形
状の配置場所を決定する。

次に、第５図（ｂ）に示すようにレジスト５１をマスク
として酸化膜５２をエツチングする。この後、しシスト
５１を除去して、水酸化カリウム溶液で、シリコンウェ
ハー５３をエツチングする。酸化膜５２はこのときのエ
ツチングのマスク材として働く。所望の深さにエツチン
グした後に、酸化膜５２を除去する（第５図（Ｃ））。

検討したところ、２０〜２００−程度の深さのエツチン
グが有効であった。

この形成方法において１重要なことは、酸化膜５２がマ
スク材としてエツチング終了時点まで残存しているため
、突起部３の先端では、ウェハーの元の形状の厚さ精度
が保存されていることであり、最終的に酸化膜を除去し
たとしても、半導体製造プロセスで用いられているシリ
コンの酸化法を用いれば趨オーダー以下で制御可能であ
り、ウェハーの元の厚さ精度のオーダー約ＳＯＯ，厚さ
で、数戸オーダーに比べれば実用上無視し得る。

よって、元のウェハー厚さ精度が良ければ、その厚さ精
度に対応したクランプ治具が得られる。

このような本発明の利点は、結晶の異方性を利用したエ
ツチング手法によってもたらされたものである。（１１
１）面のエツチング速度は、　（１００）面のエツチン
グ速度に比べ２ケタから３ケタ程度遅いため、バターニ
ングにより決められた突起先端面積を損なうことなく、
（１１１）面と（１００）面のなす角５４．７°を持っ
て深さ方向にエツチングが進行する。

したがって、例えば金属を同様にエツチング処理したと
しても、等方的にエツチングされるため、いわゆるサイ
ドエッチ効果により、突起先端形状は、深さ方向の進行
とともに侵食される。

（実施例２） 第６図は本発明の実施例２の断面図である。通常、半導
体製造に用いられるｎ型シリコンウェハー６３は、ｎ型
又はｐ型不純物を含んでいるが、荷電粒子線照射の対象
物であるｎ型シリコンウェハー６３と本発明によるクラ
ンプ治具に用いるウェハーがｐ型で、不純物の種別が異
なる場合である。

上部押え板としてのｐ型シリコンウェハー６１、上部押
え板としてのｐ型シリコンウェハー６５の構成は、実施
例１に同じであるが、突起部３を有する部分にｎ型不純
物のドーピング処理を行ったシリコンｎ型層６２．６４
を有する。ドーピング処理としては、半導体製造プロセ
スで用いられている、イオン注入技術、熱処理による拡
散技術を用いることができる。

また、同様に半導体製造プロセスにより、アルミニウム
電極６６を作成することも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、シリコン結晶の異方性を
利用したエツチング手法を用いることにより、一定の角
度を持つ突起形状を形成できるため、厚さ精度の確保が
容易にできる。これは、荷電粒子線の焦点変動を極力押
えることができるため、より微細な収束光学系が可能と
なる効果がある。しかも、従来のものと異なり、照射対
象物と同種の材料を用いることにより、接触による他物
質混入の危険が回避できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１を示す斜視図、第２図（ａ）
は荷電粒子線照射装置の構成図、第２図（ｂ）は従来用
いられていたクランプ治具を示す図、第３図は本発明の
実施例１を示す断面図、第４図は本発明の実施例の特徴
を示す部分図１．第５図（ａ）、（ｂ）。 （ｃ）は本発明の実施例の形成方法を工程順に示す断面
図、第６図は本発明の実施例２を示す断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）荷電粒子線が照射される照射対象物の固定を行う
   クランプ治具において、クランプ治具の本体を照射対象
   物と同質の素材から構成し、該治具本体に、照射対象物
   との電気的接触を保持する突状接触部を有することを特
   徴とするクランプ治具。