JPH01173558A - イオン注入装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、イオン注入装置に関する。

（従来の技術） イオン注入装置には、イオン源からイオンが一定のエネ
ルギで電極により引き出され、最終エネルギまで加速さ
れたのち、質量分析により所望のイオンのみを選択し、
磁界又は電界によりイオンを水平又は垂直方向（ウェハ
の移動方向を垂直方向）にスキャンして、回転ディスク
に支持され回転中の半導体ウェハに所望のイオンを注入
する如く構成されている。上記ウェハは特開昭５９−２
０１３５８号公報に開示される如く、回転ディスク上に
設けたウェハ保持部の板バネやウェハ系止片で周縁部を
保持され、半導体ウェハの落下を防止する様になってい
るが、異なる径のウェハを保持することの技術思想や技
術開示がない。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述した半導体ウェハの回転ディスクへ
の保持法では、処理する半導体ウェハの大きさを変更す
る場合、ディスクを交換せねばならず、特に処理時に半
導体ウェハ裏面を冷却する機構等を保持部に備えている
場合等、メンテナンスに多大な時間を必要とし、装置の
稼働効率の低下及び生産性の低下という問題があった。

しかも、昨今の少量多品種や特殊用途の増大により、大
きさの異なる半導体ウェハをイオン注入する必要性が増
してきている。このような場合、回転ディスクのウェハ
取着径が一定であるため、ウェハの径が異なる毎にディ
スクを交換してイオン注入工程を実行しなければならな
い。従って１回のイオン注入操作系で空のウェハポジシ
ョンが発生するなど装置の稼働率の低下を招く欠点があ
った・ 本発明は、上記点に対処してなされたもので、径の異な
る半導体ウェハへのイオン注入を可能とし、装置の稼働
効率を向上させ、生産性を向上したイオン注入装置を提
供するものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、回転ディスクが複数の異なる径のウェハを保
持可能な構造にしたことを特徴とする。

（作　用） 本発明のイオン注入装置では、回転ディスクに異なる径
のウェハを支持可能にして少量多品種の製造（ＡＳＩＣ
）に対応させたものである。例えば、第１のウェハを取
着自在な保持部を有する回転ディスクに、第１のウェハ
と異なる径の第２のウェハを第１のウェハの大きさに合
わせて回転ディスクの保持部に取着自在とする適応具に
保持して、この第１のウェハと同じ大きさの適応具を回
転ディスクに取着自在としたので、第１のウェハと大き
さの異なる第２のウェハに容易にイオン注入処理を行え
る。

（実施例） 以下、本発明のイオン注入装置を図面を参照して実施例
について説明する。

イオンビームを発生するイオンソース■内のアークチャ
ンバ■から正イオン例えばボロンやヒ素などの不純物の
イオンが一定のエネルギーで引き出し電極■により引き
出され、加速電極に）により例えば８０ＫＶの電圧で最
終エネルギまで加速される如く、イオンソース■が設定
されている。

このイオンソース■から発生したイオンビームの通路上
には、例えばアナライザーマグネットの磁界を用いて所
望の正イオンのみを取り出すことが可能な質量分析器０
と、磁界によりイオンビームを所望の走査速度と注入角
度に設定可能なスキャンマグネット０とアングルコレク
ターマグネット■が設けられている。

そして、イオンビームの終点には、第１のウェハ（８）
例えば径が５インチのウェハを取着自在で、回転例えば
１１０００ｒｐで回転中の上記第１のウェハ（８）にイ
オンビームを注入可能な如く回転ディスク０例えばＡｌ
製ディスクが設けられている。

上記回転ディスク■の第１のウェハ（８）保持位置の一
部には、第１のウェハ（ハ）と異なる径の第２のウェハ
（１０）例えば径が４インチのウェハが、第１のウェハ
（８）の大きさに合わせることが可能な適応具（１１）
を介して、第１のウェハ（８）と同様に取着自在に設け
られている。

ここで、第１のウェハ（ハ）は、第２図に示す如く、回
転ディスク■上保持部（２０ａ）のＡｌ製上下部押板２
１）のシリコンゴム板（２２）を貼付けた載置面に、昇
降機構（２３）例えばエアシリンダと捧（２４）を介し
て昇降可能なＡｌ＠クランプリング（２５）により取着
自在に周縁を挟持し、回転ディスク■の回転で第１のウ
ェハ■が移動しない様に固着可能となっている。そして
、回転ディスク■上の下部押板（２１）は図示しない冷
却機構例えば循環冷却水等により第１のウェハ（ハ）の
表面温度を１００℃以下とし、第１のウェハ（へ）に熱
歪みを与えない様になっている。

しかも、第１のウェハ（ハ）裏面はシリコンゴム板（２
２）に密着しており、第１のウェハ（ハ）の傾斜角が２
″〜５°程度となる様に第１のウェハ■をそらせて固着
しているので、熱伝導の効率が良くなり、冷却が第１の
ウェハ（ハ）全面で確実に行われる。

また、第１のウェハ（８）と異なる径例えば第１のウェ
ハ■より小さい径の第２のウェハ（１０）は、第３．４
図に示す様な、一方面の内周縁に段差（３３）を付設し
た外径が第１のウェハ（８）の径と同等で中央に第２の
ウェハ（１０）にイオンを注入する開口窓（３０）を備
えたＡ２製リング（３１）と、このリング（３１）に第
２のウェハ（１０）を取着自在に挟持する例えば厚さ±
０．１１で３ケ所の円板状ＳＵＳ製押仮押板２）で形成
される適応具（１１）を介して回転ディスク０に第１の
ウェハ■と同様に取着自在に設けられる。

ここで、第５図に示す如く、第２のウェハ（１０）のオ
リフラ部（５０）を１ケ所の押板（３２）に合わせ、他
の押板（３２）とリング（３１）の間に第２のウェハ（
１０）周縁を挿入し、第２のウェハ（１０）を矢印（５
１）の如＜３０°程度回転させることにより、リング（
３１）と板バネである押板（３２）間に第２のウェハ（
１０）が取着自在に挟持される。つまり、第６図に示す
如く、段差（３３）と押板（３２）に第２のウェハ（１
０）は保持される。

そして、第７図に示す如く、第２のウェハ（１０）を装
着した適応具（１１）は１回転ディスク０上で空いてい
る保持部（２０ｂ）の下部押板（２１）のシリコンゴム
板（２２）を貼付けた載置面に、昇降機構（２３）と捧
（２４）を介して昇降可能なりランプリング（２５）に
より取着自在に周縁を挟持され、回転ディスク０の回転
で適応具が移動しない様に固着されている。

この場合も、第１のウェハ■と同様にシリンコンゴム板
（２２）に第２のウェハ（１０）をそらせて密着固定し
てるので、図示しない冷却機構の冷却効率は低下しない
。つまり、第１のウェハ■を取着自在な保持部（２０）
を有する回転ディスク■に、第１のウェハ（へ）と異な
る径の第２のウェハ（１０）を第１のウェハ（ハ）の大
きさに合わせて回転ディスク（９）の保持部（２０）に
取着自在とする適用具（１１）を用いたので、保持部（
２０）等の部品交換が不必要で、回転ディスク（９）の
図示しない冷却機構の効果も変わらないので冷却機構の
変更も発生しない。このように、処理するウェハ（８，
１０）の大きさを変更する場合にイオン注入装置自身の
メンテナンスを必要としないので、容易にウェハ（８，
１０）の大きさの変更が可能で、装置の稼働効率の低下
を防止でき、生産性を向上できる。また、リング（３１
）を導電性のＡｉ製としたので、回転ディスク■と確実
に接地可能で、イオンの注入量を測定する場合に、確実
な測定が行える。

ここで、上記構成のイオン注入装置は図示しない制御部
で動作制御及び設定制御される。

次に、上述したイオン注入装置による第１のウェハ（へ
）及び第２のウェハ（１０）のイオン注入方法を説明す
る。

まず、図示しないロボットハンドやオペレータ等の操作
により、所望の枚数の第１のウェハ（ハ）及び適応具（
１１）に装着された所望の枚数の第２のウェハ（１０）
を回転ディスク０上の保持部（２０）に固着し、図示し
ない制御部の予め記憶したプログラムに添ってイオン注
入動作を開始する。

それから、イオンソース部■内のアークチャンバ（２）
から正イオンが一定のエネルギで引き出し電極■により
引き出され、加速電極（イ）により所望の最終エネルギ
まで加速される。そして、質量分析器■の磁界による質
量分析で所望のイオンのみを選択し、スキャンマグネッ
ト０の磁界でイオンビームを偏向し所望の速度と幅でイ
オンビームの走査を行い、アングルコレクターマグネッ
ト■の磁界で所望の注入角度にイオンビームを偏向する
。

そして、回転ディスク■を所望の速度で回転しながら、
回転ディスク■上に固着した第１のウェハ■及び第２の
ウェハ（１０）にイオンビーム走査し、イオンを注入す
る。このイオン注入時のイオンソース部■から回転ディ
スク０間は、所望の真空状態例えばＩ　Ｘ　１０””Ｐ
ａ程度の真空度となっている。

そして、イオンソース部■のイオン発生を停止後イオン
ソース部■から回転ディスク０間を大気圧に戻し１図示
しないロボットハンドやオペレータ等の操作により回転
ディスク■上の第１のウェハ及び適応具（１１）に装着
された第２のウェハ（１０）を取り外し、イオン注入動
作は終了する。

上記実施例では第１のウェハを径が５インチのウェハで
第２のウェハを径が４インチのウェハを用いて説明した
が、第１及び第２のウェハの径は同一でなければ何でも
よく、３インチでも６インチでも８インチでもよく、上
記実施例に限定されるものではない。

また、上記実施例では適応具をＡｌ製リングとＳＵＳ製
押板で説明したが、第２のウェハを第１のウェハの大き
さに合わせて回転ディスクの保持部に取着自在であれば
何でもよく、様々な変形が可能であることは言うまでも
ない。

さらに上記実施例では４インチウェハの挿入に際し、適
応具を装着し、押板を介したウェハの装着について手動
で装着することの例を説明したが当然のことなからウェ
ハの装着、適応具の装着の自動化は当然考慮されること
である。さらにまたウェハの押え手段については、チッ
ク機構例えばバキュームチャックや静電チャック、その
他メカニカルにはスプリング機構などによる手段など何
れでもよい。

以上述べたようにこの実施例によれば、第１のウェハを
取着自在な保持部を有する回転ディスクに、第１のウェ
ハと異なる径の第２のウェハを第１のウェハの大きさに
合わせる適応具を用いて取着自在としたので、即ち、回
転ディスクが複数の異なる径のウェハを保持可能な構造
にしたのでイオン注入時の処理ウェハの大きさの変更を
容易にし、ウェハサイズ変更に伴うメンテナンス時間を
不要とし、しかも、少量多品種に対応して大きさの異な
るウェハを同時にイオン注入可能とした。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、異なる径の被イオ
ン注入ウェハでも回転ディスクや保持部を変更すること
なくイオン注入でき、ウェハ保持部の他の機構でも必要
に応じて適応可能である。

もって異なる径のウェハをイオン注入可能とし装置の稼
働効率及び生産性を向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の実施例を説明するためのイオン注
入装置の概略構成図、第２図は第１図の第１のウェハを
回転ディスク上へ保持した状態を説明するための図、第
３図は第１図適応具の平面図、第４図は第３図の断面図
、第５図は第１図の第２のウェハと適応具の装着状態を
説明する図。 第６図は第５図の断面図、第７図は第１図の第２のウェ
ハと適応具の回転ディスク上への保持を説明する図、第
８図は第７図の第２のウェハと適応具の回転ディスク上
への保持を示す斜視図である。 図において、 ８・・・第１のウェハ　　　９・・・回転ディスク１０
・・・第２のウェハ　　　１１・・・適応具２０．２０
ａ、２０ｂ−保持部　　３０・・・窓３１・・・リング
　　　　　　３２・・・押　板特許出願人　東京エレク
トロン株式会社第１図 Ｕ　　′″′Ｅ Ｕ　第４図 ３フ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数枚のウェハを保持した回転ディスクを回転さ
   せながらイオンを注入するイオン注入装置において、前
   記回転ディスクが複数の異なる径のウェハを保持可能な
   構造にしたことを特徴とするイオン注入装置。
2. （２）異なる径のウェハを保持可能な構造は、外径が回
   転ディスクに保持可能なウェハの径と同等で中央に異な
   る径のウェハにイオンを注入する窓を有する適応具を備
   えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のイオ
   ン注入装置。
3. （３）適応具は、異なる径のウェハを取着自在に挟持す
   るＡｌ製のリングとＳＵＳ製の押板で形成されることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載のイオン注入装置
   。