JPH0332853B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、イオン注入装置に関し、特にイオン
注入完了ウエハーの回収と未注入ウエハーの装着
との改良に係わるものである。

〔従来の技術〕

一般に、回転デイスク等の保持体に装着された
複数枚のウエハーにイオン注入するイオン注入装
置においては、ウエハーの処理枚数を増大するた
めに、イオン注入完了ウエハーの回収および未注
入ウエハーの装着の迅速化を図る必要がある。

しかし、従来のこの種イオン注入装置では、ウ
エハーの回収、装着をすべて人手により行うた
め、能率が悪く、ウエハーの処理枚数が極めて少
なくなるといつた欠点があり、しかも、人手を使
うことにより、ウエハーのイオン注入面に傷付き
が生じたり、ちり、ほこり等の異物の付着が懸念
され、良質のデバイスを得ることが困難な欠点が
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、このような従来欠点に留意してなさ
れたものであり、その目的とするところは、イオ
ン注入完了ウエハーの回収と未注入ウエハーの装
着とを自動的にかつ同時に実施できるイオン注入
装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明のイオン注
入装置においては、複数枚のウエハーそれぞれの
設置部を有し段階的に駆動、停止して各設置部を
順次ウエハー回収位置およびこの回収位置より駆
動方向下流側のウエハー装着位置に案内する保持
体と、前記回収位置の近傍に設けられこの回収位
置における設置部のイオン注入完了ウエハーを保
持体の停止時に独自に回収する回収装置と、前記
装着位置の近傍に設けられこの装着位置における
設置部に未注入ウエハーを保持体の停止時に独自
に装着する装着装置とを備える。

〔作用〕

前述のように構成されたイオン注入装置にあつ
ては、保持体の停止時、ウエハー回収位置の近傍
の回収装置により、この回収位置に案内された設
置部のイオン注入完了ウエハーが独自に回収さ
れ、同時に、ウエハー装着位置の近傍の装着装置
により、この装着位置に案内された設置部、すな
わちこれ以前に回収装置によりウエハーが回収さ
れた設置部に未注入ウエハーが独自に装着され、
イオン注入完了ウエハーの回収と未注入ウエハー
の装着とがそれぞれ独立して同時に行われる。

〔実施例〕

実施例につき、図面を用いて説明する。

第１図は全体構成を示し、１は大電流イオン注
入装置の筐体状の装置本体であり、内部に高圧
部、真空ポンプ等が備えられている。２は装置本
体１の右側に設けられたエンドステーシヨン、３
は装置本体１の右側に一体に設けられ中央部に高
真空のイオン注入室４を有すると共にその両側部
にそれぞれほぼ円形のチヤンバー本体５が形成さ
れたターゲツトチヤンバー、６はイオン入射口で
あり、装置本体１の高圧部からイオンビームがイ
オン入射口６を通つてイオン注入室４内にスポツ
ト状に入射される。

７は両チヤンバー本体５に形成された真空排気
口、８は両チヤンバー本体５の右側にそれぞれ開
閉自在に設けられた円形のチヤンバー蓋であり、
図示しないシリンダーにより開閉され、チヤンバ
ー蓋８の開時にはエンドステーシヨン２上に突設
された保持具９により水平に保持される。

１０はチヤンバー蓋８の閉時にこのチヤンバー
蓋８とチヤンバー本体５との間に形成されるチヤ
ンバー室であり、両チヤンバー室１０とイオン注
入室４とはそれぞれ上下に細長い通路を介して連
通し、この両通路にそれぞれ回転移動により両室
４，１０間を開閉自在に閉塞する断面ほぼ半円形
の縦長のバルブ１１が設けられている。

１２はチヤンバー蓋８の外側面に支持された回
転用モータであり、その下段に並進移動用モータ
（図示せず）が同様に支持されている。１３はチ
ヤンバー蓋８の内側にガイド１４により前後に移
動自在に支持された移動体であり、前記並進移動
用モータにより並進移動する。

１５は移動体１３に回転自在に支持されウエハ
ーの保持体となる円板状のデイスクであり、デイ
スク１５の軸１６が移動体１３において前記回転
用モータ１２に連結されており、イオン注入時、
デイスク１５は回転用モータ１２および並進移動
用モータにより回転および直線移動し、メカニカ
ルスキヤンを行い、ウエハー回収、装着時、デイ
スク１５は回転用モータ１２により段階的に回
転、停止を行う。

１７はデイスク１５の外周部に等間隔に設けら
れた複数個のウエハー設置部であり、それぞれ第
２図に示すように外方に開口した平行な１対の溝
１８が形成されている。１９はデイスク１５の各
ウエハー設置部１７に着脱自在に装着されたシリ
コンウエハー等の円形のウエハー、２０はデイス
ク１５の各ウエハー設置部１７の上面に設けられ
この設置部１７上にウエハー１９を保持する環状
のホルダであり、第２図ないし第４図に示すよう
に、ホルダ２０の下面にデイスク１５を貫通する
複数本の着脱棒２１が一体に設けられると共に、
各着脱棒２１の先端とデイスク１５の裏面との間
にそれぞれスプリング２２が介在され、スプリン
グ２２のばね力によりウエハー１９がホルダ２０
とデイスク１５との間に確実に保持される。

ここで、ウエハー１９の回収、装着時、チヤン
バー蓋８が水平に開かれた状態でデイスク１５が
段階的に回転、停止すると、デイスク１５の各設
置部１７はエンドステーシヨン２におけるウエハ
ー回収位置およびこの位置よりデイスク１５の回
転方向下流側のウエハー装着位置に順次案内さ
れ、一時的に位置保持される。

２３はエンドステーシヨン２上に左右に移動自
在に設けられそれぞれ両チヤンバー蓋８の右方の
近傍に位置したハンドリング装置であり、前記ウ
エハー回収位置の近傍に配置されイオン注入完了
ウエハー１９を回収する回収装置２４と、前記ウ
エハー装着位置の近傍に配置され未注入ウエハー
１９を装着する装着装置２５とからなる。

この回収装置２４、装着装置２５はそれぞれ、
第３図および第４図に示すように構成されてい
る。

すなわち、同図において、２６はエンドステー
シヨン２上にガイドレール２７を介して左右に移
動自在に設けられたハンドリング装置２３の基
台、２８は基台２６上に支柱２９を介して水平に
支持された操作台であり、回収装置２４および装
着装置２５の操作台２８はそれぞれチヤンバー蓋
８の開時に水平に保持されるデイスク１５の中心
に向かうように配置されている。

３０は操作台２８上にガイド棒３１により上下
動自在に支持され昇降シリンダ３２により上下動
操作される搬送台、３３は搬送台３０上の２対の
支持体３４のローラ間にそれぞれ左右方向に巻回
された平行な１対の搬送ベルトであり、デイスク
１５のウエハー設置部１７の対の溝１８に挿入自
在となり、搬送台３０上に固定された搬送モータ
３５によりそれぞれ搬送移動される。３６は搬送
台３０の先端部に立設され前記ホルダ２０の各着
脱棒２１に対応する複数本の押し棒であり、前記
ホルダ２０の各着脱棒２１に当接してホルダ２０
の押し上げを行う。

３７はキヤリヤ台であり、操作台２８の昇降装
置３８に連結されたラツク棒３９を介して水平に
支持され、昇降装置３８の駆動によるラツク棒３
９の上下動により上下動操作される。４０はキヤ
リヤ台３７上に設けられ複数枚のウエハー１９の
収納部が多段に形成されたウエハーキヤリヤであ
り、キヤリヤ台３７およびウエハーキヤリヤ４０
の下壁には前記対の搬送ベルト３３の挿入孔が透
設されている。

つぎに、前記実施例の動作について説明する。

まず、デイスク１５上のウエハー１９にイオン
注入する場合、第１図に示すように、一方のチヤ
ンバー蓋８を閉じて複数枚の未注入ウエハー１９
が装着されたデイスク１５をチヤンバー室１０に
収納し、真空排気口７を介してこのチヤンバー室
１０をイオン注入室４と同程度の高真空に排気す
る。

つぎに、回転用モータ１２を駆動してデイスク
１５を回転すると共に、バルブ１１を動作してチ
ヤンバー室１０とイオン注入室４とを連通し、並
進移動用モータを駆動してデイスク１５を移動
し、その一部をイオン注入室４に導入する。

この状態で回転用モータ１２と並進移動用モー
タとによりデイスク１５を回転しながら所定の幅
で並進移動すると、イオン入射口６よりスポツ状
で入射されるイオンビームにより、デイスク１５
上のすべてのウエハー１９が全面均一にイオン注
入される。

また、前記の動作時、水平に開かれた他方のチ
ヤンバー蓋８のデイスク１５においては、ハンド
リング装置２３によりウエハー１９の回収および
装着が同時に行われる。

すなわち、ハンドリング装置２３の基台２６が
水平に開かれたチヤンバー蓋８側、すなわち左方
に移動し、回収装置２４および装着装置２５のそ
れぞれの搬送台３０の先端部がデイスク１５の下
方の回収位置および装着位置に案内される。

そして、デイスク１５は段階的な回転、停止の
節動回転を行い、第１図および第３図に示すよう
に、デイスク１５の停止時には、回収位置および
装着位置に案内されたデイスク１５の２個の隣合
う設置部１７がそれぞれ回収装置２４および装着
装置２５の搬送台３０の上方に位置し、かつ、こ
の両設置部１７のそれぞれの対の溝１８の直下に
それぞれ搬送台３０上の対の搬送ベルト３３が位
置する。

イオン注入完了ウエハー１９の回収装置２４に
おいては、まず、第３図の状態から昇降シリンダ
３２の作動により搬送台３０が上動し、その先端
の押し棒３６がホルダ２０の装着棒２１に当接し
てこれを押し上げ、回収位置の設置部１７上のウ
エハー１９からホルダ２０が浮き上げられると共
に、搬送台３０がさらに上動することにより、第
４図に示すように、１対の搬送ベルト３３がこの
設置部１７の対の溝１８を挿通し、設置部１７上
のウエハー１９が対の搬送ベルト３３上に乗る。

その後、搬送モータ３５により搬送ベルト３３
が回転し、搬送ベルト３３上のウエハー１９がウ
エハーキヤリヤ４０内に移動し、ウエハーキヤリ
ヤ４内の多段の収納部に収納される。

さらに、このウエハー１９の回収が終了する
と、搬送台３０は下動してデイスク１５の節動回
転による次の設置部１７の到来を持ち、前述と同
様にしてイオン注入完了ウエハー１９の回収を行
う。

なお、ウエハーキヤリヤ４０内へのウエハー１
９の収納は、その多段の収納部の上段から順に行
われ、ウエハー１９の収納毎にウエハーキヤリヤ
４０が昇降装置３８により１段ずつ上動する。

また、未注入ウエハー１９の装着装置２５にお
いては、デイスク１５の節動回転により回収装置
でウエハー１９の回収された設置部１７が装着位
置に到達した時、前述と同様の要領で搬送台３０
が上動し、その押し棒３６により設置部１７のホ
ルダ２０が浮き上がると共に、搬送台３０の１対
の搬送ベルト３３が設置部１７の対の溝１８にそ
れぞれ挿通する。

そして、搬送ベルト３３が搬送モータ３５によ
り前述とは反対方向に回転し、昇降装置３８によ
るウエハーキヤリヤ４０の下動により、このウエ
ハーキヤリヤ４０内に多段に収納された未注入ウ
エハー１９のうち、最下段のウエハー１９が搬送
ベルト３３上に乗り、このウエハー１９が搬送ベ
ルト３３により装着位置の設置部１７上に搬送さ
れる。

その後、搬送台３０は下動し、対の搬送ベルト
３３が対の溝１８から抜けてウエハー１９が設置
部１７の上面に載置され、さらに、押し棒３６に
よる押し上げが解除されることによりホルダ２０
がスプリング２２のばね力により設置部１７上に
圧接し、ウエハー１９が設置部１７上でホルダ２
０により確実に保持される。

このように、未注入ウエハー１９の装着が完了
すると、デイスク１５は再び節動回転し、この装
着動作時に前記回収装置２４でウエハー１９の回
収された設置部１７がつぎに装着位置に到来し、
前述と同様にして未注入ウエハー１９の装着が行
われる。

つぎに、前記したハンドリング装置２３におけ
るウエハー１９の回収および装着が完了すると、
ハンドリング装置２３の基台２６が右方へ移動
し、続いてこのチヤンバー蓋８が閉じられると共
に、そのチヤンバー室１０内が真空排気され、前
記一方のデイスク１５におけるイオン注入の完了
を待機する。

そして、一方のデイスク１５におけるイオン注
入が終了すると、このデイスク１５はチヤンバー
室１０内に戻され、バルブ１１によりイオン注入
室４と一方のチヤンバー室１０との間が閉塞され
てこのチヤンバー室１０内が大気圧に戻された
後、真空排気された他方のチヤンバー室１０がそ
のバルブ１１の動作によりイオン注入室４に連通
される。

さらに、他方のデイスク１５はイオン注入室４
側に移動し、その一部がイオン注入室４内に導入
され、前記と同様にして、デイスク１５のメカニ
カルスキヤンによりその各ウエハー１９にイオン
注入が行われる。

この動作時、一方のチヤンバー蓋８が開かれ、
そのデイスク１５が水平に保持され、この近傍の
ハンドリング装置２３により、前述と同様の要領
で、一方のデイスク１５上のイオン注入完了ウエ
ハー１９の回収および未注入ウエハー１９の装着
がそれぞれ独自にしかも同時に行われる。

したがつて、前記実施例によると、チヤンバー
蓋８の開時に水平に保持されるデイスク１５の近
傍にハンドリング装置２３を設け、ハンドリング
装置２３の回収装置２４において、デイスク１５
上のイオン注入完了ウエハー１９の回収を行うと
同時に、ハンドリング装置２３の装着装置２５に
おいて、それ以前に前記回収装置２４によりウエ
ハー１９の回収された設置部１７に未注入ウエハ
ー１９を装着するようにしたため、ウエハー１９
の回収、装着を短時間に終了させることができ、
このデイスク１５をイオン注入待機状態にして速
やかにイオン注入を実行させることができ、イオ
ンビームの利用効率を高めるのみならず、ウエハ
ー１９の単位時間当りの処理枚数を大幅に増大で
きる。

しかも、人手によることなくウエハー１９の回
収、装着が実現するため、ウエハー１９のイオン
注入面への傷付きや異物の付着等を確実に防止で
き、清浄な状態でのイオン注入が行え、良質のデ
バイスを得ることができる。

その上、回収装置２４と装着装置２５とをそれ
ぞれデイスク１５の停止時に作動し、回収位置の
設置部１７におけるイオン注入完了ウエハー１９
の回収と、これより下流側に位置した装着位置の
設置部１７への未注入ウエハー１９の装着とをそ
れぞれ独立して行うため、回収、装着のウエハー
１９の位置調整を、回収装置２４と回収位置の設
置部１７との間、装着装置２５と装着位置の設置
部１７との間でそれぞれ独自に行うことができ、
その調整が容易になり、ウエハー１９のウエハー
キヤリヤ４０への収納や設置部１７への装着がウ
エハー１９に傷付きを生じることなく実施でき
る。

また、前記実施例では、イオン注入室４の両側
にそれぞれチヤンバー室１０を設け、両チヤンバ
ー室１０のそれぞれのデイスク１５のウエハー１
９のイオン注入にイオン注入室４を共用する構成
としているため、イオンビームが無駄にならず、
イオン注入とウエハー１９の回収、装着とを同時
に進行させることができ、所要時間の大幅な短縮
が実現できる。

ここで、前記実施例において、回転用モータ１
２によるデイスク１５の節動回転および回収装置
２４および装着装置２５における昇降シリンダ３
２の動作、昇降装置３８の動作等を適切に同期さ
せれば、ウエハー１９の回収、装着の完了自動化
が可能となり、これら一連の運転制御を遠隔操作
で行うことも可能である。

なお、前記実施例では、ハンドリング装置２３
の回収装置２４と装着装置２５とを隣接して配置
し、回収装置２４でウエハー１９が回収されたデ
イスク１５の設置部１７に続けてウエハー１９を
装着するようにしたが、これに限らず、回収装置
２４が配置される回収装置と装着装置２５が配置
される装着位置とを１〜数個の設置部１７を介す
るようにしてもよい。

また、前記実施例では、ウエハー１９の保持体
がメカニカルスキヤンする円板状のデイスク１５
である場合について説明したが、この発明は、他
の保持体の場合にも同様に適用でき、たとえば、
保持体がキヤタピラ状に形成された場合、保持体
の直線部のウエハーにイオン注入すると共に、保
持体の他の部分にウエハー回収位置とその下流側
のウエハー装着位置とを設定してイオン注入完了
ウエハーの回収装置および未注入ウエハーの装着
装置を設けるようにしてもよく、イオン注入、ウ
エハー回収、装着を同時に進行させることがで
き、さらに、保持体が厚みの小さい大径の截頭円
錐状に形成され、その傾斜周面に複数枚のウエハ
ーの設置部を有する場合においても前記と同様に
行える。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されている
ため、つぎに記載する効果を奏する。

複数の設置部を有する保持体を段階的に駆動、
停止して各設置部をウエハー回収位置およびこれ
より下流側のウエハー装着位置に順次案内し、保
持体の停止時に、回収位置近傍に設けた回収装置
によりこの回収位置の設置部におけるイオン注入
完了ウエハーを回収すると共に、装着位置近傍に
設けた装着装置によりこの装着位置の設置部に未
注入ウエハーを装着するようにしたので、イオン
注入完了ウエハーの回収と未注入ウエハーの装着
とを同時に並行して行うことができ、ウエハーの
回収、装着を短時間に終了させ、速やかにイオン
注入動作に移行してウエハーの単位時間当りの処
理枚数を増大することができる。

しかも、ウエハーの回収と装着とを同時に行う
ことができるため、ウエハー回収、装着の自動化
が可能となり、ウエハーのイオン注入面に触れる
ことなく清浄な状態で処理が行え、傷付きや異物
の付着がなく、良質のデバイスの製造が実現でき
る。

とくに、回収装置によるイオン注入完了ウエハ
ーの回収と装着装置による未注入ウエハーの装着
とをそれぞれ異なる設置部において独立して行う
ため、回収装置と保持体とのウエハー位置合わせ
および装着装置と保持体とのウエハー位置合わせ
をそれぞれ個別に実施でき、位置調整が容易にな
る効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明のイオン注入装置の１実施例を
示し、第１図は全体の一部切断平面図、第２図は
デイスクの一部の平面図、第３図および第４図は
それぞれ回収装置および装着装置の動作時の切断
正面図である。 １５……デイスク、１７……ウエハー設置部、
１９……ウエハー、２４……回収装置、２５……
装着装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数枚のウエハーそれぞれの設置部を有し段
   階的に駆動、停止して前記各設置部を順次ウエハ
   ー回収位置および該回収位置より駆動方向下流側
   のウエハー装着位置に案内する保持体と、前記回
   収位置の近傍に設けられ該回収位置における前記
   設置部のイオン注入完了ウエハーを前記保持体の
   停止時に独自に回収する回収装置と、前記装着位
   置の近傍に設けられ該装着位置における前記設置
   部に未注入ウエハーを前記保持体の停止時に独自
   に装着する装着装置とを備えたことを特徴とする
   イオン注入装置。