JPH0449815Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は半導体製造用治具に関し、詳しくは
半導体ウエーハに不純物イオンを注入するイオン
注入装置における半導体ウエーハ保持用治具に関
する。

従来の技術 半導板ウエーハへのリンやボロンなどの不純物
拡散は、通常はガス拡散法で行われているが、こ
のガス拡散法は高温で熱処理する必要から、作業
性や濃度分布、消費エネルギーなどの点で問題が
ある。そこで、最近は上述問題の無い不純物拡散
法としてのイオン注入法が注目され、賞用されて
いる。このイオン注入法は、半導体ウエーハに不
純物イオンを射突させて注入する方法で、このイ
オン注入法には中電流イオンビームを偏向させて
半導体ウエーハ上に一定の角度で走査させる中電
流方式と、高電流イオンビームを、このイオンビ
ームと一定の角度の面に沿つて動く半導体ウエー
ハ上に照射する高電流方式がある。

上記の前者中電流方式イオン注入装置は、半導
体ウエーハへのイオン注入を半導体ウエーハ１枚
毎に行うものであり、後者高電流方式イオン注入
装置は、１つの円板上のウエーハホルダ（治具）
の周辺部に複数の半導体ウエーハを配置して、ウ
エーハホルダを回転及び上下動させ乍ら、複数の
半導体ウエーハに定方向からイオンビームを順次
に照射させて、全ての半導体ウエーハへのイオン
注入が完了すると、複数の半導体ウエーハをウエ
ーハホルダと共に取外すようにしたもので、この
高電流方式イオン注入装置を、第６図乃至第８図
を参照して説明すると、次の通りである。

第６図は高電流方式イオン注入装置の概略平面
図、第７図はその一部の側面図で、同図におい
て、１は半導体ウエーハ、２は半導体ウエーハ１
を前面周辺部に所定間隔で保持する円板状のウエ
ーハホルダ、３はイオン注入装置の真空室で、そ
の一端部内にイオンビーム発生系４が、反対側端
部内にウエーハホルダ２を略垂直に着脱自在に支
持すると共に、ウエーハホルダ２をその中心線を
中心に回転及び上下に駆動可能に支持する駆動系
５が配置される。６は真空室３の駆動系５の在る
端部に連結されたチヤンバで、内部は２つのウエ
ーハホルダ２，２を収容する容積で、このチヤン
バ６の内部で、ウエーハホルダ１２に注入前の半
導体ウエーハ１，１……をローデイングし、駆動
系５にイオン注入前の半導体ウエーハ１，１……
を有するウエーハホルダ２を供給したり、駆動系
５からイオン注入済み半導体ウエーハ１を有する
ウエーハホルダ２を取出し、ウエーハホルダ２か
らイオン注入済み半導体ウエーハ１，１……をア
ンローデイングすることが行われる。半導体ウエ
ーハ１，１……のウエーハホルダ２へのローデイ
ング及びアンローデイング作業は、チヤンバ６内
の２箇所で交互に行われる。

イオンビーム発生系４において、７は目的のイ
オンを含んだイオンを発生するイオン源、８はイ
オン源７からイオンビーム９′を引き出す引出し
電極、１０は引出し電極８で引き出されたイオン
ビーム９′に磁界をかけて目的イオンと不要イオ
ンに分離するイオン分離器、１１はイオン分離器
１０で分離された目的イオンのみによるイオンビ
ーム９を通過させるスリツト、１２はスリツト１
１を通過したイオンビーム９を加速させる加速
系、１３は加速されたイオンビーム９を前方のウ
エーハホルダ２で保持された半導体ウエーハ１に
向けて収束させる収束系である。

次に、上記イオン注入装置によるイオン注入動
作を説明する。チヤンバ６の外内部で１つのウエ
ーハホルダ２に所定枚数の未イオン注入の半導体
ウエーハ１，１……を取付ける。これは、例えば
第８図のウエーハホルダ正面図に示すように、ウ
エーハホルダ２の前面周辺部に、１枚の半導体ウ
エーハ１の取付位置を決める例えば４個のピン１
４，１４と、このピン１４，１４……で位置決め
された半導体ウエーハ１を挟持する１対のクラン
パ１５，１５を等間隔で複数設けることで行われ
る。次に、所定枚数の半導体ウエーハ１，１……
を有するウエーハホルダ２を真空室３内の駆動系
５に自動供給して、駆動系５の上下動する略水平
な回転軸５′に略垂直にセツトする。そして、ウ
エーハホルダ２を駆動系５にて回転させ、且つ下
降（又は上昇）させ、イオンビーム発生系４から
定方向よりイオンビーム９を放射させる。このイ
オンビーム９はウエーハホルダ２の例えば最上位
置での半導体ウエーハ１に定角度（約7°）で入射
し、従つて、ウエーハホルダ２の回転と下降（又
は上昇）動で、イオンビーム９は各半導体ウエー
ハ１，１……に順次に照射され、半導体ウエーハ
１，１……は順次に何回にも分けてイオン注入を
受ける。つまり、仮に１枚の半導体ウエーハ１に
大電流のイオンビーム９を連続して走査させる
と、半導体ウエーハ１が異常に高温になつて不良
品となるが、上述のように１枚の半導体ウエーハ
１に大電流のイオンビーム９を、時間的な間を置
いて何回にも分けて照射すれば、半導体ウエーハ
１は１回目のイオン注入から２回目のイオン注入
が行われる間に、ウエーハホルダ２に放熱して、
異常な温度上昇が防止される。この効果をより良
くするために、ウエーハホルダ２には特別な冷却
手段（図示せず）が設けられる。

１つのウエーハホルダ２での全ての半導体ウエ
ーハ１，１……にイオン注入が行われると、駆動
系５からウエーハホルダ２が外されて、ウエーハ
ホルダ２はチヤンバ６に供給される。そして、チ
ヤンバ６の他の位置に用意されていた未処理のウ
エーハホルダ２が駆動系５に供給されて、上記同
様にしてイオン注入が行われる。チヤンバ６内の
イオン注入済み半導体ウエーハ１，１……を有す
るウエーハホルダ２は、適当な時期にチヤンバ６
より外に人手で取り出され、イオン注入済み半導
体ウエーハ１，１……が外され、ウエーハホルダ
２は再使用される。

考案が解決しようとする問題点 上記チヤンバ６でのウエーハホルダ２の出し入
れは、チヤンバ６のドアを開いて連続した作業で
行われるが、ウエーハホルダ２への半導体ウエー
ハ１，１……のローデイング及びアンローデイン
グ作業は、チヤンバ６内部の２箇所で交互に行わ
れるためチヤンバ６のドア開くと、チヤンバ６内
に２つのウエーハホルダ２が在つて、そのどちら
がイオン注入の処理前であり、処理後のものであ
るか分からなくなることがある。即ち、半導体ウ
エーハ１はイオン注入されると、その表面の色が
若干変わるが、この色変化を目視で判断して、チ
ヤンバ６内の２つのウエーハホルダ２，２のいず
れが処理済みのものであるかを正確に判断するこ
とは非常に難しい。そのため、チヤンバ６内の処
理前のウエーハホルダ２を取り出して、処理済み
のウエーハホルダ２を残し、この処理済みウエー
ハホルダ２が再度真空室３に送られて、その半導
体ウエーハ１，１……が２度もイオン注入される
作業ミスや、上記と逆にチヤンバ６内の処理前の
ウエーハホルダ２が処理済みのウエーハホルダと
誤認されて取り出されて、その半導体ウエーハ
１，１……がイオン注入されること無く後工程に
送られる作業ミスが生じることがあつて、半導体
製造の歩留まりを悪くしていた。

それ故に、本考案の目的は、上記作業ミスを、
簡単な付加手段でもつて未然に防ぐことにある。

問題点を解決するための手段 本考案は、イオンビームの注入を受ける半導板
ウエーハを保持する治具の所定部分に、半導体ウ
エーハのイオン注入前とイオン注入後における治
具の温度変化で表示状態が変わるイオン注入済み
表示手段を付設したことにより、上記目的を達成
するようにしたものである。

作 用 上記治具に付設したイオン注入済み表示手段を
イオン注入前の表示状態にさせておいて、治具に
取付けた半導体ウエーハにイオン注入を行うと、
このイオン注入時にイオン済み表示手段の表示状
態が変化するので、このイオン注入済み表示手段
の表示状態を目視すれば、治具がイオン注入の処
理前、又は処理後のものであるかが、一見して簡
単に分かる。

実施例 本考案の、例えば上記高電流方式イオン注入装
置におけるウエーハホルダ（治具）に適用した一
実施例を、第１図乃至第５図を参照して説明す
る。

第１図乃至第５図のウエーハホルダ１６の従来
との相違点は、その前面の複数のクランパ１５，
１５……の選択されたものに、イオン注入済み表
示手段の一例としての形状記憶合金１７を付設し
たことのみである。この形状記憶合金１７は、第
１図では２つのクランパ１５，１５に２つが付設
されるが、その数は１つ、或いは３つ以上であつ
てもよい。また、１つの形状記憶合金１７は、次
のように変形可能に取付けられる。

いま、ウエーハホルダ１６の前面に１枚の半導
体ウエーハ１を保持する１対のクランパ１５，１
５が、第３図の実線と鎖線で示す位置の間で開閉
し、実線の閉じた位置で半導体ウエーハ１の両端
部をウエーハホルダ１６に押えて保持し、鎖線の
位置まで開くと、半導体ウエーハ１の取出し、及
び供給が行われるものとすると、形状記憶合金１
７は、例えば直線の形状を記憶し、この直線上の
形状記憶合金１７の一端部が１つのクランパ１５
の開閉の支軸１８に固定されて、閉時のクランパ
１５の外側面に沿つて延び、また、クランパ１５
を開くと、その開く力でもつて形状記憶合金１７
は、第３図の鎖線に示すように、支軸１８に固定
された端部から先が、クランパ１と共に動いて変
形するよう取付けられる。更に、形状記憶合金１
７が記憶した形状に戻るための動作温度は、ウエ
ーハホルダ１６のイオン注入処理前と処理後の温
度変化の途中に設定される。

このようなウエーハホルダ１６に従来同様に未
イオン注入の複数の半導体ウエーハ１，１……を
取付け、これをチヤンバ６から真空室３の駆動系
５にセツトして、半導体ウエーハ１，１……にイ
オン注入を行うと、形状記憶合金１７は、第４図
から第５図に示すように変形する。即ち、第４図
はイオン注入前のもので、この時の形状記憶合金
１７はクランパ１５の開動作でもつてヘ字状に変
形している。この状態でイオン注入を行うと、イ
オンビーム９の照射でウエーハホルダ１６が加熱
され、形状記憶合金１７も加熱されて、その形状
変位点の動作温度まで加熱されると、形状記憶合
金１７は第５図に示すように、元の直線の形状に
戻る。

従つて、チヤンバ６に２つのウエーハホルダ１
６，１６が在つて、その両者のいずれが処理前の
ものか、処理後のものかを判断する場合は、ウエ
ーハホルダ１６における形状記憶合金１７の形状
を一見すれば簡単、正確に分かる。また、クラン
パ１５を開くことで、形状記憶合金１７を記憶さ
れた形状が異なる形状に変形させるので、形状記
憶合金１７をイオン注入の処理前に変形させる手
作業を忘れることが回避される。

尚、ウエーハホルダ１６における形状記憶合金
１７の取付位置はクランパ１５の側面に限らず、
クランパ１５の近傍で、クランパ１５の開動作で
変形する位置や、クランパ１５と関係の無い位置
に、ウエーハホルダ１６の前面と垂直な方向で変
形するように取付けてもよい。

又、形状記憶合金１７の形状変化そのものでイ
オン注入済みを表示する代わりに、形状記憶合金
１７の形状変化に応じて他の部材が変位すること
で表示するようにしてもよい。

或いは形状記憶合金に代えて、バイメタルとそ
の熱変形を記憶保持する機構とを組み合わせたも
のでもよい。

更にその他の手段も採用できる。

考案の効果 本考案によれば、イオン注入される半導体ウエ
ーハを支持する治具が、イオン注入の処理前のも
のか、処理後のものであるかが、治具に付設した
形状記憶合金の形状等のイオン注入済み表示手段
の表示状態の目視確認で、正確、簡単に分り、こ
れにより半導体ウエーハに２度のイオン注入を行
う作業ミスや、半導体ウエーハへのイオン注入忘
れの作業ミスが未然に防止されて、半導体製造の
歩留まりを向上させることができる。また、従来
設備の治具の一部に形状記憶合金等のイオン注入
済み手段を付設するだけであるので、実施が容易
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る半導体製造用治具の一実
施例を示す正面図、第２図は第１図の一部の拡大
図、第３図は第２図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第
４図及び第５図は第３図の部分でのイオン注入前
及びイオン注入後の断面図である。第６図は従来
の治具を使用した半導体製造装置（イオン注入装
置）の概略平面図、第７図は第６図の装置の一部
側面図、第８図は第６図の装置における治具の拡
大正面図である。 １……半導体ウエーハ、９……イオンビーム、
１６……治具（ウエーハホルダ）、１７……イオ
ン注入済み表示手段（形状記憶合金）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. イオンビームの注入を受ける半導体ウエーハを
   保持する治具の所定部分に、半導体ウエーハのイ
   オン注入前とイオン注入後における治具の温度変
   化で表示状態が変わるイオン注入済み表示手段を
   付設したことを特徴とする半導体製造用治具。