JPH05211129A - イオン注入装置におけるウェハ載置用ゴム板の押付け用モールド加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 イオン注入装置のウェハ保持部にウェハ載置
用のゴム板を貼り付けるために使用されるモールドを改
良してゴム板とウェハとの密着性及びウェハのスティッ
キング防止に寄与せしめる。 【構成】 モールド（２５）をその周縁部において固定
状態とし、このモールドの被加工面とは反対側の面の中
心部に押付け力を作用させた状態で前記被加工面にフラ
イス加工を施すことにより、前記被加工面が凹球面とな
るようにした。この凹球面をゴム板への押圧面としてゴ
ム板をウェハ保持部にセットする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディスク上のウェハ保持
部に保持されたウェハにイオンビームを照射するイオン
注入装置におけるウェハ冷却のための改良に関し、具体
的にはウェハの冷却促進及びウェハとゴム板との間のス
テッキング防止のためにウェハ保持部に設置されるゴム
板の設置状態を良好にするための改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３を参照してイオン注入装置の一例を
簡単に説明する。図３において、ディスクチャンバ２０
内にウェハ保持用のディスク２１が回転可能に配設され
ている。ディスク２１は図示しない駆動装置により中心
軸２２の回りに高速で回転される。ディスク２１の周縁
部に近い環状領域には複数のウェハ保持部が周方向に等
間隔をおいて設けられており、それぞれのウェハ保持部
にウェハ２３が保持されている。図示しないイオン発生
源よりイオンビーム２４が発生され、このイオンビーム
２４はディスク２１の半径方向にスキャンされること
で、回転しているディスク２１上の各ウェハ２３にイオ
ンが注入される。

【０００３】ところで、ウェハ２３は、イオン注入処理
中の温度上昇を抑制するという目的で冷却効果の高いゴ
ム板（例えば、室温硬化性シリコーンゴム）を介してウ
ェハ保持部に保持される。このゴム板は、モールドと呼
ばれる治具によりウェハ保持部にセットされる。このこ
とを図４を参照して簡単に説明すると、モールド２５は
ディスク２１のウェハ保持部２６にゴム板２７を貼り付
けるための押し型であり、モールド２５の表面形状及び
表面粗さがそのままゴム板２７の表面形状、表面粗さに
反映される。モールドの一例として、ゴム板への押付け
面が凹球面となるように旋盤加工にて仕上げたものがあ
る。しかし、このモールドは旧タイプのイオン注入装
置、すなわちウェハをゴム板に押付けるためのウェハ表
面クランプ機構を有するディスクを用い、しかもウェハ
をゴム板に対してロード、アンロードする都度ディスク
が大気解放されるタイプのイオン注入装置に用いられる
ものであった。

【０００４】しかしながら、現在のグレードアップされ
たイオン注入装置、すなわちウェハ表面クランプ機構を
廃したクランプレスディスクを使用し、ロード、アンロ
ードを真空中にて行うロードロック機構を有するイオン
注入装置では、上述のモールドを使用してセットしたゴ
ム板ではウェハ冷却効果が不十分である。その原因とし
ては、第１にモールドが旋盤により凹球面に加工されて
いるため、加工面に同心円状のバイト目が段状に残り、
面粗度も粗くゴム板とウェハとの密着性が不十分である
ことがあげられる。第２の原因としては、ロードロック
タイプのイオン注入装置では、ディスクは常時真空中に
置かれているためゴム板が硬化し、均一で十分な熱伝導
が行われないことが考えられる。

【０００５】上記問題点を解消するためにモールドに各
種の改良が加えられている。その第１の例として、モー
ルド表面（ウェハと接する側の面）を平面とし、研摩加
工にて表面仕上げを行なって面粗度を向上させたものが
提供されている。このようなモールドを使用すること
で、ゴム板に対するウェハの密着性を良くし、ウェハ冷
却効果を高めることができる。しかし、密着性が良くな
るためにウェハのスティッキング（ウェハがゴムに貼り
付いて離れにくくなる）が発生しやすくなる。また、研
摩加工の際にモールドの周縁部に肩だれ現象（周縁部が
滑らかな弧を描くようになる）を生じ易い。このような
モールドによりセットされたゴム板はその周縁部におい
て滑らかな凹面を形成することとなり、ウェハのスティ
ッキングを更に助長する。加えて、研摩加工は面粗度の
管理が難しい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記第１の例の問題点
を解決する第２の例として、モールド表面をフライス加
工にて平面に仕上げたものが提供されている。フライス
加工によれば、モールド周縁部での肩だれ現象は無く、
加工条件（回転数、送り速度、切込み量等）を指定する
ことにより面粗度の管理も容易である。このようにして
モールド周縁部での肩だれ現象を無くしたことにより、
良好なウェハ冷却効果を得られるだけでなく、上記第１
の例のモールドに比べてウェハのスティッキングも発生
しにくい。しかし、スティッキングについては、更に発
生しにくくするための改良が望まれている。本発明の課
題は、ウェハの冷却効果の向上とウェハのスティッキン
グ防止に効果的なモールドの加工方法を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によるモールドの
加工方法は、モールドをその周縁部において固定し、こ
のモールドの被加工面とは反対側の面の中心部に押付け
力を作用させた状態で前記被加工面にフライス加工を施
すことにより、前記被加工面が凹球面となるようにした
ことを特徴とする。

【０００８】

【作用】本加工方法によれば、モールドの被加工面はそ
の周縁部が固定で、中央部が周縁部に比べて突出した状
態でフライス加工されることにより、被加工面はその中
央部領域の加工度が周縁部領域より高く、結果として被
加工面は曲率半径の大きな凹球面となる。この凹球面
は、ディスクのウェハ保持部にゴム板を貼り付ける際の
押圧面となる。このようなモールドによりウェハ保持部
に貼り付けられたゴム板のウェハ載置面は凸球面とな
る。このようなゴム板にウェハを載置すると、ウェハ周
縁部ではゴム板との間に微小のすき間が生ずるので、ウ
ェハをゴム板から取り去る時離れ易くなる。なお、ウェ
ハ周縁部とゴム板との間のすき間は微小であって、しか
もイオン注入処理中はディスクの回転による遠心力の分
力でウェハがゴム板に押し付けられ、ウェハ周縁部もゴ
ム板に密着する。それ故、ゴム板とウェハとの密着性も
良く、ウェハ冷却に悪影響を及ぼすことも無い。

【０００９】

【実施例】図１，２を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。図２において、本発明による加工方法は、
モールド２５に対して図示しないフライス研削機により
フライス加工を施している間のモールド２５の保持方法
に特徴がある。すなわち、モールド２５はその側縁部で
あって９０°の角度間隔をおいた位置に溝２５−１を有
する。そして、モールド２５を締付けにより保持する手
段として、プレート３０と、モールド２５を挾持するた
めの２つの分割リング３１，３２と、モールド２５にた
わみを与えるための押しボルト３３とから成る保持機構
を用いる。

【００１０】分割リング３１，３２は結合部３４，３５
において機械的に分離可能な状態で結合しており、モー
ルド２５の溝２５−１に対応した位置には溝２５−１に
嵌入可能な突出部３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂを有
する。分割リング３１，３２はまた、突出部３１ａ，３
１ｂ，３２ａ，３２ｂの設置箇所に、ねじによるプレー
ト３０への取付部３６，３７，３８，３９を有する。す
なわち、各取付部３６〜３９においてねじ（図示せず）
をプレート３０のねじ孔にねじ込むことにより、分割リ
ング３１，３２をプレート３０に固定すると共に、プレ
ート３０上のモールド２５を挾持する。押しボルト３３
は、プレート３０の中心部にプレート３０から出没自在
に設けられており、分割リング３１，３２により挾持さ
れているモールド２５に対してその被加工面（図中、上
面）の中心部を図中上方に突出させるためのものであ
る。

【００１１】次に、図１を参照して本発明による加工方
法について順を追って説明する。図１（ａ）ではまず、
表面がフラットで側縁部の複数箇所に溝２５−１を有す
るモールド２５を固定する。図１（ｂ）では図２で説明
した保持機構にモールド２５をその被加工面を上にして
セットする。図１（ｃ）では、押しボルト３３によりモ
ールド２５の中心部を押し上げ、たわませる。すなわ
ち、押しボルト３３をねじ込むと、モールド２５はその
周縁部が分割リング３１，３２で固定状態にあるので、
中心部のみが上方にたわむ。勿論、モールド２５のたわ
み量は押しボルト３３で調節可能であり、あらかじめ計
算された所望の値に設定される。図１（ｄ）では図１
（ｃ）でたわみを与えた状態で被加工面に対してフライ
ス研削機（図示せず）によりフライス加工を施す。フラ
イス加工によれば面粗度の良好な加工面が得られる。フ
ライス加工が終了したら、図１（ｅ）に示す如く、押し
ボルト３３を元の位置に戻し、モールド２５に対するた
わみを除去する。モールド２５を保持機構から取り外す
と、図１（ｆ）に示す如く、モールド２５には面粗度が
良好でしかも被加工面の中心部が最も深いゆるやかな曲
率による凹球面が形成される。

【００１２】このようなモールド２５を使用し、その凹
球面をゴム板への押圧面として図４に示すように、ゴム
板２７をウェハ保持部２６に貼り付ける。このようにし
て貼り付けられたゴム板は、そのウェハ載置面（上面）
がゆるやかでしかも面粗度の良好な凸球面となる。この
ようなゴム板にウェハを載置すると、ウェハ周縁部では
ゴム板との間に微小のすき間ができるので、イオン注入
処理の終了後ウェハをゴム板から取り去る時にステッキ
ングを生ずることが無くなる。一方、イオン注入処理中
は、ディスクが高速で回転してウェハは遠心力の分力で
ゴム板に密着するように押し付けられるのでゴム板とウ
ェハとの密着性が良く、所望のウェハ冷却効果を得るこ
とができる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の加工
方法によれば、ゴム板を押圧するモールド表面をフライ
ス加工により面粗度の良好な凹球面とすることにより、
スティッキング発生が非常に少なく、しかもウェハ冷却
効果の高いゴム板の貼り付け状態を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるモールド加工方法を説明するため
の図である。

【図２】本発明による加工方法に使用されるモールド保
持機構を示した図である。

【図３】本発明が適用されるイオン注入装置を概略的に
示した図である。

【図４】図３に示されたディスクの一部を拡大して示し
た図である。

【符号の説明】

３０ プレート ３１，３２ 分割リング ３３ 押しボルト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定形状のモールドをその周縁部におい
   て固定し、該モールドの被加工面とは反対側の面の中心
   部に押付け力を作用させた状態で前記被加工面にフライ
   ス加工を施すことにより、前記被加工面が凹球面となる
   ようにしたことを特徴とするイオン注入装置におけるウ
   ェハ載置用ゴム板の押付け用モールド加工方法。