JPH0545015Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 イ 産業上の利用分野 この考案は半導体ウエーハにリンやボロン等の
不純物拡散法の１つに真空中で発生させた不純物
イオンを注入するイオン注入装置に関する。

ロ 従来技術 半導体ウエーハへのリンやボロン等の不純物イ
オンを加速収束させて半導体ウエーハに打ち込み
注入するイオン注入拡散法が例えばオーム社発行
の半導体ハンドブツクに開示されている。これの
具体的実施装置例について第１図を参照して説明
すると、１は内部が真空のイオン注入室、２及び
３はイオン注入室１の後端外部に上下を分けて
各々傾斜させて連結したウエーハ供給側第１真空
ロツク室及びウエーハ回収側第２真空ロツク室、
４は第１真空ロツク室２に半導体ウエーハ（以下
ウエーハと称す）５を１枚ずつ供給するウエーハ
供給部、６は第２真空ロツク室３からイオン注入
済みウエーハ５を１枚ずつ回収するウエーハ回収
部である。

イオン注入室１にはメインフアラデイカツプ
７、フアラデイプラグ８、センターフアラデイカ
ツプ９、プラテン１０などが内蔵される。プラテ
ン１０は一端の支軸１１を支点に上向き傾斜角θ₁
の位置P₁と、（メインフアラデイカツプ７の後方
開口を塞ぐほぼ直立した位置P₂、及び下向き傾
斜角θ₂の位置P₃の間をP₁−P₂−P₃−P₁…の順で
間欠回動可能に設置された略平板状のもので、上
向き位置P₁で１枚のウエーハ５が第１真空ロツ
ク室２から供給されるとこのウエーハ５を搭載保
持してそのまま位置P₂まで立ち上がる。この立
ち上がりと併行してフアラデイプラグ８とセンタ
ーフアラデイカツプ９の一体物が第１図鎖線位置
に立ち上がり、前方から入社してくるイオンビー
ム１２が位置P₂のプラテン１０に保持されたウ
エーハ５上を走査して所定のイオン注入が一定時
間行われる。イオン注入が完了するとプラテン１
０は下向き位置P₃まで回動する。するとこのプ
ラテン１０上のイオン注入済みウエーハ５はプラ
テン１０上を自重で滑降して第２真空ロツク室３
内へと搬出される。

第１真空ロツク室２は上下で対向して対向方向
に適宜間欠動して第１真空ロツク室２内を適宜二
分する傾斜した上部及び下部バルブ１３及び１４
と、傾斜した対向両側壁にウエーハ入り口１５及
びウエーハ出口１６を有する。上部バルブ１３と
下部バルブ１４が共に上死点の位置（第１図の状
態）にある時にウエーハ供給部４からウエーハ入
口１５を通つて１枚のウエーハ５が自重による滑
降で供給され、このウエーハ５が下部バルブ１４
上で止まると上部バルブ１３が下死点まで下降し
てから下部バルブ１４が下降する。すると下部バ
ルブ１４上のウエーハ５は自重で下部バルブ１４
上を滑降してウエーハ出口１６から上向き位置
P₁のプラテン１０上へと供給される。このウエ
ーハ供給が完了すると先ず下部バルブ１４が上死
点まで上昇してから上部バルブ１３が上死点まで
上昇し、以下上記動作を繰り返す。

第２真空ロツク室３は、第１真空ロツク室２と
ほぼ同様の構造で、第２真空ロツク室３内を適宜
二分する上部バルブ１７及び下部バルブ１８、傾
斜両側壁に開口したウエーハ入口１９とウエーハ
出口２０を有する。上部バルブ１７と下部バルブ
１８が共に上死点にある時に下向き位置P₃のプ
ラテン１０上のウエーハ５が自重で滑降してウエ
ーハ入口１９から下部バルブ１８上へ供給されて
止まり、次に上部バルブ１７が下死点まで下降し
てから下部バルブ１８が下降し（第１図の状態）、
下部バルブ１８の上のウエーハ５は自重で下部バ
ルブ１８上からウエーハ出口２０へと滑降してウ
エーハ回収部６へと搬出される。その後先ず下部
バルブ１８が上死点まで上昇し、次に上部バルブ
１７が上死点まで上昇して以下上記動作を繰り返
す。

ウエーハ供給部４は第１真空ロツク室２のウエ
ーハ入口１５の側壁に沿つて設置されるもので、
例えば複数のウエーハ５，５，…を平衡に整列収
納したキヤリア２１を傾斜させて収納ウエーハピ
ツチ毎に間欠上昇させるエレベータ機構２２を有
する。つまりエレベータ機構２２でキヤリア２１
を１ピツチ上昇させるとキヤリア２１内の最上段
のウエーハ５がウエーハ入口１５に対向して自重
でウエーハ入口１５内へと滑降していく。また、
ウエーハ回収部６は第２真空ロツク室３のウエー
ハ出口２０の側壁に沿つて設置されるもので、こ
れも回収用キヤリア２１′を収納ウエーハピツチ
毎に間欠上昇させるエレベータ機構２３を有し、
キヤリア２１′の１ピツチ上昇毎に１枚のウエー
ハ５がウエーハ出口２０よりキヤリア２１′内に
回収される。

ところで、プラテン１０の上面はウエーハ５が
滑り易い様に平滑面に仕上げられているが、ウエ
ーハ５の裏面状態が一定せず、即ちウエーハ５の
裏面は各種の金属蒸着面などで形成されている
が、蒸着条件の若干の相違などで裏面状態がウエ
ーハ毎に若干異なり、ウエーハ５には裏面の滑り
が悪いものもあつて、このようなウエーハ５はイ
オン注入後プラテン１０が下向き位置P₃になつ
てもプラテン１０から自重で円滑に滑降しないこ
とがあつた。そのためウエーハ回収動作が遅れて
装置全体のシーケンスが遅れたり、回収ウエーハ
が第２真空ロツク室３内で詰まつて割れたりする
ことがあつた。

そこで下向き位置P₃のプラテン１０からのウ
エーハ滑降を円滑ならしめる手段として、例えば
従来は第２図乃至第４図に示すようにプラテン１
０の支点側端部中央にウエーハ搬入、搬出方向に
長尺な長穴２４を形成し、この長穴２４にその長
尺方向に摺動可能に重り２５を遊嵌したものがあ
る。重り２５はウエーハ５より若干重い程度のも
ので、上部がプラテン１０上より突出し、プラテ
ン１０が上向き位置P₁にある時は自重で長穴２
４のプラテン支点側端部まで下がり、この状態で
ウエーハ５はプラテン１０上に重り２５の突出端
部に当たる位置まで供給される。そしてイオン注
入後プラテン１０が下向き位置P₃まで下降する
と重り２５は第４図に示す様に自重で長穴２４に
沿つて下降し、この時にプラテン１０上のウエー
ハ５を押し出す作用をしてウエーハ５の滑降をよ
り円滑ならしめる。

ところが、ウエーハ５の裏面の滑り状態が悪い
と重り２５でウエーハ５を積極的に押し出すよう
にしても、その効果が十分に発揮されていことが
あつて信頼性に欠け、尚更の改善策が要望されて
いた。

ハ 考案の目的 本考案の目的はイオン注入室における下向き位
置にあるプラテンからのウエーハの滑降搬出動作
を確実且つ迅速ならしめて上記従来問題点を解決
したイオン注入装置を提供するにある。

ニ 考案の構成 本考案はイオン注入室内に配備されたプラテン
に部分的に単数或いは複数の貫通穴を形成するこ
と、及び下向き位置の前記プラテンの背面側に前
記貫通穴を通り前進してプラテン上のウエーハを
少し押し出して後退するウエーハ押圧体を配備し
たことを特徴とする。前記ウエーハ押圧体はピン
等の如きもので、プラテンが下向き位置に下降動
したタイミングで１回前後往復動してウエヒハを
プラテンから少し離す程度押し出す。このように
するとウエーハは下向き位置のプラテンから離れ
た状態で自重により滑降するので、そこの裏面状
態に関係無く常に円滑に且つ迅速にウエーハはプ
ラテンから搬出される。

ホ 実施例 本考案を第１図のイオン注入装置に適用し、第
５図乃至第８図から説明すると、第１図と同一部
分には同一参照符合を付して説明は省略する。相
違点はプラテン１０に部分的に例えば３箇所に貫
通穴２６，２６，２６を形成すること、及びイオ
ン注入室１内に次のウエーハ押圧体２７とその駆
動機構２８を配備することのみである。貫通穴２
６はプラテン１０上のウエーハ搭載部分内に分散
し、その穴中心線はプラテン１０が下向き位置
P₃にある時に略水平になる。ウエーハ押圧体２
７は下向き位置P₃でのプラテン１０の背面側に
水平方向に前進、後退可能に配置されるもので、
３つの貫通穴２６、…に対応した３つのピン２
７′、…とこれを連結一体化する連結杆２９で構
成され、各ピン２７′、…は対応する貫通穴２６、
…に先端が少し突出する位置まで前進してから後
退する動作を繰り返す。駆動機構２８は例えば連
結杆２９から下方に延びるアーム３０と、アーム
３０の下端を固定した水平なラツク３１と、ラツ
ク３１に噛合したピニオン３２と、ピニオン３２
を上端に固定しイオン注入室１の底を貫通する回
転軸３３と、イオン注入室１外で回転軸３３を正
逆回転させるモータ３４とで構成される。ラツク
３１はピン２７′、…の軸方向と平行な方向に往
復動可能に保持され、モータ３４で回転軸３３を
介しピニオン３２を正回転させるとラツク３１が
前進してピン２７′、…も一体に前進し、モータ
３４が逆回転させるとラツク３１が後退してピン
２７′、…も一体に後退する。

上記ウエーハ押圧体２７はプラテン１０の動き
に同期して次の往復動作を行う。プラテン１０が
上向き位置P₁にあつてはウエーハ供給を受け、
位置P₁から位置P₂に立ち上がつてイオン注入が
行われてから下向き位置P₃まで下降する間、ウ
エーハ押圧体２７は第５図に示すように下向き位
置P₃のプラテン１０の後方定位置に保持されて
いる。そしてプラテン１０が下向き位置P₃に下
降したタイミングでもつてモータ３４が正回転し
て第７図に示すようにウエーハ押圧体２７を定ス
トローク前進させる。するとピン２７′、…が下
向き位置P₃のプラテン１０の貫通穴２６、…を
通つてプラテン１０上のイオン注入済みウエーハ
５を少し押し出し、ウエーハ５はプラテン１０か
ら少し浮いた状態で自重で滑降を始めて外部へ搬
出される。このウエーハ滑降はウエーハ５とプラ
テン１０との接触が点接触であるためウエーハ５
の裏面の滑り状態が悪くても確実、迅速に行われ
る。このようにウエーハ押圧体２７でウエーハ滑
降を積極的に行わしめると、モータ３４は逆回転
を始めてウエーハ押圧体２７は第８図に示す元の
位置まで後退する。次にプラテン１０は上向き位
置P₁に上がり、以下上記動作が繰り返し行われ
る。

次に本考案の他の各実施例を第９図と第１０図
から説明する。第９図は上記押圧体２７のピン２
７′、…の最上段のものだけを残し他を省略して、
１つのピン２７″だけで下向き位置P₃のプラテン
１０上のウエーハ５をその上部でもつて押し出す
ようにしたものを示す。この場合、１つのピン２
７″で押圧されたウエーハ５はプラテン１０上で
プラテン１０より大きく傾き、且つプラテン１０
との接触が点接触となるので押し出されたウエー
ハ５は確実、迅速に自重で滑降する。

第１０図は第９図のピン２７″によるウエーバ
５の押圧方向をプラテン１０と直交する方向に変
更したものを示す。このようなピン２７″の往復
方向の変更は往復ストロークの短縮化を可能にす
る。

尚、本考案は上記実施例に限らず、特にウエー
ハ押圧体の駆動機構はカム機構や駆動源にシリン
ダを使つたものなどの変更が可能である。

ヘ 考案の効果 以上説明したように、本考案によれば下向き位
置のプラテンからのウエーハ滑降が常に確実且つ
迅速に行われるので、ウエーハ回収シーケンスの
遅れによる問題が解消され、またウエーハ回収時
のウエーハ詰まりによるウエーハ割れ等のトラブ
ル発生が減少し、稼働率の良い高信頼度のイオン
注入装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的イオン注入装置の要部断面側面
図、第２図は第１図装置におけるプラテンの従来
例を示す斜視図、第３図及び第４図は第２図のプ
ラテンのＡ−Ａ線からの各動作時での断面図、第
５図は本考案の一実施例を示す要部断面図、第６
図は第５図の部分拡大斜視図、第７図及び第８図
は第５図の要部の各動作時での拡大断面図、第９
図及び第１０図は本考案の他の二実施例を示す部
分断面図である。 １……イオン注入室、５……半導体ウエーハ、
１０……プラテン、P₁……上向き位置、P₃……
下向き位置、２６……貫通穴、２７，２７′，２
７″……ウエーハ押圧体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. イオン注入室内に一端を支点に上下に上向きと
   下向きの傾斜した所定の停止位置を含む範囲で間
   欠往復回動可能に配置され、前記上向き位置で供
   給された半導体ウエーハを搭載保持し、前記下向
   き位置で搭載保持した半導体ウエーハは自重で滑
   降させて外部へ搬出するプラテンに部分的に貫通
   穴を形成すると共に、下向き位置の前記プラテン
   背面側に当該プラテンの前記貫通穴を通り前進し
   てプラテン上の半導体ウエーハを少し押し出して
   後退するウエーハ押圧体を配備したことを特徴と
   するイオン注入装置。