JPH0719340A - 真空チャンバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 エアロック扉４により、ウェーハ２をイオン
注入面を下側にしたまま保持してエアロック室３まで搬
送する。エアロック扉４がエアロック室３を閉じるとと
もにウェーハ２をプラテン５に受け渡すと、エアロック
室３内が排気されて真空になる。そして、プラテン５が
ウェーハ２を固定保持した状態でプラテン駆動機構６に
より駆動されて垂直に立ち上がる。ウェーハ２に対する
イオンビームの照射が終了すると、上記と逆の動作でウ
ェーハ２をエアロック室３に戻す。 【効果】 プラテン５がチャンバ本体１内でウェーハ２
を搬送するとともに、エアロック室３の内側扉を兼ねる
ことにより、真空チャンバの小型化を図ることができ
る。また、プラテン５がウェーハ２を固定するので、ウ
ェーハ２の擦れによるパーティクル等の発生がなくな
り、ウェーハ２の処理面の汚染を減少させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、イオン注入装置等に用
いられる真空チャンバに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のイオン注入装置における注入室と
なる真空チャンバは、例えば図３に示すように、チャン
バ本体２１と、エアロック室２２と、ロボットアーム２
３と、プラテン２４とを備えている。

【０００３】このような真空チャンバでは、外部から搬
送されてきたウェーハ２５が、エアロック室２２でロボ
ットアーム２３に受け渡される。このウェーハ２５は、
水平を保ったままロボットアーム２３に保持されてチャ
ンバ本体２１に設けられたプラテン２４まで搬送され、
プラテン２４に固定される。そして、ウェーハ２５は、
プラテン２４が図示する方向に対し垂直となるように向
きが変えられることにより、同図における左方向からの
イオンビームが照射される。

【０００４】また、ウェーハ２５に対するイオンビーム
の照射が終了すると、プラテン２４が水平の位置に戻
る。すると、プラテン２４上のウェーハ２５は、ロボッ
トアーム２３によりエアロック室２２まで搬送され、こ
こで外部の搬送装置に受け渡される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の真空
チャンバでは、ロボットアーム２３がウェーハ２５を単
に載置して保持しているだけで固定していない。ウェー
ハ２５を固定しようとすると、ロボットアーム２３に固
定用の機構を設ける必要があり、構成の複雑化を招くた
め実用的でない。

【０００６】したがって、上記のように単に保持するだ
けの構造では、ウェーハ２５がロボットアーム２３上で
がたついて擦れることによりウェーハ２５表面のレジス
ト膜が剥離するなどしてパーティクルが発生しやすくな
る。この結果、チャンバ本体２１内がパーティクルの増
加によって汚染されることになる。そのうえ、このよう
な不都合があるため、高速でウェーハ２５を搬送するこ
とも困難になる。

【０００７】また、上記の真空チャンバでは、ロボット
アーム２３がウェーハ２５を水平に保ったまま搬送する
ので、ウェーハ２５の注入面が上向きになり、上記のパ
ーティクルや塵が付着しやすくなる。

【０００８】さらに、上記の真空チャンバでは、ロボッ
トアーム２３を動作させるための駆動機構や専用の真空
室２６等が必要となり、真空チャンバの大型化を招来し
ていた。

【０００９】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、半導体基板の処理面の汚染を減少させると
ともに、装置の小型化を図ることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の真空チャンバ
は、上記の課題を解決するために、チャンバ内外に通じ
るエアロック室と、半導体基板を固定保持するとともに
エアロック室をチャンバ内側から開閉するプラテンと、
プラテンを上記の閉鎖位置と半導体基板の処理位置との
間で移動させるプラテン駆動機構とを備えていることを
特徴としている。

【００１１】また、上記真空チャンバにおいては、さら
に、半導体基板の処理面が水平面に対し垂直となるかあ
るいは下方に向くようになされている。なお、上記処理
面が下方に向く角度は、水平面に対し０°（平行）以上
かつ９０°（垂直）より小さい角度であればよい。

【００１２】

【作用】上記の構成では、プラテンがエアロック室を閉
鎖しているとき、外部からエアロック室に搬送されてき
た半導体基板の受け取りが可能になる。そして、プラテ
ンは、半導体基板を受け取ると、プラテン駆動機構によ
り半導体基板の処理位置まで移動し、半導体基板の処理
が終了すると、再びエアロック室の閉鎖位置まで戻る。

【００１３】このように、上記の構成によれば、半導体
基板がプラテンにより固定されて搬送されるので、半導
体基板が確実にプラテンにより固定保持される。それゆ
え、搬送中に半導体基板からパーティクル等が発生する
ことがなくなる。しかも、プラテンが半導体基板の搬送
とエアロック室のチャンバ内側からの閉鎖を兼ねて行な
うようになっているので、専用の半導体搬送用ロボット
等やエアロック室内側扉を設ける必要がなくなり、エア
ロック室の構造を簡単にすることができる。

【００１４】また、真空チャンバにおいて、半導体基板
の処理面が水平面に対し垂直となるかあるいは下方に向
くようになされることにより、半導体基板の処理面に塵
埃等が付着しにくくなる。

【００１５】

【実施例】本発明をイオン注入装置の注入室に適用した
一実施例について図１および図２に基づいて説明すれ
ば、以下の通りである。

【００１６】本実施例に係る真空チャンバは、図１の
（ａ）および図２に示すように、チャンバ本体１を備え
ている。このチャンバ本体１は、図示しない真空ポンプ
により排気されており、真空状態に保たれている。ま
た、チャンバ本体１の底壁面には、ウェーハ２の出入口
となり、チャンバ本体１の内外に通じるエアロック室３
が設けられている。

【００１７】エアロック室３は、外側でエアロック扉４
により開閉され、内側でプラテン５により開閉され、少
なくともエアロック扉４かプラテン５のいずれか一方で
閉じられており、チャンバ本体１の内部を大気側に開放
しないように構成されている。またエアロック室３は、
エアロック扉４およびプラテン５により閉じられたとき
に、図示しないポンプにより排気されて真空となるよう
に構成されている。

【００１８】エアロック扉４は、図１の（ｂ）にも示す
ように、半導体基板としてのウェーハ２を載置した状態
で保持する３個のウェーハガイド４ａ…４ａを有してい
る。このエアロック扉４は、図示しない駆動機構により
上下方向に駆動されて、ウェーハ２の搬送およびエアロ
ック室３の開閉動作を行なうようになっている。

【００１９】プラテン５は、静電チャックによりウェー
ハ２を固定保持するものであり、プラテン駆動機構６に
より駆動されて、エアロック室３の閉鎖位置とウェーハ
２の処理位置であるイオン注入位置との間を移動するよ
うになっている。なお、プラテン５は、静電チャックに
限らずウェーハ２を固定保持できるものであれば、機械
式やその他のものであってもよい。機械式のものとして
は、例えば、クランパによりウェーハ２の外周を把持す
るものが挙げられる。

【００２０】プラテン駆動機構６は、回動軸７と、アー
ム８と、アーム固定部９と、プラテン固定部１０とを有
している。

【００２１】回動軸７は、チャンバ本体１の外部に設け
られた図示しない駆動装置により回転駆動されるもの
で、チャンバ本体１の両側壁の下部に軸受１１・１２に
より回転自在となるように取り付けられている。これに
より、駆動軸７は、プラテン５がエアロック室３を閉鎖
する水平位置とこれに対して垂直となるイオン注入位置
との間の範囲で回転するようになっている。

【００２２】アーム８は、一端が軸受１１付近でアーム
固定部９により回動軸７に固定されている。また、アー
ム８は、他端にプラテン固定部１０が取り付けられてお
り、このプラテン固定部１０にはプラテン５が固定され
ている。

【００２３】一方、チャンバ本体１の底壁面内側におけ
るエアロック室３の開口部の周囲には、プラテンロック
機構１３が設けられている。プラテンロック機構１３
は、エアロック扉４が開いてエアロック室３が外側で開
放されているとき、プラテン５が大気圧により押し開か
れないように固定保持する機構である。このプラテンロ
ック機構１３は、ローラや爪等を有してプラテン５を外
周側から保持するようになっているが、基本的には大気
圧に対し強固にプラテン５を保持できるものであればよ
く、他に種々の構成が考えられる。

【００２４】上記のように構成される真空チャンバによ
るウェーハ２の搬送動作について説明する。

【００２５】まず、チャンバ本体１の外部においてエア
ロック扉４にウェーハ２が処理面であるイオン注入面を
下側にした状態のまま受け渡される。このとき、図２に
示すように、ウェーハ２は、真空チャックからなるアー
ム１４により保持されてエアロック室３の下方で待機し
ているエアロック扉４まで搬送され、ウェーハガイド４
ａ…４ａ上に載置される。また、このときは、プラテン
５が内側よりエアロック室３を閉じており、エアロック
室３は大気側に開放されている。

【００２６】次に、エアロック扉４が、ウェーハ２を保
持した状態で上方に移動し、エアロック室３を閉じる。
この状態では、エアロック室３がエアロック扉４および
プラテン５により閉じられて密閉されるとともに、ウェ
ーハ２がプラテン５に密着されている。

【００２７】さらに、エアロック室３内が排気されて真
空になると、プラテン５である静電チャックの電源がＯ
Ｎすることにより、プラテン５がウェーハ２を吸引固定
する。すると、プラテン５がプラテン駆動機構６により
駆動されて垂直に立ち上がる。この状態で、ウェーハ２
は、イオン注入面がイオンビーム照射方向に向けられて
いる。

【００２８】ウェーハ２に対するイオンビームの照射が
終了すると、プラテン５がプラテン駆動機構６により駆
動されてエアロック室３の閉鎖位置に戻る。プラテン５
は、この位置でプラテンロック機構１３により固定さ
れ、電源のＯＦＦによりウェーハ２の固定を解除してエ
アロック扉４にウェーハ２を受け渡す。すると、エアロ
ック扉４が待機位置まで下降して、アーム１４にウェー
ハ２を受け渡す。

【００２９】このように、本真空チャンバでは、ウェー
ハ２の搬送が、チャンバ本体１の外部でエアロック扉４
によりなされ、チャンバ本体１の内部でプラテン５によ
りなされることで、ウェーハ２のイオン注入が１枚ずつ
行なわれる。

【００３０】以上述べたように、上記の構成では、チャ
ンバ本体１内においてプラテン５がウェーハ２を搬送す
るようになっている。このため、プラテン５によりウェ
ーハ２が吸引固定され、ウェーハ２がプラテン５に擦れ
てパーティクル等を発生することがない。

【００３１】また、上記の構成では、プラテン５が、チ
ャンバ本体１内での搬送機構とエアロック室３の扉を兼
ねているため、専用のウェーハ搬送用ロボットやエアロ
ック内側扉を設ける必要がなくなり、真空チャンバの構
造を簡単にすることができる。

【００３２】さらに、チャンバ本体１内でウェーハ２を
イオン注入面を下側に向けて搬送することにより、その
イオン注入面が上側に向くことがなくなり、イオン注入
面に塵埃等が付着しにくくなる。

【００３３】なお、本実施例では、エアロック室３がチ
ャンバ本体１の底壁面に設けられているため、ウェーハ
２を下方から上方へと搬送するようになっているが、こ
のような構成以外にエアロック室３をチャンバ本体１の
側壁面に設けた構成であってもよい。このような構成に
よれば、チャンバ本体１内でウェーハ２が垂直に立った
状態で搬送されるので、ウェーハ２のイオン注入面が上
側に向くことがなくイオン注入面に塵埃等が付着しにく
くなる。ただし、この構成では、エアロック扉４もウェ
ーハ２を垂直にした状態で搬送するため、ウェーハ２を
何らかの手段により固定保持する必要がある。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明の真空チャンバ
は、チャンバ内外に通じるエアロック室と、半導体基板
を固定保持するとともにエアロック室をチャンバ内側か
ら開閉するプラテンと、プラテンを上記の閉鎖位置と半
導体基板の処理位置との間で移動させるプラテン駆動機
構とを備えている構成である。

【００３５】これにより、プラテンが半導体基板の搬送
を行なうようになっているので、プラテンにより半導体
基板の固定保持が確実になされ、搬送中に半導体基板か
らパーティクル等が発生することがなくなる。それゆ
え、真空チャンバの内部の汚染を抑制することが可能に
なる。

【００３６】しかも、プラテンが半導体基板の搬送とエ
アロック室の内側からの閉鎖を兼ねて行なうので、専用
の半導体搬送用ロボットを設ける必要がなくなるととも
に、エアロック室の内側扉を設ける必要がなくなり、エ
アロック室の構造を簡単にすることができる。

【００３７】したがって、本発明を採用すれば、真空チ
ャンバの小型化を図るとともに、半導体基板の処理面の
汚染を減少させることができるという効果を奏する。

【００３８】また、真空チャンバにおいて、半導体基板
の処理面が水平面に対し垂直となるかあるいは下方に向
くようになされることにより、半導体基板の処理面に塵
埃等が付着しにくくなる。それゆえ、上記の効果に加
え、より半導体基板の処理面の汚染を減少させることが
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る真空チャンバの構造を
示すものであって、（ａ）はその正面図であり、（ｂ）
は真空チャンバのエアロック室を外部から閉じるエアロ
ック扉がウェーハを保持している状態を示す平面図であ
る。

【図２】図１の（ａ）の真空チャンバの側面図である。

【図３】従来の真空チャンバの構造を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１ チャンバ本体 ２ ウェーハ（半導体基板） ３ エアロック室 ５ プラテン ６ プラテン駆動機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】チャンバ内外に通じるエアロック室と、 半導体基板を固定保持するとともにエアロック室をチャ
   ンバ内側から開閉するプラテンと、 プラテンを上記の閉鎖位置と半導体基板の処理位置との
   間で移動させるプラテン駆動機構とを備えていることを
   特徴とする真空チャンバ。
2. 【請求項２】上記プラテンは、半導体基板の処理面が水
   平面に対し垂直となるかあるいは下方に向くようになさ
   れている。