JP2000124295A

JP2000124295A - ウェーハホルダ及びこれを備えたイオンミリング装置

Info

Publication number: JP2000124295A
Application number: JP29436098A
Authority: JP
Inventors: Koji Kitahara; 幸二北原
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-10-16
Filing date: 1998-10-16
Publication date: 2000-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ウェーハのオリフラ部分の割れや欠けを防止
するとともに、装置の稼働率の向上が図れるウェーハホ
ルダ及びこれを備えたイオン注入装置を提供すること。【解決手段】基板押え板４０の複数の爪部のうち１つ
の爪部４４を、ウェーハＷのオリフラＷ_O 全体を押圧す
る形状とすることにより、押圧力をオリフラＷ_O全体に
分散させ、オリフラＷ_O の端の割れや欠けを防止する。
また、爪部４４によりオリフラＷ_O の下方に位置するシ
ール部材３９の露出を低減し、ミリング作用によるシー
ル部材３９の損傷を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造用のウ
ェーハホルダ及びこれを備えたイオンミリング装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来技術として、例えば特開平
９−１８１１５３号公報に記載のウェーハホルダがあ
る。図４は、従来のイオンミリング装置の有するウェー
ハホルダにウェーハＷを保持させた状態を示している。
従来のウェーハホルダは、ウェーハＷが載置される載台
と、ウェーハＷと載台との間に設けられる環状のシール
部材１４と、このシール部材１４の上方に相対向して配
置されウェーハＷの周縁部表面を上記載台側へ押圧可能
な複数の爪部（５ｍｍ×７ｍｍ）１２を有する基板押え
板１０とを備えている。特にイオンミリング装置用のウ
ェーハホルダでは、ウェーハＷ上のミリング領域を大き
くするため、本例に示すようなウェーハＷとの接触面積
が少ない複数の爪部を有した基板押え板が用いられてい
る。基板押え板１０の外周部にはフランジ部１１が４箇
所形成されており、これらフランジ部１１に基板押え板
１０の上下方向（紙面垂直方向）への移動を案内する案
内軸１３が取り付けられる。

【０００３】しかしながら、従来のウェーハホルダで
は、ウェーハＷのオリエンテーションフラット（以下、
オリフラという。）Ｗ_O の端に位置する爪部１２によっ
て、ウェーハＷがオリフラＷ_O の端から割れたり、欠け
たりすることがある。これは、オリフラＷ_O の端にくる
爪部１２は他の爪部よりもウェーハＷとの接触面積が小
さく、面ではなく点に近い状態でウェーハＷを保持する
ため、その分だけ圧力が大きくなり、割れや欠けが発生
するものと考えられる。また、これによりウェーハＷの
破片等を装置内から除去する必要が生じるが、このよう
な装置内の清掃時間によって稼働率が大きく低減され
る。

【０００４】更に、従来のウェーハホルダ、特に基板押
え板１０の構成では、ウェーハＷのオリフラＷ_O の部分
におけるシール部材１４が大きく露出しているために、
イオンビームによるミリング作用を広範囲にわたって受
け、これが原因で当該シール部材１４の交換頻度を高く
しているという問題もある。すなわち、装置の定期的な
メンテナンスサイクルよりもシール部材１４の交換頻度
が大きく、これによって装置の稼働率の大幅な低減を来
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の問題に
鑑みてなされ、ウェーハのオリフラ部分の割れや欠けを
防止するとともに、装置の稼働率向上を図ることができ
るウェーハホルダ及びこれを備えたイオンミリング装置
を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するに
あたり、本発明の請求項１は、基板押え板の複数の爪部
のうち１つを、ウェーハのオリフラ全体を押圧する形状
とすることにより、オリフラ部分全体に押圧力を分散さ
せて、応力の集中によるウェーハの割れや欠けを防止す
るようにしている。また、本発明の請求項２は、このよ
うな構成のウェーハホルダをイオンミリング装置に備え
させ、ウェーハのオリフラ部分を押圧する爪部によって
シール部材全体の露出量を低減し、もってミリング作用
によるシール部材の耐久性を高めてその交換頻度を低減
して装置の稼働率向上を図っている。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【０００８】図１から図３は、本発明の実施の形態を示
している。まず、図３を参照してイオンミリング装置に
ついて説明すると、イオンミリング装置は全体として２
０で示され、主として仕込室２１と、処理室２２と、イ
オン源２３とから成る。仕込室２１は内部にローダカセ
ット２８、アンローダカセット２９および搬送アーム３
０を有し、処理室２２との間はゲートバルブ３１で区画
される。処理室２２は内部に本発明に係るウェーハホル
ダ３２を有している。不活性ガスとしてＡｒ（アルゴ
ン）ガスがバルブ２４、２５、２６および流量計２７を
介してイオン源２３に供給され、ここでプラズマ化され
イオンビームＩＢとなってウェーハホルダ３２上のウェ
ーハＷに照射されるようになっている。

【０００９】次に、図１及び図２を参照してウェーハホ
ルダ３２の詳細について説明する。

【００１０】ウェーハＷが載置される載台３６の上面に
は、上方を凸とする湾曲部３７と、この湾曲部３７を囲
むように環状のゴム製のシール部材３９が設けられてい
る。シール部材３９は、その径外方において載台３６に
固定された環状の支持板３８によって支持されている。
シール部材３９の上方に相対向して、例えばステンレス
で成る環状の基板押え板４０が配置されている。この基
板押え板４０は、その内周側にウェーハＷの周縁部表面
を載台３６側へ押圧可能な爪部を有し、ウェーハＷのオ
リフラＷ_O の部分全体を押圧する形状の爪部４４と、オ
リフラＷ_O 以外の領域を押圧する爪部（本実施の形態で
は６個）４２とから成る。

【００１１】基板押え板４０の外周部には、フランジ部
４１が４箇所形成されており、これらフランジ部４１に
基板押え板１０を上下方向（紙面垂直方向）へ移動させ
る案内軸４３が取り付けられている。これら案内軸４３
は、載台３６および支持板３８を貫通して下方に延在
し、下端部は基部３５の周囲を囲む環状の可動部材４６
に固定されている。また、各案内軸４３の周囲にはばね
４５が設けられ、この上下端はそれぞれ載台３６および
可動部材４６に固定されている。これにより可動部材４
６は、ばね４５の付勢力に抗して基板押え板４０を上下
方向へ移動可能である。

【００１２】基部３５および載台３６の内部には、ウェ
ーハＷの裏面への冷却用のＡｒガスの供給、排気を行わ
せるためのガス供給通路４９および排気通路５０が形成
されている。また、載台３６の内部には冷却槽５１が形
成され、基部３５の内部に形成された冷却水供給通路４
７および冷却水排出通路４８と連通しており、冷却水を
循環させて、載台３６の冷却作用と、ガス供給通路４９
および排気通路５０の冷却作用を行う。

【００１３】本実施の形態は以上のように構成され、次
にこの作用について説明する。

【００１４】図３を参照して、仕込室２１のローダカセ
ット２８に、レジストパターンが形成されたウェーハを
セット後、イオンミリング装置２０を稼働させ、図示し
ないロータリポンプによって仕込室２１を真空引きす
る。仕込室２１内が常時高真空である処理室２２と同等
の真空状態になると、ゲートバルブ３１を開き、搬送ア
ーム３０によってローダカセット２８から取り出された
ウェーハＷを処理室２２内のウェーハホルダ３２へ向け
て搬送する。

【００１５】図１を参照して、ウェーハホルダ３２は基
板押え板４０を上方位置で待機させた状態にあり、搬送
アーム３０によって載台３６の湾曲部３７上へウェーハ
Ｗが載置されると、可動部材４６の図中下方への移動に
より基板押え板４０を下方へ移動させる。基板押え板４
０の爪部４２、４４は、ウェーハＷの周縁部表面（理収
外の領域）に当接し、図１に示す状態から更に、ウェー
ハＷの周縁部裏面がシール部材３９に対して弾性的に接
触するまでウェーハＷを載台３６側へ押圧する。その結
果、ウェーハＷは湾曲部３７に沿って反り、載台３６と
ウェーハＷとの間の隙間が均一化された状態で保持され
る。

【００１６】このとき、図２に示すようにウェーハＷの
オリフラＷ_O 部分は１つの爪４４によって全体的に押圧
されるため、オリフラＷ_O 全体に圧力が分散されて作用
することになり、従来のようにオリフラＷ_O の端の部分
における割れや欠けが防止される。

【００１７】ウェーハホルダ３２へのウェーハＷの載置
が終了すると、ゲートバルブ３１を閉じるとともに、図
３に示すようにウェーハホルダ３２はウェーハＷがイオ
ン源２３と対向する位置に回動する。そして、イオン源
２３からＡｒガスのイオンビームＩＢがウェーハＷへ照
射され、ウェーハＷ上の例えば金で成る配線金属がミリ
ングされることにより、配線パターンが形成される。

【００１８】この際、ウェーハＷのオリフラＷ_O 部分に
位置するシール部材３９は、基板押え板４０の爪部４４
によって覆われているので、この部分にイオンビームＩ
Ｂが照射されることはない。したがって、シール部材３
９が全体としてミリングされる領域を従来よりも小さく
することができるので、当該シール部材３９の交換頻度
を従来よりも大きく低減することができる。実際に、従
来ではシール部材の耐久期間が２週間であったのに対
し、本発明では４週間にまで延びたことが確認されてい
る。

【００１９】ミリング処理の終了後、ウェーハホルダ３
２上のウェーハＷは基板押え板４０の上方移動によりそ
の保持作用が解除されるとともに、ゲートバルブが開
き、搬送アーム３０によって処理済のウェーハＷがウェ
ーハホルダ３２からアンローダカセット２９へ移載され
る。以後、上述の作用が繰り返されることによりウェー
ハのミリング処理が行われる。

【００２０】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００２１】例えば以上の実施の形態では、ウェーハホ
ルダ３２をイオンミリング装置２０に適用した例につい
て説明したが、他の半導体製造装置、例えばイオン注入
装置や金属蒸着装置等のウェーハホルダにも適用するこ
とが可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば以下
の効果を奏する。

【００２３】すなわち本発明の請求項１によれば、爪部
からの応力の集中によるウェーハの割れや欠けを防止す
ることができ、ウェーハの割れや欠けによる処理室内の
清掃のために装置の稼働を停止させる必要をなくし、装
置の稼働率の向上を図ることができる。

【００２４】また、本発明の請求項２によれば、ウェー
ハのオリフラ部分を押圧する爪部によってシール部材全
体の露出量を低減し、もってミリング作用によるシール
部材の耐久性を高めてその交換頻度を低減して、装置の
稼働率向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態によるウェーハホルダの側
断面図である。

【図２】同平面図である。

【図３】本実施の形態によるイオンミリング装置の概略
構成図である。

【図４】従来のウェーハホルダの平面図である。

【符号の説明】

２０………イオンミリング装置、２３………イオン源、
３２………ウェーハホルダ、３６………載台、３９……
…シール部材、４０………基板押え板、４２、４４……
…爪部、ＩＢ………イオンビーム、Ｗ………ウェーハ、
Ｗ_O ………オリフラ（オリエンテーションフラット）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウェーハが載置される載台と、前記ウェ
ーハと前記載台との間に設けられる環状のシール部材
と、このシール部材の上方に相対向して配置され前記ウ
ェーハの周縁部表面を前記載台側へ押圧可能な複数の爪
部を有する基板押え板とを含むウェーハホルダにおい
て、前記基板押え板の複数の爪部のうち１つを、前記ウェー
ハのオリエンテーションフラット全体を押圧する形状と
したことを特徴とするウェーハホルダ。
【請求項２】イオン源より不活性ガスイオンを引き出
し、ウェーハ表面をエッチングするイオンミリング装置
であって、前記ウェーハが載置される載台と、前記ウェ
ーハと前記載台との間に設けられる環状のシール部材
と、このシール部材の上方に相対向して配置され前記ウ
ェーハの周縁部表面を前記載台側へ押圧可能な複数の爪
部を有する基板押え板とを含むウェーハホルダを備えた
イオンミリング装置において、前記基板押え板の複数の爪部のうち１つを、前記ウェー
ハのオリエンテーションフラット全体を押圧する形状と
したことを特徴とするイオンミリング装置。