JP2002184345A - Ion injection device and treatment chamber - Google Patents
Ion injection device and treatment chamberInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はイオン注入に係り、
例えばシリコンウエハに酸素イオンを注入するSIMO
X(Separation by Implanted Oxygen)用のイオン注入
装置および処理室に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to ion implantation,
SIMO for implanting oxygen ions into silicon wafers
The present invention relates to an ion implantation apparatus and a processing chamber for X (Separation by Implanted Oxygen).
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のイオン注入装置においては、ウエ
ハを処理室内の回転ホルダ上に保持するために、ウエハ
に作用する遠心力を利用するものがあった。2. Description of the Related Art Some conventional ion implanters utilize a centrifugal force acting on a wafer to hold the wafer on a rotating holder in a processing chamber.
【0003】例えば、特開平10−21867号公報
(以下、公知例1)には、円筒状の回転ホルダの内側に
ウエハを取り付け、ホルダの回転時の遠心力をウエハ面
と垂直に働くようにして、ウエハをホルダに保持してい
る。ホルダとウエハの間を、電気的には接続し、熱的に
はほぼ絶縁することも記載されている。[0003] For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-21867 (hereinafter, known example 1) discloses that a wafer is mounted inside a cylindrical rotary holder so that centrifugal force during rotation of the holder acts perpendicular to the wafer surface. Thus, the wafer is held by the holder. It also describes that the holder and the wafer are electrically connected and thermally substantially insulated.
【0004】また特開平5−13038号公報(以下、
公知例2)では、回転円盤を回転させた際に、ウエハに
生じる遠心力のウエハ面成分の分力により、ウエハの側
面をストッパ部に保持することも記載されている。Further, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 5-13038 (hereinafter, referred to as “JP-A”
Known example 2) also describes that when the rotating disk is rotated, the side surface of the wafer is held by the stopper portion by the component force of the wafer surface component of the centrifugal force generated on the wafer.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、公知例
1記載の発明は、円筒型の回転ホルダの内側側壁にウエ
ハを配置する構成であるから、回転軸の中心方向からウ
エハに入射されるイオンビームの入射角度が、ウエハの
中心部と外周部とで回転ホルダの回転によって変化して
しまう。これにより、ウエハの注入が不均一になるとい
う問題が生じる。また、回転ホルダの半径が小さいほ
ど、この影響は大きくなる。However, since the invention described in the prior art 1 has a configuration in which the wafer is arranged on the inner side wall of the cylindrical rotary holder, the ion beam incident on the wafer from the center of the rotation axis is used. Is changed by the rotation of the rotary holder between the central portion and the outer peripheral portion of the wafer. As a result, a problem arises in that the implantation of the wafer becomes non-uniform. Also, the smaller the radius of the rotary holder, the greater this effect.
【0006】一方、公知例2記載の発明では、ウエハと
ストッパ部との電気的な接続について何ら考慮されてい
ないため、ストッパ部の抵抗によっては、イオンビーム
の電荷がウエハに帯電してしまう可能性がある。このこ
とが原因で、微小放電が起こり、ウエハにパーティクル
が発生するという問題がある。On the other hand, in the invention described in the known example 2, since no consideration is given to the electrical connection between the wafer and the stopper, the charge of the ion beam may be charged on the wafer depending on the resistance of the stopper. There is. Due to this, there is a problem that a minute discharge occurs and particles are generated on the wafer.
【0007】したがって本発明の目的は、ウエハへの注
入を均一に行うと共に、ウエハにパーティクルが発生す
るのを防ぐことである。SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to uniformly inject a wafer and to prevent particles from being generated on the wafer.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】イオン源から引出したイ
オンビームが注入される真空容器の内部に、回転ディス
クを設け、該回転ディスク上に少なくとも一個以上ウエ
ハホルダを配置し、該ウエハホルダ上に導電性のウエハ
保持部を備えることを特徴とする。A rotating disk is provided inside a vacuum vessel into which an ion beam extracted from an ion source is injected, and at least one or more wafer holders are arranged on the rotating disk, and a conductive disk is placed on the wafer holder. Is characterized in that it has a wafer holding portion.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明のイオン注入装置の
実施例を、図面を用いて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the ion implantation apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0010】図1乃至図4は、本発明の第1の実施例を
示す図である。FIGS. 1 to 4 are views showing a first embodiment of the present invention.
【0011】本実施例におけるイオン注入装置は、図1
に示す通り、イオン源1と、所定のイオンのみを取り出
す質量分離器3と、イオンの注入が行われる真空容器4
とからなる。尚、イオン源1,質量分離器3および真空
容器4は、気密連結されており、これらの内部は、図示
しない排気手段等によって、真空に保たれている。FIG. 1 shows an ion implantation apparatus according to this embodiment.
As shown in FIG. 1, an ion source 1, a mass separator 3 for extracting only predetermined ions, and a vacuum vessel 4 for ion implantation
Consists of The ion source 1, the mass separator 3, and the vacuum vessel 4 are air-tightly connected, and the inside thereof is maintained at a vacuum by an exhaust means (not shown).
【0012】質量分離器3では、イオン源1から引出さ
れたイオンビーム2のうち、所定の質量を有するイオ
ン、例えば酸素イオンが分離され、取り出される。In the mass separator 3, ions having a predetermined mass, for example, oxygen ions, of the ion beam 2 extracted from the ion source 1 are separated and extracted.
【0013】更に真空容器4の内部には、回転ディスク
5が配置され、この回転ディスク5はスキャンボックス
6内に収容された回転用モータ7により、回転軸8を中
心として回転できるようになっている。更に、図示しな
いスキャン手段によって、回転ディスク5は、ウエハ面
と水平方向に往復運動できるようにもなっている。また
回転ディスク5の外周側上面には、複数のウエハホルダ
9が等ピッチで取り付けられている。Further, a rotary disk 5 is disposed inside the vacuum container 4, and the rotary disk 5 can be rotated about a rotary shaft 8 by a rotary motor 7 housed in a scan box 6. I have. Further, the rotating disk 5 can reciprocate in the horizontal direction with respect to the wafer surface by scanning means (not shown). A plurality of wafer holders 9 are mounted on the upper surface on the outer peripheral side of the rotating disk 5 at equal pitches.
【0014】また図2に示す通り、ウエハ10の遠心力
がかかる部分を保持するウエハ保持部11が、下部絶縁
座13aをはさんで、ウエハホルダ9と接続されてい
る。ウエハ保持部11は、導電性物質で構成されてお
り、例えばシリコンなどが用いられる。望ましくは、ウ
エハ保持部11の抵抗が、10kΩ以下となるように構
成されている。As shown in FIG. 2, a wafer holder 11 for holding a portion of the wafer 10 to which a centrifugal force is applied is connected to the wafer holder 9 with a lower insulating seat 13a interposed therebetween. The wafer holding unit 11 is made of a conductive material, for example, silicon or the like. Desirably, the resistance of the wafer holding unit 11 is configured to be 10 kΩ or less.
【0015】更に下部絶縁座13aの上面には、窪み1
4が設けてあり、ウエハ保持部11と下部絶縁座13a
との間に空洞が生じている。またウエハ保持部11の内
周側端部とウエハホルダ9とは、導電体17により電気
的に接続されている。Further, the upper surface of the lower insulating seat 13a has a depression 1
4 are provided, the wafer holding portion 11 and the lower insulating seat 13a are provided.
And a cavity is formed between them. The inner peripheral end of the wafer holder 11 and the wafer holder 9 are electrically connected by a conductor 17.
【0016】ウエハ保持部11および下部絶縁座13a
は、ウエハ保持部11上面の上部絶縁座13bを、固定
部材15および締め具16を用いて押さえ付けることに
よって、ウエハホルダ9に対して固定されている。尚、
ウエハ保持部11に接する上下の絶縁座は、共に石英で
構成されており、熱伝導率も1.5W/(m・K)以下で
ある。Wafer holding part 11 and lower insulating seat 13a
Is fixed to the wafer holder 9 by pressing the upper insulating seat 13 b on the upper surface of the wafer holding unit 11 using the fixing member 15 and the fastener 16. still,
The upper and lower insulating seats in contact with the wafer holding unit 11 are both made of quartz, and have a thermal conductivity of 1.5 W / (m · K) or less.
【0017】更に図3に示す通り、ウエハ保持部11の
曲率半径(R2 )が、取り付けるウエハ10の曲率半径
(R1 )に比べて1%大きくなるように構成されてい
る。具体的には、R2 が101mm、R1 が100mmとな
っている。Further, as shown in FIG. 3, the radius of curvature (R 2 ) of the wafer holding unit 11 is configured to be 1% larger than the radius of curvature (R 1 ) of the wafer 10 to be mounted. Specifically, R 2 is 101 mm, R 1 is a 100 mm.
【0018】またウエハホルダ9の外周側上面には、裏
面支持部18が2個所設けられている。この裏面支持部
18は、絶縁材、例えば石英で構成されており、図4に
示す通り、締め具16によってウエハホルダ9に固定さ
れている。Further, on the upper surface on the outer peripheral side of the wafer holder 9, two back support portions 18 are provided. This back support 18 is made of an insulating material, for example, quartz, and is fixed to the wafer holder 9 by fasteners 16 as shown in FIG.
【0019】以下、本実施例におけるウエハ10の保持
について、詳細に説明する。Hereinafter, holding of the wafer 10 in this embodiment will be described in detail.
【0020】ウエハ10への注入が行われていない場
合、すなわち回転ディスク5が回転していない場合、ウ
エハ10に働く力は重力のみであるから、ウエハ10
は、ウエハ保持部11の上面および裏面支持部18の上
面と接しつつ支持されている。When the injection into the wafer 10 is not performed, that is, when the rotating disk 5 is not rotating, the force acting on the wafer 10 is only gravitational force.
Are supported in contact with the upper surface of the wafer holding unit 11 and the upper surface of the back surface support unit 18.
【0021】一方注入が開始する、すなわち回転ディス
ク5が回転すると、ウエハ10には、図2のAの向きに
遠心力が働くようになる。するとウエハ10は、Aの向
きに移動しようとして、ウエハ保持部11を強く押し付
けた状態で保持される。尚、ウエハ10に働く重力につ
いては、回転していない場合と同様にして支持される。On the other hand, when the injection starts, that is, when the rotating disk 5 rotates, a centrifugal force acts on the wafer 10 in the direction of A in FIG. Then, the wafer 10 is held in a state where the wafer holding unit 11 is strongly pressed to move in the direction of A. Note that the gravity acting on the wafer 10 is supported in the same manner as when the wafer 10 is not rotating.
【0022】上記の構成により、以下のような作用・効
果を奏する。With the above configuration, the following operations and effects can be obtained.
【0023】本実施例においては、ウエハ10の表面全
体に対して、垂直方向のイオンビーム2を入射させるこ
とができるので、ウエハ10へのイオン注入を均一に行
える。In the present embodiment, the ion beam 2 in the vertical direction can be incident on the entire surface of the wafer 10, so that the ion implantation into the wafer 10 can be performed uniformly.
【0024】また、導電性のウエハ保持部11を設けて
いるので、ウエハ10にイオンビーム2が入射すること
で生じる電荷を逃しやすくなる。ウエハ10の成膜中
に、ウエハ10がウエハ保持部11を押し付けることに
より接触性が良くなることも、ウエハ10とウエハ保持
部11との間の電気抵抗を減少させるので、帯電を防ぐ
効果がある。したがって、パーティクル発生を大幅に防
止することができる。In addition, since the conductive wafer holding unit 11 is provided, it is easy to discharge charges generated when the ion beam 2 is incident on the wafer 10. During the film formation of the wafer 10, the contact between the wafer 10 and the wafer holding unit 11 is improved by pressing the wafer holding unit 11, and the electrical resistance between the wafer 10 and the wafer holding unit 11 is reduced. is there. Therefore, generation of particles can be largely prevented.
【0025】また絶縁座13を設けることで、ウエハ1
0の熱が、ウエハホルダ10を通って逃げてしまうの
を、抑制することができる。したがって、ウエハ温度の
低下,温度分布の不均一を防ぐことが可能となる。尚、
ウエハ保持部11と下部絶縁座13aとの間の接触面積
も小さいので、更にその効果が大きくなる。The provision of the insulating seat 13 allows the wafer 1
It is possible to prevent the heat of 0 from escaping through the wafer holder 10. Therefore, it is possible to prevent a decrease in the wafer temperature and a non-uniform temperature distribution. still,
Since the contact area between the wafer holding part 11 and the lower insulating seat 13a is small, the effect is further enhanced.
【0026】更に、ウエハ保持部11を本実施例のよう
な曲率半径とすることで、ウエハ10が熱膨張しても、
ウエハ保持部11の周方向端部から受けるウエハ10の
圧力の増加を抑えることができる。したがって、ウエハ
10がウエハ保持部11の周方向端部付近で割れてしま
うのを防ぐことができる。Further, by setting the radius of curvature of the wafer holding portion 11 as in this embodiment, even if the wafer 10 is thermally expanded,
An increase in the pressure of the wafer 10 received from the circumferential end of the wafer holding unit 11 can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the wafer 10 from being broken near the circumferential end of the wafer holding unit 11.
【0027】尚本実施例の構成は、下部絶縁座13aの
下面の窪みを設けることによって、下部絶縁座13aと
ウエハホルダ9との間の接触面積を小さくするような構
成であっても良い。また、上部絶縁座13bの下面に窪
みを設けることによって、ウエハ保持部11と上部絶縁
座13bとの間に空間を生じさせたものでも良い。In this embodiment, the contact area between the lower insulating seat 13a and the wafer holder 9 may be reduced by providing a recess on the lower surface of the lower insulating seat 13a. Further, a space may be formed between the wafer holding part 11 and the upper insulating seat 13b by providing a depression on the lower surface of the upper insulating seat 13b.
【0028】図5は、本発明の第2の実施例における、
ウエハホルダ9近傍の詳細を示す図である。尚、本実施
例のイオン注入装置は、ウエハ10を保持する部分の構
成以外は、第1の実施例の構成と同様である。FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view showing details in the vicinity of a wafer holder 9. The configuration of the ion implantation apparatus of the present embodiment is the same as that of the first embodiment except for the configuration of the portion for holding the wafer 10.
【0029】本実施例では、熱伝導率が1.5W/(m・
K)以下でかつ抵抗が10kΩ以下である、石英製のウ
エハ保持部12を用いており、絶縁座は用いていない。
また、ウエハの裏面を支持する石英製の裏面支持部19
が、ウエハホルダ9の上面に設けられている。更に、ウ
エハ10の熱膨張に応じて動きながら保持することので
きる可動ピン20が、ウエハホルダ9の外周部の一端に
取り付けられている。In this embodiment, the thermal conductivity is 1.5 W / (m ·
K) or less, and a quartz wafer holding part 12 having a resistance of 10 kΩ or less is used, and no insulating seat is used.
In addition, a back support 19 made of quartz for supporting the back of the wafer.
Are provided on the upper surface of the wafer holder 9. Further, a movable pin 20 that can be held while moving according to the thermal expansion of the wafer 10 is attached to one end of the outer peripheral portion of the wafer holder 9.
【0030】本実施例によっても、第1の実施例とほぼ
同様の効果を奏する。According to this embodiment, substantially the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
【0031】尚、以上の実施例はイオン注入装置である
が、処理室としてとらえることもできる。この処理室の
構成は、以上の実施例における真空容器4とその内部の
構成と同様である。Although the above embodiment is an ion implantation apparatus, it can be regarded as a processing chamber. The configuration of this processing chamber is the same as the configuration of the vacuum vessel 4 and the inside thereof in the above embodiment.
【0032】また以上の実施例では、回転ディスク6に
対してウエハホルダ10が平行に配置されているが、一
定の角度をもって配置しても良い。In the above embodiment, the wafer holder 10 is arranged parallel to the rotating disk 6, but may be arranged at a fixed angle.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ウエハへの注入を均一に行うと共に、ウエハにパーティ
クルが発生するのを防ぐことができる。As described above, according to the present invention,
Injection into the wafer can be performed uniformly, and generation of particles on the wafer can be prevented.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明のイオン注入装置の第1の実施例を示す
構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an ion implantation apparatus of the present invention.
【図2】本発明のイオン注入装置の第1の実施例におけ
る、ウエハ保持部近傍の詳細を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing details of the vicinity of a wafer holding unit in the first embodiment of the ion implantation apparatus of the present invention.
【図3】本発明のイオン注入装置の第1の実施例におけ
る、ウエハ近傍の水平方向断面図である。FIG. 3 is a horizontal sectional view near the wafer in the first embodiment of the ion implantation apparatus of the present invention.
【図4】本発明のイオン注入装置の第1の実施例におけ
る、裏面支持部近傍の詳細を示す図である。FIG. 4 is a view showing details in the vicinity of a back support in the first embodiment of the ion implantation apparatus of the present invention.
【図5】本発明のイオン注入装置の第2の実施例におけ
る、ウエハホルダ近傍の詳細を示す図である。FIG. 5 is a view showing details in the vicinity of a wafer holder in a second embodiment of the ion implantation apparatus of the present invention.
1…イオン源、2…イオンビーム、3…質量分離器、4
…真空容器、5…回転ディスク、6…スキャンボック
ス、7…回転用モータ、8…回転軸、9…ウエハホル
ダ、10…ウエハ、11,12…ウエハ保持部、13a
…上部絶縁座、13b…下部絶縁座、14…窪み、15…
固定部材、16…締め具、17…導電体、18,19…
裏面支持部、20…可動ピン。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ion source, 2 ... Ion beam, 3 ... Mass separator, 4
... Vacuum container, 5 ... Rotating disk, 6 ... Scan box, 7 ... Rotating motor, 8 ... Rotating shaft, 9 ... Wafer holder, 10 ... Wafer, 11, 12 ... Wafer holding part, 13a
... upper insulating seat, 13b ... lower insulating seat, 14 ... hollow, 15 ...
Fixing member, 16 fastener, 17 conductor, 18, 19 ...
Back support, 20 ... movable pin.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/265 N ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/265 N
Claims (11)
ンビームが注入される真空容器と、該真空容器の内部に
設けた回転ディスクと、該回転ディスク上に少なくとも
一個以上配置したウエハホルダと、該ウエハホルダ上に
導電性のウエハ保持部を備えたイオン注入装置。1. An ion source, a vacuum container into which an ion beam extracted from the ion source is injected, a rotating disk provided inside the vacuum container, and a wafer holder disposed at least one or more on the rotating disk. An ion implantation apparatus having a conductive wafer holding portion on the wafer holder.
ンビームが注入される真空容器と、該真空容器の内部に
設けた回転ディスクと、該回転ディスク上に少なくとも
一個以上配置したウエハホルダと、該ウエハホルダ上に
抵抗が10kΩ以下のウエハ保持部を備えたイオン注入
装置。2. An ion source, a vacuum container into which an ion beam extracted from the ion source is injected, a rotating disk provided inside the vacuum container, and at least one wafer holder disposed on the rotating disk. An ion implantation apparatus comprising a wafer holder having a resistance of 10 kΩ or less on the wafer holder.
ンビームが注入される真空容器と、該真空容器の内部に
設けた回転ディスクと、該回転ディスク上に少なくとも
一個以上配置したウエハホルダと、該ウエハホルダ上に
熱伝導率が1.5W/(m・K)以下で、かつ抵抗が10k
Ω以下のウエハ保持部を備えたイオン注入装置。3. An ion source, a vacuum container into which an ion beam extracted from the ion source is injected, a rotating disk provided inside the vacuum container, and at least one wafer holder disposed on the rotating disk. The thermal conductivity is 1.5 W / (m · K) or less and the resistance is 10 k on the wafer holder.
An ion implanter provided with a wafer holding unit of Ω or less.
ンビームが注入される真空容器と、該真空容器の内部に
設けた回転ディスクと、該回転ディスク上に少なくとも
一個以上配置したウエハホルダと、該ウエハホルダ上に
設けられた、熱伝導率が1.5W/(m・K)以下である絶
縁座と、該絶縁座に接続された導電性のウエハ保持部を
備えたイオン注入装置。4. An ion source, a vacuum vessel into which an ion beam extracted from the ion source is implanted, a rotating disk provided inside the vacuum vessel, and at least one wafer holder arranged on the rotating disk. An ion implantation apparatus comprising: an insulating seat provided on the wafer holder and having a thermal conductivity of 1.5 W / (m · K) or less; and a conductive wafer holder connected to the insulating seat.
ることを特徴とする請求項1,2または4記載のイオン
注入装置。5. The ion implantation apparatus according to claim 1, wherein the material of said wafer holding portion is silicon.
とを特徴とする請求項1,2、または3記載のイオン注
入装置。6. The ion implantation apparatus according to claim 1, wherein the material of said wafer holding portion is quartz.
徴とする請求項4記載のイオン注入装置。7. The ion implantation apparatus according to claim 4, wherein a material of said insulating seat is quartz.
ハの曲率半径よりも0.1 %以上大きい曲率半径の曲面
を有することを特徴とした、請求項1ないし4のいずれ
かに記載のイオン注入装置。8. The ion implantation according to claim 1, wherein said wafer holding section has a curved surface having a radius of curvature that is 0.1% or more larger than a radius of curvature of a wafer to be mounted. apparatus.
前記ウエハ保持部と絶縁座との間に、空洞が設けられて
いることを特徴とする請求項4または7記載のイオン注
入装置。9. The ion implantation apparatus according to claim 4, wherein a cavity is provided between the insulating seat and the wafer holder or between the wafer holding portion and the insulating seat.
該真空容器の内部に設けた回転ディスクと、該回転ディ
スク上に少なくとも一個以上配置したウエハホルダと、
該ウエハホルダ上に導電性のウエハ保持部を備えた処理
室。10. A vacuum vessel into which an ion beam is injected,
A rotating disk provided inside the vacuum container, and a wafer holder arranged at least one or more on the rotating disk,
A processing chamber having a conductive wafer holder on the wafer holder;
該真空容器の内部に設けた回転ディスクと、該回転ディ
スク上に少なくとも一個以上配置したウエハホルダと、
該ウエハホルダ上に熱伝導率が1.5W/(m・K)以下
で、かつ導電性のウエハ保持部を備えたイオン注入装
置。11. A vacuum vessel into which an ion beam is injected,
A rotating disk provided inside the vacuum container, and a wafer holder arranged at least one or more on the rotating disk,
An ion implantation apparatus having a thermal conductivity of 1.5 W / (m · K) or less and a conductive wafer holding portion on the wafer holder.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000384574A JP2002184345A (en) | 2000-12-19 | 2000-12-19 | Ion injection device and treatment chamber |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=18851991
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JP (1) | JP2002184345A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007059262A (en) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Hitachi High-Technologies Corp | Manufacturing apparatus of semiconductor substrate |
-
2000
- 2000-12-19 JP JP2000384574A patent/JP2002184345A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007059262A (en) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Hitachi High-Technologies Corp | Manufacturing apparatus of semiconductor substrate |
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