JP2015191914A - イオン照射方法およびイオン照射に用いる固定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(イオン照射装置)
はじめに、半導体基板にイオン照射を行うイオン照射システムについて説明する。図1は、イオン照射システムの概略構成を模式的に示した図である。イオン照射システム10は、加速器12と、半導体基板であるウェハを保持し搬送するウェハ搬送装置14と、加速器12から出射されたイオンビームをウェハ搬送装置14まで導くビーム輸送ダクト16と、を備える。
次に、イオン照射に用いるマスク40について述べる。図7は、イオン照射に用いるマスク40を模式的に示す上面図である。マスク40は、ウェハ24の照射面を覆うことのできる大きさを有する円盤形状の部材である。マスク40は、アルミニウム(Al)、ステンレス鋼(SUS)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)およびこれらの合金を含む金属や、シリコン(Si)、その他樹脂などで構成される。マスク40は、照射されるイオンを通過させるための開口42と、位置合わせ用に設けられるアライメント開口44を有する。
つづいて、マスク40の固定装置について述べる。図9は、比較例に係るマスク40の固定態様を模式的に示す図であり、上述の搬送プレート18にウェハ24およびマスク40が固定された様子を示す図である。ウェハ24は、搭載部26の上に搭載されるとともに、ウェハ24の上方に設けられる押さえ部26bによって固定される。マスク40は、搭載部26の溝26aに差し込まれることにより、ウェハ24の前面に固定される。
つづいて、ウェハ24にマスク40を固定する工程を説明する。図14は、ウェハ24にマスク40を固定するためのアライメント装置70を模式的に示す外観図である。アライメント装置70は、ウェハホルダ62が載置されるステージ72と、マスク40を保持するマスクホルダ74と、マスクホルダ74を支持する支柱77と、マスク40のアライメント開口44を通してウェハ24のアライメントマーク46を検知するためのカメラ78と、を有する。マスクホルダ74には、側方からクリップ66の取り付けが可能となるように構成されるクリップ挿入部76が設けられる。
図20は、本実施の形態に係るウェハ構造体50にイオン照射する工程を模式的に示す図である。ウェハ構造体50は、搬送プレート18の搭載部26に搭載され、搭載部26に搭載された状態でイオンビームが照射される。
イオン照射の後、ウェハ構造体50は、図11に示す状態に分解され、ウェハ24からマスク40の固定が解除される。マスク40の解除工程は、例えば、マスク40を固定する工程の逆工程により行うことができる。なお、ウェハ構造体50を分解する前に、ウェハ24とマスク40のアライメントがずれていないかを確認してもよい。イオン照射の前後においてアライメント状態を確認することで、適切な位置にイオン照射を実施できたか否かを確認することができる。これにより、後工程における歩留まりを高めることができる。
図22は、比較例に係るウェハ124を固定する際の課題を模式的に示す図である。本図は、上述の実施の形態に係るウェハ24よりも薄いウェハ124に上側スペーサ部材64および下側スペーサ部材65を配置した状態を示している。本実施の形態に係るイオン照射工程は、半導体装置の形成工程の後に研磨工程がなされた、厚さの非常に薄いウェハに対して行われることがあり、そのようなウェハの厚さは、100μm以下となる場合もある。そうすると、ウェハが薄いために平坦な状態を維持できず、ウェハの自重によって湾曲してしまうことがある。その結果、図22に示すように、ウェハ124の中央部がウェハホルダ62に接触してしまい、ウェハ124の表面の損傷につながるおそれがある。
Claims (8)
- 第1主面を有する半導体基板の外周領域にスペーサ部材を配置する工程と、
前記スペーサ部材を間に挟んで、前記第1主面の上方に配置されるマスクと前記半導体基板とを固定する工程と、
前記マスクの上から前記半導体基板に向けてイオンを照射する工程と、
を備えるイオン照射方法。 - 前記マスクと前記半導体基板とを固定する工程は、前記マスクと前記半導体基板を挟み込んで固定するクリップを取り付ける工程を含む、請求項1に記載のイオン照射方法。
- 前記スペーサ部材を配置する工程は、前記半導体基板を収容可能な凹部を有するウェハホルダの凹部に下側スペーサ部材を配置し、前記下側スペーサ部材の上に前記半導体基板を配置し、前記半導体基板の上に上側スペーサ部材を配置する工程を含み、
前記マスクと前記半導体基板とを固定する工程は、前記半導体基板を収容するウェハホルダと前記マスクとを固定する工程を含む、請求項1または2に記載のイオン照射方法。 - 前記スペーサ部材を配置する工程は、前記第1主面および前記第1主面に背向する前記半導体基板の第2主面の外周領域と、前記半導体基板の側面と、を取り囲むフレームを前記半導体基板に固定する工程を含む、請求項1または2に記載のイオン照射方法。
- 前記マスクと前記半導体基板とを固定する工程は、前記フレームを前記半導体基板に固定した後に、前記マスクが有するアライメント開口および前記第1主面に設けられるアライメントマークを用いて前記マスクを前記第1主面に対して位置合わせする工程を含む、請求項4に記載のイオン照射方法。
- 半導体基板の主面上に配置されたマスクを介してイオン照射をする際に前記マスクを前記半導体基板に固定するための固定装置であって、
前記半導体基板の外周領域に設けられるスペーサ部材と、
前記半導体基板、前記スペーサ部材および前記マスクを挟み込んで固定するクリップと、
を備える固定装置。 - 前記固定装置は、
前記半導体基板を収容可能な凹部を有するウェハホルダをさらに備え、
前記スペーサ部材は、前記半導体基板の外径に対応したリング形状を有し、前記ウェハホルダと前記半導体基板の間に配置される下側スペーサ部材と、前記半導体基板と前記マスクの間に配置される上側スペーサ部材と、を含み、
前記クリップは、前記凹部に前記半導体基板が収容された前記ウェハホルダと、前記凹部の上方に配置される前記マスクと、を固定する請求項6に記載の固定装置。 - 前記固定装置は、前記半導体基板の第1主面および第2主面の外周領域と、前記半導体基板の側面と、を取り囲むようにして前記半導体基板に固定されるフレームを備え、
前記スペーサ部材は、前記フレームの少なくとも一部分を構成し、
前記クリップは、前記半導体基板に固定されたフレームと、前記第1主面の上方に配置される前記マスクと、を固定する請求項6に記載の固定装置。
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