JP2894273B2 - イオン注入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反りのあるシリコ
ンウエハ、サイズの異なるシリコンウエハに対して、搬
送及びイオン注入処理を行うことができるイオン注入装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４はシリコンウエハ１枚ずつにイオン
を注入する枚葉式のイオン注入装置の一例についての注
入時の説明図である。シリコンウエハ１は、プラテン２
にシリコンウエハの周縁部をクランパ３で押さえ付けて
支持され、垂直に位置させたシリコンウエハに、水平方
向から入射するイオンビームを走査してウエハ全面にイ
オンを注入している。

【０００３】図５はプラテンへのシリコンウエハを支持
するプラテン部の構成図である。プラテン２は図４のイ
オン注入時から９０度回転し、水平に位置する。シリコ
ンウエハ１は真空ロボット（真空領域で動作するロボッ
ト）のロボットハンド４によって搬送される。ロボット
ハンド４は、シリコンウエハ１の周縁部を支持する二つ
の載置部材４ａの上部を連結部材４ｂで結合されてお
り、連結部材に図示省略した駆動機構に連結された操作
アームが取り付けられている。

【０００４】ロボットハンド４でシリコンウエハ１をプ
ラテン２上の所定の位置まで搬送すると、ロボットハン
ドを下げて、シリコンウエハの周縁部を複数、例えば４
箇所に設けた爪部材５の水平面と傾斜面をもつウエハ載
置段部５ａに載せる。図５では爪部材５はシリコンウエ
ハの周縁部が載るウエハ載置段部５ａの形状を示すため
にロボットハンド４の載置部材４ａと交錯する位置に図
示してあるが、実際には、爪部材はロボットハンドの二
つの載置部材の進入路と交錯しない位置に設けられてい
る。そして、更にロボットハンド４を下げて載置部材４
ａをシリコンウエハ１から離してからロボットハンドを
プラテン１の位置から離脱させる。次いで、爪部材５を
下げてシリコンウエハ１をプラテン２の上に載せ、複数
の操作杆３ａで支持されているリング状のクランパ３を
下げてシリコンウエハの周縁部をプラテンに押さえ付
け、シリコンウエハをプラテンで支持させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】シリコンウエハは、そ
の径が４インチ（約１００ｍｍ），５インチ（約１２５
ｍｍ），６インチ（約１５０ｍｍ）のように種々のサイ
ズのものがある。これに対しては、プラテン２、ロボッ
トハンド４を含めて、シリコンウエハ１の搬送、保持、
収納に係る部分について、シリコンウエハのサイズに合
わせて、その都度部品交換を行って対応させている。こ
れに伴い、シリコンウエハのサイズが変わる時には部品
交換の間、イオン注入装置の運転を停止しなければなら
ず、稼働率が低下することになる。

【０００６】シリコンウエハは、その処理プロセスで、
ウエハに歪、すなわち反りが発生する場合がある。イオ
ン注入装置ではシリコンウエハの搬送に際し、大気中で
のシリコンウエハの保持には通常真空吸着、ウエハの下
面を真空吸着する手段が使用されているが、これは一般
的にはウエハに歪がない、すなわち反りの殆どない場合
に有効であり、反りが大きいと真空洩れを生ずるから真
空吸着することができず、このようなシリコンウエハに
イオン注入を行おうとした場合、現在のウエハのハンド
リングシステムではイオン注入装置に対しウエハの搬送
を行うことができない。また、シリコンウエハが装着さ
れるプラテンでは、ウエハの周縁部をクランパで強制的
に押さえ付けて保持する構造のため、反りが大きいウエ
ハを押さえ付けたときにウエハが割れてしまうことがあ
る。

【０００７】本発明は、反りのあるシリコンウエハ、サ
イズの異なるシリコンウエハに対しても、搬送すること
ができると共に、クランパでウエハの周縁部を押さえ付
けずにイオン注入処理を行うことができるイオン注入装
置の提供を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、プラテンでシ
リコンウエハを支持してイオン注入を行う枚葉式のイオ
ン注入装置において、ウエハアダプタであって、周縁に
位置合わせ用の凹部が形成されている円盤部材と、この
円盤部材の上面のシリコンウエハ径に合わせた対向する
円弧位置に設けられ、シリコンウエハの周縁部を支持す
る係止段部を有し前記円盤部材の上面と間隔を置いてシ
リコンウエハを支持する支持部材とからなるウエハアダ
プタと、このウエハアダプタの嵌合支持部を有し、この
ウエハアダプタを着脱する水平位置とウエハアダプタで
支持されたシリコンウエハにイオンを注入する傾斜位置
との間で回転可能のプラテンとを備え、傾斜して位置す
るシリコンウエハに対し斜め上方からイオンビームを照
射するように構成したことを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】シリコンウエハはウエハアダプタ
で支持され、アダプタと組み合わされた状態で、搬送さ
れ、そしてプラテンに装填されてイオン注入処理され
る。ウエハアダプタは、周縁に位置合わせ用の凹部が形
成されている円盤部材と、この円盤部材の上面のシリコ
ンウエハ径に合わせた対向する円弧位置に設けられ、シ
リコンウエハの周縁部を支持する係止段部を有し前記円
盤部材の上面と間隔を置いてシリコンウエハを支持する
支持部材とから構成されている。

【００１０】プラテンは、その上面にウエハアダプタ、
ウエハアダプタの円盤部材に対する嵌合支持部を有す
る。プラテン、したがってプラテン上面を水平に位置さ
せて、ロボットハンドによってシリコンウエハを支持し
たウエハアダプタをプラテンまで搬送し、ウエハアダプ
タをプラテンの嵌合支持部に位置させる。

【００１１】シリコンウエハへのイオン注入に当たり、
プラテン、したがってプラテンを傾斜、例えば６０度回
転させ、水平位置から６０度傾斜しているシリコンウエ
ハに、イオンビームを斜め上方、例えば水平軸から３０
度の方向から、シリコンウエハに照射し、イオンを注入
する。

【００１２】シリコンウエハに反りがあっても、ウエハ
はウエハアダプタの係止段部で支持され、プラテン、し
たがってウエハアダプタを傾斜させてもシリコンウエハ
はアダプタから離脱しないし、ウエハアダプタもプラテ
ンの嵌合支持部から離脱しない。大気中でのシリコンウ
エハの搬送はウエハアダプタの下面を真空吸着させて行
うことにより、シリコンウエハに反りがあっても搬送で
きる。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。図１はシリコンウエハを支持するウエハアダプタ
の構成図であり、（ａ）は或る径のシリコンウエハに対
するウエハアダプタの上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ｏ
−Ａ’線での断面図、（ｃ），（ｄ）は他の異なる径の
シリコンウエハ用のアダプタの断面図である。

【００１４】ウエハアダプタ１０は円盤部材１１の上
に、シリコンウエハ１の支持部材１２を二つ、対向関係
にある円弧位置に取り付けて構成されている。各支持部
材はその上部にシリコンウエハの周縁部を支持する係止
段部１２ａが形成されており、この係止段部は反りのあ
るシリコンウエハであっても支持できる深さのものであ
り、円盤部材１１の上面と間隔を置いてシリコンウエハ
を支持する。支持部材１２は（ｂ），（ｃ），（ｄ）に
示すように、同じ径の円盤部材１１の上に、各シリコン
ウエハ径に合わせて設けることにより、数種のウエハア
ダプタ１０をシリコンウエハの各サイズに合わせて作製
しておき、シリコンウエハはそのサイズに適合するウエ
ハアダプタと組合せ、一体となってハンドリングされ
る。円盤部材１１の上面と間隔を置いてシリコンウエハ
１が支持されることにより、シリコンウエハを、ウエハ
アダプタと組合せるとき、ウエハアダプタから外すと
き、前記間隔内に、真空吸着する手段によらずにシリコ
ンウエハを載せて移動させるロボットのフォークを進入
させることができる。ウエハアダプタ１０における円盤
部材１１の周縁に位置合わせ用の凹部１１ａが形成され
ており、ウエハアダプタの位置合わせに利用することが
できるとともに、この凹部位置に対して、シリコンウエ
ハのオリエンテーションフラットの位置を自由に設定す
ることができる。

【００１５】シリコンウエハはウエハアダプタで支持さ
れてプラテンに対し着脱される。図２はウエハアダプタ
を支持するプラテン部の構成図である。シリコンウエハ
１を載置したウエハアダプタ１０の着脱時、プラテン２
は水平に位置する。プラテン２の上面にはアダプタ係止
部材１３が設けられており、このアダプタ係止部材で囲
われたプラテン上の部分がウエハアダプタ１０の嵌合支
持部を形成する。なお、アダプタ係止部材１３はリング
状に形成し、プラテン上の全周に亘って設けてもよい
し、ウエハアダプタ１０の支持部材１２のようにプラテ
ン上に部分的に設けてもよい。

【００１６】シリコンウエハ１を支持したウエハアダプ
タ１０は真空ロボットのロボットハンド４によって搬送
される。ロボットハンド４は図５に示したものと同様
に、ウエハアダプタ１０の周辺部を載せる二つの載置部
材４ａの上部を連結部材４ｂで結合されており、連結部
材に図示省略した駆動機構に連結されている操作アーム
が取り付けられている。ロボットハンド４でウエハアダ
プタ１０をプラテン２の所定の位置まで搬送すると、ロ
ボットハンドを下げて、ウエハアダプタ１０を複数箇所
に設けたアダプタ載置ピン１４の上に載せ、更にロボッ
トハンドを下げてウエハアダプタから離し、ロボットハ
ンドをプラテン位置から離脱させる。アダプタ載置ピン
１４を下げてウエハアダプタをアダプタ係止部材１３で
囲われたプラテン２の嵌合支持部に置く。

【００１７】図３はシリコンウエハ１へのイオン注入時
の状況説明図である。シリコンウエハ１を支持したウエ
ハアダプタ１０が装填されているプラテン２は水平位置
から６０度回転する。イオンビームの中心軌道は水平位
置から傾斜し、３０度上方からシリコンウエハ面に垂直
に入射する。シリコンウエハ１は水平位置から６０度傾
斜しているが、ウエハアダプタ１０の係止段部１２ａで
支持されおり、そして、ウエハアダプタはプラテン２の
アダプタ係止部材１３内の嵌合支持部内にあるから、シ
リコンウエハはウエハアダプタに、そしてウエハアダプ
タはプラテンに強制的にクランプしなくても、シリコン
ウエハはウエハアダプタから、ウエハアダプタはプラテ
ンから、それぞれ離脱することはない。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、シリコンウエハのサイズに対応したウエハアダプ
タを用いることにより、シリコンウエハの搬送、保持、
収納に係る部分について、シリコンウエハのサイズに合
わせた一切の部品の交換、段取り替えを行うことなく、
シリコンウエハの搬送、イオン注入処理を行うことがで
きると共に、反りの生じているシリコンウエハついても
処理することができる。

【００１９】そして、シリコンウエハのプラテンへの装
填には、クランパを要しないから、プラテン部の構造が
簡単になると共に、クランパでシリコンウエハを押さえ
付けないから、反りのあるシリコンウエハであっても割
れを生じさせずにプラテンで支持することができる。

【００２０】大気中でのシリコンウエハの搬送について
も、ウエハアダプタを真空吸着して行えばよいから、シ
リコンウエハ反りが生じていてもウエハの搬送を行うこ
とができる。ウエハアダプタにおける円盤部材の周縁に
位置合わせ用の凹部が形成されているから、ウエハアダ
プタの位置合わせが行えるとともに、この凹部位置に対
しシリコンウエハのオリエンテーションフラットの位置
を自由に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるウエハアダプタの構成
図であり、（ａ）はシリコンウエハに対するウエハアダ
プタの上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ｏ−Ａ’線での断
面図、（ｃ），（ｄ）は（ａ），（ｂ）とはサイズの異
なるシリコンウエハに対するウエハアダプタの断面図で
ある。

【図２】実施例におけるウエハアダプタを支持するプラ
テン部の構成図である。

【図３】実施例におけるイオン注入時の説明図である。

【図４】枚葉式のイオン注入装置の従来例について、注
入時の説明図である。

【図５】従来例におけるシリコンウエハを支持するプラ
テン部の構成図である。

【符号の説明】

１ シリコンウエハ ２ プラテン ４ ロボットハンド １０ ウエハアダプタ １１ 円盤部材 １２ 支持部材 １２ａ 係止段部 １３ アダプタ係止部材 １４ アダプタ載置ピン

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01J 37/317 H01J 37/20 H01L 21/265

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラテンでシリコンウエハを支持してイ
   オン注入を行う枚葉式のイオン注入装置において、ウエ
   ハアダプタであって、周縁に位置合わせ用の凹部が形成
   されている円盤部材と、この円盤部材の上面のシリコン
   ウエハ径に合わせた対向する円弧位置に設けられ、シリ
   コンウエハの周縁部を支持する係止段部を有し前記円盤
   部材の上面と間隔を置いてシリコンウエハを支持する支
   持部材とからなるウエハアダプタと、このウエハアダプ
   タの嵌合支持部を有し、このウエハアダプタを着脱する
   水平位置とウエハアダプタで支持されたシリコンウエハ
   にイオンを注入する傾斜位置との間で回転可能のプラテ
   ンとを備え、傾斜して位置するシリコンウエハに対し斜
   め上方からイオンビームを照射するように構成したこと
   を特徴とするイオン注入装置。