JPH01147840A - Clamping jig - Google Patents

Clamping jig

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JPH01147840A
JPH01147840A JP62307177A JP30717787A JPH01147840A JP H01147840 A JPH01147840 A JP H01147840A JP 62307177 A JP62307177 A JP 62307177A JP 30717787 A JP30717787 A JP 30717787A JP H01147840 A JPH01147840 A JP H01147840A
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JP
Japan
Prior art keywords
wafer
jig
clamping jig
plates
irradiated
Prior art date
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Pending
Application number
JP62307177A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Kitakata
北方 誠
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

PURPOSE:To perform a finer convergent optical system and to avoid a danger of mixing it with other substance by forming the body of a clamping jig of the same material as that of an object to be irradiated, and providing protrusionlike contacts for holding electric contacts with the object to be irradiated at the jig body. CONSTITUTION:A clamping jig is formed of an upper retaining plate 1, a lower retaining plate 2 and protrusions 3 formed as an integral structure with the plates 1, 2 and in electric contacts with a semiconductor wafer 4. The wafer 4 is interposed between the plates 1 and 2 to be held from both sides thereof, thereby holding fixedly the wafer 4, and the protrusions 3 are simultaneously in electric contacts with the wafer 4. A silicon crystalline wafer having the same material as that of the wafer 4 is employed as the plates 1, 2. Thus, a finer convergent optical system can be achieved, and a danger of mixing it with other substance is avoided.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体デバイスの製造工程で用いられる各種イ
オン、電子線等の照射装置に関し、特に照射対象物であ
る半導体ウェハーの固定を行うクランプ治具に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to irradiation equipment for various ions, electron beams, etc. used in the manufacturing process of semiconductor devices, and in particular to a clamp jig for fixing a semiconductor wafer, which is an object to be irradiated. Regarding ingredients.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、この種の荷電粒子線照射装置は第2図(a)に
示すように、荷電粒子源21.電磁コイル22゜移動ス
テージ24.クランプ治具25と、クランプ治具25を
移動ステージ24上にセットするクランプフック23と
を有している。この荷電粒子線照射装置に用いるクラン
プ治具は、照射された荷電粒子線によって生じた電荷を
逃すための電気低源性が必要なことと、高い加工精度が
必要とされるため、銅やステンレスといった金属系の材
料が用いられ、第2[1ftl(a)に示すようにクラ
ンプ治具25にシリコンウェハー4をウェハー押えバネ
26により装着していた。また、クランプ治具としては
非磁性体であることも必要とされる。これは、光の波長
よりも小さな微細加工を精度良く行うため、磁場の影響
を排除するためであり、また照射対象物の固定精度も、
粒子線光学系の設計上十分確保される必要がある。
Generally, this type of charged particle beam irradiation apparatus has a charged particle source 21. Electromagnetic coil 22° moving stage 24. It has a clamp jig 25 and a clamp hook 23 for setting the clamp jig 25 on the moving stage 24. The clamping jig used in this charged particle beam irradiation device is made of copper or stainless steel because it requires low electrical power to release the charge generated by the irradiated charged particle beam and high processing accuracy. The silicon wafer 4 was mounted on a clamping jig 25 with a wafer presser spring 26, as shown in 2nd [1ftl(a)]. Further, the clamping jig is also required to be made of a non-magnetic material. This is to eliminate the influence of magnetic fields in order to accurately perform microfabrication smaller than the wavelength of light, and also to improve the accuracy of fixing the irradiation target.
It is necessary to ensure a sufficient amount in the design of the particle beam optical system.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述した従来の金属製のクランプ治具は1機械切削加工
により形状加工される。その際の加工精度が技術的な問
題となる。荷電粒子線照射装置に用いるクランプ治具と
しては、機械的な固定保持機能だけでなく、照射対象物
との電気的接触機構を有する必要がある。
The conventional metal clamp jig described above is shaped by one machine cutting process. Machining accuracy at that time becomes a technical issue. A clamp jig used in a charged particle beam irradiation device needs to have not only a mechanical fixation/holding function but also an electrical contact mechanism with the irradiation target.

良好な電気的接触をとるには、先端形状の鋭い針状のも
のが用いられている。その理由としては。
In order to make good electrical contact, a sharp needle-like tip is used. As for the reason.

全体としては小さな力で圧着しても、その先端の局部に
おいて大きな接触圧力が得られるからである。
This is because even if the overall pressure is small, a large contact pressure can be obtained locally at the tip.

ところで、加工精度の面からは、金属の切削加工による
一体構造で、上記のような突起形状を製作するのは困難
であり、一般には第2図(b)に示すようなウェハー押
えバネ26をクランプ治具にネジ止めしこれを電気的接
触部として用いていた。しかしながら、付加構造では、
各々の加工精度だけでなく、それらを組合せる際の組立
精度が要求され、しかもその精度が使用時に常に確保さ
れていなければならないという欠点を有していた。
However, from the viewpoint of processing accuracy, it is difficult to manufacture the above-mentioned protrusion shape with an integral structure by cutting metal, and generally a wafer holding spring 26 as shown in FIG. 2(b) is used. It was screwed onto a clamp jig and used as an electrical contact. However, in the additive structure,
Not only the machining accuracy of each individual but also the assembly accuracy when combining them is required, and this accuracy has to be maintained at all times during use.

また、照射対象となる半導体製造に用いられるウェハー
自体、金属との接触は好ましいものではない。それは、
接触により表面等に付着した微量の金属元素が、製造プ
ロセスにおける高温熱処理で、半導体結晶中に拡散し、
半導体デバイスの電気特性を劣化させる要因となる。
Further, the wafer itself used for semiconductor manufacturing, which is the object of irradiation, is not preferably in contact with metal. it is,
Trace amounts of metal elements that adhere to the surface due to contact are diffused into the semiconductor crystal during high-temperature heat treatment during the manufacturing process.
This becomes a factor that deteriorates the electrical characteristics of semiconductor devices.

さらには、ウェハーと金属では、材料物性が異なり、弾
性率、熱膨張率等が整合しないといった点も、治具機構
設計上の制約となる問題があった。
Furthermore, the material properties of the wafer and metal are different, and the modulus of elasticity, coefficient of thermal expansion, etc. do not match, which poses a problem in the design of the jig mechanism.

以上、従来用いられていた金属製のクランプ治具では多
くの欠点を有していた。
As mentioned above, the metal clamp jigs that have been used conventionally have many drawbacks.

本発明の目的は前記問題点を解消したクランプ治具を提
供することにある。
An object of the present invention is to provide a clamp jig that solves the above problems.

〔発明の従来技術に対する相違点〕[Differences between the invention and the prior art]

上述した従来の金属加工クランプ治具に対し。 In contrast to the conventional metal processing clamp jig mentioned above.

本発明は十分に厚さ精度が保証されたシリコン結   
The present invention is a silicon bond with sufficient thickness accuracy.
.

晶ウェハーを用いて、クランプ治具を一体構造として構
成するという相違点を有する。
The difference is that a crystal wafer is used and the clamping jig is constructed as an integral structure.

これは、半導体デバイス製造が、産業として成熟し、そ
こに用いられる原材料ともいうべきシリコン結晶ウェハ
ーの形状加工精度が極めて高度の技術によって支えられ
ているという背景がある。
This is because semiconductor device manufacturing has matured as an industry, and the precision of shaping the silicon crystal wafers used there, which can be called the raw material, is supported by extremely advanced technology.

これらのウェハーは、スラリー研磨や化学的エツチング
手法で、8インチ、10インチといった大口径ウェハー
においても、荷電粒子線照射装置上要求される数戸オー
ダーの高いウェハー厚精度を有するに至っているからで
ある。
Using slurry polishing and chemical etching methods, these wafers have achieved high wafer thickness accuracy on the order of several units, which is required for charged particle beam irradiation equipment, even for large diameter wafers such as 8 inches and 10 inches. be.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は荷電粒子線が照射される照射対象物の固定を行
うクランプ治具において、クランプ治具の本体を照射対
象物と同質の素材から構成し、該治具本体に、照射対象
物との電気的接触を保持する突状接触部を有することを
特徴とするクランプ治具である。
The present invention provides a clamp jig for fixing an irradiation target to be irradiated with a charged particle beam. This clamp jig is characterized by having a protruding contact portion that maintains electrical contact.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

(実施例1) 第1図は本発明の実施例1を示す斜視図、第3図は同断
面図である。
(Example 1) FIG. 1 is a perspective view showing Example 1 of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view thereof.

図において、クランプ治具は上部押え板1と。In the figure, the clamp jig is an upper presser plate 1.

下部押え板2と、これらの押え板1,2に一体構造とし
て形成され、半導体ウェハー4に電気的接触をとる突起
部3から構成される。
It consists of a lower holding plate 2 and a protrusion 3 that is integrally formed with these holding plates 1 and 2 and makes electrical contact with the semiconductor wafer 4.

上部押え板1及び下部押え板2をもって半導体ウェハー
4を両側からはさむことにより、半導体(シリコン)ウ
ェハー4の固定保持を行い、同時に突起部3により半導
体ウェハー4に電気的接触を行う。
By sandwiching the semiconductor wafer 4 from both sides with the upper presser plate 1 and the lower presser plate 2, the semiconductor (silicon) wafer 4 is fixedly held, and at the same time, the protrusion 3 makes electrical contact with the semiconductor wafer 4.

第4図はこの突起部3の拡大図である。本発明は押え板
1,2として、半導体ウェハー4と同質のシリコン結晶
ウェハーを用い、該ウェハー1.2の表面に突起部3を
一体成形したものである。すなわち、(ioo)表面を
有するシリコン結晶ウェハー1.2に対して、水酸化カ
リウム溶液での結晶異方性エツチングを行い、このエツ
チングにより形成された(nt)面5をその側面とした
突起部3を形成したものである。
FIG. 4 is an enlarged view of this protrusion 3. In the present invention, silicon crystal wafers of the same quality as the semiconductor wafer 4 are used as the holding plates 1 and 2, and a protrusion 3 is integrally formed on the surface of the wafer 1.2. That is, a silicon crystal wafer 1.2 having an (ioo) surface is subjected to crystal anisotropic etching with a potassium hydroxide solution, and a protrusion with the (nt) plane 5 as a side surface is formed by this etching. 3 was formed.

次に第5図を用いて押え板としてのシリコン結晶ウェハ
ー1,2上に突起部3を形成する方法について説明する
Next, a method for forming protrusions 3 on silicon crystal wafers 1 and 2 as holding plates will be explained using FIG.

第5図(a)に示すように、最初に、酸化膜52.52
’を有する押え板1,2としてのシリコンウェハー53
を用いて、レジスト51のパターニングにより、突起形
状の配置場所を決定する。
As shown in FIG. 5(a), first, the oxide film 52.52
Silicon wafers 53 as presser plates 1 and 2 having
The location of the protrusion shape is determined by patterning the resist 51 using the method.

次に、第5図(b)に示すようにレジスト51をマスク
として酸化膜52をエツチングする。この後、しシスト
51を除去して、水酸化カリウム溶液で、シリコンウェ
ハー53をエツチングする。酸化膜52はこのときのエ
ツチングのマスク材として働く。所望の深さにエツチン
グした後に、酸化膜52を除去する(第5図(C))。
Next, as shown in FIG. 5(b), the oxide film 52 is etched using the resist 51 as a mask. Thereafter, the cyst 51 is removed and the silicon wafer 53 is etched with a potassium hydroxide solution. The oxide film 52 serves as a mask material for etching at this time. After etching to a desired depth, the oxide film 52 is removed (FIG. 5(C)).

検討したところ、20〜200−程度の深さのエツチン
グが有効であった。
Upon investigation, it was found that etching at a depth of about 20 to 200 mm is effective.

この形成方法において1重要なことは、酸化膜52がマ
スク材としてエツチング終了時点まで残存しているため
、突起部3の先端では、ウェハーの元の形状の厚さ精度
が保存されていることであり、最終的に酸化膜を除去し
たとしても、半導体製造プロセスで用いられているシリ
コンの酸化法を用いれば趨オーダー以下で制御可能であ
り、ウェハーの元の厚さ精度のオーダー約SOO,厚さ
で、数戸オーダーに比べれば実用上無視し得る。
One important thing about this forming method is that since the oxide film 52 remains as a mask material until the end of etching, the thickness accuracy of the original shape of the wafer is preserved at the tip of the protrusion 3. Even if the oxide film is finally removed, it can be controlled to within the order of magnitude using the silicon oxidation method used in the semiconductor manufacturing process, and the thickness can be controlled to within the order of the order of the wafer's original thickness accuracy. Now, compared to ordering several houses, it can be practically ignored.

よって、元のウェハー厚さ精度が良ければ、その厚さ精
度に対応したクランプ治具が得られる。
Therefore, if the original wafer thickness accuracy is good, a clamping jig corresponding to the original wafer thickness accuracy can be obtained.

このような本発明の利点は、結晶の異方性を利用したエ
ツチング手法によってもたらされたものである。(11
1)面のエツチング速度は、 (100)面のエツチン
グ速度に比べ2ケタから3ケタ程度遅いため、バターニ
ングにより決められた突起先端面積を損なうことなく、
(111)面と(100)面のなす角54.7°を持っ
て深さ方向にエツチングが進行する。
Such advantages of the present invention are brought about by an etching method that utilizes crystal anisotropy. (11
1) The etching speed of the (100) surface is about 2 to 3 orders of magnitude slower than that of the (100) surface, so it is possible to
Etching progresses in the depth direction with an angle of 54.7° between the (111) plane and the (100) plane.

したがって、例えば金属を同様にエツチング処理したと
しても、等方的にエツチングされるため、いわゆるサイ
ドエッチ効果により、突起先端形状は、深さ方向の進行
とともに侵食される。
Therefore, even if metal is etched in the same manner, for example, it is etched isotropically, so that the shape of the tip of the protrusion is eroded as it progresses in the depth direction due to the so-called side etch effect.

(実施例2) 第6図は本発明の実施例2の断面図である。通常、半導
体製造に用いられるn型シリコンウェハー63は、n型
又はp型不純物を含んでいるが、荷電粒子線照射の対象
物であるn型シリコンウェハー63と本発明によるクラ
ンプ治具に用いるウェハーがp型で、不純物の種別が異
なる場合である。
(Example 2) FIG. 6 is a sectional view of Example 2 of the present invention. Normally, the n-type silicon wafer 63 used in semiconductor manufacturing contains n-type or p-type impurities, but the n-type silicon wafer 63 that is the object of charged particle beam irradiation and the wafer used in the clamping jig according to the present invention is a p-type, and the types of impurities are different.

上部押え板としてのp型シリコンウェハー61、上部押
え板としてのp型シリコンウェハー65の構成は、実施
例1に同じであるが、突起部3を有する部分にn型不純
物のドーピング処理を行ったシリコンn型層62.64
を有する。ドーピング処理としては、半導体製造プロセ
スで用いられている、イオン注入技術、熱処理による拡
散技術を用いることができる。
The configurations of the p-type silicon wafer 61 as the upper holding plate and the p-type silicon wafer 65 as the upper holding plate are the same as in Example 1, but the portions having the projections 3 were doped with n-type impurities. Silicon n-type layer 62.64
has. As the doping treatment, ion implantation technology and diffusion technology using heat treatment, which are used in semiconductor manufacturing processes, can be used.

また、同様に半導体製造プロセスにより、アルミニウム
電極66を作成することも可能である。
Furthermore, it is also possible to similarly create the aluminum electrode 66 using a semiconductor manufacturing process.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は、シリコン結晶の異方性を
利用したエツチング手法を用いることにより、一定の角
度を持つ突起形状を形成できるため、厚さ精度の確保が
容易にできる。これは、荷電粒子線の焦点変動を極力押
えることができるため、より微細な収束光学系が可能と
なる効果がある。しかも、従来のものと異なり、照射対
象物と同種の材料を用いることにより、接触による他物
質混入の危険が回避できる効果がある。
As explained above, according to the present invention, by using an etching method that utilizes the anisotropy of silicon crystal, a protrusion shape having a certain angle can be formed, so that thickness accuracy can be easily ensured. This has the effect of enabling a finer convergence optical system because the fluctuation in focus of the charged particle beam can be suppressed as much as possible. Moreover, unlike conventional products, the use of the same type of material as the irradiation target has the effect of avoiding the risk of contamination with other substances due to contact.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例1を示す斜視図、第2図(a)
は荷電粒子線照射装置の構成図、第2図(b)は従来用
いられていたクランプ治具を示す図、第3図は本発明の
実施例1を示す断面図、第4図は本発明の実施例の特徴
を示す部分図1.第5図(a)、(b)。 (c)は本発明の実施例の形成方法を工程順に示す断面
図、第6図は本発明の実施例2を示す断面図である。
Fig. 1 is a perspective view showing Embodiment 1 of the present invention, Fig. 2(a)
2(b) is a diagram showing the configuration of a charged particle beam irradiation device, FIG. 2(b) is a diagram showing a conventionally used clamping jig, FIG. 3 is a sectional view showing Embodiment 1 of the present invention, and FIG. A partial diagram showing the features of the embodiment 1. Figures 5(a) and (b). (c) is a cross-sectional view showing the manufacturing method according to the embodiment of the present invention in the order of steps, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing the second embodiment of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)荷電粒子線が照射される照射対象物の固定を行う
クランプ治具において、クランプ治具の本体を照射対象
物と同質の素材から構成し、該治具本体に、照射対象物
との電気的接触を保持する突状接触部を有することを特
徴とするクランプ治具。
(1) In a clamp jig for fixing an irradiation target to be irradiated with a charged particle beam, the main body of the clamp jig is made of the same material as the irradiation target, and the jig body is made of the same material as the irradiation target. A clamp jig characterized by having a protruding contact portion that maintains electrical contact.
JP62307177A 1987-12-04 1987-12-04 Clamping jig Pending JPH01147840A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62307177A JPH01147840A (en) 1987-12-04 1987-12-04 Clamping jig

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JP62307177A JPH01147840A (en) 1987-12-04 1987-12-04 Clamping jig

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ID=17965961

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62307177A Pending JPH01147840A (en) 1987-12-04 1987-12-04 Clamping jig

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JP (1) JPH01147840A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0349250A (en) * 1989-07-17 1991-03-04 Hitachi Ltd Sample carry vessel and sample transfer apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0349250A (en) * 1989-07-17 1991-03-04 Hitachi Ltd Sample carry vessel and sample transfer apparatus

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