JPH01276557A - 真空装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は真空装置に係り、特に半導体の製造に用いられ
る大電流バッチ式イオン打込装置のように真空チャンバ
内で物体が移動する真空装置に関する。

〔従来の技術〕

イオン打込装置は真空中で高速のイオンをウェハに打込
むため、イオンの運動エネルギーが動エネルギーに変わ
り、ウェハ表面で発熱する。ウェハの表面にはパターン
形成用のレジストが塗布されており、ウェハの温度を低
く抑える必要がある。

一般にウェハ表面を薄い熱伝導性のシートを介して冷却
面に押しつけ、熱伝導により冷却を行っている。大電流
の打込装置ではウェハの発熱密度が高いため、一般に大
径のディスクに多数のウェハを装着し、ディスクを回転
させると共に、イオンの打込みを均一化するためにイオ
ンビームを細く絞りディスク半径方向に往復移動（スキ
ャン）させている。スキャンの速度は実質的にウェハ面
における発熱密度に関係し、スキャン速度を増すことに
よりウェハの温度を下げることができる。

真空チャンバ外に回転能動機構を設け、真空チャンバ内
のディスクを回転と同時にスキャンさせるために、従来
の装置では第２図のようにスライド板２０を用い、スラ
イド板２０をパツキン２１ではさみつけて摺動させ真空
シールを行っていた。

ディスク６のスキャンはスキャン９１に動用モータ１９
によりボールネジ５を介して行っている。

又特開昭６１−１１６７４６号公報には回転シールのみ
で移動する装置が示されており真空中で円周上を往復移
動するアームにディスクを取付け、外部から駆動してい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術でスライド板による方式は摺動面で真空シ
ールを行なっており、組立：Ａ整が困難であった。シー
ル部に高い面圧をかけるため摺動による発熱で温度上昇
が著しく、又摩耗のためしばしば調整する必要があった
。

又特開昭６１−１１６７４６号公報に示される装はでは
慣性モーメントが大きく、外部から往復駆動すると方向
転換時に時間がかかるという問題があった。

本発明の目的はイオン打込装置のディスクを真空中で高
速でスキャンする構造を提供することである。又他の目
的は二次元、三次元的に真空中で移動する物体に電気、
水等を供給する構造を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、所定の真空度を保持する第１チャンバと、
該第１チャンバ内に配設され前記所定の真空度と異なる
真空度を保持する第２チャンバと、該第２チャンバの壁
と前記第１チャンバの壁とを接続する複数の気密の中空
アームとからなり、該中空アームは両端に気密な回転自
在の接手部を有し、該接手部により中空アーム相互、前
記第１チャンバの壁および前記第２チャンバの壁と接続
する真空装置によって達される。

また、前記接手部が可撓性を有する請求項１記載の真空
装置としてもよく、前記第１チャンバ内にウェハを装着
したディスクを設け該ウェハにイオンビームを照射する
ようにし、該ディスクの回転軸を気密回転自在に前記第
２チャンバの壁を貫通して該第２チャンバ内に設けた駆
動装置で回転し、該駆動装置へ前記第１チャンバの外部
より供給する動力源を含む所定のものを前記中空アーム
を介して供給すると共に、前記第２チャンバの移動装置
を設けた請求項１または２記載の真空装置としてもよい
。

さらに、前記第２チャンバの移動装置が、前記第１チャ
ンバ床壁に設けたレールガイドと、該レールガイド上を
前記第１チャンバ壁を気密回転自在に貫通して即動され
るボールネジにより前記第２チャンバを往復動させる往
復動装置とからなる請求項３記載の真空装置としてもよ
く、また、前記複数の気密の中空アームに代えて、気密
の可撓性チューブを用いた請求項１記載の真空装置とし
てもよい。

〔作用〕 所定の真空度を保持する第１チャンバの中に。

この所定の真空度と異なる大気圧を含む真空度を保持す
る第２チャンバを配設し、複数の気密中空アームを気密
回転自在に直列に接続しその接続したアームの一方の端
を第１チャンバの壁に、他の一方を第２チャンバの壁に
それぞれ気密回転自在に接続しであるので、第１チャン
バが所定の真空度を保持した状態で第２チャンバは直列
に接続した中空アームを介して第１チャンバの外部から
電気等の必要なものの供給を受けながら移動することが
できる。また中空アームの接手部に可虎性を持たせるこ
とにより第２チャンバの３次元的移動が可能となる。ま
た、第１チャンバ内にウェハを装着したディスクを設け
、このウェハに外部よりイオンビームを照射するように
し、このディスクの回転軸を気密で回転自在に第２チャ
ンバの壁を貫通して第２チャンバ内に設けた暉動装置で
回転するようにし、この踵動装置への動力源を中空アー
ムを介して外部より供給すると共に第２チャンバの移動
装置を設けたので、ウェハに対して回転と往復動を与え
ることができる。この移動装置として第１チャンバの床
壁にレールガイドを設け、このガイドに沿って第２チャ
ンバを第１チャンバ壁を気密回転自在に貫通するボール
ネジによって往復動させる。また第１項記載の複数の中
空アームに代えて気密の可撓チューブを用いても、第２
チャンバの移動が可能となる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１．３．４図により説明する
。

第１図は本発明になるイオン打込装置の縦断面を示す。

外チャンバ２内に設けたガイド４上に内チャンバ３が取
付けられ、スキャン用ボールネジ５によって往復移動す
る。ボールネジ５は外チャンバ２外のモータ（図示せず
）により回転シール（図示せず）を通して即動される。

ディスク６には多数のウェハ１がクランパ１８によって
装着される。ディスクの軸１２は回転シール１３を経て
内チャンバ３内に達し、内チャンバ３内の回転傭動用モ
ータ９によりベルト伝導で駆動される。イオンビーム１
４がウェハ１に照射されるとウェハ表面で発熱する。デ
ィスクの軸端部の冷却水導入継手１１から導入される水
によってディスク６が冷却され、熱伝導によってウェハ
１を冷却する。

イオンビーム１４は細く絞られており、ディスク６の回
転およびスキャンによって多数のウェハ１の面に均一に
イオンが打込まれる。

外チャンバ２と内チャンバ３の間に２本の中空アーム７
．８が取付けられ、アーム７．８の内側には動力配線コ
、６．水配管１７が収納されている。

外チャンバ２の内側は真空であるが、内チャンバ３内は
アーム７．８を通して外気に通じている。

第３図は中空アーム７．８の梼造を示す。

内チャンバ３に回転シール２２ａによって回転自在に接
続された中空アーム８、さらに回転シール２２ｂで回転
自在に接続された中空アーム７があり、中空アーム７は
外チャンバ２に回転シール２２ｃで接続されている。中
空アーム７．８内外に圧力差があるため、中空アーム７
．８が回転シールから抜けないようにベアリング２５．
ベアリング抑え２３によって中空アームを回転可能に支
持する。。この中空アーム７．８内に動力配線１６、水
配管１７が収納される。これにより真空容器である外チ
ャンバ２内で往復移動する内チャンバ３内へ、気密を保
って動力配線、水配管を導入することができる。

第４図は中空アームの他の実施例を示す。回転シール２
２ａと中空アーム８をダイアフラムユニット２４ａを用
いて接続し、ベアリング抑え２３ａとベアリング２５の
間にバネ２８を介して支持している。

第３図の実施例の場合、外チャンバ２内にガイドを設け
、ガイド上を内チャンバ３がスキャンするが、ガイドの
調整が不十分で内チャンバ３がスキャンした場合に内チ
ャンバ３と外チャンバ２の間隔が変化すると、中空アー
ム７．８の接続部の回転シールに曲げの力が作用するこ
とになり動作が円滑にできなかったり気密が保てなくな
ったりする可能性がある。こうした問題に対処するため
、第４図に示す実施例ではダイアプラムユニットとバネ
を用いており、内チャンバ３がスキャンする際にわずか
に上下方向に移動した場合、ダイアフラムとバネの変位
によって中空アーム８は内チャンバ３の上面に対してわ
ずかに傾き、回転シール部に無理な力がかかるのを防ぐ
ことができる。図は内チャンバ側の中空アーム８のみを
示しているが、中空アーム７．８相互間、中空アーム７
と外チャンバ２の間にも同様のダイアフラム、バネを用
いることによってガイドの調整は簡単化され、動作は確
実になる。ダイアフラムの代わりにベローズ等を用いる
ことも可能である。

第５図は他の実施例を示す。真空チャンバである外チャ
ンバ２の中でガイド４の上を移動する内チャンバ３内に
可撓性チューブ３４を用いて給電する。

第６図は第１図に示す実施例の内チャンバの移動範囲を
拡大した場合を示す。定められたガイド上を走行するの
と異り、ロボットのように、移動装置３６を有する移動
物体３５が二次元的に外チャンバ２内を自在に走行し、
移動物体３５内へ給電を行うのに２本の中空アーム７．
８を用いている。三次元的に移動する場合はアーム７．
８の数を増す必要がある。

次に第２図に示す従来装置の改良例を示す。第７図はス
ライド板を用いたイオン打込装置の例である。パツキン
の摩耗による調整をへらすために、スライド板２０の両
側にパツキン２１を設け、パツキン２１に押え板２９を
バネで押しつけ、パツキン２１が摩耗しても押しつけ圧
力を一定にしている。シール３０によって押え板２９の
移動によるもれを防止する。

第８図は他の改良例でスライド板２０の内部に冷却流体
を流して冷却し、高速スキャン時の摩擦による温度上昇
、摩耗の低減を図っている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、所定の真空度を保持する第１チャンバ
中に第２チャンバを配設し、第２チャンバより第１チャ
ンバ壁を貫通する複数の気密中空アームをその接続部で
気密回転自在に設けたので第１チャンバの外部より動力
源等の供給を受けながら第２チャンバの二次元移動を可
能とした。また中空アームの接続部に可撓性を与えるこ
とにより第２チャンバがある程度の三次元運動を行える
ようにした。また本発明をディスク上にウェハを配設し
このディスクを回転させると共に往復運動をさせた状態
でイオン打込みを行うことによりイオン打込みの均一化
を計ることができる。またこの往復運動を第１チャンバ
壁を貫通するボールネジにより行うことにより往復運動
装置を簡易で故障の少いものとすることができる。さら
に、第２チャンバの移動量が少い場合は中空アームを可
撓性チューブとすることにより単純で安価な真空装置を
実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の打込室の縦断面図、第２図
は従来の打込室の横断面図、第３図は第１図の中空アー
ム部の縦断面図、第４図は中空アーム部の他の実施例の
縦断面図、第５図は可撓性チューブを用いた場合の縦断
面図、第６図は第２チャンバが二次元移動をする場合の
縦断面図、第７図第８図は第２図に示す従来装置の改良
例を示す図である。 １・・・ウェハ、２・・・外チャンバ、４・・・ガイド
、５・・・ボールネジ、６・・・ディスク、７，８・・
・中空アーム、９・・・回転廓動モータ、１２・・・軸
、−１４・・・イオンビーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定の真空度を保持する第１チャンバと、該第１チ
   ャンバ内に配設され前記所定の真空度と異なる真空度を
   保持する第２チャンバと、該第２チャンバの壁と前記第
   １チャンバの壁とを接続する複数の気密の中空アームと
   からなり、該中空アームは両端に気密な回転自在の接手
   部を有し、該接手部により中空アーム相互、前記第１チ
   ャンバの壁および前記第２チャンバの壁と接続すること
   を特徴とする真空装置。 ２、前記接手部が可撓性を有することを特徴とする請求
   項１記載の真空装置。 ３、前記第１チャンバ内にウェハを装着したディスクを
   設け該ウェハにイオンビームを照射するようにし、該デ
   ィスクの回転軸を気密回転自在に前記第２チャンバの壁
   を貫通して該第２チャンバ内に設けた駆動装置で回転し
   、該駆動装置へ前記第１チャンバの外部より供給する動
   力源を含む所定のものを前記中空アームを介して供給す
   ると共に、前記第２チャンバの移動装置を設けたことを
   特徴とする請求項１または２記載の真空装置。 ４、前記第２チャンバの移動装置が、前記第１チャンバ
   床壁に設けたレールガイドと、該レールガイド上を前記
   第１チャンバ壁を気密回転自在に貫通して駆動されるボ
   ールネジにより前記第２チャンバを往復動させる往復動
   装置とからなることを特徴とする請求項３記載の真空装
   置。 ５、前記複数の気密の中空アームに代えて、気密の可撓
   性チューブを用いたことを特徴とする請求項１記載の真
   空装置。