JPH0513038A - 回転デイスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 載置面７とクランプ機構とを有した回転ディ
スク１である。そして、載置面７は、回転ディスクの内
周側から外周側にかけてビーム入射方向に傾斜されてい
る。また、クランプ機構は、回転ディスク１の外周側に
位置されたストッパ１１・１１と、回転ディスク１の内
周側に位置され、外周方向の付勢力が付与された移動自
在なクランパ１３と、回転ディスク１の回転時の遠心力
により、上記外周方向の付勢力よりも大きな内周方向の
付勢力を上記クランパ１３に付与するカウンターウエイ
ト２１等の内周方向付勢手段とを有しているもの。 【効果】 イオンビームを照射する回転ディスク１の回
転時の遠心力により、クランパ１３を離した状態でイオ
ン照射対象物２を固定させることができるため、クラン
パ１３によるイオンビームの未照射部分の発生を防止で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ウエハー等のイオン照
射対象物を固定するクランプ機構を有した回転ディスク
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、大電流型のイオン注入装置に
は、イオンビームを電気的に走査した際のビーム中の電
子の消失によるイオンビームの拡散を防止するため、イ
オンビームを走査することなくイオン照射対象物を機械
的に移動させることで、イオン照射対象物の全面にイオ
ンビームを照射させるメカニカル走査方式が採用されて
いる。

【０００３】通常、上記のメカニカル走査方式には、回
転と共に往復並進移動してイオン照射対象物を移動させ
る回転ディスクが不純物イオンの注入均一性の良さから
多用されており、従来の回転ディスクには、図５および
図６に示すように、装着時および回転時にイオン照射対
象物を固定するクランプ機構が設けられている。

【０００４】上記のクランプ機構は、回転ディスク５１
に固設された回動支持部材５２と、回転ディスク５１方
向に付勢されながら一端部が回動支持部材５２に軸支さ
れたアーム５３と、アーム５３の他端部に設けられ、イ
オン照射対象物５５の周縁部の側面およびビーム照射面
側となる上面に当接する環状のクランパ５４とを有して
いる。そして、このクランプ機構は、図６に示すよう
に、イオン照射対象物５５を回転ディスク５１に載置し
て位置決めした後、クランパ５４を図示２点鎖線で示す
位置から回転ディスク５１方向に回動させ、イオン照射
対象物５５の周縁部の側面および上面に当接させ、イオ
ン照射対象物５５を回転ディスク５１に押し付けるよう
になっている。

【０００５】これにより、イオン照射対象物５５は、周
縁部の側面および上面に当接されたクランパ５４により
固定されるため、回転ディスク５１が高速回転した場合
でも位置ずれを生じることがなく、イオンビームが均一
に照射されるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の回転ディスク５１では、クランプ機構のクランパ５
４がイオン照射対象物５５を固定する際に、イオン照射
対象物５５のビーム照射面側となる上面を覆うため、こ
のクランパ５４で覆われた周縁部にイオンビームが照射
されず未照射部分を生じることになる。さらに、イオン
ビームのイオン照射対象物５５への注入角度によって
は、イオン照射対象物５５よりもイオンビーム方向に突
出したクランパ５４の厚みがイオンビームの障害となっ
てイオン照射対象物５５にイオンビームの影を生じさせ
ることになり、未照射部分を拡大させることになる。

【０００７】このように、従来の回転ディスク５１で
は、イオン照射対象物５５の全面にイオンビームを照射
させることが歩留りの向上に寄与するにも拘わらず、イ
オン照射対象物５５の周縁部にイオンビームの未照射部
分を生じるさせることになっている。従って、本発明に
おいては、未照射部分を低減することができるクランプ
機構を有した回転ディスクを提供することを目的として
いる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の回転ディスク
は、上記課題を解決するために、イオン照射対象物の載
置される載置面と、この載置面に載置されたイオン照射
対象物を固定するクランプ機構とを有している。そし
て、上記の載置面は、回転ディスクの内周側から外周側
にかけてビーム入射方向に傾斜されている。また、上記
のクランプ機構は、回転ディスクの外周側に位置された
ストッパと、回転ディスクの内周側に位置され、外周方
向の付勢力が付与された移動自在なクランパと、回転デ
ィスクの回転時の遠心力により、上記外周方向の付勢力
よりも大きな内周方向の付勢力を上記クランパに付与す
るスライド伝達部材やアーム、ローラ、カウンターウエ
イト等の内周方向付勢手段とを有していることを特徴と
している。

【０００９】

【作用】上記の構成によれば、内周方向付勢手段は、回
転ディスクの回転時の遠心力により、クランパに付与さ
れた外周方向の付勢力よりも大きな内周方向の付勢力を
クランパに付与するため、クランパをイオン照射対象物
から離れた位置に移動させることになる。この際、回転
ディスクの回転によるイオン照射対象物の遠心力は、傾
斜された載置面とストッパとに付与されることになるた
め、イオン照射対象物は、遠心力によるストッパへの当
接で固定された状態を維持することになる。

【００１０】従って、この回転ディスクは、イオンビー
ムを照射する回転ディスクの回転時に、クランパを離し
た状態でイオン照射対象物を固定させることができるた
め、不純物イオンの注入時の歩留りに影響するクランパ
によるイオンビームの未照射部分の発生を防止すること
が可能になっている。

【００１１】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図４に基づい
て説明すれば、以下の通りである。

【００１２】本実施例に係る回転ディスクは、例えば図
４に示すように、一対のビーム照射前のイオン照射対象
物２を収容するカセット５・５とビーム照射後のイオン
照射対象物２を収容するストッカ６・６とイオン照射対
象物２を搬送する搬送アーム４・４とを備えたイオン注
入装置のエンドステーション３に設けられている。

【００１３】上記の回転ディスク１は、平板状の内側円
板部１ａと、この内側円板部１ａの外周方向に位置する
外側環状部１ｂとからなっており、外側環状部１ｂは、
図２に示すように、内側円板部１ａからイオンビーム８
のビーム入射方向に所定角度θに傾斜されている。ま
た、上記の外側環状部１ｂのビーム照射面となる上面に
は、図６に示すように、イオン照射対象物２を載置する
載置面７…が等間隔で複数形成されており、これらの載
置面７…には、上述の搬送アーム４・４でカセット５・
５からのビーム照射前のイオン照射対象物２が搬送され
るようになっている。

【００１４】上記の各載置面７…には、図１に示すよう
に、載置されたイオン照射対象物２を固定するクランプ
機構が配設されている。このクランプ機構は、図２にも
示すように、外側環状部１ｂの外周側に位置された一対
のストッパ１１・１１を有している。これらのストッパ
１１・１１は、イオン照射対象物２に当接する内側面１
１ａ・１１ａがイオン照射対象物２の外周形状に一致す
るように形成されている。そして、これらのストッパ１
１・１１は、イオン照射対象物２の側面を内側面１１ａ
・１１ａに面状に当接させることで、イオン照射対象物
２をビーム照射位置に位置決めさせるようになってい
る。

【００１５】また、外側環状部１ｂの内周側には、外周
方向であるＡ方向および内周方向であるＢ方向に移動自
在なクランパ１３が設けられている。このクランパ１３
は、上記のストッパ１１・１１と同様に、内側面１２ａ
がイオン照射対象物２の外周形状に一致するように形成
されたストッパ部１２と、縦断面がコ字形状に形成され
た移動支持部１４とからなっている。

【００１６】上記の移動支持部１４は、上部がストッパ
部１２に固設されている一方、下部が回転ディスク１に
形成された開口部１ｃから移動手段収容部１ｄに位置さ
れており、移動支持部１４の下面には、スプリング１５
の一端が接続されている。そして、このスプリング１５
は、他端が移動手段収容部１ｄの壁面に接続されてお
り、移動支持部１４をＡ方向に付勢するようになってい
る。

【００１７】また、移動支持部１４の下面には、内周方
向付勢手段の構成部材であるスライド伝達部材１６の一
端部が固設されている。このスライド伝達部材１６の他
端部には、Ａ方向およびＢ方向に移動自在なスライドユ
ニット１７が固設されており、スライドユニット１７
は、スライド伝達部材１６の移動方向をＡ方向およびＢ
方向に規正するようになっている。また、スライド伝達
部材１６の側面には、スライド部材２２が設けられてお
り、このスライド部材２２は、図示しない移動手段によ
りＢ方向に移動されるようになっている。

【００１８】さらに、スライド伝達部材１６の中心部下
面には、ローラ１８が回転自在に設けられている。この
ローラ１８は、アーム１９の一端部で挟持されており、
アーム１９の中心部は、移動手段収容部１ｄの壁面に支
点ピン２０により回動自在に軸支されている。また、ア
ーム１９の他端部には、カウンターウエイト２１が設け
られており、このカウンターウエイト２１は、回転ディ
スク１の回転時の遠心力でＡ方向に移動してローラ１８
を介してアーム１９をＢ方向に移動させるようになって
いる。

【００１９】上記の構成において、回転ディスク１の動
作について説明する。

【００２０】先ず、図４に示すように、ビーム照射前の
イオン照射対象物２がカセット５・５から搬送アーム４
・４により取り出され、回転ディスク１の所定位置の載
置面７に搬送されることになる。この際、イオン照射対
象物２が搬送された載置面７では、図３に示すように、
スライド部材２２が図示しない移動手段によりＢ方向に
移動されており、スライド伝達部材１６を介してクラン
パ１３もＢ方向に移動されている。従って、搬送された
イオン照射対象物２は、クランパ１３のストッパ部１２
とストッパ１１・１１との間の載置面７に載置されるこ
とになる。

【００２１】イオン照射対象物２の載置が完了すると、
スライド部材２２の移動手段によるＢ方向への移動が解
除されることになり、スライド伝達部材１６には、スプ
リング１５の付勢力のみが付与されることになる。そし
て、このスプリング１５の付勢力は、スライド伝達部材
１６をＡ方向に移動させることで、このスライド伝達部
材１６に接続されたクランパ１３もＡ方向に移動させる
ことになる。

【００２２】上記のクランパ１３は、Ａ方向の移動によ
り、図１に示すように、ストッパ部１２に当接したイオ
ン照射対象物２をストッパ１１・１１方向に移動させ、
イオン照射対象物２の側面をストッパ１１・１１の内側
面１１ａ・１１ａに当接させることになる。これによ
り、イオン照射対象物２は、クランパ１３のＡ方向の移
動によるストッパ１１・１１への当接でビーム照射位置
に位置決めされることになると共に、クランパ１３のス
トッパ部１２とストッパ１１・１１との挟持によりビー
ム照射位置で固定されることになる。尚、上記のストッ
パ部１２とストッパ１１・１１とは、イオン照射対象物
２の側面に面状に当接するため、イオン照射対象物２が
オリフラを有していた場合でも、オリフラによる位置決
め精度の低下を生じることがない。

【００２３】上記のクランパ１３のＡ方向への移動によ
るイオン照射対象物２の固定が完了すると、図４に示す
ように、回転ディスク１が回動され、次の載置面７がイ
オン照射対象物２の搬送される所定位置に移動された
後、上述のイオン照射対象物２の位置決めと固定とが行
われることになる。

【００２４】次に、全ての載置面７…でイオン照射対象
物２の固定が完了すると、回転ディスク１が図示２点鎖
線で示すように立ち上げられ、回転と共に往復並進移動
されることになる。この際、図１に示すように、クラン
プ機構のカウンターウエイト２１は、回転ディスク１の
回転により、アーム１９の他端部にＡ方向の遠心力を付
与することになり、この遠心力は、アーム１９の中心部
が支点ピン２０で軸支されているため、アーム１９の一
端部に挟持されたローラ１８を介してスライド伝達部材
１６をＢ方向に付勢することになる。

【００２５】そして、回転ディスク１が所定の回転速度
に到達して、カウンターウエイト２１によるＢ方向の付
勢力がスプリング１５のＡ方向の付勢力を上回ったとき
に、スライド伝達部材１６がＢ方向に移動することにな
り、このスライド伝達部材１６がクランパ１３をＢ方向
に移動させることで、図３に示すように、クランパ１３
とストッパ１１・１１とによるイオン照射対象物２の挟
持が解除されることになる。

【００２６】この際、回転ディスク１の回転は、図２に
示すように、外側環状部１ｂのイオン照射対象物２にも
遠心力を生じさせており、イオン照射対象物２の遠心力
は、外側環状部１ｂが内側円板部１ａに対して所定角度
θに傾斜されているため、外側環状部１ｂに対してｓｉ
ｎθの成分とｃｏｓθの成分とに分解された状態で付与
されたものになっている。

【００２７】上記のｃｏｓθの成分の遠心力は、イオン
照射対象物２の側面に当接したストッパ１１・１１に付
与されることになり、イオン照射対象物２は、クランパ
１３が解除された場合でも、イオン照射対象物２とスト
ッパ１１・１１との当接状態を維持することになる。ま
た、ｓｉｎθの成分の遠心力は、イオン照射対象物２の
下面に当接した外側環状部１ｂの載置面７に付与される
ため、イオン照射対象物２は、載置面７に押圧された状
態となり、回転ディスク１からの脱落が防止されること
になると共に、載置面７への密着性の向上により冷却効
果が増大することになる。

【００２８】次いで、イオンビーム８がイオン照射対象
物２に照射されることになる。この際、クランパ１３が
イオン照射対象物２から離れた位置に移動しているた
め、クランパ１３によるイオンビーム８の未照射部分が
生じることがない。この後、イオンビーム８の照射が完
了すると、回転ディスク１の回転速度が減速されること
になり、この減速は、カウンターウエイト２１の遠心力
を減少させ、カウンターウエイト２１によるスライド伝
達部材１６のＢ方向への付勢力を減少させることにな
る。

【００２９】そして、このＢ方向の付勢力がスプリング
１５によるＡ方向の付勢力よりも低下したときに、スラ
イド伝達部材１６がＡ方向に移動し、図１に示すよう
に、このスライド伝達部材１６と共に移動するクランパ
１３がイオン照射対象物２をＡ方向に付勢してストッパ
１１・１１とで挟持することになる。これにより、イオ
ン照射対象物２は、回転ディスク１の回転速度の減速に
より遠心力が低下した場合でも、クランパ１３とストッ
パ１１・１１とで挟持されているため、回転ディスク１
から脱落することがない。

【００３０】このように、本実施例の回転ディスク１
は、回転ディスク１の回転による遠心力を利用し、イオ
ン照射対象物２をストッパ１１・１１および載置面７に
当接させて固定すると共に、クランパ１３をイオン照射
対象物２から離れた位置に移動させるようになってい
る。従って、この回転ディスク１は、クランパ１３によ
るイオンビーム８の未照射部分が生じないため、不純物
イオンの注入時の歩留りを向上させることが可能になっ
ている。

【００３１】尚、本実施例においては、内側円板部１ａ
から外側環状部１ｂをビーム入射方向に傾斜させること
で載置面７を回転ディスク１の内周側から外周側にかけ
てビーム入射方向に傾斜させるようになっているが、こ
れに限定されることはなく、例えば載置面７のみを傾斜
させる構造にされていても良い。

【００３２】

【発明の効果】本発明の回転ディスクは、以上のよう
に、イオン照射対象物の載置される載置面と、この載置
面に載置されたイオン照射対象物を固定するクランプ機
構とを有している。そして、上記載置面は、回転ディス
クの内周側から外周側にかけてビーム入射方向に傾斜さ
れており、上記クランプ機構は、回転ディスクの外周側
に位置されたストッパと、回転ディスクの内周側に位置
され、外周方向の付勢力が付与された移動自在なクラン
パと、回転ディスクの回転時の遠心力により、上記外周
方向の付勢力よりも大きな内周方向の付勢力を上記クラ
ンパに付与する内周方向付勢手段とを有している構成で
ある。

【００３３】これにより、イオンビームを照射する回転
ディスクの回転時の遠心力により、クランパを離した状
態でイオン照射対象物を固定させることができるため、
不純物イオンの注入時の歩留りに影響するクランパによ
るイオンビームの未照射部分の発生を防止することが可
能であるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転ディスクの要部を示す平面図であ
る。

【図２】図１における回転ディスクのＸ−Ｘ線矢視断面
図である。

【図３】回転ディスクの要部を示す平面図である。

【図４】エンドステーションに設けられた回転ディスク
の状態を示す説明図である。

【図５】従来例を示すものであり、回転ディスクの要部
を示す平面図である。

【図６】従来例を示すものであり、図５における回転デ
ィスクのＹ−Ｙ線矢視断面図である。

【符号の説明】

１ 回転ディスク １ａ 内側円板部 １ｂ 外側環状部 １ｃ 開口部 １ｄ 移動手段収容部 ２ イオン照射対象物 ３ エンドステーション ４ 搬送アーム ５ カセット ６ ストッカ ７ 載置面 ８ イオンビーム １１ ストッパ １１ａ 内側面 １２ ストッパ部 １２ａ 内側面 １３ クランパ １４ 移動支持部 １５ スプリング １６ スライド伝達部材（内周方向付勢手段） １７ スライドユニット（内周方向付勢手段） １８ ローラ（内周方向付勢手段） １９ アーム（内周方向付勢手段） ２０ 支点ピン（内周方向付勢手段） ２１ カウンターウエイト（内周方向付勢手段） ２２ スライド部材（内周方向付勢手段）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】イオン照射対象物の載置される載置面と、
   この載置面に載置されたイオン照射対象物を固定するク
   ランプ機構とを有した回転ディスクにおいて、 上記載置面は、回転ディスクの内周側から外周側にかけ
   てビーム入射方向に傾斜されており、上記クランプ機構
   は、回転ディスクの外周側に位置されたストッパと、回
   転ディスクの内周側に位置され、外周方向の付勢力が付
   与された移動自在なクランパと、回転ディスクの回転時
   の遠心力により、上記外周方向の付勢力よりも大きな内
   周方向の付勢力を上記クランパに付与する内周方向付勢
   手段とを有していることを特徴とする回転ディスク。