JPH0963531A - イオン注入装置の被イオン注入部材固定装置 - Google Patents
イオン注入装置の被イオン注入部材固定装置Info
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- JPH0963531A JPH0963531A JP21486095A JP21486095A JPH0963531A JP H0963531 A JPH0963531 A JP H0963531A JP 21486095 A JP21486095 A JP 21486095A JP 21486095 A JP21486095 A JP 21486095A JP H0963531 A JPH0963531 A JP H0963531A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 イオン注入時におけるクランプピンからの発
塵を防止すると共に、その強度にすぐれ、導電性のある
クランプピンを用いたイオン注入装置の被イオン注入部
材固定装置を提供する。 【解決手段】 イオン注入される被イオン注入部材１１
を載置する載置台５１と、該載置台の端部に突出し、該
被イオン注入部材を把持するためのクランプピン１，２
と、を有するイオン注入装置の被イオン注入部材固定装
置において、前記クランプピン１，２がＳｉＣ単結晶よ
りなることを特徴とするイオン注入装置の被イオン注入
部材固定装置。
塵を防止すると共に、その強度にすぐれ、導電性のある
クランプピンを用いたイオン注入装置の被イオン注入部
材固定装置を提供する。 【解決手段】 イオン注入される被イオン注入部材１１
を載置する載置台５１と、該載置台の端部に突出し、該
被イオン注入部材を把持するためのクランプピン１，２
と、を有するイオン注入装置の被イオン注入部材固定装
置において、前記クランプピン１，２がＳｉＣ単結晶よ
りなることを特徴とするイオン注入装置の被イオン注入
部材固定装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、イオン注入装置の
被イオン注入部材固定装置に関し、例えば、半導体ウェ
ーハへイオン注入を行うイオン注入装置のウェーハ固定
装置に関する。
被イオン注入部材固定装置に関し、例えば、半導体ウェ
ーハへイオン注入を行うイオン注入装置のウェーハ固定
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】イオン注入装置、例えば半導体ウェーハ
（以下単にウェーハと称する）にイオン注入を行うイオ
ン装置の被イオン注入部材であるウェーハを固定する固
定装置は、保持手段として３点ほどのクランプピンによ
り被イオン注入部材を周囲から把持して固定している。
（以下単にウェーハと称する）にイオン注入を行うイオ
ン装置の被イオン注入部材であるウェーハを固定する固
定装置は、保持手段として３点ほどのクランプピンによ
り被イオン注入部材を周囲から把持して固定している。
【０００３】このようなウェーハ固定装置は、イオン注
入時にウェーハのイオン注入面と共に、イオンビームに
晒されることになる。特にクランプピンは、ウェーハ面
よりイオンビームの照射方向に突出しているため、イオ
ンビームの照射によるスパッタリング現象によって、そ
の部材の構成物質が飛散し、ウェーハを汚染する恐れが
ある。また、ウェーハとクランプピンとの摩擦による発
塵のために汚染が生じる恐れもある。
入時にウェーハのイオン注入面と共に、イオンビームに
晒されることになる。特にクランプピンは、ウェーハ面
よりイオンビームの照射方向に突出しているため、イオ
ンビームの照射によるスパッタリング現象によって、そ
の部材の構成物質が飛散し、ウェーハを汚染する恐れが
ある。また、ウェーハとクランプピンとの摩擦による発
塵のために汚染が生じる恐れもある。
【０００４】このため、従来のウェーハ固定装置の保持
手段は、石英（ＳｉＯ2 ）やシリコン（Ｓｉ）などを用
いてイオンビームによるスパックリング現象によって生
じる発塵や、ウェーハとの接触によって生じる発塵の影
響を極力少なくする配慮がなされている。
手段は、石英（ＳｉＯ2 ）やシリコン（Ｓｉ）などを用
いてイオンビームによるスパックリング現象によって生
じる発塵や、ウェーハとの接触によって生じる発塵の影
響を極力少なくする配慮がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、保持手
段であるクランプピンを石英により構成した場合、ウェ
ーハと載置台との間で導電性が保てなくなり、イオンビ
ーム照射時にウェーハと載置台との間で電位差ができて
放電が起き、ウェーハにキズや異物の付着などが生じる
ことがある。これは、図７に示すように、通常、ウェー
ハ１１を載せる載置台６２のウェーハ１１と接触する部
分６６はシリコンのような導電性の部材により構成され
ていて、載置台６２そのものがアースされているのであ
るが、イオンビームの照射時には、ウェーハ１１が熱膨
張やクーロン力などによりごくわずかに振動してウェー
ハ１１と載置台のウェーハとの接触部分６６との間にわ
ずかな隙間Ｂが生じ、保持部材６１が石英の場合には導
電性が保てなくなるものである。
段であるクランプピンを石英により構成した場合、ウェ
ーハと載置台との間で導電性が保てなくなり、イオンビ
ーム照射時にウェーハと載置台との間で電位差ができて
放電が起き、ウェーハにキズや異物の付着などが生じる
ことがある。これは、図７に示すように、通常、ウェー
ハ１１を載せる載置台６２のウェーハ１１と接触する部
分６６はシリコンのような導電性の部材により構成され
ていて、載置台６２そのものがアースされているのであ
るが、イオンビームの照射時には、ウェーハ１１が熱膨
張やクーロン力などによりごくわずかに振動してウェー
ハ１１と載置台のウェーハとの接触部分６６との間にわ
ずかな隙間Ｂが生じ、保持部材６１が石英の場合には導
電性が保てなくなるものである。
【０００６】また、クランプピンをシリコンにより構成
した場合には、導電性は保てるのであるが、シリコンそ
のものが脆い材料であるために、ウェーハ端部との摩擦
によりシリコン自体が磨耗、欠損して発塵することがあ
る。このような発塵は、被イオン注入部材がシリコンウ
ェーハのように同じシリコン同士であっても、できるだ
け少なくすることが求められている。特に、被イオン注
入部材がＧａＡｓ（その他ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＰなど）
に代表される化合物半導体ウェーハの場合には、シリコ
ンが不純物源となるためあまり好ましい材料ではない。
また、シリコンは機械的強度が弱く、ディスクを高速回
転させる際に、破損するといった恐れもある。
した場合には、導電性は保てるのであるが、シリコンそ
のものが脆い材料であるために、ウェーハ端部との摩擦
によりシリコン自体が磨耗、欠損して発塵することがあ
る。このような発塵は、被イオン注入部材がシリコンウ
ェーハのように同じシリコン同士であっても、できるだ
け少なくすることが求められている。特に、被イオン注
入部材がＧａＡｓ（その他ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＰなど）
に代表される化合物半導体ウェーハの場合には、シリコ
ンが不純物源となるためあまり好ましい材料ではない。
また、シリコンは機械的強度が弱く、ディスクを高速回
転させる際に、破損するといった恐れもある。
【０００７】そこで、本発明の目的は、イオン注入時に
おける保持手段からの発塵を防止すると共に、被イオン
注入部材との導電性を保つことができる保持手段を用い
たイオン注入装置の被イオン注入部材固定装置を提供す
ることである。
おける保持手段からの発塵を防止すると共に、被イオン
注入部材との導電性を保つことができる保持手段を用い
たイオン注入装置の被イオン注入部材固定装置を提供す
ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、イオン注入される被イオン注入部材を載置
する載置台と、該載置台に載置された該被イオン注入部
材を保持するための保持手段と、を有するイオン注入装
置の被イオン注入部材固定装置において、前記被イオン
注入部材固定装置の少なくとも前記被イオン注入部材と
接触する部分がＳｉＣ単結晶よりなることを特徴とする
イオン注入装置の被イオン注入部材固定装置である。
の本発明は、イオン注入される被イオン注入部材を載置
する載置台と、該載置台に載置された該被イオン注入部
材を保持するための保持手段と、を有するイオン注入装
置の被イオン注入部材固定装置において、前記被イオン
注入部材固定装置の少なくとも前記被イオン注入部材と
接触する部分がＳｉＣ単結晶よりなることを特徴とする
イオン注入装置の被イオン注入部材固定装置である。
【０００９】また、上記目的を達成するための本発明
は、イオン注入される被イオン注入部材を載置する載置
台と、該載置台に載置された該被イオン注入部材を保持
するための保持手段と、を有するイオン注入装置の被イ
オン注入部材固定装置において、前記被イオン注入部材
固定装置の少なくとも前記イオン注入の際のイオンビー
ムに晒される部分がＳｉＣ単結晶よりなることを特徴と
するイオン注入装置の被イオン注入部材固定装置であ
る。
は、イオン注入される被イオン注入部材を載置する載置
台と、該載置台に載置された該被イオン注入部材を保持
するための保持手段と、を有するイオン注入装置の被イ
オン注入部材固定装置において、前記被イオン注入部材
固定装置の少なくとも前記イオン注入の際のイオンビー
ムに晒される部分がＳｉＣ単結晶よりなることを特徴と
するイオン注入装置の被イオン注入部材固定装置であ
る。
【００１０】また、上記目的を達成するための本発明
は、イオン注入される被イオン注入部材を載置する載置
台と、該載置台に載置された該被イオン注入部材を保持
するための保持手段と、を有するイオン注入装置の被イ
オン注入部材固定装置において、前記被イオン注入部材
固定装置の前記被イオン注入部材と接触する部分と前記
イオン注入の際のイオンビームに晒される部分とがＳｉ
Ｃ単結晶よりなることを特徴とするイオン注入装置の被
イオン注入部材固定装置である。
は、イオン注入される被イオン注入部材を載置する載置
台と、該載置台に載置された該被イオン注入部材を保持
するための保持手段と、を有するイオン注入装置の被イ
オン注入部材固定装置において、前記被イオン注入部材
固定装置の前記被イオン注入部材と接触する部分と前記
イオン注入の際のイオンビームに晒される部分とがＳｉ
Ｃ単結晶よりなることを特徴とするイオン注入装置の被
イオン注入部材固定装置である。
【００１１】また、上記目的を達成するための本発明
は、イオン注入される被イオン注入部材を載置する載置
台と、該載置台に載置された該被イオン注入部材を保持
するための保持手段と、を有するイオン注入装置の被イ
オン注入部材固定装置において、前記保持手段がＳｉＣ
単結晶よりなることを特徴とするイオン注入装置の被イ
オン注入部材固定装置である。
は、イオン注入される被イオン注入部材を載置する載置
台と、該載置台に載置された該被イオン注入部材を保持
するための保持手段と、を有するイオン注入装置の被イ
オン注入部材固定装置において、前記保持手段がＳｉＣ
単結晶よりなることを特徴とするイオン注入装置の被イ
オン注入部材固定装置である。
【００１２】さらに、本発明の被イオン注入部材固定装
置は、前記ＳｉＣ単結晶の抵抗率が１０-3〜１０4 Ω・
ｃｍであることを特徴とする。
置は、前記ＳｉＣ単結晶の抵抗率が１０-3〜１０4 Ω・
ｃｍであることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】上述のように構成された本発明の
イオン注入装置の被イオン注入部材固定装置は、被イオ
ン注入部材を載置する載置台や保持手段などのうち、少
なくとも被イオン注入部材と接触する部分をＳｉＣ単結
晶により構成するものである。
イオン注入装置の被イオン注入部材固定装置は、被イオ
ン注入部材を載置する載置台や保持手段などのうち、少
なくとも被イオン注入部材と接触する部分をＳｉＣ単結
晶により構成するものである。
【００１４】また、本発明の他の実施の形態としては、
被イオン注入部材を載置する載置台や保持手段などのう
ち、イオンビームに晒される部分をＳｉＣ単結晶により
構成するものである。
被イオン注入部材を載置する載置台や保持手段などのう
ち、イオンビームに晒される部分をＳｉＣ単結晶により
構成するものである。
【００１５】また、本発明の他の実施の形態としては、
被イオン注入部材を載置する載置台や保持手段などのう
ち、被イオン注入部材と接触する部分とイオンビームに
晒される部分の両方をＳｉＣ単結晶により構成するもの
である。
被イオン注入部材を載置する載置台や保持手段などのう
ち、被イオン注入部材と接触する部分とイオンビームに
晒される部分の両方をＳｉＣ単結晶により構成するもの
である。
【００１６】さらに、本発明の他の実施の形態として
は、被イオン注入部材を保持し固定する保持手段そのも
のをＳｉＣ単結晶によって構成するものである。
は、被イオン注入部材を保持し固定する保持手段そのも
のをＳｉＣ単結晶によって構成するものである。
【００１７】本発明において用いるＳｉＣ単結晶は導電
性がよく、その抵抗率が１０-3〜１０4 Ω・ｃｍ程度で
あり、特に、昇華再結晶法によって製造されるＳｉＣ単
結晶は、１０-3Ω・ｃｍ程度と低く本発明に適してい
る。そこで、被イオン注入部材を接触する部分をこのＳ
ｉＣ単結晶にすることで、被イオン注入部材載置台との
間で被イオン注入部材が振動して隙間ができた場合で
も、ＳｉＣ単結晶と被イオン注入部材が接触しているた
め被イオン注入部材と固定装置との間で電位差ができる
ことがなく、放電などが起きにくくなり被イオン注入部
材の損傷を防止することができる。
性がよく、その抵抗率が１０-3〜１０4 Ω・ｃｍ程度で
あり、特に、昇華再結晶法によって製造されるＳｉＣ単
結晶は、１０-3Ω・ｃｍ程度と低く本発明に適してい
る。そこで、被イオン注入部材を接触する部分をこのＳ
ｉＣ単結晶にすることで、被イオン注入部材載置台との
間で被イオン注入部材が振動して隙間ができた場合で
も、ＳｉＣ単結晶と被イオン注入部材が接触しているた
め被イオン注入部材と固定装置との間で電位差ができる
ことがなく、放電などが起きにくくなり被イオン注入部
材の損傷を防止することができる。
【００１８】また、ＳｉＣ単結晶は、耐熱性や機械的強
度に優れ、耐熱性としては少なくとも約１５００℃まで
は変形や強度低下が生ぜず、イオン注入時のイオンビー
ムの照射による発熱やウェーハの発熱に対しても十分な
耐性があり、機械的強度としてはヤング率２．９×１０
12ｋＮ／ｃｍ2 と、シリコンのそれ（１．７×１０12ｋ
Ｎ／ｃｍ2 ）に比較して優れ、ディスクの回転や並進運
動などによる遠心力に対し十分な強度であり、また、摩
擦などによる発塵も非常に少ないものである。
度に優れ、耐熱性としては少なくとも約１５００℃まで
は変形や強度低下が生ぜず、イオン注入時のイオンビー
ムの照射による発熱やウェーハの発熱に対しても十分な
耐性があり、機械的強度としてはヤング率２．９×１０
12ｋＮ／ｃｍ2 と、シリコンのそれ（１．７×１０12ｋ
Ｎ／ｃｍ2 ）に比較して優れ、ディスクの回転や並進運
動などによる遠心力に対し十分な強度であり、また、摩
擦などによる発塵も非常に少ないものである。
【００１９】なお、本発明の被イオン注入部材固定装置
が用いられるイオン注入装置としては、例えばシリコン
ウェーハ中に、酸素イオンを注入してＳＯＩ基板を作成
する際の酸素イオン注入装置、また、シリコンウェーハ
や他の化合物半導体ウェーハなどによる半導体装置製造
プロセス中に用いられる砒素やホウ素またはリンなどを
注入するイオン注入装置などである。
が用いられるイオン注入装置としては、例えばシリコン
ウェーハ中に、酸素イオンを注入してＳＯＩ基板を作成
する際の酸素イオン注入装置、また、シリコンウェーハ
や他の化合物半導体ウェーハなどによる半導体装置製造
プロセス中に用いられる砒素やホウ素またはリンなどを
注入するイオン注入装置などである。
【００２０】また、被イオン注入部材が半導体ウェーハ
以外のものとしては、例えば金属の硬度上昇のための処
理として行われるイオン注入における金属材料へのイオ
ン注入措置において用いることができる。具体的には、
ドリルの刃先、丸鋸やコンクリーカッタの刃先などの耐
磨耗性向上のためにイオン注入処理を行なう装置に用い
られる。
以外のものとしては、例えば金属の硬度上昇のための処
理として行われるイオン注入における金属材料へのイオ
ン注入措置において用いることができる。具体的には、
ドリルの刃先、丸鋸やコンクリーカッタの刃先などの耐
磨耗性向上のためにイオン注入処理を行なう装置に用い
られる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。
説明する。
【００２２】図１は、本発明のウェーハ固定装置を用い
たイオン注入装置の概略全体図である。
たイオン注入装置の概略全体図である。
【００２３】このイオン注入装置は、イオン源３１から
イオン引き出し電子レンズ３２により引き出され、質量
分離器３３により一定質量のもののみが分離されて、加
速管３４に導かれて加速され、電子レンズ群３５により
イオンビームとして収束され、さらに偏向コイル３６に
よりイオンビームの方向が偏向されてイオン注入室３７
内の回転円盤（ディスク）２１上に固定されたウェーハ
１１に照射されて、イオン注入が行われる。
イオン引き出し電子レンズ３２により引き出され、質量
分離器３３により一定質量のもののみが分離されて、加
速管３４に導かれて加速され、電子レンズ群３５により
イオンビームとして収束され、さらに偏向コイル３６に
よりイオンビームの方向が偏向されてイオン注入室３７
内の回転円盤（ディスク）２１上に固定されたウェーハ
１１に照射されて、イオン注入が行われる。
【００２４】イオン注入されるウェーハ１１は、図２に
示すようにＡｌなどの金属製のディスク２１の円周上に
複数のウェーハ固定装置により固定され、該ディスク２
１を１分間に３００〜１６００回転程度で回転させなが
ら、かつ、該ディスク２１を秒速１〜３０ｃｍ程度で並
進運動させてウェーハ１１をイオンビーム１２に対して
走査することにより、ウェーハ１１全面に均一にイオン
注入している。図示する場合には６インチウェーハで２
０枚固定したものであるが、５インチウェーハや８イン
チウェーハなどそれぞれに適した枚数のウェーハが同様
に固定される。
示すようにＡｌなどの金属製のディスク２１の円周上に
複数のウェーハ固定装置により固定され、該ディスク２
１を１分間に３００〜１６００回転程度で回転させなが
ら、かつ、該ディスク２１を秒速１〜３０ｃｍ程度で並
進運動させてウェーハ１１をイオンビーム１２に対して
走査することにより、ウェーハ１１全面に均一にイオン
注入している。図示する場合には６インチウェーハで２
０枚固定したものであるが、５インチウェーハや８イン
チウェーハなどそれぞれに適した枚数のウェーハが同様
に固定される。
【００２５】図３はウェーハ固定装置の正面図であり、
図４は図３におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。な
お、図３においてはウェーハを図示せず、図４において
はその説明のためにウェーハを図示している。
図４は図３におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。な
お、図３においてはウェーハを図示せず、図４において
はその説明のためにウェーハを図示している。
【００２６】図示するように、ウェーハ固定装置は、ウ
ェーハ１１を載せるためのウェーハ接触リング６とベー
スプレート８よりなる載置台５１と、ウェーハを保持す
るための保持手段となる２つの固定クランプピン１およ
び可動クランプピン２とを有し、この固定クランプピン
１および可動クランプピン２によってウェーハを把持す
ることにより保持し、固定している。そして、固定クラ
ンプピン１、可動クランプピン２およびウェーハ接触リ
ング６はＳｉＣ単結晶により形成されている。
ェーハ１１を載せるためのウェーハ接触リング６とベー
スプレート８よりなる載置台５１と、ウェーハを保持す
るための保持手段となる２つの固定クランプピン１およ
び可動クランプピン２とを有し、この固定クランプピン
１および可動クランプピン２によってウェーハを把持す
ることにより保持し、固定している。そして、固定クラ
ンプピン１、可動クランプピン２およびウェーハ接触リ
ング６はＳｉＣ単結晶により形成されている。
【００２７】載置台５１は、ベースプレート８の外周部
分に、ウェーハ１１と接触するＳｉＣ単結晶製のウェー
ハ接触リング６が設けられており、ベースプレート８が
ディスク２１に、ある取り付け角度をもって図示しない
ボルトにより固定されている。この取り付け角度は、半
導体装置プロセス中にあってはチャネリング防止などの
ために、イオンビームの打ち込み角度を調整するための
ものである。
分に、ウェーハ１１と接触するＳｉＣ単結晶製のウェー
ハ接触リング６が設けられており、ベースプレート８が
ディスク２１に、ある取り付け角度をもって図示しない
ボルトにより固定されている。この取り付け角度は、半
導体装置プロセス中にあってはチャネリング防止などの
ために、イオンビームの打ち込み角度を調整するための
ものである。
【００２８】固定クランプピン１は、ＳｉＣ単結晶より
なる円柱状のもので、ベースプレート８の一部に埋め込
み固定されており、ベースプレート８の外周縁部分から
突出するように配設されている。
なる円柱状のもので、ベースプレート８の一部に埋め込
み固定されており、ベースプレート８の外周縁部分から
突出するように配設されている。
【００２９】一方、可動クランプピン２は、ＳｉＣ単結
晶よりなる円柱状のもので、ピンホルダ３に立設されて
いて、このピンホルダー３がベースプレート８に設けら
れている鳩尾状溝４と、これに嵌合するピンホルダー３
の突起とにより摺動可能に取り付けられ、このピンホル
ダー３をバネ５が内側に引っ張りクランプピン２をウェ
ーハ１１を把持する方向に押さえ付けている。
晶よりなる円柱状のもので、ピンホルダ３に立設されて
いて、このピンホルダー３がベースプレート８に設けら
れている鳩尾状溝４と、これに嵌合するピンホルダー３
の突起とにより摺動可能に取り付けられ、このピンホル
ダー３をバネ５が内側に引っ張りクランプピン２をウェ
ーハ１１を把持する方向に押さえ付けている。
【００３０】なお、ベースプレート８とウェーハ１１と
の間には空間が設けられていて、ロボットアーム（不図
示）などが挿入されて、ウェーハ１１の載置、取り外し
が行えるようになっている。
の間には空間が設けられていて、ロボットアーム（不図
示）などが挿入されて、ウェーハ１１の載置、取り外し
が行えるようになっている。
【００３１】この様なウェーハ固定装置においては、イ
オンビームの照射方向に対して、突出している部分は、
固定クランプピン１および可動クランプピン２（以下、
これらを単にクランプピンと総称する）部分のみであ
り、このクランプピンをＳｉＣ単結晶によって構成した
ことにより、イオン注入時にイオンビームがクランプピ
ンに照射されても、熱負荷による破損や、ウェーハとの
接触によって生じる発塵などによるウェーハの汚染が防
止される。
オンビームの照射方向に対して、突出している部分は、
固定クランプピン１および可動クランプピン２（以下、
これらを単にクランプピンと総称する）部分のみであ
り、このクランプピンをＳｉＣ単結晶によって構成した
ことにより、イオン注入時にイオンビームがクランプピ
ンに照射されても、熱負荷による破損や、ウェーハとの
接触によって生じる発塵などによるウェーハの汚染が防
止される。
【００３２】また、このウェーハ固定装置では、載置台
５１のウェーハ１１と接触するウェーハ接触リング６も
ＳｉＣ単結晶とすることで、ＳｉＣ単結晶の機械的強度
の強さから摩擦による発塵を防止している。
５１のウェーハ１１と接触するウェーハ接触リング６も
ＳｉＣ単結晶とすることで、ＳｉＣ単結晶の機械的強度
の強さから摩擦による発塵を防止している。
【００３３】このＳｉＣ単結晶は、導電性が高く、本実
施例で用いたものはその抵抗率が、１０-3Ω・ｃｍ程度
である。このため、ウェーハが振動してウェーハ接触リ
ング６とウェーハ１１との間で隙間が生じても（図７参
照）、常にＳｉＣ単結晶によるクランプピン１および２
がウェーハ１１と接触しており、導電性が保たれてウェ
ーハ１１の損傷が防止される。なお、参考までに、多結
晶ＳｉＣの場合には、抵抗率が０．１〜１Ω・ｃｍ程度
とＳｉＣ単結晶のそれよりその下限が高いので、この点
で本実施例で用いたＳｉＣ単結晶の方がクランプピンの
材料としては優れている。
施例で用いたものはその抵抗率が、１０-3Ω・ｃｍ程度
である。このため、ウェーハが振動してウェーハ接触リ
ング６とウェーハ１１との間で隙間が生じても（図７参
照）、常にＳｉＣ単結晶によるクランプピン１および２
がウェーハ１１と接触しており、導電性が保たれてウェ
ーハ１１の損傷が防止される。なお、参考までに、多結
晶ＳｉＣの場合には、抵抗率が０．１〜１Ω・ｃｍ程度
とＳｉＣ単結晶のそれよりその下限が高いので、この点
で本実施例で用いたＳｉＣ単結晶の方がクランプピンの
材料としては優れている。
【００３４】また、このＳｉＣ単結晶は耐熱性や強度に
優れ、本実施例で用いたＳｉＣ単結晶では少なくとも１
５００℃以上の耐熱性があり、強度はヤング率で２．９
×１０12ｋＮ／ｃｍ2 である。
優れ、本実施例で用いたＳｉＣ単結晶では少なくとも１
５００℃以上の耐熱性があり、強度はヤング率で２．９
×１０12ｋＮ／ｃｍ2 である。
【００３５】したがって、このウェーハ固定装置が設け
られているディスクが高速で回転しても、また、イオン
注入時の発熱によってもクランプピン自体が損傷するこ
とはない。
られているディスクが高速で回転しても、また、イオン
注入時の発熱によってもクランプピン自体が損傷するこ
とはない。
【００３６】さらに、ＳｉＣ単結晶は、ウェーハの汚染
源となるような金属、例えばＦｅは１ｐｐｍ以下、Ｎｉ
は０．０３ｐｐｍ以下、ジルコニウムは０．４ｐｐｍ以
下、その他の重金属においてはＰＰＢオーダー以下と低
く、その純度が極めて高いため、ウェーハに直接接触し
ていてもウェーハを汚染することが極めて少ない。
源となるような金属、例えばＦｅは１ｐｐｍ以下、Ｎｉ
は０．０３ｐｐｍ以下、ジルコニウムは０．４ｐｐｍ以
下、その他の重金属においてはＰＰＢオーダー以下と低
く、その純度が極めて高いため、ウェーハに直接接触し
ていてもウェーハを汚染することが極めて少ない。
【００３７】なお、本実施例においては、クランプピン
として円柱状のものを用いているが、この形状は、円柱
に限らず、例えば角柱状のものやウェーハの円周に沿う
ような半円形状のものなど、任意の形状のものでよい。
また、クランプする位置としては、本実施例においては
円形のウェーハを把持するため、機械的安定性のよい３
点支持によって構成したが、さらに、４点や５点支持と
することによって、１本当たりのクランプピンにかかる
力を分散させるようにしてもよい。
として円柱状のものを用いているが、この形状は、円柱
に限らず、例えば角柱状のものやウェーハの円周に沿う
ような半円形状のものなど、任意の形状のものでよい。
また、クランプする位置としては、本実施例においては
円形のウェーハを把持するため、機械的安定性のよい３
点支持によって構成したが、さらに、４点や５点支持と
することによって、１本当たりのクランプピンにかかる
力を分散させるようにしてもよい。
【００３８】また、上記実施例においては、ウェーハを
直接クランプピンと接触させて、保持、固定することと
したが、例えば、図５に示すように、保持手段としてウ
ェーハ１１の周囲をリング状の押え板９により押え、こ
の押え板９をクランプピン１および２によって保持して
ウェーハを固定するような固定装置において、クランプ
ピン１および２と押え板９をＳｉＣ単結晶により構成す
ることもできる。
直接クランプピンと接触させて、保持、固定することと
したが、例えば、図５に示すように、保持手段としてウ
ェーハ１１の周囲をリング状の押え板９により押え、こ
の押え板９をクランプピン１および２によって保持して
ウェーハを固定するような固定装置において、クランプ
ピン１および２と押え板９をＳｉＣ単結晶により構成す
ることもできる。
【００３９】これにより、上記実施例同様に、イオンビ
ームに晒されることとなるクランプピンや押え板の熱負
荷による損傷やウェーハとの接触部分からの発塵を防止
することができる。なお、押え板９はそれ自体をＳｉＣ
単結晶によって形成してもよいが、他に、押え板本体を
Ｓｉにより形成し、イオンビームに晒される面とウェー
ハと接触する面をＳｉＣ単結晶により覆うようにしても
よい。
ームに晒されることとなるクランプピンや押え板の熱負
荷による損傷やウェーハとの接触部分からの発塵を防止
することができる。なお、押え板９はそれ自体をＳｉＣ
単結晶によって形成してもよいが、他に、押え板本体を
Ｓｉにより形成し、イオンビームに晒される面とウェー
ハと接触する面をＳｉＣ単結晶により覆うようにしても
よい。
【００４０】本実施例に用いたＳｉＣ単結晶は例えば、
特公平６−３７，３５３号公報や特開平５−３２，４９
６号公報に記載された昇華再結晶法を用いて作成した。
その一例を具体的に説明する。
特公平６−３７，３５３号公報や特開平５−３２，４９
６号公報に記載された昇華再結晶法を用いて作成した。
その一例を具体的に説明する。
【００４１】まず、用いたＳｉＣ単結晶成長装置は、図
６に示すように、黒鉛製の坩堝８１の上端近傍に、中央
部に開口部を有しかつ外周面が坩堝８１の内周面に嵌合
する仕切板８２が取付けられている。この仕切板８２
は、坩堝８１の上端開口部を覆う黒鉛製の坩堝蓋８３の
下面に坩堝蓋８３と平行に平板状に加工した炭化珪素単
結晶基板４を取付けた際、この炭化珪素単結晶基板８４
との適当な間隔がであるように配置される。また仕切板
８２の中央の開口部は炭化珪素単結晶基板８４よりも多
少小さくする。さらに坩堝８１の側面は黒鉛製の断熱用
フェルト８５で、また坩堝８１ないし坩堝蓋８３の上下
部は同じく黒鉛製の断熱用フェルト８６で覆われてい
る。坩堝８１下部の断熱用フェルト８６の中心部には光
路７が設けられており、この部分より、二色温度計等を
用いて常時坩堝８１下部の温度が測定できるようにして
あり、これを原料温度とみなす。
６に示すように、黒鉛製の坩堝８１の上端近傍に、中央
部に開口部を有しかつ外周面が坩堝８１の内周面に嵌合
する仕切板８２が取付けられている。この仕切板８２
は、坩堝８１の上端開口部を覆う黒鉛製の坩堝蓋８３の
下面に坩堝蓋８３と平行に平板状に加工した炭化珪素単
結晶基板４を取付けた際、この炭化珪素単結晶基板８４
との適当な間隔がであるように配置される。また仕切板
８２の中央の開口部は炭化珪素単結晶基板８４よりも多
少小さくする。さらに坩堝８１の側面は黒鉛製の断熱用
フェルト８５で、また坩堝８１ないし坩堝蓋８３の上下
部は同じく黒鉛製の断熱用フェルト８６で覆われてい
る。坩堝８１下部の断熱用フェルト８６の中心部には光
路７が設けられており、この部分より、二色温度計等を
用いて常時坩堝８１下部の温度が測定できるようにして
あり、これを原料温度とみなす。
【００４２】なお、結晶育成に先立ち、これらの坩堝系
（坩堝８１、坩堝蓋８３、断熱用フェルト８５，８６な
ど）は不純物を取除き純化する目的で、前もって真空中
にて結晶成長温度以上で空焼きを行なっている。また、
坩堝８１内には、粉末上の炭化珪素原料８８は予め酸に
よる洗浄と真空中での空焼きにより純化したものを準備
する。
（坩堝８１、坩堝蓋８３、断熱用フェルト８５，８６な
ど）は不純物を取除き純化する目的で、前もって真空中
にて結晶成長温度以上で空焼きを行なっている。また、
坩堝８１内には、粉末上の炭化珪素原料８８は予め酸に
よる洗浄と真空中での空焼きにより純化したものを準備
する。
【００４３】次に結晶成長は、まず、口径約１２ｍｍの
例えば６Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板を種結晶として用い、図
６に示したような単結晶成長装置において、仕切板８２
の開口部を口径１０ｍｍとして、炭化珪素原料温度を２
４００℃、基板温度を２３４０℃、雰囲気圧力を２０Ｔ
ｏｒｒとして（０００１）研磨面上に単結晶成長を行な
い、口径９ｍｍ、高さ６ｍｍの小型の６Ｈ−ＳｉＣ単結
晶を得る。得られたＳｉＣ単結晶には（０００１）成長
ファセット面が現れており、その面上に渦巻成長の模様
が見られ高密度のスパイラルステップが確認できる。な
お、結晶多形の同定はラマン散乱測定により行なった。
例えば６Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板を種結晶として用い、図
６に示したような単結晶成長装置において、仕切板８２
の開口部を口径１０ｍｍとして、炭化珪素原料温度を２
４００℃、基板温度を２３４０℃、雰囲気圧力を２０Ｔ
ｏｒｒとして（０００１）研磨面上に単結晶成長を行な
い、口径９ｍｍ、高さ６ｍｍの小型の６Ｈ−ＳｉＣ単結
晶を得る。得られたＳｉＣ単結晶には（０００１）成長
ファセット面が現れており、その面上に渦巻成長の模様
が見られ高密度のスパイラルステップが確認できる。な
お、結晶多形の同定はラマン散乱測定により行なった。
【００４４】次に、この小型の６Ｈ−ＳｉＣ単結晶を種
結晶８９として用い、図６に示したような構成を有する
単結晶成長装置を用い、坩堝８１内に配される仕切板８
２の位置を坩堝蓋８３の底面より２ｍｍ離したものと
し、仕切板８２の開口部の口径をこの種結晶となる６Ｈ
−ＳｉＣ単結晶の口径の２倍の大きさの１８ｍｍとし、
炭化珪素原料温度を２３４０℃、種結晶とした６Ｈ−Ｓ
ｉＣ単結晶温度を２２６０℃、雰囲気圧力を１０Ｔｏｒ
ｒとして単結晶成長を行う。これにより得られるＳｉＣ
単結晶９０は、最大部で口径３０ｍｍ、高さ１８ｍｍの
大口径６Ｈ−ＳｉＣ単結晶インゴットとなる。
結晶８９として用い、図６に示したような構成を有する
単結晶成長装置を用い、坩堝８１内に配される仕切板８
２の位置を坩堝蓋８３の底面より２ｍｍ離したものと
し、仕切板８２の開口部の口径をこの種結晶となる６Ｈ
−ＳｉＣ単結晶の口径の２倍の大きさの１８ｍｍとし、
炭化珪素原料温度を２３４０℃、種結晶とした６Ｈ−Ｓ
ｉＣ単結晶温度を２２６０℃、雰囲気圧力を１０Ｔｏｒ
ｒとして単結晶成長を行う。これにより得られるＳｉＣ
単結晶９０は、最大部で口径３０ｍｍ、高さ１８ｍｍの
大口径６Ｈ−ＳｉＣ単結晶インゴットとなる。
【００４５】そして、本実施例のクランプピンはこの様
にして得られた大口径６Ｈ−ＳｉＣ単結晶インゴットか
ら切削、研磨することにより作成したものである。
にして得られた大口径６Ｈ−ＳｉＣ単結晶インゴットか
ら切削、研磨することにより作成したものである。
【００４６】なお、昇華再結晶法以外にアチソン法によ
る製造方法があるがアチソン法によって得られるＳｉＣ
単結晶の大きさは１０ｍｍ以下と小さく、また、不純物
が昇華再結晶法による結晶よりも１００倍程度多く含ま
れるため本発明に用いるにはあまり好ましくない。
る製造方法があるがアチソン法によって得られるＳｉＣ
単結晶の大きさは１０ｍｍ以下と小さく、また、不純物
が昇華再結晶法による結晶よりも１００倍程度多く含ま
れるため本発明に用いるにはあまり好ましくない。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、請
求項ごとに以下のような効果を奏する。
求項ごとに以下のような効果を奏する。
【００４８】請求項１記載の本発明によれば、被イオン
注入部材を保持する保持手段を、導電性や耐熱性、機械
的強度などに優れたＳｉＣ単結晶により形成したこと
で、保持手段からの発塵が従来と比較して非常に少なく
なり、被イオン注入部材の材質によらず、保持手段から
の発塵による汚染を極めて少なくすることができる。ま
た、被イオン注入部材とこれを載せる載置台との間での
放電がなくなり、被イオン注入部材のキズや異物の付着
を防止することができる。
注入部材を保持する保持手段を、導電性や耐熱性、機械
的強度などに優れたＳｉＣ単結晶により形成したこと
で、保持手段からの発塵が従来と比較して非常に少なく
なり、被イオン注入部材の材質によらず、保持手段から
の発塵による汚染を極めて少なくすることができる。ま
た、被イオン注入部材とこれを載せる載置台との間での
放電がなくなり、被イオン注入部材のキズや異物の付着
を防止することができる。
【００４９】請求項２記載の本発明によれば、載置台の
被イオン注入部材と接触する部分をＳｉＣ単結晶により
形成したことにより、被イオン注入部材と載置台の接触
する部分との摩擦による発塵が非常に少なくなり、被イ
オン注入部材の材質によらず被イオン注入部材を汚染す
ることを少なくすることができる。
被イオン注入部材と接触する部分をＳｉＣ単結晶により
形成したことにより、被イオン注入部材と載置台の接触
する部分との摩擦による発塵が非常に少なくなり、被イ
オン注入部材の材質によらず被イオン注入部材を汚染す
ることを少なくすることができる。
【００５０】請求項３記載の本発明によれば、少なくと
もイオンビームに晒される部分をＳｉＣ単結晶により形
成したことで、イオンビームの熱負荷による破損が少な
くなる。
もイオンビームに晒される部分をＳｉＣ単結晶により形
成したことで、イオンビームの熱負荷による破損が少な
くなる。
【００５１】請求項４記載の本発明によれば、ＳｉＣ単
結晶の抵抗率を１０-3〜１０4 Ω・ｃｍとすることで、
より効果的に被イオン注入部材との間の導電性を保つこ
とができる。
結晶の抵抗率を１０-3〜１０4 Ω・ｃｍとすることで、
より効果的に被イオン注入部材との間の導電性を保つこ
とができる。
【図１】 本発明を適用した一実施例のイオン注入装置
を説明するための図面である。
を説明するための図面である。
【図２】 上記実施例のイオン注入装置のディスクを説
明するための図面である。
明するための図面である。
【図３】 上記実施例のウェーハ固定装置を説明するた
めの正面図である。
めの正面図である。
【図４】 上記実施例のウェーハ固定装置を説明するた
めの断面図である。
めの断面図である。
【図５】 本発明を適用した他のウェーハ固定装置を説
明するための正面図である。
明するための正面図である。
【図６】 ＳｉＣ単結晶成長装置の断面図である。
【図７】 ウェーハ固定装置でのウェーハと載置台との
隙間を説明するための図面である。
隙間を説明するための図面である。
１…固定クランプピン、 ２…可動クランプピン、３
ａ，３ｂ…ピンホルダー、６…ウェーハ接触リング、８
…ベースプレート、 ９…押え板、１１…ウェー
ハ、 ５１…載置台。
ａ，３ｂ…ピンホルダー、６…ウェーハ接触リング、８
…ベースプレート、 ９…押え板、１１…ウェー
ハ、 ５１…載置台。
Claims (5)
- 【請求項１】 イオン注入される被イオン注入部材を載
置する載置台と、該載置台に載置された該被イオン注入
部材を保持するための保持手段と、を有するイオン注入
装置の被イオン注入部材固定装置において、前記被イオ
ン注入部材固定装置の少なくとも前記被イオン注入部材
と接触する部分がＳｉＣ単結晶よりなることを特徴とす
るイオン注入装置の被イオン注入部材固定装置。 - 【請求項２】 イオン注入される被イオン注入部材を載
置する載置台と、該載置台に載置された該被イオン注入
部材を保持するための保持手段と、を有するイオン注入
装置の被イオン注入部材固定装置において、前記被イオ
ン注入部材固定装置の少なくとも前記イオン注入の際の
イオンビームに晒される部分がＳｉＣ単結晶よりなるこ
とを特徴とするイオン注入装置の被イオン注入部材固定
装置。 - 【請求項３】 イオン注入される被イオン注入部材を載
置する載置台と、該載置台に載置された該被イオン注入
部材を保持するための保持手段と、を有するイオン注入
装置の被イオン注入部材固定装置において、前記被イオ
ン注入部材固定装置の前記被イオン注入部材と接触する
部分と前記イオン注入の際のイオンビームに晒される部
分とがＳｉＣ単結晶よりなることを特徴とするイオン注
入装置の被イオン注入部材固定装置。 - 【請求項４】 イオン注入される被イオン注入部材を載
置する載置台と、該載置台に載置された該被イオン注入
部材を保持するための保持手段と、を有するイオン注入
装置の被イオン注入部材固定装置において、前記保持手
段がＳｉＣ単結晶よりなることを特徴とするイオン注入
装置の被イオン注入部材固定装置。 - 【請求項５】 前記ＳｉＣ単結晶の抵抗率が１０-3〜１
０4 Ω・ｃｍであることを特徴とする請求項１〜４のい
ずれか１つに記載のイオン注入装置用の被イオン注入部
材固定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21486095A JPH0963531A (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | イオン注入装置の被イオン注入部材固定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21486095A JPH0963531A (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | イオン注入装置の被イオン注入部材固定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0963531A true JPH0963531A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=16662761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21486095A Pending JPH0963531A (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | イオン注入装置の被イオン注入部材固定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0963531A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001013410A1 (en) * | 1999-08-18 | 2001-02-22 | Ibis Technology Corporation | Wafer holder assembly |
| US6423975B1 (en) | 1999-08-18 | 2002-07-23 | Ibis Technology, Inc. | Wafer holder for simox processing |
| US6433342B1 (en) | 1999-08-18 | 2002-08-13 | Ibis Technology Corporation | Coated wafer holding pin |
| US6452195B1 (en) | 1999-08-18 | 2002-09-17 | Ibis Technology Corporation | Wafer holding pin |
| AT409681B (de) * | 2000-02-11 | 2002-10-25 | Thallner Erich | Vorrichtung zur fixierung von halbleitersubstraten in einer zueinander ausgerichteten sollage |
| US6614190B2 (en) | 2001-01-31 | 2003-09-02 | Hitachi, Ltd. | Ion implanter |
| WO2005036636A1 (en) * | 2003-10-07 | 2005-04-21 | Ibis Technology Corporation | Thermosetting resin wafer-holding pin |
-
1995
- 1995-08-23 JP JP21486095A patent/JPH0963531A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001013410A1 (en) * | 1999-08-18 | 2001-02-22 | Ibis Technology Corporation | Wafer holder assembly |
| US6423975B1 (en) | 1999-08-18 | 2002-07-23 | Ibis Technology, Inc. | Wafer holder for simox processing |
| US6433342B1 (en) | 1999-08-18 | 2002-08-13 | Ibis Technology Corporation | Coated wafer holding pin |
| US6452195B1 (en) | 1999-08-18 | 2002-09-17 | Ibis Technology Corporation | Wafer holding pin |
| AT409681B (de) * | 2000-02-11 | 2002-10-25 | Thallner Erich | Vorrichtung zur fixierung von halbleitersubstraten in einer zueinander ausgerichteten sollage |
| US6614190B2 (en) | 2001-01-31 | 2003-09-02 | Hitachi, Ltd. | Ion implanter |
| WO2005036636A1 (en) * | 2003-10-07 | 2005-04-21 | Ibis Technology Corporation | Thermosetting resin wafer-holding pin |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010703 |