JPH11265681A - Ion implanting substrate holding device and ion implanting device - Google Patents

Ion implanting substrate holding device and ion implanting device

Info

Publication number
JPH11265681A
JPH11265681A JP10088002A JP8800298A JPH11265681A JP H11265681 A JPH11265681 A JP H11265681A JP 10088002 A JP10088002 A JP 10088002A JP 8800298 A JP8800298 A JP 8800298A JP H11265681 A JPH11265681 A JP H11265681A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion
holding
substrate
wafer
implanted substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10088002A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadamoto Tamai
忠素 玉井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to JP10088002A priority Critical patent/JPH11265681A/en
Priority to US09/266,893 priority patent/US6313469B1/en
Publication of JPH11265681A publication Critical patent/JPH11265681A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ion implanting substrate holding device and ion implanting device capable of surely holding an ion implanting substrate such as a wafer with a large diameter and sufficiently cooling the ion implanting substrate heated in the implantation of ions. SOLUTION: In an ion implanting substrate holding device for an ion implanting device, its holding mechanism has a holding table 1 for holding an ion implanting substrate (wafer wf), a mechanical clamp having a clamp claw 3, an electrostatic chuck 2, and a gas cooling mechanism for supplying a cooling gas between the holding table 1 and the ion implanting substrate to cool the ion implanting substrate. Further, this mechanism is provided with an interlocking means for interlocking the operation and stop of the electrostatic chuck 2 to the opening and closing operation stop of the clamp claw 3, and a gas supplying and stopping mechanism for performing the start/stop of supply of the cooling gas between the holding table 1 and the ion implanting substrate simultaneously with the detachment and attachment of the ion implanting substrate to the holding table 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、大口径半導体ウエ
ハ等のイオン注入基板にイオンを注入する枚葉式のイオ
ン注入装置において、イオン注入に際してイオン注入基
板を保持するイオン注入基板保持装置及びイオン注入装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a single-wafer ion implantation apparatus for implanting ions into an ion implantation substrate such as a large-diameter semiconductor wafer. It relates to an injection device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体ウエハにイオンを注入する
イオン注入装置はバッチ式のものが多かった。該バッチ
式のイオン注入装置は、例えば、円錐面状の内周面を有
する円錐板の内周面上に、その円周方向に沿って複数枚
のウエハを載置する。ウエハはクランプ治具等を用いて
固定される。円錐板をその中心軸の周りに回転させる
と、ウエハが円錐板の中心軸の周りを公転する。公転す
るウエハは、公転軌道上のある位置においてイオンビー
ムの照射領域を横切り、その時にイオンが注入されるよ
うになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there have been many batch-type ion implantation apparatuses for implanting ions into a semiconductor wafer. In the batch-type ion implantation apparatus, for example, a plurality of wafers are placed along the circumferential direction on the inner peripheral surface of a conical plate having a conical inner peripheral surface. The wafer is fixed using a clamp jig or the like. As the conical plate is rotated about its central axis, the wafer revolves around the central axis of the conical plate. The orbiting wafer crosses the ion beam irradiation area at a certain position on the orbit, and ions are implanted at that time.

【0003】円錐板の内周面上に載置されたウエハは、
遠心力によって内周面に押しつけられる。ウエハ載置面
は熱伝導性の良いゴム等で形成されており、ウエハ全面
がゴムに密着して冷却される。各ウエハは、公転の一周
期のうちイオンビームが照射されている期間に加熱さ
れ、その他の期間は冷却される。このようにして、イオ
ン注入中の温度が90〜100℃以下に維持されるよう
になっている。
The wafer placed on the inner peripheral surface of the conical plate is
It is pressed against the inner peripheral surface by centrifugal force. The wafer mounting surface is formed of rubber or the like having good thermal conductivity, and the entire surface of the wafer is cooled while being in close contact with the rubber. Each wafer is heated during the period during which the ion beam is irradiated during one revolution, and is cooled during the other periods. In this way, the temperature during the ion implantation is maintained at 90 to 100 ° C. or lower.

【0004】一方、枚葉式のイオン注入装置のウエハ保
持方法は、ウエハ1枚ずつ略同径のプラテンに対してウ
エハの周縁部を機械的にクランプで強制的に押え付けて
保持している。例えば、それを水平に走査されたビーム
に対して垂直にウエハを周回運動させることにより、ウ
エハ全面にビームを照射することができるようになって
いる。
On the other hand, in a wafer holding method of a single wafer type ion implantation apparatus, a peripheral edge of a wafer is forcibly pressed and held mechanically by a clamp on a platen having substantially the same diameter one by one. . For example, by circulating the wafer vertically with respect to the horizontally scanned beam, the entire surface of the wafer can be irradiated with the beam.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記バッチ式のイオン
注入装置では、ウエハをゴムに密着させることにより、
ウエハに付着するパーティクルの問題がある。一方、枚
葉式のイオン注入装置では、バッチ式のように、公転の
遠心力による強力なウエハ押しつけ力が得られず、ウエ
ハ全面を十分に、例えばゴムのような熱伝導媒体に密着
できず、ウエハの冷却が十分にできないという問題があ
る。特に、1枚ずつ集中的にイオンビームを照射する枚
葉式では、イオンビームの照射による入熱量も高くな
り、ウエハを冷却する冷却力が問題となる。
In the above batch type ion implantation apparatus, the wafer is brought into close contact with rubber,
There is the problem of particles adhering to the wafer. On the other hand, in a single-wafer ion implantation apparatus, unlike a batch system, a strong wafer pressing force due to the revolving centrifugal force cannot be obtained, and the entire wafer surface cannot be sufficiently adhered to a heat transfer medium such as rubber. There is a problem that the wafer cannot be cooled sufficiently. In particular, in a single-wafer type in which the ion beam is radiated intensively one by one, the amount of heat input by the irradiation of the ion beam also increases, and the cooling power for cooling the wafer becomes a problem.

【0006】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、大口径のウエハ等のイオン注入基板を確実に保持
し、且つイオンの注入時に加熱されるイオン注入基板を
十分に冷却できるイオン注入基板保持装置及びイオン注
入装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and has been made in view of the above circumstances, and is capable of securely holding an ion-implanted substrate such as a large-diameter wafer and sufficiently cooling the ion-implanted substrate heated during ion implantation. It is to provide a substrate holding device and an ion implantation device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項1に記載の発明は、イオン注入基板を保持する保
持機構を具備し、該保持機構で保持されたイオン注入基
板に真空室内でイオンビームを照射し、イオンを注入す
るイオン注入装置のイオン注入基板保持装置であって、
保持機構はイオン注入基板を保持する保持台と、機械力
を利用して該イオン注入基板を該保持台に装着する機械
的クランプと、静電気力を利用し該イオン注入基板を該
保持台に装着する静電チャックとを具備し、該機械的ク
ランプ機構の作動・停止に静電チャックの作動・停止を
連動させる連動手段を設けたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an ion implantation substrate having a holding mechanism for holding an ion implantation substrate, wherein the ion implantation substrate held by the holding mechanism is placed in a vacuum chamber. An ion implantation substrate holding device of an ion implantation device for irradiating an ion beam and implanting ions,
The holding mechanism includes a holding table for holding the ion-implanted substrate, a mechanical clamp for mounting the ion-implanted substrate on the holding table using mechanical force, and mounting the ion-implanted substrate on the holding table using electrostatic force. And an interlocking means for interlocking the operation / stop of the electrostatic chuck with the operation / stop of the mechanical clamping mechanism.

【0008】また、請求項2に記載の発明は、イオン注
入基板を保持する保持機構を具備し、該保持機構で保持
されたイオン注入基板に真空室内でイオンビームを照射
し、イオンを注入するイオン注入装置のイオン注入基板
保持装置であって、保持機構はイオン注入基板を保持す
る保持台と、該保持台と該イオン注入基板の間に冷却ガ
スを供給して該イオン注入基板を冷却するガス冷却機構
を具備することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a holding mechanism for holding the ion-implanted substrate, and the ion-implanted substrate held by the holding mechanism is irradiated with an ion beam in a vacuum chamber to implant ions. An ion implantation substrate holding device of an ion implantation apparatus, wherein a holding mechanism holds a ion implantation substrate, and cools the ion implantation substrate by supplying a cooling gas between the holding stage and the ion implantation substrate. It is characterized by having a gas cooling mechanism.

【0009】また、請求項3に記載の発明は、イオン注
入基板を保持する保持機構を具備し、該保持機構で保持
されたイオン注入基板に真空室内でイオンビームを照射
し、イオンを注入するイオン注入装置のイオン注入基板
保持装置であって、保持機構はイオン注入基板を保持す
る保持台と、機械力を利用して該イオン注入基板を該保
持台に装着する機械的クランプと、静電気力を利用し該
イオン注入基板を該保持台に装着する静電チャックと、
該保持台と該イオン注入基板の間に冷却ガスを供給して
該イオン注入基板を冷却するガス冷却機構とを具備し、
機械的クランプ機構の作動・停止に静電チャックの作動
・停止を連動させる連動手段を設けると共に、保持台へ
のイオン注入基板の脱着と保持台とイオン注入基板の間
への冷却ガスの供給の開始/停止を同時に行うガス供給
停止機構を設けたことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a holding mechanism for holding an ion-implanted substrate, and the ion-implanted substrate held by the holding mechanism is irradiated with an ion beam in a vacuum chamber to implant ions. An ion-implanted substrate holding device of an ion-implanting device, wherein a holding mechanism holds a ion-implanted substrate, a mechanical clamp that attaches the ion-implanted substrate to the holder using mechanical force, and an electrostatic force. An electrostatic chuck for mounting the ion-implanted substrate on the holding table using
A gas cooling mechanism for supplying a cooling gas between the holding table and the ion-implanted substrate to cool the ion-implanted substrate,
An interlocking means for interlocking the operation and stop of the electrostatic chuck with the operation and stop of the mechanical clamp mechanism is provided, and the desorption of the ion-implanted substrate from the holder and the supply of the cooling gas between the holder and the ion-implanted substrate. A gas supply stop mechanism for simultaneously starting / stopping is provided.

【0010】また、請求項4に記載の発明は、請求項1
乃至3に記載のイオン注入基板保持装置のうちのいずれ
か一つのイオン注入基板保持装置を具備するイオン注入
基板移動装置を具備し、該イオン注入基板移動装置によ
り、イオン注入基板保持装置に保持されたイオン注入基
板をイオンビームが通るイオン照射領域へ移動させ、該
イオン注入基板にイオンを注入させることを特徴とする
イオン注入装置にある。
[0010] The invention described in claim 4 is the first invention.
4. An ion-implanted substrate holding device comprising any one of the ion-implanted substrate holding devices of the ion-implanted substrate holding devices described in 3 to 3, which is held by the ion-implanted substrate holding device by the ion-implanted substrate moving device. The ion implanted substrate is moved to an ion irradiation area through which an ion beam passes, and ions are implanted into the ion implanted substrate.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面に基づいて説明する。図1は本発明のイオン注入基板
保持装置の構成例を示す断面図、図2はその平面図、図
3はイオン注入装置の構成例を示す平面図である。図1
及び図2において、1はウエハ保持台であり、該ウエハ
保持台1の上には静電チャック2が設けられ、該静電チ
ャック2の静電力(クーロン力)により、ウエハwfは
吸着されウエハ保持台1のウエハ保持面上に吸着保持さ
れるようになっている。ウエハ保持台1のウエハ保持面
には、ガスを吹き出すガス吹出穴1aが設けられてお
り、ウエハ保持面とウエハwfの間の隙間に、ガスを圧
力1〜5torrで供給し、ガス膜を形成するようにな
っている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of the ion-implanted substrate holding device of the present invention, FIG. 2 is a plan view thereof, and FIG. 3 is a plan view showing a configuration example of the ion implantation device. FIG.
2, reference numeral 1 denotes a wafer holder, and an electrostatic chuck 2 is provided on the wafer holder 1, and the wafer wf is sucked by the electrostatic force (Coulomb force) of the electrostatic chuck 2. The wafer is held by suction on the wafer holding surface of the holding table 1. The wafer holding surface of the wafer holding table 1 is provided with a gas blowing hole 1a for blowing gas, and supplies gas at a pressure of 1 to 5 torr to a gap between the wafer holding surface and the wafer wf to form a gas film. It is supposed to.

【0012】具体的には静電チャック2のウエハ吸着面
2cには、図4に示すように、ガス吹出穴1aに連通す
る放射状の溝2aと同心円状の溝2bが形成されてお
り、ガス吹出穴1aを通ったガスは該溝2a及び2bを
通って流れるようになっている。また、ウエハ保持台1
の内部には図5に示すように、冷却水路1bが全面に形
成されており、該冷却水路1bに冷却水が流量5〜10
L/minで供給されている。
More specifically, as shown in FIG. 4, a radial groove 2a communicating with the gas blowing hole 1a and a concentric groove 2b are formed on the wafer suction surface 2c of the electrostatic chuck 2. The gas that has passed through the blowing hole 1a flows through the grooves 2a and 2b. Also, the wafer holding table 1
As shown in FIG. 5, a cooling water passage 1b is formed on the entire surface of the cooling water passage.
L / min.

【0013】ウエハ保持台1のウエハ保持面(静電チャ
ック2のウエハ吸着面)とウエハwfとの間の隙間に満
たされたガス膜g(静電チャック2のウエハ吸着面2c
の溝2a及び2bに満たされたガス層)が熱伝導媒体と
して作用し、イオン注入によって加熱されたウエハwf
を冷却するようになっている。ウエハ保持台1のウエハ
保持面とウエハwfとの間の隙間にこのガスを流さない
と、該隙間は真空状態となるから(イオン注入室内は真
空状態にあるから)ウエハwfからの放熱が悪くなる
が、このようにガスを流しガス膜gを形成することによ
り、ウエハwfからの放熱が良くなる。また、静電チャ
ック2の力によりウエハwfの表面にガスを吹き付けて
も、ウエハ保持台1に吸着保持しつづけウエハ全面に十
分な押し付けが得られる。
The gas film g (the wafer suction surface 2c of the electrostatic chuck 2) filled in the gap between the wafer holding surface of the wafer holding table 1 (the wafer suction surface of the electrostatic chuck 2) and the wafer wf.
The gas layer filled with the grooves 2a and 2b) functions as a heat transfer medium, and is heated by ion implantation.
It is designed to cool down. If this gas is not supplied to the gap between the wafer holding surface of the wafer holding table 1 and the wafer wf, the gap will be in a vacuum state (because the ion implantation chamber is in a vacuum state) and the heat radiation from the wafer wf will be poor. However, by flowing the gas and forming the gas film g in this way, heat radiation from the wafer wf is improved. Further, even if a gas is blown onto the surface of the wafer wf by the force of the electrostatic chuck 2, the wafer is held by suction on the wafer holding table 1 and sufficient pressing is performed on the entire surface of the wafer.

【0014】ウエハ保持台1は円板状をなしており、そ
の周縁部には複数個(図では4個)のクランプ爪3が支
軸12で回動自在に支持されており、該クランプ爪3の
先端はウエハwfの周縁部の側面に当接するようになっ
ており、他端はクランプレバー4に連結されている。ま
た、クランプレバー4は該クランプレバー4とウエハ保
持台1の間にある板バネ5の弾撥力で、常時ウエハ保持
台1から離間する方向に付勢されている。即ち、常時板
バネ5の弾撥力で複数個のクランプ爪3がウエハwfの
周縁部を押す方向(クランプ爪3を閉じる方向)に付勢
されている。
The wafer holder 1 has a disk shape, and a plurality of (four in the figure) clamp claws 3 are rotatably supported by a support shaft 12 at the peripheral edge thereof. The tip of 3 is in contact with the side surface of the peripheral portion of the wafer wf, and the other end is connected to the clamp lever 4. Further, the clamp lever 4 is constantly urged in a direction away from the wafer holding table 1 by the elastic force of a leaf spring 5 between the clamp lever 4 and the wafer holding table 1. That is, the plurality of clamp claws 3 are constantly urged by the elastic force of the leaf spring 5 in the direction of pressing the peripheral portion of the wafer wf (the direction in which the clamp claws 3 are closed).

【0015】7はクランプ爪3を開閉するクランプ開閉
機能とウエハwfを持ち上げるリフト機能を有するウエ
ハリフト機構であり、該ウエハリフト機構7は昇降駆動
軸13を中心に回動するアーム14に支持されている。
該ウエハリフト機構7は処理容器(イオンビーム照射
室)36の内面に接するように格納されており、アーム
14を昇降駆動軸13を中心に回動させることにより持
ち上がるようになっている。なお、図2において、15
は磁気流体シールであり、該磁気流体シール15により
処理容器36の側壁の内外の気密性を保ち互いに隔離さ
せている。
Reference numeral 7 denotes a wafer lift mechanism having a clamp opening / closing function for opening / closing the clamp claw 3 and a lift function for lifting the wafer wf. The wafer lift mechanism 7 is supported by an arm 14 that rotates about an elevation drive shaft 13. .
The wafer lift mechanism 7 is stored so as to be in contact with the inner surface of the processing chamber (ion beam irradiation chamber) 36, and is lifted by rotating the arm 14 about the vertical drive shaft 13. Note that, in FIG.
Is a magnetic fluid seal, and the magnetic fluid seal 15 keeps the inside and outside of the side wall of the processing container 36 airtight and is isolated from each other.

【0016】ウエハ保持台1の周縁部にはクランプ爪3
のそれぞれに隣接してピン8が配設されており、該ピン
8はピンレバー16の端部に設けられ、該ピンレバー1
6は昇降部材17を介してウエハリフト機構7の内部に
配置されたエアシリンダ18のピストン19に連結され
ている。また、昇降部材17の摺動部はベローズ21で
囲まれている。また、アーム14の内部には圧縮空気供
給穴14aが設けられ、該圧縮空気供給穴14aを通っ
て送られた圧縮空気20はフレキシブルチューブ11を
通してエアシリンダ18に供給されるようになってい
る。
A clamp claw 3 is provided on the periphery of the wafer holding table 1.
The pin 8 is provided adjacent to each of the pin levers.
6 is connected to a piston 19 of an air cylinder 18 disposed inside the wafer lift mechanism 7 via a lifting member 17. The sliding portion of the elevating member 17 is surrounded by the bellows 21. A compressed air supply hole 14a is provided inside the arm 14, and the compressed air 20 sent through the compressed air supply hole 14a is supplied to the air cylinder 18 through the flexible tube 11.

【0017】アーム14を昇降駆動軸13を中心に回動
させ、ウエハリフト機構7を持ち上げ、図1に示すよう
にウエハ保持台1の下に位置させる。この状態でウエハ
リフト機構7をアーム14を介して持ち上げることによ
り、突起部7aがクランプレバー4に当接し、該クラン
プレバー4に下方より力を加える。これにより、該クラ
ンプレバー4は上昇し、それぞれのクランプ爪3は支軸
12を中心に回動し、クランプ爪3が開く方向に作動す
る。
The arm 14 is rotated about the lifting drive shaft 13 to lift the wafer lift mechanism 7 and position it below the wafer holder 1 as shown in FIG. By raising the wafer lift mechanism 7 via the arm 14 in this state, the projection 7a comes into contact with the clamp lever 4 and applies a force to the clamp lever 4 from below. As a result, the clamp levers 4 move upward, the respective clamp claws 3 rotate about the support shaft 12, and the clamp claws 3 operate in the opening direction.

【0018】上記のようにクランプ爪3が開いた状態
で、ウエハwfをロードロックチャンバー31又は32
から搬送アーム33又は34で取り出し、ウエハwfを
載置位置に移動した状態で、4本のピン8の先端をウエ
ハ保持台1のウエハ保持面上に突出させた該4本のピン
8の上に載置し、ウエハwfを持ち上げる。
With the clamp claw 3 opened as described above, the wafer wf is loaded into the load lock chamber 31 or 32.
The wafer wf is taken out from the wafer by the transfer arm 33 or 34, and in a state where the wafer wf is moved to the mounting position, the tips of the four pins 8 are projected on the wafer holding surface of the wafer holding table 1 on the four pins 8. And lift the wafer wf.

【0019】搬送アーム33又は34が退いて、ピン8
を下降させるとウエハwfはウエハ保持台1の上に載置
される。そのままウエハリフト機構7を下方に退ける
と、クランプレバー4は板バネ5の弾撥力で押され、ク
ランプ爪3が閉じてウエハwfの周縁部を側面から押え
て保持する。
The transfer arm 33 or 34 retreats and the pin 8
Is lowered, the wafer wf is placed on the wafer holding table 1. When the wafer lift mechanism 7 is receded downward as it is, the clamp lever 4 is pressed by the elastic force of the leaf spring 5, and the clamp claw 3 closes to press and hold the peripheral portion of the wafer wf from the side.

【0020】静電チャック2には単極型を使用し、クラ
ンプ爪3がウエハwfの側面に接触すると、ウエハwf
は該クランプ爪3を通して接地されると同時に、静電チ
ャック2に500V〜1500Vのバイアス電圧が印加
され、静電力によりウエハwfの吸着が開始される。即
ち、クランプ爪3によるウエハwfの保持と静電チャッ
ク2の吸着は連動して行われる。
A single pole type electrostatic chuck is used. When the clamp claw 3 comes into contact with the side surface of the wafer wf, the wafer wf
At the same time, the bias voltage of 500 V to 1500 V is applied to the electrostatic chuck 2 at the same time as being grounded through the clamp claw 3, and the chucking of the wafer wf is started by the electrostatic force. That is, the holding of the wafer wf by the clamp claw 3 and the suction of the electrostatic chuck 2 are performed in conjunction with each other.

【0021】一方、ウエハ保持台1のガス吹き出し穴1
aの直近部にはべローズ式のガス供給弁9が設けられて
おり、該ガス供給弁9は図6に示すように、先端にはO
リング22が取り付けられてある。該ガス供給弁9はク
ランプレバー4に連結されている。ウエハリフト機構7
の突起部7aにより、クランプレバー4を押し上げるこ
とにより、ガス供給弁9の先端のOリング22がガス吹
出穴1aの周囲の壁面に押しつけられ、ガス吹出穴1a
からのガスの吹き出しを停止する。また、反対にクラン
プレバー4が下降してガス供給弁9の先端のOリング2
2がガス吹出穴1aの周囲の壁面から離間するとガス吹
出穴1aからガスが吹き出すようになっている。
On the other hand, the gas blowing holes 1 of the wafer holding table 1
The bellows type gas supply valve 9 is provided in the immediate vicinity of a, and as shown in FIG.
A ring 22 is mounted. The gas supply valve 9 is connected to the clamp lever 4. Wafer lift mechanism 7
By pushing up the clamp lever 4 by the projection 7a, the O-ring 22 at the tip of the gas supply valve 9 is pressed against the wall around the gas outlet 1a, and the gas outlet 1a is pressed.
To stop gas from blowing out. On the other hand, the clamp lever 4 descends to move the O-ring 2 at the tip of the gas supply valve 9.
When the nozzle 2 is separated from the wall around the gas outlet 1a, gas is blown out from the gas outlet 1a.

【0022】即ち、クランプ爪3と静電チャック2によ
るウエハwfの保持とウエハ保持台1のウエハ保持面と
ウエハwfとの間の隙間へのガス供給と、クランプ爪3
と静電チャック2によるウエハwfの開放と該隙間への
ガスの供給停止とは連動している。なお、ガスはウエハ
保持台1の側部に設けたガス供給穴1cを通って、ガス
供給弁9が収容されたガス弁室1dに供給され、該ガス
弁室1dからガス吹出穴1aを通ってウエハ保持台1の
ウエハ保持面とウエハwfとの間の隙間へ供給される。
また、ガス供給弁9の摺動部はベローズ23で密閉され
ている。
That is, the holding of the wafer wf by the clamp claw 3 and the electrostatic chuck 2, the supply of gas to the gap between the wafer holding surface of the wafer holding table 1 and the wafer wf,
The opening of the wafer wf by the electrostatic chuck 2 and the stop of the gas supply to the gap are interlocked. The gas is supplied to a gas valve chamber 1d in which a gas supply valve 9 is accommodated through a gas supply hole 1c provided on a side portion of the wafer holding table 1, and from the gas valve chamber 1d to a gas blowout hole 1a. The wafer is supplied to a gap between the wafer holding surface of the wafer holding table 1 and the wafer wf.
The sliding portion of the gas supply valve 9 is sealed with a bellows 23.

【0023】処理容器(イオンビーム照射室)36内に
は、図3に示すように、上記構成のイオン注入基板保持
装置を具備するウエハ移動装置37が2台配置されてい
る。ウエハ移動装置37のウエハ保持台1のウエハ保持
面に保持されたウエハwfは、イオン電流検出器38の
前方で且つイオンビーム39に対して垂直方向に移動
(走査)させることにより、ウエハwfにイオンを注入
する。
As shown in FIG. 3, two wafer moving devices 37 each having the above-described ion-implanted substrate holding device are disposed in the processing vessel (ion beam irradiation chamber) 36. The wafer wf held on the wafer holding surface of the wafer holding table 1 of the wafer moving device 37 is moved (scanned) in front of the ion current detector 38 and in a direction perpendicular to the ion beam 39, so that the wafer wf is moved. Implant ions.

【0024】このイオン注入による入熱でウエハwfは
加熱されるが、上記のようにウエハ保持台1に冷却水路
1bが形成され、該冷却水路1bには冷却水が供給さ
れ、更にウエハ保持台1のウエハ保持面とウエハwfと
の間の隙間に満たされたガスによりガス膜gが形成され
ているので、該ガス膜gが熱伝導媒体として作用し、加
熱されたウエハwfを冷却する。また、静電チャック2
によりウエハwfの全面に十分な押し付け力も得られ
る。
The wafer wf is heated by the heat input by the ion implantation. As described above, the cooling water passage 1b is formed in the wafer holding base 1, and the cooling water is supplied to the cooling water passage 1b. Since the gas film g is formed by the gas filled in the gap between the wafer holding surface 1 and the wafer wf, the gas film g acts as a heat transfer medium to cool the heated wafer wf. Also, the electrostatic chuck 2
Accordingly, a sufficient pressing force can be obtained on the entire surface of the wafer wf.

【0025】図7はウエハ移動装置37の概略構成例を
示す斜視図である。ウエハ移動装置37は、水平移動機
構40、アーム駆動機構50、伸縮アーム60を具備す
る構成である。水平移動機構40は水平回動軸41とモ
ータ42を含んで構成される。水平回動軸41とモータ
42の駆動軸との間にタイミングベルト43が懸架さ
れ、モータ42が駆動されると水平回動軸41が回動す
るようになっている。
FIG. 7 is a perspective view showing a schematic configuration example of the wafer moving device 37. The wafer moving device 37 includes a horizontal moving mechanism 40, an arm driving mechanism 50, and a telescopic arm 60. The horizontal moving mechanism 40 includes a horizontal rotation shaft 41 and a motor 42. A timing belt 43 is suspended between the horizontal rotation shaft 41 and the drive shaft of the motor 42. When the motor 42 is driven, the horizontal rotation shaft 41 rotates.

【0026】アーム駆動機構50が水平回動軸41の上
端に取付けられている。モータ42を駆動することによ
り、アーム駆動機構50を水平回動軸41の回りに回動
させることができる。アーム駆動機構50は二軸構造を
有するアーム駆動軸51、モータ54及びモータ55を
含んで構成されている。アーム駆動軸51は、中軸52
と外軸53から構成され、水平に保持されている。中軸
52とモータ54の駆動軸との間にタイミングベルト5
6が懸架されており、モータ54により中軸52が回動
する。外軸53とモータ55の駆動軸との間にタイミン
グベルト57が懸架されており、モータ55により外軸
53が回動する。
An arm drive mechanism 50 is attached to the upper end of the horizontal rotation shaft 41. By driving the motor 42, the arm driving mechanism 50 can be rotated around the horizontal rotation shaft 41. The arm driving mechanism 50 includes an arm driving shaft 51 having a biaxial structure, a motor 54, and a motor 55. The arm drive shaft 51 includes a center shaft 52
And an outer shaft 53, which is held horizontally. The timing belt 5 is provided between the center shaft 52 and the drive shaft of the motor 54.
6 is suspended, and the center shaft 52 is rotated by the motor 54. A timing belt 57 is suspended between the outer shaft 53 and the drive shaft of the motor 55, and the outer shaft 53 is rotated by the motor 55.

【0027】伸縮アーム60は、外軸53に取り付けら
れた第1サブアーム61と、その先端に回動可能に取り
付けられた第2サブアーム62を含んで構成されてい
る。第2サブアーム62の先端にウエハ保持台1が図8
に示すように、回動可能に取り付けられている。
The telescopic arm 60 includes a first sub-arm 61 attached to the outer shaft 53 and a second sub-arm 62 rotatably attached to the end thereof. At the tip of the second sub arm 62, the wafer holding table 1 is shown in FIG.
As shown in FIG.

【0028】中軸52と外軸53を同時に回動させる
と、伸縮アーム60の第1サブアーム61、第2サブア
ーム62及びウエハ保持台1の相対位置を変化させるこ
となく回動する。中軸52を固定して外軸53のみを回
動させると、第1サブアーム61と第2サブアーム62
とがその狭角を変化させ、伸縮アーム60が伸縮する。
このとき、ウエハ保持台1がウエハ保持面と第2サブア
ーム62との角度を伸縮アーム60の伸縮に対応して変
化させ、伸縮アーム60を伸縮してもウエハ保持面の向
きは変化しない。
When the central shaft 52 and the outer shaft 53 are simultaneously rotated, the telescopic arm 60 is rotated without changing the relative positions of the first sub-arm 61, the second sub-arm 62, and the wafer holder 1. When the center shaft 52 is fixed and only the outer shaft 53 is rotated, the first sub-arm 61 and the second sub-arm 62
Changes its narrow angle, and the telescopic arm 60 expands and contracts.
At this time, even if the wafer holding table 1 changes the angle between the wafer holding surface and the second sub arm 62 in accordance with the expansion and contraction of the telescopic arm 60, the direction of the wafer holding surface does not change even if the telescopic arm 60 is expanded and contracted.

【0029】従って、中軸52を固定し、外軸53を回
動させることにより、ウエハ保持台1を並進移動させる
ことができる。中軸52と外軸53とを同時に回動させ
ることにより、ウエハ保持台1のウエハ保持面の向きを
変化させることができる。ウエハ移動装置37の第2サ
ブアーム62の先端にウエハ保持台1に保持されたウエ
ハwfは、上記のようにイオンビーム39に対して垂直
方向に移動させることにより、ウエハwfにイオンを注
入する。
Therefore, by fixing the center shaft 52 and rotating the outer shaft 53, the wafer holder 1 can be translated. By rotating the center shaft 52 and the outer shaft 53 simultaneously, the direction of the wafer holding surface of the wafer holding table 1 can be changed. The wafer wf held by the wafer holding table 1 at the tip of the second sub arm 62 of the wafer moving device 37 is moved in a direction perpendicular to the ion beam 39 as described above, thereby implanting ions into the wafer wf.

【0030】処理容器36内には図3に示すように、ウ
エハ移動装置37は2台配設されており、ウエハwfへ
のイオンの注入は、該2台のウエハ移動装置37によ
り、2枚のウエハwfをイオンビーム39に対して垂直
方向に並進させて行う。
As shown in FIG. 3, two wafer moving devices 37 are provided in the processing vessel 36, and ions are implanted into the wafer wf by the two wafer moving devices 37. The wafer wf is translated in a direction perpendicular to the ion beam 39.

【0031】なお、上記実施例では、ウエハwfにイオ
ンを注入するイオン注入装置のウエハ保持装置を例に説
明したが、本発明のイオン注入基板保持装置で保持する
イオン注入基板はウエハに限定されるものではなく、イ
オンを注入するイオン注入基板の基板保持装置として広
く利用できることは当然である。
In the above embodiment, the wafer holding device of the ion implantation device for implanting ions into the wafer wf has been described as an example, but the ion implantation substrate held by the ion implantation substrate holding device of the present invention is limited to the wafer. However, it can be naturally used widely as a substrate holding device for an ion-implanted substrate for implanting ions.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように各請求項に記載の発
明によれば、下記のような効果が得られる。請求項1に
記載の発明によれば、保持機構は保持台と、静電チャッ
クと、機械的クランプするので、イオン注入基板を機械
的クランプと静電チャックとで確実に保持し、イオン注
入基板へのイオン注入動作を行うことができる。
As described above, according to the invention described in each claim, the following effects can be obtained. According to the first aspect of the present invention, since the holding mechanism mechanically clamps the holding table, the electrostatic chuck, and the ion implantation substrate, the ion implantation substrate is securely held by the mechanical clamp and the electrostatic chuck. Can be performed.

【0033】請求項2に記載の発明によれば、保持機構
は保持台とイオン注入基板の間に冷却ガスを供給してイ
オン注入基板を冷却するガス冷却機構を具備するので、
保持台とイオン注入基板の間を満すガス膜は熱伝導媒体
として作用し、イオン注入時の入熱による加熱されたイ
オン注入基板を効果的に冷却することができる。
According to the second aspect of the present invention, the holding mechanism has a gas cooling mechanism for cooling the ion-implanted substrate by supplying a cooling gas between the holding table and the ion-implanted substrate.
The gas film that fills the space between the holding table and the ion-implanted substrate acts as a heat conduction medium, and can effectively cool the ion-implanted substrate heated by the heat input during ion implantation.

【0034】請求項3に記載の発明によれば、保持機構
は保持台と、静電チャックと、機械的クランプと、保持
台とイオン注入基板の間に冷却ガスを供給してイオン注
入基板を冷却するガス冷却機構と、保持台へのイオン注
入基板の脱着と冷却ガスの供給の開始/停止を同時に行
うガス供給停止機構を具備するので、イオン注入基板の
脱着とイオン注入基板の冷却の開始停止を連動させるこ
とができる。
According to the third aspect of the present invention, the holding mechanism includes a holding table, an electrostatic chuck, a mechanical clamp, and a cooling gas supplied between the holding table and the ion-implanted substrate, thereby holding the ion-implanted substrate. Since a gas cooling mechanism for cooling and a gas supply stop mechanism for simultaneously detaching the ion-implanted substrate from the holding table and starting / stopping the supply of the cooling gas are provided, the desorption of the ion-implanted substrate and the start of cooling of the ion-implanted substrate are started. Stop can be linked.

【0035】請求項4に記載の発明によれば、請求項1
乃至3に記載のイオン注入基板保持装置が有する機能を
備えたイオン注入装置を提供できる。
According to the invention described in claim 4, according to claim 1
It is possible to provide an ion implantation apparatus having the functions of the ion implantation substrate holding device according to any one of the first to third aspects.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のイオン注入基板保持装置の構成例を示
す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of an ion-implanted substrate holding device of the present invention.

【図2】本発明のイオン注入基板保持装置の構成例を示
す平面図である。
FIG. 2 is a plan view illustrating a configuration example of an ion-implanted substrate holding device of the present invention.

【図3】本発明のイオン注入装置の構成例を示す平面図
である。
FIG. 3 is a plan view showing a configuration example of the ion implantation apparatus of the present invention.

【図4】静電チャックの吸着面の構成例を示す平面図で
ある。
FIG. 4 is a plan view showing a configuration example of a suction surface of the electrostatic chuck.

【図5】ウエハ保持台に形成された冷却水路の形状を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a shape of a cooling water passage formed in a wafer holding table.

【図6】本発明のイオン注入基板保持装置の冷却機構の
ガス供給弁部分の構成例を示す図である。
FIG. 6 is a view showing a configuration example of a gas supply valve portion of a cooling mechanism of the ion implantation substrate holding device of the present invention.

【図7】本発明のイオン注入装置のウエハ移動装置の概
略構成例を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a schematic configuration example of a wafer moving device of the ion implantation apparatus of the present invention.

【図8】本発明のイオン注入装置のウエハ移動装置のア
ームとイオン注入基板保持装置との関係を示す図であ
る。
FIG. 8 is a view showing a relationship between an arm of a wafer moving device of the ion implantation apparatus of the present invention and an ion implantation substrate holding device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ウエハ保持台 2 静電チャック 3 クランプ爪 4 クランプレバー 5 板バネ 7 ウエハリフト機構 8 ピン 9 ガス供給弁 11 フレキシブルチューブ 12 支軸 13 昇降駆動軸 14 アーム 15 磁気流体シール 16 ピンレバー 17 昇降部材 18 エアシリンダ 19 ピストン 20 圧縮空気 31 ロードロックチャンバー 32 ロードロックチャンバー 33 搬送アーム 34 搬送アーム 37 ウエハ移動装置 38 イオン電流検出器 39 イオンビーム Reference Signs List 1 wafer holding table 2 electrostatic chuck 3 clamp claw 4 clamp lever 5 leaf spring 7 wafer lift mechanism 8 pin 9 gas supply valve 11 flexible tube 12 support shaft 13 elevating drive shaft 14 arm 15 magnetic fluid seal 16 pin lever 17 elevating member 18 air cylinder Reference Signs List 19 piston 20 compressed air 31 load lock chamber 32 load lock chamber 33 transfer arm 34 transfer arm 37 wafer moving device 38 ion current detector 39 ion beam

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 イオン注入基板を保持する保持機構を具
備し、該保持機構で保持されたイオン注入基板に真空室
内でイオンビームを照射し、イオンを注入するイオン注
入装置のイオン注入基板保持装置であって、 前記保持機構は前記イオン注入基板を保持する保持台
と、機械力を利用して該イオン注入基板を該保持台に装
着する機械的クランプと、静電気力を利用し該イオン注
入基板を該保持台に装着する静電チャックとを具備し、
該機械的クランプ機構の作動・停止に前記静電チャック
の作動・停止を連動させる連動手段を設けたことを特徴
とするイオン注入装置のイオン注入基板保持装置。
An ion-implanted substrate holding device for an ion-implanted device, comprising a holding mechanism for holding an ion-implanted substrate, irradiating the ion-implanted substrate held by the holding mechanism with an ion beam in a vacuum chamber and implanting ions. Wherein the holding mechanism holds the ion-implanted substrate, a mechanical clamp that attaches the ion-implanted substrate to the holder using mechanical force, and the ion-implanted substrate that uses electrostatic force. And an electrostatic chuck attached to the holding table,
An ion-implanted substrate holding device for an ion-implantation device, comprising interlocking means for interlocking the operation and stop of the electrostatic chuck with the operation and stop of the mechanical clamp mechanism.
【請求項2】 イオン注入基板を保持する保持機構を具
備し、該保持機構で保持されたイオン注入基板に真空室
内でイオンビームを照射し、イオンを注入するイオン注
入装置のイオン注入基板保持装置であって、 前記保持機構は前記イオン注入基板を保持する保持台
と、該保持台と該イオン注入基板の間に冷却ガスを供給
して該イオン注入基板を冷却するガス冷却機構を具備す
ることを特徴とするイオン注入装置のイオン注入基板保
持装置。
2. An ion implantation substrate holding apparatus for an ion implantation apparatus, comprising: a holding mechanism for holding an ion implantation substrate; and irradiating the ion implantation substrate held by the holding mechanism with an ion beam in a vacuum chamber to implant ions. Wherein the holding mechanism includes a holding table that holds the ion-implanted substrate, and a gas cooling mechanism that cools the ion-implanted substrate by supplying a cooling gas between the holding table and the ion-implanted substrate. An ion-implanted substrate holding device for an ion-implantation device.
【請求項3】 イオン注入基板を保持する保持機構を具
備し、該保持機構で保持されたイオン注入基板に真空室
内でイオンビームを照射し、イオンを注入するイオン注
入装置のイオン注入基板保持装置であって、 前記保持機構は前記イオン注入基板を保持する保持台
と、機械力を利用して該イオン注入基板を該保持台に装
着する機械的クランプと、静電気力を利用し該イオン注
入基板を該保持台に装着する静電チャックと、該保持台
と該イオン注入基板の間に冷却ガスを供給して該イオン
注入基板を冷却するガス冷却機構とを具備し、 前記機械的クランプ機構の作動・停止に前記静電チャッ
クの作動・停止を連動させる連動手段を設けると共に、
前記保持台への前記イオン注入基板の脱着と該保持台と
イオン注入基板の間への冷却ガスの供給の開始/停止を
同時に行うガス供給停止機構を設けたことを特徴とする
イオン注入装置のイオン注入基板保持装置。
3. An ion-implanted substrate holding device for an ion-implanted device, comprising a holding mechanism for holding an ion-implanted substrate, irradiating the ion-implanted substrate held by the holding mechanism with an ion beam in a vacuum chamber and implanting ions. Wherein the holding mechanism holds the ion-implanted substrate, a mechanical clamp that attaches the ion-implanted substrate to the holder using mechanical force, and the ion-implanted substrate that uses electrostatic force. An electrostatic chuck mounted on the holding table, and a gas cooling mechanism for supplying a cooling gas between the holding table and the ion-implanted substrate to cool the ion-implanted substrate. Along with providing interlocking means for interlocking the operation and stop of the electrostatic chuck with the operation and stop,
A gas supply stop mechanism for simultaneously detaching the ion-implanted substrate from the holder and starting / stopping the supply of the cooling gas between the holder and the ion-implanted substrate; Ion-implanted substrate holding device.
【請求項4】 請求項1乃至3に記載のイオン注入基板
保持装置のうちのいずれか一つのイオン注入基板保持装
置を具備するイオン注入基板移動装置を具備し、該イオ
ン注入基板移動装置により、前記イオン注入基板保持装
置に保持されたイオン注入基板をイオンビームが通るイ
オン照射領域へ移動させ、該イオン注入基板にイオンを
注入させることを特徴とするイオン注入装置。
4. An ion-implanted substrate moving device comprising one of the ion-implanted substrate holding devices according to claim 1, wherein the ion-implanted substrate moving device comprises: An ion implantation apparatus comprising: moving an ion implantation substrate held by the ion implantation substrate holding device to an ion irradiation region through which an ion beam passes; and implanting ions into the ion implantation substrate.
JP10088002A 1998-03-13 1998-03-17 Ion implanting substrate holding device and ion implanting device Pending JPH11265681A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10088002A JPH11265681A (en) 1998-03-17 1998-03-17 Ion implanting substrate holding device and ion implanting device
US09/266,893 US6313469B1 (en) 1998-03-13 1999-03-12 Substrate handling apparatus and ion implantation apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10088002A JPH11265681A (en) 1998-03-17 1998-03-17 Ion implanting substrate holding device and ion implanting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11265681A true JPH11265681A (en) 1999-09-28

Family

ID=13930585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10088002A Pending JPH11265681A (en) 1998-03-13 1998-03-17 Ion implanting substrate holding device and ion implanting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11265681A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003036679A2 (en) * 2001-10-25 2003-05-01 Axcelis Technologies, Inc. Wafer pedestal tilt mechanism and cooling system
CN114792642A (en) * 2022-04-27 2022-07-26 安徽双迈新能源科技有限公司 Semiconductor wafer processing belt cleaning device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003036679A2 (en) * 2001-10-25 2003-05-01 Axcelis Technologies, Inc. Wafer pedestal tilt mechanism and cooling system
WO2003036679A3 (en) * 2001-10-25 2004-02-26 Axcelis Tech Inc Wafer pedestal tilt mechanism and cooling system
CN114792642A (en) * 2022-04-27 2022-07-26 安徽双迈新能源科技有限公司 Semiconductor wafer processing belt cleaning device
CN114792642B (en) * 2022-04-27 2022-12-06 苏州桔云科技有限公司 Semiconductor wafer processing belt cleaning device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102389767B1 (en) Substrate processing apparatus
US9728443B2 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
JP2596422B2 (en) Plasma etching equipment
JP3507795B2 (en) Rapid thermal processing (RTP) system with rotating substrate
US20060237138A1 (en) Apparatuses and methods for supporting microelectronic devices during plasma-based fabrication processes
US20070215049A1 (en) Transfer of wafers with edge grip
US11551945B2 (en) Substrate processing apparatus including periphery cover body
JP4847136B2 (en) Vacuum processing equipment
US20180272376A1 (en) Substrate treatment apparatus
JP2015508570A (en) Apparatus for treating the surface of a wafer-like article
TW202224019A (en) Apparatus for plasma processing, plasma processing system, and method of aligning position of edge ring
JP6292934B2 (en) Substrate processing equipment
JP6294121B2 (en) Substrate processing equipment
JPH11265681A (en) Ion implanting substrate holding device and ion implanting device
JP6230941B2 (en) Substrate processing equipment
JP2000003879A (en) Substrate cooling mechanism
JP2003088793A (en) Method and apparatus for treating substrate
JPH11265680A (en) Ion implanting device
JP4241513B2 (en) Substrate processing apparatus and processing method
JP6258741B2 (en) Substrate processing equipment
JP2015141967A (en) Substrate treatment apparatus
JP2006049489A (en) Board processing device
JPH05152425A (en) Treatment apparatus and sputtering apparatus
US20230302478A1 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
JP3673460B2 (en) Substrate processing equipment