JPS63162867A - イオン処理装置 - 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〕 この発明は、例えばイオン注入装置等のように、真空容
器内でウェハにイオンビームを照射して当該ウェハを処
理するイオン処理装置に関し、特に、ウェハの表面に設
けられた凹みの側壁にもイオンビーム照射を可能にした
イオン処理装置に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

近年、半導体デバイスの微細化等に伴い、例えば第４図
に示すようなウェハ２の表面に刻まれた穴や溝等の凹み
３の底面３ａのみならず、その側壁（側面）３ｂにもイ
オンビーム４を照射してイオン注入等を行うことができ
る装置への要望が高まって来ている。

ところが、従来のイオン注入装置等においては、ウェハ
２の表面に対するイオンビーム４の入射角度（即ちイオ
ンビームとウェハ表面に対する垂線との成す角度）が一
定のものに固定されているため、上記のような要望に応
えることはできない。

そこでこの発明は、上記のような要望に応えることがで
きるようにしたイオン処理装置を提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明のイオン処理装置は、真空容器内に収納されて
いてウェハを保持可能なホルダと、ホルダを支持する中
空のホルダ支持アームと、真空容器を貫通するホルダ主
軸であってその中心線がほぼホルダ上のウェハ表面の中
心点を通っており、かつその真空容器内側にホルダ支持
アームが取り付けられており、真空容器外側に、当該ホ
ルダ主軸を回転させる可逆転式のホルダ傾斜駆動源が連
結されたものと、ホルダ主軸の真空容器外側に支持され
ていてホルダを回転させるためのホルダ回転駆動源と、
ホルダ支持アーム内に収納されていてホルダ回転駆動源
からの回転運動をホルダに伝達してそれを回転させる回
転運動伝達機構とを備えることを特徴とする。

〔作用〕 ホルダ傾斜駆動源によってホルダ主軸を回転させること
によって、ホルダ支持アームを介して、ホルダを、ひい
てはそれに保持されたウェハを、当該ウェハ表面の中心
点を中心にして傾けることができ、それによってウェハ
に対するイオンビームの入射角度を任意に変えることが
できる。また、ホルダ回転駆動源によって、ホルダ支持
アーム内に設けられた回転運動伝達機構を介して、ホル
ダを、ひいてはそれに保持されたウェハを回転（自転）
させることができる。その結果、ウェハ表面に設けられ
た穴や溝等の凹みの側壁にもイオンビームを照射するこ
とが可能になる。

〔実施例〕

第１図は、この発明の一実施例に係るイオン処理装置を
部分的に示す縦断面図である。第２図は、第１図のホル
ダ回りをウェハの搬出入側、即ち搬送ベルト５２側から
見て示す概略図である。第３図は第１図のようなイオン
処理装置の横断面図であり、第１図は本図中の線１−１
方向の断面に相当するが、モータ１２回りは分かり易く
するため、両図間で位置を異ならせて書いである。

以下、主に第１図を参照して説明すると、図示しない真
空排気装置によって真空排気される真空容器６内に、図
示しないイオン源等からのイオンビーム４が例えば横方
向に導入される。

真空容器６の側壁には、真空シールのためのロータリー
フィードスルー１８を介して、中空のホルダ主軸２０が
回転自在に貫通している。このホルダ主軸２０の中心線
２０ａは、後述するホルダ８に保持された（即ちクラン
パー８ｂで挟持された状態の）ウェハ２の表面の中心点
２ａを通るようにされている。

そして当該ホルダ主軸２０の真空容器６．内側には、ク
ランク状に曲げられた中空のホルダ支持アーム２２が取
り付けられており、真空容器６外側には、互いに噛合す
る歯車１６．１４を介して可逆転式のホルダ傾斜モータ
１２が連結されており、更にホルダ回転モータ３２が支
持されている。両モータ１２．３２は例えばステップモ
ータであり、１０．３０は両モータの回転角度検出用の
エンコーダーである。

ホルダ傾斜モータ１２を矢印Ｊのように回転させること
によって、ホルダ主軸２０をホルダ回転モータ３２等と
共に矢印にのように回転させることができ、それによっ
てホルダ支持アーム２２の先端部に取り付けられたホル
ダ８およびウェハ２を矢印Ｌ（第２図参照）のように水
平状態（注入角９０度）と垂直状態（注入角０度）間で
回転させて（傾けて）固定することができる。

ホルダ主軸２０内には、一端がホルダ回転モータ３２に
連結された回転軸３５が回転自在に通されており１．ホ
ルダ支持アーム２２の先端部には、真空シールのための
ロータリーフィードスルー３９によって回転軸３８が回
転自在に保持されている。そして回転軸３５の例えば矢
印Ｆのような回転運動は、ホルダ支持アーム２２内に回
転自在に収納された回転軸３６．３７および３対の傘歯
車４０〜４２を介して回転軸３８に伝達され、それに取
り付けられたホルダ８を例えば矢印Ｇのように回転させ
る。なお２２ａ、２２ｂは、ホルダ支持アーム２２内に
回転軸３６．３７等を出し入れするための蓋である。

回転軸３８の先端部には、ウェハ２を保持するホルダ８
を構成するホルダベース８ａが取り付けられており、そ
の上方には同じくホルダ８を構成するリング状のクラン
パー８ｂが設けられている。

クランパー８ｂは、幾つかのビン２８に巻かれた復帰ば
ね２９によってホルダベース８ａに向けて弾性付勢され
ており、それによってウェハ２の周縁部を挟持すること
ができる。２７は各ビン２８をつなぐ等のための支持部
材である。

ホルダ支持アーム２２の先端部には、更に、ビン２４に
よって上下動自在に連結された支持部材２５．２６が設
けられており、ホルダ支持アーム２２が図示例のような
水平状態にある場合のそれらの下方に位置する真空容器
６の外側には、ベローズ４７で真空シールされたクラン
パー駆動シリンダ４５が設けられている。

クランパー駆動シリンダ４５の軸４Ｇおよび支持部材２
５〜２７には、ローラ５４〜５７がそれぞれ回転自在に
取り付けられており、ホルダ８、ホルダ支持アーム２２
等が図示例のような水平状態にある場合にクランパー駆
動シリンダ４５を矢印Ａのように上下させると、ローラ
５４と５５およびローラ５６と５７がそれぞれ当接した
り離れたりして、支持部材２５〜２７がそれぞれ矢印Ｂ
〜Ｄのように上下させられ、それによってクランパー８
ｂがホルダベース８ａに対して矢印Ｅのように上下させ
られる。

ホルダベース８ａの表面および裏面には、ウェハ２をそ
れとクランパ−８ｂ間に搬出入するための搬送ベルト５
１が懸は渡されており、当該搬送ベルト５１は、クラン
パー８ｂが図示例のように上昇させられている時に、ベ
ルト４８〜５ｏを介して、真空容器６の側部（この例で
は紙面の表または裏側）に設けられた可逆転式のベルト
駆動モータ４４によって矢印Ｍのように往復駆動される
。

５２は、ウェハ２を搬送ベルト５１との間で受は渡しす
る搬送ベルトであり、図示しないウェハ供給・回収手段
等につながっている。

上記構成によれば、ホルダ８に保持されたウェハ２に対
して種々の態様で、例えば以下に示す四つのモードで処
理、例えばイオン注入することができる。その場合、ホ
ルダ８に対するウェハ２の着脱はいずれも次のようにし
て行う。即ち、ホルダ傾斜モータ１２によってホルダ支
持アーム２２およびホルダ８を水平状態にして、クラン
パー駆動シリンダ４５によってクランパー８ｂを持ち上
げ、ホルダ８に処理済のウェハ２が保持されている場合
は、搬送ベルト５１．５２を駆動してそれを真空容器６
から搬出する。その後、未処理のウェハ２を搬送ベルト
５１．５２によってホルダベース８ａ上の所定位置まで
搬入し、クランパー８ｂを下げてウェハ２を挟持する。

■　回転注入モード ホルダ傾斜モータ１２によってホルダ支持アーム２２を
回転させてホルダを起立状態にし、ウェハ２に対するイ
オンビーム４の注入角度を所望のものに設定する。その
場合、前述したようにホルダ主軸２０の中心線２０ａが
ホルダ８上のウェハ２表面の中心点２ａを通るような配
置であるため、イオンビーム４の中心をウェハ２の中心
に一致させている場合、注入角度を色々変えても両者の
中心がずれることはない。

そしてホルダ回転モータ３２によってホルダ８およびウ
ェハ２を回転（自転）させながら、ウェハ２にイオンビ
ーム４を照射してイオン注入等の処理を行う。その場合
、イオンビーム４の注入角を０度よりも大きくしておけ
ば、第４図に示したようなウェハ２の表面に設けられた
穴や溝等の凹み３の底面３ａのみならず側壁３ｂにもイ
オン注入することができる。

■　揺動注入モード ホルダ傾斜モータ１２によってホルダ８およびウェハ２
を、所定の注入角度間を往復させながらイオン注入する
。その場合、ホルダ８およびウェハ２は自転させない。

このモードによっても、ウェハ２の表面に設けられた凹
み３の底面３ａのみならず揺動方向側の側壁３ｂにもイ
オン注入することができる。

■　回転揺動注入モード この場合は、上記■および■のモードを同時に行う。従
って、ウェハ２の表面に設けられた凹み３の底面３ａの
みならず全側壁３ｂにイオン注入することができる。

■　ステップ回転注入モード これは、上記■のモードの変形であり、ホルダ８および
ウェハ２を所定角度ずつ断続的に自転させ、自転停止の
間にウェハ２にイオン注入する。

但しこの場合は、オリエンテーションフラットが予め所
定方向に合わせられたウェハ２がホルダ８に供給され、
ウェハ２の断続的な自転の角度は、当該オリエンテーシ
ョンフラットに対しである定まったものとされる。この
モードによれば、ウェハ２の表面に設けられた凹み３の
底面３ａのみならず側壁３ｂにも、所定角度ごとにイオ
ン注入することができる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、種々のモードでウェハ
を処理することができ、それによって例えばウェハ表面
に設けられた穴や溝等の凹みの底面のみならず側壁にも
イオンビームを照射してイオン注入等の処理を行うこと
も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係るイオン処理装置を
部分的に示す縦断面図である。第２図は、第１図のホル
ダ回りをウェハの搬出入側から見て示す概略図である。 第３図は、第１図のようなイオン処理装置の横断面図で
ある。第４図は、ウェハの一例を示す部分断面図である
。 ２・・・ウェハ、４・・・イオンビーム、６・・・真空
容器、８・・・ホルダ、１２・・・ホルダ傾斜モータ、
２０・・・ホルダ主軸、２２・・・ホルダ支持アーム、
３２・・・ホルダ回転モータ、３５〜３８・・・回転軸
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空容器内でウェハにイオンビームを照射して当
   該ウェハを処理する装置において、真空容器内に収納さ
   れていてウェハを保持可能なホルダと、ホルダを支持す
   る中空のホルダ支持アームと、真空容器を貫通するホル
   ダ主軸であってその中心線がほぼホルダ上のウェハ表面
   の中心点を通っており、かつその真空容器内側にホルダ
   支持アームが取り付けられており、真空容器外側に当該
   ホルダ主軸を回転させる可逆転式のホルダ傾斜駆動源が
   連結されたものと、ホルダ主軸の真空容器外側に支持さ
   れていてホルダを回転させるためのホルダ回転駆動源と
   、ホルダ支持アーム内に収納されていてホルダ回転駆動
   源からの回転運動をホルダに伝達してそれを回転させる
   回転運動伝達機構とを備えることを特徴とするイオン処
   理装置。