KR0156263B1 - 이온주입장치 - Google Patents

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데루오 아사카와
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이노우에 아키라
도오교오 에레구토론 가부시끼 가이샤
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Abstract

이온주입장치는 반도체웨이퍼를 재치하기위하여 회전이 자유로운 유지대와, 이 유지대를 회전시키는 회동구동기구와, 웨이퍼의 유치를 검출하기 위한 검출디바이스를 가지고 있다. 유지대는 웨이퍼를 정전흡착하기위한 흡착부와, 흡착부의 표면보다 아래쪽에 표면과 각각 평행하게 설치된 전극부를 구비하고, 흡착부는 유전체로 형성되고, 전극부는 서로 이간한 복수의 전극을 가지고 있다. 이온주입장치는 또한 전극산에 전압을 인가하는 전원과, 전극간에의 전압의 인가와 정지를 제어하는 제어디바이스와, 웨이퍼에 이온주입하는 이온주입 유니트를 구비하고 있다.

Description

이온주입장치
제1도는 본 발명의 1실시예에 대한 이온주입장치의 개략도.
제2도는 이온주입 유니트의 개략도.
제3도는 웨이퍼 위치검출기의 종단면도.
제4도는 정전체크의 배선도.
제5도는 정전체크의 단면도.
제6도는 반송아암에 설치된 정전체크의 배선도.
제7도는 반송아암의 단면도.
제8도 및 제9도는 반송아암의 박편 프린트트기판을 나타낸 도면.
제10도는 이온주입 장치의 동작을 나타낸 플로우챠트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12 : 진공챔버 14 : 반송아암
16 : 아암 17 : 게이트
18,20 : 로드록실 19a : 대기쪽 게이트
20a : 진공쪽 게이트 22 : 이온주입 유니트
24 : 이온원 장치 26 : 마그네트
28 : 가변슬릿 30 : 가속판
32 : 전자렌즈 34,36 : 주사전극
39 : 위치 맞춤기구 40 : 유지대
42 : 외부실 42a : 관형상부
46 : 실린더부 46a : 에어실린더기구
48 : 승강축부 50 : 벨로우즈
52 : 창 54 : 광학센서 유니트
60 : 기체부 61 : 흡착층
62a~63c : 각전극 64a~64c : 단자
70 : 콘트롤러 72 : 삼상교류배선
74 : 웨이퍼 유지부 77 : 흡착층
82,84,86 : 아암부 88 : 기초대
94 : 풀리 102 : 인터록부
108 : 비교부 110 : 앤드회로
U.V.W : 상 W : 반도체 웨이퍼
본 발명은 이온주입장치에 관한 것으로, 특히 이온주입장칭등에 적용된 웨이퍼의 위치결정장치나 반송장치의 개량에 관한 것이다.
예를들면, 이온주입장치에 있어서, 반도체웨이퍼를 처리하는 경우, 웨이퍼에는 결정의 방향성이 있기 때문에 웨이퍼의 방향(오리엔테이션 플래트의 방향)에 대하여 위치결정을 필요로하고, 또한 웨이퍼를 장치에 확실하게 위치를 맞출필요가 있다.
이 때문에 종래에는 대기중에 설치된 위치결정용 장치의 회전이 자유로운 유지대상에 일단 웨이퍼를 재치하고, 예를들면 진공흡착을 이용하여 웨이퍼를 유지대에 흡착고정한후, 유지대를 회전시켜 웨이퍼의 방향 및 중심위치를 계측함과 동시에 그의 어긋난 부분을 수정하고 다음으로 유지대상의 웨이퍼를 로드록실을 통하여 진공 처리실내의 재치부에 반송하고 있다.
그런데 시스템의 효율화등을 도모하는데에는 웨이퍼의 방향의 계측등을 대기쪽으로 하는대신에 진공분위기 쪽으로 하는 것이 유리하다.
그러나 위치결정장치를 진공분위기내에 설치하는 것은 현실적으로 대단히 곤란하다. 어쨌든 진공분위기내에서는 유지대에 웨이퍼를 유지하도록 진공흡착을 사용할 수가 없으므로 예를들면, 마찰계수가 큰 레버등을 사용하여 스립을 방지하는 방법이 생각된다. 그러나 이 방법에서는 레버의 오염이 웨이퍼에 부착하고, 또 화학적인 오염(contamination)도 문제가 된다. 도한 회전속도 또는 가속도를 크게하면, 웨이퍼가 미끄러져 위치어긋남을 일으키고, 경우에 따라서 탈락파손 할수도 있고, 유지대의 진동이 큰경우에도 동일한 문제가 일어난다. 로드록실과의 사이에서 운송아암에 의하여 웨이퍼를 반송하고 있다.
이 반송아암에 대하여도, 상기 유지대와 동일하게 진공흡착을 사용할 수가 없기 때문에 종래 마찰계수가 큰 레버를 사용하여 슬립을 방지하는 방법 또는 기계적으로 맞닿은 면을 웨이퍼의 주위에 설치하여 웨이퍼의 탈락을 방지하는 방법등이 채택되고 있다.
그러나, 마찰계수가 큰 레버를 사용하는 경우에는 레버의 오염이 부착하게 되고, 이들 재료자체로 부터의 발진이나 화학적인 오염도 문제가 된다. 그리고 운송아암의 가속도나 진동이 크게되면 웨이퍼의 위치 어긋남이 일어나고, 경우에 따라서 탈락의 걱정도 된다.
한편, 반송아암에 기계적인 맞닿은면을 설치한 경우에는 맞닿은 면과 웨이퍼와의 사이에 갭이 생겨 웨이퍼를 이동하고, 이것에 의하며 먼지발생이나 손상의 우려가 있다.
또한 아암의 앞끝단부가 두껍게 되어 좁은 피치로 다수의 웨이퍼를 수납하는 웨이퍼 캐리어등에의 액세스능력이 떨어진다고하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 예를들면 이온주입장치에서 로드록실내나 진공부위기내에 있어서, 웨이퍼의 방향 및 위치 어금남의 계측이나 수정을 하는 웨이퍼 위치결정장치를 개량하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 예를 들면 이온주입장치에서 진공분위기내에 있어서, 웨이퍼등의 피반송물을 개량하는 것이다.
본 발명의 목적은 이하의 반도체웨이퍼의 위치검출에 따라 달성시킨다. 이 반도체 웨이퍼의 위치검출장치는 반도체웨이퍼를 재치하기위하여 회전이 자유로운 유지대와, 이 유지대를 회전시키는 회전구동수단과, 상기 웨이퍼의 위치를 검출하기 위한 검출수단과, 유전체로 형성되고, 상기 유지대에 설치되어 상기 웨이퍼를 정전 흡착하기위한 흡착부와, 서로 이간된 복수의 전극을 가지고 있고, 상기 흡착부의표면보다 아래쪽에 표면과 각각 평행하게 설치된 전극부와, 상기 전극간에 전압을 인가하는 수단과,
상기 전극간에의 전압의 인가와 정지를 제어하는 제어수단을 구비하고 있다.
또한 본 발명의 목적은 이하의 반송장치에 의하여 달성된다. 이 반송장치는 피반송물을 유지하는 유지부와, 유전체로 형성되어 있고, 상기 유지부에 설치되어 피반송물을 정전흡착하는 흡착부와, 서로 이간한 복수의 전극을 가지고 있고, 상기 흡착부의 표면보다 아래쪽에 표면과 각각 평행하게 설치된 전극부와, 상기 전극간에 전압을 인가하는 수단과, 상기 전극간에의 전압의 인가와 정지를 제어하는 제어수단을 구비하고 있다. 이하 도면을 참조하면서 본 발명의 1 실시예에 대하여 설명한다.
제1도는 본 발명에 대한 이온주입장치의 1 실시예를 나타내고 있다. 이 이온주입을 하는 진공챔버(처리실)(12)와, 반송아암(14)가 수용된 아암(16)과, 아암실(16)의 일측에 설치된 웨이퍼 반입용 로드록실(18)과, 이 반대측에 설치된 웨이퍼 반출용의 로드록실(20)으로 구성되어 있다. 그리고, 로드록실(18)에는 대기쪽 게이트(19a)와, 진공쪽 게이트(21a)가 개폐자유롭게 설치되고, 동일하게 로드록실(20)에는 대기쪽 게이트(19b)와, 진공족 게이트(21b)가 개폐자유롭게 설치되어 있다. 또한 게이트실(16)과 진공챔퍼(12)와의 사이에는 진공챔퍼(12)를 개폐하는 게이트(17)가 설치되어 있다. 또한 로드록실(18)에는 후술하는 유지대(40)를 구비한 웨이퍼 위치 맞춤기구(39)와, 광학 센서 유니트(54)가 설치되어 있다.
진공 챔버(12)내의 주입 디스크(도시안됨)에 재치되는 반도체 웨이퍼(W)에 대하여 이온주입을 하는 이온주입유니트(22)는 제2도에 나타낸 바와같이 구성되어있다. 또한 이 이온주입 유니트(22)는 이온원장치(24)에서 이온빔의 조사로에 따라 물질분석용의 마그네트(26), 가변슬릿(28) 및 가속관(30)이 설치되고, 또한 가속관(30)쪽에는 전자렌즈(32), Y방향주사전극(34) 및 X방향 주사전극(36)이 배치되어 있다.
따라서 이온원장치(24)에서 조사된 이온빔은 마그네트(26)를 통과하여 불필요한 불순물의 이온이 제거된후 가속관(30)에서 가속되고, 주사전극(34),(36)에 의하여 소정의 패턴으로 주사된후 패러데이 컵(38)내에 놓여진 반도체 웨이퍼(W)에 조사되어 소정의 이온 주입이 행해진다.
다음에 상기 이온주입장치에 있어 반입쪽 로드록실(18)에 조립된 반도체 웨이퍼의 위치맞춤기구(39)에 대하여 설명한다.
제3도에 나타낸 바와같이, 로드록실(18)에는 회전/승강자재한 웨이퍼의 재치부인 유지대(40)가 배치되어 있다. 그리고, 이 유지대(40)의 회전/승강기구와, 위치계측기구가 설치되어 있다. 즉, 로드록실(18)을 구성하는 외부실(42)는 아래쪽으로 돌출하는 관형상부(42a)내에는 자기 시일을 겸하는 축지지부(44)를 통하여 연직축의 회전에 회전운동가능한 실린더부(46)가 삽입되어 있다. 이 실린더부(46)의 중간에는 실린더부(46)에 대하여 그 중심축에 따라 승강이 자유롭게 승가축부(48)가 삽입되어 통하고, 승강축부(48)의 정점끝단에는 유지대(40)가 장착되어 있다. 그리고, 실린더부(46)와 승강축부(8)은 유지대(40)를 회전시키는 회전축부를 구성하고 있다. 승가축부(48)은 그 내부가 비워있게 형성되고, 외부(대기압 분위기)에 연이어 통하는 연통로를 형성하고, 이 연통로내에는 삼상교류배선(72)이 삽입되어 있다. 이 연통로의 위끝답부에 있어서, 배선(72)의 중심선부분과 후술하는 유지대(40)의 쪽의 단자등이 접속되어 있다. 그리고, 승강축부(48)의 정점끝단부와 유지대(40)의 하면과는 나사등에 의하여 착탈이 자유롭게 서로 부착됨과 동시에 예를들면 O링등의 시일부재에 의하여 기밀하게 시일되고, 또한 승강축부(48)과 실린더부(46)과의 사이에는 승강축부(48)를 둘러 쌓도록 벨로우즈(50)가 설치되고 로드록실(18)내의 기밀을 유지하고 있다. 실린더부(46)의 하부에는 에어실린더 기구(46a)가 설치되고, 이에 의하여 승강축부(48)을 실린더부(46)에 대하여 승강되도록 되어 있다.
한편, 로드록실(18)의 측벽에는 투광부재로 덮여진 창(52)이 형성되고, 창(52)의 바깥족에는 웨이퍼의 주연부를 광학적으로 검출하여 웨이퍼의 오염평면(conataination flat)의 방향 및 중심위치를 계측하기위한 광학 센서 유니트(54)가 배치되어 있다. 이 광학센서 유니트(54)와, 웨이퍼의 주연부의 상하로 배치된 미러(56),(58)와의 사이에 화살표로 나타낸 광로가 형성되어 있다. 제4도 및 제5도에 나타낸 바와 같이 유지대(40)은 예를들면, 유전체인 세라믹으로 형성딘 기체부(60)에 의하여 구성되고, 기체부(60)의 중앙부에 있어서의 표면으로부터 200㎛정도의 깊이 위치에는 120도로 열린 부채형상의 전극(62a),(62b),(62c)가 각각 원을 3등분한 영역으로 서로 이간한 상태로 매설되어 있다.
그리고 이들의 전극에 의하여 웨이퍼의 정전흡착기구가 구성되어 있다. 제4도에 나타낸 바와같이 각전극(62a~63c)에는 각각 단자(64a)~64c)가 설치되어 이들의 단자(64a~64c)는 각각 삼상스위치(66)를 통하여 삼상교류 전원부(68)의 U,V,W 상에 접속되어 있다. 삼상스위치(66)는 예를들면, 이온주입 처리전체를 콘틀롤하는 콘트롤로(70)에 의하여 온,오프 제어되고, 반송아암(14)에 의하여 유지대(40)에 웨이퍼가 재치된때 및 반송아암에 의하여 웨이퍼가 들여올려진 때에 각각 온/오프된다.
제5도에 나타낸 바와같이 단자(64a~64c)는 각각 전극(62a~62c)으로부터 세라믹부분을 통하여 유지대(40)의 이면쪽인 승강축부(48)의 위끝단 중공영역에 노출하고, 이 단자의 노출부분과, 승강축부(48)에 삽입된 3층 교류배선(72)의 중심선부가 접속되어 있다. 또 이 실시예에서는 전극(62a~62c)의 위쪽부분에 위치하는 기체부(60)(유전체)가 흡착층(61)을 구성하고 있다. 이와같이 구성된 웨이퍼 위치맞춤 기구에서는 먼저, 대기쪽 게이트(19a)가 열이고 반송아암(도시안됨)에 의한 로드록실(18)내에 웨이퍼(W)가 반입되면, 승가축부(48)가 에어실린더 기구(46a)의 작동에 의하여 승강하여 유지대(40)가 웨이퍼(W)의 하면에 접촉한다. 그후 유지대(40)는 도면중 일점쇄선으로 나타낸 위치까지 더 상승하여 웨이퍼(W)MF 들어올려 반송아암으로부터 받고, 다음으로 반송아암이 후진한후 도면중 실선으로 나타낸 위치까지 강하 한다.
유지대(40)가 웨이퍼(W)를 받은때에 콘트롤러(70)에 의하여 삼상스위치(66)를 온하여 삼상교류전원(68)의 각상(U,V,W)를 단자(64a~64c)에 연이어 통하면, 각 전극(62a~62c) 사이에는 각각 삼상교류의 삼상전압이 인가되고, 이 삼상전압에 대응하여 흡착층(61)를 통하여 도전체인 웨이퍼에 정전력이 작용하여 웨이퍼 흡착층(61)에 정전흡착시킨다. 여기에서 전극(62a~62c)에는 삼상교류전압이 인가되므로 전극상(62a~62c)사이의 어느쪽에 항상 전압이 인가 된다. 따라서 웨이퍼는 항상정전력이 작용하여 웨이퍼가 유지대에 견고하게 유지되다.
그후 승강축부(48)는 도시되지 아니한 구동기구에 의하여 실린더부(46)와 같이 회전하여 이에 의하여 1회전이상 회전함과 동시에 광학 센서 유니트(54)에 의하여 웨이퍼의 주연을 감시하여 이 감시결과에 따라 콘트롤로(70)에 내장된 도시하지아니한 데이터처리부에 의하여 웨이퍼의 방향(오염평판의 발향) 및 중심위치가 검출된다. 웨이퍼의 검사가 종료되면, 승강축부(48)가 상승하고, 상술한 웨잎를 받은 것은 역의 동작으로 진공처리실 쪽의 반송아암(14)에 주고받기 되지만 이 주고받은때 콘트롤러(70)에 의하여 삼상스위치부(66)를 오프하여 정전흡착을 해결한다. 이 경우 유전체에 인가되어 있는 전압은 교류전압이다. 이 때문에 유전분극이 진행하기 전에 전계의 방향이 변하고, 유전분극이 실질적으로 경미하게 되므로 전압인가를 정지시키면 정전흡착력이 순간적으로 해제된다. 그후 웨이퍼는 반송아암(14)에 의하여 이온주입을 하기 때문에 진공처리실(12)내에 계측된 위치오차분을 수정하여 반송된다.
상기전극(62a~62c)의 단자(64a~64c)와 삼상배선(72)와의 접속부분은 유지대(40)의 이면쪽인 진공분위기의 바깥에 위치하고, 더구나 유지대(40)은 승강축부(48)에 대하여 착탈이 자유롭게 부착되어 있다. 따라서 접속부분에 있어서 진공방전을 일으킬 우려가 없고, 또한 유지대(40)의 교환등의 유지(maintain)가 용이하다.
다음에 상기 로드록실에서 진공처리실에의 웨이퍼의 반송에 사용되는 반송아암에 대하여 설명한다.
제6도에 나타낸 바와같이, 반송아암(14)의 앞끝단부에는 웨이퍼유지부(74)가 설치되어 있다. 제7도에 나타낸바와 같이 웨이퍼의 유지대(14)는 예를 들면, 1~2㎜정도의 두께판상의 세라믹등의 유전체로써 구성되어 있다. 그리고 웨잎유지부(74)는 표면에서 예를들면 200㎛정도의 깊이 위치로 매설되어 있다. 이 실시예에서는 전극(76a~76c)의 위쪽에 위치하는 부분이 흡착층(77)를 구성하고 있다. 전극(76a~76c)에는 각각 단자(78a~78c)가 설치되고, 단자(78a~78c)는 전기적으로는 각각 삼상스위치부(80)를 통하여 삼상교류 전극부(81)의 U,V,W상에 접속되어 있다.
제8도 및 제9도에 나타낸 바와같이 반송아암(14)은 제1내지 제3아암부(82),(84),(86)으로 되는 다관절아암으로 구성되고, 제3아암부(86)은 기초대(88)에 대하여 회전이 자유롭게 부착되어 있다. 또한 기초대(88)과 제아암부(86)와의 접합부에는 기초대(88)에 고정된 고정풀리(90)가 설치됨과 동시에 제1아암부(82)와 제2아암부(84)와의 관절부에는 제1아암부(82)에 고전된 풀리(92)가 설치되어 있다. 또한 제2아암부(84)와 제3아암부(86)과의 사이에는 이들 아암부(84),(86)에 대하여 회전이 자유롭은 회전 풀리(94)가 설치되어 있다.
그리고, 회동풀리(94)는 예를들면 상하2단을 분할하고 서로 운동하는 구조로 하여 삼상교류의 전류로를 되는 예를들면 제1의 플렉시블프린트회로(FPC)(96)의 한쪽끝담 및 다른쪽 끝단을 각각 정플리(92) 및 회동 풀리(94)의 상단족의 부분(94a)에 고정함과 동시에 제2의 FPC(98)의 한쪽끝담 및 다른쪽끝단을 각각 회동풀리(94)의 아래끝단의 부분(94b) 및 고정풀리(90)에 고정하고, 제1의 FPC(96) 및 제2의 FPC(98)의 사이를 회동풀리(94)의 축부내를 통하여 전기적으로 접속한다. 다만, FPC는 분할된 것에 대하여 설명하지만 실제로는 1개의 것을 사용할 수 있다. 그리고 고정풀리(90)쪽의 FPC(98)의 끝단부는 기초대(88)의 축부 중간을 통하여 외부의 삼상스위치부(80)에 접속된다.
한편 제1의 아암(82)에는 한쪽끝단이 FPC(96)에 접속된 삼상 교류배선(100)이 표면에 따라 설치되고, 이 삼상교류배선(100)의 다른 끝단쪽의 중심선은 아암(82)의 이면에 돌출하고 있는 단자(78a~78c)에 접속되어 있다.
이와같이 배선방법에 의하면 반송아암(24)의 전후방향에 웨이퍼(W)를 반솔하는 경우 회동 폴리(94)는 제1의 FPC(96) 및 FPC(98)은 고정풀리(90),(92)에서부터 각각 공통으로 회동풀리(94)에 감아 붙이는 것으로 되고, FPC(96),(98)에 이완이 생기는 것은 아니다.
한편, 이 실시에에서는 반송아암의 본체가 설치되는 아암실내에 기검출부(102)가 설치되어 있고, 예를들면, 이온주입 처리전체를 콘트롤하는 콘트롤러(70)에 부터의 지령과 기압 검출부(102)의 검출결과를 입력조건으로 하는 인ㅌ록부(106)의 출력에 의하여 삼상스위치부(80)의 온,오프제어가 행해진다.
인터록부(80)은 기압검출부(102)의 가압검출값이 소정범위인 때에 예를들면, 논리「0」의록(lock)지령을 출력하는 비교부(108)와, 이 비교부(108)부터의 지령과 콘트롤러(70)으로 부터의 지령을 입력조건으로 하는 앤드회로(110)로써 구성되어 있다. 이 처리는 물론 소프트웨어에 의하여 하는것도 가능하다.
여기서 상술한 기압검출값은 「소정범위」로는 진공방전을 일으키는 영역이고, 이 실시예에서는 삼상교류배선(100)의 중심선과 단자(78a~78c)의 접속부가 진공분위기내에 노출하고 있기 때문에 이 접속부가 진공방전을 일으키는 영역을 미리 찾아내두고, 인터록의 걸린 기압범위로서 설정하여두면 좋다. 즉, 단자(78a~78c)사이에 예를들면, 2KV의 교류전압을 인가하는 경우 대기압중에서는 이들의 단자 사이에서 방전하지 않도록 충분한 간격을 확보할 수 있으나, 진공흡인에 이하여 어느 기압을 통과하는 사이는 매우 진공방출을 일으키기 쉽게 되고, 일반적으로 전극사이의 갭으로는 방지되지 않는다. 또한 진공흡인을 하여 어느 기압이하로 되면 진공방전이 일어날 수 없게 된다. 이와같이 기압의 범위는 인가전압의 크기등에 의하여 변화하기 때문에 실제적으로 사용하는 조건하에서 방전영역을 측정하여 두고, 이들의 범위내에서 인터록이 기능하도록 비교부(108)를 조정하면 좋다. 이와같이 구성된 반송장치에서는 반송아암(14)이 이온주입장치의 로드록실(18)내에 웨이퍼를 얻는때 제7도에 나타낸 바와같이 웨이퍼 유지부(74)상에서 웨이퍼(W)가 놓여지면, 콘트롤러(70)에서 삼상스위치부(80)의 온지령이 출력된다.
한편 기압검출부(102)에서의 기압검출값이 설정점위외로 있다면, 비교부(108)의출력으로 논리「1」의 신호가 출력되고, 이 결과 인터록이 작용하는 일 없이 콘트롤러(70)에서의 온 지령이 삼상스위치부(80)에 가해져 삼상스위치부(80)가 온상태로된다. 이 결과 전원부(81)에서 전극(76a~76c)사이에 각각 삼상교류의 상간전압이 인가된다. 이에 따라 웨이퍼(W)가 흡착층(77)에 정전흡착된다. 여기서 전극(76a76c)사이의 어느쪽에 항상 전압이 인가되어 있고, 웨이퍼(W)에는 항상 정전 흡착력이 작용하여 웨이퍼(W)가 유지부(74)에 강하게 고정 유지된다.
그후 제8도에 나타낸바와같이 기초대(88)의 회전과 아암부(82~86)에 의한 유지부(74)의 직선이동과의 조합에 의하여 웨이퍼가 진공처리실(12)내에 있는 주입 디스크(도시안됨)상의 소정위치에 반송되고, 웨이퍼의 주고받은 때에는 콘트롤러(70)에 의한 삼상스위치부(80)를 오프하여 정전흡착이 해제된다. 이 실시예에 있어서 유도체에 인가되는 전압은 교류전압으로 되고, 이때문에 유전분극이 진행하기전에 전계의 방향이 변하고, 유도분극이 경미하게 되므로 전압인가를 정지하면 정전흡착력은 순간적으로 해제된다.
또 전극(76a~76c)의 단자(78a~78c)와 삼층교류배선(100)의 중심선과의 접속부를 진공분위기에 노출하는 구조로 하는 경우, 인터록부(106)를 설치할 수 없고, 진공방전을 일으키는 가압범위내에는 반송아암을 사용하지 않도록하여도 좋으나, 단락을 확실하게 방지하기위해서는 인터록부(106)를 설계하는것이 바람직하다.
다음에 본 발명의 이온 주입전체의 동작에 대하여 설명한다. 또한, 제10도의 플로우챠트는 반도체 웨이퍼를 반입쪽 로드록실에 반송하는 공정에서 반도체웨이퍼에 대하여 이온주입을 개시하는 공정까지를 나타내고 있다.
제10도에 나타낸 바와같이 먼저, 스텝1(S1)에 있어서, 웨이퍼(W)를 대기중의 운송아암에 의하여 로드록실(18)에 반입하여 유지대(40)사에 실어서 이송한다. 그리고, 스텝2(S2)에 있어서 유지대(40)의 체크를 온하고 그후 스텝3(S3)에서 대기쪽 게이트(19a)를 닫는다. 다음에 스텝4(S4)에 있어서 로드록실(18)내를 감압하면 동시에 웨이퍼의 오리엔테이션 플래트위치와 중심위치를 검출하여 웨이퍼의 얼라인멘트를 행한다. 로드록실(18)내의 감압과 웨이퍼의 얼라인먼트가 같이 완료되면 스텝5(S5)에 이동하여 진공족게이트(21a)가 열린다. 그후 반송아암(14)이 기동하여 스텝6(S6)에 있어서 반송아암(14)이 신장하여 아암의 유지부(74)상에 웨이퍼(W)를 얹고 스텝7(S7)에서 아암체크가 온하여 유지대(40)의 체크가 오프한다.
이와같이 웨이퍼(W)의 수취가 완료하면 스텝8(S8)에 이동하여 반송아암(14)이 축소되어 스텝9(S9)에서 반송아암본체(88)가 회전한다. 그리고, 스텝10(S10)에서 처리실 게이트(17)기 열리어 스텝11(S11)에서 웨이퍼(W)를 진공처리실(12)내에 반송하여 주이비스크상에 실어 이송한다. 웨이퍼의 재치가 완료하면 스텝12(S12)에 이동하여 처리실 게이트(17)이 닫히고, 스텝 13(S13)에서 이온주입이 개시된다.
제2도에 나타낸 이온주입 유니트에 의하여 반도체웨이퍼에 대하여 이온주입이 완료하면, 처리실 게이트(17) 및 반송용의 진공쪽게이트(21)이 열리어 반송아암(14)에 의하여 웨이퍼(W)가 진공처리실(12)내로부터 꺼내어 반출족의 로드록실(20)내에 반송된다. 로드록실(20)내에 웨이퍼(W)가 반입되면 진공실쪽족게이트(21b)가 닫히고 로드록실(20)내에 대기가 도입된다. 그리고 로드록실(20)내가 대기압으로 되면 대기쪽게이트(19b)가 열리고, 도시되지않은 외부의 반송아암에 의하여 로드록실(20)내의 웨이퍼(W)가 반출된다.
이상에서와 같은 공정을 반복함에 의하여 반도체웨이퍼의 이온주입이 연속하여 실행된다.
본 발명의 이온주입장치에 있어서 상기 실시예에서는 웨이퍼 위치 맞춤기구가 로드록실내에 조립되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 처리실내에 배치될수도 있다. 또한 웨이퍼위치맞춤기구의 전기적 접속부분을 대기중에 설치하는 대신에 진공분위기 내에 노출시키고 진공방전을 일으키는 압력범위내에서는 정전 흡착부의 전극에의 전압인가를 정지하는 인터록부를 설치하여도 좋다.
또한, 웨이퍼의 위치맞춤기구에 있어서의 흡착층과 전극과의 위치관계에 대하여 전극을 흡착층에 매설하는 것이 제조상 간편하지만, 정전력으로 웨이퍼를 유지대에 흡착할 수가 있는 구조이면, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 이온주입장치에 설치된 반송아암에 있어서는 아암내에 외부에 연이어 통하는 연통로를 형성하고, 이중에 삼상교류배선을 통함과 동시에 전극 아래쪽에 연통로의 끝단위치에 상당하는 중공영역을 형성하고, 이 중공영역내에서 단자와 배선을 접속하면, 접속부는 대기중에 위치 함으로 인터록부를 설치하지 않아도 단락을 방지할 수가 있다.
또한 반송아암의 전기접속부를 완전하게 모울드하여 진공분위기에서 차단하면, 사용공간의 기압에 관계없이 적용되지만 메인터넌스성이 손상된다. 여기서 전기접속부를 진공중에 노출시키거나 또는 대기에 연이어 통하는 중공영역내에 배설하고, 또한 웨이퍼 유지부를 아암부에 대하여 착탈이 자유롭게 부착하면, 웨이퍼유지부의 교환의 메인터넌스를 용이하게 할 수가 있다.
본 발명에서는 전극간에 직류전압을 인가하여도 좋고, 이 경우 전압을 정지한후 유전분극의 정도에 따라서 웨이퍼 유지의 해결에 약간 시간이 걸리지만 처리 또는 반송에 여유있는 시스템에 대하여는 적응할 수가 있다. 또한 전극간에 교류전압을 인가하는 경우 1쌍의 전극간에 단상교류를 인가하도록 하여도 좋고, 또는 2개 1조의 전극을 설치하여 서로 위상의 어긋난 단상교류전압을 각조의 전극에 인가하도록하여도 좋다.
본 발명은 플레시블한 기판부에 전극을 내장한 플렉시블한 유도체막을 이탈이 자유롭게 점착하여 웨이퍼의 휘어짐을 흡수할수 있는 유지대 또는 웨이퍼 유지부를 채용할수도 있다.
본 발명에 대한 웨이퍼 위치 맞춤기구나 반송아암은 진공분위기에 한정되지않고 대기중에서 사용하는 장치에도 적용할 수 있다.

Claims (12)

  1. 반도체웨이퍼를 재치하기위하여 회전이 자유로운 유지대와, 이 유지대를 회전시키는 회전구동수단과, 상기 웨이퍼의 위치를 검출하기 위한 검출수단과, 유전체로 형성되고, 상기 유지대에 설치되어 상기 웨이퍼를 정접흡착하기위한 흡착부와, 서로 이간된 복수의 전극을 가지고 있고, 상기 흡착부의 표면보다 아래쪽에 표면과 각각 평행하게 설치된 전극부와, 상기 전극간에 전압을 인가하는 수단과, 상기 전극간에의 전압의 인가와 정지를 제어하는 제어수단과, 상기 웨이퍼에 이온을 주입하기위한 수단과, 로 구성된 이온주입장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전극부는 적어도 3개의 전극을 가지고, 상기 전압인가수단은 상기 어느쪽인가의 전극간에 항상 전압을 인가하는 수단을 구비하고 있는 이온주입장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전압인가수단은 삼상교류전압을 포함하고 있는 이온주입장치.
  4. 반도체웨이퍼를 재치하기위하여 회전이 자유로운 유지대와, 이 유지대를 회전시키는 회전구동수단과, 상기 웨이퍼의 위치를 검출하기위한 검출수단과, 유전체를 형성되어 있고, 상기 유지대에 설치되어 상기 웨이퍼를 정전흡착 시키기위한 흡착부와, 서로 이간한 복수개의 전극을 가지고 있고, 상기 흡착부의 표면보다 아래쪽에 평면과 각각 평행하게 설치된 전극부와, 상기 전극간에 전압을 인가하는 수단과, 상기 전극간에의 전압의 인가와 전지를 제어하는 제어수단과, 로 구성된 반도체 웨이퍼의 위치검출장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전극부는 적어도 3개의 전극을 가지고, 상기 전압인가수단은 상기 어느쪽인가의 전극사이에 항상 전압을 인가하는 수단을 구비하고 있는 반도체 웨이퍼의 위치검출장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 전압 인가수단은 삼상교류전원을 포함하고있는 반도체 웨이퍼의 위치검출장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 유지대를 내부에 수용하여 내부를 진공흡입하는 쳄버와, 상기 유지대의 중앙에 부착된 회전부재와, 상기 전극부와 상기 전압인가수단를 접속하는 전선를 더 구비하여 구성되고, 상기 회전축부는 상기 쳄버내의 진공분위기에 대하여 시일되고, 외기에 연이어 통하는 공간을 가지며, 이 공간내에서 상기 전극부와 상기 전선이 접속되어있는 반도체 웨이퍼의 위치검출장치.
  8. 피반송물을 유지하는 유지부와, 유전체로 형성되어 있고, 유지부에 설치되어 피반송물을 정전흡착하는 흡착부와, 서로 이간한 복수의 전극을 가지고 있고, 상기 흡착부의 표면보다 아래쪽에 표면과 각각 평행하게 설치된 전극부와, 상기 전극간에 전압을 인가하는 수단과, 상기 전극간에의 전압의 인가와 정지를 제어하는 수단과, 로 구성된 방송장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 전극부는 적어도 3개의 전극을 가지며, 상기 전압인가 수단은 상기 어느쪽인가의 전극간에 항상 전압을 인가하는 수단을 구비하고 있는 반송장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전압인가수단은 삼상교류전원을 포함하고 있는 반송장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 유지부를 내용에 수용하여 내부를 진공흡입하는 챔버와, 상기 챔버내의 기압을 검출하는 기압검출수단과, 상기 기압이 소정의 범위내에 있을때에 상기 전극간에의 전압의 인가를 금지하는 인터록수단과,를 더 구비하고 있는 반송장치.
  12. 반도체웨이퍼를 로드록실내에 운송하고, 상기 로드록실내를 감압하면서 상기 웨이퍼의 위치어긋남을 수정하고, 위치의 수정이 완료한후 상기 웨이퍼를 처리실에 반송하고, 상기 웨이퍼에 이온주입을 하는 반도체 웨이퍼의 이온 주입방법.
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