イオン注入装置
【課題】半導体ウェーハとチャックピンとの接触に起因するパーティクルの発生を抑制する。
【解決手段】本発明のイオン注入装置のチャック機構は、支持盤の半導体ウェーハ２８が載置される面の反対側の面に、回転体の中心と半導体ウェーハの中心を結ぶ線（対称軸４０）に軸対称に起立して設けられた支軸４２と、支軸回りに回動可能かつ一端部が半導体ウェーハの内周側の周縁部より外側へ突出して設けられたリンク部材４４と、リンク部材の一端部から半導体ウェーハの方向に起立して設けられたチャックピン４６と、リンク部材を時計回りに回動させるチャックバネ４８を備えている。リンク部材は、チャックバネによる回動を妨げる方向に回転体の回転に伴う遠心力を働かせるカウンタウェイト５２が着脱可能になっており、カウンタウェイトの重量を異ならせてこの遠心力を調整可能になっている。
【解決手段】本発明のイオン注入装置のチャック機構は、支持盤の半導体ウェーハ２８が載置される面の反対側の面に、回転体の中心と半導体ウェーハの中心を結ぶ線（対称軸４０）に軸対称に起立して設けられた支軸４２と、支軸回りに回動可能かつ一端部が半導体ウェーハの内周側の周縁部より外側へ突出して設けられたリンク部材４４と、リンク部材の一端部から半導体ウェーハの方向に起立して設けられたチャックピン４６と、リンク部材を時計回りに回動させるチャックバネ４８を備えている。リンク部材は、チャックバネによる回動を妨げる方向に回転体の回転に伴う遠心力を働かせるカウンタウェイト５２が着脱可能になっており、カウンタウェイトの重量を異ならせてこの遠心力を調整可能になっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン注入装置に係り、特に、シリコンなどの半導体ウェーハにイオンを注入するイオン注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などの集積回路の高速・低消費電力化を図るために、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェーハが用いられている。ＳＯＩウェーハは、シリコン支持体と表面シリコン層との間に酸化膜からなる絶縁層が埋め込まれて構成される。
【０００３】
このようなＳＯＩウェーハの製造方法の１つとして、シリコンウェーハに例えば酸素イオンを注入した後熱処理を行い、酸化膜からなる絶縁層つまりＢＯＸ（Ｂｕｒｉｅｄ Ｏｘｉｄｅ）層を形成するＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｙ ＩＭｐｌａｎｔｅｄ ＯＸｙｇｅｎ）法と称される方法が用いられている。
【０００４】
特許文献１に記載されているように、ＳＩＭＯＸウェーハの製造においては、回転台に設けられた複数の支持盤上にそれぞれシリコンウェーハを載置し、回転台を回転させてシリコンウェーハを旋回させながら酸素イオンを注入することにより一括でバッチ処理することが知られている。
【０００５】
より具体的には、ＳＩＭＯＸウェーハのイオン注入装置は、回転体と、回転体の回転軸回りに放射状に延在された複数のアームと、各アームの先端に設けられた支持盤と、旋回するシリコンウェーハにイオンを注入する注入手段などから構成される。
【０００６】
イオン注入時には、複数の支持盤が盤面を回転軸にほぼ直交する方向に向けられた状態で旋回されるので、支持盤上に載置されたシリコンウェーハに遠心力が働く。この遠心力によりシリコンウェーハが外に飛び出さないように、各支持盤には、載置されたシリコンウェーハの回転体の回転軸から遠い側の周縁部に当接するようにストッパが設けられている。
【０００７】
また、各支持盤は回転軸のほうに盤面を向けるように傾けられ、遠心力の分力を盤面で受けるように構成されているか、ウェーハの数ヶ所をチャックして固定する方式を採用している。さらに、ウェーハの数ヶ所をチャックして固定する方式では、シリコンウェーハを支持盤に保持する機構として、シリコンウェーハの回転体の回転軸から近い側の周縁部にチャックピンを当接させてシリコンウェーハをストッパに押し付けて固定している。
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−５９２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１に記載された装置は、シリコンウェーハと保持機構との接触、特にシリコンウェーハとチャックピンとの接触に起因して生じる摩耗粒子（パーティクル）による弊害について配慮されていない。
【００１０】
すなわち、イオン注入時にシリコンウェーハをしっかりと保持するという観点からすればチャックピンをウェーハに強く押し付けるのが望ましいが、チャックピンとウェーハとの接触力が強くなればなるほど接触摩擦が大きくなりシリコンウェーハが傷付くとともにパーティクルが発生するおそれがある。その一方で、チャックピンによる押し付け力が弱くなりすぎるとシリコンウェーハが振動してチャックピンとこすれることによりパーティクルが大量に発生するおそれがある。
【００１１】
パーティクルが発生すると、例えばシリコンウェーハのイオン注入面に付着して、シリコンウェーハに対する均一なイオン注入が阻害されるおそれがあるなど、シリコンウェーハの品質維持の面から好ましくない。
【００１２】
そこで、本発明は、半導体ウェーハとチャックピンとの接触に起因するパーティクルの発生を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のイオン注入装置は、回転駆動機構により回転される回転体と、この回転体の回転軸回りに放射状に延在された複数のアームと、この各アームに設けられた半導体ウェーハの支持盤と、この各支持盤に載置された半導体ウェーハの回転軸から遠い側の周縁部に当接するように設けられたストッパと、半導体ウェーハをストッパに押し付けて固定するチャック機構と、各支持盤に固定された状態で回転駆動機構により回転される半導体ウェーハにイオンを注入するイオン注入手段とを含んで構成される。
【００１４】
チャック機構は、各支持盤の半導体ウェーハが載置される面の反対側の面に、回転体の中心と半導体ウェーハの中心を結ぶ線に軸対称に起立して設けられた一対の支軸と、この支軸回りに回動可能かつ一端部が半導体ウェーハの回転体の回転軸に近い側の周縁部より外側へ突出して設けられたリンク部材と、このリンク部材の一端部から半導体ウェーハの方向に起立して設けられたチャックピンと、チャックピンが半導体ウェーハの回転体の回転軸に近い側の周縁部に当接する方向にリンク部材を回動させる力を付与するチャックバネとを備えて構成される。
【００１５】
特に、上記課題を解決するため、リンク部材は、チャックバネによるリンク部材の回動を妨げる方向に回転体の回転に伴う遠心力を働かせるカウンタウェイトを着脱可能になっており、かつこのカウンタウェイトの重量を異ならせてリンク部材の回動を妨げる方向に働く遠心力を調整可能になっていることを特徴としている。特に、半導体ウェーハのパーティクルの発生量が最少となるようにカウンタウェイトの重量を異ならせてリンク部材の回動を妨げる方向に働く遠心力を調整するのが好ましい。
【００１６】
これによれば、イオン注入時に半導体ウェーハを確実に固定し、かつ最もパーティクルの発生が抑制されるようにチャックピンの半導体ウェーハに対する接触力をカウンタウェイトの重量を異ならせて調整することができる。したがって、本発明によれば半導体ウェーハとチャックピンとの接触に起因するパーティクルの発生を抑制することができる。
【００１７】
カウンタウェイトの調整は、例えば重量の異なる複数種類のカウンタウェイトを着脱可能にすることなどにより行なうことができる。また、半導体ウェーハの確実な固定とパーティクルの抑制という２つの観点からの最も適切な接触力は、例えば使用する半導体ウェーハの種類などによって様々に異なる場合もあるが、本発明によれば、半導体ウェーハの種類に応じてチャックピンの半導体ウェーハに対する接触力を調整可能なので、半導体ウェーハとチャックピンとの接触に起因するパーティクルの発生を抑制することができる。
【００１８】
本発明において、チャックピンを、柱状に形成するとともに柱軸に沿って順次縮径した後拡径させたくびれ部を形成し、このくびれ部を半導体ウェーハの回転体の回転軸に近い側の周縁部と当接させることができる。
【００１９】
この場合、くびれ部が半導体ウェーハに強く接触しすぎるとパーティクルの発生量は増える一方、くびれ部の接触力が弱くなりすぎると、半導体ウェーハの周縁部がチャックピンのくびれ部を形成する上下のスロープ部分の間に隙間を有して挟まれ、イオン注入時に半導体ウェーハの周縁部が上下のスロープ部に振動しながら接触してこすれてパーティクルの発生量が増加する。したがって、チャックピンのくびれ部を半導体ウェーハに当接させて固定する場合、チャックピンの半導体ウェーハに対する接触力が最適になるように調整して、半導体ウェーハとチャックピンとの接触に起因するパーティクルの発生を抑制することが望ましい。また、くびれ部を形成する下側のスロープ部に、半導体ウェーハにかかる遠心力の分力を受ける平坦面を設けてもよい。
【００２０】
また、回転体とアームからなる回転台を揺動させる揺動機構を備えており、半導体ウェーハが、揺動機構により揺動され、かつ回転駆動機構により回転されながらイオン注入手段によりイオンを注入されるイオン注入装置に適用するのが好ましい。
【００２１】
つまり、イオン注入手段を固定させ、半導体ウェーハを揺動させてスキャンし、かつ回転させながらイオンを注入する装置の場合、イオン注入手段自体を移動させてスキャンする装置に比べて、一般的に回転体の回転速度が速くなるため、半導体ウェーハと保持機構との間に発生する摩擦が大きくなる場合がありパーティクルによる弊害が生じ易い。したがって、このようなイオン注入装置に本発明を適用するのが特に好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、半導体ウェーハとチャックピンとの接触に起因するパーティクルの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を適用してなるイオン注入装置の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一機能部品については同一符号を付して重複説明を省略する。図１は、本実施形態のイオン注入装置の全体概略構成の側面図である。図２は、本実施形態のイオン注入装置の全体概略構成の正面図であり、イオン注入時の半導体ウェーハの動作状態を説明するものである。
【００２４】
図１に示すように、イオン注入装置１０は、イオン源１２と質量分離器１４などを含んで構成されるイオン注入手段と、処理対象物としてイオンが注入される例えばシリコンなどの半導体ウェーハが収納される処理室１６とを備えて構成されている。イオン注入手段は、例えば酸素などのイオンを処理対象物に注入する。
【００２５】
イオン源１２は、図示していない真空排気されたパイプを介して質量分離器１４と連結されており、マイクロ波を用いて例えば酸素イオンによるイオンビーム１７を生成し、生成したイオンビーム１７を質量分離器１４側へ出射するようになっている。質量分離器１４は、図示していない真空排気されたパイプを介して処理室１６と接続されており、イオン源１２からのイオンビーム１７に対して電磁力を与えてイオンビーム１７をほぼ９０度偏向させるとともに、イオンビーム１７の中から必要な質量を有するイオン種、例えば酸素イオンのみを分離して取り出し処理室１６内に入射するようになっている。
【００２６】
処理室１６内には、回転駆動機構としてのモータ１８と、モータ１８を収容するモータボックス２０と、モータ１８により回転される回転軸２２と、回転軸２２に嵌合された回転体２４と、回転体２４の回転軸２２回りに放射状に延在された複数のアーム２６と、各アーム２６の先端部に設けられた半導体ウェーハ２８の支持盤３０とが収納されている。
【００２７】
また、モータボックス２０に連結された揺動アーム３２を介してモータ１８、回転体２４、アーム２６、及び支持盤３０などを処理室１６内で振り子状に揺動させる揺動機構３４が、処理室１６の天面上に設けられている。
【００２８】
図２に示すように、本実施形態のイオン注入装置は、揺動機構３４により図示矢印Ａのように半導体ウェーハ２８を振り子状に揺動し、かつモータ１８により回転軸２２を中心に図示矢印Ｂのように回転しながら、イオン注入手段によりイオンを注入するものである。
【００２９】
また、図１に示すように、本実施形態のイオン注入装置１０では、イオン注入時には、支持盤３０は、盤面が回転軸２２にほぼ直交する方向に向けられた状態で回転されるので、支持盤３０上に載置された半導体ウェーハ２８に遠心力が働く。この遠心力により半導体ウェーハ２８が外に飛び出さないように、各支持盤３０は回転軸２２のほうに盤面を向けるようにわずかに傾けられており、遠心力の分力を盤面で受けるように構成されている。
【００３０】
しかし、イオン注入の制約上、支持盤３０の傾きをあまり大きくできない。そこで、本実施形態のイオン注入装置１０では、載置された半導体ウェーハ２８を保持する保持機構が各支持盤３０に設けられている。
【００３１】
図３は、半導体ウェーハ２８の支持盤３０への保持機構の概略構成を示す斜視図である。図３に示すように、支持盤３０には、半導体ウェーハ２８の回転体２４の回転軸２２から遠い側の周縁部に当接するようにストッパ３６が設けられている。また、支持盤３０の半導体ウェーハ２８が載置される面の反対側には、半導体ウェーハ２８をストッパ３６に押し付けて固定するチャック機構３８が設けられている。チャック機構３８は、図３に示す破線矢印方向に回動することにより半導体ウェーハ２８をストッパ３６に押し付けるようになっている。
【００３２】
ストッパ３６及びチャック機構３８を用いて半導体ウェーハ２８を支持盤へ固定してイオン注入が行なわれる。イオン注入時に、半導体ウェーハ２８からストッパ３６を介して電流が流れて半導体ウェーハ２８のストッパ３６との当接部から放熱することにより、当接部は他の部分より温度が下がって温度ムラが生じ、ＳＯＩ膜の膜厚ムラが生じる場合がある。このため、ストッパ３６の例えば半導体ウェーハ２８との当接面と反対側の面にヒータを設けて、ストッパ３６を局所的に加熱することにより温度ムラを抑制し、ＳＯＩ膜の膜厚ムラを抑制するよう構成することができる。
【００３３】
図４は、支持盤３０の半導体ウェーハ２８が載置される面の反対側から見たチャック機構の構成を示す平面図であり、（イ）はアンチャック状態を、（ロ）はチャック状態を示している。なお、図４では、説明の便宜上、チャック機構３８と半導体ウェーハ２８の位置関係のみを図示し、チャック機構３８と半導体ウェーハ２８の間に存在する支持盤３０を省略している。また、左右対称のチャック機構３８のうち一方のみを図示しているが、回転体２４の中心と半導体ウェーハ２８の中心を結ぶ線を対称軸４０とした場合に、この対称軸４０に軸対称に同様の構成が一対に配置される。また、図４における紙面上側は回転体２４の中心方向を示している。
【００３４】
図３及び図４に示すように、チャック機構は、支持盤３０の半導体ウェーハが載置される面の反対側の面に、回転体２４の中心と半導体ウェーハ２８の中心を結ぶ線（対称軸４０）に軸対称に起立して設けられた支軸４２と、支軸４２回りに回動可能かつ一端部が半導体ウェーハ２８の回転体２４の回転軸２２に近い側の周縁部より外側へ突出して設けられたリンク部材４４と、リンク部材４４の一端部から半導体ウェーハ２８の方向に起立して設けられたチャックピン４６と、チャックピン４６が半導体ウェーハ２８の回転体の回転軸に近い側の周縁部に当接する方向にリンク部材４４を回動させる力を付与するチャックバネ４８を備えて構成されている。
【００３５】
リンク部材４４は、支軸４２からチャックピン４６が起立して設けられる一端部の方向へ直線に形成される一方、支軸４２から他端部へは対称軸４０から離れる方向に折れ曲がって形成されている。チャックバネ４８の一端はリンク部材４４の他端部に連結されており、チャックバネ４８の他端は支持盤３０の半導体ウェーハが載置される面の反対側の面に起立して設けられたバネ固定軸４９に連結されている。
【００３６】
図４（イ）に示すように、アンチャック時には、チャックバネ４８によってリンク部材４４を支軸４２回りに時計方向に回動させる力（図４における実線矢印で示すようにチャックピン４６が半導体ウェーハ２８の回転体の回転軸に近い側の周縁部に当接させる力）が付与されているが、にこのチャックバネ４８による力を図示していないアンチャック機構により制限している。このため、半導体ウェーハ２８とチャックピン４６とが非接触となりアンチャック状態となる。
【００３７】
一方、図４（ロ）に示すように、チャック時には、アンチャック機構によるチャックバネ４８による付与力の制限が解除され、リンク部材４４はチャックバネ４８により支軸４２回りに時計回りに回動する。これによりチャックピン４６は半導体ウェーハ２８の回転体の回転軸に近い側の周縁部に当接する方向（図４における実線矢印方向）に回動して半導体ウェーハ２８に当接する。
【００３８】
図５（イ），（ロ）は、チャックピン４６の構成を模式的に示す縦断面図である。図５（イ），（ロ）は半導体ウェーハ２８のチャック時の状態を示している。図５（イ）に示すように、チャックピン４６は、柱状に形成されており、かつ柱軸に沿って順次縮径させて形成したスロープ部４６ａとこれに連続して順次拡径させて形成したスロープ部４６ｂによりくびれ部４６ｃを有して形成されている。くびれ部４６ｃが半導体ウェーハ２８の回転体２４の回転軸２２に近い側の周縁部と当接するようになっている。アンチャック時には、チャックピン４６が図面左側へ移動し、半導体ウェーハ２８はスロープ部４６ａをすべって裏面ピン５０に保持されるようになっている。また、図５（ロ）に示すように、順次縮径するスロープ部４６ａに連続して柱軸に向かって水平に延在する平坦部４６ｄを設け、平坦部４６ｄから円弧状に順次拡径させてスロープ部４６ｂを形成することによりくびれ部４６ｃを形成し、平坦部４６ｄで半導体ウェーハ２８にかかる遠心力の分力を受けるようにすることもできる。
【００３９】
ところで、このような半導体ウェーハの保持機構を有する従来のイオン注入装置においては、半導体ウェーハと保持機構との接触、特に半導体ウェーハ２８とチャックピン４６との接触に起因して生じるパーティクルによる弊害について配慮されていない。
【００４０】
すなわち、イオン注入時に半導体ウェーハ２８をしっかりと保持するという観点からすればチャックピン４６のくびれ部４６ｃをウェーハに強く押し付けるのが望ましい。しかしチャックピン４６とウェーハとの接触力が強くなればなるほど接触摩擦が大きくなりシリコンウェーハが傷付くとともにパーティクルが発生するおそれがある。一方、チャックピン４６による押し付け力が弱くなりすぎると、半導体ウェーハ２８の周縁部がチャックピン４６のくびれ部４６ｃを形成する上下のスロープ部４６ａ，４６ｂ間に隙間を有して挟まれることとなる。すると、イオン注入時に半導体ウェーハ２８の周縁部が上下のスロープ部４６ａ，４６ｂに振動しながら接触してこすれてパーティクルの発生量が増加する場合がある。
【００４１】
パーティクルが発生すると、例えば半導体ウェーハ２８のイオン注入面に付着して、半導体ウェーハ２８に対する均一なイオン注入が阻害されるおそれがあるなど、半導体ウェーハ２８の品質維持の面から好ましくない。
【００４２】
したがって、チャックピン４６のくびれ部４６ｃを半導体ウェーハ２８に当接させて固定する場合、チャックピン４６の半導体ウェーハ２８に対する接触力が最適になるように調整して、半導体ウェーハ２８とチャックピン４６との接触に起因するパーティクルの発生を抑制することが望ましい。
【００４３】
そこで、本実施形態のイオン注入装置１０は、半導体ウェーハ２８とチャックピン４６との接触に起因するパーティクルの発生を抑制すべく、図４に示すように、リンク部材４４に、チャックバネ４８によるリンク部材４４の回動を妨げる方向に回転体２４の回転に伴う遠心力を働かせるカウンタウェイト５２が設けられている。このカウンタウェイト５２はリンク部材４４に対して着脱可能になっている。また、例えば重量の異なる複数種類のカウンタウェイト５２を交換可能にすることによりカウンタウェイト５２の重量を異ならせてリンク部材４４のチャックバネ４８による回動を妨げる方向に働く遠心力を調整可能になっている。
【００４４】
カウンタウェイト５２によるリンク部材４４の回動を妨げる方向に働く遠心力を調整について図４（ロ）を用いて説明する。図４（ロ）に示すようなチャック状態においてモータ１８により回転体２４が回転されると、カウンタウェイト５２には破線矢印で示す方向に遠心力が作用する。この遠心力はリンク部材４４を支軸４２中心に反時計回りに回動させる。言い換えれば、この遠心力はチャックピン４６の半導体ウェーハ２８への接触力を低減させてチャック状態からアンチャック状態へ近づける作用を持つ。また、この遠心力はカウンタウェイト５２の重量に応じて変化するものであるので、カウンタウェイト５２の重量を異ならせることによりリンク部材４４のチャックバネ４８による回動を妨げる方向に働く遠心力を調整することができる。
【００４５】
図６は、リンク部材４４に取り付けるカウンタウェイト５２の重量と、チャックピン４６による半導体ウェーハ２８のチャック力と、パーティクル発生数との関係を示す図である。図６において、横軸がカウンタウェイトの重量（ｇ）、左側の縦軸がチャックピン４６による半導体ウェーハ２８のチャック力（ｇ・ｃｍ）、右側の縦軸が０．２μｍ以上のパーティクルの発生数を示している。カウンタウェイトの重量とチャック力との関係を図６のラインａで示し、カウンタウェイトの重量とパーティクルの発生数との関係を図６のラインｂで示している。
【００４６】
ラインａに示すように、カウンタウェイト５２の重量が大きくなるにしたがってチャック力は約６０００ｇ・ｃｍから減少していく。言い換えればカウンタウェイト５２の重量とチャック力はほぼ比例関係になっている。これに対して、ラインｂに示すように、カウンタウェイト５２の重量とパーティクル発生数との関係は、カウンタウェイト５２の重量が０ｇから１００ｇ付近の間では、カウンタウェイトの重量の増加にともなってパーティクルの発生数が約３７０から約２００へとほぼ比例的に減少している。カウンタウェイト５２の重量が１００ｇ付近より大きくなると、カウンタウェイトの重量の増加にともなってパーティクルの発生数が約２５０まで増加している。
【００４７】
また、カウンタウェイト５２の重力が約１１０ｇのときにチャック力がほぼ０（ｇ・ｃｍ）になっていることから、カウンタウェイト５２の重量が約１１０ｇより小さいときはチャック状態、約１１０ｇより大きいときはアンチャック状態になっていることがわかる。すなわち、この場合、半導体ウェーハ２８の確実な固定とパーティクルの抑制という２つの観点からのカウンタウェイト５２の最も適切な重量は１００ｇ付近ということがわかる。言い換えれば、チャックピン４６の半導体ウェーハ２８に対する最も適切な接触力を求めることができる。半導体ウェーハ２８は種類によって硬度などパーティクル発生に関連する性質が異なる場合があるが、カウンタウェイト５２の最も適切な重量は使用する半導体ウェーハ２８の種類などに応じてあらかじめ実験等により求めておくことができる。
【００４８】
以上、本実施形態によれば、イオン注入時に半導体ウェーハ２８を確実に固定し、かつ最もパーティクルの発生が抑制されるように、チャックピン４６の半導体ウェーハ２８に対する接触力をカウンタウェイトの重量を異ならせて調整することができる。したがって、本発明によれば半導体ウェーハとチャックピンとの接触に起因するパーティクルの発生を抑制することができる。
【００４９】
また、本実施形態では、揺動機構３４により半導体ウェーハ２８を振り子状に揺動し、かつモータ１８により回転軸２２を中心に回転しながらイオンを注入するイオン注入装置について説明したが、これには限られない。例えば、揺動機構３４を設けることなく、半導体ウェーハ２８をモータ１８により回転軸２２を中心に回転させながら、イオン注入手段を半導体ウェーハ２８の回転方向に交差する方向に移動させてイオンビームをスキャンさせるイオン注入装置においても、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施形態のイオン注入装置の全体概略構成の側面図である。
【図２】本実施形態のイオン注入装置の全体概略構成の正面図であり、イオン注入時の半導体ウェーハの動作状態を説明するものである。
【図３】半導体ウェーハの支持盤への保持機構の概略構成を示す斜視図である。
【図４】支持盤の半導体ウェーハが載置される面の反対側から見たチャック機構の構成を示す平面図であり、（イ）はアンチャック状態を、（ロ）はチャック状態を示している。
【図５】チャックピンの構成を模式的に示す縦断面図である。
【図６】リンク部材に取り付けるカウンタウェイトの重量と、チャックピンによる半導体ウェーハのチャック力と、パーティクル発生数との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ イオン注入装置
２２ 回転軸
２４ 回転体
２６ アーム
２８ 半導体ウェーハ
３０ 支持盤
３２ 揺動アーム
３４ 揺動機構
３６ ストッパ
３８ チャック機構
４０ 対称軸
４２ 支軸
４４ リンク部材
４６ チャックピン
４８ チャックバネ
５２ カウンタウェイト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン注入装置に係り、特に、シリコンなどの半導体ウェーハにイオンを注入するイオン注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などの集積回路の高速・低消費電力化を図るために、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェーハが用いられている。ＳＯＩウェーハは、シリコン支持体と表面シリコン層との間に酸化膜からなる絶縁層が埋め込まれて構成される。
【０００３】
このようなＳＯＩウェーハの製造方法の１つとして、シリコンウェーハに例えば酸素イオンを注入した後熱処理を行い、酸化膜からなる絶縁層つまりＢＯＸ（Ｂｕｒｉｅｄ Ｏｘｉｄｅ）層を形成するＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｙ ＩＭｐｌａｎｔｅｄ ＯＸｙｇｅｎ）法と称される方法が用いられている。
【０００４】
特許文献１に記載されているように、ＳＩＭＯＸウェーハの製造においては、回転台に設けられた複数の支持盤上にそれぞれシリコンウェーハを載置し、回転台を回転させてシリコンウェーハを旋回させながら酸素イオンを注入することにより一括でバッチ処理することが知られている。
【０００５】
より具体的には、ＳＩＭＯＸウェーハのイオン注入装置は、回転体と、回転体の回転軸回りに放射状に延在された複数のアームと、各アームの先端に設けられた支持盤と、旋回するシリコンウェーハにイオンを注入する注入手段などから構成される。
【０００６】
イオン注入時には、複数の支持盤が盤面を回転軸にほぼ直交する方向に向けられた状態で旋回されるので、支持盤上に載置されたシリコンウェーハに遠心力が働く。この遠心力によりシリコンウェーハが外に飛び出さないように、各支持盤には、載置されたシリコンウェーハの回転体の回転軸から遠い側の周縁部に当接するようにストッパが設けられている。
【０００７】
また、各支持盤は回転軸のほうに盤面を向けるように傾けられ、遠心力の分力を盤面で受けるように構成されているか、ウェーハの数ヶ所をチャックして固定する方式を採用している。さらに、ウェーハの数ヶ所をチャックして固定する方式では、シリコンウェーハを支持盤に保持する機構として、シリコンウェーハの回転体の回転軸から近い側の周縁部にチャックピンを当接させてシリコンウェーハをストッパに押し付けて固定している。
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−５９２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１に記載された装置は、シリコンウェーハと保持機構との接触、特にシリコンウェーハとチャックピンとの接触に起因して生じる摩耗粒子（パーティクル）による弊害について配慮されていない。
【００１０】
すなわち、イオン注入時にシリコンウェーハをしっかりと保持するという観点からすればチャックピンをウェーハに強く押し付けるのが望ましいが、チャックピンとウェーハとの接触力が強くなればなるほど接触摩擦が大きくなりシリコンウェーハが傷付くとともにパーティクルが発生するおそれがある。その一方で、チャックピンによる押し付け力が弱くなりすぎるとシリコンウェーハが振動してチャックピンとこすれることによりパーティクルが大量に発生するおそれがある。
【００１１】
パーティクルが発生すると、例えばシリコンウェーハのイオン注入面に付着して、シリコンウェーハに対する均一なイオン注入が阻害されるおそれがあるなど、シリコンウェーハの品質維持の面から好ましくない。
【００１２】
そこで、本発明は、半導体ウェーハとチャックピンとの接触に起因するパーティクルの発生を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のイオン注入装置は、回転駆動機構により回転される回転体と、この回転体の回転軸回りに放射状に延在された複数のアームと、この各アームに設けられた半導体ウェーハの支持盤と、この各支持盤に載置された半導体ウェーハの回転軸から遠い側の周縁部に当接するように設けられたストッパと、半導体ウェーハをストッパに押し付けて固定するチャック機構と、各支持盤に固定された状態で回転駆動機構により回転される半導体ウェーハにイオンを注入するイオン注入手段とを含んで構成される。
【００１４】
チャック機構は、各支持盤の半導体ウェーハが載置される面の反対側の面に、回転体の中心と半導体ウェーハの中心を結ぶ線に軸対称に起立して設けられた一対の支軸と、この支軸回りに回動可能かつ一端部が半導体ウェーハの回転体の回転軸に近い側の周縁部より外側へ突出して設けられたリンク部材と、このリンク部材の一端部から半導体ウェーハの方向に起立して設けられたチャックピンと、チャックピンが半導体ウェーハの回転体の回転軸に近い側の周縁部に当接する方向にリンク部材を回動させる力を付与するチャックバネとを備えて構成される。
【００１５】
特に、上記課題を解決するため、リンク部材は、チャックバネによるリンク部材の回動を妨げる方向に回転体の回転に伴う遠心力を働かせるカウンタウェイトを着脱可能になっており、かつこのカウンタウェイトの重量を異ならせてリンク部材の回動を妨げる方向に働く遠心力を調整可能になっていることを特徴としている。特に、半導体ウェーハのパーティクルの発生量が最少となるようにカウンタウェイトの重量を異ならせてリンク部材の回動を妨げる方向に働く遠心力を調整するのが好ましい。
【００１６】
これによれば、イオン注入時に半導体ウェーハを確実に固定し、かつ最もパーティクルの発生が抑制されるようにチャックピンの半導体ウェーハに対する接触力をカウンタウェイトの重量を異ならせて調整することができる。したがって、本発明によれば半導体ウェーハとチャックピンとの接触に起因するパーティクルの発生を抑制することができる。
【００１７】
カウンタウェイトの調整は、例えば重量の異なる複数種類のカウンタウェイトを着脱可能にすることなどにより行なうことができる。また、半導体ウェーハの確実な固定とパーティクルの抑制という２つの観点からの最も適切な接触力は、例えば使用する半導体ウェーハの種類などによって様々に異なる場合もあるが、本発明によれば、半導体ウェーハの種類に応じてチャックピンの半導体ウェーハに対する接触力を調整可能なので、半導体ウェーハとチャックピンとの接触に起因するパーティクルの発生を抑制することができる。
【００１８】
本発明において、チャックピンを、柱状に形成するとともに柱軸に沿って順次縮径した後拡径させたくびれ部を形成し、このくびれ部を半導体ウェーハの回転体の回転軸に近い側の周縁部と当接させることができる。
【００１９】
この場合、くびれ部が半導体ウェーハに強く接触しすぎるとパーティクルの発生量は増える一方、くびれ部の接触力が弱くなりすぎると、半導体ウェーハの周縁部がチャックピンのくびれ部を形成する上下のスロープ部分の間に隙間を有して挟まれ、イオン注入時に半導体ウェーハの周縁部が上下のスロープ部に振動しながら接触してこすれてパーティクルの発生量が増加する。したがって、チャックピンのくびれ部を半導体ウェーハに当接させて固定する場合、チャックピンの半導体ウェーハに対する接触力が最適になるように調整して、半導体ウェーハとチャックピンとの接触に起因するパーティクルの発生を抑制することが望ましい。また、くびれ部を形成する下側のスロープ部に、半導体ウェーハにかかる遠心力の分力を受ける平坦面を設けてもよい。
【００２０】
また、回転体とアームからなる回転台を揺動させる揺動機構を備えており、半導体ウェーハが、揺動機構により揺動され、かつ回転駆動機構により回転されながらイオン注入手段によりイオンを注入されるイオン注入装置に適用するのが好ましい。
【００２１】
つまり、イオン注入手段を固定させ、半導体ウェーハを揺動させてスキャンし、かつ回転させながらイオンを注入する装置の場合、イオン注入手段自体を移動させてスキャンする装置に比べて、一般的に回転体の回転速度が速くなるため、半導体ウェーハと保持機構との間に発生する摩擦が大きくなる場合がありパーティクルによる弊害が生じ易い。したがって、このようなイオン注入装置に本発明を適用するのが特に好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、半導体ウェーハとチャックピンとの接触に起因するパーティクルの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を適用してなるイオン注入装置の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一機能部品については同一符号を付して重複説明を省略する。図１は、本実施形態のイオン注入装置の全体概略構成の側面図である。図２は、本実施形態のイオン注入装置の全体概略構成の正面図であり、イオン注入時の半導体ウェーハの動作状態を説明するものである。
【００２４】
図１に示すように、イオン注入装置１０は、イオン源１２と質量分離器１４などを含んで構成されるイオン注入手段と、処理対象物としてイオンが注入される例えばシリコンなどの半導体ウェーハが収納される処理室１６とを備えて構成されている。イオン注入手段は、例えば酸素などのイオンを処理対象物に注入する。
【００２５】
イオン源１２は、図示していない真空排気されたパイプを介して質量分離器１４と連結されており、マイクロ波を用いて例えば酸素イオンによるイオンビーム１７を生成し、生成したイオンビーム１７を質量分離器１４側へ出射するようになっている。質量分離器１４は、図示していない真空排気されたパイプを介して処理室１６と接続されており、イオン源１２からのイオンビーム１７に対して電磁力を与えてイオンビーム１７をほぼ９０度偏向させるとともに、イオンビーム１７の中から必要な質量を有するイオン種、例えば酸素イオンのみを分離して取り出し処理室１６内に入射するようになっている。
【００２６】
処理室１６内には、回転駆動機構としてのモータ１８と、モータ１８を収容するモータボックス２０と、モータ１８により回転される回転軸２２と、回転軸２２に嵌合された回転体２４と、回転体２４の回転軸２２回りに放射状に延在された複数のアーム２６と、各アーム２６の先端部に設けられた半導体ウェーハ２８の支持盤３０とが収納されている。
【００２７】
また、モータボックス２０に連結された揺動アーム３２を介してモータ１８、回転体２４、アーム２６、及び支持盤３０などを処理室１６内で振り子状に揺動させる揺動機構３４が、処理室１６の天面上に設けられている。
【００２８】
図２に示すように、本実施形態のイオン注入装置は、揺動機構３４により図示矢印Ａのように半導体ウェーハ２８を振り子状に揺動し、かつモータ１８により回転軸２２を中心に図示矢印Ｂのように回転しながら、イオン注入手段によりイオンを注入するものである。
【００２９】
また、図１に示すように、本実施形態のイオン注入装置１０では、イオン注入時には、支持盤３０は、盤面が回転軸２２にほぼ直交する方向に向けられた状態で回転されるので、支持盤３０上に載置された半導体ウェーハ２８に遠心力が働く。この遠心力により半導体ウェーハ２８が外に飛び出さないように、各支持盤３０は回転軸２２のほうに盤面を向けるようにわずかに傾けられており、遠心力の分力を盤面で受けるように構成されている。
【００３０】
しかし、イオン注入の制約上、支持盤３０の傾きをあまり大きくできない。そこで、本実施形態のイオン注入装置１０では、載置された半導体ウェーハ２８を保持する保持機構が各支持盤３０に設けられている。
【００３１】
図３は、半導体ウェーハ２８の支持盤３０への保持機構の概略構成を示す斜視図である。図３に示すように、支持盤３０には、半導体ウェーハ２８の回転体２４の回転軸２２から遠い側の周縁部に当接するようにストッパ３６が設けられている。また、支持盤３０の半導体ウェーハ２８が載置される面の反対側には、半導体ウェーハ２８をストッパ３６に押し付けて固定するチャック機構３８が設けられている。チャック機構３８は、図３に示す破線矢印方向に回動することにより半導体ウェーハ２８をストッパ３６に押し付けるようになっている。
【００３２】
ストッパ３６及びチャック機構３８を用いて半導体ウェーハ２８を支持盤へ固定してイオン注入が行なわれる。イオン注入時に、半導体ウェーハ２８からストッパ３６を介して電流が流れて半導体ウェーハ２８のストッパ３６との当接部から放熱することにより、当接部は他の部分より温度が下がって温度ムラが生じ、ＳＯＩ膜の膜厚ムラが生じる場合がある。このため、ストッパ３６の例えば半導体ウェーハ２８との当接面と反対側の面にヒータを設けて、ストッパ３６を局所的に加熱することにより温度ムラを抑制し、ＳＯＩ膜の膜厚ムラを抑制するよう構成することができる。
【００３３】
図４は、支持盤３０の半導体ウェーハ２８が載置される面の反対側から見たチャック機構の構成を示す平面図であり、（イ）はアンチャック状態を、（ロ）はチャック状態を示している。なお、図４では、説明の便宜上、チャック機構３８と半導体ウェーハ２８の位置関係のみを図示し、チャック機構３８と半導体ウェーハ２８の間に存在する支持盤３０を省略している。また、左右対称のチャック機構３８のうち一方のみを図示しているが、回転体２４の中心と半導体ウェーハ２８の中心を結ぶ線を対称軸４０とした場合に、この対称軸４０に軸対称に同様の構成が一対に配置される。また、図４における紙面上側は回転体２４の中心方向を示している。
【００３４】
図３及び図４に示すように、チャック機構は、支持盤３０の半導体ウェーハが載置される面の反対側の面に、回転体２４の中心と半導体ウェーハ２８の中心を結ぶ線（対称軸４０）に軸対称に起立して設けられた支軸４２と、支軸４２回りに回動可能かつ一端部が半導体ウェーハ２８の回転体２４の回転軸２２に近い側の周縁部より外側へ突出して設けられたリンク部材４４と、リンク部材４４の一端部から半導体ウェーハ２８の方向に起立して設けられたチャックピン４６と、チャックピン４６が半導体ウェーハ２８の回転体の回転軸に近い側の周縁部に当接する方向にリンク部材４４を回動させる力を付与するチャックバネ４８を備えて構成されている。
【００３５】
リンク部材４４は、支軸４２からチャックピン４６が起立して設けられる一端部の方向へ直線に形成される一方、支軸４２から他端部へは対称軸４０から離れる方向に折れ曲がって形成されている。チャックバネ４８の一端はリンク部材４４の他端部に連結されており、チャックバネ４８の他端は支持盤３０の半導体ウェーハが載置される面の反対側の面に起立して設けられたバネ固定軸４９に連結されている。
【００３６】
図４（イ）に示すように、アンチャック時には、チャックバネ４８によってリンク部材４４を支軸４２回りに時計方向に回動させる力（図４における実線矢印で示すようにチャックピン４６が半導体ウェーハ２８の回転体の回転軸に近い側の周縁部に当接させる力）が付与されているが、にこのチャックバネ４８による力を図示していないアンチャック機構により制限している。このため、半導体ウェーハ２８とチャックピン４６とが非接触となりアンチャック状態となる。
【００３７】
一方、図４（ロ）に示すように、チャック時には、アンチャック機構によるチャックバネ４８による付与力の制限が解除され、リンク部材４４はチャックバネ４８により支軸４２回りに時計回りに回動する。これによりチャックピン４６は半導体ウェーハ２８の回転体の回転軸に近い側の周縁部に当接する方向（図４における実線矢印方向）に回動して半導体ウェーハ２８に当接する。
【００３８】
図５（イ），（ロ）は、チャックピン４６の構成を模式的に示す縦断面図である。図５（イ），（ロ）は半導体ウェーハ２８のチャック時の状態を示している。図５（イ）に示すように、チャックピン４６は、柱状に形成されており、かつ柱軸に沿って順次縮径させて形成したスロープ部４６ａとこれに連続して順次拡径させて形成したスロープ部４６ｂによりくびれ部４６ｃを有して形成されている。くびれ部４６ｃが半導体ウェーハ２８の回転体２４の回転軸２２に近い側の周縁部と当接するようになっている。アンチャック時には、チャックピン４６が図面左側へ移動し、半導体ウェーハ２８はスロープ部４６ａをすべって裏面ピン５０に保持されるようになっている。また、図５（ロ）に示すように、順次縮径するスロープ部４６ａに連続して柱軸に向かって水平に延在する平坦部４６ｄを設け、平坦部４６ｄから円弧状に順次拡径させてスロープ部４６ｂを形成することによりくびれ部４６ｃを形成し、平坦部４６ｄで半導体ウェーハ２８にかかる遠心力の分力を受けるようにすることもできる。
【００３９】
ところで、このような半導体ウェーハの保持機構を有する従来のイオン注入装置においては、半導体ウェーハと保持機構との接触、特に半導体ウェーハ２８とチャックピン４６との接触に起因して生じるパーティクルによる弊害について配慮されていない。
【００４０】
すなわち、イオン注入時に半導体ウェーハ２８をしっかりと保持するという観点からすればチャックピン４６のくびれ部４６ｃをウェーハに強く押し付けるのが望ましい。しかしチャックピン４６とウェーハとの接触力が強くなればなるほど接触摩擦が大きくなりシリコンウェーハが傷付くとともにパーティクルが発生するおそれがある。一方、チャックピン４６による押し付け力が弱くなりすぎると、半導体ウェーハ２８の周縁部がチャックピン４６のくびれ部４６ｃを形成する上下のスロープ部４６ａ，４６ｂ間に隙間を有して挟まれることとなる。すると、イオン注入時に半導体ウェーハ２８の周縁部が上下のスロープ部４６ａ，４６ｂに振動しながら接触してこすれてパーティクルの発生量が増加する場合がある。
【００４１】
パーティクルが発生すると、例えば半導体ウェーハ２８のイオン注入面に付着して、半導体ウェーハ２８に対する均一なイオン注入が阻害されるおそれがあるなど、半導体ウェーハ２８の品質維持の面から好ましくない。
【００４２】
したがって、チャックピン４６のくびれ部４６ｃを半導体ウェーハ２８に当接させて固定する場合、チャックピン４６の半導体ウェーハ２８に対する接触力が最適になるように調整して、半導体ウェーハ２８とチャックピン４６との接触に起因するパーティクルの発生を抑制することが望ましい。
【００４３】
そこで、本実施形態のイオン注入装置１０は、半導体ウェーハ２８とチャックピン４６との接触に起因するパーティクルの発生を抑制すべく、図４に示すように、リンク部材４４に、チャックバネ４８によるリンク部材４４の回動を妨げる方向に回転体２４の回転に伴う遠心力を働かせるカウンタウェイト５２が設けられている。このカウンタウェイト５２はリンク部材４４に対して着脱可能になっている。また、例えば重量の異なる複数種類のカウンタウェイト５２を交換可能にすることによりカウンタウェイト５２の重量を異ならせてリンク部材４４のチャックバネ４８による回動を妨げる方向に働く遠心力を調整可能になっている。
【００４４】
カウンタウェイト５２によるリンク部材４４の回動を妨げる方向に働く遠心力を調整について図４（ロ）を用いて説明する。図４（ロ）に示すようなチャック状態においてモータ１８により回転体２４が回転されると、カウンタウェイト５２には破線矢印で示す方向に遠心力が作用する。この遠心力はリンク部材４４を支軸４２中心に反時計回りに回動させる。言い換えれば、この遠心力はチャックピン４６の半導体ウェーハ２８への接触力を低減させてチャック状態からアンチャック状態へ近づける作用を持つ。また、この遠心力はカウンタウェイト５２の重量に応じて変化するものであるので、カウンタウェイト５２の重量を異ならせることによりリンク部材４４のチャックバネ４８による回動を妨げる方向に働く遠心力を調整することができる。
【００４５】
図６は、リンク部材４４に取り付けるカウンタウェイト５２の重量と、チャックピン４６による半導体ウェーハ２８のチャック力と、パーティクル発生数との関係を示す図である。図６において、横軸がカウンタウェイトの重量（ｇ）、左側の縦軸がチャックピン４６による半導体ウェーハ２８のチャック力（ｇ・ｃｍ）、右側の縦軸が０．２μｍ以上のパーティクルの発生数を示している。カウンタウェイトの重量とチャック力との関係を図６のラインａで示し、カウンタウェイトの重量とパーティクルの発生数との関係を図６のラインｂで示している。
【００４６】
ラインａに示すように、カウンタウェイト５２の重量が大きくなるにしたがってチャック力は約６０００ｇ・ｃｍから減少していく。言い換えればカウンタウェイト５２の重量とチャック力はほぼ比例関係になっている。これに対して、ラインｂに示すように、カウンタウェイト５２の重量とパーティクル発生数との関係は、カウンタウェイト５２の重量が０ｇから１００ｇ付近の間では、カウンタウェイトの重量の増加にともなってパーティクルの発生数が約３７０から約２００へとほぼ比例的に減少している。カウンタウェイト５２の重量が１００ｇ付近より大きくなると、カウンタウェイトの重量の増加にともなってパーティクルの発生数が約２５０まで増加している。
【００４７】
また、カウンタウェイト５２の重力が約１１０ｇのときにチャック力がほぼ０（ｇ・ｃｍ）になっていることから、カウンタウェイト５２の重量が約１１０ｇより小さいときはチャック状態、約１１０ｇより大きいときはアンチャック状態になっていることがわかる。すなわち、この場合、半導体ウェーハ２８の確実な固定とパーティクルの抑制という２つの観点からのカウンタウェイト５２の最も適切な重量は１００ｇ付近ということがわかる。言い換えれば、チャックピン４６の半導体ウェーハ２８に対する最も適切な接触力を求めることができる。半導体ウェーハ２８は種類によって硬度などパーティクル発生に関連する性質が異なる場合があるが、カウンタウェイト５２の最も適切な重量は使用する半導体ウェーハ２８の種類などに応じてあらかじめ実験等により求めておくことができる。
【００４８】
以上、本実施形態によれば、イオン注入時に半導体ウェーハ２８を確実に固定し、かつ最もパーティクルの発生が抑制されるように、チャックピン４６の半導体ウェーハ２８に対する接触力をカウンタウェイトの重量を異ならせて調整することができる。したがって、本発明によれば半導体ウェーハとチャックピンとの接触に起因するパーティクルの発生を抑制することができる。
【００４９】
また、本実施形態では、揺動機構３４により半導体ウェーハ２８を振り子状に揺動し、かつモータ１８により回転軸２２を中心に回転しながらイオンを注入するイオン注入装置について説明したが、これには限られない。例えば、揺動機構３４を設けることなく、半導体ウェーハ２８をモータ１８により回転軸２２を中心に回転させながら、イオン注入手段を半導体ウェーハ２８の回転方向に交差する方向に移動させてイオンビームをスキャンさせるイオン注入装置においても、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施形態のイオン注入装置の全体概略構成の側面図である。
【図２】本実施形態のイオン注入装置の全体概略構成の正面図であり、イオン注入時の半導体ウェーハの動作状態を説明するものである。
【図３】半導体ウェーハの支持盤への保持機構の概略構成を示す斜視図である。
【図４】支持盤の半導体ウェーハが載置される面の反対側から見たチャック機構の構成を示す平面図であり、（イ）はアンチャック状態を、（ロ）はチャック状態を示している。
【図５】チャックピンの構成を模式的に示す縦断面図である。
【図６】リンク部材に取り付けるカウンタウェイトの重量と、チャックピンによる半導体ウェーハのチャック力と、パーティクル発生数との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ イオン注入装置
２２ 回転軸
２４ 回転体
２６ アーム
２８ 半導体ウェーハ
３０ 支持盤
３２ 揺動アーム
３４ 揺動機構
３６ ストッパ
３８ チャック機構
４０ 対称軸
４２ 支軸
４４ リンク部材
４６ チャックピン
４８ チャックバネ
５２ カウンタウェイト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動機構により回転される回転体と、該回転体の回転軸回りに放射状に延在された複数のアームと、該各アームに設けられた半導体ウェーハの支持盤と、該各支持盤に載置された前記半導体ウェーハの前記回転軸から遠い側の周縁部に当接するように設けられたストッパと、前記半導体ウェーハを前記ストッパに押し付けて固定するチャック機構と、前記各支持盤に固定された状態で前記回転駆動機構により回転される前記半導体ウェーハにイオンを注入するイオン注入手段とを含んでなり、
前記チャック機構は、前記各支持盤の前記半導体ウェーハが載置される面の反対側の面に、前記回転体の中心と前記半導体ウェーハの中心を結ぶ線に軸対称に起立して設けられた一対の支軸と、該支軸回りに回動可能かつ一端部が前記半導体ウェーハの前記回転体の回転軸に近い側の周縁部より外側へ突出して設けられたリンク部材と、該リンク部材の前記一端部から前記半導体ウェーハの方向に起立して設けられたチャックピンと、前記チャックピンが前記半導体ウェーハの前記回転体の回転軸に近い側の周縁部に当接する方向に前記リンク部材を回動させる力を付与するチャックバネとを備えて構成されるイオン注入装置であって、
前記リンク部材は、前記チャックバネによる前記リンク部材の回動を妨げる方向に前記回転体の回転に伴う遠心力を働かせるカウンタウェイトを着脱可能になっており、かつ該カウンタウェイトの重量を異ならせて前記リンク部材の回動を妨げる方向に働く遠心力を調整可能になっていることを特徴とするイオン注入装置。
【請求項２】
前記半導体ウェーハのパーティクルの発生量が最少となるように前記カウンタウェイトの重量を異ならせて前記リンク部材の回動を妨げる方向に働く遠心力を調整する請求項１のイオン注入装置。
【請求項３】
前記チャックピンは、柱状に形成されるとともに柱軸に沿って順次縮径した後拡径させたくびれ部を有して形成され、該くびれ部を前記半導体ウェーハの前記回転体の回転軸に近い側の周縁部と当接させる請求項１のイオン注入装置。
【請求項４】
前記回転体と前記アームからなる回転台を揺動させる揺動機構を備え、
前記半導体ウェーハは、前記揺動機構により揺動され、かつ前記回転駆動機構により回転されながら前記イオン注入手段によりイオンを注入される請求項１のイオン注入装置。
【請求項５】
前記イオン注入手段は、前記半導体ウェーハの前記回転駆動機構による回転方向に交差する方向に移動しながら前記半導体ウェーハにイオンを注入するビームスキャン式である請求項１のイオン注入装置。
【請求項１】
回転駆動機構により回転される回転体と、該回転体の回転軸回りに放射状に延在された複数のアームと、該各アームに設けられた半導体ウェーハの支持盤と、該各支持盤に載置された前記半導体ウェーハの前記回転軸から遠い側の周縁部に当接するように設けられたストッパと、前記半導体ウェーハを前記ストッパに押し付けて固定するチャック機構と、前記各支持盤に固定された状態で前記回転駆動機構により回転される前記半導体ウェーハにイオンを注入するイオン注入手段とを含んでなり、
前記チャック機構は、前記各支持盤の前記半導体ウェーハが載置される面の反対側の面に、前記回転体の中心と前記半導体ウェーハの中心を結ぶ線に軸対称に起立して設けられた一対の支軸と、該支軸回りに回動可能かつ一端部が前記半導体ウェーハの前記回転体の回転軸に近い側の周縁部より外側へ突出して設けられたリンク部材と、該リンク部材の前記一端部から前記半導体ウェーハの方向に起立して設けられたチャックピンと、前記チャックピンが前記半導体ウェーハの前記回転体の回転軸に近い側の周縁部に当接する方向に前記リンク部材を回動させる力を付与するチャックバネとを備えて構成されるイオン注入装置であって、
前記リンク部材は、前記チャックバネによる前記リンク部材の回動を妨げる方向に前記回転体の回転に伴う遠心力を働かせるカウンタウェイトを着脱可能になっており、かつ該カウンタウェイトの重量を異ならせて前記リンク部材の回動を妨げる方向に働く遠心力を調整可能になっていることを特徴とするイオン注入装置。
【請求項２】
前記半導体ウェーハのパーティクルの発生量が最少となるように前記カウンタウェイトの重量を異ならせて前記リンク部材の回動を妨げる方向に働く遠心力を調整する請求項１のイオン注入装置。
【請求項３】
前記チャックピンは、柱状に形成されるとともに柱軸に沿って順次縮径した後拡径させたくびれ部を有して形成され、該くびれ部を前記半導体ウェーハの前記回転体の回転軸に近い側の周縁部と当接させる請求項１のイオン注入装置。
【請求項４】
前記回転体と前記アームからなる回転台を揺動させる揺動機構を備え、
前記半導体ウェーハは、前記揺動機構により揺動され、かつ前記回転駆動機構により回転されながら前記イオン注入手段によりイオンを注入される請求項１のイオン注入装置。
【請求項５】
前記イオン注入手段は、前記半導体ウェーハの前記回転駆動機構による回転方向に交差する方向に移動しながら前記半導体ウェーハにイオンを注入するビームスキャン式である請求項１のイオン注入装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１１８４５９（Ｐ２０１０−１１８４５９Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９００５９（Ｐ２００８−２９００５９）
【出願日】平成２０年１１月１２日（２００８．１１．１２）
【出願人】（３０２００６８５４）株式会社ＳＵＭＣＯ (1,197)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１２日（２００８．１１．１２）
【出願人】（３０２００６８５４）株式会社ＳＵＭＣＯ (1,197)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]