JP2000251828A - Substrate holding device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、基板保持装置に関
し、特にイオン注入装置への搭載に適した基板保持装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate holding apparatus, and more particularly to a substrate holding apparatus suitable for mounting on an ion implantation apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】図6(A)は、従来のイオン注入装置の
基板保持ディスク100の正面図を示す。回転軸101
を中心とした円周に沿って、複数の台座102が等間隔
で配列している。各台座102に基板が保持される。デ
ィスク100の一部には、その半径方向に延在するスリ
ット103が設けられている。2. Description of the Related Art FIG. 6A shows a front view of a substrate holding disk 100 of a conventional ion implantation apparatus. Rotating shaft 101
A plurality of pedestals 102 are arranged at equal intervals along a circumference centered at. A substrate is held on each pedestal 102. A part of the disk 100 is provided with a slit 103 extending in the radial direction.
【0003】台座102に基板を載置し、ディスク10
0を回転軸101を中心として自転させると、各基板が
回転軸101を中心として円軌道上を公転する。基板
が、イオンビームとの交差領域104を通過するとき、
基板にイオン注入が行われる。A substrate is placed on a pedestal 102 and a disk 10
When 0 rotates around the rotation axis 101, each substrate revolves on a circular orbit about the rotation axis 101. As the substrate passes through the intersection region 104 with the ion beam,
Ion implantation is performed on the substrate.
【0004】スリット103がイオンビームの通路を横
切るとき、一部のイオンビームがスリット103を通過
する。スリット103を通過したイオンビームのビーム
電流を監視することにより、イオン注入期間中のイオン
ビームの異常を検出することができる。When the slit 103 crosses the path of the ion beam, a part of the ion beam passes through the slit 103. By monitoring the beam current of the ion beam that has passed through the slit 103, an abnormality of the ion beam during the ion implantation period can be detected.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】イオン注入を行う時、
基板は、台座102に固定される。このため、基板面内
のある仮想的なベクトル105と、台座102の円軌道
の半径方向とのなす角の大きさは、常に一定になる。When performing ion implantation,
The substrate is fixed to the pedestal 102. For this reason, the magnitude of the angle between a certain virtual vector 105 in the substrate plane and the radial direction of the circular orbit of the pedestal 102 is always constant.
【0006】基板に斜め方向からイオン注入を行う場
合、イオンビームのビーム軸を基板面に対して傾ける。
ビーム軸を基板面に垂直投影した像が、台座102の円
軌道の半径方向を向く場合を考える。When ion implantation is performed on a substrate obliquely, the beam axis of the ion beam is inclined with respect to the substrate surface.
Consider a case where an image obtained by vertically projecting the beam axis onto the substrate surface is directed in the radial direction of the circular orbit of the pedestal 102.
【0007】図6(B)は、基板面へのビーム軸の垂直
投影像を示す。基板の中心が、イオンビームとの交差領
域104内に位置するときの、ビーム軸の垂直投影像を
矢印106aで示す。基板の中心が、イオンビームとの
交差領域104から外れたときの、ビーム軸の垂直投影
像を矢印106bで示す。基板が台座102に固定され
ているため、矢印106aと106bとは平行ではな
い。すなわち、基板面上の各点に入射するビーム軸の傾
く方位が、一定ではない。このため、基板面内に配置さ
れている複数のチップに対し、イオン注入の条件にばら
つきが生じてしまう。FIG. 6B shows a vertical projection image of the beam axis on the substrate surface. The arrow 106a indicates a vertical projection image of the beam axis when the center of the substrate is located in the intersection region 104 with the ion beam. An arrow 106b shows a vertical projection image of the beam axis when the center of the substrate deviates from the intersection region 104 with the ion beam. Arrows 106a and 106b are not parallel because the substrate is fixed to pedestal 102. In other words, the tilt direction of the beam axis incident on each point on the substrate surface is not constant. For this reason, conditions for ion implantation vary for a plurality of chips arranged in the substrate surface.
【0008】本発明の目的は、基板面上の各点における
イオン注入条件のばらつきを低減させるのに適した基板
保持装置を提供することである。An object of the present invention is to provide a substrate holding apparatus suitable for reducing variations in ion implantation conditions at each point on a substrate surface.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、処理対象基板を保持する保持面を有する台座と、前
記台座を、公転軸の回りの円軌道に沿って公転させる公
転機構と、前記台座が、その円軌道上の処理領域に差し
掛かり、該処理領域から離れるまでの処理期間中に、前
記台座の保持面が前記円軌道に沿って並進移動するよう
に、前記台座を、公転の向きとは反対の向きに自転させ
る自転機構とを有する基板保持装置が提供される。According to one aspect of the present invention, a pedestal having a holding surface for holding a substrate to be processed, a revolving mechanism for revolving the pedestal along a circular orbit around a revolving axis, The pedestal is revolved so that the holding surface of the pedestal translates along the circular orbit during a processing period until the pedestal approaches a processing area on the circular orbit and separates from the processing area. There is provided a substrate holding device having a rotation mechanism for rotating in a direction opposite to the direction.
【0010】処理期間中に、台座を並進運動させること
により、台座に保持される処理対象物の表面に均一な処
理を施すことが可能になる。By performing the translational movement of the pedestal during the processing period, it is possible to perform uniform processing on the surface of the processing object held on the pedestal.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施例による基
板保持装置を適用したイオン注入装置の概略図を示す。
真空排気可能な処理容器1に設けられた窓2を通して、
処理容器1内にイオンビーム3が導入される。FIG. 1 is a schematic view of an ion implantation apparatus to which a substrate holding device according to an embodiment of the present invention is applied.
Through a window 2 provided in a processing container 1 which can be evacuated,
An ion beam 3 is introduced into the processing chamber 1.
【0012】処理容器1内に、基板保持装置10が配置
されている。基板保持装置10は、公転軸11を中心と
して矢印AR1で示す方向に回転する。公転軸11を中
心とした円周に沿って、複数の台座12が配列してい
る。基板保持装置10が自転すると、台座12が円軌道
上を公転する。台座12に保持された基板がイオンビー
ム3の通路を横切るとき、基板にイオンビームが照射さ
れ、イオン注入が行われる。In the processing container 1, a substrate holding device 10 is disposed. The substrate holding device 10 rotates about the revolution axis 11 in the direction indicated by the arrow AR1. A plurality of pedestals 12 are arranged along a circumference around the revolution axis 11. When the substrate holding device 10 rotates, the pedestal 12 revolves on a circular orbit. When the substrate held on the pedestal 12 crosses the path of the ion beam 3, the substrate is irradiated with the ion beam and ion implantation is performed.
【0013】各台座12の基板保持面には、基板を固定
するための基板固定機構13が設けられている。基板固
定機構13の詳細な構成は、後に図5を参照して説明す
る。各台座12の基板保持面は、台座12の軌道面から
公転軸11側を向くようにやや傾いている。台座12が
公転すると、その上に載置された基板が、遠心力により
基板保持面に押しつけられ、固定される。On the substrate holding surface of each pedestal 12, a substrate fixing mechanism 13 for fixing the substrate is provided. The detailed configuration of the substrate fixing mechanism 13 will be described later with reference to FIG. The substrate holding surface of each pedestal 12 is slightly inclined so as to face the revolving shaft 11 from the track surface of the pedestal 12. When the pedestal 12 revolves, the substrate placed thereon is pressed against the substrate holding surface by centrifugal force and fixed.
【0014】台座12がイオンビーム3を横切る位置よ
りも下流側に、ビーム電流測定手段50が配置されてい
る。ビーム電流測定手段50として、例えばファラデー
カップを用いることができる。ビーム電流測定手段50
は、入射するイオンビームによる電流を測定することが
できる。測定された電流値は、制御手段52に入力され
る。A beam current measuring means 50 is arranged downstream of the position where the pedestal 12 crosses the ion beam 3. As the beam current measuring means 50, for example, a Faraday cup can be used. Beam current measuring means 50
Can measure the current due to the incident ion beam. The measured current value is input to the control means 52.
【0015】駆動手段51が、基板保持装置10を自転
させるとともに、公転軸11から、イオンビーム3と台
座12とが交差するビーム照射点4までの距離が変動す
るように、基板保持装置10を矢印AR2で示す方向に
並進移動させる。並進移動の方向は、イオンビーム3の
ビーム軸と公転軸11とを含む平面内であり、かつイオ
ンビーム3が照射されている基板の表面に平行である。
さらに、駆動手段51は、基板保持装置10を、矢印A
R3で示す方向に煽ることができる。基板保持装置10
が煽られることにより、基板へのイオンビームの注入角
(入射角)を変化させることができる。基板保持装置1
0の自転、並進移動、及び煽りは、制御手段52から駆
動手段51へ与えられる駆動信号によって制御される。Driving means 51 rotates the substrate holding device 10 so that the substrate holding device 10 rotates so that the distance from the revolution axis 11 to the beam irradiation point 4 where the ion beam 3 and the pedestal 12 intersect varies. The translation is performed in the direction indicated by the arrow AR2. The direction of the translation is within a plane including the beam axis of the ion beam 3 and the revolution axis 11 and is parallel to the surface of the substrate on which the ion beam 3 is irradiated.
Further, the driving means 51 moves the substrate holding device 10
It can be moved in the direction indicated by R3. Substrate holding device 10
Can be changed, so that the injection angle (incident angle) of the ion beam into the substrate can be changed. Substrate holding device 1
The rotation, translation, and tilting of 0 are controlled by a drive signal provided from the control unit 52 to the drive unit 51.
【0016】図2は、図1の基板保持装置10の正面図
を示す。複数の台座12が、公転軸11を中心とする円
周に沿って、ある間隔を隔てて配列している。各台座1
2は、腕17により公転軸11に支持される。直径30
0mmの基板を処理する装置の場合、各台座12の直径
L2が約300mm、台座12の中心の描く円軌道の直
径L1が1300mm、相互に隣接する台座12の最小
間隔L3が約11mmである。FIG. 2 is a front view of the substrate holding device 10 of FIG. The plurality of pedestals 12 are arranged at a certain interval along a circumference around the revolution shaft 11. Each pedestal 1
2 is supported on the revolving shaft 11 by the arm 17. Diameter 30
In the case of an apparatus for processing a substrate of 0 mm, the diameter L2 of each pedestal 12 is about 300 mm, the diameter L1 of a circular orbit drawn by the center of the pedestal 12 is 1300 mm, and the minimum distance L3 between the pedestals 12 adjacent to each other is about 11 mm.
【0017】台座12の円軌道が、イオンビームの通過
領域(処理領域)14と交差する。台座12がイオンビ
ーム通過領域14を横切る時に、その保持面上に保持さ
れた基板にイオンが注入される。The circular orbit of the pedestal 12 intersects the ion beam passage area (processing area) 14. When the pedestal 12 crosses the ion beam passage area 14, ions are implanted into the substrate held on the holding surface.
【0018】台座12の基板保持面上に、仮想的なベク
トル15を考える。仮想ベクトル15の向きは、基板保
持面に固定されているとする。仮想ベクトル15は、台
座12が、イオンビーム通過領域14に差し掛かり、イ
オンビーム通過領域14から離れるまでのイオン注入期
間(処理期間)中に、その向きを変化させない。すなわ
ち、イオン注入期間中、台座12は並進移動する。この
並進移動は、円軌道の半径方向(腕17の長さ方向)に
対して、台座12を、公転の向きとは反対の向きに自転
させることにより実現される。Consider a virtual vector 15 on the substrate holding surface of the pedestal 12. It is assumed that the direction of the virtual vector 15 is fixed to the substrate holding surface. The virtual vector 15 does not change its direction during the ion implantation period (processing period) until the pedestal 12 approaches the ion beam passage area 14 and moves away from the ion beam passage area 14. That is, the pedestal 12 translates during the ion implantation period. This translation is realized by rotating the pedestal 12 in a direction opposite to the direction of the revolution with respect to the radial direction of the circular orbit (the length direction of the arm 17).
【0019】台座12がビーム通過領域14を離れる
と、円軌道に沿ってほぼ一周し、再びビーム通過領域1
4に差し掛かる。ビーム通過領域14に差し掛かるまで
の待機期間中に、台座12は、腕17に対して公転の向
きと同じ向きに、イオン注入期間中に自転した角度と同
じ角度だけ自転する。この自転により、仮想ベクトル1
5の向きが前回のイオン注入期間中の向きと同じ向きに
なる。When the pedestal 12 leaves the beam passage area 14, the pedestal 12 makes a complete circuit along the circular orbit, and then returns to the beam passage area 1.
Approaching 4. During a waiting period before reaching the beam passage area 14, the pedestal 12 rotates in the same direction as the revolving direction with respect to the arm 17 by the same angle as the angle rotated during the ion implantation period. By this rotation, virtual vector 1
The direction of 5 is the same as the direction during the previous ion implantation period.
【0020】台座12がイオンビーム通過領域14を横
切る期間中、基板保持面上の仮想ベクトル15の向きが
一定であるため、基板全面にほぼ同一の条件でイオン注
入を行うことができる。また、台座12がイオンビーム
通過領域14を横切る時の速さは、基板面内のどの位置
も同じである。このため、ビーム電流が一定であれば、
基板面内のうち円軌道の内周側の領域にイオン注入して
いる時と、外周側の領域にイオン注入している時とで、
公転の速さや基板保持装置10の並進移動の速さを変え
る必要がない。During the period in which the pedestal 12 crosses the ion beam passage area 14, the direction of the virtual vector 15 on the substrate holding surface is constant, so that ion implantation can be performed on the entire surface of the substrate under almost the same conditions. The speed at which the pedestal 12 crosses the ion beam passage area 14 is the same at any position in the substrate surface. Therefore, if the beam current is constant,
When ion implantation is performed on the inner peripheral region of the circular orbit in the substrate surface, and when ion implantation is performed on the outer peripheral region,
There is no need to change the speed of revolution or the speed of translation of the substrate holding device 10.
【0021】図3は、台座12の自転機構を説明するた
めの概略図である。公転軸11から腕17が放射状に延
びている。腕17の先端に台座12が自転可能に取り付
けられている。カム固定部40が、公転軸11の回りを
一周するカム面40aを画定する。カム面40aは、カ
ム面40a上の開始点Psから公転の向き(図3におい
て時計回り)に終了点Peまで進むに従って、公転軸1
1に徐々に近づく。終了点Peからさらに公転の向きに
進むと、カム面40aは公転軸11から徐々に遠ざか
り、開始点Psに戻る。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the rotation mechanism of the pedestal 12. An arm 17 extends radially from the revolution shaft 11. The pedestal 12 is attached to the tip of the arm 17 so as to be able to rotate. The cam fixing portion 40 defines a cam surface 40 a that makes a round around the revolution shaft 11. As the cam surface 40a advances from the start point Ps on the cam surface 40a in the direction of revolution (clockwise in FIG. 3) to the end point Pe, the revolution axis 1
It gradually approaches 1. When the cam surface 40a further advances in the direction of the revolution from the end point Pe, the cam surface 40a gradually moves away from the revolution shaft 11 and returns to the start point Ps.
【0022】腕17の、カム面40aよりも外側の位置
に、カム従動部材20が取り付けられている。カム従動
部材20は、従動軸21、従動ローラ22、駆動ローラ
23、及びバネ24を含んで構成される。従動軸21の
一端は、腕17に揺動可能に取り付けられている。この
一端に、駆動ローラ23が固定されている。従動軸21
が揺動すると、駆動ローラ23が、従動軸21の揺動運
動に応じて回動する。A cam follower 20 is attached to the arm 17 at a position outside the cam surface 40a. The cam driven member 20 includes a driven shaft 21, a driven roller 22, a driving roller 23, and a spring 24. One end of the driven shaft 21 is swingably attached to the arm 17. The drive roller 23 is fixed to this one end. Driven shaft 21
Swings, the driving roller 23 rotates according to the swinging motion of the driven shaft 21.
【0023】従動軸21の他端に、従動ローラ22が回
転可能に取り付けられている。従動ローラ22は、従動
面22aを画定する。ばね24は、従動面22aをカム
面40aに押しつけるように従動軸21を付勢する。A driven roller 22 is rotatably attached to the other end of the driven shaft 21. The driven roller 22 defines a driven surface 22a. The spring 24 urges the driven shaft 21 to press the driven surface 22a against the cam surface 40a.
【0024】腕17の先端に自転軸18が設けられ、台
座12の小径部16が、自転軸18と同軸状に配置され
ている。台座12の小径部16と、駆動ローラ23との
間に、ベルト30が懸架されている。駆動ローラ23が
回動すると、その回転力が小径部16に伝達され、台座
12が自転する。A rotation shaft 18 is provided at the tip of the arm 17, and the small diameter portion 16 of the pedestal 12 is arranged coaxially with the rotation shaft 18. A belt 30 is suspended between the small-diameter portion 16 of the pedestal 12 and the driving roller 23. When the drive roller 23 rotates, the rotational force is transmitted to the small diameter portion 16, and the pedestal 12 rotates.
【0025】従動面22aが、カム面40aに、その開
始点Psにおいて接触している状態から、腕17が図3
の時計回りに回転すると、従動ローラ22がカム面40
aに従動して公転軸11に近づく。従動ローラ22の移
動に従って、従動軸21が揺動する。すなわち、円軌道
の半径方向と従動軸21との角度が変化する。従動軸2
1が揺動すると、駆動ローラ23が回動する。駆動ロー
ラ23が回動すると、この回転力がベルト30によって
小径部16に伝達され、台座12が腕17に対して自転
する。From the state where the driven surface 22a is in contact with the cam surface 40a at the starting point Ps, the arm 17 is moved from the state shown in FIG.
Is rotated clockwise, the driven roller 22
Follows a and approaches the revolving shaft 11. As the driven roller 22 moves, the driven shaft 21 swings. That is, the angle between the radial direction of the circular orbit and the driven shaft 21 changes. Driven shaft 2
When 1 swings, the drive roller 23 rotates. When the drive roller 23 rotates, the rotational force is transmitted to the small diameter portion 16 by the belt 30, and the pedestal 12 rotates on the arm 17.
【0026】従動面22aが開始点Psにおいてカム面
40aに接触している状態から、腕17が角度θだけ回
転したときに、台座12が、腕17に対して公転の向き
と反対向きに角度θ’だけ自転するとする。腕17の回
転角θと台座12の自転角θ’との関係は、カム面40
aの形状、従動軸21の長さ、従動面22aの半径、腕
17への従動軸21の取付点から公転軸11までの長
さ、小径部16と駆動ローラ23との半径の比等によっ
て決定される。これらを適切に構成すると、台座12の
自転角θ’を腕17の回転角θに等しくすることができ
る。この場合、台座12は、円軌道に沿って並進移動す
る。When the arm 17 is rotated by the angle θ from the state in which the driven surface 22a is in contact with the cam surface 40a at the start point Ps, the pedestal 12 is angled in the direction opposite to the revolving direction with respect to the arm 17. Suppose that it rotates by θ '. The relationship between the rotation angle θ of the arm 17 and the rotation angle θ ′ of the pedestal 12
a, the length of the driven shaft 21, the radius of the driven surface 22 a, the length from the point of attachment of the driven shaft 21 to the arm 17 to the revolving shaft 11, the ratio of the radius between the small diameter portion 16 and the drive roller 23, etc. It is determined. When these are appropriately configured, the rotation angle θ ′ of the pedestal 12 can be made equal to the rotation angle θ of the arm 17. In this case, the pedestal 12 translates along a circular orbit.
【0027】図4は、腕17の先端部と台座12の断面
図を示す。腕17の内部は空洞にされ、その先端部に、
自転軸18が取り付けられている。自転軸18は、腕1
7の内面から、腕17の長さ方向に直交する向きに突出
し、対向する側壁を貫通して腕17の外部まで導出され
ている。自転軸18の先端に、円板部19が取り付けら
れている。円板部19は、自転軸18の軸方向に直交す
る対向面19aを画定する。FIG. 4 is a sectional view of the tip of the arm 17 and the pedestal 12. As shown in FIG. The inside of the arm 17 is hollow, and at the tip,
A rotation shaft 18 is attached. The rotation axis 18 is the arm 1
7 protrudes from the inner surface of the arm 17 in a direction orthogonal to the length direction of the arm 17, and extends to the outside of the arm 17 through the opposing side wall. A disk portion 19 is attached to the tip of the rotation shaft 18. The disk portion 19 defines an opposing surface 19 a orthogonal to the axial direction of the rotation shaft 18.
【0028】円板部19を包むように台座12が配置さ
れている。台座12と円板部19との間には、間隙が形
成されている。台座12の基板保持面12aの裏面12
bが、対向面19aとほぼ平行に配置される。裏面12
bと対向面19aとの間に、微小な間隙70が画定され
ている。基板保持面12a上に、シリコーンゴム製の膜
12dが密着している。膜12dの表面上に基板が密着
して保持される。The pedestal 12 is arranged so as to surround the disk portion 19. A gap is formed between the pedestal 12 and the disk portion 19. Back surface 12 of substrate holding surface 12a of base 12
b is arranged substantially parallel to the facing surface 19a. Back 12
A minute gap 70 is defined between b and the opposing surface 19a. A film 12d made of silicone rubber is in close contact with the substrate holding surface 12a. The substrate is closely held on the surface of the film 12d.
【0029】台座12に固定された小径部16が、自転
軸18の周囲を取り囲むように、自転軸18と同軸状に
配置されている。小径部16は、腕17の内部空洞内ま
で導入されている。自転軸18の先端部の外周面と台座
12の内面との間に主ベアリング60が配置されてい
る。円板部19の中心に、自転軸18と中心軸を共通に
する円柱状の凹部19bが形成され、台座12の裏面1
2b上に、凹部19bに整合する凸部12cが形成され
ている。凹部19bの内周面と凸部12cの外周面との
間に、補助ベアリング61が配置されている。自転軸1
8の外周面と小径部16の内周面との間に、補助ベアリ
ング62が配置されている。主ベアリング60、補助ベ
アリング61及び62により、台座12が、自転軸18
に回転可能に支持される。A small-diameter portion 16 fixed to the pedestal 12 is arranged coaxially with the rotation shaft 18 so as to surround the rotation shaft 18. The small diameter portion 16 is introduced to the inside of the internal cavity of the arm 17. A main bearing 60 is arranged between the outer peripheral surface of the tip of the rotation shaft 18 and the inner surface of the pedestal 12. At the center of the disk portion 19, a columnar concave portion 19b having a common axis with the rotation axis 18 is formed.
On 2b, a convex portion 12c that matches the concave portion 19b is formed. An auxiliary bearing 61 is arranged between the inner peripheral surface of the concave portion 19b and the outer peripheral surface of the convex portion 12c. Rotation axis 1
An auxiliary bearing 62 is disposed between the outer peripheral surface of the inner surface 8 and the inner peripheral surface of the small diameter portion 16. The main bearing 60 and the auxiliary bearings 61 and 62 allow the pedestal 12 to
It is supported rotatably.
【0030】小径部16が腕17の側壁を貫通する部分
に、封止部材65が装填され、腕17の内部空洞とその
外部の空間とが気密性を保って分離されている。台座1
2と円板部19との間に画定された間隙と、腕17の内
部空洞とが、封止部材66により、気密性を保って分離
されている。封止部材65及び66は、例えばOリング
とポリエチレン製のリングとを組み合わせて構成され
る。A sealing member 65 is mounted on the portion where the small diameter portion 16 penetrates the side wall of the arm 17, and the internal cavity of the arm 17 and the space outside the arm 17 are separated while maintaining airtightness. Pedestal 1
The gap defined between the disk 2 and the disk portion 19 and the internal cavity of the arm 17 are airtightly separated by a sealing member 66. The sealing members 65 and 66 are configured by combining, for example, an O-ring and a ring made of polyethylene.
【0031】小径部16の外周面と、図3に示す駆動ロ
ーラ23との間に、ベルト30が懸架されている。ベル
ト30により駆動ローラ23の回転力が小径部16に伝
達され、台座12が自転軸18の回りに自転する。A belt 30 is suspended between the outer peripheral surface of the small diameter portion 16 and the driving roller 23 shown in FIG. The rotational force of the drive roller 23 is transmitted to the small diameter portion 16 by the belt 30, and the pedestal 12 rotates around the rotation shaft 18.
【0032】自転軸18の内部に、熱伝導媒体流路67
が形成されている。熱伝導媒体流路67の一端は、凹部
19cの底面に開口している。熱伝導媒体流路67の他
端は、腕17の側壁内を通って外部の熱伝導媒体供給源
に接続されている。熱伝導媒体流路67を通って、間隙
70内に熱伝導媒体が供給される。熱伝導媒体は、例え
ば窒素ガス、アルゴンガス等である。The heat conduction medium flow path 67 is provided inside the rotation shaft 18.
Are formed. One end of the heat conduction medium flow path 67 is open to the bottom surface of the recess 19c. The other end of the heat transfer medium flow path 67 is connected to an external heat transfer medium supply source through the inside of the side wall of the arm 17. The heat transfer medium is supplied into the gap 70 through the heat transfer medium flow path 67. The heat conduction medium is, for example, nitrogen gas, argon gas, or the like.
【0033】円板部19と台座12との間の間隙が、封
止部材66で封止されているため、この間隙内に熱伝導
媒体が充満する。腕17の内部空洞は、真空排気されて
おり、封止部材66から腕17の内部空洞内に漏れた熱
伝導媒体は、外部に排出される。Since the gap between the disk portion 19 and the pedestal 12 is sealed by the sealing member 66, the gap is filled with the heat transfer medium. The internal cavity of the arm 17 is evacuated, and the heat transfer medium leaking from the sealing member 66 into the internal cavity of the arm 17 is discharged to the outside.
【0034】自転軸18及び円板部19の内部に、冷却
媒体流路68が形成されている。冷却媒体流路68に冷
却媒体、例えば冷却水を流すことにより、円板部19を
冷却することができる。円板部19が冷却されると、間
隙70内に充満している熱伝導媒体を通して台座12の
基板保持面12a及びシリコーンゴム製の膜12dが冷
却される。シリコーンゴム製の膜12dを冷却すること
により、その表面上に密着保持された基板のイオン注入
期間中の温度上昇を防止することができる。A cooling medium passage 68 is formed inside the rotation shaft 18 and the disk portion 19. The disk portion 19 can be cooled by flowing a cooling medium, for example, cooling water through the cooling medium passage 68. When the disc portion 19 is cooled, the substrate holding surface 12a of the pedestal 12 and the film 12d made of silicone rubber are cooled through the heat conduction medium filling the gap 70. By cooling the silicone rubber film 12d, it is possible to prevent a temperature rise during the ion implantation period of the substrate held tightly on the surface thereof.
【0035】図5は、基板固定機構の側面図を示す。公
転軸11に基板保持装置10が支持されている。台座1
2の基板保持面上の、円軌道の内周側の部分に、2個の
固定突起13aが設けられている。基板保持面上に保持
された基板75の端面が固定突起13aの側面に接触す
ることにより、基板75の公転中心への移動が制限され
る。FIG. 5 is a side view of the substrate fixing mechanism. The substrate holding device 10 is supported on the revolution shaft 11. Pedestal 1
Two fixed protrusions 13a are provided on the inner peripheral side of the circular orbit on the two substrate holding surfaces. When the end surface of the substrate 75 held on the substrate holding surface contacts the side surface of the fixed protrusion 13a, the movement of the substrate 75 to the revolving center is restricted.
【0036】基板保持面上の、円軌道の外周側の部分
に、2個の可動部材13bが取り付けられている。可動
部材13bは、台座12に固定された支点13cを中心
として揺動する。可動部材13bの一端は、基板保持面
上に突出し、他端には重り13dが取り付けられてい
る。台座12が公転すると、重り13dに遠心力が働
き、重り13dが外側に振られる。基板保持面から突出
した部分は、反対に内周側に振られる。このとき、可動
部材13bの突出部が基板75の外周側の端面に接触す
る。固定突起13aと可動部材13bとで基板75を挟
み、その位置を固定することができる。Two movable members 13b are attached to a portion on the outer peripheral side of the circular orbit on the substrate holding surface. The movable member 13b swings about a fulcrum 13c fixed to the base 12. One end of the movable member 13b protrudes above the substrate holding surface, and a weight 13d is attached to the other end. When the pedestal 12 revolves, centrifugal force acts on the weight 13d, and the weight 13d is swung outward. The portion protruding from the substrate holding surface is swung inward on the opposite side. At this time, the protruding portion of the movable member 13b comes into contact with the outer peripheral end surface of the substrate 75. The position of the substrate 75 can be fixed by sandwiching the substrate 75 between the fixed protrusion 13a and the movable member 13b.
【0037】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
【0038】[0038]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
処理対象基板を保持して公転させる際に、公転運動に応
じて基板を自転させることができる。公転の速さと自転
の速さを調整することにより、基板を円軌道に沿って並
進移動させることが可能になる。As described above, according to the present invention,
When the substrate to be processed is held and revolved, the substrate can be rotated in accordance with the revolving motion. By adjusting the speed of revolution and the speed of rotation, it becomes possible to translate the substrate along a circular orbit.
【図1】本発明の実施例による基板保持装置を搭載した
イオン注入装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of an ion implantation apparatus equipped with a substrate holding device according to an embodiment of the present invention.
【図2】実施例による基板保持装置の正面図である。FIG. 2 is a front view of the substrate holding device according to the embodiment.
【図3】台座の自転機構の構成を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing a configuration of a pedestal rotation mechanism.
【図4】腕の先端部と台座の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the tip of the arm and a pedestal.
【図5】基板固定機構の概略を示す側面図である。FIG. 5 is a side view schematically showing a substrate fixing mechanism.
【図6】従来のイオン注入装置に用いられていた基板保
持装置の正面図、及び基板へのイオン斜め注入の様子を
示す概念図である。FIG. 6 is a front view of a substrate holding device used in a conventional ion implantation apparatus, and a conceptual view showing a state of oblique ion implantation into a substrate.
1 処理容器 2 窓 3 イオンビーム 4 ビーム照射点 10 基板保持装置 11 公転軸 12 台座 12a 基板保持面 12b 裏面 12c 凸部 12d シリコーンゴム製の膜 13 基板固定機構 14 イオンビーム通過領域 15 仮想ベクトル 16 自転軸 17 腕 18 自転軸 19 円板部 19a 対向面 19b 凹部 20 従動部材 21 従動軸 22 従動ローラ 22a 従動面 23 駆動ローラ 24 ばね 30 ベルト 40 カム固定部 40a カム面 50 ビーム電流測定手段 51 駆動手段 52 制御手段 60 主ベアリング 61、62 補助ベアリング 65、66 封止部材 67 熱伝導媒体流路 68 冷却媒体流路 70 間隙 75 基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing container 2 Window 3 Ion beam 4 Beam irradiation point 10 Substrate holding device 11 Revolution axis 12 Pedestal 12a Substrate holding surface 12b Back surface 12c Convex part 12d Silicone rubber film 13 Substrate fixing mechanism 14 Ion beam passage area 15 Virtual vector 16 Rotation Shaft 17 Arm 18 Rotating shaft 19 Disk portion 19a Opposing surface 19b Depression 20 Follower member 21 Follower shaft 22 Follower roller 22a Follower surface 23 Drive roller 24 Spring 30 Belt 40 Cam fixing portion 40a Cam surface 50 Beam current measuring means 51 Drive means 52 Control means 60 Main bearing 61, 62 Auxiliary bearing 65, 66 Sealing member 67 Heat conduction medium flow path 68 Cooling medium flow path 70 Gap 75 Substrate
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/68 H01L 21/265 603D Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H01L 21/68 H01L 21/265 603D
Claims (5)
台座と、 前記台座を、公転軸の回りの円軌道に沿って公転させる
公転機構と、 前記台座が、その円軌道上の処理領域に差し掛かり、該
処理領域から離れるまでの処理期間中に、前記台座の保
持面が前記円軌道に沿って並進移動するように、前記台
座を、公転の向きとは反対の向きに自転させる自転機構
とを有する基板保持装置。A pedestal having a holding surface for holding a substrate to be processed; a revolving mechanism for revolving the pedestal along a circular orbit around a revolving axis; and a pedestal in a processing area on the circular orbit. A rotation mechanism for rotating the pedestal in a direction opposite to the direction of revolution so that the holding surface of the pedestal translates along the circular orbit during the processing period until approaching and leaving the processing area; A substrate holding device.
を有し、 前記自転機構が、前記腕の回転に応じて前記台座を自転
させる請求項1に記載の基板保持装置。2. The revolving mechanism includes: an arm that supports the pedestal and defines a rotation axis of the pedestal; and a driving unit that rotates the arm around the revolving axis. 2. The substrate holding device according to claim 1, wherein the pedestal rotates in accordance with the rotation of the arm.
って、一端に前記カム面と接触する従動面を含む、前記
腕の回転に応じて、カムの原理により前記円軌道の半径
方向と前記従動軸との角度を変化させる前記従動部材
と、 前記従動部材の従動軸と前記円軌道の半径方向との角度
が変化することによる前記従動部材の回転力を前記台座
に伝えて、該台座を自転させる回転力伝達手段とを有す
る請求項2に記載の基板保持装置。3. The rotation mechanism comprises: a cam surface that circles around the orbital shaft; and a driven member attached to the arm and defining a driven shaft, the driven surface having one end contacting the cam surface. In accordance with the rotation of the arm, the driven member that changes the angle between the radial direction of the circular orbit and the driven shaft according to the principle of a cam, and the driven shaft of the driven member and the radial direction of the circular orbit. 3. The substrate holding device according to claim 2, further comprising: a rotational force transmitting unit that transmits a rotational force of the driven member due to a change in the angle to the pedestal and rotates the pedestal.
持面に平行な裏面を有し、 前記公転機構に、前記裏面に対向する対向面が形成さ
れ、該裏面と対向面とがある間隙を介して配置され、該
間隙と前記保持面側の空間とが気密性を維持するように
相互に隔離されており、 さらに、前記対向面を冷却するための冷却媒体を流す冷
却媒体流路と、前記間隙内に熱伝導媒体を供給する熱伝
導媒体流路とを含む請求項1〜3のいずれかに記載の半
導体保持装置。4. The pedestal has a back surface parallel to the holding surface on the back side of the holding surface, and the revolving mechanism has an opposing surface facing the back surface, and the back surface is opposed to the opposing surface. A cooling medium flow that is arranged with a gap therebetween, and the gap and the space on the holding surface side are isolated from each other so as to maintain airtightness; The semiconductor holding device according to claim 1, further comprising a path and a heat conduction medium flow path for supplying a heat conduction medium into the gap.
た基板の、公転中心方向への移動を制限する移動制限手
段と、 前記台座の、前記円軌道の外周側の部分に取り付けられ
た可動部材であって、該可動部材が、前記台座に揺動可
能に取り付けられ、前記台座が公転すると前記揺動部材
の一端が遠心力によって円軌道の外側に振られ、他端が
前記保持面上に保持されている基板を、公転中心の方向
へ押しつける前記可動部材とを有する請求項1〜4のい
ずれかに記載の基板保持装置。5. A movement restricting means provided on a holding surface of the pedestal, for restricting movement of the substrate held on the holding surface in the direction of the center of revolution. A movable member attached to an outer peripheral portion, the movable member being swingably attached to the pedestal, and when the pedestal revolves, one end of the swing member swings out of a circular orbit by centrifugal force. The substrate holding device according to any one of claims 1 to 4, further comprising: the movable member that presses the substrate, the other end of which is held on the holding surface, toward the center of revolution.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11048671A JP2000251828A (en) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | Substrate holding device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP11048671A JP2000251828A (en) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | Substrate holding device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000251828A true JP2000251828A (en) | 2000-09-14 |
Family
ID=12809799
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP11048671A Withdrawn JP2000251828A (en) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | Substrate holding device |
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Country | Link |
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-
1999
- 1999-02-25 JP JP11048671A patent/JP2000251828A/en not_active Withdrawn
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