JP3149798B2 - Platen support drive mechanism for ion implanter - Google Patents

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】この発明は、ハイブリッドス
キャン方式のイオン注入装置においてウエハーを支持す
るプラテン支持駆動機構の改良に関する。特に斜めにイ
オンを注入する場合にウエハーを実効的歳差運動させる
のに必要な回転駆動部を簡略化したプラテン駆動部の構
造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a platen support driving mechanism for supporting a wafer in a hybrid scan type ion implantation apparatus. In particular, the present invention relates to a structure of a platen driving section in which a rotary driving section necessary for effectively precessing a wafer when ions are implanted obliquely is simplified.

【０００２】イオン注入を行う場合、ウエハ−は静止さ
せておき細いイオンビ−ムをＸ、Ｙの二方向に二次元的
に走査するもの、イオンビ−ムをＸ方向のみに走査しウ
エハーをＹ方向に機械走査するもの、ウエハーより広い
大面積のビームを走査せずウエハーの全体に照射するも
のなどがある。ここでビームの進行方向をＺ方向に取っ
ている。When performing ion implantation, a wafer is kept stationary, and a thin ion beam is two-dimensionally scanned in two directions of X and Y. The ion beam is scanned only in the X direction and the wafer is moved in the Y direction. There is a type that mechanically scans the wafer, and a type that irradiates the entire wafer without scanning a beam having a larger area than the wafer. Here, the traveling direction of the beam is set in the Z direction.

【０００３】ハイブリッドスキャンというのは、２番目
に述べた、イオンビ−ムをＸ方向に、ウエハーをＹ方向
に機械走査するものである。電磁的なビーム走査と機械
的なウエハーの走査が混ざっているからハイブリッドと
いうのである。斜め注入というのはウエハー面に直角で
なく、傾斜角Θ（≠０）をなす方向からビームをウエハ
ーに打ち込むものである。ウエハー表面の結晶に形成さ
れた微少な穴や溝の側面にもイオンビームを当てる必要
があるからである。その場合はウエハーを法線周りに回
転させて溝や穴の側壁に均等に注入されるようにする必
要がある。[0003] The hybrid scan is the second one that mechanically scans the ion beam in the X direction and the wafer in the Y direction. It is a hybrid because electromagnetic beam scanning and mechanical wafer scanning are mixed. In the oblique implantation, a beam is injected into the wafer not in a direction perpendicular to the wafer surface but in a direction forming an inclination angle Θ (≠ 0). This is because it is necessary to apply the ion beam also to the side surfaces of minute holes and grooves formed in the crystal on the wafer surface. In that case, it is necessary to rotate the wafer around the normal line so that the wafer is evenly injected into the side walls of the grooves and holes.

【０００４】[0004]

【従来の技術】ウエハーを支持する板をプラテンとい
う。これはもちろん真空チャンバの内部にある。プラテ
ンは静電チャックによってウエハーを静電的に吸着して
支持する。プラテン支持駆動部には静電チャックに給電
するための配線を備える。ウエハーにイオンビ−ムを照
射する時はイオンビ−ムの進行方向にウエハーが対向し
なければならない。ところが搬送系は搬送アームの移動
する方向にウエハー面を向けてからウエハーの授受をす
る。だからこの時にウエハーを９０゜回転させなければ
ならない。2. Description of the Related Art A plate supporting a wafer is called a platen. This is of course inside the vacuum chamber. The platen electrostatically chucks and supports the wafer by an electrostatic chuck. The platen support drive unit includes wiring for supplying power to the electrostatic chuck. When irradiating an ion beam to a wafer, the wafer must face the traveling direction of the ion beam. However, the transfer system transfers the wafer after turning the wafer surface in the direction in which the transfer arm moves. Therefore, at this time, the wafer must be rotated by 90 °.

【０００５】この回転は注入角Θを０゜以外の角度に設
定する場合にも使える。このための回転機構がプラテン
支持駆動機構に含まれる。これの回転軸をＸ軸として説
明する。前述のようにイオンビ−ムはＸ方向に走査され
ている。Θ＝０の時プラテンはビーム方向を向いてい
る。プラテン軸ＱはＺ軸方向にある。Θ＝９０゜のと
き、プラテンはビームに平行になっている。この状態に
ある時、ウエハーの交換をする。プラテン軸ＱはＹ軸方
向にある。このように傾斜角Θを変えるためのＸ軸まわ
り回転機構が要る。This rotation can also be used when setting the injection angle Θ to an angle other than 0 °. A rotation mechanism for this purpose is included in the platen support drive mechanism. The rotation axis will be described as the X axis. As described above, the ion beam is scanned in the X direction. When Θ = 0, the platen is facing the beam direction. The platen axis Q is in the Z-axis direction. When Θ = 90 °, the platen is parallel to the beam. In this state, the wafer is replaced. The platen axis Q is in the Y-axis direction. Thus, a rotation mechanism about the X axis for changing the inclination angle Θ is required.

【０００６】それだけではない。ビームとウエハー面が
直交する場合（Θ＝０）はウエハーが静止していても良
いが、斜め注入（Θ≠０）の場合は、中心に立てた法線
まわりにウエハーを回転させなければならない。ウエハ
ーの表面に穿った微細な溝や穴の側壁の全てに均等にイ
オンビ−ムを注入する必要があるからである。直角入射
（Θ＝０）の場合は別段ウエハーを法線まわりに回転す
る必要はない。[0006] That is not all. When the beam and the wafer surface are orthogonal (Θ = 0), the wafer may be stationary, but in the case of oblique implantation (Θ ≠ 0), the wafer must be rotated around a normal set at the center. . This is because it is necessary to uniformly implant ion beams into all the side walls of the fine grooves and holes formed in the surface of the wafer. For normal incidence (Θ = 0), it is not necessary to rotate the separate wafer around the normal.

【０００７】しかし傾斜角を持ってビームを打ち込む場
合はウエハーを廻す必要がある。そのためにプラテンは
その中心軸のまわりに回転できるようになっている。プ
ラテン中心軸は先ほどの傾斜角Θを決める回転軸（Ｘ
軸）と直交する。プラテン軸Ｑまわりの回転角はΦによ
って表す。[0007] However, when a beam is injected with an inclination angle, it is necessary to rotate the wafer. To that end, the platen is adapted to rotate about its central axis. The center axis of the platen is the rotation axis (X
Axis). The rotation angle about the platen axis Q is represented by Φ.

【０００８】図１〜図３によって、従来例に係るプラテ
ン支持駆動機構の構造を説明する。図１は平面図、図２
は正面図、図３は左側面図である。これは真空チャンバ
の内部にあるが、簡単のためにチャンバ壁などは図示し
ない。Ｚ方向に伝搬するイオンビ−ム１はＸ方向に広が
っているように描かれているが、実際には１本の細いビ
ームである。Ｘ方向に走査するのでこのように実効的に
広がる。そこで走査したビームの存在する範囲を示して
いる。Referring to FIGS. 1 to 3, the structure of a conventional platen support drive mechanism will be described. 1 is a plan view, FIG.
Is a front view, and FIG. 3 is a left side view. This is inside the vacuum chamber, but the chamber walls and the like are not shown for simplicity. Although the ion beam 1 propagating in the Z direction is depicted as spreading in the X direction, it is actually a single narrow beam. Scanning in the X direction effectively spreads in this manner. Therefore, the range where the scanned beam exists is shown.

【０００９】Ｚ軸はビームの流れと反対の方向に取る。
ビームに対向するようにウエハー２を支持するのがプラ
テン３である。これは回転する円盤であるが、静電チャ
ックによってウエハー２をその面上に固定している。プ
ラテン軸１１がプラテン３を支持する。プラテン軸１１
はギヤケース１２に対して回転可能に取り付けられる。
プラテン回転モータ５がギヤケース１２に固定され。こ
のモータ５の回転がギヤケースの中で減速されてプラテ
ン３をＱ軸のまわりに回転させる。The Z axis is taken in the direction opposite to the beam flow.
The platen 3 supports the wafer 2 so as to face the beam. This is a rotating disk, but the wafer 2 is fixed on its surface by an electrostatic chuck. The platen shaft 11 supports the platen 3. Platen shaft 11
Is rotatably attached to the gear case 12.
The platen rotation motor 5 is fixed to the gear case 12. The rotation of the motor 5 is reduced in the gear case to rotate the platen 3 around the Q axis.

【００１０】ギヤケース１２は側方において傾斜軸１３
によって保持される。傾斜軸１３は注入角モータ４によ
って９０゜の範囲で回動する。これの回動角が前記のΘ
である。これは回動角或いは傾斜角と呼ぶことにする。
注入角モータ４、傾斜軸１３はＬ字型の取付台１４の横
壁の部分に固定される。Ｌ字型取付台１４の底板はスキ
ャン軸６の端部に固定される。The gear case 12 has a tilt shaft 13 on the side.
Is held by The tilt shaft 13 is rotated by the injection angle motor 4 in a range of 90 °. The rotation angle of the above is Θ
It is. This will be referred to as the rotation angle or the tilt angle.
The injection angle motor 4 and the tilt shaft 13 are fixed to a portion of a lateral wall of an L-shaped mounting base 14. The bottom plate of the L-shaped mount 14 is fixed to the end of the scan shaft 6.

【００１１】スキャン軸６はチャンバ壁１５を内外に貫
いている。チャンバ壁１５には通し穴１６があってここ
に円筒状のシール軸受部７が設けられる。スキャン軸６
はビーム進行方向Ｚと走査方向Ｘの両方に直角の方向つ
まりＹ方向に進退する。スキャン軸６が動く事によって
ビームがウエハーをＹ軸方向に移動する。これによって
Ｙ方向の走査ができる。ウエハーの機械的走査である。
Ｘ方向のビームの電磁的走査と相まってビームは全ウエ
ハー面を走査する。軸方向の駆動装置は大気中にある。
真空中ではない。スキャン軸は軸方向に動くだけで回転
しない。軸受７も回転を禁ずるような構造になってい
る。The scan shaft 6 penetrates the inside and outside of the chamber wall 15. The chamber wall 15 has a through hole 16 in which a cylindrical seal bearing 7 is provided. Scan axis 6
Moves forward and backward in a direction perpendicular to both the beam traveling direction Z and the scanning direction X, that is, in the Y direction. As the scan axis 6 moves, the beam moves the wafer in the Y-axis direction. This allows scanning in the Y direction. This is a mechanical scan of the wafer.
The beam, in conjunction with the electromagnetic scanning of the beam in the X direction, scans the entire wafer surface. The axial drive is in the atmosphere.
Not in a vacuum. The scan axis moves only in the axial direction and does not rotate. The bearing 7 is also structured to prohibit rotation.

【００１２】スキャン軸６はシール軸受部７を一次元的
に摺動するだけで回転しない。シール軸受部７は気密保
持機能がある。注入室８は真空であり、外部は大気９で
あるから真空を保持するためにシール機能のある軸受７
を使う。スキャン駆動軸は、プラテン３、ギヤケース１
２、注入角モータ４、回転モータ５などプラテン周辺の
全ての機構部を支持している。負荷が重いのでスキャン
駆動軸を動かすには強い慣性に打ち勝たなくてはいけな
い。The scan shaft 6 does not rotate only by sliding the seal bearing portion 7 one-dimensionally. The seal bearing portion 7 has a function of maintaining airtightness. Since the injection chamber 8 is in a vacuum and the outside is the atmosphere 9, the bearing 7 having a sealing function is used to maintain the vacuum.
use. Scan drive shaft is platen 3, gear case 1
2. It supports all the mechanical parts around the platen such as the injection angle motor 4 and the rotary motor 5. Due to the heavy load, moving the scan drive axis must overcome strong inertia.

【００１３】図１〜３は何れも直角にイオンビ−ムが当
たる場合の配置を書いている。プラテンの法線はＺ方向
を向いている。Θ＝０であり、イオンビ−ムは−Ｚ方向
に進行してウエハー面に入射する。図３において一点鎖
線で描いているのはウエハーを搬送装置によって搬入し
た瞬間或いは搬出しようという瞬間の位置である。ビー
ム照射方向から注入角モータ４によってプラテン３自体
を９０゜回動した方位である。Θ＝９０゜である。注入
角モータ４によってプラテン３を傾ける姿勢制御する。
これを図４に示している。Θは０゜〜６０゜程度であ
る。Θが９０゜でないのでこの場合はウエハーを回転さ
せなければならない。モータ５によってプラテンをＱ軸
のまわりに回転させる。FIGS. 1 to 3 illustrate the arrangement in the case where the ion beam hits at a right angle. The platen normal points in the Z direction. Θ = 0, and the ion beam travels in the −Z direction and enters the wafer surface. In FIG. 3, what is indicated by a chain line is the position at the moment when the wafer is loaded or unloaded by the transfer device. In this direction, the platen 3 itself is rotated by 90 ° by the injection angle motor 4 from the beam irradiation direction. Θ = 90 °. The injection angle motor 4 controls the attitude of tilting the platen 3.
This is shown in FIG. Θ is about 0 ° to 60 °. Since Θ is not 90 °, the wafer must be rotated in this case. The platen is rotated around the Q axis by the motor 5.

【００１４】その際連続的にウエハーを回転させること
もできる。回転角Φは連続値を取る。そうではなくて一
定刻みずつ回転させる事もできる。Ｍ段階で１回転する
とする。段階的に廻すからステップ注入という。１回の
回転角度は３６０／Ｍである。例えば４５゜ずつ、或い
は９０゜ずつ回転させる。回転角Φは離散的な値をと
る。ビームはＸ方向に走査しているから、ビームがウエ
ハーを外れた瞬間（オーバースキャンという）にプラテ
ンを回転させる。ビームがウエハーに当たる時は、ウエ
ハーは静止している。例えば、９０゜刻みで回転させる
場合、ウエハー面上の微少な穴の４つの側壁の全てに同
じだけイオンビ−ムを注入しようとすると、Φ＝０、９
０゜、１８０゜、２７０゜の位置でウエハーを止めて全
面を走査し全面にΦ方向からビームを注入する。つまり
ステップ毎に全面注入を行う必要がある。In this case, the wafer can be continuously rotated. The rotation angle Φ takes a continuous value. Instead, they can be rotated at regular intervals. It is assumed that one rotation is performed at the M stage. It is called step injection because it is turned stepwise. One rotation angle is 360 / M. For example, it is rotated by 45 ° or 90 °. The rotation angle Φ takes a discrete value. Since the beam scans in the X direction, the platen is rotated at the moment the beam leaves the wafer (called overscan). When the beam hits the wafer, the wafer is stationary. For example, in the case of rotating at 90 ° intervals, if it is attempted to implant the same amount of ion beams into all four side walls of the minute holes on the wafer surface, Φ = 0, 9
The wafer is stopped at the positions of 0 °, 180 °, and 270 °, the entire surface is scanned, and a beam is injected into the entire surface from the Φ direction. That is, it is necessary to perform the entire surface implantation for each step.

【００１５】図７と図８によって従来例に係るステップ
注入を説明する。図７においてプラテン、ウエハーを斜
めにした状態を示す。ビームはＺ方向から入射する。プ
ラテンはＸ軸周りに回転しプラテンの中心法線ＱはＺ軸
とΘの角度をなす。この図においてプラテンの傾き中心
がＸ軸であり注入角モータ軸中心である。The step implantation according to the conventional example will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. FIG. 7 shows a state where the platen and the wafer are inclined. The beam enters from the Z direction. The platen rotates about the X axis and the center normal Q of the platen makes an angle of Θ with the Z axis. In this figure, the center of tilt of the platen is the X axis, which is the center of the injection angle motor axis.

【００１６】プラテンはＱ軸の周りを回転する。回転角
をΦとする。ウエハ−中心から半径ｒの点のウエハー面
上での座標は（ｒｃｏｓΦ、ｒｓｉｎΦ）と書く事がで
きる。図８において右側にＸ軸が延びる。図８の
（１）、（２）、（３）、（４）はΦ＝９０゜、１８０
゜、２７０゜、３６０゜の点を示すがこれらは同一の点
が動いて行くのを示す。角速度をΩとすると、Φ＝Ωｔ
と書ける。図８のように同一の点が動いていくのが従来
例のステップ注入である。黒点の部分に丸い穴が彫られ
ていたとしよう。ウエハーにＺ方向からビームが飛んで
くるから、ウエハーがＱ軸周りに１回転すると、ビーム
は等密度で穴の側壁に当たることになる。The platen rotates about the Q axis. The rotation angle is Φ. The coordinates on the wafer surface of a point having a radius r from the center of the wafer can be written as (rcosΦ, rsinΦ). In FIG. 8, the X axis extends to the right. (1), (2), (3), and (4) in FIG.
{270, 360} points are shown, but these indicate that the same point is moving. When the angular velocity is Ω, Φ = Ωt
I can write The same point moves as shown in FIG. 8 in the conventional step implantation. Suppose a round hole was carved in the black spot. Since the beam comes to the wafer from the Z direction, when the wafer makes one rotation around the Q axis, the beam hits the side wall of the hole at an equal density.

【００１７】より厳密に述べる。図１１に示すようにウ
エハー２の点Ｇの位置に小さい半径ｂの穴があるとす
る。穴の輪郭線上の点Ｐはウエハー中心Ｑと穴中心Ｇを
結ぶ直線と穴輪郭の交点Ｈからの円周角ηによって表現
できる。ＧＰはＧＨと角度ηをなすのである。これは穴
であるから側壁がどちらを向いているかを考える。点Ｐ
の側壁に立てた法線単位ベクトルｎはウエハーに取った
二次元座標において、A more precise description will be given. It is assumed that there is a small radius b hole at the position of point G on the wafer 2 as shown in FIG. The point P on the outline of the hole can be represented by a circumferential angle η from the intersection H of the straight line connecting the center Q of the wafer and the center G of the hole and the outline of the hole. GP makes an angle η with GH. Since this is a hole, consider which side wall faces. Point P
The normal unit vector n set on the side wall of the two-dimensional coordinates taken on the wafer is

【００１８】 ｎ＝（−ｃｏｓη、−ｓｉｎη） （１）N = (− cos η, −sin η) (1)

【００１９】である。負号がつくのはこれが穴であっ
て、法線ベクトルは穴中心に向けたベクトルだからであ
る。ウエハ−はしかしＱ軸周りにΦだけ回転しているか
ら、ηの点Ｐでの法線ベクトルは、## EQU1 ## The reason why the minus sign is attached is that this is a hole, and the normal vector is a vector toward the center of the hole. However, since the wafer is rotated about the Q axis by Φ, the normal vector at the point P of η is

【００２０】 ｎ＝（−ｃｏｓ（η＋Φ），−ｓｉｎ（η＋Φ）） （２）N = (− cos (η + Φ), −sin (η + Φ)) (2)

【００２１】となる。ところがウエハーはＸ軸周りにΘ
だけ傾いているから、法線ベクトルｎは三次元座標にお
いては、## EQU1 ## However, the wafer moves around the X axis.
Normal vector n in three-dimensional coordinates

【００２２】 ｎ＝（−ｃｏｓ（η＋Φ），−ｓｉｎ（η＋Φ）ｃｏｓΘ，ｓｉｎ（η＋Φ）ｓ ｉｎΘ） （３）N = (− cos (η + Φ), −sin (η + Φ) cosΘ, sin (η + Φ) sinΘ) (3)

【００２３】となるわけである。ビームは−Ｚ方向に向
いて照射してくるから、Ｚ方向の単位ベクトル（０，
０，１）と壁の法線ベクトルの内積が単位面積あたりの
イオンビ−ムの照射量に比例することになる。内積ｗ
は、## EQU2 ## Since the beam irradiates in the −Z direction, the unit vector (0, 0,
0, 1) and the inner product of the normal vector of the wall are proportional to the irradiation amount of the ion beam per unit area. Inner product w
Is

【００２４】 ｗ＝ｓｉｎ（η＋Φ）ｓｉｎΘ （４）W = sin (η + Φ) sinΘ (4)

【００２５】となる。内積が負ということはビームは壁
に当たらないという事である。内積が正であるときそれ
に比例したビーム密度で内壁に衝突するということであ
る。従来例ではウエハーが回転するから、Φ＝Ωｔであ
る。すると、## EQU1 ## A negative inner product means that the beam does not hit the wall. When the inner product is positive, it impinges on the inner wall with a beam density proportional to it. In the conventional example, Φ = Ωt because the wafer rotates. Then

【００２６】 ｗ＝ｓｉｎ（η＋Ωｔ）ｓｉｎΘ （５）W = sin (η + Ωt) sinΘ (5)

【００２７】となる。η＝２πｍ＋π／２−Ωｔ（ｍは
整数）であるときに最大ビーム密度が点Ｐに入射する。
ｔが変化すれば全てのηがこれを満足する。また、単位
時間に穴の内壁Ｐ点が受けるビーム量はｗを正の範囲で
積分することによって評価できる。## EQU1 ## When η = 2πm + π / 2−Ωt (m is an integer), the maximum beam density is incident on the point P.
If η changes, all η satisfy this. The amount of beam received by the inner wall P of the hole per unit time can be evaluated by integrating w in a positive range.

【００２８】 Ｗ＝（１／π）ｓｉｎΘ （６）W = (1 / π) sinΘ (6)

【００２９】である。これはηによらない。つまり穴、
溝内壁の全ての点は等しい確率でビームを受けるという
ことである。その量はｓｉｎΘに比例する。傾き角Θを
増やすとビーム量は増える。ウエハーの表面に穿った小
さい穴の側面の全てにイオン注入できる。Is as follows. This does not depend on η. That is, a hole,
All points on the inner wall of the groove receive the beam with equal probability. The amount is proportional to sinΘ. Increasing the tilt angle Θ increases the beam amount. Ions can be implanted on all sides of small holes drilled in the surface of the wafer.

【００３０】以上に述べたものが最も優れた従来技術で
ある。いくつかの提案が同じ目的の為になされている。 特開昭６２−１１５６３８号「イオン注入装置」 こ
れはプラテンの直径方向に軸を通し、軸周りにプラテン
を回動できるようにしている。これは回転運動ができな
いので、軸と直角の方向にはウエハ−を傾けることがで
きない。これまで従来例として紹介したものよりも不完
全な機構である。The above is the most excellent prior art. Several proposals have been made for the same purpose. Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-11538 "Ion implantation apparatus" This allows a shaft to pass through the shaft in the diameter direction of the platen so that the platen can be rotated around the shaft. This cannot tilt the wafer in a direction perpendicular to the axis, since no rotational movement is possible. This is a more incomplete mechanism than that introduced as a conventional example.

【００３１】特開昭６２−２２２５５８号「イオン処
理装置」 これはプラテンを直交する２軸で２段階の回
転支持をする。つまりＸ軸周りにもＹ軸周りにも回転で
きるようにする。そしてプラテンの裏面法線方向に立て
た棒部材をクランクとベベルギヤによって廻す。ベベル
ギヤの噛み合いを変えるとプラテンの傾斜角が変わる。
軸の全体を廻すと、プラテンの傾斜角は一定であるが傾
きの方向が変わっていくようになる。これはプラテンの
２軸支持が複雑であって、また首振り運動の機構が混み
入っており作製が難しい。なんと言ってもウエハーの機
械的走査ができずハイブリッドスキャンができない。こ
のような難点があって未だ実現されていない。Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-222558 "Ion processing apparatus" This supports the platen in two stages of rotation in two axes orthogonal to each other. That is, it is possible to rotate around the X axis and the Y axis. Then, a rod member standing in the normal direction of the back surface of the platen is turned by a crank and a bevel gear. Changing the meshing of the bevel gear changes the tilt angle of the platen.
When the entire axis is turned, the inclination angle of the platen is constant but the direction of the inclination changes. This is complicated because the biaxial support of the platen is complicated, and the mechanism of the swinging motion is crowded, so that it is difficult to manufacture. After all, mechanical scanning of a wafer cannot be performed and hybrid scanning cannot be performed. These difficulties have not yet been realized.

【００３２】[0032]

【発明が解決しようとする課題】従来のプラテン支持駆
動機構には真空チャック機構、Ｘ軸回転機構（注入角モ
ータ）、Ｑ軸回転機構（プラテン回転モータ）の３つの
機構が必要である。これらは全て真空中にある機構であ
る。二つのモータは全体をケースで覆いケースの内部は
大気圧に保つ。The conventional platen support drive mechanism requires three mechanisms: a vacuum chuck mechanism, an X-axis rotation mechanism (injection angle motor), and a Q-axis rotation mechanism (platen rotation motor). These are all mechanisms that are in vacuum. The two motors are entirely covered with a case and the inside of the case is kept at atmospheric pressure.

【００３３】その理由は次のようである。真空では摩擦
係数が異常に大きくなり回転が円滑でない。モータは大
気圧下で駆動しなければいけない。ケースの外部は真
空、内部は大気圧になる。単純なケースではなく気密性
のケースによってモータを密封する必要がある。ケース
のためにモータは余計外形が大きくなり重くなる。モー
タに給電するための配線も複雑になる。特にプラテン回
転モータ５はモータ自体が移動するから配線も動く。The reason is as follows. In a vacuum, the coefficient of friction becomes abnormally large and rotation is not smooth. The motor must be driven at atmospheric pressure. The outside of the case is vacuum and the inside is atmospheric pressure. It is necessary to seal the motor with an airtight case instead of a simple case. Due to the case, the motor becomes extra large and heavy. Wiring for supplying power to the motor is also complicated. In particular, the wiring of the platen rotation motor 5 also moves because the motor itself moves.

【００３４】もっと難しい問題がある。プラテンにウエ
ハーを取り付けるために静電チャックを用いている。静
電チャックに電圧を与える給電線は単純なコードでは役
に立たない。プラテンが中心軸（Ｑ軸）まわりに回転す
るからである。回転部材に給電するような特別の工夫が
必要である。環状のレ−ルと接触子のような組み合わせ
によって給電する必要がある。There is a more difficult problem. An electrostatic chuck is used to attach a wafer to the platen. Feed lines that apply voltage to the electrostatic chuck are useless with simple cords. This is because the platen rotates around the central axis (Q axis). Special measures are required to supply power to the rotating member. Power must be supplied by a combination such as an annular rail and a contact.

【００３５】さらにウエハーはビームが入射することに
よって激しく加熱される。温度上昇を抑えるためにプラ
テンには冷却媒体を通すようになっている。回転するプ
ラテンの中の流路に冷媒を往復させるのである。静止系
から回転系へ液体を循環させなければならない。例えば
プラテン裏面に、環状の流路を同心に二つ設けてこれに
固定側から冷媒を送り込みプラテンを冷却したのち固定
側に戻すようにしなければいけない。冷媒の回転導入機
構はさらに複雑である。Further, the wafer is heated violently by the incidence of the beam. In order to suppress a temperature rise, a cooling medium is passed through the platen. The refrigerant reciprocates in a flow path in the rotating platen. The liquid must be circulated from the stationary system to the rotating system. For example, two annular flow paths must be provided concentrically on the back surface of the platen, a coolant must be sent from the fixed side to cool the platen, and then returned to the fixed side. The mechanism for introducing the rotation of the refrigerant is more complicated.

【００３６】従来のイオン注入装置は、このようにプラ
テンの周辺部の構造が大きく複雑で製造コストが高いと
いう欠点があった。それだけでなく重くて慣性が大きい
のでスキャン軸６を動かすスキャン駆動機構（図示しな
い）の負担が大きい。重いプラテン周辺機構を動かすか
ら応答性が悪い。このような難点があった。The conventional ion implantation apparatus has the disadvantage that the structure around the platen is large and complicated, and the production cost is high. In addition, the load is heavy and the inertia is large, so that the load on a scan driving mechanism (not shown) for moving the scan shaft 6 is large. Poor responsiveness due to moving heavy platen peripherals. There were such difficulties.

【００３７】このような欠点を克服し、プラテン周辺部
の構造をより単純化することが本発明の第１の目的であ
る。周辺部の構造をより軽量化しスキャン駆動系の負荷
を軽減することが本発明の第２の目的である。さらにプ
ラテン駆動機構そのものの信頼性を高めることが本発明
の第３の目的である。It is a first object of the present invention to overcome such disadvantages and to simplify the structure around the platen. It is a second object of the present invention to make the peripheral structure lighter and reduce the load on the scan drive system. It is a third object of the present invention to further enhance the reliability of the platen drive mechanism itself.

【００３８】[0038]

【課題を解決するための手段】本発明のプラテン支持駆
動装置は、ビ−ムの一次元走査方向をＸ軸方向とし、ウ
エハ−をＸ軸周りに回動させる手段と、前記ウエハ−を
前記Ｘ軸と直角なＹ軸まわりに揺動させる手段と、前記
Ｘ軸周りに回動させる手段と前記Ｙ軸周りに揺動させる
手段を制御する手段とからなり、ウエハ−に形成された
溝側面にも均一にビ−ムを入射することができるように
したものである。A platen supporting and driving apparatus according to the present invention is characterized in that a one-dimensional scanning direction of a beam is set to an X-axis direction, a means for rotating a wafer around the X-axis, and A means for swinging about a Y axis perpendicular to the X axis, a means for rotating about the X axis, and a means for controlling the means for swinging about the Y axis; In this case, the beam can be evenly incident.

【００３９】より具体的には、本発明は、真空中に設け
られウエハーを保持するプラテンと、ビームの一次元走
査方向であるＸ軸の周りにプラテン面を傾斜可能に支持
する取付台と、取付台に固定され取付台に対するプラテ
ンのＸ軸周りの傾斜角を変化させる注入角モータと、真
空チャンバの内外に挿通されてチャンバ内部において取
付台を支持するスキャン駆動軸と、スキャン駆動軸をチ
ャンバ壁にＹ軸方向進退可能に支持するシール軸受部
と、大気中にあってスキャン駆動軸をＹ軸方向に進退さ
せる直進走査機構と、大気中にあってスキャン駆動軸を
Ｙ軸周りに揺動させるスキャン軸ツイストモータとより
なるプラテン支持駆動装置を与える。More specifically, the present invention provides a platen that is provided in a vacuum and holds a wafer, a mounting table that supports a platen surface to be tiltable about an X axis that is a one-dimensional scanning direction of a beam, An injection angle motor fixed to the mounting table to change the inclination angle of the platen around the X axis with respect to the mounting table; a scan drive shaft inserted into and out of the vacuum chamber to support the mounting table inside the chamber; A seal bearing portion that supports the wall so that it can move forward and backward in the Y-axis direction, a linear scanning mechanism that moves the scan drive shaft in the Y-axis direction when in the atmosphere, and swings the scan drive shaft around the Y-axis in the atmosphere. And a platen support drive device comprising a scan shaft twist motor to be driven.

【００４０】本発明の装置は、プラテン回転モータを省
き、代わりにスキャン駆動軸をある範囲で回動できるよ
うにする。プラテンは最早法線まわりに回転しない。プ
ラテン回転モータは真空内部にあるモータであってこれ
を省くとプラテン周辺機構は大幅に簡略化できる。もち
ろんＸ軸まわりにプラテンを一つの直径を中心として回
動する注入角モータは存在する。これは斜め方向からビ
ームを照射するときと、ウエハ−の交換のために必要で
ある。回転モータを省く代わりに、スキャン駆動軸をＹ
方向に進退するだけでなくＹ軸まわりにある範囲で左右
に回動させる機構が新たに必要になる。しかしこの機構
は大気中に設けられる機構であるから真空中の機構より
もずっと設計製作コストは安い。The apparatus of the present invention eliminates the platen rotation motor and instead allows the scan drive shaft to rotate within a certain range. The platen no longer rotates around the normal. The platen rotation motor is a motor inside the vacuum. If this motor is omitted, the peripheral mechanism of the platen can be greatly simplified. Of course, there is an injection angle motor that rotates the platen about one diameter around the X axis. This is necessary for irradiating a beam from an oblique direction and for exchanging wafers. Instead of omitting the rotary motor, set the scan drive axis to Y
A mechanism is required that not only moves back and forth in the direction but also rotates left and right within a certain range around the Y axis. However, since this mechanism is provided in the atmosphere, the design and manufacturing costs are much lower than those in a vacuum.

【００４１】[0041]

【発明の実施の形態】図５は本発明の実施例に係るプラ
テン支持駆動機構の平面図、図６は正面図である。ウエ
ハ−２をチャックしたプラテン３は、ケース１８によっ
て支持される。ケース１８には静電チャックのための配
線や、冷却媒体を流す媒体流路などが含まれる。しかし
ケースには減速機構はない。プラテンを回転しないから
である。したがってケース１８は図１のギヤケース１２
よりも軽量小型である。FIG. 5 is a plan view of a platen supporting and driving mechanism according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a front view. The platen 3 chucking the wafer-2 is supported by the case 18. The case 18 includes wiring for an electrostatic chuck, a medium flow path through which a cooling medium flows, and the like. However, there is no speed reduction mechanism in the case. This is because the platen does not rotate. Therefore, the case 18 corresponds to the gear case 12 shown in FIG.
Lighter and smaller than

【００４２】ケース１８の側方には傾斜軸１３が固着さ
れる。傾斜軸１３は注入角モータ４によって回転可能に
支持される。注入角モータ４の機能は図１のものと同様
であるが、ケースが軽いからより小さい定格のモータで
足りる。注入角モータ４はＸ軸の周りにプラテンを回動
させることができる。Ｘ軸は水平方向のプラテンの直径
に平行である。The tilt shaft 13 is fixed to the side of the case 18. The tilt shaft 13 is rotatably supported by the injection angle motor 4. The function of the injection angle motor 4 is the same as that of FIG. 1, but a lighter case suffices for a smaller rated motor. The injection angle motor 4 can rotate the platen about the X axis. The X axis is parallel to the horizontal platen diameter.

【００４３】注入角モータ４はＬ字型の取付台１４の縦
片に固定される。取付台１４の底辺はスキャン駆動軸６
の先端に固着される。スキャン駆動軸６はチャンバ壁１
５の通し穴１６を内外に貫く。通し穴１６にはシール軸
受部１７が設けられる。これはラジアル軸受とスラスト
軸受を組み合わせたものであり軸封機構もある。内部の
注入室８は真空で、外側は大気側９である。だから真空
シールと軸受の両方の機能が必要である。スキャン駆動
軸６には円筒形のスリーブ２０がはめ込んである。スリ
ーブ２０はスキャン駆動軸６に対して軸方向の相対変位
は可能であるが、相対回転は禁じられる。スリーブ２０
は軸受部１７に対して回転可能であるが軸方向には相対
変位できない。The injection angle motor 4 is fixed to a vertical piece of an L-shaped mount 14. The scanning drive shaft 6 is at the bottom of the mounting base 14.
Is fixed to the tip of The scan drive shaft 6 is the chamber wall 1
5 is penetrated inside and outside. A seal bearing 17 is provided in the through hole 16. This is a combination of a radial bearing and a thrust bearing, and also has a shaft sealing mechanism. The interior injection chamber 8 is vacuum and the outside is the atmosphere side 9. Therefore, both functions of a vacuum seal and a bearing are necessary. A cylindrical sleeve 20 is fitted into the scan drive shaft 6. The sleeve 20 can be displaced in the axial direction with respect to the scan drive shaft 6, but the relative rotation is prohibited. Sleeve 20
Can rotate with respect to the bearing portion 17 but cannot be displaced relative to the axial direction.

【００４４】スリーブ２０の外側の一部に大口径のギヤ
２１が固定される。これは小口径のギヤ２２と噛み合っ
ている。スキャン軸ツイストモータ２３が支持材２４に
よってチャンバ壁１５に対して固定される。スキャン軸
ツイストモータ２３の出力軸には先述のギヤ２２が固着
される。スキャン軸ツイストモータ２３が回転すると、
ギヤ２２、２１、スリーブ２０が回転する。スリーブ２
０とともにスキャン駆動軸６も回動する。回動角は限定
されている。最大で前後１８０゜回動すれば良い。多く
の場合もっと少なくてよい。全周回転する必要がない。A large-diameter gear 21 is fixed to a part of the outside of the sleeve 20. This meshes with the small-diameter gear 22. The scan shaft twist motor 23 is fixed to the chamber wall 15 by the support member 24. The gear 22 described above is fixed to the output shaft of the scan shaft twist motor 23. When the scan axis twist motor 23 rotates,
The gears 22 and 21 and the sleeve 20 rotate. Sleeve 2
With 0, the scan drive shaft 6 also rotates. The pivot angle is limited. It only has to rotate up to 180 ° back and forth. Often less is needed. There is no need to rotate all around.

【００４５】さらにスキャン駆動軸６は直進走査用モ−
タ（図示しない）によって軸方向に往復運動する。これ
はウエハーをＹ方向に動かす機械走査（メカニカルスキ
ャン）のためである。ハイブリッドスキャン方式である
から、駆動軸６を軸方向（Ｙ方向）に動かす必要があ
る。これはチャンバ外に設けた直進走査用モ−タによっ
て行う。この機能は図１〜図３の従来例においても同じ
である。しかし走査対象にはプラテン回転モータがな
く、ケース１８、注入角モータ４、プラテン３など負荷
の総重量が減っているから、慣性が小さい。ためにスキ
ャン駆動軸の走査はより敏活になる。つまり応答性が高
くなる。Further, the scan driving shaft 6 is a linear scanning mode.
Reciprocating in the axial direction by a motor (not shown). This is for mechanical scanning (mechanical scanning) for moving the wafer in the Y direction. Because of the hybrid scan method, it is necessary to move the drive shaft 6 in the axial direction (Y direction). This is performed by a linear scanning motor provided outside the chamber. This function is the same in the conventional example shown in FIGS. However, since the scanning target has no platen rotation motor and the total weight of the load such as the case 18, the injection angle motor 4, and the platen 3 is reduced, the inertia is small. Therefore, scanning of the scan drive axis becomes more agile. That is, the response is improved.

【００４６】プラテン回転モータが除去されているから
プラテンはもちろん回転しない。代わりにスキャン駆動
軸６をＹ軸周りに一定角度範囲で揺動させる。これは大
気側から回転させることができるという長所がある。ま
た回転でなく揺動である。３６０゜以上に回転するので
はない。それより狭い範囲で往復回転する。これをここ
では揺動と表現する事にする。Since the platen rotation motor has been removed, the platen does not rotate. Instead, the scan drive shaft 6 is swung around the Y axis within a certain angle range. This has the advantage that it can be rotated from the atmosphere side. It is swinging, not rotating. It does not rotate more than 360 °. Reciprocate in a narrower range. This is referred to as swinging here.

【００４７】Ｘ軸周りの傾きΘと、Ｙ軸周りの揺動Υに
よって、実効的に従来の方式と同じようなイオン注入を
することが可能である。もちろんＸ軸周り傾斜運動、Ｙ
軸周り揺動運動は、従来のものより複雑になる。プラテ
ンの向きを様々に変える事によってプラテンを傾斜軸の
周りに回転するのと同じ様な効果をあげようとする。By the tilt Θ around the X-axis and the swing Υ around the Y-axis, it is possible to effectively perform the same ion implantation as in the conventional method. Of course, tilt motion around X axis, Y
The swing motion about the axis becomes more complicated than the conventional one. By varying the orientation of the platen, one attempts to achieve the same effect as rotating the platen about a tilt axis.

【００４８】図９と図１０によって説明する。これは４
ステップの例であり、図７、図８と対応するものであ
る。黒点はプラテン上の同じ点を示す。図８に見るよう
にこれはほぼＹ軸上にあって回転しない。図９でプラテ
ン法線とＺ軸のなす角度が注入角Θ₀ であるがこれはＸ
軸周りの傾きΘにもはや等しくない。図１０（１）はＸ
軸周り傾斜Θが注入角Θ₀ に等しく、揺動角Υが０であ
る。（２）はΘが０であり、Υが−Θ₀ である。（３）
はΘが−Θ₀ で、Υは０となる。（４）はΘが０で、Υ
が＋Θ₀ である。纏めるとThis will be described with reference to FIGS. 9 and 10. This is 4
This is an example of steps, and corresponds to FIGS. 7 and 8. The black dots indicate the same points on the platen. As shown in FIG. 8, this is substantially on the Y axis and does not rotate. In FIG. 9, the angle between the platen normal and the Z axis is the injection angle Θ ₀ , which is
Is no longer equal to the tilt Θ about the axis. FIG. 10 (1) shows X
Around the axis inclination theta equals implantation angle theta _0, swing angle Υ is zero. (2) is Θ is 0, Upsilon is - [theta] _0. (3)
Is Θ is −Θ ₀ and Υ is 0. In (4), Θ is 0 and Υ
There + Θ is _0. When put together

【００４９】 （１） Θ＝＋Θ₀ ，Υ＝０ （７） （２） Θ＝０、Υ＝−Θ₀ （８） （３） Θ＝−Θ₀ 、Υ＝０ （９） （４） Θ＝０、Υ＝＋Θ₀ （１０）(1) Θ = + Θ ₀ , Υ = 0 (7) (2) Θ = 0, Υ = −Θ ₀ (8) (3) Θ = −Θ ₀ , Υ = 0 (9) (4) Θ = 0, Υ = + Θ ₀ (10)

【００５０】である。ウエハー面上に形成した微細な穴
あるいは溝の内周面にビームを当てようとする場合、図
１０（１）は図８（１）と同じ注入モードになる。図１
０（２）は図８（４）と同じである。図１０（３）は図
８（３）と等価である。図１０（４）は図８（２）と同
じモードになる。であるから、本発明の様に揺動Υと傾
斜Θを組み合わせても従来のように回転と同じ効果を納
めることができる。Is as follows. When the beam is to be applied to the inner peripheral surface of the fine hole or groove formed on the wafer surface, FIG. 10A is in the same injection mode as FIG. 8A. FIG.
0 (2) is the same as FIG. 8 (4). FIG. 10 (3) is equivalent to FIG. 8 (3). FIG. 10 (4) shows the same mode as FIG. 8 (2). Therefore, even if the swing 回 転 and the inclination 組 み 合 わ せ are combined as in the present invention, the same effect as that of the conventional rotation can be obtained.

【００５１】ただし従来例の場合は、Θは一定に保持し
（Θ＝Θ０）、Ｑ軸周りに回転（Φ＝Ωｔ）だけを行え
ば良かった。一軸周りの単純な運動であった。本発明の
場合は２軸周りの運動を同期して行わなければならな
い。図１０の（１）〜（４）のそれぞれでウエハー全面
にビームを注入し終わり、オーバースキャンしていると
きにプラテン、スキャン駆動軸を回動する。４ステップ
の場合は角度関係が簡単である。However, in the case of the conventional example, it is sufficient that Θ is kept constant (Θ = Θ0) and only rotation around the Q axis (Φ = Ωt) is performed. It was a simple movement around one axis. In the case of the present invention, the movement about the two axes must be performed in synchronization. In each of (1) to (4) of FIG. 10, the beam is completely injected into the entire surface of the wafer, and the platen and the scan drive shaft are rotated during overscan. In the case of four steps, the angle relationship is simple.

【００５２】しかし本発明は４ステップに限られるとい
うわけではない。ただしその角度制御は複雑である。注
入角をΘ₀ とすると、本発明においてＹ軸周りの揺動角
Υと、Ｘ軸周りの傾斜角Θは次の条件を満足する必要が
ある。However, the present invention is not limited to four steps. However, the angle control is complicated. When the injection angle and theta _0, the swing angle Υ around the Y-axis in the present invention, the inclination angle theta about the X-axis it is necessary to satisfy the following condition.

【００５３】 ｓｉｎ² Θ＋ｓｉｎ² Υ＝ｓｉｎ² Θ₀ （１１）[0053] ^{sin 2 Θ + sin 2 Υ =} sin 2 Θ 0 (11)

【００５４】８ステップの場合は、２ｓｉｎ² Θ₂ ＝ｓ
ｉｎ² Θ₀ となるΘ₂ を使って、次のようにΥ、Θを変
動させれば良い。In the case of 8 steps, ₂ sin ² Θ ₂ = s
It is sufficient to change Υ and Θ as follows by using Θ ₂ that makes in ² Θ ₀ .

【００５５】 （１） Θ＝＋Θ₀ ，Υ＝０ （１２） （２） Θ＝＋Θ₂ 、Υ＝−Θ₂ （１３） （３） Θ＝０、 Υ＝−Θ₀ （１４） （４） Θ＝−Θ₂ 、Υ＝−Θ₂ （１５） （５） Θ＝−Θ₀ 、Υ＝０ （１６） （６） Θ＝−Θ₂ 、Υ＝＋Θ₂ （１７） （７） Θ＝０、 Υ＝＋Θ₀ （１８） （８） Θ＝＋Θ₂ 、Υ＝＋Θ₂ （１９）(1) Θ = + Θ ₀ , Υ = 0 (12) (2) Θ = + Θ ₂ , Υ = −Θ ₂ (13) (3) Θ = 0, Υ = −Θ ₀ (14) (4) Θ = −Θ ₂ , Υ = −Θ ₂ (15) (5) Θ = −Θ ₀ , Υ = 0 (16) (6) Θ = −Θ ₂ , Υ = + Θ ₂ (17) (7) Θ = 0, Υ = + Θ ₀ (18) (8) Θ = + Θ ₂ , Υ = + Θ ₂ (19)

【００５６】より一般に４Ｍステップの場合は、Ｍｓｉ
ｎ² Θ_j ＝ｊｓｉｎ² Θ₀ によって決まるΘj （ｊ＝
１，２…，Ｍ−１）を使って、同様の（Θ，Υ）の組を
指定する事ができる。More generally, in the case of 4M steps, Msi
determined by the _{^{n 2 Θ j = jsin 2 Θ}} 0 Θj (j =
1, 2,..., M−1) can be used to specify a similar set of (Θ, Υ).

【００５７】もちろん連続的に揺動角Υ、傾斜角Θを変
動させることもできる。その場合は（１１）に従って変
化させる。ステップ注入ということでなく連続注入とい
うことになる。この場合は揺動、傾斜の回転角速度をω
として、Of course, the swing angle Υ and the inclination angle 連 続 can be continuously varied. In that case, it is changed according to (11). It is not a step injection but a continuous injection. In this case, the rotational angular velocity of the swing and tilt is ω
As

【００５８】 Θ＝ｓｉｎ^-1（ｃｏｓωｔｓｉｎ² Θ） （２０） Υ＝ｓｉｎ^-1（ｓｉｎωｔｓｉｎ² Θ） （２１） というふうな連続変化をさせるようにすれば良い。Θ = sin ⁻¹ (cos ωt sin ² Θ) (20) It is sufficient to make a continuous change such as Υ = sin ⁻¹ (sin ωt sin ² Θ) (21).

【００５９】[0059]

【発明の効果】本発明の最も大きい特徴はプラテンを回
転させない、ということである。これによって多くの利
益がもたらされる。まず初めに重いプラテン回転モータ
５を省略できる。モータのコストを削減できる。The most significant feature of the present invention is that the platen is not rotated. This has many benefits. First, the heavy platen rotation motor 5 can be omitted. Motor cost can be reduced.

【００６０】さらにプラテン周りの構造が単純化され
る。周辺部が小型化するのでイオン注入のために空間を
より狭くできる。ウエハーは大口径化する傾向にあるが
チャンバはできるだけ小さくせよという要望が強く、本
発明はこの要望に応えることができる。Further, the structure around the platen is simplified. Since the peripheral portion is downsized, the space for ion implantation can be made narrower. Although the diameter of a wafer tends to be large, there is a strong demand for making the chamber as small as possible, and the present invention can meet this demand.

【００６１】プラテン周りがより軽量になるからスキャ
ン駆動軸を動かす機械走査の応答性が速くなる。スルー
プットを上げるために走査速度もより速くする必要があ
る。そのような場合慣性が小さく動き易いプラテンは魅
力的である。ウエハーが回転しないので静電チャックの
給電線の構造が単純になる。単なるコードを使う事もで
きる。さらに冷却媒体の流通経路が単純になる。ウエハ
ーは揺動するが回転しないからコイルチューブなどによ
って冷媒を循環させることができる。Since the area around the platen becomes lighter, the responsiveness of mechanical scanning for moving the scan drive shaft becomes faster. In order to increase the throughput, it is necessary to increase the scanning speed. In such a case, a platen with small inertia and easy movement is attractive. Since the wafer does not rotate, the structure of the feed line of the electrostatic chuck is simplified. You can also use simple code. Further, the flow path of the cooling medium is simplified. Since the wafer swings but does not rotate, the coolant can be circulated by a coil tube or the like.

【００６２】さらに機構部が軽量になるから、ウエハー
を傾ける注入角モータもより小型にできる。真空内でプ
ラテンを回転させないので、構造上の信頼性が向上す
る。Further, since the mechanism is light in weight, the injection angle motor for tilting the wafer can be made smaller. Since the platen is not rotated in a vacuum, structural reliability is improved.

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

【図１】従来例に係るプラテン支持駆動機構を示す平面
図。FIG. 1 is a plan view showing a platen support drive mechanism according to a conventional example.

【図２】同じ従来例に係るプラテン支持駆動機構を示す
正面図。FIG. 2 is a front view showing a platen support drive mechanism according to the same conventional example.

【図３】同じ従来例に係るプラテン支持駆動機構の左側
面図。FIG. 3 is a left side view of a platen support drive mechanism according to the same conventional example.

【図４】注入角をΘとしたときのイオンビ−ムとプラテ
ン、ウエハーの関係を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an ion beam, a platen, and a wafer when an implantation angle is set to Θ.

【図５】本発明の実施例に係るプラテン支持駆動機構を
示す平面図。FIG. 5 is a plan view showing a platen support drive mechanism according to the embodiment of the present invention.

【図６】本発明の実施例に係るプラテン支持駆動機構を
示す正面図。FIG. 6 is a front view showing a platen supporting and driving mechanism according to the embodiment of the present invention.

【図７】従来例に係るステップ注入のプラテンとビーム
の関係を示す概略図。FIG. 7 is a schematic diagram showing a relation between a platen and a beam in step implantation according to a conventional example.

【図８】従来例に係るステップ注入において回転角を９
０゜ずつ段階的に変化させたときのウエハーの上の一点
が回転してゆくことを説明する図。回転角が、（１）は
９０度の場合、（２）は１８０度の場合、（３）は２７
０度の場合、（４）は３６０度の場合を示す。FIG. 8 shows a rotation angle of 9 in the step injection according to the conventional example.
FIG. 7 is a view for explaining that one point on the wafer is gradually rotated when the angle is changed stepwise by 0 °. (1) is 90 degrees, (2) is 180 degrees, (3) is 27
In the case of 0 degrees, (4) shows the case of 360 degrees.

【図９】本発明の実施例に係るステップ注入のプラテン
とビームの関係を示す概略図。FIG. 9 is a schematic diagram showing a relation between a platen and a beam in step implantation according to the embodiment of the present invention.

【図１０】本発明の実施例に係るステップ注入において
揺動角Υ、傾斜角Θを段階的に変化させたときのウエハ
ーの上の一点が回転しないが傾きを変えてゆくことを説
明する図。（１）はＸ軸周りの回転角がΘ₀ 、Ｙ軸周り
の回転角が０の場合。（２）はＸ軸周りの回転角が０、
Ｙ軸周りの回転角が−Θ₀ の場合。（３）はＸ軸周りの
回転角が−Θ₀ 、Ｙ軸周りの回転角が０の場合。（４）
はＸ軸周りの回転角が０、Ｙ軸周りの回転角が＋Θ₀ の
場合。FIG. 10 is a view for explaining that one point on the wafer does not rotate but changes the inclination when the swing angle Υ and the inclination angle に お い て are changed stepwise in the step implantation according to the embodiment of the present invention. . (1) is the case where the rotation angle around the X axis is Θ ₀ and the rotation angle around the Y axis is 0. (2) shows that the rotation angle around the X axis is 0,
If the rotation angle around the Y-axis is - [theta] _0. (3) is the case where the rotation angle around the X axis is −Θ ₀ and the rotation angle around the Y axis is 0. (4)
If the ₀ rotation angle + theta around the rotation angle 0, Y-axis around the X axis.

【図１１】ウエハ−面のある点に半径ｂの小さい円筒形
の穴を穿ったときウエハ−中心Ｑから穴中心Ｇに引いた
半径と遠い方の穴側面との交点Ｈから反時計回りに円周
角ηを定義しηによって穴壁面上の点Ｐの位置を定義す
ることを説明する平面図。FIG. 11 shows a case where a cylindrical hole having a small radius b is drilled at a certain point on the wafer surface, and counterclockwise from the intersection H between the radius drawn from the wafer center Q to the hole center G and the far side of the hole. FIG. 4 is a plan view for explaining that a circumferential angle η is defined and a position of a point P on a hole wall surface is defined by η.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ イオンビ−ム ２ ウエハ− ３ プラテン ４ 注入角モータ ５ プラテン回転モータ ６ スキャン軸 ７ シール軸受部 ８ 注入室 ９ 大気中 １１ プラテン軸 １２ ギヤケース １３ 傾斜軸 １４ 取付台 １５ チャンバ壁 １６ 通し穴 １７ シール軸受部 １８ ケース ２０ スリ−ブ ２１ ギヤ ２２ ギヤ ２３ スキャン軸ツイストモータ ２３ 支持材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ion beam 2 Wafer 3 Platen 4 Injection angle motor 5 Platen rotation motor 6 Scan shaft 7 Seal bearing part 8 Injection chamber 9 In the atmosphere 11 Platen shaft 12 Gear case 13 Inclined shaft 14 Mounting table 15 Chamber wall 16 Through hole 17 Seal bearing Part 18 Case 20 Sleeve 21 Gear 22 Gear 23 Scan shaft twist motor 23 Supporting material

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 ビ−ムの一次元走査方向をＸ軸方向と
し、ウエハ−をＸ軸周りに回動させる手段と、前記ウエ
ハ−を前記Ｘ軸と直角なＹ軸まわりに揺動させる手段
と、前記Ｘ軸周りに回動させる手段と前記Ｙ軸周りに揺
動させる手段を制御する手段とからなり、ウエハ−に形
成された溝側面にも均一にビ−ムを入射することができ
ることを特徴とするイオン注入装置のプラテン支持駆動
機構。1. A means for rotating a wafer around an X-axis, wherein a one-dimensional scanning direction of a beam is an X-axis direction, and a means for swinging the wafer around a Y-axis perpendicular to the X-axis. And means for controlling the means for rotating about the X axis and the means for swinging about the Y axis, so that the beam can be evenly incident on the side surfaces of the grooves formed in the wafer. A platen support drive mechanism of the ion implantation apparatus, characterized in that: 【請求項２】 ビ−ムの一次元走査方向をＸ軸方向と
し、ウエハ−の前記Ｘ軸周りに回動させるための真空チ
ャンバ−内に設けられた注入角モ−タ−と、前記ウエハ
−を前記Ｘ軸と直角なＹ軸周りに揺動させるため真空チ
ャンバ−の外部に設けられたスキャン軸ツイストモ−タ
−と、前記ウエハ−を前記Ｙ軸方向に直進往復運動させ
るために前記真空チャンバ−外に設けられた直進走査用
モ−タ−とからなることを特徴とするイオン注入装置の
プラテン支持駆動機構。2. An injection angle motor provided in a vacuum chamber for rotating a beam around the X-axis, wherein a one-dimensional scanning direction of the beam is an X-axis direction, and the wafer is provided with an injection angle motor. And a scan axis twist motor provided outside the vacuum chamber to swing the wafer around the Y axis perpendicular to the X axis, and the vacuum to move the wafer straight back and forth in the Y axis direction. A platen support drive mechanism of the ion implantation apparatus, comprising a linear scanning motor provided outside the chamber. 【請求項３】 ビームの一次元走査方向をＸ軸方向とし
て、プラテンをＸ軸周りに傾斜させる傾斜機構と、傾斜
機構を直線走査軸によって支持しプラテンをビーム走査
方向（Ｘ軸）と直角なＹ軸方向に直進往復運動させる直
進走査機構と、直進走査軸をＹ軸周りに揺動させる走査
軸揺動機構とを含み、注入角をΘ₀ として、傾斜角Θと
揺動角Υが ｓｉｎ² Θ＋ｓｉｎ² Υ＝ｓｉｎ² Θ₀ を
満足するように、段階状にあるいは連続的に変化させる
ことを特徴とするイオン注入装置のプラテン支持駆動機
構。3. A tilting mechanism for tilting the platen around the X-axis with the one-dimensional scanning direction of the beam as the X-axis direction, and a tilting mechanism supported by a linear scanning axis, wherein the platen is perpendicular to the beam scanning direction (X-axis). A linear scanning mechanism for linearly reciprocating in the Y-axis direction, and a scanning axis rocking mechanism for rocking the linear scanning axis around the Y axis, wherein the injection angle is Θ ₀ , and the tilt angle Θ and the rocking angle Υ are sin. so as to satisfy the ^{2 Θ + sin 2 Υ = sin} 2 Θ 0, platen support drive mechanism of the ion implantation apparatus characterized by a stepwise shape or continuously changed. 【請求項４】 真空中に設けられウエハーを保持するプ
ラテンと、ビームの一次元走査方向であるＸ軸の周りに
プラテン面を傾斜可能に支持する取付台と、取付台に固
定され取付台に対するプラテンのＸ軸周りの傾斜角を変
化させる注入角モータと、真空チャンバの内外に挿通さ
れてチャンバ内部において取付台を支持するスキャン駆
動軸と、スキャン駆動軸をチャンバ壁にＹ軸方向進退可
能に支持するシール軸受部と、大気中にあってスキャン
駆動軸をＹ軸方向に進退させる直進走査機構と、大気中
にあってスキャン駆動軸をＹ軸周りに揺動させるスキャ
ン軸ツイストモータとよりなることを特徴とするイオン
注入装置のプラテン支持駆動機構。4. A platen provided in a vacuum for holding a wafer, a mounting table for supporting a platen surface to be tiltable about an X-axis which is a one-dimensional scanning direction of a beam, and a mounting table fixed to the mounting table. An injection angle motor that changes the tilt angle of the platen around the X axis, a scan drive shaft that is inserted into and out of the vacuum chamber and supports a mounting table inside the chamber, and the scan drive axis can be moved in and out of the chamber wall in the Y axis direction. It comprises a seal bearing portion for supporting, a linear scanning mechanism for moving the scan drive shaft in the Y-axis direction in the atmosphere, and a scan shaft twist motor for swinging the scan drive shaft around the Y axis in the atmosphere. A platen support drive mechanism for an ion implantation apparatus, characterized in that: 【請求項５】 真空中に設けられウエハーを保持するプ
ラテンと、プラテン内部に設けられ静電力によってウエ
ハ−をプラテンに対し固定する静電チャックと、プラテ
ン内部に設けられウエハ−を冷却するための冷媒を通す
冷媒通路と、冷媒をプラテンの冷媒通路に供給する冷媒
供給機構と、ビームの一次元走査方向であるＸ軸の周り
にプラテン面を傾斜可能に支持する取付台と、取付台に
固定され取付台に対するプラテンのＸ軸周りの傾斜角を
変化させる注入角モータと、真空チャンバの内外に挿通
されてチャンバ内部において取付台を支持するスキャン
駆動軸と、スキャン駆動軸をチャンバ壁にＹ軸方向進退
可能に支持するシール軸受部と、大気中にあってスキャ
ン駆動軸をＹ軸方向に進退させる直進走査機構と、大気
中にあってスキャン駆動軸をＹ軸周りに揺動させるスキ
ャン軸ツイストモータとよりなることを特徴とするイオ
ン注入装置のプラテン支持駆動機構。5. A platen provided in a vacuum for holding a wafer, an electrostatic chuck provided inside the platen for fixing the wafer to the platen by electrostatic force, and provided inside the platen for cooling the wafer. A coolant passage through which the coolant passes, a coolant supply mechanism for supplying the coolant to the coolant passage of the platen, a mounting base for tiltably supporting the platen surface around the X axis which is a one-dimensional scanning direction of the beam, and fixed to the mounting base An injection angle motor for changing a tilt angle of the platen around the X axis with respect to the mounting table, a scan driving shaft inserted into and out of the vacuum chamber to support the mounting table inside the chamber, and a Y axis for connecting the scan driving axis to the chamber wall. A seal bearing part that supports the direction of reciprocation, a linear scanning mechanism that reciprocates the scan drive shaft in the Y-axis direction in the atmosphere, and a scan in the air. A platen support drive mechanism for an ion implantation apparatus, comprising: a scan axis twist motor for swinging a drive shaft around a Y axis.