JP6338416B2 - イオン照射方法およびイオン照射に用いる固定装置 - Google Patents
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(イオン照射装置)
はじめに、半導体基板にイオン照射を行うイオン照射システムについて説明する。図1は、イオン照射システムの概略構成を模式的に示した図である。イオン照射システム10は、加速器12と、半導体基板であるウェハを保持し搬送するウェハ搬送装置14と、加速器12から出射されたイオンビームをウェハ搬送装置14まで導くビーム輸送ダクト16と、を備える。
次に、イオン照射に用いるマスク40について述べる。図7は、イオン照射に用いるマスク40を模式的に示す上面図である。マスク40は、ウェハ24の照射面を覆うことのできる大きさを有する円盤形状の部材である。マスク40は、アルミニウム(Al)、ステンレス鋼(SUS)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)およびこれらの合金を含む金属や、シリコン(Si)、その他樹脂などで構成される。マスク40は、照射されるイオンを通過させるための開口42と、位置合わせ用に設けられるアライメント開口44を有する。
つづいて、マスク40の固定装置について述べる。図9は、比較例に係るマスク40の固定態様を模式的に示す図であり、上述の搬送プレート18にウェハ24およびマスク40が固定された様子を示す図である。ウェハ24は、搭載部26の上に搭載されるとともに、ウェハ24の上方に設けられる押さえ部26bによって固定される。マスク40は、搭載部26の溝26aに差し込まれることにより、ウェハ24の前面に固定される。
つづいて、ウェハ24にマスク40を固定する工程を説明する。図14は、ウェハ24にマスク40を固定するためのアライメント装置70を模式的に示す外観図である。アライメント装置70は、ウェハホルダ62が載置されるステージ72と、マスク40を保持するマスクホルダ74と、マスクホルダ74を支持する支柱77と、マスク40のアライメント開口44を通してウェハ24のアライメントマーク46を検知するためのカメラ78と、を有する。マスクホルダ74には、側方からクリップ66の取り付けが可能となるように構成されるクリップ挿入部76が設けられる。
図20は、本実施の形態に係るウェハ構造体50にイオン照射する工程を模式的に示す図である。ウェハ構造体50は、搬送プレート18の搭載部26に搭載され、搭載部26に搭載された状態でイオンビームが照射される。
イオン照射の後、ウェハ構造体50は、図11に示す状態に分解され、ウェハ24からマスク40の固定が解除される。マスク40の解除工程は、例えば、マスク40を固定する工程の逆工程により行うことができる。なお、ウェハ構造体50を分解する前に、ウェハ24とマスク40のアライメントがずれていないかを確認してもよい。イオン照射の前後においてアライメント状態を確認することで、適切な位置にイオン照射を実施できたか否かを確認することができる。これにより、後工程における歩留まりを高めることができる。
図22は、比較例に係るウェハ124を固定する際の課題を模式的に示す図である。本図は、上述の実施の形態に係るウェハ24よりも薄いウェハ124に上側スペーサ部材64および下側スペーサ部材65を配置した状態を示している。本実施の形態に係るイオン照射工程は、半導体装置の形成工程の後に研磨工程がなされた、厚さの非常に薄いウェハに対して行われることがあり、そのようなウェハの厚さは、100μm以下となる場合もある。そうすると、ウェハが薄いために平坦な状態を維持できず、ウェハの自重によって湾曲してしまうことがある。その結果、図22に示すように、ウェハ124の中央部がウェハホルダ62に接触してしまい、ウェハ124の表面の損傷につながるおそれがある。
Claims (8)
- 半導体基板の第1主面側に上側スペーサ部材を配置し、前記半導体基板の前記第1主面に背向する第2主面側に下側スペーサ部材を配置する工程と、
前記下側スペーサ部材、前記半導体基板、前記上側スペーサ部材およびマスクを順に重ねた状態でこれらを挟み込むクリップを取り付けて前記マスクと前記半導体基板とを固定する工程と、
前記マスクの上から前記半導体基板に向けてイオンを照射する工程と、を備え、
前記上側スペーサ部材は、前記半導体基板の前記第1主面の外周領域と接触し、前記第1主面の外周領域より内側の内側領域と非接触となるよう構成され、
前記下側スペーサ部材は、前記半導体基板の前記第2主面の外周領域と接触し、前記第2主面の外周領域より内側の内側領域と非接触となるよう構成されるイオン照射方法。 - 前記半導体基板は、ウェハホルダの凹部内の下側スペーサ部材の上に配置され、前記上側スペーサ部材は、前記ウェハホルダの凹部内の前記半導体基板の上に配置され、前記マスクは、前記ウェハホルダの前記凹部の上方に配置され、
前記クリップは、前記ウェハホルダおよび前記マスクを挟み込むように取り付けられる請求項1に記載のイオン照射方法。 - 前記ウェハホルダの前記凹部の深さは、前記下側スペーサ部材、前記半導体基板および前記上側スペーサ部材を重ねた厚さよりも小さい請求項2に記載のイオン照射方法。
- 前記上側スペーサ部材および前記下側スペーサ部材の少なくとも一方は、前記半導体基板の側面を取り囲むように構成される請求項1に記載のイオン照射方法。
- 前記下側スペーサ部材、前記半導体基板および前記上側スペーサ部材を順に重ねた状態でこれらを固定した後に、前記マスクが有するアライメント開口および前記第1主面に設けられるアライメントマークを用いて前記マスクを前記第1主面に対して位置合わせし、その後に前記マスクと前記半導体基板とを固定する請求項1または4に記載のイオン照射方法。
- 半導体基板の第1主面の上方に配置されたマスクを介してイオン照射をする際に前記マスクを前記半導体基板に固定するための固定装置であって、
前記半導体基板の前記第1主面側に配置され、前記半導体基板の前記第1主面の外周領域と接触し、前記第1主面の外周領域より内側の内側領域と非接触となるよう構成される上側スペーサ部材と、
前記半導体基板の前記第1主面に背向する第2主面側に配置され、前記半導体基板の前記第2主面の外周領域と接触し、前記第2主面の外周領域より内側の内側領域と非接触となるよう構成される下側スペーサ部材と、
前記下側スペーサ部材、前記半導体基板、前記上側スペーサ部材および前記マスクを順に重ねた状態でこれらを挟み込んで固定するクリップと、を備える固定装置。 - 前記固定装置は、前記半導体基板を収容可能な凹部を有するウェハホルダをさらに備え、前記下側スペーサ部材、前記半導体基板および前記上側スペーサ部材は、前記ウェハホルダの前記凹部に収容され、前記マスクは、前記ウェハホルダの前記凹部の上方に配置され、
前記クリップは、前記凹部に前記下側スペーサ部材、前記半導体基板および前記上側スペーサ部材が収容された前記ウェハホルダと、前記凹部の上方に配置される前記マスクと、を固定する請求項6に記載の固定装置。 - 前記固定装置は、前記下側スペーサ部材、前記半導体基板および前記上側スペーサ部材を順に重ねた状態でこれらを固定する別のクリップをさらに備え、
前記クリップは、前記別のクリップにより固定される前記下側スペーサ部材、前記半導体基板および前記上側スペーサ部材と、前記上側スペーサ部材の上方に配置される前記マスクと、を固定する請求項6に記載の固定装置。
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