(57)【要約】【課題】従来のイオン注入装置は、イオン注入時の半導体ウエハへの電荷チャージの影響で前記ウエハをキャリアへ収納するときに前記ウエハが収納キャリアから落下するという問題や前記ウエハのエッジ欠け発生という問題がある。【解決手段】イオン注入後の半導体ウエハを載置するステージを有するエアロックアンロード室を有し、前記ステージは、このステージとそれに載置される半導体ウエハとの間に位置して前記半導体ウエハと前記ステージを導通させる導電膜が溶射コーティングされた溶射部を有するイオン注入装置とするものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハを収納するキャリアと、エアロックアンロード室と、前記半導体ウエハにイオン注入する場所であるプラテンと、前記プラテンとエアロックアンロード室の間を行き来する半導体ウエハ移送機構と、前記エアロックアンロード室と前記キャリアとの間において前記半導体ウエハの受け渡しを行う受け渡し機構とを有し、前記エアロックアンロード室は前記半導体ウエハを載置するステージと、前記ステージと前記ステージに載置される前記半導体ウエハとの間に位置して前記半導体ウエハと前記ステージを導通させる導電膜が溶射コーティングされた溶射部とを有するイオン注入装置。
【請求項２】
前記溶射部は前記半導体ウエハの裏面と前記ステージを導通させるように設けられている請求項１記載のイオン注入装置。
【請求項３】
前記溶射部は前記半導体ウエハの側面と前記ステージを導通させるように設けられている請求項１記載のイオン注入装置。
【請求項４】
前記溶射部は前記半導体ウエハの周辺３か所に接するように設けられている請求項１記載のイオン注入装置。
【請求項５】
前記溶射部はＡｌＳｉ膜が溶射コーティングされたものである請求項１記載のイオン注入装置。
【請求項６】
前記溶射部はＴｉ膜が溶射コーティングされたものである請求項１記載のイオン注入装置。
【請求項７】
前記溶射部は前記半導体ウエハと前記ステージとの間に前記導通を妨げない程度の抵抗を有する請求項１記載のイオン注入装置。
【請求項８】
前記半導体ウエハ移送機構はＶアームにより構成されている請求項１記載のイオン注入装置。
【請求項９】
前記ステージはアルミニウムから成る請求項１記載のイオン注入装置。
【請求項１０】
請求項１記載のイオン注入装置を用いて、半導体ウエハにイオン注入後、前記半導体ウエハに帯電した電荷を前記エアロックアンロード室において除電する半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記除電は前記エアロックアンロード室において前記ステージをＧＮＤに接地することにより行われる請求項１０記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記半導体ウエハは、支持基板を有するＳＯＩ構造から成り、前記支持基板に帯電された電荷を前記エアロックアンロード室において除電する請求項１０記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置及び半導体装置の製造方法に関し、特にイオン注入装置およびイオン注入装置を用いた半導体装置の製造方法に適用して有効な技術である。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造に用いられるイオン注入装置やイオン注入装置を用いた半導体装置の製造方法として、次のような技術が提案されている。
（１）特開平３−２６９９４０号公報（特許文献１）
イオンビームの経路上に設けられた部材の表面を高純度シリコンで構成する。
（２）特開平９−１５３４６５号公報（特許文献２）
所定の角度間隔を持ち周面の複数箇所に基板ホルダーユニットを取り付けてなる回転ドラムを備えるイオン注入装置。
又、イオン注入装置としては、つぎのような技術が知られている。
（３）日新電機技法Ｖｏｌ．５４，ＮＯ．２（２００９．１０）（非特許文献１）
ウエハへのチャージアップ防止として、ウエハ直前でイオンビームにプラズマを供給してウエハ上のプラズマ電荷をプラズマ電子で緩和する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−２６９９４０号公報
【特許文献２】特開平９−１５３４６５号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】日新電機技法Ｖｏｌ．５４，ＮＯ．２（２００９．１０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、イオンビームの経路上に設けられた部材からのウエハへの汚染防止を行うイオン注入装置に関するものであり、イオン注入時のウエハへのチャージにより、注入後のウエハが収納キャリアから落下する問題やウエハのエッジ欠け発生等の問題が発生する。
【０００６】
特許文献２は、複数の基板ホルダーユニットが取り付けられた回転ドラムを有するイオン注入装置において、前記ホルダーユニットに静電チャックを設けた場合、イオン注入後静電チャックの吸着力消滅のためにチャックの除電を行うものである。従って、イオン注入時のウエハへのチャージの影響でウエハが収納キャリアから落下する問題やウエハのエッジ欠け発生の問題が発生する。
【０００７】
非特許文献１にはウエハ直前でイオンビームにプラズマを供給してウエハ上のプラズマ電荷をプラズマ電子で緩和する技術が記載されているが、ウエハへのチャージアップによりウエハが収納キャリアから落下する問題やウエハのエッジ欠け発生の問題については全く考慮されていない。
【０００８】
その他の課題と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される課題を解決するための手段のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【００１０】
すなわち、１つの実施の形態によるイオン注入装置は、イオン注入後の半導体ウエハを載置するステージを有するエアロックアンロード室を有し、前記ステージは、このステージとそれに載置される半導体ウエハとの間に位置して前記半導体ウエハと前記ステージを導通させる導電膜が溶射コーティングされた溶射部を有するイオン注入装置とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００１２】
すなわち、イオン注入後の半導体ウエハがチャージの影響で収納キャリアから落下することなくキャリアに収納することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係わるイオン注入装置の要部平面を示す平面図である。
【図２】実施の形態１に係わるエアロックアンロード室のステージに半導体ウエハが搭載された状態を示す平面図である。
【図３】図２に示す半導体ウエハ搭載のステージをａ方向から見た側面図である。
【図４】図２に示す半導体ウエハ搭載のステージをｂ方向から見た側面図である。
【図５】図２に示すＡ−Ａ'の断面図である。
【図６】図２に示すＢ−Ｂ'の断面図である。
【図７】図２に示すＣ−Ｃ'の断面図である。
【図８】図１に示すイオン注入装置のエアロックアンロード室のステージを接地する状態を示す図である。
【図９】図１に示すイオン注入装置において、キャリア１へのウエハの収納動作を示す断面図である。
【図１０】実施の形態１に係わる効果を示す従来技術との比較図である。
【図１１】従来技術の問題点を示す断面図である。
【図１２】従来技術の問題点を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
先ず、本願発明者の本願に先立った検討により新たに判明した問題点を図１１及び図１２をもとに下記する。
【００１５】
イオン注入装置において、イオン注入後の半導体ウエハ１０をキャリア１に収納する際、ロボットアーム３，４がダウンしてかつ移動してキャリア１からアーム３，４を引き抜くと同時に、収納されたはずの半導体ウエハ１０が、チャージの影響でロボットアーム３，４に引きずられて落下するという問題が判明した（図１１）。
【００１６】
又、イオン注入工程後のアッシャーの工程で、アッシャーステージ１４に異常放電痕が見られ、半導体ウエハ１０にエッジチップ（エッジ欠け）１３が生ずるという問題も発生した。
【００１７】
アッシャー装置調査により異常放電痕１５とエッジチップ（エッジ欠け）１３との箇所が一致し、また、半導体ウエハ１０裏面にはアルミの付着も見られた。さらに、イオン注入工程後の製品でしか発生しない為、半導体ウエハのチャージによる影響と思われる（図１２）。
【００１８】
そこでこの問題を解決するために本願発明者は、エレクトロンシャワーによる除電を試したが充分な効果は得られなかった。
【００１９】
特に支持基板を有し、ウエハの表面側と裏面側とが電気的に絶縁されているＳＯＩウエハにおいてこの問題は顕著であった。
【００２０】
（実施の形態１）
以下、図面を参照して実施の形態を詳細に説明する。
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明する。しかし、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、応用例、詳細説明、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。ただし、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除く。
【００２１】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。ただし、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除く。このことは、上記数等（個数、数値、量、範囲等を含む）についても同様である。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一または関連する符号を付し、その繰り返しの説明は原則省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００２２】
図１は実施の形態に係わるイオン注入装置の要部（エンドステーション部）平面を示す平面図である。
【００２３】
同図に示すように、複数の半導体ウエハが収納される複数のキャリア１、エアロック室５、エアロックアンロード室８、イオン注入を行う場所であるプラテン６がそれぞれ設置され、これらキャリア１とエアロックアンロード室８との間に第１のロボットアーム３が、キャリア１とエアロック室５との間には第２のロボットアーム４がそれぞれ設けられている。
【００２４】
さらに、プラテン６とエアロック室５及びエアロックアンロード室８との間にはＶアーム７が設けられている。
【００２５】
次に、前記イオン注入装置における半導体ウエハの移載の動作を説明する。
【００２６】
最初にキャリア１から第１のロボットアーム３にて半導体ウエハ１０を取出し、オリフラステージ２に載せオリフラ合わせを行う。オリフラ合わせの終わった半導体ウエハ１０を第２のロボットアーム４にて受け取りエアロック室５へ搬送する。
【００２７】
そして、Ｖアーム７でエアロック室５からプラテン６へ半導体ウエハを移し、このプラテン６において、半導体ウエハ１０へのイオン注入を行う。
【００２８】
イオン注入後Ｖアーム７でプラテン６からエアロックアンロード室８へ半導体ウエハ１０を移す。エアロックアンロード室８のステージには導電性を持たせているため、このエアロックアンロード室８で半導体ウエハ１０の除電を実施する。
【００２９】
その後第１のロボットアーム３で半導体ウエハ１０を受け取りキャリア１に収納する。
【００３０】
このキャリア１への半導体ウエハ１０収納時のロボットアームとの関係を図９に示す。図９に示すように、第１のロボットアーム３がキャリア１に半導体ウエハ１０を載置し、第１ロボットアーム３をダウンしてキャリア１からアームを引き抜く。この時、従来のような前記アーム３に半導体ウエハ１０が引きずられる、ことはなく、半導体ウエハ１０はキャリア１内に収まる。
【００３１】
この、キャリア１への収納時、半導体ウエハ１０は除電されているため、前記ウエハ１０はキャリア１から落下することなくキャリア１に収納される。
【００３２】
次にエアロックアンロード室８のステージ１１とそれに半導体ウエハ１０を搭載した状態及び除電の状態を図２から図８に示す。
【００３３】
図２はイオン注入後の半導体ウエハ１０をエアロックアンロード室８のステージ１１に載置した状態の平面図であり、同図からわかるように、半導体ウエハ１０の周縁または周辺に沿った複数個所（図２では三箇所）に、導電膜であるＡｌＳｉが溶射コートされた溶射部１７が接触している。この溶射部１７は、図３（図２のａ方向）、図４（図２のｂ方向）の側面図からもわかるように溶射部１７が半導体ウエハ１０の側面に選択的に接触する。そして、図５の断面図（図２のＡ−Ａ'断面）に示すように半導体ウエハ１０の底面にも接触している。すなわち、溶射部１７は半導体ウエハ１０の底面から側面に渡り接触する構造となっている。底面から側面に渡る領域の範囲は図２及び図５のＷで示す範囲であり、半導体ウエハ１０の裏面及び側面の一部である。
【００３４】
半導体ウエハ１０は図５の断面図からもわかるように酸化膜等の絶縁膜２０で覆われた支持基板２３の上に埋め込み拡散層２１と活性層２２を有するＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）構造である。酸化膜２０はＢＯＸ（Ｂｕｒｉｅｄ  ｏｘｉｄｅ）膜とも呼ばれる。
【００３５】
このようなＳＯＩ構造はシリコン等の支持基板２３表面の絶縁膜（酸化膜）２０に電荷がチャージしやすく、この酸化膜２０にチャージされた電荷を半導体ウエハ１０裏面と側面から除電する必要がある。
【００３６】
図６及び図７は図２のＢ−Ｂ'及びＣ−Ｃ'の断面図である。これら断面図からも溶射部１７は半導体ウエハ１０に選択的に接触しているのがわかる。
【００３７】
図８は、エアロックアンロード室８のステージ１１に載置した半導体ウエハ１０の除電の状態の図である。同図からもわかるように、ステージ１１をＧＮＤに接地することにより半導体ウエハ１０に帯電した電荷をＧＮＤに流し、除電することができる。この時、前記ウエハ１０と前記ステージ１１間に導電膜と成るＡｌＳｉが溶射された溶射部１７を介しているため、前記ウエハ１０と前記ステージ１１間に所定の抵抗値（５Ω〜１０Ω）を有するＡｌＳｉ溶射部の抵抗１８を介して流れるため、静電破壊等をおこすことなく有効的な除電を行うことができる。
【００３８】
前記した溶射部１７はＡｌＳｉ溶射の代わりにＴｉを溶射したものでも良い。Ｔｉ溶射の場合は１０Ω程度の抵抗値である。
【００３９】
図１０は実施の形態に係わる効果を示す従来技術との比較図である。
【００４０】
同図からわかるように、従来のタフラム処理やウィンコートを施したステージではウエハの除電を十分に行うことはできず図１１に示すように、キャリア１へのウエハ１０収納時ロボットアーム３，４への貼りつきが発生してウエハ１０の落下が生ずる。
【００４１】
これに対し、本実施の形態に記載したＡｌＳｉ溶射の溶射部又はＴｉ溶射の溶射部を用いるとロボットアーム３，４への貼りつきが発生せずウエハ１０の落下を防止することができる。
【００４２】
さらに、イオン注入工程後のアッシャー工程でのアッシャーステージ１４への異常放電や半導体ウエハ１０のエッジチップ（エッジ欠け）も発生しない。
【００４３】
また、図１０からもわかるように、ＡｌＳｉ溶射の溶射部又はＴｉ溶射の溶射部を用いると、ウエハ裏面の電位が０Ｖとなり、ウエハの充分な除電ができていることがわかる。特に活性層の下に絶縁酸化膜が存在するＳＯＩウエハには有効である。
【００４４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば半導体ウエハは、前記したようなＢＯＸ膜の存在しないバルクウエハであっても良い。また、ステージ１１はアルミニウムから成るものを用いても良い。
【符号の説明】
【００４５】
１：キャリア
２：オリフラステージ
３：第１ロボットアーム
４：第２ロボットアーム
５：エアロック室
６：プラテン
７：Ｖアーム
８：エアロックアンロード室
１０：半導体ウエハ
１１：ステージ（Ａｌ）
１３：ウエハエッジ欠け部
１４：アッシャーステージ
１５：異常放電痕
１７：導電膜が溶射コートされた溶射部
１８：ＡｌＳｉ溶射の抵抗
１９：イオンビーム
２０：酸化膜（絶縁膜）
２１：埋め込み拡散層
２２：活性層
２３：支持基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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