JPS61179885A

JPS61179885A - 自公転装置

Info

Publication number: JPS61179885A
Application number: JP2058285A
Authority: JP
Inventors: Hidetsugu Setoyama; 英嗣瀬戸山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-02-05
Filing date: 1985-02-05
Publication date: 1986-08-12
Anticipated expiration: 2009-08-17
Also published as: JPH0663106B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、イオンビームミリング装置、イオンビームス
プリッタ装置、イオン打込装置、イオンビームエツチン
グ装置などのイオンビームを照射する薄膜形成装置に好
適な自公転装置に関する。

〔発明の背景〕

従来の半導体などの薄膜形成装置においては、イオンビ
ームをウェハに照射する場合、ウェハを装着した円板を
モータの回転軸を傾むけてイオンビームに対して傾斜さ
せた状態に保持し、回転させている（例えば米国特許４
，２７８，４９３号明細１ｉＦ）　。

これは、イオンビームによるウェハからのスパッタの付
着の防止、除去のため、イオンビームを斜めの方向より
照射する必要があるためである。しかし、この種の装置
に用いるイオンビームは、加速電圧が数百ポルトル数キ
ロボルトと低いため、イオン源から引き出されるイオン
ビームの発散が大きく、イオン源からの距離が大きくな
るほど、ウェハ照射面に対するビームの均一性が得にく
い。

従って、上述のように回転円板を傾斜させた構造の装置
は、回転軸の傾斜角度分だけウェハ照射面の中心がイオ
ンビームの中心よりずれ、ビームの均一照射性が悪くな
ることが不可避であった。特に、ウェハの処理放散を増
加させる場合には、ドーナツ状の大口径イオン源を使用
するため、さらにビームの均一照射性が悪くなる。

即ち、米国特許４，２７８，４９３号明細書に記載のも
のを大口径イオン源に適用すると第４図の如くなる。第
４図においてイオン源１ｏに接続した真空容器１２内に
は、モータ１４が配設され、このモータ１４の軸１６に
回転平板１８が固定される。

モータ１４は、矢印２０の如く回動できるようになって
おり、回転平板１８をイオンビーム２２に対し直交させ
ることができる。

回転平板１８の前面には、複数の支持台２４が設けてお
り、この支持台２４上にウェハ保持部材２８を介してウ
ェハ３２が固定しである。複数の支持台２４は、回転平
板１８の前面に配設したリング歯車３６の内周面に沿っ
て回転しつつ移動し、ウェハ３２を自転させる。一方、
回転円板１８の後面には冷却水配管３８が設けてあり、
支持台２４を介してウェハ３２を冷却できるようになっ
ている。

上記の如く構成した従来のものにあっては、まずモータ
１４の軸１６をウェハ照射面公転軸中心０に一致させ、
回転平板１８をイオンビーム２２に直交させた状態にし
、イオンビーム２２をウェハ３２に照射する。そして、
スパッタの付着等の悪影響が生ずるようになると、第４
図に示すようにモータ１４を回動させ１回転平板１８を
イオンビーム２２に対して傾斜させてイオンビーム２２
を照射する。ところが、第４図から明らかなように、回
転平板１８を傾斜させると、イオンビーム中心軸ｃ、、
Ｃ２と一致していたウェハの自転中心軸がイオンビーム
中心軸Ｃ１，Ｃ２と一致しなくなり、ウェハの照射面中
心がイオンビーム２２の中心からずれ１．均一照射性が
悪くなる。このため。

最近の超ＬＳＩ化が進む半導体の微細パターン加工等が
困難である、という欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、ウェハをイオンビームに対して傾斜させても
、ウェハの照射面中心とイオンビーム中心との間にずれ
が生じない自公転装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、回転軸の周囲に結合部材に取り付けた複数の
支持台を配置し１回転軸の回転力を伝達する動力伝達機
構により結合部材を介して支持台を回転軸の周囲を回転
させるとともに、各支持台に傾斜かつ回転自在に設けた
試料保持部材を、連結部材を介して回転軸に取り付け、
試料保持部材のみを支持台の回転面に対して傾斜できる
ようにし、試料保持部材を支持台と一体に回転軸の周囲
に回転させるとともに、回転軸の回転力により動力伝達
機構を介して結合部材を回転させ、結合部材に取り付け
た支持台を公転させ、かつ支持台の歯部とリング歯車と
の噛み合いにより支持台を自転させ、もって試料保持部
材が自転するように構成したものである。

〔発明の実施例〕

本発明に係る自公転装置の好ましい実施例を、添付図面
に従って詳説する。なお、前記従来技術において説明し
た部分に対応する部分については。

同一の符号を付し、その説明を省略する。

第１図は５本発明に係る自公転装置の実施例の断面図で
ある。第１図において回転軸４０は、軸受４２により真
空容器１２に回転自在に支持され、後端部（第１図の右
側端部）に歯車４４が固定されている。歯車４４は、モ
ータ１４に設けた歯車４６と噛み合い、モータ１４の駆
動力を回転軸４０に伝達する。回転軸４ｏと真空容器１
２との間には、真空シール４８が設けてあり、リークを
防止している。

一方１回転軸４０の周囲には、真空容器１２に回転自在
、かつ移動可能に結合部材のボス部５０が配設してあり
、このボス部５０から第２図に示すように複数の押圧バ
ー５２が放射状に伸びている。抑圧バー５２の先端部に
は、嵌合溝５４が形成してあり、この嵌合溝５４に支持
台２４の先端部が嵌合している。支持台２４は、抑圧バ
ー５２により真空容器１２の一部をなす平板５６に押圧
されており、外周面に歯部５８を有している。この歯部
５８は、平板５６に摺動可能に配設したリング歯車３６
の内周面に設けた歯部と噛み合っている。そして、リン
グ歯車３６の外側面には、ランク６０が固定してあり、
このラック６０にはウオーム６２が噛み合っている。ウ
オーム６２の軸６４は、真空容器１２に回転自在に取り
付けられ、ハンドル６６を回転することにより、ウオー
ム６２を回転させることができる。

支持台２４は、球形凹部が形成されており、この球形凹
部に抑圧バー５２を貫通したウェハ保持部材２８の球体
部６８が嵌合している。そして、各ウェハ保持部材２８
は、それぞれ保持リング７０に回転自在となっている。

各保持リング７０は、第２図に示すように連結リング７
２により連結されている。さらに、連結リング７２は、
回転軸４ｏの先端部に固定した複数の連結バー７４と連
結しており、回転＃４０の回転に伴い回転軸４０の周囲
を回転する。連結バー７４は、ウェハ３２の面より後方
に位置し、連結バー７４からのスパッタがなるべくウェ
ハ３２に付着しないようにしである。

回転軸４０の中間部には、歯車７６が固定しである。こ
の歯車７６は、動力伝達機構の一部をなし、歯車７８．
８０を介して回転［４０の回転力をボス部５０に伝達す
る。なお、第１＠において符号Ｏ工は、支持台公転軸中
心である。また、保持リング７０と連結リング７２とは
、第３図に示すようにピン７５を介して結合されており
、ウェハ保持部材２８が連結リング７２に対して回転自
在となっている。

上記の如く構成した実施例の作用は、次のとおりである
。

モータ１４の駆動力は、歯車４６．４４を介して回転軸
４０を回転させる。回転軸４０が回転すると、回転軸４
０の先端部に固定した連結バー７４が回転軸４０と一体
に回転し、ウェハ保持部材２８を介してウェハ３２が回
転軸４０の周囲を回転する。一方、回転軸４０の回転力
は、歯車７Ｂ、７８．８０を介してボス部５０に伝達さ
れ、抑圧バー５２を回転軸４０の周囲に回転させる。

抑圧バー５２の回転は、ウェハ保持部材２８の回転軸４
０の周囲の回転と同調しており、支持台２４をリング歯
車３６の内周面に沿って回転させる。

支持台２４は、外周面に設けた歯部５８がリング歯車３
６の歯部と噛み合っており、回転軸４０の周囲を公転し
つつ自転し、ウェハ保持部材２８を自転させる。従って
、ウェハ３２は１回転軸４０の周囲を公転しつつ自転す
ることになる。この際、ウェハ照射面公転軸中心Ｏと、
支持台公転軸中心０１とがずれているため、ウェハ３２
はイオンビーム２２に対して所定の傾斜角を保ったまま
公転する。

次に、ウェハ３２に対するイオンビーム２２の照射角度
を変える場合には、ハンドル６６を操作することにより
行う。即ち、例えば第１図のハンドル６６側から見てハ
ンドル６６を反時計方向に回転させると、軸６４を介し
てウオーム６６がハンドル６６と同方向に回転する。こ
のため、ウオーム６６と噛み合っているラック６０を第
１図の下方に引く力が発生し、リング歯車３６がラック
６０とともに下方に移動する。リング歯車３６が下方に
移動すると、上側の支持台２４を押し下げる力が生じ、
この力が上のウェハ保持部材２８の球体部６８を介して
押圧バー５２を下方へ移動させ、下側のウェハ保持部材
２８の球体部６８を介して下側の支持台２４を下方に移
動させる。

一方、ウェハ保持部材２８は、回転軸４０に固定した連
結バー７４に対して、保持リング７０を介して回動自在
となっている。このため、押圧バー５２が下方に移動す
ると、ウェハ保持部材２８は、第３図に示したピン７５
を中心に第１図の時計方向に回動する。従って、ウェハ
３２は、イオンビームに対する傾斜が変化し、照射角度
を変えることができる。この際、ウェハ保持部材２８の
回動中心と、イオンビーム中心軸Ｃ１，Ｃ２とが一致し
ているため、ウェハ照射面中心とイオンビーム中心とが
ずれることがなく、ウェハ照射面へのイオンビーム強度
の均一化を図ることができる。

なお、抑圧バー５２の移動に伴い、ボス部５０も移動す
る。この時、回転軸４０からのボス部５０への動力伝達
は１図示しないリングギヤと偏心ギヤとを用いることに
より、ボス部の移動に対応することができる。

上記実施例においては、ウオーム６２をハンドル６６に
より回転させる場合について説明したが、モータ等によ
り回転させるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明によれば、ウェハをイオ
ンビームに対して傾斜させても、ウェハの照射面中心と
イオンビーム中心との間にずれを生じることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自公転装置の実施例の断面図、第
２図は前記実施例の正面図、第３図は前記実施例のウェ
ハ保持部材部分の詳細図、第４図は従来の自公転装置の
概略構成図である。１４・・・モータ、２２・・・イオンビーム、２４・・
・支持台、２８・・・ウェハ保持部材、３２・・・ウェ
ハ、３６・・・リング歯車、４０・・・回転軸、４４，
４６．７６゜７８．８０・・・歯車、５２・・・押圧バ
ー、５８・・・歯部、６０・・・ラック、６２・・・ウ
オーム、６６・・・ハンドル、７４・・・連結バー。

Claims

【特許請求の範囲】１、回転軸と、この回転軸を回転させる駆動モータと、
前記回転軸の周囲を回転する複数の支持台と、これら各
支持台を取り付けた結合部材と、この結合部材に前記回
転軸の回転力を伝達し、前記各支持台を回転させる動力
伝達機構と、前記支持台の外周面に形成した歯部と、内
面歯部が前記支持台の歯部と噛み合うリング歯車と、前
記各支持台に回転自在であり、かつ任意の方向に傾斜可
能に設けた試料装着部と、前記回転軸に固定され、前記
各試料装着部を結合している連結部材とを有する自公転
装置。２、前記結合部材と前記リング歯車とは前記回転軸に対
して移動自在に設けられ、前記リング歯車が位置調節機
構を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の自公転装置。３、前記位置調節機構は、前記リング歯車の外側部に固
定したラックと、このラックに噛み合うウォームと、こ
のウォームを軸を介して回転させるハンドルとからなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の自公転
装置。４、前記各支持台は球面凹部が形成され、前記各試料装
着部は前記球面凹部と嵌合する球体部が形成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項の
いずれか１項に記載の自公転装置。