特開 2022-84724 性能改善された抽出セット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022084724

(43)【公開日】2022-06-07

(54)【発明の名称】性能改善された抽出セット

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/08 20060101AFI20220531BHJP

   H01J 27/16 20060101ALI20220531BHJP

   H05H 1/24 20060101ALI20220531BHJP

【ＦＩ】

H01J37/08

H01J27/16

H05H1/24

【審査請求】有

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022035903

(22)【出願日】2022-03-09

(62)【分割の表示】P 2020551505の分割

【原出願日】2019-02-21

(31)【優先権主張番号】15/937,181

(32)【優先日】2018-03-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】500324750

【氏名又は名称】バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】カルキンス， アダム モーリッツ

(72)【発明者】

【氏名】アレン， アーネスト イー．， ジュニア

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ウエハ処理用のシステムのための抽出セットに関し、特に、イオン注入システムと共に使用されるブロッカを含む抽出プレートに関する。
【解決手段】抽出セットは、抽出プレート１４０と、ブロッカ１５０と、ブロッカ用の保持機構を含む。抽出プレート１４０は、セラミック材料でコーティングされたチタンから構築され得、ピン２００を用いてイオン源に取り付けられる。抽出プレート１４０はブロッカ１５０を抽出プレート１４０の内面に固定するために使用されるその内面における隆起した輪郭も含む。ブロッカ１５０の端部は、抽出開孔１４５の両側に配置された２つのホルダ２５０によって固定される。抽出プレート１４０をイオン源に取り付けるために使用される機構は抽出プレートの温度均一性も改善する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

加工対象物処理システムと共に使用される抽出プレートであって、
イオン源チャンバに取り付けられるように適合された後面及び前面を有し、幅及び高さを有する抽出開孔を有するプレート、
前記抽出プレートに近接して配置され、２つの端部を有し、前記２つの端部が、前記後面の幅方向において前記抽出開孔の両側に配置されたそれぞれの取り付けポイントで適所に保持されるブロッカ、並びに
前記プレートの前記後面に取り付けられ、前記ブロッカの前記２つの端部をカバーするブロッカホルダを備える、抽出プレート。

【請求項2】

各取り付けポイントが、前記後面から離れるように延在し且つ前記幅方向に延在する２つのガイドレールを備え、前記２つのガイドレールは、それぞれが貫通する孔を有し、前記２つのガイドレール内の各孔は、前記ブロッカホルダのそれぞれの側部内の対応する孔と整列し、ピンが、前記ブロッカホルダ内の前記孔及び前記２つのガイドレール内のそれぞれの前記孔を貫通して、前記ブロッカホルダを適所に保持する、請求項１に記載の抽出プレート。

【請求項3】

前記ブロッカの前記２つの端部のそれぞれが、間に開口部を有する２つのプロングで終端し、突起が、前記取り付けポイントに近接して配置され、前記突起が、前記ブロッカのそれぞれの端部内の前記開口部を満たし、前記ブロッカを前記プレートに整列させるように働く、請求項１に記載の抽出プレート。

【請求項4】

前記ブロッカを前記プレートに向けて押し付けるために、前記ブロッカホルダと前記ブロッカとの間に配置された圧縮デバイスを更に備える、請求項１に記載の抽出プレート。

【請求項5】

イオン源チャンバに取り付けるための抽出セットであって、
抽出開孔を有する抽出プレートであって、前記イオン源チャンバから離れるように向いている前面を有し、前記前面から離れるように延在する２つの側壁を備え、前記２つの側壁が、それぞれ孔を有する、抽出プレート、
隆起した側壁を有し、前記隆起した側壁が、それぞれ孔を有する、取り付けフレーム、並びに
複数のピンであって、各ピンが、それぞれの側壁内の前記孔及び前記取り付けフレーム内のそれぞれの孔を貫通して、前記抽出プレートを前記取り付けフレームに取り付ける、複数のピンを備える、抽出セット。

【請求項6】

前記取り付けフレームと前記抽出プレートとの間に熱分離を生成するために、前記取り付けフレームと前記抽出プレートとの間に配置されたOリングを更に備える、請求項５に記載の抽出セット。

【請求項7】

前記抽出プレートの隆起した側壁が、それぞれ、アライメントタブを備え、前記取り付けフレームの前記隆起した側壁が、それぞれ、アライメント特徴を備え、前記アライメントタブが、前記抽出プレートを前記取り付けフレームに整列させるために使用される、請求項５に記載の抽出セット。

【請求項8】

前記抽出プレートに近接して配置され、２つの端部を有し、前記２つの端部が、後面の幅方向において前記抽出開孔の両側に配置された取り付けポイントによって適所に保持されるブロッカ、及び
前記抽出プレートの前記後面に取り付けられ、前記ブロッカの前記２つの端部をカバーするブロッカホルダを更に備える、請求項５に記載の抽出セット。

【請求項9】

各取り付けポイントが、前記後面から離れるように延在し且つ前記幅方向に延在する２つのガイドレールを備え、前記２つのガイドレールは、それぞれが貫通する孔を有し、前記２つのガイドレール内の各孔が、前記ブロッカホルダのそれぞれの側部内の対応する孔と整列し、ピンが、前記ブロッカホルダ内の前記孔及び前記２つのガイドレール内のそれぞれの前記孔を貫通して、前記ブロッカホルダを適所に保持する、請求項８に記載の抽出セット。

【請求項10】

前記ブロッカを前記抽出プレートに向けて押し付けるために、前記ブロッカホルダと前記ブロッカとの間に配置された圧縮デバイスを更に備える、請求項８に記載の抽出セット。

【請求項11】

複数のチャンバ壁と、抽出開孔を有する抽出プレートと、を備えるイオン源チャンバを備え、
前記抽出プレートが、前記イオン源チャンバから離れるように向いている前面と、前記イオン源チャンバ内に配置された後面とを有し、前記前面には、取り付け構成要素が存在しない、加工対象物処理システム。

【請求項12】

前記抽出プレートが、前記前面から離れるように延在する２つの側壁であって、それぞれが孔を有する、２つの側壁を備え、前記加工対象物処理システムが、更に、隆起した側壁を有する嵌合構成要素であって、前記隆起した側壁が、それぞれ孔を有する、篏合構成要素、及び、複数のピンであって、各ピンが、前記２つの側壁のうちの一方の中の前記孔と前記隆起した側壁内のそれぞれの孔とを貫通する、複数のピンを備える、請求項１１に記載の加工対象物処理システム。

【請求項13】

イオン源ハウジングが、前記イオン源チャンバの少なくとも一部分を取り囲み、取り付けフレームが、前記イオン源ハウジングに取り付けられ、前記取り付けフレームが、前記嵌合構成要素である、請求項１２に記載の加工対象物処理システム。

【請求項14】

イオン源ハウジングが、前記イオン源チャンバの少なくとも一部分を取り囲み、前記イオン源ハウジングが、前記嵌合構成要素である、請求項１２に記載の加工対象物処理システム。

【請求項15】

前記篏合構成要素と前記抽出プレートとの間に熱分離を生成するために、前記篏合構成要素と前記抽出プレートとの間に配置されたOリングを更に備える、請求項１２に記載の加工対象物処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の実施形態は、ウエハ処理用のシステムのための抽出セットに関し、特に、イオン注入システムと共に使用されるブロッカを含む抽出プレートに関する。

【背景技術】

【0002】

イオンは、典型的には、ゼロ入射角で加工対象物に注入され、その場合、ゼロ入射角は、加工対象物の表面に垂直な注入を表す。しかし、特定の半導体製造プロセスでは、イオンが非ゼロ入射角（ゼロ以外の入射角度）で加工対象物に当たることが有利である。典型的には、イオンが、抽出開孔を通してイオン源から抽出される。非ゼロ角でイオンを抽出する１つの技法は、抽出開孔付近のイオン源内にブロッカを設置することである。ブロッカは、イオンが非ゼロ入射角で抽出されるように、イオン源内のプラズマシースを修正する。

【0003】

特定の実施形態では、ブロッカが、ねじ及びワッシャーを使用することによってイオン源内の適所に保持される。例えば、孔が、抽出開孔の両側に配置される。ファスナが、孔を貫通し、ブロッカのそれぞれの端部内の孔に入る。ファスナは、留め金、ワッシャー、又は他のデバイスを使用して適所に保持される。ファスナは、ねじ、ボルト、又は他の適切なデバイスであってもよい。

【0004】

幾つかの場合において、ファスナ又は留め具は、イオン源内のプラズマ及びイオンによって影響され得る。例えば、これらの構成要素からの材料は、スパッタリングされ、引き続いて、抽出されたイオンビームに入り、加工対象物に向けて加速され得る。

【0005】

したがって、イオンビームの汚染を引き起こさないブロッカを適所に保持するためのシステムがあれば有益であろう。更に、システムが改善された熱特性を示す場合には有利であろう。

【発明の概要】

【0006】

抽出プレート、ブロッカ、及びブロッカ用の保持機構を含む抽出セットが開示される。抽出セットは、セラミック材料でコーティングされたチタンで構築され得る抽出プレートを含む。抽出プレートは、ピンを用いてイオン源に取り付けられる。抽出プレートはまた、ブロッカを抽出プレートの内面に固定するために使用される、その内面内で隆起した輪郭を含む。ブロッカの端部は、抽出開孔の両側に配置された２つのホルダによって固定される。抽出プレートをイオン源に取り付けるために使用される機構は、抽出プレートの温度均一性も改善する。

【0007】

一実施形態によれば、加工対象物処理システムと共に使用される抽出プレートが開示される。抽出プレートは、イオン源チャンバに取り付けられるように適合された後面及び前面を有し、幅及び高さを有する抽出開孔を有するプレート、抽出プレートに近接して配置され、２つの端部を有し、２つの端部が、後面の幅方向において抽出開孔の両側に配置されたそれぞれの取り付けポイントで適所に保持されるブロッカ、並びに、プレートの後面に取り付けられ、ブロッカの２つの端部をカバーするブロッカホルダを備える。特定の実施形態では、各取り付けポイントが、後面から離れるように延在し且つ幅方向に延在する２つのガイドレールを備え、２つのガイドレールは、それぞれがそれを貫通する孔を有し、２つのガイドレール内の各孔は、ブロッカホルダのそれぞれの側部内の対応する孔と整列し、ピンが、ブロッカホルダ内の孔及び２つのガイドレール内のそれぞれの孔を貫通して、ブロッカホルダを適所に保持する。特定の実施形態では、ブロッカの２つの端部のそれぞれは、その間に開口部を有する２つのプロング（prong）で終端し、突起が、取り付けポイントに近接して配置され、それによって、突起は、ブロッカのそれぞれの端部内の開口部を満たし、ブロッカをプレートに整列させるように働く。特定の実施形態では、ブロッカの２つの端部のそれぞれは、閉じた開孔を有し、突起が、取り付けポイントに近接して配置され、それによって、突起は、ブロッカのそれぞれの端部内の閉じた開孔を満たし、ブロッカをプレートに整列させるように働く。特定の実施形態では、ブロッカをプレートに向けて押し付けるために、ブロッカホルダとブロッカとの間に、圧縮デバイスが配置される。

【0008】

別の一実施形態によれば、イオン源チャンバに取り付けるための抽出セットが開示される。抽出セットは、抽出開孔を有する抽出プレートであって、イオン源チャンバから離れるように向いている前面を有し、前面から離れるように延在する２つの側壁を備え、２つの側壁が、それぞれ孔を有する、抽出プレート、隆起した側壁を有し、隆起した側壁が、それぞれ孔を有する、取り付けフレーム、並びに、複数のピンであって、各ピンが、それぞれの側壁内の孔及び取り付けフレーム内のそれぞれの孔を貫通して、抽出プレートを取り付けフレームに取り付ける、複数のピンを備える。特定の実施形態では、取り付けフレームと抽出プレートとの間に熱分離を生成するために、取り付けフレームと抽出プレートとの間にOリングが配置される。特定の実施形態では、抽出プレートの隆起した側壁は、それぞれ、アライメントタブを備え、取り付けフレームの隆起した側壁は、それぞれ、アライメント特徴を備え、アライメントタブは、抽出プレートを取り付けフレームに整列させるために使用される。特定の実施形態では、抽出セットが、抽出プレートに近接して配置されたブロッカであって、２つの端部を有し、２つの端部は、後面の幅方向において抽出開孔の両側に配置された取り付けポイントによって適所に保持される、ブロッカ、及び、抽出プレートの後面に取り付けられ、ブロッカの２つの端部をカバーするブロッカホルダを更に備える。

【0009】

別の一実施形態によれば、加工対象物理システムが開示される。加工対象物処理システムは、複数のチャンバ壁と、抽出開孔を有する抽出プレートと、を備えるイオン源チャンバを備え、抽出プレートは、イオン源チャンバから離れるように向いている前面と、イオン源チャンバ内に配置される後面とを有し、前面には、取り付け構成要素が存在しない。特定の実施形態では、抽出プレートが、前面から離れるように延在する２つの側壁を備え、２つの側壁はそれぞれ孔を有する。特定の実施形態では、加工対象物処理システムが、隆起した側壁を有する嵌合構成要素であって、隆起した側壁は、それぞれ孔を有する、篏合構成要素、並びに、複数のピンであって、各ピンは、側壁内の孔及び嵌合構成要素内のそれぞれの孔を貫通する、複数のピンを更に備える。特定の実施形態では、イオン源ハウジングが、イオン源チャンバの少なくとも一部分を取り囲み、取り付けフレームが、イオン源ハウジングに取り付けられ、取り付けフレームは、嵌合構成要素である。特定の実施形態では、イオン源ハウジングが、イオン源チャンバの少なくとも一部分を取り囲み、イオン源ハウジングは、嵌合構成要素である。

【0010】

本開示をより良く理解するために、参照により本明細書に組み込まれる添付の図面を参照する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施形態による、抽出セットを利用するイオン源の図である。

【図2】一実施形態による、抽出プレートの前面図である。

【図3A】抽出プレートを固定するために使用されるピンの拡大図を示す。

【図3B】抽出プレートを篏合構成要素に固定するために使用されるアライメントタブの拡大図を示す。

【図4】一実施形態における、嵌合構成要素として使用され得る取り付けフレームを示す。

【図5】イオン源ハウジングに固定された取り付けフレームを示す。

【図6】一実施形態による、抽出プレート用の嵌合構成要素として働く修正されたイオン源ハウジングを示す。

【図7】修正されたイオン源ハウジングに固定された抽出プレートを示す。

【図8】ブロッカが取り付けられた図２の抽出プレートの後面図を示す。

【図9】一実施形態による、ブロッカの一端部を示す。

【図10】取り付けポイント付近の抽出プレート及びブロッカの構成を示す。

【図11】ブロッカを適所に保持するために抽出プレートに取り付けられたブロッカホルダを示す。

【図12A】図１２Ａ～図１２Ｂは、それぞれ、ブロッカホルダの上面図及び下面図を示す。

【図12B】図１２Ａ～図１２Ｂは、それぞれ、ブロッカホルダの上面図及び下面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

上述のように、ブロッカをイオン源チャンバ内に配置して、イオンを非ゼロ角で抽出することができる。ブロッカは、しばしば、適所に保持されるように抽出プレートに取り付けられる。図１は、ブロッカを採用するシステムの一実施形態を示している。

【0013】

システム１は、複数のチャンバ壁１０１を含むイオン源チャンバ１００を含む。特定の実施形態では、これらのチャンバ壁１０１のうちの１以上が、石英などの誘電材料から構築されてよい。RF（高周波）アンテナ１１０が、第１の誘電体壁１０２の外側表面に配置されてよい。RFアンテナ１１０は、RF電源１２０によって電力供給されてよい。RFアンテナ１１０に供給されたエネルギーは、イオン源チャンバ１００内に放射されて、ガス入口１３０を介して導入される供給ガスをイオン化する。他の実施形態では、ガスが、例えば、間接加熱カソード（IHC）、容量結合プラズマ源、誘導結合プラズマ源、ベルナ源（Bernas source）、又は任意の他のプラズマ発電機の使用などを介して、異なったやり方でイオン化される。

【0014】

抽出プレート１４０と呼ばれる１つのチャンバ壁は、そこを通ってイオンがイオン源チャンバ１００から出ることができる抽出開孔１４５を含む。抽出プレート１４０は、チタン、タンタル、又は別の金属などの導電性材料から構築されてもよい。抽出プレート１４０の前面図を、図２で示している。抽出プレート１４０は、幅が３００ミリメートルを超えることがある。更に、抽出開孔１４５は、加工対象物１０の直径より広くてよい。

【0015】

特定の実施形態では、イオン源ハウジング１７０が、チャンバ壁１０１の全部又は一部をカバーするように配置されてよい。イオン源ハウジング１７０は、イオン源チャンバの一部分を取り囲んでよいが、その前面に開口部を有してよい。幾つかの実施形態では、抽出プレート１４０が、前面でイオン源ハウジング１７０に固定されてもよい。

【0016】

イオン源チャンバ１００内には、ブロッカ１５０を配置することができる。ブロッカ１５０は、抽出開孔１４５の近傍のプラズマシースに影響を及ぼすために使用される誘電材料であってよい。他の実施形態では、ブロッカ１５０が、セラミック材料などの誘電材料でコーティングされた金属であってよい。例えば、特定の実施形態では、ブロッカ１５０が、イオンが加工対象物１０に対して垂直でない抽出角度で抽出開孔１４５を出るように配置される。特定の実施形態では、イオンが、図１で示されているように、２つの異なった抽出角度で抽出されてよい。この実施形態では、第１のビームレット１９０及び第２のビームレット１９１が、加工対象物１０の方へ向けられる。他の実施形態では、イオンが、単一の抽出角度で抽出される。抽出開孔１４５に対するイオン源チャンバ１００内のブロッカ１５０の配置は、イオンがイオン源チャンバ１００を出て加工対象物１０に衝突する角度を規定する。ブロッカ１５０は、以下でより詳細に説明されるように、抽出プレート１４０の後面に取り付けることができる。

【0017】

プラテン１６０は、抽出開孔１４５に近接してイオン源チャンバ１００の外側に配置される。加工対象物１０は、プラテン１６０上に配置される。

【0018】

図２は、抽出プレート１４０の前面図を示している。抽出プレート１４０は、典型的には、高さ方向より幅方向においてはるかに長い。本開示の全体を通じて、幅方向をX方向と規定し、高さ方向をY方向と規定し、厚さ方向をZ方向と規定する。本開示では、より長い縁部が、抽出プレート１４０の上側及び下側縁部と呼ばれてよい。より短い縁部は、抽出プレート１４０のより短い側部又は単に側部と呼ばれてよい。抽出プレート１４０は、抽出開孔１４５を含む。抽出プレート１４０のように、抽出開孔１４５は、高さ方向より幅方向において長い。抽出プレート１４０は、セラミック材料でコーティングされたチタンから構築されてよい。セラミック材料は、イットリア、アルミナ、シリカ、又は任意の他の適切な材料であってよい。抽出プレート１４０の前面は、平坦であってよく、側壁１４１は、２つのより短い側部から、前面から離れるように延在する。この開示の全体を通して、抽出プレート１４０の前面は、イオン源チャンバ１００から離れるように向いている表面を指す。抽出プレート１４０の後面は、イオン源チャンバ１００内に配置される表面である。

【0019】

図３Ａ及び図３Ｂは、これらの側壁１４１に配置された特徴の拡大図を示している。これらの側壁１４１は、孔１４３が各側壁１４１内に配置されることを可能にするために、前面から十分に離れるように延在する。特定の実施形態では、側壁１４１が、少なくとも０．５インチの高さであってよいが、他の寸法も本開示の範囲内である。後述されるように、取り付けピン２００が、これらの孔１４３を貫通して挿入される。加えて、１以上のアライメントタブ１４２が、各側壁１４１に配置されてよい。アライメントタブ１４２は、凹部領域１４４であって、凹部領域１４４の中へ外向きに延在する１以上の突起１４６を有する凹部領域１４４を含んでよい。凹部領域１４４は、側壁１４１と同じ高さであってよいし、側壁１４１の全高さの分画であってもよい。アライメントタブ１４２の幅は、本開示によって限定されない。アライメントタブ１４２は、嵌合構成要素内の対応するアライメント特徴と嵌合する。図面は、各凹部領域１４４に単一の突起１４６を示しているが、本開示は、この実施形態に限定されない。

【0020】

図２は、より短い側部に配置された側壁１４１を示しているが、他の実施形態では、側壁が、抽出プレート１４０の上側及び下側縁部に配置されてもよい。

【0021】

図４は、抽出プレート１４０用の嵌合構成要素の第１の実施形態を示している。この嵌合構成要素は、取り付けフレーム３００であってよい。取り付けフレーム３００は、図５で示されているように、取り付けフレーム３００がイオン源ハウジング１７０に取り付けられることを可能にする、前面３０１に位置付けられた複数の孔３１０を備える。取り付けフレーム３００は、その前面３０１に溝３２０を含んでよい。Oリング３２１をこの溝３２０内に配置して、取り付けフレーム３００と抽出プレート１４０との間に熱分離を生成することができる。また、Oリング３２１は、抽出プレート１４０の後面と取り付けフレーム３００の前面との間に緊密な密封を生成する助けともなり得る。取り付けフレーム３００はまた、抽出開孔１４５の幅よりも広い幅と、少なくとも抽出開孔１４５の高さと同じ高さと、を有する空洞中心部３３０も含む。他の実施形態では、空洞中心部３３０が、イオン源チャンバ１００の中に延在しないようにサイズ決定される。取り付けフレーム３００は、セラミック材料でコーティングされたチタンなどの任意の適切な材料で構築されてよい。取り付けフレーム３００は、また、取り付けピン２００が孔１４３を貫通して挿入されるときに、取り付けピン２００が取り付けフレーム３００の側部と接触するような、最小限の厚さを有する。特定の実施形態では、取り付けピン２００を受け入れるために、孔３４０が、取り付けフレーム３００の側部内に設けられる。取り付けフレーム３００は、また、抽出プレート１４０のアライメントタブ１４２と嵌合するために、その短い方の側部にアライメント特徴３５０を含んでよい。アライメント特徴３５０は、アライメントタブ１４２の突起１４６及び凹部領域１４４と嵌合する、２つの離間した延在部分を含んでよい。他の実施形態では、アライメントタブ１４２及びアライメント特徴３５０が設けられない。むしろ、抽出プレート１４０は、取り付けピン２００、及び取り付けフレーム３００の側部内の孔３４０を用いて整列される。

【0022】

取り付けピン２００は、陽極酸化されたチタンなどの任意の適切な材料から作製されてよい。

【0023】

取り付けピン２００は、摩擦によって適所に保持される。Oリング３２１は、抽出プレート１４０を取り付けフレーム３００から押し離す傾向がある。これは、取り付けピン２００に力を及ぼす。その力は、取り付けピンを、それぞれの孔３４０内に保持する傾向がある。

【0024】

別の一実施形態では、抽出プレート１４０の側壁１４１が、上側及び下側縁部に沿って配置される。この実施形態では、アライメント特徴３５０が、同様に、取り付けフレーム３００の上側及び下側縁部に配置されるであろう。この実施形態では、取り付けピン２００が、重力に抵抗するように拘束されてよい。

【0025】

図６は、別の篏合構成要素を示している。この実施形態では、取り付けフレーム３００に関して上述された特徴が、修正されたイオン源ハウジング４００の中に直接的に一体化されている。修正されたイオン源ハウジング４００は、ハードコート陽極酸化アルミニウム、又は別の適切な物質から構築されてよい。具体的には、修正されたイオン源ハウジング４００の前面は、より短い側部のそれぞれにアライメント特徴４１０を備えることができる。この図面において、より短い側部は、空洞部分４４０のより短い縁部に隣接する側部を指す。他の実施形態では、アライメントタブ１４２及びアライメント特徴４１０が設けられない。むしろ、抽出プレート１４０は、取り付けピン２００、及び修正されたイオン源ハウジング４００の側部内の孔４５０を使用して整列される。また、修正されたイオン源ハウジング４００の前面は、Oリングが配置されてもよい、空洞部分４４０を取り囲む溝４２０も含む。最後に、修正されたイオン源ハウジング４００の前面は、側壁４３０を有するように設計される。上述したように、取り付けピン２００は、抽出プレート１４０内の孔１４３を貫通し、修正されたイオン源ハウジング４００の側壁４３０内に配置された孔４５０に入る。上述したように、Oリングは、取り付けピン２００に力を加える。その力は、取り付けピン２００を適所に保持する傾向がある。

【0026】

別の一実施形態では、抽出プレート１４０の側壁１４１が、上側及び下側縁部に沿って配置される。この実施形態では、アライメント特徴４１０が、同様に、修正されたイオン源ハウジング４００の上側及び下側縁部に配置されるであろう。この実施形態では、取り付けピン２００が、重力に抵抗するように拘束されてよい。

【0027】

図７は、修正されたイオン源ハウジング４００に取り付けられた抽出プレート１４０を示している。取り付けピン２００は、抽出プレート１４０の側壁１４１内の孔１４３を貫通して挿入され、修正されたイオン源ハウジング４００の側壁４３０に接触する。抽出プレート１４０のアライメントタブ１４２は、修正されたイオン源ハウジング４００のアライメント特徴４１０と嵌合して、抽出プレート１４０を高さ方向及び幅方向において整列させる。

【0028】

図５及び図７の実施形態では、取り付けピン２００が、抽出プレート１４０を、取り付けフレーム３００又は修正されたイオン源ハウジング４００であってもよい、その嵌合構成要素に固定する。Oリング３２１は、嵌合構成要素と抽出プレート１４０との間で圧縮され、嵌合構成要素と抽出プレート１４０との間に熱分離を生成するように働く。また、Oリング３２１は、リークを減少させるように、嵌合構成要素と抽出プレート１４０との間にシールを設けてもよい。上述のように、抽出プレート１４０は、チタン又は別の適切な金属から構築されてよく、セラミック材料などの適切な材料でコーティングされてよい。更に、図７で最もよく見られるように、抽出プレート１４０の前面は平面的であり、ワッシャー、ファスナ、又はボルトなどの、抽出プレート１４０をイオン源チャンバ１００に取り付けるために通常使用され得る取り付け構成要素が存在しない。その結果、抽出プレート１４０によってイオンビームの中に導入される汚染の量は、大幅に低減される。この低減は、特に、加工対象物１０をイオン源チャンバ１００からのイオン抽出物に曝す前に質量解析が行われないシステムにとって適切である。

【0029】

特定の実施形態では、抽出プレート１４０はまた、イオン源チャンバ１００内に配置されるブロッカ１５０を支持するようにも適合される。図８は、一実施形態による、ブロッカ１５０が取り付けられた抽出プレート１４０の後面を示している。側壁１４１は、取り付けピン２００が孔１４３内に挿入されているように見られ得る。アライメントタブ１４２も、後面に示されている。ブロッカ１５０は、抽出開孔１４５の長い寸法を横切って延在し、抽出開孔１４５の両側で抽出プレート１４０に取り付けられる。ブロッカ１５０が抽出プレート１４０に取り付けられる領域は、取り付けポイントと呼ばれる。抽出開孔１４５のより短い縁部は、抽出開孔１４５の側部と呼ばれ、一方で、より長い縁部は、抽出開孔の上側及び下側縁部と呼ばれる。ブロッカホルダ２５０は、ブロッカ１５０を適所に固定するために、抽出開孔１４５の両側に配置される。ブロッカ１５０は、チタン又は別の金属の単一片から構築されてよく、セラミック材料でコーティングされてよい。

【0030】

図９は、一実施形態による、ブロッカ１５０の端部を示している。この実施形態では、ブロッカ１５０の各端部が、２つのプロング５１０、５１１で終端する。ブロッカ１５０の各端部はまた、少なくとも１つの表面に窪み５２０を含んでもよい。２つのプロング５１０、５１１の間の空間は、開口部５１２を画定する。他の実施形態では、ブロッカ１５０の端部が、開口部５１２ではなく、むしろ閉じた開孔を含んでよい。

【0031】

図１０は、取り付けポイント付近の抽出プレート１４０の後面に配置されたときのブロッカ１５０の端部を示している。上述のように、取り付けポイントは、抽出開孔１４５の両側に位置付けられている領域である。抽出プレート１４０の後面は、それぞれの取り付けポイント付近に２つの隆起したガイドレール６００を備える。隆起したガイドレール６００は、厚さ方向において、抽出プレート１４０の後面から離れるように延在し、幅方向に延在する。隆起したガイドレール６００は、ブロッカ１５０の端部が２つの隆起したガイドレール６００の間に着座することができるように、ブロッカ１５０の端部の幅と等しいか又はそれよりも大きい間隔だけ高さ方向に離間している。突起６１０が、隆起したガイドレール６００の各対の間で抽出プレート１４０の後面に配置されてよい。図１０で示されているように、高さ方向における突起６１０の寸法は、ブロッカ１５０内の開口部５１２の幅と略同じである。したがって、突起６１０は、抽出開孔１４５の両側にブロッカ１５０を整列させるように働く。上述のように、開口部５１２は、突起６１０を取り囲む閉じた開孔と置換されてもよい。窪み５２０には、金属ばね、非金属ばね、又は弾性ワッシャーなどの、圧縮デバイス６２０が配置されてよい。ブロッカ１５０の両側に、窪み５２０があってよい。特定の実施形態では、圧縮デバイス６２０が、ブロッカ１５０の両側に配置される。この圧縮デバイス６２０は、ブロッカホルダ２５０が取り付けられたときに、ブロッカ１５０を適所にしっかりと保持するように働く。以下でより詳細に説明されることとなるように、ブロッカホルダ２５０は、ピン６３０を使用して固定される。隆起したガイドレール６００が、それぞれ、隆起したガイドレール６００を高さ方向に貫通する少なくとも１つの孔６０１を有してよい。孔６０１は、ピン６３０を収容するように寸法決定される。

【0032】

図１１は、ブロッカ１５０の端部に設置されたブロッカホルダ２５０を示している。図１２Ａ～図１２Ｂは、それぞれ、ブロッカホルダ２５０の上面図及び下面図を示している。ブロッカホルダ２５０は、チタンのような金属などの適切な材料から構築されてよい。ブロッカホルダ２５０はまた、セラミック材料でコーティングされてもよい。ブロッカホルダ２５０は、高さ方向において２つの隆起したガイドレール６００の間の空間より広くなるように寸法決定される。このようにして、ブロッカホルダ２５０は、抽出プレート１４０の後面に対して押し付けられてよく、隆起したガイドレール６００及び突起６１０をカバーすることができる。ブロッカホルダ２５０は、少なくとも２つの側部２５１、２５２において抽出プレート１４０の後面を押し付けるように形成されてよい。それらの２つの側部は、隆起したガイドレール６００に近接している。特定の実施形態では、ブロッカホルダ２５０がまた、抽出開孔１４５から最も遠い側部も、抽出プレート１４０に接触するように形成されてよい。ブロッカホルダ２５０は、ブロッカ１５０が受容されることを可能にするために、第４の側部２５３に開口部２５４を有してよい。特定の実施形態では、第４の側部２５３の開口部２５４が、ブロッカ１５０とブロッカホルダ２５０との間隙を最小限に抑えるために、ブロッカ１５０の幅より０．０６インチ未満だけ大きくなるように寸法決定される。適所に保持されている間、ピン６３０は、隆起したガイドレール６００内の孔と整列したブロッカホルダ２５０内の孔２５７とを通して押し入れられる。このようにして、ピン６３０は、ブロッカホルダ２５０内の孔２５７と隆起したガイドレール６００との両方を貫通し、ブロッカホルダ２５０を適所に固定する。前記ピン６３０は、ポリアミドや別の適切な材料から構築されてよい。圧縮デバイス６２０は、ブロッカ１５０とブロッカホルダ２５０との間に配置され、その配置を容易にするために窪み５２０内に配置されてよい。この圧縮デバイス６２０は、ブロッカ１５０を抽出プレート１４０に対して押し付ける働きをする。組み立てられると、抽出プレート１４０の後面が、図８で示されるように現れる。ファスナは見えず、ブロッカ１５０の抽出プレート１４０への取り付けは、ブロッカホルダ２５０によって完全に隠されていることに留意されたい。対照的に、従来技術は、ブロッカを抽出プレート１４０に対して押し付けるために、金属ばねに頼っている。これらの金属ばねは、イオンビームを汚染することがある。この課題は、本システムでは解消される。

【0033】

特定の実施形態では、図５又は図７で示されているように、抽出プレート１４０をイオン源ハウジング１７０に取り付けることができる。抽出プレート１４０はまた、図８～図１１で示されている様態でブロッカ１５０を支持し得る。他の実施形態では、抽出プレート１４０がまた、これらの２つの特徴のうちの１つのみを有していてもよい。言い換えれば、抽出プレート１４０は、図８～図１１で示されている様態でブロッカ１５０を固定し、別の様態でイオン源ハウジング１７０に接続することができる。代替的に、抽出プレート１４０は、図５又は図７で示されている様態でイオン源ハウジング１７０に固定されてよく、別の様態でブロッカ１５０を支持してよい。

【0034】

上述の実施形態は、多くの有利な点を有する。第１に、抽出プレート１４０の前面から全ての構成要素を除去することによって、動作中に生成される粒子の個数が著しく減少する。特定の実施形態では、図２及び図５に示されるように、抽出プレート１４０の前面には、任意の取り付け構成要素が存在しない。ブロッカ用の取り付け部分は、ブロッカホルダ２５０によって隠され、抽出プレート１４０は、抽出プレート１４０の前面に任意のファスナを有することなく、イオン源ハウジング１７０に取り付けられる。同様に、特定の実施形態では、図８で示されているように、抽出プレートの後面に露出した構成要素がない。これにより、抽出プレート又はその関連構成要素のスパッタリングによってイオンビームの中に導入される粒子の個数が減少する。

【0035】

更に、本明細書で説明された取り付け機構は、抽出プレート１４０の温度均一性も改善する。従来、抽出プレート１４０は、イオン源ハウジングにねじ止めされていたかもしれない。これは、イオン源ハウジングと抽出プレートとの間に非常に強い熱接触のエリアを生成し、その結果、局所的なホットスポットが生じる。対照的に、本抽出プレート１４０は、側壁１４１の取り付けピン２００を介して篏合構成要素に取り付けられる。更に、嵌合構成要素と抽出プレート１４０との間に配置されたOリング３２１が、抽出プレート１４０と嵌合構成要素との間の物理的な接触を最小限に抑えるように働く。その結果、はるかに均一な温度特性が達成される。試験を行って、通常動作中の抽出プレート１４０の温度を特定した。抽出プレート１４０の温度は、プレート全体にわたって一貫しており、温度ばらつきは２０度未満であることが分かった。更に、ブロッカ１５０を抽出プレート１４０に取り付けることは、ブロッカ１５０の温度均一性を改善するようにも働く。ブロッカ１５０の全体にわたる温度のばらつきは摂氏１０度未満である。取り付け機構は、冷却された構成要素（例えば、イオン源ハウジング）との接触を低減し、その結果、熱伝達の主な方式は、高減圧環境における部品の表面に沿った放射である。

【0036】

本開示の範囲は、本明細書に記載した具体的な実施形態に限定されるものではない。上述したもの以外の本開示のさまざまな実施形態及び本開示の変形例は、本明細書に説明したものと同様に、上述の説明及び添付図面から、当業者には明らかである。このため、そのような上記以外の実施形態及び変形例は、本開示の範囲に含まれるものである。さらに、本明細書では、本開示を、特定の目的のための特定の環境における特定の実装の文脈で説明したが、当業者は、その有用性がそれに限定されず、本開示が、任意の数の目的のために任意の数の環境において有益に実装され得ることを認識するであろう。したがって、本願の特許請求の範囲は、本明細書に記載した本開示の範囲及び精神を最大限広く鑑みた上で、解釈されたい。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【手続補正書】

【提出日】2022-04-01

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

イオン源チャンバに取り付けるための抽出セットであって、
抽出開孔を有する抽出プレートであって、前記イオン源チャンバから離れるように向いている前面を有し、前記前面から離れるように延在する２つの側壁を備え、前記２つの側壁が、それぞれ孔を有する、抽出プレート、
隆起した側壁を有し、前記隆起した側壁が、それぞれ孔を有する、取り付けフレーム、並びに
複数のピンであって、各ピンが、それぞれの側壁内の前記孔及び前記取り付けフレーム内のそれぞれの孔を貫通して、前記抽出プレートを前記取り付けフレームに取り付ける、複数のピンを備える、抽出セット。

【請求項2】

前記取り付けフレームと前記抽出プレートとの間に熱分離を生成するために、前記取り付けフレームと前記抽出プレートとの間に配置されたOリングを更に備える、請求項１に記載の抽出セット。

【請求項3】

前記抽出プレートの隆起した側壁が、それぞれ、アライメントタブを備え、前記取り付けフレームの前記隆起した側壁が、それぞれ、アライメント特徴を備え、前記アライメントタブが、前記抽出プレートを前記取り付けフレームに整列させるために使用される、請求項１に記載の抽出セット。

【請求項4】

前記抽出プレートに近接して配置され、２つの端部を有し、前記２つの端部が、後面の幅方向において前記抽出開孔の両側に配置された取り付けポイントによって適所に保持されるブロッカ、及び
前記抽出プレートの前記後面に取り付けられ、前記ブロッカの前記２つの端部をカバーするブロッカホルダを更に備える、請求項１に記載の抽出セット。

【請求項5】

各取り付けポイントが、前記後面から離れるように延在し且つ前記幅方向に延在する２つのガイドレールを備え、前記２つのガイドレールは、それぞれが貫通する孔を有し、前記２つのガイドレール内の各孔が、前記ブロッカホルダのそれぞれの側部内の対応する孔と整列し、ピンが、前記ブロッカホルダ内の前記孔及び前記２つのガイドレール内のそれぞれの前記孔を貫通して、前記ブロッカホルダを適所に保持する、請求項４に記載の抽出セット。

【請求項6】

前記ブロッカを前記抽出プレートに向けて押し付けるために、前記ブロッカホルダと前記ブロッカとの間に配置された圧縮デバイスを更に備える、請求項４に記載の抽出セット。

【請求項7】

複数のチャンバ壁と、抽出開孔を有する抽出プレートと、を備えるイオン源チャンバを備え、
前記抽出プレートが、前記イオン源チャンバから離れるように向いている前面と、前記イオン源チャンバ内に配置された後面とを有し、前記前面には、取り付け構成要素が存在しない、加工対象物処理システム。

【請求項8】

前記抽出プレートが、前記前面から離れるように延在する２つの側壁であって、それぞれが孔を有する、２つの側壁を備え、前記加工対象物処理システムが、更に、隆起した側壁を有する嵌合構成要素であって、前記隆起した側壁が、それぞれ孔を有する、篏合構成要素、及び、複数のピンであって、各ピンが、前記２つの側壁のうちの一方の中の前記孔と前記隆起した側壁内のそれぞれの孔とを貫通する、複数のピンを備える、請求項７に記載の加工対象物処理システム。

【請求項9】

イオン源ハウジングが、前記イオン源チャンバの少なくとも一部分を取り囲み、取り付けフレームが、前記イオン源ハウジングに取り付けられ、前記取り付けフレームが、前記嵌合構成要素である、請求項８に記載の加工対象物処理システム。

【請求項10】

イオン源ハウジングが、前記イオン源チャンバの少なくとも一部分を取り囲み、前記イオン源ハウジングが、前記嵌合構成要素である、請求項８に記載の加工対象物処理システム。

【請求項11】

前記篏合構成要素と前記抽出プレートとの間に熱分離を生成するために、前記篏合構成要素と前記抽出プレートとの間に配置されたOリングを更に備える、請求項８に記載の加工対象物処理システム。

【外国語明細書】