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特許7183151調整可能な周辺静電クランプ

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-25

(45)【発行日】2022-12-05

(54)【発明の名称】調整可能な周辺静電クランプ

(51)【国際特許分類】

H01L 21/683 20060101AFI20221128BHJP

H01L 21/265 20060101ALI20221128BHJP

H02N 13/00 20060101ALI20221128BHJP

H01J 37/317 20060101ALI20221128BHJP

H01J 37/20 20060101ALI20221128BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H01L21/265 603D

H02N13/00 D

H01J37/317 B

H01J37/20 A

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2019515370

(86)(22)【出願日】2017-09-28

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2019-12-19

(86)【国際出願番号】 US2017053959

(87)【国際公開番号】W WO2018064302

(87)【国際公開日】2018-04-05

【審査請求日】2020-08-26

(31)【優先権主張番号】15/281,540

(32)【優先日】2016-09-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】505413587

【氏名又は名称】アクセリステクノロジーズ，インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯＷＯＲＬＤＰＡＴＥＮＴ＆ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】ウィード，アラン

【審査官】内田正和

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１３－５３４０４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２９７２６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１５７０１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１２－５１８２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５２９３７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ２１／２６５

Ｈ０２Ｎ１３／００

Ｈ０１Ｊ３７／３１７

Ｈ０１Ｊ３７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スキャンアームベースと、
第１のワークピースの直径に関連する第１の直径を有する中央静電チャック部材であって、前記スキャンアームベースに動作可能に結合され、前記第１のワークピースを支持するとともに、前記第１のワークピースを静電的にクランプするように構成された第１の表面を有する、中央静電チャック部材と、
第１の内径および第１の外径を有する第１の周辺静電チャック部材であって、前記スキャンアームベースに動作可能に結合され、第２のワークピースの周辺領域を支持するように構成された第２の表面を有する第１の周辺静電チャック部材であり、前記第２のワークピースの直径は、前記第１のワークピースの直径よりも大きい、第１の周辺静電チャック部材と、
前記第１の表面に対して略垂直な軸に沿って、前記中央静電チャック部材に対して前記第１の周辺静電チャック部材を引込位置と伸長位置との間で並進させるように構成されたエレベータであって、前記第１の周辺静電チャック部材が前記引込位置にあるとき、前記第１の表面は前記第２の表面から隆起しており、前記第１の周辺静電チャック部材が前記伸長位置にあるとき、前記第１の表面と前記第２の表面は略同一平面上にある、エレベータと、
前記第１の周辺静電チャック部材が前記引込位置にあるとき、前記第２の表面上に存在し、かつ、前記第２の表面をシールドするように構成された第１の周辺シールドと、を備え、
前記中央静電チャック部材は、前記スキャンアームベースに対して固定され、
前記エレベータは、前記第１の周辺静電チャック部材を前記伸長位置と前記引込位置との間で並進させるように構成されており、
第２の内径および第２の外径を有する第２の周辺静電チャック部材であって、前記スキャンアームベースに動作可能に結合され、第３のワークピースの周辺領域を支持するように構成された第３の表面を有する第２の周辺静電チャック部材であり、第３のワークピースの直径は前記第２のワークピースの直径よりも大きく、前記エレベータは、前記第２の周辺静電チャック部材を前記中央静電チャック部材に対して前記引込位置と前記伸長位置との間で並進させるようにさらに構成され、前記第２の周辺静電チャック部材が前記引込位置にあるとき、前記第１の表面は前記第３の表面から突出し、前記第２の周辺静電チャック部材が前記伸長位置にあるとき、前記第１の表面および前記第３の表面は略同一平面上にある、第２の周辺静電チャック部材と、
前記第２の周辺静電チャック部材が前記引込位置にあり、かつ、前記第１の周辺静電チャック部材が前記伸長位置にあるとき、前記第３の表面上に存在し、かつ、前記第３の表面を遮蔽するように構成された第２の周辺シールドと、をさらに備え、
前記第１の周辺シールドは、前記第１の周辺静電チャック部材および前記第２の周辺静電チャック部材が前記引込位置にあるときに、前記第３の表面上に存在し、かつ、前記第３の表面を遮蔽するようにさらに構成されている静電チャックシステム。

【請求項2】

前記エレベータを制御することにより、前記第１の周辺静電チャック部材と前記第２の周辺静電チャック部材のそれぞれの前記引込位置と前記伸長位置との間の並進を個々に制御するように構成されたコントローラをさらに備える、請求項１に記載の静電チャックシステム。

【請求項3】

前記中央静電チャック部材、前記第１の周辺静電チャック部材、および前記第２の周辺静電チャック部材に動作可能に結合された電源をさらに含み、
前記コントローラが、前記電源を制御することにより、前記中央静電チャック部材、前記第１の周辺静電チャック部材、および前記第２の周辺静電チャック部材を選択的に通電するように構成されている、請求項２に記載の静電チャックシステム。

【請求項4】

前記コントローラは、
前記中央静電チャック部材のみを通電して、前記第１のワークピースを前記中央静電チャック部材に静電的にクランプし、
前記中央静電チャック部材および前記第１の周辺静電チャック部材に同時に通電して、前記第２のワークピースを前記中央静電チャック部材および前記第１の周辺静電チャック部材に静電的にクランプし、
前記中央静電チャック部材、前記第１の周辺静電チャック部材、および前記第２の周辺静電チャック部材に同時に通電して、前記第３のワークピースを前記中央静電チャック部材および前記第１の周辺静電チャック部材、および前記第２の周辺静電チャック部材に静電的にクランプするように構成されている、請求項３に記載の静電チャックシステム。

【請求項5】

前記第２の周辺シールドは、半導体材料からなる表面を備えている、請求項１に記載の静電チャックシステム。

【請求項6】

前記第２の周辺シールドは、半導体材料からなる、請求項１に記載の静電チャックシステム。

【請求項7】

前記エレベータを制御することによって、前記第１の周辺静電チャック部材の前記引込位置および前記伸長位置を制御するように構成されたコントローラをさらに備える、請求項１に記載の静電チャックシステム。

【請求項8】

前記中央静電チャック部材および前記第１の周辺静電チャック部材に動作可能に結合された電源をさらに含み、
前記コントローラは、前記中央静電チャック部材および前記第１の周辺静電チャック部材を同時に通電するように構成されている、請求項７に記載の静電チャックシステム。

【請求項9】

前記第１の周辺シールドは、半導体材料でコーティングされている、請求項１に記載の静電チャックシステム。

【請求項10】

前記第１の周辺シールドが、シリコンでコーティングされたアルミニウムディスクを備える、請求項９に記載の静電チャックシステム。

【請求項11】

前記第１の周辺シールドは、半導体材料からなる、請求項１に記載の静電チャックシステム。

【請求項12】

前記第１の表面および前記第２の表面のうちの１つ以上における１つ以上のバックサイドガスオリフィスと、
バックサイドガスを前記１つ以上のバックサイドガスオリフィスに供給するように構成されたバックサイドガスソースと、をさらに備える、請求項１に記載の静電チャックシステム。

【請求項13】

前記中央静電チャック部材および前記第１の周辺静電チャック部材内に画定された１つ以上のガス分配通路をさらに備え、
前記１つ以上のガス分配通路は、前記１つ以上のバックサイドガスオリフィスと流体連通している、請求項１２に記載の静電チャックシステム。

【請求項14】

前記中央静電チャック部材および前記第１の周辺静電チャック部材のそれぞれの側壁に画定された１つ以上の側壁オリフィスであって、前記１つ以上のガス分配通路と流体連通している、１つ以上の側壁オリフィスと、
前記複数の１つ以上の側壁オリフィスの各々に関連付けられた動的シールであって、中央静電チャック部材に対する前記第１の周辺静電チャック部材の並進を略可能にするとともに、前記１つ以上の側壁オリフィスから外部環境へのバックサイドガスの漏れを防止する、動的シールと、をさらに備える、請求項１２に記載の静電チャックシステム。

【請求項15】

前記バックサイドガスソースは、前記中央静電チャック部材に動作可能に結合され、
前記１つ以上のガス分配通路は、前記１つ以上の側壁オリフィスを通じて、前記バックサイドガスを少なくとも前記第１の周辺静電チャック部材に提供する、請求項１４に記載の静電チャックシステム。

【請求項16】

前記第１のワークピース、前記第２のワークピース、および前記第１の周辺シールドを、前記第１の表面および前記第２の表面との間で選択的に搬送するように構成された１つ以上の搬送装置をさらに備える、請求項１に記載の静電チャックシステム。

【請求項17】

前記スキャンアームベースは、スキャンアームに動作可能に結合され、
前記スキャンアームは、少なくとも前記第１のワークピースを、イオンビームを通過するように選択的に並進させるように構成されている、請求項１に記載の静電チャックシステム。

【請求項18】

第１のワークピースおよび第２のワークピースにイオンを注入する方法であって、
前記第１のワークピースが前記第２のワークピースよりも小さい直径を有し、
前記方法は、
第１の表面を有する中央静電チャック部材と、第２の表面を有する第１の周辺静電チャック部材と、第１の周辺シールドとを提供するステップと、
第１周辺静電チャック部材の前記第２の表面上に前記第１の周辺シールドを配置するステップと、
前記中央静電チャック部材に対して前記第１の周辺静電チャック部材を引き込むステップであって、前記第２の表面が前記第１の表面から引き込まれているステップと、
前記中央静電チャック部材の前記第１の表面上に前記第１のワークピースを配置するステップと、
前記第１のワークピースに対してイオンビームを通過させることによって前記第１のワークピースにイオンを注入するステップと、
前記中央静電チャック部材から前記第１のワークピースを取り出すステップと、
中央静電チャック部材に対して前記第１の周辺静電チャック部材を上昇させるステップであって、前記第２の表面が前記第１の表面と略同一平面上に位置するステップと、
前記第１の周辺静電チャック部材の前記第２の表面から前記第１の周辺シールドを除去するステップと、
前記第２のワークピースを前記中央静電チャック部材の前記第１の表面および前記第１の周辺静電チャック部材の前記第２の表面上に配置するステップと、
前記第２のワークピースに対してイオンビームを通過させることによって前記第２のワークピースにイオンを注入するステップと、
前記中央静電チャック部材および前記第１の周辺静電チャック部材から前記第２のワークピースを取り出すステップと、を含む方法。

【請求項19】

ベースと、
前記ベースに固定され、第１の直径を有する第１のワークピースを支持するとともに静電的にクランプするように構成された中央チャック表面を有する、中央静電チャック部材と、
前記ベースに動作可能に結合された第１の周辺静電チャック部材であって、前記中央静電チャック部材を略取り囲み、少なくとも第２のワークピースの周辺領域を支持するとともに静電的にクランプするように構成された第１の周辺チャック表面を有する第１の周辺静電チャック部材であり、前記第２のワークピースは、前記第１のワークピースの前記第１の直径よりも大きい第２の直径を有する、第１の周辺静電チャック部材と、
伸長位置と引込位置との間で前記中央チャック表面に略垂直な軸に沿って前記中央静電チャック部材に対して前記第１の周辺静電チャック部材を選択的に並進させるように構成されたエレベータであって、前記第１の周辺チャック表面は、前記伸長位置にあるときに前記中央チャック表面と略同一平面上にあり、前記第１の周辺チャック表面は、前記引込位置にあるときに前記中央チャック表面の下方にある、エレベータと、
第１の周辺シールドであって、前記第１の周辺静電チャック部材が前記引込位置にあるときに、前記第１の周辺シールドが前記第１の周辺チャック表面を選択的に覆うように構成される、第１の周辺シールドと、
前記ベースに動作可能に結合された第２の周辺静電チャック部材であって、前記第１の周辺静電チャック部材を略取り囲むとともに、少なくとも第３のワークピースの周辺領域を支持し静電的に引き付けるように構成された第２の周辺チャック表面を有する第２の周辺静電チャック部材であり、前記第３のワークピースは、前記第２のワークピースの第２の直径よりも大きい第３の直径を有し、前記エレベータは、前記第２の周辺静電チャック部材を前記中央静電チャック部材に対して軸に沿って前記伸長位置と前記引込位置との間で選択的に並進させるようにさらに構成され、前記第２の周辺チャック表面は、前記伸長位置にあるときに前記中央チャック表面と略同一平面上にあり、前記第２の周辺チャック表面は、前記引込位置にあるときに前記中央チャック表面の下にある、第２の周辺静電チャック部材と、
前記第１の周辺静電チャック部材が前記伸長位置にあり、かつ、前記第２の周辺静電チャック部材が前記引込位置にあるとき、前記第２の周辺チャック表面を選択的に覆うように構成された第２の周辺シールドと、を備え、
前記第１の周辺シールドは、前記第１の周辺静電チャック部材および前記第２の周辺静電チャック部材が前記引込位置にあるとき、前記第１の周辺チャック表面および前記第２の周辺チャック表面の両方を選択的に覆うようにさらに構成される静電チャックシステム。

【請求項20】

前記それぞれの伸長位置において、
前記第２の周辺静電チャック部材は、前記第３のワークピースのみと接触するように構成され、
前記第１の周辺静電チャック部材は、前記第２のワークピースおよび前記第３のワークピースのみと接触するように構成され、
前記中央静電チャック部材は、前記第１のワークピース、前記第２のワークピース、および前記第３のワークピースのいずれかと接触するように構成されている、請求項１９に記載の静電チャックシステム。

【請求項21】

前記第３のワークピースは、前記第１の周辺静電チャック部材および前記第２の周辺静電チャック部材が前記それぞれの伸長位置にあるとき、前記中央チャック表面、前記第１の周辺チャック表面、および前記第２の周辺チャック表面に接触する、請求項１９に記載の静電チャックシステム。

【請求項22】

前記第１の周辺静電チャック部材は、前記第１のワークピースの前記第１の直径に関連する第１の内径と、前記第２のワークピースの前記第２の直径に関連する第１の外径とを有する、請求項１９に記載の静電チャックシステム。

【発明の詳細な説明】

【0001】

〔関連出願へのリファレンス〕
本出願は、２０１６年９月３０日出願の米国特許出願第１５／２８１，５４０号「調整可能な周辺静電クランプ」の利益を主張し、その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【0002】

〔技術分野〕
本発明は、一般に、ワークピースハンドリングシステムに関し、より詳細には、イオン注入システムにおいて様々な直径のワークピースをハンドリングするためのシステムおよび方法に関する。

【0003】

〔背景〕
半導体産業では、半導体ウェーハまたは基板などのワークピースは、ワークピースハンドリングシステムによってプロセスステップ間でロボット的に移送されることが多い。イオン注入システムは、しばしば、大気圧ワークピースキャリアとイオン注入装置に関連する真空プロセスチャンバとの間でワークピースを移送するためのワークピースハンドリングシステムを利用する。従来のワークピースハンドリングシステムは、グリッパが結合されたロボットを備え、グリッパは、ワークピースのエッジを選択的に把持するように構成される。

【0004】

典型的なイオン注入システムでは、例えば、ワークピースハンドリングは、従来、特定のワークピース寸法に対して固定され、ワークピースに衝突するイオンビームの寸法は、ワークピースの寸法に適応する。例えば、２００ｍｍ径のウェーハにイオンを打ち込む実施例には、２００ｍｍ幅のイオンビームが打ち込みに利用されることが多い。しかし、直径１５０ｍｍのウェーハにイオンを注入することが望まれる場合、ワークピースハンドリングシステムおよびイオン注入システムの様々な構成要素は、異なる寸法のワークピースを収容するために慣習的に修正される。例えば、グリッパ及び静電チャックは、典型的には、単一のワーク寸法にイオンを注入するように設計される。しかし、ワークピースの寸法が変化すると、グリッパ、静電チャック、および／またはロボットハンドリングコンポーネント全体も慣習的に変更される。

【0005】

したがって、従来のイオン注入システムは、注入されるワークピースの寸法と、その上に衝突するイオンビームの寸法とに基づいて、所定の処理装置の寸法を利用する。異なる寸法のワークピースが注入される場合、または異なる寸法のイオンビームが注入のために利用される場合、ワークピース取扱い機器に対する様々な変更も行われ、したがって、コストが増加し、生産性の損失を招く。

【0006】

〔発明の概要〕
本発明は、イオン注入システムにおいて様々な寸法のワークピースを取り扱うためのシステム、機器、および方法を提供することによって、従来技術の制限を克服する。したがって、以下に、本発明の態様を基本的に理解するために、本発明の概要を簡単に説明する。この発明の概要は、本発明の広い概観ではない。これは、本発明の重要な要素を識別しかつ正確に概説するものでもない。この目的は、後に記載する詳細な説明の序文として、本発明のいくつかの概念を単純化した形で示すことにある。

【0007】

一般に、静電チャックは、異なる直径を有するワークピースをクランプするために提供される。一実施例では、中央静電チャック部材は、第１の直径の第１のワークピースに関連付けられ、第１の周辺静電チャック部材は、第１の直径より大きい第２の直径の第２のワークピースに関連付けられる。エレベータが、第１の周辺静電チャック部材を中央静電チャック部材に対して引込位置と伸長位置との間で並進させる。引込位置では、第１のワークピースは第１の表面のみと接触する。注入位置とも呼ばれる伸長位置では、第２のワークピースは、第１の表面および第２の表面と接触する。第１の周辺シールドは、第１の周辺静電チャック部材が引込位置にあるとき、第２の表面を略遮蔽する。追加の周辺静電チャック部材および周辺シールドを追加して、追加のワークピース直径を収容することができる。

【0008】

１つの例示的な態様によれば、本発明の静電チャックシステムは、第１のワークピースの直径に関連する第１の直径を有する中央静電チャック部材を備え、前記中央静電チャック部材は、スキャンアームベースに動作可能に結合され、第１のワークピースを支持するように構成された第１の表面を有する。第１の周辺静電チャック部材は、第１の直径に関連する第１の内径と、第２のワークピースの直径に関連する第１の外径とを有する。第１の周辺静電チャック部材はまた、前記スキャンアームベースに動作可能に結合され、第２のワークピースの周辺領域を支持するように構成された第２の表面を有する。

【0009】

エレベータは、第１の表面に略垂直な軸に沿って、引込位置と伸長位置との間で、中央静電チャック部材に対して第１の周辺静電チャック部材を並進させるように構成される。引込位置では、第１のワークピースは第１の表面のみと接触する。本実施例における伸長位置では、第２のワークピースは第１の表面と第２の表面とに接触する。

【0010】

さらに、第１の内径に関連する第１のシールド内径と、第１の外径に関連する第１のシールド外径とを有する第１の周辺シールドが提供される。例えば、第１の周辺シールドは、第１の周辺静電チャック部材が引込位置にあるとき、第２の表面をシールドするように構成される。

【0011】

一実施例によれば、前記中央静電チャックは、前記スキャンアームベースに対して固定され、前記エレベータは、第１の周辺静電チャック部材を引込位置と伸長位置との間で並進させるように構成される。

【0012】

別の実施例では、第１の外径に関連する第２の内径と、第３のワークピースの直径に関連する第２の外径とを有する第２の周辺静電チャック部材が提供される。第３のワークピースの直径は、例えば、第２のワークピースの直径よりも大きい。第２の周縁静電チャック部材は、スキャンアームベースに作動可能に結合され、第３のワークピースの周縁領域を支持するように構成された第３の表面を有し、前記エレベータは、引込位置と伸長位置との間の前記中央静電チャック部材に関して第２の周縁静電チャック部材を移動させるようにさらに構成される。この実施例の伸長位置では、第３のワークピースは、第１の表面、第２の表面、および第３の表面に接触する。

【0013】

別の実施例によれば、コントローラは、前記エレベータを制御することにより、第１の周辺静電チャック部材の第２の周辺静電チャック部材のうちの１つ以上の引込位置および伸長位置を個々に制御するように構成される。別の実施例では、電源が、前記中央静電チャック部材、第１の周辺静電チャック部材、および第２の周辺静電チャック部材のうちの１つ以上に動作可能に結合される。従って、前記制御装置は、例えば、前記中央静電チャック部材、第１の周辺静電チャック部材、および第２の周辺静電チャック部材を選択的に通電する（電圧を印加する）ようにさらに構成される。

【0014】

第２の内径に関連する第２の内側シールド直径と、第２の外径に関連する第２の外側シールド直径とを有する第２の周辺シールドが、別の実施例でさらに提供される。第２の周辺シールドは、第１の周辺静電チャック部材が伸長位置にあり、第２の周辺静電チャック部材が引込位置にあるとき、第３の表面をシールドするように構成される。例えば、第２の外側遮蔽体直径は、第２の外側直径以上である。

【0015】

第１の周辺シールド及び第２の周辺シールドのうちの１つ以上は、例えば、シリコンでコーティングされたアルミニウムディスクのような半導体物質からなる表面を含む。一実施例では、第１および／または第２の周辺遮蔽体は、半導体ウェーハなどの半導体物質から構成される。

【0016】

前記中央静電チャック部材、第１の周辺静電チャック部材、第２の周辺静電チャック部材などの第１の表面および第２の表面のうちの１つ以上に、１つ以上のバックサイドガスオリフィスをさらに設けることができる。したがって、バックサイドガスソースは、処理されるワークピースのバックサイドガス冷却または加熱のために、前記１つ以上のバックサイドガスオリフィスにバックサイドガスを提供するように構成される。例えば、１つ以上のガス分配通路が、前記中央静電チャック部材および第１の周辺静電チャック部材内に画定され、１つ以上のガス分配通路は、１つ以上のバックサイドガスオリフィスと流体連通している。

【0017】

別の実施例によれば、１つ以上の側壁オリフィスが、前記中央静電チャック部材および第１の周辺静電チャック部材のそれぞれの側壁に画定され、１つ以上の側壁オリフィスは、１つ以上のガス分配通路と液体連通している。動的シールは、別の実施例において、前記複数の１つ以上の側壁オリフィスの各々に関連付けられ、動的シールは、前記中央静電チャック部材に対する第１の周辺静電チャック部材の並進を略可能にするとともに、前記１つ以上の側壁オリフィスから外部環境へのバックサイドガスの漏れを防止する。

【0018】

別の実施例では、バックサイドガスソースは、前記中央静電チャック部材に動作可能に結合され、前記１つ以上のガス分配通路は、１つ以上の側壁オリフィスを通じてバックサイドガスを少なくとも第１の周辺静電チャック部材に提供する。

【0019】

さらに別の実施例によれば、１つ以上の移送装置は、第１のワークピース、第２のワークピース、および第１の周辺遮蔽物を、第１の表面および第２の表面との間で選択的に移送するように構成される。さらなる実施例では、イオン注入装置がさらに提供され、イオンビームの寸法は、静電チャック上にクランプされた任意の寸法のワークピースを注入するように構成可能である。

【0020】

本発明の別の例示的な態様によれば、異なる直径の第１のワークピースおよび第２のワークピースにイオンを注入する方法が提供される。例えば、第１の周辺シールドは、第１のワークピースにイオンを注入したいときに、第１の周辺静電チャック部材の第２の表面に配置される。第１の周辺静電チャック部材は、前記中央静電チャック部材に対して引き込まれ、第２の表面は、第１の表面から引き込まれ（陥凹しており）、第１のワークピースは、前記中央静電チャック部材の第１の表面上に配置される。したがって、イオンビームを第１のワークピースに対して通過させることによって、イオンが第１のワークピースに注入される。

【0021】

第１のワークピースは、前記中央静電チャック部材から取り出され、第１の周辺静電チャック部材は、第２のワークピースにイオンを注入することが望まれるとき、前記中央静電チャック部材に対して持ち上げられる。したがって、第２の表面は、第１の表面と略同一平面上にある。第１の周辺シールドは、第１の周辺静電チャック部材の第２の表面から除去され、第２のワークピースは、前記中央静電チャック部材の第１の表面および第１の周辺静電チャック部材の第２の表面上に配置され、イオンが注入される。注入が完了すると、第２のワークピースは、前記中央静電チャック部材および第１の周辺静電チャック部材から取り出される。

【0022】

上記の概要は、ある実施形態の本発明のいくつかの特徴の簡単な概観を与えることを単に意図したものであり、他の実施形態は、上述の特徴とは追加のおよび／または異なった特徴を備えることができる。特に、この発明の概要は、本出願の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。したがって、前述の目的および関連する目的を達成するために、本発明は、以下に記載され、特に特許請求の範囲において指摘される特徴を含む。以下の記述および添付の図面は、ある具体的な実施形態を詳細に記載する。しかし、これらの実施形態は、本願の原理が採用され得る種々の方法のうちのいくつかを示す。本発明の他の目的、利点、及び新規な特徴は、図面と併せて考慮されるとき、本発明の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

【0023】

〔図面の簡単な説明〕
図１は、本発明のいくつかの態様による例示的なイオン注入装置の構成図である。

【0024】

図２Ａから２Ｂは、本発明の様々な態様による例示的なチャックシステム上に配置されたそれぞれの第１および第２のワークピースの斜視図を示す。

【0025】

図３Ａから３Ｂは、本発明の様々な態様による例示的なチャックシステム上に配置された第１および第２のワークピースのそれぞれの断面側面図を示す。

【0026】

図４は、本発明の様々な態様によるスキャンアームに取り付けられた例示的なチャックシステムの断面側面図を示す。

【0027】

図５Ａから５Ｃは、本発明の様々な態様による例示的なチャックシステム上に配置された第１、第２、および第３のワークピースのそれぞれの断面側面図を示す。

【0028】

図６Ａから図６Ｃは、本開示の種々の態様による、第１の加工物の加工に関連する例示的なチャックシステムの断面側面図である。

【0029】

図７Ａから７Ｂは、本開示の種々の態様による、第２の加工物の加工に関連する例示的なチャックシステムの断面側面図を示す。

【0030】

図８Ａから８Ｂは、本発明の様々な態様による、第２および第１のワークピースがそれぞれ把持された例示的なグリッパメカニズムの平面図を示す。

【0031】

図８Ｃは、図８Ａから８Ｂの例示的なグリッパ機構の斜視図である。

【0032】

図９Ａから図９Ｂは、開示の種々の態様による、各グリップ位置および解放位置における例示的なグリッパ機構の平面図である。

【0033】

図１０は、本発明の様々な態様による例示的なロードロックサポートの斜視図を示す。

【0034】

図１１Ａから１１Ｂは、本開示の種々の態様による、それぞれの第１および第２のワークピースを支持する例示的ロードロック支持体の平面図を示す。

【0035】

図１２Ａは、本開示の種々の態様に従った、３つの異なる寸法のワークピースを支持するための例示的な支持部材の平面図である。

【0036】

図１２Ｂは、本発明の様々な態様による、それぞれ第１、第２、および第３のワークピースを支持する図１２Ａの例示的な支持部材の側面図である。

【0037】

図１２Ｃは、本開示の種々の態様による、それぞれの第１、第２、および第３のワークピースを支持する複数の支持部材の平面図である。

【0038】

図１３は、本発明のさらに別の態様に従って、様々な直径のワークピースにイオンをクランプし、注入するための方法を示す。

【0039】

〔詳細な説明〕
本開示は、概して、イオン注入システムにおいて様々な直径のワークピースをクランプするためのシステム、装置、および方法に関する。したがって、本発明は、図面を参照して説明され、同様の参照番号は、全体を通して同様の要素を指すために使用され得る。これらの態様の記述は単に例示であり、それらは限定的な意味で解釈されるべきではないことを理解されたい。以下の記述では、説明の目的で、本発明を完全に理解するために、多くの具体的な細部を記載する。しかし、当業者には、これらの具体的な細部がなくても、本発明を実施できることが明らかであろう。さらに、本願の範囲は、添付の図面に関して以下に説明される実施形態または実施例によって限定されることを意図されず、添付の特許請求の範囲およびその等価物によってのみ限定されることを意図される。

【0040】

また、図面は、本発明の実施形態のいくつかの態様を例示するために提供されており、したがって、概略的なものに過ぎないとみなされるべきであることにも留意されたい。特に、図面に示される要素は、互いに縮尺を合わせる必要はなく、図面における様々な要素の配置は、それぞれの実施形態を明確に理解するために選択され、必ずしも、実施形態による実装における様々な構成要素の実際の相対的な位置の表現であると解釈されるべきではない。さらに、本明細書で説明される様々な実施形態および実施例の特徴は、特に断らない限り、互いに組み合わせることができる。

【0041】

また、以下の説明では、図面に示されるか、または本明細書で説明される機能ブロック、装置、コンポーネント、回路素子、または他の物理的ユニットもしくは機能ユニット間の任意の直接接続または結合を、間接接続または結合によって実施することもできることを理解されたい。さらに、図面に示される機能ブロックまたはユニットは、１つの実施形態において別個の特徴または回路として実装されてもよく、さらにまたは代替的に、別の実施形態において一般的な特徴または回路において完全にまたは部分的に実装されてもよいことを理解されたい。例えば、いくつかの機能ブロックは、シグナルプロセッサなどの一般的なプロセッサ上で動作するソフトウエアとして実装されてもよい。さらに、以下の明細書において有線ベースであるとして説明される任意のコネクションは、逆のことが言及されない限り、ワイヤレス通信として実装されてもよいことを理解されたい。

【0042】

本発明の一態様によれば、図１は例示的な減圧系１００を示す。本実施例における真空システム１００は、イオン注入システム１０１を備えるが、プラズマプロセスシステム又は他の半導体プロセスシステムのような様々な他のタイプの真空システムも考えられる。イオン注入システム１０１は、例えば、端末装置１０２、ビームラインアセンブリ１０４、および端末装置ステーション１０６を含む。

【0043】

一般的に言えば、端末装置１０２内のイオン源１０８は、電源１１０に結合されて、ドーパントガスを複数のイオンにイオン化し、イオンビーム１１２を形成する。本実施例におけるイオンビーム１１２は、ビームステアリング装置１１４を通り、アパーチャ１１６を出てエンドステーション１０６に向かう。エンドステーション１０６において、イオンビーム１１２は、チャック１２０システム（例えば、静電チャックまたはＥＳＣ）に選択的にクランプまたは取り付けられたワークピース１１８（例えば、シリコンウェーハ、表示パネルなどの半導体）に衝突する。いったんワークピース１１８の格子に埋め込まれると、注入されたイオンは、ワークピースの物理的および／または化学的特性を変化させる。このため、イオン注入は、半導体デバイスの製造および金属仕上げ、ならびに材料科学研究における様々な用途において使用される。

【0044】

本開示のイオンビーム１１２は、ペンシルまたはスポットビーム、リボンビーム、スキャンビーム、またはイオンがエンドステーション１０６に向けられる任意の他の形態などの任意の形態をとることができ、そのような形態はすべて、本開示の範囲内に入ると考えられる。

【0045】

１つの例示的な態様によれば、エンドステーション１０６は、減圧チャンバ１２４などの処理チャンバ１２２を備え、プロセス環境１２６が処理チャンバに関連付けられる。プロセス環境１２６は、一般に、処理チャンバ１２２内に存在し、一実施例では、処理チャンバに結合され、処理チャンバを実質的に排気するように構成された真空源１２８（例えば、真空ポンプ）によって生成される真空を備える。

【0046】

イオン注入システム１０１を利用した注入中、荷電イオンがワークピースと衝突するにつれて、エネルギーが熱の形でワークピース１１８上に蓄積され得る。対抗手段がなければ、そのような熱は、加工物１１８を歪ませたり、割ったりする可能性があり、これは、いくつかの実施態様では、加工物を価値のないものにする（または有意に価値の低いものにする）可能性がある。他の望ましくない効果は、ワークピース１１８の望ましくない加熱からも生じ得る。

【0047】

したがって、別の実施例によれば、チャックシステム１２０は、バックサイドガスソース１３０を備え、バックサイドガスソース１３０は、ワークピースをイオンビーム１１２に露出する間、処理チャンバ１２２内のワークピース１１８のバックサイドにバックサイドガス１３２を供給するように構成される。一実施例では、バックサイドガスは、乾燥窒素などの不活性ガスを含む。このように、バックサイドガスを供給するバックサイドガスソース１３０は、バックサイドガスを保持／貯蔵するための圧力タンクまたは容器（図示せず）を含むことができる。別の実施例によれば、電源１３４が提供され、この電源は、チャックシステムにワークピース１１８を静電クランプするために、チャックシステム１２０に動作可能に結合される。チャックシステム１２０については、以下でより詳細に説明する。

【0048】

別の態様によれば、ロードロックチャンバ１３６は、処理チャンバ１２２にさらに動作可能に結合され、ロードロックチャンバは、プロセス環境１２６を外部環境１３８から隔離するように構成される。ロードロックチャンバ１３６は、処理チャンバ１２２と外部環境１３８との間のワークピースの移送中にワークピース１１８を支持するように構成されたワークピース支持体１４０をさらに含む。複数のロードロックドア１４２は、ロードロックチャンバ１３６をそれぞれの処理チャンバ１２２および外部環境１３８に動作可能に連結する。したがって、ロードロックチャンバ１３６は、ロードロックチャンバ環境の変化によって、プロセス環境１２６（例えば、プロセス環境１２６）を真空システム１００内に維持する。ロードロックチャンバ１３６内の圧力は、例えば、プロセス環境１２６に関連する真空と、外部環境１３８に関連する外部圧力（例えば、大気圧）との間で変化するように構成される。したがって、ロードロックチャンバ１３６は、イオン注入システム内の真空の質（例えば、プロセス環境１２６）を損なうことなく、ワークピース１１８をイオン注入システム１０１内へ、およびイオン注入システム１０１から移送することを可能にする。

【0049】

一実施例では、以下により詳細に説明するように、真空移送装置１４４（例えば、真空ロボット）が提供され、真空移送装置は、ロードロックチャンバ１３６内のロードロック支持体１４６とチャックシステム１２０との間でワークピース１１８を移送するように構成される。さらに別の実施例では、大気移送装置１４８（例えば、大気ロボット）は、ワークピース移送容器１５０（例えば、フープ）とロードロックチャンバ１３６内のロードロック支持体１４６との間でワークピース１１８を移送するように構成される。例えば、大気移送装置１４６は、加工物搬送容器１５０から加工物１１８を取り外し、および／または加工物搬送容器１５０に戻すように構成される。真空移送装置１４４および大気移送装置１４８についても、以下により詳細に説明する。

【0050】

別の実施例によれば、コントローラ１５２が提供され、コントローラ１５２は、イオン注入システム１０１、チャックシステム１２０、真空源１２８、バックサイドガスソース１３０、電源１３４、真空移送装置１４４、大気移送装置１４８、ならびに真空システム内の他の構成要素など、真空システム１００の１つ以上の構成要素を制御するように構成される。１つのコントローラ１５２が本明細書で説明されているが、真空システム１００内の様々な構成要素の制御は、別個のコントローラまたは複数のコントローラを利用して達成することができ、すべてが本開示の範囲内にあるとみなされることを理解されたい。

【0051】

図２Ａから２Ｂ、図３Ａから３Ｂ、および図４を全体的に参照して、本発明の別の例示的な態様に従って、例示的なチャックシステム２００をより詳細に説明する。図１およびチャックシステム２００のチャックシステム１２０（静電チャックシステムとも呼ばれる）は、複数の寸法のワークピース１１８を効率的に処理するために、図１の減圧システム１００に実装され得ることが理解される。例えば、以下に説明するチャックシステム１２０、２００は、とりわけ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、および３００ｍｍのような多重直径を有するワークピース１１８において特に使用される。ワークピース１１８の特定の寸法が本明細書に記載されているが、本開示は、ワークピースの特定の寸法に限定されず、本開示の様々な変更は、より大きいおよび／またはより小さい寸法のワークピースを処理するために容易に行うことができ、すべてのそのような変更は、本開示の範囲内に入るものとして企図されることに留意されたい。

【0052】

図２Ａから２Ｂから分かるように、例えば、チャックシステム２００は、スキャンアーム２０３に結合されるベース２０２を備え、スキャンアームは、当業者に公知の種々の方法で、図１のイオンビーム１１２を通してベースを選択的にスキャンするように構成され、本明細書においてさらに詳しくは述べない。一実施例によれば、図３Ａの中央静電チャック部材２０４は、ベース２０２に動作可能に結合され、中央静電チャック部材は、少なくとも第１のワークピース２０８を支持し静電的にクランプするように構成された中央チャック表面２０６を有する。中央静電チャック部材２０４は、例えば、第１のワークピース２０８の直径２１２に関連する第１の中央直径２１０を有する。例えば、第１の中央直径２１０は、第１のワークピース２０８の直径２１２よりもわずかに小さい（例えば、２ｍｍ）。

【0053】

一実施例によれば、第１の周辺静電チャック部材２１４がさらに提供され、第１の周辺静電チャック部材は、ベース２０２にさらに動作可能に結合される。第１の周辺静電チャック部材２１４は、例えば、一般に、中央静電チャック部材２０４を取り囲んでいる。本実施例では、第１の周辺静電チャック部材２１４は、図３Ｂに示されるように、第１の中央直径２１０に関連する第１の内径２１６と、第２のワークピース２２２の直径２２０に関連する第１の外径２１８とを有する。第２のワークピース２２２の直径２２０は、例えば、図３Ａの第１のワークピース２０８の直径２１２よりも大きい。例えば、第２のワークピース２２２の直径２２０は１５０ｍｍであり、第１のワークピース２０８の直径２１２は１００ｍｍである。

【0054】

第１の周辺静電チャック部材２１４は、例えば、拠点２０２にさらに作動可能に結合され、図３Ｂに示すように、第２のワークピース２２２の少なくとも周辺領域２２６を支持するように構成された第１の周辺チャック表面２２４を有する。一実施例では、第１の周辺静電チャック部材２１４は、少なくとも第２のワークピース２２２の周辺区域２２６を静電的にクランプするように構成される。

【0055】

例えば、エレベータ２２７が、さらに、中央静電チャック部材２０４に対して第１の周辺静電チャック部材２１４を、少なくとも中央チャック表面２０６に対して略垂直（例えば、直角）である軸２３２に沿って、図３Ａに示される引込位置２２８と、図３Ｂに示される伸長位置２３０（注入位置とも呼ばれる）との間で選択的に並進させるように提供および構成される。例えば、第１の周辺チャック表面２２４は、図３Ａの引込位置２２８にあるとき、中央チャック表面２０６の下方に概ね存在し、図３Ｂの伸長位置にあるとき、中央チャック表面２０６と略同一平面上にある。

【0056】

したがって、図３Ａに示す実施例の引込位置２２８では、第１のワークピース２０８は中央チャック表面２０６のみと接触し、図３Ｂに示す実施例の伸長位置２３０では、第２のワークピース２２２は中央チャック表面２０６と第１の周辺チャック表面２２４の両方と接触する。したがって、エレベータ２２７は、第１の周辺静電チャック部材２１４を並進させるように動作可能であり、それにより、以下でさらに論じるように、第１のワークピース２０８または第２のワークピース２２２をチャックシステム２００に個々に収容し、クランプすることができる。

【0057】

別の例示的な態様によれば、第１の周辺シールド２３４がさらに提供され、図３Ａに示され、第１の周辺シールドは、第１の周辺静電チャック部材２１４が引込位置２２８にあるときに、第１の周辺チャック表面２２４を選択的に覆うように構成される。第１の周辺シールド２３４は、例えば、第１の周辺静電チャック部材２１４の第１の内径２１６に関連する（例えば、離間して配置される）第１のシールド内径２３６を有する。第１の周辺シールド２３４は、例えば、図３Ｂの第１の周辺静電チャック部材２１４の第１の外径２１８に関連する第１のシールド外径２３８をさらに有する。したがって、第１の周辺シールド２３４は、一実施例では、第１の周辺静電チャック部材２１４が図３Ａの引込位置２２８にあるとき（例えば、チャックシステム２００が第１のワークピース２０８をクランプしているとき）、第１の周辺チャック表面２２４を図１のイオンビーム１１２から遮蔽するように構成される。

【0058】

第１の周辺シールドは、例えば、半導体材料（例えば、ケイ素）で被覆された金属ディスク（例えば、アルミニウム）を含む２３４である。あるいは、第１の周辺遮蔽体２３４は、シリコンウェーハのような、図１のイオン注入システム１０１において処理されるものと同様の物質を含むか、またはそれからなる。このように、半導体材料は、ワークピースと同様の方法でイオンビーム１１２からイオンを吸収し、したがって、処理チャンバ１２２内のスパッタ材料からの望ましくない汚染を最小限に抑える。

【0059】

別の実施例では、図３Ａおよび３Ｂの中央静電チャック部材２０４は、軸２３２に沿ってベース２０２に対して略固定され、エレベータ２２７は、図３Ａの引込位置２２８と図３Ｂの伸長位置２３０との間で第１の周辺静電チャック部材２１４を並進させるように構成される。あるいは、中央静電チャック部材２０４は、軸２３２に沿ってスキャンアームベース２０２に対して移動することも可能にされ、エレベータ２２７は、中央静電チャック部材を並進させるようにさらに構成される。

【0060】

チャックシステム２００は、例えば、図１のコントローラ１５２によって制御されてもよく、中央静電チャック部材２０４に対する第１の周辺静電チャック部材２１４の位置（例えば、図３Ａの引込位置２２８および図３Ｂの伸長位置２３０）は、エレベータ２２７を制御することにより制御される。さらに、別の例示的な態様によれば、図１の電源１３４は、図３Ａおよび図３Ｂの中央静電チャック部材２０４および第１の周辺静電チャック部材２１４にさらに動作可能に結合され、コントローラ１５２は、中央静電チャック部材および第１の周辺静電チャック部材を選択的に通電して、それぞれの第１のワークピース２０８、第２のワークピース２２２、および第１の周辺遮蔽２３４をそれぞれの中央静電チャック部材および第１の周辺静電チャック部材に選択的にクランプするようにさらに構成される。一実施例では、コントローラ１５２は、中央静電チャック部材２０４および第１の周辺静電チャック部材２１４を個別におよび／または同時に通電するように構成される。あるいは、複数のコントローラ１５２および電源１３４は、チャックシステム２００の制御のために実装されてもよく、本開示の範囲内に入ると考えられる。

【0061】

さらに別の実施例によれば、図４に示されるより詳細な図では、１つ以上のバックサイドガスオリフィス２４０が、中央チャック表面２０６および第１の周辺チャック表面２２４のうちの１つ以上にさらに設けられ、図１のバックサイドガスソース１３０は、図３Ａから３Ｂのそれぞれの第１のワークピース２０８、第２のワークピース２２２、および第１の周辺シールド２３４の裏側冷房のために、前記１つ以上のバックサイドガスオリフィスにバックサイドガスを提供するように構成される。図４に示される１つ以上のガス分配通路２４２は、中央静電チャック部材２０４および第１の周辺静電チャック部材２１４にさらに画定されてもよく、前記１つ以上のガス分配通路は、１つ以上のバックサイドガスオリフィス２４０と液体連通している。

【0062】

例えば、１つ以上の側壁オリフィス２４４は、中央静電チャック部材２０４および第１の周辺静電チャック部材２１４のそれぞれの側壁２４６に画定されてもよく、１つ以上の側壁オリフィスは、中央静電チャック部材に対する第１の周辺静電チャック部材の位置（例えば、図３Ａの引込位置２２８および図３Ｂの伸長位置２３０）に基づいて、それぞれの１つ以上のバックサイドガスオリフィス２４０に関連する１つ以上のガス分配通路２４２と選択的に液体連通する。例えば、動的シール（図示せず）は、１つ以上の側壁オリフィス２４４のそれぞれに関連付けられてもよく、動的シールは、一般的に、中央静電チャック部材２０４に対する第１の周辺静電チャック部材２１４の並進を可能にする一方、図１の１つ以上の側壁オリフィスから処理チャンバ環境１２６へのバックサイドガスの漏れを防止する。

【0063】

図１のバックサイドガスソース１３０は、例えば、図４の中央静電チャック部材２０４に作動可能に結合されてもよく、ここで、ガス分配通路２４２のうちの１つ以上は、１つ以上の側壁オリフィスを介して、中央静電チャック部材２０４および第１の周辺静電チャック部材２１４のうちの１つ以上にバックサイドガスを選択的に供給する。電磁弁または他の装置（図示せず）をさらに設けて、それぞれの１つ以上の側壁オリフィス２４４を図１のガスソース１３０に選択的に流体連結することができる。

【0064】

図５Ａから５Ｃに示される本発明のさらに別の例示的な態様によれば、図４Ａから４Ｂのチャックシステム２００と同様の別の静電チャックシステム３００が示されており、ベース２０２に動作可能に結合された第２の周辺静電チャック部材３０２が追加されている。例えば、第２の周辺静電チャック部材３０２は、第１の周辺静電チャック部材２１４の第１の外径２１８に関連する（例えば、離間して）第２の内径３０４を有する。第２の周辺静電チャック部材３０２は、例えば、図５Ｃに示されるように、第３のワークピース３１０の直径３０８に関連する第２の外径３０６をさらに強調する。図示のように、第３のワークピース３１０の直径３０８は、図５Ｂの第２のワークピース２２２の直径２２０よりも大きく、図５Ａの第１のワークピース２０８の直径２１８よりもさらに大きい。したがって、第２の周辺静電チャック部材３０２は、概して第１の周辺静電チャック部材２１４を取り囲み、図５Ｃの第３のワークピース３１０の周辺領域３１４を支持するように構成された第２の周辺チャック表面３１２を有する。第２の周辺静電チャック部材３０２は、例えば、第３のワークピース３１０の周辺領域３１４を選択的に静電的に引き寄せるようにさらに構成される。

【0065】

エレベータ２２７は、例えば、引込位置２２８と伸長位置２３０との間の軸２３２に沿って、中央静電チャック部材２０４に関して第２の周辺静電チャック部材３０２を並進させるようにさらに構成される。第２の周辺チャック表面３１２は、例えば、図５Ｃの伸長位置２３０にあるとき、中央チャック表面２０６と略同一平面上にあり、第２の周辺チャック表面は、図５Ａから５Ｂの引込位置２２８にあるとき、中央チャック表面の下にある。図５Ｃに示される伸長位置２３０において、例えば、第３の作業部材３１０は、中央チャック表面２０６、第１の周辺チャック表面２２４、および第２の周辺チャック表面３１２に接触してもよい。

【0066】

上述したのと同様に、図１のコントローラ１５２は、エレベータ２２７を制御することにより、第１周辺静電チャック部材２１４及び第２周辺静電チャック部材３０２の引込位置２２８及び伸長位置２３０を個々に制御するように更に構成されてもよい。エレベータ２２７は、例えば、第１の周辺静電チャック部材２１４と第２の周辺静電チャック部材３０２とを個別に結合し、関連付けられた伸長位置２３０と引込位置２２８とを個別に制御する個別に制御されるエレベータを含んでもよい。さらに、電源１３４は、中央静電チャック部材２０４、第１の周辺静電チャック部材２１４、および第２の周辺静電チャック部材３０２に動作可能に結合されてもよく、コントローラ１５２は、中央静電チャック部材、第１の周辺静電チャック部材、および第２の周辺静電チャック部材を選択的に通電するようにさらに構成される。一実施例では、図１のコントローラ１５２は、図５Ａから５Ｃの中央静電チャック部材２０４、第１の周辺静電チャック部材２１４、および第２の周辺静電チャック部材３０２を個別におよび／または同時に通電するように構成される。

【0067】

さらに別の実施例によれば、第２の周辺シールド３１６が図５Ｂに提供され、第２の周辺シールド３１６は、図５Ｂに示されるように、第１の周辺静電チャック部材２１４が伸長位置２３０にあり、かつ、第２の周辺チャック部材３０２が引込位置２２８にあるとき、第２の周辺チャック表面３１２を選択的に覆うかまたは遮蔽するように構成される。例えば、第２の周辺シールド３１６は、第１の周辺シールド２３４の材料と同様の材料で形成されてもよい。

【0068】

したがって、図５Ａに示す実施例では、第１の周辺シールド２３４の第１のシールド内径２３６は、第１の周辺静電チャック部材２１４の第１の内径２１６に関連付けられる。例えば、第１のシールド内径２３６は、第１のワークピース２０８の第１の直径２１８と関連している。さらに、図５Ａの実施例では、第１の周辺シールド２３４の第１のシールド外径２３８は、第２の周辺静電チャック部材２１４の第２の外径３０６に関連付けられる。例えば、第１のシールド外径２３８は、図５Ｃの第３のワークピース３１０の直径３０８と関連している。

【0069】

さらに、図５Ｂの第２の周辺シールド３１６は、例えば、図５Ａの第１の周辺静電チャック部材２１４の第１の外径２１８に関連する第２のシールド内径３１８を有する。図５Ｂの第２のシールド内径３１８は、例えば、第２のワークピース２２２の第２の直径２２０と関連している。さらに、第２の周辺シールド３１６は、第２の周辺静電チャック部材２１４の第２の外径３０６に関連する第２のシールド外径３２０を有し、したがって、支持およびクランプされるべきワークピースの所望の数および寸法に基づいて、任意の数および寸法の周辺静電チャック部材に従って、任意の数および寸法の周辺シールドを利用することができる。したがって、本開示は、ワークピースによって覆われていないクランプ面の部分を遮蔽しながら、様々な寸法のワークピースを選択的にクランプするための様々なオプションおよび構成を提供する。

【0070】

本発明のさらに別の例示的な態様によれば、１つ以上の移送装置がさらに提供され、図３Ａから３Ｂの中央チャック表面２０６および第１の周辺チャック表面２２４に、少なくとも第１のワークピース２０８、第２のワークピース２２２、および第１の周辺遮蔽２３４を選択的に移送するように構成される。例えば、図１の負圧移送装置１４４は、ロードロックサポート１４６とチャックシステム２００との間で、図３Ａから３Ｂの第１のワークピース２０８および第２のワークピース２２２を移送するように構成される。さらに別の実施例では、図１の真空移送装置１４４は、図３Ａから図３Ｂの第１の周辺遮蔽体２３４を、第１の周辺チャック表面２２４と、処理チャンバ１２２またはロードロックチャンバ１３６内などの保管場所（図示せず）との間で移送するようにさらに構成される。

【0071】

図６Ａから６Ｃは、例えば、例示的なグリッパ機構４００を介して、それぞれの中央静電チャック部材２０４および第１の周辺静電チャック部材２１４上に配置される第１のワークピース２０８および第１の周辺遮蔽体２３４を示す。例えば、図６Ａでは、中央静電チャック部材２０４と第１の周辺静電チャック部材２１４が両方とも伸長位置２３０にあるとき、第１の周辺遮蔽体２１４は、最初に、グリッパ機構４００を介して第１の周辺静電チャック部材２１４上に配置される（矢印で示す）。図６Ｂにおいて、第１の周辺静電チャック部材２１４は、引込位置２２８に置かれ、第１のワークピース２０８は、グリッパ機構４００を介して中央静電チャック部材２０４上にさらに置かれる（矢印で示される）。図６Ｃは、所定の位置にある第１のワークピース２０８および第１の周辺シールド２１４を示し、チャックシステム２００は、イオン注入または他の処理の準備ができている。

【0072】

図７Ａから７Ｂは、例えば、例示的なグリッパ機構４００を介してそれぞれの中央静電チャック部材２０４および第１の周辺静電チャック部材２１４上に配置される第２のワークピース２２２を示す。例えば、図７Ａでは、中央静電チャック部材２０４と第１の周辺静電チャック部材２１４が両方とも伸長位置２３０にあるとき、第２のワークピース２２２は、最初に、グリッパ機構４００を介して中央静電チャック部材２０４と第１の周辺静電チャック部材２１４上に配置される（矢印で示す）。したがって、図７Ｂは、チャックシステム２００がイオン注入または他の処理の準備ができている、定位置にある第２のワークピース２２２を示す。

【0073】

本発明の別の態様によれば、異なる寸法の複数のワークピースを個々に把持するための図６Ａから６Ｃおよび図７Ａから７Ｂのグリッパ機構４００が、図８Ａから８Ｃにおいてさらに図示されている。例えば、グリッパ機構４００は、図９Ａおよび９Ｂそれぞれに示されるように、グリップ位置４０４と解放位置４０６との間を移動するように構成された複数のグリッパアーム４０２（例えば、２つのグリッパアーム）を含む。複数のグリッパアーム４０２は、例えば、互いに対して直線的に並進するか、または軸（図示せず）を中心に回転することができる。

【0074】

図８Ａから８Ｃに示されるように、グリッパ機構４００は、複数のグリッパアーム４０２に動作可能に結合された複数のガイド４０８をさらに備え、複数のグリッパアームがグリップ位置４０４にあるとき、複数のガイドの各々の第１の把持部分４１０は、第１のワークピース２０８の直径に関連付けられる。したがって、複数のガイド４０８の第１の把持部分４１０（例えば、ノッチ）は、図８Ａに示されるように、複数の把持アーム４０２が把持位置４０４にあるときに、それらの間に第１のワークピース２０８を選択的に把持するように構成される。第２の把持部４１２は、例えば、複数のガイド４０８の各々に設けられ、図８Ｂに示されるように、複数の把持アーム４０２が把持位置４０４にあるときに、第２のワークピース２２２の径に関連付けられる。したがって、複数のガイド４０８の第２の把持部分４１２は、複数の把持アーム４０２が把持位置４０４にあるときに、第２のワークピース２２２を選択的に把持するように構成される。さらに、複数のガイド４０８の第１の把持部分４１０および第２の把持部分４１２は、複数の把持アームが図９Ｂの解放位置４０６にあるときに、それぞれの第１のワークピース２０８および第２のワークピース２２２を選択的に解放するように構成される。

【0075】

図１０および図１１Ａから１１Ｂは、本発明の別の例示的な態様を示し、例示的なロードロック支持体１４６が、図１のロードロックチャンバ１３６内で第１のワークピース２０８および第２のワークピース２２２を支持するために提供される。図１０のロードロック支持体１４６は、例えば、複数の支持部材４５０を備え、支持板４５２に固定的に結合される。それぞれの支持部材４５０は、例えば、第１のワークピース２０８の直径に関連付けられた第１の支持構造４５４（例えば、図１１Ａに示される）と、第２のワークピース２２２の直径に関連付けられた第２の支持構造４５６（例えば、図１１Ｂに示される）とを含む。第１の支持構造４５４および第２の支持構造４５６は、例えば、それぞれ、工程４５８または他の機能を備え、第１のワークピース２０８が第１の支持構造上に配置されるとき、第１のワークピースは、一般に、第２のワークピース２２２が第２の支持構造上に配置されるときよりも低い平面上に存在する。したがって、図９Ａから９Ｂのグリッパ機構４００は、ロードロック支持体１４６を変更することなく、図１のロードロック１３６内にそれぞれの第１のワークピース２０８および第２のワークピース２２２をピックアップし、配置することができるので有利である。

【0076】

支持部材４５０の数、形状、および配向は、例えば、支持されるワークピースの数、形状、および大きさに応じて変化し得る。例えば、図１２Ａから１２Ｃは、３つの異なった寸法のワークピースを支持するように構成された支持部材４７０を示し、第１の支持構造４５４および第２の支持構造４５６に加えて、追加の第３の支持構造４７２が提供される。したがって、図１２Ｃに示されるように、例示的な支持部材４７０は、３つの異なる寸法のワークピース４７４Ａから４７４Ｃ（例えば、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍの直径を有するワークピース）を支持するように構成される。

【0077】

本発明の別の例示的な態様によれば、図１３は、イオン注入システムにおいて可変寸法のワークピースを取り扱い、クランプするための例示的な方法５００を示す。例示的な方法は一連の動作またはイベントとしてここに示され説明されているが、いくつかのステップは異なった順序で、および／またはここに示され説明されたものとは別の他のステップと同時に起こり得るので、本発明はこのような動作またはイベントの図示された順序によって制限されないことが認識されるべきである。さらに、本発明による方法を実施するために、図示されたすべての工程が必要とされるわけではない。さらに、これらの方法は、ここで図示しかつ記載されたシステムに関連して、また、説明しない他のシステムとも関連して包含させることができる。

【0078】

図１３の方法５００は、動作５０２で始まり、第１の表面を有する中央静電チャック部材、第２の表面を有する第１の周辺静電チャック部材、および第１の周辺遮蔽が提供される。動作５０４において、第１の周辺シールドは、第１の周辺静電チャック部材の第２の表面上に配置され、動作５０６において、第１の周辺静電チャック部材は、中央静電チャック部材に対して引き込まれる。動作５０８において、第１のワークピースは、中央静電チャック部材の第１の表面上に配置され、動作５１０において、イオンビームを第１のワークピースに対して通過させることによって、イオンが第１のワークピースに注入され得る。

【0079】

動作５１２において、第１のワークピースは、中央静電チャック部材から取り出され、動作５１４において、第１の周辺静電チャック部材は、中央静電チャック部材に対して持ち上げられ、その中で、第２の表面は、第１の表面と略同一平面上に配置される。動作５１６において、第１の周辺シールドは、第１の周辺静電チャック部材の第２の表面から除去され、動作５１８において、第２のワークピースは、中央静電チャック部材の第１の表面および第１の周辺静電チャック部材の第２の表面上に配置される。動作５２０において、第２のワークピースに対してイオンビームを通過させることによって第２のワークピースにイオンを注入することができ、動作５２２において、第２のワークピースが中央静電チャック部材および第１の周辺静電チャック部材から取り出される。

【0080】

特定の実施形態または実施形態に関して示され、説明されたが、上述の実施形態は、ある実施形態の本発明の実装のための実施例としてのみ役立ち、本発明の適用は、これらの実施形態に限定されないことに留意されたい。特に、上述の構成要素（アセンブリ、装置、回路等）によって実行される様々な機能に関して、そのような構成要素を説明するために使用されるターム（「手段」への言及を含む）は、特に指示がない限り、説明された構成要素の指定された機能を実行する（すなわち、機能的に同等である）任意の構成要素に対応することが意図されるが、たとえここに図示された例示的な実施形態において機能を実行する開示された構成と構造的に同等ではないとしても、そのように意図されるタームは、説明された構成要素の指定された機能を実行する（すなわち、機能的に同等である）。さらに、いくつかの実施形態のうちの１つだけに関して特定の機能を開示してきたが、そのような特徴は、任意の所与のまたは特定の用途に望ましく、好都合な他の実施形態の１つ以上の他の特徴と組み合わせることができる。したがって、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲およびその等価物によってのみ限定されることが意図される。

【図面の簡単な説明】

【0081】

【図1】本発明のいくつかの態様による例示的なイオン注入装置の構成図。

【図2A】本発明の様々な態様による例示的なチャックシステム上に配置されたそれぞれの第１および第２のワークピースの斜視図。

【図2B】本発明の様々な態様による例示的なチャックシステム上に配置されたそれぞれの第１および第２のワークピースの斜視図。

【図3A】本発明の様々な態様による例示的なチャックシステム上に配置された第１および第２のワークピースのそれぞれの断面側面図。

【図3B】本発明の様々な態様による例示的なチャックシステム上に配置された第１および第２のワークピースのそれぞれの断面側面図。

【図4】本発明の様々な態様によるスキャンアームに取り付けられた例示的なチャックシステムの断面側面図。

【図5A】本発明の様々な態様による例示的なチャックシステム上に配置された第１、第２、および第３のワークピースのそれぞれの断面側面図。

【図5B】本発明の様々な態様による例示的なチャックシステム上に配置された第１、第２、および第３のワークピースのそれぞれの断面側面図。

【図5C】本発明の様々な態様による例示的なチャックシステム上に配置された第１、第２、および第３のワークピースのそれぞれの断面側面図。

【図6A】本開示の種々の態様による、第１の加工物の加工に関連する例示的なチャックシステムの断面側面図。