特許 7558211 有害ガス制御の後処理

(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】2024-09-19

(45)【発行日】2024-09-30

(54)【発明の名称】有害ガス制御の後処理

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/20 20060101AFI20240920BHJP

   H01J 37/18 20060101ALI20240920BHJP

   H01J 37/317 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

H01J37/20 E

H01J37/20 A

H01J37/20 B

H01J37/18

H01J37/317 B

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2021577480

(86)(22)【出願日】2020-07-09

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-13

(86)【国際出願番号】 US2020041386

(87)【国際公開番号】W WO2021011303

(87)【国際公開日】2021-01-21

【審査請求日】2023-06-15

(31)【優先権主張番号】16/509,915

(32)【優先日】2019-07-12

(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】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】バゲット，ジョン

【審査官】藤本 加代子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１２／０７７５４７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００８２８７４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１３８５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５２３７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２７９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２４８０１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００６７５２２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／００３４８４６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３８０２８５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ ３７／００－３７／３６

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークピース処理システムであって、
チャンバ容積を概して囲む冷却チャンバと、
前記冷却チャンバ内に配置された冷却ワークピース支持体を備えた冷却装置であって、材料ごとに関連するガス放出温度を有し、且つガス放出温度を超えると人員にとって有毒な放出ガス材料を或るガス放出速度でガス放出する１つ以上の材料が載ったワークピースを選択的に支持するように構成された前記冷却ワークピース支持体は、前記ワークピースの裏側に接触するように構成された支持面を有し、前記支持面と前記ワークピースとの間の熱伝導を介して前記ワークピースを所定の温度まで選択的に冷却するように構成された冷却装置と、
前記チャンバ容積を選択的に排気するように構成された真空源と、
前記チャンバ容積にパージガスを選択的に供給するように構成されたパージガス源と、
前記冷却装置を制御することによって前記ワークピースを所定の温度まで冷却して、前記１つ以上の材料をそれぞれの前記ガス放出温度未満の温度まで冷却するコントローラと、
を含み、
前記コントローラは、前記真空源および前記パージガス源を制御して、前記ワークピースの冷却と同時に、前記チャンバ容積内において所定の熱移動速度に関連する所定の圧力を提供し、前記チャンバ容積からそれぞれの前記放出ガス材料をさらに除去するようにさらに構成されている、
ワークピース処理システム。

【請求項2】

前記所定の温度は、前記１つ以上の材料に関連するそれぞれのガス放出曲線に基づいて決定されている、
請求項１に記載のワークピース処理システム。

【請求項3】

前記真空源に動作可能に結合されたスクラバーをさらに備え、
前記真空源は、前記チャンバ容積から前記スクラバーに前記放出ガス材料を選択的に移送するように構成され、
前記スクラバーは、それぞれの前記放出ガス材料から１つ以上の有毒ガスを除去するように構成されている、
請求項１に記載のワークピース処理システム。

【請求項4】

前記冷却ワークピース支持体は、内部に画定された１つ以上の冷却チャネルを有する冷却板を含み、
前記冷却装置は、前記冷却板の前記１つ以上の冷却チャネルを通るように冷却流体を選択的に流すように構成された冷却材源を含む、
請求項１に記載のワークピース処理システム。

【請求項5】

前記ワークピース処理システムは、第１のロードロックバルブおよび第２のロードロックバルブをさらに備え、
前記第１のロードロックバルブは、前記冷却チャンバに動作可能に連結されており、かつ、前記チャンバ容積と第１の環境との間に選択的流体連通を提供するように構成され、
前記第１のロードロックバルブは、前記チャンバ容積と前記第１の環境との間において前記ワークピースを選択的に通過させるようにさらに構成されており、
前記第２のロードロックバルブは、前記冷却チャンバに動作可能に連結されており、かつ、前記チャンバ容積と第２の環境との間に選択的流体連通を提供するように構成され、
前記第２のロードロックバルブは、前記チャンバ容積と前記第２の環境との間において前記ワークピースを選択的に通過させるようにさらに構成されている、
請求項１に記載のワークピース処理システム。

【請求項6】

前記コントローラは、前記第１のロードロックバルブを選択的に開閉して、前記チャンバ容積を前記第１の環境から選択的に隔離するようにさらに構成されており、
前記コントローラは、前記第２のロードロックバルブを選択的に開閉して、前記チャンバ容積を前記第２の環境から選択的に隔離するようにさらに構成されている、
請求項５に記載のワークピース処理システム。

【請求項7】

前記冷却チャンバは、前記チャンバ容積と流体連通する真空ポートとパージガスポートとを備え、
前記ワークピース処理システムは、真空バルブおよびパージガスバルブをさらに備え、
前記真空バルブは、前記真空源と前記真空ポートとの間に選択的流体連通を提供するように構成され、
前記パージガスバルブは、前記パージガス源と前記パージガスポートとの間に選択的流体連通を提供するように構成され、
前記真空バルブおよび前記パージガスバルブは、前記パージガスポートから前記真空ポートへ、前記パージガスを選択的に流すように構成され、
前記コントローラは、前記真空バルブおよび前記パージガスバルブを制御することによって、前記ワークピースの冷却と同時に前記所定の圧力で前記パージガスポートから前記真空ポートへ前記パージガスを選択的に流して、前記放出ガス材料を前記チャンバ容積から概して排出し、当該放出ガス材料が前記第１の環境に放出されることを防止するようにさらに構成されている、
請求項６に記載のワークピース処理システム。

【請求項8】

前記第１の環境は、大気圧における大気環境を含み、
前記第２の環境は、真空圧における真空環境を含む、
請求項７に記載のワークピース処理システム。

【請求項9】

前記コントローラは、前記第２のロードロックバルブが前記チャンバ容積を前記第２の環境から隔離し、且つ、前記第１のロードロックバルブが前記チャンバ容積を前記第１の環境から隔離すると同時に、前記パージガスポートから前記真空ポートに前記パージガスを流すように構成されている、
請求項８に記載のワークピース処理システム。

【請求項10】

前記コントローラは、前記ワークピースの前記冷却と同時に、前記パージガスバルブおよび前記真空バルブを開くことによって、さらに同時に前記パージガスを前記所定の圧力で前記パージガスポートから前記真空ポートへ流すように構成されている、
請求項７に記載のワークピース処理システム。

【請求項11】

前記パージガスバルブは、パージガスレギュレータを備え、
前記真空バルブは、真空レギュレータを備え、
前記パージガスレギュレータおよび前記真空レギュレータは、前記パージガスが前記パージガスポートから前記真空ポートへ流れるときに、前記所定の圧力を提供するように構成されている、
請求項１０に記載のワークピース処理システム。

【請求項12】

前記コントローラは、前記チャンバ容積の排気を選択的に行うことによって、逐次的に前記チャンバ容積内に前記所定の圧力を提供するように、前記パージガスバルブおよび真空バルブを選択的に開閉するように構成されている、
請求項１１に記載のワークピース処理システム。

【請求項13】

前記コントローラは、前記チャンバ容積の排気を選択的に行うことと同時に、前記チャンバ容積内に前記所定の圧力を提供するように構成されている、
請求項１１に記載のワークピース処理システム。

【請求項14】

前記ワークピースの測定温度を決定するように構成された温度測定装置をさらに含み、
前記コントローラは、前記ワークピースの前記測定温度に少なくとも部分的に基づいて、前記真空源およびパージガス源を、制御するようにさらに構成されている、
請求項１に記載のワークピース処理システム。

【請求項15】

後処理冷却装置であって、
チャンバ容積を概して囲むロードロックチャンバであって、真空ポートと、真空バルブと、パージガスポートと、パージガスバルブとを含み、前記真空ポートは前記チャンバ容積および前記真空バルブと流体連通し、前記パージガスポートは前記チャンバ容積および前記パージガスバルブと流体連通している、ロードロックチャンバと、
前記真空バルブと流体連通する真空源と、
前記パージガスバルブと流体連通するパージガス源と、
前記ロードロックチャンバ内に配置され、材料ごとに関連するガス放出温度を有し、且つガス放出温度を超えると人員にとって有毒な放出ガス材料を或るガス放出速度でガス放出する１つ以上の材料が載ったワークピースを選択的に支持するように構成された冷却ワークピース支持体を備える冷却装置であって、前記冷却ワークピース支持体は、１つ以上の冷却チャネルが中に画定された冷却板を備え、前記冷却ワークピース支持体は、前記ワークピースの裏側に接触するように構成された支持面を有しており、冷却流体を前記冷却板の前記１つ以上の冷却チャネルに選択的に流すように構成された冷却装置と、
前記冷却装置を制御することによって、前記ワークピースを所定の温度まで冷却して、前記１つ以上の材料をそれぞれのガス放出温度未満の温度まで冷却するコントローラと、
を含み、
前記コントローラは、前記真空バルブおよび前記パージガスバルブを制御して、前記ワークピースの冷却と同時に、前記チャンバ容積内において所定の熱移動速度に関連する所定の圧力を提供し、前記チャンバ容積からそれぞれの前記放出ガス材料をさらに除去するようにさらに構成されている、
後処理冷却装置。

【請求項16】

前記コントローラは、前記チャンバ容積の排気を選択的に行うことによって、逐次的に前記チャンバ容積内に前記所定の圧力を提供するように構成されている、
請求項１５に記載の後処理冷却装置。

【請求項17】

前記コントローラは、前記チャンバ容積の排気を選択的に行うことと同時に、前記チャンバ容積内を前記所定の圧力を提供するように構成されている、
請求項１５に記載の後処理冷却装置。

【請求項18】

ワークピースの有毒ガス放出を緩和するための方法であって、
処理チャンバ内において、前記ワークピース上に載った材料が人員にとって有毒な放出ガス材料を或るガス放出速度でガス放出するガス放出温度より高い温度まで、前記ワークピースを加熱するステップと、
前記ワークピースを冷却チャンバに移送するとともに、当該冷却チャンバを前記処理チャンバおよび外部環境から選択的に隔離するステップと、
冷却装置によって前記ガス放出温度より低い温度まで前記ワークピースを冷却するステップであって、前記冷却装置は、チャンバ容積内に配置された冷却ワークピース支持体を備え、前記冷却ワークピース支持体は、前記ワークピースを選択的に支持するように構成されており、前記冷却ワークピース支持体は、前記ワークピースの裏側に接触するように構成された支持面を有しており、前記冷却装置によって、前記支持面と前記ワークピースとの間の熱伝導を介して前記ワークピースを所定の温度まで選択的に冷却するステップと、
前記ワークピースを冷却すると同時に、前記チャンバ容積を選択的に排気して、前記放出ガス材料を前記チャンバ容積から除去するステップと、
前記ワークピースを冷却すると同時に、前記チャンバ容積内において所定の熱移動速度に関連する所定の圧力を提供するステップと、
を含む、
方法。

【請求項19】

前記チャンバ容積を選択的に排気するステップと、前記チャンバ容積内において前記所定の圧力を提供するステップとは、逐次的に行われる、
請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記チャンバ容積を選択的に排気するステップと、前記チャンバ容積内において前記所定の圧力を提供するステップとは、同時に行われる、
請求項１８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【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、「ＴＯＸＩＣ ＯＵＴＧＡＳ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＯＳＴ ＰＲＯＣＥＳＳ」という名称の、２０１９年７月１２日に出願された米国特許出願第１６／５０９，９１５号の利益を主張し、その内容全体が基準により本明細書に組み込まれる、
〔技術分野〕
本開示は概して、ワークピースを加工するためのワークピース処理システムおよび方法に関し、より具体的には、サーマルチャックを有するチャンバ内の放出ガス材料を緩和するためのシステム、装置、および方法に関する。

【0002】

〔背景技術〕
半導体処理では、イオン注入のような多くの動作がワークピース又は半導体ウェハ上で実行される。イオン注入処理技術が進歩するにつれて、ワークピースにおける様々なイオン注入温度を実施して、ワークピースにおける様々な注入特性を実現することができる。例えば、従来のイオン注入処理では、通常、３つの温度レジームが考慮される。すなわち、ワークピースでの処理温度が室温未満の温度に維持される冷水注入と、ワークピースでの処理温度が通常１００～６００℃の範囲の高温に維持される高温注入と、ワークピースでの処理温度が室温よりわずかに高いが高温注入で使用される温度よりも低い温度に維持され、準室温注入温度が通常５０～１００℃の範囲であるいわゆる準室温注入とである。

【0003】

一例として、高温注入がより一般的になりつつあり、それによって、処理温度は、典型的には加熱チャックとも呼ばれる専用の高温静電チャック（ＥＳＣ：electrostatic chuck）を介して達成される。加熱されたチャックは、注入中にワークピースをその表面に保持またはクランプする。例えば高温ＥＳＣはＥＳＣおよびワークピースをプロセス温度（例えば、１００℃～６００℃）まで加熱するためにクランプ面の下に埋め込まれた一組のヒータを含み、それによって、ガスインターフェースが従来通りにクランプ面からワークピースの裏側への熱インターフェースを提供する。典型的には、高温ＥＳＣがバックグラウンド内のチャンバ表面へのエネルギーの放射を通して冷却される。

【0004】

〔発明の概要〕
本開示はワークピースへのイオン注入中に、特に加熱イオン注入中に、ワークピース上に以前に形成された様々な膜がガス放出し得ることを理解する。さらに、対策がないと、イオン注入システムにおいてワークピースに環境的に有毒な種が注入されると、そのようなガス放出はイオン注入システムからワークピースを取り出す際に、人員にとって安全上の懸念をもたらすおそれがある。人員にとって安全な環境を維持するために、ワークピースはイオン注入システムから除去される際に、安定した温度および安定したガス放出速度にあるべきである。しかしながら、このような安定した温度およびガス放出速度を達成することは、より高い温度で注入されることが許される種の選択を制限することがあり、さもなければ、ワークピースの処理の遅延を引き起こすことがある。

【0005】

例えばガス放出速度は、一例として、概して１つ以上の温度や圧力の影響を受ける。一般的に、ワークピースの温度が上昇すると、ガス放出が増加する。また、ワークピースが曝される圧力が低下するにつれて、ガス放出が概して増加しやすくなる。放出ガス材料の総量、およびガス放出速度は、多くの変数によって影響されるので、計算することは概して困難である。一般に、室温で実施されるインプラントの実質的な問題とは考えられていないが、ガス放出はより高い温度の加熱されたインプラントと共に増加する。このように、ワークピースの冷却は後冷却ステーションにおいてできるだけ迅速に行われる。しかしながら、ワークピースが十分に冷却される時間までに、かなりの量のガス放出が既に発生している。

【0006】

したがって、本開示は、チャンバ内のワークピースの加熱に関連する材料のガス放出を軽減するためのシステム、装置、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。本開示の様々な態様は従来のシステムおよび方法を上回る利点を提供し、特に、サーマルチャックを利用する加熱イオン注入システムにおいて利点が提供される。したがって、以下は本開示のいくつかの態様の基本的な理解を提供するために、本開示の簡略化された概要を提示する。この概要は、本開示の広範な概要ではない。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。その目的は、後に提示されるより詳細な説明の前置きとして、本開示のいくつかの概念を簡略化された形式で提示することである。

【0007】

本開示の１つの例示的な態様によれば、ワークピース処理システムが提供され、冷却チャンバは、チャンバ容積を概して囲む。ワークピース支持体は、冷却チャンバ内に配置され、その上に存在する１つ以上の材料を有するワークピースを選択的に支持するように構成される。１つ以上の材料の各々は、一例として、それに関連するそれぞれのガス放出温度を有し、それを超えると、当該１つ以上の材料は、人員にとって有毒なそれぞれのガス放出材料をそれぞれ或るガス放出速度でガス放出する。

【0008】

一例として、冷却装置が設けられ、所定の温度までワークピースを選択的に冷却するように構成されている。ワークピース支持体は一例として、内部に画定された１つ以上の冷却チャネルを有する冷却板を備えることができ、冷却装置は、冷却板の１つ以上の冷却チャネルを通って冷却流体を選択的に流すように構成された冷却材源を備える。

【0009】

一例として、真空源はチャンバ容積を選択的に排気するように構成され、一方、パージガス源はチャンバ容積にパージガスを選択的に供給するように構成される。一例において、真空バルブは真空源と冷却チャンバ内の真空ポートとの間に選択的な流体連通を提供するように構成され、パージガスバルブはパージガス源と冷却チャンバ内のパージガスポートとの間に選択的な流体連通を提供するように構成される。例えば、真空バルブおよびパージガスバルブは、パージガスポートから真空ポートにパージガスを選択的に流すように構成される。

【0010】

コントローラがさらに設けられ、一例として、前記コントローラは前記冷却装置の制御を介して前記ワークピースを前記所定の温度まで冷却し、それによって前記１つ以上の材料をそれぞれのガス放出温度以下まで冷却するように構成される。コントローラはさらに、例えば、真空源およびパージガス源を制御して、ワークピースの冷却と同時にチャンバ容積内の所定の熱移動速度に関連する所定の圧力を提供すると同時に、チャンバ容積からそれぞれの放出ガス材料をさらに除去するように構成される。

【0011】

別の例としては、第１のロードロックバルブが冷却チャンバに動作可能に連結され、チャンバ容積と第１の環境との間に選択的な流体連通を提供するように構成される。第１のロードロックバルブは、例えば、チャンバ容積と第１の環境との間でワークピースを選択的に通過させるようにさらに構成される。同様に、第２のロードロックバルブが、冷却チャンバに動作可能に連結され、チャンバ容積と第２の環境との間に選択的な流体連通を提供するように構成されてもよい。第２のロードロックバルブは、例えば、チャンバ容積と第２の環境との間でワークピースを選択的に通過させるようにさらに構成される。

【0012】

このようにして、コントローラは、一例として、第１のロードロックバルブおよび第２のロードロックバルブを選択的に開閉し、それによってチャンバ容積をそれぞれ第１の環境および第２の環境から選択的に隔離するようにさらに構成される。一例として、コントローラはさらに、ワークピースの冷却と同時にパージガスポートから真空ポートにパージガスを選択的に流すように真空バルブおよびパージガスバルブを選択的に制御するように構成され、それにより、放出ガス材料をチャンバ容積から概して排気し、放出ガス材料の第１の環境への放出を防止する。例えば、コントローラは、パージガスバルブおよび真空バルブを選択的に開閉して、チャンバ容積を選択的に真空排気し、および／またはチャンバ容積内の所定の圧力を、同時または逐次的に提供するように構成されてもよい。

【0013】

第１の環境は大気圧における大気環境を含んでもよく、第２の環境は真空圧力における真空環境を含んでもよく、それによって、コントローラはチャンバ容積を第２の環境から隔離する第２のロードロックバルブと同時に、パージガスポートから真空ポートにパージガスを流すように構成される。

【0014】

別の例によれば、スクラバーは真空源に動作可能に結合され、真空源はチャンバ容積からスクラバーに放出ガス材料を選択的に移送するように構成される。スクラバーは、一例として、安全な環境処理のために、それぞれの放出ガス材料から１つ以上の有毒ガスを除去するように構成されている。

【0015】

例えば、温度測定装置がさらに設けられ、ワークピースの測定温度を決定するように構成されてもよく、ここで、コントローラは、少なくとも一部については、ワークピースの測定温度に基づいて、真空源およびパージガス源を制御するようにさらに構成されている。

【0016】

本開示の別の例示的な態様によれば、後処理冷却装置が提供され、ロードロックチャンバはチャンバ容積を概して囲む。チャンバは、一例として、真空ポートと、真空バルブと、パージガスポートと、パージガスバルブとを備える。真空ポートはチャンバ容積および真空バルブと流体連通する。パージガスポートは、チャンバ容積およびパージガスバルブと流体連通している。一例として、真空源は真空バルブと流体連通する。パージガス源は、パージガスバルブと流体連通する。

【0017】

ワークピース支持体は、一例として、ロードロックチャンバ内に位置決めされ、その上に存在する１つ以上の材料を有するワークピースを選択的に支持するように構成される。１つ以上の材料の各々は一例として、それに関連するそれぞれのガス放出温度を有し、それを超えると、人員にとって有毒なそれぞれのガス放出材料をそれぞれ或るガス放出速度でガス放出する。

【0018】

ワークピース支持体は、一例として、１つ以上の冷却チャネルを中に画定された冷却板を備える。冷却装置がワークピース支持体にさらに関連付けられてもよく、冷却装置は冷却プレートの１つ以上の冷却チャネルを通って冷却流体を選択的に流すように構成される。

【0019】

例えば、コントローラをさらに設け、冷却装置の制御を介してワークピースを所定の温度まで冷却し、それによって１つ以上の材料をそれぞれのガス放出温度以下まで冷却するように構成することができる。コントローラはさらに、チャンバ容積からそれぞれの放出ガス材料をさらに除去しながら、ワークピースの冷却と同時にチャンバ容積内の所定の熱移動速度に関連した所定の圧力を提供するように、真空バルブおよびパージガスバルブを制御するように構成することができる。コントローラはチャンバ容積を選択的に排気し、チャンバ容積内に所定の圧力を逐次的に提供するように、および／またはチャンバ容積の排気と同時にチャンバ容積内に所定の圧力を提供するように構成されてもよい。

【0020】

本開示のさらに別の例示的な態様によれば、ワークピースの有毒なガス放出を軽減する方法が提供される。該方法は一例として、処理チャンバ内でワークピースをガス放出温度よりも高く加熱することを含み、該ガス放出温度よりも高い温度では、ワークピース上に存在する材料が人員にとって有毒なガス放出材料を或るガス放出速度でガス放出する。次いで、例えば、ワークピースは冷却チャンバに移送され、ここで、冷却チャンバは、処理チャンバおよび外部環境から選択的に隔離される。ワークピースは、チャンバ容積内でさらにガス放出温度以下まで冷却される。

【0021】

一例としては、チャンバ容積がワークピースの冷却と同時に選択的に排気され、それによって、チャンバ容積から放出ガス材料が除去される。別の例では、所定の熱移動速度に関連する所定の圧力がワークピースの冷却と同時にチャンバ容積内に提供される。一例として、チャンバ容積を選択的に排気し、チャンバ容積内に所定の圧力を提供することは、連続的な方法で実行される。別の例では、チャンバ容積を選択的に排気し、チャンバ容積内に所定の圧力を提供することが同時に実行される。

【0022】

上記の概要は単に、本開示のいくつかの実施形態のいくつかの特徴の簡単な概要を与えることを意図したものであり、他の実施形態は、上記のものとは追加のおよび／または異なる特徴を含んでもよい。特に、この概要は、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、本開示は、以下に記載され、特に特許請求の範囲で指摘される特徴を備える。以下の説明および添付の図面は、本開示の特定の例示的な実施形態を詳細に記載する。しかしながら、これらの実施形態は、本開示の原理が採用され得る様々な方法のうちのいくつかを示す。本開示の他の物体、利点、および新規な特徴は、以下の本開示の詳細な説明を図面と併せて考慮することによって明らかになるのであろう。

【0023】

〔図面の簡単な説明〕
図１は、本発明の一態様による例示的な加熱イオン注入システムの構成図である。

【0024】

図２は、本発明の一態様による例示的なチャンバの模式図である。

【0025】

図３は、本開示の一態様によるチャンバの簡略化された側面図である。

【0026】

図４は、本発明の別の態様による、有毒なガス放出材料を軽減する例示的な方法を示す構成図である。

【0027】

図５は、別の態様による例示的な制御システムを示す構成図である。

【0028】

〔詳細な説明〕
本開示は、概して半導体処理システムおよび方法に関し、より詳細にはイオン注入システムのためのチャンバに関し、チャンバはワークピースの温度を制御するように構成される。チャンバは、一例として、ワークピースの冷却と同時にワークピースからの放出ガス材料を緩和するように構成された通気制御システムを有するロードロックチャンバを含む。

【0029】

本開示はここで、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。これらの態様の説明は単に例示的なものであり、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。以下の説明において、説明の目的のために、本開示の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細を記載する。しかしながら、本開示は、これらの特定の詳細なしに実施されてもよいことは当業者には明らかであろう。

【0030】

加熱イオン注入処理に見られるような加熱ワークピース処理は、１００℃～６００℃以上の範囲の処理温度にワークピースを加熱する。ワークピースへの様々な化学種の注入中、特に、予め形成された、または堆積された様々な材料を有するワークピースへの有毒化学種の加熱イオン注入中、様々な材料に関連するガス放出が、ワークピースから放出される環境的に有毒な蒸気につながる可能性があり、対策がなければ、イオン注入システムからワークピースを取り外す際に人員に安全上の懸念をもたらす可能性がある。本開示は、有毒な放出ガス材料が軽減され、ワークピースがイオン注入システムから取り出される際には、安定した温度および安定したガス放出速度で提供されることで、人員にとって安全な環境を提供する。安全な環境は、高い処理温度での注入のための種の選択を制限することなく、またはワークピースの処理において実質的な遅延を提示することなく、さらに提供される。

【0031】

したがって、本開示は、イオン注入に関連するチャンバ内のワークピースの加熱に関連する材料のガス放出を軽減するためのシステム、装置、および方法を提供する。本発明をより良く理解するために、また本発明の様々な態様に従って、図１は、例示的なイオン注入システム１００を示す。本例におけるイオン注入システム１００は例示されたイオン注入装置１０１を含むが、プラズマ処理システム、または他の半導体処理システムなど、様々な他の種類の真空ベースの半導体処理システムも企図される。イオン注入装置１０１は、一例として、ターミナル１０２と、ビームラインアセンブリ１０４と、エンドステーション１０６とを備えている。

【0032】

一般的に、ターミナル１０２内のイオン源１０８は電源１１０に結合されており、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。本例のイオンビーム１１２は、質量分析装置１１４を通り、エンドステーション１０６に向かう開口１１６から出る。エンドステーション１０６において、イオンビーム１１２は、選択的にクランプまたはサーマルチャック１２０に取り付けられたワークピース１１８（例えば、シリコンウエハ、ディスプレイパネルなどの基板）に衝撃を与える。サーマルチャック１２０は、例えば、静電チャックまたは機械的クランプチャックを含み、ここで、サーマルチャックは、ワークピース１１８の温度を選択的に制御するように構成される。ワークピース１１８の格子に埋め込また注入イオンは、ワークピースの物理的および／又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や金属の仕上げ加工、さらには材料科学研究における様々な応用に用いられている。

【0033】

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、走査ビーム、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、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。

【0034】

例示的な一態様によれば、エンドステーション１０６は、真空チャンバ１２４などの処理チャンバ１２２を備え、処理環境１２６が処理チャンバに関連付けられる。処理環境１２６（例えば、高真空環境）は一般に、処理チャンバ１２２内に存在し、一例では、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。

【0035】

一例では、イオン注入装置１０１が高温イオン注入を提供するように構成され、ワークピース１１８は処理温度（例えば、約１００～６００℃以上）まで加熱される。したがって、本例ではサーマルチャック１２０が加熱チャック１３０を備え、加熱チャックは、処理チャンバ１２２内においてワークピース１１８がイオンビーム１１２を曝される前、曝されている最中、および／または曝された後にさらなる加熱がおこなわれる際に、ワークピース１１８を支持しかつ保持するように構成される。

【0036】

加熱チャック１３０は、例えば静電チャックを備える。静電チャックは、周囲または外部環境１３２（例えば、「大気環境」とも呼ばれる）の周囲温度または大気温度よりもかなり大きい処理温度にワークピース１１８を加熱するように構成された静電チャックである。加熱システム１３４がさらに設けられてもよく、加熱システムは、加熱チャック１３０を加熱し、次いで、その上に存在するワークピース１１８を所望の処理温度まで加熱するように構成される。加熱システム１３４は、一例として、加熱チャック１３０内に配置された１つ以上のヒーター１３６を介してワークピース１１８を選択的に加熱するように構成される。代替の１つとしては、加熱システム１３４がワークピースを選択的に加熱するように構成された１つ以上のハロゲンランプ、ランプ放射ダイオード、および赤外線熱装置などの放射熱源を備える。

【0037】

いくつかの高温注入では、ワークピース１１８が所望の温度に達するまで、処理環境１２６の真空内で加熱チャック１３０上で「ソーク（soak）」できる。あるいは、イオン注入システム１００を通るサイクル時間を増加させるために、ワークピース１１８は処理チャンバ１２２に動作可能に連結された予熱チャンバ１３８（例えば、ロードロックチャンバ）内で予熱されてもよい。同様に、ワークピース１１８は所定の方法でワークピースを冷却するために、冷却チャンバ１４０（例えば、ロードロックチャンバ）内で後処理の冷却を行うことができる。

【0038】

ツールアーキテクチャ、プロセス、および所望のスループットに応じて、ワークピース１１８は予熱装置１５２（例えば、予熱チャンバ１３８内に配置される）を介して第１の温度まで予熱されてもよい。一例では、第１の温度が処理温度と等しいか、またはそれよりも低いため、真空チャンバ１２４内部の加熱チャック１３０上での最終的な熱均一化を可能にする。このようなシナリオにより、ワークピース１１８は処理チャンバ１２２への移送中にいくらかの熱が失われ、ここで、処理温度への最終加熱は、加熱チャック１３０上で行われる。あるいは、ワークピース１１８が予熱装置１５２を介して第１の温度まで予熱されてもよく、第１の温度は処理温度よりも高い。従って、処理チャンバ１２２への移送中にワークピース１１８を冷却することにより、ワークピースが加熱１３０にクランプされるときに所望の処理温度になるように、第１の温度を最適化することができる。

【0039】

熱応答を正確に制御および／または加速し、熱移動のための追加の機構を可能にするために、ワークピース１１８の裏側は、加熱チャック１３０と導電的に接続するようにされる。この導電性コミュニケーションは、加熱チャック１３０とワークピース１１８との間の圧力制御されたガスインターフェース（「背面ガス（back side gas）」とも呼ばれる）を介して達成される。背面ガスの圧力は例えば、加熱チャック１３０の静電力によって概して制限され、概して５～２０Ｔｏｒｒの範囲内に維持することができる。一例では、背面ガスのインターフェース厚（例えば、ワークピース１１８と加熱チャック１３０との間の距離）は、ミクロンのオーダー（典型的には５～２０μｍ）に制御され、この圧力レジームにおける分子平均自由行程は、インターフェース厚がシステムを遷移および分子ガスレジームに押し込むのに十分なほど大きくなる。

【0040】

本開示の別の態様によれば、冷却チャンバ１４０はイオン注入中にイオンを注入された後、または他の処理を受けた後に、ワークピース１１８が冷却チャンバ内に配置されたときにワークピースを冷却するように構成された冷却装置１６０を備える。冷却装置１６０は、例えば、冷却ワークピース支持体１６２を備えることができ、冷却ワークピース支持体は、熱伝導を介してその上に存在するワークピース１１８を積極的に冷却するように構成される。例えば、冷却ワークピース支持体１６２はそれを通過する１つ以上の冷却チャネルを有する冷却板を備え、冷却チャネルを通過する冷却流体は冷却板の表面上に存在するワークピース１１８を実質的に冷却する。冷却ワークピース支持体１６２は、ペルチェ冷却器又は当業者に知られている他の冷却機構のような別の冷却機構を含むことができる。

【0041】

例示的な別の態様では、コントローラ１７０がさらに設けられ、その上にそれぞれ存在するワークピース１１８を選択的に加熱または冷却するために、加熱システム１３４、予熱装置１５２、および冷却装置のうちの１つ以上を選択的に駆動するように構成される。コントローラ１７０は、例えば、予熱装置１５２を介して予熱チャンバ１３８内でワークピース１１８を加熱し、加熱チャック１３０および加熱システム１３４を介して処理チャンバ１２２内の所定の温度までワークピースを加熱し、イオン注入装置１０１を介してワークピースにイオンを注入し、冷却装置１６０を介して冷却チャンバ１４０内のワークピースを冷却し、ポンプおよび穴１７２の制御を介して大気環境１３２と真空環境１２６との間でワークピースを選択的に移動させるように、それぞれの予熱チャンバ１３８および冷却チャンバ１４０のそれぞれの大気開放扉１７４Ａ、１７４Ｂおよび真空扉１７６Ａ、１７６Ｂ、およびワークピース搬送装置１７８Ａ、１７８Ｂを構成してもよい。

【0042】

一例では、ワークピース１１８が処理チャンバ１２２へ、あるいは処理チャンバ１２２から搬送される構成としてもよい。すなわち、ワークピースが、ワークピース搬送装置１７８Ａを介して、選択された前面開口統一ポッド（ＦＯＵＰ：front opening unified pod）１８０Ａ、１８０Ｂとそれぞれの予熱チャンバ１３８および冷却チャンバ１４０との間で搬送される構成であってもよい。さらには、ワークピースが、ワークピース搬送装置１７８Ｂを介して、それぞれの予熱チャンバおよび冷却チャンバと加熱チャック１３０との間で搬送されてもよい。コントローラ１７０は、例えば、ワークピース搬送装置１７８Ａ、１７８Ｂの制御を介して、ＦＯＵＰ１８０Ａ、１８０Ｂ、それぞれの予熱チャンバ１３８および冷却チャンバ１４０、および加熱チャック１３０の間でワークピースを選択的に搬送するようにさらに構成される。

【0043】

本発明は例えば、処理チャンバ１２２に供給される前に、ワークピース１１８が前処理を受けており、それによってワークピースはワークピース上に堆積されているか、または他の方法で形成されている１つ以上の材料（例えば、フォトレジスト層または他の材料）を含むことができることを理解されたい。一例として、予熱チャンバ１３８内の予熱装置１５２によるワークピース１１８の加熱中に、または処理チャンバ１２２内の加熱チャック１３０によるワークピース１１８の加熱中に、ガス放出が起こることがあり、それによって、ワークピース上に形成、堆積、または他の方法で存在する材料が固体状態から種々のガスに変化することがある。さらに、処理チャンバ１２２内のワークピース１１８の処理（例えば、イオン注入、材料の堆積など）は、処理チャンバ内のワークピース上に注入および／または堆積された材料のガス放出をさらにもたらすことができる。いくつかの例ではイオンビーム１１２が環境的に有毒な種を含む場合、および／またはワークピース１１８上に形成、堆積、または他の方法で存在する材料が環境的に有毒な材料を含む場合など、ガス放出は環境的に有毒なガスを生じることがある。例えば、ヒ素のような環境的に有毒な物質の高温注入では、ヒ素が注入に関連する温度、圧、および投与に基づいて、潜在的にガス放出する。一例として、注入される材料濃度を多くするようにより高いドーズ量とすれば、より多量の材料がガス放出される。

【0044】

一例では、処理チャンバ１２２内での所望の処理（例えば、イオン注入）が完了した後には、ワークピース１１８は、処理チャンバの高真空環境１２６から除去される。このとき、ワークピースは、処理温度に関連する高温にある。例えば、ワークピース１１８は処理チャンバ１２２の高真空環境１２６から、処理後に冷却するために冷却チャンバ１４０のチャンバ環境１８２に移送されてもよい。一例では、チャンバ環境１８２は、大気圧のような高真空環境１２６よりも低い圧力であり、それによって、熱移動が実質的に増加して、ワークピース１１８の迅速な冷却が促進される。しかしながら、ワークピース１１８はチャンバ環境１８２内に配置されたとき、最初は処理温度に関連する高温状態にあるので、ワークピース上の材料からガス放出が起こり得る。このようなガス放出は、外部環境１３２に排出された場合、人員にとって危険であるか、または危険な状況を人員または他の機器に警告する警報を作動させるおそれがある。

【0045】

したがって、本開示は、放出ガス材料の放出を制御するための装置およびシステムを有利に提供する。一例として、本発明のポンプおよび穴１７２は放出ガス材料を排気し、有毒材料スクラバー１８６を通して放出ガス材料を処理するように構成されたラフなポンプ１８４を備える。スクラバー１８６は例えば、それぞれの放出ガス材料から１つ以上の有毒ガスを除去するように構成される。

【0046】

一例によれば、冷却チャンバ１４０は冷却装置１６０を介してワークピースの冷却と同時に、ワークピース１１８から放出ガス材料を除去するのを助けるために、ラフなポンプ１８４によってポンプダウンされるように構成される。このポンプダウンは、例えば、ラフなポンプ１８４を介して、ガス放出率が人員の安全に満足できる所定の率を下回るまで、単一の連続ポンプダウンとすることができる。本開示は放出ガス速度を減少させるが、本開示は時間、温度、および圧力のうちの１つ以上がポンピングシーケンスの終了がいつ完了され得るかを決定するための代理として使用され得ることを理解する。一例として、物質の放出ガス速度が室温で最小であることが知られている場合、ワークピースが室温に達するまでポンプダウンルーチンを実行することができる。一例として、ワークピースが高温から室温に達するまでの期間が知られている（例えば、ワークピースが既知の高温で室温に達するまでにｎ秒かかる）。あるいは、温度センサを利用して、ポンピングシーケンスの終了のためにワークピースの温度を決定してもよい。別の代替案では、複数のベントおよびポンプサイクルを、ポンプおよび穴１７２を介して所定の又は別の方法で制御されたシーケンスで実行することができる。

【0047】

一例として、ワークピース１１８が所定の温度まで冷却されると、ラフなポンプ１８４を介して最終的なポンプダウンを実行して、チャンバ環境１８２からさらなる毒素を実質的に除去することができ、それによって、ワークピースを冷却チャンバ１４０から外部環境１３２に安全に除去することができる。

【0048】

図２に示すように、例えば、ロードロック装置２００が設けられ、ここに、図１の冷却チャンバ１４０のような冷却チャンバ２０２が設けられる。図２の冷却チャンバ２０２は、一例として、チャンバ容積２０６を全体的に囲む１つ以上のチャンバ壁２０４を有する。冷却チャンバ２０２は一例として、真空ポート２０８およびパージガスポート２１０を備え、真空ポートおよびパージガスポートはチャンバ容積２０６と連通している。

【0049】

一例によれば、ワークピース支持体２１２が冷却チャンバ２０２内に位置決めされ、チャンバ内でワークピース２１４を選択的に支持するように構成される。冷却装置２１６が、一例としてさらに設けられ、ワークピース２１４を所定の温度まで選択的に凍えさせるか冷却するように構成されている。一例では、ワークピース支持体２１２が図３に例示されているように、ワークピース２１４の裏側２２２に接触するように構成された支持面２２０を有する冷却プラテン２１８を備えている。一例では、冷却プラテン２１８が一般に、冷却装置２１６を定義する。冷却装置２１６は一例として冷却プラテン２１８内に埋め込まれた１つ以上の冷却チャネル２２４を備えることができ、１つ以上の冷却チャネルは、そこを流れる流体（例えば水）への熱の伝導を介してワークピース２１４を選択的に冷却するように構成される。他の例では、冷却装置２１６が代替的に、または追加的に、ペルチェ冷却器、放射フィン、またはワークピース２１４を冷却するように構成された他の要素などの１つ以上の冷却要素（図示せず）を備えることができる。別の例ではワークピース支持体２１２が図２に例示されているように、１つ以上のピン２２６を備えることができ、それによって、１つ以上のピンはワークピース２１４を支持面２２０上において選択的に上昇および下降させる。

【0050】

本開示によれば、ワークピース２１４の冷却と同時に、上述のように、チャンバ容積２０６内のワークピースから放出ガス材料（図示せず）を放つまたはガス放出することができる。したがって、本発明は真空源２２８（例えば、図１のラフなポンプ１８４などの真空ポンプ）を有利に提供し、真空バルブ２３０は、真空源と真空ポート２０８との間に選択的流体連通を提供する。さらに、別の例によれば、パージガス（例えば、窒素などの不活性ガス）を有するパージガス源２３２がさらに提供され、それによって、パージガスバルブ２３４は、パージガス源とパージガスポート２１０との間に選択的流体連通を提供する。

【0051】

一例では、コントローラ（例えば、図１のコントローラ１７０）はさらに、冷却装置２１６によるワークピース２１４の冷却と同時に、パージガスポート２１０から真空ポート２０８にパージガスを所定の圧力で選択的に流すように、真空バルブ２３０およびパージガスバルブ２３４を制御するように構成される。したがって、ワークピース２１４（およびその上に配置された任意の材料）の以前の加熱に関連する放出ガス材料はチャンバ容積２０６から有利に排気され得、したがって、概して、放出ガス材料に関連する有毒材料の人員への露出を防止する。好ましくは、真空ポート２０８およびパージガスポート２１０が対向するチャンバ壁２３６Ａ、２３６Ｂ上に配置されるように、チャンバ２０２に対して互いに概ね対向して配置され、それによって、フロー（矢印２３８によって示される）はワークピース２１４上を概ね通過し、したがって、真空ポート２０８を通って放出ガス材料を有効に排気する。

【0052】

一例としては、パージガスがパージガス源２３２からチャンバ内に同時に導入されている間、冷却チャンバ２０２は一般に、真空源２２８によって排気され、所定の圧力がチャンバ容積２０６内に有利に維持される。例えば所定の圧力はほぼ大気圧であり、それによって、上述の加熱イオン注入後のような、ワークピース２１４の後冷却のために有利な熱移動を達成することができ、したがって、ワークピースの適切な処理量を提供する。さらに、冷却チャンバ２０２の排気と同時にパージガスを導入すると、概して、チャンバ容積２０６からの放出ガス材料が希釈され、実質的に排気され、したがって、チャンバ容積からの放出ガス材料が希釈され、除去され、概して、有毒材料の人員への露出が防止される。

【0053】

別の例によれば、図２に図示されているように、冷却チャンバ２０２は、冷却チャンバに動作可能に連結され、チャンバ容積２０６と図１の大気環境または外部環境１３２などの第１の環境２４２との間に選択的流体連通を提供するように構成された第１のロードロックバルブ２４０を備える。図２の第１のロードロックバルブ２４０は例えば、上述のように、チャンバ容積２０６と第１の環境２４２との間でワークピース２１４を選択的に通過させるようにさらに構成される。第２のロードロックバルブ２４４は一例として、冷却チャンバ２０２にさらに動作可能に連結され、チャンバ容積２０６と第２の環境２４６（例えば、図１の処理環境１２６のような高真空環境）との間に選択的流体連通を提供するように構成される。例えば、図２の第２のロードロックバルブ２４４は、チャンバ容積２０６と第２の環境２４６との間でワークピース２１４を選択的に通過させるようにさらに構成される。

【0054】

図１のコントローラ１７０は、一例として、図２の第１のロードロックバルブ２４０を選択的に開閉し、それによってチャンバ容積２０６を第１の環境２４２から選択的に隔離するようにさらに構成される。さらなる例では、図１のコントローラ１７０が第２のロードロックバルブ２４４を選択的に開閉し、それによってチャンバ容積２０６を第２の環境２４６から選択的に隔離するようにさらに構成される。図１のコントローラ１７０は、一例として、第２の環境２４６からチャンバ容積２０６を隔離する第２のロードロックバルブ２４４と、第１の環境２４２からチャンバ容積を隔離する第１のロードロックバルブ２４０の１つ以上と同時に、図２の吸入ガス口２１０から真空ポート２０８に吸着ガスを流すように構成されてもよい。図１のコントローラ１７０はさらに、冷却装置２１６によるワークピース２１４の冷却と同時に図２のパージガスバルブ２３４および真空バルブ２３０を開き、それにより、パージガスポート２１０から真空ポート２０８へ所定の圧力でパージガスをさらに同時に流すように構成されてもよい。

【0055】

別の例によれば、パージガスバルブ２３４は、パージガスレギュレータ２４８をさらに備えることができる。さらに、または任意選択で、真空バルブ２３０は、真空レギュレータ２５０をさらに備えることができる。このように、例えば、パージガスレギュレータ２４８および真空レギュレータ２５０は、パージガスがパージガスポート２１０から真空ポート２０８に流されたときに所定の圧力を与えるように構成されてもよい。別の例によれば、図１のコントローラ１７０は図２のパージガスレギュレータ２４８およびバキュームレギュレータ２５０のうちの１つ以上を制御し、それによって所定の圧を制御するようにさらに構成されてもよい。あるいはパージガスレギュレータ２４８および真空レギュレータ２５０のうちの１つ以上が手動レギュレータを備え得、それによって、それに関連する圧力は手動で制御され得る。

【0056】

さらに別の例によれば、温度測定装置２５２を設け、ワークピース２１４の測定温度を決定装置定義するように構成することができる。従って、図１のコントローラ１７０は、ワークピース２１４の測定温度に少なくとも部分的に基づいて、図２の真空バルブ２３０及びパージガスバルブ２３４を制御するようにさらに構成することができる。一例では、最初はプロセス温度（例えば、２００Ｃ～６００Ｃ）であるワークピース２１４が冷却チャンバ２０２内に配置され、それによって、測定された温度が所望の安全温度（約５０Ｃ、あるいは、人員にとって安全であると見なされる他の温度－必要に応じて値を付加）に一致するまで、ワークピースがチャンバ内で冷却される。さらに別の例では、ワークピース２１４が冷却装置２１６によって冷却される間に、図１のコントローラ１７０が、真空バルブ２３０およびパージガスバルブ２３４を、少なくとも部分的に、所定時間に基づいて制御するようにさらに構成される。

【0057】

したがって、本開示は、高温イオン注入などの加熱プロセスからのワークピースの冷却と同時に、ワークピース２１４の加熱に関連する有毒な放出ガス材料を軽減するための効率的な解決策を有利に提供する。一例として、所定の期間（例えば１０秒間）、ワークピース２１４は冷却され、放出ガス材料はパージガスで概して希釈され、真空源２２８（例えば、ラフポンプ）によって提供される真空圧を介して冷却チャンバ２０２から排気される。図１のスクラバ１８６は、例えば、環境への安全な放出のために、放出ガス材料をさらに環境的に洗浄または処理することができる。

【0058】

一例によれば、図２の真空源２２８はオンおよびオフが循環されてもよく、パージガスバルブ２３４はオンおよびオフを循環させて、ポンプダウンを連続的に循環させてもよい。例えば、真空源２２８は大まかな真空までポンプダウンし、次いで、パージガスバルブ２３４はパージガスを冷却チャンバ２０２に放出し、次いで、真空源は大まかな真空まで再度ポンプダウンし、等々を行い、実質的に全ての有害な放出ガス材料が冷却チャンバから除去される。

【0059】

別の例では、真空バルブ２３０を開いた状態に維持し、したがって冷却チャンバ２０２から連続的に排気し、パージガスバルブ２３４を開閉し、パージガス（たとえば、窒素）を抽気して、ワークピース２１４の冷却と同時に冷却チャンバ内を実質的に大気圧に維持することを含む。そのように、パージガス圧力およびフローの制御は冷却チャンバ２０２内をほぼ大気圧の状態で維持するために提供され、かくして、真空源２２８を用いて連続的に真空に引きながら、冷却チャンバ内に実質的な熱移動を提供する。したがって、真空源２２７（例えば、大まかな真空）は有毒な放出ガス材料を注入後に実質的に除去し、一方、ワークピース２１４の冷却のための効率的な熱移動のために大気条件を有利に維持する。

【0060】

したがって、本発明は図１のワークピース１１８を安全な状態で装置１００から取り外すことを可能にし、それによって、加熱イオン注入に関連する高温のためにガス放出された可能性のある任意の有毒材料が取り除かれるか、さもなければ軽減される。従って、本開示は追加のポンプおよび一連のポンプを提供し、それにより、大気のドア１７４Ｂ（例えば、図２の第１のロードロックバルブ２４０）が外部環境１３２（例えば、雰囲気）に開かれる前に、冷却チャンバ１４０は、ポンプダウンされ、次いで、排気され、冷却サイクル中に放出ガスを排出する。本開示はさらに、除去されるガス中の汚染物質の所望の清浄度または不足に基づいて、１回または複数回行われるそのようなポンピングおよび排気を企図する。

【0061】

別の例によれば、スクラバー装置１８６は、放出ガス材料から毒素を除去するように構成される。例えば、スクラバー装置１８６は冷却チャンバ１４０に作動可能に連結されており、それによって大まかなポンプ１８４は放出ガス材料をスクラバー装置を通して移送する。スクラバー装置１８６は例えば、冷却チャンバ１４０から除去されたガスを洗浄し、ガスから毒素を除去するように構成される。

【0062】

従って、本開示はワークピースがＦＯＵＰ１８０Ａ、１８０Ｂに戻される前に取り扱いのために安全な温度に素早くもたらされると同時に、ガス放出に関連する毒性材料も緩和するように、ワークピース１１８の注入後の温度を迅速に低下させることを提供する。

【0063】

本発明の別の態様では、図４がワークピースの高温処理に関連する有毒な放出ガス材料を軽減するための一方法３００を示す。例示された方法は一連の工程または事象として本明細書に例示され説明されているが、いくつかのステップは開示に従って、本明細書に示され説明されたものとは別の異なる順序で、および／または他のステップと同時に起こり得るので、本開示はそのような工程または事象の例示された順序によって限定されないことを理解されたい。さらに、本開示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。

【0064】

一例として図４に示されている方法３００は工程３０２において、処理チャンバ内でワークピースを放出ガス温度を超えて加熱することから始まり、ここで、放出ガス温度を超えると、ワークピース上に存在する材料は、人員にとって有毒な放出ガス材料を或るガス放出速度でガス放出する。工程３０４ではワークピースは冷却チャンバに移送され、ここで、冷却チャンバのチャンバ容積は処理チャンバおよび外部環境から選択的に隔離される。ワークピースは、例えば、工程３０４において冷却チャンバ内の冷却プラテン上に配置され、それによって、冷却プラテンはそこを通る冷却流体の流れを介してワークピースを能動的に冷却する。

【0065】

工程３０６では、ワークピースはチャンバ容積内でガス放出温度以下まで冷却される。さらに、工程３０８において、チャンバ容積は、工程３０６におけるワークピースの冷却と同時に選択的に排気され、それによって、チャンバ容積から放出ガス材料を除去する。工程３１０において、チャンバ容積内の所定の熱移動速度に関連する所定の圧力は、工程３０６内のワークピースの冷却と同時にさらに達成される。

【0066】

一例によれば、工程３０８においてチャンバ容積を選択的に排気し、工程３１０においてチャンバ容積内に所定圧力を提供することは、連続的な方法で実行される。一例として、工程３０８および３１０は、ワークピースの温度がガス放出温度未満になるまで、１回または複数回連続して実行されてもよい。

【0067】

別の例によれば、工程３０８においてチャンバ容積を選択的に排気し、工程３１０においてチャンバ容積内に所定圧力を提供することが、同時に実行される。一例として、工程３０８および３１０は実質的に同時に実行されてもよく、その結果、工程３１０においてチャンバ容積内の圧を維持しながら、工程３０８において放出ガス材料が排気され、ワークピースから冷却プラテンへの許容可能な熱移動を提供する。

【0068】

別の態様に従って、上述の方法論は、コントローラ、汎用コンピュータ、またはプロセッサベースのシステムのうちの１つ以上のコンピュータプログラムコードを使用して実施することができる。図５に示すように、別の態様によるプロセッサベースシステム４００の構成図が提供される。プロセッサベースのシステム４００は汎用コンピュータプラットフォームであり、本明細書で論じるプロセスを実施するために使用することができる。プロセッサベースのシステム４００は、デスクトップコンピュータ、ワークステーション、ラップトップコンピュータ、または特定のアプリケーション用にカスタマイズされた専用ユニットなどの処理装置４０２を含むことができる。プロセッサベースのシステム４００は、表示４１８と、マウス、キーボード、またはプリンターなどの１つ以上の入出力装置４２０とを備えることができる。処理装置４０２は、中央処理装置４０４と、メモリ４０６と、大容量記憶装置４０８と、ビデオアダプター４１２と、バス４１０に接続されたＩ／Ｏインタフェース４１４とを含むことができる。

【0069】

バス４１０は、メモリバスまたはメモリコントローラ、周辺バス、またはビデオバスを含むいくつかのバスアーキテクチャの任意の種類のうちの１つ以上であってもよい。ＣＰＵ３０４は任意の種類の電子データプロセッサを含むことができ、メモリ３０６は任意の種類のシステムメモリ、例えば、スタティックランダムアクセスメモリ、ダイナミックランダムアクセスメモリ、または読み出し専用メモリを含むことができる。

【0070】

大容量記憶装置４０８はデータ、プログラム、および他の情報を記憶し、データ、プログラム、および他の情報をバス４１０を介してアクセス可能にするように構成された任意の種類の記憶装置を含むことができる。大容量記憶装置３０８は、一例として、ハードディスクドライブ、磁気ディスクドライブ、または光ディスクドライブのうちの１つ以上を含むことができる。

【0071】

ビデオアダプター４１２およびＩ／Ｏインタフェース４１４は、外部入出力装置を処理装置４０２に結合するためのインターフェースを提供する。実施例入出力装置は、ビデオアダプタ４１２に結合された表示４１８と、Ｉ／Ｏインタフェース４１４に結合されたマウス、キーボード、プリンター等の入出力装置４２０とを含む。他のデバイスを処理装置４０２に結合することができ、追加のまたはより少ないインターフェースカードを利用することができる。例えば、シリアルインターフェースカード（図示せず）を使用して、プリンターのシリアルインターフェースを提供することができる。処理装置４０２はまた、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）４２２への無線リンク、および／または有線リンクである、ネットワークインターフェース４１６を含んでもよい。

【0072】

プロセッサベースシステム４００は、他のコンポーネントを含んでもよいことに留意されたい。一例として、プロセッサベースシステム４００は、電源、ケーブル、マザーボード、取り外し可能な記憶媒体、ケースなどを含むことができる。これらの他の構成要素は図示されていないが、プロセッサベースシステム４００の一部と見なすことができる。

【0073】

本発明の実施形態は、ＣＰＵ４０４によって実行されるプログラムコードなどによって、プロセッサベースシステム４００上に実装されてもよい。また、上述した実施形態に係る種々の方法は、プログラムコードによって実現することができる。したがって、ここでの明示的な説明は省略する。

【0074】

さらに、図１から図６中のさまざまなモジュールおよびデバイスは、図７の１つ以上のプロセッサベースシステム４００上に実装されて制御を受けることができる点に留意されたい。異なるモジュールと装置との間の連絡は、モジュールがどのように実装されるかに応じて変わり得る。モジュールが１つのプロセッサベースシステム４００に実装されている場合、ＣＰＵ４０４による異なる工程のプログラムコードの実行間に、メモリ４０６または大容量記憶装置４０８にデータを保存することができる。次いで、データは各工程の実行中に、ＣＰＵ４０４がバス４１０を介してメモリ４０６または大容量記憶装置４０８にアクセスすることによって提供されてもよい。モジュールが異なるプロセッサベースのシステム４００上に実装されている場合、または別個のデータベースなどの別の記憶システムからデータを提供する場合、システム４００からＩ／Ｏインタフェース４１４またはネットワークインターフェース４１６の間にデータを提供することができる。同様に、装置またはステージによって提供されるデータは、Ｉ／Ｏインタフェース４１４またはネットワークインターフェース４１６によって、１つ以上のプロセッサベースシステム３００に入力されてもよい。当業者は、様々な実施形態の範囲内で企図されるシステムおよび方法を実施する際の他の変形および修正を容易に理解するのであろう。

【0075】

本発明は１つ以上の特定の好ましい実施形態に関して示され、説明されてきたが、本明細書および添付の図面を読んで理解すると、同等の変更および修正が当業者に想起されることは明らかである。特に、上述の構成要素（アセンブリ、デバイス、回路など）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用語（「手段」への言及を含む）は別段の指示がない限り、本明細書で例示された本開示の実施形態で機能を実行する開示された構造と構造的に同等ではないにもかかわらず、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。加えて、本開示の特定の特徴はいくつかの実施形態のうちの１つのみに関して開示されているが、そのような特徴は任意の所与のまたは特定の用途に対して所望され、有利であり得るように、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。

【図面の簡単な説明】

【0076】

【図1】本発明の一態様による例示的な加熱イオン注入システムの構成図である。

【図2】本発明の一態様による例示的なチャンバの模式図である。

【図3】本開示の一態様によるチャンバの簡略化された側面図である。

【図4】本発明の別の態様による、有毒なガス放出材料を軽減する例示的な方法を示す構成図である。

【図5】別の態様による例示的な制御システムを示す構成図である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】