JP2001516129A

JP2001516129A - リニア気体軸受け及びアクティブカウンターバランスオプションを有するスキャニングシステム

Info

Publication number: JP2001516129A
Application number: JP2000510157A
Authority: JP
Inventors: バンダーポット，ジョン・ダブリュー
Original assignee: バリアン・セミコンダクター・イクイップメント・アソシエーツ・インコーポレーテッド
Priority date: 1997-08-13
Filing date: 1998-08-12
Publication date: 2001-09-25
Also published as: EP1004135A1; TW398013B; WO1999009581A1; US6172372B1; KR20010022850A

Abstract

(57)【要約】イオンビームスキャニングシステム（１０）は、イオンビーム処理チャンバ（１２）と、上記チャンバ（１２）の２枚の両壁（１２ａ、１２ｂ）を貫通して延在するシャフト（１４）と、を含む。リニア気体軸受け（１４ａ）は、壁（１２ａ、１２ｂ）を介してシャフト（１４）と結合して、シャフト（１４）の回転運動及び直線運動を与える。イオン源及びスキャニングユニットは、イオンビームを発生し、シャフト上に載置されているワークピース（２４）をスキャンする。イオンビームは、シャフトの回転によって規定されるワークピースの垂直表面に対する所定角度で、ワークピースに入射する。リニアドライブ（２２）は、イオンビームがワークピース（２４）上にラスタースキャンを発生させるように、シャフトを直線状に移動させる。システムは、シャフト（１４）のカウンタバランスを含み、ドライブユニット（２０，２２）を作動させることができる。バッチ処理は、シャフト上に載置された回転可能なディスクを介して達成可能であり、こうして各ワークピースはディスクの回転と同時に起こるシャフトの直線運動によって処理される。一つの処理システムは、さらに、２個のマウンティング構造体を含むことができ、一方は別の構造体上のワークピースの同時処置中の載置／除去用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】

従来技術では、ターゲット表面を選択的にドープするようにスキャンイオンビ
ームがターゲット対象物を横切るシステムが知られている。「イオン埋め込み装
置」と題する米国特許第５，０２８，７９５号明細書は、かようなシステムの一
つを記載する。米国特許第５，０２８，７９５号明細書において、ターゲット表
面を横切る２次元方向にイオンビームをスキャンするために、２個の多極静電気
デフレクターが用いられている。

【０００２】従来技術ではさらに、磁気的に制御されたイオンビームスキャニングシステム
が知られている。「イオンビームスキャニング方法及び装置」と題する米国特許
第４，９２２，１０６号明細書は、かようなシステムの一つを記載する。米国特
許第４，９２２，１０６号明細書において、平行なビームパス及びスキャン方向
を維持するようにイオンビームを制御するために、２個の切頭セクター形状の極
が用いられている。

【０００３】従来技術としては、さらに、一方向に機械的にターゲット対象物をスキャンし
、他方向に静電気的又は磁気的にビームをスキャンするシステムが知られている
。したがって、組み合わせにおいて、かようなシステムは、ターゲット対象物表
面を完全に覆うラスタースキャンを提供する。「連続処理イオンビーム埋め込み
装置において使用するための一体的な真空シールを有するリニア気体軸受け」と
題する米国特許第４，７２６，６８９号明細書は、一つの関連するシステムを記
載する。米国特許第４，７２６，６８９号明細書において、直線軸運動及び大気
圧とチャンバ内部真空との間の高い差圧を提供するために、リニア気体軸受けが
用いられている。

【０００４】スキャニングスピード及び正確さに対する要求が増すにつれ、シャフト振動を
最小に抑えながら低い摩擦シャフト制御を提供することが、上述のシステムに求
められるようになった。よって、本発明の一つの目的は、かような改良発明を提
供することにある。

【０００５】従来技術のシステムに伴う一つの問題は、ワークピースをシャフト上に提供又
はシャフト上から除去する工程が困難で時間がかかり、生産効率を低下させると
いうことである。よって、本発明の別の目的は、対象物をイオンスキャニングシ
ャフト上に載せ又はイオンスキャニングシャフト上から除去するための新規で改
良された方法を提供し、生産高を改良することにある。さらに本発明の別の目的
は、ワークピースをスキャニングシャフト上に載せる「バッチ」処理を提供する
ことにある。本発明のこれらの目的及び他の目的は、以下の詳細な説明により明
らかになるであろう。

【０００６】

【発明の概要】

上述のように、本願に参照として組み込まれる米国特許第５，０２８，７９５
号明細書には、イオンビームをターゲット対象物に照射してスキャニングする方
法が記載されている。本願に参照として組み込まれる米国特許第４，９２２，１
０６号明細書には、一次元においてイオンビームを磁気的にスキャニングする方
法が記載されている。さらに本願に参照として組み込まれる米国特許第４，７２
６，６８９号明細書には、リニア気体軸受けを介して、イオンビーム処理チャン
バにシャフトを結合することが記載されている。

【０００７】以下の特許は、本発明に対する他の有用な情報を提供する。米国特許第５，２
３３，１０９号、同第４，９３６，９６８号、同第４，６８３，３７８号、同第
４，４５７，８０３号、同第５，５８３，３４４号、同第４，６８０，４７４号
及び同第４，９８０，５６２号。これらは、本願に参照として組み込まれる。

【０００８】本明細書において「ワークピース」とは、処理チャンバ内で処理されるべき部
分又は対象物をいう。例えば、半導体製造においては、イオンビームによってス
キャンされドープされる基体は、かようなワークピースの一つである。

【０００９】一つの特徴において、本発明は、処理チャンバの両側を貫通して延在するシャ
フト上にワークピースを載せるイオンビーム処理システムを提供する。リニア気
体（すなわち空気）軸受けは、上述の米国特許第４，７２６，６８９号明細書に
記載されているように、シャフトとチャンバ壁との間に結合されていて、外部環
境とチャンバ内部の典型的には吸引された領域との間の良好な分離を提供する。
シャフトは、チャンバの両側にある壁を貫通して延在しているので、この形状に
おいてカウンターバランス（重さが釣り合っている）されている。

【００１０】シャフトの機能は、直線運動及び回転運動の両者を与えることにある。すなわ
ち、イオンビームにほぼ垂直な（ここで用いる「垂直」とは、ターゲット表面の
垂直面から約１０度以内にイオンビームがあることをいう）一方向にシャフトを
駆動させるように、リニアドライブユニットは、シャフトをチャンバの外部に結
合する。上記特許に記載されているような対応するイオンビーム源及びスキャニ
ングユニットは、リニアドライブとの組み合わせで、チャンバ内でシャフトに載
置されているワークピース上にラスタースキャンが得られるように、他の次元に
おいてビームをスキャンする。

【００１１】回転ドライブユニットもまた、シャフトに連結されていて、イオンビーム用の
選択的な入射角度を提供する。ワークピースに垂直なビームは、ターゲットに向
けられる傾向にあるが、望ましい効果ではない。したがって、回転ドライブユニ
ットによって、シャフトの回転中に、約３度〜約１０度の間のわずかな入射角度
が望ましく且つ得ることができるものである。

【００１２】回転ドライブユニットは、さらに、ワークピースをシャフト上に載せたり、シ
ャフト上から降ろしたりするために用いることもできる。すなわち、一方向にお
いてワークピースをシャフト上に載せ（一般的には、ワークピースは、重力の作
用により、好ましい載置位置に位置づけられ得る）、次いで、別の軸に沿ってワ
ークピースをスキャンするようようにワークピースを回転させる。したがって、
別の特徴において、シャフトは、選択的にワークピースをシャフト上に載せ、又
はシャフト上から降ろすために回転させられる。

【００１３】米国特許第４，７２６，６８９号明細書は、真空チャンバ及び外部の大気圧の
間のシールとしてシャフトにより生じる差圧と、競合する重力とによって、イオ
ン埋め込みチャンバ内でシャフトの重量を釣り合わせること（カウンターバラン
ス）を教示する。カウンターバランスは、シャフトを直線的又は回転的に駆動す
るために必要な力を減少する。従来のカウンタバランス技術に伴う一つの問題は
、シャフトの特定の方向を要求すること、すなわちシャフトの長手方向軸は、重
力ベクトルにほぼ平行でなければならないことであり、システムの自由度を非常
に制限するものである。

【００１４】本発明の別の特徴によれば、「アクティブ」カウンタバランスが、大きな自由
度とシャフトの制御とを達成する。ある特徴において、アクティブカウンタバラ
ンスは、機械的錘、空気及び／又は空気圧サブシステム、リードスクリュー付き
のモータ又は他の高トルクモータ、磁石カウンタバランス、一方向重力カウンタ
バランスを通して達成される。加えて、ここに記載されている特徴は、シャフト
が処理チャンバの両側を貫通して延在する場合などの「自己カウンタバランス」
であることに注意されたい。

【００１５】本発明の別の特徴において、２相スキャニングシステムが提供される。この特
徴において、リニア気体軸受けを介して、シャフトは処理チャンバの両側を貫通
して結合される。２個の載置表面はシャフト上に含まれ、一つの載置表面は、処
理ワークピースを載せ又は外すために設けられ、他の一つの載置表面は、他のワ
ークピースを処理するために設けられる。この態様において、処理チャンバの利
用、例えば、イオンビーム埋め込みシステムは、ワークピースの載置又は除去の
間、基本的には非作動であった従来のシステムよりも非常に優れたものとなる。

【００１６】本発明をさらに、好ましい実施形態に関して説明し、当業者による種々の追加
、控除及び改変が本発明の範囲を逸脱しない限りにおいてなされてもよいことが
明らかになるであろう。

【００１７】

【実施形態の説明】

本発明のさらに完全な理解は、図面を参照することによって得られるであろう
。

【００１８】図１は、本発明に従って構成されたイオンビームスキャニングシステム１０の
断面図を示す。システム１０は、処理チャンバ１２と、チャンバ１２の両側の壁
１２ａ，１２ｂを貫通して延在する回転可能なシャフト１４と、を含む。相補的
なマウント１６が、特に、シャフト１４が回転方向１８に向かって回転する間の
両側の壁１２ａ、１２ｂを貫通するシャフトのわずかな不整合を調節する。

【００１９】シャフト１４は、当業者に知られているリニア気体軸受け１４ａを有するカッ
プリングを介して、壁１２ａ及び１２ｂを貫通して載置されている。軸受け１４
ａは、高い剛性と、長い寿命と、チャンバ１２外部の環境とチャンバ１２内部の
真空８との間の圧力障壁を提供する。軸受け１４ａはさらに、シャフト１４の回
転方向１８への回転運動を可能とし、シャフト１４の方向１９に沿った直線運動
を可能とする。シャフト１４の回転方向１８への回転は、当業者に知られている
回転ドライブユニット２０の作用によって得られる。シャフト１４の直線運動は
、当業者に知られているリニアドライブユニット２２の作用によって得られる。
これらのユニット２０及び２２は、好ましくは、アクティブフィードバック及び
／又はユーザーコマンドインターフェースを有するコンピュータすなわちシステ
ムコントローラ２１によって制御される。

【００２０】ワークピース２４は、マウンティング構造体２６によって、シャフト１４上に
置かれる。まずワークピース２４をマウンティング構造体２６上に置くなどの操
作時に、シャフト１４は第１の方向に回転させられる。イオンビーム（図１には
示されていない）がワークピース２４をスキャンする前に、シャフト１４は、通
常、第１の位置から９０度の位置にある第２の位置まで回転させられる。

【００２１】図１のシャフト１４は、自己カウンターバランスされていることに注意された
い。すなわち、シャフト１４上に与えられている力は、チャンバ１２のいずれか
の側に与えられている力と等しい。よって、ユニット２０及び２２によって発生
する必要な力は、実質的に減少する。

【００２２】イオン源及びスキャンユニット５０（図２に示されている）は、ビームがワー
クピース２４全体をスキャンするように、方向１９に対してほぼ垂直な方向にビ
ームをスキャンするように作用する。図１Ａは、スキャン方向１９に対するビー
ムによって発生したスキャンパターン３０を示す。特に、ユニット５０は、パタ
ーン３２内でビームを上下動するようにスキャンし、リニアドライブユニットは
ワークピース２４を方向１９に沿って移動させる。スキャンパターン３０は、結
果的に、イオン源及びスキャンユニット５０及びリニアドライブユニット２２の
運動の組み合わせを生じる。スキャンユニット５０は、さらに、図示するように
、システムコントローラ２１でフィードバック及び／又は制御用に結合され得る
。

【００２３】図２は、図１のシステム１０の断面図を示し、さらにイオン源及びスキャンユ
ニット５０を説明する。ユニット５０は、参照として本願に組み込まれている幾
つかの特許に記載されている。ユニット５０は、図１Ａのスキャン運動３２を代
表する３つの位置５１ａ〜５１ｃ内に図示されているビーム５１を発生する。ビ
ーム５１は、ワークピース２４に対してほぼ平行であることに注意されたい。し
かし、回転ドライブユニット２０は、好ましくは、ワークピース２４全体の望ま
しくないチャネリングを防止するように、約３度〜１０度の範囲である角度θだ
けシャフト１４を回転させるように指令する。

【００２４】ビーム５１は、米国特許第４，９２２，１０６号明細書に記載されている技術
によるなどして、互いにほぼ平行であることに注意されたい。平行なビーム５１
は、好ましいが、必要ではない。他のイオンビームスキャニング形状も当業者に
知られており、本発明に使用することができる。

【００２５】図３は、チャンバ壁１２’及びシャフト１４’ の一部の側面図を示す。好ましくは、シャフト１４’は、システム１０を制御するために他の電気機器に連結
する種々のワイヤ５０用のアクセスを提供する内部４８を形成するように中空で
ある。したがって、電気的フィードスルーは、直接的にシャフト１４’を介して
与えられ、全体のシステムの複雑性を減少する。

【００２６】このシステムは、従来技術を越える幾つかの利点を呈する。第一に、シャフト
１４は、好ましくは作動中にシャフトに対して垂直方向に向けられている重力に
対する自己カウンタバランスを呈する。これは、特に、振動及び関連するスキャ
ンの非均一性を防止又は最小にするために、高い回転数でなされる回転スキャニ
ングを考慮すると重要である。例えば、図１に示すように、重力ベクトルがベク
トル６０に整合していれば、シャフト１４を引く正味の重力はほぼゼロである。

【００２７】気体軸受けを用いることは、さらに、本発明において有利である。気体軸受け
は、非常に剛性で、長い寿命を有する。気体軸受けは、さらに、大気圧すなわち
［ＡＴＭ］とチャンバ内の内部真空すなわち［ＶＡＣＵＵＭ］との間に良好なシ
ーリングを呈する。

【００２８】最後に、図１及び図２に示すシャフト形状は、図３Ａに示すように、シャフト
上に対象物を容易に載せたり除去したりすることを可能とする。ワークピース２
４’垂直面が上向きで重力場に平行であるようにシャフト１４’’を回転させる
ことによって（図３Ａにおける位置”Ｂ”）、ユーザーは、チャンバ開口１３を
介するなどして、載置構造体上にワークピース２４’を容易に載置することがで
きる。構造体に載置され、固定されると、チャンバ１２’に対する開口１３は閉
鎖され、ワークピース２４’はビーム５１’に対して所望角度θだけ回転する（
図３Ａにおける位置”Ａ”）。

【００２９】図４は、多数のワークピースを同時にバッチ処理するために用いられるシステ
ム３００を示す。シャフト３０２は、上述のシャフト１４とほとんど同様に作動
するが、載置ディスク３０４は、ターゲットワークピース３０８用の複数の載置
位置３０６を提供する。載置ディスク３０４は、例えばディスク３０４が回転可
能であり多数の載置位置３０６を提供する点を除いて、図１の載置表面２６と同
様である。説明を明瞭にするために、チャンバ壁３１０（壁１２と同様）の一部
だけを図示する。

【００３０】上述のように、シャフト３０２は、直線運動を与えるように方向３１２に動く
ことができ、さらに回転運動のために方向３１４に動くこともできる。方向３１
４は、ディスク３０４に取り付けられたワークピース３０８内でのチャネリング
を防止するために、所望角度θを達成するために「傾斜」を与える。

【００３１】取り付けディスク３０４は、バッチ処理を与えるので、複数のワークピース３
０８は、ディスク３０４上に取り付けられ、回転ドライブモータ３１６（図４Ａ
）は、ディスク３０４を方向３１９に沿って所望の位置まで回転させる。例示と
して、図４におけるワークピース３２０は、イオンビーム及びスキャニングユニ
ット（上述）が入射するに適当な一つの位置にある。好ましくは、ディスク３０
４は、シャフト３０２の中心線３２２に対応するポイント３２１にて回転するよ
うに取り付けられる。

【００３２】好ましい作動において、ディスク３０４は、複数のワークピース３０８への所
望のイオンドープを達成するように、シャフト３０２の（方向３１２に沿っての
）直線運動に比較して、方向３１９に沿って迅速に回転させられる。

【００３３】図５及び図５Ａは、本発明に従って構成された２相処理システム５００を示す
。図５は、システム５００の前面図を示し、図５Ａは、システム５００の上面図
を示す。図１とほぼ同様に、シャフト５０６は、処理チャンバ壁５０８の両側を
貫通して突出する。回転ドライブユニット５０４は、方向５１０にシャフト５０
６を回転させるように作用する。一方、リニアドライブユニット５０２は、方向
５１２に沿ってシャフトを移動させるように作用する。リニア気体軸受け５１３
（及び任意の柔軟な部材５１３ａ）は、シャフト５０６とチャンバ５０８との間
の界面を与える。

【００３４】２枚の取り付け表面５１４が、システム５００内に設けられている。ワークピ
ース５１６は、表面５１４に取り付けられている。表面５１４ａがワークピース
５１６ａの処理のためにシステム５００内に位置づけられていて、表面５１４ｂ
がワークピース５１６ｂの取り付け及び除去のために位置づけられている点が異
なる。取り付け表面５１４は、シャフト５０６に結合されているので、取り付け
／除去入り口（例えば入り口５２４）を介してアクセスすることができる。図示
するように、ワークピース５１６ｂの取り付け／除去工程は、ワークピース５１
６ａが処理中であるときにも行うことができる。入り口ドア５２６は、チャンバ
５０８がワークピース５１６ａ用の取り付け／除去入り口に対して密封されてい
る状態を図示する。

【００３５】ワークピース５１６ａが処理されると（及びワークピース５１６ａが表面５１
４ｂに取り付けられる）、入り口５２４は密閉され、シャフト５０６を移動させ
、取り付け表面５１４ａを位置”Ａ”から位置”Ｃ”まで移動させ、処理のため
に、取り付け表面５１４ｂを位置”Ｂ”から位置”Ａ”まで移動させる。シャフ
ト５０６は、ユニット５０４によって回転させられて、ワークピース５１６ｂは
処理位置になる。

【００３６】２個のイオン源及びスキャニングユニット５３０ａ、５３０ｂは、別個の取り
付け表面５１４に取り付けられたワークピースをスキャンするために用いられる
。ユニット５３０は、例えば、図２に関して上述したように機能する。イオン源
及びスキャニングユニット５３０ａ、５３０ｂは、ワークピースの処理に必要な
イオンビーム５３２ａ、５３２ｂをそれぞれ発生する。図５Ａに関して、ユニッ
ト５３０ａは、位置”Ａ”にあるワークピース５１６ａを処理し、ユニット５３
０ｂは、回転させられて位置”Ａ”に移されたワークピース５１６ｂを処理する
。

【００３７】よって、システム５００は、第１の１セットのワークピースの処理中に、別の
セットのワークピースの取り付け及び除去を同時に行うことができ、生産効率を
向上させる。

【００３８】図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ及び図６Ｄは、本発明による別のカウンタバランス技
術を示す。これらの技術は、図１に示すようなシステム（すなわち、自己カウン
タバランスシステム）が重力に平行なシャフトで回転させられる場合、又は米国
特許第４，７２６，６８９号明細書に記載されているような一方の壁だけを貫通
して突出するシャフトを有するシステムである場合に、カウンタバランスを補助
する。図６〜図６Ｄのそれぞれにおいて、シャフト６００は、吸引されている（
「VACUUM」）処理チャンバの壁６０２を貫通している。説明を簡単にするために
、チャンバ及びシャフトの一部だけが示されている。リニア気体軸受け６０４（
及び任意の柔軟な部材６０６）は、シャフト６００と壁６０２との間の界面を与
える。シャフト６００及び関連するチャンバは、上述のように作用して、チャン
バ内のワークピースの処理を行う。これらの図面のカウンタバランスは、必要と
される制御作業及びシャフト６００を駆動させるために利用されるモータ設備を
最小化し、よって正確さを増し及びエラーを少なくする。

【００３９】図６において、シャフト６００は、重さ「Ｗ」を有するように重力と整合する
。リニア駆動ユニット６１０は、リードスクリュー６１２を含む。リードスクリ
ュー６１２は、ユニット６１０とチャンバマウント６１４との間を連結する。シ
ャフトプレート６１６は、リードスクリュー６１２と符合して、スクリュー６１
２の作動は、シャフト６００を上昇又は下降させる（直線運動６２０を与える）
。マウンティングブラケット６１５は、チャンバ６０２とユニット６１０との間
を堅固に連結する。プレート６１６はさらに、プーリ６２６を介して、カウンタ
錘６２４（適当な重さＷを有する）に連結されている引っ張り線６２２に連結す
る。錘６２４は、シャフト６００の重さを釣り合わせるように作用して、リニア
ドライブ６１０に要求される作業及び制御を大幅に減少させる。

【００４０】図６Ａにおいて、シャフト６００は、さらに、方向６４０に重さ「Ｗ」を作り
出すように配列される。しかし、錘プーリの代わりに、空気圧アクチュエータす
なわち油圧ピストン６４２がプレート６１６とチャンバ６０２との間を連結する
。アクチュエータ／油圧ピストン６４２は、ベント６４６とプレート６１に連結
されているプランジャ（又は同様な機構）６４８とを介して、内部空気圧を一定
に維持する。図６Ａ１及び図６Ａ２に示すように、例えば、アクチュエータ６４
２は、（ａ）流体供給源６４７に連結されている戻り減圧レギュレータ６４５又
は（ｂ）油圧又は空気圧によって所望のレベルに加圧されている定圧流体供給源
６４９を介して、ピストンエリア全体に作用する定圧ゾーン６４３を維持する。
図６Ａ１及び図６Ａ２の機構は、作動位置又は作動速度に関わらず、一定圧力を
維持する。

【００４１】図６Ｂにおいて、カウンタバランスは、別体のリードスクリュー６５２（マウ
ント６１４’’を介してハウジング６０２に連結されている）を駆動する一定駆
動トルクモータ６５０を介して達成される。モータ６５０は、ブラケット６１５
’’を有する壁６０２に連結されている。

【００４２】図６Ｃにおいて、カウンタバランスは、シャフト６００に連結されているブラ
ケット６６２上に一定の力を与えるバネ６６０を介して達成される。バネ６６０
は、静止位置にあるときに、外表面６６４に連結する。シャフト６００の作動は
、上述のように、スキャンドライブモータ６１０’を介して制御される。

【００４３】図６Ｄにおいて、カウンタバランスは、電磁石６７０及び関連するコントロー
ラ６７２を介して達成される。磁石６７０（例えば、ソレノイド）は、シャフト
６００に連結されているマウント６７４によって支持される。リード線６７６は
、磁石６７０をコントローラ６７２に連結する。コントローラ６７２は、スキャ
ンドライブコントローラ６８０に関連して作用する。コントローラ６８０は、モ
ータ６１０’を介してシャフト６００の直線位置をアクティブに制御し、典型的
には、全体のスキャニングシステムのコンピュータシステムの一部（例えば、図
１のシステムコントローラ２１）である。鉄棒６８１は、ハウジング６０２に堅
く結合されていて、磁石６７０の間を通過し、シャフト６００の錘を釣り合わせ
る力を与える。

【００４４】当業者は、本願明細書に記載された気体軸受けが、空気軸受け、例えば、圧縮
された不活性気体を有する軸受けを含むことができることを理解するであろう。

【００４５】よって、本発明は、上述の記載から明らかなように上述の目的を達成する。本
発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、上述のシステム及び方法に変更がなされ
てもよいから、上記記述及び添付図面に示されているすべての事項は、説明のた
めになされているものであって、何ら限定事由ではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一つのイオンビームスキャニングシステムの断面図である。図１Ａは、本発明に従って構成されたリニアドライブユニットとイオン源及び
スキャニングユニットとの組み合わせによるワークピース上に発生したラスター
スキャンパターンを示す。

【図２】図２は、図１のシステムの図１の図を垂直方向に見た断面図である。

【図３】図３は、本発明に従って構成されたシャフト及びチャンバの一部を示す。図３Ａは、本発明の一実施形態によるウェハの取り付け及び取り外しを示す。

【図４】図４は、本発明に従って構成されたバッチ処理イオンスキャニングシステムを
示す。図４Ａは、図４のシステムの部分側面図である。

【図５】図５及び図５Ａは、効率よくワークピースの取り付け、取り外し及び処理を促
進するためシャフト上に２枚の載置表面を含む本発明に従って構成された２相処
理システムを示す。

【図６】図６は、機械的カウンタ錘を利用する本発明のカウンタバランスの一実施形態
を示す。図６Ａは、低圧ピストンを利用する本発明のカウンタバランスの一実施形態を
示す。図６Ａ１及び図６Ａ２は、本発明による図６Ａのピストン内で定圧を維持する
ための機構を示す。図６Ｂは、定駆動トルクモータを利用する本発明のカウンタバランスの一実施
形態を示す。図６Ｃは、バネを利用する本発明のカウンタバランスの一実施形態を示す。図６Ｄは、電磁サブシステムを利用する本発明のカウンタバランスの一実施形
態を示す。

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１１月２０日（２０００．１１．２０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】される。一つの処理システムは、さらに、２個のマウンティング構造体を含むことができ、一方は別の構造体上のワークピースの同時処置中の載置／除去用である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】イオンビームスキャニングシステムであって、イオンビーム処理チャンバと、上記チャンバの両側の２つの壁を貫通して延在するシャフトと、上記シャフトを上記壁を貫通して結合させて、上記シャフトの回転運動及び直
線運動を与えるリニア気体軸受けと、上記イオンビームを発生させて、上記シャフト上に載置されているワークピー
スをスキャニングするため、上記イオンビームを上記シャフトの回転によって規
定される上記ワークピースの垂直面に対する所定角度にて上記ワークピースに入
射させるイオン源及びスキャニングユニットと、上記イオンビームがワークピース上にラスターパターンを作り出すように、上
記シャフトを直線運動させるリニアドライブと、を備えることを特徴とするイオンビームスキャニングシステム。
【請求項２】請求項１のイオンビームスキャニングシステムであって、さ
らに、前記シャフトを選択的に回転させる回転ドライブを備える、ことを特徴と
するイオンビームスキャニングシステム。
【請求項３】請求項２のイオンビームスキャニングシステムであって、さ
らに、（ａ）前記シャフトを直線的に位置づけるためのリニアドライブと、（ｂ
）前記シャフトを回転させるための回転ドライブと、（ｃ）前記ラスターパター
ンを設定するためのイオン源及びスキャニングユニットと、を制御する制御電子
機器を備える、ことを特徴とするイオンビームスキャニングシステム。
【請求項４】請求項１のイオンビームスキャニングシステムであって、さ
らに、前記ワークピースの前記シャフト上への供給及び前記シャフト上からの除
去を促進するために前記シャフトを第１の位置に位置づけ、及び前記ワークピー
スの処理を促進するため前記シャフトを第２の位置に位置づける位置決め手段を
備える、ことを特徴とするイオンビームスキャニングシステム。
【請求項５】請求項１のイオンビームスキャニングシステムであって、さ
らに、前記シャフトの重さを釣り合わせて、前記シャフト位置の制御を促進する
アクティブカウンターバランス手段を備える、ことを特徴とするイオンビームス
キャニングシステム。
【請求項６】請求項５のイオンビームスキャニングシステムであって、前
記カウンターバランス手段は、前記シャフト及び前記チャンバに結合した機械的
おもりを備える、ことを特徴とするイオンビームスキャニングシステム。
【請求項７】請求項５のイオンビームスキャニングシステムであって、前
記カウンターバランス手段は、前記シャフト及び前記チャンバに結合された空気
圧ピストンを備える、ことを特徴とするイオンビームスキャニングシステム。
【請求項８】請求項５のイオンビームスキャニングシステムであって、前
記カウンターバランス手段は、前記シャフト及び前記チャンバに結合されたリニ
アモータを備える、ことを特徴とするイオンビームスキャニングシステム。
【請求項９】請求項５のイオンビームスキャニングシステムであって、前
記カウンターバランス手段は、前記シャフト及び前記チャンバに結合された磁気
カウンターバランスを備える、ことを特徴とするイオンビームスキャニングシス
テム。
【請求項１０】請求項１のイオンビームスキャニングシステムであって、
前記シャフトは、少なくとも１枚の前記壁を貫通する電気的アクセスを与えるた
め、中空内部を形成する、ことを特徴とするイオンビームスキャニングシステム
。
【請求項１１】請求項１のイオンビームスキャニングシステムであって、
さらに、処理中に、取りつけられた複数のワークピースを支持するため、前記シ
ャフトに結合されているバッチマウンティング構造体を備える、ことを特徴とす
るイオンビームスキャニングシステム。
【請求項１２】請求項１１のイオンビームスキャニングシステムであって
、さらに、前記シャフトにおける回転位置の周りに、前記ワークピースを回転さ
せるため、前記バッチ構造体に結合されている回転ドライブモータを備える、こ
とを特徴とするイオンビームスキャニングシステム。
【請求項１３】請求項１１のイオンビームスキャニングシステムであって
、さらに、同時に、（ｉ）前記バッチ構造体を回転させ、（ｉｉ）前記シャフト
を直線状に移動させ、（ｉｉｉ）多数のワークピースを同時に処理するため、前
記バッチ構造体上で、イオンビームで少なくとも１個の前記ワークピースをスキ
ャニングするための手段を備える、ことを特徴とするイオンビームスキャニング
システム。
【請求項１４】２相イオンビームスキャニングシステムであって、イオンビーム処理チャンバと、上記チャンバの両側の２つの壁を貫通して延在するシャフトと、上記シャフトの回転運動及び直線運動を与えるため、上記壁を貫通して上記シ
ャフトを結合するリニア気体軸受けと、上記シャフトに対してほぼ垂直方向にイオンビームを発生させて、第１の位置
にて上記シャフトに取り付けられている第１のターゲットエリアをスキャニング
するため、イオンビームが上記シャフトの回転によって規定される第１のターゲ
ットエリアに直交する表面に対する所定角度にて上記第１のターゲットエリアに
入射するように、上記チャンバの一方の側に構成され配置されている第１のイオ
ン源及びスキャニングユニットと、上記シャフトに対してほぼ垂直方向にイオンビームを発生させて、第２の位置
にて上記シャフトに取り付けられている第２のターゲットエリアをスキャニング
するため、イオンビームが上記シャフトの回転によって規定される第２のターゲ
ットエリアに直交する表面に対する所定角度にて上記第２のターゲットエリアに
入射するように、上記第１のユニットと反対側の上記チャンバの一方の側に構成
され配置されている第２のイオン源及びスキャニングユニットと、第２のターゲットエリアにてワークピースをスキャニングしながら、上記第１
のターゲットエリアにてワークピースを供給又は除去する手段と、上記シャフトを直線的に移動させるリニアドライブと、を備えることを特徴とする２相イオンビームスキャニングシステム。
【請求項１５】処理チャンバ内で、複数のワークピース上にイオンビーム
をスキャニングする方法であって、イオンビーム処理チャンバ内でシャフトに載置されている回転可能なディスク
に、ワークピースを取り付ける工程と、上記シャフト上の上記ディスクを回転させる工程と、イオンビームを上記ディスク上の放射位置に入射させて、各ワークピースを上
記ディスク上で回転させながらイオンビームでドープする工程と、上記シャフトをシャフトの長手方向軸に沿って直線状に移動させ、上記ディス
ク上の各ワークピースを処理する工程と、を備えることを特徴とする方法。