FR2787633A1 - Dispositif d'implantation d'ions et dispositif de traitement d'echantillon - Google Patents
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Abstract
Un dispositif d'implantation d'ions comprenant une source d'ions (10) pour produire un faisceau d'ions (28), une chambre de traitement (14) pour contenir une tranche de silicium (30), un corps rotatif (20) disposé et mis en rotation dans la chambre de traitement, des moyens de support (22), reliés au corps rotatif, pour supporter la tranche de silicium avec un espacement entre une surface, implantée par des ions, de ladite tranche de silicium et les moyens supports, et des moyens de chauffage pour chauffer la tranche de silicium dans la chambre de traitement. Les moyens de support supportent la tranche de silicium en un état en contact avec une partie d'une région d'un côté périphérique externe de la tranche de silicium, et bloquent la tranche de silicium, pour l'empêcher de se déplacer dans une direction d'action d'une force centrifuge.
Description
4@ 2787633
Dispositif d'implantation d'ions et dispositif de traitement d'échantillon La présente invention concerne un dispositif d'implantation d'ions et, plus particulièrement, un dispositif d'implantation d'ions de type SiMOX (séparation par implantation d'oxygène), convenant pour implanter des ions oxygènes dans une tranche de silicium. Arrière-Plan technoloqique Un dispositif connu d'implantation d'ions pour des ions oxygène dans une tranche de silicium comporte une pluralité de supports de tranche fixés sur un disque rotatif monté dans une chambre de traitement (un conteneur à vide), une tranche de silicium discode étant fixée sur chacun des supports de tranche, et un faisceau d'ions, venant d'une source d'ions, irradiant chacune des tranches de silicium, tandis que chacune des tranches de silicium est entraînée en rotation lorsque le disque rotatif tourne. Le dispositif d'implantation d'ions d'un tel type utilise une structure support décrite, par exemple, dans la demande de brevet japonais No.61116746, pour fixer une tranche de silicium sur le support de tranche. La structure support est telle que le support de tranche est fixé de façon inclinée sur une surface rotative du disque rotatif, la tranche de silicium étant placée sur le support de tranche, la tranche de silicium étant maintenue plaquée sur le support de tranche à l'aide de la composante de la force centrifuge provoquée par la
rotation du disque rotatif.
En d'autres termes, le dispositif d'implantation d'ions utilise la structure support pour supporter la tranche de silicium sur le support de tranche, en un état dans lequel la surface latérale arrière de la tranche de -i-- silicium est en contact avec le support de tranche discoïde. Lorsqu'un élément de silicium est l'objet d'une implantation d'ions oxygène par irradiation avec un faisceau de la tranche de silicium, cette tranche de silicium est chauffée, par exemple jusqu'à une température de 600 C, par utilisation d'un élément chauffant monté dans la chambre de traitement, puis la tranche de silicium est irradiée par le faisceau d'ions pour former un film
isolant dans la tranche de silicium.
Autrement dit, dans le dispositif d'implantation d'ions de type SiMOX, étant donné qu'il est nécessaire que le faisceau d'ions soit implanté dans la tranche de silicium sous une haute tension et avec une haute intensité après que la tranche de silicium a été chauffée jusqu'à une température élevée, le procédé utilisé consiste en ce que la tranche de silicium soit initialement chauffé par utilisation de l'élément chauffant, puis que la tranche de silicium soit irradiée par le faisceau d'ions. Dans ce cas, la commande permettant de garder la tranche de silicium en un état de température élevée, constante, est assurée par chauffage à l'aide du faisceau d'ions et, en même temps, par ajustement de la puissance de sortie de l'élément chauffant. Dans l'art antérieur, la tranche de silicium est chauffée par utilisation de l'élément chauffant, dans l'état dans lequel la surface latérale arrière de la tranche de silicium est en contact avec le support de tranche et, ensuite, la tranche de silicium est irradiée
par le faisceau d'ions en un état de haute température.
Par conséquent, la température de la tranche de silicium est difficile à augmenter et, parfois, n'atteint pas l'état de haute température, du fait que la chaleur de la tranche de silicium est transmise au support de tranche, même si la tranche de silicium est chauffée par utilisation de l'élément chauffant. Lorsque le faisceau d'ions irradie la tranche de silicium dans un tel état, il peut se produire qu'on ne puisse obtenir une implantation optimale. En outre, lorsque la surface latérale opposée de la tranche de silicium est en contact avec le support de tranche, une contrainte est produite sous l'effet du chauffage intervenant entre la tranche de silicium et le support de tranche. Par conséquent, il se produit parfois des fissurations, des émiettements et des gondolements dans la tranche de silicium, lorsqu'une dilatation thermique se produit dans cette tranche de silicium, au cours de son chauffage. En même temps, il se produit un raclement entre la tranche de silicium et le support de tranche, et des particules peuvent être produites par ce raclement, ce qui réduit la qualité de cette tranche de silicium. D'autre part, on peut envisager d'utiliser une structure à montage flottant de la tranche de silicium, comme décrit dans la demande de brevet japonais No.2- 414259, mais le montage flottant seul de la tranche ne peut suffisamment absorber la déformation thermique de
la tranche de silicium.
Un objet de la présente invention consiste à fournir un dispositif d'implantation d'ions qui soit en mesure d'absorber la déformation thermique d'un objet devant
recevoir une implantation d'ions.
Pour atteindre le but mentionné ci-dessus, un dispositif d'implantation d'ions selon la présente invention comprend une source d'ions pour produire un faisceau d'ions; une chambre de traitement devant contenir un objet devant être implanté par des ions; un corps rotatif disposé et entraîné en rotation dans la chambre de traitement; des moyens de support pour supporter l'objet devant être implanté par des ions, avec un espacement entre la surface, implantée par des ions, dudit objet et les moyens de support, lesdits moyens de support étant reliés au corps rotatif; des moyens d'irradiation par faisceau d'ions allant de la source d'ions vers l'objet devant être implanté par des ions dans la chambre de traitement et des moyens de chauffage pour chauffer l'objet devant être implanté par des ions, dans la chambre de traitement. Dans ce dispositif, les moyens de support supportent l'objet devant être implanté par des ions en un état en contact avec une partie d'une région d'un côté périphérique externe de l'objet devant être implanté par des ions, et bloquent l'objet devant être implanté par des ions en l'empêchant de se déplacer dans
une direction d'action d'une force centrifuge.
En outre, pour atteindre le but mentionné ci-dessus, un dispositif d'implantation d'ions selon la présente invention comprend une source d'ions pour produire un faisceau d'ions; une chambre de traitement pour contenir un objet devant être implanté par des ions, un corps rotatif disposé et entraîné en rotation dans la chambre de traitement; des moyens de support pour supporter l'objet devant être implanté pas des ions, avec un espacement entre une surface, implantée par des ions, de l'objet à implanter par des ions et les moyens de support, lesdits moyens de support étant reliés au corps rotatif; des moyens d'irradiation par faisceau d'ions allant depuis la source d'ions vers l'objet devant être implanté par des ions dans la chambre de traitement; des moyens de chauffage pour chauffer l'objet devant être implanté par des ions dans la chambre de traitement; et les moyens de support comprennent une pluralité de parties supports pour supporter des parties de régions d'un côté périphérique extérieure de l'objet à implanter par des ions, une première partie support de la pluralité de parties supports supportant une surface d'extrémité d'un côté périphérique de l'objet devant être implanté par des ions, pour immobiliser l'objet devant être implanté par des ions dans une direction d'action d'une force centrifuge, et une deuxième partie support supportant la surface d'extrémité du côté périphérique de l'objet devant être implanté par des ions pour permettre à l'objet devant être implanté par des ions de se déplacer dans une direction opposée à la direction d'action de la force centrifuge. Dans ce cas, les éléments suivants peuvent être ajoutés aux parties supports. La deuxième partie support comprend une pièce support pour supporter la surface d'extrémité du côté périphérique externe de l'objet devant être implanté par des ions; un corps élastique relié à la pièce support; et un organe de fixation pour fixer le corps élastique sur le corps rotatif. La deuxième partie support comprend une pièce support pour supporter la surface d'extrémité du côté périphérique externe de l'objet devant être implanté par des ions; un premier corps élastique relié à la pièce support; un organe support pour supporter une extrémité du premier corps élastique; un deuxième corps élastique relié à l'organe support, et un organe de fixation pour fixer le
deuxième corps élastique au corps rotatif.
En outre, pour atteindre le but mentionné ci-dessus, les moyens de support selon la présente invention comprennent une partie support pour supporter une partie de région d'un côté périphérique externe de l'objet devant être implanté par des ions, et la partie support supporte une partie d'extrémité latérale de la périphérie externe de l'objet devant être implanté par des ions, depuis les deux côtés de surface dans une direction axiale de l'objet
L Ti -
devant être implanté par des ions. Dans ce cas, il est préférable que la partie support supporte une partie d'extrémité latérale dans la périphérie externe de l'objet devant être implanté par des ions depuis les deux côtés de surface, dans une direction axiale de l'objet devant être
implanté par des ions.
Lorsque le dispositif d'implantation d'ions est ainsi
construit, les éléments suivants peuvent être ajoutés.
(1) Le corps élastique est constitué d'un ressort
hélicoïdal.
(2) Le corps élastique est constitué d'un ressort à lame. (3) Chacun, parmi le premier corps élastique et le deuxième corps élastique, est constitué d'un ressort à lame, et les ressorts à lame sont disposés de manière que les directions des forces élastiques exercées par les
ressorts à lame soient mutuellement opposées.
(4) Le matériau de la partie support est du silicium ou du quartz si l'objet devant être implanté par des ions
est constitué de silicium.
(5) Le dispositif d'implantation d'ions peut traiter une tranche de silicium comme objet à implanter par des ions. Selon la présente invention, l'objet devant être implanté par des ions est supporté avec un espacement entre une surface, implantée par des ions, de l'objet à implanter par des ions et les moyens supports, et l'objet devant être implanté par des ions est maintenu en un état en contact avec une partie d'une région d'un côté périphérique externe de l'objet devant être implanté par des ions. Par conséquent, l'objet devant être implanté par des ions peut être immobilisé dans une direction d'action d'une force centrifuge. Lorsque de l'énergie thermique T --- produite par l'élément chauffant est transférée à l'objet devant être implanté par des ions, le transfert de
l'énergie thermique vers les autres éléments est supprimé.
Par conséquent, l'objet devant être implanté par des ions peut être maintenu à un état de haute température. En outre, même si l'objet devant être implanté par des ions est déformé thermiquement par l'irradiation avec le faisceau d'ions, la déformation peut être absorbée. De manière correspondante, il est possible d'empêcher la production de particules par une déformation thermique,
telle qu'une dilatation thermique.
En outre, étant donné que le dispositif d'implantation d'ions a une structure permettant à l'objet à implanter par des ions de se déplacer dans une direction opposée à la direction d'action de la force centrifuge, il est possible de maintenir l'objet à implanter par des ions en un état de haute température et d'empêcher l'objet devant être implanté par des ions de se fissurer, de se
fendre ou de se gondoler.
De plus, pour atteindre le but mentionné ci-dessus, un dispositif de traitement d'échantillon selon la présente invention comprend une chambre de traitement destinée à contenir un échantillon à traiter; un corps rotatif disposé et entraîné en rotation dans la chambre de traitement; et des moyens supports pour supporter l'échantillon à traiter, avec un espacement entre une surface traitée de l'échantillon à traiter et les moyens supports, et pour irradier avec un faisceau l'échantillon à traiter, les moyens supports étant reliés audit corps rotatif, et les moyens de support sont capables de maintenir l'échantillon à traiter en un état en contact avec une partie d'une région d'un côté périphérique externe de l'échantillon à traiter et immobilisent l'échantillon à traiter dans la direction d'action de la
force centrifuge.
Avec le dispositif de traitement d'échantillons selon la présente invention, l'objet à irradier par des ions est maintenu avec un espacement entre une surface irradiée par un faisceau et les moyens de support, et l'objet à irradier par un faisceau est maintenu en un état de contact avec une partie d'une région d'un côté périphérique externe de l'échantillon à traiter. Par conséquent, l'objet devant être irradié par un faisceau peut être empêché de se déplacer dans le sens d'une direction d'action d'une force centrifuge. Lorsque de l'énergie thermique, produite par l'élément chauffant, est transférée à l'échantillon à traiter, le transfert de
l'énergie thermique vers les autres éléments est supprimé.
Par conséquent, l'échantillon à traiter peut être maintenu à un état de température élevée, en mesure de subir une irradiation. En outre, même si l'objet devant être implanté par des ions est déformé thermiquement par l'irradiation produite par le faisceau d'ions, la déformation peut être absorbée. De manière correspondante, il est possible d'empêcher la production de particules par
déformation thermique, telle que la dilatation thermique.
Des modes de réalisation préférés de la présente invention vont être décrits ci-dessous faisant référence
aux dessins annexés.
La FIG. 1 est une vue représentant la structure générale d'un premier mode de réalisation d'un dispositif d'implantation d'ions, de type SiMOX, selon la présente
invention.
La FIG. 2 représente une vue en plan à échelle
agrandie, illustrant une partie principale de la FIG. 1.
La FIG. 3 est une vue en coupe représentant la partie principale tracée dans le plan de la ligne A-A de la
FIG. 2.
La FIG. 4 est une vue en coupe représentant une partie principale d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif d'implantation d'ions selon la présente invention. La FIG. 5 est une vue en coupe représentant une partie principale d'un troisième mode de réalisation d'un dispositif d'implantation d'ions selon la présente invention. La FIG. 6 est un ensemble de vues représentant un quatrième mode de réalisation d'un dispositif d'implantation d'ions selon la présente invention, et (a) est une vue en coupe représentant la partie principale, et
(b) est une vue arrière représentant la partie support.
La FIG. 7 est une vue en plan représentant la partie principale d'un mode de réalisation, lorsqu'une pluralité
de parties support sont disposées.
La FIG. 8 est une vue en plan à échelle agrandie d'un mode de réalisation d'une partie support d'une structure
en porte-à-faux.
La FIG. 9 est une vue en coupe représentant la partie principale tracée dans le plan de la ligne A-A de la
FIG. 8.
En se référant à la FIG. 1, le dispositif d'implantation d'ions de type SiMOX est constitué d'une source d'ion 10; d'un séparateur de masse 12; d'un poste d'extrémité 14 et d'une chambre de traitement (conteneur à vide); d'un boîtier de balayage 16; d'un moteur à mouvement rotatif 18; d'un disque rotatif 20 et d'un support de tranche 22, et le poste d'extrémité 14 est fixé sur un sol 26. La source d'ion 10 est constituée sous la forme de moyens pour générer un faisceau d'ions, et le faisceau d'ions 28, émis depuis la source d'ion 10, est soumis à un dispositif séparateur, pour ne laisser sortir que des ions ayant une masse préétablie, à l'aide du séparateur de masse (moyens d'irradiation par faisceau d'ions) 12. A ce moment, le faisceau d'ions 28 est converti en un faisceau d'ions principalement constitué d'un type d'ions unique, par exemple un faisceau d'ions, constitué d'ions oxygène et mis en incidence dans le poste d'extrémité 14. Le faisceau d'ions 28 incident dans le poste d'extrémité 14 irradie une tranche de silicium 30, faisant office d'objet devant être implanté par des ions,
maintenue par le support de tranche 22.
Une pluralité de supports de tranche 22, sont prévus, par exemple 17 supports de tranche, et chacun des supports de tranche 22 a une forme à peu près discoïde, est agencé en et fixé sur un côté périphérique externe du disque rotatif 20, avec un espacement entre les supports de tranche. Dans ce cas, chacun des supports de tranche 22 est fixé sur le disque rotatif 20, en une position inclinée par rapport à un plan rotatif du disque rotatif 20. Le disque rotatif 20 est entraîné en rotation
par le moteur 18 prévu dans le boîtier de balayage 16.
Autrement dit, le disque rotatif 20, à titre de corps rotatif, est mis en rotation autour d'un arbre de rotation 32 du moteur, faisant office de centre de rotation, par l'entraînement en rotation du moteur (constituant un moyen d'entraînement) 18. Lorsque le disque rotatif 20 est en rotation, les tranches de silicium 30 agencées au-dessus du disque rotatif 20 sont
successivement irradiées par le faisceau d'ions 28. En-
outre, un élément chauffant (non représenté), tel qu'un élément faisant office de moyens de chauffage, est disposé dans le poste d'extrémité 14 pour chauffer les tranches de 1l silicium 30, jusqu'à par exemple la température de 600 C, selon une instruction venant d'un panneau de commande (non représenté), afin d'envoyer des instructions pour
entraîner le moteur 18.
Chacune des tranches de silicium 30 est d'une forme à peu près discoïde et est maintenue avec un espacement entre la surface arrière, correspondant à une surface implantée par des ions, de la tranche de silicium 30, et le support de tranche 22, et en un état dans lequel une partie d'une région d'un côté périphérique externe de la tranche de silicium 30 est en contact avec les moyens de support. Autrement dit, la tranche de silicium 30 est empêchée de se déplacer dans une direction d'action d'une force centrifuge et est libre de se déplacer dans une direction opposée à la direction d'action de la force centrifuge. Plus en détail, les moyens de support devant supporter la tranche de silicium 30 sont constitués d'une première partie support 34 et d'une autre partie support 36. La partie support 34 et la partie support 36 sont agencées à l'opposé l'une de l'autre par rapport au centre du support de tranche 22. La partie support 34 est disposée en une position correspondant à une région de la tranche de silicium 30 la plus écartée du centre de
rotation du disque rotatif 20. La partie support 34 peut-
être dotée d'une forme sensiblement arquée, ou presque arquée et un corps principal 35 de la partie support est fixé au support de tranche 22, à l'aide de boulons 38, et un guide 40 en forme d'arc est constitué sur un côté périphérique externe du corps principal 35. Le guide 40 supporte la surface d'extrémité latérale, dans la périphérie externe de la tranche de silicium 30, pour immobiliser la tranche de silicium 30 dans la direction de TT l'action d'une force centrifuge provoquée par la rotation
du disque rotatif 20.
D'autre part, la partie support 36 est constituée d'une pièce support de tranche 42, réalisée en silicium, d'un ressort hélicoïdal 44 faisant office de corps élastique, d'un ressort à lame 46 en forme de U, d'un élément en cornière 48, faisant office d'organe de fixation, et d'un bloc de positionnement 50, et l'élément en cornière 48 en forme de L et le bloc de positionnement 50 sont fixés individuellement à la face inférieure du disque rotatif 20. La pièce support de tranche 42 est formée à titre d'organe en forme de tige, ayant une partie de plus grand diamètre 52 dans la surface supérieure et une partie de plus petit diamètre 53 dans la face inférieure. Une gorge 54 en forme d'anneau est ménagée dans la partie à plus grand diamètre 52 et la surface d'extrémité latérale dans la périphérie externe de la tranche de silicium 30 est insérée dans la gorge 54. La partie à petit diamètre 53 de la pièce support de tranche 42 est interposée entre une pince ou attache de montage 56, en forme de U, et une vis 58, et la hauteur de la pièce support de tranche 42 peut être ajustée en déserrant la vis 58. En outre, une saillie 60 est formée dans le côté de partie inférieure de la pince de montage 56, et une extrémité du ressort hélicoïdal 44 est
insérée sur la périphérie externe de la saillie 60.
L'autre extrémité du ressort hélicoïdal 44 est insérée sur une saillie d'une pince ou attache de montage 62, et le ressort à lame 46 est fixé sur le côté de partie supérieure de la pince de montage 62, à l'aide d'un boulon 66. L'autre extrémité du ressort à lame 46 est fixée à l'élément en cornière 48 avec un boulon 68. En outre, une butée 70 est reliée au côté de partie inférieure de l'élément en cornière 48 par un boulon 72,
lIT7 -
et une vis de réglage 74 est fixée à la butée 70. Un côté d'extrémité supérieure de la vis 74 est en contact avec le côté de partie inférieure de la pince de montage 62, et l'angle d'ouverture du ressort à lame 46 peut être ajusté en ajustant la longueur de la vis de réglage 74. La position de la pièce support de tranche 42 peut être fixée
en ajustant l'angle d'ouverture du ressort à lame 46.
Etant donné que la force élastique du ressort hélicoïdal, disposé pratiquement parallèlement à la tranche de silicium 30, agit sur la pièce support de tranche 42, la surface latérale que l'on a dans la périphérie externe de la tranche de silicium 30 peut être supportée par la pièce
support de tranche 42.
Dans le présent mode de réalisation, lorsque la tranche de silicium 30 est fixée, la surface latérale arrière de la tranche de silicium 30 n'est pas en contact avec le support de tranche 22. Par conséquent, lorsque l'énergie thermique produite par l'élément chauffant est transférée à la tranche de silicium 30, le transfert de l'énergie thermique se trouvant dans la tranche de silicium 30 au support de tranche 22 est supprimé. Par conséquent, la température de la tranche de silicium 30 peut être augmentée rapidement et la tranche de silicium 30 peut être maintenue à un état de haute température, par exemple à 600 C. En outre, lorsque la tranche de silicium 30 est irradiée avec le faisceau d'ions 28, la tranche de silicium 30 peut être chauffée à une température élevée et maintenue à l'état de haute température parce que la surface latérale arrière de la tranche de silicium 30 n'est pas en contact avec le
support de tranche 22.
D'autre part, lorsque la tranche de silicium 30 est déformée thermiquement dans une direction orientée dans la direction radiale ou dans des directions aléatoires sous l'effet de la dilatation thermique provoquée par le chauffage engendré par l'élément chauffant et par l'irradiation, le ressort hélicoïdal 44 est contracté dans la direction de déploiement de la tranche de silicium 30 et la pièce support de tranche 42 est déplacée de manière à suivre le déplacement de la dilatation thermique de la tranche de silicium 30. De cette manière, la dilatation
thermique de la tranche de silicium 30 peut être absorbée.
Par conséquent, la production de fissures, d'émiettements et de gondolements provoqués par la contrainte thermique de la tranche de silicium 30 peut être empêchée et la génération des particules, par l'action de la pièce support de tranche 42 et du support de tranche 22, peut
être empêchée.
Selon le présent mode de réalisation, la tranche de silicium 30 peut être maintenue à un état de haute température, et la survenue de fissures, émiettements et gondolements dans la tranche de silicium 30, provoquée par la contrainte thermique de la tranche de silicium 30, peut
être empêchée, de même que la génération de particules.
Un deuxième mode de réalisation de la partie support 36 va être décrit ci-dessous en se référant à la
FIG. 4.
La partie support 36 de ce mode de réalisation est constituée d'une pièce support de tranche 76, d'un ressort hélicoïdal 44, d'une pince de montage 78, d'un élément en cornière 48 etc., et le ressort hélicoïdal 44 est disposé dans une direction pratiquement perpendiculaire à la tranche de silicium 30. La longueur de la pièce support de tranche 76 est inférieure à la longueur de la pièce support de tranche 42 de la FIG. 3 et des parties 52, 55 de plus grand diamètre sont constituées sur les deux parties d'extrémité dans la direction axiale. La surface d'extrémité latérale, dans la périphérie extérieure de la
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tranche de silicium 30, est insérée dans une gorge 54 ménagée dans la partie 52 à plus grand diamètre, et une extrémité du ressort hélicoïdal 44 est fixée à la partie à plus grand diamètre 55, et l'autre extrémité du ressort hélicoïdal 44 est fixée à une branche 80 de la pince de montage 78. Une extrémité de la branche 80 est fixée sur la pince de montage 78 en un état de serrage par cette pince de montage 78 et est fixée à l'aide d'une vis 58, et la hauteur de la branche peut être ajustée en desserrant la vis 58. La pince de montage 78 est reliée à un élément en cornière 82 et l'élément en cornière 82 est fixé à
l'élément en cornière 48.
Dans ce mode de réalisation, lorsque la tranche de silicium 30 est déformée thermiquement du fait de la dilatation thermique, le ressort hélicoïdal 44 est fléchi dans la direction de l'expansion de la tranche de silicium 30, c'est-à-dire plié dans une direction coupant la direction axiale de la pièce support de tranche 76, si bien que cette pièce support de tranche 76 est déplacée en suivant le mouvement dû à la dilatation thermique de la tranche de silicium 30. De cette manière, la déformation thermique provoquée par la dilatation thermique de la
tranche de silicium 30 peut être absorbée.
Le présent mode de réalisation permet d'obtenir une réduction de poids, étant donné que la longueur de la pièce support de tranche 76 peut être inférieure à celle
de la pièce support de tranche 42 de la FIG. 3.
Un troisième mode de réalisation de la partie support 36 va être décrit ci-dessous, en référence à la
FIG. 5.
Dans ce mode de réalisation, la partie support 36 est constituée d'une pièce support de tranche 84, d'un ressort hélicoïdal 44, d'une pince de montage 86, d'un élément en cornière 88 etc., et l'élément en cornière 88 est fixé sur
le disque rotatif 20 par le bloc de positionnement 50.
La longueur de la pièce support de tranche 84 est supérieure à celle de la pièce support de tranche 42 de la FIG. 3, et une partie d'extrémité, dans la direction axiale de la pièce support de tranche 84, est reliée alors à la pince de montage 86. Une branche 88 est fixée à la pince de montage 86 en un état de serrage par la pince de montage 86 et est fixée à l'aide d'une vis 58, et une première extrémité du ressort hélicoïdal 44 est fixée à la branche 88. Le ressort hélicoïdal 44 est agencé dans la direction axiale de la pièce support de tranche 84, et l'autre extrémité du ressort hélicoïdal 44 est fixée à une branche 90 formée du côté de la partie inférieure de
l'élément en cornière 48. Dans ce mode de réalisation, lorsque la tranche de silicium 30 est
déformée thermiquement du fait de la dilatation thermique, la pièce support de tranche 84 est déplacée sur une trajectoire arquée autour d'un point de
flexion du ressort hélicoïdal 44 faisant office de centre.
C'est-à-dire que, de façon similaire au ressort hélicoïdal 44 de la FIG. 3, le ressort hélicoïdal 44 est fléchi dans une direction d'expansion de la tranche de silicium 30, et la pièce support de tranche 84 est déplacée, en suivant le mouvement dû à la dilatation
thermique de la tranche de silicium 30.
Selon le présent mode de réalisation, la dilatation thermique de la tranche de silicium 30 peut être absorbée de manière analogue à la partie support 36 dans chacun des modes de réalisation décrits ci- dessus. En outre, le rayon du déplacement en arc de la pièce support de tranche 84 est supérieur à ce qu'il est dans chacun des modes de réalisation décrits ci-dessus, le déplacement de la pièce support de tranche 84, du fait de la dilatation thermique
T^I. --
de la tranche de silicium 30, devient plus proche d'une ligne droite que dans le cas de chacun des modes de réalisation décrits ci-dessus. Par conséquent, selon le présent mode de réalisation, la production d'objets étrangers et de particules, du fait du raclage intervenant entre la pièce support de tranche 84 et la tranche de silicium 30, peut être réduite en comparaison du cas de
chacun des modes de réalisation décrits ci-dessus.
Un quatrième mode de réalisation de la partie support 36 va être décrit ci-dessous, en se référant à la
FIG. 6.
Dans ce mode de réalisation, la partie support 36 est constituée d'une pièce support de tranche 92, d'une pince de montage 94, d'un ressort à lame 96 en forme de U, d'une plaque de montage 98, d'un ressort à lame 100 en forme de U, d'un élément en cornière 48 et d'un bloc de positionnement 50. Dans ce mode de réalisation, la partie support 36 comporte le ressort à lame 96 faisant office de premier corps élastique et le ressort à lame 100 faisant office de deuxième corps élastique, au lieu que ce soit le ressort hélicoïdal, et chacun des ressorts à lame 96, 100 a la même forme que celle du ressort à lame 46. Les ressorts à lame 96, 100 sont disposés de manière que les directions d'action des forces élastiques soient différentes les unes des autres, c'est-à-dire que les directions d'action des forces élastiques se coupent entre elles, et les extrémités du ressort à lame 96 sont reliées aux pinces de montage 94, 98. Une partie d'extrémité en direction axiale de la pièce support de tranche 92 est fixée à la pince de montage 94, en un état de serrage par la pince de montage 94, et est fixée par une vis 58. La hauteur de la pièce support de tranche 92 peut être ajustée en desserrant la vis 58. En outre, une extrémité du ressort à lame 96 est fixée à une partie effilée 102 de la pince de montage 94 et l'autre extrémité du ressort à lame 96 est reliée à la pince de montage 98. Une extrémité du ressort à lame 100 est reliée à la face supérieure de la pince de montage 98 et l'autre extrémité du ressort à lame 100 est reliée à l'élément en cornière 48. Dans ce mode de réalisation, lorsque la tranche de silicium 30 est déformée thermiquement du fait de la dilatation thermique s'étend produite et que la tranche de silicium 30 se dilate dans la direction suivie par la dilatation thermique, c'est-à-dire lorsque la tranche de silicium 30 se dilate thermiquement vers la pièce support de tranche 92, une force poussant la pièce support de tranche 92 agit sur le ressort à lame 100, de manière à diminuer l'angle d'ouverture du ressort à lame 100. Par conséquent, la pièce support de tranche 92 est déplacée en suivant le mouvement de la dilatation thermique de la tranche de silicium 30. De cette manière, la déformation thermique provoquée par la dilatation thermique de la
tranche de silicium 30 peut être absorbée.
Lorsque la tranche de silicium 30 est dilatée thermiquement et qu'une force capable d'entraîner le déplacement de la pièce support de tranche 92 sur une trajectoire en arc sur la périphérie externe de la tranche de silicium 30, agit sur la pièce support de tranche 92, cette pièce support de tranche 92 est déplacée suivant la dilatation thermique de la tranche 30, en modifiant l'angle d'ouverture du ressort à lame 96. Par conséquent, même si la tranche de silicium 30 est dilatée thermiquement dans la direction coupant la ligne reliant la partie support 34 et la partie support 36, la
dilatation thermique peut être absorbée.
Bien que chacun des modes de réalisation décrits ci-dessus comporte une partie support 36 unique, la dilatation de la tranche de silicium 30 peut être absorbée de façon sûre en prévoyant deux parties support 36, comme
représenté sur la FIG. 7.
Un mode de réalisation d'une partie support, ayant une structure en porte-à-faux faisant office de moyen support, va être décrit ci- dessous en se référant à la
FIG. 8 et à la FIG. 9.
Dans le présent mode de réalisation, le support de tranche 22 comprend deux parties support 104 d'une structure en porte-à-faux agencée en deux positions dans une région ayant la valeur maximale de la force centrifuge parmi les forces centrifuges qui agissent sur une tranche de silicium 30, c'est-à-dire dans une région située le
plus à l'écart du centre de rotation du disque rotatif 20.
Chacune des parties support 104 est constituée d'une pièce de fixation supérieure 106, de moyens de fixation inférieurs 108, d'un ressort hélicoïdal 110 et d'une pince de montage 112, et la pince de montage 112 est fixée au côté de partie inférieure du support de tranche 22. Le côté de la partie inférieure de la pièce de fixation supérieure 106 est fixé, avec une mobilité verticale, sur la pince de montage 112, et une vis de réglage 116 est insérée dans un trou 114 traversant, appartenant à la pièce de fixation supérieure 106. La pièce de fixation supérieure 106 et la pièce de fixation inférieure 108 sont formées par exemple en silicium ou en quartz, et la tranche de silicium 30 est maintenue en un état tel que les deux surfaces en direction axiale (la surface supérieure et la surface arrière), à une extrémité d'un côté périphérique externe de la tranche 30, sont insérées entre la pièce de fixation supérieure 106 et la pièce de fixation inférieure 108. La pièce de fixation inférieure 108 est fixée au support de tranche 22, en contact avec le côté de partie supérieur de la pince de serrage 112. Le ressort hélicoïdal 110 est inséré à l'intérieur d'une partie creuse, formée entre le côté partie supérieure de la pince de montage 72 et le côté partie inférieure de la pièce de fixation supérieure 106, et une extrémité du ressort hélicoïdal 110 est poussée avec une vis de réglage 116. En ajustant la longueur de la vis de réglage 116, le ressort hélicoïdal 110 est déployé et contracté, de manière correspondante à la longueur de la vis de réglage 116, et la pièce de fixation supérieure 106 est déplacée verticalement, de manière correspondante à la force élastique exercée par le ressort hélicoïdal 110, pour ajuster la force de fixation sur la tranche de silicium 30, par la position de la pièce de
fixation supérieure 106.
Dans le présent mode de réalisation, en maintenant, c'est-à-dire en supportant la région située sur un côté de la tranche de silicium 30 à l'aide des parties support 104 agencées aux deux positions, l'une des extrémités de la tranche de silicium 30, c'est-à-dire la région supportée par les parties supports, peut être empêché de se déplacer dans la direction d'action de la force centrifuge, et l'autre extrémité (le côté opposé au côté des parties supports) de la tranche de silicium 30 peut être laissée libre de se déplacer dans la direction d'action de la
force centrifuge.
Selon le présent mode de réalisation, la tranche de silicium 30 est maintenue seulement par les parties supports 104 dans la surface supérieure et la surface arrière et il n'y rien de plus pour limiter le déplacement de la tranche de silicium 30. Par conséquent, étant donné que la dilatation thermique de la tranche de silicium 30 est permise, même si la dilatation thermique se produit dans la tranche de silicium par le chauffage de l'élément chauffant ou par la chaleur produite par l'irradiation par le faisceau, il est possible d'empêcher que la tranche de silicium 30 ne soit fissurée, fendue et gondolée. En outre, étant donné que la surface latérale arrière de la tranche de silicium 30 n'est pas en contact avec le support de tranche 22. il est possible de maintenir la tranche de silicium 30 à un état de haute température et d'empêcher la production de particules par raclage entre
la tranche de silicium 30 et le support de tranche 22.
En outre, dans chacun des modes de réalisation décrits ci-dessus, en utilisant pour chacune des pièces support 42, 76, 84, 92 et les parties support 104 un matériau équivalent à la tranche de silicium 30, c'est-à-dire du silicium ou du quartz, il est possible d'empêcher de façon sûre la production de particules à
partir de la tranche de silicium.
Comme décrit ci-dessus, selon la présente invention, en supportant seulement une partie de la région située dans le côté périphérique externe de l'objet devant subir l'implantation d'ions, l'objet devant subir une implantation d'ions est empêché de se déplacer dans la direction d'action d'une force centrifuge et est laissé libre de se déplacer dans la direction opposée à la direction d'action d'une force centrifuge. Par conséquent, l'objet devant être soumis à une implantation d'ions peut être maintenu à un état de haute température, en empêchant la survenue de fissures, d'émiettements et de gondolements provoqués par la déformation thermique de l'objet devant subir une implantation d'ions, et la production de particules provoquées par la déformation thermique peut être empêchée. Par conséquent, la qualité des produits
peut être améliorée.
En outre, bien que les modes de réalisation ci-dessus aient été décrits en prenant exemple sur des cas dans lesquels une tranche de silicium est irradiée par le faisceau d'ions, la présente invention n'est pas limitée à un dispositif d'implantation d'ions. Les modes de
réalisation ci-dessus peuvent être appliqués à tous les dispositifs de traitement d'échantillon dans lesquels une tranche de silicium est irradiée par un faisceau ayant une5 caractéristique d'onde électromagnétique.
Claims (19)
1. Un dispositif d'implantation d'ions, comprenant: une source d'ions (10) pour produire un faisceau d'ions (28), une chambre de traitement (14) pour contenir un objet (30) devant subir une implantation d'ions, un corps rotatif (20) disposé et entraîné en rotation dans ladite chambre de traitement, des moyens de support (22) pour supporter ledit objet devant être soumis à une implantation d'ions, avec un espacement entre une zone implantée par des ions, dudit objet devant subir une implantation d'ions et lesdits moyens de support, lesdits moyens de support étant reliés audit corps rotatif, des moyens (12) d'irradiation par faisceau d'ions pour faire irradier le faisceau d'ions, en allant de ladite source d'ions vers ledit objet devant subir une implantation d'ions, dans ladite chambre de traitement, et des moyens de chauffage pour chauffer ledit objet devant subir une implantation d'ions dans ladite chambre de traitement, dans lequel lesdits moyens de support (22) supportent ledit objet (30) devant subir une implantation d'ions en un état en contact avec une partie d'une région d'un côté périphérique externe dudit objet devant subir une implantation d'ions et bloquent ledit objet devant subir une implantation d'ions, en empêchant son déplacement dans
une direction d'action d'une force centrifuge.
2. Un dispositif d'implantation d'ions selon la revendication 1, dans lequel: lesdits moyens de support (22) bloquent ledit objet devant subir une implantation d'ions en l'empêchant de se déplacer dans la direction d'action de la force centrifuge, et maintiennent une surface d'extrémité du côté périphérique externe dudit ledit objet devant subir une implantation d'ions, pour permettre audit objet devant subir une implantation d'ions de se déplacer dans une direction opposée à la direction d'action de la force centrifuge.
3. Un dispositif d'implantation d'ions selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens de support (22) comprennent une partie support (34) devant supporter une partie d'une région du côté périphérique externe dudit objet devant être implanté par des ions, et ladite partie support supporte une partie d'extrémité latérale dans la périphérie externe dudit objet devant être implanté par des ions, depuis les deux côtés de la surface, dans une direction axiale dudit objet devant
être implanté par des ions.
4. Un dispositif d'implantation d'ions selon la revendication 3, dans lequel: ladite partie support (34) est disposée dans une position correspondant à une région dudit objet devant être implanté par des ions la plus éloignée d'un centre de
rotation dudit corps rotatif.
5. Un dispositif d'implantation d'ions, comprenant: une source d'ions (10) pour produire un faisceau d'ions (28), une chambre de traitement (14) pour contenir un objet (30) devant subir une implantation d'ions, un corps rotatif (20) disposé et entraîné en rotation dans ladite chambre de traitement, des moyens de support (22) pour supporter ledit objet devant être implanté par des ions, avec un espacement entre une zone implantée par des ions dudit objet devant être implanté par des ions et lesdits moyens de support, lesdits moyens de support étant reliés audit corps rotatif, des moyens (12) d'irradiation par faisceau d'ions pour faire irradier le faisceau d'ions, en allant de ladite source d'ions vers ledit objet devant être implanté par des ions, dans ladite chambre de traitement, et des moyens de chauffage pour chauffer ledit objet devant être implanté par des ions dans ladite chambre de traitement, dans lequel lesdits moyens de support (22) comprennent une pluralité de parties supports (34, 36, 104), pour supporter des parties de régions situées dans un côté périphérique externe dudit objet devant être implanté par des ions, une première partie support (34) de ladite pluralité de parties supports supportant une surface d'extrémité dans un côté périphérique dudit objet devant être implanté par des ions, pour bloquer ledit objet devant être implanté par des ions en l'empêchant de se déplacer dans une direction d'action d'une force centrifuge, une deuxième partie support (36), supportant la surface d'extrémité dans le côté périphérique dudit objet devant être implanté par des ions, pour permettre audit objet devant être implanté par des ions de se déplacer dans une direction opposée à la direction d'action de la
force centrifuge.
6. Un dispositif d'implantation d'ions selon la revendication 5, dans lequel: ladite deuxième partie support (36) est disposée à
l'opposé de ladite première partie support (34).
7. Un dispositif d'implantation d'ions selon la revendication 5, dans lequel ladite deuxième partie support (36) comprend: une pièce support (42) pour supporter la surface d'extrémité dans le côté périphérique externe dudit objet devant être implanté par des ions, un corps élastique (44) relié à ladite pièce support, un organe de fixation (48) pour fixer le corps
élastique audit corps rotatif.
8. Un dispositif d'implantation d'ions selon la revendication 5, dans lequel ladite deuxième partie support (36) comprend: une pièce support (42) pour supporter la surface d'extrémité dans le côté périphérique externe dudit objet devant être implanté par des ions, un premier corps élastique (44) relié à ladite pièce support, un organe support (62) devant supporter une extrémité du premier corps élastique, un deuxième corps élastique (46) relié audit organe support, et un organe de fixation pour fixer le deuxième corps
élastique sur ledit corps rotatif.
9. Un dispositif d'implantation d'ions selon la revendication 8, dans lequel chacun dudit premier corps élastique et dudit deuxième corps élastique est formé d'un ressort à lame (96, 100), et les ressorts à lames sont disposés de manière que les directions des forces élastiques des ressorts à lames deviennent opposées l'une
à l'autre.
10. Un dispositif d'implantation d'ions, comprenant: une source d'ions (10) pour produire un faisceau d'ions (28), une chambre de traitement (14) pour contenir un objet (30) devant subir une implantation d'ions, un corps rotatif (20) disposé et entraîné en rotation dans ladite chambre de traitement, - flT des moyens de support (22) pour supporter ledit objet devant être implanté par des ions, avec un espacement entre une zone implantée par des ions dudit objet devant être implanté par des ions et lesdits moyens de support, lesdits moyens de support étant reliés audit corps rotatif, des moyens (12) d'irradiation par faisceau d'ions pour faire irradier le faisceau d'ions depuis ladite source d'ions vers ledit objet devant être implanté par des ions dans ladite chambre de traitement, et des moyens de chauffage pour chauffer ledit objet devant être implanté par des ions dans ladite chambre de traitement, dans lequel: lesdits moyens de support (22) comprennent une partie support (34), pour supporter une partie de région d'un côté périphérique externe dudit objet devant être implanté par des ions, et ladite partie support (34) supporte une partie d'extrémité latérale dans la périphérie extérieure dudit objet devant être implanté par des ions depuis les deux côtés de la surface dans une direction axiale dudit objet
devant être implanté par des ions.
11. Un dispositif d'implantation d'ions selon la revendication 10, dans lequel ladite partie support (34) est disposée en une position correspondant à une région dudit objet devant être implanté par des ions qui est la plus à l'écart d'un centre de rotation dudit corps rotatif.
12 Un dispositif d'implantation d'ions selon la revendication 10, dans lequel un matériau de ladite partie support (34) est du silicium ou du quartz lorsque ledit objet (30) devant être implanté par des ions est formé de silicium.
13. Un dispositif de traitement d'échantillon, comprenant: une chambre de traitement (14) pour contenir un échantillon (30) à traiter, un corps rotatif (20) disposé et entrainé en rotation dans ladite chambre de traitement, et des moyens de support (22) pour supporter ledit échantillon à traiter, avec un espacement entre une zone traitée dudit échantillon à traiter et lesdits moyens de support, et pour irradier avec un faisceau ledit échantillon à traiter, lesdits moyens support étant reliés audit corps rotatif, dans lequel lesdits moyens de support (22) supportent ledit échantillon à traiter en un état en contact avec une partie d'une région d'un côté périphérique externe dudit échantillon à traiter, et bloquent ledit échantillon à traiter en empêchant son déplacement dans la direction
d'action d'une force centrifuge.
14. Un dispositif de traitement d'échantillon selon la revendication 13, dans lequel lesdits moyens de support comprennent une pluralité de parties supports (34, 36; 104) pour supporter des parties de régions d'un côté périphérique externe dudit échantillon à traiter, une première partie support de ladite pluralité de parties supports supportant une surface d'extrémité d'un côté périphérique dudit échantillon à traiter pour bloquer ledit échantillon à traiter, en l'empêchant de se déplacer dans une direction d'action d'une force centrifuge, une deuxième partie support supportant la surface d'extrémité dans le côté périphérique dudit échantillon à traiter, pour permettre audit échantillon à traiter de se déplacer dans une direction opposée à la direction
d'action de la force centrifuge.
15. Un dispositif de traitement d'échantillon selon la revendication 14, dans lequel ladite deuxième partie support (36) est disposée à l'opposé de ladite première
partie support (34).
16. Un dispositif de traitement d'échantillon selon la revendication 14, dans lequel ladite deuxième partie support (36) comprend: une pièce support (42) pour supporter la surface d'extrémité dans le côté périphérique externe dudit échantillon à traiter, un corps élastique (44) relié à ladite pièce support; et un organe de fixation pour fixer le corps élastique
audit corps rotatif.
17. Un dispositif de traitement d'échantillon selon la revendication 14, dans lequel ladite deuxième partie support comprend: une pièce support (42) pour supporter la surface d'extrémité du côté périphérique externe dudit échantillon à traiter, un premier corps élastique (44) relié à ladite pièce support, un organe de support (62) pour supporter une extrémité du premier corps élastique, un deuxième corps élastique (46) relié audit organe support, et un organe de fixation pour fixer le deuxième corps
élastique audit corps rotatif.
18. Un dispositif d'implantation d'ions, dans lequel, dans le dispositif de traitement d'échantillon selon la revendication 13, lesdits moyens de support comprennent une partie support pour supporter une partie de région d'un côté périphérique externe dudit échantillon à traiter, et ladite partie support supporte une partie d'extrémité latérale dans la périphérie externe dudit échantillon à traiter, depuis les deux côtés de la surface dans une
direction axiale dudit échantillon à traiter.
19. Un dispositif d'implantation d'ions selon la revendication 18, dans lequel ladite partie support est disposée en une position correspondant à une région dudit objet devant être implanté par des ions la plus écartée
d'un centre de rotation dudit corps rotatif.
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20060831 |