JP2003531471A - Wafer holder assembly equipment - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 イオン注入システムで用いるウェーハホルダー集成装置は、イオン注入システム内のエンドステーションに取り付け得る基礎構造部材を含む。電導性屈折材料から形成するウェーハ保持部材がこの基礎部材に結合され、イオン注入システム内でイオンビーム経路にウェーハを保持する。ウェーハホルダー集成装置は、第１及び第２ウェーハ保持アームが接続された第１及び第２主構造部材を含み得る。第１アームはグラファイト固定部材で主構造部材に固着されている。第２アームは、グラファイト付勢部材でウェーハ保持位置へ旋回可能に付勢されている。この構成はウェーハから集成装置への導電路を提供して、イオン注入時にウェーハからの放電を防ぐ。アーム遠位端のウェーハ接触ピンは、シリコン又はグラファイト製でよい。ピンは窒化チタン等で被覆でき、ウェーハとの電気接触を向上しつつ耐摩耗性表面となる。ウェーハ近傍のピン材料の量が最小となるようピンの側面形状を限定して、ウェーハからピンへの放電アークを防止できる。 SUMMARY A wafer holder assembly for use in an ion implantation system includes a substructure that can be attached to an end station in the ion implantation system. A wafer holding member formed from a conductive refractive material is coupled to the base member and holds the wafer in the ion beam path within the ion implantation system. The wafer holder assembly may include first and second main structural members to which the first and second wafer holding arms are connected. The first arm is fixed to the main structural member by a graphite fixing member. The second arm is pivotally urged by a graphite urging member to the wafer holding position. This arrangement provides a conductive path from the wafer to the assembly and prevents discharge from the wafer during ion implantation. The wafer contact pins at the distal end of the arm may be made of silicon or graphite. The pins can be coated with titanium nitride or the like to provide a wear-resistant surface while improving electrical contact with the wafer. By limiting the side shape of the pins so as to minimize the amount of pin material near the wafer, a discharge arc from the wafer to the pins can be prevented.
Description
【０００１】
発明の背景
本発明は、シリコンウェーハ加工一般に関連し、更に詳細には、シリコンウェ
ーハにイオン衝撃を与えたり熱処理を施したりする際に、これらシリコンウェー
ハを保持する装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates generally to silicon wafer processing, and more particularly to an apparatus for holding silicon wafers during ion bombardment or heat treatment.
【０００２】
シリコンウェーハを加工して集積回路などの素子を形成する様々なな技術が知
られている。ある技術では、シリコンウェーハに酸素イオンを打ち込んで、「絶
縁体上シリコン（ＳＯＩ）」素子と呼ばれる埋込み層素子を作製する工程が含ま
れる。これら素子では、埋め込み絶縁体層は薄い表面シリコン皮膜の下に形成さ
れる。これら素子には、従来のシリコン素子に比べて多くの潜在的な利点がある
（例えば、速度性能及び温度性能に優れ、対放射線硬度が向上していること）。
バルクシリコン素子に比較して、ＳＯＩ素子においては電気的に活動状態になる
半導体の体積が少ないことにより、漏れキャパシタンス、抵抗、及び放射感度な
どの寄生効果が減少する。Various techniques are known for processing a silicon wafer to form an element such as an integrated circuit. One technique involves implanting oxygen ions into a silicon wafer to create buried layer devices called "silicon on insulator (SOI)" devices. In these devices, the buried insulator layer is formed under a thin surface silicon film. These devices have many potential advantages over conventional silicon devices (eg, superior speed and temperature capabilities and improved radiation hardness).
The lower volume of electrically active semiconductors in SOI devices compared to bulk silicon devices reduces parasitic effects such as leakage capacitance, resistance, and radiation sensitivity.
【０００３】
ＳＩＭＯＸという略語で呼ばれる周知の技術では、酸素イオンをバルク基板に
打ち込んで埋め込み誘電体層を形成して、この基板から薄層の単結晶シリコン基
板を分離する。この「注入酸素による分離」技術（ＳＩＭＯＸ）は、表層電子デ
バイスに用いられると、埋め込まれた二酸化珪素層が極めて効果的な絶縁体とし
て機能するヘテロ構造を提供する。A known technique, abbreviated as SIMOX, implants oxygen ions into a bulk substrate to form a buried dielectric layer and separates the thin layer single crystal silicon substrate from the substrate. This "separation by implanted oxygen" technique (SIMOX) provides a heterostructure in which the buried silicon dioxide layer acts as a highly effective insulator when used in surface electronic devices.
【０００４】
このＳＩＭＯＸ加工では、酸素イオンをシリコンに打ち込んだ後、この材料を
アニーリングして埋め込み二酸化珪素層、つまりＢＯＸ領域を形成する。アニー
リング工程により酸素イオンが再分布されて、シリコンと二酸化珪素との間の境
界線がよりはっきりし、明確に規定されたＢＯＸ領域ができあがると共に、イオ
ン衝撃により生じた表面シリコン層の損傷を修復する。In this SIMOX process, after implanting oxygen ions into silicon, this material is annealed to form a buried silicon dioxide layer, that is, a BOX region. Oxygen ions are redistributed by the annealing process, the boundary line between silicon and silicon dioxide becomes clearer, a well-defined BOX region is formed, and the damage of the surface silicon layer caused by ion bombardment is repaired. .
【０００５】
ＳＩＭＯＸ加工の実行中は、ウェーハは比較的過酷な状態に置かれる。例えば
、イオン注入処理中では、ウェーハは約５００乃至６００℃の温度で加熱される
ことが多い。その後のアニーリング温度は１０００℃を超えるのが普通である。
これとは対照的に、殆どの従来のイオン注入技術では、１００℃を超える温度は
許容されない。更に、ＳＩＭＯＸウェーハ用の注入イオン適用量は、１平方セン
チメートル当たり１×１０１８個のオーダーのイオンであり、適用量がこれより
も２乃至３オーダー低い周知の技術も存在する。During the SIMOX process, the wafer is placed in a relatively harsh condition. For example, during the ion implantation process, the wafer is often heated to a temperature of about 500-600 ° C. The subsequent annealing temperature is usually above 1000 ° C.
In contrast, most conventional ion implantation techniques do not tolerate temperatures above 100 ° C. In addition, implant doses for SIMOX wafers are on the order of 1 × 10 18 ions per square centimeter, and there are known techniques where doses are two to three orders of magnitude lower.
【０００６】
従来のウェーハ保持装置は、ＳＩＭＯＸ加工におけるかなりの高温度に耐えら
れないことがしばしばある。更に、露出した金属部分を備えたウェーハ保持構造
体はＳＩＭＯＸ加工には適していない。それは、イオンビームが金属のスパッタ
リングを引き起こし、ウェーハの汚染に至るからである。又、構造体自体が熱膨
張によって非対称的に変形し、これが高温アニーリングの際にウェーハ表面及び
／又は縁部を損傷して、ウェーハの完全性を損ない、使用不能にすることがある
。Conventional wafer holding devices often cannot withstand the fairly high temperatures of SIMOX processing. Moreover, wafer holding structures with exposed metal parts are not suitable for SIMOX processing. This is because the ion beam causes sputtering of metal, which leads to contamination of the wafer. Also, the thermal expansion itself causes the structure to deform asymmetrically, which can damage the wafer surface and / or edges during high temperature annealing, impairing the integrity of the wafer and rendering it unusable.
【０００７】
ある種の周知のウェーハホルダーに関連した別の欠点は、ウェーハの放電であ
る。仮にウェーハホルダーが絶縁材で形成されている場合、ウェーハはイオンビ
ームに晒されると帯電する。帯電が増大すると、イオンビームから空間電荷中和
電子を奪うことにより注入加工を阻害する。更に、ウェーハ上の帯電増大は、ア
ークを介して近くの構造体への放電を引き起こし、ウェーハを汚染したり、その
他の損傷を与えることになりかねない。Another drawback associated with some known wafer holders is wafer discharge. If the wafer holder is made of an insulating material, the wafer will be charged when exposed to the ion beam. When the charge is increased, the implantation process is hindered by removing space charge neutralizing electrons from the ion beam. In addition, the buildup of charge on the wafer can cause a discharge through the arc to nearby structures, which can contaminate the wafer and cause other damage.
【０００８】
従って、導電性があり、且つスパッタ汚染の可能性を極力抑えつつＳＩＭＯＸ
ウェーハ加工に付随する比較的高い温度とエネルギーレベルに耐え得るウェーハ
ホルダーを提供することが望まれる。[0008] Therefore, SIMOX is electrically conductive and suppresses the possibility of sputter contamination as much as possible.
It is desirable to provide a wafer holder that can withstand the relatively high temperatures and energy levels associated with wafer processing.
【０００９】
発明の概要
本発明は、イオン注入加工に際して構造的完全性を維持すると共に、ウェーハ
上の電荷の増大を防ぐ、イオン注入システムで用いられるウェーハホルダー集成
装置を提供する。本発明は、主としてＳＩＭＯＸ加工に関連して図示及び説明さ
れるが、本発明のウェーハホルダー集成装置は、基板へのイオン注入及びウェー
ハ加工一般に関連したこれ以外の応用も可能であることは理解されよう。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a wafer holder assembly for use in an ion implantation system that maintains structural integrity during ion implantation processing and prevents buildup of charge on the wafer. Although the present invention is illustrated and described primarily in the context of SIMOX processing, it is understood that the wafer holder assembly of the present invention has other applications associated with ion implantation into substrates and wafer processing in general. See.
【００１０】
本発明の一様態においては、ウェーハホルダー集成装置は、イオン注入システ
ム内のエンドステーションに取り付け可能な少なくとも一つの基礎構造部材を含
む。この構造部材は、この部材に結合される少なくとも一つのウェーハ保持部材
の基礎としての役目を果たす。ウェーハ保持部材は、電導性の屈折材料から形成
され、且つ注入システム内でイオンビーム経路にウェーハを保持する。この電導
性屈折材料には、シリコン、グラファイト、及びゲルマニウムが含まれるが、そ
れらに限定されるわけではない。In one aspect of the invention, a wafer holder assembly includes at least one substructure mountable to an end station within an ion implantation system. The structural member serves as a basis for at least one wafer holding member coupled to the member. The wafer holding member is formed of a conductive, refractive material and holds the wafer in the ion beam path within the implantation system. This electrically conductive refraction material includes, but is not limited to, silicon, graphite, and germanium.
【００１１】
これに関連した様態では、上記基礎構造部材は電導性の屈折材料から形成され
る。一実施例では、この基礎構造部材は、互いに概ね平行で所定の距離で離間さ
れたレールなどの第１及び第２主構造部材で構成できる。第１ウェーハ保持アー
ムは、主構造部材の遠位端から回転可能に延伸してよい。一実施例によれば、こ
の第１アームは、第１及び第２部分を備えた横部材を備え、これら部分それぞれ
が、それぞれのウェーハ接触ピンと解放可能に係合する遠位先端部を備えている
。ウェーハ接触ピンは、例えばシリコンやグラファイトから作製できる。横部材
は、ウェーハの縁部において離間したウェーハ接触ピンがウェーハに概ね均等な
圧力を加えられるように回転可能となっている。In a related aspect, the underlying structural member is formed of a conductive, refractive material. In one embodiment, the base structural member may comprise first and second main structural members such as rails that are generally parallel to each other and spaced a predetermined distance apart. The first wafer holding arm may rotatably extend from the distal end of the main structural member. According to one embodiment, the first arm includes a cross member having first and second portions, each of which has a distal tip releasably engaging a respective wafer contact pin. There is. The wafer contact pins can be made of, for example, silicon or graphite. The cross member is rotatable such that spaced wafer contact pins at the edge of the wafer exert a generally uniform pressure on the wafer.
【００１２】
第２ウェーハ保持アームは、この集成装置の近位部分から延伸して、一つのウ
ェーハ接触ピンを介してウェーハの第３接触点を提供する。第２アームは、主構
造部材の少なくとも一方に接続された支えにより規定された軸を中心に旋回可能
となっているので、この集成装置へのウェーハの載置及び取り外しを容易にする
。一実施例によれば、付勢部材が第２アームをウェーハ保持位置に向けて付勢す
る。 A second wafer holding arm extends from the proximal portion of the assembly to provide a third contact point for the wafer via one wafer contact pin. The second arm is pivotable about an axis defined by a support connected to at least one of the main structural members, thus facilitating placement and removal of the wafer on and from the assembly apparatus. According to one embodiment, the biasing member biases the second arm toward the wafer holding position.
【００１３】
本発明の別の様態では、電導性コーティングをウェーハ接触ピンの少なくとも
一部に被覆する。このコーティングは、珪化チタン（ＴｉＳｉ２）又は珪化タン
グステン（ＷＳｉ２）などの珪化金属で作製できる。コーティング材料の他の例
としては、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化チタンアルミ（ＴｉＡｌＮ）、又は窒化
タングステン（ＷＮ）でもよい。In another aspect of the invention, a conductive coating is applied to at least a portion of the wafer contact pins. The coating can be made of a metal silicide such as titanium silicide (TiSi 2 ) or tungsten silicide (WSi 2 ). As another example of the coating material, titanium nitride (TiN), titanium aluminum nitride (TiAlN), or tungsten nitride (WN) may be used.
【００１４】
関連して様態では、コーティングの厚みは、約０．５マイクロメートルから約
１０．０マイクロメートルの範囲が可能である。このコーティングが、ウェーハ
に接触する耐久性があり且つ摩耗抵抗性がある表面となる。更に、ＴｉＮコーテ
ィングは、ピンの材料にできるシリコンよりも電導性が高く、ウェーハとピンと
の間の電気的接触を向上して、ウェーハから流れる電流の量（帯電増大）を増や
すことができる。ＴｉＮコーティングは、ウェーハとピンとの間のいわゆるウェ
ーハボンディングも防止する。In a related aspect, the coating thickness can range from about 0.5 micrometers to about 10.0 micrometers. This coating provides a durable and abrasion resistant surface that contacts the wafer. In addition, the TiN coating is more conductive than the silicon that can be the material for the pins and can improve the electrical contact between the wafer and the pins, increasing the amount of current (charge buildup) flowing from the wafer. The TiN coating also prevents so-called wafer bonding between the wafer and the pins.
【００１５】
本発明の更に別の様態では、ウェーハ接触ピンは、ウェーハからの放電の可能
性を引き下げる効果のある幾何学的形状を備えている。一実施例によれば、これ
らピンは、ウェーハ保持アームの遠位端に結合する近位部分と、ウェーハを保持
する遠位部分とを備えている。一実施例では、遠位部分は、くさび形の上側部分
とテーパ面との間に位置した弓状ウェーハ受けネックを備えている。ピンの上側
部分の幾何学的形状により、ウェーハ近傍に位置するピン材料の量が少なくなり
、イオン注入時にウェーハとピンとの間のアーク放電が発生しにくくなる。In yet another aspect of the present invention, the wafer contact pins are provided with a geometric shape effective to reduce the likelihood of discharge from the wafer. According to one embodiment, the pins include a proximal portion that couples to the distal end of the wafer holding arm and a distal portion that holds the wafer. In one embodiment, the distal portion includes an arcuate wafer receiving neck located between the wedge-shaped upper portion and the tapered surface. The geometry of the upper portion of the pins reduces the amount of pin material located near the wafer and reduces arcing between the wafer and pins during ion implantation.
【００１６】
本発明の別の様態において、ウェーハホルダー集成装置は、一連の固定部材に
よって互いに結合されており、ウェーハ汚染の原因となる従来のファスナーや接
着剤を不要としている。一実施例では、遠位固定部材には第１端部と第２端部と
が含まれているが、第１端部は、第１アームと係合可能で、第２端部は、第１端
部と第２端部との間に延伸するバネにより主構造部材に接続可能とされている。
遠位固定部材にはバネ部材によって張力が掛けられ、第１及び第２ピンがウェー
ハを均等に押圧するように第１軸を中心とする横部材の自由回転を許容する一方
、第１アームを主構造部材に固定している。In another aspect of the invention, the wafer holder assembly is joined together by a series of securing members, eliminating the need for conventional fasteners or adhesives that cause wafer contamination. In one embodiment, the distal fixation member includes a first end and a second end, the first end engageable with the first arm and the second end includes the first end. A spring extending between the one end and the second end is connectable to the main structural member.
The distal fixing member is tensioned by a spring member to allow free rotation of the lateral member about the first axis so that the first and second pins evenly press the wafer while the first arm is It is fixed to the main structural member.
【００１７】
中間固定部材を、本集成装置の中間部分において主構造部材に接続できる。一
実施例によれば、この中間固定部材は、Ｕ字型の対向した第１及び第２外側部材
を備えることができ、これら第１及び第２部材間にはバネ部材が延伸している。
バネ部材には、外側部材が主構造部材の底部のそれぞれの突起と係合を保つよう
に、張力が掛けられている。中間固定部材は、第１及び第２主構造部材の間の間
隔を維持して、本集成装置の全体的な機械的強度を向上させる。The intermediate fixing member can be connected to the main structural member at the intermediate portion of the present assembly. According to one embodiment, the intermediate fixing member may comprise U-shaped opposed first and second outer members with a spring member extending between the first and second members.
The spring member is tensioned so that the outer member remains engaged with the respective projections on the bottom of the main structural member. The intermediate securing member maintains the spacing between the first and second main structural members to improve the overall mechanical strength of the present assembly.
【００１８】
本集成装置は、その近位部分に設けられた近位固定部材を更に備えることがで
きる。近位固定部材は、近位バネ部材により結合された上側及び下側部材を含む
。上側及び下側部材は、張力が掛けられたバネ部材により主構造部材に係合して
いる。The assembly apparatus may further include a proximal fixation member provided on the proximal portion thereof. The proximal fixation member includes upper and lower members joined by a proximal spring member. The upper and lower members are engaged with the main structural member by a tensioned spring member.
【００１９】
本発明の別の様態では、本ウェーハホルダー集成装置は、アース可能な、ウェ
ーハから本集成装置への導電路を提供する。ウェーハをアースすることにより、
ウェーハにおける電荷の増大を抑制して、損傷の原因となるウェーハからの放電
アークをイオン注入時に防止する。ある典型的な実施例では、主構造部材、第１
及び第２アーム、付勢部材、及び固定部材はグラファイト製とし、ウェーハ接触
ピンはシリコン製とする。これらの材料は、ウェーハホルダー集成装置に必要な
剛性と電導性を与え、ＳＩＭＯＸウェーハ加工に最適な条件を実現する。更に、
シリコンのみがシリコンウェーハに接触し且つシリコンのみがイオンビームに当
たるので、ウェーハが汚染する可能性が減少し、従って、ウェーハ汚染及び微粒
子生成を極力抑えることができる。更に、グラファイト製の付勢部材は、室温か
ら６００℃に達するような広い温度範囲に亘って、変化のない一定したバネ定数
を維持する。従って、本集成装置は室温で概ね較正可能である。In another aspect of the invention, the wafer holder assembly provides a groundable conductive path from the wafer to the assembly. By grounding the wafer,
It suppresses the increase of charges on the wafer and prevents a discharge arc from the wafer that causes damage during ion implantation. In one exemplary embodiment, the primary structural member, the first
The second arm, the biasing member, and the fixing member are made of graphite, and the wafer contact pin is made of silicon. These materials provide the necessary rigidity and electrical conductivity to the wafer holder assembly, and provide optimal conditions for SIMOX wafer processing. Furthermore,
Since only silicon contacts the silicon wafer and only silicon hits the ion beam, the possibility of wafer contamination is reduced, thus minimizing wafer contamination and particle generation. Further, the graphite biasing member maintains a constant and constant spring constant over a wide temperature range from room temperature to 600 ° C. Therefore, the assembly is generally calibratable at room temperature.
【００２０】
他の様態では、本ウェーハホルダー集成装置は本集成装置に接続可能なシール
ドを含んでおり、イオンビームをウェーハとウェーハ接触ピンのみに衝突させる
。これに関連して、ウェーハ保持アームはウェーハをイオンビーム経路に位置決
めして、ウェーハシールドが本ウェーハホルダー集成装置の少なくとも一部分を
イオンビームから遮蔽する。In another aspect, the wafer holder assembly includes a shield connectable to the assembly so that the ion beam impinges on the wafer and the wafer contact pins only. In this regard, the wafer holding arm positions the wafer in the ion beam path and the wafer shield shields at least a portion of the present wafer holder assembly from the ion beam.
【００２１】
実施例の詳細な説明
本発明は、比較的高いイオンビームエネルギー及び温度を用いるＳＩＭＯＸウ
ェーハ加工に適したウェーハホルダー集成装置を提供する。一般的に、このウェ
ーハホルダー集成装置は、ＳＩＭＯＸウェーハ加工に付随する過酷な条件におい
て、その完全性を維持すると共にウェーハ汚染の可能性を抑制する構造を備えて
いる。このウェーハホルダー集成装置は導体から作製して、ウェーハからアース
への導電路を提供し、イオン注入加工時のウェーハの帯電とアークの発生を防止
する。Detailed Description of Embodiments The present invention provides a wafer holder assembly suitable for SIMOX wafer processing using relatively high ion beam energies and temperatures. Generally, the wafer holder assembly has a structure that maintains its integrity and suppresses the possibility of wafer contamination under the harsh conditions associated with SIMOX wafer processing. The wafer holder assembly is made from a conductor to provide a conductive path from the wafer to ground to prevent wafer charging and arcing during ion implantation processing.
【００２２】
図１及び２に、本発明によるウェーハホルダー集成装置１００を示す。この集
成装置は、互いに概ね平行で、所定の距離で離間した第１及び第２主構造レール
部材１０２、１０４を備えた基礎構造部材１００ａを含んでいる。図示した典型
的な実施例では、主構造部材１０２、１０４は概ねＣ字形状となっている。第１
ウェーハ保持アーム１０６が、このホルダー集成装置の遠位端１０８に回転可能
に取り付けられており、第２ウェーハ保持アーム１１０が、本集成装置の概ね近
位部分１１２において本集成装置に旋回可能に取り付けられている。1 and 2 show a wafer holder assembly 100 according to the present invention. The assembly includes a foundation structural member 100a having first and second main structural rail members 102, 104 that are generally parallel to each other and spaced a predetermined distance apart. In the exemplary embodiment shown, the main structural members 102, 104 are generally C-shaped. First
A wafer holding arm 106 is rotatably attached to the distal end 108 of the holder assembly and a second wafer holding arm 110 is pivotally attached to the assembly at a generally proximal portion 112 of the assembly. Has been.
【００２３】
第１アーム１０６には、それぞれ遠位端１２０、１２２で終端する第１及び第
２部分１１６、１１８を備えた横部材１１４が含まれる。ウェーハ接触ピン１２
４、１２６が、第１及び第２アーム部分の遠位端１２０、１２２に固着されてい
る。第１アーム１０６は、第１及び第２主構造部材１０２、１０４と概ね平行な
第１軸１２８を中心に回転可能である。第１軸１２８を中心とした第１アーム１
０６の回転を許容することで、第１及び第２アーム部分が、離間したウェーハ接
触ピン１２４、１２６を介してウェーハの縁部に概ね等しい圧力を掛け得る。The first arm 106 includes a cross member 114 with first and second portions 116, 118 terminating in distal ends 120, 122, respectively. Wafer contact pin 12
4, 126 are secured to the distal ends 120, 122 of the first and second arm portions. The first arm 106 is rotatable about a first axis 128 that is generally parallel to the first and second main structural members 102, 104. First arm 1 centered on the first shaft 128
By allowing rotation of 06, the first and second arm portions may exert approximately equal pressure on the edge of the wafer via the spaced wafer contact pins 124, 126.
【００２４】
第２アーム１１０は、ウェーハの載置及び取り外しを容易にするために、主構
造部材１０２、１０４に対し概ね直交する第２軸１３０を中心に旋回可能である
。ウェーハ接触ピン１３２が、第２アームの遠位端１３４に取り付けられて、第
１アームに接続したピン１２４、１２６と共に、ウェーハを所定位置で確実に保
持する離間した３つの接触ポイントとなる。The second arm 110 is pivotable about a second axis 130 that is generally orthogonal to the main structural members 102, 104 to facilitate wafer loading and unloading. A wafer contact pin 132 is attached to the distal end 134 of the second arm, with the pins 124, 126 connected to the first arm to provide three spaced contact points that hold the wafer in place.
【００２５】
一般に、ウェーハの周縁におけるピンの配置は、ホルダー集成装置上でのウェ
ーハの配向に用いられるウェーハのノッチつまり「有効平部」によって規制され
る。加工技術によっては、注入加工時にウェーハを数回にわたって４分の１回転
させて、ドーピングを確実に均一とするものもある。Generally, the placement of the pins on the periphery of the wafer is constrained by the notch or "effective flat" of the wafer used to orient the wafer on the holder assembly. Depending on the processing technique, the wafer may be rotated by a quarter turn several times during the implantation process to ensure uniform doping.
【００２６】
このウェーハホルダー集成装置は、従来のファスナー及び／又は接着剤を必要
とせずに、集成装置の構成要素を確実に保持する一連の固定部材を付加的に含ん
でいてもよい。接着剤は、イオン注入加工時に、蒸発したりガス放出してウェー
ハを汚染する可能性があることが分かっている。同様に、露出した金属ネジ、ナ
ット、ボルト、及びリベットなどの従来のファスナーもウェーハを汚染すること
がある。更に、こうした部材は、熱膨張率が不適合であり、集成装置の大きな破
損を招くこともある。The wafer holder assembly may additionally include a series of securing members that securely hold the components of the assembly without the need for conventional fasteners and / or adhesives. It has been found that the adhesive can vaporize or outgas during ion implantation processing to contaminate the wafer. Similarly, conventional fasteners such as exposed metal screws, nuts, bolts, and rivets can also contaminate the wafer. In addition, such members have incompatible coefficients of thermal expansion, which can lead to significant damage to the assembly.
【００２７】
一実施例では、本集成装置には、第１アーム１０６を本集成装置に結合する遠
位固定部材１３６と、本集成装置の底部に接続されて第１及び第２主構造部材１
０２、１０４の間隔を維持する、集成装置中間部分１４０に位置する中間固定部
材１３８とが含まれる。更に、本集成装置は、これら構造部材を所定位置に保持
する近位固定部材１４２を近位部分１１２に備えている。In one embodiment, the assembly includes a distal fixation member 136 that couples the first arm 106 to the assembly and a first and second main structural member 1 connected to the bottom of the assembly.
An intermediate fixing member 138 located in the intermediate assembly portion 140 that maintains the 02, 104 spacing. In addition, the present assembly includes a proximal securing member 142 at the proximal portion 112 that holds the structural members in place.
【００２８】
図３乃至７（ウェーハ接触ピンがない状態で図示する）は、図１及び２と合わ
せて、このウェーハホルダー集成装置の構造を更に詳しく示す。第１アーム１０
６は、横部材１１４から直角に延伸する支持部材１４４を含む（図３及び４）。
支持部材１４４は、中間部分１４６と弓状結合部材１４８とを含む。支え部材１
５０は、支持部材１４４の中間部分１４６内の長手方向孔１５２を貫通して延伸
する（図３及び４）。FIGS. 3-7 (shown without the wafer contact pins), in conjunction with FIGS. 1 and 2, show the structure of this wafer holder assembly in more detail. First arm 10
6 includes a support member 144 that extends at a right angle from the cross member 114 (FIGS. 3 and 4).
The support member 144 includes an intermediate portion 146 and an arcuate coupling member 148. Support member 1
50 extends through the longitudinal hole 152 in the intermediate portion 146 of the support member 144 (FIGS. 3 and 4).
【００２９】
第１交差部材１５４は、主構造部材１０２、１０４の遠位端１５６、１５８と
接続可能であり、第２交差部材１６０は、第１交差部材１５４から所定の距離を
置いて主構造部材１０２、１０４と接続可能である（図５及び６）。第１及び第
２交差部材１５４、１６０は、主構造部材１０２、１０４の対向する縁部と接続
するよう構成されている。様々な構成部材にノッチを設けて接続部材を受けるこ
とができるのは理解されよう。第１及び第２交差部材１５４、１６０は、支え部
材１５０の一端を受ける孔１６２、１６４をそれぞれ含む（図７）。一実施例で
は、この支え部材はロッドであり、その各端部が、交差部材１５４、１６０内の
開口内に設けられたスリーブ部材１６６、１６８内に嵌入している。スリーブ部
材１６６、１６８は、第１アーム１０６の回転中のグラファイトどうしの接触に
よる微粒子発生を極力抑制しつつ、第１アームの自由回転を許容する。一実施例
によれば、これらスリーブは、アルミナ（サファイア）などの硬質の絶縁材料製
である。The first cross member 154 is connectable to the distal ends 156, 158 of the main structural members 102, 104, and the second cross member 160 is at a predetermined distance from the first cross member 154. It is connectable to the members 102, 104 (FIGS. 5 and 6). The first and second cross members 154, 160 are configured to connect with opposite edges of the main structural members 102, 104. It will be appreciated that notches can be provided in various components to receive the connecting members. The first and second intersecting members 154 and 160 include holes 162 and 164, respectively, which receive one end of the supporting member 150 (FIG. 7). In one embodiment, the support member is a rod, each end of which fits within a sleeve member 166, 168 provided within an opening in the cross member 154, 160. The sleeve members 166 and 168 allow free rotation of the first arm 106 while suppressing generation of fine particles due to contact between graphite particles during rotation of the first arm 106 as much as possible. According to one embodiment, the sleeves are made of a hard insulating material such as alumina (sapphire).
【００３０】
図８は、図１及び２と共に、第１ノッチ１７２及び第２ノッチ１７４を備えた
第１端部１７０を含む遠位固定部材１３６を詳しく示したもので、この第１ノッ
チは主構造部材１０２の何れかに結合するものであり、第２ノッチは第１アーム
の結合部材１４８（図３）に係合するものである。遠位固定部材１３６の第２端
部１７６は、本集成装置の中間部分１４０に接続可能である。窪み１７８を主構
造部材１０２、１０４に設けて、第２端部１７６の本集成装置への係合を容易に
してもよい（図１）。FIG. 8, along with FIGS. 1 and 2, detail a distal fixation member 136 that includes a first end 170 with a first notch 172 and a second notch 174, which is the primary notch. The second notch engages with one of the structural members 102 and the second notch engages the connecting member 148 (FIG. 3) of the first arm. The second end 176 of the distal fixation member 136 is connectable to the intermediate portion 140 of the present assembly. A recess 178 may be provided in the main structural members 102, 104 to facilitate engagement of the second end 176 with the present assembly (FIG. 1).
【００３１】
図９及び１０は、つる巻きバネ１３６’又は蛇腹１３６’’とした遠位固定部
材の別の実施例をそれぞれ示す。通常の技能を備えた当業者であれば、固定部材
の幾何学的形状を容易に変更できることは理解されよう。9 and 10 respectively show another embodiment of the distal fixation member which is a helical spring 136 ′ or a bellows 136 ″, respectively. One of ordinary skill in the art will appreciate that the geometry of the fixation member can be readily modified.
【００３２】
一実施例によれば、遠位固定部材１３６には、支持部材の結合部材１４８に対
して矢印１８０（図５）で示した方向に力を加えるために張力が掛けられている
。遠位固定部材１３６により加えられる力が、支持部材のネック１８２（図３）
を第２交差部材１６０に対して押圧する。第２交差部材１６０が支持部材１４４
の支点の作用をするので、この掛けた力は、第１交差部材１５４を、支え部材１
５０を介して主構造部材１０２、１０４に対しても押圧する。しかし、第１アー
ムの支持部材１４４だけでなく横部１１４も、第１軸１２８（つまり支え部材１
５０）の周りを自由に回転するので、第１アーム部分１１６、１１８の遠位端に
おけるピン１２４、１２６は、ウェーハに対して実質的に均等な圧力を加える。According to one embodiment, the distal fixation member 136 is tensioned to exert a force on the coupling member 148 of the support member in the direction indicated by arrow 180 (FIG. 5). The force exerted by the distal fixation member 136 causes the support member neck 182 (FIG. 3).
Is pressed against the second cross member 160. The second cross member 160 is the support member 144.
Since it acts as a fulcrum, the applied force causes the first cross member 154 to move to the support member 1
The main structural members 102 and 104 are also pressed via 50. However, not only the support member 144 of the first arm but also the lateral portion 114 has the first shaft 128 (that is, the support member 1).
Since it is free to rotate about 50), the pins 124, 126 at the distal ends of the first arm portions 116, 118 exert a substantially even pressure on the wafer.
【００３３】
図１１及び１２（底面図）は、図１及び２と共に、ウェーハホルダー集成装置
１００の第２近位部分１１２を更に詳細に示す。図１１は、分かり易くするため
に第２主構造部材１０４を取り除いた状態で示してある。第１及び第２制止部材
１８４（図１）、１８６が主構造部材１０２、１０４から延伸している。ある典
型的な実施例では、第２アーム１１０は、制止部材１８４、１８６の端部に対し
て付勢部材１９０を介して付勢されたウイング部分１８８（図１）を備えている
。一実施例によれば、この付勢部材１９０は、第２アーム１１０を制止部材１８
４、１８６（例えばウェーハ保持位置）に対して押圧するために圧縮されている
。付勢部材１９０は、第１構造部材１０２に接続した第１端部１９４と、第２構
造部材１０４に結合した第２端部１９６を備えたＵ字型部分を含んでいる（図１
２）。第２付勢部材のバネ部分１９８は、第２アーム１１０に当接する端部と、
Ｕ字型外側部材１９２の底部から延伸する他端を含んでいる。FIGS. 11 and 12 (bottom view), along with FIGS. 1 and 2, show the second proximal portion 112 of the wafer holder assembly 100 in further detail. FIG. 11 is shown with the second main structural member 104 removed for clarity. First and second stop members 184 (FIG. 1), 186 extend from the main structural members 102, 104. In one exemplary embodiment, the second arm 110 includes a wing portion 188 (FIG. 1) that is biased via biasing members 190 against the ends of the stop members 184,186. According to one embodiment, the biasing member 190 prevents the second arm 110 from blocking the blocking member 18.
4, 186 (e.g., wafer holding position) for compression. The biasing member 190 includes a U-shaped portion with a first end 194 connected to the first structural member 102 and a second end 196 connected to the second structural member 104 (FIG. 1).
2). The spring portion 198 of the second biasing member has an end portion that abuts on the second arm 110,
It includes the other end extending from the bottom of the U-shaped outer member 192.
【００３４】
第２アーム１１０は、その底部において、主構造部材１０２、１０４に概ね直
角な第２軸１３０上に設けられた第２支え部材２００を中心にして旋回する。第
２支え部材２００は第２アームの孔内を延伸しており、その各端部が、対応する
主構造部材１０２、１０４内に挿入したスリーブ内に挿入されている。第２アー
ム１１０の回転は、主構造部材１０２、１０４それぞれから延伸するブレース部
材２０２、２０４によって規制されている。The second arm 110 pivots at its bottom about a second support member 200 provided on a second shaft 130 that is substantially perpendicular to the main structural members 102, 104. The second support member 200 extends in the hole of the second arm and each end thereof is inserted into the sleeve inserted into the corresponding main structural member 102, 104. The rotation of the second arm 110 is restricted by brace members 202 and 204 extending from the main structural members 102 and 104, respectively.
【００３５】
図１及び２と合わせて、図１３（底面図）は、本集成装置の中間部分１４０に
おいて主構造部材１０２、１０４に接続する中間固定部材１３８を詳細に示す。
中間固定部材１３８は、第１及び第２Ｕ字型外側部材２０６、２０８を備えてお
り、これら第１及び第２部材間にはバネ部材２１０が延伸している。第１外側部
材２０６は第１及び第２アーム２１２、２１４を具備しており、これらアームが
、主構造部材１０２、１０４の底面に形成された対応するノッチ付き突起２１６
、２１８と係合接続する。同様に、第２外側部材２０８は、ノッチ付き突起２２
０、２２２と接続可能なアームを備えている。一実施例によれば、このＵ字型外
側部材２０６、２０８は、上記の突起への接続を容易にするために強制分離され
る。外側部材２０６、２０８を適切に位置決めしたら、バネ部材２１０がこれら
外側部材を突起に対して付勢するように外側部材２０６、２０８を解放する。中
間固定部材１３８は、第１及び第２主構造部材１０２、１０４の間の間隔を維持
して、本集成装置の全体的な機械的強度を向上させる効果がある。In combination with FIGS. 1 and 2, FIG. 13 (bottom view) shows in detail the intermediate fixing member 138 connecting to the main structural members 102, 104 at the intermediate portion 140 of the present assembly.
The intermediate fixing member 138 includes first and second U-shaped outer members 206 and 208, and a spring member 210 extends between the first and second members. The first outer member 206 includes first and second arms 212, 214, which have corresponding notched protrusions 216 formed on the bottom surface of the main structural members 102, 104.
, 218 for engagement and connection. Similarly, the second outer member 208 includes the notched protrusion 22.
It has an arm connectable with 0, 222. According to one embodiment, the U-shaped outer members 206, 208 are force separated to facilitate the connection to the protrusion. Once the outer members 206, 208 are properly positioned, the spring members 210 release the outer members 206, 208 to bias them against the protrusions. The intermediate fixing member 138 maintains the space between the first and second main structural members 102 and 104, and has the effect of improving the overall mechanical strength of the present assembly.
【００３６】
図１４は、ウェーハホルダー集成装置の近位部分１１２に構造剛性を与える近
位固定部材１４２を示す。一実施例では、近位固定部材１４２は、バネ部材２２
８により結合された上側及び下側部材２２４、２２６を含む。バネ部材２２８は
主構造部材と係合して、張力を掛けられるようになっている。近位固定部材１４
２は、スロット２３２を形成した突出部材２３０を備えることもできる。FIG. 14 shows a proximal locking member 142 that provides structural rigidity to the proximal portion 112 of the wafer holder assembly. In one embodiment, the proximal fixation member 142 is the spring member 22.
8 includes upper and lower members 224, 226 joined by eight. The spring member 228 is adapted to engage and tension the main structural member. Proximal fixing member 14
2 may also include a protruding member 230 having a slot 232.
【００３７】
図１５に示したように、集成装置１００は、一連のウェーハホルダー集成装置
を取り付け可能な回転ハブ集成装置２５０に接続できる。シールド２５２を集成
装置の近位部分１１２に取り付けて、集成装置の露出部分をビームの衝突から保
護できる。イオン注入加工時に、シールド２５２は、ハブ２５０に集成装置を取
り付けるのに用いるあらゆる金属装置からのスパッタリングだけでなく、集成装
置の構成部材からのスパッタリングも防ぐ。更に、集成装置の構成部材は、イオ
ンビームに直接晒されることにより加熱しない。一実施例によれば、シールド２
５２の縁部は、近位固定部材１４２に設けられたスロット２３２（図１４）内に
嵌合する。As shown in FIG. 15, the assembly 100 can be connected to a rotating hub assembly 250 to which a series of wafer holder assemblies can be attached. A shield 252 may be attached to the proximal portion 112 of the assembly to protect the exposed portion of the assembly from beam impingement. During ion implantation processing, the shield 252 prevents sputtering from any of the metal devices used to attach the assembly to the hub 250, as well as from assembly components. Furthermore, the components of the assembly do not heat up by being directly exposed to the ion beam. According to one embodiment, the shield 2
The edges of 52 fit within slots 232 (FIG. 14) provided in the proximal fixation member 142.
【００３８】
シールド２５２は、集成装置の構成部材をビームの衝突から保護するのに効果
がある様々な幾何学的形状を取り得ることは理解されよう。一実施例によれば、
シールド２５２は、その弓状縁部２５４が第２ウェーハ保持アーム１１０に近接
した概ね平坦形状として、集成装置のより多くの部分を遮蔽している。It will be appreciated that the shield 252 can take on various geometries that are effective in protecting the components of the assembly from beam impingement. According to one embodiment,
The shield 252 has a generally flat shape with its arcuate edge 254 proximate to the second wafer holding arm 110 to shield more of the assembly.
【００３９】
又、シールドは、適切な剛性を備え且つイオンビームを通さない様々な材質か
ら作製可能なことも理解できよう。材料の一例としては、シリコンウェーハと類
似の特性を備えたシリコンがある。It will also be appreciated that the shield can be made from a variety of materials that have suitable rigidity and are impermeable to the ion beam. One example material is silicon, which has properties similar to silicon wafers.
【００４０】
ウェーハ保持アームの端部に結合されたウェーハ接触ピン１２４、１２６、１
３２は、ウェーハホルダー集成装置１００においてウェーハに接触し固定するよ
う構成されている。一般的に、垂直配向も含む様々な動作でウェーハが操作され
る載置及び取り外しの際に、これらピンは十分な押圧によりウェーハをホルダー
集成装置内に保持する必要がある。しかし、ウェーハへの不要な押圧は、ウェー
ハ表面及び／又は縁部への損傷がその後のかなりの高温のアニーリング加工時に
滑り線痕となって現れることもあるので避けるべきである。更には、ウェーハ接
触ピンは、ウェーハを集成装置から絶縁すべきでない。また、これらピンは、ウ
ェーハの汚染を最小限に抑える材料から作製すべきである。Wafer contact pins 124, 126, 1 coupled to the end of the wafer holding arm
32 is configured to contact and fix the wafer in the wafer holder assembly 100. In general, these pins require sufficient pressure to hold the wafer in the holder assembly during loading and unloading, where the wafer is manipulated in various operations, including vertical orientation. However, unnecessary pressure on the wafer should be avoided as damage to the wafer surface and / or edges may appear as slip line marks during subsequent fairly high temperature annealing processes. Furthermore, the wafer contact pins should not insulate the wafer from the assembly. Also, the pins should be made of a material that minimizes wafer contamination.
【００４１】
図１６Ａ及びＢは、本発明によるウェーハホルダー集成装置と共に用いるよう
に構成されたウェーハ接触ピン３００を示す。このピンは、ウェーハの縁部を保
持するための幾何学的形状を備えた遠位部分３０２と、ウェーハアーム１０６、
１１０（図１）の端部に形成された溝にぴったり嵌る輪郭を備えた近位部分３０
４とを具備している。様々な形状及び表面形態を用いてピン３００をウェーハ保
持アームに確実に且つ取り外し可能に接続できることは理解できるはずである。16A and 16B show a wafer contact pin 300 configured for use with a wafer holder assembly according to the present invention. This pin includes a distal portion 302 with a geometry for holding the edge of the wafer, the wafer arm 106,
Proximal portion 30 with a contour that fits in a groove formed at the end of 110 (FIG. 1).
4 and. It should be appreciated that a variety of shapes and surface configurations can be used to securely and removably connect the pin 300 to the wafer holding arm.
【００４２】
ピンの遠位部分３０２には、ピンの弓状ウェーハ受け溝３０８から延伸する突
条３０６が含まれる。テーパ面３１０は溝３０８から近位方向に延伸している。
図１７に示したように、このピンはウェーハ３５０の上面３５２及び底面３５４
に接触して、ホルダー集成装置が注入加工時に回転する際に、ウェーハのずれ及
び／又は振動を避けるようにすべきである。更に、テーパ面３１０は、ウェーハ
載置工程においてウェーハ縁部が最初に接触して、突条３０６に当接するまで摺
動する突部となるものである。The distal portion 302 of the pin includes a ridge 306 that extends from the arcuate wafer receiving groove 308 of the pin. Tapered surface 310 extends proximally from groove 308.
As shown in FIG. 17, this pin connects the top surface 352 and the bottom surface 354 of the wafer 350.
Should be contacted with to avoid wafer misalignment and / or vibration as the holder assembly rotates during implantation. Further, the tapered surface 310 is a protrusion that slides until the wafer edge first comes into contact with the protrusion 306 in the wafer mounting step.
【００４３】
図１８乃至２３は、本発明による、より限定した断面形状を備えたウェーハ接
触ピン４００を示す。ピン４００はウェーハを保持する遠位部分４０２と、アー
ム端部に結合する近位部分４０４とを含む。ピンの遠位部分４０２は丸みをつけ
て、ウェーハ縁部近傍に位置するピン材料の量を極力少なくして、ウェーハから
ピンへの放電の可能性を押さえている。更に、ピンの幾何学的形状は、ウェーハ
がピンに接触する面を除いてウェーハ縁部とピンとの距離を最大にするように最
適化されている。更には、ピン４００のウェーハ接触部分は滑らかにして、ウェ
ーハとピンとの間の電位差により形成される電場を最小で最低限にすべきである
。このピンはウェーハとピンとの接触面積も可能な限り小さくすべきである。18-23 show a wafer contact pin 400 with a more limited cross-sectional shape according to the present invention. The pin 400 includes a distal portion 402 that holds the wafer and a proximal portion 404 that connects to the end of the arm. The distal portion 402 of the pin is rounded to minimize the amount of pin material located near the wafer edge to reduce the possibility of wafer to pin discharge. In addition, the pin geometry is optimized to maximize the distance between the wafer edge and the pins except for the surface where the wafer contacts the pins. Further, the wafer contacting portion of the pin 400 should be smooth to minimize the electric field created by the potential difference between the wafer and the pin. The pins should also have as small a wafer-to-pin contact area as possible.
【００４４】
このピンの遠位部分４０２には、くさび形の上側部分４０８とテーパ面４１０
との間に設けたウェーハ受け溝又はネック４０６が形成されている。ネック４０
６は弓状として、ウェーハ縁部とピンとの間の接触面積を最小にできる。ネック
４０６を含む上側部分４０８はポイント又はエッジ４１２に向かうテーパ状とし
て、ウェーハとピンとの間のアークを防止するためウェーハ縁部付近のピン材料
の量を少なくできる。The distal portion 402 of the pin includes a wedge-shaped upper portion 408 and a tapered surface 410.
A wafer receiving groove or neck 406 is formed between and. Neck 40
6 is arcuate to minimize the contact area between the wafer edge and the pin. The upper portion 408, including the neck 406, may taper toward a point or edge 412 to reduce the amount of pin material near the wafer edge to prevent arcing between the wafer and pins.
【００４５】
くさび形という用語は、ピンの上側部分に関して様々な幾何学的形状を包含す
るように広く解釈すべきことは理解できるであろう。一般的に、くさび形の上側
部分は、この集成装置に保持されたウェーハの中心に最も近い点から広くなって
いる。典型的な幾何学的形状には、三角形、弓状、及び多角形などがある。It will be appreciated that the term wedge should be broadly construed to encompass a variety of geometries with respect to the upper portion of the pin. Generally, the wedge-shaped upper portion is widened from the point closest to the center of the wafer held in the assembly. Typical geometric shapes include triangles, arcs, and polygons.
【００４６】
本発明の別の様態では、図１、１５、及び１８に示したピン１２２、３００、
４００の何れかのようなウェーハ接触ピンは、窒化チタン（ＴｉＮ）又は窒化チ
タンアルミ（ＴｉＡｌＮ）などの比較的硬質の導電性膜でコーティングする。こ
のコーティングが、ピンの頑丈さを高める比較的硬質で摩耗抵抗性のある材料と
なる。ピンがシリコン製である場合は、ＴｉＮコーティングはシリコンピンより
も電導性が高くなり、コーティングの施されていないピンに比べてアーク放電の
可能性は押さえられる。更に、このコーティングにより、二つのシリコン表面が
比較的高温時などの極限加工条件において互いに接着してしまう、いわゆるウェ
ーハボンディングも抑制される。汚染源となりうる微粒子は、ウェーハとウェー
ハ接触ピンとの密着がはずれる際に発生しうることも知られている。In another aspect of the invention, the pins 122, 300 shown in FIGS.
Wafer contact pins such as any of 400 are coated with a relatively hard conductive film such as titanium nitride (TiN) or titanium aluminum nitride (TiAlN). This coating provides a relatively hard and wear resistant material that enhances pin robustness. If the pin is made of silicon, the TiN coating will be more conductive than the silicon pin and will have less potential for arcing as compared to the uncoated pin. Furthermore, this coating also suppresses so-called wafer bonding, where the two silicon surfaces adhere to each other under extreme processing conditions such as when the temperature is relatively high. It is also known that fine particles, which can be a pollution source, can be generated when the contact between the wafer and the wafer contact pin is released.
【００４７】
このコーティングは、化学蒸着法及び反応性スパッタリングなどの様々な技法
を用いてピンに施すことができる。ＴｉＮコーティングを施す化学蒸着法におけ
る典型的な前駆ガスは塩化チタンである。反応性スパッタリングでは、チタンタ
ーゲットを用い、窒素ガスをアルゴンガス環境に加えることができる。This coating can be applied to the pins using various techniques such as chemical vapor deposition and reactive sputtering. A typical precursor gas in a chemical vapor deposition process for applying a TiN coating is titanium chloride. In reactive sputtering, a titanium target can be used and nitrogen gas can be added to the argon gas environment.
【００４８】
ＴｉＮ又はＴｉＡｌＮコーティングでピンとウェーハ境界面に対応する目標部
分だけでなく、ピン全体を覆うこともできることは理解されよう。更に、ＴｉＮ
コーティングは複数の不連続部分にも、連続的にも施しうることも理解されよう
。It will be appreciated that the TiN or TiAlN coating may cover the entire pin, not just the target portion corresponding to the pin-wafer interface. Furthermore, TiN
It will also be appreciated that the coating can be applied in multiple discontinuities or continuously.
【００４９】
コーティングの厚みは、約０．１マイクロメートルから約１０．０マイクロメ
ートルの範囲でよく、更に好適には約２マイクロメートルから約５マイクロメー
トルの範囲である。好適なコーティング厚さは約５マイクロメートルである。The coating thickness may range from about 0.1 micrometer to about 10.0 micrometers, and more preferably ranges from about 2 micrometers to about 5 micrometers. The preferred coating thickness is about 5 micrometers.
【００５０】
本発明の別の様態では、上述の様々な構成部品の材料は、例えば、機械的耐久
性、導電率、及び最低粒状化性などの、本集成装置の望ましい特性を実現できる
ように選択される。ウェーハ接触ピンの具体的な材料としては、シリコン及びグ
ラファイトがある。シリコンには、高温状態の固有状態において電導性があるこ
とは理解されている。主構造部材、固定部材、及び付勢部材の具体的な材料とし
ては、炭化珪素、グラファイト、及び ガラス質又は真空含浸グラファイトがあ
り、これらは炭化チタンでコーティングできる。グラファイト固定部材及び付勢
部材は、ワイヤ放電加工（「ワイヤＥＤＭ」）、レーザ加工、及び通常の機械加
工技術を用いてグラファイトシートから作製できる。In another aspect of the present invention, the materials of the various components described above enable the desired properties of the present assembly to be achieved, such as mechanical durability, electrical conductivity, and minimum granularity. To be selected. Specific materials for wafer contact pins include silicon and graphite. It is understood that silicon is electrically conductive in the high temperature eigenstate. Specific materials for the main structural member, the fixing member, and the biasing member include silicon carbide, graphite, and vitreous or vacuum-impregnated graphite, which can be coated with titanium carbide. The graphite securing member and biasing member can be made from a graphite sheet using wire electrical discharge machining (“wire EDM”), laser machining, and conventional machining techniques.
【００５１】
グラファイト製の付勢及び固定部材は、広い温度範囲に亘って、安定した（つ
まり変化のない一定した）バネ定数を維持する。これにより、６００℃及びそれ
以上の温度（イオン注入加工時にこの温度域に達することがある）での本ウェー
ハホルダー集成装置の動作に関する調節が室温で可能となる。これらグラファイ
ト構成部品は、支え部材用に絶縁性スリーブが使用されている場合でも、ウェー
ハをアースするための導電路となる。The graphite biasing and fixing member maintains a stable (that is, constant and constant) spring constant over a wide temperature range. This allows adjustments at room temperature with respect to the operation of the present wafer holder assembly at temperatures of 600 ° C. and above (sometimes reaching this temperature range during ion implantation processing). These graphite components provide a conductive path for grounding the wafer, even when an insulating sleeve is used for the support members.
【００５２】
本発明のウェーハホルダー集成装置は、ＳＩＭＯＸウェーハ加工に伴う比較的
高い温度及びイオンビームエネルギーに耐えうる構造を提供する。更に、イオン
ビームはシリコンのみに衝突することで、カーボン汚染及び微粒子発生が極力抑
制されるので、ウェーハが汚染される可能性が減少する。その上、電導性材料及
び／又はコーティングを集成装置構成部品の材料として選択、及び／又は、ウェ
ーハ接触ピンの幾何学的形状を選択したことにより、ウェーハからの放電の可能
性も極力抑制される。The wafer holder assembly of the present invention provides a structure that can withstand the relatively high temperatures and ion beam energies associated with SIMOX wafer processing. Further, since the ion beam collides only with silicon, carbon contamination and generation of fine particles are suppressed as much as possible, so that the possibility of contamination of the wafer is reduced. Moreover, the selection of conductive materials and / or coatings as the material of the assembly components and / or the geometry of the wafer contact pins also minimizes the possibility of discharge from the wafer. .
【００５３】
通常の技能を備えた当業者であれば、上述の実施例に基づいて本発明の更なる
特徴及び利点を理解するであろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲で
指摘した以外では、具体的に図示し説明した事項によって限定されるべきもので
はない。本明細書で引用した全ての刊行物及び引例は、ここに言及してその全体
を明示的に編入する。One of ordinary skill in the art will appreciate further features and advantages of the invention based on the above-described examples. Accordingly, the invention is not to be limited by what has been particularly shown and described, except as indicated by the appended claims. All publications and references cited herein are hereby expressly incorporated by reference in their entirety.
添付の図面と組み合わせれば、詳細な説明をより深く理解できるはずである。 The detailed description should be better understood in combination with the accompanying drawings.
【図１】 本発明によるウェーハホルダー集成装置の斜視図である。[Figure 1] FIG. 3 is a perspective view of a wafer holder assembly according to the present invention.
【図２】 図１のウェーハホルダー集成装置の正面図である。[Fig. 2] It is a front view of the wafer holder assembly device of FIG.
【図３】 図１のウェーハホルダー集成装置の一部をなす第１アームの側面図である。[Figure 3] It is a side view of the 1st arm which comprises some wafer holder assembly apparatuses of FIG.
【図４】 図３の第１アーム集成装置の平面図である。[Figure 4] It is a top view of the 1st arm assembly device of FIG.
【図５】 図１のウェーハホルダー集成装置の遠位部分の斜視図である。[Figure 5] 2 is a perspective view of a distal portion of the wafer holder assembly of FIG. 1. FIG.
【図６】 図５の遠位部分の平面図である。[Figure 6] 6 is a plan view of the distal portion of FIG.
【図７】
図３の第１アーム集成装置に係合可能な第１及び第２交差部材の斜視図である
。7 is a perspective view of first and second cross members engageable with the first arm assembly of FIG.
【図８】 図１のウェーハホルダー集成装置の一部をなす遠位固定部材の側面図である。[Figure 8] FIG. 3 is a side view of a distal fixing member that forms a part of the wafer holder assembly of FIG. 1.
【図９】 図８に示す遠位固定部材の別の実施例の側面図である。[Figure 9] 9 is a side view of another embodiment of the distal fixation member shown in FIG. 8. FIG.
【図１０】 図８に示す遠位固定部材の別の実施例の側面図である。[Figure 10] 9 is a side view of another embodiment of the distal fixation member shown in FIG. 8. FIG.
【図１１】 図１のウェーハホルダー集成装置の近位部分の部分側面図である。FIG. 11 2 is a partial side view of a proximal portion of the wafer holder assembly of FIG. 1. FIG.
【図１２】 図１のウェーハホルダー集成装置の近位部分の底面図である。[Fig. 12] 2 is a bottom view of the proximal portion of the wafer holder assembly of FIG. 1. FIG.
【図１３】 図１のウェーハホルダー集成装置の一部をなす中間固定部材の底面図である。[Fig. 13] FIG. 2 is a bottom view of an intermediate fixing member that forms a part of the wafer holder assembling apparatus of FIG.
【図１４】
図１のウェーハホルダー集成装置の一部をなす近位固定部材の部分側面図であ
る。FIG. 14 is a partial side view of a proximal fixing member forming part of the wafer holder assembly of FIG.
【図１５】 本発明のウェーハホルダー集成装置の別の実施例の斜視図である。FIG. 15 It is a perspective view of another Example of the wafer holder assembly device of the present invention.
【図１６】
（Ａ） 図１のウェーハホルダー集成装置の一部をなすウェーハ接触ピンの斜
視図である。
（Ｂ） 図１５のウェーハ接触ピンの側面図である。16 (A) is a perspective view of a wafer contact pin forming a part of the wafer holder assembly in FIG. 1. FIG. FIG. 16B is a side view of the wafer contact pin of FIG. 15.
【図１７】
ウェーハを保持している状態を示した図１５のウェーハ接触ピンの側面図であ
る。FIG. 17 is a side view of the wafer contact pin of FIG. 15 showing a state of holding a wafer.
【図１８】 本発明によるウェーハ接触ピンの斜視図である。FIG. 18 FIG. 3 is a perspective view of a wafer contact pin according to the present invention.
【図１９】 図１８のウェーハ接触ピンの平面図である。FIG. 19 FIG. 19 is a plan view of the wafer contact pin of FIG. 18.
【図２０】 図１８のウェーハ接触ピンの角度図である。FIG. 20 FIG. 19 is an angle view of the wafer contact pin of FIG. 18.
【図２１】 図１８のウェーハ接触ピンの側面図である。FIG. 21 19 is a side view of the wafer contact pin of FIG. 18. FIG.
【図２２】 図１８のウェーハ接触ピンの正面図である。FIG. 22 FIG. 19 is a front view of the wafer contact pin of FIG. 18.
【図２３】 図２０のウェーハ接触ピンの線２３−２３に関する断面図である。FIG. 23 23 is a cross-sectional view of the wafer contact pin of FIG. 20 taken along line 23-23. FIG.
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書[Procedure for Amendment] Submission for translation of Article 34 Amendment of Patent Cooperation Treaty
【提出日】平成１３年１０月１５日（２００１．１０．１５）[Submission date] October 15, 2001 (2001.10.15)
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００６[Correction target item name] 0006
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【０００６】
日本特許出願平９−６３５３１号には、ウェーハ接触リングとウェーハを保持す
るベースプレートとを備えた載置台とを含むウェーハ固定装置が記載してある。
このウェーハ固定装置は、ウェーハを保持する二つのクランプピンとピン電極ホ
ルダーとを更に含む。それらピンの一方は可動とされており、ピン電極ホルダー
は、スロット内で移動可能で且つ可動クランプピンと接触して、ウェーハ保持位
置とウェーハ解放位置との間でこの可動ピンの移動を許容する。
従来のウェーハ保持装置は、ＳＩＭＯＸ加工におけるかなりの高温度に耐えら
れないことがしばしばある。更に、露出した金属部分を備えたウェーハ保持構造
体はＳＩＭＯＸ加工には適していない。それは、イオンビームが金属のスパッタ
リングを引き起こし、ウェーハの汚染に至るからである。又、構造体自体が熱膨
張によって非対称的に変形し、これが高温アニーリングの際にウェーハ表面及び
／又は縁部を損傷して、ウェーハの完全性を損ない、使用不能にすることがある
。Japanese Patent Application No. 9-63531 describes a wafer fixing device including a wafer contact ring and a mounting table having a base plate for holding a wafer.
The wafer fixing device further includes two clamp pins for holding the wafer and a pin electrode holder. One of the pins is movable and the pin electrode holder is movable within the slot and contacts the movable clamp pin to allow movement of the movable pin between the wafer holding position and the wafer release position. Conventional wafer holders often cannot withstand the fairly high temperatures of SIMOX processing. Moreover, wafer holding structures with exposed metal parts are not suitable for SIMOX processing. This is because the ion beam causes sputtering of metal, which leads to contamination of the wafer. Also, the thermal expansion itself causes the structure to deform asymmetrically, which can damage the wafer surface and / or edges during high temperature annealing, impairing the integrity of the wafer and rendering it unusable.
【手続補正３】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００８[Correction target item name] 0008
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【０００８】
従って、導電性があり、且つスパッタ汚染の可能性を極力抑えつつＳＩＭＯＸ
ウェーハ加工に付随する比較的高い温度とエネルギーレベルに耐え得るウェーハ
ホルダーを提供することが望まれる。
一実施例では、この基礎構造部材は、互いに概ね平行で所定の距離で離間された
レールなどの第１及び第２主構造部材で構成できる。第１ウェーハ保持アームは
、主構造部材の遠位端から回転可能に延伸してよい。一実施例によれば、この第
１アームは、第１及び第２部分を備えた横部材を備え、これら部分それぞれが、
それぞれのウェーハ接触ピンと解放可能に係合する遠位先端部を備えている。ウ
ェーハ接触ピンは、例えばシリコンやグラファイトから作製できる。横部材は、
ウェーハの縁部において離間したウェーハ接触ピンがウェーハに概ね均等な圧力
を加えられるように回転可能となっている。第２ウェーハ保持アームは、この集
成装置の近位部分から延伸して、一つのウェーハ接触ピンを介してウェーハの第
３接触点を提供する。第２アームは、主構造部材の少なくとも一方に接続された
支えにより規定された軸を中心に旋回可能となっているので、この集成装置への
ウェーハの載置及び取り外しを容易にする。一実施例によれば、付勢部材が第２
アームをウェーハ保持位置に向けて付勢する。本発明の別の様態では、電導性コ
ーティングをウェーハ接触ピンの少なくとも一部に被覆する。このコーティング
は、珪化チタン（ＴｉＳｉ２）又は珪化タングステン（ＷＳｉ２）などの珪化金
属で作製できる。コーティング材料の他の例としては、窒化チタン（ＴｉＮ）、
窒化チタンアルミ（ＴｉＡｌＮ）、又は窒化タングステン（ＷＮ）でもよい。関
連して様態では、コーティングの厚みは、約０．５マイクロメートルから約１０
．０マイクロメートルの範囲が可能である。このコーティングが、ウェーハに接
触する耐久性があり且つ摩耗抵抗性がある表面となる。更に、ＴｉＮコーティン
グは、ピンの材料にできるシリコンよりも電導性が高く、ウェーハとピンとの間
の電気的接触を向上して、ウェーハから流れる電流の量（帯電増大）を増やすこ
とができる。ＴｉＮコーティングは、ウェーハとピンとの間のいわゆるウェーハ
ボンディングも防止する。[0008] Therefore, SIMOX is electrically conductive and suppresses the possibility of sputter contamination as much as possible.
It is desirable to provide a wafer holder that can withstand the relatively high temperatures and energy levels associated with wafer processing. In one embodiment, the base structural member may comprise first and second main structural members such as rails that are generally parallel to each other and spaced a predetermined distance apart. The first wafer holding arm may rotatably extend from the distal end of the main structural member. According to one embodiment, the first arm comprises a cross member with first and second parts, each of which comprises:
A distal tip releasably engages each wafer contact pin. The wafer contact pins can be made of, for example, silicon or graphite. The transverse member is
Wafer contact pins that are spaced apart at the edge of the wafer are rotatable so that a generally uniform pressure is applied to the wafer. A second wafer holding arm extends from the proximal portion of the assembly and provides a third contact point for the wafer via one wafer contact pin. The second arm is pivotable about an axis defined by a support connected to at least one of the main structural members, thus facilitating placement and removal of the wafer on and from the assembly apparatus. According to one embodiment, the biasing member is the second.
The arm is biased toward the wafer holding position. In another aspect of the invention, a conductive coating is applied to at least a portion of the wafer contact pins. The coating can be made of a metal silicide such as titanium silicide (TiSi 2 ) or tungsten silicide (WSi 2 ). Other examples of coating materials include titanium nitride (TiN),
It may be titanium aluminum nitride (TiAlN) or tungsten nitride (WN). In a related aspect, the coating thickness is from about 0.5 micrometers to about 10
． A range of 0 micrometers is possible. This coating provides a durable and abrasion resistant surface that contacts the wafer. In addition, the TiN coating is more conductive than the silicon that can be the material for the pins and can improve the electrical contact between the wafer and the pins, increasing the amount of current (charge buildup) flowing from the wafer. The TiN coating also prevents so-called wafer bonding between the wafer and the pins.
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００９[Correction target item name] 0009
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【０００９】
発明の概要
本発明は、イオン注入加工に際して構造的完全性を維持すると共に、ウェーハ
上の電荷の増大を防ぐウェーハホルダー集成装置を提供する。本発明は、主とし
てＳＩＭＯＸ加工に関連して図示及び説明されるが、本発明のウェーハホルダー
集成装置は、基板へのイオン注入及びウェーハ加工一般に関連したこれ以外の応
用も可能であることは理解されよう。これに関連した様態では、上記基礎構造部
材は電導性の耐熱材料から形成される。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a wafer holder assembly that maintains structural integrity during ion implantation processing and prevents buildup of charge on the wafer. Although the present invention is illustrated and described primarily in the context of SIMOX processing, it is understood that the wafer holder assembly of the present invention has other applications associated with ion implantation into substrates and wafer processing in general. See. In a related aspect, the underlying structural member is formed from an electrically conductive refractory material.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ０９／３７７，０２８ (32)優先日 平成11年８月18日(1999．8．18) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０９／３７６，５０６ (32)優先日 平成11年８月18日(1999．8．18) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 スミック セオドア エイチ アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 01929 エセックス ラフキン ポイント ロード 31 (72)発明者 アンドリュース ロバート エス アメリカ合衆国 ニューハンプシャー州 03827 ケンジントン サウス ストリー ト 126 (72)発明者 コーズ バーンハード エフ サード アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 01938 イプスウィッチ リリアン ドラ イブ ５ (72)発明者 ライディン ジェフリー アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 01944 マンチェスター マスコノモ ス トリート 30 Ｆターム(参考） 5C034 CC11 CC13 5F031 CA02 HA02 HA10 HA24 HA26 HA27 HA35 HA59 MA30 MA31─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (31) Priority claim number 09 / 377,028 (32) Priority date August 18, 1999 (August 18, 1999) (33) Priority claiming countries United States (US) (31) Priority claim number 09 / 376,506 (32) Priority date August 18, 1999 (August 18, 1999) (33) Priority claiming countries United States (US) (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ , CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, K E, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG , ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, BZ, C A, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM , DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, K E, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS , LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, PT, RO, R U, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM , TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Inventor Sumic Theodore H Massachusetts, United States 01929 Essex Lufkin Point Road 31 (72) Inventor Andrews Robert S United States New Hampshire 03827 Kensington South Stream To 126 (72) Inventor Cause Burn Hard F Third Massachusetts, United States 01938 Ipswich Lilian Dora Eve 5 (72) Inventor Rydin Jeffrey Massachusetts, United States 01944 Manchester Masconomos Treat 30 F-term (reference) 5C034 CC11 CC13 5F031 CA02 HA02 HA10 HA24 HA26 HA27 HA35 HA59 MA30 MA31
Claims (43)
て、 前記イオン注入システム内のエンドステーションに取り付け可能な少なくとも
一つの基礎構造部材と、 前記基礎構造部材に結合されると共に、前記イオン注入システム内のイオンビ
ーム経路にウェーハを保持し得る少なくとも一つのウェーハ保持部材とを包含し
、 前記少なくとも一つのウェーハ保持部材が、電導性の屈折材料で作製されてい
る、ウェーハホルダー集成装置。1. A wafer holder assembly for use in an ion implantation system, comprising: at least one substructure member attachable to an end station in the ion implantation system; coupled to the substructure member; A wafer holder assembly comprising: at least one wafer holding member capable of holding a wafer in an ion beam path within an implantation system, said at least one wafer holding member being made of a conductive refractive material.
求項１に記載の集成装置。2. The assembly according to claim 1, wherein the substructure member is made of a conductive refraction material.
ニウムからなるグループから選択される、請求項１又は２に記載の集成装置。3. The assembly of claim 1 or 2, wherein the electrically conductive refractive material is selected from the group consisting of graphite, silicon, and germanium.
１に記載の集成装置。4. The assembly apparatus according to claim 1, wherein the wafer holding member includes at least one wafer holding arm and a silicon pin engaged with an end portion of the at least one arm.
に包含する、請求項４に記載の集成装置。5. The assembly of claim 4, further comprising a conductive coating on at least a portion of the pin.
装置。6. The assembly of claim 5, wherein the coating comprises metal silicide.
部をイオンビームから遮蔽するように、前記ウェーハ保持アームが前記ウェーハ
をイオンビームの経路に配置する、請求項４に記載の集成装置。7. The assembly of claim 4, wherein the wafer holding arm positions the wafer in an ion beam path such that the wafer shields at least a portion of the wafer holder assembly from the ion beam. .
タン、窒化タングステン、及び珪化タングステンからなるグループから選択され
る、請求項５に記載の集成装置。8. The assembly of claim 5, wherein the coating is selected from the group consisting of titanium nitride, titanium aluminum nitride, titanium silicide, tungsten nitride, and tungsten silicide.
１０．０マイクロメートルの範囲である、請求項５に記載の集成装置。9. The assembly of claim 5, wherein the coating has a thickness in the range of about 0.5 micrometers to about 10.0 micrometers.
、付勢部材によってウェーハ保持位置に向けて付勢されている第２アームとを含
み、 前記ウェーハホルダー集成装置が、前記ウェーハからこの集成装置への導電路
を提供して、前記ウェーハがイオンビームに晒される際に、前記ウェーハの帯電
を防止する、請求項１に記載の集成装置。10. The wafer holding member comprises a first arm connected to the at least one basic structural member and a second arm pivotally connected to the at least one basic structural member, and the wafer holding member comprises a biasing member. A second arm biased toward a wafer holding position, the wafer holder assembly providing a conductive path from the wafer to the assembly for exposing the wafer to an ion beam. The assembly device according to claim 1, wherein the wafer is prevented from being charged.
０に記載の集成装置。11. The biasing member is made of graphite.
The assembly device according to 0.
とも一つの基礎構造部材に接続されている、請求項１０に記載の集成装置。12. The assembly of claim 10, wherein the first arm is connected to the at least one substructure by a conductive distal fixation member.
載の集成装置。13. The assembly of claim 10, wherein the distal fixation member is tensioned.
項１０に記載の集成装置。14. The assembly of claim 10, wherein the distal fixation member is made of graphite.
ピンであって、シリコンから作製されたウェーハ接触ピンを更に含む、請求項１
０に記載の集成装置。15. The wafer contact pin connected to the distal ends of the first and second arms, further comprising a wafer contact pin made of silicon.
The assembly device according to 0.
ングを更に含み、このコーティングが窒化チタンから形成されている、請求項１
５に記載の集成装置。16. The method of claim 1, further comprising a coating overlying at least a portion of the wafer contact pins, the coating being formed of titanium nitride.
5. The assembly device according to item 5.
規定される第１軸を中心に回転可能である、請求項１０に記載の集成装置。17. The assembly of claim 10, wherein the first arm is rotatable within the foundation member about a first axis defined by a support member.
たがりうる横部材を含み、この横部材が前記ウェーハを保持する第１及び第２部
分を備える、請求項１０に記載の集成装置。18. The first arm includes a lateral member that can span a predetermined distance along an edge of the wafer, the lateral member comprising first and second portions for holding the wafer. Assembly device according to.
材を更に含む、請求項１８に記載の集成装置。19. The assembly of claim 18, wherein the first arm further comprises a support member generally orthogonal to the cross member.
記少なくとも一つの基礎構造部材に係合した第２端部とを備えた導電性の遠位固
定部材を介して、前記少なくとも一つの基礎構造部材に固定されている、請求項
１９に記載の集成装置。20. An electrically conductive distal fixation member wherein said first arm has a first end engaged with said support member and a second end engaged with said at least one substructure member. 20. The assembly according to claim 19, which is fixed to the at least one substructure member via.
平行な第１軸を中心に回転可能であり、更に、前記少なくとも一つ基礎構造部材
に対する前記第１アームの回転を許容する、前記第１軸と概ね同心の長尺第１受
け部材を含み、この第１受け部材が、前記第１アームの前記支持部材内の孔内を
延伸する、請求項１９に記載の集成装置。21. The first arm is rotatable about a first axis generally parallel to the at least one base structural member, and further for rotating the first arm relative to the at least one base structural member. 20. The assembly of claim 19 including a permissive, elongate first receiving member generally concentric with the first axis, the first receiving member extending within a hole in the support member of the first arm. apparatus.
２構造部材を包含し、更に、前記集成装置が、前記第１及び第２基礎構造部材に
それぞれ付随した第１及び第２スリーブ部材を含み、これらスリーブ部材が前記
第１支え部材の端部を受けて、前記第１アームが回転する際に、このアームと前
記少なくとも一つ基礎構造部材が欠損のを抑制する、請求項２１に記載の集成装
置。22. The at least one substructure member includes first and second structural members that are spaced apart, and further wherein the assembly device is associated with the first and second substructure members, respectively. A second sleeve member, the sleeve member receiving an end portion of the first support member, and suppressing a loss of the arm and the at least one base structural member when the first arm rotates. The assembly apparatus according to claim 21.
アームとに結合されたグラファイト製の遠位固定部材を更に含む、請求項２２に
記載の集成装置。23. The assembly comprises: the first and second foundation structural members and the first
23. The assembly of claim 22, further comprising a graphite distal fixation member coupled to the arm.
る第１及び第２交差部材を更に含み、これら第１及び第２交差部材が、前記第１
アームの前記横部材から直角に延伸する支持部材に係合する、請求項２３に記載
の集成装置。24. Further comprising first and second intersecting members each extending from the first structural member to the second structural member, the first and second intersecting members comprising the first and second intersecting members.
24. The assembly of claim 23, which engages a support member extending at a right angle from the transverse member of the arm.
持部材の端部に係合した第２端部とを備えたグラファイト製の遠位固定部材を更
に含み、この遠位固定部材が、前記第２交差部材が前記支持部材の支点となるよ
うに、前記第１アームを前記第１及び第２構造部材に接続する、請求項２４に記
載の集成装置。25. A distal fixation member made of graphite, further comprising a first end coupled to the first and second structural members and a second end engaged with an end of the support member. 25. The assembly of claim 24, including, and wherein the distal fixation member connects the first arm to the first and second structural members such that the second cross member serves as a fulcrum for the support member. .
第１軸を中心に回転可能であり、更に、前記第１軸上に配置した長尺の第１支え
部材と、前記第１及び第２構造部材と前記第２アームとに接続した長尺の第２支
え部材とを更に含み、前記第１支え部材が、前記第１アームの前記第１及び第２
構造部材に対する回転を許容し、前記第２支え部材が、ウェーハ保持位置とウェ
ーハ解放位置との間で前記第１及び第２構造部材に対する前記第２アームの旋回
を許容する、請求項２４に記載の集成装置。26. The first arm is rotatable about a first axis substantially parallel to the first and second structural members, and further, an elongated first support disposed on the first axis. And a second elongate support member connected to the first and second structural members and the second arm, the first support member comprising the first and second elongate support members of the first arm.
25. The rotation of a structural member is allowed and the second support member allows rotation of the second arm with respect to the first and second structural members between a wafer holding position and a wafer release position. Assembly device.
固定部材を更に含む、請求項２４に記載の集成装置。27. The assembly of claim 24, further comprising a graphite intermediate securing member engaged with the first and second structural members.
合した、互いに対向するＵ字型の外側部材を含む、請求項２７に記載の集成装置
。28. The assembly of claim 27, wherein the intermediate securing member comprises opposed U-shaped outer members joined by a tensioned spring member.
ト製の近位固定部材を更に含んだ、請求項２４に記載の集成装置。29. The assembly of claim 24, further comprising a graphite proximal anchoring member engaged with the proximal portions of the first and second structural members.
が前記集成装置の一部に衝突するのを防止するシールドを更に含んだ、請求項１
０に記載の集成装置。30. A shield connectable to the assembly, further comprising a shield that prevents the ion beam from impinging on a portion of the assembly.
The assembly device according to 0.
ェーハ接触ピンとにのみイオンビームが衝突するように、前記集成装置に接続さ
れ得るシールドを更に含んだ、請求項１０に記載の集成装置。31. The method further comprising a shield connectable to the assembly so that the ion beam impinges only on the wafer and wafer contact pins secured to the ends of the first and second arms. Assembly device according to.
装置。32. The assembly of claim 30, wherein the shield is made of silicon.
第２端部とを備えた第１アームと、 ウェーハに接触する遠位部分と、前記第１アームの前記第１端部に結合した近
位部分とを備えたピンとを含み、前記遠位部分が、前記ウェーハホルダー集成装
置に固定されたウェーハ近傍のピンの量を最小限にするくさび形の上側部分を備
えた、請求項１に記載の集成装置。33. A first arm having a first end for holding a wafer and a second end coupled to the at least one substructure, wherein the wafer holding member has a distal end in contact with the wafer. A portion and a pin with a proximal portion coupled to the first end of the first arm, the distal portion minimizing the amount of pins near the wafer secured to the wafer holder assembly. An assembly as claimed in claim 1 comprising a wedge-shaped upper portion that defines a limit.
テーパ面を更に備えた、請求項３３に記載の集成装置。34. The assembly of claim 33, wherein the distal portion further comprises a tapered surface that guides the wafer to a wafer holding position.
を更に含んだ、請求項３３に記載の集成装置。35. The assembly according to claim 33, further comprising a wafer receiving groove provided between the tapered surface and the upper portion.
う構成されている、請求項３４に記載の集成装置。36. The assembly of claim 34, wherein the distal portion is configured to contact the top and bottom surfaces of the wafer.
ら選択された材料で作製された、請求項３３に記載の集成装置。37. The assembly of claim 33, wherein the pins are made of a material selected from the group consisting of silicon and graphite.
コーティングを更に含んだ、請求項３３に記載の集成装置。38. The assembly of claim 33, further comprising a titanium coating coated on at least the wafer contacting portion of the pin.
に固定されたウェーハ近傍のピン材料の量を最小限にするくさび形の上側部分を
備えた、請求項３３に記載の集成装置。39. The method of claim 33, wherein the distal portion of the pin comprises a wedge-shaped upper portion that minimizes the amount of pin material near the wafer secured to the wafer holder assembly. Assembly device.
第１ウェーハ保持アームと、 第２ウェーハ保持アームとを含んだ、請求項１に記載の集成装置。40. The wafer holding member according to claim 1, wherein the wafer holding member includes a first wafer holding arm and a second wafer holding arm connected to the assembly device by a graphite fixing member having a spring member. Assembly device described.
接触ピンを更に含んだ、請求項４０に記載の集成装置。41. The assembly of claim 40, further comprising conductive wafer contact pins engaged with the ends of the first and second arms.
効果的に固定する、付加的なグラファイト製固定部材を更に含んだ、請求項４０
に記載の集成装置。42. The method of claim 40, further comprising an additional graphite securing member that effectively secures the assembly without the use of adhesives and mechanical fasteners.
Assembly device according to.
の何れかに付勢するグラファイト製の付勢部材を更に含んだ、請求項４０に記載
の集成装置。43. The assembly device according to claim 40, further comprising a biasing member made of graphite that biases the second arm to either a wafer holding position or a wafer releasing position.
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