JP2015527692A - ワークピースキャリア - Google Patents

Abstract

ワークピースキャリアは、第一の外径、第一の内径及び当該第一の内径から当該第一の外径に向かって第一の距離伸びている第一の凹部を有している第一のプレートを含む。ワークピースキャリアは、第二の外径、第二の内径及び当該第二の内径から当該第二の外径に向かって第二の距離伸びている第二の凹部を有している第二のプレートをさらに含む。第一のプレート及び上記第二のプレートに付属する複数の位置合わせ機構は、上記第一の凹部及び第二の凹部内で、上記第一のプレートと第二のプレートとの間に、第一のワークピースキャリアの位置を選択的に固定するように構成されている。

Description

発明の詳細な説明

〔関連出願の参照〕
本出願は、「ワークピースキャリア」と題された２０１２年６月１２日に出願された米国仮出願第６１／５６８，８６５号による優先権及び利益を主張し、その全体は、参照により全てここに記載されているかのように、本明細書に援用される。

〔技術分野〕
本開示は、概して、ワークピースキャリアに関し、より詳細には、イオン注入システムにおける様々なサイズの基板を処理するためのキャリアに関する。

〔背景〕
静電クランプ又はチャック（ＥＳＣ）は、例えば、イオン注入、エッチング、化学蒸着（ＣＶＤ）等のプラズマベース又は真空ベースの半導体処理の間、ワークピースキャリア、又は基板を把持するために、半導体産業においてよく利用されている。従来、半導体処理システム及び関連するＥＳＣは、一つの特定のサイズのワークピースを把持するように設計されている。しかしながら、ワークピースキャリアの設計の際に目的とされたサイズとは異なるサイズのワークピースを処理することは、ワークピースの取り扱い部品、ＥＳＣ、及び他の処理装置の再設計等の様々な問題をもたらし得る。半導体処理システムにおいてワークピースのサイズを変えるとき、費用及びシステムの不稼働時間を伴うことはよくあり、そこで、取扱部品、ＥＳＣ及び他の処理装置、並びに方法の大幅な変更が、従来、必要とされている。さらに、処理が高温で行われる場合、付加的な要件がシステムに課される。

〔概要〕
様々な半導体処理システムにおける異なるサイズのワークピースキャリアのために設計されているＥＳＣで、一つのサイズのワークピースキャリアを処理することの必要性が確認されている。ここでは、様々なサイズのワークピースを固定するためのワークピースキャリアについて、詳細に開示し、このワークピースキャリアは使いやすく、高温で行われるのに適しており、先行技術に見られる装置の様々な変形に対してコスト効率の良い解決法を提供できる。

本発明は、システム、装置、及び半導体処理システムにおける様々なサイズのワークピースを取扱い、処理するための方法を提供することによって先行技術の限界を超える。従って、下記の事項は、本発明のいくつかの態様の基本的な理解を提供するために、開示の簡略化した概要を示す。本概要は、本発明の広範囲な概要ではない。本発明の主要な又は重要な要素を特定することも、本発明の範囲を線引きすることも意図していない。その目的は、後に開示されているより詳細な記載に対する前置きとして、簡易化した形で本発明のいくつかの概念を提示することである。

ワークピースキャリアは、第一の外径、第一の内径及び当該第一の内径から当該第一の外径に向かって第一の距離伸びている第一の凹部を有している第一のプレートを含んで提供される。ワークピースキャリアは、第二の外径、第二の内径及び当該第二の内径から当該第二の外径に向かって第二の距離伸びている第二の凹部を有している第二のプレートをさらに含む。上記第一のプレート及び上記第二のプレートに付属する複数の位置合わせ機構は、上記第一の凹部及び第二の凹部内で、上記第一のプレートと第二のプレートとの間に、第一のワークピースキャリアの位置を選択的に固定するように構成されている。上記複数の一合わせ機構は、耳状部、溝、ピン、穴、及び／又は溝穴を含み得る。

上述の概略は、本発明のいくつかの実施形態のうちのいくつかの特徴の概要を与えることを意図しているに過ぎず、他の実施形態は、上述の一つより付加的な、又は異なる特徴を含み得る。特に、本概要は、本願の範囲を限定するために解釈されるべきではない。従って、前述及び関連する目的の達成のために、本発明は、下記に記載されており、特に、特許請求の範囲に示されている特徴を含む。以下の記載及び添付されている図面は、本発明の一実施形態を詳細に示す。しかしながら、これらの実施形態は、本発明の原則が用いられる様々な方法のうちの少数のものを示すものである。本発明の他の目的、利点、及び新規な特徴は、図面と共に考慮されるとき、本発明の以下の詳細な記載から明らかになる。

〔図面の簡単な説明〕
図１は、本開示のいくつかの態様に基づくイオン注入システムを含む典型的な真空システムの組立分解図である。

図２は、本開示の他の態様に基づく典型的なワークピースキャリアの断面図である。

図３は、複数の位置合わせ機構を有している典型的なワークピースキャリアの分解上面斜視図を示す。

図４は、図３の典型的なワークピースキャリアの分解底面斜視図を示す。

図５は、図３〜４の典型的なワークピースキャリアの上面斜視図を示す。

図６は、図３〜５の典型的なワークピースキャリアの底面斜視図を示す。

図７は、複数の位置合わせ機構を有している他の典型的なワークピースキャリアの分解上面斜視図を示す。

図８は、図７の典型的なワークピースキャリアの分解底面斜視図を示す。

図９は、図７〜８の典型的なワークピースキャリアの上面斜視図を示す。

図１０は、図７〜９の典型的なワークピースキャリアの底面斜視図を示す。

図１１〜１２は、本開示のワークピースキャリアに連結している典型的な把持部の構造を示す。

図１３は、さらに他の態様に基づく複数サイズのワークピースを処理するための方法を示す。

〔詳細な説明〕
ここでは、概して、半導体処理システムにおける様々なサイズのワークピースを取扱い、処理するためのシステム、装置及び方法について、説明する。従って、本発明は、図面を参照しながらここに記載され、同様の参照番号は同様の要素を指すように終始用いられ得る。これらの態様の記載が例にすぎないということ、及び、それらが、限定する意味に解釈されるべきではないということが理解されるべきである。以下の記載では、説明のために多数の特定の詳細な記述が、本発明の十分な理解を提供するために示されている。しかしながら、本発明が、それらの特定の詳細な記述無しに行われ得るということは、当業者にとって明らかである。さらに、本発明の範囲は、添付の図面を参照して、以下に記載されている実施形態又は例に限定されることを意図しないが、添付された特許請求の範囲及び、それと均等なものによってのみ限定されることを意図する。

図面が、本開示の実施形態のいくつかの態様の実例を与えるために提供されており、従って、図面が概略図のみとして考慮されるべきであるということもまた言及しておく。特に、図面に示されている要素は、相互に対応する必要はなく、図面における様々な要素の配置は、それぞれの実施形態の明確な理解を提供するために選ばれ、必ずしも本発明の実施形態に基づく実施における様々な構成部品の実際の相対的位置の表示であるものとして解釈されるべきではない。さらに、ここに記載されている様々な実施形態及び例の機構は、明確に別の方法で示されない限り、互いに組み合わされ得る。

以下の記載、又は、図面に示されている、機能ブロック、装置、構成部品、開路素子又は他の物質的若しくは機能的ユニットとの間の、あらゆる直接の結合又は連結は、間接的な結合又は連結によってもまた実施され得るということもまた理解されるべきである。さらに、図面に示されている機能ブロック又ユニットは、一実施形態における個々の機構又は回路として実施され得、他の実施形態における一般的な機構又は回路において、同様に又は代替的に、全体的又は部分的に実施され得るということが理解されるべきである。例えば、いくつかの機能ブロックは、信号プロセッサ等の一般的なプロセッサ上で実行するソフトウェアとして実施され得る。以下の詳説において、ワイヤーベースであるものとして記載されているあらゆる結合は、反対の記載がない限り、ワイヤレス通信としても実施され得るということが、さらに理解されるべきである。

本開示の一態様に基づけば、図１は、典型的な処理システム１００を示す。本例における処理システム１００は、イオン注入システム１０１を含むが、プラズマ処理システム、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）システム、又は他の半導体処理システム等の、様々な他の型式の処理システムもまた検討されている。イオン注入システム１０１は、例えば、端子１０２、ビームラインアセンブリ１０４、及びエンドステーション１０６を含む。

一般的に、端子１０２中のイオン源１０８は、添加ガスを多数のイオン中でイオン化してイオンビーム１１２を形成するために、電源装置１１０に連結されている。本例におけるイオンビーム１１２は、ビームステアリング装置１１４を通じて、装置１１６の外に出て、エンドステーション１０６の方向へ進む。エンドステーション１０６において、イオンビーム１１２は、チャック１２０（例えば、静電チャック又はＥＳＣ）へ選択的に把持されているか又は搭載されているワークピース１１８（例えば、シリコン基板、表示パネル等といった半導体）へ照射する。一度ワークピース１１８の格子の中に組み込まれると、注入されたイオンは、ワークピースの物理的及び／又は化学的特性を変える。このため、イオン注入は、材料科学研究における様々な用途のみならず、半導体素子の成形加工及び金属表面処理にも使用されている。

本開示のイオンビーム１１２は、ペンシルビーム若しくはスポットビーム、リボンビーム、走査ビーム、又はイオンがエンドステーション１０６の方へ向けられるその他の形態等の、あらゆる形態を取り得、そのような形態の全ては、開示の範囲内に収まるものとして検討される。

典型的な一態様に基づけば、エンドステーション１０６は、処理環境１２６が処理チャンバに使用されている、真空チャンバ１２４等の処理チャンバ１２２を含む。処理環境１２６は、処理チャンバ１２２内に通常存在し、一例では、処理チャンバに連結され、処理チャンバを十分に真空にするように構成されている真空源１２８（例えば真空ポンプ）によって形成される真空を含む。

イオン注入システム１０１を使用する注入の間、エネルギーは、ワークピースに衝突する荷電イオンとして、熱の形で集中し得る。解決策がないのだが、そのような加熱は、ワークピース１１８を潜在的に反らせたり欠けさせたりすることがあり、それは、幾度か実施する中でワークピースを無価値に（又は著しく低価値に）し得る。加熱は、ワークピース１１８に運ばれるイオンの線量を所望の線量とは異なる線量にする原因となり得、それは、所望される機能性を変え得る。例えば、１×１０^１７ａｔｏｍ／ｃｍ^２の線量が、ワークピース１１８の外面のわずか下の極めて薄い領域に注入されることが求められる場合でも、望ましくない加熱は、運ばれたイオンをこの極めて薄い領域から発散させる原因となってしまうことがあるため、実際に到達する線量は、１×１０^１７ａｔｏｍ／ｃｍ^２より少なくなる。実際には、望ましくない加熱は、所望よりも大きな領域に渡って注入電荷を「塗りつける（ｓｍｅａｒ）」ことがあり、その結果、効果的な線量を所望よりも少ない量まで減らす。他の望ましくない影響は、ワークピース１１８の望ましくない加熱から同様に生じ得る。高度なＣＭＯＳ集積回路素子の製造における超浅接合形成を可能にする、ワークピース１１８の表面の所望の非晶質化を可能にするため等に、周囲温度未満、又はより上の温度でイオンを注入することが、さらに好ましいことがある。このような場合には、ワークピース１１８の冷却が好ましい。他の状況では、注入、又は、処理を補助するための他の処理（例えば、炭化珪素への高温注入等）の間、ワークピース１１８をさらに加熱することが好ましい。

従って、他の例に基づけば、チャック１２０は、制御温度チャック１３０を含み、当該制御温度チャックは、ワークピースを支持もし、且つ、ワークピースがイオンビーム１１２に露光する間の処理チャンバ１２２内のワークピース１１８上を、選択的に冷却、加熱、又は別の方法で所定温度に保ちもするように構成されている。従って、本例における制御温度チャック１３０が、ワークピース１１８を支持又は冷却するように構成されている低周囲温度チャック、又は、処理チャンバ１２２内でワークピースを支持及び加熱するように構成されている超周囲温度チャックを含み得るということに留意すべきである。他の例では、制御温度チャック１３０は、ワークピースの加熱又は冷却しないこともできる。

制御温度チャック１３０は、例えば、それぞれ、周辺又は外的環境１３２（例えば、「大気環境」とも呼ばれている）の周囲又は大気温度より大幅に低いか高い処理温度までワークピース１１８を冷却又は加熱するように構成されている静電チャックを含む。他の例では、熱システム１３４がさらに設けられてもよく、当該熱システムは、制御温度チャック１３０を冷却又は加熱して、それ故、その上に存在するワークピース１１８を処理温度にするように構成されている。

他の態様に基づけば、図１を再び参照すると、ロードロックチャンバ１３６が、処理チャンバ１２２に実施可能にさらに連結されている。当該ロードロックチャンバは外的環境１３２から処理環境１２６を隔離するように構成されている。ロードロックチャンバ１３６は、処理チャンバ１２２と、例えばロードロックチャンバ１２２に実施可能に付属又は連結されているワークピース輸送コンテナ１４０（例えば、ＦＯＵＰ又はワークピースの取り枠）に及び／又はワークピース輸送コンテナ１４０から等といった外的環境１３２との間でワークピースを移送させる間に、ワークピース１１８を支持するように構成されているワークピース支持体１３８をさらに含む。従って、ロードロックチャンバ１３６は、ロードロックチャンバの環境１４２を変えることによって、真空システム１００内で、処理環境１２６（例えば、真空環境）を維持する。ロードロックチャンバ１３６内の圧力は、例えば、処理環境１２６に付随する真空と外的環境１３８に付随する圧力との間に変化するように構成されている。

さらに、他の典型的な態様に基づけば、大気ロボット１４４は、ロードロックチャンバ１２２とワークピース輸送コンテナ１４２との間で、ワークピース１１８を選択的に移送するように構成されている。ワークピース輸送コンテナ１４２は、例えば、真空システム１００に及び／又は真空システム１００からといった外的環境１３８における複数のワークピース１１８を移送するように構成されている。真空ロボット１４６は、ロードロックチャンバ１２２とチャック１２０との間でワークピース１１８を選択的に移送するように、さらに構成されている。さらに、制御装置１４８は、真空システム１００の他の構成部品だけでなく、例えば、一つ以上の大気ロボット１４４、真空ロボット１４６、チャック１２０をも制御することによって、ワークピース１１８の真空システム１００中の至る所での移動を選択的に制御するように構成されている。

本発明者は、様々なサイズ（例えば、１００ｍｍから３００ｍｍまでの様々な直径）を有しているワークピース１１８を、一つの真空システム１００を使用して処理することが有利となり得ること、及び、そのような様々なサイズのワークピースの処理には、以下に開示される装置及び器具が適していると理解する。従って、従来に見られるコストのかかる装置の交換をなくすことができ、現在開示されている装置、システム及び方法によってシステムの効率化を実現できる。

一例示的態様に基づけば、図２に示すように、ワークピースキャリア１５０が提供される。当該ワークピースキャリアは、１５０ｍｍのチャック（例えば、図１のチャック１２０）の上の１００ｍｍのワークピースをつかむように構成されている。ワークピース１１８の特定の直径及び／又はサイズが記載されているが、これらの直径及び／又はサイズは本開示の範囲を限定することを意図していないということ、及び、本開示によって、チャック１２０及びワークピース１１８のサイズが、他の様々なサイズまで拡大できることに留意すべきである。

一例では、ワークピースキャリア１５０は、第一の外径１５４、第一の内径１５６及び第一の内径から第一の外径に向かって第一の距離１６０伸びている第一の凹部１５８を有している第一のプレート１５２を含む。第二のプレート１６２がさらに設けられている。当該第二のプレートは第二の外径１６４、第二の内径１６６及び第二の内径から第二の外径に向かって第二の距離１７０伸びている第二の凹部１６８を有している。

一例に基づけば、複数の位置合わせ機構１７２が、第一のプレート１５２及び第二のプレート１６２にさらに付属している。当該複数の位置合わせ機構は、第一の凹部１５８及び第二の凹部１６８内で、第一のプレートと第二のプレートとの間に、第一のワークピース１７４の位置を選択的に固定するように構成されている。

他の例に基づけば、第一のプレート１５２の第一の外径１５４は、第二のワークピース１７６の直径と対応（例えば、同じ）している。第一のワークピース１７４の直径は、第二のワークピースの上記直径未満である。例えば、第一のワークピース１７４の直径は、約１００ｍｍであり、第二のワークピース１７６の直径は、約１５０ｍｍである。

一例に基づけば、図３〜６に示すように、複数の位置合わせ機構１７２は、複数の溝穴１８０が第一のプレート１５２の上面１８２の中に伸びていることと同様に、第二のプレート１６２の第二の外径１６４から伸びている複数の耳状部１７８を含む。例えば、複数の耳状部１７８は、第二のプレート１６２の下面１８４から伸びている。例えば、複数の耳状部１７８は、ワークピース１１８の処理と関連するロボットの把持部１８５と共に並んでいてもよく、第一のプレート１５２及び第二のプレート１６２は共に、処理の間、つかまれている。図２にさらに示すように、第一のプレート１５２は、ロボットの把持部１８５によって、その第一の直径１５４の周囲を選択的につかまれるように構成されている。他の例では、第二のプレート１６２の少なくとも一部（例えば、耳上部１７８）は、ロボットの把持部１８５によって、その第二の直径１６４の周囲を選択的につかまれるように構成されている。

他の例に基づけば、図７〜１０に示すように、複数の位置合わせ機構１７２は、第二のプレート１６２の下面１８４から伸びている複数のピン１８６、及び、第一のプレート１５２の上面１９０の中に伸びている複数の穴１８８を含む。重力は、第二のプレート１６２を定位置に保持し、第一のワークピース１７４は、第一のプレート１５２、基板１７４及び第二のプレート１６２の堆積の干渉によって拘束されている。

第二のプレート１６２は、例えば、第二のプレートの下面１８４から下に伸びている、２つ以上のピン１８６を含む。これらのピン１８６は、例えば、対応する第一のプレート１５２における穴１８８又は溝穴（図示せず）に適合する。ピン１８６は、例えば、第一のプレート１５２の厚さよりも長くなくてもよく、従って、それらは、第一のプレートの下面の向こうに突き出ることができず、クランプに干渉できない。他の例では、ピン１８６は、第一のプレート１５２の上に設置され得、第二のプレート１６２は、ピンを受けとめるために穴１８８を有し得る。そのような配置は、低温でよりよい可能性があるが、第二のプレート１６２が第一のプレート１５２よりも、よりゆっくりと熱くなり、ピン１８６が、第二のプレート１６２を欠けさせ得るため、高温又は極めて高温で好ましくない可能性がある。しかしながら、材料の選択次第で、これは好適な解決手段となり得る。

第一のプレート１５２は、例えば、第一のワークピース１７４を、そこに存在することを可能にするために、段差、又は、貫通孔の内径に沿って切り込まれた第一の凹部１５８を有し得る。一実施形態では、この段差は、使用される最も薄いワークピースよりも深さがない。これは、第一のワークピース１７４がキャリア１５０内に配置されたとき、第二のプレート１６２が、第一のワークピースをその中で定位置に保持しながら、第一のワークピースの上に加圧するということを確実にする。他の実施形態では、段差又は第一の凹部１５８は、使用されると思われる最も厚いワークピースよりも深さがある。そのような場合には、第二のプレート１６２は、第一のワークピースを定位置に保持して、動かないようにすることを確実にする段差の中に、第一のワークピース１７４を再び押し付けるために、十分に下にはみ出る唇状部（例えば、第二の凹部１６８）を有する。両方の場合で、上部プレートの重量は、第一のワークピース１７４を定位置に保持するためにさらに利用され得る。

他の例において、図７〜１０のワークピースキャリア１５０の中に第一のワークピース１７４を差し込むためには、第二のプレート１６２を単に取り外し、第一のワークピース１７５を段差又は第一の凹部１５８の上に設置し、第一のプレートの穴１８８に挿入するピン１８６を用いて、第二のプレートを第一のプレート１５２の上に再び設置する。第一のワークピースを取り外すため、第二のプレート１６２を持ち上げ、第一のワークピース１７４を取り外し、第二のプレートを元の位置に戻すことができる。

他の例では、図２の第一の距離１０６及び第二の距離１７０は、第一のワークピース１７４の排他的領域に対応している。通常、当該排他的領域には半導体素子が形成されない。第一のプレート１５２の第一の凹部１５８及び第二のプレート１５８の第二の凹部１６８は、例えば、ワークピース１７４の周囲で排他的領域と接するように構成されている。第一のプレート１５２及び第二のプレート１６２は、例えば、グラファイト、炭化珪素、アルミナ及び石英のうちの一つ以上から成る。第一のプレートと第二のプレートとは、異なる材料でもよいし、又は、同じ材料でもよい。さらに、第一のワークピース１７４と、第一の凹部１５８及び第二の凹部１６８のそれぞれとの間で、有利な干渉があり得る。第一のプレート１５２及び第二のプレート１６２は、例えば、約７００℃を超える温度で構造的に安定な材料から成る。

他の例では、第一の凹部１５８の深さ１９２Ａと第二の凹部１６８の深さ１９２Ｂとの組み合わせは、第一のワークピース１７４の厚さ１９４未満である。さらに他の例では、第一の凹部１５８の深さ１９２Ａと第二の凹部１６８の深さ１９２Ｂとの組み合わせは、第一のワークピース１７４の厚さ１９４を超える。

図２のチャック１３０は、例えば、機械的（例えば、機械的なクランプ）であり得るが、正確に把持するために、ワークピースキャリア１５０が適当な導電性であれば、チャックは、代わりに静電的（ＥＳＣ）であり得る。第一のプレート１５２は、下にあるヒータ／チャックへの視線を考慮に入れるため、中央に穴を有している。第二のプレート１６２も、イオンビーム又は他の処理媒体が基板又はワークピース１１８の前面に達するように考慮して、穴を有している。第一及び第二のプレート１５２及び１６２の両方における穴は、例えば、第一のワークピースの直径よりも小さいが、ワークピースのほとんどが「見る」ことができるか、下のチャック又は正面上のイオンビーム（例えば、端の排他的領域よりも排除しない）のどちらかに曝されることができるように十分大きい。第一及び第二のプレート１５２及び１６２中のこれらの穴は、完全に円形であり得、又は、基板を平坦に揃えるかノッチを入れるための機構を含み得る。

ワークピースキャリア１５０は、例えば、１５０ｍｍのチャック１３０上に１００ｍｍの基板を保持することを意図している。第一及び第二のプレート１５２及び１６２は、例えば、相補的な形状を有してもよい。第二のプレート１６２は、「翼状部」を有する輪を有し、下部プレート１５２は、上部プレートの翼上部を受けとめるためのノッチを有する別の輪である。第一及び第二のプレート１５２及び１６２（例えば、それぞれの上部及び下部プレート）は、上部プレート上の「翼状部」又は耳状部１７８が、下部プレート上の対応するノッチに位置するように着地する。二つのプレート１５２及び１６２は、完全且つ均一なキャリア面を形成する面に位置する。従って、下部プレートにおけるノッチの一つは、上部プレートにおける位置合わせ機構を上部プレートに固定し、定位置に保持することを可能にするために、アンダーカットであり得る。

翼状部又は耳状部１７８は、クランプ１３０の上にある間、機械的であろうと静電的であろうと、上部プレートからクランプ機構によって定位置に保持される。次に、ワークピース１７４及び第一のプレート１５２は、しっかり締め付けられる。

ワークピースキャリア１５０の中に基板又はワークピースを差し込むために、第二のプレート１６２（上部プレート）は、アンダーカット面の周囲をヒンジで動かされながら、持ち上げられて、上に回動される。上部プレートは取り外され得る。ワークピースは、次に、第一の凹部１５８に設置され、まず、アンダーカットを掴まれ、次に所定の位置にヒンジで下に動かされ、第二のプレート１６２が再び第一のプレート１５２の上に設置される。それらのノッチ中の翼状部又は耳状部１７８とアンダーカット面との組み合わせが、定位置に第一のワークピース１７４をしっかりと保持する役割を果たす。第一のワークピース１７４を取り外すために、第二のプレート１６２を、再び持ち上げ、上に回動し、ワークピースは取り外し、第二のプレート１６２を元の位置に戻すことができる。

図１１及び１２は、グリッパーロボット１９６によってつかまれている典型的なワークピースキャリア１５０のいくつかの図を示している。当該グリッパーロボットは、上述の一つ以上の把持部１９８によって少なくとも第一のプレート１５２を掴む。

本発明のさらに他の態様に基づけば、図１３は、異なる直径を有している第一及び第二のワークピースを選択的につかみ、処理するために提供される、典型的な方法２００が示されている。一連の動作又は事象として典型的な方法が示されているが、本発明に従い、ここで示され、記載されていることとは別に、いくつかのステップは異なる順序で起こり、且つ／又は、他のステップと同時に行われてもよいように、本発明はそのような動作又は事象の例示された順序に限定されないということが理解されているということに留意すべきである。その上、図示された全てのステップが、本発明に基づく方法を実施するために必要とされ得る訳ではない。さらに、ここに図示及び記載されているシステムとも、図示されていない他のシステムとも共同して、当該方法を実施してもよいということが理解されるであろう。

図１３の方法２００は、第一のワークピース又は第二のワークピースのいずれを処理するかを決定する、動作２０２で始まる。本例において、第一のワークピースの直径は、第二のワークピースの直径未満である。動作２０４では、第一のワークピースが処理されるとき、第一のプレートの第一の凹部に第一のワークピースが配置される。ここで、第一のプレートは第二のワークピースの直径に対応する第一の外径を有し、また、第一のプレートは第一の内径を有し、第一の凹部は第一の内径から第一の外径に向かって第一の距離伸びている。動作２０６では、第二のプレートは第一のプレート上に置かれる。ここで、第二のプレートは第二の外径、第二の内径、及び、第二の内径から第二の外径に向かって第二の距離伸びている第二の凹部を有しており、第一のワークピースの位置は、概して、第一の凹部及び第二の凹部内で、第一のプレートと第二のプレートとの間に固定され、第一のプレート及び第二のプレートに付属する複数の位置合わせ機構は、さらに、選択的に、第一のワークピースの位置を第一のプレートと第二のプレートとの間に固定する。動作２０８では、第一のプレートの第一の外径がつかまれ、第一のワークピースは、その後、動作２１０において処理される。

動作２０２において、より大きな直径を有している第二のワークピースが処理されるような決定が行われた場合、第二のワークピースの周囲が動作２１２においてつかまれ、その後、動作２１４において、第二のワークピースが処理されることになる。

一例では、第一及び第二のワークピースのうちの一つは、第一のワークピース及び第二のワークピースのどちらが処理されるかに基づき、処理チャンバ内に位置付けられているチャックへ、その後移送され得る。チャックを介して第一のプレート及び第二のワークピースのうちの一つを選択的につかむことは、例えば、第一のプレート及び第二のワークピースのうちの一つを静電的又は機械的にチャックにつかむことを含み得る。

本発明の一つの特定の実施形態又は複数の実施形態が示され、記載されているが、上述の実施形態は本発明のいくつかの実施形態の実施のための例としての役割のみを果たし、本発明の出願はこれらの実施形態に限定されないということに留意すべきである。特に、上述の構成部品（組み立て部品、素子、回路、その他）によって実行される様々な機能に関して、そのような構成部品を述べるために使用されている用語（「方法」への言及を含む）は、他の説明がない限り、ここに例示された典型的な本発明の実施形態中で機能を果たす、開示された構造と構造的に同等でなくても、記載された構成部品の特定の機能を果たすあらゆる構成部品に対応する（すなわち、機能上同等である）ことを意図する。さらに、本発明の特定の機能は、いくつかの実施形態のうち一つの実施形態においてのみ開示されている可能性があるが、そのような機能は、所望に応じて、あらゆる既知の又は特定の出願に有利であるために、他の実施形態の一つ以上の他の機能と結合され得る。従って、本発明は、上述の実施形態に限定されないが、添付された特許請求の範囲及びそれと均等なものによってのみ限定されることを意図する。

図１は、本開示のいくつかの態様に基づくイオン注入システムを含む典型的な真空システムの組立分解図である。 図２は、本開示の他の態様に基づく典型的なワークピースキャリアの断面図である。 図３は、複数の位置合わせ機構を有している典型的なワークピースキャリアの分解上面斜視図を示す。 図４は、図３の典型的なワークピースキャリアの分解底面斜視図を示す。 図５は、図３〜４の典型的なワークピースキャリアの上面斜視図を示す。 図６は、図３〜５の典型的なワークピースキャリアの底面斜視図を示す。 図７は、複数の位置合わせ機構を有している他の典型的なワークピースキャリアの分解上面斜視図を示す。 図８は、図７の典型的なワークピースキャリアの分解底面斜視図を示す。 図９は、図７〜８の典型的なワークピースキャリアの上面斜視図を示す。 図１０は、図７〜９の典型的なワークピースキャリアの底面斜視図を示す。 図１１は、本開示のワークピースキャリアに連結している典型的な把持部の構造を示す。 図１２は、本開示のワークピースキャリアに連結している典型的な把持部の構造を示す。 図１３は、さらに他の態様に基づく複数サイズのワークピースを処理するための方法を示す。

Claims (31)

1. 第一の外径、第一の内径及び当該第一の内径から当該第一の外径に向かって第一の距離伸びている第一の凹部を有している第一のプレート、
   第二の外径、第二の内径及び当該第二の内径から当該第二の外径に向かって第二の距離伸びている第二の凹部を有している第二のプレート、並びに、
   第一のプレート及び上記第二のプレートに付属する複数の位置合わせ機構であって、
   上記第一の凹部及び第二の凹部内で、上記第一のプレートと第二のプレートとの間に、第一のワークピースキャリアの位置を選択的に固定するように構成されている、複数の位置合わせ機構を含む、ワークピースキャリア。
2. 上記第一の外径は、第二のワークピースの直径と対応しており、上記第一のワークピースの直径は、上記第二のワークピースの上記直径未満である、請求項１に記載のワークピースキャリア。
3. 上記第一のワークピースの上記直径は、約１００ｍｍであり、上記第二のワークピースの上記直径は、約１５０ｍｍである、請求項２に記載のワークピースキャリア。
4. 上記複数の位置合わせ機構は、上記第二のプレートの下面から伸びている複数のピン及び上記第一のプレートの上面の中に伸びている複数の穴を含む、請求項１に記載のワークピースキャリア。
5. 上記複数の位置合わせ機構は、上記第二のプレートの上記第二の外径から伸びている複数の耳状部及び上記第一のプレートの上面の中に伸びている複数の溝穴を含む、請求項１に記載のワークピースキャリア。
6. 上記第一の距離及び第二の距離は、上記第一のワークピースの排他的領域と対応している請求項１に記載のワークピースキャリア。
7. 上記第一のプレート及び第二のプレートは、一つ以上のグラファイト、炭化珪素、アルミナ及び石英から成る、請求項１に記載のワークピースキャリア。
8. 上記第一のプレート及び第二のプレートは、異なる材料から成る、請求項７に記載のワークピースキャリア。
9. 上記第一のプレート及び第二のプレートは、約７００℃を超える温度で構造上安定である材料から成る、請求項１に記載のワークピースキャリア。
10. 上記第一のプレートの上記第一の凹部及び上記第二のプレートの第二の凹部は、上記第一のワークピースの周囲で排他的領域と接するように構成されている、請求項１に記載のワークピースキャリア。
11. 上記第一の凹部と第二の凹部との深さの組み合わせは、上記第一のワークピースの厚さ未満である、請求項１０に記載のワークピースキャリア。
12. 上記第一の凹部と第二の凹部との深さの組み合わせは、上記第一のワークピースの厚さを超える、請求項１０に記載のワークピースキャリア。
13. 上記第一のプレートは、ロボットの把持部によって、その上記第一の直径の周囲を選択的につかまれるように構成されている、請求項１に記載のワークピースキャリア。
14. 少なくとも第二のプレートの一部は、上記ロボットの把持部によって、その上記第二の直径の周囲を選択的につかまれるように構成されている、請求項１３に記載のワークピースキャリア。
15. 第一のワークピース及び第二のワークピースを処理するための半導体処理システムであって、上記第一のワークピースの直径は、上記第二のワークピースの直径未満であり、
    その上、付属する処理環境を有している処理チャンバと、
    第一のワークピースを支持するためのワークピースキャリアであって、
    第一の外径、第一の内径及び当該第一の内径から当該第一の外径に向かって第一の距離伸びている第一の凹部を有している第一のプレート、
    第二の外径、第二の内径及び当該第二の内径から当該第二の外径に向かって第二の距離伸びている第二の凹部を有している第二のプレート、並びに、
    上記第一のプレート及び第二のプレートに付属する複数の位置合わせ機構であって、上記第一の凹部及び第二の凹部内で、上記第一のプレートと第二のプレートとの間に上記第一のワークピースの位置を選択的に固定するように構成されている、複数の位置合わせ機構を含む、ワークピースキャリアと、
    処理チャンバ内に位置付けられているチャックであって、上記第一のワークピース又は第二のワークピースが処理されているかどうかに基づき、上記ワークピースキャリア及び第二のワークピースのどちらかを選択的につかむように構成されている、チャックとを含む、半導体処理システム。
16. イオン注入装置をさらに含み、当該イオン注入装置は、複数のイオンを、上記処理チャンバ中に位置付けられている上記第一のワークピース及び第二のワークピースの一つに与えるように構成されている、請求項１５に記載の半導体処理システム。
17. 上記処理チャンバに実施可能に連結されているロードロックチャンバをさらに含み、上記ロードロックチャンバは、外部環境から上記処理チャンバ内の処理環境を隔離するように構成されている、請求項１５に記載の半導体処理システム。
18. ロボットの把持部をさらに含み、上記第一のプレートは、当該ロボットの把持部によって、その上記第一の直径の周囲を選択的につかまれるように構成されている、請求項１５に記載の半導体処理システム。
19. 少なくとも上記第二のプレートの一部は、上記ロボットの把持部によって、その上記第二の直径の周囲を選択的につかまれるように構成されている、請求項１８に記載の半導体処理システム。
20. 上記処理チャンバに実施可能に連結されているロードロックチャンバをさらに含み、上記ロボットの把持部は、上記処理チャンバ内に位置付けられている真空ロボットに実施可能に連結されており、上記真空ロボットは、上記処理チャンバ内、並びに／又は、上記ロードロックチャンバの中及び外に上記ワークピースキャリア及び第二のワークピースのどちらかを移送するように構成されている、請求項１８に記載の半導体処理システム。
21. 上記処理チャンバに実施可能に連結されているロードロックチャンバをさらに含み、上記ロボットの把持部は、上記処理チャンバの外部に位置付けられている大気ロボットに実施可能に連結されており、上記大気移送ロボットは、ロードロックチャンバの中、
    及び／又は外に上記ワークピースキャリア及び第二のワークピースのどちらかを移送するように構成されている、請求項１８に記載の半導体処理システム。
22. 上記ロボットの把持部は、ワークピース輸送コンテナと上記ワークピースキャリアとの間に、上記第一のワークピースを移送するようにさらに構成されている、請求項２１に記載の半導体処理システム。
23. 上記イオン注入装置は、
    イオンビームを形成するように構成されているイオン源、
    上記イオンビームを質量分析するように構成されているビームラインアセンブリ、及び、
    上記処理チャンバを含んでいるエンドステーションを含む、請求項１６に記載の半導体処理システム。
24. 上記チャックは、制御温度チャックを含む、請求項１５に記載の半導体処理システム。
25. 上記制御温度チャックは、低周囲温度チャック及び超周囲温度チャックの一つを含む、請求項２４に記載の半導体処理システム。
26. 上記チャックは、静電チャックを含む、請求項１５に記載の半導体処理システム。
27. 半導体処理システム内で、第一のワークピース及び第二のワークピースを処理するための方法であって、上記第一のワークピースの直径は、上記第二のワークピースの直径未満であり、
    上記第一のワークピース又は第二のワークピースが処理されているかどうかを判別すること、
    上記第一のプレートが、上記第二のワークピースの直径と対応する第一の外径を有しており、上記第一のプレートは、第一の内径を有しており、上記第一の凹部が、上記第一の内径から上記第一の外径に向かって第一の距離伸びており、上記第一のワークピースが処理されるとき、第一のプレートの第一の凹部中に上記第一のワークピースを位置付けること、
    上記第一のワークピースの位置が、上記第一の凹部及び第二の凹部内に上記第一のプレートと第二のプレートとの間に通常固定されており、上記第一のプレート及び第二のプレートに付属する複数の位置合わせ機構が、上記第一のプレートと第二のプレートとの間に上記第一のワークピースの位置をさらに選択的に固定しており、第二の外径、第二の内径及び上記第二の内径から上記第二の外径に向かって第二の距離伸びている第二の凹部を有している第二のプレートを、上記第一のプレートの上に位置付けること、並びに、
    上記第一のワークピース又は第二のワークピースが処理されるかどうかに基づき、上記第一のプレートの上記第一の外径又は上記第二のワークピースの周囲を選択的につかむことを含むことを含む、方法。
28. 上記第一のワークピース又は第二のワークピースが処理されるかどうかに基づき、上記第一のプレート及び第二のワークピースの一つを処理チャンバ内に位置付けられているチャックへ移送することをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
29. 上記チャックを介して上記第一のプレート及び第二のワークピースの一つを選択的につかむことをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
30. 上記チャックを介して上記第一のプレート及び第二のワークピースの一つを選択的につかむことは、上記第一のプレート及び第二のワークピースの一つを上記チャックへ静電気的につかむことを含む、請求項２９に記載の方法。
31. 上記チャックを介して上記第一のプレート及び第二のワークピースの一つを選択的につかむことは、上記第一のプレート及び第二のワークピースの一つを上記チャックへ機械的に把持することを含む、請求項２９に記載の方法。

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