JP3201607B2 - バッチ式イオン注入機用ディスク走査装置 - Google Patents

バッチ式イオン注入機用ディスク走査装置

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Description

【発明の詳細な説明】 関連出願の引用 本出願は、1989年６月９日に出願された特許出願番号
第366,202号の一部継続出願であり、またこの第366,202
号は、1988年５月18日に出願された特許出願番号195,72
9号の継続出願である。
技術分野 本発明はワークの真空処理装置に関し、さらに詳しく
は、複数のワークをイオン・ビームにたいして二次元的
に機械的走査すなわち変換し、その結果、ワークの表面
にイオンを均一に分布させる装置に関する。走査システ
ムは、主に半導体ウェーハのイオン注入用を意図してい
るが、この用途だけに限定されるものではない。
背景技術 イオン注入は、半導体ウェーハの中に導電性を変化さ
せる不純物を導入する標準的な、また経済的にも受け入
れられた技術になっている。望ましい不純物をイオン源
の中でイオン化し、イオンを加速して所定のエネルギの
イオン・ビームを形成し、このイオン・ビームを半導体
ウェーハの表面に当てる。ビームの中のエネルギを有す
るイオンは、半導体材料の中へ浸透し、半導体材料の結
晶格子に入り込んで、望ましい導電性の領域を形成す
る。
商業用イオン注入機において、効果的なシステムを達
成するためにはいろいろな要因が重要である。１つの重
要な要因は、単位時間当たりの処理ウェーハの生産高で
ある。ウェーハの移動時間、注入時間および動作不能時
間のすべてが全体の処理時間に影響する。注入時間を減
らすために、所定の最高温度以内にウェーハを維持しな
がら、半導体ウェーハに印加されるイオン・ビーム電流
を増やす努力がたえず行われる。イオン注入の他の重要
な要素としてウェーハ表面に対する正確な照射量と均一
な照射量がある。なぜならイオン注入により製作される
半導体素子は、制御され再現性のある動作特性を有する
必要があるからである。さらに、微粒子による汚染を極
力減らすことがきわめて重要である。なぜなら超小形の
特徴を有する半導体素子は、この種の汚染による損傷を
きわめて受けやすいからである。
イオン注入機は、一般的に連続式とバッチ式の２つの
大きなカテゴリーに分類される。連続式システムにおい
ては、ウェーハは１回に１個ずつ処理される。ウェーハ
は、注入処理の間連続してイオン・ビームによって照射
されるので、最大イオン・ビーム電流量は制限される。
バッチ・システムでは、一般的にはディスクの周辺部に
近い環状部分のウェーハ取り付け場所に多数の半導体ウ
ェーハを取り付ける。ディスクは、環状部分の狭い場所
で、イオン・ビームに照射され、回転する結果、すべて
のウェーハが連続的にイオン・ビームに照射される。各
個々のウェーハにとっては、ディスクの回転時間のほん
の１部分の間イオン・ビームに照射されるだけなので、
各ウェーハに印加される平均電力は比較的低い。その結
果、バッチ・システムの場合には、連続式システムより
もかなり高めのイオン・ビーム電流を使用することがで
きる。一般的に、ウェーハの断面は表面よりもイオン・
ビームが少ないので、ウェーハの表面全体に均一にイオ
ンを分布させるために、回転ディスクまたはビームは別
の運動を行うことが必要である。
１つの従来技術によるバッチ式イオン注入機の場合、
イオン・ビームは磁気的に１方向に走査され、ディスク
の回転が第２方向への動きを行う。Engeに対して付与さ
れた1981年６月30日付米国特許番号第4,276,477号はこ
のようなシステムを開示している。磁気ビーム走査の１
つの欠点は、必要とする走査用磁石が大きく、かつ重い
点である。
バッチ式イオン注入の第２の方法は、固定したイオン
・ビームとウェーハの二次元での機械的走査とを使用す
ることであった。しかし、真空中で二次元的な機械的走
査を行うのは難しい。なぜなら、動作上の理由から、ま
た可動機械部品から生ずる汚染を防ぐため、駆動機構を
真空チャンバの外に置く方が望ましいからである。Arnd
t,Jr.他に対して付与された1976年９月28日付米国特許
番号第3,983,402号は、イオン注入用の二次元的機械走
査システムを開示している。開示されたシステムは、真
空チャンバ内へ往復運動を伝達するため、１組のベロー
を使用している。Rydingに対して付与された1980年10月
21日付米国特許番号第4,229,655号は、イオン・ビーム
に対して回転ディスクを往復運動させるため、回転ディ
スクおよびスライディング・シールまたは直線空気軸受
けを使用する他の従来技術システムを説明している。19
86年４月23日に公開された欧州特許出願番号第178,803
号は、二次元運動を行うさらに他の従来技術を説明して
いる。回転ディスクは真空チャンバ内で円弧状に凹部内
を前後に移動するアーム上に保持される。
バッチ式イオン注入システムにおけるもう１つの難し
い問題は、注入に先立ってウェーハをディスク上に搭載
し、注入が終わった後このウェーハをディスクから取り
外す装置である。ウェーハ交換は、微粒子による汚染の
可能性を極力減らす方法で自動的に行うのが望ましい。
ウェーハを搭載する１つの技術において、ディスクは、
注入中の多少とも垂直の方向から、ウェーハを着脱する
ための水平方向へと素早く向きを変えるか、または回転
する。この技術は、バリアン（Varian）社製の型式番号
第160−10号のイオン注入機で使用され、また米国特許
番号第4,276,477号、第3,983,402号および第4,229,655
号に示されている。開示された他の技術として、欧州特
許出願番号第178,803号では、ウェーハを着脱する間、
ディスクを注入位置に保持する。
半導体ウェーハへのイオン注入の間、ウェーハ表面上
のイオン・ビームの入射角を制御することが望ましい。
その理由は、イオンがどこまで深く浸透するかは入射角
（注入角度）の関数だからである。入射角による浸透深
度のばらつきは、通常「チャネリング」として知られ、
これはイオン・ビームに対する半導体ウェーハの結晶軸
の方向によって決まる。チャネリングは入射角だけでな
く、ウェーハの結晶構造に左右される。チャネリングを
制御するには、通常、所定の結晶構造と結晶方向とに対
して所定の注入角度を使用する。したがって、イオン注
入システムは、注入角度を変更する能力を有する必要が
ある。欧州特許出願番号第178,803号は、各ウェーハの
下部に位置するテーパの付いたヒート・シンク・インサ
ートを開示している。注入角度を変更するには、真空チ
ャンバを大気に開放し、各ウェーハの位置にあるヒート
・シンク・インサートを変更し、次に真空ポンプでチャ
ンバをもう１度高い真空状態に戻す必要がある。
従来技術のシステムでは、イオン注入中のウェーハの
周辺部でのクランプと、遠心力によるクランプの両方を
使用してきた。クランプ用リングを使った周辺部でのク
ランプは、概して満足すべき状態であるが、ウェーハの
周辺端部に近い環状部分がクランプ用リング陰になっ
て、ウェーハのその部分が使用不能になる。遠心力によ
るクランプの場合、ウェーハの表面全体が露出して処理
を受けられるが、クランプに充分な遠心力が受に加えら
れ、ウェーハが冷却されるように、ディスクを設計する
必要がある。
本発明の一般的な目的は、改良されたイオン注入シス
テムを提供することである。
本発明の他の目的は、真空チャンバにおけるワーク変
換用の改良された装置を提供することである。
本発明の他の目的は、真空チャンバから分離した駆動
機構を有する、真空チャンバにおけるワーク変換用装置
を提供することである。
本発明の他の目的は、真空チャンバの壁を貫通する可
動部品をシールする信頼性の高いベロー・アセンブリを
使用する真空チャンバにおけるワーク変換用装置を提供
することである。
本発明のさらに他の目的は、真空チャンバの壁を介し
て機械的運動を伝達するため、信頼性の高いベロー・ア
センブリを提供することである。
発明の開示 本発明によれば、これらの、また他の目的および長所
は、機械的変換を真空チャンバの中へ伝達する装置にお
いて達成される。この装置を半導体ウェーハのイオン注
入システムに使用することが望ましい。この装置は、真
空チャンバを形成する真空エンベロープを有する固定ア
センブリ、真空エンベロープを介して延びて、走査軸を
中心にして回転するように取り付けられたアーム手段を
有する可動アセンブリ、走査軸を中心にして、円弧状の
経路に沿って、アーム手段を往復運動させる駆動手段、
アーム手段が走査軸を中心にして回転することを可能に
しながら、アーム手段を真空エンベロプにシールするベ
ロー手段、アーム手段が走査軸を中心にして回転する
間、非対称な歪みや内面と外面との間の圧力差を受ける
ベロー手段、およびアーム手段が走査軸を中心にして回
転するにしたがって、ベロー手段の中間部分をガイドす
る手段によって構成される。アーム手段は、一般的に、
真空チャンバ内に位置するワーク取り付け手段を支持す
る。
非対称な撓み圧力差は、共にベロー手段の横方向歪み
を発生させる。ベロー手段の中間部分はガイド手段によ
って、もし圧力差がなければ通るであろう経路に沿って
動くように誘導される。ベロー手段は、固定アセンブリ
にシールされた固定フランジ、可動アセンブリにシール
された可動フランジおよび固定フランジと可動フランジ
とにシールされた可撓性ベローを有する。
好適な実施例において、ベローの中間部分をガイドす
る手段は、可撓性ベローの中間部分に取り付けられた中
間フランジと中間フランジのガイド手段とを有する。中
間フランジのガイド手段は、固定アセンブリと可動アセ
ンブリとの間に回転可能に接続された１対の回転アーム
および各回転アームと中間フランジの両側部との間に回
転可能に接続された１対の連結アームを有することが望
ましい。連結アームは、アーム手段が走査軸を中心にし
て回転する間、走査軸の方向を向いていることが望まし
い。
図面の簡単な説明 本発明およびその他の目的、長所および可能性をより
よく理解するため、添付図を参照するが、これらの添付
図は参考として本明細書含まれる。
第１図は、一部を切断して示したイオン注入システム
の上部平面図であり、ここでディスクはウェーハの着脱
のための水平位置で示す。
第２図は、第１図の線２−２に沿って見た場合の第１
図のイオン注入システムの側面図であり、ここでディス
クは注入位置で示す。
第３図は、ディスク・アクセス・ドアの開いた本発明
の走査装置の斜視図である。
第４図は、第２図の線４−４で切断した走査装置の断
面図である。
第５図は、第４図の線５−５で切断した走査装置の断
面図であり、走査駆動アセンブリおよび回転駆動アセン
ブリを示す。
第６図は、第４図の線６−６で切断した走査装置の断
面図であり、アクセス・ドア・アセンブリおよび注入角
度調整装置を示す。
第７図は、第５図の線７−７で切断した走査装置の断
面図であり、走査駆動アセンブリを示す。
第８図は、第６図の線８−８で切断した走査装置の部
分断面図であり、注入角度調整装置を示す。
第９図は、第８図の線９−９で切断した走査装置の部
分断面図であり、注入角度調整装置を示す。
第10図は、第４図の線10−10で切断した走査装置の断
面図であり、注入位置にあるディスクを実線で、着脱位
置にあるディスクを斜線で示す。
第11図は、第10図の線11−11で切断したディスク駆動
アセンブリの断面図である。
第12図は、第11図の線12−12で切断したディスク駆動
アセンブリの断面図である。
第13図は、走査アームの動作を示す走査装置の概略図
である。
第14図は、走査装置の運動軸の相互関係を示す概略図
である。
第15図は、ベローの撓みを示す概略図である。
第16図は、ベロー・アセンブリの他の実施例の側面図
である。
第17図は、第16図の線17−17で切断した他のベロー・
アセンブリの断面図である。
第18図は、第16図の線18−18で切断した他のベロー・
アセンブリの断面図である。
第19図は、第18図の線19−19で切断した他のベロー・
アセンブリの部分断面図であり、中間フランジを示す。
発明を実施するための最良の形態 第１図および第２図に示すイオン注入システムは、エ
ンド・モジュール10およびエンド・ステーション・モジ
ュール12を有する。エンド・モジュール10は、イオン源
物質をイオン化し、イオン・ビーム20を形成するイオン
源14、イオン・ビーム20から望ましくない種を分離する
ためのマス・アナライザ16、および2keVと200keVとのあ
いだの範囲のエネルギにイオン・ビーム20を加速化する
加速器17を有する。イオン源14は、最高30ミリアンペア
のイオン・ビーム電流を作り出すことができる。イオン
・ビーム20は、所定軸に沿った位置に固定され、エンド
・ステーション・モジュール12の方向に向けられる。
エンド・ステーション・モジュール12は、高真空チャ
ンバ30を有する。真空チャンバ30は、真空ポンプ・シス
テム34によって高真空状態に維持される。エンド・ステ
ーション・モジュール12は、通常は半導体ウェーハであ
るワークをイオン・ビーム20に対して二次元的に変換す
る、すなわち走査する、本発明による走査装置36を有す
る。エンド・ステーション・モジュール12は、またイオ
ン注入の前に半導体ウェーハ39を走査装置36に搭載し、
イオン注入後にこのウェーハを走査装置36から取り外す
ウェーハ移送システム38を有する。イオン源14からウェ
ーハ39までのイオン・ビーム20を囲む領域は、動作中高
真空状態に維持される。
第３図は、走査装置36の斜視図である。走査装置36
は、ディスク40を有し、このディスク40は、その周辺部
に近い環状領域に設けられた複数のウェーハ取り付け場
所を有する。ディスク40は、ディスク駆動アセンブリ50
に取り付けられる。ディスク40およびディスク駆動アセ
ンブリ50は、走査アーム・アセンブリ44によって支持さ
れ、この走査アーム・アセンブリ44は、アクセス・ドア
・アセンブリ46に取り付けられる。アクセス・ドア・ア
センブリ46は、１対のレール48によって支持され、これ
らのレール48は、真空チャンバ30の下にあって、イオン
・ビーム20を横切る方向に延びている。アクセス・ドア
・アセンブリ46、ディスク40、ディスク駆動アセンブリ
50および走査アーム・アセンブリ44は、これらの部品に
アクセスするめに、レール48上を外側に動くことができ
る。
ディスク40は、ディスク駆動アセンブリ50によって、
その中心を通るディスク回転軸Ａを中心にして回転され
る。ディスク40、ディスク駆動アセンブリ50および走査
アーム・アセンブリ44は、走査駆動アセンブリ52によっ
て、走査軸Ｂを中心に円弧53を描いて往復運動すなわち
走査される。ディスク40のＡ軸を中心とする回転および
走査アーム・アセンブリのＢ軸を中心とする走査によっ
て、イオン・ビーム20に対する複合二次元動作が行わ
れ、その結果、ディスク40に取り付けた各ウェーハの表
面は均一なイオンの照射量を受ける。ディスク40は、ま
た畧垂直なイオン注入位置（第10図において実線で示
す）と畧水平な着脱位置（第10図において斜線で示す）
との間を動くことができる。ディスク40およびディスク
駆動アセンブリ50は、回転駆動アセンブリ54によって、
イオン注入位置と着脱位置との間で、回転軸Ｃを中心に
回転される。上記の運動以外に、以下で説明するよう
に、注入角度を変えるため、ディスク40、ディスク駆動
アセンブリ50、走査アーム・アセンブリ44および走査駆
動アセンブリ52を、手動でＣ軸を中心にして回転させる
ことができる。
第３図、第４図および第６図に示すように、アクセス
・ドア・アセンブリ46は、ディスク・アクセス・ドア60
を有し、このドア60は、真空チャンバ30の開口部に対し
て真空タイトにシールされる。ドア60を真空チャンバ30
にシールするため、弾性リング61を使用する。アクセス
・ドア60を補強し、安定させるため、アクセス・ドア60
の外面とレール48との間にドア支持体62を接続する。ア
クセス・ドア・アセンブリ46は、さらにレール48上のド
ア60の垂直位置を調整する垂直調整ねじ63、レール48上
のドア60の水平位置を調整する水平調整ねじ65、および
ドア60の回転調整装置67を有する。
以下に説明するように、ディスク40、ディスク駆動ア
センブリ50、走査アーム・アセンブリ44および走査駆動
アセンブリ52は、アクセス・ドア60によって支持され
る。アクセス・ドア60は、さらに開口部64を有し、走査
アーム・アセンブリ44はこの開口部を通過する。走査ア
ーム・アセンブリ44のディスク側の端部、すなわち内側
の端部は、真空チャンバ30の内側にあり、一方その駆動
側の端部、すなわち外側の端部は真空チャンバ30の外側
に位置する。以下に説明するように、走査装置36がＣ軸
を中心にして回転できるように、走査支持体66をアクセ
ス・ドア60の外側に取り付ける。
上記のように、また第３図、第10図および第12図に示
すように、ウェーハの取り付け場所は、ディスク40の周
辺部近くの環状領域に位置する。各ウェーハ取り付け場
所は、平面42aを有し、この平面42a上にウェーハを取り
付け、またこの平面は、イオン・ビームがウェーハに伝
達するエネルギのヒート・シンクとしての役割を果た
す。各ウェーハ取り付け場所42aは、ディスク40の平面
に対して所定の角度、一般的には７度、傾斜している。
その結果、ディスク40がディスクの面に直角のＡ軸を中
心にして回転する場合、遠心力が働いてウェーハをそれ
ぞれの取り付け面42aに押し付ける。走査アーム・アセ
ンブリ44およびディスク駆動アセンブリ50を介して循環
する水によって、各ウェーハ取り付け場所42を冷却する
ことが望ましい。
ディスク40は、そのハブによってディスク駆動アセン
ブリ50に取り付けられる。第11図および第12図に示すよ
うに、ディスク駆動アセンブリ50は、ディスク駆動ハウ
ジング70を有し、このハウジング70は、真空タイトにシ
ールされ、その結果、ハウジング内部を大気圧に維持す
ることができる。ディスク駆動ハウジング70は、たとえ
ば磁気流体型の回転式真空フィードスルー72を有し、こ
のフィードスルー72は、回転運動や冷却水をディスク駆
動ハウジング70の内部から真空チャンバ30に伝達する。
ディスク40のハブは、真空チャンバ30内で回転式真空フ
ィードスルー72のシャフト73に接続される。ディスク駆
動モータ74は、ディスク駆動ハウジング70内で回転式真
空フィードスルー72のシャフト73に直結される。ディス
ク駆動モータ74は、交流フレームレス・トルク・リング
・モータでよい。さらにディスク40の角度的位置を監視
するリゾルバ76および冷却水をウェーハ取り付け場所42
に接続する回転ユニオン78がシャフト73に接続される。
ディスク40を通る冷却経路は、本発明に含まれないので
図面から省略した。
走査アーム・アセンブリ44は、中空の、シールされた
内部を有し、この内部によって、ディスク駆動ハウジン
グ79の内部は外気と接続される。冷却水のホース77およ
びディスク駆動モータ74に送電し、リゾルバ76に信号を
送る電線79が走査アーム・アセンブリ44を通る。ディス
ク駆動ハウジング70内部をシールすることによって、デ
ィスク駆動モータ74およびその他のディスク駆動アセン
ブリ50の可動部品から生ずる汚染物質が真空チャンバ30
に入り込んで、注入中の半導体ウェーハを汚染する可能
性を排除する。パイプ82によって水冷されたこぼれカッ
プ（spill−over cup）80は、パイプ82によって、ディ
スク駆動ハウジング70から支持される。こぼれカップ80
は、ディスク40の端部からバイパスする全てのイオン・
ビーム20を集めるように位置決めされる。
ディスク駆動ハウジング70は、ディスク回転軸Ａと同
軸の第１中空部分70aおよびこの中空部分70aから延び
る、回転軸Ｃと同軸の第２中空部分70bを有する。第４
図および第７図に示すように、走査アーム・アセンブリ
44は、走査アーム86および走査アーム・ハウジング88を
有し、走査アーム86は、上記の第２中空部分70bにシー
ルされ、またそれを支持する。走査アーム86は、ボール
・ベアリング90および92を有する走査アーム・ハウジン
グ88に取り付けられ、その結果、走査アーム・ハウジン
グ88に対してＣ軸を中心にして回転することができる。
走査アーム86および走査アーム・ハウジング88は、ディ
スク・アクセス・ドア60の開口部64を介して延びてい
る。開口部64は、ベロー102によってシールされ、この
ベロー102は、一端で走査アーム・ハウジング88に接続
され、他端で走査支持体66に接続される。ベロー102
は、チャンバ30の高真空を維持しながら、走査アーム・
アセンブリ44のアクセス・ドア60に対する運動を可能に
する。走査アーム・ハウジング88は、真空チャンバ30の
外側の端部で走査駆動アセンブリ52に接続される。
第４図、第５図および第７図に示すように、走査駆動
アセンブリ52は、走査駆動ハウジング104を有し、この
走査駆動ハウジング104の下部は、走査アーム・ハウジ
ング88に接続される。走査駆動ハウジング104は、走査
アーム・ハウジング88から上方に延びて、ボールねじア
センブリ106を走査アーム・ハウジング88から間隔を開
けた状態で取り付ける手段を提供する。ボールねじアセ
ンブリ106は、回転軸Ｃと平行でかつ間隔を置いた軸Ｄ
に取り付けられる。走査駆動ハウジング104は、さらに
１対の位置合わせしたＶブロック108を有し、このブロ
ック108は、走査シャフト110と係合するように位置決め
され、このシャフト110は、走査軸Ｂを中心にして回転
できるように、ボール・ベアリング112によって走査支
持体66に取り付けられる（第６図参照）。以下に説明す
るように、走査アームアセンブリ44および走査駆動アセ
ンブリ52は、ボールねじアセンブリ106の動作よって走
査シャフト110の軸Ｂを中心にして回転する。
ボールねじアセンブリ106は、スリーブ116に取り付け
られたナット114を有する。ボールねじ118は、ナット11
4を介して延びている。ナット114とスリーブ116とは、
ベアリング120および122によって走査駆動ハウジング10
4に取り付けられ、これらのベアリング120および122
は、ナット114が軸Ｄを中心にして回転することを可能
にする。プーリ124はスリーブ116に取り付けられ、プー
リ126は走査モータ128のシャフトに取り付けられる。走
査モータ128は、走査駆動ハウジング104に取り付けら
れ、プーリ124および126はタイミング・ベルト130によ
って相互に連結される。走査モータ128は付勢される
と、プーリ124、スリーブ116およびナット114が回転す
る。
ボールねじ118の一端は、ローラ132と当接し、このロ
ーラ132は、ピン133によって走査支持体66に回転可能に
取り付けられる。ボールねじ118は、また回転防止ピン1
34によって走査支持体66に接続される。回転防止ピン13
4に取り付けられたローラ135は、走査支持体66の細長
く、狭い溝136の中を運動することができる。走査モー
タ128の動作中、ボールねじ118はローラ132によって、
軸Ｄにたいし横方向に若干移動するすることができる。
第７図および第８図に示すように、ピン137はボールね
じ118に取り付けられる。ピン137は、細長い溝138の中
を運動することができるが、通常動作中は機能しない。
ディスク40を点検またはディスクの交換のために取り外
す場合、ピン137は走査駆動アセンブリ52を所定の位置
に保持し、重さの変化によってこれが軸Ｂを中心にして
回転するのを防止する。
ディスク駆動アセンブリ50およびディスク40の重量に
よって、走査アーム・アセンブリ44は、走査軸Ｂを中心
にして下方に回転し、ボールねじ118をローラ132に接触
させる。その結果、走査モータ128作動時にも、ボール
ねじ118は、実質的に静止した軸位置に留まっている。
走査モータ128を付勢すると、ナット114は静止したボー
ルねじ118を中心にして回転し、軸Ｄに沿って動き、そ
れによって走査アーム・アセンブリ44、ディスク40、デ
ィスク駆動アセンブリ50および走査駆動アセンブリ52を
走査シャフト110を中心に回転させる。
走査アーム・アセンブリ44の走査シャフト110を中心
とする回転は、大型ウェーハの場合、一般的に約±12゜
であり、小型ウェーハの場合はそれよりも小さい。ドア
60に取り付けられたストップ139（第７図）は、走査ア
ーム・アセンブリ44の上方への運動を制限する。ウェー
ハ表面にイオン・ビーム20を均一に分布するために、走
査スピードはdR/dtが1/Rに比例するように制御され、こ
こでＲは、ディスク軸Ａからこのディスク軸Ａと直角の
方向にあるビーム20までの距離である。
検出スイッチ141（第６図）は、走査アーム・アセン
ブリ44の軸Ｂを中心とする回転位置を検出する。検出ス
イッチ141は、走査の上限、下限を検出し、またディス
ク40が注入位置と着脱位置との間で回転する走査アーム
・アセンブリ44の水平位置も検出する。
第５図および第７図に示すように、回転駆動アセンブ
リ54は、走査アーム86の外端部に隣接する走査駆動ハウ
ジング104に取り付けられる。回転真空シール140は、一
般的には２個のＯリングと両者間のオイル・シールとを
有し、走査アーム86の軸Ｃを中心とする回転運動は、こ
の回転真空シール140によって真空チャンバ30に伝達さ
れるとともに、高真空の保持も保証される。ウォーム・
ギヤ142は、走査アーム86の外端部近くに取り付けられ
る。ウォーム144は、ウォーム・ギヤ142と相互に係合
し、減速機146によって走査駆動ハウジング104に取り付
けられた回転駆動モータ148のシャフトに接続される。
回転駆動アセンブリ54は、ディスクをほぼ垂直の注入
位置から、ほぼ水平の着脱位置まで回転させるために、
ウェーハの着脱の間使用される。ウェーハの交換後、デ
ィスク40は回転して注入位置に戻る。ウェーハをディス
ク40に搭載しまたこれから取り外すため、走査アーム・
アセンブリ44を水平にしたまま走査モータ128は停止す
る。次に回転駆動モータ148を付勢することによって、
ウォーム144のウォーム・ギヤ142とを回転させる。これ
によって、走査アーム86およびディスク駆動アセンブリ
50は軸Ｃを中心にして回転し、ディスク40を着脱位置ま
で回転させる（第10図において斜線で示す）。着脱位置
において、１回に１つのウェーハ搭載場所42をウェーハ
移送システム38に隣接して位置決めし、移送システム38
はその場所からウェーハ39を着脱する。関節を有するア
ーム152によってウェーハ39は、カセット150（第１図お
よび第10図）とウェーハ搭載場所42との間を移動する。
１つのウェーハ搭載場所42でのウェーハ交換が終わる
と、ディスク駆動モータ74は、ディスク40の次のウェー
ハ搭載場所42をインデックスして、ウェーハの交換工程
を反復する。1987年12月21日に出願された特許出願番号
第135,568号は適切なウェーハ移送システムを開示して
おり、この開示は参照として本明細書に含まれる。搭載
場所42のすべてにおいてウェーハ交換が終わると、回転
駆動モータ148は反対方向に付勢されて、ディスク40を
注入位置まで、軸Ｃを中心にして回転させる。回転駆動
モータ148の動作中、走査アーム・ハウジング88は静止
したままであり、走査アーム86は、ボール・ベアリング
90および92によって回転する。
上記のように、イオン注入機は、注入角度すなわちウ
ェーハに対するイオン・ビーム20の入射角を変更する能
力を有することが望ましい。一般的に、注入角度は標準
入射角から、それより約10゜までの範囲である。本発明
の１つの特徴によれば、真空チャンバ30を開ける、すな
わち大気に開放しなくても、真空チャンバ30の外側に設
けた１つの調整装置だけで注入角度を変更することがで
きる。注入角度の調整を検討する前に、ディスク回転軸
Ａ、走査軸Ｂおよびイオン・ビーム20軸の相互関係を議
論することが有益である。
照射量の均一性を保証するため、走査中はウェーハ表
面におけるイオン・ビーム20の入射点をイオン・ビーム
軸に沿って固定したままにすることが望ましい。この条
件は、イオン・ビーム20を遮っているウェーハ搭載場所
42の面と直角に走査軸Ｂを設けることによって達成され
る。１つの好適な実施例において、第14図に示すよう
に、ウェーハ搭載場所42は、ディスク40の平面に対して
７゜の角度に、走査軸Ｂはディスク回転軸Ａに対して７
゜の角度に設定する。第１図−第13図では、見易くする
ために軸Ａ、Ｂ間の角度は省略されている。注入角度が
変更されても、軸Ａ、Ｂ間の関係は固定したままであ
る。ディスク40が軸Ｂを中心にして走査されるにつれ
て、イオン・ビーム20を遮っている搭載場所42は自らの
面において横方向に動くことが、第14図から分かる。
軸Ａ、Ｂ間の角度は、走査アーム86と走査駆動ハウジ
ング104と取り付けられた調整可能のストップ・アセン
ブリ160（第５図）によって設定される。調整可能スト
ップ・アセンブリ160は、所定の角度位置で半径方向に
走査アーム86に取り付けられたストップ・レバ162と、
走査駆動ハウジング104に取り付けられた調整可能スト
ップ164とを有する。走査アーム86が軸Ｃを中心にして
回転するにつれて、ディスク40が注入位置まで来た時、
ストップ・レバ162とストップ164とは相互に接触する。
ストップ164は、軸方向に調整可能なねじであり、スト
ップ164によって軸Ａ、Ｂ間の角度を正確に調整するこ
とが可能となり、その結果、走査軸Ｂはイオン・ビーム
20を遮っているウェーハの面と直角になる。回転駆動モ
ータ148は、トルクを検出す交流サーボ・モータのよう
なタイプであることが望ましい。ストップ・レバ162が
回転してストップ164と接触すると、モータ148によって
与えられるトルクは増加する。トルクの増加は検出さ
れ、モータが停止する。その結果、以下で説明するよう
に、注入角度調整に関係なく、ディスク40が注入位置に
復帰した時に、ディスク回転軸Ａと走査軸Ｂとの間で望
ましい角度が設定される。
第４図および第10図に示すように、ディスク40の着脱
位置は、ディスク駆動ハウジング70およびアクセス・ド
ア60に取り付けられたストップ・アセンブリ170によっ
て設定される。ストップ・レバ172は、ディスク駆動ハ
ウジング70の第２部分70bで半径方向に取り付けられ
る。ストップ174は、アクセス・ドア60に取り付けられ
る。ディスク40の上部のウェーハ載置場所42が水平とな
り、ウェーハ移送システムと位置合わせされる位置まで
ディスク40が軸Ｃを中心にして回転する場合、ストップ
・レバ172およびストップ174は相互に接触するように位
置決めされる。ストップ・アセンブリ170は、注入角度
調整に関係なく、ディスク40とウェーハ移送システム38
との間の固定した関係を確立する。したがって注入角度
が変更になっても、ウェーハ移送システムの調整は必要
でない。ストップ・レバ166（第５図）は、着脱位置に
対応する第２の角度位置でストップ・レバ162と接触す
るように、ハウジング104に取り付けられる。ディスク4
0が着脱位置にほとんど到達した時、ストップ・レバ166
はモータ148を停止させる。
事実上走査装置36全体が軸Ｃを中心にして回転するこ
とによって、注入角度は変更される。走査支持体66は、
複数のスプリングによって付勢されたクランプ180（第
６図および第８図）によってアクセス・ドア60に取り付
けられる。注入角度の変更が望ましい時には、スプリン
グによって付勢されたクランプ180を緩め、ねじ調整ア
センブリ182の動作によって、走査支持体66が軸Ｃを中
心にして回転する。スプリングによって付勢されたクラ
ンプ180は、細長い、円弧形の溝183の中を移動する。走
査支持体66は、走査駆動アセンブリ52、走査アームアセ
ンブリ44、ディスク駆動アセンブリ50およびディスク40
を保持しており、その結果、イオン・ビーム20に対する
ウェーハ取り付け場所42の角度は変更される。正確な注
入角度は、アクセス・ドア60と走査支持体66とに取り付
けられた取付け金具185上の目盛り184によって決定され
る。望ましい注入角度になった時には、スプリングによ
って付勢されたクランプ180を締め直す。このようにし
て、真空チャンバ30を開ける、すなわちこれを大気に対
して開放することなく、注入角度は調整され、ディスク
回転軸Ａ、走査軸Ｂ間の望ましい関係もそのまま維持さ
れる。走査支持体66に取り付けられた傾斜計187（第７
図）は、注入角度を示す信号を注入システム・コンピュ
ータに送る。
第９図は調整アセンブリ182を示す。平坦な側部を有
するピン186は、取付け金具185に取り付けられる。調整
ねじ188は、走査支持体66の第１部分66aと螺合して、ピ
ン186の一方の側部に当節する。調整ねじ190は、走査支
持体66の第２部分66bを螺合して、ピン186のもう一方の
側部に当接する。スプリングによって付勢されたクラン
プ180を緩めてから、調整ねじ188および190の片方を後
退させたり、もう一方を前進させたりして注入角度を調
整し、その結果、走査支持体66は軸Ｃを中心にして回転
する。注入角度は目盛り184から読み取られる。望まし
い注入角度になった時、調整ねじ188および190の両方を
ピン186に対して締め、チェック・ナット192を走査支持
体66に対して締めて、調整ねじ188および190を所定位置
に維持する。次に、スプリングによって付勢されたクラ
ンプ180を締める。真空チャンバ30を開放する、すなわ
ちこれを大気に対して開放することなくを注入角度を調
整することによって、従来技術の注入角度調整の方法と
比較してかなりの時間節約になる。
たとえば外部環境と真空チャンバとの間のような異な
った圧力の領域間で機械的な運動の伝達は、ベローを従
来のように適用することによって行われる。通常の使用
法において、一般的にはシリンダ状のベローの襞は中心
軸に対して均等に撓む。この用途の場合、ベローが撓ん
でいる時に、ベロー内部、外部間の圧力差はその表面領
域上に均等に分布され、ベローは圧力差によって変形し
ない。
ベロー102は、真空チャンバ30に対する走査アーム・
アセンブリ44およびディスク40の移動を可能にしながら
走査アーム・ハウジング88を走査支持体66にシールす
る。ベロー102は、本システムにおいてきわめて重要な
要素である。走査アーム・アセンブリ44とディスク40と
が走査軸Ｂを中心にして円弧状経路に沿って移動する結
果、ベロー102は非対称な撓みを受ける。イオン注入の
間、真空チャンバ30は高真空状態で動作するので、ベロ
ー102は、またその内面、外面間の大きな圧力差を受け
る。走査シャフト110を中心とする走査アーム・アセン
ブリ44の回転範囲は、大型ウェーハの場合で約±12゜で
あり、走査速度は毎分10サイクルのオーダである。ディ
スク40の移動は、反復円弧状運動である。走査作業の
間、ベロー102はたえず撓み、これによって長時間使用
した後、ベローの襞には応力が生じ、潜在的にリークを
ひきおこす。ベローにおける些細なリークでも、真空チ
ャンバ30内部の真空ロスにつながる。真空状態が失われ
た時には、直ちにイオン注入を中断し、ベローを取替え
なければならない。ベロー102の取替えは、高価で時間
のかかる修理であるため、これを極力最小限に押さえな
ければならない。さらに、半導体製造施設での稼働休止
時間はきわめて望ましくない。
第15図〜第19図は、動作寿命の長い他のベロー・アセ
ンブリを示す。第15図は単純化した概略図であり、この
図は、この他のベロー・アセンブリの動作と非対称的な
撓み状態にあるベローに対して加えられた力を理解する
のに役立つ。固定フランジ202は、走査支持体66にシー
ルされ、可動フランジ204は、走査アーム・ハウジング8
8にシールされる。可撓性ベロー200は、フランジ202お
よび204の両端部にシールされる。走査アーム・アセン
ブリ44が水平位置にある時には、ベロー200は均等に撓
み、フランジ202および204は実質的に平行である。ベロ
ー200の中心軸210は、水平位置において、中間点212を
有する直線である。圧力差はベローの表面上に均等に分
布される。
走査アーム・アセンブリ44が時計方向に走査軸Ｂを中
心にして回転することによって、ディスク40が上方に移
動すると、ベロー200は非対称的に変形する。可動フラ
ンジ204の位置は仮想線204′で示す。軸210の中間点は
点212′に移動する。この位置において、ベロー200の底
部は頭部よりも圧縮される。その結果、ベロー200の頭
部は、底部よりも大きい表面積を有し、底部よりも大き
い大気圧を受ける。正味の力はベロー200の中央部分に
加わる下向きの力である。この下向きの力はベローをそ
の軸にたいして下向きの横方向に変形する傾向がある。
ディスク40と走査アーム・アセンブリ44とが水平位置
から下方に移動すると、ベロー200は撓んで、フランジ2
04は仮想線204″で示す位置まで移動する。軸210の中間
点は点212″に移る。この位置では、ベロー200の頭部は
底部よりも圧縮される。その結果、ベロー200の底部
は、頭部よりも大きい表面積を有し、上向きの正味大気
圧がベロー200に加えられる。したがってベローは、そ
の移動の一方の端近くでは上向きに横変形し、移動のも
う一方の端近くでは下向きに横変形する傾向がある。横
方向の変形、または通称「もがき」（squirm）によっ
て、点212′および212″は、以下に説明する他のベロー
・アセンブリを使用しない場合の、第15図に示す名目的
な位置に効率よくとって代わる。大気圧による横方向の
変形の最終的な影響は、代案のベロー・アセンブリのな
い場合には、襞の撓みがフランジ近くで増幅されて、し
ばしば早すぎる故障につながることである。
本発明によれば、走査アーム・アセンブリ44およびデ
ィスク40が走査軸Ｂを中心にして回転するにつれて、ベ
ロー200の中間部分をガイドする装置が提供される。こ
のガイド装置の目的は、大気圧によるベローの横方向の
変形を実質的に排除することである。ガイド装置は、ベ
ロー軸210の中間点が走査中、点212′、212″間をはみ
出して移動しないように制約されることを保証すること
である。
第16図〜第19図は、ベロー200のガイド装置を示す。
ベロー200は、フランジ202によって一端で走査支持体66
にシールされ、フランジ204によって他端で走査アーム
・ハウジング88にシールされる。走査支持体66は、真空
チャンバ30を含む固定アセンブリの一部であり、一方、
走査アーム・ハウジング88は、走査軸Ｂを中心にして回
転し、ディスク40、走査アーム・アセンブリ44および走
査駆動アセンブリ52を含む可動アセンブリの一部であ
る。（アクセス・ドア・アセンブリ46は、レール48上を
移動することができるが、本システムの動作中は静止し
ている。） 通常円形の中間フランジ220は、ベロー200の中心部に
取り付けられる。中間フランジ220は、ねじ219によって
環状リング221に取り付けられ、この環状リング221は、
ベロー200の襞にシールされる（第18図および第19図参
照）。第１回転アーム222は、回転ピン224によって支持
金具226に回転可能に接続される。支持金具226は、走査
支持体66に強固に取り付けられる。第２回転アーム232
は、回転ピン234によって支持金具236に回転可能に接続
される。支持金具236は、走査支持体66に強固に取り付
けられる。支持金具226および236は、回転アーム222お
よび232をそれぞれ、走査シャフト110の両端部に位置決
めする。回転ピン224および234によって、それぞれのア
ーム222および232は、走査軸Ｂと平行の軸238を中心に
して回転することができる。ローラ240は、スペーサ242
上のＶブロック108に取り付けられる。ローラ244は、ス
ペーサ246上のＶブロック108に取り付けられる。回転ア
ーム222には、ローラ240と係合するＵ字形の凹部248が
設けられ、回転アーム232には、ローラ244と係合するＵ
字形の凹部250が設けられる。
連結アーム256は、中間フランジ220の一方の側部の回
転アーム222および突起部220aと回転可能に相互に連結
する。ライン・アーム258は、中間フランジ220のもう一
方の側部の回転アーム232および突起部220bと回転可能
に相互に連結する。回転アーム222および連結アーム256
は、回転ピン260によって相互に連結する。連結アーム2
56および中間フランジ220は、回転ピン262によって相互
に連結する。連結アーム258および回転アーム232は、回
転ピン264によって相互に連結する。ライン・アーム258
および中間フランジ220は、回転ピン266によって相互に
連結する。
動作上、ディスク40および走査アーム・アセンブリ44
が走査軸Ｂを中心にして回転するにつれて、回転アーム
222および232は、それぞれピン224および234を中心に回
転する。動作中、取付金具226および236は固定位置にと
どまっている。Ｖブロック108は、走査軸Ｂを中心にし
て回転することによって、ローラ240と244を、走査軸Ｂ
を中心にして円弧状に移動させる。回転アームの凹部24
8および250は、ローラ240および244とそれぞれ係合する
ので、回転アーム222および232は、ローラ240および244
によって、それぞれ回転ピン224および234を中心とする
円弧内で駆動される。回転アーム222および232の移動
は、連結アーム256および258によって中間フランジ220
に伝達される。その結果、中間フランジ220の移動は、
回転アーム222および232と連結アーム256および258によ
って制約される。
回転アーム222、232および連結アーム256、258の長さ
と位置とは、ベロー200が大気圧による横方向の変形を
受けないように選択される。本明細書に示し、説明した
構成において、大気圧によって生ずる力は、走査軸Ｂを
貫通する線に沿って加えられる。第15図を参照して、ガ
イド装置によってベロー軸の中間点は点212′、212″間
の経路を移動する。連結アーム256および258は、運動
中、走査軸方向を向いたままでいることが望ましく、そ
の結果、ガイド装置によってベローに加えられる力は、
走査軸Ｂを貫通する線に沿って加えられ、ガイド装置に
よって、それ以外の変形力はベロー200に加えられな
い。
好適な実施例において、直径9.80インチ、（ニュート
ラル位置における）長さ6.5インチおよび襞数78のベロ
ーを使用する。好適な実施例において、第15図のよう
に、回転軸238と回転軸260間の距離が1.273インチであ
り、また回転軸260とローラ240間の距離が1.500インチ
になるように、回転０アーム222および232の寸法を決め
る。好適な実施例において、回転軸260と回転軸262間の
距離が7.0インチになるようにリンク・アーム256および
258の寸法を決める。中間フランジは、ベロー200の中心
に位置決めされることが望ましい。寿命試験において、
上記で説明したベロー・アセンブリは、３×106回の動
作サイクルを実行するのに成功したのにたいして、本発
明のガイド装置を使用しないベローは、３×105回の動
作サイクルを実行すると故障した。
現時点で本発明の好適な実施例と考えられることを引
用し、説明してきたが、当業者には明らかなように、添
付の請求の範囲で規定するように、本発明の範囲から逸
脱することなく、種々の変更および変形を行うことが可
能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−116746（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−150657（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4745287（ＵＳ，Ａ) Ｎｕｃｌｅａｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎ ｔｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ Ｐ ｈｙｓｉｃｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｖｏ ｌ．37／38，Ｎｏ．２（1989）ｐｐ533 −537 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 37/317 G21K 5/10

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】真空内で行うワーク変換装置において、上
    記のワーク変換装置は： 真空チャンバを形成する真空エンベロープを有する固定
    アセンブリ； ワーク取り付け手段および上記の真空チャンバ内で上記
    のワーク取り付け手段を支持する走査アーム手段を有す
    る可動アセンブリであって、上記の走査アーム手段は上
    記の真空エンベロープを介して延び、走査軸を中心にし
    て運動するように取り付けられている上記の可動アセン
    ブリ； 上記の走査アーム手段および上記の取り付け手段を、上
    記の走査軸を中心にして、円弧状の経路に沿って往復運
    動させる走査駆動手段； 上記の走査アーム手段の上記の走査軸を中心とする運動
    を可能にしながら、上記の走査アーム手段を上記の真空
    エンベロープにシールするベロー手段であって、上記の
    走査アーム手段が上記の走査軸を中心にして回転する
    間、自己の非対称歪みと自らの内面と外面との間の圧力
    差を受ける上記のベロー手段；および 上記の走査アーム手段が上記の走査軸を中心にして回転
    するに従って、上記のベロー手段の中間部分をガイドす
    る手段； によって構成されることを特徴とするワーク変換装置。
  2. 【請求項２】上記のガイド手段が、上記の内面と外面と
    の間の上記の圧力差がなければ実質的に通るであろう経
    路に沿って、上記のベロー手段の中間部分をガイドする
    手段を有することを特徴とする請求の範囲第１項記載の
    ワーク変換装置。
  3. 【請求項３】上記のガイド装置が、上記のベロー手段の
    中間部分を、上記の固定アセンブリおよび上記の可動ア
    センブリに回転可能に接続する手段を有することを特徴
    とする請求の範囲第２項記載のワーク変換装置。
  4. 【請求項４】上記のベロー手段が，上記の固定アセンブ
    リにシールされた固定フランジ、上記の可動アセンブリ
    に取り付けられた可動フランジおよび上記の固定フラン
    ジと上記の可動フランジにシールされた可撓性ベローを
    有し、上記の走査手段の一部分が、上記の可撓性ベロー
    を介して上記の真空チャンバに延びていることを特徴と
    する請求の範囲第１項記載のワーク変換装置。
  5. 【請求項５】上記のガイド手段は： 上記の可撓性ベローの中間部分に取り付けられた中間フ
    ランジ； 上記の走査アーム手段が上記の走査軸を中心にして回転
    するにつれて、回転アーム軸を中心にして回転するよう
    に、上記の固定アセンブリと上記の可動アセンブリとの
    間に回転可能に接続されたベロー回転アーム；および 上記の走査アーム手段が上記の走査軸を中心にして回転
    する間、上記の走査軸の方向を向いているように、上記
    の中間フランジと上記のベロー回転アームとの間に接続
    された連結アーム； を有することを特徴とする請求の範囲第４項記載のワー
    ク変換装置。
  6. 【請求項６】上記のガイド手段は： 上記の可撓性ベローの中間部分に取り付けられた中間フ
    ランジ；および 上記の内面、外面間の上記の圧力差がなければ通るであ
    ろう経路に沿って上記の中間フランジをガイドする手
    段； を有することを特徴とする請求の範囲第４項記載のワー
    ク変換装置。
  7. 【請求項７】上記の中間フランジの上記のガイド手段
    は： 上記の固定アセンブリと上記の可動アセンブリとの間
    に、回転可能に接続された第１回転アーム； 上記の固定アセンブリと上記の可動アセンブリとの間
    に、回転可能に接続された第２回転アーム； 上記の第１回転アームと上記の中間フランジの第１側部
    との間に、回転可能に接続された第１連結アーム；およ
    び 上記の第２回転アームと上記の中間フランジの第２側部
    との間に接続された第２連結アームを有し； 上記の走査アーム手段が上記の走査軸を中心にして回転
    するにつれて、上記の第１および第２回転アームが、共
    通の回転アーム軸を中心にして回転することを特徴とす
    る請求の範囲第６項記載のワーク変換装置。
  8. 【請求項８】上記の走査アーム手段が上記の走査軸を中
    心にして回転する間、上記の第１および第２連結アーム
    が、上記の走査軸の方向を向いていることを特徴とする
    請求の範囲第７項記載のワーク変換装置。
  9. 【請求項９】上記の中間フランジが上記の可撓性ベロー
    の中心部にシールされた、一般的に環状のリングによっ
    て構成されることを特徴とする請求の範囲第８項記載の
    ワーク変換装置。
  10. 【請求項１０】上記の回転アーム軸が上記の走査軸と平
    行であり、上記の走査軸から間隔をおいて設けられてい
    ることを特徴とする請求の範囲第８項記載のワーク変換
    装置。
  11. 【請求項１１】上記の第１および第２回転アームが、上
    記の回転アーム軸上で回転ピンによって、上記の固定ア
    センブリに接続されることを特徴とする請求の範囲第10
    項記載のワーク変換装置。
  12. 【請求項１２】上記の中間フランジの上記のガイド手段
    が、さらに上記の可動アセンブリに取り付けられた第１
    ローラおよび第２ローラを有し、上記の第１および第２
    回転アームが、それぞれ上記の第１および第２ローラに
    係合する凹部を有することを特徴とする請求の範囲第11
    項記載のワーク変換装置。
  13. 【請求項１３】上記の第１および第２連結アームが上記
    の回転ピンと上記の凹部との間で、それぞれ上記の第１
    および第２回転アームに接続されることを特徴とする請
    求の範囲第12項記載のワーク変換装置。
  14. 【請求項１４】上記のワーク取り付け手段上のワークを
    イオン・ビーム処理するために、上記の真空チャンバに
    設けられたイオン・ビーム発生手段をさらに有すること
    を特徴とする請求の範囲第１項記載のワーク変換装置。
  15. 【請求項１５】真空チャンバ内に機械的変換を伝達する
    装置において、上記の装置は： 真空チャンバを形成する真空エンベロープを有する固定
    アセンブリ； 上記の真空エンベロープを介して延び、走査軸を中心に
    して回転するように取り付けられたアーム手段を有する
    可動アセンブリ； 上記の走査軸を中心にして、円弧状の経路に沿って上記
    のアーム手段を往復運動させる駆動手段； 上記のアーム手段が上記の走査軸を中心にして回転する
    のを可能にしながら、上記のアーム手段を上記の真空エ
    ンベロープにシールするベロー手段であって、上記の走
    査アーム手段が上記の走査軸を中心にして回転する間、
    自己の非対称歪みと自らの内面と外面との間の圧力差を
    受ける上記のベロー手段；および 上記のアーム手段が上記の走査軸を中心にして回転する
    にしたがって、上記の内面と外面との間の上記の圧力差
    がなければ通るであろう経路に沿って、上記のベロー手
    段の中間部分をガイドする手段； によって構成されることを特徴とする装置。
  16. 【請求項１６】上記のベロー手段が、上記の固定アセン
    ブリにシールされた固定フランジ、上記の可動アセンブ
    リにシールされた可動フランジおよび上記の固定フラン
    ジと上記の可動フランジとにシールされた可撓性ベロー
    を有し、上記のアーム手段の一部が、上記の可撓性ベロ
    ーを介して上記の真空チャンバに延びていることを特徴
    とする請求の範囲第15項記載の装置。
  17. 【請求項１７】上記のガイド手段は： 上記の可撓性ベローの中間部分に取り付けられた中間フ
    ランジ； 上記のアーム手段が上記の走査軸を中心にして回転する
    につれて、回転アーム軸を中心にして回転するように、
    上記の固定アセンブリと上記の可動アセンブリとの間に
    回転可能に接続されたベロー回転アーム；および 上記のアーム手段が上記の走査軸を中心にして回転する
    間、上記の走査軸の方向を向いているように、上記の中
    間フランジと上記のベロー回転アームとの間に接続され
    た連結アーム； を有することを特徴とする請求の範囲第16項記載の装
    置。
  18. 【請求項１８】上記のガイド手段は： 上記の可撓性ベローの中心部分に取り付けられた中間フ
    ランジ；および 上記の内面と外面との間の上記の圧力差がなければ通る
    であろう経路に沿って、上記の中間フランジをガイドす
    る手段； を有することを特徴とする請求の範囲第16項記載の装
    置。
  19. 【請求項１９】上記の中間フランジの上記のガイド手段
    は： 上記の固定アセンブリと上記の可動アセンブリとの間
    に、回転可能に接続された第１回転アーム； 上記の固定アセンブリと上記の可動アセンブリとの間
    に、回転可能に接続された第２回転アーム； 上記の第１回転アームと上記の中間フランジの第１側部
    との間に、回転可能に接続された第１連結アーム；およ
    び 上記の第２回転アームと上記の中間フランジの第２側部
    との間に接続された第２連結アームを有し； 上記のアーム手段が上記の走査軸を中心にして回転する
    につれて、上記の第１および第２回転アームが共通の回
    転アーム軸を中心にして回転することを特徴とする請求
    の範囲第18項記載の装置。
  20. 【請求項２０】上記のアーム手段が上記の走査軸を中心
    にして回転する間、上記の第１および第２連結アーム
    が、上記の走査軸の方向を向いていることを特徴とする
    請求の範囲第19項記載の装置。
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