JP5163848B2 - イオンビーム注入装置及びそのための加工物支持アセンブリ - Google Patents
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Description
2)所望の注入角度に平行な移動経路に沿って、注入チャンバー内のリボン型イオンビームに直交する方向に加工物24を並進移動、即ち、線形移動すること。
3)加工物24が回転軸線C−Cに直交しかつ注入のために取り付けられた静電チャックの受け台204の回線軸線であるD−D(図2)に沿って、加工物を回転運動させること。
本発明の加工物支持構造体100の第1実施形態は、図2〜図4に最も良く示されている。図1は、加工物のロード位置及びアンロード位置にある静電クランプ202を示す頂部平面図である。加工物24が静電クランプ202の受け台(ペデスタル)204上に配置され、そして、静電クランプが励磁されて加工物24を受け台204に固定した後、加工物支持構造体100は、図2に示す位置(注入角度=0°)等の注入位置に加工物を軸線C−C回りに回転する。図2は、注入位置にある加工物24を支持する静電クランプ202を示す頂部平面図である。図1は、破線で示す注入位置にある加工物24を示す。
本発明の加工物支持構造体の第2の好ましい実施形態は、図5〜図7に示されている。以下で記載する特徴を除いて、第2の好ましい実施形態の加工物支持構造体100'は、第1の実施形態の加工物支持構造体100と構造および機能が同一である。
本発明の加工物支持構造体の好ましい第3実施形態が図8および図8Aに示されている。以下に記載されている特徴を除いて、第3実施形態の加工物支持構造体100"は、第2実施形態の加工物支持構造体100'に対して、その構造および機能が同一である。
12 イオン源
14 イオンビーム
16 ビーム経路
20 注入ステーション
22 注入チャンバー
24 加工物
25 注入表面
26 電子制御装置
100 加工物支持構造体
110 回転部材
150 並進部材
202 静電クランプ
204 受け台
206 走査アーム
210 駆動モータ
220 真空シール/軸受アセンブリ
222 中空軸
264 アンビリカルコード
Claims (27)
- (a)ビームラインに沿って移動するイオンビームを発生させるためのイオンビーム源と、
(b)前記イオンビームによって加工物の注入表面にイオン注入するために、加工物がイオンビームに交差するように配置されている、排気された内部領域を有する注入チャンバーと、
(c)この注入チャンバーに連結されて加工物を支持する加工物支持構造体と、を有するイオンビーム注入装置であって、
前記加工物支持構造体が、
1)加工物を支持する回転可能な受け台を含み、前記加工物を保持するチャックと、
2)前記受け台に連結されて共に回転可能な第1回転リールと、
3)前記受け台が第1方向に回転するとき、前記第1回転リールの回りを巻回するフレキシブルコードの長さが増加し、前記受け台が第1方向とは反対方向に回転するとき、前記第1回転リールの回りを巻回するフレキシブルコードの長さが減少するように、前記第1回転リールに連結される中空のフレキシブルコードと、
4)前記チャックに冷却剤を運ぶ少なくとも1つの冷却ラインと、電力又は制御信号を前記チャックに導く電気導体とを含み、前記少なくとも1つの冷却ラインの一部および前記電気導体が前記フレキシブルコードの内部を通って導かれる設備と、
5)前記受け台を回転するためのチャックに連結されて作動する回転部材を有する駆動体と、
6)前記駆動体の回転部材に連結されて共に回転する第2回転リールと、を含み、
前記フレキシブルコードは、前記第1、第2回転リールの間に伸びるとともに、前記受け台が第1方向に回転するとき、前記第2回転リールの回りを巻回するフレキシブルコードの長さが増加し、前記受け台が第1方向とは反対方向に回転するとき、前記第2回転リールの回りを巻回するフレキシブルコードの長さが減少するように、前記第2回転リールに連結されていることを特徴とするイオンビーム注入装置。 - 前記駆動体の回転部材は、駆動プーリーと前記チャックとを含み、該チャックは、前記受け台に連結された被駆動体プーリーと、前記駆動プーリーを回転させるとき前記受け台を回転させるために、前記駆動体と被駆動プーリーとの間に伸びる駆動ベルトとを含んでいることを特徴とする請求項1記載のイオンビーム注入装置。
- 前記第1回転リールは、前記被駆動プーリーに連結され、第2回転リールは、前記駆動プーリーに連結されていることを特徴とする請求項2記載のイオンビーム注入装置。
- 前記設備は、前記チャックに冷却剤を運ぶ冷却ラインと、このチャックに対して電力または制御信号を導く電気導体との両方を含み、さらに、前記第1回転リールに取り付けた前記フレキシブルコードの一端部近くにある第1コネクタアセンブリを含み、該第1コネクタアセンブリは、前記冷却ラインが、前記チャックへの流体の流れを可能にするように連結される第1流体コネクタと、前記電気導体が、前記チャックに電力又は制御信号を導くように連結された第1電気コネクタとを含んでいることを特徴とする請求項1記載のイオンビーム注入装置。
- 前記設備は、前記チャックに冷却剤を運ぶ冷却ラインと、このチャックに対して電力または制御信号を導く電気導体との両方を含み、さらに、前記第2回転リールに取り付けた前記フレキシブルコードの一端部近くにある第2コネクタアセンブリを含み、該第2コネクタアセンブリは、前記冷却ラインが、前記チャックへの流体の流れを可能にするように連結される第1流体コネクタと、前記電気導体が、前記チャックに電力又は制御信号を導くように連結された第1電気コネクタとを含んでいることを特徴とする請求項1記載のイオンビーム注入装置。
- 前記冷却ラインは、前記チャックに冷却流体を導くための第1流体冷却ラインと、前記チャックに熱伝達用ガスを導く第2ガス冷却ラインとを含むことを特徴とする請求項4記載のイオンビーム注入装置。
- 前記加工物支持構造体は、前記チャックを支持する走査アームを含み、該走査アームの内部領域を大気圧に形成し、前記第1、第2回転リール、前記フレキシブルコード、および前記駆動プーリーと被駆動プーリーが、前記走査アームの内部領域内に配置されることを特徴とする請求項2記載のイオンビーム注入装置。
- 前記被駆動プーリーと前記チャックとの間に、中空の真空シールが配置されて、前記注入チャンバーの内部領域と前記走査アームの内部領域との間のシールを与え、前記真空シールは、前記設備の一部が前記チャックに導かれるように中央開口を形成していることを特徴とする請求項2記載のイオンビーム注入装置。
- 前記チャックは、静電チャックであり、前記加工物は、静電力により前記受け台に保持されることを特徴とする請求項1記載のイオンビーム注入装置。
- 前記加工物支持構造体は、前記注入チャンバー内のイオンビームの一部に対して前記加工物の注入角度を変えるために、前記注入チャンバーに連結された回転部材と、前記注入チャンバー内に配置されかつ前記回転部材に連結されて移動可能な並進部材とを含み、前記並進部材は、線形の移動経路に沿って移動するために前記チャックと前記加工物を支持していることを特徴とする請求項1記載のイオンビーム注入装置。
- (a)ビームラインに沿って移動するイオンビームを発生させるためのイオンビーム源と、
(b)前記イオンビームによって加工物の注入表面にイオン注入するために、加工物がイオンビームに交差するように配置されている、排気された内部領域を有する注入チャンバーと、
(c)この注入チャンバーに連結されて加工物を支持する加工物支持構造体と、を有するイオンビーム注入装置であって、
前記加工物支持構造体が、
1)加工物を支持する回転可能な受け台を含み、前記加工物を保持するチャックと、
2)前記受け台を回転するために前記チャックに連結されて作動する回転部材を含む駆動体と、
3)前記受け台に連結されて共に回転可能な第1回転リールと、
4)前記駆動体の回転部材に連結されて共に回転可能な第2回転リールと、
5)前記受け台が第1方向に回転するとき、前記第1回転リールの回りを巻回するフレキシブルコードの長さが増加しかつ前記第2回転リールの回りを巻回するフレキシブルコードの長さが減少し、前記受け台が第1方向とは反対方向に回転するとき、前記第1回転リールの回りを巻回するフレキシブルコードの長さが減少しかつ前記第2回転リールの回りを巻回するフレキシブルコードの長さが増加するように、前記第1、第2回転リールに連結されて該リール間に伸びている中空のフレキシブルコードと、
6)前記チャックに冷却剤を運ぶ少なくとも1つの冷却ラインと、前記チャックに電力を導く電気導体とを含み、前記少なくとも1つの冷却ラインの一部および前記電気導体が前記フレキシブルコードの内部を通って導かれる設備と、を含むことを特徴とするイオンビーム注入装置。 - 注入チャンバーを有し、このチャンバー内で加工物がイオンビームに交差するように配置されて、イオンビームによって加工物の注入表面にイオンを注入するために、ビームラインに沿って移動するイオンビームを発生させるイオンビーム注入装置のための加工物支持アセンブリであって、
(a)加工物を支持する回転可能な受け台を含み、前記加工物を保持するチャックと、
(b)前記受け台に連結されて共に回転可能な第1回転リールと、
(c)前記受け台が第1方向に回転するとき、前記第1回転リールの回りを巻回するフレキシブルコードの長さが増加し、前記受け台が第1方向とは反対方向に回転するとき、前記第1回転リールの回りを巻回するフレキシブルコードの長さが減少するように、前記第1回転リールに連結される中空のフレキシブルコードと、
(d)前記チャックに冷却剤を運ぶ少なくとも1つの冷却ラインと、前記チャックに電力を導く電気導体とを含み、前記少なくとも1つの冷却ラインの一部および前記電気導体が前記フレキシブルコードの内部を通って導かれる設備と、
(e)前記受け台を回転するためのチャックに連結されて作動する回転部材を有する駆動体と、
(f)前記駆動体の回転部材に連結されて共に回転する第2回転リールと、を含み、
前記フレキシブルコードは、前記第1、第2回転リールの間に伸びるとともに、前記受け台が第1方向に回転するとき、前記第2回転リールの回りを巻回するフレキシブルコードの長さが増加し、前記受け台が第1方向とは反対方向に回転するとき、前記第2回転リールの回りを巻回するフレキシブルコードの長さが減少するように、前記第2回転リールに連結されていることを特徴とする加工物支持アセンブリ。 - 前記駆動体の回転部材は、駆動プーリーを含み、前記チャックは、前記受け台に連結された被駆動体プーリーを含み、前記駆動体が駆動プーリーを回転させるとき前記受け台を回転させるために、駆動ベルトが、前記駆動体と被駆動プーリーとの間に伸びていることを特徴とする請求項12記載の加工物支持アセンブリ。
- 前記第1回転リールは、前記被駆動プーリーに連結され、第2回転リールは、前記駆動プーリーに連結されていることを特徴とする請求項13記載の加工物支持アセンブリ。
- 前記第1回転リールに取り付けた前記フレキシブルコードの一端部近くにある第1コネクタをさらに含み、該第1コネクタは、前記フレキシブルコードを通って導かれる、前記少なくとも1つの冷却ラインの一部と前記電気導体との間に固定の接続を与え、前記少なくとも1つの冷却ラインの一部が、前記チャックから前記第1コネクタに伸びており、前記電気導体の一部が、前記チャックから前記第1コネクタに伸びていることを特徴とする請求項12記載の加工物支持アセンブリ。
- 前記第2回転リールに取り付けた前記フレキシブルコードの一端部近くにある第2コネクタをさらに含み、該第2コネクタは、前記フレキシブルコードを通って導かれる、前記少なくとも1つの冷却ラインの一部と前記電気導体との間に固定の接続を与え、前記少なくとも1つの冷却ラインの一部が、外部から前記注入チャンバーに伸びており、前記電気導体の一部が、前記注入チャンバーの外部から前記第2コネクタに伸びていることを特徴とする請求項12記載の加工物支持アセンブリ。
- 前記駆動体の回転部材は、中空軸を含み、前記少なくとも1つの冷却ラインの一部が、前記注入チャンバーの外部から前記第2コネクタに伸び、前記注入チャンバーの外側から前記第2コネクタに伸びる前記電気導体の一部が、前記中空軸を通って伸びて前記第2コネクタに連結されていることを特徴とする請求項16記載の加工物支持アセンブリ。
- 前記チャックを支持する走査アームをさらに含み、該走査アームの内部領域を大気圧に形成し、前記第1、第2回転リール、前記フレキシブルコード、および前記駆動プーリーと被駆動プーリーが、前記走査アームの内部領域内に配置されることを特徴とする請求項13記載の加工物支持アセンブリ。
- 前記被駆動プーリーと前記チャックとの間に、中空の真空シールが配置されて、前記注入チャンバーの内部領域と前記走査アームの内部領域との間のシールを与え、前記真空シールは、前記設備の一部が前記チャックに導かれるように中央開口を形成していることを特徴とする請求項18記載の加工物支持アセンブリ。
- 前記チャックは、静電チャックであり、前記加工物は、静電力により前記受け台に保持されることを特徴とする請求項12記載の加工物支持アセンブリ。
- 前記注入チャンバー内のイオンビームの一部に対して前記加工物の注入角度を変えるために、前記注入チャンバーに連結された回転部材と、前記注入チャンバー内に配置されかつ前記回転部材に連結されて移動可能な並進部材とを含み、前記並進部材は、線形の移動経路に沿って移動するために前記チャックと前記加工物を支持していることを特徴とする請求項12記載の加工物支持アセンブリ。
- (a)ビームラインに沿って移動するイオンビームを発生させるためのイオンビーム源と、
(b)前記イオンビームによって加工物の注入表面にイオン注入するために、加工物がイオンビームに交差するように配置されている、排気された内部領域を有する注入チャンバーと、
(c)この注入チャンバーに連結されて加工物を支持する加工物支持構造体と、を有するイオンビーム注入装置であって、
前記加工物支持構造体が、
1)加工物を支持する回転可能な受け台を含み、前記加工物を保持するチャックと、
2)前記受け台を回転するために前記チャックに連結されて作動する回転部材を含む駆動体と、
3)前記受け台に連結されて共に回転可能な第1回転リールと、
4)前記受け台が第1方向に回転するとき、前記第1回転リールの回りを巻回するフレキシブルコードの長さが増加し、前記受け台が第1方向とは反対方向に回転するとき、前記第1回転リールの回りを巻回するフレキシブルコードの長さが減少するように、前記第1回転リールに連結される中空のフレキシブルコードと、
5)前記チャックに冷却剤を運ぶ少なくとも1つの冷却ラインと、前記チャックに電力を導く電気導体とを含み、前記少なくとも1つの冷却ラインの一部および前記電気導体が前記フレキシブルコードの内部を通って導かれる設備と、
6)前記駆動体の回転部材に連結されて共に回転する第2回転リールと、を含み、
前記フレキシブルコードは、前記受け台が第1方向に回転するとき、前記第2回転リールの回りを巻回するフレキシブルコードの長さが減少し、前記受け台が第1方向とは反対方向に回転するとき、前記第2回転リールの回りを巻回するフレキシブルコードの長さが増加するように、前記第2回転リールに連結されていることを特徴とするイオンビーム注入装置。 - 前記駆動体の回転部材は、駆動プーリーを含み、前記チャックは、前記受け台に連結された被駆動体プーリーを含み、前記駆動体が駆動プーリーを回転させるとき前記受け台を回転させるために、駆動ベルトが、前記駆動体と被駆動プーリーとの間に伸びていることを特徴とする請求項22記載のイオンビーム注入装置。
- 注入チャンバーを有し、このチャンバー内で加工物がイオンビームに交差するように配置されて、イオンビームによって加工物の注入表面にイオンを注入するために、ビームラインに沿って移動するイオンビームを発生させるイオンビーム注入装置のための加工物支持アセンブリであって、
(a)加工物を支持する回転可能な受け台を含み、前記加工物を保持するチャックと、
(b)前記受け台を回転するために前記チャックに連結されて作動する回転部材を含む駆動体と、
(c)前記受け台に連結されて共に回転可能な第1回転リールと、
(d)前記受け台が第1方向に回転するとき、前記第1回転リールの回りを巻回するフレキシブルコードの長さが増加し、前記受け台が第1方向とは反対方向に回転するとき、前記第1回転リールの回りを巻回するフレキシブルコードの長さが減少するように、前記第1回転リールに連結される中空のフレキシブルコードと、
(e)前記チャックに冷却剤を運ぶ少なくとも1つの冷却ラインと、前記チャックに電力を導く電気導体とを含み、前記少なくとも1つの冷却ラインの一部および前記電気導体が前記フレキシブルコードの内部を通って導かれる設備と、
(f)前記駆動体の回転部材に連結されて共に回転する第2回転リールと、を含み、
前記フレキシブルコードは、前記受け台が第1方向に回転するとき、前記第2回転リールの回りを巻回するフレキシブルコードの長さが減少し、前記受け台が第1方向とは反対方向に回転するとき、前記第2回転リールの回りを巻回するフレキシブルコードの長さが増加するように、前記第2回転リールに連結されていることを特徴とする加工物支持アセンブリ。 - 前記駆動体の回転部材は、駆動プーリーを含み、前記チャックは、前記受け台に連結された被駆動体プーリーを含み、前記駆動体が駆動プーリーを回転させるとき前記受け台を回転させるために、駆動ベルトが、前記駆動体と被駆動プーリーとの間に伸びていることを特徴とする請求項24記載の加工物支持アセンブリ。
- 前記駆動体は、前記受け台に連結された直結式駆動サーボモータであることを特徴とする請求項1記載のイオンビーム注入装置。
- 前記駆動体は、前記受け台に連結された直結式駆動サーボモータであることを特徴とする請求項12記載の加工物支持アセンブリ。
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