JP7183151B2 - 調整可能な周辺静電クランプ - Google Patents
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Description
本出願は、2016年9月30日出願の米国特許出願第15/281,540号「調整可能な周辺静電クランプ」の利益を主張し、その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本発明は、一般に、ワークピースハンドリングシステムに関し、より詳細には、イオン注入システムにおいて様々な直径のワークピースをハンドリングするためのシステムおよび方法に関する。
半導体産業では、半導体ウェーハまたは基板などのワークピースは、ワークピースハンドリングシステムによってプロセスステップ間でロボット的に移送されることが多い。イオン注入システムは、しばしば、大気圧ワークピースキャリアとイオン注入装置に関連する真空プロセスチャンバとの間でワークピースを移送するためのワークピースハンドリングシステムを利用する。従来のワークピースハンドリングシステムは、グリッパが結合されたロボットを備え、グリッパは、ワークピースのエッジを選択的に把持するように構成される。
本発明は、イオン注入システムにおいて様々な寸法のワークピースを取り扱うためのシステム、機器、および方法を提供することによって、従来技術の制限を克服する。したがって、以下に、本発明の態様を基本的に理解するために、本発明の概要を簡単に説明する。この発明の概要は、本発明の広い概観ではない。これは、本発明の重要な要素を識別しかつ正確に概説するものでもない。この目的は、後に記載する詳細な説明の序文として、本発明のいくつかの概念を単純化した形で示すことにある。
図1は、本発明のいくつかの態様による例示的なイオン注入装置の構成図である。
本開示は、概して、イオン注入システムにおいて様々な直径のワークピースをクランプするためのシステム、装置、および方法に関する。したがって、本発明は、図面を参照して説明され、同様の参照番号は、全体を通して同様の要素を指すために使用され得る。これらの態様の記述は単に例示であり、それらは限定的な意味で解釈されるべきではないことを理解されたい。以下の記述では、説明の目的で、本発明を完全に理解するために、多くの具体的な細部を記載する。しかし、当業者には、これらの具体的な細部がなくても、本発明を実施できることが明らかであろう。さらに、本願の範囲は、添付の図面に関して以下に説明される実施形態または実施例によって限定されることを意図されず、添付の特許請求の範囲およびその等価物によってのみ限定されることを意図される。
Claims (22)
- スキャンアームベースと、
第1のワークピースの直径に関連する第1の直径を有する中央静電チャック部材であって、前記スキャンアームベースに動作可能に結合され、前記第1のワークピースを支持するとともに、前記第1のワークピースを静電的にクランプするように構成された第1の表面を有する、中央静電チャック部材と、
第1の内径および第1の外径を有する第1の周辺静電チャック部材であって、前記スキャンアームベースに動作可能に結合され、第2のワークピースの周辺領域を支持するように構成された第2の表面を有する第1の周辺静電チャック部材であり、前記第2のワークピースの直径は、前記第1のワークピースの直径よりも大きい、第1の周辺静電チャック部材と、
前記第1の表面に対して略垂直な軸に沿って、前記中央静電チャック部材に対して前記第1の周辺静電チャック部材を引込位置と伸長位置との間で並進させるように構成されたエレベータであって、前記第1の周辺静電チャック部材が前記引込位置にあるとき、前記第1の表面は前記第2の表面から隆起しており、前記第1の周辺静電チャック部材が前記伸長位置にあるとき、前記第1の表面と前記第2の表面は略同一平面上にある、エレベータと、
前記第1の周辺静電チャック部材が前記引込位置にあるとき、前記第2の表面上に存在し、かつ、前記第2の表面をシールドするように構成された第1の周辺シールドと、を備え、
前記中央静電チャック部材は、前記スキャンアームベースに対して固定され、
前記エレベータは、前記第1の周辺静電チャック部材を前記伸長位置と前記引込位置との間で並進させるように構成されており、
第2の内径および第2の外径を有する第2の周辺静電チャック部材であって、前記スキャンアームベースに動作可能に結合され、第3のワークピースの周辺領域を支持するように構成された第3の表面を有する第2の周辺静電チャック部材であり、第3のワークピースの直径は前記第2のワークピースの直径よりも大きく、前記エレベータは、前記第2の周辺静電チャック部材を前記中央静電チャック部材に対して前記引込位置と前記伸長位置との間で並進させるようにさらに構成され、前記第2の周辺静電チャック部材が前記引込位置にあるとき、前記第1の表面は前記第3の表面から突出し、前記第2の周辺静電チャック部材が前記伸長位置にあるとき、前記第1の表面および前記第3の表面は略同一平面上にある、第2の周辺静電チャック部材と、
前記第2の周辺静電チャック部材が前記引込位置にあり、かつ、前記第1の周辺静電チャック部材が前記伸長位置にあるとき、前記第3の表面上に存在し、かつ、前記第3の表面を遮蔽するように構成された第2の周辺シールドと、をさらに備え、
前記第1の周辺シールドは、前記第1の周辺静電チャック部材および前記第2の周辺静電チャック部材が前記引込位置にあるときに、前記第3の表面上に存在し、かつ、前記第3の表面を遮蔽するようにさらに構成されている静電チャックシステム。 - 前記エレベータを制御することにより、前記第1の周辺静電チャック部材と前記第2の周辺静電チャック部材のそれぞれの前記引込位置と前記伸長位置との間の並進を個々に制御するように構成されたコントローラをさらに備える、請求項1に記載の静電チャックシステム。
- 前記中央静電チャック部材、前記第1の周辺静電チャック部材、および前記第2の周辺静電チャック部材に動作可能に結合された電源をさらに含み、
前記コントローラが、前記電源を制御することにより、前記中央静電チャック部材、前記第1の周辺静電チャック部材、および前記第2の周辺静電チャック部材を選択的に通電するように構成されている、請求項2に記載の静電チャックシステム。 - 前記コントローラは、
前記中央静電チャック部材のみを通電して、前記第1のワークピースを前記中央静電チャック部材に静電的にクランプし、
前記中央静電チャック部材および前記第1の周辺静電チャック部材に同時に通電して、前記第2のワークピースを前記中央静電チャック部材および前記第1の周辺静電チャック部材に静電的にクランプし、
前記中央静電チャック部材、前記第1の周辺静電チャック部材、および前記第2の周辺静電チャック部材に同時に通電して、前記第3のワークピースを前記中央静電チャック部材および前記第1の周辺静電チャック部材、および前記第2の周辺静電チャック部材に静電的にクランプするように構成されている、請求項3に記載の静電チャックシステム。 - 前記第2の周辺シールドは、半導体材料からなる表面を備えている、請求項1に記載の静電チャックシステム。
- 前記第2の周辺シールドは、半導体材料からなる、請求項1に記載の静電チャックシステム。
- 前記エレベータを制御することによって、前記第1の周辺静電チャック部材の前記引込位置および前記伸長位置を制御するように構成されたコントローラをさらに備える、請求項1に記載の静電チャックシステム。
- 前記中央静電チャック部材および前記第1の周辺静電チャック部材に動作可能に結合された電源をさらに含み、
前記コントローラは、前記中央静電チャック部材および前記第1の周辺静電チャック部材を同時に通電するように構成されている、請求項7に記載の静電チャックシステム。 - 前記第1の周辺シールドは、半導体材料でコーティングされている、請求項1に記載の静電チャックシステム。
- 前記第1の周辺シールドが、シリコンでコーティングされたアルミニウムディスクを備える、請求項9に記載の静電チャックシステム。
- 前記第1の周辺シールドは、半導体材料からなる、請求項1に記載の静電チャックシステム。
- 前記第1の表面および前記第2の表面のうちの1つ以上における1つ以上のバックサイドガスオリフィスと、
バックサイドガスを前記1つ以上のバックサイドガスオリフィスに供給するように構成されたバックサイドガスソースと、をさらに備える、請求項1に記載の静電チャックシステム。 - 前記中央静電チャック部材および前記第1の周辺静電チャック部材内に画定された1つ以上のガス分配通路をさらに備え、
前記1つ以上のガス分配通路は、前記1つ以上のバックサイドガスオリフィスと流体連通している、請求項12に記載の静電チャックシステム。 - 前記中央静電チャック部材および前記第1の周辺静電チャック部材のそれぞれの側壁に画定された1つ以上の側壁オリフィスであって、前記1つ以上のガス分配通路と流体連通している、1つ以上の側壁オリフィスと、
前記複数の1つ以上の側壁オリフィスの各々に関連付けられた動的シールであって、中央静電チャック部材に対する前記第1の周辺静電チャック部材の並進を略可能にするとともに、前記1つ以上の側壁オリフィスから外部環境へのバックサイドガスの漏れを防止する、動的シールと、をさらに備える、請求項12に記載の静電チャックシステム。 - 前記バックサイドガスソースは、前記中央静電チャック部材に動作可能に結合され、
前記1つ以上のガス分配通路は、前記1つ以上の側壁オリフィスを通じて、前記バックサイドガスを少なくとも前記第1の周辺静電チャック部材に提供する、請求項14に記載の静電チャックシステム。 - 前記第1のワークピース、前記第2のワークピース、および前記第1の周辺シールドを、前記第1の表面および前記第2の表面との間で選択的に搬送するように構成された1つ以上の搬送装置をさらに備える、請求項1に記載の静電チャックシステム。
- 前記スキャンアームベースは、スキャンアームに動作可能に結合され、
前記スキャンアームは、少なくとも前記第1のワークピースを、イオンビームを通過するように選択的に並進させるように構成されている、請求項1に記載の静電チャックシステム。 - 第1のワークピースおよび第2のワークピースにイオンを注入する方法であって、
前記第1のワークピースが前記第2のワークピースよりも小さい直径を有し、
前記方法は、
第1の表面を有する中央静電チャック部材と、第2の表面を有する第1の周辺静電チャック部材と、第1の周辺シールドとを提供するステップと、
第1周辺静電チャック部材の前記第2の表面上に前記第1の周辺シールドを配置するステップと、
前記中央静電チャック部材に対して前記第1の周辺静電チャック部材を引き込むステップであって、前記第2の表面が前記第1の表面から引き込まれているステップと、
前記中央静電チャック部材の前記第1の表面上に前記第1のワークピースを配置するステップと、
前記第1のワークピースに対してイオンビームを通過させることによって前記第1のワークピースにイオンを注入するステップと、
前記中央静電チャック部材から前記第1のワークピースを取り出すステップと、
中央静電チャック部材に対して前記第1の周辺静電チャック部材を上昇させるステップであって、前記第2の表面が前記第1の表面と略同一平面上に位置するステップと、
前記第1の周辺静電チャック部材の前記第2の表面から前記第1の周辺シールドを除去するステップと、
前記第2のワークピースを前記中央静電チャック部材の前記第1の表面および前記第1の周辺静電チャック部材の前記第2の表面上に配置するステップと、
前記第2のワークピースに対してイオンビームを通過させることによって前記第2のワークピースにイオンを注入するステップと、
前記中央静電チャック部材および前記第1の周辺静電チャック部材から前記第2のワークピースを取り出すステップと、を含む方法。 - ベースと、
前記ベースに固定され、第1の直径を有する第1のワークピースを支持するとともに静電的にクランプするように構成された中央チャック表面を有する、中央静電チャック部材と、
前記ベースに動作可能に結合された第1の周辺静電チャック部材であって、前記中央静電チャック部材を略取り囲み、少なくとも第2のワークピースの周辺領域を支持するとともに静電的にクランプするように構成された第1の周辺チャック表面を有する第1の周辺静電チャック部材であり、前記第2のワークピースは、前記第1のワークピースの前記第1の直径よりも大きい第2の直径を有する、第1の周辺静電チャック部材と、
伸長位置と引込位置との間で前記中央チャック表面に略垂直な軸に沿って前記中央静電チャック部材に対して前記第1の周辺静電チャック部材を選択的に並進させるように構成されたエレベータであって、前記第1の周辺チャック表面は、前記伸長位置にあるときに前記中央チャック表面と略同一平面上にあり、前記第1の周辺チャック表面は、前記引込位置にあるときに前記中央チャック表面の下方にある、エレベータと、
第1の周辺シールドであって、前記第1の周辺静電チャック部材が前記引込位置にあるときに、前記第1の周辺シールドが前記第1の周辺チャック表面を選択的に覆うように構成される、第1の周辺シールドと、
前記ベースに動作可能に結合された第2の周辺静電チャック部材であって、前記第1の周辺静電チャック部材を略取り囲むとともに、少なくとも第3のワークピースの周辺領域を支持し静電的に引き付けるように構成された第2の周辺チャック表面を有する第2の周辺静電チャック部材であり、前記第3のワークピースは、前記第2のワークピースの第2の直径よりも大きい第3の直径を有し、前記エレベータは、前記第2の周辺静電チャック部材を前記中央静電チャック部材に対して軸に沿って前記伸長位置と前記引込位置との間で選択的に並進させるようにさらに構成され、前記第2の周辺チャック表面は、前記伸長位置にあるときに前記中央チャック表面と略同一平面上にあり、前記第2の周辺チャック表面は、前記引込位置にあるときに前記中央チャック表面の下にある、第2の周辺静電チャック部材と、
前記第1の周辺静電チャック部材が前記伸長位置にあり、かつ、前記第2の周辺静電チャック部材が前記引込位置にあるとき、前記第2の周辺チャック表面を選択的に覆うように構成された第2の周辺シールドと、を備え、
前記第1の周辺シールドは、前記第1の周辺静電チャック部材および前記第2の周辺静電チャック部材が前記引込位置にあるとき、前記第1の周辺チャック表面および前記第2の周辺チャック表面の両方を選択的に覆うようにさらに構成される静電チャックシステム。 - 前記それぞれの伸長位置において、
前記第2の周辺静電チャック部材は、前記第3のワークピースのみと接触するように構成され、
前記第1の周辺静電チャック部材は、前記第2のワークピースおよび前記第3のワークピースのみと接触するように構成され、
前記中央静電チャック部材は、前記第1のワークピース、前記第2のワークピース、および前記第3のワークピースのいずれかと接触するように構成されている、請求項19に記載の静電チャックシステム。 - 前記第3のワークピースは、前記第1の周辺静電チャック部材および前記第2の周辺静電チャック部材が前記それぞれの伸長位置にあるとき、前記中央チャック表面、前記第1の周辺チャック表面、および前記第2の周辺チャック表面に接触する、請求項19に記載の静電チャックシステム。
- 前記第1の周辺静電チャック部材は、前記第1のワークピースの前記第1の直径に関連する第1の内径と、前記第2のワークピースの前記第2の直径に関連する第1の外径とを有する、請求項19に記載の静電チャックシステム。
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