KR20190053916A - 원주 조절이 가능한 정전 클램프 - Google Patents

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KR20190053916A
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Abstract

서로 다른 직경을 갖는 워크피스를 클램핑 하기 위한 정전 척이 제공된다. 제1워크피스와 관련된 중앙 정전 척 부재 및 제2워크피스와 관련된 제1주변 정전 척 부재가 제공된다. 엘리베이터는 후퇴 위치와 연장 위치 사이에서 중앙 정전 척 부재에 대하여 제1주변 정전 척 부재를 이동시킨다. 후퇴 위치에서, 제1워크피스는 제1 표면에만 접촉한다. 연장 위치에서, 제2워크피스는 제1표면 및 제2표면에 접촉한다. 제 1 주변 실드는 제1주변 정전 척 부재가 후퇴 위치에 있을 때 일반적으로 제2표면을 실드한다. 추가 워크피스 지름을 수용하기 위해 추가 주변 정전 척 부재 및 주변 실드가 추가될 수 있다.

Description

원주 조절이 가능한 정전 클램프
본 출원은 2016년 9월 30일에 출원되고, "원주 조절이 가능한 정전 클램프"로 명명된 미국 특허 출원 번호 제 15/281,540호의 이익을 주장하고, 이는 본 명세서에 참조로서 전체가 병합된다.
본 발명은 워크피스를 핸들링하는 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 직경의 워크피스를 핸들링하는 이온 주입 시스템 및 방법에 관한 것이다.
반도체 산업에서, 정전 웨이퍼 및 기판과 같은 워크피스들은 흔히 워크피스 핸들링 시스템에 의해서 처리 스텝 단계 사이에 로봇식으로 이송된다. 이온 주입 시스템들은 종종 대기의 워크피스 캐리어 및 이온 주입기와 관련된 진공 프로세스 챔버 사이에서 워크피스가 이송되기 위한 워크피스 핸들링 시스템을 이용한다. 종래의 워크피스 핸들링 시스템은 그리퍼가 결합된 로봇을 포함하며, 상기 그리퍼는 선택적으로 워크피스의 엣지(edge)를 잡도록 형성된다.
통상적인 이온 주입 시스템에 있어서, 예를 들어, 워크피스 핸들링은 특정 워크피스 크기에 맞게 통상적으로 고정되며, 워크피스에 충돌하는 이온 빔의 크기가 워크피스 크기를 수용한다. 예를 들어, 이온을 200mm 직경의 웨이퍼에 주입할 때, 200mm 너비의 이온빔이 종종 주입에 이용된다. 하지만, 150mm 직경의 웨이퍼에 이온을 주입하고자 할 경우, 워크피스 핸들링 시스템과 이온주입 시스템의 다양한 구성요소들이 상이한 크기의 워크피스들을 수용하기 위해 통상적으로 수정된다. 예를 들어, 그리퍼와 정전 척들은 이온을 단일 워크피스 크기에 주입되도록 전형적으로 디자인된다. 하지만, 워크피스 크기가 변경될 경우, 그리퍼, 정전 척, 및/또는 전체적 로봇 핸들링 구성요소들 또한 통상적으로 변경된다.
따라서, 일반적인 이온 주입 시스템은 주입되고자 하는 워크피스의 크기에 기반하여, 또한 충돌하고자 하는 이온 빔의 크기에 기반하여, 미리 설정된 처리 장비 크기를 이용한다. 다른 크기의 워크피스가 주입될 경우, 또는 다른 크기의 이온 빔이 주입에 이용될 경우, 워크피스 핸들링 장비에 다양한 변경이 이루어지며, 따라서 이에 따른 비용이 증가되며 생산성 손실이 발생된다.
본 발명은 이온 주입 시스템에서의 다양한 크기의 워크피스를 핸들링 하기 위한 시스템, 장치 및 방법을 제공함으로써 종래 기술의 한계를 극복한다. 따라서, 다음은 본 발명의 일부 측면에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해 본 개시의 단순화 된 요약을 제시한다. 이 요약은 본 발명의 넓은 범위에 대한 개관은 아니다. 이는 본 발명의 핵심 요소 또는 중요 요소를 식별하거나 본 발명의 범위를 기술하고자 하는 것이 아니며, 발명의 범위를 제한하고자 함도 아니다. 그 목적은 추후 서술되는 상세내용의 서두로서 본 발명의 일부 개념을 단순화 된 형태로 제시하고자 함이다.
일반적으로, 정전 척은 상이한 직경을 구비하는 워크피스들을 클램핑(clamping) 하기 위해 제공된다. 일 실시예에 따르면, 중앙 정전 척 부재는 제1직경의 제1워크피스와 관련되고 제1주변 정전 척 부재는 제1직경보다 큰 제2직경의 제2워크피스와 관련된다. 엘리베이터는 후퇴 위치와 연장 위치 사이에서 중앙 정전 척 부재에 대해 제1주변 정전 척 부재를 이동시키다. 후퇴 위치에서, 제1워크피스는 제1표면에만 접촉한다. 주입 위치라고도 지칭되는 연장 위치에서, 제2워크피스는 제1표면과 제2표면을 접촉한다. 제1주변 실드는 제1주변 정전 척 부재가 후퇴 위치에 있을 때 일반적으로 제2표면을 실드한다. 추가의 주변 정전 척 부재 및 주변 실드가 추가적인 워크피스 직경을 수용하기 위해 추가 될 수 있다.
하나의 예시적인 양태에 따라서, 본 개시의 정전 척 시스템은 제1워크피스의 직경과 관련된 제1직경을 구비하는 중앙 정전 척 부재를 포함하고, 중앙 정전 척 부재는 스캔 암 베이스에 작동 가능하게 결합되고, 제1워크피스를 지지하도록 형성된 제1표면을 구비한다. 제1주변 정전 척 부재는 제1직경과 관련된 제1내부 직경을 구비하고 제2워크피스의 직경과 관련된 제1외부 직경을 구비한다. 또한, 제1주변 정전 부재는 스캔 아암 베이스에 작동 가능하게 결합되었으며 제2워크피스의 주변 영역을 지지하도록 형성된 제2표면을 구비한다.
엘리베이터는 후퇴 위치와 연장 위치 사이에서 제1표면에 일반적으로 수직한 축을 따라 중앙 정전 척 부재에 대해 제1주변 정전 척 부재를 이동시키도록 형성된다. 후퇴 위치에서, 제1워크피스는 제1표면에만 접촉한다. 본 실시예의 연장 위치에서, 제2워크피스는 제1표면과 제2표면을 접촉한다.
또한, 제1내부 직경과 관련된 제1실드 내부 직경 및 제1외부 직경과 관련된 제1실드 외부 직경을 구비하는 제1주변 실드가 제공된다. 예를 들어, 제1주변 실드는, 제1주변 정전 척 부재가 후퇴 위치에 있을 때 제2표면을 실드하도록 형성된다.
일 실시예에 따르면, 중앙 정전 척은 스캔 암 베이스에 대해 고정되고, 엘리베이터는 후퇴 위치와 연장 위치 사이에서 제1주변 정전 척 부재를 이동시키도록 형성된다.
다른 예에서, 제1외부 직경과 관련된 제2내부 직경 및 제3워크피스의 직경과 관련된 제2외부 직경을 구비하는 제2주변 정전 척 부재가 제공된다. 예를 들어, 제3워크피스의 직경은, 제2워크피스의 직경보다 크다. 상기 제2주변 정전 척 부재는 상기 스캔 암 베이스에 작동 가능하게 결합되고 상기 제3워크피스의 주변 영역을 지지하도록 형성된 제3표면을 구비하며, 상기 엘리베이터는 추가로 상기 후퇴 위치와 상기 연장 위치 사이에서 중앙 정전 척 부재에 대해 제2주변 정전 척 부재를 이동시키도록 형성된다. 본 예시의 연장 위치에서, 상기 제3워크피스는 제1표면, 제2표면 및 제3표면과 접촉한다.
또 다른 예에서, 제어기는 하나 이상의 제1주변 정전 척 부재 및 제2주변 정전 척 부재의 후퇴 및 연장 위치를 엘리베이터 제어를 통하여 개별적으로 제어하도록 형성된다. 또 다른 예에서, 전원 공급 장치는 중앙 정전 척 부재, 제1주변 정전 척 부재 및 제2주변 정전 척 부재 중 하나 이상에 작동 가능하게 결합된다. 상기 제어기는 추가로, 예를 들어, 중앙 정전 척 부재, 제1주변 정전 척 부재, 및 제2주변 정전 척 부재에 선택적으로 에너지를 공급하도록 형성된다.
또 다른 예에서, 제2내부 직경과 관련된 제2내부 실드 직경 및 제2외부 직경과 관련된 제2외부 실드 직경을 구비한 제2주변 실드가 추가로 제공된다. 제2주변 실드는, 제1주변 정전 척 부재가 연장 위치에 있을 때 및 제2주변 정전 척 부재가 후퇴 위치에 있을 때 제3표면을 실드 하도록 형성된다. 예를 들어, 제2외부 실드 직경은 제2외부 직경보다 크거나 동일하다.
제1주변 실드 및 제2주변 실드 중 하나 이상은, 예를 들어, 실리콘으로 코팅된 알루미늄 디스크와 같은 반도체 재료로 형성된 표면을 포함한다. 일 실시예에서, 제1 및/또는 제2주변 실드는 반도체 웨이퍼와 같은 반도체 재료로 형성된다.
하나 이상의 배면 가스 오리피스(orifices)가 중앙 정전 척 부재, 제1주변 정전 척 부재, 제2주변 정전 척 부재 등 중 하나 이상의 제1표면 및 제2표면에 추가로 제공 될 수 있다. 따라서, 배면 가스 공급원(source)은 처리되는 워크피스의 배면 가스의 냉각 또는 가열을 위해 배면 가스를 하나 이상의 배면 가스 오리피스에 제공되도록 형성된다. 예를 들어, 하나 이상의 가스 분배 통로가 상기 중앙 정전 척 부재 및 상기 제1주변 정전 척 부재에 규정되고, 하나 이상의 가스 분배 통로는 하나 이상의 배면 가스 오리피스와 유체 연통한다.
또 다른 예에서, 하나 이상의 측벽 오리피스가 상기 중앙 정전 척 부재 및 상기 제1주변 정전 척 부재 각각의 측벽에 규정되고, 상기 하나 이상의 측벽 오리피스는 상기 하나 이상의 가스 분배 통로와 유체 연통한다. 다이나믹 시일(seal)은 또 다른 예에서, 복수의 하나 이상의 측벽 오리피스들 각각과 관련되고, 상기 다이나믹 시일은 일반적으로 하나 이상의 측벽 오리피스로부터 외부 환경으로의 배면 가스의 누설을 방지하면서 중앙 정전 척 부재에 대해 제1주변 정전 척 부재의 이동을 통상적으로 허용한다.
또 다른 예에서, 배면 가스 공급원은 중앙 정전 척 부재에 작동 가능하게 결합되고, 상기 하나 이상의 가스 분배 통로는 하나 이상의 측벽 오리피스를 통해 적어도 제1주변 정전 척 부재에 배면 가스를 제공한다.
또 다른 예에 따르면, 상기 제1워크피스, 상기 제2워크피스, 및 상기 제1주변 실드를 상기 제1표면 및 상기 제2표면까지 또는 상기 제1표면 및 상기 제2표면으로 선택적으로 이송하도록, 하나 이상의 이송 장치가 형성된다. 추가 예에서, 이온 빔의 크기가 상기 정전 척 상에 클램핑 된 그 어떤 임의의 크기의 워크피스로도 주입 가능한 이온 주입 시스템이 추가로 제공된다.
본 개시의 또 다른 예시적인 양태에 따라, 이온을 서로 상이한 직경의 제1워크피스 및 제2워크피스에 주입하는 방법이 제공된다. 일 실시예에서, 상기 제1주변 실드는 이온을 상기 제1워크피스에 주입하고자 할 때 상기 제1주변 정전 척 부재의 상기 제2표면 상에 배치된다. 상기 제1주변 정전 척 부재는 상기 중앙 정전 척 부재에 대해 후퇴되고, 상기 제2표면은 상기 제1표면으로부터 오목하게 되고, 그리고 상기 제1워크피스는 상기 중앙 정전 척 부재의 상기 제1표면 상에 배치된다. 따라서, 이온은 상기 제1워크피스에 대해 이온빔을 통과시킴으로써 상기 제1워크피스에 주입된다.
상기 제1워크피스는 중앙 정전 척 부재로부터 제거되고, 그리고 상기 제1주변 정전 척 부재는 상기 제2워크피스로 이온을 주입하고자 할 때 상기 중앙 정전 척 부재에 대해 상승된다. 따라서, 상기 제2표면은 상기 제1표면과 일반적으로 동일 평면이다. 상기 제1주변 실드는 상기 제1주변 정전 척 부재의 상기 제2표면으로부터 제거되고, 상기 제2워크피스는 상기 중앙 정전 척 부재의 상기 제1표면 및 상기 제1주변 정전 척 부재의 상기 제2표면 상에 배치되어 이온이 주입된다. 이온주입이 완료되면, 상기 제2워크피스가 상기 중앙 정전 척 부재 및 상기 제1주변 정전 척 부재로부터 제거된다.
위의 요약은 단지 본 발명의 일부 실시예의 일부 특징의 간략한 개요를 제공하기 위한 것이며, 다른 실시예는 위에서 언급 한 것 이외의 추가 및/또는 상이한 특징을 포함 할 수 있다. 특히, 이 개요는 본 출원의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 따라서, 전술 한 목적 및 관련된 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이후에 설명되고 특히 청구 범위에서 지적 된 특징을 포함한다. 다음의 설명 및 첨부 된 도면은 본 발명의 특정 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명의 원리가 사용될 수 있는 다양한 방식 중 몇 가지를 나타낸다. 본 발명의 다른 목적, 이점 및 신규한 특징은 도면과 관련하여 고려 될 때 본 발명의 다음의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 개시의 여러 양태에 있어서 예시적인 이온 주입 시스템의 블록도이다.
도 2a 및 2b는 본 개시의 다양한 양태에 따른 예시적인 척 시스템 상에 배치된 각각의 제1 및 제2워크피스의 사시도이다.
도 3a 및 3b는 본 개시의 다양한 양태에 따른 예시적인 척 시스템 상에 배치 된 각각의 제1 및 제2워크피스의 측 단면도이다.
도 4는 본 개시의 다양한 양태에 따른 스캔 아암에 장착된 예시적인 척 시스템의 측 단면도이다.
도 5a 내지 5c는 본 개시의 다양한 양태에 따른 예시적인 척 시스템 상에 위치 된 각각의 제 1, 제2 및 제3워크피스의 측 단면도이다.
도 6a 내지 6c는 본 개시의 다양한 양태에 따른, 제1워크피스의 처리와 관련된 예시적인 척 시스템의 측 단면도이다.
도 7a 및 7b는 본 개시의 다양한 양태에 따른, 제2워크피스의 처리와 관련된 예시적인 척 시스템의 측 단면도이다.
도 8a 및 8b는 본 개시의 다양한 양태에 있어서, 그리핑된(gripped) 제2 및 제1워크피스를 구비하는 예시적인 그리퍼 메커니즘의 평면도이다.
도 8c는 도 8a 및 8b의 예시적인 그리퍼 메커니즘의 사시도이다.
도 9a 및 9b는 본 개시의 다양한 양태에 있어서, 각각의 그립 위치 및 해제(release) 위치에서의 예시적 그리퍼 메커니즘의 평면도이다.
도 10은 본 개시의 다양한 양태에 따른 예시적인 로드 락 지지대의 사시도이다.
도 11a 및 11b는 본 개시의 다양한 양태에 따른 각각의 제1 및 제2워크피스들을 지지하는 예시적인 로드 락 지지대의 평면도이다.
도 12a는 본 개시의 다양한 양태에 따른 세가지 상이한 크기의 워크피스들을 지지하는 예시적인 지지 부재의 평면도이다.
도 12b는 본 개시의 다양한 양태에 따른 각각의 제1, 제2 및 제3워크피스들의 지지하는 도 12a 의 예시적인 지지 부재의 측면도이다.
도 12c는 본 개시의 다양한 양태에 따른 각각의 제1, 제2 및 제3 워크피스들을 지지하는 복수의 지지 부재의 평면도이다.
도 13은 본 개시의 또 다른 양태에 따른 다양한 직경의 워크피스들을 클램핑 하고 이온을 주입하는 방법론을 도시한다.
본 개시는 일반적으로 이온 주입 시스템에서 다양한 직경의 워크피스를 클램핑 하기 위한 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다. 따라서, 본 발명은 이제 도면을 참조하여 설명 될 것이고, 동일한 참조 번호는 전체적으로 동일한 구성요소를 나타내기 위해 사용될 수 있다. 이들 양태의 설명은 단지 예시적인 것이며 이들이 제한된 의미로 해석되어서는 안됨을 이해해야 한다. 이하의 설명에서, 설명의 목적으로, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부 사항이 설명된다. 그러나, 당업자에게는 본 발명이 이러한 특정 세부 사항 없이 실시 될 수 있음이 명백 할 것이다. 또한, 본 발명의 범위는 첨부 된 도면을 참조하여 이하에 기술되는 예 또는 실시예에 의해 제한되지 않으며, 첨부 된 특허 청구 범위 및 그 균등물에 의해서만 제한되도록 의도된다.
또한, 도면은 본 개시의 실시예의 일부 양상을 도시하기 위해 제공되며 따라서 단지 개략도로 간주되어야 함을 유의해야 한다. 특히, 도면들에 도시된 구성요소들은 서로 축척 될 필요가 없으며, 도면들에서 다양한 구성요소들의 배치는 각각의 실시예에 대한 명확한 이해를 제공하기 위해 선택되며 본 발명의 일 실시예에 따른 구현에 있어 다양한 요소의 실제 상대적인 위치를 나타낸 것으로서 해석되어서는 안 된다. 또한, 여기에 기술된 다양한 실시예 및 예들의 특징들은 특별히 언급되지 않는 한, 서로 결합 될 수 있다.
다음의 설명에서, 기능 블록들, 디바이스들, 구성요소들, 회로 소자들 또는 본 명세서에 도시되거나 설명 된 다른 물리적 또는 기능적 유닛들 간의 임의의 직접적인 연관성 또는 결합은 간접적인 연관성 또는 결합에 의해 구현 될 수 있다는 것 또한 이해해야 한다. 또한, 도면들에 도시된 기능 블록들 또는 유닛들은 일 실시예에서 개별적인 특징들 또는 회로 들로서 구현 될 수 있고, 또한 혹은 대안 적으로 다른 실시예에서 공통 특징 또는 회로로 완전히 또는 부분적으로 구현 될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 기능 블록들은 신호 프로세서와 같은 공통 프로세서상에서 실행되는 소프트웨어로서 구현 될 수 있다. 또한, 이하의 명세서에서 유선 기반으로 설명되는 임의의 접속은 달리 언급되지 않는 한 무선 통신으로서 구현 될 수도 있음을 이해해야 한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 도 1은 예시적인 진공 시스템(100)을 도시한다. 본 예시의 진공 시스템(100)은 이온 주입 시스템(101)을 포함하지만, 플라즈마 처리 시스템 또는 다른 반도체 처리 시스템 같은 다양한 다른 유형의 진공 시스템 또한 고려 될 수 있다. 예를 들어, 이온 주입 시스템(101)은 터미널 (102), 빔라인 조립체(104) 및 엔드 스테이션(106)을 포함한다.
일반적으로 말하면, 단자(102)의 이온 공급원(108)은 도펀트 가스를 복수의 이온으로 이온화하고 이온 빔(112)을 형성하기 위해 전원(110)에 결합된다. 본 예에서의 이온 빔(112) 은 빔 스티어링(steering) 장치(114)을 통하도록 지향되고, 그리고 엔드 스테이션(106)을 향해 구멍(116)으로 나가도록 보내진다. 엔드 스테이션(106)에서, 이온 빔(112)은 워크피스(118)(예를 들어, 실리콘 웨이퍼, 디스플레이 패널 등과 같은 반도체)에 충격을 가하며, 워크피스(118)는 척(chuck)(120)시스템(예를 들어, 정전 척 또는 ESC)에 선택적으로 클램핑 되거나 장착 될 수 있다. 일단 워크피스(118)의 격자 내에 삽입되면, 주입 된 이온은 워크피스의 물리적 및 / 또는 화학적 특성을 변화시킨다. 이 때문에, 이온 주입은 반도체 디바이스 제조 및 금속 마무리 뿐만 아니라, 재료 과학 연구의 다양한 응용 분야에 사용된다.
본 개시의 이온 빔(112)은 연필 또는 스폿 빔, 리본 빔, 주사 빔과 같은 형태, 또는 이온이 엔드 스테이션(106)을 향해 지향되는 임의의 다른 형태를 취할 수 있으며, 이러한 모든 형태는 본 개시의 범위 내에 있는 것으로 고려 될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 엔드 스테이션(106)은 진공 챔버(124)와 같은 프로세스 챔버(122)를 포함하며, 프로세스 환경(126)은 프로세스 챔버와 관련된다. 프로세스 환경(126)은 일반적으로 프로세스 챔버(122) 내에 존재하며, 일 실시예에서, 프로세스 챔버에 결합되고 프로세스 챔버를 실질적으로 배기 시키도록 형성된 진공 공급원(128) (예를 들어, 진공 펌프)에 의해 생성된 진공을 포함한다.
이온 주입 시스템(101)을 이용하는 주입 중에, 대전된 이온이 워크피스와 충돌함에 따라, 에너지가 열의 형태로 워크피스(118) 상에 축적 될 수 있다. 대책이 없으면, 그러한 열은 워크피스(118)을 잠재적으로 휘게 하거나 크랙시킬 수 있으며, 이는 일부 실시예에서 워크피스를 쓸모 없게 (또는 상당히 덜 가치 있게) 만들 수 있다. 다른 바람직하지 않은 영향은 또한 워크피스(118)의 바람직하지 않은 가열로부터 발생할 수 있다.
따라서, 다른 예에 따르면, 척 시스템(120)은 배면 가스 공급원(130)를 포함하며, 상기 배면 가스 공급원(130)은 상기 이온빔(112)에 상기 워크피스가 노출되는 동안 상기 프로세스 챔버(122) 내의 상기 워크피스(118)의 배면에 배면 가스(132)를 제공하도록 형성된다. 일 실시예에서, 배면 가스는 건조 질소와 같은 불활성 가스를 포함한다. 이와 같이, 배면 가스를 제공하는 배면 가스 공급원(130)은 배면 가스를 유지 / 저장 하기 위한 압력 탱크 또는 용기 (미도시)를 포함 할 수 있다. 또 다른 예에 따르면, 워크피스(118)를 척 시스템에 정전식으로 클램핑 하기 위해 척 시스템(120)에 작동 가능하게 결합되는 전원 공급 장치(134)가 제공된다. 척 시스템(120)은 아래에서 보다 상세히 논의 될 것이다.
또 다른 양태에 따르면, 로드 락 챔버(136)는 처리 챔버(122)에 작동 가능하게 결합되며, 로드 락 챔버는 외부 환경(138) 으로부터 프로세스 환경(126) 을 격리하도록 형성된다. 로드 락 챔버(136)는 프로세스 챔버(122)와 외부 환경(138) 사이에서 워크피스를 이송하는 동안 워크피스(118)를 지지하기 위해 형성된 워크피스 지지대(140) 또한 포함한다. 복수의 로드 락 도어(142)는 로드 락 챔버(136)를 각각의 프로세스 챔버(122) 및 외부 환경(138)에 작동 가능하게 결합된다. 따라서, 로드 락 챔버(136) 는 로드 락 챔버 환경의 변화를 통해 진공 시스템(100) 내에서 프로세스 환경(126)(예를 들어, 건조한 진공 환경)을 유지한다. 예를 들어, 로드 락 챔버(136) 내의 압력은 프로세스 환경(126) 과 관련된 진공 및 외부 환경(138)과 관련된 외부 압력 (예를 들어, 대기압) 사이에서 변화하도록 형성된다. 따라서, 로드 락 챔버(136)는 이온 주입 시스템 내에서 진공의 품질(예를 들어, 처리 환경(126))을 저하 시키지 않고 이온 주입 시스템(101) 내로 워크피스(118)의 이송을 가능하게 한다.
일 실시예에서, 이후 더 상세히 논의되는 바와 같이, 진공 이송 장치(144) (예를 들어, 진공 로봇)가 제공되며, 진공 이송 장치는 로드 락 챔버(136) 내의 로드 락 지지부(146) 와 척 시스템(120) 사이에서 워크피스(118) 를 이송하도록 형성된다. 또 다른 예에서, 대기 이송 장치(148) (예를 들어, 대기 로봇)는 워크피스 이송 컨테이너(150) (예를 들어, FOUP)와 로드 락 챔버(136) 내의 로드 락 지지부(146) 사이에서 워크피스(118) 를 이송하도록 형성된다. 예를 들어, 대기 이송 장치(146)는 워크피스 이송 컨테이너(150)로부터 및/또는 워크피스 이송 컨테이너(150)로 워크피스(118) 를 제거 및 / 또는 복귀 시키도록 형성된다. 진공 이송 장치(144) 및 대기 이송 장치(148)는 또한 아래에서 보다 상세히 논의 될 것이다.
또 다른 실시예에 따르면, 제어기(152)가 제공되고, 제어기는 진공 시스템 내의 이온 주입 시스템(101), 척 시스템(120), 진공 공급원(128), 후면 가스 공급원(130), 전원 공급원(134), 진공 이송 장치(144), 대기 이송 장치(148) 중 하나 이상을 제어 및 다른 구성요소들을 제어하도록 형성된다. 여기에서는 하나의 제어기(152)가 설명되었지만, 진공 시스템(100) 내의 다양한 구성요소의 제어는 별개의 또는 다수의 제어기를 이용하여 달성 될 수 있으며, 모든 것은 본 개시의 범위 내에 있는 것으로 간주됨을 이해해야 한다.
일반적으로 도 2a 및 2b, 3a 및 3b, 4를 참조하면, 예시적인 척 시스템(200) 이 본 개시의 다른 예시적인 양태에 따라 이제 보다 상세히 논의 될 것이다. 다중 크기의 워크피스(118) 를 효율적으로 처리하기 위해, 도 1의 척 시스템(120) 및 척 시스템(200) (정전 척 시스템으로도 지칭 됨)이 도 1의 진공 시스템(100) 에 구현 될 수 있음을 알 것이다. 예를 들어, 이하에서 설명되는 척 시스템(120, 200)은 특히 100mm, 150mm, 200mm 및 300mm와 같은 다중 직경을 갖는 워크피스(118)를 처리하는데 사용된다. 특정 크기의 워크피스(118) 들이 본 명세서에 설명되어 있지만, 본 개시의 워크피스는 특정 크기의 워크피스에 한정되지 않으며, 본 개시의 다양한 변경은 보다 큰 및 / 또는 보다 작은 크기의 워크피스를 용이하게 처리 할 수 있음을 주목해야 하고, 그리고 그러한 변경은 본 개시의 범위 내에 있는 것으로 고려된다.
도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 척 시스템(200)은 스캔 아암(203)에 작동 가능하게 결합 될 수 있는 베이스(202)를 포함하며, 스캔 아암은 당업자에게 알려진 다양한 방식으로 도 1의 이온 빔을 통해 베이스를 선택적으로 스캔 하도록 형성되며, 본문에 더 상세한 설명은 서술되지 않는다. 일 예시에 따르면, 도 3a의 중앙 정전 척 부재(204)는 베이스(202)에 작동 가능하게 연결되며, 중앙 정전 척 부재는 적어도 제1워크피스(208)를 지지하고 정전식으로 클램핑 하도록 형성된 중앙 척 표면(206)을 갖는다. 예를 들어, 중앙 정전 척 부재(204)는 제1워크피스(208)의 직경(212)과 관련된 제1중심 직경(210)을 갖는다. 예를 들어, 제1중심 직경(210)은 제1워크피스(208)의 직경(212) 보다 약간 작다 (예를 들어, 2mm).
일 실시예에 따르면, 제1주변 정전 척 부재(214)가 더 제공되고, 제1주변 정전 척 부재는 베이스(202)에 추가로 작동 가능하게 결합된다. 예를 들어, 제1주변 정전 척 부재(214)는 일반적으로 중앙 정전 척 부재(204)를 둘러싸고 있다. 본 실시예에서, 제1주변 정전 척 부재(214)는 도 3b에 도시된 바와 같이 제1중심 직경(210)과 관련된 제1내부 직경(216) 및 제2워크피스(222)의 직경(220)과 관련된 제1외부 직경(218)을 구비한다. 예를 들어, 제2워크피스(222) 의 직경(220)은, 예를 들어, 도 3a의 제1워크피스(208)의 직경(212) 보다 크다. 예를 들어, 제2워크피스(222)의 직경(220)은 150mm 이고, 제1워크피스(208)의 직경(212)은 100mm 이다.
예를 들어, 제1주변 정전 척 부재(214)는 베이스(202)에 작동 가능하게 연결되고, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제2워크피스(222)의 적어도 주변 영역(226)을 지지하도록 형성된 제1주변 척 표면(224)을 구비한다. 일 실시예에서, 제1주변 정전 척 부재(214) 는 적어도 제2워크피스(222)의 주변 영역(226)을 정전식으로 클램핑 하도록 형성된다.
예를 들어, 엘리베이터(227)가 추가로 제공되고, 도 3에 도시된 후퇴 위치(228)와 도 3에 도시된 연장 위치(230)(또한 주입 위치라고도 함) 사이에서 적어도 중앙 척 표면(206)에 일반적으로 수직한(예를 들어, 직각) 축(232)을 따라 중앙 정전 척 부재(204)에 대해 제1주변 정전 척 부재(214)를 선택적으로 이동 시키도록 형성된다. 예를 들어, 제1외부 척 표면(224)은 도 3a의 후퇴 위치(228)에 있을 때 중앙 척 표면(206) 아래에 위치하고, 도 3b의 연장 위치에 있을 때 중앙 척 표면(206)과 일반적으로 동일 평면이다.
따라서, 도 3a에 도시된 예시의 후퇴 위치(228)에서, 제1워크피스(208) 는 중앙 척 표면(206)에만 접촉하고, 그리고 도 3b에 도시된 예시의 연장 위치(230)에서, 제2워크피스(222) 는 중앙 척 표면(206) 및 제1주변 척 표면(224)을 접촉한다. 이와 같이, 엘리베이터(227) 는 제1주변 정전 척 부재(214)를 이동 가능하도록 작동되며, 그 결과 제1워크피스(208) 또는 제2워크피스(222)가 개별적으로 수용되어 척 시스템(200) 에 클램핑 되는데, 이는 아래에 더 논의될 것이다.
또 다른 예시적인 양상에 따르면, 도 3a에 도시되어 있듯이 제1주변 실드(234) 가 추가로 제공되고, 제1주변 정전 실드 부재(214)가 후퇴 위치(228) 에 있을 때 제1주변 실드가 제1주변 척 표면(224)을 선택적으로 커버하도록 형성된다. 예를 들어, 제1주변 실드(234)는 제1주변 정전 척 부재(214)의 제1내부 직경(216)과 관련된 (예를 들어, 그로부터 이격된) 제1실드 내부 직경(236)을 구비한다. 예를 들어, 제1주변 실드(234)는 도 3b의 제1주변 정전 척 부재(214)의 제1외부 직경(218)과 관련된 제1실드 외부 직경(238)을 추가로 구비다. 따라서, 일 실시예에서, 제1주변 실드(234)는 제1주변 정전 척 부재(214)가 도 3a의 후퇴 위치(228)에 있을 때 (예를 들어, 척 시스템(200)이 제1워크피스(208)를 클램핑하는 경우) 도 1의 이온 빔(112) 으로부터 제1주변 척 표면 부재(224)를 실드하도록 형성된다.
예를 들어, 제1주변 실드(234) 는 반도체 재료 (예를 들어, 실리콘)로 코팅 된 금속 디스크(예를 들어, 알루미늄)를 포함한다. 대안적으로, 제1주변 실드(234)는 실리콘 웨이퍼와 같은 도 1의 이온 주입 시스템(101)에서 처리되는 것과 유사한 반도체 재료로 형성되거나 이를 포함한다. 이와 같이, 반도체 재료는 워크피스의 그것과 유사한 방식으로 이온 빔(112)으로부터 이온을 흡수하고, 따라서 프로세스 챔버(122) 내의 스퍼터링(sputtered) 된 재료로부터 원치 않는 오염을 최소화한다.
또 다른 예에서, 도 3a 및 3b의 중앙 정전 척 부재(204) 는 일반적으로 축(232)을 따라 베이스(202)에 대해 고정되며, 엘리베이터(227)는 도 3a의 후퇴 위치(228) 및 도 3b의 연장 위치(230)사이에서 제1주변 정전 척 부재(214)를 이송하도록 형성된다. 대안 적으로, 중앙 정전 척 부재(204)는 또한 축(232)을 따라 스캔 아암 베이스(202)에 대해 이동하도록 허용되며, 엘리베이터(227)는 추가로 중앙 정전 척 부재를 이동 시키도록 형성된다.
예를 들어, 척 시스템(200) 은 도 1의 제어기(152)에 의해 제어 될 수 있으며, 중앙 정전 척 부재(204)에 대한 제1주변 정전 척 부재(214)의 위치
(예를 들어, 도 3a의 후퇴 위치(228) 및 도 3b의 연장 위치(230))는 엘리베이터(227)의 제어를 통해 제어된다. 또한, 또 다른 예시적인 양태에 따르면, 도 1의 전원 공급 장치(134) 는 추가로 도 3a 및 3b의 중앙 정전 척 부재(204) 및 제1주변 정전 척 부재(214)에 작동 가능하게 결합되고, 제어기(152)는 중앙 정전 척 부재 및 제1주변 정전 척 부재에 선택적으로 에너지공급(energize) 함으로써, 각각의 제1워크피스(208), 제2워크피스(222) 및 제1주변 실드(234)를 중앙 정전 척 부재 및 제1주변 정전 척 부재에 선택적으로 클램핑 하도록 형성된다.
일 예시에서, 제어기(152)는 중앙 정전 척 부재(204) 및 제1주변 정전 척 부재(214)에 개별적으로 및/또는 동시에 에너지를 공급하도록 형성된다. 대안적으로, 복수의 제어기(152) 및 전원 공급 장치(134)가 척 시스템(200)의 제어를 위해 구현 될 수 있으며, 본 개시의 범위 내에 포함되는 것으로 고려된다.
또 다른 예에 따르면, 도 4에 도시된 보다 상세한 도면에서, 하나 이상의 배면 가스 오리피스(240)가 중앙 척 표면(206) 및 제1주변 척 표면(224) 중 하나 이상에 제공되며, 도 1의 배면 가스 공급원(130)은 각각 도 3a 및 3b의 제1워크피스(208), 제2워크피스(222), 및 제1주변 실드(234)의 배면 냉각을 위해 하나 이상의 배면 가스 오리피스에 배면 가스를 공급하도록 형성된다. 도 4에 도시된 하나 이상의 가스 분배 통로(242)는 중앙 정전 척 부재(204) 및 제1주변 정전 척 부재(214)에 추가로 규정 될 수 있으며, 하나 이상의 가스 분배 통로는 하나 이상의 배면 가스 오리피스(240)와 유체 연통한다.
예를 들어, 하나 이상의 측벽 오리피스(244)는 중앙 정전 척 부재(204) 및 제1주변 정전 척 부재(214)의 각각의 측벽(246)에 규정되고, 여기서 하나 이상의 측벽 오리피스는 중앙 정전 척 부재에 대한 제1주변 정전 척 부재의 위치에 기반하여 (예를 들어, 도 3a의 후퇴 위치(228) 및 도 3b의 연장 위치(230)) 각각의 하나 이상의 배면 가스 오리피스(240)와 관련된 하나 이상의 가스 분배 통로(242)와 선택적으로 유체 연통한다. 예를 들어, 다이나믹 시일 (미도시)은 하나 이상의 측벽 오리피스(244) 각각과 관련 될 수 있으며, 다이나믹 시일은 일반적으로 중앙 정전 척 부재(204)에 대해 제1주변 정전 척 부재(214)의 이송을 허용하는 반면 하나 이상의 측벽 오리피스로부터 배면 가스가 도 1의 프로세스 챔버 환경(126)으로 누설되는 것을 방지한다.
예를 들어, 도 1의 배면 가스 공급원(130)은 도 4의 중앙 정전 척 부재(204)에 작동 가능하게 결합 될 수 있으며, 하나 이상의 가스 분배 통로(242) 는 하나 이상의 중앙 정전 척 부재(204) 및 제1주변 정전 척 부재(214) 에 하나 이상의 측벽 오리피스를 통해 선택적으로 배면 가스를 제공한다. 각각의 하나 이상의 측벽 오리피스(244) 를 도 1의 가스 공급원(130)에 선택적으로 유체 결합되도록 솔레노이드 밸브 또는 다른 장치 (미도시)가 추가로 제공 될 수 있다.
본 개시의 또 다른 예시적인 양태에 따르면, 도 5a 내지 5c에 도시된 바와 같이, 도 4a 및 4b의 척 시스템(200)과 유사한 또 다른 정전 척 시스템(300)이 도시되어있고, 추가적으로 베이스(202)에 작동 가능하게 결합 된 제2주변 정전 척 부재(302)도 도시되어있다. 예를 들어, 제2주변 정전 척 부재(302) 는, 제1주변 정전 척 부재(214)의 제1외부 직경(218)과 관련된 (예를 들어, 그로부터 이격된) 제2내부 직경(304)을 갖는다. 제2주변 정전 척 부재(302)는, 예를 들어, 도 5c에 도시된 바와 같이, 제3워크피스(310)의 직경(308)과 관련된 제2외부 직경(306)을 추가로 구비한다. 도시된 바와 같이, 제3워크피스(310)의 직경(308)은 도 5b의 제2워크피스(222)의 직경(220) 보다 크며, 결과적으로, 5a의 제1워크피스(208)의 직경(218) 보다 더 크다. 따라서, 제2주변 정전 척 부재(302)는 일반적으로 제1주변 정전 척 부재(214)를 둘러싸고 도 5c의 제3워크피스(310)의 주변 영역(314)을 지지하도록 형성된 제2주변 척 표면(312)을 구비한다. 예를 들어, 제2주변 정전 척 부재(302)는, 제3워크피스(310)의 주변 영역(314)을 선택적으로 정전식으로 끌어당기도록 형성된다.
예를 들어, 엘리베이터(227)는 추가로, 또한 후퇴 위치(228)와 연장 위치(230) 사이에서 축(232)을 따라 중앙 정전 척 부재(204)에 대해 제2주변 정전 척 부재(302)를 이동 시키도록 형성된다. 제2주변 척 표면(312)은 예를 들어, 도 5c의 연장 위치(230)에 있을 때 중앙 척 표면(206)과 일반적으로 동일 평면이며, 제2주변 척 표면은 도 5a 및 5b 후퇴 위치(228)에 있을 때 중앙 척 표면 아래에 놓인다. 예를 들어, 도 5c에 도시된 연장 위치(230)에서, 제3워크피스(310)는 중앙 척 표면(206), 제1외부 척 표면(224) 및 제2외부 척 표면(312)과 접촉 할 수 있다.
전술 한 것과 유사하게, 도 1의 제어기(152)는 추가로 엘리베이터(227) 의 제어를 통해 제1주변 정전 척 부재(214) 및 제2주변 정전 척 부재(302)의 후퇴 위치(228) 및 연장 위치(230)를 개별적으로 제어하도록 형성 될 수 있다. 예를 들어, 엘리베이터(227)는, 관련 연장 위치(230) 및 후퇴 위치(228)의 개별적인 제어를 위해, 제1주변 정전 척 부재(214) 및 제2주변 정전 척 부재(302)에 작동 가능하게 결합된 그리고 개별적으로 제어되는 엘리베이터를 포함 할 수 있다. 또한, 전원 공급 장치(134)는 중앙 정전 척 부재(204), 제1주변 정전 척 부재(214) 및 제2주변 정전 척 부재(302)에 작동 가능하게 결합될 수 있으며, 제어기(152)는 중앙 정전 척 부재, 제1주변 정전 척 부재 및 제2주변 정전 척 부재를 선택적으로 전원 공급하도록 형성될 수 있다. 일 예시에서, 도 1의 제어기(152)는 도 5a 내지 5c의 중앙 정전 척 부재(204), 제1주변 정전 척 부재(214) 및 제2주변 정전 척 부재(302)를 개별적으로 및/또는 동시에 전원 공급 하도록 형성된다.
또 다른 예에 따르면, 도 5b의 제2주변 실드(316)가 제공되며, 도 5b에 도시된 바와 같이 제2주변 실드는 제1주변 정전 척 부재(214)가 연장 위치(230)에 있을 때 및 제2주변 척 부재(302)가 후퇴 위치(228)에 있을 때 제2외부 척 표면(312)을 선택적으로 커버하거나 실드 하도록 형성된다. 예를 들어, 제2주변 실드(316)는, 제1주변 실드(234)의 재료와 유사한 재료로 형성 될 수 있다
따라서, 도 5a에 도시된 예에서, 제1주변 실드(234)의 제1실드 내부 직경(236) 은 제1주변 정전 척 부재(214)의 제1내부 직경(216)과 관련된다. 예를 들어, 제1실드 내부 직경(236)은 제1워크피스(208) 의 제1직경(218)과 관련된다. 또한, 도 5a의 예에서, 제1주변 실드(234)의 제1실드 외부 직경(238)은 제2주변 정전 척 부재(214)의 제2외부 직경(306)과 관련된다. 예를 들어, 제1실드 외부 직경(238)은 도 5c의 제3워크피스(310) 의 직경(308) 과 관련된다.
또한, 예를 들어, 도 5의 제2주변 실드(316)는 도 5a의 제1주변 정전 척 부재(214)의 제1외부 직경(218)과 관련된 제2실드 내부 직경(318)을 구비한다. 예를 들어, 도 5b의 제2실드 내부 직경(318)은 제2워크피스(222)의 제2직경(220)과 관련된다. 또한, 제2주변 실드(316)는 제2주변 정전 척 부재(214)의 제2외부 직경(306)과 관련된 제2실드 외부 직경(320)을 구비한다. 따라서, 지지되고 클램핑 되는 워크피스의 원하는 수 및 크기에 기반하여, 임의의 수 및 크기의 주변 실드들이 임의의 수 및 크기의 주변 정전 척 부재에 따라 이용 될 수 있다. 따라서, 본 개시는 다양한 크기의 워크피스를 선택적으로 클램핑하는 다양한 옵션 및 구성을 제공하는 반면에, 워크피스에 의해 커버되지 않는 클램핑 표면 부분들을 실드한다.
본 개시의 또 다른 예시적인 양태에 따르면, 적어도 하나 이상의 이송 장치가 추가로 제공되고, 적어도 제1워크피스(208), 제2워크피스(222) 및 제1주변 실드(234)를 도 3a 및 3b의 중앙 척 표면(206) 및 제1주변 척 표면(224)을 선택적으로 이송시키도록 형성된다. 예를 들어, 도 1의 진공 이송 장치(144) 는 로드 락 지지대(146) 와 척 시스템(200) 사이에 도 3a 및 3b의 제1워크피스(208) 및 제2워크피스(222) 를 이송하도록 형성된다. 또 다른 예에서, 도 1의 진공 이송 장치(144) 는 추가로 처리 챔버(122) 또는 로드 락 챔버(136) 내에서와 같이 제1주변 척 표면(224) 과 저장 위치(미도시) 사이에 도 3a 및 3b의 제1주변 실드(234) 를 이송하도록 형성된다.
도 6a 내지 6c는, 예를 들어, 예시적인 그리퍼 메커니즘(400)을 통해 각각의 중앙 정전 척 부재(204) 및 제1주변 정전 척 부재(214) 상에 배치되는 제1워크피스(208) 및 제1주변 실드(234)를 도시한다. 예를 들어, 도 6a에서, 중앙 정전 척 부재(204) 와 제1주변 정전 척 부재(214)가 둘 다 연장 위치(230)일 때, 그리퍼 메커니즘(400)을 통해 제1주변 실드(214) 는 제1주변 정전 척 부재(214)에 먼저 배치된다(화살표로 도시됨). 도 6b에서, 제1주변 정전 척 부재(214)는 후퇴 위치(228)에 배치되고, 제1워크피스(208)는 그리퍼 메커니즘(400)을 통해 중앙 정전 척 부재(204) 상에 추가로 배치된다. (화살표로 도시 됨). 도 6c는 척 시스템(200)이 이온 주입 또는 다른 처리를 위한 준비가 되어있는 상태인, 제1워크피스(208) 및 제1주변 실드(214)가 제 자리에 있을 때를 도시한다.
도 7a 및 7b는, 예를 들어, 예시적인 그리퍼 메커니즘(400)을 통해 각각의 중앙 정전 척 부재(204) 및 제1주변 정전 척 부재(214) 상에 배치 된 제2워크피스(222)를 도시한다. 예를 들어, 도 7a에서, 제2워크피스(222)는 중앙 정전 척 부재(204)와 제1주변 정전 척 부재(214)가 둘 다 연장 위치(230)일 때, 그리퍼 메커니즘(400)을 통해 중앙 정전 척 부재(204) 및 제1주변 정전 척 부재(214) 상에 먼저 배치된다. (화살표로 도시됨) 도 7b는 따라서 제2워크피스(222) 가 제 자리에 있을 때, 즉 척 시스템(200)이 이온 주입 또는 다른 처리를 위해 준비되었을 때를 도시한다.
본 발명의 다른 양태에 따라, 도 6a 내지 6c 및 7a 및 7b에 도시된 그리퍼 메커니즘(400)이 상이한 크기의 복수의 워크피스를 개별적으로 그립 하기 위하여 8a 내지 8c에 추가로 도시된다. 예를 들어, 각각 9a 및 9b에 도시된 바와 같이 그리퍼 메커니즘(400)은 그립 위치(404) 와 해제 위치(406) 사이에서 이동하도록 형성된 복수의 그리퍼 아암(402) (예를 들어, 2개의 그리퍼 암)을 포함한다. 예를 들어, 복수의 그리퍼 아암(402) 은 서로 선형으로 이동 할 수 있거나 또는 축 을 중심으로 회전 할 수 있다(미도시).
도 8a 내지 8c에 도시된 바와 같이, 그리퍼 메커니즘(400)은 복수의 그리퍼 아암(402)에 작동 가능하게 결합되는 복수의 가이드(408)를 추가로 포함하며, 복수의 가이드 각각의 제1그립핑부(410)는 제1복수의 그리퍼 아암이 그립 위치(404)에 있을 때 제1워크피스(208) 의 직경과 관련된다. 따라서, 복수의 가이드(408) 의 제1그립핑부(410) (예를 들어, 노치)는 도 8a에 도시된 바와 같이, 복수의 그리퍼 아암(402) 이 그립 위치(404)에 있을 때 그 사이의 제1워크피스(208) 를 선택적으로 그립하도록 형성된다. 제2그립핑부(412)는, 예를 들어, 복수의 가이드(408) 각각에 제공되고, 도 8b에 도시된 바와 같이, 복수의 그리퍼 아암(402) 이 그립 위치(404)에 있을 때 제2워크피스(222)의 직경과 관련 된다. 따라서, 복수의 가이드(408) 중 제2그립핑부(412)는 복수의 그리퍼 아암(402)이 그립 위치(404)에 있을 때 제2워크피스(222)를 선택적으로 그립하도록 형성된다. 또한, 복수의 가이드(408)의 제1그립핑부(410) 및 제2그립핑부(412)는 복수의 그리퍼 아암이 도 9b의 해제 위치(406)에 있을 때 각각의 제1워크피스(208) 및 제2워크피스(222)를 선택적으로 해제하도록 형성된다.
도 10 및 도 11a 및 11b는 도 1의 로드 락 챔버(136) 내에서 제1워크피스(208) 및 제2워크피스(222)를 지지하기 위해 예시적인 로드 락 지지대(146)가 제공되는 본 개시의 다른 예시적인 양태를 도시한다. 예를 들어, 도 10의 로드 락 지지대(146) 는 지지 플레이트(452)에 고정식으로 결합되는 복수의 지지 부재(450)를 포함한다. 예를 들어, 각각의 지지 부재(450)는 제1워크피스(208) (예를 들어, 도 11a에 도시 됨)의 직경과 관련된 제 1지지 구조체(454)및 제2워크피스(222) (도 11b에 도시 됨)의 직경과 관련된 제 2지지 구조체(456)을 포함한다. 예를 들어, 제 1지지 구조체(454)및 제 2지지 구조체(456)는 각각 스텝(458) 또는 다른 특징 부를 포함하는데, 제1워크피스(208) 가 제 1지지 구조체 상에 배치 될 때, 제1워크피스는 일반적으로 제2워크피스(222) 가 제 2지지 구조체 상에 배치될 때 보다 낮은 평면에 배치된다. 따라서, 도 9a 및 9b의 그리퍼 메커니즘(400)은 각각 로드 락 지지대(146) 의 수정 없이 도 1의 로드 락(136) 내에 각각의 제1워크피스(208) 및 제2워크피스(222)를 픽업하고 배치 할 수 있는 이점이 있다.
예를 들어, 지지 부재(450)의 수, 형상 및 배향은 지지 될 워크피스의 수, 형태 및 크기에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 12a 내지 12c는 3개의 다른 크기의 워크피스를 지지하도록 형성된 지지 부재(470)를 도시하며, 제 1지지 구조체(454)및 제 2지지 구조체(456) 에 이외에, 제3지지 구조체(472)가 추가로 제공된다. 따라서, 도 12c에 도시된 바와 같이, 예시적인 지지 부재(470) 는 3개의 상이한 크기의 워크피스들(474a 내지 474c)(예를 들어, 100㎜, 150㎜, 200㎜의 직경을 갖는 워크피스들)를 지지하도록 형성된다.
본 개시의 다른 예시적인 양태에 따르면, 도 13은 이온 주입 시스템에서 가변 크기의 워크피스를 핸들링하고 클램핑 하기 위한 예시적인 방법(500)을 도시한다. 예시적인 방법이 본 명세서에서 일련의 동작들 또는 이벤트들로서 도시되고 설명되었지만, 본 발명은 몇몇 단계들이 본 발명에 따라 본 명세서에 도시되고 설명된 것 이외에 다른 순서로 및 / 또는 다른 단계와 동시에 수행될 수 있으므로, 그러한 행위 또는 이벤트의 도시된 순서에 의해 본 발명이 제한되지 않음을 이해해야 할 것이다. 또한, 도시된 모든 단계가 본 발명에 따른 방법을 구현하는 것이 요구 될 수 있는 것은 아니다. 또한, 본 방법은 도시되지 않은 다른 시스템과 관련할 뿐만 아니라 본 명세서에 도시되고 기술 된 시스템과 관련하여 구현 될 수 있음을 이해할 것이다.
도 13의 방법(500) 은 단계(502)에서 시작하는데, 제1표면을 구비하는 중앙 정전 척 부재, 제2표면을 구비하는 제1주변 정전 척 부재 및 제1주변 실드가 제공된다. 단계(504)에서, 제1주변 실드는 제1주변 정전 척 부재의 제2표면 상에 배치되고, 단계(506)에서, 제1주변 정전 척 부재는 중앙 정전 척 부재에 대해 후퇴다. 단계(508)에서, 제1워크피스는 중앙 정전 척 부재의 제1표면 상에 배치되고, 이온빔을 제1워크피스에 대하여 통과시킴으로써 이온이 제1워크피스에 주입 될 수 있다(단계(510)).
단계(512)에서, 제1워크피스가 중앙 정전 척 부재로부터 제거되고, 제1외부 정전 척 부재가 단계(514)에서 중앙 정전 척 부재에 대해 상승되어, 제2표면을 제1표면과 일반적으로 동일 평면 상에 놓는다. 단계(516)에서, 제1주변 실드는 제1주변 정전 척 부재의 제2표면으로부터 제거되고, 단계(518)에서, 제2워크피스는 중앙 정전 척 부재의 제1표면 및 제1주변 정전 척 부재의 제2표면 상에 배치된다. 단계(520)에서, 이온은 제2워크피스에 대해 이온 빔을 통과시킴으로써 제2워크피스에 주입 될 수 있으며, 제2워크피스는 단계 522 에서 중앙 정전 척 부재 및 제1주변 정전 척 부재로부터 제거된다.
본 발명은 특정 실시예 또는 실시예와 관련하여 도시되고 설명되었지만, 전술한 실시예는 본 발명의 일부 실시예의 구현을 위한 예로서 만 작용하고, 본 발명의 애플리케이션은 이들 실시예들에 한정되지 않는다.
특히, 상술 한 구성요소(어셈블리, 장치, 회로 등)에 의해 수행되는 다양한 기능과 관련하여, 그러한 구성요소를 설명하는데 사용 된 용어 ("수단"에 대한 참조 포함)는 달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에 기술 된 본 발명의 예시적인 실시예에서 기능을 수행하는 개시된 구조와 구조적으로 동등하지는 않지만 설명 된 구성 요소의 특정 기능을 수행하는 임의의 구성요소(즉, 기능적으로 동등 함)에 부합할 수 있다. 또한, 본 발명의 특정 특징이 몇몇 실시예들 중 단지 하나와 관련하여 개시되었을지라도, 그러한 특징은 임의의 주어진 또는 특정 애플리케이션에 대해 적용하고자 하는 및 유리할 수 있는 바와 같이 다른 실시예의 하나 이상의 다른 특징들과 결합 될 수 있다. 따라서, 본 발명은 상술 한 실시예들에 한정되지 않으며, 첨부 된 특허 청구 범위 및 그 균등물에 의해서만 제한되도록 의도된다.

Claims (26)

  1. 스캔 아암 베이스;
    제1워크피스의 직경과 관련된 제1직경을 구비하는 중앙 정전 척 부재로서, 이때 상기 중앙 정전 척 부재는 상기 스캔 아암 베이스에 작동 가능하게 결합되며, 상기 제1워크피스를 지지 및 정전식으로 클램프 하도록 형성된 제1표면을 구비하는 중앙 정전 척 부재;
    제1내부 직경 및 제1외부 직경을 구비하는 제1주변 정전 척 부재로서, 이때 상기 제1주변 정전 척 부재는 상기 스캔 아암 베이스에 작동 가능하게 결합되며, 제2워크피스의 주변 영역을 지지하도록 형성된 제2표면을 구비하고, 이때 제2워크피스의 직경은 제1워크피스의 직경보다 큰 제1주변 정전 척 부재;
    상기 제1표면에 일반적으로 수직한 축을 따라 후퇴 위치 및 연장 위치 사이에서 상기 중앙 정전 척 부재에 대하여 상기 제1주변 정전 척 부재를 이동시키도록 형성된 엘리베이터로서, 이때 상기 제1주변 정전 척 부재가 상기 후퇴 위치에 있을 때 상기 제1표면은 상기 제2표면으로부터 오목하게 되고, 상기 제1주변 정전 척 부재가 상기 연장 위치에 있을 때 상기 제1표면 및 제2표면은 일반적으로 동일 평면에 있는 엘리베이터 및
    상기 제1주변 정전 척 부재가 상기 후퇴 위치에 있을 때 상기 제2표면 위에 존재하고 상기 제2표면을 실드 하도록 형성된 제1주변 실드를 포함하는 정전 척 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중앙 척 부재는 상기 베이스에 대해 고정되고, 상기 엘리베이터는 상기 제1주변 정전 척 부재를 상기 연장 위치 및 후퇴 위치 사이에서 이동시키도록 형성되는 정전 척 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    제2내부 직경 및 제2 외부 직경을 구비하는 제2주변 정전 척 부재로서, 이때 제2주변 정전 척 부재는 상기 스캔 아암 베이스에 작동 가능하게 결합되며, 제3워크피스의 주변 영역을 지지하도록 형성된 제3표면을 구비하고, 이때 제3워크피스의 직경은 제2워크피스의 직경보다 크고, 이때 상기 엘리베이터는 상기 후퇴 위치 및 연장 위치 사이에서 상기 중앙 척 부재에 대하여 상기 제2주변 정전 척 부재를 이동시키도록 추가로 형성되고, 이때 상기 제2주변 정전 척 부재가 상기 후퇴 위치에 있을 때 상기 제1표면은 상기 제3표면으로부터 오목하게 되고, 상기 제2주변 정전 척 부재가 상기 연장 위치에 있을 때 상기 제1표면 및 제3표면은 일반적으로 동일 평면에 있는 제2주변 정전 척 부재 및
    상기 제2주변 정전 척 부재가 상기 후퇴 위치에 있고 상기 제1주변 정전 척 부재가 상기 연장 위치에 있을 때 상기 제3표면 위에 존재하고 상기 제3표면을 실드 하도록 형성된 제2주변 실드를 더 포함하는 정전 척 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 엘리베이터의 제어를 통해 각각의 후퇴 및 연장 위치 사이에서 상기 제1주변 정전 척 부재 및 제2주변 정전 척 부재의 이동을 개별적으로 제어하도록 형성된 제어기를 더 포함하는 정전 척 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 중앙 정전 척 부재, 제1주변 정전 척 부재 및 제2주변 정전 척 부재에 작동 가능하게 결합되는 전원 공급 장치를 더 포함하고, 이때 상기 제어기는 상기 전원 공급 장치의 제어를 통해 상기 중앙 정전 척 부재, 제1주변 정전 척 부재 및 제2주변 정전 척 부재에 선택적으로 전원 공급하도록 형성되는 정전 척 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 제1워크피스를 정전식으로 클램프 하기 위해 오직 상기 중앙 정전 척 부재에 전원 공급하도록 형성되고, 상기 제2워크피스를 정전식으로 클램프 하기 위해 상기 중앙 정전 척 부재 및 제1주변 정전 척 부재에 동시에 전원을 공급하도록 형성되고, 상기 제3워크피스를 정전식으로 클램프 하기 위해 상기 중앙 정전 척 부재, 제1주변 정전 척 부재 및 제2주변 정전 척 부재에 동시에 전원을 공급하도록 형성되는 정전 척 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1주변 정전 척 부재 및 제2주변 정전 척 부재가 상기 후퇴 위치에 있을 때 상기 제1주변 실드가 상기 제3표면 위에 존재하고 상기 제3표면을 실드 하도록 추가로 형성되는 정전 척 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2주변 실드는 반도체 재료로 형성된 표면을 포함하는 정전 척 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2주변 실드는 반도체 재료로 형성된 정전 척 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제2주변 실드는 반도체 재료로 형성된 정전 척 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 중앙 정전 척 부재 및 제1주변 정전 척 부재에 작동 가능하게 결합된 전원 공급 장치를 더 포함하고, 이때 상기 제어기는 상기 중앙 정전 척 부재 및 제1주변 정전 척 부재에 동시에 전원 공급하도록 형성되는 정전 척 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1주변 실드는 반도체 재료로 코팅되는 정전 척 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1주변 실드는 실리콘으로 코팅된 알루미늄 디스크를 포함하는 정전 척 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1주변 실드는 반도체 재료로 형성된 정전 척 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    제1표면 및 제2표면 중 하나 이상의 표면에 하나 이상의 배면 가스 오리피스 및 상기 하나 이상의 배면 가스 오리피스에 배면 가스를 제공하도록 형성된 배면 가스 공급원을 더 포함하는 정전 척 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 중앙 정전 척 부재 및 제1주변 정전 척 부재에 규정된 하나 이상의 가스 분배 통로를 더 포함하고, 이때 상기 하나 이상의 가스 분배 통로는 상기 하나 이상의 배면 가스 오리피스와 유체 연통되는 정전 척 시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 중앙 정전 척 부재 및 상기 제1주변 정전 척 부재의 측벽에 규정된 하나 이상의 측벽 오리피스를 더 포함하고, 이때 상기 하나 이상의 측벽 오리피스는 상기 하나 이상의 가스 분배 통로와 유체 연통되며,
    상기 복수의 하나 이상의 측벽 오리피스 각각과 관련된 다이나믹 시일을 더 포함하고, 이때 상기 다이나믹 시일은 일반적으로 상기 하나 이상의 측벽 오리피스로부터 외부 환경으로의 상기 배면 가스의 누설을 방지하면서 상기 중앙 정전 척 부재에 대하여 상기 제1주변 정전 척 부재의 상기 이동을 허용하는 정전 척 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 배면 가스 공급원은 상기 중앙 정전 척 부재에 작동 가능하게 결합되고, 이때 상기 하나 이상의 가스 분배 통로가 상기 하나 이상의 측벽 오리피스를 통하여 적어도 상기 제1주변 정전 척 부재에 상기 배면 가스를 제공하는 정전 척 시스템.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 제1워크피스, 제2워크피스 및 제1주변 실드를 제1표면 및 제2표면으로그리고 제1표면 및 제2표면으로부터 선택적으로 이동시키도록 형성되는 하나 이상의 이송 장치를 더 포함하는 정전 척 시스템.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 스캔 아암 베이스는 스캔 아암에 작동 가능하게 결합되고, 이때 상기 스캔 아암은 이온 빔을 통하여 적어도 제1워크피스를 선택적으로 이동시키도록 형성되는 정전 척 시스템.
  21. 제1워크피스 및 제2워크피스에 이온을 주입하는 방법으로서, 이때 상기 제1워크피스는 상기 제2워크피스보다 작은 직경을 가지며, 상기 방법은
    제1표면이 구비된 중앙 전전 척 부재, 제2표면이 구비된 제1주변 정전 척 부재, 및 제1주변 실드를 제공하는 단계;
    상기 제1주변 정전 척 부재의 제2표면 상에 상기 제1주변 실드를 배치하는 단계;
    상기 중앙 정전 척 부재에 대하여 상기 제1주변 정 척 부재를 후퇴시키고, 이때 상기 제2표면은 상기 제1표면으로부터 리세스되는 단계;
    상기 중앙 정전 척 부재에 상기 제1워크피스를 위치시키는 단계;
    상기 제1워크피스에 대하여 이온 빔을 통과시킴으로써 이온을 상기 제1워크피스에 주입하는 단계;
    상기 중앙 정전 척 부재로부터 상기 제1부재를 제거하는 단계;
    상기 중앙 정전 척 부재에 대하여 제1주변 정전 척 부재를 상승시키고, 이때 상기 제2표면은 일반적으로 상기 제1표면과 동일 평면이 되는 단계;
    상기 제1주변 정전 척 부재의 상기 제2표면으로부터 상기 제1주변 실드를 제거하는 단계;
    상기 중앙 정전 척 부재의 제1표면 및 상기 제1주변 정전 척 부재의 제 2 표면 상에 상기 제2워크피스를 배치하는 단계;
    상기 제2워크피스에 대하여 이온 빔을 통과시킴으로써 이온을 상기 제2워크피스에 주입하는 단계 및
    상기 중앙 정전 척 부재 및 제1주변 정전 척 부재로부터 상기 제2워크피스를 제거하는 단계를 포함하는 방법.
  22. 베이스;
    상기 베이스에 작동 가능하게 결합되는 중앙 정전 척 부재로서, 이때 상기 정전 척 부재는 제1직경을 갖는 제1워크피스를 지지 및 정전식으로 클램프 하도록 형성된 중앙 척 표면을 구비하는 중앙 정전 척 부재;
    상기 베이스에 작동 가능하게 결합되는 제1주변 정전 척 부재로서, 이때 상기 제1주변 정전 척 부재는 일반적으로 상기 중앙 정전 척 부재를 둘러싸고, 이때 상기 제1주변 정전 척 부재는 적어도 제2워크피스의 주변 영역을 지지 및 정전식으로 클램프 하도록 형성된 제1주변 척 표면을 구비하고, 이때 상기 제2워크피스는 상기 제1워크피스의 상기 제1직경보다 큰 제2직경을 갖는 제1주변 정전 척 부재;
    상기 제1표면에 일반적으로 수직인 축을 따라 후퇴 위치 및 연장 위치 사이에서 상기 중앙 정전 척 부재에 대하여 상기 제1주변 정전 척 부재를 선택적으로 이동시키도록 형성된 엘리베이터로서, 이때 상기 연장 위치에서 상기 제1주변 정전 척 표면은 일반적으로 상기 중앙 척 표면과 동일 평면에 있고, 이때 상기 후퇴 위치에서 제1주변 척 표면은 상기 중앙 척 표면 아래 존재하는 엘리베이터 및
    상기 제1주변 정전 척 부재가 상기 후퇴 위치에 있을 때 상기 제1주변 척 표면을 선택적으로 커버하도록 형성되는 제1주변 실드를 포함하는 정전 척 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 베이스에 작동 가능하게 결합되는 제2주변 정전 척 부재로서, 이때 상기 제2주변 정전 척 부재는 일반적으로 상기 제1주변 정전 척 부재를 둘러싸고, 이때 상기 제2주변 정전 척 부재는 적어도 제3워크피스의 주변 영역을 지지 및 정전식으로 끌어당기도록 형성된 제2주변 척 표면을 구비하고, 이때 상기 제3워크피스는 상기 제2워크피스의 상기 제2직경보다 큰 제3직경을 가지고, 이때 상기 엘리베이터는 상기 연장 위치 및 후퇴 위치 사이에서 상기 축을 따라 상기 중앙 정전 척 부재에 대하여 상기 제2주변 정전 척 부재를 선택적으로 이동시키도록 추가로 형성되고, 이때 상기 연장 위치에서 상기 제2주변 척 표면은 일반적으로 상기 중앙 척 표면과 동일 평면에 있고, 이때 상기 후퇴 위치에서 상기 제2주변 척 표면은 상기 중앙 척 표면 아래에 놓이는 제2주변 정전 척 부재 및
    제2주변 실드로서, 이때 상기 제1주변 정전 척 부재가 상기 연장 위치에 있고 상기 제2주변 척 부재가 상기 후퇴 위치에 있을 때 상기 제2주변 실드는 상기 제2주변 척 표면을 선택적으로 커버하도록 형성되고, 이때 상기 제1주변 정전 척 부재 및 제2주변 척 부재가 상기 후퇴 위치에 있을 때 상기 제1주변 실드는 상기 제1주변 척 표면 및 제2주변 척 표면 모두를 선택적으로 커버하도록 추가로 형성되는 제2주변 실드를 더 포함하는 정전 척 시스템.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 각각의 연장 위치에서 상기 제2주변 정전 척 부재는 오직 상기 제3워크피스에만 접촉하도록 형성되고, 상기 제1주변 정전 척 부재는 오직 상기 제2워크피스 및 제3워크피스에만 접촉하도록 형성되고, 상기 중앙 정전 척 부재는 상기 제1워크피스, 제2워크피스 및 제3워크피스 중 임의의 워크피스에 접촉하도록 형성되는 정전 척 시스템.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 제1주변 정전 척 부재 및 제2주변 정적 척 부재가 상기 각각의 연장 위치에 있을 때 상기 제3워크피스는 상기 중앙 척 표면, 상기 제1주변 척 표면, 및 상기 제2주변 척 표면에 접촉하는 정전 척 시스템.
  26. 제23항에 있어서,
    상기 제1주변 정전 척 부재는 상기 제1워크피스의 상기 제1직경과 관련된 제1 내부 직경 및 상기 제2워크피스의 제2직경과 관련된 제1외부 직경을 구비하는 정전 척 시스템.


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