JP2000353490A - イオン注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、イオン注入装置に関し、特に、ウ
ェハを１つ１つ処理することを意図してイオン注入装置
に関するものである。 【解決手段】 イオン注入装置は、イオンビームを垂直
方向に通ることができる走査アームを有し、前記イオン
ビームの上方にウェハローディング・アンローディング
位置を有する。また、走査アームは、イオンビームに対
して傾斜したときに、ウェハをそれ自身の面内で移動さ
せる能力がある。また、単一ウェハローダ・アンローダ
となる２本走査アーム構造も開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イオン注入装置に
関し、特に、ウェハを１つ１つ処理することを意図する
イオン注入装置に関するものである。特に、本発明は、
注入を行うイオン注入装置のプロセス室における、かか
る単一ウェハの取扱いに関係している。

【０００２】

【従来の技術】単一のウェハを代わる代わる処理するイ
オン注入装置は、例えば米国特許第５,２２９,６１５号
明細書から既知である。このような単一ウェハのイオン
注入装置において、処理の重要な部分となるのは、処理
のためウェハを機械的に走査する方法と、処理後のウェ
ハをプロセス室から取り出し新しいウェハをプロセス室
に供給する方法とを含む、プロセス室におけるウェハの
取り扱いである。通常、イオン注入中、ウェハはチャッ
クに保持されている。大抵の適用例において、注入のた
めに使用されるイオンビームは、ビームの横断面がウェ
ハの面積よりもずっと小さいので、処理中にイオンビー
ム及びウェハを相互に走査することにより、全ウェハ表
面を確実に網羅している。単一ウェハの注入のために、
例えば静電又は電磁手段によりビーム自体がウェハを横
断して一方向に走査されたり、ビームの走査面にほぼ直
交する方向にウェハが機械的に走査されることは既知で
ある。この機械的な走査を実現するため、処理中にウェ
ハを支持するチャック自体が走査ビームの平面を通って
前後に移動される。

【０００３】一般に、ビームは水平面において走査され
るので、ウェハを支持するチャックの機械的運動はほぼ
垂直である。上述の米国特許第５,２２９,６１５号は、
走査ビームから水平方向に離間した位置からチャックを
支持する機構によってチャック及びウェハの垂直走査を
行っている。

【０００４】また、走査ビームに対するチャック上のウ
ェハの角度が可調節であることが望ましい。これは、ウ
ェハへの注入の角度を調節可能にする。特に、予め処理
されたウェハにあるトレンチ（溝部）、トラフ（樋部）
或いはメサ（台部）の側面もしくは側壁にイオンを注入
するためには、注入角度は比較的に大きいことが望まし
い。チャック及びウェハの機械的走査機能を遂行する機
構にとっては、角度の付いた注入を行うために、ウェハ
の傾斜角度に関係なく、ウェハの平面にある線に常に沿
ってウェハをビーム中に移動させることが望ましいと考
えられる。このような装置は、例えば国際公開公報ＷＯ
９９／１３４８８によって提供されている。

【０００５】ビームの一側（ビーム自体が水平面におい
て走査されると仮定して、ビームに対して水平方向に離
間した位置にある）からの機械的走査のためにウェハ及
びチャックを支持する機構は、ウェハが異なる注入角度
に傾斜されるので、常にウェハの平面において、ウェハ
の望ましい機械的走査機能を容易に遂行できる。米国特
許第５,２２９,６１５号明細書及び国際公開公報ＷＯ９
９／１３４８８の場合、この走査機能は、走査ビームの
平面にほぼ平行で且つウェハの平面を通る軸線回りに全
体として回転できる構造に、線形走査機構を設けること
によって与えられる。しかる後、走査機構の回転位置を
その軸線回りに調整することによって、ウェハが所望の
注入角度に傾斜すると共に、新しい傾斜角度でウェハの
平面にある線に沿うウェハのその後の機械的走査を確実
にする。

【０００６】また、走査中にウェハを支持するチャック
にとって非常に望ましいのは、処理済みのウェハをアン
ローディングしたり新しいウェハをローディングするた
めに、ほぼ水平な姿勢に向けることである。そうすれ
ば、新しいウェハを重力の作用でチャック上に最初に支
持させることができる。言うまでもなく、プロセス室内
におけるウェハの取扱いは、ロボットアームにより行う
のが典型的である。即ち、前記ロボットアームが水平に
方向付けられたチャックの上にウェハを置き、それを放
し、そして逆に、ウェハ上の処理済みウェハを掴み、そ
れを取り出す。

【０００７】米国特許第５,２２９,６１５号明細書及び
国際公開公報ＷＯ９９／１３４８８の各々において、チ
ャックは、機械的走査装置の傾動機構を９０度回転する
ことにより、水平にすることができる。この姿勢もしく
は位置において、チャック及びウェハホルダは走査ビー
ムの平面において不変であり、従って、ビームはローデ
ィング及びアンローディングのため遮られる。

【０００８】米国特許第５,００３,１８３号明細書に開
示された別の単一ウェハ走査装置において、ウェハホル
ダは、走査ビームの平面にあるがビーム通路から離れた
一方の側にある位置で、ローディング及びアンローディ
ングのため水平に方向付けられる。このようにして、ロ
ーディング及びアンローディングがビームを遮ることな
く進められるので、第２の走査機構を採用して、第１の
ウェハを取り出しているか交換している間に、第２のウ
ェハに注入することができる。これはローディング及び
アンローディングのために遮ることなく殆ど連続注入す
ることを可能にする。しかし、ローディング／アンロー
ディング位置は走査ビームの側にあるので、プロセス室
は比較的に幅広でなければならない。また、ビームの各
側にある走査機構のために、別々のウェハ処理ステーシ
ョンが必要である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、ウェハ
ホルダについてのローディング及びアンローディングが
イオンビームの走査線の外側にむしろ選ばれ得る単一ウ
ェハイオン注入装置を提供することである。

【００１０】本発明は、１つの局面において、単一ウェ
ハを次々と処理するためのイオン注入装置を提供してお
り、前記イオン注入装置は、真空室と、前記真空室内に
ある基板ホルダと、注入すべきイオンのビームを発生す
るためのイオンビーム発生器と、前記基板ホルダ上のタ
ーゲット基板を横断して水平面において前記ビームを走
査させるビーム走査器と、前記基板ホルダを支持する内
端部を有するアームと、走査ビームから水平方向に離間
したアーム作動装置とを備える走査機構とを含み、前記
走査機構は、ウェハへの注入のため、前記ビームの平面
を通るほぼ垂直方向に前記基板ホルダを走査するように
作動すると共に、ローディング及びアンローディング位
置を有し、前記ローディング及びアンローディング位置
において、前記基板ホルダが前記ビームの平面よりも上
方の位置で実質的に水平方向に基板を支持する。

【００１１】本発明によるイオン注入装置において、前
記基板ホルダは、前記ローディング及びアンローディン
グ位置と、前記基板ホルダ上に設けられた基板が前記ビ
ームの通路に配置される位置との間を移動するよう第１
軸線回りに回転自在に装着されており、前記第１軸線回
りに回転自在に装着された前記基板ホルダが、前記基板
を、前記第１軸線の上流側で前記ビームの通路に配置す
ることが好ましい。

【００１２】本発明のイオン注入装置において、前記走
査機構は、更に、前記アームが回転自在に装着された可
回転ハブを備え、前記アームは、第２軸線回りに回転自
在に前記ハブに装着されており、前記ハブは、前記第２
軸線に対して垂直もしくは実質的に垂直の前記第１軸線
回りに回転自在に装着されている。前記アームは、前記
第１軸線と平行に前記第１軸線から離間した平面におい
て可動であることが好ましい。前記第１軸線及び第２軸
線は同一平面上にある。

【００１３】前記ハブは、前記真空室内に、前記真空室
と気密の関係で少なくとも部分的に設けることができ
る。

【００１４】本発明によるイオン注入装置において、そ
れぞれ走査機構に装着されると共に、対面する関係で配
置された２つの基板ホルダを備えることができ、各走査
機構の基板ホルダが、前述した前記ローディング及びア
ンローディング位置と、各基板ホルダ上に配置された基
板が前記ビームの平面を通るほぼ垂直な方向に走査され
る位置との間を移動できる。各アームは、基板ホルダを
同じローディング及びアンローディング位置に移動させ
るように可動であってよく、１つの基板ホルダが前記ロ
ーディング及びアンローディング位置にある間に、他の
基板ホルダがビームの平面を介して走査されるようにな
っており、前記２つの基板ホルダの位置は、互いに接触
することなく交換できる。２つのハブは同軸状に設けら
れていることが好ましい。

【００１５】前記ハブ又は各ハブはその回転の軸線回り
に回転可能であってよく、前記基板ホルダ又は各基板ホ
ルダが基板ホルダに装着された基板に指向されるイオン
のビームに対して傾斜角度で提供されるようになってい
る。好ましくは、前記基板ホルダ又は各基板ホルダが前
記イオンのビームにより前記傾斜角度で掃引されうるよ
うに、前記アーム又は各アームはその回転の軸線回りに
回転可能である。前記基板ホルダ又は各基板ホルダは、
選択された傾斜角度を保ちながら、その回転の軸線回り
に任意の角度にわたり制御可能に回転されうる。

【００１６】本発明によるイオン注入装置において、前
記ハブ又は各ハブは、ハブの回転の軸線から平行に離間
した装着プラットフォームを提供することができ、それ
ぞれのアームがその回転の軸線回りに回転自在に前記プ
ラットフォーム上に装着されている。前記ハブ又は各ハ
ブは前記真空室の壁体に、その軸線回りに回転自在に且
つ前記真空室の壁体に対して気密の関係で、装着されう
る。

【００１７】本発明は更に、真空室と、前記真空室に装
着された第１及び第２の基板ホルダアセンブリと、イオ
ンのビームを、前記ビームの通路に置かれたときの基板
ターゲットに向けるイオンビーム発生器とを備え、各基
板ホルダアセンブリは、基板ホルダと、前記基板ホルダ
と関連したアームとを備え、前記アームは、前記基板ホ
ルダのうち第１のものを第１位置と第２位置との間に移
動させるように前記真空室に移動自在に装着されてお
り、前記第１位置において、第１の基板ホルダ上に設け
られたターゲット基板にイオン注入を可能とするため、
前記第１の基板ホルダが前記ビームの通路に配置され、
前記第２位置において、前記第１の基板ホルダへのター
ゲット基板のローディング又は前記第２の基板ホルダか
らのターゲット基板の除去を可能とするように前記第１
の基板ホルダが配置されており、一方、前記基板ホルダ
のうち第２のものは、前記第１位置及び前記第２位置の
間で反対方向に移動されている、イオン注入装置を提供
する。

【００１８】前記第２位置は、前記ビームの通路の上方
に配置されていることが好ましい。

【００１９】前記第１及び第２の基板ホルダアセンブリ
は、好ましくは、対面した関係で前記真空室内に設けら
れている。

【００２０】好ましくは、各アームがそれぞれの回転可
能なハブに装着されると共に、２つのハブの回転の軸線
が共線関係にあり、各アームは、１つの基板ホルダがそ
の第１位置と第２位置との間を移動しているときに、各
アームが移動できるが、他の基板ホルダの反対方向の移
動を邪魔しないような態様で、それぞれのハブに回転自
在に装着されている。

【００２１】本発明は更に、真空室と、前記真空室にあ
る基板ホルダと、前記基板ホルダに装着された基板ター
ゲットにイオンのビームを向けて当てるイオンビーム発
生器と、前記真空室の壁体に配置され、前記ビームの通
路にある第１軸線回りに回転可能のハブと、前記第１軸
線に対して垂直な第２軸線回りに回転自在に前記ハブに
装着されたアームとを備え、前記基板ホルダは、前記第
１軸線に対して垂直な第３軸線回りに回転自在に前記ア
ームに装着されており、前記基板ホルダ，前記アーム及
び前記ハブのアセンブリの構造及び配列は、前記基板ホ
ルダが前記第３軸線の前方で前記ビームの通路に対する
所望の傾斜角度で前記ビームの通路に配置されることが
できる第１位置と、前記基板ホルダが前記基板ホルダか
らターゲット基板の除去又はローディングが可能に前記
ビームの上方に配置される第２位置との間の前記基板ホ
ルダの移動を許容するようになっている。

【００２２】以下に本発明によるイオン注入装置の詳細
な説明が続くが、このイオン注入装置は、本発明を限定
するのではなく、単なる一例として実証するための説明
として選ばれている。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１において、総括的に符号１０
で示され壁体１８により画成された真空室を備えるイオ
ン注入装置が示されており、真空室は関連の真空ポンプ
１２を有している。また、イオン注入装置は、符号１４
で総括的に示されたイオンビーム発生器を備えており、
このイオンビーム発生器自体は、符号１４ａで総括的に
示されたイオン源と、符号１４ｂで総括的に示された質
量分析器と、符号１４ｃで総括的に示された走査装置
と、符号１４ｄで総括的に示されたビームコリメータと
を備えている。イオンビーム発生器は、その作動中、点
線１６で略示されたイオンのビームを、後述するように
基板ホルダアセンブリに装着された基板に送る。真空ポ
ンプ１２及びイオンビーム発生器１４についてこの明細
書で更に記載されることはない。

【００２４】図２を参照すると、本発明によるイオン注
入装置で使用する基板ホルダアセンブリは走査機構を備
え、前記走査機構自体は、後述するようにイオン注入装
置の真空室の壁体に装着される電動化したハブユニット
２４からなる。このハブユニット２４は、真空室の壁体
にある開口内にガス密に封止係合して装着されるように
企図されているので、ハブユニットの回転の度合を厳密
に制御できるサーボモータの制御下に軸線Ａ回りに回転
できる。ハブユニットが真空室に装着されている場合、
この軸線は、イオン注入装置のイオンビームの通路と整
列しており、そしてイオンビームの通路を横断する。

【００２５】ハブユニット２４は、それを構成するフラ
ンジ２６により、真空室１０の壁体１８に当接して配置
されそこに固定できる。フランジはスリーブ２８を提供
する環状の延長部を有し、このスリーブが壁体１８にあ
る開口にきちんと据え付けられる。前記スリーブは、ハ
ブ３２と一体に形成された回転自在の板３０を支持する
ように設計されており、ハブ３２自体はスリーブ２８内
の軸受（図示せず）に回転自在に支持されている。ハブ
は、軸方向から見たときに実質的に半円形もしくはＤ形
断面のものであり、板３０の環状の外側リム部と一体に
形成されている。板の残りの部分は開放していて、保守
或いは修理のためにアクセスが必要とされる時のため
に、開放部を通り真空室の外部から内部にアクセスを認
めている。

【００２６】ハブ３２は、プラットフォームとして役に
立つ平坦面３４を提供しており、前記平坦面３４上に走
査機構の中空アーム３８が回転自在に装着されている。
アーム３８上には基板ホルダ４０が装着される。

【００２７】アーム３８は、軸線Ｂの回りに回転自在に
装着されていて、図２に示した位置とその右に９０度或
いはそれ以上の角度にある位置（図示せず）との間の角
度にわたり揺動できる。このアームは、ハウジング２０
内に設けられたモータに歯車伝動装置を介して接続する
ことにより回転される。アーム３８の回転は、ハブ自体
の回転により制御される幾つかの所定位置のうちの任意
の位置を選べるように、ハブの回転と同期していてよい
し、或いはハブの回転とは独立していて、電子的に遠隔
制御されてもよい。

【００２８】基板ホルダ４０も、軸線Ｂと平行な軸線Ｃ
の回りに回転自在にアーム３８に装着されている。この
基板ホルダ４０は、アーム３８の内部に沿って延びる伝
動装置によって任意の所望範囲まで回転することができ
る。この伝動装置は、アームの内部に沿って延びるチェ
ーン・スプロケット或いはベルト駆動装置とすることが
できる。

【００２９】このように基板ホルダアセンブリが構成さ
れ配列されているので、図２から分かるように、基板ホ
ルダがその水平位置にあるときに、同基板ホルダは軸線
Ａよりも上にあり、従って、イオンビームの通路の上方
にある。このようにすると、水平位置において、イオン
ビームの存在により望ましくない影響を与えることなく
基板ホルダへのローディング及びアンローディングを行
うことができるので、特に意義がある。同時に、ハブユ
ニットは９０度回転して、基板ホルダとその上にある基
板とをイオンビームの通路に運び入れることができる。

【００３０】基板ホルダアセンブリの更なる特徴につい
て、図１及び図３を参照して以下に説明する。図１及び
図３は、本発明によるイオン注入装置において使用する
ため対面した関係にある第１及び第２基板ホルダアセン
ブリを示している。これら２つの基板ホルダアセンブリ
は図２に示したものと同一であり、同一部分について
は、図２において使用したのと同じ参照符号で、ただし
添字ａ，ｂを付して言及する。

【００３１】２つのアセンブリのハブユニット２４ａ，
２４ｂは、真空室の対峙した壁体１８にある開口（図示
せず）内に装着されると共に、各壁体１８に気密に設け
られたハウジング２０，２２に囲まれている。２つのハ
ブユニットは同一であり、軸線Ａ上に同軸状に設けられ
ている。ハブユニット２４ａ，２４ｂは、後述するよう
に、イオン注入装置の作動中に回転されるように装着さ
れると共に、各ステップモータ（図示せず）に接続され
ている。前記ステップモータは、軸線Ａ回りの各ハブユ
ニット２４ａ，２４ｂの回転を精密に制御することがで
きる。

【００３２】各アーム３８ａ，３８ｂは、各自の軸線Ｂ
の回りに回転自在に装着されると共に、アーム３８ｂに
ついて図２に示すように、揺動運動の一方の限界にある
符号Ｄで示した位置と、揺動運動の他方の限界にある符
号Ｅで示した位置との間で移動することができる。各ア
ームは、ハウジング２０，２２内に設けられた各モータ
に歯車伝動装置を介して接続することにより回転され
る。上述したように、各基板ホルダ４０ａ，４０ｂは、
軸線Ｃと平行な軸線Ｂの回りに回転自在に各アーム３８
ａ，３８ｂに装着されている。基板ホルダ４０ａ，４０
ｂは、各アーム３８ａ，３８ｂの内部に沿って延びる伝
動装置によって任意の所望範囲まで回転することができ
る。

【００３３】図３を参照すると、基板ホルダ４０ａは、
そのプラテン即ち基板受取り面がその上に基板を受ける
ように位置決めされる水平姿勢で示されている。また、
基板ホルダ４０ａは、軸線Ａを含む垂直面の一方の側に
実質的にあるような位置に置かれると共に、軸線Ａを含
む水平面の上方、従ってイオンビームの通路Ｉの上方の
位置に置かれていることが分かる。この位置において、
半導体ウェハの形態である基板をプラテン上に装荷して
そこに静電力により固定することができ、一方、基板を
装着した第２の基板ホルダは、垂直姿勢で配置されてい
て、点線の外形で示したように、位置Ｄから下方に下側
位置Ｆ（図１にも示す）及びＧを通り、最下方の限界位
置Ｅへと移動することができる。基板ホルダは、位置Ｇ
のところでイオンビームの通路Ｉに保持することがで
き、或いは、位置Ｆから位置Ｅへと必要に応じてイオン
ビームを横断し、次いでこの横断の方向を逆進すること
ができる。

【００３４】図３に示された姿勢において、ハブユニッ
ト２４ｂは、その水平位置から既に時計方向に９０度回
転されているので、アーム３８ｂの回転軸線Ｂは軸線Ａ
と同じ平面において水平方向に延びている。この位置に
おいて、基板ホルダ４０ｂ上の基板は、イオンビームの
通路Ｉの方向に対して直交しており、そして軸線Ａの前
方に位置付けられている。ビーム中のイオンは、基板が
イオンビームの通路にある限り、基板の表面に対して９
０度の角度で同基板に衝突する。

【００３５】しかし、エッチングにより基板に前以て形
成されたトレンチ（溝部）、トラフ（樋部）或いはメサ
（台部）の側壁にイオンを注入できるように、イオンを
傾斜した角度で注入したければ、基板ホルダは例えば位
置Ｆ又はＥのところに保持することができ、そして基板
ホルダ及びその上の基板が回転されてイオンビームの通
路に入り前記通路に対して傾斜した角度に保持されるよ
うに、ハブユニットは軸線Ａ回りに回転されて、基板ホ
ルダを回転により移動させてイオンビームの通路Ｉの中
に入れる。別の角度に傾斜させたい場合には、ハブユニ
ットをそれに応じて回転させて、表面３４ａ，３４ｂを
所望の傾斜角度とすることができる。ハブ３２ｂは軸線
Ａの回りに時計方向或いは反時計方向に傾斜されうるの
で、エッチングされたトレンチ、トラフ或いはメサの下
側及び上側側壁にイオンを注入することができる。従っ
て、傾斜角度にあるとき、基板ホルダは所望の回数だけ
イオンビームの通路Ｉを通って前後にトラバースもしく
は往復動することができ、或いはイオンビームの通路Ｉ
中に固定的に保持することができる。別法として、或い
は付加的に、イオンビーム自体を動かして、イオンビー
ムの通路中に保持された基板を走査することができる。

【００３６】基板を真空室内に留めたまま、イオン注入
装置から基板を回収することなく、全ての側壁を処理す
ることができる。これを実現するため、基板ホルダは、
軸線Ｃの回りに単に回転することができ、或いは図４に
示すように、位置Ｆ'又はＥ'にまず最初に移動すること
ができる。その後、基板ホルダはその回転の軸線Ｃの回
りに所望の角度だけ回転され、そしてアームが、基板ホ
ルダをイオンビームに対してある傾斜角度に保持した状
態で、下方へ又は上方へ回転されて基板ホルダをイオン
ビームの通路にある位置Ｇ'へ移動させる。図１におい
て、位置Ｅ'はウェハホルダ４０ａについて点線の外形
で図示されている。

【００３７】各基板ホルダ４０ａ，４０ｂは、図２に関
して説明したように、その各軸線Ｃの回りに回転自在に
装着されているので、基板ホルダに装荷された基板がイ
オンビームにより走査されるときに、前記基板はイオン
ビームに対して同じ捩れの方向(twist orientation)を
維持することができる。

【００３８】イオンビームからイオンが注入された基板
を新しい基板に切り替えるため、新しい即ち未注入の基
板を図２に示すように水平位置にある基板ホルダ４０ａ
上に置き、その間、他方の基板ホルダ４０ｂはイオンビ
ームの通路Ｉにある。基板ホルダを切り替えるため、ア
ーム３８ａをその軸線Ｂの回りに回転又は揺動させて、
基板ホルダを図２に示す位置から右側に向かってその運
動の反対側限界位置まで移動させる。この位置におい
て、基板ホルダ４０ａは基板ホルダ４０ｂの上方にあ
る。アーム及び基板ホルダがこの位置まで移動したら、
ウェハ４０ｂの注入が完了するときまで、そこに留め
る。その後、ハブ３２ｂを反時計方向（図２を見て）に
回転して、アーム３８ｂ及びその基板ホルダ４０ｂを前
記基板ホルダが水平になるまで９０度回転させる。水平
位置において、アーム３８ｂは次いでその軸線Ｂ回りに
回転され、基板ホルダ４０ａにより占められていた位置
まで基板ホルダを移動させるので、その上の基板を取り
除いて別の基板をそこに置くことができる。

【００３９】しかる後、基板ホルダ４０ａは、前記基板
ホルダがイオンビームの通路の中に入るまで、ハブ３２
ｂの９０度の回転により、そしてアーム３８ａの軸線Ｂ
回りの回転により、回転せしめられる。

【００４０】基板ホルダを再び切り替えたいときには、
逆の手順が取られる。このようにして、基板の注入，取
出し及び交換の連続プロセスが、単一の注入場所を使用
するだけでなく、単一のローディング・アンローディン
グ位置を必要とするだけで実現できる。この単一のロー
ディング・アンローディング位置は、２つの走査機構の
間にあり、図２においては基板ホルダ４０，図１及び図
３においては基板ホルダ４０ａの位置のところに実質的
にある。図１において、基板ホルダ４０ａはイオン注入
装置のウェハハンドラ５０と並置して示されており、前
記ウェハハンドラ５０は、図示のように、エアロック即
ちロードロック５１を介してそこに運ばれた基板を基板
ホルダ４０ａに搬送するように配列されている。その
後、この基板ホルダ４０ａは、上述した位置から移動さ
れて、その上の基板をイオンビーム１６の通路上に移動
させると共に、基板ホルダ４０ｂが基板ホルダ４０ａに
より前に占められていた位置に移動するのを許容するの
で、基板ホルダ４０ｂ上の処理済み基板を取り除いて新
しい基板と交換することができる。

【００４１】イオン注入の技術に精通した者にとって明
らかなように、この明細書で使用される場合、用語「垂
直」及び「水平」は相対的な表現であり、関連した軸線
の相対的な方向が維持されていれば、垂直及び水平以外
の他の姿勢も採用可能であり、特許請求の範囲に含まれ
ると考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるイオン注入装置の、幾つかの部
分を取り除いた全体的な概略平面図である。

【図２】 図１に例示したイオン注入装置の単一基板ホ
ルダアセンブリの概略等角図である。

【図３】 本発明によるイオン注入装置のための、対面
した関係にある２基板基板ホルダアセンブリを示す、図
２と同様の図である。

【図４】 本発明によるイオン注入装置における基板ホ
ルダの移動の姿勢を例示した略図である。

フロントページの続き (72)発明者 ロバート ミッチェル イギリス国， ウエスト サセックス ア ールエイチ20 ２イーイー， プルボラ フ， ウエスト チルティングトン ロー ド， サウスウッド（番地なし) (72)発明者 キース レリーン イギリス国， ウエスト サセックス， ホーシャム， オーク ツリー ウェイ 56 (72)発明者 ジャスティン ロウ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サンフランシスコ， ヘロン 10

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単一ウェハを次々と処理するためのイオ
   ン注入装置であって、 真空室と、 前記真空室内にある基板ホルダと、 注入すべきイオンのビームを発生するためのイオンビー
   ム発生器と、 前記基板ホルダ上のターゲット基板を横断して水平面に
   おいて前記ビームを走査させるビーム走査器と、 前記基板ホルダを支持する内端部を有するアームと、走
   査ビームから水平方向に離間したアーム作動装置とを備
   える走査機構とを含み、 前記走査機構は、ウェハへの注入のため、前記ビームの
   平面を通るほぼ垂直方向に前記基板ホルダを走査するよ
   うに作動すると共に、ローディング及びアンローディン
   グ位置を有し、前記ローディング及びアンローディング
   位置において、前記基板ホルダが前記ビームの平面より
   も上方の位置で実質的に水平方向に基板を支持するイオ
   ン注入装置。
2. 【請求項２】 前記基板ホルダは、前記ローディング及
   びアンローディング位置と、前記基板ホルダ上に設けら
   れた基板が前記ビームの通路に配置される位置との間を
   移動するよう第１軸線回りに回転自在に装着されてお
   り、前記第１軸線回りに回転自在に装着された前記基板
   ホルダが、前記基板を、前記第１軸線の上流側で前記ビ
   ームの通路に配置する請求項１に記載のイオン注入装
   置。
3. 【請求項３】 前記走査機構は、前記アームが回転自在
   に装着された可回転ハブを備え、前記アームは、第２軸
   線回りに回転自在に前記ハブに装着されており、前記ハ
   ブは、前記第２軸線に対して垂直もしくは実質的に垂直
   の前記第１軸線回りに回転自在に装着されている請求項
   ２に記載のイオン注入装置。
4. 【請求項４】 前記アームは、前記第１軸線と平行に前
   記第１軸線から離間した平面において可動である請求項
   ３に記載のイオン注入装置。
5. 【請求項５】 前記第１軸線及び第２軸線は同一平面上
   にある請求項３及び４のいずれか１項に記載のイオン注
   入装置。
6. 【請求項６】 前記ハブは、前記真空室内に少なくとも
   部分的に設けられている請求項３〜５のいずれか１項に
   記載のイオン注入装置。
7. 【請求項７】 それぞれ走査機構に装着されると共に、
   対面する関係で配置された２つの基板ホルダを備え、各
   走査機構の基板ホルダが、前述した前記ローディング及
   びアンローディング位置と、各基板ホルダ上に配置され
   た基板が前記ビームの平面を通るほぼ垂直な方向に走査
   される位置との間を移動できる、先行する請求項のうち
   のいずれか１項に記載のイオン注入装置。
8. 【請求項８】 各アームは、基板ホルダを同じローディ
   ング及びアンローディング位置に移動させるように可動
   であって、１つの基板ホルダが前記ローディング及びア
   ンローディング位置にある間に、他の基板ホルダがビー
   ムの平面により走査されるようになっており、前記２つ
   の基板ホルダの位置は、互いに接触することなく交換で
   きる請求項７に記載のイオン注入装置。
9. 【請求項９】 ２つのハブは、同軸状に設けられている
   請求項７及び８のいずれか１項に記載のイオン注入装
   置。
10. 【請求項１０】 前記ハブ又は各ハブは、その回転の軸
    線回りに回転可能であって、前記基板ホルダ又は各基板
    ホルダが、基板ホルダに装着された基板に指向されるイ
    オンのビームに対して傾斜角度で提供されるようになっ
    ている請求項３〜６のうちのいずれか１項又は請求項７
    〜９のうちのいずれか１項に記載のイオン注入装置。
11. 【請求項１１】 前記基板ホルダ又は各基板ホルダが、
    前記イオンのビームにより前記傾斜角度で掃引されうる
    ように、前記アーム又は各アームはその回転の軸線回り
    に回転可能である請求項１０に記載のイオン注入装置。
12. 【請求項１２】 前記基板ホルダ又は各基板ホルダは、
    選択された傾斜角度を保ちながら、その回転の軸線回り
    に任意の角度にわたり制御可能に回転され得る請求項１
    ０及び１１のうちのいずれか１項に記載のイオン注入装
    置。
13. 【請求項１３】 前記ハブ又は各ハブは、ハブの回転の
    軸線から平行に離間した装着プラットフォームを提供し
    ており、それぞれのアームがその回転の軸線回りに回転
    自在に前記プラットフォーム上に装着されている請求項
    ３〜６のうちのいずれか１項又は請求項７〜１２のうち
    のいずれか１項に記載のイオン注入装置。
14. 【請求項１４】 前記ハブ又は各ハブは、前記真空室の
    壁体に、その軸線回りに回転自在に且つ前記真空室の壁
    体に対して気密の関係で、装着されている先行する請求
    項のうちのいずれか１項に記載のイオン注入装置。
15. 【請求項１５】 イオン注入装置であって、 真空室と、 前記真空室に装着された第１及び第２の基板ホルダアセ
    ンブリと、 イオンのビームを、前記ビームの通路に置かれたときの
    基板ターゲットに向けるイオンビーム発生器とを備え、 各基板ホルダアセンブリは、 基板ホルダと、 前記基板ホルダと関連したアームとを備え、前記アーム
    は、前記基板ホルダのうち第１のものを第１位置と第２
    位置との間に移動させるように前記真空室に移動自在に
    装着されており、前記第１位置において、第１の基板ホ
    ルダ上に設けられたターゲット基板にイオン注入を可能
    とするため、前記第１の基板ホルダが前記ビームの通路
    に配置され、前記第２位置において、前記第１の基板ホ
    ルダへのターゲット基板のローディング又は前記第２の
    基板ホルダからのターゲット基板の除去を可能とするよ
    うに前記第１の基板ホルダが配置されており、一方、前
    記基板ホルダのうち第２のものは、前記第１位置及び前
    記第２位置の間で反対方向に移動されているイオン注入
    装置。
16. 【請求項１６】 前記第２位置は、前記ビームの通路の
    上方に配置されている請求項１５に記載のイオン注入装
    置。
17. 【請求項１７】 前記第１及び第２の基板ホルダアセン
    ブリは、対面した関係で前記真空室内に設けられている
    請求項１５及び１６のいずれかに記載のイオン注入装
    置。
18. 【請求項１８】 各アームがそれぞれの回転可能なハブ
    に装着されると共に、２つのハブの回転の軸線が共線関
    係にあり、各アームは、１つの基板ホルダがその第１位
    置と第２位置との間を移動しているときに、各アームが
    移動できるが、他の基板ホルダの反対方向の移動を邪魔
    しないような態様で、それぞれのハブに回転自在に装着
    されている請求項１５〜１７のうちのいずれか１項に記
    載のイオン注入装置。
19. 【請求項１９】 イオン注入装置であって、 真空室と、 前記真空室にある基板ホルダと、 前記基板ホルダに装着された基板ターゲットにイオンの
    ビームを向けて当てるイオンビーム発生器と、 前記真空室の壁体に配置され、前記ビームの通路にある
    第１軸線回りに回転可能のハブと、 前記第１軸線に対して垂直な第２軸線回りに回転自在に
    前記ハブに装着されたアームとを備え、 前記基板ホルダは、前記第１軸線に対して垂直な第３軸
    線回りに回転自在に前記アームに装着されており、 前記基板ホルダ，前記アーム及び前記ハブのアセンブリ
    の構造及び配列は、前記基板ホルダが前記第３軸線の前
    方で前記ビームの通路に対する所望の傾斜角度で前記ビ
    ームの通路に配置されることができる第１位置と、前記
    基板ホルダが前記基板ホルダからターゲット基板の除去
    又はローディングが可能に前記ビームの上方に配置され
    る第２位置との間の前記基板ホルダの移動を許容するよ
    うになっているイオン注入装置。