JP2000504876A - 加工物にイオン注入するためのイオン注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 平らなパネルディスプレイ等の大量の加工物を迅速にかつ有効に処理するイオン注入装置。このイオン注入装置は、イオン源(330)を備える高真空処理室(318)と、単一の加工物移送段(320)と、ロードロック(310)とを含む。単一の加工物ハンドリングアセンブリは、処理室内に取付けられ、ロードロックから加工物を排出するとともに、イオン源によって発生したイオンビームによって注入する間、加工物を保持する。処理室は、ロードロックアセンブリと選択的に流体連通状態にあり、このロードロックアセンブリは、機械的に加工物ローディングまたは端部ステーションと連結する。さらに、加工物ハンドリングアセンブリは、イオン注入中に、線形走査方向に加工物を移動する移送段または移送部材を含んでいる。この線形走査方向は、イオン注入装置の水平な長手軸線に対して横切る方向または直交する方向の径路に沿って進む。１つの形態によれば、この走査方向と長手軸線とのなす角は、約８５゜より少ないかまたは等しくなる。

Description

【発明の詳細な説明】 加工物にイオン注入するためのイオン注入装置 （技術分野） 本発明は、加工物を処理する処理装置、特に、高い処理能力を有するイオン注 入装置および加工物にイオン注入するための方法に関する。 （背景技術） イオン注入は、半導体ウェハまたはガラス基板上の蒸着薄膜等の加工物(work- piece)に導電率を変えるドーパント（不純物）を制御された高速状態で導入する ための標準的で商業的に認められている技術である。 従来のイオン注入装置は、所望のドーパント元素をイオン化して、それを加速 して規定エネルギのイオンビームを形成できるようにするイオン源を含む。この ビームは加工物の表面に照射される。一般的に、イオンビームの高エネルギイオ ンが加工物塊に貫入して、その物質の結晶格子に埋め込まれることによって、所 望の導電率を有する領域を形成する。 このイオン注入処理は、一般的に、加工物ハンドリングアセンブリ、加工物支 持アセンブリ及びイオン源を収容した高真空気密処理室内で実施される。この高 真空環境は、ガス分子との衝突によるイオンビームの拡散を防止すると共に、空 気中浮遊微粒子によって加工物が汚染される危険性を最小限に抑える。 処理室は一般的に、弁アセンブリを介して処理用の端部ステーションに接続さ れている。この端部ステーションは、真空ポンプ装置によって大気圧からポンプ ダウンすることができる中間ロードロック室または圧力ロックを含むことができ る。室は、下流側端部で弁アセンブリによって選択的に閉鎖され、この弁アセン ブリはロードロック室を処理室と選択的に流体連通させる。ロードロック室はま た、他端部で上流側弁アセンブリに接続されている。端部ステーションはまた、 加工物を１つまたは複数の加工物カセットから上流側弁アセンブリを介して室内 へ移送するエンドエフェクタ(end effector)も含む。 加工物をエンドエフェクタによって中間室内へローディングした後、室をポン プ装置で処理室と一致した高真空状態まで真空排気する。次に、中間室の下流側 端部の弁アセンブリを開いて、処理室内に設けられた加工物ハンドリングアセン ブリで加工物を中間室から取り出して、加工物を支持アセンブリへ移送し、処理 中はこの支持アセンブリが加工物を支持している。例えば、加工物ハンドリング アセンブリのローディングアームが加工物を中間室から取り出して、それを加工 物支持構造体のプラテンに載置する。次に、加工物支持体は加工物を走査方向に 移動させ、加工物に注入する作動中のイオン源を通過させる。 従来の加工物支持構造は、複数の加工物を取り付ける回転ディスクを有するか 、あるいは、加工物を水平走査方向に移動させる構造を有する。イオン注入装置 の構成部品の多数の動きにより大切な処理時間を消費し、この結果、装置の処理 能力を減少させる。 今日急成長している半導体および注入技術は、市場で広範囲に受け入れられて いる。このように受け入れられていることから、大量の注入製品を競争力のある 価格で生産することが要求されるようになった。最新の注入装置の共通の目標は 、装置の処理能力を増加させることによってこれらの要求を満足させることであ る。しかし、既存の装置は、これらの製造およびコスト要求を満たすのにあまり 適していない。 現在商業的使用されるイオン注入装置の主たるもう１つの問題は、装置の運転 コストに関係している。通常のイオン注入装置は、比較的大きなスペースを必要 とし、そして、床面積当たりのコストが高くなる。その結果、これまでのイオン 注入装置は、運転させるのに比較的費用が高くなっていた。 従って、当該技術において、高い処理能力を有し、より少ない床スペースです み、さらに運転コストが適切となる改良されたイオン注入装置およびその方法が 必要とされている。特に、大量の加工物を迅速に処理できるイオン注入装置を提 供することが当業者にとって主たる改良点である。 （発明の開示） 本発明は、高い処理能力を有するイオン注入装置を提供し、平らなパネルディ スプレイト等の大量の加工物を迅速かつ有効に取扱うとともに処理するための単 一の加工物ハンドリングアセンブリを使用する。このイオン注入装置は、パネル の寸法が５５０mm×６５０mmおよびそれよりも大きな種々の平らなパネルを処理 するように設計されている。 イオン注入装置は、イオン源及び単一の加工物ハンドリングアセンブリを備え る高真空処理室を形成する処理ハウジングを有することができる。加工物ハンド リングアセンブリは、ロードロック室から加工物を排出し、イオン源によって発 生したイオンビームによるイオン注入中、この加工物を支持する。処理室は、ロ ードロック室と選択的に流体連通し、このロードロック室は加工物の積載装置及 び端部ステーションと機械的に一体に設けられている。 本発明の１つの態様によれば、加工物ハンドリングアセンブリは、イオン注入 中、加工物を線形走査方向に移送させるための並進台または並進要素を有するこ とができる。この並進方向は、水平並進方向、あるいは、イオン注入装置の水平 軸線に対して横方向または直交するように傾斜させることができる。１つの実例 によれば、加工物の移送は、水平軸に対して約８５゜よりも小さいかあるいは等 しい角度で傾斜した平坦な径路に沿ってなされる。 別の態様によれば、イオン源で発生したイオンビームは、長手方向軸線を横切 る方向に延びて、１つの実施例によれば、横走査方向にほぼ平行である。並進台 が加工物を移動して走査方向にイオンビームを通過させる。 別の態様によれば、イオン注入装置はさらに、ロードロック室を選択圧力にす るためにロードロック室に接続されたポンプアセンブリ、例えば圧力調整器を含 む。さらに別の態様によれば、イオン注入装置は、ロードロック室の少なくとも 一部分または加工物を選択温度にするためにロードロック室に接続された温度制 御素子を含む。 別の態様によれば、イオン注入装置はさらに、低温デッキを形成するためにロ ードロック室の床を選択温度にする冷却構造体を含む。加工物を室内に配置した 時に加工物を引き付けて室の床に接触させることによって加工物から室の床へ熱 を伝達できるようにするため、真空ネットワークを室の床に接続することもでき る。真空ネットワークは、加工物の裏側の大部分を冷却表面と接触させるために 、室の床に形成されて真空源と流体連通したダクトネットワーク（例えば、複数 の横方向溝の流体路を含むことができる。 更に別の態様によれば、イオン注入装置は、冷却表面を形成するために冷却流 体を室の床に循環させるための構造体、例えば流体源と連通した流体導管を含 む。 別の態様によれば、ロードロックアセンブリは、積層ロードロック列を形成す るために軸方向に相互配置された複数のロードロック要素を含む。この積層され た列の各ロードロック要素は、軸方向に積層されたロードロック室を形成する。 更に、その配列内の各ロードロックは、互いに積み重ねられる時、隣接のロード ロックと組み合わされる。１つの実際例によれば、ロードロックの１つの底表面 が第１幾何学的形状を有し、隣接のロードロックの上表面が相補的な幾何学的形 状を有することによって、積み重ねた時にそれらのロードロックが入れ子式に組 み合わされる。また１つの実施例によれば、各ロードロックの底表面は、第１最 底側部と、外側の段差付き第２底側部と、さらに外側の段差付きの第３底側部を 有する。各ロードロックの上表面は、第１最上面と、第１面から第１壁部分だけ 離れている窪んだ第２面と、さらに窪んだ第３上面を有する。この積層ロードロ ック列によって、イオン注入装置による多重加工物の処理が容易になる。 イオン注入装置は、さらに、イオンビームを発生するイオン源を備え、このイ オン源は、処理室を形成するハウジングに連結されている。処理室は、ロードロ ック室に連結される。加工物ハンドリングアセンブリは、処理室内に設けられて 、イオン源で発生したイオンビームによるイオン注入中、加工物を支持し、かつ 、このハンドリングアセンブリは、処理中イオン注入装置の水平長手軸線を横切 る線形走査方向に並進させる。 さらなる態様によれば、加工物の面は、装置の水平面に対して８５゜に等しい かそれよりも小さい角度に傾斜している。さらに、イオン源で発生したイオンビ ームは、長手方向軸線を横切る方向に向けられ、これらのなす角は、５゜に等し いかそれよりも大きい角度に形成されている。その結果、加工物は、ほぼ垂直方 向に並進し、そして、イオン源も同様に、加工物にほぼ直交してイオンの衝撃が 加えられるようにその角度で取付られている。 次に、一定の好適な実施例に関して本発明を説明する。しかし、当該技術の専 門家であれば、発明の技術的思想及び範囲から逸脱しないで様々な変更及び修正 を加えることができることは明らかである。 （図面の簡単な説明） 本発明の上記及び他の目的、特徴及び利点は、以下の説明から明らかになると 共に、添付の図面から明らかになり、様々な図面を通して同一参照記号は同一部 材を示している。図面は、本発明の原理を説明しており、正確な縮尺率ではない が、相対寸法を示している。 第１Ａ図は、本発明に従ったイオン注入装置の１つの実施例の斜視図であり、 第１Ｂ図は、第１Ａ図のイオン注入装置の一部分の上面図であり、 第２図は、本発明のイオン注入装置の変更実施例の斜視図であり、 第３Ａ図及び第３Ｂ図は、本発明のロードロックアセンブリの分解斜視図であ り、 第４Ａ図及び第４Ｂ図は、第３Ａ図及び第３Ｂ図のロードロックアセンブリの 各構成ロードロックの分解図であり、 第４Ｃ図は、第３Ａ図及び第３Ｂ図のロードロックアセンブリの１対の組み合 わされたロードロックの断面図であり、 第５図は、本発明のすべりシール構造を説明する第１Ａ図のロードロック及び 処理室の断面図であり、 第６図は、本発明のすべりシール構造の変更実施例の断面図であり、 第７図は、連続構成の第１図のロードロックアセンブリの斜視図であり、 第８図は、第１図の加工物ハンドリングアセンブリのピックアップアームの詳 細斜視図であり、 第９図は、単一パネル上で多数の処理を同時に実施できることを概略的に説明 しており、 第１０図は、本発明の教示に従ったイオン注入装置の別の実施例の上面図であ り、 第１１図は、第１０図のイオン注入装置の側面図であり、 第１２図は、第１０図のイオン注入装置の処理ハウジング及び室の概略的断面 図であって、本発明のパネルハンドリングアセンブリを示しており、 第１３図は、第１０図ないし第１２図のイオン注入装置の処理室及びハウジン グの一部破断した例示的な斜視図であり、本発明の教示に従った多重パネルを処 理する間のパネル移動を説明しており、 第１４図は、第３Ａ図ないし第４Ｃ図の積層ロードロック配列内の多重パネル を処理する時に第１０図のイオン注入装置が実施する特定事象を説明する概略的 なタイミング図である。 （発明を実施するための最良の形態） 第１Ａ図及び第１Ｂ図を参照すると、本発明のイオン注入装置１０は、一対の パネルカセット２６と、エンドエフェクタ２４と、ロードロック室アセンブリ１ ２と、処理室１６を形成しているハウジング１４と、イオン源１８を含み、イオ ン源１８はビーム開口２０を介して処理室１６と連通している。エンドエフェク タ２４は、カセット２６内に積み重ねられた平形パネルＰ等の加工物をロードロ ックアセンブリ１２へ移送する。 図示のエンドエフェクタ２４は、従来の駆動及び制御機構に接続されており、 この機構はエンドエフェクタに電力を与えると共に、パネル移動の速度及びシー ケンスを制御する。パネルカセット２６は従来構造であり、パネル用の好都合な 保管機構を形成している。 ロードロックアセンブリ１２は、線形ベアリング装置と線形駆動装置にも連結 されており、これらの装置はロードロックアセンブリ１２を所望通りに垂直移動 させると共に、ロードロックアセンブリ１２を処理室ハウジング１４と密着する 位置に配置して保持し、これについては詳細に後述する。 線形駆動装置は、親ねじ２２とモータアセンブリ２３を含む。モータアセンブ リ２３が親ねじ２２を駆動し、親ねじ２２がロードロックアセンブリ１２を点線 で示されているように選択された垂直位置に配置する。線形ベアリング装置は、 ロードロックアセンブリに取り付けられて円形シャフト２９に沿って摺動する一 対の固定線形ベアリング２８を含む。 好ましくは、並進または加工物保持アセンブリが処理室１６内に設けられてい る。並進アセンブリは、機能的にエンドエフェクタ２４と同じピックアップアー ム２７を含む。ピックアップアーム２７は、処理中にパネルＰを取り扱う。ピッ クアップアーム２７が最初にパネルＰをロードロックアセンブリ１２から取り出 した時、それはほぼ水平位置Ｐ１に配置されている。次に、ピックアップアーム はパネルを矢印１３で示されているように垂直方向に、ほぼ垂直位置Ｐ２へはじ き上げる。次に、並進アセンブリはパネルを走査すなわち並進方向へ、図示の実 施例では左から右へ、イオン源１８で発生して開口２０から現れるイオンビーム の経路を横切るように移動させる。 別の実施例によれば、ピックアップアーム２７は、パネルＰを並進させる前に 最初の水平位置に対して傾斜させることができる。この実施例では、加工物とイ オンをほぼ直角に衝突させることができるように、イオン源１８が処理室１４上 に配置される。 さらに第１Ａ図及び第１Ｂ図を参照すると、処理室ハウジング１４は前ハウジ ング部分１４Ａと細長い部分１４Ｂを含む。前ハウジング部分は、ロードロック アセンブリ１２からパネルＰを水平状態で取り出すことができる寸法である。次 に、第１Ｂ図に矢印３２で示されている走査方向に沿った移動の前に、パネルを 最初の水平位置Ｐ１から垂直位置Ｐ２へ移動させる。 ハウジング部分１４Ｂは、パネルがイオン源１８で生成されたリボンビームを 完全に通過できるようにする軸方向寸法を走査方向に有している。ハウジング部 分１４Ｂが比較的狭い幅であることによって、パネルは垂直位置Ｐ２に配置され ている時だけそれに沿って移動することができ、処理室１６の全容積を小さくす ることができるため、好都合である。このように処理室の容積が小さくなること によって、処理室の真空排気を速くすることができる。室の真空排気に必要な時 間の短縮は、注入装置１０の全処理能力の増加に役立つ。 図示のロードロックアセンブリ１２は、好ましくは室ハウジング１４の前室壁 ３４に密封連結されている。ロードロックアセンブリ１２の垂直移動中、ロード ロックアセンブリ１２は室壁３４に対して比較的気密及び液密的なシールを維持 する。このすべりシール密封構造についてはさらに詳細に後述する。 再び第１Ａ図を参照すると、イオン源１８は開口２０と協働して、処理すべき パネルより小さい寸法のリボンビームが形成される。さらに詳しく言うと、イオ ン源１８は、第１３図に示されているように、幅（例えば軸方向高さ）がパネル の短辺よりわずかに大きく、長さがパネルの全長、例えばパネルの長辺より相当 に小さいリボンビーム１９を発生する。 本発明のイオン注入装置１０にリボンビームを使用することによって、 (1) 同一装置で様々な大きさのパネルサイズを処理できること、 (2) パネルの走査速度の変更、及びパネルの短辺を越えるイオンビーム部分の 電流のサンプリングによって制御できる均一な注入の達成、 (3) イオン源を小さくすることによる低コスト化と保守点検が容易になること 、 (4) イオン源を連続作動させることができること、 を含む幾つかの利点が得られる。 イオン源の連続作動によって、従来の方法のようにイオン源のオン・オフを繰 り返すことに伴った問題をなくすことによって均一な注入を行うことができるの で、イオン注入装置１０の効率が増加する。これらの問題の代表的なものとして 、イオン源の始動作動時に発生するビーム電流密度の過渡現象がある。 第２図は、本発明に従ったイオン注入装置３０の変更実施例を概略的に示して いる。図示の装置は、別体のサービス室４６及び処理室４０と連通したロードロ ックアセンブリ４２を含む。 イオン源３８が、処理室４０と、さらに当該技術では既知のガスボックス３６ 及び関連の制御電子機器４４と流体連通している。図示のイオン源及びガスボッ クスアセンブリは、絶縁形トランス４８と電圧スタック５０を含む電源装置に接 続されている。処理室４０は、真空アセンブリ５２等によって既知のポンプ技術 で真空排気される。注入処理中に発生する特定の排気は、排気ポート５８を通っ て外側ハウジング５６から排出される。 図示のロードロックアセンブリ４２は、パネルを処理室４０内で連続的に循環 させることによって処理能力を最大にする適当なロードロックアセンブリを含む ものとする。例えば、ロードロックアセンブリ４２は、第３Ａ図ないし第６図の 積み重ねたロードロックアセンブリか、または第７図の２連形ロードロックアセ ンブリを含むことができる。また、図示の装置３０はさらに、平形パネルが線形 走査方向への並進時にほぼ水平位置に維持される間に、上方から注入できること を示している。 第３Ａ図ないし第５図は、本発明のロードロックアセンブリ６０の第１実施例 を示している。図示のロードロックアセンブリ６０は、ロードロック６２、６４ 、６６、６８及び７０として示されている１組の個別ロードロック部材を含 む。ロードリックは、好ましくは積み重ね可能であり、好適な実施例では、組み 合わせて多層式のロードロックアセンブリ６０を形成し、それによってパネルを 迅速に循環させて高処理能力形イオン注入装置を形成することができる。 図示の積み重ねられたロードロック組は軸線９３に沿って延在している。ロー ドロック組は、前フランジ７２に固定することもできる。前フランジ７２は、多 重室ロードロックアセンブリ６０と処理室の接合面、例えばハウジング１４の壁 ３４との間の接合面として機能する。通常の技量を有する者であれば、前フラン ジ７２のような中間フランジ部材を用いないで、ロードロックアセンブリを処理 室に直接的に連結することができることを理解できるであろう。 第４Ａ図ないし第４Ｃ図を参照すると、ロードロックアセンブリ６０の各ロー ドロック部材は、ロードロックを積み重ねて組み合わせやすくするように選択さ れた形状を有する。 例えば、ロードロック６２ないし７０の１例を示すロードロック６２は、段差 付き上表面７４と段差付き底表面７６を有する。段差付き上表面７４は、好まし くは第１最外側上表面７４Ａと、これから垂直壁７４Ｄで分離している内側の段 差付きすなわち窪み表面７４Ｂを含む。第１向きでは、好ましくはロードロック 表面が水平軸線９１に沿って延在し、壁部分が軸線９３に沿って延在する。 上表面は、さらに内側の段差付き表面７４Ｃを含み、これがロードロック室の 床を形成している。表面７４Ｃは、壁部分７４Ｄに平行でロードロック室の側壁 を形成している第２壁部分７４Ｅで段差付き表面７４Ｂから分離している。 同様に、図示のロードロック６２の段差付き底部分７６は、垂直方向最底表面 ７６Ｃと、外側の段差付き表面７６Ａを含み、これらの各表面は軸線９３に沿っ て延在する壁部分７６Ｄで分離している。底表面７６は、さらに外側の段差付き 表面７６Ｂを含み、これは隣接の段差付き表面７６Ａから壁部分７６Ｅで分離し ている。壁部分７６Ｅ及び７６Ｄは互いにほぼ平行であることが好ましい。ロー ドロック底表面の最底表面７６Ｃが、隣接のロードロック室、例えば積層配列の ロードロック室６４０の屋根を形成する。 図示のロードロック６２は、さらに、一対の平行な側壁７８Ａ及び７８Ｂを含 み、これらは軸線９１の方向に離間配置されている。側壁７８Ａ及び７８Ｂは、 段差付き上及び底表面７４、７６と共に、前壁７８Ｄと後壁７８Ｃにつながって いる。第４Ｂ図に示されているように、前後壁には適当な大きさのスロット８４ Ａ及び８４Ｂが、パネルが通過できるように互いに整合した位置に設けられてい る。 図示のロードロック６４も、同様に形成された段差付きの上及び底表面を含む 。ロードロック６４は、外側上表面６４Ａと、内側の段差付き表面６４Ｂと、処 理室６４Ｃの底を形成するさらに内側の段差付き表面６４Ｃを含む。段差付き表 面６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃは、軸方向に離間配置されて互いにほぼ平行な壁部分 ６４Ｅ及び６４Ｆで分離している。ロードロック６４はさらに、平行な側壁８４ Ａ、８６Ｂと、後壁８６Ｃ及び前壁８６Ｄを含む。前壁８６Ｄには、後壁８６Ｃ に形成されたパネルスロット８８Ｂと整合したパネルスロット８８Ａが形成され ている。これらのパネルスロットも、矢印８７で示されているようにパネルを通 過させることができる大きさである。 さらに、第４Ａ図を参照すると、ロードロック６２の段差付き上表面７４Ｂに 、弾性部材９０、例えばＯリングを取り付ける周辺受座またはチャネルを形成す ることができる。Ｏリングは、さらに詳細に後述するように、プレート表面７４ Ｂの周囲に沿った気密シールの形成を助ける。 好ましくは、ロードロック６２、６４の床部分７４Ｃ及び６４Ｃは、選択的に 配備可能な加工物支持アセンブリ、例えばピンアセンブリ９６を含む。ピンアセ ンブリは、２つの直線組のピン９６Ａないし９６Ｃと９８Ａないし９８Ｃを含む 。図示のピンアセンブリ９６は、適当な制御電子機器によって、ピンが図示のよ うに室の底表面から外向きに延出した配備位置と、ピンが適当な通路内へ後退す る格納位置の間で選択的に配備可能である。ピンアセンブリ９６は、その上にパ ネルを支持する配備位置へ作動させることができる。 このように底部分６４Ｃから離れた位置にあると、処理室１６内に設けられた ピックアップアーム（第１０図にも示されている）が容易にパネルに接近してそ れをロードロック６４から取り出すことができる。別の実施例によれば、加工物 支持アセンブリは、一連の選択的に展開可能な支持アーム、例えば技術内容がす でに参考として組み込まれている代理人書類番号第ＥＴＥ−００２号に記載され ているものを用いることができる。 最底表面６４Ｃは、さらに、好ましくはその中央位置に真空ポート９４を備え ている。ロードロック室をポンプダウンまたは通気するか、パネルＰの裏側に真 空圧を加えるために、真空ポートを従来のポンプアセンブリに連結することがで きる。 図示のロードロック６２、６４は、ロードロック６２の外側の段差付き底部分 ７６Ａがロードロック６４の内側の段差付きの第１上部分６４Ｂに取り付けられ たＯリング９０に接触するようにしてロードロック６２を下側のロードロック６ ４と垂直方向に整合させることによって積み重ねる、すなわち組み付けることが できる。さらに、最外側の段差付き底表面７６Ｂがロードロック６４の上表面６ ４Ａと接触する。 この構造では、ロードロック６２の最底表面７６Ｃが、第５図に示すように、 ロードロック室６４Ｄの屋根を形成し、ロードロック６４の窪んだ上表面６４Ｃ が室の床を形成する。ロードロックを互いに積み重ねた時、上側のロードロック の底表面がその下側に配置された室の屋根を形成する。通常の技量を有する者で あれば、ロードロックは、複数のロードロックの積み重ね及び組み合わせを助け る他の幾何学的形状を有することもできることを理解できるであろう。例えば、 ロードロックをあり継ぎ構造にするか、さねはぎ構造にすることができる。 第４Ｃ図は、第４Ａ図及び第４Ｂ図のロードロック６２及び６４を積み重ねて 組み合わせたところを示している。弾性部材９０が隣接したロードロック間には め込まれてその間に気密シールを形成している。さらに、ロードロック表面の組 み合わせ関係によって、組み合わされたこれらの表面に沿って、例えば表面７６ Ａ、６４８及び７６Ｂ、６４Ａに沿って、また水平シール表面間に延在するロー ドロックの垂直壁に沿ってさらなる気密シールが形成される。このため、互いに 組み合わせた時のロードロック６２、６４の多重組み合わせ表面が補助的または 重複的な気密シールを形成する。 ロードロック６２及び６４のはめ合い式係合によってロードロック室６４Ｄが 形成される。室６４Ｄの迅速な排気を容易にするため、室６４Ｄは比較的小さい 容積であることが好ましい。この特徴によって処理時間が短縮され、これによっ てイオン注入装置の処理能力が向上する。 第３Ａ図及び第３Ｂ図に示されているように、多数のロードロック６２ないし ７０を積み重ねて積層ロードロックアセンブリ６０を形成することができる。組 み合わせるロードロックの総数は、イオン注入装置１０の処理能力を最大にする ように選択される。通常の技量を有する者であれば、例えば、パネルの連続的か つ迅速な循環を行うように処理時間を最短にするためのロードロック数を選択す ることができるであろう。 好適な実施例によれば、５つのロードロックを積み重ねて４つのロードロック 室を形成するセットが用いられる。通常の技量を有する者であれば、パネルの迅 速な処理を容易にするために様々な数のロードロックを用いた他の積層構造も用 いることができることを理解できるであろう。 ロードロックの前表面、例えば、ロードロック６２の前表面７８Ｄ及びロード ロック６４の前表面８６Ｄの周辺位置に、図示のようにねじ受け孔１０２を設け ることができる。ロードロックアセンブリの前部分６０Ａは、ロードロックアセ ンブリ６０と処理室１６のハウジング１４の間の接合面として機能する前フラン ジ７２に適当な締結具で、例えば第５図のボルト１２４Ａないし１２４Ｅによっ て取り付けられる。 図示のフランジ７２は、前面１０４Ａと、後面１０４Ｂと、周辺側部１０４Ｃ 〜１０４Ｆを有する矩形の外部分１０４を含む。前シール面１０４Ａに３つの同 心状の溝が形成され、それに弾性シール１０８Ａないし１０８Ｃがはまっている 。シールは、好ましくは耐摩耗性が高く、高分子量のポリエチレン製にすること ができる。３つの連続した同心状シールは、その各々のシールが全大気圧と高真 空の圧力差を受けないように設けられている。前面１０４Ａに形成された溝は、 前面１０４Ａが処理室ハウジング３４の表面３４に対してすべり移動する時の溝 内でのシールのわずかな移動に適応できる大きさであることが好ましい。 個々のシールの両側で達成しなければならない圧力低下を小さくするため、シ ール１０８Ａないし１０８Ｃ間で差を付けて排気するためにシール間ポンピング を用いることができる。このシール間ポンピングは、シール１０８Ａ及び１０８ Ｂ間とシール１０８Ｂ及び１０８Ｃ間に形成された圧力ポートを含む従来 の回転羽根２段階ポンプ装置によって行うことができる。シール１０８Ａ及び１ ０８Ｂ間に配置された圧力ポート内の圧力は約１トールまで下げることができ、 シール１０８Ｂ及び１０８Ｃ間に配置された圧力ポート内の圧力は約０．１トー ルまで下げることができる。 第３Ａ図、第３Ｂ図及び第５図に示されているように、フランジ７２のリセス １０６は後壁１１０まで続き、後壁には、ロードロックアセンブリ６０の積み重 ねられたロードロック部材に設けられたスロットに対応して垂直に並んだ複数の スロット１２６Ａないし１２６Ｅが設けられている。 このため、前フランジ７２をロードロックアセンブリ６０に固定した時、第５ 図に示されているように、前フランジスロット１２６Ａないし１２６Ｅがロード ロック６２ないし７０の各々の対応スロットと垂直方向及び水平方向に整合する 。スロット１２６Ａないし１２６Ｅの各々に対応して弁アセンブリ１２８Ａない し１２８Ｅが設けられている。例えば、前フランジ７２のスロット１２６Ａに対 応して、弁アセンブリ１２８Ａが設けられている。弁１２８Ａは、選択的に作動 してスロット１２６Ａを塞ぐことによって、ロードロック６２の室６２Ｄを密封 することができる。 第１Ａ図及び第５図に示されているように、好ましくは処理室ハウジング１４ の前表面３４に、スロット１２６Ａないし１２６Ｅと同じ寸法のパネル孔１１４ が設けられている。パネル孔１１４は、好ましくは、処理室１６及び前フランジ のリセス１０６で形成されたキャビティ１１８と流体連通している。このキャビ ティ１１８は、処理室１１６の高真空圧状態に一致するように真空排気するか、 ロードロック室６２Ｄないし７０Ｄの低真空圧状態に一致するように通気するこ とができる。この差を付けたポンピングによって、各ロードロックを処理室の高 真空圧までポンプダウンする必要がないので、パネル移送中の個々のロードロッ クのポンピング及び通気要件が緩和される。 ロードロックアセンブリ６０と前フランジ７２は、好ましくは第１Ａ図の線形 ベアリング装置及び線形支持装置上に取り付けられている。ベアリング２８は、 好ましくはフランジ７２の後部１０４Ｂに連結されている。さらに、前フランジ １０４の前表面１０４Ａは、好ましくは室壁３４とすべり密封係合状態に配置さ れている。図示の線形ベアリング装置は、好ましくは、選択された垂直位置を得 るためにロードロックアセンブリ６０を矢印１２０で示された垂直方向に移動さ せる。 好適な実施例によれば、パネル孔１１４が前フランジ７２の孔１２６Ａないし １２６Ｅの１つと整合するように、制御装置がロードロックアセンブリの垂直移 動を制御する。この垂直移動中、シール１０８Ａないし１０８Ｃは室壁３４とす べり係合する。 このすべり係合によって、室壁３４に対してロードロックアセンブリを、その 間の気密シールを維持しながら、垂直移動させることができる。シール１０８Ａ ないし１０８Ｃと室壁３４の間のすべり係合を向上させるため、ロードロックア センブリ６０の横移動に対する摩擦抵抗を軽減し、それによって摩耗及び真空の 信頼性を向上させるため、室壁を研摩することができる。 作用を説明すると、第１Ａ図のエンドエフェクタ２４がカセット２６の１つか らパネルＰを取り出して、それをそれぞれのロードロック６２ないし７０の１つ のスロットに挿入する。このように、エンドエフェクタ２４は１つまたは複数の ロードロックにパネルをローディングすることができる。パネルＰをロードロッ クにローディングした後、各スロットに対応した弁アセンブリを閉じて、室６２ Ｄないし７０Ｄを処理室１６の高真空圧までポンプダウンする。 変更実施例では、キャビティ１１８をロードロックと処理室の中間の圧力に維 持することができる。この場合、ロードロック室６２Ｄないし７０Ｄは、処理室 １６の真空状態よりも幾分高い中間圧までポンプダウンするだけでよい。 線形ベアリング装置が、ロードロックアセンブリ６０を垂直方向に選択された 垂直位置に位置決めする。この選択位置で、処理室ハウジング１４のすべり表面 ３４に設けられたパネル孔１１４がフランジ７２のスロット１２６Ａないし１２ ６Ｅの１つと整合する。例えば、図示の実施例では、パネル孔１１４がスロット １２６Ｂと整合している。 次に、弁１２８Ｂが開いて、処理室内に設けられたピックアップアームがパネ ルＰを室６４Ｄから取り出して、それを処理室１６に入れる。前述したように、 その時にピックアップアームはパネルに垂直運動を与えて、パネルを水平位置 Ｐ１から垂直位置Ｐ２へ移動させる。次に、ピックアップアームが走査方向に移 動して、パネルにイオン源で注入される。処理後、ピックアップアームは処理済 みのパネルをロードロック６４に戻す。 １つの実施例によれば、処理済みパネルは、イオンビームの高エネルギイオン が注入される間に加熱されており、ロードロック６４に連結されたピンアセンブ リ９６または他の適当な支持構造体上に載置される。配備位置にあるピンアセン ブリは、ピックアップアームがパネルを取り上げてロードロック室６４Ｄへ戻す ことができるようにする。 次に、線形ベアリング装置がアセンブリを様々な垂直位置に配置して、やはり ポンプダウンして対応の下流側の弁を開いた別の室にピックアームが出入りでき るようにすることによって、処理室全体でパネルを循環させ続けることができる 。第２パネルの注入中に、室６４Ｄは、注入済みの加熱パネルをさらに処理する ことができる。例えば、真空ポート９２Ａないし９２Ｅの１つ、本例では、真空 ポート９２Ｂを介して室に冷却流体を流すことによって、パネルを対流式に冷却 することができる。あるいは、ピンアセンブリ９６または他の支持アセンブリを 配備位置から格納位置へ移動させて、パネルを第４Ａ図の室の床６４Ｃと接触さ せることができる。 室の床は、それの寸法から、パネルから熱を伝導により伝達する熱交換表面を 形成することができる。ロードロック床６４Ｃは、適当な流体導管を介してそれ に冷却流体を補給することによって冷却することができる。例えば、流体導管を ロードロック内に形成して、冷却流体をそれ全体に循環させるか、冷却媒体を収 容した冷却管をロードロックの周辺及び外部分の周りに配備することができる。 パネルの冷却の均一性を高めるため、ロードロック６４の床６４Ｃに設けられ た真空ポート９４（または他の適当な真空ネットワーク）を介してパネルの裏側 に真空圧を加えることができる。この真空圧は、パネルをロードロックの床６４ Ｃに強制的に冷却接触させることによって、それのほぼ均一な伝導冷却が得られ る。この伝導冷却処理中に、室６４Ｄを大気圧付近まで通気することができる。 次に、上流側端部の弁アセンブリを開いて、エンドエフェクタ２４がパネルを そこから取り出して、保管カセットに入れることができるようにする。通常の技 量を有する者であれば、伝導／対流を組み合わせた冷却処理を使用できることも 理解できるであろう。 このパネル循環処理中に、パネル孔１１４をロードロックスロットの１つと整 合させるため、ロードロックアセンブリ６０は様々な垂直高さに配置される。例 えば、パネル孔１１４をフランジ７２のスロット１２６Ａと整合させることがで きる。弁１２８が開き、ピックアップアームが室６２Ｄに入ってパネルをそこか ら取り出す。次に、ピックアップアームはパネルを走査方向の下流側へ移動させ て、パネルを処理できるようにする。 パネルの注入後、パネルはロードロック６２Ｄへ戻される。上記説明と同様に して、弁１２８Ａが閉じて、室が通気される。次に、ロードロックのベアリング 装置がロードロックアセンブリ６０を別の選択された垂直位置に配置して、ピッ クアップアームが別の室に入ることができるようにする。このため、本装置はパ ネルの連続的な循環及び処理を可能とし、それによってイオン注入装置１０の処 理能力が大幅に向上する。 図示のイオン注入装置１０、３０は、また、注入処理を多重注入段階に分割し て、各段階を冷却時間で分離することができる。加工物がロードロック内に位置 する間にそれを十分に冷却できるようにするため、冷却時間は変更することがで きる。加工物を平行処理することによって、このイオン注入装置の高い処理能力 を維持することができる。 特に、加工物１７４を処理室１６内で常時処理する一方、他の加工物を特定の ロードロック内で冷却するか、ロードロックへの受け渡しを行っている。このよ うに、加工物をロードロック内に不定長さの時間にわたって保持することができ る。保持時間後、加工物は、処理室１６へ戻してさらなる注入を行うか、加工物 をロードロックから上流側の入口弁を介して取り出すことができる。 本発明の注入装置は、多くの独特で好都合な利点を備えている。１つの利点は 、本発明の積み重ねたロードロックアセンブリによって得られる装置の高い処理 能力にある。別の利点として、図示の装置は、パネルを一時的にロードロック室 ６２Ｄないし７０Ｄ内に保管することによってパネルの多重処理が可能であ る。このため、例えば、パネルに注入した後、それをロードロック室内に保管し 、冷却した後、さらなる処理を行うために取り出すことができる。 本発明の装置は、さらに、単一のパネルＰに対して多重処理を実施できるよう になっている。第９図に示されているように、ハウジング１４”は、処理室に沿 って１つまたは複数の隔壁１４８Ａ、１４８Ｂを形成するように構成することが できる。これらの隔壁は、好ましくは処理室１６”を、適当なポンプアセンブリ によって異なった圧力に維持できる隣接した連続処理部分１４４Ａ、１４４Ｂ及 び１４４Ｃに分割している。ピックアップアーム１５２に固定されている図示の パネルＰが、線形ベアリング及びシャフトアセンブリ１５４、１５６によって矢 印１４０で示された走査方向に移動する。 パネルＰが走査方向に移動する時、それは隔壁１４８Ａ、１４８Ｂの下方を通 って各処理部分を通過する。例えば、パネルの通過時に部分１４４Ａがパネルを 予加熱し、部分１４４Ｂがパネルに注入し、部分１４４Ｃがパネルを冷却するこ とができる。このため、同一の処理環境において多重処理を同一パネルに対して ほぼ同時に実施することができる。この連続処理技術によって、同一パネルに多 重処理を実施することができるため、処理時間全体が短縮され、イオン注入装置 の処理能力が向上する。 第６図は、本発明のすべりシール構造の変更実施例を示している。ここに図示 されている実施例では、ポリエチレンシーリング材ストリップ１３０が室壁３４ ’の側面に沿って取り付けられている。このようにこのシーリング材を設けるこ とによって、ロードロックアセンブリ６０’に取り付けられるフランジ７２を設 ける必要がなくなる。 さらに、各ロードロックの前面に高分子量ポリエチレンストリップ等のシーリ ング材１３２Ａないし１３２Ｆが取り付けられている。さらに、すべり表面３４ ’が、処理室１６’及びハウジング１４’の延長部分として形成されている。図 示のロードロックアセンブリ６０’は、本発明の線形ベアリング装置等によって 矢印１３４で示されたように垂直移動することができる。 第７図は、複数のロードロック１９０Ａ、１９０Ｂ及び１９０Ｃから成る連続 式ロードロックアセンブリを示している。連続式アセンブリはまた、それぞれ ロードロック１９０Ａ、１９０Ｂ及び１９０Ｃに作用するように配置された昇降 機アセンブリ１９２Ａ、１９２Ｂ及び１９２Ｃを備えている。 ロードロック１９０Ａ、１９０Ｂ及び１９０Ｃの各々は、それぞれロードロッ クの出口端部で加工片の受け渡しを行うための出口弁１９４Ａ、１９４Ｂ及び１ ９４Ｃを備えている。ロードロック１９０Ａ、１９０Ｂ及び１９０Ｃは、さらに 、それぞれロードロックの入口端部で加工物の受け渡しを行うための入口弁１９ ５Ａ、１９５Ｂ及び１９５Ｃを備えている。 好ましくは、ロードロック１９０Ａ，１９０Ｂは、ロボット（図示せず）が加 工物をロードロック１９０Ａからロードロック１９０Ｂへ容易に移動させること ができるように配置されている。例えば、ロードロック１９０Ａ，１９０Ｂは、 ロードロック１９０Ａの出口弁１９４Ａがロードロック１９０Ｂの入口弁１９５ Ｂに隣接するような向きにすることができる。 その場合、２つのロードロック間に配置されたロボットが加工物をロードロッ ク１９０Ａからロードロック１９０Ｂへ移動させることができる。ロードロック １９０Ｃは、ロードロック１９０Ｂに対して同様にして配置されている。これに よって、第７図に示されているように、ロードロック間にロボットを配置したロ ードロック連鎖が形成される。この連鎖によって、加工物の処理時の処理能力を 大幅に高めることができる。特に、様々なロードロックで異なった処理を実施す ることができる。 これによって、複数の加工物に対してイオン注入シーケンスの様々な段階を同 時に実行することができる。例えば、１つのロードロックが外部加工物カセット との加工物の受け渡しを行い、別のロードロックは加工物の冷却を行い、別のロ ードロックは処理室１６との加工物の受け渡しを行う。 本発明のさらなる特徴によれば、ロードロック１９０Ａ，１９０Ｂ，１９０Ｃ の各々は、また、分離プレート１９６で分割された上室２１０と下室２１２を含 むことができる。例えば、ロードロック１９０Ａは、それを上室２１０Ａと下室 ２１２Ａに分割する分離パネル１９６Ａを含み、ロードロック１９０Ｂは、それ を上室２１０Ｂと下室２１２Ｂに分割する分離パネル１９６Ｂを含み、ロードロ ック１９０Ｃは、それを上室２１０Ｃと下室２１２Ｃに分割する分離パネル １９６Ｃを含む。各室は、加工片１７４を保持できる大きさであり、このため、 各ロードロックは上下に離れた複数の加工物を保持できる大きさである。従って 、上下室の両方で加工物を同時に保持することができる。 好ましくは、ロードロックを上記のように連鎖状に配置し、連鎖内を方向Ｄ１ に沿って移動する加工物は各ロードロック内の上室で受け渡しされ、連鎖内を方 向Ｄ２に沿って移動する加工物は各ロードロック内の下室で受け渡される。従っ て、方向Ｄ１に沿って移動中の加工物は上室２１０だけに見られ、方向Ｄ２に沿 って移動中の加工物は下室２１２だけに見られる。この実施例は、垂直方向及び 水平方向に移動できる複雑なロボットアームを各ロードロック間に必要としない ロードロック連鎖を提供している。 ロードロック１９０Ａ、１９０Ｂ及び１９０Ｃ内を通る加工物の移動を助ける ため、それぞれ昇降機アセンブリ１９２Ａ、１９２Ｂ及び１９２Ｃが用いられて いる。各昇降機アセンブリは、軸線２１４の方向に沿って移動可能なアクチュエ ータ２０６を含む。昇降機は、ロボットアームがロードロック１９０内での加工 物の受け渡しを容易に行うことができるようにする構造体を提供することによっ て、加工物の移動を助けている。 特に、ロードロック１９０は、さらに、分離プレート１９６に設けられた１組 の孔２００と下部プレート１９８に設けられた１組の孔２０２を含む。さらに、 昇降機アセンブリ１９２は、アクチュエータ２０６に取り付けられたプレート２ ０８と、プレート２０８に取り付けられた１組のピン２０４を含むことができる 。ピン２０４は、同数の孔２００及び同数の孔２０２と整合するように、プレー ト２０８に固定されている。 好ましくは、本実施例によれば、アクチュエータ２０６は、ピン２０４を分離 プレート１９６の高さより上方、下プレート１９８の高さより上方、または両プ レート１９６及び１９８より下方に配置する３位置アクチュエータである。 従って、昇降機がロードロックと適切に整合した時、昇降機は、加工物を分離 プレート１９６または下プレート１９８のいずれかから持ち上げるか、その上に 降ろすことによって、特定のロードロックでの加工物の受け渡しを助ける。例え ば、昇降機アセンブリ１９２Ａが作動する時、ピン２０４Ａないし２０４Ｄが方 向２１４に沿って移動する。昇降機１９２Ａがロードロック１９０Ａに適正に整 合しており、昇降機が上昇した時、ピン２０４Ａないし２０４Ｄが最初に孔２０ ２Ａないし２０２Ｄを通過し、次に孔２００Ａないし２００Ｄを通過する。ピン が孔を通過することによって、分離プレート１９６上及び下プレート１９８上に 載置されている加工物を昇降させる力が与えられる。 作用を説明すると、方向Ｄ２に沿ってロードロック１９０Ａの下室２１２Ａに 入る加工物は、最初にロボットアーム（図示せず）によって下室２１２Ａに送り 込まれる。ピン２０４Ａないし２０４Ｄを孔２０２Ａないし２０２Ｄに挿通する ことによって、室２１２Ａに入った加工物は、表面１９８Ａではなくピン２０４ Ａないし２０４Ｄの上に載る。加工物が室２１２Ａに入ってピン２０４Ａないし ２０４Ｄの上に載ってから、昇降機１９２Ａがピン２０４Ａないし２０４Ｄを降 下させると、加工物は表面１９８Ａの上に載ることができる。 これによって、好都合に加工物をロードロック１９０Ａに挿入し、それを下プ レート１９８Ａ上に降下させて冷却することができる。ロードロック１９０Ａに よる加工物の冷却は、上記の方法によって、例えば、加工物を下プレート２１２ Ａに直接接触させることによる対流冷却によって行うことができる。 プレートを方向Ｄ２に沿ってロードロックから取り出す時、ピン２０４Ａない し２０４Ｄを孔２０２Ａないし２０２Ｄに挿入して加工片を表面１９８Ａの高さ よりも上方へ持ち上げる。加工物が表面１９８Ａの高さより上昇してから、ロボ ットアームを室２１２Ａ内へ挿入して加工物を取り出す。 加工物を室２１０Ａに出し入れするためにも同様な方法が用いられる。例えば 、方向Ｄ１に沿って室２１０Ａに挿入する加工片は、ロボットアームによって室 ２１０Ａに送り込まれる。ピン２０４Ａないし２０４Ｄが孔２００Ａないし２０ ０Ｄに挿入されて加工物を支持する。加工物が位置決めされ、ピン２０４Ａない し２０４Ｄ上に載っている時、ピンを孔２００Ａないし２００Ｄから降下させる ことによって、加工物は表面１９６Ａ上に載ることができる。 加工物をロードロック１９０Ａから取り出す時、ピン２０４Ａないし２０４Ｄ を再び孔２００Ａないし２００Ｄに挿入することによって、加工物を表面１９６ Ａから持ち上げる。これによって、ロボットアームを室２１０Ａ内で加工 物と表面１９６Ａの間に挿入することができ、これによってロボットアームは加 工物をロードロック１９０Ａから抜き出すことができる。 第８図は、イオン注入機１０または３０内で加工物を並進させるために使用で きるピックアップアーム２１６を示している。特に、ピックアップアーム２１６ は、加工物をロードロックアセンブリ１２から処理室１６へ移動させるために使 用されることが好ましい。また、ピックアップアーム２１６は、加工物が装置内 を移動する時にそれを保持して並進させるために使用することができる。 ピックアップアームは、周囲壁２２０を形成する隆起縁部を３側部に有する本 体２１８からなる。従って、ピックアップアーム２１６は、周囲壁２２０より窪 んだ表面２２２を含む。窪んだ表面２２２と壁２２０は、加工物を固定するため の空間を形成できる形状になっている。 図示のピックアップアーム２１６は、加工物をピックアップアーム２１６に固 定するためのクランプ２２４Ａないし２２４Ｆを含むことができる。クランプ２ ２４Ａないし２２４Ｆの各々は、窪んだ表面２２２で発生する力に対抗する力を 加工物に加える上フランジ２２３を含む。 すなわち、上フランジ２２３は、窪んだ表面２２２と協働して加工物を挟んで 所定位置に固定する。クランプ２２４は、加工物との係脱を行うために、第１軸 線２３０の方向に沿って移動可能である。また、第１軸線２３０に沿ったクラン プの移動によって、加工物の大きさに関係なく、クランプは加工物をピックアッ プアーム２１６に固定することができる。そのようなクランプの一例は、ばね式 クランプである。 クランプが加工物に加える固定力を変化させるために、図示のクランプは軸線 ２３２に沿った移動も可能に構成されている。固定力を好都合に変化させること によって、加工物を所定位置に保持するのに十分であるが、加工物を破損させる ほどに強くない力を発生することができる。適当な固定力を得るために、上フラ ンジ２２３または下フランジを軸線２３２の方向に沿って変更することができる 。 わずかに歪んだ、すなわち水平面からずれた加工物を固定する際の問題を克服 するため、クランプ２２４Ａないし２２４Ｆは独立的に変更できるようになって いる。加工物が表面２２２から上昇しがちな場合、フランジ２２３及び２２５を 表面２２２に対して上昇させて、加工物の各側に力を加えることによって加工物 を固定する。 さらに第８図を参照すると、ピックアップアーム２１６は、表面２２２に貫設 された第１チャネル２３４と第２チャネル２３６を含むことができる。チャネル はピックアップアームの表面２２２からその底表面２３８まで貫通している。従 って、ピックアップアームは３本足構造になっている。チャネル２３４及び２３ ６によって、表面２２２の上に載っている加工物の底面に触れることができる。 作用を説明すると、加工物を収容しているロードロックにピックアップアーム ２１６を挿入する。一般的に、加工物は、ピン２０４を用いてロードロックの表 面から持ち上げられている。ピックアップアーム２１６をロードロックに挿入す る時、ピン２０４がチャネル２３４及び２３６に沿って進むように、ピックアッ プアーム２１６を整合させる。 これによって、ピックアップアームを加工物の下方に配置でき、同時に加工物 がピン２０４によって支持される。また、この時点で、クランプ２２４を完全に 後退させて、加工物にピックアップアーム２１６内での高い移動自由度を与える 。 ピックアップアームを位置決めした後、ピン２０４を降下させることができ、 これによって加工物は窪んだ表面２２２上に載るようになる。加工物をピックア ップアームの表面２２２上に載せた後、クランプ２２４を係合させることができ る。加工物をピックアップアーム２１６に固定した後、ピックアップアームを加 工物と一緒にロードロックから取り出す。 以上に説明したピックアップアームは、ピックアップアームを第３軸線２４０ 回りに回転させる間も加工物をピックアップアームに保持できるというさらなる 利点を有する。これによって、ピックアップアームに固定された加工物をイオン 源１８の下側に位置決めすることができる。 第１０図ないし第１３図は、本発明のイオン注入装置の別の実施例を示してい る。図示のイオン注入装置３００は、注入装置の入口ローディング端部から処理 端部まで（例えば第１０図及び第１１図の右から左）に、多数の平形パネルを保 管している複数の従来型パネルカセット３０２を含む。 選択されたカセット３０２からパネルを取り出してそのパネルをロードロック アセンブリ３１０のロードロック室の１つに入れることができるように、エンド エフェクタ３０６が配置されている。エンドエフェクタ３０６は、パネル支持台 ３０６Ｃにつながっている支持ブラケット３０６Ｂに連結された一対のヒンジ式 アーム３０６Ａを含む。 エンドエフェクタ３０６が各カセット３０２内に保管されているパネルに接触 してそれを取り出すことができるようにするため、エンドエフェクタ３０６は、 軸線３１１に沿って並進するベース３０７回りに回動可能である。エンドエフェ クタアーム３０６Ａ、３０６Ａは、支点３０６Ｄ、３０６Ｄ回りに関節式に移動 して、支持台３０６Ｃをパネルカセットに出し入れできるように伸縮する。エン ドエフェクタは、またベース３０７回りに回動して、支持台３０６Ｃがパネルを ロードロックアセンブリ３１０に対して出し入れできるようになっている。 エンドエフェクタ３０６は、第１１図に仮想線で示されているように、垂直方 向に移動して、エフェクタがパネルカセット３０２、３０２の全垂直高さに沿っ てパネルに触れることができるようになっている。図示のエンドエフェクタは当 該技術では既知であり、これ以上の説明は必要ない。 ロードロックアセンブリ３１０の入口端部に入ロゲート弁３１２が形成されて おり、これはユーザ定義シーケンスに従ってコントローラが選択的に作動させる ことができる。出口ゲート弁３１４がロードロックアセンブリ３１０の反対端部 に形成されており、ロードロックアセンブリと、処理ハウジング３１６内に収容 されている処理室３１８に流体連通している。 図示の処理室３１８は、第１２図に示されている単一の加工物ハンドリングア センブリ３２０を備えている。図示の加工物ハンドリングアセンブリ３２０は、 ロードロックアセンブリ３１０との加工物の受け渡しと、処理中のパネルの支持 の二重機能を実施する。すなわち、加工物ハンドリングアセンブリ３２０は、パ ネルを支持してパネルを走査方向に並進して、規定エネルギのイオンビームを生 成するイオン源３３０を通過させる。加工物ハンドリングアセンブリ３２０がパ ネルを並進させてイオンビームを通過させる時、ビーム内に含まれる高エネルギ イオンがパネルに注入される。 イオン源３３０は、処理ハウジング３１６の一方側に、好ましくはロードロッ クアセンブリ３１０を取り付ける壁と反対側でハウジングに取り付けられている 。図示のイオン注入装置３００はさらに、イオン源のＲＦ整合回路３３０Ａを含 む部分を包囲するガスボックス３３２を備えている。 当該技術では既知のように、イオン源３３０は、イオン源３３０に給電するた めの高電圧源用の絶縁体として機能する１つまたは複数の高電圧ブッシュ３３０ Ｂで包囲されている。ジェネレータ３３４が、一端部でガスボックス３３２に、 他端部でモータ３３６に接続されている。ロードロックアセンブリ３１０と処理 室１８は、圧力導管３１９Ａとポンプ源を含むポンプダウンアセンブリ３１９に よって選択圧力レベルにすることができる。 装置の構成部材の作動を制御するコントローラは、機器ボックス３２１内に収 容することができる。装置３００の使用中に一般的に用いられる周辺電子機器は 、電子機器ラック３２３を含む様々な位置に収納することができる。注入処理中 に発生した特定の排気は、排気管３２７を介してハウジング３２５から排出する ことができる。通常の技量を有する者であれば、イオン注入装置の、イオン源３ ３０、ガスボックス３３２、ジェネレータ３３４及びモータ３３６を含めた従来 部分の機能及び作動は理解できると思われ、これ以上の説明は必要ないであろう 。 第１２図及び第１３図は、処理ハウジング３１６の処理室３１８内に設けられ た加工物ハンドリングアセンブリ３２０を示している。図示の処理ハウジング３ １６の外表面に沿って、処理ハウジングに剛直な機械的支持力を与え、それによ って装置３００の機械的統合性の維持を助ける多数の構造ウェブ３３８が形成さ れている。 イオン源３３０は、処理ハウジング３１６の外壁３６４に取り付けられている 。外壁３６４は、好ましくは、軸線３０４に沿って延在するほぼ垂直な第１壁部 分３６４Ａと、イオン源３３０を取り付けた第２傾斜上壁部分３６４Ｂを含む。 図示の表面３６４Ｂは、好ましくは垂直軸線３０４から所定量だけずれてお り、さらに後述するように、その所定量は、好ましくは最も垂直位置にある時の 加工物ハンドリングアセンブリのプラテン３４８が軸線３０４からずれている量 に等しい。 処理ハウジング３１６の傾斜表面３６４Ｂを走査中のプラテンと垂直軸線３０ ４の間の角度にほぼ等しい角度で形成することによって、装置においてプラテン 表面をイオン源にほぼ平行にする、従ってイオン源３３０から放出されるイオン ビーム３３１に直交させることができる。これによって、パネルの注入がほぼ均 一になる。 処理室３１８は、第１室部分３１８Ａと、ほぼ垂直に延在した室部分３１８Ｂ を含む。室部分３１８Ａは、ロードロックアセンブリ３１０のロードロック室の １つからパネルＰを取り出すことができる大きさになっている。他方の垂直方向 に延在する室部分は、好ましくはそれより小さく、走査方向３６０にパネルの横 方向走査を行うことができる大きさになっており、それに付随して室の全体容積 を減少させることによって、処理室のポンピングの拘束条件を緩和することがで き、例えば、室の真空排気の高速化が可能になる。室部分３１８Ｂはまた、軸線 ３０５を横切る、あるいはそれに直交する方向に十分に延在して、パネルがイオ ンビーム３３１を完全に通過できるようしている。 ロードロックアセンブリ３１０は、処理ハウジング３１６の別の壁３６５に、 好ましくはイオン源３３０を取り付けた壁３６４と反対の壁に取り付けられてい る。図示のロードロックアセンブリ３１０は、ハウジング壁３６５に固定されて 、ロードロックアセンブリ３１０の開口に整合した一連の垂直方向に整列したス ロット３９０Ａないし３９０Ｄの上に重なっている。 これらの開口は、好ましくはロードロックアセンブリ３１０の各ロードロック のロードロック室に通じている。ロードロックアセンブリは、好ましくは第１Ａ 図ないし第６図の積み重ね可能で組み合わせ可能なロードロックアセンブリ６０ に類似している。 図示のロードロックアセンブリは、好ましくは、ロードロック室の開口の各々 を選択的に閉じる出口ゲート弁３１４を含む。出口ゲート弁の作用は、当該技術 では既知である。比較的気密性及び液密性のあるシールを維持するために、ロー ドロックアセンブリ３１０はハウジング３１６の壁３６５に密封連結されている 。 さらに第１２図を参照すると、図示の加工物ハンドリングアセンブリ３２０に は、ロードロックアセンブリ３１０からのパネルの受け渡しを実行すると共に、 パネルを傾斜させるか、ほぼ垂直向きにする多数の回動可能な部材が設けられて 、処理中にパネルをそれに沿って並進させることができる。 加工物ハンドリングアセンブリ３２０は、垂直方向に延出したガイドレール３ ２４に作動連結されている、すなわち軸線３０４に沿って延出する垂直キャリッ ジ３２２を備えている。図示のガイドレール３２４には、垂直キャリッジ３２２ がはまる溝が設けられている。 好ましくは、垂直キャリッジとガイドレールは、駆動機構、例えば、線形駆動 モータまたは親ねじに連結されており、この駆動機構はキャリッジを軸線３０４ の方向にガイドレール３２４に沿って選択的かつ可変的に移動させる。支持アー ム３２６が、回動点３２７で垂直キャリッジ３２２に回動可能に取り付けられて いる。また、この回動点には一対の高さ制御アーム３２８Ａ及び３２８Ｂも取り 付けられている。高さ調節アームの各々は、それぞれ高さ制御リンク３４０Ａ及 び３４０Ｂに連結されている。 図示のように、制御リンク３４０Ａの第１端部が制御アーム３２８Ａの一端部 に連結されており、そのアームの他端部は回動点３２７に連結されている。制御 リンク３４０Ａの反対端部は回動点３４２及び中間支持アーム３４４に回動可能 に連結されている。中間支持アーム３４４の回動点３４２と反対の端部が、プラ テン３４８を取り付けた回動点になっている。プラテンは、第１面３４８Ａと、 窪んだ第２面３２８Ｂを含み、その間にリップ３４８Ｃが形成されている。リッ プは、パネルＰの一端部と組み合わされる大きさであって、詳細に後述するよう に、処理中、パネルをプラテン３４８上に保持または支持することができる。 図示の高さ制御リンク３４０ａ、３４０ｂの各々は、駆動機構、例えばリニア モータ、ドライブスクリューまたは他の形式の駆動構造体に作動連結されている 。駆動機構は、加工物ハンドリングアセンブリ３２０の構成部材と協働して、ロ ードロックアセンブリ３１０のロードロック構成部材の１つからパネルＰを取 り出し、そのパネルを矢印３６０で示された走査方向に並進させてイオン源３３ ０を通過させる構造を構成している。 作用を説明すると、エンドエフェクタ３０６がパネルカセット３０２の１つか らパネルを取り出す。次に、コントローラが上流側（入口）ゲート弁３１２を開 いて、エンドエフェクタ３０６がパネルＰをロードロックアセンブリ３１０の１ つのロードロックに入れることができるようにする。ユーザ定義シーケンスに従 って、エンドエフェクタは、さらにパネルのローディングを行うか、特定のロー ドロックからパネルを取り出す。 このユーザ定義シーケンスによって、イオン注入装置３００は多数の加工物を 同時に処理して高い処理能力のイオン注入装置を提供することができる。簡単に するため、１枚のパネルのローディング及び注入について以下に説明するが、通 常の技量を有する者であれば、注入段階中に他のパネルをロードロックにローデ ィングできることや、冷却等のさらなる処理を実施している残りのロードロック の１つに他のパネルが入っていることもあることは理解できるであろう。 パネルＰを、選択したロードロックにローディングすると、加工物ハンドリン グアセンブリ３２０がパネルＰを取り出して、注入中、それを保持する。１つの シーケンスに従って、垂直キャリッジ３２２が位置Ａから垂直方向上方へガード レール３２４に沿って第２垂直位置Ｂへ移動する。ハンドリングアセンブリが位 置Ｂにある時、高さ制御リンク３４０Ａが回動点３４２回りに回動して、プラテ ン３４８をロードロック室、例えば室３５４内へ移動させる。室３５４内にある パネルは、好ましくは室の床から垂直方向に離れた位置にあって、プラテン３４ ８がパネルの下方で摺動してそれを室３５４から取り出すことができるようにす る。プラテン３４８がパネルＰの下方で摺動する時、パネルの処理室３１８側の 端部がプラテンのリップ３４８Ｃと接触する。 制御リンク３４０Ａを回動点３４２回りに回動するように作動させることによ って、パネルＰがロードロック３５４の室から取り出される一方、それに付随し て垂直キャリッジ３２２を作動させてガイドレール３２４に沿って垂直方向下方 に位置Ａまたはそれに近い位置へ移動させる。次に、高さ制御アーム及びリンク ３２８Ａ、３２８Ｂ、３４８、３４０Ｂを作動制御して回動点３２７，３４２ 回りに移動させることによって、プラテンを矢印３５８で示された方向に搖動さ せて、加工物を注入装置３００の水平面に対して傾斜させる。 好適な実施例によれば、加工物ハンドリングアセンブリはプラテン表面３４８ Ａを軸線３０４に対して、その間に形成される角度が０度より大きく、好ましく は５度より大きくなるように傾斜させる。最も好適な実施例によれば、プラテン 表面と軸線３０４が成す角度は約５度である。この特定の向きでは、重力がパネ ルをプラテン上に保持することができる。 次に、垂直キャリッジ３２２を垂直方向上方に位置Ｃへ移動させて、加工物ハ ンドリングアセンブリ３２０の図示の回動部材を調節することによって、プラテ ン表面を矢印３６０で示された走査方向に並進させる。この走査移動の間、加工 物ハンドリングアセンブリの垂直キャリッジ３２２と回動部材が、プラテン表面 と室壁３６４Ｂの間を同一の分離角度に維持する。 すなわち、走査方向３６０は、壁３６４Ｂにほぼ平行である。処理中、パネル と壁３６４Ｂの間がこのように一定の分離距離にあることによって、加工物の均 一な注入が行われる。次に、加工物ハンドリングアセンブリはパネル移動を逆に 行うことによって、注入済み加工物を１つのロードロック室へ送り込む。 注入処理中、リボンビーム１９の一部分がパネルＰの縁部からはみ出す。イオ ンビーム１９、３３１を分析するため、ビーム監視装置３９８を室３１８内に収 容するか、処理ハウジング３１６に連結して室３１６と連通させることができる 。監視装置は、さらに、加工物をイオンビームで処理／注入する間に同時にイオ ンビーム３３１のパラメータを測定することによって、本発明のイオン注入装置 の処理能力を向上させることができる。 パラメータとは、加工物へのイオン注入に関連したイオンビームの特性、例え ばイオンビームの電流密度、イオンビーム内の中性粒子の数、イオンビーム内の 粒子の質量等である。所定数の加工物の注入の合間にイオンビームの電流密度を 間欠的に測定する従来の技法に較べて、ビーム監視装置は加工物の注入中にイオ ンビームを測定する。従って、イオンビームは注入処理中に常時監視することが でき、イオンビーム測定を行うために注入処理を中断する必要がない。 長軸に沿って延出する図示のリボンビーム１９は、長軸を横切る第２経路に 沿って延びた幅を有する。リボンビームは、高いアスペクト比を有するイオン源 のプラズマ電極の細長いスロットから形成できる、すなわち、リボンビームの長 さは幅の５０倍またはそれ以上である。リボンビームは、所定のドーズ量を得る ために加工物がイオンビームを通過する必要がある回数を減少させることができ るので、大面積の加工物の注入に有効であることがわかっている。 例えば、従来の技法では、加工物を完全に包含するために、イオンビームが加 工物上を直交する２方向に走査する必要があった。それに比較して、リボンビー ムが加工物の少なくとも一方の寸法より大きい長さを有する時、リボンビームで 加工物を１回走査するだけで、加工物を完全に包含することができる。 １００：１といったさらに高いアスペクト比の電極スロットから形成されたリ ボンビームでも、大型の加工物、例えば５５０ｍｍ×６５０ｍｍ以上の寸法の加 工物の注入に有益であることがわかっている。しかし、これらのリボンビームは 均一に制御して保持することが困難になる。 従って、イオンビームのパラメータの連続的な測定及び制御は、高アスペクト 比の電極スロットから形成されたリボンビームを使用する時に特に重要である。 好適なイオンビーム監視装置は、代理人書類番号第ＥＴＥ−００３号に記載され ており、その開示内容は参考として先に組み込まれている。 イオン注入装置３００によるパネルの多重処理が、第１３図に概略的に示され ている。ロードロック３７２から取り出されたパネルＰは、矢印３７４で示され た方向へ移動する。パネルＰをロードロック３７２から取り出す時、加工物ハン ドリングアセンブリ３２０はプラテン表面を、従ってパネルを、パネルＰがロー ドロックから取り出されるほぼ水平方向を横切る方向に傾斜させる。 すなわち、パネルＰは第１横方向位置３７８に配置されてから、矢印３８１で 示されているように軸線３０４に沿って垂直方向下向きに移動して、さらなる垂 直位置３８０を取る。次に、加工物ハンドリングアセンブリ３２０がパネルを、 矢印３８２及び３８４で示されているように、並進方向に上方へ移動させる。 図示のパネルの注入中に、別のパネルＰ２を隣接のロードロックにローディン グして、そこで処理を待機させるか、イオン注入装置の冷却装置、例えば第１Ａ 図ないし第６図のロードロックアセンブリに対応した冷却装置で冷却する。ま た、さらなるパネルＰ３をロードロックアセンブリ３１０の別のロードロックに ローディングすることができる。 本発明のイオン注入装置３００は多くの利点を備えている。本発明の１つの利 点は、ロードロックアセンブリ３１０に対する注入済みパネルの送り込みとパネ ルの取り出しの両方を、走査方向に沿った並進中のパネルの支持と併せて行うた めに単一の加工物ハンドリングアセンブリを使用していることである。 パネルの取り扱いと注入中のそれの支持の両方を行うために単一の加工物ハン ドリングアセンブリを使用することによって、処理室内に設ける必要がある機械 部品の数が従来のイオン注入装置に較べて減少すると共に、処理中のパネルの機 械的移送数が減少する。 例えば、従来の装置は、ロードロックからパネルを取り出し、そのパネルを別 の並進台に載置するために第１ロボットアームを用いていた。次に並進台がパネ ルを走査方向へ移動させ、そこでイオン源による注入が行われる。これらの部材 を単一の加工物ハンドリングアセンブリに組み込むことによって、加工物の移送 数が減少し、従って、注入装置の処理能力が向上する。 本発明の別の利点は、加工物ハンドリングアセンブリ３２０はパネルを垂直な 走査方向に並進し、そこでイオン源による注入が行われる。垂直な走査方向への パネルの移動に適応するように処理ハウジングを構成することによって、ハウジ ングの全体寸法及び設置面が小さくなる。その結果、イオン注入装置３００の全 体的な設置面が小さくなる。 例えば、処理ハウジングは、軸線３０４に沿った水平方向の設置長さが約６０ インチより少なく、垂直高さが約１０２インチである。第１０図及び第１１図に 示されている完全なイオン注入装置の寸法は、約１９７インチ長さで、９２イン チ幅である。通常の技量を有する者であれば、エンドエフェクタ及びパネルカセ ットを組み込むことによってイオン注入装置の全体寸法が大きくなり、従って好 適な実施例では、これらの寸法が約２９０インチ長さで、８９インチ幅であるこ とが理解できるであろう。 多重パネルの同時処理を、第１４図の制御シーケンスタイミング図でさらに説 明する。タイミング図は、多重パネルの処理中のロードロックアセンブリ３１０ の様々なロードロックで発生する事象をグラフ表示している。制御シーケンス表 ３８８は、ロードロックアセンブリ３１０のロードロック、すなわちロードロッ ク１、ロードロック２、ロードロック３及びロードロック４内に発生する特定シ ーケンスを示している。 シーケンス番号１ないし４は、タイミング図３９０に示されているタイミング シーケンス中に発生する特定の作動事象に対応する。例えば、ブロック１は、約 ０秒ないし３０秒の間に発生する作動事象に対応し、ブロック２は、約３０秒な いし６０秒の間に発生する作動事象に対応し、ブロック３は、約６０秒ないし９ ０秒の間に発生する作動事象に対応し、ブロック４は、約９０秒ないし１２０秒 の間に発生する作動事象に対応している。ブロック１ないし４の間に発生する作 動事象は、タイミング図３９０の左側の事象見出しとして挙げられている。 事象タイミングシーケンスの１例を以下に示す。時間０で発生する事象として 、一殻的にイオン注入装置のエンドエフェクタに隣接している前ゲート弁ＶＦを 適当なコントローラが、例えば、汎用コンピュータが開く。ゲート弁ＶＦが開い た後、パネルをエンドエフェクタ３０６でそれにローディングする。パネルをロ ードロック室内にローディングした後、弁ＶＦを閉じて、適当なポンプアセンブ リによって室のポンプダウンを行う。図示のように、ロードロックのポンプダウ ンは完了するのに約２５．５秒かかる。 ロードロックのポンプダウンの完了時に、下流側ゲート弁ＶＲを開いて、加工 物ハンドリングアセンブリ３２０がパネルをロードロックから取り出し、イオン 源で注入するためにそれを走査方向へ並進させる。このタイミングシーケンスの 注入部分は、完了するのに約１２秒かかる。 次に、パネルをロードロック内へアンローディングできるように加工物ハンド リングアセンブリを配置する。次に、ゲート弁ＶＲを閉じてから、ロードロック 室を適当な圧力、例えば大気圧または中間圧力まで通気する。 さらに、タイミングシーケンスの通気部分中に、加熱されているパネルを上記 技法に従って冷却する。タイミングシーケンスのブロック３及び４の間にわたっ て約４９．５秒かかる通気／冷却タイミングシーケンスの一部として、ロードロ ック室内に設けられている加工物支持アセンブリを、注入済みパネルを載置で きる配備位置と、注入済みパネルをロードロックの比較的低温の床と密接させる ことができる格納位置の間で垂直に移動させる。 このように、制御シーケンス表３８８は、タイミングシーケンスの異なった段 階が異なったロードロックで起きることを示している。このため、特定ロードロ ックに関連した特定パネルで発生する事象を、多重パネルの同時処理が容易にな るように操作することができる。好適な実施例によれば、毎時約８０枚のパネル を本発明のイオン注入装置３００で処理することができる。 このように、本発明は、以上の説明から明らかになる目的のうちで、上記の目 的を効果的に達成することがわかるであろう。発明の範囲から逸脱しなければ、 上記構造に一定の変更を加えることができるので、以上の説明または添付の図面 に示されている事項はすべて説明のためであって、制限的ではない。 また、以下の請求項は上記の発明の包括的及び特定の特徴と、用語上の問題と してそれらから漏れると言える発明の範囲の記載をすべて包含するものであると 理解されたい。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９８年２月１１日（１９９８．２．１１） 【補正内容】 請求の範囲 １．イオンビームを発生するように選択された物質をイオン化するイオン源と、 このイオン源に流体連結されている処理室を形成しているハウジングと、 このハウジングに連結され、かつ前記処理室に対して個別に加圧可能なロード ロック室と、 前記加工物を前記ロードロック室から排出するために前記処理室内に取付けら れ、かつイオン源により発生したイオンビームによる注入中に、前記加工物を支 持するための単一の加工物ハンドリング手段と、 を備えたことを特徴とする、加工物を処理するためのイオン注入装置。 ２．加工物ハンドリング手段は、注入中に加工物を移送方向に移送するための移 送手段を含んでいることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のイオン注入装置 。 ３．イオン注入装置が長手軸線方向に沿って伸びており、かつイオン源により発 生したイオンビームは、前記長手軸線を横切る方向に回いており、また、前記イ オン源によって発生したイオンビームと長手軸線とのなす角が、約８５゜より大 きいかまたは等しい角度を形成し、さらに、選択的に、移送手段が、イオンビー ムにほぼ直交する方向に配置されて、イオンビームが通過する加工物をこの移送 方向に移送することを特徴とする請求の範囲第１項または第２項 に記載のイオン 注入装置。 ４．（削除） ５．（削除） ６．イオン注入装置が長手軸線に沿って伸びており、かつイオン源により発生し たイオンビームと長手軸軸線とのなす角が、５度に等しいかまたはそれより大き いことを特徴とする先行する請求の範囲のいずれか１項に記載のイオン注入装置 。 ７．加工物ハンドリング手段は、処理中に加工物を支持するプラテンと、ロード ロック室に対する前記プラテンの位置を移動する手段とを備えていることを特徴 とする先行する請求の範囲のいずれか１項に記載のイオン注入装置。 ８．複数の加工物を蓄えるための加工物カセットを有する端部ステーションと、 前記カセットとロードロック室との間で加工物を移送するためのエンドエフェク タとをさらに備えていることを特徴とする先行する請求の範囲のいずれか１項に 記載のイオン注入装置。 ９．加工物ハンドリング手段の移動を自動的に制御するためのコントローラをさ らに含むことを特徴とする先行する請求の範囲のいずれか１項に記載のイオン注 入装置。 10．イオン源は、リボンビームを発生する手段を含んでいることを特徴とする先 行する請求の範囲のいずれか１項に 記載のイオン注入装置。 11．ロードロック室を選択された圧力下に置くために、前記ロードロック室に連 結された圧力手段をさらに含むことを特徴とする先行する請求の範囲のいずれか １項に 記載のイオン注入装置。 12．ロードロック室の少なくとも一部が冷却デッキを形成するための選択された 温度に置くために、前記ロードロック室に連結される温度制御手段をさらに含む ことを特徴とする先行ずる請求の範囲のいずれか１項に記載のイオン注入装置。 13．（削除） 14．加工物をロードロック室内に配置したときに加工物を引き寄せて前記ロード ロック室の床に接触させるために前記ロードロック室の冷却表面に連結された真 空手段を備えて、それによって加工物から前記ロードロック室の床に熱伝達を行 うようにしたことを特徴とする先行する請求の範囲のいずれか１項に記載のイオ ン注入装置。 15．冷却表面は、そこに形成される複数の真空開口を有し、加工物の裏側の大部 分を前記冷却表面と接触させるために、この開口は、前記真空手段と流体連通し ていることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載のイオン注入装置。 16．冷却表面を介して冷却流体が循環する手段をさらに含むこと特徴とする請求 の範囲第１４項に記載のイオン注入装置。 17．真空手段は、加工物の裏側に圧力を加えるために冷却表面に形成された流体 ネットワークを含むことを特徴とする請求の範囲第１４項に記載のイオン注入 装置。 18．上部表面と底部表面を有するロードロック積層要素をさらに含み、この積層 要素は、ロードロック室の積層配列を形成するように軸方向において相互配置さ れていることを特徴とする先行する請求の範囲のいずれか１項に記載のイオン注 入装置。 19．前記ロードロック積層要素の各々は、一緒に積み重ねた時、ロードロック積 層要素の一方を隣接するロードロック積層要素に対して入れ子にするための入れ 子手段を含み、選択的に、前記入れ子手段は、第１外形状の底表面と、これと入 れ子に組み合い、相補的な外形状を有する隣接ロードロックの上表面とを含み、 これらのロードロックが積層されるとき入れ子状態となり、さらに、選択的に、 各ロードロックの底表面が、最底部の第１底面、その外側の段部に第２底面、さ らにその外側の段部に第３底面を有する ことを特徴とする請求の範囲第１８項に 記載のイオン注入装置。 20．（削除） 21．（削除） 22．各ロードロックの上部表面は、第１最上面と、第１壁部分によって前記第１ 最上面から離れた引っ込んだ第２面と、さらに引っ込んだ第３面とを含むことを 特徴とする請求の範囲第１項９に記載のイオン注入装置。 23．ロードロックの前側部分に設けた前側スロットに連結して作動する第１ゲー トバルブと、前記ロードロックの後側部分に前側開口に対向して形成された後側 スロットに連結し、かつ加工物の径路を通過できるように前記前側スロットに整 合して配置されている第２ゲートバルブとをさらに含んでいることを特徴とする先行する請求の範囲のいずれか１項に 記載のイオン注入装置。 24．ロードロックの積層された列は、イン注入装置によって多数の加工物を容易 に処理するように形成されていることを特徴とする請求の範囲第１８項に記載の イオン注入装置。 25．（削除） 26．（削除） 27．（削除） 28．（削除） 29．（削除） 30．（削除） 31．（削除） 32．（削除） 33．（削除） 34．（削除）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，Ｈ Ｕ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ， ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ブレイラブ，アダム エイ. アメリカ合衆国 マサチューセッツ 01930 グローセスター ザ ハイツ 311 (72)発明者 ヤング，ゾーングミン アメリカ合衆国 マサチューセッツ 02131 ボストン ウエルド ストリート 206 (72)発明者 マックレイ，リチャード エフ. アメリカ合衆国 ニューヨーク 12866 サラトガ スプリングス リージェント ストリート 206 (72)発明者 ヒューエイ，バーバラ ジェイ. アメリカ合衆国 マサチューセッツ 02173 レキシントン スリー エリオッ ト ロード

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．イオンビームを発生するように選択された物質をイオン化するイオン源と、 このイオン源に流体連結されている処理室を形成しているハウジングと、 このハウジングに連結されたロードロック室と、 前記加工物を前記ロードロック室から排出するために前記処理室内に取付けら れ、かつイオン源により発生したイオンビームによる注入中に、前記加工物を支 持するための単一の加工物ハンドリングアセンブリと、 を備えたことを特徴とする、加工物を処理するためのイオン注入装置。 ２．加工物ハンドリングアセンブリは、注入中に加工物を移送方向に移送するた めの移送手段を含んでいることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のイオン注 入装置。 ３．イオン注入装置が長手軸線方向に沿って伸びており、かつイオン源により発 生したイオンビームは、前記長手軸線を横切る方向に向いていることを特徴とす る請求の範囲第２項に記載のイオン注入装置。 ４．移送手段は、イオンビームにほぼ直交して配置され、イオンビームが通過す る加工物を移送方向に移動することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のイオ ン注入装置。 ５．イオン源により発生したイオンビームと長手軸線とのなす角が、８５度より 大きいかまたはほぼ等しいことを特徴とする請求の範囲第３項に記載のイオン注 入装置。 ６．イオン注入装置が長手軸線に沿って伸びており、かつイオン源により発生し たイオンビームと長手軸軸線とのなす角が、５度に等しいかまたはそれより大き いことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のイオン注入装置。 ７．加工物ハンドリングアセンブリは、処理中に加工物を支持するプラテンと、 ロードロック室に対する前記プラテンの位置を移動する手段とを備えていること を特徴とする請求の範囲第１項に記載のイオン注入装置。 ８．複数の加工物を蓄えるための加工物カセットを有する端部ステーションと、 前記カセットとロードロック室との間で加工物を移送するためのエンドエフェ クタとをさらに備えていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のイオン注 入装置。 ９．加工物ハンドリングアセンブリの移動を自動的に制御するためのコントロー ラをさらに含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のイオン注入装置。 10．イオン源は、リボンビームを発生する手段を含んでいることを特徴とする請 求の範囲第１項に記載のイオン注入装置。 11．ロードロック室を選択された圧力下に置くために、前記ロードロック室に連 結された圧力手段をさらに含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のイオ ン注入装置。 12．ロードロック室の少なくとも一部が選択された温度に置くために、前記ロー ドロック室に連結される温度制御手段をさらに含むことを特徴とする請求の範囲 第１項に記載のイオン注入装置。 13．低温デッキを形成するためにロードロック室の床を選択温度にする冷却構造 体をさらに含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のイオン注入装置。 14．加工物をロードロック室内に配置したときに加工物を引き寄せて前記ロード ロック室の床に接触させるために前記床に連結された真空手段を備えて、それに よって加工物から前記ロードロック室の床に熱伝達を行うようにしたことを特徴 とする請求の範囲第１項に記載のイオン注入装置。 15．ロードロック室の床は、そこに形成される複数の真空開口を有し、加工物の 裏側の大部分を冷却表面と接触させるために、この開口は、前記真空手段と流体 連通していることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載のイオン注入装置。 16．ロードロック室の床を介して冷却流体が循環して冷却表面を形成するための 手段をさらに含むこと特徴とする請求の範囲第１４項に記載のイオン注入装置。 17．真空手段は、加工物の裏側に圧力を加えるために冷却表面に形成された流体 ネットワークを含むことを特徴とする請求の範囲第１４項に記載のイオン注入装 置。 18．上部表面と底部表面を有するロードロック積層要素をさらに含み、この積層 要素は、ロードロック室の積層配列を形成するように軸方向において相互配置さ れていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のイオン注入装置。 19．前記ロードロック積層要素の各々は、一緒に積み重ねた時、ロードロック積 層要素の一方を隣接するロードロック積層要素に対して入れ子にするための入れ 子手段を含んでいることを特徴とする請求の範囲第１８項に記載のイオン注入装 置。 20．入れ子手段は、さらに、積層されたときロードロックが入れ子状態となるよ うに、第１外形状を有する形作られた底部表面が、相補的な外形状を有する隣接 ロードロックの形作られた上部表面に対して入れ子状態となるように構成されて いることを特徴とする請求の範囲第１９項に記載のイオン注入装置。 21．各ロードロックの底部表面は、最底部の第１底面、その外側の段部に第２底 面、さらにその外側の段部に第３底面を有していることを特徴とする請求の範囲 第２０項に記載のイオン注入装置。 22．各ロードロックの上部表面は、最上部の第１面と、第１壁部分によって前記 第１上面から離れてへこんだ第２面と、さらにへこんだ第３面とを含むことを特 徴とする請求の範囲第２０項に記載のイオン注入装置。 23．ロードロックの前側部分に設けた前側スロットに連結して作動する第１ゲー トバルブと、前記ロードロックの後側部分に前側開口に対向して形成された後側 スロットに連結し、かつ加工物の径路を通過できるように前記前側スロットに整 合して配置されている第２ゲートバルブとをさらに含んでいることを特徴とする 請求の範囲第１項に記載のイオン注入装置。 24．ロードロックの積層された列は、イン注入装置によって多数の加工物を容易 に処理するように形成されることを特徴とする請求の範囲第１８項に記載のイオ ン注入装置。 25．水平な軸線に沿って延在して、加工物を処理するイオン注入装置であって、 イオンビームを発生するための選択された物質をイオン化するイオン源と、 このイオン源に流体連通する処理室を形成するハウジングと、 このハウジングに連結したロードロックと、 前記処理室内に取付けられ、前記イオン源によって発生したイオンビームに よってイオン注入される間、加工物を保持し、注入処理時に、水平軸線を横切る 方向への線形移動において、加工物を移送させるための加工物ハンドリングアセ ンブリと、 を備えていることを特徴とするイオン注入装置。 26．線形移動方向と水平軸線とのなす角は、約８５゜に等しい角度またはそれよ り小さい角度を形成していることを特徴とする請求の範囲第２５項に記載のイオ ン注入装置。 27．イオン源により発生したイオンビームが、約５゜より大きいかあるいは等し くなる角度を形成するように水平軸線を横切る方向に向いていることを特徴とす る請求の範囲第２５項に記載のイオン注入装置 28．単一の加工物移送アセンブリは、加工物をロードロックと処理室との間を移 動させ、かつ処理中、加工物を保持することを特徴とする請求の範囲第２５項に 記載のイオン注入装置。 29．加工物ハンドリングアセンブリは、処理中、加工物を支持するためのプラテ ンと、このプラテンの位置を移動するための手段とを含んでいることを特徴とす る請求の範囲第２５項に記載のイオン注入装置。 30．さらに、複数の加工物を保管する加工物カセットを有する端部ステーション と、前記カセットとロードロックとの間で加工物を移送するためのエンドエフェ クタとを含んでいることを特徴とする請求の範囲第２５項に記載のイオン注入装 置。 31．イオン源は、リボンビームを発生するための手段を含んでいることを特徴と する請求の範囲第２５項に記載のイオン注入装置。 32．上表面と底表面を有する複数のロードロックをさらに含み、前記ロードロッ クの各々は、互いに軸方向に配置されてロードロックの積層された列を形成する ことを特徴とする請求の範囲第２５項に記載のイオン注入装置。 33．各ロードロックは、一緒に積層されると、隣接のロードロックとともに入れ 子にするための手段を含んでいることを特徴とする請求の範囲第３２項に記載の イオン注入装置。 34．ロードロックの積層された列は、イン注入装置によって多数の加工物を容易 に処理するように形成されていることを特徴とする請求の範囲第３２項に記載の イオン注入装置。