(57)【要約】ロードロックの圧力を制御するためのコントロール機器に関する。コントロール機器は、ロードロックインテリアにガス源をつなげてロードロックインテリアの加圧を開始する。本形態のロードロックは、圧力センサー及び複数種のバルブを備え、当該複数種のバルブは外部に向いていて、少なくとも１つはパススルーバルブであり、被加工品をロードロックインテリア内または外に挿入もしくは取り除くためのバルブである。第２の高速実行バルブもまた外に向いている。ロードロックインテリア内の圧力上昇は監視され、大気圧よりも高いしきい値まで圧力が上がると、高速実行バルブが外部に向けて開く。この第２の高速実行バルブは、上記パススルーバルブの開放よりも前に、パススルーバルブからの超過気圧を緩和するように構成されている。被加工品の配置または除去のような被加工品の移動は、ロードロックインテリア内部へ届くロボットの補助によって行なわれても良い。このシステム及びプロセスは、ロードロックインテリアにおける粒子汚染を最小限に抑えることができるほか、ロードロックの外の通路近傍における粒子汚染も抑えることができる。
2009534867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工品を処理する真空領域と、被加工品を当該真空領域へ運んだり、または被加工品を当該真空領域から回収したりするためのロード領域とを有する半導体装置加工用具とともに使用するための装置であって、
ロードロックを備えており、
当該ロードロックは、
ロードロックインテリアから被加工品を取り出したり、ロードロックインテリアへ被加工品を挿入したりするためのパススルーバルブと、
外気へ繋がる第２のバルブと、
圧力センサーとを有しており、
上記第２のバルブは、上記パススルーバルブの開放の前に、上記ロードロックからの超過気圧を緩和するために、上記圧力センサーからの出力によって制御されるものであることを特徴とする装置。
【請求項２】
上記圧力センサーからの信号を監視するためのコントロール機器をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
上記コントロール機器は、上記パススルーバルブの開閉を制御するためのコントロールアウトプットを有していることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
上記コントロール機器は、上記パススルーバルブの開放の前に、大気圧よりも高い特定の圧力に関係する信号を受信する待ち受けるコントロールプログラムを有していることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
上記コントロール機器は、上記圧力センサーと繋がっていり第１及び第２コントローラーを有しており、
一方のコントローラーは、ロードロックのバルブ動作の制御に関連する機能を実行することに限定された専用コントローラーであることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項６】
上記第２のバルブは、ロードロックインテリアを外気と通気するための、圧力を緩和する高速実行バルブを有しており、
上記専用コントローラーは、当該高速実行バルブを開放するよう指令するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
上記高速実行バルブの開放と、上記パススルーバルブの開放との間の遅延を、上記専用コントローラーによって設けていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
半導体装置加工用具内における、或る圧力領域から次の領域へと被加工品を移動させるための方法であって、
ロードロックを供給する工程であって、ロードロックインテリアと、当該ロードロック内へまたは外へ被加工品を移動させるために開閉する第１の通路と、当該ロードロック内へまたは外へ被加工品を移動させるために開閉する第２の通路とを有したロードロックであって、当該第１の通路は外気と第２の通路とに開き、当該第２の通路は注入機の真空領域に開くように構成されたロードロックを供給する工程と、
加圧ガス源とロードロックインテリアとをつなげることによって、上記ロードロックインテリアの加圧を開始する工程と、
ロードロックインテリア内に上記ガス源から通されたガスによるロードロックインテリアの圧力上昇を監視して、大気圧よりも高い所定のしきい値に圧力が達した場合には、圧力緩和バルブを開いてロードロックインテリアを外気にさらす工程と、
ロードロック内部へ被加工品を入れることができるようにか、または、ロードロック内に配置されていた被加工品をとり除くことができるように、第１の通路を開く工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
ロードロックに関連して被加工品を移動することができるように、上記圧力緩和バルブの開放と、上記第１の通路の開放との間に遅延を設けることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
第１の通路の開放よりも前に、通気バルブが開放されてロードロック内が大気圧よりも高い圧力で維持されている間、上記加圧ガス源からチャンバーへガスが流れることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
上記２つのコントローラーが圧力を監視し、且つ、大気圧よりも低い下位のしきい値に圧力が達した場合には、第１のコントローラーが第２の専用コントローラーを動かすことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔技術分野〕
本発明は、半導体装置加工用具内において、外気領域と真空領域との間を被加工品が移動するためのロードロックに関するものである。半導体装置の加工用具として、従来より、第１にイオン注入機、続いてロードロックが知られている。
【０００２】
〔背景〕
イオン注入機は、ウエハをイオンビームに当てることによってシリコンウエハを処理できることが知られている。そのようなビーム処理としては、集積回路の製造中に半導体材料を得るために制御された濃度の不純物でウエハを選択的にドープするものがある。
【０００３】
イオン注入機は一般的に、イオン源、イオン抽出手段、質量分析装置、ビーム輸送装置、及びウエハ加工装置を具備している。イオン源は、所望の原子または分子のドーパント種のイオンを生成する。これらのイオンは、抽出システムによってイオン源から抽出され、一般的には、一組の電極がイオン源からイオンの飛翔をもたらすことによって行なわれる。所望のイオンは、質量分析装置内においてイオン源の副産物から分離される。一般的には、磁気双極子が抽出イオンビームの質量分散を行なうことで分離できる。ビーム輸送装置は一般的に、イオンビームの所望の光学特性を維持している間に、ウエハ加工装置へイオンビームを輸送するフォーカシング装置の光学トレインを有する真空システムである。最終的に、半導体ウエハは、ウエハ加工装置内に挿入される。
【０００４】
一括（バッチ）処理を行なうイオン注入機は、イオンビームを通した複数のシリコンウエハが移動するための回転盤支持手段を具備している。回転盤支持手段がイオンビームを通した複数のウエハを回転させている間、１つのウエハ表面にイオンビームが照射される。
【０００５】
連続注入機は一度に１つのウエハを処理するように構成されている。カセット内に複数のウエハが支持されており、ある時点でそのうちの１つが引っ張り出されて、回転盤支持手段の上に配置される。その後、ウエハは、注入方向に方向付けられることによって、イオンビームが当該ウエハに当てられる。このような連続注入は、ビーム整形（shaping）エレクトロニクスが使用される。このビーム整形エレクトロニクスにより、ビームを初期の軌跡から屈折させることができる。また、このビーム整形エレクトロニクスは通常、ウエハ支持手段の動きに合わせることによって、ウエハ表面全体を選択的ドーピングしたり表面全域をドーピングすることを可能にする。
【０００６】
一括注入及び連続注入の双方は、真空注入チャンバーへのウエハの搬入及び搬出を行なうために、ロードロックを用いている。ロードロック通気シーケンスは、真空機からロードロックを分離するとともに、ロードロックチャンバーに調整されたガス圧にてガスを流入させることができるように通気バルブを開放することによって、始まる。ロードロックチャンバーの圧力は所望の設定点に達成するまで監視され、一旦、大気もしくは大気付近にて当該設定点に達すると、ガス通気孔が閉まり、ロードロックが大気に向けて開かれる。
【０００７】
米国特許no 5,913,978では、第１のチャンバーにガスが提供されるシステムについて考慮されている。これにより、第１のチャンバー内の圧が所定レベルまで上がることになる。また、第１のチャンバーと、別のチャンバーとの内部連結用に連通路が提供されている。第１のチャンバー内の圧が所定レベルに達すると、ガスが、第２のチャンバーから連通路を介して第１のチャンバーに流れ込む。開閉ドアが開いてチャンバーと連結されると、ガス流をチェックすることができる。従って、実質的なガス流はなく、よって、粒子の除去が行なわれない。
【０００８】
〔要約〕
本発明の方法及び装置は、被加工品を第１の圧力領域から第２の圧力領域に移動させるためのものに関する。開示しているロードロックは、ロードロックインテリア及び第１の通路を有しており、当該第１の通路は、ロードロックの内へまたは外へ被加工品を移動させるために開閉するように構成されている。この第１の通路は、外気に向かって開く。第２の通路は、ロードロックの内へまたは外へ被加工品を移動させるために開閉するように構成されており、且つ、イオン注入が行なわれる注入機の真空領域に向けて開くことができるように構成されている。
【０００９】
第１の通路が開く前に、コントロール機器は、ガス源をロードロックインテリアに接続することによって、ロードロックインテリアの加圧を開始する。ロードロックインテリア内の圧力上昇は、監視され、圧力が大気圧よりも高いしきい値に達した場合には、高速実行バルブが外気に向けて開放されることにより、圧力が緩和される。第１の通路は、その後、開放され、ロードロック内に被加工品を挿入することが可能になるか、ロードロック内に配置されている被加工品を取り出すことが可能になる。被加工品の移動については、被加工品を配置するか、もしくはそれらを取り出すために、ロードロックインテリア内に届くようなロボットの補助があってもよい。このプロセスによれば、ロードロックインテリアにおける粒子混入を最小限に抑えることができるほか、ロードロックの外の通路近傍における混入も抑えることができる。
【００１０】
本発明に関する他の特徴は、以下に説明する詳細及び図面によって明らかとなるだろう。
【００１１】
〔図面の簡単な説明〕
図１は、支持体に搭載されたシリコンのような被加工品へのイオンビーム処理のためのイオン注入機の概略図である。
【００１２】
図２は、イオン注入機の真空環境へ搬入される、またはそこから搬出される被加工品を輸送するためのロードロックの概略図である。
【００１３】
図３は、本発明に用いるための通気プロセスについて示したフローチャートである。
【００１４】
図４は、ロードロック内の圧力対時間を示したタイミングチャートであり、一実施形態のシステム用のタイミングチャートであって、他のタイミングチャートも本発明の請求項の範囲を含まれるものである。
【００１５】
〔実施形態の詳細な説明〕
図１は、イオンビーム注入機１０の構成を示した概略図である。イオンビーム注入機には、イオン源１２を備えている。イオン源１２は、イオンを生成するためのものであり、イオンビーム１４を形成することができる。形成されたイオンビーム１４は、整形され且つ選択的に屈折させて、ビーム経路の末端もしくは注入ステーション２０へ送られる。注入ステーションは、真空または注入チャンバー２２を備えている。チャンバー２２は、室内領域を規定している。当該室内領域には、半導体ウエハなどのような被加工品２４を配置することができ、イオンビーム１４のイオンを当該被加工品に注入することができる。制御エレクトロニクスは、コントローラー４１として示しており、被加工品２４によって受け取られるイオン量（ion dosage）を監視するとともに制御するためのものである。オペレーターインプットを入力される制御エレクトロニクスは、ユーザー制御コンソール２６を介して、実行される。ユーザー制御コンソール２６は、注入ステーション２０近傍に位置している。イオンビーム１４内のイオンは、イオン源と注入チャンバーとの間の領域を横断するビームとして発散する傾向にある。そこで、この発散を低減させるために、当該領域は、１つまたは複数の真空ポンプ２７によって低圧に維持されている。
【００１６】
イオン源１２は、プラズマチャンバーを有している。プラズマチャンバーは、ソース源を挿入することができるような空間領域を規定している。ソース源としては、イオン化ガスまたは気化したソース源を含んでもよい。プラズマチャンバーにて生成されたイオンは、イオンビーム抽出アセンブリ２８によってチャンバーから抽出される。イオンビーム抽出アセンブリ２８には、複数の金属電極が設けられており、金属電極は、イオン加速電界を形成するための構成である。
【００１７】
ビーム経路１６に沿って設けられているのは、解析磁石３０である。解析磁石３０は、イオンビーム１４を曲げてビームシャッター３２を通すように導くことができる。ビームシャッター３２の後は、イオンビーム１４は四重極レンズシステム３６を通過する。四重極レンズシステム３６はイオンビーム１４を集光させる。ビームはその後、偏向磁石４０を通る。偏向磁石４０は、コントローラー４１によって制御されている。コントローラー４１は、交流電流信号を偏向磁石４０の導電性の巻き線へ提供することができるように構成されている。一方、偏向磁石４０は、イオンビーム１４を、数百ヘルツの周波数にて屈折させるか端から端まで走査させるように構成されている。一実施形態としては、走査周波数は２００から３００ヘルツの範囲のものを用いることができる。この屈折、または端から端までの走査によって、薄くて扇型のリボンビーム１４ａが生成される。
【００１８】
扇型のリボンビーム内のイオンは、偏向磁石４０を離れた後、発散経路をたどる。イオンは、並列化磁石４２に入る。ここでイオンビーム１４ａを構成しているイオンは、再び曲げられて、平行ビーム経路に沿って移動している並列化磁石４２から出る。イオンは、その後、エネルギー・フィルター４４に入る。エネルギー・フィルター４４は、電荷によって、イオンを下げる（図１のｙ方向）ように屈折させる。これは、上流へのビーム整形が行なわれている間にビームに入り込む中性粒子を除くためのものである。
【００１９】
並列化磁石４２から出たリボンイオンビーム１４ａは、横断面でみると細い長方形を形成しているイオンビームである。このビームはすなわち、一方向（例えば、限られた垂直の範囲を有していて、且つ、例えばシリコンウエハのような被加工品の直径を完全にカバーするために偏向磁石４０によって生じる走査または屈折のための外向きの広がりを有している）のビームである。
【００２０】
一般的に、リボンイオンビーム１４ａの広がりは、走査時に、被加工品２４の表面全体に注入を行なうのに十分な範囲である。例えば、水平寸法３００ｍｍ（または直径３００ｍｍ）の被加工品２４が考えられる。偏向磁石４０は、注入チャンバー２２内に被加工品２４の注入表面に、リボンイオンビーム１４ａの水平方向の広がりが少なくとも３００ｍｍとなるビームを屈折させて照射することになる。
【００２１】
被加工品支持構造体５０は、注入の間、リボンイオンビーム１４に対して被加工品２４を支持するとともに、移動（ｙ方向の上下）も行なう。これにより、被加工品２４の表面全体に、イオンを均一に注入することが可能となる。注入チャンバーの空間領域は真空になっているため、被加工品は、ロードロック６０によって、当該空間領域への搬入出が行なわれるべきである。注入チャンバー２２内部に配置されているロボット６２は、ウエハ被加工品をロードロックへまたはロードロックから動かす機能を有している。図１には、被加工品２４が、ロードロック６０内において水平に配置されている状態を示している。ロボット６２は、被加工品２４をロードロック６０から被加工品支持構造体５０へとアームを用いて移動させることができ、注入チャンバーの真空領域内への移動のために被加工品を捕らえるように、アームはロードロック６０へと伸びている。注入の前に、被加工品支持構造体５０は、注入のために被加工品を垂直または略垂直にするために、被加工品２４を回転させる。被加工品２４がイオンビームに対して垂直（法線）となっていれば、注入角度が０度となるか、もしくはイオンビームと、被加工品表面の法線との間の入射角が０度となる。
【００２２】
注入走査においては、ドープされていない被加工品（一般には半導体ウエハ）は、複数のカセット７０〜７３のうちの１つから、被加工品２４をオリエンター８４へと移動させる１つまたは２つのロボット８０、８２によって検索される。オリエンター８４では、被加工品２４が特定の方向へ回転する。ロボットアームは、配向した被加工品２４を検索し、それをロードロック６０内へ移動する。ロードロックが閉じて所望の真空度になると、続いて、ロードロックは注入チャンバー２２へと開く。ロボットアーム６２は被加工品２４を掴み、注入チャンバー２２内へと移されて、静電クランプの上に配置されるか、被加工品支持構造体５０のチャックに配置される。静電クランプは、注入の間、被加工品２４を保持するために電圧印加される。適切な静電クランプについては、米国特許No. 5,436,790（Blake et al. 1995年7月25日）及び 米国特許No. 5,444,597（Blake et al. 1995年8月22日）に開示されており、双方とも本願の譲渡人に譲渡されている。また、双方の出願件は、参照として本願に援用される。
【００２３】
被加工品２４のイオンビーム処理の後、被加工品支持構造体５０は被加工品２４を水平位置に戻し、被加工品を外すために静電クランプが電源を落とされる。アーム６２は、イオンビーム処理の後に被加工品２４を掴み、被加工品支持構造体５０からロードロック６０内へと移動させる。別の形態としては、ロードロックがトップ領域とボトム領域を有し、これらが互いに独立して真空になったり加圧になったりするような構成であったもよく、この構成の場合であれば、第２のロボットアーム（不図示）が注入ステーション２０にて注入された被加工品２４を掴み、注入チャンバー２２からロードロック６０内へと移動させる。ロードロック６０から、ロボットのうちの１つのロボットアームが注入された被加工品２４をカセット７０〜７３のうちの１つへと戻す。戻すカセットは、概ね最初に被加工品を取り出したカセットである。
【００２４】
図２は、ロードロック６０の構成を示したものである。ロードロック６０は、第１コントローラー１１０と、第２コントローラー１１２と連結されている。第１コントローラー１１０及び第２コントローラー１１２は、多種のバルブの開閉を制御することができるとともに、被加工品のロードロックへの出し入れを行なうロボットの動作を制御することができる。さらに、注入が行なわれる領域である真空領域１２０、及び空気領域であって４つのカセット７０〜７３に被加工品が収納されている領域である領域１２２の双方と、ロードロックとの間を被加工品が移動する際のロボット動作も制御する。適切なロードロックの１つとしては米国特許出願2005:0232727 （Ferrara、発明の名称「被加工品処理システム "Workpiece Processing system"」）に開示されているものが挙げられる。尚、当該出願件は、参照として本願に援用される。ロードロックインテリアは、ウエハの挿入のために、空気領域１２２から操作することができる。また、ロードロックインテリアは、被加工品パススルーバルブまたは通路として機能する第１及び第２のドア１３０、１３２によって除去される。第３のドアまたはバルブ１３４は、真空領域１２０に向けて開放されて、これにより、イオン注入チャンバーへのまたはからの被加工品の移動を行なうことができる。
【００２５】
〔ロードロック通気〕
ロードロック６０は、処理またはプロセスが成された一連のウエハの１つを格納することができる。図示している形態では、制御されたイオンビームのイオンが照射されることによる処理が行なわれている。被加工品が移動する方向に沿ったロードロック隔離バルブ１３４は、注入チャンバー２２内に維持されている真空機（バキューム）からロードロックインテリアを分離させるために閉鎖する。ロードロック粗引きバルブ（loadlock roughing valve）１４０はコントローラー１１０によって予め閉鎖されており、これにより、ロードロックを粗引きポンプ（a roughing pump）１４２から分離させることができる。ここで、粗引きポンプ１４２はまず、注入チャンバーの真空機に向けてロードロックが開く前にロードロックを排気させる。通気ガス（図示する形態では窒素）は、窒素源１４６から通気バルブ１４４を通じて、ロードロックチャンバーに直接導入される。通気バルブ１４４が開いていると、ガスが通気シークエンスを通じて、ロードロックインテリア内に導入され続ける。圧力計または圧力センサー１５０は、ロードロックのインテリア内のガス圧を監視し、事前に設定しておいた２つの設定点またはしきい値のガス圧になるまでコントローラー１１０を待たせることを可能にする。
【００２６】
実施形態においては、第１の設定点は、環境大気圧より約110 Torr下に設定されている。これは、海抜ゼロ地点における標準大気圧における650 Torrである。図４の「Ａ」を参照。この圧力を示すセンサー１５０からの受信は、ガス流によりロードロック内に達し、且つ、コントローラー１１０に、大気ロードロック隔離バルブ開放シーケンスを始めさせる。図示した形態においては、コントローラー１１０は、複数の汎用コンピューターコントローラーのうちの１つである。汎用コンピューターコントローラーとは、複数の注入機センサーを有したインターフェースを具備しており、注入機１０の構成要素である。コントローラー１１０は、イオン注入のスケジューリングに関連する様々な機能に関与している。第２のコントローラー１１２は、特別（専用）目的コントローラーであり、より具体的には、ＰＬＣコントローラーである。コントローラー１１２３は、高速であり、通気サイクルから次への時間変動を著しく低減させることができるように専用の制御を提供することができる。
【００２７】
第１の設定点が調節可能であったとしても、第１の設定点は十分に小さく設定しておく。これは、通気動作を行なうソフトウエア及びハードウエアが、情報処理を行なうための十分な時間と、コマンド出力を行なうのに十分な時間を確保することができるようにするためである。第１の設定点２のトリガオフは、コントローラー１１０によって実行されるツールレベルコントロールを除去し、通気動作が最小限の遅れと最小限の変動で行なうことができるような制御シーケンスからタイミングに関する変動をなくしている。第１の設定点の受信は、第１のコントローラー１１０から第２のコントローラーへと伝えられ、第２のしきい値に基づいた第２のトリガリングイベントの受領のために第２のコントローラーを準備させる。実施形態においては、２つのコントローラー１１０、１１２が通気動作に用いられるが、すべての機能を１つのコントローラーによって行なうものであってもよい。そのようなコントローラーとしては、高速プロセッサを有するリアルタイム動作システムを採用することができ、図２に示す構成要素に直接インターフェースすることができる。例えば専用コントローラー１１２との直接的な連結は、メカニズムの様々機能や様々な駆動を伝えたり実行したりするために必要なレイヤー（layers）が最小限化される。しかしながら、注入機１０は、マルチプルコントローラーを有する分散型アーキテクチャを仕様する。コントローラーのうちのいくつか（例えばコントローラー１１２）は、他のコントローラーには無いリアルタイム動作システムを有している。コントローラー１１２は、高速処理を実行し、サイクル間の時間変動を最小限にした再現可能なコントロールシーケンスを実現しなくてはならない。通気機構を実行する、純粋に電子的で空気信号（pneumatic signals）を有するコントローラー１１２を具備していることがこのゴールに到達できる。コントローラー１１０の１つの機能としては、コントローラー１１２を、通気処理において別の工程を実行するようにさせることがある。
【００２８】
通気シーケンスのトリガに用いるための圧力に関する第２の設定点は、環境大気圧より1 Torr上の、海抜ゼロ地点における標準大気圧における761 Torrに設定されている。図４の「Ｂ」を参照。センサー１５０からの圧力トリガ信号は、第２コントローラー１１２に直接つながっている。第２のしきい値に関連する受信は、コントローラー１１２の、高速実行バルブ１６０（開放に約３０ミリ秒）の開放を生じさせる。第２の設定点トリガ信号の受信はＰＬＣ１１２及び高速実行バルブ１６０に局所的で電気的に連結されているけれども、そこには、第２の設定点信号トリガの受信と、高速実行バルブ１６０の開始との間に約２０ミリ秒の遅れがある。図４の時間間隔「Ｃ」を参照。環境大気圧よりも上に設定点を決めることと短い遅延との組み合わせは、協調して、ロードロックが局所的環境大気よりも上になることを担保する（ロードロックが開放した時点での実質的な大気圧に関わらず）。実施形態においては、ゲージ１５０は、もし環境大気が10 Torrよりも大きく変化した場合には、コントローラー１１０は、定期的な間隔での大気圧を計測するためのゲージ較正を要求することができる。これは、大気圧変化の結果として現れるあらゆる有意な変化を消去する、サイクル毎の頻度で行なわれる。ロードロック６０が大気にまたは大気より上にない時に大気に向けてロードロック６０を開くことは、不都合な粒子の混在、及び／または領域１１２の空中の湿気のロードロック内部への入り込みを起こす。これは、ロードロックが次にポンプダウンするように、僅かに長い荒加工時間（roughing time）となる。ロードロック内の圧力が未だ大気圧よりも低い場合には、外気がロードロックに直接入り込む。圧力計１５０は、ソフトウエア較正コマンドを通じて、外気圧に定期的に較正される。
【００２９】
圧力計１５０からのコントローラー１１２への信号は、アクティブ・ハイ、アクティブ・ロー電圧信号（an active high, low voltage signal）である。コントローラー１１０は、双方向シリアル通信によって圧力計１５０と通信しており、圧力計１５０からの圧力測定値を毎秒３〜５回（設定変更可能）の割合でアップデートする。トリガは、電圧出力信号であり、この信号は、トリガが、コントローラー１１２に影響しない圧力／真空値に達していることを示すものである。
【００３０】
上記のシーケンスは、ロードロックに圧力を加え、大気圧よりも約10〜30 Torr上となるようにする（図４の「Ｄ」）。一旦、開放した高速実行バルブ１６０は、ロードロックのインテリアから外気に向けて、パススルーバルブ１３０、１３２から離して、ガスを除き始める。すると、ロードロック圧は落ち始め、ミリ秒後のうちに、大気圧よりも約2〜4 Torr上のところで落ち着く（超過気圧のロードロックの定常状態）。図４の「Ｅ」参照。
【００３１】
この小さいが所望のロードロックの超過気圧は、ロードロックインテリアが通気シーケンスを通じて窒素源１４６と繋がっていることによるものである。正圧は、処理された被加工品２４がエアー・アイソレーションバルブ１３０、１３２のうちの１つを通じてロードロックから除かれたときに、外部粒子がロードロック内に（あるいは、高速実行バルブ１６０を通った後ろに）入り込むのを防ぐために必要である。同時に、この正圧は、十分に小さく、粒子の発生を抑制するとともに、パススルーバルブ１３０、１３２が作動し始めたときにパススルーバルブ１３０、１３２を横断して移動しないようになっている。
【００３２】
高速実行バルブ開放の後には、２００ミリ秒の実験的に派生した固定時間遅延がつづく。この時間遅延は、ロードロック内の圧力が、上述したように約2〜4 Torrの超過圧力である定常状態のロードロック内の圧力を確保するために選択されている。この時間遅延は、システム要求に依存して変化する。通気シーケンスの余剰に付帯して、高速実行バルブ１６０は、分離固定時間遅延（a separate fixed time delay）の後に閉鎖し、次のサイクルに備えている。
【００３３】
２００ミリ秒の固定時間遅延が満了すると、パススルーバルブ１３０、１３２は、コントローラー１１２によって開放され、チャンバーを外気に触れさせる（図４の「Ｆ」参照）。コントローラー１１２からの制御信号は、バルブ１３０、１３２の開閉を空気によって行なうソレノイド・バンク（不図示）を通じて送られる。バルブ１３０、１３２、１３４の開閉のコマンドは、コントローラー１１０によってスケジュールが立てられた後に、コントローラー１１２から送られる。バルブからのフィードバック情報は、双方のコントローラー１１０、１１２に送られる。ロードロックは大気圧よりも高いので、ロードロックからの気流が生じる。また、ロードロックの圧力は僅かに高いので、パススルーバルブ１３０、１３２を横断するような気流は、ウエハをシステムを通して輸送する処理に間をあけるようなサイズ、質または、距離の粒子を生じたり、除去したり、運んだりすることはない。領域１２２にてロードロックに触れている外気は、ＨＥＰＡを搭載した市販のＥＦＥＭ（equipment-front-end module）によって提供することができる。
【００３４】
〔フローチャート〕
図３は、本発明に係るロードロック６０の加圧に関して、コントローラー１１０、１１２によって使用される実施形態のシーケンスを示したフローチャート２１０である。工程２２０では、ロードロックインテリアをイオン注入チャンバーと連結させている隔離バルブ１３４が、コントローラー１１０からのコマンドによって閉鎖している。コントローラー１１０は、隔離バルブ１３４が閉まっているか、被加工品がロードロック内にあるか、バルブ１４０が処理の前に閉鎖しているかなど、様々なインターロックをチェックする。
【００３５】
異常がないことを確認すると、コントローラー１１０は、窒素通気バルブ１４４を開放するコマンド２３０を送る。これにより、窒素の調整された供給１４６が生じて、窒素を３０〜４０ＰＳＩの範囲で調整された圧力でロードロック６０のインテリアに供給される。このバルブは、他のロードロックまたは他の状況に対して高いか低い。もし、高い圧力が使用されていれば、より短い通気時間で行なうことが可能となる。圧力は、圧力計１５０によって監視２４０され、圧力に関する信号は、双方のコントローラー１１０、１１２に通信される。コントローラー１１０は、ゲージ１５０を用いたシリアル通信を通じて圧力測定値を得ることができる。コントローラー１１２は、ゲージ１５０から送られてくるトリガ電圧を監視する。
【００３６】
コントローラー１１０、１１２が処理を通じて監視するものとして、２つのしきい値がある。コントローラー１１０は、第１のしきい値に達したかどうかの決定２４２をするために、感知した圧力を監視する。第１のしきい値に達すると、コントローラー１１０は、コマンド２５０をコントローラー１１２に送って、今度はコントローラー１１２が、エアー・アイソレーションバルブ１３０、１３２の開放開始を行なうときとなる第２のしきい値のための監視２５２を開始する。第２のコントローラー１１２は、テスト２５４して、圧力計１５０から送られてくる信号（これは上記の環境信号である）を関することによって第２のしきい値圧力が達したことを決定する。
【００３７】
第１のコントローラー１１０からの受信の必要条件、及び上述の大気圧しきい値信号の感知が一致すれば、第２のコントローラー１１２は、開放コマンド２６０を高速実行バルブ１６０に送り、ロードロックインテリアを外気に向けて開放する。第２のコントローラー１１２は、固定時間遅延（実施形態においては約２００ミリ秒）を、ロボット８０，８２のうちの１つによって被加工品の移動を可能にするとともに、エアー・アイソレーションバルブ１３０、１３２の開放するコマンド２７０の前に開始２６２させる。固定遅延は、ロードロックを、ロードロック内部への連続的な窒素気流によって大気圧よりも上の最小限の値（約2 - 4 Torr）で安定化させることを可能にしている。換言すれば、バルブ１４４は、チャンバーから外気への流出を維持するために窒素の連続的な気流を提供するために続いている。
【００３８】
例えば処理された被加工品の除去に続いて、一旦、ロードロックのドアが閉まると、処理されていない被加工品が挿入されて、粗引きサイクル（the roughing cycle）（ポンプダウン）が開始する。粗さ（荒さ）は、バルブ１３０、１３２、１３４、１４４、１６０が閉鎖されたコントローラー＃１によって開示される。
【００３９】
１つまたは複数の注入に関する本発明について、これまで説明及び図示したが、本発明の請求項に記載の範囲内において置換及び修正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】支持体に搭載されたシリコンのような被加工品へのイオンビーム処理のためのイオン注入機の概略図である。
【図２】イオン注入機の真空環境へ搬入される、またはそこから搬出される被加工品を輸送するためのロードロックの概略図である。
【図３】本発明に用いるための通気プロセスについて示したフローチャートである。
【図４】ロードロック内の圧力対時間を示したタイミングチャートであり、一実施形態のシステム用のタイミングチャートであって、他のタイミングチャートも本発明の請求項の範囲を含まれるものである。
【図１】
2009534867.tif 000003
【図２】
2009534867.tif 000004
【図３】
2009534867.tif 000005
【図４】
2009534867.tif 000006
【国際調査報告】
2009534867.tif 000007
2009534867.tif 000008