(57)【要約】【課題】比較的高い温度およびエネルギーレベルに耐えることができ、かつスパッタリングのコンタミネーションの可能性を低減したウエハーホルダを提供すること。【解決手段】熱硬化性樹脂から形成されたウエハー保持構造であって、例えば、ＳＩＭＯＸウエハープロセスを含む半導体プロセスに用いられる。一実施形態では、ピンが、ウエハーの縁を受容するように構成され、ウエハーホルダ組立体に結合される。このピンは、導電材料で満たして、ウエハーとウエハーホルダ組立体との間に、グランドに接続できる電気経路を形成することができる。この構成により、イオン注入プロセスの際にウエハーからの放電を防止する導電経路が得られる。このピンは、ウエハーの局所的な熱の放散が起こらないように断熱特性および十分な硬度を有するが、ウエハーにマークを付けたり、他の損傷を与えない程度に軟質である。【選択図】図１
2007511899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハー保持ピンにおいて、
酸素イオンビームが照射されるウエハーを保持するように構成された先端部分であって、２５０℃〜６５０℃の温度の真空環境で使用するのに適し、かつ実質的に酸化することなく酸素イオンビームに耐えうる熱硬化性樹脂材料を含む、前記先端部分と、
ウエハー保持組立体に結合するように構成された基端部分と、
を含む、ウエハー保持ピン。
【請求項２】
請求項１に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記基端部分が前記熱硬化性樹脂材料を含む、ウエハー保持ピン。
【請求項３】
請求項１に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記ウエハー保持ピンが、前記ウエハーと前記ウエハー保持組立体との間に電気経路を形成する、ウエハー保持ピン。
【請求項４】
請求項３に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記ウエハー保持ピンが導電性である、ウエハー保持ピン。
【請求項５】
請求項４に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記ウエハー保持ピンが、導電材料で満たされた熱硬化性樹脂を含む、ウエハー保持ピン。
【請求項６】
請求項５に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記導電材料が金属化合物である、ウエハー保持ピン。
【請求項７】
請求項４に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記ウエハー保持ピンが導電コーティングを含む、ウエハー保持ピン。
【請求項８】
請求項４に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記ウエハー保持ピンが、１００オーム／ｃｍ未満のバルク抵抗を有する、ウエハー保持ピン。
【請求項９】
請求項１に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記先端部分から前記基端部分に向かって延びる長手方向の軸線をさらに含み、
前記先端部分が、フランジに結合された頭を有しており、この頭とこのフランジとの間にウエハー受容溝を備えており、このウエハー受容溝が、前記ウエハーの縁に係合するように構成されているとともに、少なくとも部分的に円柱状の内面を有する、
ウエハー保持ピン。
【請求項１０】
請求項９に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記フランジが、前記溝から離れる方向に傾斜している、ウエハー保持ピン。
【請求項１１】
請求項１０に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記傾斜の角度が、５度〜４５度の範囲である、ウエハー保持ピン。
【請求項１２】
請求項１に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記ウエハー保持ピンが、４００℃〜６２５℃の温度の真空環境で前記ウエハーを保持するように構成されている、ウエハー保持ピン。
【請求項１３】
請求項１に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記ウエハー保持ピンが、５００℃〜６００℃の温度の真空環境で前記ウエハーを保持するように構成されている、ウエハー保持ピン。
【請求項１４】
請求項１に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記ウエハー保持ピンが、０．５Ｗ／ｍ ｄｅｇ．Ｋ未満の熱伝導率を有する、ウエハー保持ピン。
【請求項１５】
請求項１に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記ウエハー保持ピンが、前記ウエハーにほぼ等しいか、またはそれも低い硬度を有する、ウエハー保持ピン。
【請求項１６】
請求項１５に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記ウエハー保持ピンが、モース硬度が６未満の硬度を有する、ウエハー保持ピン。
【請求項１７】
ウエハーホルダを含むイオン注入装置において、
ウエハー保持ピンの改善が、
ウエハーを保持するように構成された先端部分であって、２５０℃〜６５０℃の温度の真空環境で使用するのに適し、かつ実質的に酸化することなく酸素イオンビームに耐えうる熱硬化性樹脂材料を含む、前記先端部分と、
ウエハー保持組立体に結合するように構成された基端部分と、
を含む、
イオン注入装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載のイオン注入装置において、
前記イオン注入装置が、プラズマエッチング・システムおよびプラズマストリッピング・システムからなる群のいずれかを含む、イオン注入装置。
【請求項１９】
ウエハーホルダを含むイオン蒸着システムにおいて、
ウエハー保持ピンの改善が、
ウエハーを保持するように構成された先端部分であって、２５０℃〜６５０℃の温度の真空環境で使用するのに適し、かつ実質的に酸化することなく酸素イオンビームに耐えうる熱硬化性樹脂材料を含む、前記先端部分と、
ウエハー保持組立体に結合するように構成された基端部分と、
を含む、
イオン蒸着システム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のイオン蒸着システムにおいて、
前記イオン蒸着システムが、化学蒸着システム、イオン利用蒸着システム、およびスパッタリング蒸着システムからなる群のいずれかを含む、イオン蒸着システム。
【請求項２１】
ウエハー保持ピンにおいて、
ウエハーを保持するための先端部分であって、２５０℃〜６５０℃の温度の真空環境で使用するのに適し、かつ実質的に酸化することなく酸素イオンビームに耐えることができる熱硬化樹脂材料を含み、前記ウエハーとウエハー保持組立体との間に電気経路を形成するべく導電性である、前記先端部分と、
前記ウエハー保持組立体に結合するように構成された基端部分と、
前記先端部分から前記基端部分に向かって延びる長手方向の軸線と、
を含み、
前記先端部分が、フランジに結合された頭を有しており、この頭とこのフランジとの間にウエハー受容溝を備えており、このウエハー受容溝が、前記ウエハーの縁に係合するように構成されているとともに、少なくとも部分的に円柱状の内面を有する、
ウエハー保持ピン。
【請求項２２】
請求項２１に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記内面が、少なくとも４５度の方位角で軸を中心に径方向に対称である、ウエハー保持ピン。
【請求項２３】
請求項２２に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記フランジが前記頭よりも広い、ウエハー保持ピン。
【請求項２４】
請求項２１に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記基端部分が、ベース構造のウエハーホルダアームに係合するポストをさらに含む、ウエハー保持ピン。
【請求項２５】
請求項２１に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記先端部分が、導電性の充填剤をさらに含む、ウエハー保持ピン。
【請求項２６】
請求項２５に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記導電性の充填剤が炭素である、ウエハー保持ピン。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔発明の背景〕
本発明は、全体としてシリコンウエハー・プロセスに関し、詳細には、イオン照射および熱処理を受けるシリコンウエハーを保持するための装置に関する。
【０００２】
集積回路などのデバイスを形成するためにシリコンウエハーを製造するための様々な技術が知られている。ある技術では、ＳＯＩ（シリコン・オン・インシュレータ）デバイスとして知られる埋込み層デバイスを形成するためにシリコンウエハー内に酸素イオンを注入する。このようなデバイスでは、埋込み絶縁層が、薄いシリコン表面膜の下側に形成される。このようなデバイスは、従来のシリコンデバイスに比べて多数の潜在的な利点を有する（例えば、高速性能、高温性能、および高い放射線強度）。ＳＯＩデバイスでは、電気活性半導体材料の量が、バルクシリコンデバイスに比べて少ないため、漏れ容量、抵抗、および放射線感度などの寄生効果が減る傾向にある。
【０００３】
頭字語「ＳＩＭＯＸ（Separation by Implanted Oxygen）」として知られる周知の技術では、単結晶シリコン基板の薄い層が、埋込み誘電体層を形成するべく基板内に酸素イオンを注入することで基板のバルクから分離される。この酸素注入による分離技術（ＳＩＭＯＸ）では、埋込み二酸化シリコン層が表面層の電子デバイスに対して非常に有効な絶縁体として機能するヘテロ構造が得られる。
【０００４】
ＳＩＭＯＸプロセスでは、酸素イオンをシリコン内に注入し、次いで、この材料をアニールして、埋込み二酸化シリコン層すなわちＢＯＸ領域を形成する。このアニーリング処理で、酸素イオンが再分散し、シリコンと二酸化シリコンの境界が明確になり、これにより明確に画定されたＢＯＸ領域が形成され、イオン照射による表面シリコン層の損傷が緩和される。
【０００５】
ＳＩＭＯＸプロセスの際に、ウエハーは、比較的厳しい条件にさらされる。例えば、ウエハーは通常、イオン注入プロセスの際に約５００℃〜６００℃の温度まで加熱される。続くアニーリング温度は、通常は１０００℃を超える。これとは対照的に、殆ど従来のイオン注入技術では、１００℃を超える温度は許容されていない。加えて、ＳＩＭＯＸウエハーに対するイオン注入量は、１ｃｍ2当たり約１×１０18イオンであり、一部の周知の技術よりも２桁または３桁大きいであろう。
【０００６】
従来のウエハー保持装置は、ＳＩＭＯＸプロセスに関連した比較的高い温度に耐えることができないものが多い。極端な温度条件とは別に、回転式イオン注入システムには、安全なウエハーの保持の問題がある。さらに、金属が露出したウエハー保持構造は、イオンビームが金属のスパッタリングを誘導してウエハーのコンタミネーションが起こるため、ＳＩＭＯＸプロセスには適していない。加えて、ウエハー保持構造が熱膨張によって非対称に変形し、これにより、高温アニーリングの際にウエハー表面および／または縁が損傷して、ウエハーの完全性が損なわれ使用できなくなることがある。
【０００７】
従来の一部のウエハーホルダに関連した別の問題は、ウエハーの放電である。ウエハーホルダが電気絶縁材料から形成されている場合、ウエハーは、イオンビームにさらされると帯電する。このような電荷の蓄積により、イオンビームの空間電荷が奪われて電子が中性になり、イオン注入プロセスが妨げられる。また、ウエハーに蓄積された電荷が、アークによって近くの物体に放電され、このアークにより、ウエハーが汚染されたり、損傷したりすることがある。
【０００８】
従来の回転式イオン注入システムのウエハーホルダに関連した別の問題は、ウエハーを確実かつ効率的に保持できないことである。回転式システムでかけられる遠心力に対してウエハーを確実に保持できないと、ウエハーが損傷することになる。ウエハーがウエハーホルダ内に不正確に配置されて保持されると、ロード、アンロード、およびイオン注入プロセスの際に、ウエハーがウエハーホルダ組立体から落下したり、損傷したりすることがある。
【０００９】
ウエハーが確実に保持された場合であっても、イオン注入プロセスの際に、多くの技術によりウエハーが別の損傷を受ける。例えば、ウエハーを保持している保持ピンが潰れると、ちょうどヒートシンクのように局所的に熱ドリフトが起こり、これによりウエハーの完全性が損なわれる。硬質材料からなるウエハー保持ピンは、ウエハーにマークを残すことがあり、軟質材料からなるウエハー保持ピンは、ウエハーに貼り付くことがあり、いずれも望ましくない。
【００１０】
ミアーズ（Mears）らによる米国特許第４，８１７，５５６号に、ウエハーを保持する装置が開示されている。ミアーズは、ウエハーの縁面に横方向の圧力を加える複数のフィンガーを含むコレットを利用している。ミアーズは、ウエハーの縁全体に接触することには言及しているが、接触面積を低減する重要性については述べていない。ミアーズの装置のフィンガーは、ウエハーの縁と面一であるため、接触面積が増大し、フィンガーとウエハーとの間にアークが発生しうる。具体的には、フィンガーとウエハーの接触領域におけるどの間隙（例えば、顕微鏡的間隙など）も、ウエハーを損傷させる静電放電を開始しうる。
【００１１】
従来の一部のウエハーホルダに関連した別の問題はシャドーイングである。シャドーイングは、ウエハーホルダ構造がイオンビームの経路を妨害した時に起こり、これにより、陰になったウエハー部分のイオン注入が妨げられる。このような使用可能なウエハー表面積の減少は、構造部品の形状を小さくしていないウエハーホルダに共通の問題である。
【００１２】
したがって、ＳＩＭＯＸウエハープロセスに関連した比較的高い温度およびエネルギーレベルに耐えることができ、かつスパッタリングのコンタミネーションの可能性を低減したウエハーホルダが要望されている。加えて、アークを低減し、シャドーイングを軽減し、そして単純なウエハー保持能力を備えたウエハー保持ピンも要望されている。
【００１３】
〔発明の概要〕
本発明は、高温の半導体プロセスの際に、構造の完全性を維持するとともにウエハーにおける電荷の蓄積を防止するポリマーウエハー保持構造を提供する。熱硬化性ポリマー材料は、例えば、約２５０℃の高温で行われる半導体製造プロセスに適していないと考えられていたが、真空条件で行われる場合は、熱硬化性ポリマーが、実際には６００℃またはそれ以上の温度に変性することなく耐えることを見出した。
【００１４】
本発明は、ＳＩＭＯＸウエハープロセスに関連付けて主に図示および説明してきたが、ウエハー保持ピンが、基板へのイオンの注入および一般的なウエハープロセスに関連した他の用途にも利用できることを理解されたい。
【００１５】
本発明の一態様では、熱硬化性樹脂材料から形成されたウエハー保持ピンは、約２５０℃〜約６５０℃の温度の真空環境でウエハーを保持するために用いることができる。熱硬化性材料は、実質的に酸化することなく酸素イオンビームに耐えることができる。このピンは、先端部分および基端部分を有し、この先端部分は、ウエハーの縁を受容する大きさおよび形状の溝によってウエハーを保持するように構成することができる。この基端部分は、ウエハー保持組立体に結合するように構成されている。
【００１６】
より具体的には、本発明のピンは、フランジに結合された頭を有する先端部分を含む。この先端部分は、この頭とこのフランジとの間にウエハー受容溝を有する。このウエハー受容溝は、ウエハーの縁に係合するように構成されており、少なくとも部分的に円筒状の内面を有する。この内面は、少なくとも４５度の方位角で軸を中心に径方向に対称にすることができる。
【００１７】
本発明の別の態様では、ウエハー保持ピンは、グランドに接続することができるウエハーから組立体への導電経路を形成する。ウエハーを接地することにより、ウエハーにおけるあらゆる電荷の蓄積が防止され、イオン注入プロセスの際に、損傷を引き起こしうるウエハーからのアークの発生が防止される。例示的な実施形態では、ピンは、例えば、炭素などの導電材料で満たされる。この導電材料により、ウエハー保持ピンが導電性となり、最適なＳＩＭＯＸウエハープロセス条件を達成できる。
【００１８】
本発明のさらに別の態様では、ウエハー保持ピンは、ウエハーからの放電の可能性を低減するのに有効な形状を有する。一実施形態では、このピンは、ウエハー保持組立体のウエハー保持アームの先端部に結合する基端部分、およびウエハーを保持する先端部分を有する。一実施形態では、ウェッジ状の上側部分とテーパ表面との間に設けられた弧状ウエハー受容頚部を有する。このピンの上側部分の形状により、ウエハーに近接したピンの材料が低減され、これにより、イオン注入の際にウエハーとピンとの間のアークの発生の可能性が減少する。
【００１９】
本発明の別の態様では、ウエハー保持ピンは、正確な位置合わせの必要性を低くするとともに、ウエハーの保持をより単純にする形状を有する。これらのピンにより、ウエハーホルダ内へのウエハーの配置、およびウエハーホルダ組立体へのピンの結合が容易になる。一実施形態では、これらのピンは、ウエハー保持組立体のベース構造に結合する基端部分、ウエハーを保持する先端部分を有する。さらに、ピンの先端部が、先端部分から基端部に向かって延びた長手方向の軸線によって画定されている。先端部分は、長手方向の軸線（またはこの軸線に平行な線）を中心に少なくとも部分的に径方向に対称であり、頭とフランジとの間にウエハー受容溝を備えている。このウエハー受容溝は、ウエハーの縁の上部と底部のみに接触するのが好ましい。
【００２０】
先端部分の円柱状の対称性により、ピンとウエハーとの位置合わせの精度が低くて済む。ピンは、広範な角度で近づくウエハーに係合することができる。従って、径方向の対称性により、ピンをウエハー保持組立体の他の要素に取り付ける際に、ピンの位置合わせの精度が低くて済む。
【００２１】
加えて、ウエハー受容溝は、ウエハーの縁と接触するピンの面積が小さくなるようにウエハーの縁の上部および底部と接触する。これにより、イオン注入プロセスの際に、ウエハーの縁とピンとの間でアークが発生しにくくなる。
【００２２】
先端部分の頭の形状は、ウエハーに近接したピンの材料を減らしてピンの形状を縮小するのに有効である。これは、アークの発生を減少させる効果だけではなく、シャドーイングを低減する効果もあり、ウエハーの全表面積のイオン注入が促進される。
【００２３】
本発明のさらなる態様では、ウエハー保持組立体を備えたイオン注入装置は、約２５０℃〜約６５０℃の範囲の温度の真空環境で使用するのに適し、かつ実質的に酸化することなく酸素イオンビームに耐えることができる熱硬化性樹脂材料からなるピンを用いる。
【００２４】
本発明は、添付の図面を参照しながら以下の説明を読めばより良く理解できるであろう。
【００２５】
〔詳細な説明〕
本発明は、真空または減圧環境下での比較的高いイオンビームエネルギーおよび温度が用いられるＳＩＭＯＸウエハープロセスで使用するのに好適なウエハー保持ピンを提供する。一般に、ウエハー保持ピンは、ＳＩＭＯＸウエハープロセスに関連した極端な条件の際に、その完全性を維持し、かつウエハー損傷のリスクを低減する構造を有する。このウエハー保持ピンは、イオン注入プロセスの際にウエハーの帯電およびアークの可能性を防止するためにウエハーからグランドへの電気経路を形成するべく導電材料で満たすことができる熱硬化性樹脂から形成することができる。
【００２６】
図１および図２は、本発明に従ったウエハー保持ピンを用いるのに適したウエハーホルダ組立体１００を示している。この組立体は、実質的に互いに平行であって所定距離、離間した第１の主構造レール部材１０２および第２の主構造レール部材１０４を含む。図示されている例示的な実施形態では、主構造部材１０２および１０４は概ねＣ型である。第１のウエハー保持アーム１０６が、ホルダ組立体の先端部１０８に回動可能に取り付けられ、第２のウエハー保持アーム１１０が、組立体の概ね基端側の部分１１２で組立体に回動可能に取り付けられている。
【００２７】
第１のアーム１０６は、それぞれが先端部１２０および１２２まで延びている第１の部分１１６および第２の部分１１８を有する横部材１１４を含む。ウエハー保持ピン１２４および１２６はそれぞれ、第１のアーム部分の先端部１２０および第２のアーム部分の先端部１２２に取り付けられている。第１のアーム１０６は、第１および第２の主構造部材１０２および１０４に概ね平行な第１の軸線１２８を中心に回動可能である。第１のアーム１０６が第１の軸線１２８を中心に回動できるため、第１および第２のアーム部分は、離間したウエハー保持ピン１２４および１２６によってウエハーの縁に実質的に等しい圧力を加えることができる。
【００２８】
第２のアーム１１０は、ウエハーのロードおよびアンロードを容易にするために主構造部材１０２および１０４にほぼ垂直な第２の軸線１３０を中心に回動可能である。ウエハー保持ピン１３２が、第２のアームの先端部１３４に取り付けられており、第１のアーム１０６に取り付けられたピン１２４および１２６とともに、３つの離間した接触点で所定の位置にウエハーを確実に保持できる。
【００２９】
一般に、ウエハーの周囲におけるピンの配置は、ホルダ組立体に対してウエハーの向きを合わせるために用いられるウエハーにおけるノッチすなわち「有意な平坦部」によって限定されている。一部のプロセス技術では、ドーピングレベルを均一にするために、例えば、注入プロセスの際に１または複数回、ウエハーを４分の１回転させることを含む。
【００３０】
ウエハーホルダ組立体は、従来のファスナーおよび／または接着材を用いずに、組立体の部品を互いに固定するために一連の保持部材をさらに含むことができる。接着材は、イオン注入プロセスの際に気化してガスを放出し、ウエハーを汚染しうることを理解されたい。同様に、露出した金属ねじ、ナット、ボルト、およびリベットなどの従来のファスナーも、ウエハーを汚染しうる。加えて、このような装置は、組立体の重大な欠陥を引き起こす不適当な熱膨張率を有しうる。
【００３１】
一実施形態では、組立体は、第１のアーム１０６を組立体に結合する先端保持部材１３６、および組立体の中間部分１４０における第１および第２の主構造部材１０２および１０４の間隔を維持するために組立体の底部に取り付けられた中間保持部材１３８を含む。組立体は、さらに、その基端部１１２において構造部材を所定の位置に固定する基端保持部材１４２を含むことができる。
【００３２】
図３‐図７（ウエハー保持ピンは不図示）は、図１および図２とともに、ウエハーホルダ組立体構造の詳細を示している。第１のアーム１０６は、横部材１１４（図３および図４）から垂直に延びた支持部材１４４を含む。支持部材１４４は、中間部分１４６および弧状結合部材１４８を含む。軸受け部材１５０が、支持部材１４４の中間部分１４６における長手方向の孔１５２を貫通している（図３および図４）。
【００３３】
第１の交差部材１５４が、主構造部材１０２および１０４の先端部１５６および１５８に係合可能であり、第２の交差部材１６０が、第１の交差部材１５４から所定の距離で主構造部材に係合可能である（図５および図６）。第１および第２の交差部材１５４および１６０は、主構造部材１０２および１０４の対向した縁に係合するように構成されている。係合部品を受容するために様々な部品にノッチを形成できることを理解されたい。第１および第２の交差部材１５４および１６０はそれぞれ、軸受け部材１５０の端部を受容するために孔１６２および１６４を含む（図７）。一実施形態では、軸受け部材は、交差部材１５４および１６０の開口内に配置されたそれぞれのスリーブ部材１６６および１６８内に受容される端部を有するロッドである。スリーブ部材１６６および１６８により、第１のアームの回動の際のグラファイトとグラファイトの接触による粒子の発生が最小限になるとともに、第１のアーム１０６の自由な回動が可能となる。一実施形態では、スリーブは、酸化アルミニウム（サファイア）などの硬質の絶縁材料から形成される。
【００３４】
図８は、図１および図２とともに、主構造部材１０２の一方に結合するための第１のノッチ１７２および第１のアームの結合部１４８（図３）に係合する第２のノッチ１７４を備えた第１の端部１７０を有する先端保持部材１３６の詳細を示している。先端保持部材１３６の第２の端部１７６は、組立体の中間部分１４０に係合可能である。組立体に対する第２の端部１７６の係合を容易にするために、主構造部材１０２および１０４に凹部１７８を形成することができる（図１）。
【００３５】
図９および図１０はそれぞれ、螺旋ばね１３６’およびベローズ１３６’’の形態の先端保持部材の代替の実施形態を示している。当業者であれば、保持部材の形状を容易に変更できることを理解できよう。
【００３６】
一実施形態では、先端保持部材１３６は、支持部材の結合部材１４８に対して矢印１８０（図５）によって示されている方向に力を加えるために張力がかかっている。先端保持部材１３６によって加えられる力は、第２の交差部材１６０に対して支持部材の頚部１８２（図３）を押圧する。加えられる力はまた、第２の交差部材１６０が支持部材１４４のてことして機能するため、軸受け部材１５０を介して主構造部材１０２および１０４に対して第１の交差部材１５４を押圧する。しかしながら、横部分１１４および第１のアームの支持部材１４４は、第１および第２のアーム部分１１６および１１８の先端部におけるピン１２４および１２６が実質的に同じ圧力をウエハーに加えるように、第１の軸線１２８すなわち軸受け部材１５０を中心に自由に回動する。
【００３７】
図１１および図１２（底面図）は、図１および図２とともに、ウエハーホルダ組立体１００の第２の基端部分１１２のさらなる詳細を示している。図１１は、見易くするために第２の主構造部材１０４を示していない。第１および第２のストッパー部材１８４（図１）および１８６がそれぞれ、主構造部材１０２および１０４から延びている。例示的な実施形態では、第２のアーム１１０は、付勢部材１９０によってストッパー部材１８４および１８６の端部に対して付勢されたウイング部分１８８（図１）を含む。一実施形態では、第２のアーム１１０がストッパー部材１８４および１８６に対して押圧され、例えばウエハー保持位置にくるように、付勢部材１９０が圧縮された状態である。付勢部材１９０は、第１の構造部材１０２に係合する第１の端部１９４および第２の構造部材１０４に結合する第２の端部１９６を有するＵ型外側部分１９２を含む（図１２）。第２の付勢部材のばね部分１９８は、第２のアーム部材１１０に当接している一方の端部、およびＵ字型外側部材１９２の底部から延びた他方の端部を含む。
【００３８】
第２のアーム１１０は、主構造部材１０２および１０４に対して実質的に直角な第２の軸線１３０に配置された第２の軸受け部材２００を中心に底部で回動する。第２の軸受け部材２００は、その各端部が各主構造部材１０２および１０４内に挿入されたスリーブ内に受容され、第２のアームの孔を貫通している。第２のアーム１１０の回動は、主構造部材１０２および１０４から延びたそれぞれのブレース部材２０２および２０４によって制限されている。
【００３９】
図１３（底面図）は、図１および図２とともに、組立体の中間部分１４０における主構造部材１０２および１０４に係合している中間保持部材１３８のさらなる詳細を示している。中間保持部材１３８は、第１および第２の対向したＵ型外側部材２０６および２０８を含み、これらの部材の間にばね部材２１０が延在している。第１の外側部材２０６は、主構造部材１０２および１０４の底部に形成された対応するノッチ突出部２１６および２１８に係合する第１および第２のアーム２１２および２１４を有する。同様に、第２の外側部材２０８はノッチ突出部２２０および２２２に係合可能なアームを含む。一実施形態では、Ｕ型外側部材２０６と２０８は、突出部に係合し易いように互いに離れる方向に付勢されている。適切に配置されると、外側部材２０６および２０８が解放され、ばね部材２１０により、外側部材が突出部に対して付勢される。中間保持部材１３８は、第１の主構造部材１０２と第２の主構造部材１０４との間の間隔の維持、ならびに組立体全体の機械強度の改善に有効である。
【００４０】
図１４は、ウエハーホルダ組立体の基端部分１１２に構造剛性を付与する基端保持部材１４２を示している。一実施形態では、基端保持部材１４２は、ばね部材２２８に結合された上側部材２２４および下側部材２２６を含む。ばね部材２２８は、張力がかかるように主構造部材に係合させることができる。基端保持部材１４２は、スロット２３２が形成された突出部材２３０を含むことができる。
【００４１】
図１５に示されているように、組立体１００は、一連のウエハーホルダ組立体を保持できる回転式ハブ組立体２５０に係合可能である。シールド２５２を組立体の基端部分１１２に取り付けて、組立体の露出した部分をビームの衝突から保護することができる。シールド２５２は、イオン注入プロセスの際に、組立体の構成部品、ならびに組立体のハブ２５０への取付けに用いられるあらゆる金属部品のスパッタリングを防止する。加えて、組立体の構成部品は、イオンビームの直接照射によって加熱されないで済む。一実施形態では、シールド２５２の縁が、基端保持部材１４２に設けられたスロット２３２（図１４）内に保持される。
【００４２】
シールド２５２は、組立体の構成部品をビームの衝当から効果的に保護する様々な形状にできることを理解されたい。一実施形態では、シールド２５２は、組立体の保護される部分を広くするために第２のウエハー保持アーム１１０に近接して弧状の縁２５４を備え、実質的に平坦である。
【００４３】
さらに、シールドは、好適な剛性を有するとともにイオンビームに対して不透明な様々な材料から形成できることを理解されたい。材料の一例として、シリコンウエハーに類似した特性を有するシリコンを挙げることができる。
【００４４】
ウエハー保持アームの端部に結合されたウエハー保持ピン１２４、１２６、および１３２は、ウエハーをウエハーホルダ組立体１００に接触させて保持するように構成されている。一般に、垂直の向きを含む様々な向きにウエハーが動かされるロード工程およびアンロード工程の際に、ウエハー保持ピンは、ウエハーをホルダ組立体内に維持するために十分な圧力を加えるべきである。しかしながら、ウエハーに対する過度の圧力は、ウエハー表面および／または縁に対する損傷が後の高温アニーリングプロセスでスリップ線を引き起こしうるため、避けるべきである。加えて、ウエハー保持ピンは、組立体からウエハーを電気的に絶縁すべきでない。さらに、ウエハー保持ピンは、ウエハーの汚染を最小限にし、かつヒートシンクとして機能しないように断熱性である材料から形成されるべきである。
【００４５】
好適な実施形態では、ウエハー保持ピンは、所定の特性を有する熱硬化性ポリイミド樹脂を含む材料から製造される。このような材料は、低摩擦および良好な硬度などの優れた機械特性を有することができ、機械加工が容易であり、金属を殆ど含まない。熱硬化性ポリマー材料は、例えば２５０℃の高温で処理される半導体製造プロセスには適していないと通常は考えられていたが、真空条件化で処理される熱硬化性ポリマーが、変性することなく、６００℃またはそれ以上の温度に実際には耐えうることが見出された。従って、この発見により、熱硬化性樹脂からなるウエハー保持ピンを、ＳＩＭＯＸプロセスなどで、イオン注入装置内で用いることができる。
【００４６】
本発明に有用は好適なポリマーの１つの種類は、優れた耐熱性、耐化学性、および機械特性を有するポリイミド類である。ポリイミド類は、芳香族カルボン酸と芳香族アミンを重縮合させて得ることができる。ここで用いるある樹脂は、その主鎖にイミド結合を有するが、主鎖にイミド結合およびアミド結合を有するポリアミドイミド樹脂も用いることができる。Ｖｅｓｐｅｌ（登録商標）ポリイミド（ウィルミントン・デラウエアに所在のデュポン社（Dupont））、特にＶｅｓｐｅｌ（登録商標）ＳＣＰ類の樹脂が、本発明に有用なポリマー材料の例である。
【００４７】
ここに開示したポリイミド樹脂は、イオン注入室での高温の条件下では溶融または分解せず、広範な温度範囲で良好な摩擦特性および磨耗特性を有し、ウエハーを保護する。さらに、硬化した樹脂は、ウエハーにマークがつかない十分な柔軟性を有するとともに、ウエハーの縁に対して大きく潰れて係合しないウエハーを保持する十分な硬さを有する。例えば、好適な実施形態では、樹脂は、モース硬度が約７〜約１の範囲の硬度を有するが、ウエハーを保持するために必要な力がかかった時にピンが潰れるのを防止するのに少なくとも十分な硬さである。より好ましくは、樹脂の硬度は、モース硬度で約６〜約２の範囲とすることができる。一般に、樹脂の硬度は、モース硬度で約６未満とすべきである。
【００４８】
ピンがウエハーの縁に適合すると、ウエハーの加熱の際に局所的な熱の差が生じうることを理解されたい。従って、ここに開示したポリイミド樹脂は、ウエハーの処理の際に、局所的な冷却を完全に排除する、または実質的に緩和するために十分な断熱性を有する。好適な実施形態では、例えば、樹脂は、約１．０Ｗ／ｍ ｄｅｇ．Ｋ〜約０．０１Ｗ／ｍ ｄｅｇ．Ｋの範囲の熱導電率を有することができる。一般に、樹脂の熱伝導率は、約０．５Ｗ／ｍ ｄｅｇ．Ｋ未満とすべきである。
【００４９】
ここで用いる語「熱硬化性樹脂」、「熱硬化性ポリマー」、および同様の派生語は、加熱されると硬化し、容易には形を変えることができないポリマー材料を含むものとする。このような樹脂の例として、限定するものではないが、ポリイミド（例えば、Ｖｅｓｐｅｌ（登録商標））、ポリエーテルエーテルケトン（Polyetheretherketone）（例えば、ＰＥＥＫ‐ＨＴ（登録商標）およびＰＥＥＫ‐ＣＯＰＹＥＸＡＣＴ（登録商標））、ポリアミド‐イミド（例えば、Ｔｏｒｌｏｎ（登録商標））、ポリベンゾイミダゾール（例えば、Ｃｅｌａｚｏｌｅ（商標））、およびポリエーテルイミド（例えば、Ｕｌｔｅｍ（登録商標））を挙げることができる。
【００５０】
しかしながら、熱硬化性樹脂は通常、導電性ではなく、純粋の形態で使用すると、電荷が蓄積され、イオン注入室内においてウエハーと他の要素との間でアークが生じうる。注入システムでは、ここで使用する樹脂を導電材料で満たして、ウエハーとウエハー保持アームとの間に電気経路を形成し、アークのリスクを軽減または排除することができる。この目的に適した材料には、炭素含有化合物を含む金属化合物が含まれる。これに加えてまたは別法では、樹脂ピンは、導電コーティングを施すことができる。樹脂ピンは、約１５０オーム／ｃｍ〜約１０オーム／ｃｍの範囲のバルク抵抗を有しうる。より一般的には、樹脂ピンは、約１００オーム／ｃｍ未満のバルク抵抗を有し、アークを防止する、または実質的に低減することができる。
【００５１】
図１６Ａおよび図１６Ｂは、本発明に従ったウエハーホルダ組立体に使用するのに適したウエハー保持ピン３００を示している。このピンは、ウエハーの縁を保持するように構成された形状の先端部分３０２、およびウエハーアーム１０６および１１０（図１）の端部に形成された対応する通路に相補的な形状の基端部分３０４を有する。様々な形状および表面構造を用いて、ウエハー保持アームにピン３００をしっかりと取り外し可能に係合させることができることを理解されたい。
【００５２】
ピンの先端部分３０２は、ピンの弧状ウエハー保持溝３０８から延びたリッジ３０６を含む。テーパ表面３１０が、溝３０８から基端方向に延びている。図１７に示されているように、ピンは、ウエハー３５０の上部３５２および底部３５４に接触して、注入プロセスの際にホルダ組立体が回動する時にウエハーの移動および／または振動を防止すべきである。加えて、テーパ表面３１０は、ウエハーのロード工程の際に、まずウエハーの縁が接触し、リッジ３０６に当たるまでウエハーがスライドするランプを備えている。
【００５３】
図１８‐図２３は、形状がより制限された本発明に従ったウエハー保持ピン４００を示している。このピン４００は、ウエハーを保持するための先端部分４０２、およびアームの端部に結合するための基端部分４０４を含む。ピンの先端部分４０２は、ウエハーからピンへの放電のリスクを低減するためにウエハーの縁に近接したピンの材料を最小限にするべく丸くなっている。加えて、ピンの形状は、ウエハーとピンの接触部分を除き、ウエハーの縁とピンとの距離を最大限にするように最適化されている。さらに、ピン４００のウエハー接触部分は、ウエハーとピンとの間の電位差によって生じる電界を最小限にするために平滑にすべきである。ピンは、ウエハーとピンとの接触面積を最小限にすべきである。
【００５４】
ピンの先端部分４０２は、ウェッジ状の上側部分４０８とテーパ表面４１０との間に設けられたウエハー受容溝または頚部４０６を含む。頚部４０６は、ウエハーの縁とピンとの間の接触面積を最小限にするために弧状にすることができる。頚部４０６を含む上側部分４０８は、ウエハーとピンとの間のアークを防止するためにウエハーの縁に近接したピンの材料を減らすために、点または縁４１２に対してテーパ状にすることができる。
【００５５】
「ウェッジ状」は、ピンの上側部分に対する様々な形状を含むように広く解釈されるべきであることを理解されたい。一般に、ウェッジ状の上側部分は、組立体に保持されるウエハーの中心に最も近い点から広がっている。形状の例として、三角形、弧状、および多角形を挙げることができる。
【００５６】
図２４Ａ‐図２４Ｃは、本発明に従った別のウエハー保持ピン４１４を示している。ピン４１４は、ウエハー４１６を保持するための先端部分４２４、ウエハーホルダアームに結合するための基端部分４２８、先端部分４２４から基端部分に向かって延びている長手方向の軸線４２６を含む。基端部分４２８は、ウエハーホルダアームに係合するポストとすることができる。先端部分４２４は、頭よりも広いフランジ４２２に結合された頭４２０を有する。例えば、ピンが概ね円柱状の場合、フランジは、頭４２０の半径よりも大きい半径（例えば、１．５倍以上）を有することができる。丸い形状のウエハー受容溝４１８が、頭４２０とフランジ４２２との間に設けられている。先端部分４２４のこの丸みまたは対称性により、ウエハーの近づく方向に関係なく、ウエハー４１６を保持するための湾曲したウエハー接触部分が得られる。先端部分のウエハー接触部分を全ての面で均一にできるため、ピンを位置合わせする際の精度が低くて済む。
【００５７】
図２４Ｂは、図２４Ａに示されている同じピン４１４の平面図である。ピン４１４の形状により、ウエハーホルダ内でのウエハーの配置、およびウエハーホルダ組立体に対するピンの取付けが容易になる。具体的には、ピン４１４の形状により、シャドーイングが減少し、放電が減少し、そしてウエハーの保持が確実になるとともに、ウエハーホルダアームへのピン４１４の取付けおよび位置合わせの際の精度が低くて済む。平面図４３０に示されているように、先端部分は、例えば、長手方向の軸線４２６を中心に対称な円柱状にすることができる（長手方向の軸線は、ピン４１４の本体を通るように図２４Ｂに示されているが、ピン本体が長手方向の軸線を通らないようにずらすこともできることを理解されたい）。
【００５８】
対称性の結果として、先端部分４２４が、一実施形態では全ての面で均一にできるウエハーとピンの接触面として機能する。ウエハー４１６が湾曲した面４１８に近づく方向に関係なく、先端部分４２４の径方向の対称性により、ウエハーを確実に保持することができる。このウエハーの確実な保持に加えて、径方向に対称な先端部分４２４により、ピンの位置合わせの精度を低くすることができる。ピン４１４は、広範な角度で近づくウエハー４１６に係合することができる。従って、径方向の対称性により、ピン４１４をウエハー保持組立体の他の要素に取り付ける際に、ピン４１４の位置合わせの精度が低くて済む。
【００５９】
図２４Ｃは、ウエハー４１６が溝４１８に配置された図２４Ａのピン４１４の断面図である。頭４２０は、図示されているように、ウエハーの接触点４１８Ａに丸い縁４２０Ａを備えるようにし、形状を小さくして、ウエハーの縁を覆うピンの材料の量を減らしている。例示されているように、頭４２０は、溝を形成するべく軸線４２６に対して４５度の角度でテーパ状になっているが、この角度は、ウエハー４１６およびピン４１４の寸法によって変更することができる。この形状を小さくした頭４２０により、イオンビームの経路を妨げられず、シャドーイングが軽減される。これはまた、通常はイオンビームがピン（またはホルダ組立体の露出した部分）に衝当して起こるスパッタリングを低減する効果もある。加えて、ウエハーの縁に近いピンの材料の低減により、イオン注入プロセスの際に起こりうるウエハー４１６とピン４１４との間のアークが軽減される。
【００６０】
頭４２０とフランジ４２２との間に設けられたウエハー受容溝４１８は、ウエハーの移動を防止するためにウエハー４１６を受容して保持する。溝４１８の丸い形状と内側の直径により、ウエハーの縁の上部および底部が点４１８ａおよび４１８ｂへのみ接触し、これによりウエハーの縁と湾曲した面４１８との間の接触面積を低減できるようにするのが好ましい。フランジ４２２は、ウエハー４１６とピン４１４との間の接触をさらに減らすために、通常は溝４１８から離れる方向にテーパになっている。例えば、図示されているように、フランジ４２２は、約５度の角度で溝４１８から離れる方向にテーパになっている。この角度は、ウエハーの厚みおよび溝の大きさによって変更することができる。
【００６１】
当業者であれば、上記説明し図示した均一な接触面のみが例として示されていることを理解できよう。全ての面において均一でないウエハー接触面を有するピンの構造も本発明の範囲内である。
【００６２】
図２４Ｄは、図２４Ａ‐図２４Ｃに例示されているようなウエハー保持ピン４１４Ａ‐４１４Ｃを含む、本発明に従ったウエハー保持組立体４５０の好適な実施形態を示している。組立体４５０は、カップラー４５６（例えば、図１５を用いて説明した回動可能なハブ組立体２５０に結合する）およびウエハー保持ピン４１４Ａを備えた基端部分４５４を有する実質的に硬質の構造レール部材４５２を含む。このレール部材の先端部分４５８は、好ましくは２つである複数のウエハー保持ピン４１４Ｂおよび４１４Ｃを有することができる。先端部分および基端部分は、１つの構造レールから形成されるとして例示されているが、好適な実施形態では、先端部分は、基端部分に結合させる、または取外し可能に取り付けることができる。取外し可能に取り付ける場合、先端部分を、選択した用途に適した他の構造に交換できるという柔軟性が得られる。
【００６３】
例示されている構造レール部材４５２は、それぞれがウエハー保持ピン４１４を受容する大きさおよび形状の複数のピンソケット４６０を有する。各ピンは、スナップ式、摩擦式、ねじ式、または他の方法などの様々な手段を用いてソケット内に固定することができる。しかしながら、このような固定手段は、ピンと構造レールとの間を電気的に結合してウエハーとレール部材との間に電気経路を形成するが好ましい。
【００６４】
例示されている３つのソケット４６０は、三角形のパターンでウエハーを保持するべくレール部材４５２に配置されている。具体的には、２つのソケット４６０Ａおよび４６０Ｂが先端部分４５８に配置され、１つのソケット４６０Ａがレール部材の基端部分４５４に配置されている。ばね組立体４６２をソケット４６０Ａに結合させて、ソケット４６０Ａを先端部分に向かって付勢し、取外し可能にウエハーを固定することができる。４つまたはそれ以上のウエハー保持ピンを有する他の構成も可能である。
【００６５】
例示されている形態では、組立体４５０は、直径が３００ｍｍのウエハーに用いる大きさである。様々な大きさの組立体を、ウエハー製造装置のサイズなどの制限内で様々な大きさのウエハーに用いることができることを理解されたい。
【００６６】
当業者であれば、上記説明し図示した均一な接触面のみが例として示されていることを理解できよう。全ての面において均一でないウエハー接触面を有するピンの構造も本発明の範囲内である。
【００６７】
図２５では、長手方向の軸線がピンの全長に亘っては延びていないが、ウエハー接触面を示すことができる軸を画定している円柱状に対称なピン４１４Ａの別の実施形態が示されている。さらに、図２６、図２６Ａ、および図２６Ｂに示されているように、ウエハー接触面は、例えば、少なくとも４５度である３６０度未満の方位角で延在することができる。この実施形態では、先端部分４２４は、全ての面において均一であるウエハー接触面を有していない。むしろ、ウエハー接触面は、３６０度未満であるαによって示されている角度で点４２０Ａから点４２０Ｂまで単純に延在することができる。図示されているように、進入するウエハー４３４の縁４３６が、４２０Ａおよび４２０Ｂによって画定されるウエハー接触面の十分に境界内である４３８で先端部分４２４によって保持される。ウエハー接触面が、ウエハー４３４を保持するために必要な幅よりも広いため、ピンを位置合わせするために必要な精度が厳密でない（この実施形態では、径方向の対称性を画定する長手方向の軸線が、ピン本体の外側に延びている）。
【００６８】
本発明のさらなる態様では、ピン以外の様々な部品の材料は、例えば、機械的耐久性、導電性、および最少粒子などの組立体の所望の特徴を得られるように選択される。主構造部材、保持部材、および付勢部材の材料の例として、炭化チタンでコーティングすることができる炭化シリコン、グラファイト、およびガラス質、すなわち真空含浸グラファイトを挙げることができ、実際には、ウエハー保持ピンを用いて説明したような熱硬化性樹脂を含む材料とすることができる。グラファイト保持装置および付勢部材は、ワイヤ電子放電装置（ワイヤＥＤＭ）、レーザー加工、および従来の切削技術を用いてグラファイトシートから製造することができる。
【００６９】
グラファイト付勢部材および保持部材は、様々な温度に対して安定、すなわち不変のばね定数を維持する。これにより、ウエハー保持組立体を、イオン注入プロセスの際に起こりうる６００℃以上の温度での使用に備えて室温で調節することができる。また、グラファイト部品は、たとえ軸受け部材に対して絶縁スリーブを用いる場合であっても、ウエハー保持ピンを介してウエハーを接地するための導電経路を形成する。
【００７０】
本発明のウエハー保持ホルダ組立体は、ＳＩＭＯＸウエハープロセスに関連した比較的高い温度およびイオンビームエネルギーに耐える構造を提供する。加えて、イオンビームがシリコンのみに衝当するため、炭素のコンタミネーションおよび粒子の生成が最小限になる。さらに、ウエハーからの放電の可能性を、組立体の部品に対する導電材料／コーティングの選択、および／またはウエハー保持ピンの形状の選択によって最小化できる。
【００７１】
主にイオン注入プロセスに関連付けて説明してきたが、本発明のウエハー保持構造が、プラズマ蒸着、反応性イオン蒸着、高温化学蒸着、およびスパッタリングなどの他の高温の半導体または材料のプロセスに用いることができることを理解されたい。当業者であれば、上記した実施形態に基づいた本発明のさらなる特徴および利点を理解できよう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定したものを除き、図示および例示されたものに限定されるものではない。ここで言及した全ての刊行物は、言及することを以ってその全体を本明細書の一部とする。
【００７２】
〔実施の態様〕
（１）ウエハー保持ピンにおいて、
酸素イオンビームが照射されるウエハーを保持するように構成された先端部分であって、約２５０℃〜約６５０℃の温度の真空環境で使用するのに適し、かつ実質的に酸化することなく酸素イオンビームに耐えうる熱硬化性樹脂材料を含む、前記先端部分と、
ウエハー保持組立体に結合するように構成された基端部分と、を含む、ウエハー保持ピン。
（２）実施態様（１）に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記基端部分が前記熱硬化性樹脂材料を含む、ウエハー保持ピン。
（３）実施態様（１）に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記ウエハー保持ピンが、前記ウエハーと前記ウエハー保持組立体との間に電気経路を形成する、ウエハー保持ピン。
（４）実施態様（３）に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記ウエハー保持ピンが導電性である、ウエハー保持ピン。
（５）実施態様（４）に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記ウエハー保持ピンが、導電材料で満たされた熱硬化性樹脂を含む、ウエハー保持ピン。
【００７３】
（６）実施態様（５）に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記導電材料が金属化合物である、ウエハー保持ピン。
（７）実施態様（４）に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記ウエハー保持ピンが導電コーティングを含む、ウエハー保持ピン。
（８）実施態様（４）に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記ウエハー保持ピンが、約１００オーム／ｃｍ未満のバルク抵抗を有する、ウエハー保持ピン。
（９）実施態様（１）に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記先端部分から前記基端部分に向かって延びる長手方向の軸線をさらに含み、
前記先端部分が、フランジに結合された頭を有しており、この頭とこのフランジとの間にウエハー受容溝を備えており、このウエハー受容溝が、前記ウエハーの縁に係合するように構成されているとともに、少なくとも部分的に円柱状の内面を有する、ウエハー保持ピン。
（１０）実施態様（９）に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記フランジが、前記溝から離れる方向に傾斜している、ウエハー保持ピン。
【００７４】
（１１）実施態様（１０）に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記傾斜の角度が、約５度〜約４５度の範囲である、ウエハー保持ピン。
（１２）実施態様（１）に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記ウエハー保持ピンが、約４００℃〜約６２５℃の温度の真空環境で前記ウエハーを保持するように構成されている、ウエハー保持ピン。
（１３）実施態様（１）に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記ウエハー保持ピンが、約５００℃〜約６００℃の温度の真空環境で前記ウエハーを保持するように構成されている、ウエハー保持ピン。
（１４）実施態様（１）に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記ウエハー保持ピンが、約０．５Ｗ／ｍ ｄｅｇ．Ｋ未満の熱伝導率を有する、ウエハー保持ピン。
（１５）実施態様（１）に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記ウエハー保持ピンが、前記ウエハーにほぼ等しいか、またはそれも低い硬度を有する、ウエハー保持ピン。
【００７５】
（１６）実施態様（１５）に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記ウエハー保持ピンが、モース硬度が約６未満の硬度を有する、ウエハー保持ピン。
（１７）ウエハーホルダを含むイオン注入装置において、
ウエハー保持ピンの改善が、
ウエハーを保持するように構成された先端部分であって、約２５０℃〜約６５０℃の温度の真空環境で使用するのに適し、かつ実質的に酸化することなく酸素イオンビームに耐えうる熱硬化性樹脂材料を含む、前記先端部分と、
ウエハー保持組立体に結合するように構成された基端部分と、を含む、イオン注入装置。
（１８）実施態様（１７）に記載のイオン注入装置において、
前記イオン注入装置が、プラズマエッチング・システムおよびプラズマストリッピング・システムからなる群のいずれかを含む、イオン注入装置。
（１９）ウエハーホルダを含むイオン蒸着システムにおいて、
ウエハー保持ピンの改善が、
ウエハーを保持するように構成された先端部分であって、約２５０℃〜約６５０℃の温度の真空環境で使用するのに適し、かつ実質的に酸化することなく酸素イオンビームに耐えうる熱硬化性樹脂材料を含む、前記先端部分と、
ウエハー保持組立体に結合するように構成された基端部分と、を含む、イオン蒸着システム。
（２０）実施態様（１９）に記載のイオン蒸着システムにおいて、
前記イオン蒸着システムが、化学蒸着システム、イオン利用蒸着システム、およびスパッタリング蒸着システムからなる群のいずれかを含む、イオン蒸着システム。
【００７６】
（２１）ウエハー保持ピンにおいて、
ウエハーを保持するための先端部分であって、約２５０℃〜約６５０℃の温度の真空環境で使用するのに適し、かつ実質的に酸化することなく酸素イオンビームに耐えることができる熱硬化樹脂材料を含み、前記ウエハーとウエハー保持組立体との間に電気経路を形成するべく導電性である、前記先端部分と、
前記ウエハー保持組立体に結合するように構成された基端部分と、
前記先端部分から前記基端部分に向かって延びる長手方向の軸線と、を含み、
前記先端部分が、フランジに結合された頭を有しており、この頭とこのフランジとの間にウエハー受容溝を備えており、このウエハー受容溝が、前記ウエハーの縁に係合するように構成されているとともに、少なくとも部分的に円柱状の内面を有する、ウエハー保持ピン。
（２２）実施態様（２１）に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記内面が、少なくとも４５度の方位角で軸を中心に径方向に対称である、ウエハー保持ピン。
（２３）実施態様（２２）に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記フランジが前記頭よりも広い、ウエハー保持ピン。
（２４）実施態様（２１）に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記基端部分が、ベース構造のウエハーホルダアームに係合するポストをさらに含む、ウエハー保持ピン。
（２５）実施態様（２１）に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記先端部分が、導電性の充填剤をさらに含む、ウエハー保持ピン。
【００７７】
（２６）実施態様（２５）に記載のウエハー保持ピンにおいて、
前記導電性の充填剤が炭素である、ウエハー保持ピン。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明に従ったウエハー保持組立体の斜視図である。
【図２】図１のウエハー保持組立体の前面図である。
【図３】図１のウエハー保持組立体の一部をなす第１のアームの側面図である。
【図４】図３の第１のアーム組立体の平面図である。
【図５】図１のウエハー保持組立体の先端部分の斜視図である。
【図６】図５の先端部分の平面図である。
【図７】図３の第１のアーム組立体に係合可能な第１および第２の交差部材の斜視図である。
【図８】図１のウエハー保持組立体の一部をなす先端保持部材の側面図である。
【図９】図８の先端保持部材の代替の実施形態の側面図である。
【図１０】図８の先端保持部材のさらに代替の実施形態の側面図である。
【図１１】図１のウエハー保持組立体の基端部分の部分側面図である。
【図１２】図１のウエハー保持組立体の基端部分の底面図である。
【図１３】図１のウエハー保持組立体の一部をなす中間保持部材の底面図である。
【図１４】図１のウエハー保持組立体の一部をなす基端保持部材の部分側面図である。
【図１５】本発明に従ったウエハーホルダ組立体の別の実施形態の斜視図である。
【図１６Ａ】図１のウエハー保持組立体の一部をなすウエハー保持ピンの斜視図である。
【図１６Ｂ】図１６Ａのウエハー保持ピンの側面図である。
【図１７】ウエハーを保持している図１６Ａのウエハー保持ピンの側面図である。
【図１８】本発明に従ったウエハー保持ピンの斜視図である。
【図１９】図１８のウエハー保持ピンの平面図である。
【図２０】図１８のウエハー保持ピンの傾斜図である。
【図２１】図１８のウエハー保持ピンの側面図である。
【図２２】図１８のウエハー保持ピンの正面図である。
【図２３】図２０の線２３‐２３に沿って見たウエハー保持ピンの断面図である。
【図２４Ａ】本発明に従った別のウエハー保持ピンの正面図である。
【図２４Ｂ】図２４Ａのウエハー保持ピンの平面図である。
【図２４Ｃ】図２４Ｂの線Ａに沿って見た図２４Ａのウエハー保持ピンの断面図である。
【図２４Ｄ】図２４Ａに例示されているウエハー保持ピンを利用している本発明に従ったウエハーホルダ組立体の斜視図である。
【図２５】長手方向の軸線がピンの全長に亘っては延びていない円柱状に対称なウエハー保持ピンの側面図である。
【図２６】本発明に従った別のウエハー保持ピンの平面図である。
【図２６Ａ】示されているウエハー接触面が３６０度未満の方位角で延在している図２６のウエハー保持ピンの平面図である。
【図２６Ｂ】図２６および図２６Ａのウエハー保持ピンの側面図である。
【図１】
2007511899.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２４Ｄ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【国際調査報告】
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