(57)【要約】  プラズマ処理の間に半導体ウェハとの電気的接触を向上させる方法および装置が開示される。一実施形態では、装置は、ウェハを支持するウェハプラテンと、複数の電気接触素子とを備え、複数の電気接触素子のそれぞれは、バイアス電源からウェハプラテン上のウェハにバイアス電圧を供給する経路を提供する。複数の電気接触素子は、少なくとも１つの電気接触素子が内側表面領域（例えばウェハの中心から、ウェハの半径の約半分の距離までの間の領域）と接触し、少なくとも１つの電気接触素子が外側環状表面領域（例えばウェハの外縁部から、ウェハの半径の約半分の距離までの間の領域）と接触するよう、配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理の間に半導体ウェハの背面を支持する装置であって、前記背面は、内側表面領域と外側環状表面領域とを画定し、前記装置は、
前記ウェハを支持するウェハプラテンと、
複数の電気接触素子と、
を備え、
前記複数の電気接触素子のそれぞれは、バイアス源から前記ウェハプラテンにおける前記ウェハにバイアス電圧を供給する経路を提供し、前記複数の電気接触素子は、少なくとも１つの電気接触素子と前記内側表面領域とが接触し、少なくとも１つの電気接触素子と前記外側環状表面領域とが接触するように配置される、
装置。
【請求項２】
前記内側表面領域は、前記ウェハの中心から前記ウェハの半径（Ｒ）の約半分の距離（Ｒ／２）までの領域として画定され、前記外側環状表面領域は、前記ウェハの外縁部から前記距離までの領域として画定される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記内側表面領域は、前記ウェハの中心から距離約０．７０７Ｒまでの領域として画定され、前記外側環状表面領域は、前記ウェハの外縁部から約０．７０７Ｒである前記距離までの領域として画定され、Ｒは、前記ウェハの半径を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記外側環状表面領域と接触する前記少なくとも１つの電気接触素子は、リングを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記複数の電気接触素子は、金属または合金を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記複数の電気接触素子は、チタン、アルミニウム、タングステン、タンタル、コバルト、ニッケル、シリコン、シリコンカーバイド、および、シリサイドのうちの少なくとも１つを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記複数の電気接触素子の少なくとも１つは、約０．５ｍｍから約２５ｍｍまでの範囲の断面半径と、約０．５ｍｍから約１００ｍｍまでの範囲の端部半径とのうちの少なくとも１つを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記複数の電気接触素子の少なくとも１つは、ヒンジまたは接合部を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記複数の電気接触素子と、前記ウェハの前記背面との総接触面積は、約１ｍｍ２から約４００ｍｍ２までの範囲である、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記内側表面領域における前記少なくとも１つの電気接触素子は、前記外側環状表面領域における前記少なくとも１つの電気接触素子とは異なる形状を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記複数の電気接触素子は、前記バイアス電圧が供給された場合、前記ウェハ全体の抵抗を約３０オーム未満にする、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記複数の電気接触素子は、略六角形を形づくる、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記複数の電気接触素子は、複数の同心多角形を形づくる、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記複数の同心多角形は、第１組の頂点を有する第１の多角形と、第２組の頂点を有する第２の多角形とを有し、前記第１組の頂点と、前記第２組の頂点とは、半径方向で一直線上に並ばない、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記外側環状表面における前記少なくとも１つの電気接触素子は、前記ウェハの外縁部から約２０ｍｍ以内に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記外側環状表面領域は、複数の環状表面領域を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記複数の電気接触素子は、複数の隣接する多角形を形づくる、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
半導体ウェハの背面と接触するためのプラテンを用い、プラズマ処理の間に電気的接触を提供する方法であって、
少なくとも１つの電気接触素子を前記ウェハの内側表面領域と接触させる段階と、
少なくとも１つの電気接触素子を前記ウェハの外側環状表面領域と接触させる段階と、
前記ウェハをプラズマ処理する段階と、
を備える方法。
【請求項１９】
前記背面は、（前記）内側表面領域と、（前記）外側環状表面領域とを画定し、前記内側表面領域は、前前記ウェハの中心から前記ウェハの半径（Ｒ）の約半分の距離（Ｒ／２）までの領域として画定され、前記外側環状表面領域は、前記ウェハの外縁部から約Ｒ／２である前記距離までの領域として画定される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記背面は、前記内側表面領域と、前記外側環状表面領域とを画定し、前記内側表面領域は、前記ウェハの中心から距離約０．７０７Ｒまでの領域として画定され、前記外側環状表面領域は、前記ウェハの外縁部から約０．７０７Ｒである前記距離までの領域として画定され、Ｒは、前記ウェハの半径を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記外側環状表面領域と接触する前記少なくとも１つの電気接触素子は、リングを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記複数の電気接触素子は、金属または合金を有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記複数の電気接触素子は、チタン、アルミニウム、タングステン、タンタル、コバルト、ニッケル、シリコン、シリコンカーバイド、および、シリサイドのうちの少なくとも１つを有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
前記複数の電気接触素子の少なくとも１つは、約０．５ｍｍから約２５ｍｍまでの範囲の断面半径と、約０．５ｍｍから約１００ｍｍまでの範囲の端部半径とのうちの少なくとも１つを有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
前記複数の電気接触素子の少なくとも１つは、ヒンジまたは接合部を有する、請求項１８に方法の装置。
【請求項２６】
前記複数の電気接触素子と、前記ウェハの前記背面との総接触面積は、約１ｍｍ２から約４００ｍｍ２までの範囲である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２７】
前記内側表面領域における前記少なくとも１つの電気接触素子は、前記外側環状表面領域における前記少なくとも１つの電気接触素子とは異なる形状を有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２８】
前記ウェハと電気的に接触する段階と、
前記ウェハ全体の抵抗を約３０オーム未満とする段階と、
をさらに備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２９】
前記複数の電気接触素子は、略六角形を形づくる、請求項１８に記載の方法。
【請求項３０】
前記複数の電気接触素子は、複数の同心多角形を形づくる、請求項１８に記載の方法。
【請求項３１】
前記複数の同心多角形は、第１組の頂点を有する第１の多角形と、第２組の頂点を有する第２の多角形とを有し、前記第１組の頂点と、前記第２組の頂点とは、半径方向で一直線上に並ばない、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記外側環状表面における前記少なくとも１つの電気接触素子は、前記ウェハの外縁部から約２０ｍｍ以内に配置される、請求項１８に記載の方法。
【請求項３３】
前記複数の電気接触素子は、複数の隣接する多角形を形づくる、請求項１８に記載の方法。
【請求項３４】
プラズマ処理の間に半導体ウェハの背面を支持する装置であって、
前記ウェハを支持するウェハプラテンと、
前記ウェハプラテンに結合される複数の電気接触素子と、
を備え、
前記複数の電気接触素子の少なくとも１つは、隣接する電気接触素子から約５０ｍｍ未満の距離に配置される、
装置。
【請求項３５】
前記複数の電気接触素子の名目上の総接触面積と前記ウェハの前記背面の総面積との比率は、少なくとも約１：２である、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記比率は、少なくとも約４：５である、請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
前記複数の電気接触素子の少なくとも１つは、隣り合う電気接触素子と接触している、請求項３４に記載の装置。
【請求項３８】
前記複数の電気接触素子は、実質的に多角形を形づくる、請求項３４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して半導体ウェハ処理に関し、より詳しくは、プラズマ処理のための電気的接触を提供する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマドーピング（ＰＬＡＤ）のようなプラズマ処理は、魅力的な半導体デバイス処理方法として支持されている。例えば、ＰＬＡＤは、従来のビームライン注入装置より小さいフットプリントを維持しつつ、半導体注入処理におけるスループットを高める能力を含む複数の利点を提供している。
【０００３】
ＰＬＡＤを用いると、図１Ａおよび１Ｂにおける例が示すように、プラズマ１６存在下でパルス直流（ＤＣ）１４を印加することによりプラテン１２上のウェハ１０にイオンが注入される。注入プロセス中は、プラテンまたはＥ−チャック１２がウェハ１０を押え付け、バネ付きピン１８によってウェハ１０との電気的接触がもたらされる。イオン注入エネルギーは、一般的に−０．０５から−５０ｋＶの範囲のＤＣまたはパルスＤＣバイアス電圧がウェハ１０に印加されることによって決定される。図に示されるように、電極２０は、導体またはプレート２２（例えばアルミニウム）を介してＤＣバイアス源１４に接続される。所定のプラズマ組成およびウェハ１０の基板材料については、ＤＣパルス１４の電圧が注入されるイオン種の深さプロフィールを決定する。ＤＣバイアス電圧をウェハ１０に印加することにより、新たに注入されるイオンのエネルギー、および、注入深さプロフィールが正確に制御できるようになる。
【０００４】
ＰＬＡＤの課題の１つは、アーク放電しないようにすることである。一般的に、ウェハ１０への電気的接触が不十分であるとアーク放電が生じ、ウェハ１０の端と周囲の電極（例えば図１Ｂのシールドリング２４）との間のギャップ（例えば図１Ｂの２６）に電位差ができる。ＰＬＡＤにおけるアーク放電を無くすことにより信頼性の高いパフォーマンスを提供すべく、ウェハとの電気的接触を堅固にすることが望まれる。しかしながら、ウェハ１０は、その背面にさまざまな膜（例えば、酸化物、窒化物、フォトレジスト、ポリシリコンなど）を多くの場合有し、それらがウェハの背面における電気的接触を最適化することを困難にしている。
【０００５】
さらに、スループットを向上させるべくプラズマ濃度を高めることが要求される場合、ＰＬＡＤ処理状況下においてウェハには相当量の電流を流す必要がある。当該電流は、バルク材料の抵抗率、電気的接触の広がり抵抗、および／または、接触抵抗によるウェハ全体の電圧勾配を招く。電圧勾配は、電流が印加される有限の接触領域が原因でウェハにおける不均一なバイアスを生じる。抵抗率および／または電流が十分大きい場合、電圧勾配は、最終的にドーパントの接合深さに影響を与え、それによってシート抵抗にも影響が及ぶ。ウェハの背面領域の電圧勾配が大きいと、ダメージはウェハの背面の電気的接触領域に局所化される。
【０００６】
上記に鑑み、関連技術の上記のような欠点の少なくとも１つに取り組む必要がある。
【発明の概要】
【０００７】
プラズマ処理の間に半導体ウェハとの電気的接触を向上させる方法および装置が開示される。一実施形態では、装置は、ウェハを支持するウェハプラテンと、複数の電気接触素子とを備え、複数の電気接触素子のそれぞれは、バイアス電源からウェハプラテン上のウェハにバイアス電圧を供給する経路を提供する。複数の電気接触素子は、少なくとも１つの電気接触素子が内側表面領域（例えばウェハの中心から、ウェハの半径の約半分の距離までの間の領域）と接触し、少なくとも１つの電気接触素子が外側環状表面領域（例えばウェハの外縁部から、ウェハの半径の約半分の距離までの間の領域）と接触するよう、配置される。
【０００８】
本開示の第１の側面は、プラズマ処理の間に半導体ウェハの背面を支持する装置を目的とし、当該背面は、内側表面領域と、外側環状表面領域とを画定する。装置は、ウェハを支持するウェハプラテンと、複数の電気接触素子とを備え、複数の電気接触素子のそれぞれは、バイアス電源からウェハプラテン上のウェハにバイアス電圧を供給する経路を提供する。複数の電気接触素子は、少なくとも１つの電気接触素子が内側表面領域と接触し、少なくとも１つの電気接触素子が外側環状表面領域と接触するよう、配置される。
【０００９】
本開示の第２の側面は、プラズマ処理の間に電気的接触を提供する方法であって、半導体ウェハの背面と接触するためにプラテンを用いる方法を目的とする。方法は、少なくとも１つの電気接触素子をウェハの内側表面領域と接触させる段階と、少なくとも１つの電気接触素子をウェハの外側環状表面領域と接触させる段階と、ウェハをプラズマ処理する段階と、を備える。
【００１０】
本開示の第３の側面は、プラズマ処理の間に半導体ウェハの背面を支持する装置を目的とする。装置は、ウェハを支持するウェハプラテンと、ウェハプラテンに結合された複数の電気接触素子とを備え、複数の電気接触素子の少なくとも１つは、隣接する電気接触素子から約５０ｍｍ未満の距離に配置される。
【００１１】
本発明の上記および他の特徴は、開示される実施形態の以下のさらに詳細な説明によって明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
以下の図面を参照して本発明の実施形態をより詳細に説明する。同様の参照符号は同様の構成要素を示す。
【００１３】
【図１Ａ】関連技術に係るＰＬＡＤ使用環境の横断立面図である。
【図１Ｂ】関連技術に係るＰＬＡＤ使用環境の横断立面図である。
【００１４】
【図２】本開示の一実施形態に係るプラズマ処理用装置の横断立面図である。
【００１５】
【図３】本開示の他の実施形態に係るプラズマ処理用装置の横断立面（部分）図である。
【００１６】
【図４】本開示の他の実施形態に係るプラズマ処理用装置の横断立面（部分）図である。
【００１７】
【図５Ａ】本開示の実施形態に係る電気接触素子およびウェハの配置を示す底面図である。
【図５Ｂ】本開示の実施形態に係る電気接触素子およびウェハの配置を示す底面図である。
【図５Ｃ】本開示の実施形態に係る電気接触素子およびウェハの配置を示す底面図である。
【図５Ｄ】本開示の実施形態に係る電気接触素子およびウェハの配置を示す底面図である。
【図５Ｅ】本開示の実施形態に係る電気接触素子およびウェハの配置を示す底面図である。
【図５Ｆ】本開示の実施形態に係る電気接触素子およびウェハの配置を示す底面図である。
【００１８】
【図６Ａ】本開示の実施形態に係る電気接触素子およびウェハの側立面図である。
【図６Ｂ】本開示の実施形態に係る電気接触素子およびウェハの側立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
プラズマ処理の間に半導体ウェハとの電気的接触を向上させる方法および装置が開示される。
【００２０】
添付の図面を参照すると、図２は、本開示の一実施形態に係る、プラズマ処理（例えばプラズマドーピング（ＰＬＡＤ））の間に、ウェハ１０２を支持する装置１００を示す。ウェハ１０２は、ウェハプラテン１０６に当接する背面１０４を有する。ウェハプラテン１０６の上面における任意のスペースは、複数のチャネル１０８である。さらに、プラテン１０６の下にはプレート１１０が設けられ、プラテン１０６は、シールドリング１１２で囲まれている。
【００２１】
一実施形態では、ウェハ１０２の配置は、第１の内側表面領域１１４および第２の外側環状表面領域１１６を有するように定められる。平面図では概ね円形のウェハ１０２は、ウェハ１０２の中心または中心線（Ｃ．Ｌ．）から半径Ｒ１を有する形状である。寸法Ｒ２は、半径Ｒ１の約半分である。一実施形態では、第１の部分１１４は、ウェハ１０２の中心ＣＬから距離約Ｒ２までの間におけるウェハ１０２の一領域として定められる。したがって、第２の部分１１６は、ウェハ１０２の外縁部１１８から距離約Ｒ２までの間におけるウェハ１０２の一領域として定められるウェハ１０２の一部を含む。
【００２２】
他の実施形態では、第１の内側表面領域１１４と、第２の外側環状表面領域１１６とは、同じ面積を有するウェハ１０２の２つの部分として定められてよい。したがって、第１の内側表面領域１１４は、ウェハ１０２のＣＬから距離約０．７０７Ｒ１までの間におけるウェハ１０２の一領域として定められてよい。第２の外側環状表面領域１１６は、ウェハ１０２の外縁部１１８から距離約０．７０７Ｒ１までの間におけるウェハ１０２の一領域として定められるウェハ１０２の一部を含んでよい。しかしながら、例示したような、各領域を定める半径の寸法は、変えてもよく、添付の請求項の記載以外は限定としてみなされるべきでないことを理解されたい。ＰＬＡＤで製造されるウェハ１０２のさらに高度な特性は、複数の電気接触素子１２０を、少なくとも１つの電気接触素子１２０Ａは第１の部分１１４と接触し、少なくとも１つの電気接触素子１２０Ｂは第２の部分１１６と接触するように配置することによって得られる。他の実施形態では、ウェハ１０２の背面１０４は、別の数の領域に画定されてよい。例えば、Ｎはウェハ１０２が割り当てられる領域数である場合、Ｎは２を上回ってよい。他の実施形態では、ウェハ１０２は、複数の外側環状表面領域１１６によって画定されてよい。このように、電気接触素子１２０は、３つ以上の外側環状表面領域１１６と接触してよい。
【００２３】
本開示の複数の側面では、電気接触素子１２０のさまざまな構成、および、そのレイアウトが用いられてよい。例えば、図２では、複数の電気接触素子は、ウェハ１０２の背面１０４と係合し且つ接触するために第１の部分１１４と接触する第１のタイプ１２０Ａ（例えばピン）を含む。電気接触素子の第２のタイプ１２０Ｂ（例えばリング）は、背面１０４と係合し且つ接触するために第２の部分１１６と接触する。
【００２４】
図３および４は、ウェハ１０２の背面１０４を支持する装置２００、３００の他の実施形態を示す。装置２００、３００は、ペデスタル（またはカソード）２０６の上にプラテン（例えばＥ−クランプ）２０２を有する。複数の電気接触素子１２０（すなわち図３における１２０Ｃ、１２０Ｄ、および、図４における１２０Ｃ、１２０Ｅ）が背面１０４と接触する。さらに、イオン注入の注入量を測定するファラデーカップ（図示せず）が設けられてもよい。図３では、シールドリング２０４がアタッチメント２０８（プレートねじ、横ねじなど）によってプラテン２０２に取り付けられる。シールドリング２０４は、電気接触素子１２０Ｄ（例えばエッジ接触リング）を有する。アタッチメント２０８を用いることにより、エッジ接触リング１２０Ｄは、電気接触素子１２０Ｃと共に背面１０４との適切な接触をもたらすよう調整されることができる。電気接触素子１２０Ｄの高さは、アタッチメント２０８によって正確に調整されてよい。図４における実施形態（つまり装置３００）は、電気接触素子１２０Ｅをプラテン２０２に付勢して係合させるために電気接触素子１２０Ｅに取り付けられるスプリング３０２を有する。このように、電気接触素子１２０Ｅを背面１０４に付勢することにより、電気接触素子１２０Ｅと背面１０４との間における適切な電気的接触が得られる。その結果、パルスＤＣバイアスがウェハ１０２に印加され、それによってウェハ１０２のエッジに沿っておよび／または近傍におけるアーク放電が無くなるおよび／または非常に減少する。
【００２５】
関連技術の装置、および、本開示に係る装置の一実施形態に対してベンチテストが行われた。ベンチテストでは、ウェハと電気的に接触するさまざまな方法についてのインピーダンスとして以下のデータを得た。３つのピンを有する電気的接触装置（米国特許第７，１２６，８０８の図２（ａ）における２０を参照のこと）では、６４ボルトの接触電圧、および、２４０または２５０ミリアンペアの電流がウェハに印加されると、ウェハ全体で測定された抵抗は、２５６から２６６．７オームになることがわかった。一方、本開示の実地形態に係る、図３に示される実施形態のようなアルミニウムの電気接触素子１２０を有する装置１００、２００、３００によって支持されるウェハ１０２に１３ボルトの接触電圧、および、７００ミリアンペアの電流が印加されると、ウェハ１０２全体で１８．６オームの抵抗が測定される。本開示の他の実施形態では、ウェハ１０２が電気的に接触した場合、ウェハ１０２全体で約３０オームを下回る抵抗が測定される。このように、ウェハ１０２全体で低抵抗を得る有意で望ましい結果が得られる。
【００２６】
電気的接触を提供する他の実施形態が図５Ａから５Ｆに示されている。ウェハ１０２は、当該ウェハ１０２と係合し且つ接触する複数の電気接触素子１２０を有するように示されている。例えば、図５Ａは、略三角形に配置された第１の電気接触素子１２０Ｆ（例えば３つの接続ピン）と、ウェハ１０２の外縁部１１８にまたは外縁部１１８近傍に配置された第２の電気接触素子１２０Ｇ（例えばエッジリング）とを示す。第２の電気接触素子１２０Ｇは、外縁部１１８から約０ｍｍ〜約２０ｍｍの距離に配置されてよい。図５Ａは、ピンおよびエッジリングによる構成を示しているが、他の構成でも同様の結果を得ることができる。例えば、第２の電気接触素子１２０Ｇは、断続的なリング、マルチピースリング、複数のピン、および／または同様なものであってよい。同様に、第１の電気接触素子１２０Ｆは、異なる数のピン（例えば、１本、２本、７本など）、リング、断続的なリング、マルチピースリング、および／または同様なものであってよい。
【００２７】
図５Ｂから５Ｆは、電気接触素子１２０の構成についての、ここでは「密集した」構成と呼ぶ他の実施形態を示す。密集した構成では、複数の電気接触素子１２０は互いに当接（すなわち接触）し、および／または、それぞれの電気接触素子１２０は、隣接する電気接触素子１２０から約０ｍｍ〜約５０ｍｍ（すなわち約５０ｍｍ未満）の距離内に配置される。あるいは、ウェハ１０２の背面１０４（図２を参照のこと）と複数の電気接触素子１２０との名目上の総接触面積は、背面１０４の総面積の約５０％を上回ってよい（すなわち名目上の総接触面積の、背面の面積に対する比率は、約１／２を上回ってよい）。他の実施形態では、ウェハ１０２の背面１０４（図２を参照のこと）と複数の電気接触素子１２０との名目上の総接触面積は、背面１０４の総面積の約８０％を上回ってよい（すなわち名目上の総接触面積の、背面の面積に対する比率は、約４／５を上回ってよい）。一実施形態では、図５Ｂから５Ｄに示されるように、電気接触素子１２０は、ウェハ１０２との接触のために六角形をなすよう配置される。電気接触素子１２０の数は、例えば、７（図５Ｂ）、１９（図５Ｃ）、および／または、３７（図５Ｄ）を含め、さまざまであってよい。複数の同心多角形を含め、電気接触素子１２０の他の同心多角形配置も用いられてよい。例えば、電気接触素子１２０は、三角形、四角形、五角形、または、他の形状をなすよう配置されてよい。形状は、対称的またはパターン化されている必要はない。
【００２８】
他の実施形態では、図５Ｅに示されるように、電気接触素子１２０は、ウェハ１０２との接触のために複数の同心多角形を形成するよう配置される。この場合、複数の同心多角形の少なくとも２つは、互いに斜めの関係にある（例えば半径方向に整列配置していない）頂点を有する。例えば、電気接触素子１２０は、第１の六角形パターンの頂点が第２の六角形パターンの頂点と半径方向で一直線上に並ばないように、同心の六角形（例えば、２つ以上の）を描いてウェハ１０２と接触するよう配置される。このように、同心のチャネル（電気接触素子１２０同士の間隔）は最小化される。
【００２９】
他の実施形態では、図５Ｆに示すように、電気接触素子１２０Ｈ（例えばピン）は、ウェハ１０２との接触のために多角形（例えば六角形）の頂点および／または中心に配置されるような形状をなして配置される。このように、電気接触素子１２０Ｈの複数の隣接する多角形パターン（例えば複数の六角形)がウェハ１２０との接触のために形成される。図５Ｆでは、電気接触素子１２０Ｈの単一の六角形配置を示しているが、本開示の側面から逸脱せずに、ウェハ１０２との接触のためにいかなる数の隣接する多角形（例えば六角形)上に複数の電気接触素子１２０Ｈが配置されてよい。
【００３０】
いずれにしても、背面１０４への電気接触素子１２０の分布、構成、配置、および／または、数量は、装置１００、２００、３００によって実装されうる最悪のケースの抵抗率（すなわち最も高い抵抗率）を有するウェハ１０２について、ウェハ１０２における電圧分布が最小になるようにされる。この電圧は、注入されるドーパントの接合深さがごくわずかおよび／またはゼロになるような値に保たれる。さらに、背面１０４への電気接触素子１２０の分布、構成、配置、および／または、数量は、ウェハ１０２における接触抵抗および／または広がり抵抗が最小になるよう選択される。これらの抵抗値は、注入中は最大電流での電圧降下をほとんど許容しない閾値に維持される。
【００３１】
電気接触素子１２０にはさまざまな材料が用いられてよい。材料の選択は、ウェハ１０２基板材料（ｐ型またはｎ型）、および、ウェハ１０２基板におけるフィルムの厚みに基づいてよい。材料の選択は、注入されるｐ型材料およびｎ型材料のいずれかに対して、または、ｐ型材料およびｎ型材料の両方に対して最適化されてよい。例えば、電気接触素子１２０の適切な材料は、金属または合金を含んでよい。さらに、電気接触素子１２０の適切な材料は、チタン、アルミニウム、タングステン、タンタル、コバルト、ニッケル、シリコン、上記元素を用いて形成されたシリコンカーバイドおよび／またはシリサイドを含んでよい。
【００３２】
本開示の他の側面は、異なる電気接触素子１２０について異なる材料を提供することを含む。例えば、複数の電気接触素子１２０は、電気接触素子１２０の第１のグループと、電気接触素子１２０の第２のグループとにより定められてよい。第１のグループは第１の材料を有し、第２のグループは、第２の材料を有する。このように、電気接触素子１２０の第１のグループは、例えば、ｐ型シリコン基板に適した材料タイプ"Ａ"を有し、電気接触素子１２０の第２のグループは、例えば、ｎ型シリコン基板に適した材料タイプ"Ｂ"を有してよく、あるいは、その逆でもよい。第１のグループと第２のグループとでは電気接触素子１２０の数量が異なる、同様、および／または、同一であってよい。例えば、電気接触素子１２０の総数量の約半分は、ｐ型シリコン基板に適した材料から形成されてよく、電気接触素子１２０の総数のもう半分は、ｎ型シリコン基板に適した材料から形成されてよい。このような構成によって、異なるウェハ１２０基板（例えばｐ型シリコン基板、ｎ型シリコン基板など）を処理するために２つの異なる装置を用いる必要が無くなる。
【００３３】
本開示の他の側面は、図６Ａおよび６Ｂに示されるような、電気接触素子１２０Ｊおよび１２０Ｋの係合端４０２に有益な形状を付与することを含む。係合端４０２の形状および表面粗さは、ウェハ１０２における接触抵抗および広がり抵抗のどちらも最小限にするよう選択される。係合端４０２の図６Ａに示されるような比較的大きい半径Ｒ１および／または曲率半径Ｒ２を有する電気接触素子１２０Ｊを提供することにより、背面１０４と接触する表面積は最大になる。例えば、半径Ｒ１は、約０．５ｍｍから約２５ｍｍの範囲であってよい。同様に、曲率半径Ｒ２は、約０．５ｍｍから約１００ｍｍの範囲であってよい（完全な平面に近い）。
【００３４】
図６Ｂを参照すると、背面１０４に対して高性能な電気的接触を提供する他の側面は、電気接触素子１２０Ｋによって実現し、電気接触素子１２０Ｋは、略平坦な係合端４０２と、電気接触素子１２０Ｋに沿って配置された連結デバイス４０４とを有する。連結デバイス４０４は、例えば、ウェハ１０２を処理する間、電気接触素子１２０Ｋと背面１０４との間の接触をより良く維持する機械式回転軸、ヒンジ、および／または同様なものを含んでよい。いずれにしても、本開示の実施形態における、複数の電気接触素子１２０と背面１０４との間の総接触面積は、約１ｍｍ２から約４００ｍｍ２の範囲であってよい。
【００３５】
これまで上記特定の実施形態に関連して本発明を説明してきたが、多くの変更例、修正例、および、バリエーションが存在することが当業者には明らかであろう。したがって、上記本発明の実施形態は、例であって、制限することを意図していない。以下の請求項において定義される本発明の趣旨および範囲に逸脱せずに多くの変更がなされうる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
2010515269.tif 000008
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
2010515269.tif 000010
【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【国際調査報告】
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