(57)【要約】  基板のイオン注入用のメカニカルスキャナであって、該メカニカルスキャナは、該基板を保持するための可動プラットフォームを具備する六脚を備えており、該六脚は、所定の経路に沿ってイオンビームに対して該可動プラットフォームが横断されるようにする６つの自由度を有するように配列されている。【選択図】  図３
2010508624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーム経路に沿ってイオンビームを発生するためのイオンビーム発生器と、注入される基板用のホルダと、前記イオンビームを介して前記ホルダ上の前記基板をスキャンして、前記基板の表面に均一量の所望の注入種を提供するために使用するような、前記ビーム経路を横断する少なくとも２次元で前記ホルダを駆動するためのスキャン機構とを有するイオン注入器であって、
前記スキャン機構が、ベースと、前記ホルダを前記ベースにリンクさせる６つの延長レッグ、および前記レッグの延長長さをコントロールするアクチュエーターを有する六脚構造と、前記アクチュエーターをコントロールして前記ホルダを駆動させ、前記スキャンを行うコントローラとを備えるイオン注入器。
【請求項２】
前記ホルダが、所定の直径を有する基板サポート面を具備するフロントサイドとリアサイドとを有しており、前記六脚構造の前記レッグが、前記サポート面の後方突出内に実質的に配置されている前記リアサイドへのジョイント接続を有しており、前記レッグが、前記アクチュエーターが、前記直径より長い距離にわたって前記サポート面と平行に前記ホルダを駆動できるようにするのに十分な最大延長長さを有する、請求項１に記載のイオン注入器。
【請求項３】
前記レッグが、前記ホルダに接続された前方端部と、前記ベースに接続された後方端部とを有しており、前記六脚構造が、前記レッグの前記後方端部を前記ベースに接続させ、かつ略交差ジンバル軸を提供するそれぞれのジンバルジョイントを有しており、前記レッグの前記アクチュエーターが、前記それぞれのジンバルジョイントの前記ジンバル軸の後方に配置されるように、前記各レッグの前記後方端部に搭載されているそれぞれのモータを備える、請求項１および２のいずれか一項に記載のイオン注入器。
【請求項４】
前記ベースが、イオンビームをベースプレートに通過させるための、前記ビーム経路と整列された開口を有するベースプレートを備えており、前記六脚構造の前記レッグが、前記開口周辺に分布された位置で前記ベースプレートに接続されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のイオン注入器。
【請求項５】
メカニカルスキャンされるワークピース用のホルダと、ベースと、前記ホルダを前記ベースにリンクさせる６つの延長レッグ、および前記レッグの延長長さをコントロールして前記ホルダを駆動させるアクチュエーターを有する六脚構造とを備えるスキャン機構であって、
前記ホルダが、所定の直径を有するワークピースサポート面を具備するフロントサイドと、リアサイドとを有しており、
前記六脚構造の前記レッグが、前記サポート面の後方突出内に実質的に配置されている前記リアサイドへのジョイント接続を有しており、前記レッグが、前記アクチュエーターが、前記直径より長い距離にわたって前記サポート面と平行に前記ホルダを駆動できるようにするのに十分な最大延長長さを有するスキャン機構。
【請求項６】
メカニカルスキャンされるワークピース用のホルダと、ベースと、前記ホルダを前記ベースにリンクさせる６つの延長レッグ、および前記レッグの延長長さをコントロールして前記ホルダを駆動するアクチュエーターを有する六脚構造とを備えるスキャン機構であって、
前記レッグが、前記ホルダに接続された前方端部と、前記ベースに接続された後方端部とを有しており、前記六脚構造が、前記レッグの前記後方端部を前記ベースに接続し、かつ略交差ジンバル軸を提供するそれぞれのジンバルジョイントを有しており、前記レッグの前記アクチュエーターが、前記それぞれのジンバルジョイントの前記ジンバル軸の後方に配置されるように、前記各レッグの前記後方端部に搭載されたそれぞれのモータを備えるスキャン機構。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、メカニカルスキャナ、特に基板のイオン注入用のメカニカルスキャナに関する。
【発明の背景】
【０００２】
イオン注入器は通常、半導体基板にイオンを注入して、所定の領域における材料の導電率を変化させるための半導体製品の製造で使用される。イオン注入器は概して、イオンビームを発生させるイオンビーム発生器と、イオンビームにおける特定種のイオンを選択するための質量分析器と、イオンビームをターゲット基板に向ける手段とを含む。イオン注入の均一性を可能にするために、典型的には、イオンビームは基板の表面全体にスキャンされる。したがって、イオンビームの断面積は典型的に、基板の表面積未満であり、このことは、１次元または２次元スキャンで基板全体にイオンビームを横断させることを必要とするため、イオンビームは基板の表面全体をカバーする。イオン注入に通常用いられる３つの２次元スキャン技術は、（i）静的基板に対するイオンビームの静電および／または磁気偏向、（ii）静的イオンビームに対して２次元にターゲット基板をメカニカルスキャンすること、および（iii）一方の方向におけるイオンビームの磁気または静電偏向と、もう１つの略直交方向におけるターゲット基板のメカニカルスキャンとを伴うハイブリッド技術である。２次元のメカニカルスキャナに関して、メカニカルスキャナは典型的に、一方の方向においては高速軸を、もう１つの略直交方向では低速軸を使用して、半導体基板にドーパントイオンを均一に注入する。例えば、相互に直交する方向で２つの線形運動を使用する技術もある。線形運動の１つは、比較的一定の速度で、最初は順方向に、次いで逆方向に実行され、もう一方の線形運動は段階的に実行されて、ラスタスキャンを生成する。
【０００３】
しかしながら、半導体基板（つまり、ウェーハ）の製作における重要な目的は、ウェーハスループットを最大化することである。したがって、比較的高速なスキャンレートを有することが望ましく、結果としてメカニカルスキャナの質量は理想的に維持されるはずである。さらに、イオン注入で使用される従来のメカニカルスキャナは、ウェーハホルダの運動をコントロールするために相互の上部に搭載された２つのモータを必要としており、これは、ウェーハホルダの質量の増大をもたらす可能性がある。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の目的は、質量が削減された基板のイオン注入用のメカニカルスキャナを提供することである。
【０００５】
本発明の第１の態様によると、ビーム経路に沿ってイオンビームを発生させるためのイオンビーム発生器と、注入される基板用のホルダと、該イオンビームによって該ホルダ上の該基板をスキャンして該基板の該表面全体に均一量の所望の注入種を提供するのに使用されるような、該ビーム経路を横断する少なくとも２次元に該ホルダを駆動するためのスキャン機構とを有するイオン注入器が提供され、該スキャン機構はベースと、該ホルダを該ベースにリンクさせる６つの延長レッグ、および該レッグの延長長さをコントロールするアクチュエーターを有する六脚構造と、該アクチュエーターをコントロールして該ホルダを駆動し、該スキャンを行うコントローラとを備えている。
【０００６】
好ましくは、該ホルダは、所定の直径を有する基板サポート面を具備するフロントサイドと、リアサイドとを有しており、該六脚構造の該レッグは、該サポート面の実質的に後方突出内に配置された該リアサイドへのジョイント接続を有しており、該レッグは、該アクチュエーターが、該直径より長い距離にわたって該サポート面と平行に該ホルダを駆動できるようにするのに十分な最大延長長さを有している。
【０００７】
好ましくは、該レッグは、該ホルダに接続された前方端部と、該ベースに接続された後方端部とを有しており、該六脚構造は、該レッグの該後方端部を該ベースに接続させ、かつ略交差ジンバル軸を提供するそれぞれのジンバルジョイントを有しており、該レッグの該アクチュエーターは、該それぞれのジンバルジョイントの該ジンバル軸の後方に配置されるように、該各レッグの該後方端部に搭載されたそれぞれのモータを備えている。
【０００８】
好ましくは、該ベースは、イオンビームをベースプレートに通過させるための、該ビーム経路と整列された開口を有するベースプレートを備えており、該六脚構造の該レッグは、該開口周辺に分布された位置で該ベースプレートに接続されている。
【０００９】
本発明の第２の態様によると、メカニカルスキャンされるワークピース用のホルダと、ベースと、該ホルダを該ベースにリンクさせる６つの延長レッグ、および該レッグの延長長さをコントロールして該ホルダを駆動させるアクチュエーターを有する六脚構造とを備えるスキャン機構が提供されており、該ホルダは、所定の直径を有するワークピースサポート面を具備するフロントサイドと、リアサイドとを有しており、該六脚構造の該レッグは、該サポート面の後方突出内に実質的に配置されている該リアサイドへのジョイント接続を有しており、該レッグは、該アクチュエーターが、該直径よりも長い距離にわたって該サポート面と平行に該ホルダを駆動できるようにするのに十分な最大延長長さを有する。
【００１０】
本発明の第３の態様によると、メカニカルスキャンされるワークピース用のホルダと、ベースと、該ホルダを該ベースにリンクさせる６つの延長レッグ、および該レッグの延長長さをコントロールして該ホルダを駆動させるアクチュエーターを有する六脚構造とを備えるスキャン機構が提供されており、該レッグは、該ホルダに接続された前方端部と、該ベースに接続された後方端部とを有しており、該六脚構造は、該レッグの該後方端部を該ベースに接続させ、かつ略交差ジンバル軸を提供するそれぞれのジンバルジョイントを有しており、該レッグの該アクチュエーターは、該それぞれのジンバルジョイントの該ジンバル軸の後方に配置されるように、該各レッグの該後方端部に搭載されたそれぞれのモータを備えている。
【００１１】
本発明によると、基板のイオン注入用のメカニカルスキャナが提供されており、該メカニカルスキャナは、該基板を保持するための可動プラットフォームを具備する六脚を備えており、該六脚は、所定の経路に沿ってイオンビームに対して該可動プラットフォームが横断されるようにする６つの自由度を有するように配列されている。
【００１２】
これは、該スキャンプラットフォームの質量を低く保ちながら注入角度をコントロールするために、該可動プラットフォームに搭載されているウェーハがスキャンおよび傾斜されるという利点を提供する。これによって、該イオン注入器のより高速のスキャンおよび／またはより低速の振動が可能になる。例えば、スキャン周波数が線形に増大すると、加速度はこの２乗で増大する。結果として、例えば、多数のモータが該ウェーハホルダに取り付けられる必要性を回避する低質量のスキャン機構は、振動のかなりの低減を可能にする。
【００１３】
該高速および低速軸で１Ｈｚスキャンを実行する場合の該可動プラットフォームの該質量の一例はおよそ２５ポンドである。
【００１４】
加えて、六脚の使用は、運動が正確で安定性が高い、非常に堅い構造を提供する。
【００１５】
好ましくは、該６つの自由度は６つの可動レッグによって提供される。
【００１６】
好ましくは、該六脚は、該基板を保持するために使用される該可動プラットフォームの該表面の少なくとも該長さに等しい該可動プラットフォームの横方向運動を可能にするように配列された６つのレッグを含む。
【００１７】
好ましくは、該六脚は６つのレッグを含んでおり、該レッグの少なくとも１つは、該レッグのうちの該少なくとも１つのピボット運動を可能にするように、ジンバルを介してベース要素に搭載されている。
【００１８】
理想的には、該メカニカルスキャナはさらに、該可動プラットフォームへの該レッグの対向端部で該ジンバルの背後で、該レッグのうちの該少なくとも１つに搭載されているモータを備えており、該レッグのうちの該少なくとも１つの長さが延長可能になる。
【００１９】
好ましくは、該６つのレッグは、該可動プラットフォームの傾斜を可能にするように配列されている。
【００２０】
好ましくは、該６つのレッグは、該可動プラットフォームの回転を可能にするように配列されている。
【００２１】
好ましくは、該六脚は、基板のイオン注入に使用されるイオンビームを横断する第１の方向と平行に該可動プラットフォームを移動させて、該イオンビーム方向および該第１の方向を横断する第２の方向と平行に該可動プラットフォームを往復させて複数のスキャンを実行するように配列されている。
【００２２】
好ましくは、該第１の方向および第２の方向は、複数の異なる配向から選択される。
【００２３】
理想的には、該ベース要素は、該メカニカルスキャナがまだ衝突していないイオンビームにおけるイオン粒子を該ベース要素に通過させるために、該イオンビームに沿って形成されるように配列された切取り断面を含む。
【００２４】
本発明の更なる態様では、基板のイオン注入用のメカニカルスキャナが提供されており、該メカニカルスキャナは、該基板を保持するための可動プラットフォームを具備する六脚を備えており、該六脚は、所定の経路に沿ってイオンビームに対して該可動プラットフォームが横断されるようにするための６つの自由度を有するように配列されており、該六脚は、該基板を保持するための該可動プラットフォームの該表面の少なくとも該長さに等しい該可動プラットフォームの横方向運動を可能にするように配列されている６つのレッグを含む。
【００２５】
本発明の更なる態様において、基板のイオン注入用のメカニカルスキャナが提供されており、該メカニカルスキャナは、該基板を保持するための可動プラットフォームを具備する六脚を備えており、該六脚は、所定の経路に沿ってイオンビームに対して該可動プラットフォームが横断されるようにするための６つの自由度を有するように配列されており、該六脚は６つのレッグを備えており、該レッグのうちの少なくとも１つは、該可動プラットフォームと反対の該レッグ端部において該ジンバルの背後で該レッグのうちの該少なくとも１つに搭載されているモータをさらに備える該レッグのうちの該少なくとも１つのピボット運動を可能にして、該レッグのうちの該少なくとも１つの長さが延長されるように、ジンバルを介してベース要素に搭載されている。
【００２６】
本発明の実施形態の例について図面を参照して以下説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、ウェーハをシリアル処理するためのウェーハホルダを有するイオン注入器の概略図である。
【図２】図２は、ウェーハ全体のイオンビームスキャンを示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に従った六脚を図示している。
【図４】図４は、本発明の実施形態に従った六脚レッグを図示している。
【図５】図５は、ラスタスキャンの開始に位置決めされた、本発明の実施形態に従った六脚を図示している。
【図６】図６は、ラスタスキャンの途中に位置決めされた、本発明の実施形態に従った六脚を図示している。
【好ましい実施形態の詳細な説明】
【００２８】
図１は、ウェーハ３６に注入されるイオンビーム２３を生成するための前駆体ガスが供給されるＦｒｅｅｍａｎまたはＢｅｒｎａｓイオン源などのイオンビーム源２２を備える典型的なイオン注入器２０を示している。イオン源２２で発生されたイオンは抽出電極アセンブリによって抽出される。フライトチューブ２４はイオン源２２から絶縁され、高圧電源２６はこれらの間に電位差を供給する。
【００２９】
フライトチューブ２４とイオン源２２間の電位差によって、正帯電イオンが、イオン源２２からフライトチューブ２４に抽出される。フライトチューブ２４は、質量分析マグネット２８および質量分解スリット３２を備える質量分析配列を含む。質量分析装置をフライトチューブ２４内に入れると、帯電イオンは、質量分析マグネット２８の磁界によって偏向される。各イオンのフライト経路の半径および曲率は、一定の磁界を介して、個別イオンの質量／電荷比によって画成される。
【００３０】
質量分解スリット３２は、選択質量／電荷比を有するイオンのみが質量分析配列から出現することを保証する。イオンビーム２３は次いで、質量分析マグネット２８によって回転されて、紙面に沿って移動する。質量分解スリット３２を通過するイオンは、フライトチューブ２４に電気接続され、かつこれと一体的なチューブ３４に入る。質量選択イオンはイオンビーム２３としてチューブ３４を出て、可動プラットフォーム３８（つまりウェーハホルダ）に搭載されている半導体ウェーハ３６に衝突する。ビームストップ（図示せず）は典型的に、ウェーハホルダ３８の背後（つまり、この下流）に配置されて、ウェーハ３６やウェーハホルダ３８に入射しない場合にイオンビーム２３を妨害する。ウェーハホルダ３８はシリアル処理ウェーハホルダ３８であるため、単一のウェーハ３６しか保持しない。ウェーハホルダ３８は、後述のように、六脚５０を使用してＸ軸およびＹ軸に沿って移動するように動作可能であり、イオンビーム２３の方向はデカルト座標系のＺ軸を画成する。図１から分かるように、Ｘ軸は紙面に平行に延びるのに対して、Ｙ軸は紙面の内外に延びる。
【００３１】
イオンビーム電流を許容レベルに維持するために、イオン抽出エネルギーが規定の高圧電源２６によって設定される。つまりフライトチューブ２４は、この電源２６によってイオン源２２に対して負電位にある。イオンは、チューブ３４から出現するまで、フライトチューブ２４全体でこのエネルギーに維持される。イオンがウェーハ３６に衝突するエネルギーは抽出エネルギーよりかなり低いことが、しばしば望ましい。この場合、リバースバイアス電圧は、ウェーハ３６とフライトチューブ２４間に印加されなければならない。ウェーハホルダ３８は、絶縁性スタンドオフ４４によってフライトチューブ２４に対して搭載されているプロセスチャンバ４２内に含有されており、この場合プロセスチャンバは、イオン注入時は真空条件または略真空条件に維持される。ウェーハホルダ３８は、減速電源４６を介してフライトチューブ２４に接続される。ウェーハホルダ３８は共通の接地電位に保持されるため、正帯電イオンを減速させるためには、減速電源４６は、フライトチューブ２４において、接地ウェーハホルダ３８に対して負電位を発生させる。
【００３２】
状況によっては、ウェーハ３６への注入前にイオンを加速することが望ましい。これは、電源４６の極性を反対にすることによって、最も容易に達成される。他の状況では、イオンは、フライトチューブ２４からウェーハ３６にドリフトするように残される、つまり加速も減速もされない。これは、切り替え電流経路を提供して電源４６をショートさせることによって達成可能である。
【００３３】
ウェーハホルダ３８の運動は、固定イオンビーム２３が、図２に示されているラスタパターン４９に従ってウェーハ３６全体をスキャンするように、六脚４９を使用してコントロールされる。しかしながら、他のスキャンパターンも実行可能である。特に、六脚の使用によって円形スキャンが実行可能になり、このことは、ウェーハをスキャンするのに必要な総時間を短縮するだけでなく、ウェーハの横方向運動が少なくてすむため、振動の潜在源を縮小させることができる。円形スキャンを使用する場合、スキャン機構は高速および低速軸を必要としないこともあるが、スキャンは、低速の一定移動スキャンで実行されてもよい。しかしながら、低速の一定スキャンもまた、従来のラスタタイプスキャンに採用可能である。
【００３４】
イオンビーム２３は典型的に５０ｍｍの直径を有しているのに対して、ウェーハ３６は３００ｍｍの直径を有する（半導体ウェーハには２００ｍｍも通常である）。本例において、Ｙ軸方向に２ｍｍのピッチが選択され、合計１７５本のスキャンラインになり（つまり、ｎ＝１７５）、全イオンビーム２３が全ウェーハ３６にスキャンされる。分かりやすくするために、２１本のスキャンラインのみが図２に示されている。
【００３５】
イオン注入器２０の六脚５０が図３に図示されている。六脚５０は、それぞれのユニバーサルジョイントを介して６つのレッグ５１の端部に結合されているウェーハホルダ３８を含む。６つの六脚レッグ５１の各々の両端部はベース５２に搭載される。
【００３６】
ベース５２は環状であり、それぞれのレッグ５１がジンバル５３を介して搭載されている環状部分に６つの切取り断面が形成されている。各ジンバル５３は、当業者に公知であるように、２対のピボットを直角で軸に搭載している。
【００３７】
各それぞれのジンバル５３の背後にカンチレバー状に搭載されているモータ５４は、ウェーハホルダ３８の反対側の端部で、各レッグ５１の端部に搭載される。
【００３８】
図１は、プロセスチャンバ４２内に部分的にのみ包囲された六脚５０を示しており、プロセスチャンバ内に含まれていない六脚５０の一部は真空環境に維持される必要はないが、六脚５０はまたプロセスチャンバ４２内に完全に包囲可能である。
【００３９】
六脚５０がプロセスチャンバ４２内に部分的に包囲される場合、ベース５２はプロセスチャンバ４２に含まれても、ここから排除されてもいずれも可能である。しかしながら、ベース５２がプロセスチャンバ４２から排除される場合、典型的にはビームストップは、ベース５２の前でプロセスチャンバに含まれることになる。ベース５２がプロセスチャンバ４２内に含まれる場合、ビームストップはベース５２の前後いずれにも配置可能である。ベース５２の形状が環状であるため、ウェーハホルダ３８に搭載されているウェーハ３６やウェーハホルダ３８に入射しないイオン粒子はベース５２を介してビームストップに通過する。
【００４０】
図４に示されているように、各六脚レッグ５１は第１のセクション６０および第２のセクション６１を含む。第１のセクション６０はジンバル５３を介してベース５２に搭載されており、長手方向軸を中心に第１のセクション６０を回転させるための、第１のセクション６０の端部に搭載されているモータ５４を有する。好ましくは、モータ５４は、流体入口５５および流体出口５６を介してモータ周辺を循環される冷却流体、例えば水の使用によって冷却されるように配列されている。供給（ｕｍｂｉｌｉｃａｌ）配列（図示せず）もまた、例えばレッグ５１に沿ってベース５２からウェーハホルダ３８への接続を提供するために使用可能である。供給配列は、例えば、ウェーハホルダ３８に冷却流体を提供するために使用可能である。
【００４１】
第２のセクション６１はウェーハホルダ３８に搭載される。レッグ５１の第１のセクション６０は、リブ／溝配列を使用して形成されたスクリュー配列によってレッグ５１の第２のセクション６１に結合される。本実施形態のためには、レッグ５１の第２のセクション６１は、レッグ５１の第１のセクション６０の中空セクションにスクリュー嵌合され、この場合レッグ５１の第１のセクション６０の中空セクションはレッグ５１の第１のセクション６０の長さにわたる。レッグ５１の第１のセクション６０の中空セクションおよびレッグ５１の第２のセクション６１の外部表面はリブ／溝配列を有するため、レッグ５１の第１のセクション６０または第２のセクション６１のいずれかの軸回転によってレッグ５１は延長または収縮する。
【００４２】
上記のように、それぞれのレッグ５１に取り付けられている各モータ５４は、各レッグ５１のそれぞれの第１のセクション６０を回転させるように配列されているため、回転方向に応じて各レッグ５１を延長または収縮させることができる。
【００４３】
六脚レッグ５１の第１および第２のセクション間の接合において六脚レッグ内に組み込まれるのではなく、六脚レッグ５１の端部にモータ５４を取り付けることによって、六脚レッグの直径は最小化される。したがって、所与のベース直径について、これは、六脚レッグ５１のより広範な運動を可能にするため、ウェーハホルダ３８の運動範囲を増大することができる。
【００４４】
代替実施形態では、しかしながら、六脚レッグの端部ではなく、例えば六脚レッグ５１の第１のセクション６０と第２のセクション６１間の接合において、六脚レッグ５１の１つ以上または全部の内で六脚レッグ５１を回転させるためのモータ５４を含むことが可能である。この代替実施形態において、モータ５４が搭載されていた六脚レッグ５１は、ユニバーサルジョイントを介してベースに搭載可能である。したがって、六脚レッグ５１の１つ以上または全部がユニバーサルジョイントを介してベースに搭載可能である。
【００４５】
ウェーハホルダ３８の位置は、それぞれのモータ５４を使用してそれぞれの６つのレッグ５１の長さを変えることによって移動、傾斜および／または回転され、これは当業者には理解される。ジンバル５３を介してベース５２に、またユニバーサルジョイントを介してウェーハホルダ３８に６つのレッグ５１を搭載することによって、六脚５０はウェーハホルダ３８の運動に６つの自由度を提供することができ、Ｘ、ＹおよびＺ軸のウェーハホルダ３８の運動に加えて、ウェーハホルダ３８の回転を可能にすることができる。
【００４６】
適切な六脚レッグ５１の長さを変えて、ウェーハホルダ３８を回転させることによって、ウェーハホルダ３８に搭載されたウェーハ３６の位置は、イオンビーム２３のプロファイルに一致可能である。例えば、イオンビーム２３の断面プロファイルが円形ではなく楕円形である場合、ウェーハのラスタスキャンの高速軸がイオンビーム２３の広範断面のラインに沿ってスキャンされるのが望ましい。したがって、ウェーハホルダ３８を回転させて、ラスタスキャンの高速軸をイオンビーム２３の広範断面に一致させることによって、ウェーハホルダ３８のラスタ配向をイオンビーム２３のプロファイルに一致させることができる。
【００４７】
さらに、コントローラ（図示せず）を使用して６つのそれぞれのモータ５４の動作を同期化することによって、上記のように、図２に示されたラスタパターン４９に従って、イオンビーム２３に対してウェーハホルダ３８をスキャンすることができる。しかしながら、コントローラは、六脚レッグ５１の長さをコントロールして多様な異なるスキャンパターンを提供するように構成可能であり、ウェーハホルダ３８は多様な異なる方向に回転される。
【００４８】
ウェーハホルダ３８に搭載された全ウェーハ３６にわたってラスタスキャンが実行されるようにするために、六脚レッグ５１は、ウェーハホルダ３８の表面の少なくとも長さに等しいウェーハホルダ３８の横方向運動を可能にする長さ、運動範囲および回転の最大角度を有するように配列されている。例えば、直径３００ｍｍで、４５度の最大回転角度を有する六脚レッグを具備するウェーハホルダ３８について、六脚レッグの最小長さは、ウェーハホルダ３８を横方向に３００ｍｍ移動させるには、およそ２１３ｍｍでなければならない。
【００４９】
大型真空チャンバが六脚または六脚の一部を収容するのを回避するために、六脚レッグの長さを最小に保つことが望ましく、これは回転角度の増大をもたらすこともある。
【００５０】
好ましくは、しかしながら、長さ、運動範囲および回転の最大角度は、ウェーハホルダ３８の表面の長さおよびイオンビーム２３の幅に等しいウェーハホルダ３８の横方向運動を可能にする程度である。例えば、本実施形態のためには、六脚５０は、ウェーハホルダ３８に少なくとも３００ｍｍの横方向運動を提供し、ウェーハホルダ３８の直径＋５０ｍｍを収容し、かつイオンビーム２３の直径を収容するように構成されている。
【００５１】
したがって、ラスタスキャンの開始時に、ウェーハホルダ３８は横方向に移動可能であるため、ウェーハホルダ３８はイオンビーム２３のサイドに移動され、ウェーハ３６およびウェーハホルダ３８へのイオン粒子の衝突を回避することができる。ラスタスキャン中に、六脚レッグ５１の長さは変えられ、図２に図示されているようなラスタスキャン４９に従ってイオンビーム２３全体にウェーハホルダ３８を移動させる。
【００５２】
代替的に、ラスタスキャンがウェーハ３６の全体で実行される必要がない場合、六脚レッグ５１の長さは、この回転角度と合わせて、ウェーハホルダ３８の表面の少なくとも長さに等しいウェーハホルダ３８の横方向運動を可能にできるほど長い必要はない。
【００５３】
加えて、六脚レッグ５１の長さをコントロールすることによって、ウェーハホルダ３８は、イオンビーオム２３に直交する以外の角度でイオンビーム２３全体にわたりスキャン可能である。例えば、図５は、角度付きアイソセントリックラスタスキャンが実行されるように、イオンビーム２３に対しておよそ４５度の角度で傾斜されたウェーハホルダ３８を有する六脚５０を示している。六脚レッグ５１は、イオンビーム２３に対しておよそ４５度の角度を維持しつつ、図２に示されているラスタスキャンに従ってウェーハホルダ３８を移動させるように配列されている。図６は、ラスタスキャンラインの端部に対して移動されたウェーハホルダ３８を示している。しかしながら、当業者が認識するように、ウェーハホルダ３８は、イオンビーム２３に対して直交して、あるいはこの他の多様な角度でスキャン可能である。傾斜に加えて、ウェーハ３８は、多様な配向でウェーハホルダ３８上の基板の注入を可能にするように回転可能である。
【００５４】
さらに、コントローラは、六脚レッグ５１の長さを変えて、イオンビーム２３に対する非アイソセントリックスキャンを実行するように配列可能である。
【００５５】
開示されている主題は多数の方法で修正可能であり、また具体的に説明されている好ましい形態以外の実施形態も想定可能であり、例えば六脚レッグ５１がジンバルを介してウェーハホルダ３８に搭載可能であることが、当業者には明らかである。さらに、限定的な運動範囲のみでよい場合、レッグ数を削減すること、例えば六脚を５つまたは４つのレッグにすることも可能である。加えて、ウェーハホルダの運動の結果としてもたらされる振動をさらに削減するために、振動が招く作用を打ち消すために反応システムを六脚に含めることができる。
【符号の説明】
【００５６】
２０…イオン注入器、２２…イオンビーム源、２３…イオンビーム、２４…フライトチューブ、２８…質量分析マグネット、３２…質量分解スリット、３６…ウェーハ、３８…ウェーハホルダ、４２…プロセスチャンバ、４４…スタンドオフ、４６…電源、４９…ラスタパターン、５０…六脚、５１…レッグ、５２…ベース、５３…ジンバル、６０…第１のセクション、６１…第２のセクション
【図１】
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【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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【国際調査報告】
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