(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体ウェーハを運ぶように適合されたイオン注入装置用のスキャン・ホイールであって、
スキャン・ホイールによってイオンビームを横切って運ばれるウェーハをスキャンするために１つの軸の周りで回転可能であり、
前記軸の周囲に配置された複数のウェーハ支持エレメントであって、各ウェーハ支持エレメントがエラストマー層に覆われたウェーハ支持表面を有する、前記支持エレメントと、
前記エラストマー層の上に突き出してウェーハを受け取るように弾力的に付勢された複数の突起物と、
を備え、
前記支持エレメントは内側に傾斜しており、前記支持エレメント上のウェーハが遠心力により前記支持表面に向かって押され、前記弾力的に付勢された突起物を前記ウェーハ支持エレメントに押し、ウェーハと前記エラストマー層との間に良好な熱接触を作り出し、
前記突起物の材料とウェーハ裏側間に働く摩擦力が、前記エラストマー層の材料と前記ウェーハ裏側間に働く摩擦力よりも小さい、スキャン・ホイール。
【請求項２】
前記ウェーハ支持エレメントが、ウェーハ支持エレメントの中心から間隔をおいて、その中心の周りに配置された少なくとも３つの突起物を有する、請求項１に記載のスキャン・ホイール。
【請求項３】
前記ウェーハ支持エレメントが、平面視したときにほぼ円形であり、ウェーハがそこから押される第１周縁部と、固定式レストレイントが置かれる第２周縁部と、前記ウェーハ支持エレメントの中心を通り前記第１周縁部から前記第２周縁部まで延びている中心線とを有し、また一対の突起物が前記第１周縁部寄りにあって、前記中心線の両側に位置し、第３の突起物が前記中心線上に位置し且つ前記第２周縁部寄りに位置している、請求項２に記載のスキャン・ホイール。
【請求項４】
さらに２つの突起物を中心線の各側に１つずつ備え、前記２つの突起物が前記第１周縁部に対し前記第３の突起物よりも近くなるように配置される、請求項３に記載のスキャン・ホイール。
【請求項５】
前記ウェーハ支持エレメントが、前記ウェーハ支持エレメントの中心から間隔をおいてウェーハ支持エレメントの中心の周りに配置された少なくとも５つの突起物を有する、請求項２に記載のスキャン・ホイール。
【請求項６】
第１周縁部に近い突起物の方が、第２周縁部に近い突起物よりもエラストマー層から高く突出する、請求項３または４に記載のスキャン・ホイール。
【請求項７】
各突起物がバネ式プランジャである、請求項１−６のいずれか一項に記載のスキャン・ホイール。
【請求項８】
各プランジャのヘッドが前記エラストマー層から突出するドーム型の表面を持つ、請求項７に記載のスキャン・ホイール。
【請求項９】
前記プランジャが、前記ドーム型表面の下に環状のくぼみを有する、請求項８に記載のスキャン・ホイール。
【請求項１０】
前記バネ式プランジャが、前記ウェーハ支持エレメント内の貫通孔にある環状のくぼみ内にはめ込まれた止め輪によって所定の位置に保持される、請求項７から９のいずれか一項に記載のスキャン・ホイール。
【請求項１１】
前記突起物が、低粒子流出性プラスチック材料によって作られている、請求項７から１０のいずれか一項に記載のスキャン・ホイール。
【請求項１２】
請求項１−１１のいずれか一項に記載のスキャン・ホイールと、前記ウェーハを前記ウェーハ支持エレメントまで運ぶグリッパー・アームであって、前記ウェーハの位置を検出する位置検出手段を有するグリッパー・アームと、を備える、イオン注入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イオン注入処理チャンバにおいて使用されるスキャニング・ホイールの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
イオン注入は、半導体材料が所望の導電率状態を得るための半導体材料のドーピングに使用される。望ましい注入イオン種のビームが形成され、注入する半導体ウェーハの表面に照射される。イオン注入のバッチ処理では、通常、同時に処理されるべき半導体ウェーハのバッチを用意し、ウェーハ表面上へのイオン分布を確実に均一にするために、これらウェーハをイオンビームの間中、繰り返しスキャンするのが通例である。
【０００３】
イオン注入装置処理チャンバ内で、ウェーハのバッチをスキャンするために使用するスキャン・ホイールが、米国特許ＵＳ−Ａ−５３８９７９３号に開示されている。このスキャン・ホイールは複数のウェーハ支持エレメントを有しており、これら複数のウェーハ支持エレメントはスキャン・ホイールが回転する軸の周囲を取り巻くように配置される。各ウェーハ支持エレメントにはそれぞれヒートシンク・インサートが取り付けられており、また、ヒートシンク・インサートの表面にはエラストマー層が備えられ、このエラストマー層がウェーハを受けてウェーハとヒートシンク・インサート間の熱接触を良好にする。
【０００４】
ウェーハがホイールに装填されると、グリッパー・アームがウェーハ１枚をヒートシンク・インサートに差し出し、ウェーハをエラストマー層に押しつける。するとウェーハは一対のバネ式クリップによって、エラストマー層の向こうへ、ウェーハ支持エレメントの固定式レストレイント形成部に接するまで押し込まれる。ウェーハが一旦所定位置に入ると、グリッパー・アームがウェーハを解放し、ウェーハはその後、バネ式クリップと固定式レストレイントの間で保持される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この設置方法の１つの問題は、ウェーハがエラストマー層に貼り付きやすく、したがってクリップによって正しい位置にきちんと押し込まれないことである。しかし、操作機構によって、クリップを駆動するシリンダーの移動が検出されるため、その結果ウェーハが正しい位置にあると見なされる。グリッパー・アームが解放されると、ウェーハはクリップによって、エラストマー層の向こうへ、制御されないかたち、すなわちウェーハが固定式レストレイント内に正しく噛み合わないかたちで押し込まれる。これによりウェーハに損傷が生じたり、あるいはウェーハの保持が不安定となるため、ホイールが回転したときにウェーハがウェーハ保持部から飛び出す要因となることを意味する。ウェーハの貼り付きを防ぐためにクリップが与える力を増やすような試みを行えば、ウェーハが固定式レストレイントに強く押し込まれすぎるため、ウェーハ損傷の危険がもたらされる。
【０００６】
スキャン・ホイールが高速で回転するところで、ウェーハ位置を検出するためにスキャン・ホイール自身に電子装置を設置するのは実用的ではない。しかし、ウェーハは必ずしもグリッパーが解放し終るまでに、完全に正しい位置へ移動するわけではないので、検出器をグリッパーの上に設置することでウェーハが正しい位置にあるかどうかを確認することも不可能である。従来技術では、ウェーハがホイールの正しい位置に設置されていないとき、この不正な設置を検出することは不可能であった。
【０００７】
これらの問題を克服するための１つの試みとして、ウェーハを所定位置にすべり込ませたときにエラストマー層から離れたウェーハを支持するため、エラストマー層上に一対のエラストマー隆起部を備えた。エラストマー隆起部は圧縮性であり、したがって機械が回転させられたときにそれら隆起部はウェーハによって押しつぶされ、よってウェーハとエラストマー層間での良好な熱接触が保証される。しかしながら、ウェーハが所定位置に押し込まれたときにウェーハは隆起部のまわりを旋回する傾向があるため、実際にはこれら隆起部が逆効果となり、そのためウェーハをその正しい位置から更に遠くへ運んでしまう結果となっていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様によれば、複数の半導体ウェーハを運ぶように適合されたイオン注入装置用のスキャン・ホイールが提供され、そのスキャン・ホイールは、ホイールによりイオンビームを横切って運ばれるウェーハをスキャンするために１つの軸の回りを回転することが可能であり、また各ウェーハ支持エレメントがエラストマー層に覆われたウェーハ支持表面を有する、前記軸の周りに配置された複数のウェーハ支持エレメントと、エラストマー層の上に突き出してウェーハを受け取るように弾力的に付勢された複数の突起物とを有しており、突起物の材料とウェーハ裏側間の摩擦係数がエラストマー層の材料とウェーハ裏側間の摩擦係数よりも小さいことを特徴としている。
【０００９】
したがって、ウェーハがウェーハ支持エレメント上に装填されたときにウェーハは突起物上で受け取られるのであり、よってウェーハは容易にウェーハ支持エレメントを横切って、正しい位置に押し込まれる。ウェーハは比較的大きな摩擦係数を持つエラストマー層上ではなく、むしろ小さい摩擦係数を持つ突起物上をすべるため、ウェーハが貼り付きにくく、所定の位置に正確に押し込まれる。ホイールが一旦回転すると、遠心力により、ウェーハは弾力的に付勢された突起物の動きに抗してエラストマー層上に押しつけられる。これによってウェーハとエラストマー層間の良好な熱接触が確保される。
【００１０】
従来技術で使用されていたようなエラストマー隆起物のさらなる問題は、隆起物を押しつぶすために必要な力を予測することが出来ないため、隆起物がウェーハ裏側に対して及ぼす復元力を予測できないことである。場合によっては、スキャン・ホイールが回っているときでさえエラストマー隆起物がつぶれないという矛盾が起こる。
【００１１】
本発明の第２の態様によれば、複数の半導体ウェーハを運ぶように適合されたイオン注入装置用のスキャン・ホイールが提供され、そのスキャン・ホイールは、ホイールによりイオンビームを横切って運ばれるウェーハをスキャンするために１つの軸の回りを回転することが可能であり、また各ウェーハ支持エレメントがエラストマー層に覆われたウェーハ支持表面を有する、前記軸の周りに配置された複数のウェーハ支持エレメントと、エラストマー層の上に突き出してウェーハを受け取るように弾力的に付勢された複数の突起物とを有しており、各突起物にはウェーハを受け取る固定プランジャと、ウェーハが装填されていない時に固定プランジャをその突出位置に付勢させる弾性エレメントが含まれている。この配置ではプランジャと弾性エレメントは分離した構成要素として提供されるため、弾性エレメントは完全にその付勢力の強度に基づいて選択することができ、したがって、復元力について高い一貫性を得ることができる。
【００１２】
エラストマー層上でのウェーハのすべりを避ける事によって、ウェーハ裏側に集まる粒子が低減し、またウェーハの磨耗が少なくなるためウェーハの寿命が延びる。
【００１３】
弾力性のある突起物はまた、ホイールが回転を停止した時に、処理済のウェーハをウェーハ支持エレメントから押し出しやすくする。これによってウェーハがエラストマー層に貼り付く機会が減り、したがってウェーハをウェーハ支持エレメントから引き離すときに起こる損傷が低減される。
【００１４】
さらに、正確にウェーハを正しい位置にスライドさせることができるので、ウェーハをウェーハ支持エレメントに運ぶグリッパー・アームに位置検出手段を備えることができ、それによってウェーハが実際に正しく設置されていることを確認できる。したがって、たとえ最初はウェーハが正しく設置されていなくても、ウェーハを正しい位置にするよう更に試みることが可能であり、あるいはオペレータにウェーハが正しく配置されていないことを警告することが出来る。従来技術ではこのようなことは不可能であり、ウェーハの位置が間違っていることが最初に示されるのは、ホイールの回転中にウェーハがホイールを飛び出したときであった。
【００１５】
従来、ウェーハ支持エレメントはヒートシンク・インサートを持ち、その上にエラストマー層が備えられていた。したがって、本発明はウェーハ支持エレメントのヒートシンク・インサートにまで拡張され、そのヒートシンク・インサートはエラストマー層に覆われたウェーハ支持表面を有し、またエラストマー層の上に突き出してウェーハを受け取るように弾力的に付勢された複数の突起物を有し、その突起物の材料とウェーハ裏側間の摩擦係数はエラストマー層の材料とウェーハ裏側間の摩擦係数よりも小さいことを特徴とする。
【００１６】
本発明はまた、ウェーハ支持エレメントのヒートシンク・インサートにまで拡張され、そのヒートシンク・インサートはエラストマー層に覆われたウェーハ支持表面と、エラストマー層の上に突き出してウェーハを受け取るように弾力的に付勢された複数の突起物を有し、各突起物にはウェーハを受け取る固定プランジャと、ウェーハが装填されていない時に固定プランジャをその突出位置まで付勢させる弾性エレメントが含まれている。
【００１７】
ウェーハを良好に支持するためには、ウェーハ支持エレメントの中心から間隔をあけて、また、中心の周りに配置された、少なくとも３つの突起物を用意することが好ましいことが分かっている。平面視したときにウェーハ支持エレメントがほぼ円形で、かつウェーハ支持エレメントが、ウェーハがそこから押される第１の側面、固定式レストレイントが置かれる第２の側面、およびウェーハ支持エレメントの中心を通り第１の側面から第２の側面まで延びている中心線を持っているときに、突起物の最適な配置は、第１の側面に向かって中心線に対抗して位置する一対の突起物を持ち、また中心線上にありかつ第２の側面に向かって位置する第３の突起物を持っていることである。
【００１８】
さらに好ましくは、ウェーハ装填時にエラストマーとウェーハが接触する機会を全くなくすために、５つ以上の突起物を備える。５つの突起物の場合には、最初の３つの突起物を上述のように配置し、さらに２つの突起物を中心線の各側に１つずつ備え、かつそれぞれが第１の側面に対し第３の突起物よりも近くなるように配置する。
【００１９】
エラストマー層の材料は、たとえばポリウレタン、ポリアミド、ポリイミドまたはポリスチレンであってよく、好ましくは日本国特願平１０−１７７９６４号に開示されているようなシリコンゴムである。
【００２０】
ウェーハが固定式レストレイントに確実に所望の高さで突き当たるようにするため、第１の側面により近い突起物は、第２の側面により近い突起物よりもエラストマー層からより高く突出していることが好ましい。これによって、ウェーハが固定式レストレイントに向って下に傾くような方向に、ウェーハをスライドさせるようにする。このことは固定式レストレイントに対するウェーハの噛み合いを確実にするのを助け、またウェーハが固定式レストレイントの上に押し上げられるのを防ぐ。
【００２１】
各突起物は、好ましくはバネ式プランジャの形状をとる。好ましくは、プランジャのヘッドはドーム型の表面がエラストマー層から突出するような輪郭となっている。これによって、突起物とウェーハ間の接触面積が小さくなり、またウェーハを捕らえる可能性のあるコーナーがなくなる。好ましくは、プランジャはそのドーム型表面の下に環状のくぼみも有している。実際には、ドーム型表面に集まるどんな汚染物も使用中に取り除かれ、環状のくぼみに入っていき、そこで問題なく溜められる。プランジャはその後、洗浄あるいは交換のために、定期的に取り外すことが出来る。
【００２２】
ウェーハ支持エレメントは、好ましくは貫通孔を持ち、中にバネ式プランジャが設置されている。バネ式プランジャは、好ましくは止め輪によって所定の位置に固定されており、止め輪は貫通孔の環状くぼみ内にはめ込まれている。これによってバネ式プランジャは、洗浄や交換のために非常に容易に取り外すことが出来るようになる。
【００２３】
突起物は、その上をウェーハが容易にスライドできるような材料によって形成してよい。最も適した材料はＰＥＥＫのような低粒子流出性プラスチック(a low particle shedding plastic)であり、この材料は磨耗に強いが、ウェーハの裏側に引っかき傷をつけることがない。
【００２４】
本発明はまた、複数の半導体ウェーハ運搬用スキャン・ホイールを有するイオン注入装置にも拡張される。そのイオン注入装置において、スキャン・ホイールは、ホイールによりイオンビームを横切って運ばれるウェーハをスキャンするために１つの軸の回りを回転することが可能であり、またスキャン・ホイールは、各ウェーハ支持エレメントが、エラストマー層に覆われたウェーハ支持表面と、ウェーハを支持表面を横切ってスライドさせる機構と、ウェーハが支持表面を横切ってスライドしやすいようにするための支持表面上の手段とを有する、前記軸の周りに配置された複数のウェーハ支持エレメントと、ウェーハのストックからウェーハを１枚取り出して前記１枚のウェーハを前記ウェーハ支持エレメント上に置くグリッパーであって、前記ウェーハを前記支持表面上でスライドさせる機構によってウェーハが正しい位置にスライドしたことを検出する検出器を有するグリッパーとを備える。
【００２５】
以上から、ウェーハが正しい位置に移動されない場合にこのことを検出することが可能である。これによってイオン注入装置は、正しい位置へのウェーハの移動を、更に1回以上試みることができ、あるいはウェーハが位置を外れていることをオペレータに警告することができるようになる。
【００２６】
検出器は、従来のどのような位置検出器も使用することが出来る。しかし、位置検出の手段は、好ましくはグリッパーがウェーハを把持するときに反るグリッパーの一部の上に備えられたひずみゲージである。そのような検出器は、たとえばウェーハのストックからウェーハを抜き出すときに、ウェーハが常に正しい位置にあることを検出するためにも使用でき、あるいはウェーハがウェーハ支持エレメント上を遠くまで押されすぎ、固定式レストレイントの機械的損傷を表している場合にも使用できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明にもとづく構造をもつスキャン・ホイールを、添付図面を参照して以下に説明する。
【００２８】
前述の米国特許ＵＳ−Ａ−５３８９７９３号に、処理チャンバ内においてイオンビームを通過するウェーハのバッチをスキャンするための、スキャン・ホイールを含むイオン注入装置が開示されている。上記米国特許明細の開示は、ここに参照として内包されている。
【００２９】
図１および図２はＵＳ−Ａ−５３８９７９３号から取ったものであり、本発明が適用されるウェーハ支持エレメントを表している。
【００３０】
スキャン・ホイールは、片端２の部分で中心ハブ（図示しない）にボルト締めされた、複数のアーム１を構成している。アーム１の半円状の外端はウェーハ支持エレメント３を有し、そこにヒートシンク・インサート４が、スタッド配置５によってＵＳ−Ａ−５３８９７９３号に説明されるように取りつけられている。ウェーハ支持エレメントを冷却するため、冷却水が通路６内を循環する。
【００３１】
ウェーハが取りつけられるヒートシンク・インサートの表面は、エラストマー層７に覆われている。ウェーハは、後で説明される方法によってエラストマー層７上に載せられ、一対の取り付けクリップ８によって所定の位置に保持される。取り付けクリップ８はウェーハ支持エレメント３の半円状の最外端で固定式レストレイント９と共に働いて、ホイールが回転し、かつ図２に示す方向にイオンビームが照射されている間、ウェーハを所定の位置に保持する。
【００３２】
ヒートシンク・インサート４は、図３に示すような複数のプランジャ・アセンブリ１０を備えている。各プランジャ・アセンブリはインサート４中の貫通孔１１内に保持されている。貫通孔１１は一対の皿穴１２、１３を持ち、インサート４の裏側に向けて段階的に上がって行きながら、貫通孔の径を持たせている。インサート４の裏側に隣接する座ぐり１３は、周辺溝１４を備えている。プランジャ・アセンブリはプランジャ１５を備え、プランジャ１５は下方がくびれネック１７となっている、ほぼ球形のヘッド１６を有している。スピゴット１８はプランジャエレメント１５の後ろ表面に突出し、コイル・バネ１９により囲まれている。コイル・バネ１９は、周辺溝１４に保持された止め輪２１によって所定の位置を保つワッシャー２０に対して働いて、プランジャ１５が、図３に示すように、ヘッド１６がエラストマー層７の上部に突出する位置になるように促す。使用中、ヘッド１６に堆積した汚染物は通常の操作中にくびれネック１７に入っていき、そこで問題なく保持される。
【００３３】
最適な形として、５個のプランジャ・アセンブリ１０が、図４に示すようなインサート上の位置に備えられる。インサートは、インサートの中心を通り、ウェーハがインサート上をスライドする方向に延びる中心線２３を持つ。プランジャはこの中心線の周りに対称に配置される。インサートには一対のくぼみ２４があり、くぼみ２４が各取り付けクリップ８を受けて、それによりインサート上でウェーハが押される。第１のプランジャ・アセンブリ１０Ａは中心線上にあり、かつインサートの固定式レストレイント９に面する側面に最も近い位置にある。第２のプランジャ・アセンブリ１０Ｂの一対は中心線から最も離れた位置にあり、第１のプランジャ・アセンブリ１０Ａよりも、固定式レストレイント９からわずかに遠くなるように、間隔を置いて配置されている。第３のプランジャ・アセンブリ１０Ｃの一対は、第２のプランジャ・アセンブリ１０Ｂの一対よりも中心線２３に近く配置され、かつ、インサートのくぼみ２４を備えた側面に隣接して位置している。実際には、第３のプランジャ・アセンブリ１０Ｃのプランジャは、他のプランジャ・アセンブリよりもエラストマー層７からより高く突出するように配置されている。したがってウェーハをインサート上に装填したときに、ウェーハはエラストマー層に向かって、固定式レストレイント９の方向に傾けられる。一般にウェーハ未装填の状態では、第１および第２のプランジャ・アセンブリは０．３ｍｍ〜０．４ｍｍエラストマー層の上に突出し、第３のプランジャ・アセンブリはエラストマー層の０．６ｍｍ〜０．８ｍｍ上に突出している。
【００３４】
個々のウェーハは、図５および図６に示すように各ヒートシンク・インサート上にグリッパー・アーム２５を用いて装填される。グリッパー・アームは円形ウェーハの端を把持するために、周辺に６個のグリッパー・フィンガー２６を持っている。グリッパー・フィンガー２６は、従来の機械連結を介した空気圧シリンダー２７によって内側および外側へ同時に放射状に動く。機械連結は、グリッパー・フィンガー２６のすべての周りを囲み、環状に動かせる周辺カラー２８からなる。各グリッパー・フィンガーは、グリッパー本体上のピボット点３０の周りにあるグリッパー支持体２９に取り付けられている。板バネ３１は各グリッパー支持体２９から突出しており、カラー２８のスロット内に保持されている。したがって、カラー２８が空気シリンダー２７によって環状に動くと、すべてのグリッパー・フィンガー２６は、各板バネ３１によって同時に動かされ、その結果、ピボット点３０の周りで各グリッパー支持体２９が旋回する。板バネ３１によって、ウェーハの損傷を避けるために必要な弾力がグリッパー・フィンガーに与えられる。
【００３５】
本発明によって図８に示すように、グリッパー支持体２９の１つをグリッパー支持体２９Ａに置き換えることができる。修正されたグリッパー支持体２９Ａは、図５に示すグリッパー支持体２９と構造上類似であり、点３０Ａの周りで旋回し、表面３２上に取りつけられたグリッパー・フィンガー（図示しないが、図５のものと同じ構造を持つ）と、カラー２８内のスロットまで延びる板バネ３１Ａを持つ。さらに、修正されたグリッパー支持体２９Ａは板バネ３１Ａに取り付けられたひずみゲージ３３を持つ。図８は板バネ３１Ａの上部表面に取り付けられたひずみゲージを示すものであるが、さらに板バネ３１Ａの後ろ表面にも同様の構造のひずみゲージが取り付けられている。ひずみゲージ３３は、架橋線３４および端子パッド３５を介してリード線３６に接続されている。リード線３６はグリッパー支持体２９Ａに溶接され、機械の制御システムに接続されている。ひずみゲージ３３によって、板バネ３１Ａの位置ずれに応じた信号が生成され、支持体２９Ａのグリッパーに取り付けられたグリッパー・フィンガーの位置を絶えずモニターする事ができる。
【００３６】
ウェーハのヒートシンク・インサート上への装填操作について説明する。操作はウェーハ・マガジンへのグリッパー・アセンブリ２５の移動から開始され、ウェーハ・マガジンに移動すると周辺カラー２８が移動することによってグリッパー・フィンガー２６が内側へ放射状に動き、ウェーハの周辺端を把持する。この段階で、ひずみゲージ３３を用いて１つのグリッパー・フィンガーの位置を検出することが出来るため、機械はウェーハが正しく把持されていることを確認できる。グリッパー・アーム２５は、その後ウェーハ支持エレメント３に移動し、ウェーハをヒートシンク・インサート４上に、ウェーハとヒートシンク・インサートの両方が垂直位になるように保持する。このときウェーハは、５個の突起物１０上に支持され、また、したがってエラストマー層７からは離れて保持されている。この後、２個の取り付けクリップ８が各くぼみ２４の中に移動し、ウェーハをヒートシンク・インサート上で押し、固定式レストレイント９に接触させて保持する。ウェーハは５個のプランジャ１５のヘッド１６を介して、ヒートシンク・インサートに接するのみであり、またこれらヘッドがエラストマー層７よりも低い摩擦係数を有しているため、ウェーハはヒートシンク・インサート４上をスライドするときに貼り付かない。このことは、ウェーハが確実に固定式レストレイント９との正しい噛み合いにスライドし、さらにグリッパー・フィンガー２６によって所定の位置に保持されることを保証するものである。ウェーハが正しい位置にあるときには、ひずみゲージ３３によってあらかじめ決められたひずみが検出されるので、ウェーハがその正しい位置に到達したことを機械が確認できる。
【００３７】
取り付けクリップ８が作動し、ひずみゲージ３３によってウェーハが正しい位置にないことを表す異常な値が示された場合、クリップを戻して、ウェーハを正しい位置に移動するよう、もう一度動かしてみることが出来る。それでもまだ上手く行かない場合は、機械はオペレータに警告を発し、ウェーハが不正確に取り付けられていることを知らせる事が出来る。
【００３８】
第３のプランジャー１０Ｃの一対は、他の突起物よりもエラストマー層７からより高く突出しているので、ウェーハはエラストマー層７に向って固定式レストレイント９の方向に下向きに傾斜するように装填される。言いかえると、ウェーハＷは図７に示すように、右から左へ下向きに傾斜する。このことは、ウェーハが常に固定式レストレイント９の正しい高さで噛み合うことを保証し、ウェーハが回転力によってインサート４から上向きに飛び出したり、あるいはレストレイントに最も近いウェーハの端に過剰な応力を与える原因にならないことを保証する。ひずみゲージ３３によってウェーハの位置決めが正しいことが確認されると、空気シリンダー２７およびグリッパー支持体２９と共に働く周辺カラー２８によってグリッパー・フィンガー２６が放射状に引き戻され、その後すぐにグリッパー・アーム２５がウェーハ・マガジンに戻されて次のウェーハを受け取る。装填されたウェーハは固定式レストレイント９および取り付けクリップ８によって所定の位置に保持される。
【００３９】
ウェーハが各ウェーハ支持エレメント３上に装填されると、スキャン・ホイールは回転してウェーハをイオンビームでスキャンすることができる。ヒートシンク・インサートの支持表面はアーム１に向って傾斜しているため、ホイールの回転によってウェーハをヒートシンク・インサート４に向けて押すような遠心力が作り出される。これによって、ウェーハは固定式レストレイントと接する点の周りを回転させられ、ウェーハはヒートシンク・インサート４に押し下げられる力を受ける。これにより、プランジャ１５がヒートシンク・インサート４に押し込まれるので、スキャン操作中にウェーハを冷却するための、ウェーハとエラストマー層７間の良好な熱接触が保証される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるスキャン・ホイールの１つのアームの正面図である。
【図２】図１の線 II-IIの断面図である。
【図３】１つのプランジャ・アセンブリの断面図である。
【図４】プランジャ・アセンブリの位置を示すインサートの平面図である。
【図５】グリッパー・アームの斜視図である。
【図６】図５のグリッパー・アームの平面図である。
【図７】ヒートシンク・インサート、ウェーハおよび固定式レストレイントの一部の略断面図である。
【図８】グリッパー支持体の斜視図である。
【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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【図７】
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【図８】
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