JP7097893B2 - 放射加熱プレソーク - Google Patents
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Description
本願は、「放射加熱プレソーク(RADIENT HEATING PRESOAK)」と題する2017年1月19日に出願された米国仮出願第62/448,324号の利益を主張し、その内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、一般的には、ワークピース(被加工物:workpiece)を処理するためのワークピース処理システムおよび方法に関し、より具体的には、加熱チャック(heated chuck)上に配置される前に、ワークピースの温度を制御するシステムおよび方法に関する。
半導体プロセスでは、イオン注入などの多くの操作が、ワークピースまたは半導体ウェハに対して実行され得る。イオン注入処理技術が進歩するにつれて、ワークピースの様々な注入特性を達成するために、ワークピースにおける様々なイオン注入温度が導入され得る。例えば、従来のイオン注入処理では、以下の3つの温度レジームが通常考慮される。(i)ワークピースにおける処理温度が室温より低い温度に維持される低温注入(cold implants)、(ii)ワークピースにおける処理温度が、通常300~600℃の範囲の高温に維持される高温注入(hot implants)、および(iii)ワークピースにおける処理温度が室温よりわずかに高いが、高温注入で使用される温度より低い温度に維持されるいわゆる準室温注入(quasi-room temperature implants)であって、準室温注入温度は、典型的に50~100℃の範囲である。
本発明は、高温イオン注入システムの大気環境と真空環境との間で、ワークピース(被加工物:workpiece)を移送するためのシステム、装置、および方法を提供することによって、従来技術の制限を克服すると共に、スループットを最大限にし、システムに係る所有コストを最小限にする。
本開示は、概して、比較的冷えたワークピースを受け入れるように構成された加熱チャックを有するシステムを対象とする。一実施形態では、本開示は、イオン注入システムに関し、より詳細には、高温イオン注入(例えば、300℃~600℃)のために構成されたイオン注入システムに関する。しかし、本開示は、比較的低温のワークピースが比較的高温の表面上に配置される様々な他のシステムに適用可能であることを理解されたい。
Claims (19)
- イオンビームをワークピースへと導くイオン注入システムであって、
真空チャンバと、
前記真空チャンバに動作可能に連結されている第1チャンバと、
前記真空チャンバ内に配置される加熱チャックと、
ワークピース移送装置と、
コントローラと、を含んでおり、
前記加熱チャックは、当該加熱チャックのクランプ面に前記ワークピースを選択的にクランプし、
前記加熱チャックは、前記クランプ面を選択的に加熱し、
前記ワークピース移送装置は、前記ワークピースを選択的に支持するエンドエフェクタを有しており、
前記ワークピースは、前記エンドエフェクタ上に載置され、
前記ワークピース移送装置は、前記加熱チャックと前記第1チャンバとの間で前記ワークピースを選択的に移送し、
前記コントローラは、前記ワークピース移送装置を制御することによって、前記加熱チャックに対して前記ワークピースを選択的に配置し、
前記コントローラは、前記クランプ面から所定の距離に前記ワークピースを配置し、
前記所定の距離は、前記ワークピースが前記加熱チャックから受ける放射線の量を概ね決定し、
前記コントローラは、前記ワークピース移送装置を制御することによって、前記加熱チャックの表面に、前記ワークピースを選択的に配置する、イオン注入システム。 - 前記コントローラは、前記ワークピースが前記所定の距離に配置されるまでの所要時間を制御する、請求項1に記載のイオン注入システム。
- 前記コントローラは、前記ワークピースの所望の温度プロファイルおよび前記加熱チャックの所定の温度プロファイルのうちの1つ以上に基づいて、前記所定の距離および前記所要時間のうちの1つ以上を選択的に変更するように構成される、請求項2に記載のイオン注入システム。
- 前記加熱チャックは、前記加熱チャック内に埋め込まれた1つ以上の放射ヒータを含む、請求項1に記載のイオン注入システム。
- 前記加熱チャックは、前記ワークピースを所定の処理温度まで加熱する、請求項1に記載のイオン注入システム。
- 前記所定の処理温度は、100℃~1200℃の範囲である、請求項5に記載のイオン注入システム。
- イオン注入システムにおいてワークピースを予熱するための方法であって、前記方法は、
第1温度の第1位置から、チャンバ内の加熱チャックの表面に近接する所定の位置まで、前記ワークピースを移送する工程と、
前記加熱チャックから熱放射を放出することにより、前記ワークピースが、前記所定の位置で、前記加熱チャックからの熱放射に曝される工程と、
前記ワークピースを、所定の時間に亘り前記所定の位置に維持することにより、前記ワークピースの温度を第2温度まで上昇させる工程と、
前記ワークピースを、前記加熱チャックの表面に配置する工程と、
前記ワークピースにイオンを注入する工程と、を含む、方法。 - 前記ワークピースを、前記加熱チャックの表面に静電的にクランプする工程をさらに含む、請求項7に記載の方法。
- 1つ以上の機械的クランプによって、前記ワークピースを前記加熱チャックの表面に、機械的にクランプする工程をさらに含む、請求項7に記載の方法。
- 前記第1位置から、前記加熱チャックの表面に近接する前記所定の位置まで、前記ワークピースを移送する工程は、前記ワークピースを、第1環境から前記チャンバ内の真空環境まで移送する工程をさらに含む、請求項7に記載の方法。
- 前記所定の位置は、前記加熱チャックの表面から所定の距離に配された位置を含む、請求項7に記載の方法。
- 前記加熱チャックの1つ以上の放射特性に基づいて、前記所定の距離を決定する工程をさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記加熱チャックは、当該加熱チャックの表面を横切る可変放射プロファイルを有し、
前記所定の距離を決定する工程は、前記ワークピースと前記加熱チャックの表面との間の形態係数を決定する工程を含む、請求項12に記載の方法。 - 前記第1温度は、100℃未満であり、前記第2温度は、300℃よりも高い、請求項7に記載の方法。
- 前記第1温度は、20℃~100℃の範囲であり、前記第2温度は、300℃~600℃の範囲である、請求項7に記載の方法。
- イオン注入システムにおいてワークピースを予熱するための方法であって、前記方法は、
第1温度の第1位置から、チャンバ内の加熱チャックの表面から所定の距離に配された所定の位置まで、前記ワークピースを移送する工程と、
前記加熱チャックから熱放射を放出することにより、前記ワークピースが、前記所定の位置で、前記加熱チャックからの熱放射に曝される工程と、
前記ワークピースを、所定の時間に亘り前記所定の位置に維持することにより、前記ワークピースの温度を第2温度まで上昇させる工程と、
前記ワークピースを、前記加熱チャックの表面に配置する工程と、
前記ワークピースにイオンを注入する工程と、を含む、方法。 - 前記ワークピースの所望の温度プロファイルおよび前記加熱チャックの所定の温度プロファイルのうちの1つ以上に基づいて、前記所定の距離および前記所定の時間のうちの1つ以上を変更する工程をさらに含む、請求項16に記載の方法。
- 前記ワークピースを前記加熱チャックの表面に配置した後に、前記ワークピースを前記加熱チャックの表面に静電的にクランプする工程をさらに含む、請求項16に記載の方法。
- 前記ワークピースを、ロードロックチャンバ内で前記第1温度まで加熱する工程をさらに含む、請求項16に記載の方法。
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