真空チャンバ間のシーリング
シーリングシステムが開示されている。１つのこのようなシーリングシステムは、第１の真空チャンバ及び第２の真空チャンバを含む。シーリングシステムは、近接端及び遠位端を有する第１のシーリングユニットを含み、第１のシーリングユニットの近接端は第１の真空チャンバ上に設置されている。シーリングシステムは遠位端及び近接端を有する第２のシーリングユニットを含み、第２のシーリングユニットの遠位端は第１のシールユニットの遠位端上に設置されており、第２のシーリングユニットの近接端は第２の真空チャンバ上に設置されている。シーリングユニットの一方は凹面形状であり、他方は凸面形状である。シーリングシステムは第１のＯリング、第２のＯリング及び第３のＯリングも含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシールに関するものであり、特に２つの真空チャンバ間のシールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
イオン注入は、導電性変更不純物を半導体ウェーハ中に導入する標準技術である。所望の不純物材料はイオンソース中でイオン化され、そのイオンは加速されて所定のエネルギーのイオンビームを形成し、イオンビームはウェーハ表面に向けられる。ビーム中のエネルギーイオンは半導体材料バルク中に侵入し、その半導体材料の結晶格子中に組み込まれる。
【０００３】
イオン注入機は、ガス又は固体材料を明確に画定されたイオンビームに変換するイオンソースを含む。イオンビームは典型的には質量分析されて所望でないイオン種を除去し、所望のエネルギーまで加速され、ターゲット中に注入される。イオンビームは、静電又は磁気ビーム走査、ターゲット運動あるいはビーム走査とターゲット運動との組み合わせにより、ターゲット範囲上に分布させられる。イオンビームは、スポットビーム又は長い寸法及び短い寸法を有するリボンビームとすることができる。
【０００４】
イオン注入機の多くの要素は、真空チャンバにおいて真空下で操作される。イオン注入を生起可能にするのに加えて、ワークピースへ移動可能な汚染粒子を低減するために、イオン注入の間は真空であることが望ましい。イオン注入に使用されるこれらの真空チャンバにおいてリークが制御されないと、イオンビームの散乱を引き起こし、粒子が真空チャンバの中心部に混入することが可能になり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
２つの真空チャンバを連結する必要がある場合、双方のチャンバを真空に維持するためにシールが必要である。このようなシールを形成する従来の方法は、例えば、くさびの両側に面シールを有するくさび形のシールデザインを使用している。この方法は、直線ミスアライメントに対してコンプライアンス（順応性）を提供し得るが、角度ミスアライメントに対してはコンプライアンスをほとんど提供し得ない。別の例は柔軟なベローズを使用するが、これは典型的には実装が困難であり、より大きな開口のために多大な費用がかかる。更に別の例は、シールの一端でピストンシール、他端で面シールを使用する。しかし、この特定の方法はＯリングの圧縮のために角度コンプライアンスをほとんど提供せず、通常アライメントを必要とする。
【０００６】
従って、当該技術分野には真空チャンバ間をシールするための新規の改良された装置のニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、シーリングシステムが提供される。前記シーリングシステムは、第１の真空チャンバ開口を規定する壁を有する第１の真空チャンバと、第２の真空チャンバ開口を規定する壁を有する第２の真空チャンバとを具えることができる。前記シーリングシステムは、開口を規定する本体を具え、近接端と遠異端を有する第１のシーリングユニットであって、当該シーリングユニットの前記近接端が前記第１の真空チャンバ上に設置されている、第１のシーリングユニットと、開口を規定する本体、遠位端及び近接端を有する第２のシーリングユニットであって、当該シーリングユニットの前記遠位端が前記第１のシーリングユニットの前記遠位端上に設置され、当該シーリングユニットの前記近接端が前記第２の真空チャンバ上に設置されている、第２のシーリングユニットとを具えることもできる。前記シーリングシステムは、前記第１のシーリングユニットと前記第１の真空チャンバとの間に設置された第１のＯリングと、前記第２のシーリングユニットと前記第２の真空チャンバとの間に設置された第２のＯリングと、前記第２のシーリングユニットと前記第１のシーリングユニットとの間に設置された第３のＯリングとを具えることもできる。
【０００８】
本発明の第２の態様によれば、イオン注入機が提供される。前記イオン注入機は、イオン発生機と、第１の真空チャンバ開口を規定する壁を有する第１の真空チャンバと、第２の真空チャンバ開口を規定する壁を有する第２の真空チャンバとを具えることができる。前記イオン注入機は、開口を規定する本体を具え、近接端及び遠位端を有する第１のシーリングユニットであって、当該シーリングユニットの前記近接端が前記第１の真空チャンバ上に設置されている、第１のシーリングユニットと、開口を規定する本体、遠位端及び近接端を有する第２のシーリングユニットであって、当該シーリングユニットの前記遠位端が前記第１のシーリングユニットの前記遠位端上に設置され、当該シーリングユニットの前記近接端が前記第２の真空チャンバ上に設置されている、第２のシーリングユニットとを具えることもできる。前記イオン注入機は、前記第１のシーリングユニットと前記第１の真空チャンバとの間に設置された第１のＯリングと、前記第２のシーリングユニットと前記第２の真空チャンバとの間に設置された第２のＯリングと、前記第２のシーリングユニットと前記第１のシーリングユニットとの間に設置された第３のＯリングとを具えることもできる。
【０００９】
本開示のより良い理解のためには添付の図面を参照されたい。図中、同類の構成要素はリンク番号で参照されている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】イオン注入機の一実施例のブロック線図である。
【図２】２つの真空チャンバの一実施例の斜視図である。
【図３】真空チャンバ間のシーリング装置の一実施例の断面図である。
【図４】真空チャンバ間のシーリング装置の一実施例の別の断面図である。
【図５】第２の真空チャンバ上に設置された第２のシーリングユニットの一実施例の断面図である。
【図６】第２のシーリングユニット上に設置された第１のシーリングユニットの一実施例の断面図である。
【図７】第２のシーリングユニット上に設置された第１のシーリングユニットの代替実施例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ここではシーリングシステムをイオン注入機と関連して説明する。しかし、シーリングシステムは、半導体製造に関与する他のシステムおよびプロセス又は真空チャンバを使用する他のシステムとともに使用できる。従って、本発明は以下に説明する特定の実施例に限定されない。
【００１２】
図１は、イオン注入機の一実施例である。イオン注入機は、当業者に既知の装置であり、イオンビーム６５を生成し、イオンビーム６５からワークピースにイオンを打ち込む。このシーリングシステムの実施例は、例えばイオン注入機６６において使用できる。シールに係る２つの場所は、例えば分析マグネット６１と補正マグネット６２との間、又は補正マグネット６２とプロセスチャンバ６３との間である。イオン注入機６６の幾つかの実施例において、このシーリングシステムを加速カラム６４と分析マグネット６１との間で使用できる。イオン注入機の他の実施例において、このシーリングシステムはソースチャンバ６７と分析マグネット６１との間で使用できる。このシーリング装置の実施例は、当業者に既知のイオン注入機における別の場所で使用することもできる。
【００１３】
しかし、このシーリングシステムは、単にイオン注入機を使用する用途のみに限定されない。このシーリングシステムは、２つのモジュール間をシーリングするために構成されている。これは、半導体製造装置、又は他の産業又は科学装置の他の形態とすることができる。
【００１４】
図２は、２つの真空チャンバの一実施例の斜視図である。第１の真空チャンバ１０及び第２の真空チャンバ１７は、シーリング装置が２つのチャンバ間を真空シールできるように位置している。第１の真空チャンバ１０及び第２の真空チャンバ１７は、線７０に沿って整列させることができる。第１の真空チャンバ１０は、表面Ａ上に第１の真空チャンバ開口１２を規定し、第２の真空チャンバ１７は、表面Ｂ上に第２の真空チャンバ開口１９を規定する。表面Ａ及び表面Ｂは、この実施例においては互いに対向する。この特定の実施例において、第１の真空チャンバ開口１２及び第２の真空チャンバ開口１９は円形であるが、双方とも当業者に既知の他の形状とすることができる。
【００１５】
第１のシーリングユニット１３は、第１の真空チャンバ開口１２の中又は周囲に設置される。第２のシーリングユニット２０は、第２の真空チャンバ開口１９の中又は周囲に設置される。第１のシーリングユニット１３と第２のシーリングユニット２０は、ここに説明するように、接合又は結合して、第１の真空チャンバ１０と第２の真空チャンバ１７との間にシールを形成する。
【００１６】
図３は、真空チャンバ間のシーリング装置の一実施例の断面図である。シーリングシステムは、２つのチャンバ間、即ち第１の真空チャンバ１０と第２の真空チャンバ１７との間に位置している。第１の真空チャンバ１０及び第２の真空チャンバ１７は、図３に示される軸に関して位置している。
【００１７】
第１の真空チャンバ１０は、開口径Ｄ１を有する第１の真空チャンバ開口１２を規定する壁１１を有している。第２の真空チャンバ１７は、第２の真空チャンバ開口１９を規定する壁１８を有している。第１の真空チャンバ開口１２及び第２の真空チャンバ開口１９は、円形又は当業者に既知の他の形状とすることができる。従って、第１のシーリングユニット１３及び第２のシーリングユニット２０は、第１の真空チャンバ１０と第２の真空チャンバ１７との間にシールを形成するために、円形又は他の形状とすることができる。
【００１８】
第１のシーリングユニット１３は、近接端１４、遠位端１５及び第１のシーリングユニットの開口２５を形成する壁を有する中空体であり、円形又は他の形状とすることができる。この実施例における第１のシーリングユニット１３は円形であるが、当業者に既知の他の形状とすることができる。この実施例においては、近接端１４は、第１の真空チャンバ開口１２により摺動自在に支えられるように構成されている。この実施例においては、遠位端部１５はほぼ凸面形状を有するように構成されている。これは、第１のシーリングユニット１３の近接端１４と遠位端１５との間の長さが、第１のシーリングユニット１３の断面の外周における長さ（Ｌ２）よりも、第１のシーリングユニット１３の断面の中心に向かうにつれて長くなる（Ｌ１）ことを意味している。このほぼ凸面形状は湾曲面にする、又は図３に示すように、角度が付けられた平坦面にすることができる。
【００１９】
この実施例において、第１のシーリングユニット１３は、２つの外径、即ちＤ２及びＤ３を有している。Ｄ３はシェルフ２７に対応している。この実施例においては、外径Ｄ３は外径Ｄ２よりも十分大きい。外径Ｄ２は開口径Ｄ１よりもやや小さい。従って、第１のシーリングユニット１３は、第１の真空チャンバ開口１２内に摺動自在に受け入れることができ、第１の真空チャンバ開口１２内の第１のシーリングユニット１３の長さは、摺動自在に調整できる。シェルフ２７の外径Ｄ３は、開口径Ｄ１よりも十分に大きい。従って、シェルフ２７が壁１１に接触したとき、第１のシーリングユニット１３による移動は停止される。このように、第１のシーリングユニット１３が第１の真空チャンバ１０に落ちるのを防止できる。こうして、第１のシーリングユニット１３は、第１の真空チャンバ１０の壁１１上に設置され、図３の軸により示されるｚ方向に動く。
【００２０】
別の実施例において、第１のシーリングユニット１３は、例えば、外径Ｄ２のみを有しシェルフ２７のない第１のシーリングユニット１３のような、単一の外径を有するものとすることができる。従って、第１のシーリングユニット１３の径は均一であり、第１のシーリングユニット１３は、第１の真空チャンバ１０とぴったり重なる位置まで動かすことができる。更なる実施例において、第１のシーリングユニット１３は、複数のセグメントで第１の真空チャンバ１０の外側に順にはめ込むことができる。
【００２１】
第１のシーリングユニット１３は、第１のシーリングユニット１３の外面上に第１のＯリング１６を有している。この実施例において、第１のＯリング１６は、第１のシーリングユニット１３の外周を一周しているが、当業者に既知であるように寸法及び形状を変えることができる。この実施例において、第１のＯリング１６は、近接端１４付近に位置している。しかし、第１のＯリング１６は他の場所に位置してもよい。この特定の実施例において、第１のＯリングは、第１のシーリングユニット１３の周囲にループを形成するピストン型のシールである。第１のＯリング１６は、第１のシーリングユニット１３と第１の真空チャンバ１０の壁１１との間に設置される。
【００２２】
この実施例において、第１のＯリング１６は、第１のシーリングユニット１３の凹部に埋め込まれている。この凹部は第１のシーリングユニット１３の本体２８上に位置している。第１のシーリングユニット１３の本体２８の外径はＤ２に対応している。第１のＯリング１６は、本体２８の長さの全部又は一部上に設置できる。第１のＯリング１６は凹部に埋め込まれることに限定されず、ガスケットのように、本体２８の全部又は一部上に設置してもよく、また当業者に既知の他の設計を使用してシェルフ２７上に設置してもよい。第１のＯリング１６は、第１のシーリングユニット１３と第２のシーリングユニット２０が接合又は結合されたとき、第１の真空チャンバ１０及び第２の真空チャンバ１７を真空に維持するのに寄与する。
【００２３】
第２のシーリングユニット２０は、遠位端２１、近接端２２及び第２のシーリングユニットの開口２６を形成する壁を有する中空体である。第２のシーリングユニットの開口２６は、第１のシーリングユニットの開口２５よりも大きな幅を有することができるが、開口２５より小さい又は等しい幅を有することもできる。この実施例における第２のシーリングユニット２０は円形であるが、当業者に既知の他の形状とすることもできる。近接端２２は、壁１８上に設置されるように構成されている。この実施例においては、遠位端２１は、第１のシーリングユニット１３のほぼ凸面の遠位端１５と接合又は結合するほぼ凹面形状を有するように構成されている。これは、第２のシーリングユニット２０の遠位端２１と近接端２２との間の長さが、第２のシーリングユニット２０の断面の外周における長さ（Ｌ４）よりも、第２のシーリングユニット２０の断面の中心に向うにつれて短かくなる（Ｌ３）ことを意味している。ほぼ凹面の遠位端２１は、第１のシーリングユニット１３のほぼ凸面の遠位端１５と接合又は結合するように構成されている。このほぼ凹面形状は湾曲面にする又は図３に示すように、角度が付けられた平坦面にすることができる。第１の真空チャンバ１０及び第２の真空チャンバ１７を真空に保持し得るシールが形成されるかぎり、第１のシーリングユニット１３の面と第２のシーリングユニット２０の面を異なる大きさにすることができる。
【００２４】
この実施例における第１のシーリングユニット１３及び第２のシーリングユニット２０は、円形の面を有している。しかし、第１のシーリングユニット１３と第２のシーリングユニット２０との間、第１のシーリングユニット１３と第１の真空チャンバ１０との間、及び第２のシーリングユニット２０と第２の真空チャンバ１７との間のシールが形状によって与えられる場合には、他の形状の近接端１４、遠位端１５、遠位端２１及び近接端２２が可能である。
【００２５】
この実施例において、第１のシーリングユニット１３及び第２のシーリングユニット２０は、ステンレス鋼、めっき鋼又はアルミニウムからなる。しかし、例えば金属、金属合金又は複合材料のような、真空を保持可能な任意の材料を使用できる。第１のシーリングユニット１３及び第２のシーリングユニット２０は単に金属材料からなるものに限定されない。例えば、他の実施例においては、第１のシーリングユニット１３及び第２のシーリングユニット２０は、プラスチック及びエポキシ樹脂からなることができる。
【００２６】
代替の実施例において、第１のシーリングユニット１３又は第２のシーリングユニット２０は、第１のシーリングユニット１３と第２のシーリングユニット２０との接合又は結合を補助するために、更にフランジ、ガイド、又はへりを具えることができる。これらは第１のシーリングユニット１３又は第２のシーリングユニット２０のいずれかの外径上に設置できる。
【００２７】
第３のＯリング２３及び第２のＯリング２４は、第２のシーリングユニット上に設置される。これは、この実施例のように、第２のシーリングユニット２０の外面上又は第２のシーリングの開口２６の内面上に置くことができる。第３のＯリング２３は、第２のシーリングユニット２０のほぼ凹面状の遠位端２１と第１のシーリングユニット１３のほぼ凸面状の遠位端１５との間に設置された球面シールとすることができる（つまり、例えば１つの凹面と１つの凸面のような２つの嵌め合い球面間のシール）。第３のＯリング２３は、この実施例においては、第２のシーリングユニット２０を一周しており、当業者に既知のように、寸法及び形状を変えることができる。第３のＯリング２３は、第１のシーリングユニット１３と第２のシーリングユニット２０とが接合又は結合されたとき、第１の真空チャンバ１０及び第２の真空チャンバ１７を真空に維持するのに寄与する。
【００２８】
第２のＯリング２４は、第２のシーリングユニット２０と第２の真空チャンバの壁１８との間に設置された面シールである（つまり、２つの平坦面間のシール）。この実施例においては、第２のＯリング２４は、第２のシーリングユニット２０を一周しており、当業者に既知のように、寸法及び形状を変えることができる。第２のＯリング２４は、第１のシーリングユニット１３と第２のシーリングユニット２０とが接合又は結合されたとき、第１の真空チャンバ１０及び第２の真空チャンバ１７を真空に維持するのに寄与する。
【００２９】
この実施例においては、第２のＯリング２４及び第３のＯリング２３は、第２のシーリングユニット２０の凹部に埋め込まれる。第２のＯリング２４及び第３のＯリング２３は凹部に埋め込まれることに限定されず、ガスケットのように、第２のシーリングユニット２０の外面の全部又は一部上に設置することもでき、また当業者に既知の他の設計を使用して第２のシーリングユニット２０上に設置することもできる。第３のＯリング２３は、別の実施例においては、第２のシーリングユニット２０の代わりに、第１のシーリングユニット１３の外面に埋め込む又は外面上に設置することもできる。他の実施例においては、第２のＯリング２４は、第２の真空チャンバ上に設置される。別の実施例においては、例えば第２のシーリングユニット２０を第２の真空チャンバ１７に溶接する、又は第２のシーリングユニット２０を第２の真空チャンバ１７の一部として製造することによって、第２のシーリングユニット２０が第２の真空チャンバ上に設置され、第２のＯリング２４が必要になる。
【００３０】
代替の実施例においては、第１のシーリングユニット１３がほぼ凹面状の構成を有し、第２のシーリングユニット２０がほぼ凸面状の構成を有することができる。このように、第１のシーリングユニット１３の遠位端１５がほぼ凹面状で、第２のシーリングユニット２０のほぼ凸面状の遠位端２１と接合又は結合することができる。
【００３１】
別の実施例においては、第１のＯリング１６、第２のＯリング２４及び第３のＯリング２３に加えて、第１のシーリングユニット１３及び第２のシーリングユニット２０に少なくとも１つの余分のシールが設置される。
【００３２】
第１のＯリング１６、第２のＯリング２４及び第３のＯリング２３は、ＤｕＰｏｎｔ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ社のＢｕｎａ又はＶｉｔｏｎ（登録商標）からなることができる。しかし、第１のＯリング１６、第２のＯリング２４及び第３のＯリング２３に対して当業者に既知の他の化合物又は複合材料を使用でき、従ってこれらのＯリングは単にＢｕｎａ又はＶｉｔｏｎ（登録商標）からなることに限定されない。第１の真空チャンバ１０と第２の真空チャンバ１７との間に真空を形成して維持することを可能にする如何なる材料も使用できる。第１のＯリング１６、第２のＯリング２４及び第３のＯリング２３は、第１の真空チャンバ１０と第２の真空チャンバ１７との間にシールを形成できる、当業者に既知の他のシーリング装置とすることもできる。
【００３３】
このシーリングシステムを使用するために、第１のシーリングユニット１３は、図３に示すｚ軸に沿って第１の真空チャンバ開口１２内へ移動される。第１のシーリングユニット１３は、第１のシーリングユニット１３のシェルフ２７が第１の真空チャンバ１０の壁１１に当接するように十分深く、又はそれより少なく移動させることができる。第１のシーリングユニット１３の移動は、例えば、手動又は電気力学的作動装置により行うことができる。
【００３４】
第２のシーリングユニット２０は、第２の真空チャンバ１７の壁１８に取り付けられる。第２のシーリングユニット２０は、接合又は結合時に、第２のシーリングユニット２０の操作を許すために第２の真空チャンバ１７にゆるく取り付けるだけにできるが、第２のシーリングユニット２０の移動が不可能なように取り付けることも可能である。これには、例えば図５に示されるような少なくとも１つの留め具３１のような、第２のシーリングユニット２０を第２の真空チャンバ１７に設置するように構成された装置又は部材、又は当業者に既知の他の手段又は装置を使用できる。
【００３５】
第１の真空チャンバ１０及び第２の真空チャンバ１７双方は、それらがまだであれば、イオン注入機、他の装置内においてシーリングのためにそれらの所望の位置に設置され、もしくは２つのスタンドアロン真空チャンバとして設置される。第１のシーリングユニット１３は、図３に示すｚ軸に沿って第１の真空チャンバ開口１２から移動される。第２のシーリングユニット２０も、第２のシーリングユニット２０と第１のシーリングユニット１３を整列させるために、必要に応じて図３の軸で示すようにｘ及びｙ方向に沿って移動又は調整できる。次に、第２のシーリングユニット２０は、例えば図５に示すように少なくとも１つの留め具３１を使用して第２の真空チャンバ１７の壁１８にしっかりと固定できる。
【００３６】
場合によっては、第２のシーリングユニット２０の調整を可能にするために、第１のシーリングユニット１３を第２のシーリングユニット２０と接触又はほぼ接触させることにより、第１のシーリングユニット１３をｚ軸に沿って更に動かして第２のシーリングユニット２０と接合又は結合させることが必要かも知れない。しかし、別の場合には、第２のシーリングユニット２０がｘ及びｙ方向に沿って移動又は調整されるとき、第１のシーリングユニット１３と第２のシーリングユニット２０は既に接触している。更に別の場合には、第２のシーリングユニット２０は調整を必要としない。
【００３７】
第３のＯリング２３は、従って第１のシーリングユニット１３と第２のシーリングユニット２０が接合又は結合する間圧縮される。第３のＯリング２３は、ｘ，ｙ又はｚ方向における如何なる角度ミスアライメントも補償する。第１のシーリングユニット１３及び第２のシーリングユニット２０は、次に以下に説明するように固定される。別の実施例において、第１のシーリングユニット１３及び第２のシーリングユニット２０は固定されず、単に真空により互いに保持される。
【００３８】
第１のＯリング１６、第２のＯリング２４及び第３のＯリング２３は、図３に示す軸の全３方向にコンプライアンスを提供する。第１のＯリング１６は、δｚ方向のミスアライメントに対するコンプライアンスを提供する。第２のＯリング２４は、δｘ及びδｙ方向のミスアライメントに対するコンプライアンスを提供する。第３のＯリング２３も同様に、δｘ及びδｙ方向のミスアライメントに対するコンプライアンスを提供する。第２のＯリング２４及び第３のＯリング２３は、シールの圧縮によりδｚ方向のコンプライアンスも幾分提供する。このコンプライアンスに加えて、３つのシールとほぼ凹面状及びほぼ凸面状のシーリングユニットの組み合わせは、６つの自由度を与える。これらの６つの自由度は、δｘ，δｙ及びδｚ方向の移動を含むだけでなく、δｘ，δｙ及びδｚ方向の傾き又は回転も含む。
【００３９】
図４は、真空チャンバ間のシーリング装置の一実施例の別の断面図である。図３とは異なり、第１のシーリングユニット１３と第２のシーリングユニット２０とは整列していない。しかし、真空は、第１の真空チャンバ１０と第２の真空チャンバ１７との間で依然として形成される。第３のＯリング２３は、第１のシーリングユニット１３と第２のシーリングユニット２０がｘ及びｙ方向に完全に整列していない場合でも、依然として第１のシーリングユニット１３と第２のシーリングユニット２０との間にシールを維持する。
【００４０】
図５は、第２の真空チャンバ上に設置された第２のシーリングユニットの一実施例の断面図である。第２のシーリングユニット２０は、第２の真空チャンバ１７の壁１８上に取り付けられている。第２のシーリングユニット２０は、少なくとも１つの孔３０を有している。この実施例における孔３０は、第２のシーリングユニット２０を貫通して第２の真空チャンバ１７に入り、第２のＯリング２４及び第３のＯリング２３よりも第２のシーリングユニット２０の中心から離れて位置している。しかし、孔３０は、第２のＯリング２４及び第３のＯリング２３に対して第２のシーリングユニット２０上の他の場所に位置させてもよい。この特定の実施例において、孔３０の一部は、留め具３１よりも寸法が十分に大きい。幾つかの実施例において、孔３０の全部又は一部にねじ山を付けることができる。
【００４１】
少なくとも１つの留め具３１を使用して第２のシーリングユニット２０を第２の真空チャンバ１７に固定する。この実施例において、留め具３１はねじである。しかし、留め具３１は、例えば、ねじ及びワッシャ、ナットとともに使用される位置決めねじ、第２の真空チャンバ１７の壁１８に位置する植え込みボルト固定されるナット、又は第２のシーリングユニット２０を第２の真空チャンバ１７に固定して真空を維持できる、当業者に既知の他の任意の装置とすることもできる。
【００４２】
別の実施例において、第２のシーリングユニット２０は第２の真空チャンバ１７に永久に固定されている。この実施例において、図５に示すｘ及びｙ軸のコンプライアンスを維持するために、１つ以上の真空チャンバの全体が平行移動できることが必要である。
【００４３】
図６は、第２のシーリングユニットに設置された第１のシーリングユニットの一実施例の断面図である。第１のシーリングユニット１３は第２のシーリングユニット２０に固定されている。図示の実施例において、この固定は、少なくとも１つの孔４１を使用してなされている。スロット４１の中に、留め具４２がワッシャ４３とともに挿入されている。留め具４２は、ねじ、ボルト、又は第１のシーリングユニット１３を第２のシーリングユニット２０に十分に固定する当業者に既知の他の固定装置とすることができる。この特定の実施例において、スロット５２は留め具４２及びワッシャ４３よりも寸法が十分に大きい。幾つかの実施例において、スロット５２あるいはスロット４１の全部又は一部にねじ山が付けられている。
【００４４】
図７は、第２のシーリングユニットに設置された第１のシーリングユニットの代替実施例の断面図である。第１のシーリングユニット１３は、第２のシーリングユニット２０に固定されている。図示の実施例において、この固定は、少なくとも１つのラッチ５１を使用してなされている。この実施例のラッチ５１は、他方のシーリングユニットに設置された対向部分と接合又は結合するヒンジのレバーを有している。ラッチ５１のヒンジ部分は、第１のシーリングユニット１３又は第２のシーリングユニット２０上に設置できる。ラッチ５１は締めつけを可能にしてもよい。
【００４５】
このラッチ方法又は結合方法で真空を形成できるならば、第１のシーリングユニット１３を第２のシーリングユニット２０に固定するために、当業者に既知の他の如何なるラッチ装置、又は結合装置も使用できる。このような一例は、少なくとも１つのばね仕掛けの留め具を使用して第１のシーリングユニット１３及び第２のシーリングユニット２０を一緒に圧縮するものである。
【００４６】
ここで使用された用語及び表現は説明として使用され、限定されず、このような用語及び表現の使用には、図示され説明された特徴の如何なる等価なものも除外する意図はなく、特許請求の範囲内において様々な変更が可能であることを認識されたい。他の変更、変形及び代替物も可能である。従って、前述の説明は一例に過ぎず、限定する意図はない。
【技術分野】
【０００１】
本発明はシールに関するものであり、特に２つの真空チャンバ間のシールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
イオン注入は、導電性変更不純物を半導体ウェーハ中に導入する標準技術である。所望の不純物材料はイオンソース中でイオン化され、そのイオンは加速されて所定のエネルギーのイオンビームを形成し、イオンビームはウェーハ表面に向けられる。ビーム中のエネルギーイオンは半導体材料バルク中に侵入し、その半導体材料の結晶格子中に組み込まれる。
【０００３】
イオン注入機は、ガス又は固体材料を明確に画定されたイオンビームに変換するイオンソースを含む。イオンビームは典型的には質量分析されて所望でないイオン種を除去し、所望のエネルギーまで加速され、ターゲット中に注入される。イオンビームは、静電又は磁気ビーム走査、ターゲット運動あるいはビーム走査とターゲット運動との組み合わせにより、ターゲット範囲上に分布させられる。イオンビームは、スポットビーム又は長い寸法及び短い寸法を有するリボンビームとすることができる。
【０００４】
イオン注入機の多くの要素は、真空チャンバにおいて真空下で操作される。イオン注入を生起可能にするのに加えて、ワークピースへ移動可能な汚染粒子を低減するために、イオン注入の間は真空であることが望ましい。イオン注入に使用されるこれらの真空チャンバにおいてリークが制御されないと、イオンビームの散乱を引き起こし、粒子が真空チャンバの中心部に混入することが可能になり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
２つの真空チャンバを連結する必要がある場合、双方のチャンバを真空に維持するためにシールが必要である。このようなシールを形成する従来の方法は、例えば、くさびの両側に面シールを有するくさび形のシールデザインを使用している。この方法は、直線ミスアライメントに対してコンプライアンス（順応性）を提供し得るが、角度ミスアライメントに対してはコンプライアンスをほとんど提供し得ない。別の例は柔軟なベローズを使用するが、これは典型的には実装が困難であり、より大きな開口のために多大な費用がかかる。更に別の例は、シールの一端でピストンシール、他端で面シールを使用する。しかし、この特定の方法はＯリングの圧縮のために角度コンプライアンスをほとんど提供せず、通常アライメントを必要とする。
【０００６】
従って、当該技術分野には真空チャンバ間をシールするための新規の改良された装置のニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、シーリングシステムが提供される。前記シーリングシステムは、第１の真空チャンバ開口を規定する壁を有する第１の真空チャンバと、第２の真空チャンバ開口を規定する壁を有する第２の真空チャンバとを具えることができる。前記シーリングシステムは、開口を規定する本体を具え、近接端と遠異端を有する第１のシーリングユニットであって、当該シーリングユニットの前記近接端が前記第１の真空チャンバ上に設置されている、第１のシーリングユニットと、開口を規定する本体、遠位端及び近接端を有する第２のシーリングユニットであって、当該シーリングユニットの前記遠位端が前記第１のシーリングユニットの前記遠位端上に設置され、当該シーリングユニットの前記近接端が前記第２の真空チャンバ上に設置されている、第２のシーリングユニットとを具えることもできる。前記シーリングシステムは、前記第１のシーリングユニットと前記第１の真空チャンバとの間に設置された第１のＯリングと、前記第２のシーリングユニットと前記第２の真空チャンバとの間に設置された第２のＯリングと、前記第２のシーリングユニットと前記第１のシーリングユニットとの間に設置された第３のＯリングとを具えることもできる。
【０００８】
本発明の第２の態様によれば、イオン注入機が提供される。前記イオン注入機は、イオン発生機と、第１の真空チャンバ開口を規定する壁を有する第１の真空チャンバと、第２の真空チャンバ開口を規定する壁を有する第２の真空チャンバとを具えることができる。前記イオン注入機は、開口を規定する本体を具え、近接端及び遠位端を有する第１のシーリングユニットであって、当該シーリングユニットの前記近接端が前記第１の真空チャンバ上に設置されている、第１のシーリングユニットと、開口を規定する本体、遠位端及び近接端を有する第２のシーリングユニットであって、当該シーリングユニットの前記遠位端が前記第１のシーリングユニットの前記遠位端上に設置され、当該シーリングユニットの前記近接端が前記第２の真空チャンバ上に設置されている、第２のシーリングユニットとを具えることもできる。前記イオン注入機は、前記第１のシーリングユニットと前記第１の真空チャンバとの間に設置された第１のＯリングと、前記第２のシーリングユニットと前記第２の真空チャンバとの間に設置された第２のＯリングと、前記第２のシーリングユニットと前記第１のシーリングユニットとの間に設置された第３のＯリングとを具えることもできる。
【０００９】
本開示のより良い理解のためには添付の図面を参照されたい。図中、同類の構成要素はリンク番号で参照されている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】イオン注入機の一実施例のブロック線図である。
【図２】２つの真空チャンバの一実施例の斜視図である。
【図３】真空チャンバ間のシーリング装置の一実施例の断面図である。
【図４】真空チャンバ間のシーリング装置の一実施例の別の断面図である。
【図５】第２の真空チャンバ上に設置された第２のシーリングユニットの一実施例の断面図である。
【図６】第２のシーリングユニット上に設置された第１のシーリングユニットの一実施例の断面図である。
【図７】第２のシーリングユニット上に設置された第１のシーリングユニットの代替実施例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ここではシーリングシステムをイオン注入機と関連して説明する。しかし、シーリングシステムは、半導体製造に関与する他のシステムおよびプロセス又は真空チャンバを使用する他のシステムとともに使用できる。従って、本発明は以下に説明する特定の実施例に限定されない。
【００１２】
図１は、イオン注入機の一実施例である。イオン注入機は、当業者に既知の装置であり、イオンビーム６５を生成し、イオンビーム６５からワークピースにイオンを打ち込む。このシーリングシステムの実施例は、例えばイオン注入機６６において使用できる。シールに係る２つの場所は、例えば分析マグネット６１と補正マグネット６２との間、又は補正マグネット６２とプロセスチャンバ６３との間である。イオン注入機６６の幾つかの実施例において、このシーリングシステムを加速カラム６４と分析マグネット６１との間で使用できる。イオン注入機の他の実施例において、このシーリングシステムはソースチャンバ６７と分析マグネット６１との間で使用できる。このシーリング装置の実施例は、当業者に既知のイオン注入機における別の場所で使用することもできる。
【００１３】
しかし、このシーリングシステムは、単にイオン注入機を使用する用途のみに限定されない。このシーリングシステムは、２つのモジュール間をシーリングするために構成されている。これは、半導体製造装置、又は他の産業又は科学装置の他の形態とすることができる。
【００１４】
図２は、２つの真空チャンバの一実施例の斜視図である。第１の真空チャンバ１０及び第２の真空チャンバ１７は、シーリング装置が２つのチャンバ間を真空シールできるように位置している。第１の真空チャンバ１０及び第２の真空チャンバ１７は、線７０に沿って整列させることができる。第１の真空チャンバ１０は、表面Ａ上に第１の真空チャンバ開口１２を規定し、第２の真空チャンバ１７は、表面Ｂ上に第２の真空チャンバ開口１９を規定する。表面Ａ及び表面Ｂは、この実施例においては互いに対向する。この特定の実施例において、第１の真空チャンバ開口１２及び第２の真空チャンバ開口１９は円形であるが、双方とも当業者に既知の他の形状とすることができる。
【００１５】
第１のシーリングユニット１３は、第１の真空チャンバ開口１２の中又は周囲に設置される。第２のシーリングユニット２０は、第２の真空チャンバ開口１９の中又は周囲に設置される。第１のシーリングユニット１３と第２のシーリングユニット２０は、ここに説明するように、接合又は結合して、第１の真空チャンバ１０と第２の真空チャンバ１７との間にシールを形成する。
【００１６】
図３は、真空チャンバ間のシーリング装置の一実施例の断面図である。シーリングシステムは、２つのチャンバ間、即ち第１の真空チャンバ１０と第２の真空チャンバ１７との間に位置している。第１の真空チャンバ１０及び第２の真空チャンバ１７は、図３に示される軸に関して位置している。
【００１７】
第１の真空チャンバ１０は、開口径Ｄ１を有する第１の真空チャンバ開口１２を規定する壁１１を有している。第２の真空チャンバ１７は、第２の真空チャンバ開口１９を規定する壁１８を有している。第１の真空チャンバ開口１２及び第２の真空チャンバ開口１９は、円形又は当業者に既知の他の形状とすることができる。従って、第１のシーリングユニット１３及び第２のシーリングユニット２０は、第１の真空チャンバ１０と第２の真空チャンバ１７との間にシールを形成するために、円形又は他の形状とすることができる。
【００１８】
第１のシーリングユニット１３は、近接端１４、遠位端１５及び第１のシーリングユニットの開口２５を形成する壁を有する中空体であり、円形又は他の形状とすることができる。この実施例における第１のシーリングユニット１３は円形であるが、当業者に既知の他の形状とすることができる。この実施例においては、近接端１４は、第１の真空チャンバ開口１２により摺動自在に支えられるように構成されている。この実施例においては、遠位端部１５はほぼ凸面形状を有するように構成されている。これは、第１のシーリングユニット１３の近接端１４と遠位端１５との間の長さが、第１のシーリングユニット１３の断面の外周における長さ（Ｌ２）よりも、第１のシーリングユニット１３の断面の中心に向かうにつれて長くなる（Ｌ１）ことを意味している。このほぼ凸面形状は湾曲面にする、又は図３に示すように、角度が付けられた平坦面にすることができる。
【００１９】
この実施例において、第１のシーリングユニット１３は、２つの外径、即ちＤ２及びＤ３を有している。Ｄ３はシェルフ２７に対応している。この実施例においては、外径Ｄ３は外径Ｄ２よりも十分大きい。外径Ｄ２は開口径Ｄ１よりもやや小さい。従って、第１のシーリングユニット１３は、第１の真空チャンバ開口１２内に摺動自在に受け入れることができ、第１の真空チャンバ開口１２内の第１のシーリングユニット１３の長さは、摺動自在に調整できる。シェルフ２７の外径Ｄ３は、開口径Ｄ１よりも十分に大きい。従って、シェルフ２７が壁１１に接触したとき、第１のシーリングユニット１３による移動は停止される。このように、第１のシーリングユニット１３が第１の真空チャンバ１０に落ちるのを防止できる。こうして、第１のシーリングユニット１３は、第１の真空チャンバ１０の壁１１上に設置され、図３の軸により示されるｚ方向に動く。
【００２０】
別の実施例において、第１のシーリングユニット１３は、例えば、外径Ｄ２のみを有しシェルフ２７のない第１のシーリングユニット１３のような、単一の外径を有するものとすることができる。従って、第１のシーリングユニット１３の径は均一であり、第１のシーリングユニット１３は、第１の真空チャンバ１０とぴったり重なる位置まで動かすことができる。更なる実施例において、第１のシーリングユニット１３は、複数のセグメントで第１の真空チャンバ１０の外側に順にはめ込むことができる。
【００２１】
第１のシーリングユニット１３は、第１のシーリングユニット１３の外面上に第１のＯリング１６を有している。この実施例において、第１のＯリング１６は、第１のシーリングユニット１３の外周を一周しているが、当業者に既知であるように寸法及び形状を変えることができる。この実施例において、第１のＯリング１６は、近接端１４付近に位置している。しかし、第１のＯリング１６は他の場所に位置してもよい。この特定の実施例において、第１のＯリングは、第１のシーリングユニット１３の周囲にループを形成するピストン型のシールである。第１のＯリング１６は、第１のシーリングユニット１３と第１の真空チャンバ１０の壁１１との間に設置される。
【００２２】
この実施例において、第１のＯリング１６は、第１のシーリングユニット１３の凹部に埋め込まれている。この凹部は第１のシーリングユニット１３の本体２８上に位置している。第１のシーリングユニット１３の本体２８の外径はＤ２に対応している。第１のＯリング１６は、本体２８の長さの全部又は一部上に設置できる。第１のＯリング１６は凹部に埋め込まれることに限定されず、ガスケットのように、本体２８の全部又は一部上に設置してもよく、また当業者に既知の他の設計を使用してシェルフ２７上に設置してもよい。第１のＯリング１６は、第１のシーリングユニット１３と第２のシーリングユニット２０が接合又は結合されたとき、第１の真空チャンバ１０及び第２の真空チャンバ１７を真空に維持するのに寄与する。
【００２３】
第２のシーリングユニット２０は、遠位端２１、近接端２２及び第２のシーリングユニットの開口２６を形成する壁を有する中空体である。第２のシーリングユニットの開口２６は、第１のシーリングユニットの開口２５よりも大きな幅を有することができるが、開口２５より小さい又は等しい幅を有することもできる。この実施例における第２のシーリングユニット２０は円形であるが、当業者に既知の他の形状とすることもできる。近接端２２は、壁１８上に設置されるように構成されている。この実施例においては、遠位端２１は、第１のシーリングユニット１３のほぼ凸面の遠位端１５と接合又は結合するほぼ凹面形状を有するように構成されている。これは、第２のシーリングユニット２０の遠位端２１と近接端２２との間の長さが、第２のシーリングユニット２０の断面の外周における長さ（Ｌ４）よりも、第２のシーリングユニット２０の断面の中心に向うにつれて短かくなる（Ｌ３）ことを意味している。ほぼ凹面の遠位端２１は、第１のシーリングユニット１３のほぼ凸面の遠位端１５と接合又は結合するように構成されている。このほぼ凹面形状は湾曲面にする又は図３に示すように、角度が付けられた平坦面にすることができる。第１の真空チャンバ１０及び第２の真空チャンバ１７を真空に保持し得るシールが形成されるかぎり、第１のシーリングユニット１３の面と第２のシーリングユニット２０の面を異なる大きさにすることができる。
【００２４】
この実施例における第１のシーリングユニット１３及び第２のシーリングユニット２０は、円形の面を有している。しかし、第１のシーリングユニット１３と第２のシーリングユニット２０との間、第１のシーリングユニット１３と第１の真空チャンバ１０との間、及び第２のシーリングユニット２０と第２の真空チャンバ１７との間のシールが形状によって与えられる場合には、他の形状の近接端１４、遠位端１５、遠位端２１及び近接端２２が可能である。
【００２５】
この実施例において、第１のシーリングユニット１３及び第２のシーリングユニット２０は、ステンレス鋼、めっき鋼又はアルミニウムからなる。しかし、例えば金属、金属合金又は複合材料のような、真空を保持可能な任意の材料を使用できる。第１のシーリングユニット１３及び第２のシーリングユニット２０は単に金属材料からなるものに限定されない。例えば、他の実施例においては、第１のシーリングユニット１３及び第２のシーリングユニット２０は、プラスチック及びエポキシ樹脂からなることができる。
【００２６】
代替の実施例において、第１のシーリングユニット１３又は第２のシーリングユニット２０は、第１のシーリングユニット１３と第２のシーリングユニット２０との接合又は結合を補助するために、更にフランジ、ガイド、又はへりを具えることができる。これらは第１のシーリングユニット１３又は第２のシーリングユニット２０のいずれかの外径上に設置できる。
【００２７】
第３のＯリング２３及び第２のＯリング２４は、第２のシーリングユニット上に設置される。これは、この実施例のように、第２のシーリングユニット２０の外面上又は第２のシーリングの開口２６の内面上に置くことができる。第３のＯリング２３は、第２のシーリングユニット２０のほぼ凹面状の遠位端２１と第１のシーリングユニット１３のほぼ凸面状の遠位端１５との間に設置された球面シールとすることができる（つまり、例えば１つの凹面と１つの凸面のような２つの嵌め合い球面間のシール）。第３のＯリング２３は、この実施例においては、第２のシーリングユニット２０を一周しており、当業者に既知のように、寸法及び形状を変えることができる。第３のＯリング２３は、第１のシーリングユニット１３と第２のシーリングユニット２０とが接合又は結合されたとき、第１の真空チャンバ１０及び第２の真空チャンバ１７を真空に維持するのに寄与する。
【００２８】
第２のＯリング２４は、第２のシーリングユニット２０と第２の真空チャンバの壁１８との間に設置された面シールである（つまり、２つの平坦面間のシール）。この実施例においては、第２のＯリング２４は、第２のシーリングユニット２０を一周しており、当業者に既知のように、寸法及び形状を変えることができる。第２のＯリング２４は、第１のシーリングユニット１３と第２のシーリングユニット２０とが接合又は結合されたとき、第１の真空チャンバ１０及び第２の真空チャンバ１７を真空に維持するのに寄与する。
【００２９】
この実施例においては、第２のＯリング２４及び第３のＯリング２３は、第２のシーリングユニット２０の凹部に埋め込まれる。第２のＯリング２４及び第３のＯリング２３は凹部に埋め込まれることに限定されず、ガスケットのように、第２のシーリングユニット２０の外面の全部又は一部上に設置することもでき、また当業者に既知の他の設計を使用して第２のシーリングユニット２０上に設置することもできる。第３のＯリング２３は、別の実施例においては、第２のシーリングユニット２０の代わりに、第１のシーリングユニット１３の外面に埋め込む又は外面上に設置することもできる。他の実施例においては、第２のＯリング２４は、第２の真空チャンバ上に設置される。別の実施例においては、例えば第２のシーリングユニット２０を第２の真空チャンバ１７に溶接する、又は第２のシーリングユニット２０を第２の真空チャンバ１７の一部として製造することによって、第２のシーリングユニット２０が第２の真空チャンバ上に設置され、第２のＯリング２４が必要になる。
【００３０】
代替の実施例においては、第１のシーリングユニット１３がほぼ凹面状の構成を有し、第２のシーリングユニット２０がほぼ凸面状の構成を有することができる。このように、第１のシーリングユニット１３の遠位端１５がほぼ凹面状で、第２のシーリングユニット２０のほぼ凸面状の遠位端２１と接合又は結合することができる。
【００３１】
別の実施例においては、第１のＯリング１６、第２のＯリング２４及び第３のＯリング２３に加えて、第１のシーリングユニット１３及び第２のシーリングユニット２０に少なくとも１つの余分のシールが設置される。
【００３２】
第１のＯリング１６、第２のＯリング２４及び第３のＯリング２３は、ＤｕＰｏｎｔ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ社のＢｕｎａ又はＶｉｔｏｎ（登録商標）からなることができる。しかし、第１のＯリング１６、第２のＯリング２４及び第３のＯリング２３に対して当業者に既知の他の化合物又は複合材料を使用でき、従ってこれらのＯリングは単にＢｕｎａ又はＶｉｔｏｎ（登録商標）からなることに限定されない。第１の真空チャンバ１０と第２の真空チャンバ１７との間に真空を形成して維持することを可能にする如何なる材料も使用できる。第１のＯリング１６、第２のＯリング２４及び第３のＯリング２３は、第１の真空チャンバ１０と第２の真空チャンバ１７との間にシールを形成できる、当業者に既知の他のシーリング装置とすることもできる。
【００３３】
このシーリングシステムを使用するために、第１のシーリングユニット１３は、図３に示すｚ軸に沿って第１の真空チャンバ開口１２内へ移動される。第１のシーリングユニット１３は、第１のシーリングユニット１３のシェルフ２７が第１の真空チャンバ１０の壁１１に当接するように十分深く、又はそれより少なく移動させることができる。第１のシーリングユニット１３の移動は、例えば、手動又は電気力学的作動装置により行うことができる。
【００３４】
第２のシーリングユニット２０は、第２の真空チャンバ１７の壁１８に取り付けられる。第２のシーリングユニット２０は、接合又は結合時に、第２のシーリングユニット２０の操作を許すために第２の真空チャンバ１７にゆるく取り付けるだけにできるが、第２のシーリングユニット２０の移動が不可能なように取り付けることも可能である。これには、例えば図５に示されるような少なくとも１つの留め具３１のような、第２のシーリングユニット２０を第２の真空チャンバ１７に設置するように構成された装置又は部材、又は当業者に既知の他の手段又は装置を使用できる。
【００３５】
第１の真空チャンバ１０及び第２の真空チャンバ１７双方は、それらがまだであれば、イオン注入機、他の装置内においてシーリングのためにそれらの所望の位置に設置され、もしくは２つのスタンドアロン真空チャンバとして設置される。第１のシーリングユニット１３は、図３に示すｚ軸に沿って第１の真空チャンバ開口１２から移動される。第２のシーリングユニット２０も、第２のシーリングユニット２０と第１のシーリングユニット１３を整列させるために、必要に応じて図３の軸で示すようにｘ及びｙ方向に沿って移動又は調整できる。次に、第２のシーリングユニット２０は、例えば図５に示すように少なくとも１つの留め具３１を使用して第２の真空チャンバ１７の壁１８にしっかりと固定できる。
【００３６】
場合によっては、第２のシーリングユニット２０の調整を可能にするために、第１のシーリングユニット１３を第２のシーリングユニット２０と接触又はほぼ接触させることにより、第１のシーリングユニット１３をｚ軸に沿って更に動かして第２のシーリングユニット２０と接合又は結合させることが必要かも知れない。しかし、別の場合には、第２のシーリングユニット２０がｘ及びｙ方向に沿って移動又は調整されるとき、第１のシーリングユニット１３と第２のシーリングユニット２０は既に接触している。更に別の場合には、第２のシーリングユニット２０は調整を必要としない。
【００３７】
第３のＯリング２３は、従って第１のシーリングユニット１３と第２のシーリングユニット２０が接合又は結合する間圧縮される。第３のＯリング２３は、ｘ，ｙ又はｚ方向における如何なる角度ミスアライメントも補償する。第１のシーリングユニット１３及び第２のシーリングユニット２０は、次に以下に説明するように固定される。別の実施例において、第１のシーリングユニット１３及び第２のシーリングユニット２０は固定されず、単に真空により互いに保持される。
【００３８】
第１のＯリング１６、第２のＯリング２４及び第３のＯリング２３は、図３に示す軸の全３方向にコンプライアンスを提供する。第１のＯリング１６は、δｚ方向のミスアライメントに対するコンプライアンスを提供する。第２のＯリング２４は、δｘ及びδｙ方向のミスアライメントに対するコンプライアンスを提供する。第３のＯリング２３も同様に、δｘ及びδｙ方向のミスアライメントに対するコンプライアンスを提供する。第２のＯリング２４及び第３のＯリング２３は、シールの圧縮によりδｚ方向のコンプライアンスも幾分提供する。このコンプライアンスに加えて、３つのシールとほぼ凹面状及びほぼ凸面状のシーリングユニットの組み合わせは、６つの自由度を与える。これらの６つの自由度は、δｘ，δｙ及びδｚ方向の移動を含むだけでなく、δｘ，δｙ及びδｚ方向の傾き又は回転も含む。
【００３９】
図４は、真空チャンバ間のシーリング装置の一実施例の別の断面図である。図３とは異なり、第１のシーリングユニット１３と第２のシーリングユニット２０とは整列していない。しかし、真空は、第１の真空チャンバ１０と第２の真空チャンバ１７との間で依然として形成される。第３のＯリング２３は、第１のシーリングユニット１３と第２のシーリングユニット２０がｘ及びｙ方向に完全に整列していない場合でも、依然として第１のシーリングユニット１３と第２のシーリングユニット２０との間にシールを維持する。
【００４０】
図５は、第２の真空チャンバ上に設置された第２のシーリングユニットの一実施例の断面図である。第２のシーリングユニット２０は、第２の真空チャンバ１７の壁１８上に取り付けられている。第２のシーリングユニット２０は、少なくとも１つの孔３０を有している。この実施例における孔３０は、第２のシーリングユニット２０を貫通して第２の真空チャンバ１７に入り、第２のＯリング２４及び第３のＯリング２３よりも第２のシーリングユニット２０の中心から離れて位置している。しかし、孔３０は、第２のＯリング２４及び第３のＯリング２３に対して第２のシーリングユニット２０上の他の場所に位置させてもよい。この特定の実施例において、孔３０の一部は、留め具３１よりも寸法が十分に大きい。幾つかの実施例において、孔３０の全部又は一部にねじ山を付けることができる。
【００４１】
少なくとも１つの留め具３１を使用して第２のシーリングユニット２０を第２の真空チャンバ１７に固定する。この実施例において、留め具３１はねじである。しかし、留め具３１は、例えば、ねじ及びワッシャ、ナットとともに使用される位置決めねじ、第２の真空チャンバ１７の壁１８に位置する植え込みボルト固定されるナット、又は第２のシーリングユニット２０を第２の真空チャンバ１７に固定して真空を維持できる、当業者に既知の他の任意の装置とすることもできる。
【００４２】
別の実施例において、第２のシーリングユニット２０は第２の真空チャンバ１７に永久に固定されている。この実施例において、図５に示すｘ及びｙ軸のコンプライアンスを維持するために、１つ以上の真空チャンバの全体が平行移動できることが必要である。
【００４３】
図６は、第２のシーリングユニットに設置された第１のシーリングユニットの一実施例の断面図である。第１のシーリングユニット１３は第２のシーリングユニット２０に固定されている。図示の実施例において、この固定は、少なくとも１つの孔４１を使用してなされている。スロット４１の中に、留め具４２がワッシャ４３とともに挿入されている。留め具４２は、ねじ、ボルト、又は第１のシーリングユニット１３を第２のシーリングユニット２０に十分に固定する当業者に既知の他の固定装置とすることができる。この特定の実施例において、スロット５２は留め具４２及びワッシャ４３よりも寸法が十分に大きい。幾つかの実施例において、スロット５２あるいはスロット４１の全部又は一部にねじ山が付けられている。
【００４４】
図７は、第２のシーリングユニットに設置された第１のシーリングユニットの代替実施例の断面図である。第１のシーリングユニット１３は、第２のシーリングユニット２０に固定されている。図示の実施例において、この固定は、少なくとも１つのラッチ５１を使用してなされている。この実施例のラッチ５１は、他方のシーリングユニットに設置された対向部分と接合又は結合するヒンジのレバーを有している。ラッチ５１のヒンジ部分は、第１のシーリングユニット１３又は第２のシーリングユニット２０上に設置できる。ラッチ５１は締めつけを可能にしてもよい。
【００４５】
このラッチ方法又は結合方法で真空を形成できるならば、第１のシーリングユニット１３を第２のシーリングユニット２０に固定するために、当業者に既知の他の如何なるラッチ装置、又は結合装置も使用できる。このような一例は、少なくとも１つのばね仕掛けの留め具を使用して第１のシーリングユニット１３及び第２のシーリングユニット２０を一緒に圧縮するものである。
【００４６】
ここで使用された用語及び表現は説明として使用され、限定されず、このような用語及び表現の使用には、図示され説明された特徴の如何なる等価なものも除外する意図はなく、特許請求の範囲内において様々な変更が可能であることを認識されたい。他の変更、変形及び代替物も可能である。従って、前述の説明は一例に過ぎず、限定する意図はない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シーリングシステムであって、
第１の真空チャンバ開口を規定する壁を有する第１の真空チャンバと、
第２の真空チャンバ開口を規定する壁を有する第２の真空チャンバと、
開口を規定する本体、近接端及び遠位端を有する第１のシーリングユニットであって、当該シーリングユニットの前記近接端が前記第１の真空チャンバ上に設置されている、第１のシーリングユニットと、
前記第１のシーリングユニットと前記第１の真空チャンバとの間に設置された第１のＯリングと、
開口を規定する本体、遠位端及び近接端を有する第２のシーリングユニットであって、当該シーリングユニットの前記遠位端が前記第１のシーリングユニットの前記遠位端上に設置され、当該シーリングユニットの前記近接端が前記第２の真空チャンバ上に設置されている、第２のシーリングユニットと、
前記第２のシーリングユニットと前記第２の真空チャンバとの間に設置された第２のＯリングと、
前記第２のシーリングユニットと前記第１のシーリングユニットとの間に設置された第３のＯリングと、
を具えることを特徴とするシーリングシステム。
【請求項２】
前記第１のシーリングユニットの前記遠位端はほぼ凸面形状を有しており、前記第２のシーリングユニットの前記遠位端はほぼ凹面形状を有していることを特徴とする、請求項１に記載のシーリングシステム。
【請求項３】
前記第１のシーリングユニットの前記遠位端はほぼ凹面形状を有しており、前記第２のシーリングユニットの前記遠位端はほぼ凸面形状を有することを特徴とする、請求項１に記載のシーリングシステム。
【請求項４】
前記第１のＯリングは前記第１のシーリングユニットの外面に設置されていることを特徴とする、請求項１に記載のシーリングシステム。
【請求項５】
前記第２のシーリングユニットの前記近接端はほぼ平坦であり、前記第２のＯリングは前記開口を取り囲む前記近接端の全周囲に設置されていることを特徴とする、請求項１に記載のシーリングシステム。
【請求項６】
前記第３のＯリングは、前記第２のシーリングユニットと前記第１のシーリングユニットとの間に前記開口の全周囲に設置され、シールを保持するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のシーリングシステム。
【請求項７】
前記第１のシーリングユニットは、前記第１の真空チャンバの前記第１の真空チャンバ開口内に摺動自在に設置されていることを特徴とする、請求項１に記載のシーリングシステム。
【請求項８】
前記第１のシーリングユニットの前記近接端の外寸は、前記第１の真空チャンバ開口の寸法よりも小さく、摺動自在の移動を可能にすることを特徴とする、請求項１に記載のシーリングシステム。
【請求項９】
前記第１のシーリングユニットの前記遠位端の前記外寸は、前記第１の真空チャンバ開口の外寸よりも大きく、前記第１のシーリングユニットの摺動自在の移動を止めることを特徴とする、請求項８に記載のシーリングシステム。
【請求項１０】
イオン注入機であって、
イオン発生機と、
第１の真空チャンバ開口を規定する壁を有する第１の真空チャンバと、
第２の真空チャンバ開口を規定する壁を有する第２の真空チャンバと、
開口を規定する本体、近接端及び遠位端を有する第１のシーリングユニットであって、当該シーリングユニットの前記近接端が前記第１の真空チャンバ上に設置されている、第１のシーリングユニットと、
前記第１のシーリングユニットと前記第１の真空チャンバとの間に設置された第１のＯリングと、
開口を規定する本体、遠位端及び近接端を有する第２のシーリングユニットであって、当該シーリングユニットの前記遠位端が前記第１のシーリングユニットの前記遠位端上に設置され、当該シーリングユニットの前記近接端が前記第２の真空チャンバ上に設置されている、第２のシーリングユニットと、
前記第２のシーリングユニットと前記第２の真空チャンバとの間に設置された第２のＯリングと、
前記第２のシーリングユニットと前記第１のシーリングユニットとの間に設置された第３のＯリングと、
を具えることを特徴とするイオン注入機。
【請求項１１】
前記第１のシーリングユニットの前記遠位端はほぼ凸面形状を有しており、前記第２のシーリングユニットの前記遠位端はほぼ凹面形状を有していることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入機。
【請求項１２】
前記第１のシーリングユニットの前記遠位端はほぼ凹面形状を有しており、前記第２のシーリングユニットの前記遠位端はほぼ凸面形状を有していることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入機。
【請求項１３】
前記第１のＯリングは前記第１のシーリングユニットの外面に設置されていることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入機。
【請求項１４】
前記第２のシーリングユニットの前記近接端はほぼ平坦であり、前記第２のＯリングは前記開口を取り囲む前記近接端の全周囲に設置されていることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入機。
【請求項１５】
前記第３のＯリングは、前記第２のシーリングユニットと前記第１のシーリングユニットとの間に前記開口の全周囲に設置され、シールを保持するように構成されていることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入機。
【請求項１６】
前記第１のシーリングユニットは、前記第１の真空チャンバの前記第１の真空チャンバ開口内に摺動自在に設置されていることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入機。
【請求項１７】
前記第１のシーリングユニットの前記近接端の外寸は、前記第１の真空チャンバ開口の寸法よりも小さく、摺動自在の移動を可能にすることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入機。
【請求項１８】
前記第１のシーリングユニットの前記遠位端の前記外寸は、前記第１の真空チャンバ開口の外寸よりも大きく、前記第１のシーリングユニットの摺動自在の移動を止めることを特徴とする、請求項１７に記載のイオン注入機。
【請求項１９】
前記第１の真空チャンバは分析マグネットを具え、前記第２の真空チャンバは補正マグネットを具えることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入機。
【請求項２０】
前記第１の真空チャンバは補正マグネットを具え、前記第２の真空チャンバはプロセスチャンバを具えることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入機。
【請求項２１】
前記第１の真空チャンバは加速カラムを具え、前記第２の真空チャンバは分析マグネットを具えることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入機。
【請求項２２】
前記第１の真空チャンバはソースチャンバを具え、前記第２の真空チャンバは分析マグネットを具えることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入機。
【請求項１】
シーリングシステムであって、
第１の真空チャンバ開口を規定する壁を有する第１の真空チャンバと、
第２の真空チャンバ開口を規定する壁を有する第２の真空チャンバと、
開口を規定する本体、近接端及び遠位端を有する第１のシーリングユニットであって、当該シーリングユニットの前記近接端が前記第１の真空チャンバ上に設置されている、第１のシーリングユニットと、
前記第１のシーリングユニットと前記第１の真空チャンバとの間に設置された第１のＯリングと、
開口を規定する本体、遠位端及び近接端を有する第２のシーリングユニットであって、当該シーリングユニットの前記遠位端が前記第１のシーリングユニットの前記遠位端上に設置され、当該シーリングユニットの前記近接端が前記第２の真空チャンバ上に設置されている、第２のシーリングユニットと、
前記第２のシーリングユニットと前記第２の真空チャンバとの間に設置された第２のＯリングと、
前記第２のシーリングユニットと前記第１のシーリングユニットとの間に設置された第３のＯリングと、
を具えることを特徴とするシーリングシステム。
【請求項２】
前記第１のシーリングユニットの前記遠位端はほぼ凸面形状を有しており、前記第２のシーリングユニットの前記遠位端はほぼ凹面形状を有していることを特徴とする、請求項１に記載のシーリングシステム。
【請求項３】
前記第１のシーリングユニットの前記遠位端はほぼ凹面形状を有しており、前記第２のシーリングユニットの前記遠位端はほぼ凸面形状を有することを特徴とする、請求項１に記載のシーリングシステム。
【請求項４】
前記第１のＯリングは前記第１のシーリングユニットの外面に設置されていることを特徴とする、請求項１に記載のシーリングシステム。
【請求項５】
前記第２のシーリングユニットの前記近接端はほぼ平坦であり、前記第２のＯリングは前記開口を取り囲む前記近接端の全周囲に設置されていることを特徴とする、請求項１に記載のシーリングシステム。
【請求項６】
前記第３のＯリングは、前記第２のシーリングユニットと前記第１のシーリングユニットとの間に前記開口の全周囲に設置され、シールを保持するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のシーリングシステム。
【請求項７】
前記第１のシーリングユニットは、前記第１の真空チャンバの前記第１の真空チャンバ開口内に摺動自在に設置されていることを特徴とする、請求項１に記載のシーリングシステム。
【請求項８】
前記第１のシーリングユニットの前記近接端の外寸は、前記第１の真空チャンバ開口の寸法よりも小さく、摺動自在の移動を可能にすることを特徴とする、請求項１に記載のシーリングシステム。
【請求項９】
前記第１のシーリングユニットの前記遠位端の前記外寸は、前記第１の真空チャンバ開口の外寸よりも大きく、前記第１のシーリングユニットの摺動自在の移動を止めることを特徴とする、請求項８に記載のシーリングシステム。
【請求項１０】
イオン注入機であって、
イオン発生機と、
第１の真空チャンバ開口を規定する壁を有する第１の真空チャンバと、
第２の真空チャンバ開口を規定する壁を有する第２の真空チャンバと、
開口を規定する本体、近接端及び遠位端を有する第１のシーリングユニットであって、当該シーリングユニットの前記近接端が前記第１の真空チャンバ上に設置されている、第１のシーリングユニットと、
前記第１のシーリングユニットと前記第１の真空チャンバとの間に設置された第１のＯリングと、
開口を規定する本体、遠位端及び近接端を有する第２のシーリングユニットであって、当該シーリングユニットの前記遠位端が前記第１のシーリングユニットの前記遠位端上に設置され、当該シーリングユニットの前記近接端が前記第２の真空チャンバ上に設置されている、第２のシーリングユニットと、
前記第２のシーリングユニットと前記第２の真空チャンバとの間に設置された第２のＯリングと、
前記第２のシーリングユニットと前記第１のシーリングユニットとの間に設置された第３のＯリングと、
を具えることを特徴とするイオン注入機。
【請求項１１】
前記第１のシーリングユニットの前記遠位端はほぼ凸面形状を有しており、前記第２のシーリングユニットの前記遠位端はほぼ凹面形状を有していることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入機。
【請求項１２】
前記第１のシーリングユニットの前記遠位端はほぼ凹面形状を有しており、前記第２のシーリングユニットの前記遠位端はほぼ凸面形状を有していることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入機。
【請求項１３】
前記第１のＯリングは前記第１のシーリングユニットの外面に設置されていることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入機。
【請求項１４】
前記第２のシーリングユニットの前記近接端はほぼ平坦であり、前記第２のＯリングは前記開口を取り囲む前記近接端の全周囲に設置されていることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入機。
【請求項１５】
前記第３のＯリングは、前記第２のシーリングユニットと前記第１のシーリングユニットとの間に前記開口の全周囲に設置され、シールを保持するように構成されていることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入機。
【請求項１６】
前記第１のシーリングユニットは、前記第１の真空チャンバの前記第１の真空チャンバ開口内に摺動自在に設置されていることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入機。
【請求項１７】
前記第１のシーリングユニットの前記近接端の外寸は、前記第１の真空チャンバ開口の寸法よりも小さく、摺動自在の移動を可能にすることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入機。
【請求項１８】
前記第１のシーリングユニットの前記遠位端の前記外寸は、前記第１の真空チャンバ開口の外寸よりも大きく、前記第１のシーリングユニットの摺動自在の移動を止めることを特徴とする、請求項１７に記載のイオン注入機。
【請求項１９】
前記第１の真空チャンバは分析マグネットを具え、前記第２の真空チャンバは補正マグネットを具えることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入機。
【請求項２０】
前記第１の真空チャンバは補正マグネットを具え、前記第２の真空チャンバはプロセスチャンバを具えることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入機。
【請求項２１】
前記第１の真空チャンバは加速カラムを具え、前記第２の真空チャンバは分析マグネットを具えることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入機。
【請求項２２】
前記第１の真空チャンバはソースチャンバを具え、前記第２の真空チャンバは分析マグネットを具えることを特徴とする、請求項１０に記載のイオン注入機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２０１０−５３７４３１（Ｐ２０１０−５３７４３１Ａ）
【公表日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５２２０６８（Ｐ２０１０−５２２０６８）
【出願日】平成２０年８月２２日（２００８．８．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０７４０２４
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０２６５２１
【国際公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【出願人】（５００２３９１８８）ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド (69)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２２日（２００８．８．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０７４０２４
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０２６５２１
【国際公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【出願人】（５００２３９１８８）ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド (69)
【Ｆターム（参考）】
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