离子植入器及其操作方法技术

一种离子植入器包括：压板，具有夹持表面，夹持表面经配置以支撑用于离子处理的晶圆，压板还具有在夹持表面下的至少一对电极；夹持电源，经配置以提供交流信号及代表交流信号的感测信号的，交流信号被提供至至少一对电极；以及控制器。当无晶圆被夹至夹持表面时，控制器经配置以接收来自夹持电源的感测信号。控制器进一步经配置以监控感测信号，并判断感测信号是否代表夹持表面上的沉积物超过预定的沉积物临界。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种离子植入器包括：压板，具有夹持表面，夹持表面经配置以支撑用于离子处理的晶圆，压板还具有在夹持表面下的至少一对电极；夹持电源，经配置以提供交流信号及代表交流信号的感测信号的，交流信号被提供至至少一对电极；以及控制器。当无晶圆被夹至夹持表面时，控制器经配置以接收来自夹持电源的感测信号。控制器进一步经配置以监控感测信号，并判断感测信号是否代表夹持表面上的沉积物超过预定的沉积物临界。【专利说明】压板夹持表面监控相关申请案互相参照本申请案主张在2012年3月23日提交的美国临时专利申请案第61/614，564号的优先权，其所公开的内容以引用方式并入本文。
本专利技术涉及一种压板，且特别是涉及一种压板夹持表面监控。
技术介绍
离子植入是将导电率变动杂质(conductivity-altering impurity)引入到半导体晶圆中的标准技术。离子植入可通过束线离子植入器或电浆掺杂植入器来进行。在束线离子植入器中，掺质气体可在离子源中被离子化，且可从离子源提取离子并将离子加速以形成所需能量的离子束。然后离子束可被导向至由压板所支撑的晶圆的前表面。晶圆可为半导体晶圆，且离子束中的高能离子嵌入于半导体晶圆的晶格中，以在后续的退火步骤后形成所需导电率的区域。电浆掺杂植入器将由压板所支撑的晶圆设置于电浆腔室内。于电浆腔室中可产生电浆，且例如是通过对晶圆及/或电浆腔室施予偏压，以将来自电浆的离子朝着晶圆加速。 大部分的压板为静电夹盘(electrostatic chuck),其利用静电力将晶圆夹至压板的夹持表面。由于离子束副产物的沉积物(例如是在一例子中，由于离子束撞到剂量法拉第杯(dose Faraday cup) 一段很长的时间后而累积在夹持表面上的砷沉积)，压板的夹持表面可能会随时间变脏。 压板的夹持表面上的沉积物对热离子植入与热植入来说是有相当问题性的。集成电路制造业者为了他们的下一代元件(例如鳍状场效电晶体(FinFETs))发展正在实验热植入。一般在高于150°C的温度下进行热植入。有些热植入在高于30(TC下进行，其他热植入在300°C与750°C之间进行。除了一般来自离子束的副产物的沉积物以外，有些沉积物更容易被吸引至热的夹持表面。此外，在热植入程序期间，在压板的热夹持表面上可发生热活化反应，而产生另外的沉积物。微量的材料(诸如碳、氟、钨、以及氢)可能出现在离子植入器中。此些材料可导致热活化反应而在压板的夹持表面上产生额外不希望的沉积物。其一实例为，从气体前驱物中分解耐火金属。另一实例为，从甲烷反应中分解碳。 在压板的夹持表面上的沉积物的累积对压板所提供的夹持力是具有不利影响的。沉积物可关闭固持住晶圆的静电场。若压板不干净，沉积物的累积可达过量而不慎造成晶圆掉落及晶圆破损。可使用将低能离子导向至压板的夹持表面的溅射清洗程序来有效地清洗夹持表面。然而，因为在夹持表面上沉积物累积的量与位置取决于许多变因，所以预计何时需要溅射清洗程序是困难的。此可能导致对用于溅射清洗的离子处理的过度干扰。此会劣化在既定时间区间内可处理的产能表现或晶圆数量，因此对物主的成本造成不利的影响。或者，若不够经常清洗压板，会存在晶圆掉落与破损的危险。此外，在离子植入器处理晶圆时，临场监控沉积物的量是困难的。 因此，为了标示过量的沉积物累积，需要监控压板表面的技术。
技术实现思路
根据本揭示的一方面，提供一种离子植入器。所述离子植入器包括:压板，具有夹持表面，夹持表面经配置以支撑用于离子处理的晶圆，压板还具有在夹持表面下的至少一对电极；夹持电源，提供交流信号及代表交流信号的感测信号，交流信号被提供至至少一对电极；以及控制器。当无晶圆被夹至夹持表面时，控制器经配置以接收来自夹持电源的感测信号。控制器进一步经配置以监控感测信号，并判断感测信号是否代表夹持表面上的沉积物超过预定的沉积物临界。 根据本揭示的另一方面，提供一种离子植入器的操作方法，包括:提供交流信号至具有夹持表面的压板的至少一对电极；当无晶圆被夹至夹持表面时，监控代表交流信号的感测信号；以及当无晶圆被夹至夹持表面时，判断感测信号是否代表夹持表面上的沉积物超过预定的沉积物临界。 【专利附图】【附图说明】 为了更加了解本专利技术，参考以引用方式并入本文的附图。 图1为依据一实施例离子植入器的示意图。 图2A为无晶圆存在时,压板的干净夹持表面的部分剖面放大图。 图2B为有晶圆存在时，图2A中的压板的干净夹持表面的部分剖面放大图。 图2C为无晶圆存在时，图2A中压板的脏的夹持表面的部分剖面放大图。 图3为由图1的夹持电源所提供的交流信号的电流对时间的曲线图。 图4为图1的离子植入器的部分剖面图，其被定向于溅射清洗程序的入射角。 【具体实施方式】 参考图1，绘示离子植入器100的方块图。离子植入器100包括离子源102、终端站105、及控制器120。终端站105可包括压板112、夹持电源172、机械臂132、倾斜机构118、以及加热器106。离子源102经配置以产生离子束104。在离子源102与压板112之间，离子植入器100可包括所属
的普通技术人员所熟知的其他束线组件，从而在离子束104被导向至由压板112所支撑的晶圆110的前表面时操控离子束104。为了方便说明，晶圆110绘示为虚像并稍微远离压板112的夹持表面114。所属
的普通技术人员理解的是，在操作期间，晶圆110与夹持表面114紧密接触。晶圆110可为具有直径为300毫米(_)或为其他尺寸的圆盘状的半导体晶圆。压板112的夹持表面114可具有相似的圆盘状以支撑晶圆110。 本领域中所熟知的是，离子束104可为带状束(ribbon beam)或为点状束(spotbeam)。通过离子束的移动、晶圆的移动、或两者的结合，离子束104可分散遍及晶圆110的整个前表面。在一实施例中，离子束104可为具有近似矩形的截面形状的带状束。带状束的长边可比短边长至少三倍。晶圆可在与带状束的长边正交的方向上被机械式驱动，以将带状束分散至遍及晶圆的110的整个前表面。 终端站105包括压板112。压板112为具有形成夹持表面114的顶部介电层168的静电夹盘。压板112还具有在夹持表面114下的至少一对电极160、162。在一些实施例中，压板总共包括三对电极或六个电极。夹持电源172经配置以提供交流(AC)信号至电极160、162，以产生静电力来确保晶圆100在压板112的夹持表面114上。交流信号为在循环区间内反转方向的电流。交流信号的实例包括方波信号、正弦波信号、或类方波信号。有益地说，夹持电源172还包括电路171，电路171经配置以提供代表交流信号的感测信号。 终端站105还可包括自动化晶圆处理装置，其用于将晶圆引导至压板112，并从压板112移除晶圆。自动化晶圆处理装置可包括机械臂132以促进晶圆对压板112的来回移动。自动化晶圆处理装置必要时还可包括额外的机械臂，以促进晶圆从大气环境下经由承载室(load lock)移动至压板112，并在离子处理后离开承载室回到大气环境。 倾斜机构118经配置以将压板112相对于离子束104倾斜。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子植入器，包括：压板，具有夹持表面，所述夹持表面经配置以支撑用于离子处理的晶圆，所述压板还具有在所述夹持表面下的至少一对电极；夹持电源，经配置以提供交流信号以及代表所述交流信号的感测信号，所述交流信号被提供至所述至少一对电极；以及控制器，当无晶圆被夹至所述夹持表面时，所述控制器经配置以接收来自所述夹持电源的所述感测信号，所述控制器进一步经配置以监控所述感测信号并判断所述感测信号是否代表所述夹持表面上的沉积物超过预定的沉积物临界。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·E·苏若恩，朱利安·布雷克，库尔·岱可路克，詹姆斯·凯乐，可劳斯·派崔，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：发明
国别省市：美国;US