多直径真空晶片处置制造技术

本发明专利技术涉及一种配置用于夹持并处理具有不同直径的工件的静电夹盘和夹取系统。离子注入设备选择性向处理腔室中的第一工件和第二工件提供离子，其中第一工件的直径大于第二工件的直径。在暴露于离子期间，夹盘支撑处理腔室内相应的第一工件或第二工件。装载锁定腔室使处理环境与外部环境隔离并且具有工件支撑件，用于在处理腔室与外部环境之间传送第一工件或第二工件期间支撑相应的第一工件或第二工件。真空机器人在夹盘与工件支撑件之间传送第一工件或第二工件并且具有夹钳机构，该夹钳机构配置成在多个阶式引导件之间选择性夹取第一工件或第二工件。

Multi-diameter Vacuum Wafer Disposal

The invention relates to an electrostatic chuck and a clamping system configured for clamping and processing workpieces with different diameters. Ion implantation equipment selectively supplies ions to the first and second workpieces in the treatment chamber, in which the diameter of the first workpiece is larger than that of the second workpiece. During exposure to ions, the chuck supports the corresponding first or second workpiece in the treatment chamber. The loading locking chamber isolates the processing environment from the external environment and has workpiece support for supporting the corresponding first or second workpiece during the transmission of the first or second workpiece between the processing chamber and the external environment. The vacuum robot transmits the first or second workpiece between the chuck and the workpiece support and has a clamp mechanism which is configured to selectively clamp the first or second workpiece between multiple step guide parts.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多直径真空晶片处置相关申请的引用本申请要求名称为“MULTIPLEDIAMETERIN-VACUUMWAFERHANDLING”、申请日为2016年9月30日、申请号为15/281,600的美国专利申请的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术总体上涉及工件处置系统，更具体涉及在离子注入系统中处置不同直径工件的系统和方法。
技术介绍
在半导体工业中，通常通过工件处置系统在工序步骤之间借助机器人传送如半导体晶片或衬底的工件。离子注入系统通常利用工件处置系统在大气工件载体与离子注入机相关联的真空处理腔室之间传送工件。常规工件处置系统包括机器人，该机器人具有与其耦接的夹钳，其中夹钳配置成选择性夹紧工件的边缘。在典型的离子注入系统中，例如，工件处置照常固定为特定的工件尺寸，其中射到工件上的离子束的尺寸适应工件的尺寸。例如，当将离子注入200mm直径的晶片时，通常使用200mm宽的离子束来进行注入。然而，如果希望将离子注入150mm直径的晶片，则通常需修改工件处置系统和离子注入系统的各种部件来适应不同尺寸的工件。例如，夹钳和静电夹盘通常设计用于将离子注入单一尺寸的工件。然而，当工件尺寸改变时，通常也改变夹钳、静电夹盘和/或全体机器人处置部件。因此，常规离子注入系统基于正注入工件的尺寸以及射到其上的离子束的尺寸来利用预定处理设备的尺寸。当注入不同尺寸的工件或者利用不同尺寸的离子束来进行注入时，也要对工件处置设备作出各种更改，从而增加成本并损害生产率。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种用于在离子注入系统中处置各种尺寸工件的系统、设备及方法来克服现有技术的局限性。据此，下面介绍本专利技术的简要
技术实现思路
，以便提供对本专利技术某些方面的基本理解。本
技术实现思路
部分并非本专利技术的详尽概述。既非旨在确定本专利技术的关键或主要元素，亦非限定本专利技术的范围。其目的在于，以简要形式呈现本专利技术的某些构思，作为下文具体实施方式的引言。一般而言，设置静电夹盘，以夹持具有不同直径的工件。在某一示例中，中央静电夹盘构件与第一直径的第一工件相关联，并且第一外围静电夹盘构件与第二直径的第二工件相关联，该第二直径大于第一直径。升降器使第一外围静电夹盘构件相对于中央静电夹盘构件在缩回位置与伸出位置之间直移。在缩回位置，第一工件仅接触第一表面。在伸出位置，又称注入位置，第二工件接触第一表面和第二表面。当第一外围静电夹盘构件处于缩回位置时，第一外围屏蔽大致屏蔽第二表面。能够添加附加的外围静电夹盘构件和外围屏蔽，以适应附加的工件直径。根据某一示例性方面，本专利技术的静电夹盘系统包括中央静电夹盘构件，其第一直径与第一工件的直径相关联，其中该中央静电夹盘构件可操作地耦接至扫描臂基座并且其第一表面配置成支撑第一工件。第一外围静电夹盘构件具有与第一直径相关联的第一内径和与第二工件的直径相关联的第一外径。第一外围静电夹盘构件也可操作地耦接至扫描臂基座并且其第二表面配置成支撑第二工件的外围区域。升降器配置成使第一外围静电夹盘构件相对于中央静电夹盘构件沿着大致垂直于第一表面的轴线在缩回位置与伸出位置之间直移。在缩回位置，第一工件仅接触第一表面。在本示例中的伸出位置，第二工件接触第一表面和第二表面。进一步设置第一外围屏蔽，该第一外围屏蔽具有与第一内径相关联的第一屏蔽内径和与第一外径相关联的第一屏蔽外径。例如，第一外围屏蔽配置成当第一外围静电夹盘构件处于缩回位置时屏蔽第二表面。根据某一示例，中央静电夹盘相对于扫描臂基座固定，其中升降器配置成使第一外围静电夹盘构件在缩回位置与伸出位置之间直移。在另一示例中，设置第二外围静电夹盘构件，该第二外围静电夹盘构件具有与第一外径相关联的第二内径和与第三工件的直径相关联的第二外径。例如，第三工件的直径大于第二工件的直径。第二外围静电夹盘构件可操作地耦接至扫描臂基座并且其第三表面配置成支撑第三工件的外围区域，并且升降器进一步配置成使第二外围静电夹盘构件相对于中央静电夹盘构件在缩回位置与伸出位置之间直移。在本示例中的伸出位置，第三工件接触第一表面、第二表面和第三表面。根据另一示例，控制器配置成经由控制升降器而单独控制第一外围静电夹盘构件和第二外围静电夹盘构件中的一个或多个的缩回位置和伸出位置。在另一示例中，电源可操作地耦接至中央静电夹盘构件、第一外围静电夹盘构件和第二外围静电夹盘构件中的一个或多个。例如，控制器如此进一步配置成选择性激励中央静电夹盘构件、第一外围静电夹盘构件和第二外围静电夹盘构件。在另一示例中，进一步设置第二外围屏蔽，该第二外围屏蔽具有与第二内径相关联的第二屏蔽内径和与第二外径相关联的第二屏蔽外径。第二外围屏蔽配置成当第一外围静电夹盘构件处于伸出位置并且第二外围静电夹盘构件处于缩回位置时屏蔽第三表面。例如，第二屏蔽外径大于或等于第二外径。例如，第一外围屏蔽和第二外围屏蔽中的一个或多个包括由半导体材料构成的表面，如涂覆硅的铝盘。在某一示例中，第一外围屏蔽和/或第二外围屏蔽包括半导体材料，如半导体晶片。在中央静电夹盘构件、第一外围静电夹盘构件、第二外围静电夹盘构件等的第一表面和第二表面中的一个或多个中可进一步设置一个或多个背气孔口。背气源如此配置成向一个或多个背气孔口提供背气，以便背气冷却或加热正处理的工件。例如，在中央静电夹盘构件和第一外围静电夹盘构件中界定一个或多个配气通路，其中一个或多个配气通路与一个或多个背气孔口流体连通。根据另一示例，在中央静电夹盘构件和第一外围静电夹盘构件的相应侧壁中界定一个或多个侧壁孔口，其中一个或多个侧壁孔口与一个或多个配气通路流体连通。在另一示例中，动态密封件与多个一个或多个侧壁孔口中的每一个相关联，其中动态密封件大体上允许第一外围静电夹盘构件相对于中央静电夹盘构件直移，同时防止背气从一个或多个侧壁孔口泄漏到外部环境。在另一示例中，背气源可操作地耦接至中央静电夹盘构件，其中一个或多个配气通路通过一个或多个侧壁孔口至少向第一外围静电夹盘构件提供背气。根据又一示例，一个或多个传送设备配置成往返于第一表面和第二表面选择性传送第一工件、第二工件和第一外围屏蔽。在另一示例中，进一步设置离子注入系统，其中离子束的尺寸能配置成注入夹持至静电夹盘上的任何尺寸的工件。根据本专利技术的另一示例性方面，提供一种用于将离子注入不同直径的第一工件和第二工件的方法。例如，当要将离子注入第一工件时，第一外围屏蔽放置在第一外围静电夹盘构件的第二表面上。第一外围静电夹盘构件相对于中央静电夹盘构件缩回，其中第二表面自第一表面凹进，并且第一工件放置在中央静电夹盘构件的第一表面上。据此，通过使离子束相对于第一工件通过，将离子注入第一工件。当要将离子注入第二工件时，从中央静电夹盘构件移走第一工件，并且使第一外围静电夹盘构件相对于中央静电夹盘构件调升。据此，第二表面与第一表面大致共面。从第一外围静电夹盘构件的第二表面移走第一外围屏蔽，并且将第二工件放置在中央静电夹盘构件的第一表面和第一外围静电夹盘构件的第二表面上并注入离子。当注入完成时，从中央静电夹盘构件和第一外围静电夹盘构件移走第二工件。上述
技术实现思路
仅旨在给出对本专利技术某些实施方案的某些特征的简要概述，并且其他实施方案可包括附加特征和/或与前述内容不同的特征。特定而言，本
技术实现思路
部分不得理解为限定本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子注入系统，包括：离子注入设备，其配置成向处理腔室提供多个离子；夹盘，其配置成在相应的第一工件和第二工件暴露于多个离子期间选择性支撑所述处理腔室内的第一工件和第二工件中的一个工件，其中，所述第二工件的直径大于所述第一工件的直径；装载锁定腔室，其可操作地耦接至所述处理腔室，其中，所述装载锁定腔室包括工件支撑件，所述工件支撑件配置成在所述处理腔室与外部环境之间传送所述第一工件和所述第二工件中的相应一个工件期间支撑所述第一工件和所述第二工件中的相应一个工件；以及机器人，其配置成经由第一夹钳机构在所述夹盘与所述工件支撑件之间传送所述第一工件和所述第二工件中的相应一个工件，其中，所述第一夹钳机构包括：多个夹钳臂，其配置成在夹取位置与释放位置之间直移；以及多个引导件，其可操作地耦接至所述多个夹钳臂，其中，所述多个引导件具有与所述第一工件的直径相关联的第一夹取部分和与所述第二工件的直径相关联的第二夹取部分，其中，第二直径大于第一直径，且其中，当所述多个夹钳臂处于所述夹取位置时，所述多个引导件的第一夹取部分配置成选择性将所述第一工件夹取到其间，并且所述多个引导件的第二夹取部分配置成选择性将所述第二工件夹取到其间，且其中，当所述多个夹钳臂处于所述释放位置时，所述多个引导件的第一部分和第二部分配置成选择性释放相应的第一工件和第二工件。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.30 US 15/281,6001.一种离子注入系统，包括：离子注入设备，其配置成向处理腔室提供多个离子；夹盘，其配置成在相应的第一工件和第二工件暴露于多个离子期间选择性支撑所述处理腔室内的第一工件和第二工件中的一个工件，其中，所述第二工件的直径大于所述第一工件的直径；装载锁定腔室，其可操作地耦接至所述处理腔室，其中，所述装载锁定腔室包括工件支撑件，所述工件支撑件配置成在所述处理腔室与外部环境之间传送所述第一工件和所述第二工件中的相应一个工件期间支撑所述第一工件和所述第二工件中的相应一个工件；以及机器人，其配置成经由第一夹钳机构在所述夹盘与所述工件支撑件之间传送所述第一工件和所述第二工件中的相应一个工件，其中，所述第一夹钳机构包括：多个夹钳臂，其配置成在夹取位置与释放位置之间直移；以及多个引导件，其可操作地耦接至所述多个夹钳臂，其中，所述多个引导件具有与所述第一工件的直径相关联的第一夹取部分和与所述第二工件的直径相关联的第二夹取部分，其中，第二直径大于第一直径，且其中，当所述多个夹钳臂处于所述夹取位置时，所述多个引导件的第一夹取部分配置成选择性将所述第一工件夹取到其间，并且所述多个引导件的第二夹取部分配置成选择性将所述第二工件夹取到其间，且其中，当所述多个夹钳臂处于所述释放位置时，所述多个引导件的第一部分和第二部分配置成选择性释放相应的第一工件和第二工件。2.根据权利要求1所述的离子注入系统，其中，所述多个引导件中的每一个引导件包括与其第一部分相关联的第一特征和与其第二部分相关联的第二特征。3.根据权利要求2所述的离子注入系统，其中，所述第一特征和所述第二特征中的每一个特征包括相应多个引导件中的相应凹口或凸台。4.根据权利要求1所述的离子注入系统，其中，所述机器人配置成在所述第一夹钳机构处于所述夹取位置的同时从相应的工件支撑件和夹盘选择性取回所述第一工件和所述第二工件中的一个工件，且其中，所述机器人配置成在所述第一夹钳机构处于所述释放位置的同时选择性将所述第一工件和所述第二工件放置到相应的工件支撑件和夹盘。5.根据权利要求1所述的离子注入系统，其中，所述工件支撑件包括固定地耦接至支撑板的多个支撑构件，且其中，每个支撑构件包括与所述第一工件的直径相关联的第一支撑结构和与所述第二工件的直径相关联的第二支撑结构。6.根据权利要求5所述的离子注入系统，其中，所述第一支撑结构和所述第二支撑结构各自包括在相应的支撑构件中界定的凸台。7.根据权利要求6所述的离子注入系统，其中，所述第一支撑结构界定第一平面，并且所述第二支撑结构界定第二平面，其中，所述第一平面低于所述第二平面。8.根据权利要求1所述的离子注入系统，其中，所述第一工件的直径约为150mm，并且所述第二工件的直径约为200mm。9.一种离子注入系统，包括：离子注入装置，其配置成当相应的第一工件或第二工件定位于处理腔室中时选择性向第一工件和第二工件提供多个离子，其中，所述第一工件的直径大于所述第二工件的直径；夹盘，其配置成在相应的第一工件或第二工件暴露于多个离子期间支撑所述处理腔室内的相应的第一工件或第二工件；装载锁定腔室，其耦接至所述处理腔室，其中，所述装载锁定腔室配置成使所述处理环境与外部环境隔离，其中，所述装载锁定腔室包括工件支撑件，所述工件支撑件配置成在所述处理腔室与外部...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾伦·威德，
申请(专利权)人：艾克塞利斯科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US