离子注入装置制造方法及图纸

提供不需要假晶片并且能够降低制造成本和提高生产率的离子注入装置。该离子注入装置带有与晶片盘上的各晶片夹持器连接的夹持臂，夹持臂可使晶片夹持器沿晶片盘径向移动。离子注入装置还带有控制单元，它控制扫描位置，以便用离子束照射晶片。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于离子注入的装置，特别是涉及在装置中提供的用于夹持晶片的晶片盘结构，以便使用用于生产半导体器件的批量型生产系统在晶片上进行离子注入。在批量型离子注入处理装置中，对于由大直径晶片盘支持的多个晶片进行离子注入。通常，晶片盘包括围绕其周边排列的多个晶片夹持器，而每个晶片在每个晶片夹持器中由诸如夹具这样的固定装置予以支撑和固定。在实际的离子注入操作中，驱动晶片盘，使之旋转并以往复运动绕垂直于晶片表面而入射的离子束移动，从而使晶片盘上的多个晶片经受均匀的离子注入。但是，在常规批量型离子注入装置中会遇到下面的问题这种批量型离子注入装置包括固定数量的晶片夹持器，即可以作为一批来处理的晶片数是固定的。但是，在实际的离子注入操作中，要处理的晶片数不总是与晶片夹持器的数量相同，并且有时晶片数少于固定的晶片夹持器数。在这种情况下，由于离子束扫描晶片盘的整个表面区域，因而需要例如用假晶片覆盖空晶片夹持器。假晶片的使用提高了每个晶片的成本，并引起晶片的制造成本上涨。此外，即使晶片数少于晶片夹持器数，离子也仍然要照射包括晶片夹持器的晶片盘的整个周边表面区域，从而产生产品晶片的面积与离子照射的整个面积之比低的问题，这导致低的生产率。而且，即使需要改变用于一批中的晶片的离子剂量，在常规离子注入装置中改变离子剂量的唯一方式是在不同批次中给晶片提供不同的离子剂量。因此，本专利技术的目的是解决上述问题，并提供用于离子注入的装置，该装置即使在未处理晶片数少于一个完整批量数时也能够进行离子注入而不使用假晶片，从而可以减小制造成本，并提高生产率，同时还提供能够在同一批量中以不同离子剂量生产晶片的离子注入装置。为实现上述目的，提供一种离子注入装置，该装置具有晶片盘，晶片盘有用于支持多个晶片的多个晶片夹持器，并在所述晶片盘旋转的同时，和所述晶片盘按往复运动垂直于离子束而前后移动的同时，对每个晶片进行离子注入，从而使晶片夹持器上的晶片受离子束照射，其特征在于，所述多个晶片夹持器被设计成使它们能够利用晶片夹持器的夹持臂而沿晶片盘的径向运动，并且其特征在于所述装置包括控制装置，用于控制沿晶片盘径向的往复运动的移动位置的中心，以使所述晶片夹持器上支持的所述多个晶片受离子束照射。根据本专利技术的另一方面，上述方案的离子注入装置还包括连接到所述多个晶片夹持器上的夹持臂，并且夹持臂被设计成沿盘的径向是可伸长和可收缩的，并且还包括用于驱动的驱动装置，以使那些夹持臂自动伸长或收缩。在本专利技术的离子注入装置中，多个晶片夹持器可以沿晶片盘的径向运动。这样，有可能在不同位置将晶片夹持器分成支持晶片的一组和空晶片夹持器的另一组。然后控制单元控制晶片盘的往复运动的中心位置，以使晶片夹持器支持未处理晶片的区域受离子束照射。因此，由于被填满的夹持器和空夹持器被几何地分开，并且空夹持器的区域不受离子束照射，所以对于这种离子注入装置，不需要使用在常规装置中所需的假晶片。另外，当与晶片夹持器相比一批的晶片数较少时，在常规装置中存在生产率因产品与离子注入的小的面积比而下降的问题，反之，由于在本专利技术离子注入装置中，有必要在限制区域(其中置有夹持未处理晶片的夹持器)中进行离子注入，因而面积比变得大于常规装置的面积比，并进一步提高了生产率。根据本专利技术的另一方面，根据第一方面的离子注入装置还包括重心调节装置，用于调节盘的重心使之与盘中心位置重合。在根据本专利技术第一方面的离子注入装置中，当所述控制装置判别出对于一批次中的未处理晶片需要多种离子剂量，并且未处理晶片数少于晶片夹持器数时，所述控制装置通过移动晶片夹持器的位置形成与离子剂量数对应的多个同心环形区，并且使用中间范围作为速度改变的过渡区，通过改变晶片盘的往复运动速度来进行离子注入。根据该结构，要用同样的离子剂量进行处理的晶片被排列在晶片盘上的同一环形区中，并且一批中的晶片被在各分开的同心环形区中分隔开。通过对于每个区设定最佳扫描速度，并且如果有可能连续地改变每个区的扫描速度，则可以以不同的离子剂量处理同一批中的未处理晶片，这提高了离子注入的加工效率。附图说明图1是示出本专利技术第一实施例的离子注入装置的晶片盘结构的平面图。图2示出离子注入装置的夹持臂的结构。图3是说明当未处理晶片数与晶片夹持器数一致时装置中晶片盘的运动的示意图。图4是说明当未处理晶片数是晶片夹持器数的一半或更少时装置中晶片盘的运动的示意图。图5是说明当未处理晶片数是晶片夹持器数的一半时晶片盘的运动的示意图。图6是示出在被如图5所示那样夹持的晶片上进行离子注入的示意图。图7是说明当未处理晶片数多于晶片夹持器数的一半并少于晶片夹持器数时装置中晶片盘的运动的示意图。图8是说明在应用图7的条件时晶片盘的运动的示意图。图9是说明当对于一批晶片应用两种加工条件时晶片盘的运动的示意图。图10是说明在应用图9的条件时晶片盘的运动的示意图。图11是示出本专利技术离子注入装置中夹持臂的另一结构实例的剖面图。下面将参照附图详细说明本专利技术的优选实施例。图1是示出根据本专利技术一个实施例的离子注入装置的晶片盘的平面图。如图1所示，根据本专利技术一个实施例的离子注入装置中的晶片盘1带有多个晶片夹持器2，用于支持晶片；夹持臂3，其一端连接到晶片夹持器2上，并且其长度可以沿晶片盘1的径向伸长或收缩；中心部分4，其与夹持臂的另一端连接，并且与晶片盘的转轴连接；和重心调节单元5(重心调节装置)，用于将安装在离子注入装置中中心部分4内的盘的重心位置调节到盘的中心位置。在每个晶片支持件表面上粘接薄板6，以改善晶片的附着性和晶片冷却，并且晶片支持件被设计成利用在支持部分2的周边的三个位置上提供的夹具7将晶片支持件2中的晶片固定。本专利技术的离子注入带有控制单元(控制装置)，用于根据未处理晶片数和加工条件来控制夹持臂的长度和离子束的扫描位置。此外，在本装置中提供传送机构(未示出)，以便将未处理的晶片从例如盒子等自动输送到晶片盘中。图2示出夹持臂3的剖面图。根据本专利技术一个实施例的夹持臂3由空气汽缸结构驱动。空气汽缸部分包括活塞杆10，活塞11，油套管12，杆密封垫13，缓冲密封垫14，活塞密封垫15和磁铁16。在活塞杆10中提供有管道17，用于冷却夹持臂3顶端的晶片支持件2，冷却管18连接在该管道17的一端上。而且，在用于驱动活塞11的汽缸管中提供有空气管道19，针状体20a和20b，还提供有真空管道21和真空密封件22。下面将描述夹持臂的运动。当向针状体20a中供应空气时，夹持臂通过活塞在图2的右方向上的运动而收缩，而当向针状体20b中供应空气时，夹持臂通过活塞在图2的左方向上的运动而伸长。空气供应的切换通过在汽缸管9中设置的空气管道19来实现。在活塞杆10中提供有水冷管18，用于冷却晶片支持件，冷却管18被设计成即使在夹持臂伸长时也能够扩张或收缩，以便进行水冷。用于在活塞杆被驱动时使空气汽缸的内部与外部真空区域之间密封的真空密封件22设置在汽缸管9的顶端，并且设计成通过真空管道21由真空泵(未示出)将真空密封件22抽真空。下面对于不同的晶片数描述晶片盘的工作。(1)当对于每个晶片离子剂量相同，并且晶片数与晶片盘的晶片夹持器数一致时的情况。对下面的条件予以说明对于每个晶片离子注入相同，并且未处理晶片数与晶片夹持器数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子注入装置，该装置具有晶片盘，晶片盘具有用以支持多个晶片的多个晶片夹持器，并在所述晶片盘进行旋转和往复运动的同时对每个晶片进行离子注入，所述装置包括：控制装置，用于通过沿晶片径向的往复运动来控制扫描位置，使在所述晶片夹持器上支持的 所述多个晶片受离子束照射，而所述多个晶片夹持器被设计成可以沿晶片盘的径向运动。

【技术特征摘要】
JP 1998-4-15 105177/19981．一种离子注入装置，该装置具有晶片盘，晶片盘具有用以支持多个晶片的多个晶片夹持器，并在所述晶片盘进行旋转和往复运动的同时对每个晶片进行离子注入，所述装置包括控制装置，用于通过沿晶片径向的往复运动来控制扫描位置，使在所述晶片夹持器上支持的所述多个晶片受离子束照射，而所述多个晶片夹持器被设计成可以沿晶片盘的径向运动。2．如权利要求1的离子注入装置，其特征在于，所述装置还包括夹持臂，连接到所述多个晶片夹持器上，并且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：三平润，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]