基材固持设备制造技术

本发明专利技术是有关于一种用于离子植入机的基材固持设备。特别地，本发明专利技术有关 于一种基材固持系统，其包含两个或更多个可交换位置的基材固持器，藉此使得一 基材固持器利用通过一离子束来扫瞄一基材，同时多个基材可以在其它固持器上被 替换。基材固持器组件包含：一基座，其可以绕着一第一轴旋转；以及至少两支撑 臂，其从该基座延伸至设置有基材固持器的末端。基座的旋转使得基材固持器可以 在多个指定的位置之间移动。一指定位置是对应于一用以植入基材的位置，并且另 一指定位置对应于一加载/卸载站。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术有关于一种基材固持设备。特别地，本专利技术有关于一种包含两个或更多 个可交换位置的基材固持器的基材固持设备，藉此使得一基材固持器利用通过一离 子束来扫瞄一基材，同时多个基材可以在其它固持器上被替换。
技术介绍
虽然本专利技术不受限在离子植入机的领域，此领域对应于所构想出的应用且对于 本专利技术了解提供了有用的文章脉络。因此，以下将叙述离子植入机。离子植入机为公众所熟知，并且通常符合如下的普遍设计。 一离子源从前体气 体或类似物产生一混合的离子束。通常仅有特定物种的离子是需要用于植入于基材 中，例如用于植入于半导体晶圆中的特定掺杂质。需要的离子是利用一质量分析磁4失(mass-analysing magnet)与一质量解冲斤狭纟產(mass-resolving slit)的纟且合而乂人混 合的离子束中选出。因此，包含有几乎专门需要的离子物种的离子束从质量解析狭 缝显露出而被传送至工艺腔室，其中离子束在工艺腔室内入射至被基材固持器所固 持在离子束路径的基材上。通常，离子束的截面轮廓比欲被植入的基材小。例如，离子束可以是在一轴向 方向小于基材的带状束，或在两轴向方向笑于基材的点状束。为了确保离子植入横 越整个基材，离子束与基材相对于彼此地移动，从而使离子束可以扫摇整个基材表 面。这是通过以下方式来实现(a)将离子束偏斜以扫瞄横越基材，其中基材被固 持于固定位置；(b)机械性地移动基材，同时保持离子束路径为固定；或(c)将离子 束偏斜且移动基材的组合。对于点状束，相对运动通常被实施成使得离子束跟随基 材上的一光栅图案。我们的美国专利US6，956，223描述一种上述一般设计的离子植入机。 一单晶圆 被固持在可移动的基材固持器中。虽然可以操控离子束，植入机被操作成使得离子束在植入期间依循固定路径。反之，晶圆固持器沿着两正交轴移动，以使得离子束 依循光栅图案在晶圓上方扫瞄。上述设计对于连续的晶圓处理是特别适合的，其中操控装置必须在欲被植入的 新晶圆加载之前将经处理的晶圆卸载。在每一次植入之间将晶圆加载与卸载会造成 不乐见的延迟。我们的美国专利US6，555，825描述一种如图1所示的具有双扫瞄臂的离子植入 机。每一扫瞄臂具有一机动化毂单元A,其可以绕着轴X1在扫瞄位置(显示于右 方)与加载位置(显示于左方)之间旋转。 一中空臂B在其一端可旋转地装设至 毂单元，而可以绕着轴X2转动以经由离子束进行晶圓扫瞄。臂的另一端设置有一 晶圆固持器C。晶圆固持器C可以绕着轴X3旋转，以改变晶圓的方位。每一扫瞄臂的结构与配置使得当扫瞄臂位于加栽位置时，扫瞄臂位在轴X1上 方且因而位在离子束D的路径上方。这是很重要的，因为晶圆固持器可以被加载 与卸载，而不会因为离子束存在而有任何不希望的效应。在此时，毂单元可以被旋 转90°以输送晶圓固持器至扫瞄位置，其中在该扫瞄位置处晶圓通过离子束路径而 被扫瞄。如虚线所示，晶圓可以在臂上从位置Pl经由下方位置向下移动至位置P2。 在此离子植入机中，使用带状离子束以使得此移动可以看见整个被植入的晶圆。设置两个这样的扫瞄臂使得一扫瞄臂可以用来扫瞄一晶圆，同时另一扫瞄臂可 以被定位成用于同时的晶圆加载与卸栽。因此， 一旦一晶圆完成了植入，另一晶圆 在另 一扫瞄臂上即准备好进行植入。这样的扫瞄臂配置无法产生线性的光栅扫瞄。这样的径向扫瞄配置的另一缺失即是最终的非均匀剂量特性，非均匀剂量特性 是由横越晶圓宽度的扫瞄速度的差异所产生。这是因为晶圓最靠近枢转头的边缘比 外缘扫瞄更慢，造成了在晶圓的该侧的较高剂量。
技术实现思路
为了解决专利技术背景叙及的问题，本专利技术在于一种在一离子植入机中用以固持基 材以于植入期间暴露于一离子束的基材固持器组件，基材固持器组件包含 一基座， 其可以绕着一第一轴旋转；以及至少两支撑臂，其从该基座延伸至设置有多个基材 固持器的末端。基座的旋转使得该些基材固持器可以采用多个指定的位置，该至少两支撑臂从取代该旋转轴的点处开始延伸实质上相等距离且分隔一实质上相等的 分离角度，从而以该分离角旋转该基座时可使得该些支撑臂在该些指定位置之间移 动。因此，可以提供两个或更多个范例性固持器，以被旋转而替换位置。例如，一 位置可以对应于一基材扫瞄位置，且另 一位置可以对应于一基材加载/卸载位置。 接着，基材固持器组件可以包含一对支撑臂，其设置在基座的旋转轴的相对侧。当 基座在指定的位置之间旋转时， 一支撑臂从扫瞄位置移动至加载位置，并且另一支 撑臂从加载位置移动至扫瞄位置。可以使用超过两个支撑臂。例如，可以使用三个支撑臂(其被配置成分离120°)或四个支撑臂(其被配置成分离90°)。明显地，设置三个支撑臂提供了三个指定的位置，并且同样地，四个支撑臂提供了四个指定的位置。在每一指定的位置可以 执行各种工艺(例如将基材卸载、将基材加载、将基材卸载及加载、植入、清洁、 蚀刻、退火、沉积等等)。此一或多个指定的位置可以不具有联合的工艺，亦即基 材可以仅停置在此位置，而其它基材在一或多个其它指定位置处被处理。较佳地，每一基材固持器具有一支撑表面以支撑基材使其实质上正交于支撑臂 的纵向轴，并且该至少两支撑臂可以绕着其纵向轴旋转。可选地，支撑表面可以绕 着其中心轴旋转。这样可以改变被基材固持器所固持住的基材的方位。较佳地，该至少两支撑臂可以沿着其纵向轴移动，从而可以改变每一基材固持 器与该基座相隔的距离。这使得基材可以被移动进出一束，并且在此方向通过离子 束净皮扫瞄。本专利技术也在于一种离子植入机，其包含 一离子源； 一光学装置，其可操作以 导引由该离子源产生的多个离子沿着一离子束路径行进至一工艺腔室以植入到基 材中； 一基材传送机构；以及如上述的基材固持器组件，可以固持基材于该工艺腔 室中。该至少两支撑臂实质上正交于离子束路径而延伸。 一第一指定位置对应于面 向离子束的基材固持器。 一第二指定位置对应于在离子束路径之外且与该基材传送 机构合作的基材固持器，藉此使得基材可以被置放在该基材固持器上且从该基材固 持器移除。较佳地，该至少两支撑臂可以沿着其纵向轴移动，从而可以改变每一基材固持器与该基座相隔的距离。可选地，该基座可以具有一联合的扫瞄单元，其可操作以 沿着其纵向轴往复地扫瞄该支撑臂。此外，该扫瞄单元可操作，以在实质上正交于 该支撑臂的纵向轴及离子束路径两者的方向上扫瞄该支撑臂。这允许基材相对于一 固定的离子束被扫瞄，例如根据一光栅图案。替代性地，基材可以被固持住且同时 一离子束被扫瞄横越基材，或可以使用基材与离子束皆被移动的混合系统。附图说明为了详加了解本专利技术， 一较佳实施例参照附图而被叙述，其中:图1为根据已知技术的一双扫瞄臂设备的立体图。图2为一传统的离子植入机的示意图。图3为根据本专利技术实施例的一基材固持器组件的立体图。图4为包含图3基材固持器组件的工艺腔室的截面图。主要组件符号说明:A机动化毂单元B中空臂C晶圓固持器D离子束XI、X2、 X3 轴Pl、P2位置10离子才直入冲几12半导体晶圓14离子源15真空腔室16电弧腔室18腔室壁20阴极21电源供应器22气体馈入器24泵26抽取电极28出口穿孔30质量分析平台32质量解析狭缝34离子路径36晶圓固持器38束挡块40工艺腔室44对向阴极46磁铁组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在一离子植入机中用以固持一将于植入期间暴露于一离子束的基材的基材固持器组件，该基材固持器组件至少包含：　一基座，其可以绕着一第一轴旋转；　至少两支撑臂，其从该基座延伸至设置有多个基材固持器的末端；　其中该基座的旋转使得该些基材固持器可以采用多个指定的位置，该至少两支撑臂从取代该旋转轴的点处开始延伸实质上等距离且分隔一实质上相等的分离角度，从而以该分离角旋转该基座时可使得该些支撑臂在该些指定位置之间移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.27 US 11/527,7241.一种在一离子植入机中用以固持一将于植入期间暴露于一离子束的基材的基材固持器组件，该基材固持器组件至少包含一基座，其可以绕着一第一轴旋转；至少两支撑臂，其从该基座延伸至设置有多个基材固持器的末端；其中该基座的旋转使得该些基材固持器可以采用多个指定的位置，该至少两支撑臂从取代该旋转轴的点处开始延伸实质上等距离且分隔一实质上相等的分离角度，从而以该分离角旋转该基座时可使得该些支撑臂在该些指定位置之间移动。2. 如权利要求1所述的基材固持器组件，其中该至少两支撑臂可以绕着其纵 向轴i走專争。3. 如权利要求1或2所述的基材固持器组件，其中每一基材固持器具有一支 撑表面以支撑基材，该支撑表面可以绕着其中心轴旋转。4. 如权利要求3所述的基材固持器组件，其中该支撑表面之中心轴是实质上 正交于该支撑臂的纵向轴。5. 如前述权利要求中的任一项所述的基材固持器组件，其中该至少两支撑臂 可以沿着其纵向轴移动，从而可以改变每一基材固持器与该基座间的距离。6. —种离子植入机，其至少包含 一离子源；一光学装置，其可操作以导引由该离子源产生的多个离子沿着一离子束路径 行进至一 工艺腔室以植入到基材中； 一基材传送才几构；以及如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·D·J·雷林，T·R·霍尔塔，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US