本发明专利技术公开一种用于避免离子植入系统的端部站中的工件上的凝结的系统、装置和方法。工件在第一环境中被冷却，并且被转移至载荷锁定室，载荷锁定室分别地与端部站和第二环境选择性地流体连通。工件温度监测装置配置成用于测量在载荷锁定室中的工件的温度。外部监测装置测量第二环境中的温度和相对湿度，并且控制器配置成在工件从载荷锁定室转移至第二环境时工件上不会形成凝结的工件的温度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及一种离子植入系统(ion implantation system),并且更具体地涉及一种用于避免在离子植入系统中的工件上形成凝结的系统、装置和方法。
技术介绍
静电夹持装置或夹具(ESC)通常应用在半导体工业中，用于在例如离子植入、蚀亥IJ、化学气相沉积(CVD)等等的基于等离子体或基于真空半导体处理过程中夹持工件或基底。ESC的夹持能力以及工件温度控制已被证实在处理半导体基底或例如硅芯片的芯片中是相当有用的。例如，典型的ESC包括位于导电电极之上的介质层，其中半导体芯片放置在ESC的表面上(例如，芯片放置在介质层的表面上)。在半导体处理(例如是离子植入)期间，夹持电压典型地施加在芯片及电极之间，其中芯片通过静电作用力夹持抵靠夹具表面。对于某些离子植入过程而言，需要通过冷却ESC来冷却工件。然而，在较冷的温度下，凝结可能形成在工件上，或者，当工件被从过程环境(例如，真空环境)中的冷的ESC转移到外界环境(例如，较高压力、温度和湿度的环境)时，大气中的水甚至可能在工件表面上发生冻结。例如，在离子植入工件之后，工件通常被转移进入载荷锁定室(load lockchamber)，并且载荷锁定室随后进行排气。当载荷锁定室被打开以自其中移出工件的时，工件通常暴露至周边大气中(例如，在大气压力下的温暖、“潮湿”空气)，其中工件上可能发生凝结。凝结可能使得微粒沉积在工件上，和/或在工件上留下可能对正面颗粒(例如，对作用区域)有不利影响的残余物。因此，在本领域中需要一种当工件从冷环境转移至较温暖环境时用于消除在工件上的凝结的系统、装置和方法。专利技术内容本专利技术通过提供用于消除在离子植入系统中的工件上的凝结的系统、装置和方法来克服现有技术的限制。因此，以下提出本专利技术的简化摘要以便提供本专利技术的某些方面的基本理解。这个摘要并非是本专利技术的广泛概要。本摘要既不打算要确定本专利技术的关键或重要元件，也不划出本专利技术的范围。其目的是于以简化形式提出本专利技术的某些概念，作为随后提出的更详细的说明的前言。本专利技术大致涉及一种用于避免在离子植入系统中的工件上凝结的系统、装置和方法。系统包括配置成形成离子束的源(source)、配置成对离子束进行质量分析的射束线组件(beamline assembly)、具有与其相关联的第一环境的端部站(end station)(其中端部站包括冰冻静电夹具，冰冻静电夹具配置成在来自离子束的离子的植入期间夹住和冷却工件)和分别地与端部站和第二环境选择性地流体连通的载荷锁定室。载荷锁定室包括配置成接受工件的平台，其中平台包括工件温度监测装置，工件温度监测装置配置成测量工件的温度，并且其中第二环境具有比第一环境较高的露点。辅助监测装置配置成测量温度和相对湿度，并且因而测量和/或计算在第二环境中的露点，并且控制器配置成确定在工件从载荷锁定室转移至第二环境时工件上不会形成凝结的工件的温度。所述确定根据来自工件温度监测装置和外部温度监测装置的数据做出，诸如在第二环境中的露点。因此，为了实现前述及相关结果，本专利技术包括以下完全描述和在权利要求中特定指出的特征。以下说明及随附附图详细提出本专利技术的几个说明性的实施例。然而，这些实施例指示其中可以采用本专利技术的原理的一些不同方式。在结合附图考虑时，从以下本专利技术的详细说明中，本专利技术的其他目的、优点及新颖特征将变得明显。附图说明图I图示根据本专利技术的一个示例的包括离子植入系统的真空系统的示意图。·图2图示根据本专利技术的另一个方面的示例性载荷锁定室。图3是图示根据另一个示例的使用气体加温工件的温度相对于时间的图表。图4是图示根据本专利技术的另一个示例性方面的用于避免在工件上凝结的示例性方法。具体实施例方式本专利技术一般地涉及利用冰冻静电夹具避免在离子植入系统中的工件上凝结。在没有监测工件温度或区域露点的情况下传统加温工件可能导致长的排气时间，并且因而对工件生产量具有负面的影响。本专利技术将描述一种用于主动地测量工件温度和载荷锁定室外部的区域露点并且利用这个信息以最小化等待时间从而使生产量最大化的系统、装置和方法。以下将参照图式描述本专利技术，其中相同参考编号在本文各处均用于表示相同元件。应理解，这些方面的说明仅仅是图示说明，并且它们不应被解读为有限制的意义。在以下的说明中，为了说明的目的，许多具体细节被提出，以提供对本专利技术的全部理解。然而，本领域技术人员显然可知，在没有这些具体细节的情况下可以实施本专利技术。根据本公开的特色，图I图示示例性真空系统100。本示例中的真空系统100包括离子植入系统101，然而也可以涵盖许多其他类型的真空系统，诸如等离子处理系统或其他半导体处理系统。举例而言，离子植入系统101包括终端102、射束线组件104和端部站106。一般而言，终端102中的离子源108连接至电源110，以离子化掺杂气体并且形成离子束112。离子束112被引导穿过射束操控装置114，并且朝向端部站106离开穿孔116。在端部站106中，离子束112撞击工件118 (例如，半导体芯片、显示面板等)，工件118被选择性地夹住或固定至关联端部站的第一环境122中的静电夹具(ESC) 120。举例而言，第一环境122包括由真空系统123所产生的真空。一旦被嵌入工件118的晶格中之后，植入的离子改变工件的物理和/或化学特性。因此，离子植入被运用在半导体组件制造和金属表面处理，和材料科学研究中的许多应用。在无任何对策时，使用离子植入系统101的离子植入期间，能量可以在带电离子碰撞工件时以热的形式增生在工件118上。这个热量可以使工件118翘曲或破裂，其使得工件在一些执行过程毫无价值(或价值大幅降低)。热量可能进一步致使投送至工件118的离子剂量与预定的剂量相异，而使得预定的机能产生改变。例如，如果预定将I X IO17原子数/立方厘米的剂量植入位于工件118外部表面正下方的极薄区域，则意外的加热可能致使投送的离子扩散到这个极薄区域以外，使得实际施用的剂量小于I X IO17原子数/立方厘米。实际上，意外的加热可能将植入的电荷“涂散”在比预期大的区域之上，从而降低实际剂量到小于预定的值。还可能产生其他的不期望的效果。在一些情况中，需要在低于周边温度的温度下植入离子，诸如允许工件118 (例如，诸如娃芯片的半导体工件)的表面的需要的非晶化(amorphization),能够在高阶CMOS集成电路装置生产中达成超浅接面(ultra shallow junction)结构。因此,提供冷却系统124，其中冷却系统配置成冷却或冷冻静电夹具120，并且因而使得位于其上的工件118的温度大幅低于周围或第二环境126(例如，还称为“外部环境”或“大气环境”)周边温度或 大气温度。根据本公开的另一个特点，载荷锁定室128还进一步提供与端部站106的第一环境122和第二环境126的选择性流体连通，其中载荷锁定室配置成允许工件118转移进入和离开真空系统100 (例如，离子植入系统101)而没有损害真空系统内的真空质量(即第一环境)。专利技术者理解到在冰冻温度处(例如，任何在第二环境126的露点温度以下的温度)执行离子植入，举例而言，如果从在离子植入系统101内的第一环境122转移至外部环境，在工件比第二环境的露点温度更冷时本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：威廉·李，
申请(专利权)人：艾克塞利斯科技公司，
类型：
国别省市：
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