CN101517726B - 基材固持设备 - Google Patents

基材固持设备 Download PDF

Info

Publication number
CN101517726B
CN101517726B CN2007800359614A CN200780035961A CN101517726B CN 101517726 B CN101517726 B CN 101517726B CN 2007800359614 A CN2007800359614 A CN 2007800359614A CN 200780035961 A CN200780035961 A CN 200780035961A CN 101517726 B CN101517726 B CN 101517726B
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate holder
ion
wafer
support arm
base material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2007800359614A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101517726A (zh
Inventor
K·D·J·雷林
T·R·霍尔塔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Publication of CN101517726A publication Critical patent/CN101517726A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101517726B publication Critical patent/CN101517726B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67207—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process
    • H01L21/67213—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process comprising at least one ion or electron beam chamber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68707—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade, or gripped by a gripper for conveyance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68764—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a movable susceptor, stage or support, others than those only rotating on their own vertical axis, e.g. susceptors on a rotating caroussel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

本发明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。

Description

基材固持设备
技术领域
本发明有关于一种基材固持设备。特别地，本发明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。
背景技术
虽然本发明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发明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铁(mass-analysing magnet)与一质量解析狭缝(mass-resolving slit)的组合而从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圆上方扫瞄。
上述设计对于连续的晶圆处理是特别适合的，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圆扫瞄。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，以改变晶圆的方位。
每一扫瞄臂的结构与配置使得当扫瞄臂位于加载位置时，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°以输送晶圆固持器至扫瞄位置，其中在该扫瞄位置处晶圆通过离子束路径而被扫瞄。如虚线所示，晶圆可以在臂上从位置P1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载。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圆宽度的扫瞄速度的差异所产生。这是因为晶圆最靠近枢转头的边缘比外缘扫瞄更慢，造成了在晶圆的该侧的较高剂量。
发明内容
为了解决发明背景叙及的问题，本发明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被扫瞄。
本发明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
为了详加了解本发明，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为根据本发明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  晶圆固持器                  D  离子束
X1、X2、X3  轴                 P1、P2  位置
10  离子植入机                 12  半导体晶圆
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  晶圆固持器
38  束挡块                     40  工艺腔室
44  对向阴极                   46  磁铁组件
50  计算机                   100  设备
102a-b  晶圆                 106  旋转台
110  箭头                    114a-b  扫瞄臂
116a-b  晶圆固持器           118a-b  线性致动器
120a-b  轴衬                 122  箭头
124  箭头                    126a-b  夹盘
128  箭头                    130  腔室壁
132  操控装置                134  旋转致动器
136  铰接颚                  138  凸轮
140  臂                      142  柄
144  箭头                    146  闸阀
具体实施方式
为了叙述本发明，图2显示一示范性的应用，虽然可以了解到图2仅为本发明的一应用实例且不会构成限制。
图2显示一种已知的用于植入离子于半导体晶圆12中的离子植入机10。离子由离子源14产生，以被抽出且依循一离子路径34，其中该离子路径34在此实施例中穿过一质量分析平台30。希望的质量的离子被选择而通过一质量解析狭缝32，并且接着撞击半导体晶圆12。
离子植入机10包含一离子源14以产生希望的物种的离子束，离子源14位在被泵24排空的一真空腔室15内。离子源14大致上包含一电弧腔室16，电弧腔室16在其一端处设置有一阴极20。离子源14可以被操作成时得阳极由电弧腔室16的壁18来提供。阴极20被加热到足以产生多个热电子。
由阴极20放射的热电子被吸引至阳极(在此实例中为邻近的腔室壁18)。当气体分子横越电弧腔室16时，热电子将气体分子予以离子化，藉此形成等离子且产生希望的离子。
热电子依循的路径可以被控制，以避免电子仅依循到腔室壁18的最短路径。一磁铁组件46提供延伸穿过电弧腔室16的磁场，使得热电子沿着电弧腔室16长度朝着一对向阴极44而依循螺旋形路径，其中该对向阴极44位在电弧腔室16的相对端处。
一气体馈入器22将电弧腔室16填充以欲被植入的物种或填充以前体气体物种。电弧腔室16在真空腔室15内保持在低压。行进通过电弧腔室16的热电子将电弧腔室16内的气体分子予以离子化，并且也可以使分子破裂。等离子中建立的离子(其可以包含多个离子的混合物)也将含有微量的污染物离子(例如从腔室壁18的材料所产生的污染物离子)。
来自电弧腔室16的离子利用负偏压(相对于接地)的抽取电极26经由一出口穿孔28被抽出，其中该出口穿孔28位在电弧腔室16的一前板处。电源供应器21在离子源14与之后的质量分析平台30之间施加电位差，以加速经抽出的离子，离子源14与质量分析平台30被一绝缘物(未示出)彼此地电性隔离。接着，经抽出的离子的混合物通过质量分析平台30，使得该些离子在磁场的影响下绕着一弯曲路径行进。任何离子所行经的弯曲路径的半径由该离子质量、电荷状态与能量所决定，并且磁场被控制成对于一组离子能量而言，仅希望的质量对电荷比值及能量的离子会沿着符合质量解析狭缝32的路径来离开。然后，显露出的离子束被传送至其内设置有标靶(即欲被植入的基材晶圆12，或当在标靶位置处没有晶圆12时的一束挡块38)的工艺腔室40。在其它模式中，束也可以利用一镜片组件被加速或减速，其中该镜片组件位在质量分析平台30与晶圆位置之间。
半导体晶圆12装设在晶圆固持器36上，晶圆12依序地例如经由一负载闭锁室(未示出)被传送进出晶圆固持器36。
离子植入机10在一控制器(例如一适当地被程序化的计算机50)的管理下运作。计算机50控制经由离子束34的晶圆12的扫瞄，以实现希望的扫瞄图案。这些扫瞄图案可以包含光栅扫瞄(包括此技术领域公知的交错图案)。
图3显示用以固持两个晶圆102a、b于如同图2的离子植入机10内的设备100。图4显示设置在工艺腔室40内的设备100，其截面图对应于离子束34平面稍微上方的截面。如同将可以了解的是，设备100装设至工艺腔室40的壁130，而离子束34被扫瞄或将晶圆102a、b通过离子束34来扫瞄。在晶圆102a、b的加载与卸载期间，设备100也与一操控装置132合作。
设备100包含一与旋转致动器134配合的旋转台106，其中该旋转致动器134可以提供旋转台106在箭头110所指方向的全范围旋转。旋转台106被一交叉滚子轴承(crossed-roller bearing)所支撑，并且密封由具有微分唧筒抽吸(differentialpumping)的浮动空气轴承迷宫密封单元(floating air bearing labyrinth seal unit)所提供。旋转致动器134具有一联合的凸缘以将此设备装设至工艺腔室40。
两个扫瞄臂114a、b被提供，每一扫瞄臂114a、b在其末端具有一晶圆固持器116a、b。每一扫瞄臂114a、b从晶圆固持器116a、b向后朝着支撑旋转台106延伸，并且实际上延伸穿过旋转台106而被一线性致动器118a、b接受，其中该线性致动器118a、b设置在旋转台106的后部。扫瞄臂114a、b通过密封的轴衬120a、b被支撑在旋转台106处，其中该轴衬120a、b使得扫瞄臂114a、b通过线性致动器118a、b透过旋转台106被驱动。依此方式，晶圆固持器116a、b隔开旋转台106的距离可以改变，即晶圆102a、b可以在箭头122所指方向被驱动进出工艺腔室。
除了驱动扫瞄臂114a、b进出工艺腔室40之外，线性致动器118a、b也驱动扫瞄臂114a、b的旋转运动，从而使扫瞄臂114a、b绕着其纵向轴旋转(如箭头124所示)。
每一扫瞄臂114a、b为空心，因而可以提供对于晶圆固持器116a、b的维护配线。这包括了一驱动机构，其使得支撑晶圆102a、b的夹盘126a、b可以绕着其中心旋转，如箭头128所示。夹盘126a、b静电地固持住晶圆102a、b，使得夹盘126a、b的旋转引起晶圆102a、b的对应旋转。其它装设晶圆102a、b至夹盘126a、b的方法也同样可行。
图3和4显示具有旋转台106组的设备100，因此晶圆固执键116a占据了加载位置，而晶圆固持器116b占据了扫瞄位置。将旋转台106旋转180°可以替换被晶圆固持器116a、b所占据的位置。
在加载位置，扫瞄臂114a绕着方向124旋转以确保晶圆102a向上地面对。将晶圆102a固持至夹盘126a的静电力可以中断，并且操控装置132将晶圆102a从夹盘126a移除。图4显示一简单的操控装置132，其包含一对铰接颚136，铰接颚136可以通过凸轮138的旋转而开启及闭合。颚136与凸轮138在一装设至柄142的臂140上悬空。柄142允许垂直移动(即进出纸面)，以及如箭头144所示的旋转。是以，操控装置132可以旋转成使得颚136在晶圆102a上方移动，颚136在柄142上可以下降且闭合以抓持晶圆102a。接着，操控装置132在柄142上上升，并且接续地绕着方向144旋转，从而使颚136中的晶圆102a经由闸阀146摇荡出工艺腔室40。由于真空考量，真空闭锁室较佳地邻近图4所示的单闸阀146。然后，逆向程序可以用来将一新晶圆102a加载到晶圆固持器126a上。如同熟习此技术领域的人士将可以了解的，可以使用许多其它替代的操控装置配置，以将晶圆加载及卸载。
一旦将新晶圆102a加载至夹盘126a上且被静电力固持住后，扫瞄臂114即准备好可以旋转。如图3所示，加载位置可以看到晶圆102a被固持成隔开离子束路径34一段距离。扫瞄臂114a将晶圆102a固持在离子束路径34高度的上方，并且扫瞄臂114a也沿着方向122朝着旋转台106缩回，藉此将晶圆102a从离子束路径34向后移动。
在扫瞄位置，扫瞄臂114b沿着方向122延伸远离旋转台106且绕着方向124旋转，从而使晶圆102b被挺直地固持住以面对来临的离子束34。在一些应用中，离子束34较佳地以一角度(而非垂直地)撞击晶圆102b，例如当要植入沟槽壁时或当使用斜角以达成较浅的植入时。这可以轻易地通过将扫瞄臂114b沿着方向124旋转以使晶圆102b相对于离子束34采用希望的角度来达成。此外，夹盘126b可以绕着方向128旋转，以达到希望的晶圆102b方位。依此方式，晶圆102b上的特征(例如沟槽壁)可以准确地与离子束对准。
在此实施例中，晶圆102b被固持在扫瞄位置，同时一带状束34被扫瞄横越静止的晶圆102b。然而，其它配置也是可行的。例如，不使用带状束，一点状束可以利用例如光栅图案而被扫瞄横越晶圆102b。此外，除了将离子束34扫瞄的外，晶圆102b可以被扫瞄。通过利用线性致动器118a以驱动扫瞄臂114沿着x方向(在此为水平方向)往复移动，可以轻易地沿着x方向扫瞄。
为了将晶圆固持器116a、b移动于加载及扫瞄位置之间，必须进行三个移动：(1)旋转台必须绕着方向110旋转180°，依需要可以是顺时钟或逆时钟；(2)扫瞄臂114a、b必须绕着方向124旋转90°，扫瞄臂114a为逆时钟方向且扫瞄臂114b为顺时钟方向；以及(3)扫瞄臂114a、b必须沿着方向122移动，扫瞄臂114a远离旋转台106而进入工艺腔室40且扫瞄臂114b朝向旋转台106移动。大致上，这些移动将可以由控制器50来实现，但是控制器50如何协调这三个不同的移动修关优先级。显然，同时地进行这些移动是有利的，以避免延迟且使晶圆102a、b通过离子植入机10的产能为最大。扫瞄臂114a、b被隔开足够距离，以确保当晶圆102a、b在加载及卸载位置之间的移动期间旋转时不会碰撞，即使当更大的300毫米晶圆被处理时亦是如此。
熟习此技术领域的人士将可以了解的是，在不脱离本发明的范围下，可以进行上述实施例的变更。
例如，上述实施例例示出用于植入半导体晶圆领域的本发明。然而，本发明具有更广泛的应用性。例如，本发明可以被用在任何型式的离子植入机，无论是用于植入半导体晶圆或任何其它型式基材的离子植入机。此外，本发明可以被用在任何其它型式而需要操纵工件的设备内，其中在该设备内工件在许多指定的位置之间旋转。
上述实施例描述了双扫瞄臂设备100。然而，可以使用三个或更多个扫瞄臂114a、b。有利地，扫瞄臂114a、b隔开旋转台的旋转中心等距离，使得当晶圆固持器116a、b在多个位置之间移动时采用相同的位置。此外，有利的是，扫瞄臂114a、b分离开实质上等角度，使得扫瞄臂114a、b仅在多个连续的位置之间旋转。每一位置可以对应于一站，其中在该站执行一处理步骤(例如植入、加载/卸载、蚀刻、退火、沉积、清洁等等)。加载及卸载可以被分割成两个在不同的站所执行的分离的动作，即一晶圆102a、b或其它基材在一新晶圆102a、b或其它基材于下一站被加载之前即于一站被卸载。一或多个位置可以是闲置的位置，在该些闲置的位置处晶圆102a、b或其它基材在移动至下一站之前停置。一闲置的站是有用的，在该闲置的站处有限的空间排除了邻近此位置的处理设备的装设。
上述的本发明实施例具有许多移动程度，以提供一弹性的系统。然而，设备100不需要有这样的能力。例如，设备100仅绕着方向110旋转，以使得扫瞄臂114a、b可以替换位置。设置操控装置必须可以适于将晶圆102a、b从一垂直方位加载及卸载，但是这样的应用是直接的。扫瞄臂114a、b不需要在方向122(即朝着及远离旋转台106)为可动，这是因为晶圆102a、b可以在离子束34之外而旋转。
虽然图3显示出扫瞄臂114a、b延伸穿过旋转台106，可以提供可伸缩臂，其不需要穿透旋转台106。

Claims (13)

1.一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能采用多个指定的位置，该至少两支撑臂从基座旋转中心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使得该些支撑臂在该些指定位置之间移动，该至少两支撑臂能绕着其纵向轴旋转。
2.如权利要求1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，该支撑表面能绕着其中心轴旋转。
3.如权利要求2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。
4.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能沿着其纵向轴移动，从而改变每一基材固持器与该基座间的距离。
5.一种离子植入机，其至少包含：
一离子源；
一光学装置，其能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
如权利要求1所述的基材固持器组件，其位置使基材固持于该工艺腔室中，从而使该至少两支撑臂实质上正交于离子束路径而延伸；
其中一第一指定位置对应于面向离子束的基材固持器，并且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，藉此使得基材被置放在该基材固持器上且从该基材固持器移除。
6.如权利要求5所述的离子植入机，其中该至少两支撑臂能绕着其纵向轴旋转。
7.如权利要求6所述的离子植入机，其中每一基材固持器具有一支撑表面以支撑基材，该支撑表面能绕着其中心轴旋转。
8.如权利要求7所述的离子植入机，其中该支撑表面的中心轴是实质上正交于该支撑臂的纵向轴。
9.如权利要求5所述的离子植入机，其中每一基材固持器具有一支撑表面以支撑基材，该支撑表面能绕着其中心轴旋转。
10.如权利要求9所述的离子植入机，其中该支撑表面的中心轴是实质上正交于该支撑臂的纵向轴。
11.如权利要求5-10中任一项所述的离子植入机，其中该至少两支撑臂能沿着其纵向轴移动，从而改变每一基材固持器与该基座间的距离。
12.如权利要求11所述的离子植入机，其中该基座具有一联合的扫瞄单元，其能操作以沿着其纵向轴往复地扫瞄该支撑臂。
13.如权利要求12所述的离子植入机，其中该扫瞄单元能操作，以扫瞄该支撑臂，从而离子束可以跟随一光栅图案而横越当被该基材固持器所固持时的基材。
CN2007800359614A 2006-09-27 2007-09-12 基材固持设备 Expired - Fee Related CN101517726B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/527,724 US7777203B2 (en) 2006-09-27 2006-09-27 Substrate holding apparatus
US11/527,724 2006-09-27
PCT/GB2007/003452 WO2008037953A1 (en) 2006-09-27 2007-09-12 Substrate holding apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101517726A CN101517726A (zh) 2009-08-26
CN101517726B true CN101517726B (zh) 2011-08-03

Family

ID=38779652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800359614A Expired - Fee Related CN101517726B (zh) 2006-09-27 2007-09-12 基材固持设备

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7777203B2 (zh)
JP (1) JP5324452B2 (zh)
KR (1) KR101345686B1 (zh)
CN (1) CN101517726B (zh)
TW (1) TWI374484B (zh)
WO (1) WO2008037953A1 (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080190364A1 (en) * 2007-02-13 2008-08-14 Applied Materials, Inc. Substrate support assembly
DE102007026847A1 (de) * 2007-06-06 2008-12-11 Carl Zeiss Nts Gmbh Teilchenstrahlgerät und Verfahren zur Anwendung bei einem Teilchenstrahlgerät
US7939424B2 (en) * 2007-09-21 2011-05-10 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Wafer bonding activated by ion implantation
WO2009154075A1 (ja) * 2008-06-16 2009-12-23 東京エレクトロン株式会社 処理装置
US9009939B2 (en) * 2009-06-05 2015-04-21 Advanced Ion Beam Technology, Inc (Tw) Method and system for moving wafer during scanning the wafer
JP4766156B2 (ja) * 2009-06-11 2011-09-07 日新イオン機器株式会社 イオン注入装置
DE102010041678B4 (de) * 2010-09-29 2023-12-28 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Teilchenstrahlgerät mit einem Probenträger
US20120305193A1 (en) 2011-06-03 2012-12-06 Arthur Keigler Parallel single substrate processing agitation module
JP5545287B2 (ja) * 2011-10-17 2014-07-09 日新イオン機器株式会社 エネルギー線照射装置及びワーク搬送機構
CN102539263A (zh) * 2011-11-29 2012-07-04 南通大学 基于掩蔽处理技术的轻微磨损测量方法
JP2016143528A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 株式会社日立ハイテクサイエンス 試料搬送機構及び真空装置
CN104979152A (zh) * 2015-07-28 2015-10-14 中国科学技术大学 一种离子注入设备
TWI658489B (zh) * 2017-09-14 2019-05-01 南韓商吉佳藍科技股份有限公司 包括能夠旋轉之靜電吸盤之電漿基板處理裝置及利用其之基板處理方法
CN108172492A (zh) * 2017-12-26 2018-06-15 德淮半导体有限公司 离子植入机及其载片回路和离子植入方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6555825B1 (en) * 1999-04-19 2003-04-29 Applied Materials, Inc. Ion implanter
US20030192474A1 (en) * 2002-04-10 2003-10-16 Smick Theodore H. Multi-directional scanning of movable member and ion beam monitoring arrangement therefor
US20030197133A1 (en) * 2002-04-23 2003-10-23 Turner Norman L. Method and apparatus for scanning a workpiece in a vacuum chamber
CN1653579A (zh) * 2002-06-21 2005-08-10 应用材料有限公司 离子注入机中多方向机械扫描

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5224809A (en) * 1985-01-22 1993-07-06 Applied Materials, Inc. Semiconductor processing system with robotic autoloader and load lock
JPS6254089A (ja) * 1985-09-02 1987-03-09 Hitachi Ltd ウエハ自公転機構
US5898179A (en) * 1997-09-10 1999-04-27 Orion Equipment, Inc. Method and apparatus for controlling a workpiece in a vacuum chamber
EP2099061A3 (en) * 1997-11-28 2013-06-12 Mattson Technology, Inc. Systems and methods for low contamination, high throughput handling of workpieces for vacuum processing
JP2003045371A (ja) * 2001-07-19 2003-02-14 Applied Materials Inc イオン注入装置の基板支持部材およびイオン注入装置
US7049210B2 (en) * 2002-09-23 2006-05-23 Applied Materials, Inc. Method of implanting a substrate and an ion implanter for performing the method
US20050020077A1 (en) * 2003-04-18 2005-01-27 Applied Materials, Inc. Formation of protection layer by dripping DI on wafer with high rotation to prevent stain formation from H2O2/H2SO4 chemical splash
US7030395B2 (en) * 2004-08-06 2006-04-18 Axcelis Technologies, Inc. Workpiece support structure for an ion beam implanter featuring spherical sliding seal vacuum feedthrough
US9524896B2 (en) * 2006-09-19 2016-12-20 Brooks Automation Inc. Apparatus and methods for transporting and processing substrates

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6555825B1 (en) * 1999-04-19 2003-04-29 Applied Materials, Inc. Ion implanter
US20030192474A1 (en) * 2002-04-10 2003-10-16 Smick Theodore H. Multi-directional scanning of movable member and ion beam monitoring arrangement therefor
US6956223B2 (en) * 2002-04-10 2005-10-18 Applied Materials, Inc. Multi-directional scanning of movable member and ion beam monitoring arrangement therefor
US20030197133A1 (en) * 2002-04-23 2003-10-23 Turner Norman L. Method and apparatus for scanning a workpiece in a vacuum chamber
CN1653579A (zh) * 2002-06-21 2005-08-10 应用材料有限公司 离子注入机中多方向机械扫描

Also Published As

Publication number Publication date
CN101517726A (zh) 2009-08-26
JP2010505223A (ja) 2010-02-18
TWI374484B (en) 2012-10-11
WO2008037953A1 (en) 2008-04-03
JP5324452B2 (ja) 2013-10-23
KR101345686B1 (ko) 2013-12-30
TW200818281A (en) 2008-04-16
US20080073577A1 (en) 2008-03-27
KR20090074220A (ko) 2009-07-06
US7777203B2 (en) 2010-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101517726B (zh) 基材固持设备
TWI544107B (zh) 用於處理基板的設備及方法
US7105838B2 (en) Multi directional mechanical scanning in an ion implanter
US8096744B2 (en) Wafer processing system, wafer processing method, and ion implantation system
KR102072872B1 (ko) 진공 처리용 시스템 아키텍처
US10468283B2 (en) Ion implantation apparatus and method for processing plurality of wafers using the same
US8330128B2 (en) Implant mask with moveable hinged mask segments
KR20080048814A (ko) 웨이퍼이송장치
JP2015504248A (ja) 複合静的及びパスバイ処理用システム構成
KR20070012490A (ko) 워크 피스 프로세싱 시스템
US20100330787A1 (en) Apparatus and method for ultra-shallow implantation in a semiconductor device
JP4320471B2 (ja) 注入角度を調整可能にするイオンビーム注入装置用の加工物支持構造体
JP4329693B2 (ja) 注入角度を調整可能にするイオンビーム注入装置用の加工物支持構造体
US9437392B2 (en) High-throughput ion implanter
US20140234057A1 (en) Apparatus And Methods For Moving Wafers
JPH02199758A (ja) イオン注入装置
JP2003142570A (ja) 真空処理装置及び処理対象物の処理方法
CN115763310A (zh) 一种离子注入装置及方法
JPH0754688B2 (ja) イオン注入装置およびイオン注入方法
JPH07252653A (ja) イオン注入装置およびこれを用いたイオン注入方法
KR20050018978A (ko) 이온빔 주입기용 조정가능한 주입각 작업재 지지 구조체
JPH11111212A (ja) イオン注入装置
JP2009064874A (ja) 真空処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C56 Change in the name or address of the patentee
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: California, USA

Patentee after: APPLIED MATERIALS, Inc.

Address before: California, USA

Patentee before: APPLIED MATERIALS, Inc.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110803

Termination date: 20210912

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee