CN114724993A - 半导体对准装置及半导体对准方法 - Google Patents

半导体对准装置及半导体对准方法 Download PDF

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CN114724993A CN202110678260.4A CN202110678260A CN114724993A CN 114724993 A CN114724993 A CN 114724993A CN 202110678260 A CN202110678260 A CN 202110678260A CN 114724993 A CN114724993 A CN 114724993A
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陈亮吟
张惠政
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Abstract

揭示一种半导体对准装置及半导体对准方法，即校正晶圆在晶圆保持件上的错位的方法以及执行此方法的装置。在一实施方式中，半导体对准装置包含晶圆平台；晶圆保持件位于晶圆平台上；第一位置侦测器配置以侦测晶圆在晶圆保持件之上在第一方向上的对准；第二位置侦测器配置以侦测晶圆在晶圆保持件之上在第二方向上的对准；以及旋转侦测器配置以侦测晶圆在晶圆保持件之上的旋转对准。

Description

半导体对准装置及半导体对准方法
技术领域
本揭露的实施方式是有关于半导体对准装置及半导体对准方法。
背景技术
半导体元件用于各式各样的电子应用，例如个人计算机、移动电话、数字摄影机、以及其他电子设备中。通常透过依序沉积绝缘或介电层、导电层、以及半导体层的材料于半导体基材之上，并使用微影图案化各种材料层，以形成电路组件与元件在其上，来制造半导体元件。
透过不断缩减最小特征的尺寸，半导体产业持续提升各种电子组件(例如，晶体管、二极管、电阻、电容等)的整合密度，而使得更多组件可整合至一给定面积中。
发明内容
依照一实施方式，一种半导体对准装置包含晶圆平台；晶圆保持件位于晶圆平台之上；第一位置侦测器配置以侦测晶圆在晶圆保持件之上在第一方向上的对准；第二位置侦测器配置以侦测晶圆在晶圆保持件之上在第二方向上的对准；以及旋转侦测器配置以侦测晶圆在晶圆保持件之上的旋转对准。
依照另一实施方式，一种半导体对准方法包含装载晶圆于晶圆保持件上；进行第一扫描，以确定晶圆相对于晶圆保持件在第一方向上的第一错位；进行第二扫描，以确定晶圆相对于晶圆保持件在第二方向上的第二错位；以及沿第一方向或第二方向的至少一者移动晶圆保持件的位置，以校正第一错位与第二错位。
依照又一实施方式，一种半导体对准方法包含装载晶圆于晶圆保持件上；进行旋转扫描，以确定晶圆相对于晶圆保持件的旋转错位；旋转晶圆保持件，以校正旋转错位；倾斜晶圆保持件；以及将晶圆暴露于离子束。
附图说明
下列详细的描述配合附图阅读可使本揭露的态样获得最佳的理解。需注意的是，依照业界的标准实务，许多特征并未按比例绘示。事实上，可任意增加或减少各特征的尺寸，以使讨论清楚。
图1是依照一些实施方式的用以侦测与校正晶圆在晶圆平台上的错位的方法的流程图；
图2A、图2B、图3、图4、图5、图6、图7A、图7B、图8、图9、图10A、以及图10B是依照一些实施方式的方法中的中间阶段的侧视图与上视图；
图11是依照一些实施方式的可用来执行方法的离子植入机的平面图。
【符号说明】
100:方法
101:步骤
103:步骤
105:步骤
107:步骤
109:步骤
111:步骤
113:步骤/离子暴露制程
201:晶圆平台
202:中心轴
203:晶圆保持件
204:中心轴
205:晶圆
207:对准标记
209:离子束
213:x方向光发射器
214:x方向光侦测器
215:y方向光发射器
216:y方向光侦测器
217:光束
221:旋转摄影机
223:旋转光发射器
224:旋转光侦测器
227:光束
300:离子植入机
301:离子束
303:离子源
305:初始离子束
307:质量分析磁铁
309:同调离子束
311:孔径
313:线性加速器
315:扫描单元
317:会聚单元
319:最终能量磁铁
321:终端站
CB:中心点
CH:中心点
CW:中心点
D:深度
W:宽度
Δx:x方向错位
Δy:y方向错位
θ:旋转错位
具体实施方式
以下揭露提供许多不同实施方式或例子，以实施所提供的标的的不同特征。以下描述组件及排列的特定例子以简化本揭露。这些当然仅为例子，而非作为限制。举例而言，在描述中，形成第一特征于第二特征之上的制程可包含第一特征与第二特征以直接接触形成的实施方式，亦可包含额外特征形成于第一特征与第二特征之间，而使得第一特征和第二特征可非直接接触的实施方式。除此之外，本揭露可在多个例子中重复参考符号及/或字母。此重复为简明与清楚的目的，并非在本质上规定所讨论的多个实施方式及/或配置之间的关系。
此外，可在此使用空间关系的用语，例如“下方(beneath)”、“在…之下(below)”、“低于(lower)”、“在…之上(above)”、“高于(upper)”、以及相似用语，以简明描述如附图所绘示的一元件或特征与另一(另一些)元件或特征的关系的叙述。这些空间关系的用语，除了在图中所描绘的方向外，意欲包含元件在使用上或操作时的不同方向。设备可以其他方式定向(旋转90度或其他方向)，而本文使用的空间关系描述词也可依此解读。
多个实施方式提供用于侦测与校正离子暴露装置中的晶圆在晶圆平台上的位置的装置及其使用方法。晶圆可装载于晶圆保持件上。晶圆保持件连接晶圆平台，晶圆平台相对于用以对晶圆进行离子暴露制程的离子束移动晶圆保持件与装载的晶圆。在装载晶圆后，晶圆平台沿x方向移动晶圆，以确定晶圆的x方向错位，并沿y方向移动晶圆，以确定晶圆的y方向错位。可使用光发射器/侦测器对来侦测晶圆的x方向错位与y方向错位。晶圆平台移动晶圆与晶圆保持件的位置，以校正所侦测的晶圆的x方向错位与y方向错位。晶圆平台进行旋转扫描，以确定晶圆的旋转错位。晶圆可包含对准标记，且可使用摄影机及/或光发射器/侦测器对来侦测对准标记，而可确定晶圆的旋转错位。晶圆平台移动晶圆与晶圆保持件的位置，以校正所侦测的晶圆的旋转错位。晶圆平台接着将晶圆保持件与晶圆倾斜至所需的倾斜角，并对晶圆进行离子暴露制程。在对晶圆进行离子暴露制程前，校正晶圆的位置以解决晶圆与晶圆保持件之间的错位，可改善晶圆中的均匀性、降低晶圆间的制程差异、减少元件缺陷、以及提升元件效能。
图1是绘示依照一些实施方式的用以侦测与校正晶圆在晶圆保持件上的错位的方法100的流程图。可在半导体元件的制造中实施方法100。在一些实施方式中，可在离子暴露装置中实施方式100。可在离子暴露制程中将晶圆暴露于离子束前先执行方法100。方法100可包含多个侦测与校正步骤，且可以任意适合的顺序执行。虽然本申请讨论离子暴露装置与离子暴露制程的背景下的对准装置与方法，对准装置与方法可用于任意的半导体制造装置与制程中。
在步骤101中，将晶圆装载于连接晶圆平台的晶圆保持件上。晶圆平台可包含一或多个驱动单元，例如马达，驱动单元可相对于欲在离子暴露制程期间使用的离子束的主轴来移动、旋转、以及倾斜晶圆保持件。晶圆可装载于晶圆保持件的上表面上，此上表面可平行离子束的主轴。当晶圆装载于晶圆保持件上时，在晶圆与晶圆保持件之间可能会有错位，例如x方向错位、y方向错位、以及旋转错位。在未校正晶圆与晶圆保持件之间的错位的情况下将晶圆暴露于离子束，可能导致整个晶圆的均匀性问题、晶圆间的制程差异、元件缺陷、以及降低的元件效能。因此，在将晶圆暴露于离子束前，可先校正晶圆的位置的错位。
将晶圆装载于晶圆保持件上后，在步骤103中进行x方向扫描，以确定晶圆在晶圆保持件上的x方向错位，并在步骤105中进行y方向扫描，以确定晶圆在晶圆保持件上的y方向错位。虽然x方向扫描绘示及讨论为在y方向扫描前进行，可以任意的顺序来进行x方向扫描与y方向扫描。
x方向扫描包含使用晶圆平台沿x方向移动晶圆保持件与晶圆，同时使用x方向位置感测器来侦测晶圆的第一边缘相对于晶圆保持件的第一位置。y方向扫描包含使用晶圆平台沿y方向移动晶圆保持件与晶圆，同时使用y方向位置感测器来侦测晶圆的第二边缘相对于晶圆保持件的第二位置。x方向感测器与y方向感测器可包含障碍感测器。在一些实施方式中，x方向感测器与y方向感测器可各自包含光发射器(例如，激光或类似者)与光侦测器(例如，光侦测器或类似者)；然而，可使用任意适合的感测器。x方向感测器与y方向感测器可位于特定的固定位置。当晶圆挡住从光发射器发射的光时，光侦测器可侦测到，而可侦测晶圆的边缘的位置。接着可根据所侦测的晶圆的位置与晶圆保持件的位置，来确定晶圆的x方向错位与y方向错位。在步骤107中，当确定晶圆保持件上的晶圆的x方向错位与y方向错位后，晶圆平台沿x方向与y方向移动晶圆保持件的位置，以校正晶圆的位置的x方向错位与y方向错位。
在步骤109中，进行旋转扫描，以确定晶圆在晶圆保持件上的旋转错位。在一些实施方式中，晶圆可包含一或多个对准标记，可使用对准标记来确定晶圆相对于晶圆保持件的旋转位置。在一些实施方式中，对准标记可包含凹口，凹口可设于晶圆的侧壁中。在一些实施方式中，旋转扫描包含利用摄影机来撷取晶圆的影像以及分析影像。分析影像以确定对准标记的位置，对准标记的位置是指晶圆在晶圆保持件之上的旋转错位。在一些实施方式中，旋转扫描包含旋转晶圆，同时使用旋转感测器来侦测对准标记的位置。旋转感测器可包含光发射器与光侦测器。当晶圆与晶圆保持件旋转时，光侦测器可侦测从晶圆及/或晶圆保持件的表面反射的光。根据光侦测器所接收的光的强度、波长、或类似者的变化，可确定对准标记的位置。接着可根据所侦测的晶圆的旋转与晶圆保持件的位置，来确定晶圆的旋转错位。可透过摄影机及/或旋转感测器来进行旋转扫描。摄影机与旋转感测器可位于特定的固定位置。
在步骤111中，当确定晶圆在晶圆保持件上的旋转错位后，晶圆平台移动晶圆保持件的旋转位置，以校正晶圆的旋转错位。虽然旋转扫描与校正说明与讨论为在x方向扫描与y方向扫描后进行，以及在x方向校正与y方向校正后进行，在一些实施方式中，可在x方向扫描、y方向扫描、x方向校正、以及y方向校正前，或在其之间进行旋转扫描与旋转校正。
当晶圆在晶圆保持件上的x方向错位、y方向错位、以及旋转错位已被确定与校正后，可在将晶圆暴露于离子束前，先将晶圆保持件倾斜。举例而言，晶圆平台可将晶圆保持件与晶圆倾斜，使得晶圆保持件与晶圆的主表面垂直离子束的轴，或与离子束成特定的倾斜角。接着，在步骤113中，在离子暴露制程中将晶圆暴露于离子束。在将晶圆暴露于离子束前，先校正晶圆与晶圆保持件之间的错位，可改善整个晶圆表面的离子暴露制程的均匀性、降低晶圆间的制程差异、减少元件缺陷、以及提升元件效能。
图2A至图10B是绘示执行方法100期间的部分的离子植入机的侧视图与上视图。图2A、图3、图4、图5、图6、图7A、图9、以及图10A是绘示侧视图，图2B、图7B、图8、以及图10B是绘示上视图。在图2A与图2B中，晶圆205装载于晶圆保持件203上，晶圆保持件203连接晶圆平台201。晶圆平台201可包含一或多个驱动单元，例如马达，可使用驱动单元沿x方向、y方向、以及z方向移动晶圆保持件203；绕着晶圆保持件203的中心轴204旋转晶圆保持件203；以及绕着晶圆平台201的中心轴202倾斜/旋转晶圆保持件203。
当晶圆保持件203在xy平面上的初始位置时，可将晶圆205装载于晶圆保持件203的上表面上。xy平面可平行于后续晶圆将暴露的离子束的轴。在对晶圆205进行离子暴露制程前，可先将晶圆保持件203倾斜至yz平面(例如，垂直于后续晶圆将暴露的离子束的轴的平面)，或与yz平面成一倾斜角。在一些实施方式中，晶圆保持件203可使用真空压力、静电力、或类似者来将晶圆205固定在其表面上。晶圆保持件203可包含加热与冷却机构，以在离子暴露制程期间控制晶圆205的温度。
晶圆205可包含多个材料层(例如，介电材料层、半导体材料层、导电材料层、及/或类似材料层)及/或集成电路特征(例如，掺杂区/特征、栅极特征、互连特征、及/或类似特征)，取决于执行方法100的集成电路制造的阶段。晶圆205的多个材料层与集成电路特征可形成于基材，例如硅基材之上。在一些实施方式中，基材可包含另一元素半导体，例如锗；化合物半导体，包含碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟、及/或锑化铟；合金半导体，包含硅锗、磷砷化镓、砷化铟铝、砷化铝镓、砷化铟镓、磷化铟镓、及/或砷磷化铟镓；任意其他适合的材料；或其组合。在一些实施方式中，基材为绝缘体上半导体基材，例如绝缘体上硅(SOI)基材、绝缘体上硅锗(SGOI)基材、或绝缘体上锗(GOI)基材。可使用氧离子植入隔离(SIMOX)、晶圆接合、及/或其他适合的方法，来制造绝缘体上半导体基材。
如图2A所示，晶圆205可包含对准标记207。在一些实施方式中，对准标记207可为形成于晶圆205的侧壁中的凹口，且可在旋转错位扫描与校正期间使用，如以下关于图7A至图9所讨论般。在图2A中，对准标记207绘示成具有三角形形状；然而，对准标记207可具有矩形形状、圆形形状、或任意其他适合的形状。对准标记207可具有约1mm至约4mm的宽度W，以及从晶圆205的侧壁约1mm至约4mm的深度D。因此，可轻易地侦测到对准标记207，而不需过度地限制由对准标记207所占据的晶圆205的面积。在一些实施方式中，对准标记207可为反射对准标记、高对比对准标记、或类似标记。
如图3所示，晶圆205可能以晶圆205的中心点CW与晶圆保持件203的中心点CH之间的x方向错位、y方向错位、以及旋转错位方式装载于晶圆保持件203上。x方向错位的大小以x方向错位Δx表示，y方向错位的大小以y方向错位Δy表示，旋转错位的大小以旋转错位θ表示。可在一开始将后续晶圆205所欲暴露的离子束的中心点CB设于晶圆保持件203的中心点CH。使用图4至图9所示的步骤与后续讨论的步骤来移动晶圆205的位置，使得离子束的中心点CB与晶圆205的中心点CW对准，借以改善晶圆中的均匀性、降低晶圆制程差异、减少元件缺陷、以及提升元件效能。
在图4中，对晶圆205进行x方向扫描，以确定x方向错位Δx。如图4所示，此装置可包含x方向光发射器213、x方向光侦测器214、y方向光发射器215、以及y方向光侦测器216。x方向光发射器213与x方向光侦测器214可统称为x方向光发射器/侦测器对，y方向光发射器215与y方向光侦测器216可统称为y方向光发射器/侦测器对。x方向光发射器/侦测器对与y方向光发射器/侦测器对可包含障碍感测器。在一些实施方式中，x方向光发射器213与y方向光发射器215可包含激光或类似者。在一些实施方式中，x方向光侦测器214与y方向光侦测器216可包含光侦测器或类似者。x方向感测器与y方向感测器可使用任意适合的感测器。x方向光发射器213、x方向光侦测器214、y方向光发射器215、以及y方向光侦测器216可位于特定的固定位置。当晶圆保持件203位于初始位置时，x方向光发射器213、x方向光侦测器214、y方向光发射器215、以及y方向光侦测器216可位于平行xy平面以及晶圆205与晶圆保持件203的主平面的平面上。
透过使用晶圆平台201沿x方向移动晶圆保持件203与晶圆205，来进行x方向扫描。x方向光发射器213朝x方向光侦测器214发射光束217(例如，激光光束或类似者)。如图4所示，光束217沿平行y轴的方向延伸。当晶圆205挡住从x方向光发射器213发射的光束217时，x方向光侦测器214会侦测到。这表示晶圆205的边缘，可由晶圆205的边缘确定晶圆205在x方向上的位置。当侦测到晶圆205的边缘时，接着可根据晶圆保持件203的位置来计算出晶圆205的x方向错位Δx。
在图5中，对晶圆205进行y方向扫描，以确定y方向错位Δy。透过使用晶圆平台201沿y方向移动晶圆保持件203与晶圆205，来进行y方向扫描。y方向光发射器215朝y方向光侦测器216发射光束219(例如，激光光束或类似者)。如图5所示，光束219沿平行x轴的方向延伸。当晶圆205挡住从y方向光发射器215发射的光束219时，y方向光侦测器216会侦测到。这表示晶圆205的边缘，可由晶圆205的边缘确定晶圆205在y方向上的位置。当侦测到晶圆205的边缘时，接着可根据晶圆保持件203的位置来计算出晶圆205的y方向错位Δy。
在图6中，晶圆平台201调整晶圆保持件203与晶圆205的位置，以校正x方向错位Δx与y方向错位Δy。如图6所示，在调整晶圆保持件203与晶圆205的位置后，离子束的中心点CB与晶圆205的中心点CW对准，且离子束的中心点CB与晶圆205的中心点CW二者以x方向错位Δx与y方向错位Δy偏离晶圆保持件203的中心点CH。在进行离子暴露制程前，先将晶圆205的中心点CW与离子束的中心点CB对准，可改善晶圆中的均匀性、降低晶圆制程差异、减少元件缺陷、以及提升元件效能。
图7A与图7B是绘示依照一些实施方式的对晶圆205进行旋转扫描的制程。如图7A与图7B所示，旋转摄影机221可被包含在晶圆205与晶圆保持件203之上。旋转摄影机221可位于特定的固定位置。旋转摄影机221可用来撷取晶圆205与晶圆保持件203的影像。接着分析影像，以确定对准标记207或其他在晶圆205的表面上的识别特征的位置。根据对准标记207的位置，可确定晶圆205的旋转位置。接着可根据晶圆保持件203的旋转位置与晶圆205的旋转位置，来计算出晶圆205的旋转错位θ。
图8是绘示依照一些实施方式的对晶圆205进行旋转扫描的额外制程。可进行图8所示的额外制程，以增加或取代参考图7A与图7B所示与讨论的制程。如图8所示，此装置可包含旋转光发射器223与旋转光侦测器224。旋转光发射器223与旋转光侦测器224可统称为旋转光发射器/侦测器对。旋转光发射器/侦测器对可包含障碍感测器。在一些实施方式中，旋转光发射器223可包含激光或类似者。在一些实施方式中，旋转光侦测器224可包含光侦测器或类似者。旋转感测器可使用任意适合的感测器。旋转光发射器223与旋转光侦测器224可位于特定的固定位置。当晶圆保持件203位于初始位置时，旋转光发射器223与旋转光侦测器224可以倾斜于xy平面及晶圆205与晶圆保持件203的主平面的角度指向晶圆205与晶圆保持件203的上表面。
透过使用晶圆平台201旋转晶圆保持件203与晶圆205，来进行旋转扫描。旋转光发射器223朝晶圆205与晶圆保持件203发射光束227(例如，激光光束或类似者)，光束227经晶圆205或晶圆保持件203的表面反射至旋转光侦测器224。旋转光侦测器224侦测反射的光束227的变化，此变化指示对准标记207的位置。根据对准标记207的位置，可确定晶圆205的旋转位置。接着可根据晶圆保持件203的旋转位置与晶圆205的旋转位置，来计算出晶圆205的旋转错位θ。
在图9中，晶圆平台201调整晶圆保持件203与晶圆205的旋转，以校正旋转错位θ。如图9所示，在调整晶圆保持件203与晶圆205的旋转后，晶圆205的中心点CW的旋转与离子束的中心点CB的旋转对准，且离子束的中心点CB的旋转及晶圆205的中心点CW的旋转均以旋转错位θ与晶圆保持件203的中心点的旋转错位。在进行离子暴露制程前，先将晶圆205的中心点CW与离子束的中心点CB对准，可改善晶圆中的均匀性、降低晶圆制程差异、减少元件缺陷、以及提升元件效能。
在先校正晶圆205的x方向错位与y方向错位，再进行旋转扫描的实施方式中，于旋转扫描与旋转校正二者期间，晶圆平台201可沿x方向与y方向移动晶圆保持件203与晶圆205，同时旋转晶圆保持件203与晶圆205。具体而言，晶圆平台201可旋转晶圆保持件203，而晶圆205绕着晶圆205的中心点CW旋转。这使离子束的中心点CB与晶圆205的中心点CW保持对准，以防止额外的x方向错位与y方向错位。在一些实施方式中，可在x方向与y方向扫描及校正前，先进行旋转扫描及/或后续的旋转校正。在先进行旋转扫描及/或旋转校正，再进行x方向与y方向扫描及校正的实施方式中，晶圆平台201可使晶圆保持件203与晶圆205绕着晶圆保持件203的中心点CH旋转。
在图10A与图10B中，晶圆平台201使晶圆保持件203与晶圆205绕着晶圆平台201的中心轴202旋转，并对晶圆205进行离子暴露制程。晶圆平台201可旋转晶圆保持件203与晶圆205，使得晶圆保持件203与晶圆205的主表面与晶圆205将暴露的离子束209的主轴垂直或成一倾斜角。在晶圆205倾斜至适合的角度后，晶圆平台201沿x方向与z方向移动晶圆205，而使晶圆205的整个表面暴露于离子束209。此离子暴露制程可为任意适合的制程，例如离子蚀刻制程、离子植入制程、或类似制程。离子束209可由离子束产生器所产生，离子束产生器可包含任意数量的离子源、质量分析磁铁、孔径、线性加速器、扫描单元、会聚单元、最终能量磁铁、终端站、及/或控制器。
因为在将晶圆205暴露于离子束209前，先校正晶圆205在晶圆保持件203上的位置的x方向、y方向、以及旋转错位，晶圆205的整个主表面可均匀地暴露于离子束209一段所需的曝光时间。这减少晶圆中的均匀性问题、降低晶圆间的制程差异、减少由变化的离子暴露所造成的元件缺陷、以及改善元件效能。
图11是绘示依照一些实施方式的离子植入机300，离子植入机300可用以在离子暴露制程(例如，离子植入、离子蚀刻、或类似制程)中将晶圆205暴露于离子束301。离子植入机300可用来将离子束301导向晶圆205，以进行方法100的离子暴露制程113。如图11所示，离子植入机300可包含离子源303、质量分析磁铁307、孔径311、线性加速器313、扫描单元315、会聚单元317、最终能量磁铁319、终端站321、晶圆平台201(包含晶圆保持件203)、以及控制离子植入机300的运作的控制器327。将在以下段落中讨论这些部件的每一个。
离子源303可包含用来产生初始离子束305的各种组件。举例而言，离子源303可包含离子分离元件、离子加速元件、多个这些元件或其组合、或类似元件。在一些实施方式中，离子源303可为电弧放电离子源。离子源303可从多个原子或分子，可包含硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、氮(N2)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、氧(O2)、氟(F2)、氦(He)、氩(Ar)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO-2)、一氟化硼(BF)、二氟化硼(BF2)、三氟化硼(BF3)、一氟化硅(SiF)、二氟化硅(SiF2)、三氟化硅(SiF3)、四氟化硅(SiF4)、磷双分子(P2)、硅烷(SiH4)、甲烷(CH4)、其组合、或类似物，产生初始离子束305。然而，在一些实施方式中，可使用其他原子或分子作为离子源303。
离子源303可产生具有广泛的电荷质量比的离子，其中只有特定较小范围的电荷质量比的离子适合离子暴露制程。因此，可将初始离子束305导向质量分析磁铁307。质量分析磁铁307将具有离子暴露制程所需的电荷质量比的离子与具有非所需的电荷质量比的离子电磁分离。当获得具有适合的电荷质量比的离子的同调离子束309后，可将同调离子束309送至孔径311。
在透过质量分析磁铁307获得同调离子束309后，同调离子束309通过孔径311，以进一步增强与控制同调离子束309的发散。在一些实施方式中，孔径311为具有可调的宽度的孔径，其可调整同调离子束309的大小。举例而言，孔径311可包含可调整且可移动的数个板子，如此可调整板子之间的间隔，借此可调整束电流大小。当同调离子束309通过孔径311后，可将同调离子束309送至线性加速器313。
当同调离子束309通过线性加速器313时，线性加速器313可用来对同调离子束309施加额外的能量。线性加速器313使用产生电磁场的一系列电极(未个别绘示)来施加此额外的能量。当同调离子束309通过电磁场时，电磁场起作用而加速同调离子束309。线性加速器313可包含多个电磁场，且可随时间而周期性地改变电磁场，或可调整电磁场的相位，以容纳具有不同原子序的离子，以及具有不同初始速度的离子。
一旦被加速，同调离子束309导向扫描单元315。扫描单元315可用以横跨晶圆205的表面扫描同调离子束309。扫描单元315可包含至少一对水平电极与一对垂直电极，以分别控制同调离子束309的水平扫描与垂直扫描。在一些实施方式中，扫描单元315可扫描同调离子束309，以覆盖晶圆205的整个晶圆宽度。如以上所讨论般，晶圆平台201可用以相对于离子束301移动晶圆205，以将晶圆205的表面暴露于离子束301。因此，在一些实施方式中可省略扫描单元315，或除了晶圆平台201外可额外提供扫描单元315。
在同调离子束309通过扫描单元315后，同调离子束309通过会聚单元317。可利用会聚单元317来修改同调离子束309的会聚与发散，同调离子束309可以实质平行束的形式从线性加速器313到达扫描单元315。在一些实施方式中，会聚单元317包含一或多个(例如三个)多极透镜。多极透镜可包含均匀多极透镜、准直仪多极透镜、其组合、或类似透镜。然而，可使用任意数量与类型的透镜。
在同调离子束309通过会聚单元317后，同调离子束309通过最终能量磁铁319。最终能量磁铁319可用来移除在离子植入机300的先前制程期间已产生的具有非所需的电荷质量比的离子及/或中性粒子。最终能量磁铁319可类似于质量分析磁铁307，且可将具有离子暴露制程所需的电荷质量比的离子与具有非所需的电荷质量比的离子电磁分离。
在同调离子束309通过最终能量磁铁319后，将离子束301传送至终端站321。终端站321可容纳晶圆平台201，晶圆平台201操纵晶圆205，晶圆205将植入来自于离子束301的离子。使用晶圆平台201相对于离子束301移动晶圆205，以将晶圆205的整个表面暴露于离子束301。如以上所讨论般，晶圆平台201可包含一或多个驱动单元(未个别绘示)，可使用驱动单元来控制晶圆205相对于离子束301的位置。
在一些实施方式中，离子束301可以具有圆形剖面的点束的形式传送至终端站321。在一些实施方式中，离子束301可以具有矩形剖面的带状束的形式传送至终端站321。可结合使用晶圆平台201与扫描单元315，以横跨晶圆205的表面扫描离子束301，借此可在横跨晶圆205的表面达成均匀的离子分布。如先前所讨论般，可在进行离子暴露制程前，先校正晶圆205在晶圆平台201的晶圆保持件203上的位置，而进一步协助确保横跨晶圆205的表面可达成均匀的离子分布。这样可减少元件缺陷、减少元件良率损失、以及改善元件效能。
使用控制器327在运作期间控制离子植入机300的运作参数。控制器327可以硬件或软件来实现，且可透过输入端口将参数硬编码或馈送至控制器327中。可使用控制器327来储存及控制与离子植入机300的运作有关的参数，例如所需的离子束电流、到加速器电极的电流、以及类似参数。另外，亦可使用控制器327来控制晶圆平台201，更具体来说，晶圆平台201的驱动单元，继而控制晶圆205相对于离子束301的位置、移动方向、倾斜角、以及类似者。
实施方式可达成优势。举例而言，在离子暴露装置中包含x方向光发射器/侦测器对、y方向光发射器/侦测器对、旋转摄影机221、及/或旋转光发射器/侦测器对，使得在对晶圆205进行离子暴露制程前，可执行方法100以及校正晶圆205与晶圆保持件203之间的错位。这可改善横跨晶圆205的表面的离子暴露制程的均匀性、降低晶圆间的制程差异、减少元件缺陷、以及改善元件效能。
依照一实施方式，一种半导体对准装置包含晶圆平台；晶圆保持件位于晶圆平台之上；第一位置侦测器配置以侦测晶圆在晶圆保持件之上在第一方向上的对准；第二位置侦测器配置以侦测晶圆在晶圆保持件之上在第二方向上的对准；以及旋转侦测器配置以侦测晶圆在晶圆保持件之上的旋转对准。在一实施方式中，第一方向垂直于第二方向。在一实施方式中，第一位置侦测器包含第一光发射器与第一光侦测器，且第二位置侦测器包含第二光发射器与第二光侦测器。在一实施方式中，旋转侦测器包含摄影机。在一实施方式中，此半导体对准装置还包含离子束产生器配置以产生离子束，第一光发射器的主轴与第二光发射器的主轴在平行离子束的主轴的平面上。在一实施方式中，旋转侦测器包含第三光发射器与第三光侦测器。在一实施方式中，第三光发射器的主轴延伸穿过平行离子束的主轴的平面，且对平行离子束的主轴的平面倾斜一角度。
依照另一实施方式，一种方法包含装载晶圆于晶圆保持件上；进行第一扫描，以确定晶圆相对于晶圆保持件在第一方向上的第一错位；进行第二扫描，以确定晶圆相对于晶圆保持件在第二方向上的第二错位；以及沿第一方向或第二方向的至少一者移动晶圆保持件的位置，以校正第一错位与第二错位。在一实施方式中，此方法还包含倾斜晶圆保持件，以及将晶圆暴露于离子束。在一实施方式中，进行第一扫描包含沿第一方向移动晶圆保持件以及使用第一激光发射器/侦测器对来侦测晶圆的第一侧表面，且进行第二扫描包含沿第二方向移动晶圆保持件以及使用第二激光发射器/侦测器对来侦测晶圆的第二侧表面。在一实施方式中，此方法还包含进行旋转扫描，以确定晶圆相对于晶圆保持件的旋转错位；以及旋转晶圆保持件，以校正旋转错位。在一实施方式中，进行旋转扫描包含以摄影机撷取晶圆的影像，以及对摄影机撷取的影像进行分析，以确定晶圆相对于晶圆保持件的旋转错位。在一实施方式中，晶圆包含在其侧表面中的凹口，且进行旋转扫描包含旋转晶圆保持件，以及使用激光发射器/侦测器对来侦测凹口。在一实施方式中，晶圆包含在其侧表面中的凹口，进行旋转扫描包含旋转晶圆保持件以及使用激光发射器/侦测器对来侦测凹口，且进行旋转扫描还包含以摄影机撷取晶圆的影像以及对摄影机撷取的影像进行分析。
依照又一实施方式，一种方法包含装载晶圆于晶圆保持件上；进行旋转扫描，以确定晶圆相对于晶圆保持件的旋转错位；旋转晶圆保持件，以校正旋转错位；倾斜晶圆保持件；以及将晶圆暴露于离子束。在一实施方式中，离子束由离子束产生器所产生，且当进行旋转扫描与旋转晶圆保持件时，晶圆的主表面平行离子束产生器的主轴。在一实施方式中，进行旋转扫描包含以摄影机撷取晶圆的影像，以及对摄影机撷取的影像进行分析，以确定晶圆相对于晶圆保持件的旋转错位。在一实施方式中，晶圆包含在其侧表面中的凹口，且进行旋转扫描包含旋转晶圆保持件，以及使用激光发射器/侦测器对来侦测凹口。在一实施方式中，此方法还包含进行第一扫描，以确定晶圆相对于晶圆保持件在第一方向上的第一错位；进行第二扫描，以确定晶圆相对于晶圆保持件在第二方向上的第二错位；以及沿第一方向或第二方向的至少一者移动晶圆保持件的位置，以校正第一错位与第二错位。在一实施方式中，使用第一光发射器/侦测器对来进行第一扫描，且使用第二光发射器/侦测器对来进行第二扫描。
上述揭露概述数个实施方式的特征，使熟悉此技艺者可更佳地理解本揭露的态样。熟悉此技艺者应理解，他们可轻易地利用本揭露作为基础来设计或修饰其他制程及结构，以实现与在此所介绍的实施方式相同的目的及/或达成相同优势。熟悉此技艺者也应了解这种均等的架构并未脱离本揭露的精神与范畴，且他们可在不偏离本揭露的精神与范畴下在此做出各种改变、替换、以及变动。

Claims (10)

1.一种半导体对准装置，其特征在于，该半导体对准装置包含：
一晶圆平台；
一晶圆保持件，位于该晶圆平台之上；
一第一位置侦测器，配置以侦测一晶圆在该晶圆保持件之上在一第一方向上的一对准；
一第二位置侦测器，配置以侦测该晶圆在该晶圆保持件之上在一第二方向上的一对准；以及
一旋转侦测器，配置以侦测该晶圆在该晶圆保持件之上的一旋转对准。
2.如权利要求1所述的半导体对准装置，其特征在于，该第一位置侦测器包含一第一光发射器与一第一光侦测器，且其中该第二位置侦测器包含一第二光发射器与一第二光侦测器。
3.如权利要求2所述的半导体对准装置，其特征在于，该旋转侦测器包含一摄影机。
4.一种半导体对准方法，其特征在于，该半导体对准方法包含：
装载一晶圆于一晶圆保持件上；
进行一第一扫描，以确定该晶圆相对于该晶圆保持件在一第一方向上的一第一错位；
进行一第二扫描，以确定该晶圆相对于该晶圆保持件在一第二方向上的一第二错位；以及
沿该第一方向或该第二方向的至少一者移动该晶圆保持件的一位置，以校正该第一错位与该第二错位。
5.如权利要求4所述的半导体对准方法，其特征在于，进行该第一扫描包含沿该第一方向移动该晶圆保持件以及使用一第一激光发射器/侦测器对来侦测该晶圆的一第一侧表面，且其中进行该第二扫描包含沿该第二方向移动该晶圆保持件以及使用一第二激光发射器/侦测器对来侦测该晶圆的一第二侧表面。
6.如权利要求4所述的半导体对准方法，其特征在于，该半导体对准方法还包含：
进行一旋转扫描，以确定该晶圆相对于该晶圆保持件的一旋转错位；以及
旋转该晶圆，以校正该旋转错位。
7.一种半导体对准方法，其特征在于，该半导体对准方法包含：
装载一晶圆于一晶圆保持件上；
进行一旋转扫描，以确定该晶圆相对于该晶圆保持件的一旋转错位；
旋转该晶圆保持件，以校正该旋转错位；
倾斜该晶圆保持件；以及
将该晶圆暴露于一离子束。
8.如权利要求7所述的半导体对准方法，其特征在于，进行该旋转扫描包含以一摄影机撷取该晶圆的一影像，以及对该摄影机撷取的该影像进行分析，以确定该晶圆相对于该晶圆保持件的该旋转错位。
9.如权利要求7所述的半导体对准方法，其特征在于，该晶圆包含在该晶圆的一侧表面中的一凹口，且其中进行该旋转扫描包含旋转该晶圆保持件，以及使用一激光发射器/侦测器对来侦测该凹口。
10.如权利要求7所述的半导体对准方法，其特征在于，该半导体对准方法还包含：
进行一第一扫描，以确定该晶圆相对于该晶圆保持件在一第一方向上的一第一错位；
进行一第二扫描，以确定该晶圆相对于该晶圆保持件在一第二方向上的一第二错位；以及
沿该第一方向或该第二方向的至少一者移动该晶圆保持件的一位置，以校正该第一错位与该第二错位。
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