CN1930657A - 用于离子束注入器的工件转移系统 - Google Patents

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Abstract

一种与在次大气压力下对工件进行处理的离子束注入器一起使用的工件转移设备。所述工件转移设备包括与所述注入室的内部区域流体连通的可抽真空的负载锁定系统。所述负载锁定系统包括用于支承所述工件的支承表面，所述支承表面具有与所述工件对准的开口。所述工件转移设备进一步包括位于所述注入室内的工件支承装置，所述工件支承装置包括受到具有两个自由度的连杆支承的台座。所述连杆使所述台座横向移动通过所述负载锁定装置的支承表面的开口以在进行处理前从所述支承表面上拾取所述工件。所述台座保持所述工件处于所述注入室中的适当位置处以进行处理。所述连杆随后使所述台座横向移动通过所述负载锁定装置的支承表面的开口以将在进行处理后将所述工件放置在所述支承表面上。

Description

用于离子束注入器的工件转移系统
技术领域
本发明涉及一种用于离子束注入器的工件转移系统，且更具体而言，涉及一种能够消除对设置在实施工件处理的离子束注入器的已抽真空的次大气压力区域中的工件转移子系统的需要的工件转移系统。
背景技术
离子束注入器被广泛用于对半导体晶片进行掺杂的工艺中。离子束注入器产生包括所需种类的带正电的离子的离子束。离子束撞击在工件如半导体晶片、基板或平面板的暴露表面上，由此利用所需离子对工件表面进行掺杂或注入。许多离子注入器利用序列式注入，其中一个相对较大的工件被放置在位于抽真空注入室或端站中的工件支承装置上，且利用所需离子进行注入或掺杂。在完成注入后，从工件支承装置处移除工件且另一个工件被放置在支承装置上。
离子束注入器的离子注入室被保持处于降低的压力下。在沿射束线加速后，射束中的离子进入注入室并撞击工件。为了放置工件以在离子注入室内受到离子束的注入，需要工件转移系统。准备受到处理的工件被储存在储存装置或暂存装置中。工件转移系统包括用以将工件从储存装置移动进入负载锁定系统内的第一自动机械系统。处在大气压力下(“空气中”)的第一自动机械系统包括两个机械臂。第一机械臂使工件从储存装置移动至对准器，在所述对准器处工件被转动至特定晶体取向。第二机械臂使对准的工件从对准器移动至负载锁定系统。
负载锁定系统与抽真空的注入室相连通且包括用于接收工件的一个或多个负载锁定装置。负载锁定装置可选择性地抽真空。当通过第二机械臂将工件放置在负载锁定装置中时，负载锁定装置被关闭且被泵吸而下降至降低的压力。在负载锁定装置降低至适当压力后，负载锁定装置上的滑动门被打开以使得工件能够转移进入注入室内部区域内。
在现有技术的离子注入器中，工件转移系统进一步包括位于抽真空注入室内(“真空中”)的第二自动机械系统，用以使工件从负载锁定装置移动至工件支承装置，在所述工件支承装置处，工件被放置以进行注入。在进行工件注入后，第二自动机械系统从工件支承装置处移开已进行注入的工件，并使其返回负载锁定装置。空气中的第一自动机械系统随后使已进行注入的工件从负载锁定装置移动至储存装置。授权给Sieradzki的美国专利No.5,486,080涉及一种用于使工件在真空处理过程中进行高速移动的系统。该系统采用两个晶片输运自动机械以使晶片从两个负载锁定系统移动通过处理站。涉及序列注入端站的其它专利为美国专利Nos.6,350,097、6,555,825和5,003,183。
尽管包括设置在注入室内的真空中的第二自动机械系统的工件转移系统是可工作的，但高度希望的是通过消除真空中的第二自动机械系统而简化工件转移系统。真空中的自动机械系统昂贵且复杂，且由于其位于注入室内的事实而需要抽真空注入室内的空间。由于注入室需要泵吸系统以维持室内部区域处于降低的压力状态，因此所希望的是在可能的程度上使室内部区域的尺寸最小化。进一步地，较小的室由于需要更少的洁净室空间因而也是所希望的。
本发明针对一种离子束注入器的工件转移系统，所述工件转移系统消除了对设置在注入器的抽真空注入室内的真空中自动机械转移系统的需要。
发明内容
披露了一种与在次大气压力下对工件进行处理的离子束注入器一起使用的工件转移设备。本发明的所述工件转移设备将工件从较高压力的储存区域转移至注入室的降低压力的内部区域，且在所述工件在所述注入室中受到适当处理之后，所述工件能够返回较高压力的储存区域。
所述工件转移系统包括空气中的自动机械系统、与所述注入室内部区域流体连通的负载锁定系统以及位于所述注入室内的工件支承装置，所述工件支承装置放置工件以在所述室内部区域内进行处理。这消除了对位于所述注入室内的用于将工件从所述负载锁定系统转移至所述工件支承装置的真空自动机械系统的需要。所述负载锁定系统包括与所述注入站内部区域相连通的多个负载锁定装置。每个负载锁定装置限定出可被抽真空的内部区域且包括移动盘。每个移动盘包括开口和用于将所述工件保持在所述盘上的夹具。
所述工件支承装置包括具有两个移动自由度的支承连杆，即支承连杆可沿两条轴线进行独立移动。所述工件支承装置还包括用于拾取工件且在注入过程中保持所述工件处于所需位置的工件台座。所述台座的尺寸适于移动通过所述负载锁定盘的开口以便拾取位于所述盘上的工件以对所述工件进行注入，且随后在进行注入后将所述工件放回到所述盘上。
在一个优选实施例中，所述工件转移系统进行如下操作。在大气压力下的所述空气中的自动机械系统将工件从储存区域转移到所述负载锁定系统的多个负载锁定室中的一个负载锁定室的所述移动盘上。所述空气中的自动机械系统将所述工件放置在所述盘上以使得所述工件与所述盘的开口对准且与所述盘的工件夹具相接触。在接收工件后，所述负载锁定装置关闭且所述负载锁定装置内的压力被降低至适当压力。
在获得适当压力后，邻近所述注入室的所述负载锁定装置的门打开且所述盘(以及所述盘上的所述工件)移动进入所述注入室内部区域内。所述工件支承连杆使所述工件台座正交地移动通过所述盘的开口，由此使所述工件从盘处升高。所述支承连杆随后移动所述台座以使得所述工件适当对准从而受到所述离子束注入器的所述离子束的注入或处理。在进行注入后，所述支承连杆使所述台座正交地移动通过所述盘的开口且所述进行注入的工件被放置在所述盘上。所述盘缩回进入所述负载锁定装置内且随后被所述空气中的自动机械系统移除至储存区域。
在一个方面中，本发明涉及一种与离子注入器一起使用的工件转移设备，所述离子注入器具有用于在次大气压力下对工件进行处理的注入室。所述工件转移设备包括：
a)与所述注入室的内部区域流体连通的负载锁定系统，所述负载锁定系统限定出内部区域，所述内部区域可选择性地抽真空以在所述内部区域中获得降低压力的条件，所述负载锁定系统具有用于支承所述工件的支承表面，所述负载锁定装置的支承表面包括当所述工件被设置在所述负载锁定装置的支承表面上时与所述工件对准的开口；和
b)位于所述注入室内的工件支承装置，所述工件支承装置放置工件以在所述室的内部区域内进行处理，所述工件支承装置包括用于在处理前从所述负载锁定系统的所述支承表面上拾取所述工件、在处理过程中保持所述工件处于适当位置并且在处理后将所述工件放置在所述负载锁定系统的所述支承表面上的工件台座，所述工件支承装置包括用于使所述工件台座移动通过所述负载锁定装置的支承表面中的所述开口从而在处理前从所述支承表面上拾取所述工件且在处理后将所述工件放置在所述支承表面上的支承连杆。
在另一方面中，本发明涉及一种通过离子束对放置在降低压力的注入站中的工件进行处理的方法。所述方法包括以下步骤：
a)提供一种工件转移系统，所述工件转移系统包括：
1)与所述注入室的内部区域流体连通的负载锁定系统，所述负载锁定系统限定出内部区域，所述内部区域可选择性地抽真空以在所述内部区域中获得降低压力的条件，所述负载锁定系统具有用于支承所述工件的支承表面，所述负载锁定装置的支承表面包括当所述工件被放置在所述负载锁定装置支承表面上时与所述工件对准的开口；和
2)位于所述注入室内的工件支承装置，所述工件支承装置放置工件以在所述室的内部区域内进行处理，所述工件支承装置包括用于在处理前从所述负载锁定系统的所述支承表面上拾取所述工件、在处理过程中保持所述工件处于适当位置并且在处理后将所述工件放置在所述负载锁定系统的所述支承表面上的工件台座，所述工件支承装置包括用于使所述工件台座移动通过所述负载锁定装置的支承表面中的所述开口从而在处理前从所述支承表面上拾取所述工件且在处理后将所述工件放置在所述支承表面上的支承连杆；
b)将工件放置在所述负载锁定系统的所述支承表面上；
c)利用所述工件支承装置从所述负载锁定系统的所述支承表面上拾取所述工件，且保持所述工件处于所述注入室内部区域中的适当位置处以进行处理；
d)对所述工件进行处理；并且
e)在完成处理后利用所述工件支承装置将所述工件放置在所述负载锁定系统的所述支承表面上。
通过结合附图对本发明的典型实施例进行详细描述，将易于理解本发明的这些和其它目的、优点和特征。
附图说明
图1是本发明的离子束注入器的俯视示意图，所述离子束注入器包括工件转移系统，所述工件转移系统消除了对位于注入室内的用于在工件支承装置或台座处放置且移除工件的自动机械臂的需要；
图2是从注入室外部进行观察的本发明的工件转移系统的透视示意图；
图3是从注入室内部进行观察的图2所示的工件转移系统的透视示意图；
图3a是图2所示的工件转移系统的支承盘的侧部透视图；
图4是图3所示的工件转移系统的部分侧视和部分剖视的示意图；
图5是图3所示的工件转移系统的利用三个负载锁定装置中的下部负载锁定装置的一部分的部分侧视和部分剖视的示意图；
图6是图3所示的工件转移系统的利用三个负载锁定装置中的中部负载锁定装置的一部分的部分侧视和部分剖视的示意图；和
图7是图3所示的工件转移系统的利用三个负载锁定装置中的中部负载锁定装置的一部分的部分侧视和部分剖视的示意图。
具体实施方式
转到附图，图1大体上示出了附图标记为10的离子束注入器。离子束注入器包括用于产生离子的离子源12，所述离子形成离子束14，所述离子束行进通过射束路径16到达终端或注入站110。注入站包括限定出降低压力(“真空中”)的内部区域114a的真空或注入室，工件24如半导体晶片或平面板或基板被放置在所述内部区域中以受到离子束16的注入。控制电子装置(示意性地以附图标记26示出)被提供以监控和控制工件24接收到的离子剂量。通过用户控制台27进行控制电子装置26的操作者输入过程。
离子源12产生撞击工件24的离子束14。当射束沿离子源12与注入室22之间的射束路径16行进通过一定距离时，离子束14中的离子倾向于发散。离子源12包括限定出内部区域的等离子体室28，源材料被注入所述内部区域内。源材料可包括可离子化的气体或汽化的源材料。
沿射束路径16放置了分析磁体30，所述分析磁体使离子束14弯曲并引导其通过射束关闭件32。在射束关闭件32之后，射束14通过对离子束14进行聚焦的四倍透镜系统36。射束路径16延伸通过偏转电极38、40，其中离子束14受到重复偏转或扫描以产生带状离子束从而使得注入室22内的一部分离子束14为带状离子束14a。带状离子束14a通过室114的前壁114c中的开口进入注入室114。带状离子束14a是大体上具有非常狭窄的矩形形状的离子束，即沿一个方向进行延伸，例如具有水平或x方向的范围且沿正交方向如垂直或y方向的范围非常有限的射束。
通常，带状离子束14a的范围足以对工件24的整个相应尺寸进行注入，即如果行进通过注入室22的带状离子束14a沿水平或x方向(图1)进行延伸，且工件24具有300mm的水平尺寸(或300mm的直径)。控制电子装置26将适当地给予电极38能量，以使得在带状离子束14a撞击注入室114内的工件24时，所述带状离子束14a的水平范围W为至少300mm。电极38使射束14发生偏转且沿射束线16放置平行化透镜40以校正由电极38所致的射束角度偏转，从而使得带状离子束14a在注入工件24时是平行的。
图2至图7示出了本发明的工件转移系统115，所述工件转移系统作用以从储存区域获得工件24、将工件24转移通过端站110的空气(或大气压力)中的区域112到达实现降低的压力条件的负载锁定设备117、并且进一步将工件24从负载锁定设备117转移至与离子束射束线15相交的注入位置以通过带状离子束14a对工件24进行注入。
在控制设备26控制下进行操作的工件转移系统115包括负载锁定设备117、放置在端站110的空气中区域112中的一对自动机械124、126以及放置在注入室114的真空中区域114a中的工件支承装置150。该对自动机械124、126将工件24从储存区域转移至负载锁定设备117。工件支承装置150将工件24转移离开负载锁定设备117且将工件24支承在注入室114内处于适当注入角度以通过离子束14进行注入。在完成注入后，工件支承装置150则使已进行注入的工件24返回负载锁定设备117。工件支承装置150作用以转移工件24且在注入过程中支承工件，因此消除了对于设置在注入室114内以使工件24从负载锁定设备117移动至工件支承装置或台座从而进行注入的独立自动机械的需要。
正如上面提到地，端站110包括两个处理区域，空气(或大气压力)中的区域112和位于注入室114内的真空(或抽真空)的区域114a。空气中的区域112通过注入室114的壁部与真空中的区域114a分开。负载锁定设备117包括设置成叠置布置的三个负载锁定装置118、120、122，如图2和图3中可看到地。三个负载锁定装置118、120、122中的每个负载锁定装置的一侧在控制电子装置26的控制下选择性地打开以与端站110的空气中的部分112流体连通，而三个负载锁定装置118、120、122中的每个负载锁定装置的端部在控制电子装置26的控制下选择性地打开以与注入室114的真空中的区域114a流体连通。负载锁定装置118、120、122被用以将工件从空气中的自动机械124、126转移至端站110的注入室114的真空中的区域114a以进行注入。
通过两个空气中的自动机械124、126将给定工件24从工件暂存装置128转移至三个负载锁定装置118、120、122中的选定负载锁定装置。第一或左边的空气中的自动机械124将工件24从晶片暂存装置128转移至对准器130。接下来，第二或右边的空气中的自动机械126将工件24从对准器130转移至空闲的负载锁定装置118、120或122。右边的空气中的自动机械126能够进行垂直移动，以使得其可将工件安放在底部负载锁定装置118、中部负载锁定装置120或上部负载锁定装置122中。一旦对工件24进行了处理，则右边的空气中的自动机械126从适当的负载锁定装置118、120、122处移除工件24且将工件安放在已处理晶片的储存区域129中。
正如所描述地，右边的空气中的自动机械126将定向的工件安放在负载锁定装置118、120、122中被选定为空闲且因此能够接收工件的其中一个负载锁定装置中。每个负载锁定装置118、120、122包括限定出内部区域的壳体131，所述内部区域能够通过适当的真空泵吸系统(如图1中的附图标记90所示)被选择性地抽真空至降低压力条件。每个负载锁定装置118、120、122进一步包括空气中的隔离阀132(如图2最佳示出地)，所述隔离阀打开以允许空气中的自动机械126将工件24安放在负载锁定装置的内部区域中。隔离阀132关闭时提供了使空气中的区域112与注入室的真空中的区域114a分开的压力密封装置，且允许通过泵90对相应的负载锁定装置的内部区域进行泵吸从而下降至降低的压力。
此外，每个负载锁定装置118、120、122包括活动晶片支承盘134(如图3最佳示出地)。支承盘134沿未延伸或封闭位置与延伸位置之间的行进路径进行移动。这可在图3中最佳地看到，其中顶部和底部负载锁定装置118、122处于封闭位置，即盘134位于由负载锁定装置壳体135限定出的内部区域内。另一方面，中部负载锁定装置120处于延伸位置，即盘134(和由盘支承的任何工件)延伸进入真空中的区域114a内以允许通过工件支承装置150从盘134上拾取工件24从而进行处理，且在对工件24进行处理后允许工件24被放回到盘134上。
每个晶片支承盘134具有在盘的远端附到其上的真空中的隔离阀136。真空中的隔离阀136提供了第二压力密封装置，所述第二压力密封装置在关闭时使空气中的区域112与注入室114的真空中的区域114a分开且允许通过泵90对相应的负载锁定装置的内部区域进行泵吸从而下降至降低的压力条件。晶片支承盘134包括由周壁138限定出的钥匙孔形开口137。
当工件24被空气中的自动机械126输运至选定为空闲的其中一个负载锁定装置118、120、122时，空气中的隔离阀132被打开(且真空中的隔离阀136保持关闭)。空气中的自动机械126将工件24安放在选定的负载锁定装置118、120、122的支承盘134上且与钥匙孔形开137的圆形部分对准。通过设置在支承盘134的顶表面143上的三个工件保持器142夹持工件24且将其保持在适当位置处。工件保持器142具有被动边缘夹具，所述被动边缘夹具支承工件24且防止当支承盘134横向移动进出负载锁定装置的壳体135时工件24产生移动。
在通过空气中的自动机械126将工件24装载到支承盘134上之后，空气中的隔离阀132被关闭且负载锁定装置内部区域中的压力被泵90抽真空至所需低压。当工件24准备进行注入时，真空中的隔离阀136被打开且工件支承盘134滑动进入注入室114的真空中的区域114a内。设置在真空中的区域114a中的工件支承装置150在工件24下方移动(如图5中的实线所示)且向上移动通过工件支承盘134的钥匙孔形开口137、向上升高工件24离开工件支承盘134且通过静电吸引保持工件24、将工件24放置处于所需的与离子束射束线16对准的状态以通过带状离子束14a对工件24进行注入(如图5中的虚线所示)。
在完成对工件24的注入后，工件支承装置150使工件24向下移动通过工件支承盘134的钥匙孔形开口137(如图6最佳示出地)以将工件24放置在支承盘134上(图7)。
工件支承装置150包括具有两个移动自由度的支承连杆151和包括静电卡盘构件的工件台座160。支承连杆151包括铰接的第一构件152和第二构件154。连杆151通过附到注入室114侧壁114d(图3)上的常规座架158被固定到注入室114上。座架158使得第一构件152可在操作过程中围绕座架158转动。第一构件152具有附接到座架158上的第一端152a。第一构件152沿朝向注入室114的支承负载锁定装置118、120、122的侧壁的方向进行延伸。第二端152b通过枢转座架153在第二构件154的第一端154a处被安装到第二构件154上。同样地，安装使得第二构件154可相对于第一构件152的位置进行枢转。第二构件154的第二端154b具有附到其上的支承连杆156，所述支承连杆大体上与第二构件154的第二端154b垂直地延伸远离所述第二端。在注入过程中支承工件24的静电卡盘60被放置在支承连杆156的远端处。静电卡盘构件160是本领域的技术人员已公知的常规卡盘。
支承连杆151具有两个自由度。首先，支承连杆150可围绕座架158转动。通过附接在第一构件152的第一端152a处的致动器(未示出)使第一构件152转动。第一构件152的移动导致整个支承连杆151转动。此外，第二构件154可相对于第一构件152移动。第二构件154的第一端154a同样包括用于使第二构件154相对于第一构件152独立移动的致动器(未示出)。第二构件154围绕枢转座架153转动。例如，第一构件152连接至第二构件154，所述第二构件相对于第一构件152形成角度θ。可通过利用致动器使连杆150的构件152、154围绕其枢转点进行转动而根据哪个负载锁定晶片受到处理使该角度θ在操作过程中产生变化。进一步地，致动器位于154b处(未示出)以使支承连杆156相对于第二构件154转动。通过使支承连杆156转动，卡盘160可相对于第一构件152和第二构件154转动。致动器是直接驱动马达且不包括传动装置。驱动第一构件152、第二构件154和支承连杆156的致动器都受到一个多轴运动控制器300(参见图1)的控制，所述多轴运动控制器确保所有三个构件152、154和156的协调和同步。
静电卡盘160在捕获晶片时沿水平位置取向，而不管第一构件152与第二构件154之间产生的角度θ的增加和减少。卡盘160可基于第一构件152和第二构件154的转动沿任何位置取向。通过在154a和152a处的致动器的转动确定位于第二构件154的第二端154b处的致动器的启动。正如所描述地，致动器都受到多轴运动控制器300的控制，所述多轴运动控制器协调所有致动器的移动从而使卡盘160移动同时保持卡盘160的预定取向。
如上所述，空气中的自动机械126将工件安放在负载锁定装置118、120、122中。在未受处理的工件被安放在选定负载锁定装置中后，空气中的隔离阀132被关闭，且泵90在选定负载锁定装置中抽真空。在完成泵吸后，真空中的隔离阀136可被打开且工件支承盘134延伸进入注入室114内以开始工件的处理。存在三个负载锁定装置118、120、122的事实意味着本发明的工件转移设备115可在停机时间最少的情况下对工件进行序列注入，即无论一个工件何时完成且被工件支承装置150输运至空闲负载锁定装置，另一个未处理的工件都准备好在其中一个其它负载锁定装置处被拾取。
参见图3至图7，图中示出了工件支承装置150的操作。参见图5，底部负载锁定装置118的晶片支承盘134完全延伸进入真空中的区域114内。在支承盘134延伸的同时，静电卡盘160处于晶片支承盘134下方的位置处。一旦盘134处于其最为延伸的位置处，通过第一构件152的第一致动器和第二构件154的第二致动器的移动放置卡盘160以捕获工件24。第一致动器将连杆150放置到负载锁定装置118上，而与此同时，第二致动器使第二构件154进行枢转以使得附接的支承连杆156和电磁卡盘160位于用以捕获工件24从而进行处理的位置处。
在卡盘160接触支承盘134中的晶片之前，电荷被施加到卡盘160上以使得一旦卡盘160接触工件，卡盘可牢固地保持工件24。于1995年7月25日授权给Blake等的美国专利Nos.5,436,790和于1995年8月22日授权给Blake等的美国专利5,444,597中披露了适当的静电卡盘，所述两个专利被转让给本发明的受让人。′790和′597专利的整体内容分别在此作为参考被引用。
当向上带动卡盘160时，所述卡盘通过支承盘134中由周壁138限定出的开口137。卡盘160通过从开口137的圆形部分延伸至支承盘134的外边缘的槽口向上通过支承盘134。当卡盘160通过开口137时，施加到卡盘160上的电荷吸引工件24且从工件保持器142处移除所述工件且在注入过程中保持工件24。
参见图3a，工件保持器142位于邻近开口137的周壁138的外边缘的位置处。每个工件保持器包括大体上延伸达工件保持器142的高度的后壁部200。内壁部202位于直接邻近支承盘134中开口137的点处。内壁202从支承盘延伸至晶片支承部分204。斜面部分206沿朝向支承盘134中的开口137的大体上成角度的方向从后壁部的顶部延伸至晶片支承装置204。在所示实施例中，支承盘134包括三个晶片支承装置142。支承装置142被放置在开口137周围以使得当晶片24被安放在工件保持器142的所有三个晶片支承装置204上时，晶片被置中地放置在开口137上。在操作过程中，致使晶片24与工件支承装置142接触。晶片24进一步与斜面部分206接触，在所述斜面部分处，晶片被允许滑下斜面部分到达中心最终位置，从而停置在晶片支承装置204上。该操作允许晶片24正确地置中定位在支承盘134中的开口137上以进行处理。
工件支承装置150导致卡盘160继续进行向上弧形移动直至工件24位于注入位置处。支承装置150的移动如图5所示。离子束14对工件24进行注入。
当工件24的注入过程完成时，支承装置150通过移动通过与所述用于进行注入的行进路径反向的路径而使工件24返回支承盘134。卡盘160被放电，由此将工件24释放在工件保持器142上。支承连杆156返回通过支承盘134中的槽口且卡盘160通过支承盘134中的开137的圆形部分。工件24被放回且与工件保持器142相接触而停置在所述工件保持器上。卡盘160继续通过支承盘134到达低于负载锁定装置118的位置处。
一旦卡盘160离开支承盘134，盘134缩回进入负载锁定装置壳体135内且真空中的隔离阀136关闭。接下来，空气中的隔离阀132打开且空气中的自动机械126从负载锁定装置118处移除已处理的工件24且将晶片安放在储存区域中。
当负载锁定装置118的隔离阀136关闭时，下一个上部负载锁定装置120的隔离阀136打开且对位于负载锁定装置120中的工件重复进行所述过程。当对位于最上部的负载锁定装置122中的工件进行注入时，卡盘160下降至低于中部负载锁定装置120的位置处且随后对位于中部负载锁定装置120中的工件进行注入。最后，一旦对中部负载锁定装置120中的工件进行注入，则卡盘160下降至低于最低负载锁定装置118的位置处且再次开始进行所述过程。
图6和图7示出了支承盘134位于延伸位置情况下的中部负载锁定装置120。根据上面结合下部负载锁定装置118所提供的过程，再次对静电卡盘160进行充电且所述静电卡盘向上移动通过支承盘134中的开口137以吸引未处理的工件且向上延伸至注入位置。在进行注入后，如图6所示，已注入的工件下降返回支承盘134且被安放在工件保持器142上。卡盘160被放电以释放工件。卡盘160继续通过支承盘134以使得支承盘134可滑动至其未延伸位置且真空中的隔离阀136可关闭。对上部负载锁定装置122中的晶片再次重复该过程。
在所示实施例中，负载锁定装置118、120、122叠置在彼此顶上。此外，负载锁定装置118、120、122被偏移以使得上部负载锁定装置122与中部负载锁定装置120相比更进一步延伸进入注入室114的真空中的区域114a内，进一步地，所述中部负载锁定装置与下部负载锁定装置118相比更进一步延伸进入真空中的区域114a内。负载锁定装置118、120、122的相对位置大体上符合晶片支承装置150(具有位于座架158处的枢转点)的弧形路径。如所述地，支承连杆150具有两个自由度。支承连杆151可利用第一致动器围绕座架158转动。此外，可通过第二致动器使第二构件154相对于第一构件152移动。这允许支承连杆151在两个方向(如图5所示的x轴和y轴)上独立地自由移动，从而从负载锁定装置的滑动盘134上准确地捕获工件且准确地放置所捕获的工件从而通过离子束14进行注入。
尽管已经在一定具体程度上对本发明进行了描述，但本发明旨在包括落入所附权利要求的精神或范围内的所披露的典型实施例的所有变型和改变。

Claims (23)

1、一种与离子注入器一起使用的工件转移设备，所述离子注入器具有用于在次大气压力下对工件进行处理的注入室，所述工件转移设备包括：
a)与所述注入室的内部区域流体连通的负载锁定系统，所述负载锁定系统限定出内部区域，所述内部区域可选择性地抽真空以在所述内部区域中获得降低压力的条件，所述负载锁定系统具有用于支承所述工件的支承表面，所述负载锁定装置的支承表面包括当所述工件被设置在所述负载锁定装置的支承表面上时与所述工件对准的开口；和
b)位于所述注入室内的工件支承装置，所述工件支承装置放置工件以在所述室的内部区域内进行处理，所述工件支承装置包括用于在处理前从所述负载锁定系统的所述支承表面上拾取所述工件、在处理过程中保持所述工件处于适当位置并且在处理后将所述工件放置在所述负载锁定系统的所述支承表面上的工件台座，所述工件支承装置包括用于使所述工件台座移动通过所述负载锁定装置的支承表面中的所述开口从而在处理前从所述支承表面上拾取所述工件且在处理后将所述工件放置在所述支承表面上的支承连杆。
2、根据权利要求1所述的工件转移设备，其中所述设备进一步包括用于在所述注入室中进行处理前将所述工件从所述注入室外部的储存区域转移至所述负载锁定系统且在所述注入室中进行处理后将所述工件从所述负载锁定系统转移至所述储存区域的自动机械系统。
3、根据权利要求1所述的工件支承设备，其中所述支承臂能够沿两条轴独立进行移动。
4、根据权利要求1所述的工件支承设备，其中所述负载锁定系统包括多个负载锁定装置，所述多个负载锁定装置中的每个负载锁定装置限定出与所述注入站的内部区域流体连通的可抽真空的内部区域。
5、根据权利要求4所述的工件支承设备，其中所述负载锁定装置的数量是三个且所述三个负载锁定装置被设置成叠置布置。
6、根据权利要求4所述的工件支承设备，其中所述多个负载锁定装置中的每个负载锁定装置包括邻近所述注入站的门，所述门打开时导致所述负载锁定装置的内部区域与所述注入室的内部区域流体连通。
7、根据权利要求4所述的工件支承设备，其中所述多个负载锁定装置中的每个负载锁定装置包括活动盘，每个活动盘包括用于支承工件的工件支承表面，所述支承表面包括中心开口，所述中心开口的尺寸适于允许所述支承台座通过所述中心开口以从所述盘的工件支承表面上拾取所述工件且将所述工件放置在所述支承表面上。
8、根据权利要求7所述的工件支承设备，其中每个活动盘沿缩回位置与延伸位置之间的行进路径进行移动，在所述缩回位置处所述盘位于其负载锁定装置内部区域内，在所述延伸位置处所述盘延伸进入所述注入站的内部区域内从而使得当从所述盘的工件支承表面上拾取工件或将工件放置在所述盘的工件支承表面上时，有利于所述支承台座通过所述盘的工件支承表面的所述中心开口。
9、根据权利要求7所述的工件支承设备，其中对于每个盘而言，所述盘的工件支承表面包括被动工件夹具。
10、根据权利要求1所述的工件支承设备，其中所述工件台座沿横向于由所述负载锁定装置的支承表面限定出的平面的方向移动通过所述负载锁定装置的所述支承表面中的所述开口。
11、根据权利要求1所述的工件支承设备，其中所述工件台座沿与由所述负载锁定装置的支承表面限定出的平面大体上正交的方向移动通过所述负载锁定装置的所述支承表面中的所述开口。
12、根据权利要求8所述的工件支承设备，其中每个所述负载锁定装置包括隔离阀系统且所述盘是所述负载锁定装置的所述隔离阀系统的一部分，所述阀系统允许当所述盘处于缩回位置时对所述负载锁定装置的内部区域进行抽真空。
13、一种通过离子束对放置在降低压力的注入站中的工件进行处理的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供一种工件转移系统，所述工件转移系统包括：
1)与所述注入室的内部区域流体连通的负载锁定系统，所述负载锁定系统限定出内部区域，所述内部区域可选择性地抽真空以在所述内部区域中获得降低压力的条件，所述负载锁定系统具有用于支承所述工件的支承表面，所述负载锁定装置的支承表面包括当所述工件被设置在所述负载锁定装置支承表面上时与所述工件对准的开口；和
2)位于所述注入室内的工件支承装置，所述工件支承装置放置工件以在所述室的内部区域内进行处理，所述工件支承装置包括用于在处理前从所述负载锁定系统的所述支承表面上拾取所述工件、在处理过程中保持所述工件处于适当位置并且在处理后将所述工件放置在所述负载锁定系统的所述支承表面上的工件台座，所述工件支承装置包括用于使所述工件台座移动通过所述负载锁定装置的支承表面中的所述开口从而在处理前从所述支承表面上拾取所述工件且在处理后将所述工件放置在所述支承表面上的支承连杆；
b)将工件放置在所述负载锁定系统的所述支承表面上；
c)利用所述工件支承装置从所述负载锁定系统的所述支承表面上拾取所述工件，且保持所述工件处于所述注入室内部区域中的适当位置处以进行处理；
d)对所述工件进行处理；并且
e)在完成处理后利用所述工件支承装置将所述工件放置在所述负载锁定系统的所述支承表面上。
14、根据权利要求13所述的处理工件的方法，其中所述工件转移系统进一步包括用于在所述注入室中进行处理前将所述工件从所述注入室外部的储存区域转移至所述负载锁定系统且在所述注入室中进行处理后将所述工件从所述负载锁定系统转移至所述储存区域的自动机械系统。
15、根据权利要求13所述的处理工件的方法，其中所述工件转移系统的所述支承臂能够沿两条轴独立进行移动。
16、根据权利要求13所述的处理工件的方法，其中所述工件转移系统的所述负载锁定系统包括多个负载锁定装置，所述多个负载锁定装置中的每个负载锁定装置限定出与所述注入站的内部区域流体连通的可抽真空的内部区域。
17、根据权利要求16所述的处理工件的方法，其中所述负载锁定装置的数量是三个且所述三个负载锁定装置被设置成叠置布置。
18、根据权利要求16所述的处理工件的方法，其中所述多个负载锁定装置中的每个负载锁定装置包括邻近所述注入站的门，所述门打开时导致所述负载锁定装置的内部区域与所述注入室的内部区域流体连通。
19、根据权利要求16所述的处理工件的方法，其中所述多个负载锁定装置中的每个负载锁定装置包括活动盘，每个活动盘包括用于支承工件的工件支承表面，所述支承表面包括中心开口，所述中心开口的尺寸适于允许所述支承台座通过所述中心开口以从所述盘的工件支承表面上拾取所述工件且将所述工件放置在所述支承表面上。
20、根据权利要求19所述的处理工件的方法，其中每个活动盘沿缩回位置与延伸位置之间的行进路径进行移动，在所述缩回位置处所述盘位于其负载锁定装置内部区域内，在所述延伸位置处所述盘延伸进入所述注入站的内部区域内从而使得当从所述盘的工件支承表面上拾取工件或将工件放置在所述盘的工件支承表面上时，有利于所述支承台座通过所述盘的工件支承表面的所述中心开口。
21、根据权利要求19所述的处理工件的方法，其中对于每个盘而言，所述盘的工件支承表面包括被动工件夹具。
22、根据权利要求13所述的处理工件的方法，其中所述工件转移系统的所述工件台座沿横向于由所述负载锁定装置的支承表面限定出的平面的方向移动通过所述负载锁定装置的所述支承表面中的所述开口。
23、根据权利要求13所述的处理工件的方法，其中所述工件转移系统的所述工件台座沿与由所述负载锁定装置的支承表面限定出的平面大体上正交的方向移动通过所述负载锁定装置的所述支承表面中的所述开口。
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