TW201624546A - 工件處理系統以及處理工件的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種用以在處理期間動態加熱工件的系統及方法。系統包括離子源及被排列成陣列的多個發光二極體，多個發光二極體射向工件的表面的一部分處。發光二極體被選擇成使其發出處於易於由工件吸收的頻率範圍內的光，從而加熱工件。在某些實施例中，發光二極體恰好在工件的一部分經離子束處理之前加熱部分。在另一實施例中，發光二極體在工件的一部分正進行處理時加熱部分。發光二極體可被排列成陣列，陣列可具有至少與離子束的寬度一樣寬的寬度。陣列還具有垂直於其寬度的長度，長度具有一行或多行發光二極體。

Description

動態加熱方法以及晶圓處理系統
本發明的實施例涉及用以在處理期間動態加熱工件的系統及方法，且更具體而言，涉及用以在處理期間利用發光二極體（Light Emitting Diode，LED）陣列加熱所述工件的系統及方法。
半導體裝置的製造涉及多個離散且複雜的工藝。為執行這些工藝，通常將工件安置於台板上。所述台板可為靜電吸盤（electrostatic chuck），所述靜電吸盤被設計成通過施加由所述台板內的電極產生的靜電力而保持工件。
在某些實施例中，這些工藝中的一者或多者可為不均勻的，因為對工件的各部分的處理會超過其他部分。舉例而言，沉積工藝可在工件的第一部分比在第二部分上沉積更多材料。在另一實例中，化學機械平坦化（chemical mechanical planarization，CMP）工藝可自第一部分比自第二部分移除更少材料。為對此進行補償，可能有利的是不均衡地依序處理工件。舉例而言，可能有益的是，自第一部分比自第二部分依序蝕刻更多材料。此種技術可產生比原本能夠實現的工件更均勻的工件。
此外，某些半導體工藝對溫度敏感，使得其效率基於工件在處理期間的溫度而變化。舉例而言，同一蝕刻工藝可自被加熱的工件比自更冷的工件移除更多材料。
可利用此種現象在工件處理期間實現更佳的均勻性。然而，為執行此種溫度敏感處理，可能期望對工件的小部分進行精確加熱。然而，選擇性地加熱工件的技術可能為不精確的或者可能無法實現所期望的解析度。
因此，如果存在一種用以在工件處理期間動態加熱工件的各部分從而能夠實現所期望溫度量及空間控制的系統及方法將為有益的。
本發明公開一種用以在處理期間動態加熱工件的系統及方法。系統包括離子源及被排列成陣列的多個發光二極體，多個發光二極體射向工件的表面的一部分處。發光二極體被選擇成使其發出處於易於由工件吸收的頻率範圍內的光，從而加熱工件。在某些實施例中，發光二極體恰好在工件的一部分經離子束處理之前加熱部分。在另一實施例中，發光二極體在工件的一部分正進行處理時加熱部分。發光二極體可被排列成陣列，陣列可具有至少與離子束的寬度一樣寬的寬度。陣列還具有垂直於其寬度的長度，長度具有一行或多行發光二極體。
在一個實施例中，公開一種工件處理系統。工件處理系統包括：離子源，具有提取孔，提取孔具有寬度，其中提取孔位於離子源的一側上；第一發光二極體陣列，與工件相鄰地安置于提取孔的一側上，第一發光二極體陣列具有第二寬度且平行于提取孔；以及第二發光二極體陣列，與工件相鄰地安置，第二發光二極體陣列平行于提取孔且位於提取孔的與第一發光二極體陣列相對的側上，第二發光二極體陣列具有第二寬度，其中第一發光二極體陣列及第二發光二極體陣列分別包括排列成多個行及至少一個列的多個發光二極體。在某些實施例中，發光二極體發出具有小於1 µm的波長的光。在某些實施例中，控制器與第一發光二極體陣列及第二發光二極體陣列進行通信以選擇性地啟動多個發光二極體。在某些實施例中，多個發光二極體中的每一者被獨立地啟動。在某些實施例中，第一發光二極體陣列及第二發光二極體陣列與提取孔相鄰地安置於離子源的一側上。在其他實施例中，第一發光二極體陣列及第二發光二極體陣列安置於最靠近工件安置的提取電極上。
在另一實施例中，公開一種工件處理系統。工件處理系統包括：離子源，形成具有寬度的離子束，其中離子束被聚焦於工件的區域上；發光二極體陣列，包括被排列成多個行及至少一個列的多個發光二極體；以及光學裝置，用以將自多個發光二極體發出的光引導向工件的區域。在某些實施例中，離子源為束線離子植入機。在其他實施例中，離子源為等離子體室。
在另一實施例中，公開一種處理工件的方法。方法包括：選擇性地以自發光二極體陣列中的第一發光二極體發出的光加熱工件上的第一位置；沿掃描方向掃描工件；以及在加熱之後，將第一位置暴露至離子束。在再一實施例中，方法還包括：選擇性地以自發光二極體陣列上的第二發光二極體發出的光加熱第一位置。在又一實施例中，方法還包括：選擇性地在以自第二發光二極體發出的光加熱第一位置的同時，選擇性地以自第一發光二極體發出的光加熱工件上的第二位置。
如上所述，可能有益的是在處理期間選擇性地及動態地加熱工件的各部分以利用特定半導體製造工藝的溫度敏感性。
圖1A示出用於動態地加熱工件的所選擇部分的發光二極體陣列100的第一實施例的立體圖。發光二極體陣列100可具有大於其長度的寬度。發光二極體陣列100的寬度可被選擇成至少與離子束一樣寬，此將在下文中更詳細解釋。在某些實施例中，發光二極體陣列100的寬度寬於離子束。發光二極體陣列100還具有垂直於寬度的方向的長度。發光二極體陣列100的長度可為任意尺寸，而並非由本發明限制。
圖1B示出圖1A所示發光二極體陣列的一個實施例的放大圖。發光二極體陣列100是由被排列成二維陣列的多個單獨發光二極體（LED）110構成。在此實施例中，在發光二極體陣列100的長度方向上安置有十二個發光二極體110，其可被稱為發光二極體的行。然而，可利用任何行數的發光二極體。舉例而言，圖1C示出圖1A所示發光二極體陣列的第二實施例的俯視圖。在此實施例中，僅存在一行發光二極體110。在所有實施例中，沿寬度方向安置多個發光二極體110。沿長度方向對齊的一組發光二極體可被稱為發光二極體的行。可利用任何行數的發光二極體。因此，發光二極體陣列100包括被排列成多個行及至少一個列的多個發光二極體110。在大部分實施例中，發光二極體陣列100也包括多個行（例如介於5行與50行之間），但行數並非由本發明限制。
在這些實施例中，發光二極體110中的每一者可為獨立可控的，以使任何發光二極體110可獨立于所有其他發光二極體110而被啟動。換言之，可啟動安置於特定列及行中的一個發光二極體110而不啟動所述列或行中的任何其他發光二極體110。
在某些實施例中，特定類型的發光二極體被選擇成使其輸出頻率易於由正處理的工件或沉積於所述工件上的薄膜吸收。舉例而言，矽吸收具有約1 µm或1 µm以下波長的光能。矽的所述吸收在此波長以上顯著降低。因此，在一個實施例中，發光二極體110分別由以約450 nm至490 nm的波長發出光的InGaN製成。在另一實施例中，發光二極體110分別由以約610 nm至760 nm的波長發出光的AlGaAs或GaAsP製成。這兩種類型的發光二極體發出由矽工件吸收且被轉變成熱量的光。當然，也可利用發出波長為1 µm或1 µm以下的光的其他類型的發光二極體。
在某些實施例中，基於沉積於工件上的薄膜的吸收特性來選擇發光二極體110的波長。所述薄膜可為例如氧化物或氮化物。所述薄膜可與底下的工件具有相同的或不同的吸收特性。
在其他實施例中，可利用不同類型的工件。舉例而言，其他工件可利用GaN、AlN、GaAs、鍺、藍寶石或其他材料製成。在這些實施例中，發光二極體110的波長可被選擇成使發光二極體110的波長由特定工件吸收。在某些實施例中，可利用發出紫外光的發光二極體。
在某些實施例中，發光二極體陣列100可包括具有不同輸出波長的多個發光二極體110。舉例而言，發光二極體110中的某些可針對矽進行最佳化，而發光二極體110中的其他者可針對不同材料（例如沉積於工件上的薄膜或不同類型的工件）進行最佳化。
發光二極體陣列100還包括與發光二極體110中的每一者進行通信的電路板（未示出）。電路板可對每一發光二極體110提供單獨控制。此外，電路板可對發光二極體110提供熱沉（heat sink）。電路板可與控制器進行通信。
發光二極體110中的每一者可佔據1 mm2或1 mm2以下的面積。在某些實施例中，發光二極體110可分別佔據100 µm × 100 µm的面積。因此，在1 cm2的面積中，可以任何構型安置一百個或一百個以上的發光二極體110。此外，每一發光二極體可產生約1 W / mm2的功率。
自發光二極體110發出的光足以使工件的接收所述光的部分的溫度升高。在一次測試中，當工件以10 mm/秒的掃描速度暴露至來自發光二極體110的光達5秒的一段時間時，觀察到溫度升高15℃。此外，在另一測試中，發光二極體110的單獨控制能夠在10 mm/s的掃描速度下在工件上實現大於10℃/ cm的溫度梯度。換言之，通過加熱一部分而不加熱或甚至冷卻鄰近部分，可產生溫度梯度。因每一發光二極體110的小尺寸、由每一發光二極體110產生的功率、及對每一發光二極體110的單獨控制而實現對溫度的此種精確控制。利用燈具無法產生類似溫度梯度，因為與當前發光二極體陣列100相比無法盡可能精細地聚焦光功率。
圖2A示出利用發光二極體陣列100的系統200的第一實施例。在此實施例中，利用離子源201來產生離子。在一個實施例中，離子源201可為等離子體室，所述等離子體室具有氣體入口及射頻（RF）天線，所述射頻天線安置於外壁上以向等離子體室中的氣體供給能量而產生離子。所述離子是經由提取孔202自離子源201提取作為離子束210。提取孔202可位於離子源201的最靠近工件220的一側203上。離子束210被朝工件220引導。工件220沿掃描方向221掃描。在此所示實施例中，離子束210為帶狀束，且其具有較長尺寸的寬度進入頁面。第一發光二極體陣列100a與提取孔202相鄰地安置於離子源201 的一側203上，所述側203位於最靠近工件220的表面上。如離子束210般，第一發光二極體陣列100a的寬度延伸進入頁面中。第二發光二極體陣列100b也與提取孔202相鄰地安置於離子源201的所述側203上。此第二發光二極體陣列100b安置於最靠近工件的一側203的表面上，且位於提取孔202的與第一發光二極體陣列100a相對的側上。
控制器250可與第一發光二極體陣列100a及第二發光二極體陣列100b進行通信。控制器250可包括處理單元及與所述處理單元進行通信的記憶元件。所述記憶元件可用於存儲在由處理單元執行時使系統200能夠如本文所述進行運作的指令。所述記憶元件還可包括其他資料。控制器250還可具有其他輸入。舉例而言，可向控制器250提供熱圖。此熱圖可為二維陣列，其中所述陣列中的每一項表示在工件220上的物理位置。存儲于每一項中的值可表示欲被施加至所述物理位置的熱設置。控制器250還可具有其他輸入。舉例而言，控制器250可已知工件220的掃描速度及掃描方向以恰當地控制發光二極體陣列100。此外，控制器250已知發光二極體陣列100的構型，例如列數及行數。控制器250還可已知物理構型，包括發光二極體陣列100與離子束210之間的距離及其他尺寸。控制器250用於選擇性地啟動安置于第一發光二極體陣列100a及第二發光二極體陣列100b中的所述多個發光二極體110。
在此實施例中，工件220可沿掃描方向221掃描。當工件220向上移動時，控制器250可利用第一發光二極體陣列100a對工件220進行預先加熱。可以看出，來自第一發光二極體陣列100a的光能將在離子束210射至工件上的特定位置240之前或與離子束210同時射至所述位置240。當工件正沿此方向受到掃描時，第二發光二極體陣列100b可由控制器250而禁用。當工件220沿掃描方向221向下掃描時，第二發光二極體陣列100b由控制器250而啟用，並用於在其暴露至離子束210之前或與其暴露至離子束210同時加熱工件上的位置。在向下方向上，第一發光二極體陣列100a可由控制器250而禁用。在一個實施例中，第一發光二極體陣列100a及第二發光二極體陣列100b可安置於工件220上方約5 mm。當然，也可利用其他距離。
如上所述，提取孔202具有比其長度大得多的寬度。工件220沿掃描方向221掃描，掃描方向221平行于提取孔202的長度方向且垂直於其寬度。第一發光二極體陣列100a沿長度方向安置于提取孔202的一側上，且第二發光二極體陣列100b沿長度方向安置于提取孔202的相對側上。如此，第一發光二極體陣列100a及第二發光二極體陣列100b沿長度方向安置成相對于提取孔202的平行構型。如上所述，第一發光二極體陣列100a及第二發光二極體陣列100b的寬度可超過提取孔202的寬度。
在替代實施例中，工件220僅沿往復系統的一個方向掃描或者僅沿往復系統的一個方向進行處理。在此實施例中，可僅採用一個發光二極體陣列100。
此外，圖2A示出直接安置於離子源201的一側203的底面上的第一發光二極體陣列100a及第二發光二極體陣列100b。在另一實施例中，第一發光二極體陣列100a及第二發光二極體陣列100b靠近工件220安置于提取孔202的其中一側上，然而其並不直接安置於側203上。在一個實施例中，第一發光二極體陣列100a及第二發光二極體陣列100b可安置於在側203上安置的且朝工件220延伸的平臺上。在另一實施例中，第一發光二極體陣列100a及第二發光二極體陣列100b可完全不連接至側203。
圖2B示出圖2A所示系統的變型。在此構型中，系統260包括提取電極270，提取電極270用於自離子源201吸引離子束210並使離子束210朝工件220加速。如前所述，在離子源201的一側203上安置提取孔202。第一發光二極體陣列100a及第二發光二極體陣列100b在最靠近工件220的表面上安置於提取電極270上。儘管圖2B僅示出一組提取電極270，但應理解，可包括任何數量的提取電極，且發光二極體陣列100安置於最靠近工件220的這些電極上。
圖2C示出圖2B所示系統的變型。此系統280類似於圖2B所示者，因為發光二極體陣列100安置於提取電極270上。然而，在此實施例中，發光二極體陣列100被朝離子束210向內聚焦。在某些實施例中，來自發光二極體陣列100的光被聚焦於靠近離子束210的位置，以使工件220在暴露於離子束210之前被加熱。在另一實施例中，來自發光二極體陣列100的光被聚焦於正暴露至離子束210的工件220的相同部分，以使所述部分同時進行加熱並暴露至離子束210。
因此，在圖2A至圖2C所示實施例中的每一者中，發光二極體陣列100安置於最靠近工件220安置的部件上。在某些實施例中，此最靠近部件可為離子源201的側203的底面。在其他實施例中，此最靠近部件可為提取電極270。此外，在這些實施例中的任一者中，來自發光二極體陣列100的光可被引導成與離子束210平行，如圖2A至圖2B所示。在其他實施例中，來自發光二極體陣列100的光可為傾斜的，且可被朝離子束210聚焦。如此，所述光被朝工件220的暴露至離子束210的部分或不久將暴露至離子束210的部分引導，如圖2C所示。
圖3示出當工件220正由圖2A所示系統200處理時工件220的俯視圖。在此圖中，自俯視圖示出工件220、離子束210、第一發光二極體陣列100a及第二發光二極體陣列100b。如上所述，第一發光二極體陣列100a、第二發光二極體陣列100b、及離子束210沿長度方向平行。如在圖2A中，工件220沿掃描方向221向上掃描。在此實施例中，第一發光二極體陣列100a及第二發光二極體陣列100b分別具有沿寬度方向的8個發光二極體110（即，8行）及沿長度方向的2行發光二極體110。然而，此僅用於說明性目的，因為第一發光二極體陣列100a及第二發光二極體陣列100b可在每一方向上具有任何數量的發光二極體110。在某些實施例中，第一發光二極體陣列100a及第二發光二極體陣列100b具有相等的列數及相等的行數。
當工件220向上掃描時，首先將工件220上的特定位置暴露至第一發光二極體陣列100a中發光二極體110的下方一列中的某一行中的發光二極體。然後將工件220上的所述位置暴露至第一發光二極體陣列100a中發光二極體110的上方一列中的同一行中的發光二極體。之後，將所述位置暴露至離子束210。
圖4A至圖4E示出說明加熱及暴露工件220上的特定位置300的順序圖。在這些圖中，發光二極體400及發光二極體410為第一發光二極體陣列100a的一部分，其中發光二極體400處於下方一列中，且發光二極體410與發光二極體400處於同一行中，但處於上方一行中。假設這些發光二極體400及發光二極體410及離子束210為空間固定的，而工件220沿向上方向移動。儘管圖3及圖4A至圖4E說明發光二極體陣列100具有兩行，但應理解，可在發光二極體陣列100中利用任何行數。按照順序的每一圖表示按照時間的後續點。在圖4A中，位置300暴露至第一發光二極體陣列100a的下方一行中的發光二極體400。此發光二極體400可被啟動或可被關斷。如果啟動下方一行中的發光二極體400，則將加熱位置300。當向上掃描工件220時，如圖4B所示，位置300開始越過發光二極體400而朝第一發光二極體陣列100a的上方一行中的發光二極體410移動。在圖4C中，現在位置300暴露至第一發光二極體陣列100a的上方一行中的發光二極體410。再次，此發光二極體410可被啟動或可被關斷。當工件220繼續沿掃描方向移動時，位置300開始越過發光二極體410而朝離子束210移動，如圖4D所示。在圖4E中，現在位置300暴露至離子束210。
在此說明中，存在兩行發光二極體400及發光二極體410。此使位置300能夠加熱至多個不同溫度。舉例而言，在一個實施例中，位置300完全不被加熱。在此實施例中，當位置300安置于發光二極體400及發光二極體410各自的路徑中時所述兩者均可被關斷。在另一實施例中，位置300可僅稍微加熱。在此實施例中，在圖4A中可啟動發光二極體400，且在圖4C中可關斷發光二極體410。此組合施加一些熱量至位置300，然而，位置300在到達離子束210之前開始冷卻。在第三實施例中，位置300可被加熱超過前一實施例。在此種情形中，在圖4A中可關斷發光二極體400，且在圖4C中可啟動發光二極體410。儘管，相同量的熱量正被施加至位置300，但當位置300到達離子束210時，位置300可在此實施例中更暖，因為在更近的時間進行了加熱。在第四實施例中，位置300是由圖4A中的發光二極體400及圖4C中的發光二極體410兩者來加熱。此加熱位置300超過其他實施例。
兩行發光二極體的使用允許位置300具有四種不同的熱設置，如下表1所示。 表1
上表假設發光二極體被啟動或關斷。然而，可通過調製發光二極體而增加熱設置的數量。舉例而言，可使發光二極體閃爍。所述閃爍動作的工作週期可確定傳遞至工件的熱量。舉例而言，可假設被關斷的發光二極體具有0%的工作週期，同時可假設被啟動的發光二極體具有100%的工作週期。這兩個值之間的任何工作週期均可用於傳遞不同的熱量。此種閃爍的頻率可為任何合適的頻率，而並非由本發明限制。
當然，行的不同數量允許具有更多或更少的熱設置。舉例而言，若在發光二極體陣列中僅使用一行發光二極體110，則可僅實現兩種熱設置，除非採用對發光二極體110進行調製。如果利用三行發光二極體110，則可實現八種不同的熱設置。如果採用對發光二極體110進行調製，則可實現更多熱設置。
控制器250可利用發光二極體陣列的各行之間的距離、掃描方向221、及掃描速度來確定特定位置300安置于第一發光二極體陣列100a中發光二極體400及發光二極體410中的一者前方的時間。掃描速度也可用於確定每一發光二極體400及發光二極體410被啟動的持續時間。舉例而言，如果掃描速度為可能相對慢的第一速度，則發光二極體400及發光二極體410可被啟動達第一時間週期。如果掃描速度為大於第一速度的第二掃描速度，則發光二極體400及發光二極體410可被啟動達短於第一時間週期的第二時間週期。此是因為當掃描速度增加時位置300更快地越過發光二極體400及發光二極體410中的每一者。此外，當位置300安置于發光二極體400前方時與當位置300安置于發光二極體410前方時之間的時間通過增加掃描速度來縮短。
圖4A至圖4E闡述其中每一發光二極體400及發光二極體410為單獨可控的實施例。在其他實施例中，單一行中的兩個或更多個發光二極體可作為族群而由控制器250處理及控制。
如上所述，加熱及暴露過程同時在工件的多個位置上進行。因此，如圖4C所示，當位置300已到達發光二極體410時，現在將第二位置310暴露至發光二極體400。在圖4E中，當位置300暴露至離子束210時，將第二位置310暴露至發光二極體410。此外，在圖4E中，第三位置320安置于發光二極體400的前方。要注意的是，正由每一元件處理的位置相依於各元件之間的距離，且所述距離可不同於圖4A至圖4E中所示者。
因此，在任何給定時間，每一發光二極體400及發光二極體410及離子束210分別在不同位置運作。舉例而言，發光二極體400可在位置i上運作。隨後，發光二極體410可在位置i上運作，同時發光二極體400現在正在位置i+1上運作。在更晚時間處，位置i可暴露至離子束210，同時發光二極體410在位置i+1上運作，且發光二極體400在i+2上運作。控制器250基於熱圖及安置於每一相應發光二極體前方的物理位置來控制每一發光二極體400及發光二極體410。如果發光二極體陣列100具有多於兩行發光二極體，則可由發光二極體陣列100同時對更多物理位置進行操作。
如上所述，每一發光二極體在暴露至來自所述發光二極體的光的特定位置上運作。每一位置的尺寸可基於每一發光二極體的尺寸、掃描速度、及發光二極體的打開/關斷時間來確定。在較低掃描速度下，每一位置的尺寸可較小。
在發光二極體400及發光二極體410加熱工件220之後，工件220在其到達離子束210之前開始冷卻。換言之，沒有熱量被提供至在發光二極體的最後一行與離子束210之間的空間中的工件220。因此，在某些實施例中，可能有益的是，將發光二極體定位成盡可能地靠近離子束210以使發光二極體的加熱效應最大化。因此，在圖2A中，示出第一發光二極體陣列100a及第二發光二極體陣列100b靠近提取孔202安置。在某些實施例中，第一發光二極體陣列100a及第二發光二極體陣列100b可安置于離開提取孔202 1 cm處。正由發光二極體陣列加熱的位置與離子束之間的距離可通過使來自發光二極體陣列的光朝離子束210傾斜而進一步減小，如在圖2C中所示。
然而，在其他實施例中，發光二極體陣列100可安置成距工件220更遠。在這些實施例中，可使用光學裝置將來自發光二極體110的光朝工件220聚焦。如上所述，當發光二極體110所瞄準的區恰好在離子束210之前或與離子束210同時安置時使熱量最大化。
在某些實施例中，來自發光二極體陣列100的光可被聚焦以射至工件220上的正暴露至離子束210的位置。因此，在此實施例中，同時進行加熱及暴露。換言之，離子束與來自發光二極體陣列100的光共焦。
圖5示出利用發光二極體陣列的系統500的第二實施例。在此實施例中，使用離子源501來產生被朝工件220引導的離子束510。在一個實施例中，離子源501可為等離子體室，所述等離子體室具有氣體入口及射頻天線，所述射頻天線安置於外壁上以向等離子體室中的氣體供給能量而產生離子。在此實施例中，發光二極體陣列520遠離離子束510及提取孔502安置。如上所述，發光二極體陣列520與控制器550進行通信，例如結合圖2A所述。發光二極體陣列520包括多個發光二極體，所述多個發光二極體被排列成多個行及至少一個列。在此實施例中，光學裝置530（例如視窗及/或透鏡）安置於離子源501的與提取孔502相對的側上。發光二極體陣列520與光學裝置530相鄰地安置，以使由發光二極體陣列520中的發光二極體發出的光經由離子源501的內部被聚焦並被傳導，並且隨著離子束510經由提取孔502射出。
因此，在系統500中，工件220的加熱與暴露至離子束510是同時的。在某些實施例中，離子束510可具有某一寬度。發光二極體陣列可被構造有足夠數量的行以加熱整個所述寬度。
圖6示出利用發光二極體陣列630的另一系統600。在此實施例中，離子源601可為束線離子植入機。離子源601可包括離子產生器（例如IHC源）及相關光學器件，以引導自離子產生器提取的離子。當然，也可利用其他離子產生器（例如Bernas源）。此外，離子源601可包括一個或多個磁體，例如品質分析磁體。離子源601還可包括加速階段及減速階段以調節離子束610。
離子源601產生離子束610，離子束610進入處理室620並被朝工件220引導。發光二極體陣列630可如圖6所示遠離工件220安置。如前所述，發光二極體陣列630可與控制器650進行通信。在此實施例中，可使用光學裝置640（例如聚焦透鏡）將來自發光二極體陣列630的光朝工件220引導。
在一個實施例中，來自發光二極體陣列630的光被引導以將其引導至工件220的正暴露至離子束610的相同部分從而共焦。在此實施例中，光學裝置640可為固定的，因為光的目標是不變的。
在另一實施例中，來自發光二極體陣列630的光被聚焦於工件220的不久將暴露至離子束610的一部分處。換言之，當工件220正沿掃描方向221向下移動時，所述光可被聚焦於工件220上的安置於暴露至離子束610的區上方的位置處。當工件正向上移動時，所述光可被聚焦於工件220上的安置於被暴露至離子束610的區下方的位置處。此可以若干方式中的一種方式來執行。在一個實施例中，兩個不同發光二極體陣列630被排列於處理室620中，其中一個發光二極體陣列被聚焦於工件220上的安置於正被暴露至離子束610的部分上方的位置處，且第二發光二極體陣列被聚焦於工件220上的安置於正被暴露至離子束610的部分下方的位置處。在此實施例中，光學裝置640可為固定的，因為每一發光二極體陣列的目標未發生變化。在另一實施例中，光學裝置640可移動，以使來自發光二極體陣列630的光基於掃描方向221而被聚焦於兩個不同位置中的一者處。
圖6示出正經由光學裝置640（例如透鏡）聚焦的光。然而，其他實施例也是可能的。舉例而言，在另一實施例中，光學裝置640可為聚焦鏡。在此實施例中，來自發光二極體陣列630的光可被聚焦鏡反射及聚焦。如上所述，所述光可被聚焦於正被暴露至離子束610的位置處，或者可被聚焦於不久將被暴露至離子束610的位置處。
此外，可在多種不同環境中利用在各種實施例中所述的發光二極體陣列。
在一個實施例中，如上所述，發光二極體陣列用於在工件的一部分暴露至離子束之前或與其暴露至離子束同時對所述部分進行預先加熱。此可用于利用正由離子束執行的工藝的溫度敏感性。
在另一實施例中，發光二極體陣列用於對工件進行預先加熱以匹配正使用的束功率。如此，在單一溫度（即，無“變暖”週期）下進行晶圓的全部處理。
在又一實施例中，發光二極體陣列用於達成熱均勻晶圓處理以補償不均衡的束加熱。舉例而言，在某些情況下，工件的末端（例如掃描期間的上邊緣及下邊緣）可具有類似熱輪廓，所述熱輪廓可在某些熱功率應用方面與工件的中心相差大於10℃。此可能是因為工件的中間可比工件的邊緣更經常暴露至離子束。發光二極體陣列的使用可允許在更大程度上對這些邊緣進行預先加熱，以使其與工件的中心具有大致相同的溫度。
在再一實施例中，工件沿其外周長的溫度可因台板略小於工件的事實而低於工件的其餘部分。由於此事實，工件的外周長不被台板加熱。發光二極體的使用可允許在更大程度上對此外周長進行預先加熱，以使其溫度更接近工件的其餘部分的溫度。作為另外一種選擇，在某些實施例中，台板用於冷卻工件。在此種情境中，外周長可比工件的其餘部分更暖。發光二極體陣列的使用可允許在更大程度上對工件的其餘部分進行預先加熱，以使其溫度更接近外周長的溫度。
儘管發光二極體陣列可用於選擇性地加熱工件，但要注意，此設備可與其他加熱技術結合使用。舉例而言，發光二極體陣列可與被加熱的台板結合使用。
本發明的範圍不受本文所述具體實施例的限制。事實上，除了本文所述者之外，通過前述說明及附圖，本發明的其他各種實施例及修改將對所屬領域的普通技術人員顯而易見。因此，此種其他實施例及修改旨在落于本發明的範圍內。此外，儘管本文中已在用於特定用途的特定環境中的特定實施方式的上下文中闡述了本發明，但所屬領域的普通技術人員將認識到，其適用性並不僅限於此，而是本發明可在用於任何數量的用途的任何數量的環境中有利地實施。因此，應慮及本文所述本發明的全部範圍及精神來解釋所述申請專利範圍。
100、520、630‧‧‧發光二極體陣列
100a‧‧‧第一發光二極體陣列
100b‧‧‧第二發光二極體陣列
110、400、410‧‧‧發光二極體
200、260、280、500‧‧‧系統
201、501、601‧‧‧離子源
202、502‧‧‧提取孔
203‧‧‧側
210、510、610‧‧‧離子束
220‧‧‧工件
221‧‧‧掃描方向
240、300、310、320‧‧‧位置
250、550、650‧‧‧控制器
270‧‧‧提取電極
530、640‧‧‧光學裝置
620‧‧‧處理室
為更佳地理解本發明，參照附圖，所述附圖併入本案供參考且在附圖中： 圖1A是根據一個實施例的發光二極體陣列的立體圖。 圖1B是圖1A所示發光二極體陣列的一個實施例的放大圖。 圖1C是圖1A所示發光二極體陣列的第二實施例的俯視圖。 圖2A說明利用發光二極體陣列的第一系統。 圖2B說明在圖2A中所示第一系統的變型。 圖2C說明在圖2B中所示系統的變型。 圖3是圖2A所示系統的俯視圖。 圖4A至圖4E示出加熱及暴露工件的順序。 圖5說明利用發光二極體陣列的第二系統。 圖6說明利用發光二極體陣列的第三系統。
100a‧‧‧第一發光二極體陣列
100b‧‧‧第二發光二極體陣列
200‧‧‧系統
201‧‧‧離子源
202‧‧‧提取孔
203‧‧‧側
210‧‧‧離子束
220‧‧‧工件
221‧‧‧掃描方向
240‧‧‧位置
250‧‧‧控制器

Claims (15)

  1. 一種工件處理系統，包括： 離子源，具有提取孔，所述提取孔具有寬度，其中所述提取孔位於所述離子源的一側上； 第一發光二極體陣列，與工件相鄰地安置於所述提取孔的一側上，所述第一發光二極體陣列具有第二寬度且平行於所述提取孔；以及 第二發光二極體陣列，與所述工件相鄰地安置，所述第二發光二極體陣列平行於所述提取孔且位於所述提取孔與所述第一發光二極體陣列相對的一側上，所述第二發光二極體陣列具有所述第二寬度， 其中所述第一發光二極體陣列及所述第二發光二極體陣列分別包括排列成多個行及至少一個列的多個發光二極體。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的工件處理系統，還包括控制器，所述控制器與所述第一發光二極體陣列及所述第二發光二極體陣列進行通信以選擇性地啟動所述多個發光二極體。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的工件處理系統，所述控制器包括記憶元件，所述記憶元件具有熱圖，其中所述控制器利用所述熱圖選擇性地啟動所述多個發光二極體。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的工件處理系統，所述第一發光二極體陣列及所述第二發光二極體陣列與所述提取孔相鄰地安置於所述離子源的所述一側上。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的工件處理系統，還包括安置於所述離子源與所述工件之間的一個或多個提取電極，其中所述第一發光二極體陣列及所述第二發光二極體陣列安置於最靠近所述工件而安置的所述提取電極上。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的工件處理系統，來自所述第一發光二極體陣列及所述第二發光二極體陣列的光近似平行於自所述提取孔提取的離子束。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的工件處理系統，來自所述第一發光二極體陣列及所述第二發光二極體陣列的光朝向自所述提取孔提取的離子束而聚焦。
  8. 一種工件處理系統，包括： 離子源，形成具有寬度的離子束，其中離子束被聚焦於工件的區域上； 發光二極體陣列，包括被排列成多個行及至少一個列的多個發光二極體；以及 光學裝置，用以將自所述多個發光二極體發出的光引導向所述工件的所述區域。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的工件處理系統，所述離子源包括束線離子植入機。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的工件處理系統，所述光學裝置包括透鏡或聚焦鏡。
  11. 如申請專利範圍第8項所述的工件處理系統，所述離子源包括等離子體室。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的工件處理系統，所述光學裝置安置於所述等離子體室的壁上，且自所述多個發光二極體發出的所述光穿過所述等離子體室。
  13. 一種處理工件的方法，包括： 選擇性地以自發光二極體陣列中的第一發光二極體發出的光加熱所述工件上的第一位置； 沿掃描方向掃描所述工件；以及 在所述加熱之後，將所述第一位置暴露至離子束。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的方法，還包括：選擇性地在以自所述發光二極體陣列中的第二發光二極體發出的光加熱所述第一位置的同時，選擇性地以自所述發光二極體陣列中的所述第一發光二極體發出的光加熱所述工件上的第二位置。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的方法，還包括：在將所述第一位置暴露至所述離子束的同時，選擇性地以自所述發光二極體陣列中的所述第一發光二極體發出的光加熱所述工件上的第二位置。
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