TW202410114A - 校準離子植入裝置的方法 - Google Patents

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Abstract

公開了一種用於離子植入機的晶圓夾持臂的水平取向校準治具。校準治具安裝於離子植入機的製程腔室內。校準夾具包括：橫跨晶圓夾持臂的直徑的裝配板、穿過裝配板的支撐支架、以及位於支撐支架的底端的校準板。校準板的周緣包括多個切口。將校準板旋轉。假使晶圓夾持臂的任何指狀物落入切口中，則轉動的校準板會停止。然後調整指狀物，直到指狀物不會落入切口中為止。

Description

校準離子植入裝置的方法
本發明的實施例是有關於一種校準離子植入裝置的方法。
積體電路形成在半導體晶圓上。光微影圖案化製程使用紫外光將所需的遮罩圖案轉移至半導體晶圓上的光阻。然後可以使用蝕刻製程將圖案轉移到光阻下方的層。使用不同的圖案重複此製程多次，以在晶圓基板上建構不同的層，並製造有用的裝置。
本公開的一態樣提供一種用於校準離子植入裝置的晶圓夾持臂的方法。所述方法包括：將晶圓夾持臂插入水平取向的校準治具中；旋轉校準板；以及調整晶圓夾持臂的任何落入一個或多個切口中的指狀物，直到校準板能夠旋轉而沒有任何指狀物落入校準板的切口中為止。校準夾具包括：橫跨晶圓夾持臂的直徑的裝配板；穿過裝配板的支撐支架；以及位於支撐支架的底端的校準板。校準板的周緣包括一個或多個切口。
本公開的另一態樣提供一種用於修復離子植入裝置的晶圓夾持臂的方法。所述方法包括：替換晶圓夾持臂的一個或多個元件；在離子植入裝置的製程腔室內將晶圓夾持臂移到水平取向校準治具；將晶圓夾持臂插入校準治具中；旋轉校準板；以及調整晶圓夾持臂的任何落入一個或多個切口中的指狀物，直到校準板可以旋轉而沒有任何指狀物落入校準板的所述切口中為止。水平取向校準治具包括：橫跨晶圓夾持臂的直徑的裝配板；穿過裝配板的支撐支架；以及位於支撐支架的底端的校準板，校準板的周緣包括一個或多個切口。
本公開的又一態樣提供一種離子植入裝置。所述離子植入裝置包括：製程腔室、加載鎖固腔室、至少一晶圓夾持臂以及水平取向校準治具。製程腔室包含帶有多個晶圓支撐結構的垂直取向掃描輪。至少一晶圓夾持臂位於製程腔室內，用於將晶圓從加載鎖固腔室傳送到掃描輪的晶圓支撐結構。水平取向校準治具位於製程腔室內。校準治具包括：橫跨所述晶圓夾持臂的直徑的裝配板；穿過裝配板的支撐支架；以及位於支撐支架的底端的校準板。校準板的周緣包括一個或多個切口。
以下公開內容提供用於實施所提供標的物的不同特徵的許多不同實施例或實例。下文闡述組件及佈置的具體實例以簡化本公開。當然，這些僅是實例，且無意進行限制。例如，在以下說明中將第一特徵形成在第二特徵之上或形成在第二特徵上可包括其中第一特徵與第二特徵被形成為直接接觸的實施例，且還可包括其中在第一特徵與第二特徵之間可形成附加特徵以使得所述第一特徵與所述第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本公開可在各種實例中重複使用參考編號及/或字母。此重複使用是出於簡明及清晰目的，而並非自身指示所論述的各種實施例及/或配置之間的關係。
此外，為易於說明，本文中可使用例如“在…下面（beneath）”、“在…下方（below）”、“下部的（lower）”、“在…上方（above）”、“上部的（upper）”等空間相對性用語來闡述圖中所例示的一個元件或特徵與另一元件或特徵的關係。除圖中所繪示的取向以外，所述空間相對性用語還旨在囊括裝置在使用或操作中的不同取向。可以其他方式對設備取向（旋轉90度或處於其他取向），且同樣地可據此對本文中所使用的空間相對性描述語加以解釋。
本申請的說明書以及申請專利範圍中的數值應當理解為包括當減少到相同數量的有效數字時相同的數值以及與所述數值相差小於本申請中所述用以確定數值的類型的常規測量技術的實驗誤差的數值。本文公開的所有範圍都包括所述的端點。
本公開是有關於用於改善離子植入裝置中的晶圓傳輸硬件的校準的方法以及系統。離子植入是一種用於製造半導體器件的製程。將各種原子植入到矽晶格中會改變植入位置中晶格的傳導率，從而可以製造電晶體的各個部分。離子植入機一般包括離子源、束線以及製程腔室。離子源產生離子。束線將離子組織成在離子質量、能量以及種類方面具有高純度的束。然後使用離子束照射製程腔室中的半導體晶圓基板。
在製程腔室內，晶圓夾持臂用於在加載鎖固腔室與掃描輪之間傳輸晶圓。掃描輪包括圍繞中心輪軸以圓形陣列佈置的多個葉片。每個葉片包括一個固持晶圓的晶圓裝配表面。掃描輪圍繞中心輪軸以高速旋轉經過離子束通過的窗。這允許固定在掃描輪上的一批晶圓重複通過離子束，以在晶圓表面之上提供均勻分佈的離子。
由於與晶圓有實體接觸，晶圓夾持臂是一個關鍵組件。更換各種元件或變換零件後，需要對晶圓夾持臂進行校準。校準操作目前需要移除晶圓夾持臂，並不完全可靠。結果，晶圓品質降低，且服務停機時間增加。
本公開是關於不需要從製程腔室移除晶圓夾持臂的校準治具。這提高了校準精度並增加了設備的正常運行時間。圖1為校準治具100的立體圖。圖2為校準治具100的側視圖。參照此二圖，校準治具100包括裝配板110、支撐支架120以及校準板130。
裝配板包括中心梁112以及在其每一端的垂直掛鉤114。每個垂直掛鉤114都是L形的，且晶圓夾持臂（此處未繪示）被保持在垂直掛鉤114與中心梁112之間的適當位置。在中心樑的每一端提供一個栓釘116以及兩個緊固件118。栓釘固定到位。當緊固件鬆開時，每個垂直掛鉤都可以上下移動到所需位置。當緊固件變緊時，每個垂直掛鉤都固定在裝配板上。
裝配板具有長度113、寬度115以及高度117。長度113可以從約300毫米至約400毫米。寬度115可以從約50毫米至約100毫米。高度117可以從約30毫米至約100毫米。
支撐支架120穿過裝配板110中的孔（不可見），用於將校準板130連接到裝配板110。支撐支架包括軸122以及旋鈕或緊固件126。軸延伸穿過裝配板110並在其下方，軸的下端支撐校準板130。軸的上端連接到旋鈕，旋鈕位於裝配板的上表面上。軸一般為圓柱形，可以是空心的，也可以是實心的。旋鈕可用於旋轉支撐支架120以及校準板130。軸122的直徑123以及旋鈕126的直徑127各自為約10毫米至約100毫米。軸的直徑123小於旋鈕的直徑127。直徑123、直徑127都小於裝配板的寬度115。校準板130附接到軸122的下端。裝配板110與校準板130之間的距離125為約30毫米至約100毫米。
圖3為校準板130的平面圖。如此處所示，校準板為圓形，但也可以使用其他形狀，例如矩形。一個或多個切口140存在於校準板130的周緣132（虛線）。在特定實施例中，有多個（即兩個或更多個）切口圍繞周緣等間距隔開。在此處的說明中，圖示了8個切口。校準板的寬度或直徑135（取決於其形狀）為約150毫米至約300毫米，且可以依據晶圓夾持臂處理的晶圓的尺寸而改變。
正如稍後將看到的，切口的形狀使得假使晶圓夾持臂的指狀物校准或調整不當，則指狀物將落入切口中。圖4A至圖4C顯示切口的三種不同的可能形狀。
在圖4A中，切口140是矩形的，具有深度142以及長度144。在一些實施例中，深度可為約1毫米至約2毫米。長度可為約2毫米至約4毫米。需要注意的是，長度是以校準板開口的大小來量測。深度是根據切口垂直於周緣伸入校準板的距離來量測。
在圖4B中，切口140具有橢圓形狀。橢圓的深度142可以從約1毫米至約2毫米。橢圓的長度144可以從約2毫米至約4毫米。
更一般而言，如圖4C所看到的，切口140具有多邊形形狀。只要晶圓夾持臂的指狀物能夠落入切口中，切口的形狀就不是特別重要。切口的深度142可以是約1毫米至約2毫米。切口的長度144可以是約2毫米至約4毫米。
校準治具用於在離子植入裝置的製程腔室中使用的晶圓夾持臂上校準指狀物。圖5至圖7是晶圓夾持臂的一個實施例的不同視圖。圖5為晶圓夾持臂的底座202的立體圖。圖6為帶有附接到底座的附加組件的晶圓夾持臂的底部立體圖。圖7為晶圓夾持臂的平面圖。
首先參照圖5，晶圓夾持臂的底座202是實體組件，其成形為圍繞圓形空間210，且指狀物230可將圓形晶圓夾持及支撐於圓形空間210中。圓形空間的內徑211可以從約150毫米至約300毫米，取決於晶圓夾持臂正在處理的晶圓的尺寸。值得注意的是，校準板130的直徑135小於內徑211。
孔212存在於沿著圓形空間的周緣的臂中。換句話說，底座被成形為包括兩個弓形部分214，其末端被孔212分開。包括兩個弓形部分的底座的外徑205可以是約300毫米至約400毫米。底座的高度207可以是約15毫米至約50毫米。底座的遠端包括凸緣216，凸緣216用以將晶圓夾持臂連接到用於移動晶圓夾持臂的接合點（圖未示）。
圖6顯示晶圓夾持臂200的底部，其中包括裝上附加組件的底座。夾持臂具有多個指狀物230，用於夾持圓形晶圓的邊緣。如此處所示，夾持臂具有六個沿周向設置的指狀物。每個指狀物安裝在支撐件222上，支撐件222適於圍繞在夾持臂底座202的底部上的樞軸點224旋轉。圓周圈226圍繞著所有的指狀物230。圈226通過彈簧228連接到每個指狀物230，其中彈簧228將圈226連接到支撐件222。圈226也與氣壓缸220接合。當啟動氣壓缸220來周向移動圈226時，每個彈簧228將使支撐件222圍繞其樞軸點224樞轉。因此，所有指狀物230將與圈226同時移動。每個指狀物將徑向向內移動以抓住晶圓。
晶圓夾持臂上可以視需要存在其他量測工具。例如，每個指狀物或支撐件可以包括應變儀或其他位置檢測感測器，用於檢測指狀物何時接觸到晶圓，並用於控制指狀物施加於晶圓的力。
參照圖7的平面圖，在圖6可見的許多移動部件在此無法看見。然而，可以看到氣壓缸220以及指狀物230在圓形空間210內的位置。
圖8A以及圖8B為說明經校準的晶圓夾持臂與未經校準的晶圓夾持臂的操作之間的差異的底視示意圖。在這兩個圖中，晶圓夾持臂200都處於「打開」的位置，此時指狀物230不應接觸晶圓105。在圖8A的圖中，經校準的指狀物230不接觸晶圓105。然而，在圖8B的圖中，一個指狀物沒有被正確校準，結果意外接觸到晶圓105。一般而言，所有的指狀物都應該以相同的方式動作（全部接觸晶圓，或者是全部都不接觸晶圓），不正確的校準會導致指狀物以意想不到且與他者不同的方式作動。
圖9為依據一些實施例說明用於修復以及校準離子植入裝置的晶圓夾持臂的方法900的流程圖。方法中的一些步驟也在圖10A至圖11B中示出。
最初，假設離子植入裝置未運行。在步驟905中，晶圓夾持臂的一個或多個元件被替換或固定。例如，此類元件可包括先前在圖6中描述以及圖示的氣壓缸220、圓周圈226、支撐件222、彈簧228或指狀物230。這個步驟是手動執行的。
接著，在步驟910，將晶圓夾持臂移到校準治具。校準治具本身位於離子植入裝置的製程腔室內，稍後將說明。在可選的步驟913中，晶圓夾持臂是水平取向的。換句話說，晶圓夾持臂的兩個弓形部分214處於相同高度。在步驟915，將晶圓夾持臂插入校準治具中。
步驟915的結果在圖10A以及圖10B中以部分視圖示出。如圖10A所見，晶圓夾持臂200的兩個弓形部分214位於中心梁112與垂直掛鉤114之間。換句話說，裝配板的高度117大於底座的高度207。校準板130位於圓形空間210內。值得注意的是，校準治具100為水平取向，使得校準板130也水平取向。步驟910以及步驟915可以藉由使用控制器移動晶圓夾持臂來執行，也可以由人手動執行。
在可選的步驟920中，校準板與晶圓夾持臂的指狀物對齊（參見圖10B）。校準板應與指狀物處於相同高度，以便指狀物可以接合校準板。然而，在特定實施例中，晶圓夾持臂的尺寸以及因此裝配板與校準板之間的距離是預先已知的，因此裝配板與校準板之間的距離是固定的。
繼續，然後在步驟925中，旋轉校準板130。舉例而言，此可藉由旋轉旋鈕126來完成。假使指狀物未進行正確調整，則指狀物將落入校準板中的切口，且校準板將停止旋轉或轉動。
在圖11A及圖11B的側視圖中圖示出此種情況。在這兩個視圖中，為了便於理解，增加了夾持臂200的指狀物230的尺寸。在圖11A，當指狀物正確校准之後，校準板將繼續旋轉，且不會被指狀物中止。在圖11B，假使指狀物在水平或垂直方向上未正確校準，則指狀物的某些部分將落入切口中並與切口的一側接觸，如右側指狀物230所示。這會導致校準卡住、發出明顯的聲音、停止旋轉或提供一些指狀物未正確調整的其他感覺提示。當指狀物太鬆或太緊時，就會發生此種情況。假使未校準，則可能會發生晶圓邊緣損壞，或者晶圓可能在從一個位置傳送到另一個位置的過程中掉落。
值得注意的是，校準板130中切口的數量與晶圓夾持臂上的指狀物230數量之間沒有相關性。舉例而言，校準板130可以具有一個或多個切口，且圖示為具有八個切口。只要校準板可以旋轉使得切口經過每個指狀物，這對於本公開的方法就足夠了。
在步驟930中，將任何落入切口中的此類指狀物的位置都調整到可接受的位置。例如，可以通過改變指狀物相對於支撐件的位置、或者通過改變支撐件圍繞樞軸點的位置、或者通過鬆開或擰緊彈簧等方式進行調整。這些調整可以是由使用者手動進行。
在步驟940，旋轉校準板並調整指狀物，直到校準板可以完全旋轉，而沒有任何指狀物落入校準板的切口中為止。在步驟945，方法結束。步驟920至步驟940也由人手動執行。
將校準治具100固定在離子植入裝置的製程腔室內。現在參照圖12，這可以例如以兩種方式中的其中一種方式來完成。首先，如圖所示，軸122也延伸到裝配板110上方。軸在裝配板上方的這個部分可以具有約300毫米至約800毫米的高度121。在此實施例中，緊固件126可以徑向收緊，以將裝配板110固定在沿著軸122的特定高度處。然後可以將軸的頂端附接到製程腔室內的天花板或頂牆。作為另外一種選擇，從裝配板水平延伸的栓釘116中的一個栓釘116可以附接到製程腔室的側壁。
圖13為圖示依據本公開的一些實施例的離子植入裝置的一部分的立體圖，顯示出製程腔室300以及用於在製程腔室外部的大氣壓力與製程腔室內的真空壓力之間傳送晶圓的周邊設備。
從圖13的左側開始，設備前端模組(EFEM)是自動材料處理系統(AMHS)的一部分的一種結構，用於在晶圓載具與製程腔室之間移動半導體晶圓基板。EFEM採用四面外殼的形式，包括過濾風扇單元(FFU)，用於向外殼的內部環境提供層流氣流。EFEM的底板通常是穿孔的，向下的氣流將污染物從內部以及EFEM吹出。外殼的正面包括一個或多個可以安裝晶圓載具的裝載埠，晶圓載具例如前開式統一吊艙(FOUP)、前開式裝運箱(FOSB)或標準機械介面(SMIF)。此處圖示出四個裝載埠302，未示出EFEM的其餘部分，以露出EFEM的內部。未圖示出晶圓載具。
繼續，加載鎖固腔室304位於EFEM的與裝載埠302相對的一側。加載鎖固腔室包含氣密的內部容積，且能夠在高壓狀態與低壓狀態之間切換內部壓力容積，從而允許保持製程腔室內的真空環境，同時也允許晶圓移動進出製程腔室。
一個或多個機器人載具加載/卸載臂306存在於EFEM中，用於在裝載埠302與加載鎖固腔室304之間移動晶圓，可以是從裝載埠卸載晶圓，或者是將處理過的晶圓放回晶圓載具中。載具加載/卸載臂306將晶圓從裝載埠移動到旋轉升降平臺308。在進入製程腔室之前，每個晶圓通常包括光阻層，所述光阻層形成僅暴露出晶圓的某些區域的遮罩，且定義出將植入離子的位置。
存在有預對準器310。在這方面，通常會在晶圓基板中切出一個小的切口，以便在每次處理步驟期間在可重複的取向上對齊。預對準器用於識別晶圓基板的取向，因此晶圓基板可以正確定位在已知取向。然後升降平臺308將晶圓向上升到盒加載卸載臂312，此舉將晶圓從升降平臺移到晶圓盒314，晶圓盒314可以容納多個晶圓，用於進行半連續或批次離子植入製程。還圖示出的是虛設晶圓盒316，虛設晶圓盒316也可用於在加載/卸載之間的中間位置固持晶圓，以提供額外的容量。
一旦晶圓盒314滿載了，則將晶圓盒314移入在大氣壓下加壓的加載鎖固腔室304。關閉進入加載鎖固腔室的大氣側閘門。然後將加載鎖固腔室抽真空，以將其壓力降低到存在於製程腔室300中的真空壓力。然後打開進入加載鎖固腔室的真空側閘門。
在製程腔室內，存在有垂直取向的掃描輪320。掃描輪320包括圍繞中心輪軸324以圓形陣列佈置的多個晶圓支撐結構322。每個支撐結構322都包括晶圓裝配表面326，晶圓裝配表面326具有將晶圓固持到位的傳統結構。在製程腔室內圖示出兩個晶圓夾持臂200。每個晶圓夾持臂都能夠在晶圓盒314中的晶圓的水平方向與晶圓支撐結構322的垂直方向之間移動。還圖示了校準治具100，校準治具100固定就位於製程腔室300的內部空間內。校準治具遠離掃描輪，且靠近晶圓夾持臂及加載鎖固腔室。此處未圖示允許進入製程腔室的內部空間（例如用於維修以及維護製程腔室內的各種元件）的門。
當操作時，掃描輪320圍繞中心輪軸324以高速旋轉經過離子束通過的窗330。此舉允許離子束重複通過裝配在掃描輪上的一批晶圓，藉以在晶圓表面之上提供均勻分佈的離子。圖13未示出可用以產生真空、或產生或分析離子束、或驅動掃描輪、量測或控制製程腔室內的環境變數等的各種系統。
圖14為離子植入裝置或離子植入機(未按比例繪製)400的示意圖，且製程腔室300是離子植入裝置或離子植入機400的一個組件。如前所述，離子植入通常在真空環境中進行。離子植入機系統包括離子源410。離子源包括電弧室420。電弧室的一端包括陰極422，金屬長絲424位於陰極422中，陽極426存在於電弧室的另一端。陰極以及長絲可以由任何適合的材料製成，例如難熔金屬或合金。在特定實施例中，此類材料可以包括鈮、鉬、鉭、鎢、錸、以及其合金及組合。在特定實施例中，陰極以及長絲包含鎢。
金屬長絲耦接到能夠供應大電流的第一電源供應器430。當被電流加熱時，金屬長絲會釋放電子。當來自長絲的電子撞擊陰極時，陰極會發射二次電子。源磁鐵432在電弧室內部產生磁場以限制電子。氣源434供應摻雜氣體（例如，BF 3或AsH 3或GeF 4或PH 3）至電弧室。然後在陰極以及陽極上施加高電壓以產生電漿。然後偏壓的引出電極440可以通過電弧室的出口孔/狹縫428從電漿中提取離子。可以對位在電弧室的與引出電極相對的另一端的排斥器436加偏壓以排斥離子並將離子發送通過出口狹縫。引出電極本身包括離子束450通過的狹縫442。
產生的離子束450進入束線460。離子束先通過質量分析器，在質量分析器中，離子束被聚焦並彎曲一個角度，此角度的範圍例如可以從70°至90°。可以利用電磁場來改變彎曲半徑，從而基於質荷比(m/e)來選擇將離開質量分析器的離子種類。只有具有選定m/e比的所需離子才會離開質量分析器。較輕的離子會撞擊彎曲的內壁，而較重的離子會撞擊彎曲的外壁。可以使用可移動的孔或電磁透鏡將出口定位在所需離子的適當位置。以此方式，僅所需離子被從可能源自離子源的不同離子中選出。然後將選出的離子束加速到所需的能量。其他元件，例如透鏡、電極以及過濾片也可以存在於束線中，以產生最終所需的離子束455。然後使用電磁場將離子束455轉向至製程腔室300。在製程腔室中，晶圓105裝配於掃描輪320上。離子束455通過窗以撞擊每個晶圓基板105的暴露區域，因此這些離子可以作為摻雜劑植入基板中的期望位置/深度。例如，基板可以是由矽、砷化鍺(GaAs)或氮化鎵(GaN)製成的晶圓。在特定實施例中，本公開中描述的離子植入方法使用矽晶圓作為基板。
這些摻雜劑可以使元件或結構具有所需的特性，這對於各種應用都是必不可少的。例如，半導體元件的源極區以及汲極區使用與基板具有不同極性的摻雜劑形成，且允許半導體元件通過閘極電壓來開啟以及關閉。可以通過在基板上的期望位置植入離子來形成源極區以及汲極區。常見的p型摻雜劑可以包括硼、鎵或銦。常見的n型摻雜劑可以包括磷或砷。
使用本公開的校準治具提高了晶圓傳輸的整體精度。無需將晶圓夾持臂從製程腔室中移出即可校準晶圓夾持臂，從而減少維護停機時間且增加製程運行時間。據信此可提高晶圓品質，且將故障排除時間減少多達70%。
此外，之前的校準方法需要將晶圓夾持臂移出並固定於離線的垂直取向夾具上。拆卸以及重新組裝晶圓夾持臂的操作會引入額外的步驟，從而可能會喪失校準。例如，在這些步驟期間移出/施用各種螺釘或主體部件與晶圓夾持臂的碰撞會改變校準。此外，在垂直取向的治具上進行校準時，在治具頂部向下懸掛的指狀物被重力往拉下且變得「更長」。相比之下，在垂直取向的夾具的底部的指狀物變得「更短」。此舉導致位移偏差。指狀物需要1毫米至2毫米的公差，位移偏差可能會超出這些範圍。在新的水平取向夾具中，臂也保持水平取向。結果，指狀物都受到同等重力的影響，且消除了位移偏差。
因此，本公開的一些實施例是關於用於校準離子植入裝置的晶圓夾持臂的方法。將晶圓夾持臂插入到水平取向的校準治具中，所述校準治具包括：橫跨晶圓夾持臂的直徑的裝配板；穿過裝配板的支撐支架；以及位於支撐支架的底端的校準板，校準板的周緣包括一個或多個切口。旋轉校準板。調整晶圓夾持臂的任何落入一個或多個切口中的指狀物，直到校準板能夠旋轉而沒有任何指狀物落入校準板的切口中為止。
在一些實施例中，校準板具有圍繞校準板的周緣間隔開的多個所述切口。在一些實施例中，校準板為圓形。在一些實施例中，每個切口具有約1毫米至約2毫米的深度。在一些實施例中，每個切口具有矩形、橢圓形或多邊形的形狀。在一些實施例中，校準板的直徑小於晶圓夾持臂的內徑。在一些實施例中，裝配板包括在其相對端的垂直掛鉤，垂直掛鉤用於將晶圓夾持臂保持在適當位置。在一些實施例中，校準板位於裝配板下方約30毫米至約100毫米處。在一些實施例中，上述方法還包括在將晶圓夾持臂插入校準治具之前將晶圓夾持臂水平取向。在一些實施例中，校準治具位於離子植入裝置的製程腔室內。
在各種實施例中還公開了用於修復離子植入裝置的晶圓夾持臂的方法。替換晶圓夾持臂的一個或多個元件。然後在離子植入裝置的製程腔室內將晶圓夾持臂移到水平取向校準治具。校準治具包括橫跨晶圓夾持臂的直徑的裝配板；穿過裝配板的支撐支架；以及位於支撐支架的底端的校準板，校準板的周緣包括一個或多個切口。將晶圓夾持臂插入校準治具中，且旋轉校準板。調整晶圓夾持臂的任何落入一個或多個切口中的指狀物，直到校準板可以旋轉而沒有任何指狀物落入校準板的切口中為止。
在一些實施例中，校準板具有圍繞校準板的周緣間隔開的多個切口。在一些實施例中，校準板為圓形。在一些實施例中，每個切口具有約1毫米至約2毫米的深度。在一些實施例中，每個切口具有矩形、橢圓形或多邊形的形狀。在一些實施例中，裝配板包括在其相對端的垂直掛鉤，垂直掛鉤用於將晶圓夾持臂保持在適當位置。在一些實施例中，校準板位於裝配板下方約30毫米至約100毫米處。
在各種實施例中還公開了離子植入裝置。離子植入裝置包括製程腔室以及加載鎖固腔室。製程腔室包含帶有多個晶圓支撐結構的垂直取向掃描輪。至少一個晶圓夾持臂位於製程腔室內，用於將晶圓從加載鎖固腔室傳送到掃描輪的晶圓支撐結構。製程腔室內還存在有水平取向校準治具。校準治具包括橫跨晶圓夾持臂的直徑的裝配板；穿過裝配板的支撐支架；以及位於支撐支架的底端的校準板，校準板的周緣包括一個或多個切口。
在一些實施例中，校準板具有圍繞校準板的周緣間隔開的多個切口。在一些實施例中，校準板位於所述裝配板下方約30毫米至約100毫米處。
前述內容概述了若干實施例的特徵，以使所屬領域中的技術人員可更好地理解本公開的各個態樣。所屬領域中的技術人員應理解，他們可容易地使用本公開作為設計或修改其他製程及結構的基礎來施行與本文中所介紹的實施例相同的目的及/或實現與本文中所介紹的實施例相同的優點。所屬領域中的技術人員還應意識到此種等效構造並不背離本公開的精神及範圍，且他們可在不背離本公開的精神及範圍的情況下在本文中作出各種改變、替代及更改。
100:校準治具 105:晶圓 110:裝配板 112:中心梁 113:長度 114:垂直掛鉤 115:寬度 116:栓釘 117, 121, 207:高度 118:緊固件 120:支撐支架 122:軸 123, 127, 135:直徑 125:距離 126:旋鈕/緊固件 130:校準板 132:周緣 140:切口 142:深度 144:長度 200:晶圓夾持臂 202:底座 205:外徑 210:圓形空間 211:內徑 212:孔 214:弓形部分 216:凸緣 220:氣壓缸 222:支撐件 224:樞軸點 226:圈 228:彈簧 230:指狀物 300:製程腔室 302:裝載埠 304:加載鎖固腔室 306:載具加載/卸載臂 308:升降平臺 310:預對準器 312:盒加載卸載臂 314:晶圓盒 316:虛設晶圓盒 320:掃描輪 322:支撐結構 324:中心輪軸 326:晶圓裝配表面 330:窗 400:離子植入裝置或離子植入機 410:離子源 420:電弧室 422:陰極 424:金屬長絲 426:陽極 428:出口孔/狹縫 430:第一電源供應器 432:源磁鐵 434:氣源 436:排斥器 440:引出電極 442:狹縫 450,.455:離子束 460:束線 900:方法 905, 910, 913, 915, 920, 925, 930, 940, 945:步驟
結合附圖閱讀以下詳細說明，會最好地理解本公開的各個態樣。應注意，根據行業中的標準慣例，各種特徵未按比例繪製。事實上，為使論述清晰起見，可任意增大或減小各種特徵的尺寸。 圖1為依據一些實施例的校準治具的第一實施例的立體圖。 圖2為圖1的校準治具的第一實施例的側視圖。 圖3為校準治具的校準板的平面圖。 圖4A顯示校準板中的切口的第一實施例。 圖4B顯示校準板中的切口的第二實施例。 圖4C顯示校準板中的切口的第三實施例。 圖5為依據一些實施例的晶圓夾持臂的底座的立體圖。 圖6為依據一些實施例的晶圓夾持臂的底部立體圖。 圖7為圖6的晶圓夾持臂的平面圖。 圖8A為顯示經校準的晶圓夾持臂的操作的底視示意圖。 圖8B為顯示未經校準的晶圓夾持臂的操作的底視示意圖。 圖9為依據一些實施例說明用於修復以及校準離子植入裝置的晶圓夾持臂的方法的流程圖。 圖10A為插入校準治具的晶圓夾持臂的立體圖。 圖10B為插入校準治具的晶圓夾持臂的底視圖。 圖11A為正確校準的晶圓夾持臂與校準治具的校準板相互作用的側視圖。 圖11B為未正確校準的晶圓夾持臂與校準治具的校準板相互作用的側視圖。 圖12為插入校準治具的第二實施例中的晶圓夾持臂的立體圖。此處，支撐支架在裝配板上方延伸，也可用於將校準治具連接到製程腔室。 圖13為說明離子植入裝置的一個實施例的一部分的立體圖，顯示出製程腔室以及用於在大氣壓力與製程腔室內的真空壓力之間傳送晶圓的系統部件。 圖14為依據本公開的一些實施例的離子植入裝置或離子植入機的示意圖。
100:校準治具
110:裝配板
112:中心梁
113:長度
114:垂直掛鉤
115:寬度
116:栓釘
117:高度
118:緊固件
120:支撐支架
122:軸
126:旋鈕/緊固件
130:校準板

Claims (1)

  1. 一種用於校準離子植入裝置的晶圓夾持臂的方法，包括： 將所述晶圓夾持臂插入水平取向的校準治具中，所述校準夾具包括： 裝配板，橫跨所述晶圓夾持臂的直徑； 支撐支架，穿過所述裝配板；以及 校準板，位於所述支撐支架的底端，所述校準板的周緣包括一個或多個切口； 旋轉所述校準板；以及 調整所述晶圓夾持臂的任何落入所述一個或多個切口中的指狀物，直到所述校準板能夠旋轉而沒有任何指狀物落入所述校準板的所述切口中為止。
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