TW483072B - Ion implantation apparatus - Google Patents

Description

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本發明係有關於一離子植入裝置，且更特別在於一用 於半導體製造方法中，將離子均勻地植入到晶圓表面之上 的離子植入裝置。 I知技藝之簡單說明 一般而言，離子植入程序係為用來製造一半導體的其 中之一程序，該程序藉著將外側之顆粒強迫加速成平順流 動之電流，將雜質插入於一晶圓之特殊部分。換言之，當 離子束或晶圓保持水平或垂直移動之同時，將離子插入到 晶圓之整個表面。 習知技藝之離子植入裝置（諸如於日本專利Hei [ 04-283923號專利案中所揭露者；以及如第1圖中所示之裝 置）包含有：平行的離子束輻射構件1〇，該構件用來輻射離 1 子束A ; —支撐板12,該支撐板用來支撐一晶圓n ;俯仰 | 驅動構件14，該俯仰驅動構件藉著插入一驅動軸13，用來 j 驅動支撐板12之上升，該驅動軸整體地安裝於支撐板12之 底部^及-靜電通量型式之充電監視器15，接近離子纟 ； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A之底部配置該監視器，該離子束將會通過一狹縫17或一 ·丨丨 光罩16。 ] 因此’當平行的離子束輻射構件1〇輻射離子束A ,加 |

上晶圓11裝載於支撑板12之上，用來植入離子之時，藉著 | I 一單獨的加速管使已經通過光罩16之狹縫17的離子束A加 ] 速’且接著將離子植入到晶圓11。此時，雖然支撐板12係 ί 水平或垂直傾斜約7度，驅動軸13係藉著俯仰驅動構件14 . ' 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（2 ) 之操作加以升起，來執行一γ方向掃描程序，以升起支撐 板12。 此時’晶圓11之頂部與底部藉著：由於支撐板12的斜 率’導致驅動軸13到最高位置與最低位置之一相對距離X 來加以定位。 如此距離X使離子束A從平行離子束輻射構件1〇輻 .射’並到達晶圓11帶來距離之差異，以便使不同的離子分 佈植入到晶圓11之上。因此，整個晶圓丨丨之離子植入不同 分佈導致不同的問題，諸如一半導體裝置之不規律品質； 以及不能滿足一品質產品之需求。 發明之概要 因此，揭露本發明來解決上述之問題，且本發明其中 之一目標係在於提供一離子植入裝置，該離子植入裝置使 一升起晶圓之頂部與底部之間的距離減到最小，來確保一 裝置之品質一致性，並根據晶圓之尺寸，適當地改變一掃 _ 描轴的斜率。 為了達成本發明前述之目標，提供一離子植入裝置， 該裝置包含有： 掃描軸維持構件，該構件用來改變掃描軸之斜率； 水平維持構件，該構件具有一水平轉換構件，該水平 轉換構件與一俯仰構件耦合，該俯仰構件根據第一驅動馬 達之操作而升起，用來向前或向後移動到水平方向； 垂直維持構件，該構件具有一垂直轉換構件，該垂直 轉換構件與水平轉換構件之一尾端耦合，用來升起到垂直 I I -----I I I ^--------•線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

483072 A7 五、發明說明（ 方向；以及 一傾卸裝置，該傾卸裝置安裝於垂直轉換構件之一尾 端’用來裝載或卸載晶圓。 根據本發明，依照需求，將掃描軸之斜率改變到一預 先決定之角度係為可行者，使裝載位置以及卸載位置與水 平維持構件以及垂直維持構件保持不變，藉著維持（而非改 變）掃描軸之斜率，來藉其方便地按照晶圓的尺寸，適當的 控制掃描軸之斜率，且當隨著掃描轴之斜率升起晶圓，獲 得晶圓之最高位置與最低位置時，使晶圓之頂部與底部之 間的距離減到最小，以便達成使離子均勻散佈到晶圓表面 之上，並改良產品之品質。 圖式之簡單說明 為了進一步了解本發明之本質與目標，應參考以下之 洋細說明’配合附加之圖式，其中·· 第1圖係為一簡圖，用來顯示一習用之離子植入裝置； 第2圖係為一簡圖，用來顯示一本發明之離子植入裝 置； & 態 第3圖係為一部份透視圖，用來顯示一掃描軸之耦合狀 該掃描軸係為本發明之一重要零件； 構

I 第4圖係為一橫截面圖，用來顯示水平維持構件之結 該水平維持構件係為本發明之一重要零件. 第5圖係為_橫截面圖，用來顯示垂直維持構件之結 構’該垂直維持構件係為本發明之一重要零件^ . 第6圖係為一部份橫截面圖，用來顯示水平與垂直維持 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公茇） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 483072 A7 . B7 五、發明說明（4 ) 構件之耦合狀態，該水平與垂直維持構件係為本發明之重 要零件； 第7圖顯示本發明之一離子植入裝置中，一晶圓之裝載 或卸載狀態；且 第8圖顯示於本發明之一離子植入裝置中移動一晶圓 之操作狀態。 發明之詳細說明 將參考本發明之一較佳具體實施例詳細說明本發明。 第2圖顯示本發明之一離子植入裝置。此時，參考數字 20代表一真空室。一開孔22係形成於真空室之一側，用來 使離子束21從一離子輻射構件（未顯示）輻射。 一固定構件30係附裝於真空室20之底部，且一掃描軸 40係耦合到固定構件30之一側，用來轉動到一預先決定之 角度。掃描軸40係與一俯仰構件42耦合，該俯仰構隨著第 一驅動馬達41之操作而升起，該第一驅動馬達於掃描轴40 之頂部耦合，用來向前或向後轉動。 此外，掃描軸維持構件50係配置於掃描軸40之下部， 用來將掃描軸40角度傾斜到適當的程度。 如第3圖中所示，掃描轴維持構件50包含有：一鉸鏈插 銷51，來使掃描轴40於固定構件30之一側向表面靠鉸鏈轉 動；一弧形齒輪部分52形成於掃描軸40之底部；以及一馬 達齒輪54，使其可以根據第二驅動馬達53之操作，藉著轉 動一預先決定的角度，來調整掃描軸4〇之斜率。 另一方面，水平維持構件60係附裝到俯仰構件42，該 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝-----1---訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 智 慧 財 員 工 消 費 合 作 社 印 製 483072 五、發明說明（ 俯仰構件於掃描軸40之中升降。 如第4圖中所示，水平維持構件60包含有：一圓柱61， 該圓柱以其一側開啟之方式安裝於俯仰構件42的一側；一 具有一螺紋軸62之第三驅動馬達63安裝於圓柱61之一側； 以及一水平轉換構件64，該水平轉換構件插入圓柱61之 中’並與螺紋軸62旋轉固定。 另外’ 一穿孔65係形成於水平轉換構件64之一尾端。 水平轉換構件64根據螺紋軸62向前或向後之轉動而向 前或向後移動，該螺紋轴藉著第三驅動馬達63所驅動。 另一方面，垂直維持構件70係耦合於水平維持構件6〇 之一尾端。 垂直維持構件70係以類似水平維持構件6〇之結構加以 構造。如第5圖中所示，垂直維持構件7〇包含有：一圓柱71， 該圓柱於其一側具有一開孔；一第四驅動馬達73以一螺紋 軸72來向前與向後轉動，安裝於圓柱71之一尾端；以及一 垂直轉換構件74，該垂直轉換構件以其一側與螺紋軸72旋 轉固定插入到圓柱71之中。 垂直維持構件70係藉著連接構件8〇之插入，而耦合於 水平維持構件60之一側向表面。如第6圖中所示，連接構件 80具有一突出部分81，加上一孔81a形成於圓柱了丨之一側向 表面，且突出部分81之一尾端係固定於圓柱61之一尾端， 該處係插入一第五驅動馬達83 ,且與一轉動軸82固定，其 穿透進入穿透孔65之内。 一用來支標之蓋構件84係形成於突出部分81的外側。 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱）

頁 訂 發明說明（6 ) 此外，由於轉動軸82之一尾端穿過圓柱61之穿透孔 65，該尾端係固定於突出部分81的孔81a之中，轉動軸82 藉著第五驅動馬達83之驅動而轉動，將垂直維持構件7〇轉 到一預先決疋之角度以保持其垂直狀態，例如，掃描軸之 維持角度。 除此之外，一傾卸裝置90係耦河道垂直維持構件7〇之 一上尾端，用來裝載或卸載晶圓W。 此時，傾卸裝置90係以：一支撐構件91安裝於垂直轉 換構件74之一尾端；一轉動構件92與支撐構件91耦合，用 來藉著驅動構件（未顯示）之操作，轉到一預先決定之角 度；以及一支架93耦合於轉動構件92之一尾端，用來裝載 或卸載加以構造。 於如此構造之本發明的離子植入裝置之中，當於真空 室20之中保持一預先決定程度的真空狀態之同時，晶圓w 係裝載於傾卸裝置90，用於離子之植入。 此時，可以依照晶圓W之尺寸；或離子植入的狀況， 改變掃描轴40之斜率。如果要改變掃描軸4〇之斜率，與改 變相關之數值係輸入到一輸入部分（未顯示），且一控制部 分接著根據該數值驅動第二驅動馬達53，來改變掃描軸之 斜率。 換言之，如果第二驅動馬達53根據一藉由控制單元傳 送之信號，向前或向後轉動到一預先決定的角度，則馬達 齒輪54轉動到相同的角度，且與馬達齒輪54互相嚙合之齒 輪部分52於鉸鏈插銷51之中心轉動到一預先決定的角度。 483072 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（7 ) 結果，使掃描軸40轉動同輸入之一傾斜角度。 當掃描軸40之斜率改變之時，垂直維持構件70與傾# 裝置90係同樣隨著掃描軸40變更之斜率而傾斜，其係藉^ 連接構件80之第五驅動馬達83的操作所維持。 換言之，如果第五驅動馬達根據掃描軸40之轉動程 度，旋轉到一預先決定之角度時，轉動軸82轉動相同之角 度。如果旋轉轉動軸82，固定於轉動軸82之一尾端的突出 部分81亦隨著轉動軸82而轉動。結果，垂直維持構件7〇係 保持於其垂直狀態，且傾卸裝置90以及掃描轴4〇係保持於 相同的角度。 完成掃描軸40之維持以後，離子植入程序接著將晶圓 W裝載於傾卸裝置9〇之中。 換言之，轉動構件92根據驅動構件（未顯示）之操作而 轉動180度，且支架93係置於上方，如第7圖中所示。因此， 操作水平與垂直維持構件60、70，來將支架93維持在晶圓 W之裝載位置。 此時，藉由水平維持構件60之操作得到傾卸裝置90之 水平維持。首先，根據第三驅動馬達63之操作，螺紋軸62 向則或向後之轉動，使水平轉換構件64向前或向後移動來 維持水平。 另一方面，垂直轉換構件74藉著螺紋軸72之操作而上 升該螺紋軸根據第四驅動馬達73之操作而向前或向後轉 動’以至於升起安裝於垂直轉換構件74之一尾端的傾卸裝 置90 〇 本紙張尺度適財_冢標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公餐） 10 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 B7 經濟部智慧財t局員工消費合作社印製 五、發明說明（ 因此，傾卸裝置90之上升使支架93移動到晶圓w的裝 載與卸載位置成為可行者。於是，一配備於支架93之上的 機器人或是其他類似構件（未顯示），在裝載與卸載位置操 作來裝載或卸載晶圓W。 疋成晶圓W之裝載程序後，操作轉動構件92，來將支 架93轉動到起始狀態，且操作水平與垂直維持構件6〇、7〇， 來將晶圓W朝向開孔22定位。 此時，誘導藉著離子輻射裝置（未顯示）所輻射之離子 束21 ,使其經過開孔22進入真空室2〇之中，第一驅動馬達 41重複向前與向後轉動，來升起晶圓w。 換言之，俯仰構件42根據第一驅動馬達41之向前與向 後轉動而重複升起。因此，升起了與俯仰構件42耦合之水 平維持構件60 ,來將離子植入到晶圓冒之表面上，該晶圓 安裝於傾卸裝置90的支架93之處。 完成離子植入之後，操作水平與垂直尾持構件6〇、7〇 ; 以及傾卸裝置90，來將支架93置於卸載位置。接著，卸載 植入離子之晶圓W，且裝載一新的晶圓w。然後，依序執 行上述之程序，來持續晶圓W之離子植入程序。 如以上所描述，可以根據需求，將掃描軸之斜率改變 到一預先決定的角度，使裝載位置以及卸載位置與水平維 持構件以及垂直維持構件保持不變，藉著維持（而非改變） 掃描軸之斜率，來藉其方便地按照晶圓的尺寸，適當的控 制掃描軸之斜率，且當隨著掃描軸之斜率升起晶圓，獲得 晶圓之最南位置與最低位置時，使晶圓之頂部與底部之間 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 11 裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 483072 A7 _B7_ 五、發明說明（9 ) 的距離減到最小，以便達成使離子均勻散佈到晶圓表面之 上’並改良產品之品質。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 483072 A7 B7 五、發明說明（i〇 ) 元件標號對照 --II----1!_ 裝·---l· — — — 訂·！ I! 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10 :離子輻射構件 11 :晶圓 12 :支撐板 13 :驅動軸 14 :俯仰驅動構件 15 :充電監視器 16 :光罩 17 :狹縫 20 :真空室 21 :離子束 22 :開孔 30 :固定構件 40 ·掃描轴 41 :第一驅動馬達 42 :俯仰構件 50 :掃描軸維持構件 51 :鉸鏈插銷 52 :弧形齒輪部分 53 :第二驅動馬達 54 :馬達齒輪 60 :水平維持構件 61 :圓柱 62 :螺紋轴 63 :第三驅動馬達 64 :水平轉換構件 65 :穿孔 70 :垂直維持構件 71 :圓柱 72 :螺紋軸 73 :第四驅動馬達 74 :垂直轉換構件 80 :連接構件 81 :突出部分 81a :孔 82 :轉動軸 83 :第五驅動馬達 84 :蓋構件 90 ··傾卸裝置 91 :支撐構件 92 :轉動構件 93 :支架 A :離子束 X :距離 W :晶圓 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 483072 @面影句 六、申請專利範圍

   第891 19755號專利中請案申請專利範圍修正本 〗.-種離子植入裝置，該裝置包含有修正日期·· 91年2月 離子束真空至，其具有一開孔形成於其一側，用來輻射 掃描軸，其使一第一驅動馬達傾斜來轉動； 用來改變掃描軸斜率之掃描軸安裝構件； 尺平、准持構件，其具有與一俯仰構件耦合之一水平 轉換構件1¾水平維持構件根據第_驅動馬達之操作而 升起，甩來向前或向後移動到水平方向； 垂直維持構件，其具有與水平轉換構件之一尾端耦 合的一垂直轉換構件，用來升起到垂直方向；以及 來 女裝於垂直轉換構件之一尾端的傾卸裝置，用 裝載或卸載晶圓。 包 來 i U利圍第i項之裝置，其中掃描軸維持構件巴 $有·-形成於掃描軸之一尾端之齒輪部#，該齒輪部 刀於一固疋構件與一鉸鏈插銷耦合，用來轉動；一與齒 輪部分互相喃合的馬達齒輪；以及一第二驅動馬達，，、 向前或向後轉動馬達齒輪。 3·如中請料i範”〗項之裝置，其中水平料構件包^ 有·一安裝於一俯仰構件之圓柱：以及一第三驅動馬 達，該馬達以螺紋轴旋轉固定於水平轉換構件，該螺約 轴與圓柱之-尾端輕合，用來向前或向後轉動。 -2 - 本紙張尺度適财顯家鮮（⑽）Α4規格（2歡297公幻 483072 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 4·=申請專利範圍第1項之褒置，其中該垂直維持構件包 • S有· 一女裝於水平轉換構件之一尾端的圓柱；以及一 第四驅動馬達，該馬達以一螺紋軸旋轉固定於垂直轉換 構件，該螺紋轴配置於圓柱之_尾端，用來向前或向後 轉動。 5.如申請專利範圍第i項之裝置，其中連接構件係包括水 平與垂直維持構件之間，用來維持垂直維持辑件之角度 者。 .又 6.如申請專利範圍第5項之裝置’其中連接構件包含有： -第五驅動馬達，該馬達具有_穿透到水平轉換構件之 尾端的轉動軸，·以及一位於轉動軸之—尾端的突出部分 ’且該突出部分突出到垂直維持構件之一側。

   -3- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）