TWI511176B - 用於離子植入機的蒸氣壓縮冷凍夾頭以及用以夾緊工件之方法 - Google Patents

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Description

用於離子植入機的蒸氣壓縮冷凍夾頭以及用以夾緊工件之方法
此申請案係為案號第12/113,091號並且在2008年4月30日提出之標題為「氣體軸承靜電夾頭」的美國非臨時申請案之部分連續案，其內容係併入本文中作為參考。
於半導體裝置及其他產品之製造中，離子植入系統被使用於將摻雜物元素植入工件(例如半導體晶圓、顯示面板、玻璃基板)。這些離子植入系統典型被稱為“離子植入機”。
圖1說明離子植入系統10的一範例，該離子植入系統10具有一端子12、光束路徑組件14、及一端部工作站16。大致言之，該端子12中之離子來源18係耦接至電源供給20，以離子化摻雜物氣體及形成一離子束22。該離子束22被引導經過光束操縱裝置24，且離開一孔口26朝向該端部工作站16。於該端部工作站16中，該離子束22轟擊一工件28(例如半導體晶圓、或顯示面板)，該工件28係可分離地安裝至靜電夾頭30。一旦被嵌入該工件28之格架，該等被植入之離子改變該工件之物理及/或化學性質。以此，離子植入被使用於半導體裝置製造中及於金屬拋光中、以及材料科學研究中之各種應用。
於該離子植入期間，因該帶電之離子與該工件碰撞，對於製程能量能以熱之形式建立在該工件28上缺乏對策。 此熱量能使該工件翹曲或破裂，這可導致該工件於一些實施中毫無價值(或顯著地不那麼有價值)。
此外，縱使該工件未成為毫無價值，此非所要求的加熱能造成所傳送之離子劑量與該想要之劑量不同，這能由所想要者改變該功能性。譬如，如果1x1017 原子/立方公分之劑量係想要被植入於剛好在該工件之外表面下方的極薄區域中，意外的加熱可造成該等被運送之離子擴散離開此極薄區域，使得真正達成之劑量係少於1x1017 原子/立方公分。事實上，該非所要求的加熱可在比想要者較大的區域之上“塗上”該被植入之電荷，藉此將該有效之劑量減少到少於所想要者。其他不想要之效果亦可發生。
於其他情況中，其可能會想要在低於周遭溫度之溫度下植入，以允許該夾頭被冷卻至很低之溫度。用於這些及其他理由，冷卻系統已被開發。雖然冷卻系統在其些方面係習知的，諸如於電漿處理設備中，由於靠近該工件之零組件的機械密度，其係極難以將蒸氣冷卻系統整合進入離子植入機。譬如，離子植入機中之靜電夾頭通常係比那些使用於普通的電漿處理設備者非常更複雜的。因此，該等發明家已開發用於冷卻離子植入系統中之靜電夾頭的各種技術，並可減少工件遭受植入之非所要求的加熱。
本發明藉由提供用以將工件夾緊於半導體處理系統中之系統、裝置、及方法克服該等先前技藝之限制。據此， 下文呈現本發明之簡化概要，以便提供本發明的一些態樣之基本理解。此摘要不是本發明之寬廣概觀。其係意欲既不識別本發明之主要或重要元件、也不敘述本發明之範圍。其目的係以簡化形式呈現本發明之一些概念，當作對稍後被呈現之更詳細敘述的前言。
本發明之態樣有關利用蒸氣壓縮冷卻系統之離子植入系統。於一實施例中，該蒸氣壓縮系統中之熱控制器根據理想之蒸氣壓縮循環將冷凍劑流體送經壓縮機及冷凝器，以有助於限制或防止工件在植入期間之非所要求的加熱、或主動地冷卻該工件。
如此，為完成該前面及相關之目的，本發明包括在下文充分地敘述及在該等申請專利範圍中特別指出的特色。以下之敘述及所附圖面詳細地提出本發明之某些說明性實施例。然而，這些實施例係一些各種方式之指示，其中本發明之原理可被採用。當會同該等圖面考慮時，本發明之其他目的、優點、及新穎的特色將由本發明之以下詳細敘述變得明顯。
本發明大致上被引導朝向能會同靜電夾子或夾頭(ESC)被使用之冷卻技術，該靜電夾子或夾頭提供改良之夾緊及熱均勻性，同時進一步減少背面微粒污染。據此，本發明現在將參考該等圖面被敘述，其中類似參考數字可始終被用來意指相像元件。應了解這些態樣之敘述僅只為說明 性，且它們不應被以限制之意義作解釋。於該以下之敘述中，用於說明之目的，極多之特定細節被提出，以便提供本發明之完全理解。然而，對於一熟諳此技藝者將為明顯的是，本發明可沒有這些特定細節地被實踐。
圖2顯示按照本發明的一些態樣之離子植入系統200的一範例。特別地是，圖2之實施例包括可操作地耦接至夾緊控制系統204及蒸氣壓縮冷卻系統206兩者之靜電夾頭202。大致言之，該夾緊控制系統204將工件216選擇性地附著至該靜電夾頭202之嚙合區域218。當該工件216被選擇性地附著至該嚙合區域218時，該蒸氣壓縮系統冷卻該夾頭202，以有助於限制或防止該工件216於植入期間之非所要求的加熱。
該靜電夾頭202包括第一板件230及第二板件232，該等板件通常為分開之零組件，但該等板件於一些實施例中能被熔合成單一本體。該第一板件230包括該嚙合區域218，該工件216係可分離地嚙合至該嚙合區域218。
簡短地參考圖3-4，吾人可看見該嚙合區域218包括中心區域234，該中心區域234通常係相對於一設置繞著該中心區域234之周邊的環狀區域236凹入。因為該中心區域234係相對於該環狀區域236凹入，孔腔238係形成於該工件216的背面區域及該中心區域234之間。此孔腔238限制該工件216及該靜電夾頭202間之直接表面對表面的接觸，藉此有助於限制該工件之污染及限制該工件上之缺陷的數目。
回頭參考圖2，為將該孔腔238耦接至加壓氣體來源212及真空來源214，供給導管240及排氣導管242係分別經由一或多個氣體供給孔口244與該孔腔238流體相通，該等氣體供給孔口244延伸穿過該第一板件之中心區域。
為將該工件216附著至該靜電夾頭，該靜電夾頭202中之電極係藉由該電壓來源210偏向。如此，如圖2所顯示，該夾緊控制器207相對供給至該孔腔238之氣體(其傾向於將該工件216推離該嚙合區域218)平衡該電極上之偏向電壓(其傾向於造成該工件216“附著”至該嚙合區域218)。如此，當該電極被偏向時，該孔腔238中之氣體在某些方面用作一緩衝物。以此方式，該夾緊控制系統204可選擇性地附著該工件216至該嚙合區域218及由該嚙合區域218釋放該工件216，以致離子植入能在該工件上被正確地進行。
為有助於限制或防止工件於植入期間之非所要求的加熱，或使該工件於植入期間冷卻，該靜電夾頭202之第二板件232亦包括一或多個冷卻通道250及流量限制器252。於操作期間，該壓縮機222由一返回導管254承接冷凍劑流體，該冷凍劑流體可為呈蒸氣相。該壓縮機222壓縮該冷凍劑流體(例如氫氟碳、阿摩尼亞、二氧化碳等)，以增加該流體之壓力。該冷凝器224接著藉由從該流體移去熱量而冷凝該被加壓流體，且經過一供給導管256提供該被冷凝之流體朝向該靜電夾頭202。該流體繼續進入該流量限制器252，在此該流體被擴展(蒸發)及冷卻。當該被冷卻之蒸 氣通過進入該冷卻通道250時，該蒸氣由該靜電夾頭吸收熱量。現在被加熱之蒸氣經過該返回導管254返回至該壓縮機222，以遭受另一循環。以此方式，該蒸氣壓縮冷卻系統能有助於調節該夾頭之溫度，以限制或防止非所要求的加熱，或限制或防止主動地冷卻。
優於其他零組件，流量限制器252之使用係有利的，因為其側壁係逐漸變小至於中心區域中較接近在一起與在該流量限制器之遠側端部進一步隔開，且係與被使用於離子植入靜電夾頭之相當密集的布局相容。如此，即使其他零組件(例如閥門)可被使用於一些實施中，於離子植入系統中，流量限制器之使用係特別有利的，因為緊密的幾何形狀限制通常呈現在靜電夾頭中。
圖9顯示一可藉由該蒸氣壓縮冷卻系統所施行之蒸氣壓縮冷凍循環900。於該循環中，該流體係首先藉由增加該壓力而被壓縮於該壓縮機中，這導致等熵的溫度上昇(902)。該流體係接著在恆定之壓力藉由移去熱量被該冷凝器所凝縮(904)。該流量限制器接著使該流體確實在該系統上工作，在此之後，該流體在該冷卻通道中擴展(906)。當該流體擴展時，其由該靜電夾頭吸收熱量(908)。該循環能夠以此方式重複。
圖3顯示一掃描支臂300之範例，該靜電夾頭202能被安裝在該掃描支臂300上，且圖4顯示如所指示之靜電夾頭的橫截面視圖。用於清楚之目的，注意該圖3顯示該靜電夾頭202，而沒有工件附著至其上，同時圖4包括一附 著至該靜電夾頭202之工件216。
如將在下面更詳細地被了解，該掃描支臂300在一樞軸點302與一遠側端部304間之徑向的方向中延伸，其中該遠側端部304包括該嚙合區域218，工件216能被選擇性地附著至該嚙合區域218。一氣體供給導管306及一分開的冷凍劑供給導管308延伸於該樞軸點302與該遠側端部304之間。該氣體供給導管306係經由該一或多個氣體供給孔口244與該孔腔238流體相通。該冷凍劑供給導管308係與該一或多個冷卻通道250流體相通，該一或多個冷卻通道250係與該等氣體供給孔口244及該孔腔238兩者流體隔離。該掃描支臂亦包括一軸向轂部310，該靜電夾頭係藉由該軸向轂部被耦接至該掃描支臂之遠側端部。
用於說明之便利故，圖5A-5F顯示一方式，其中具有一工件216附著至其上之掃描支臂300能及時掃掠越過一離子束22。於圖5A-5C中，掃描支臂300繞著該樞軸點302掃掠該工件216，同時該樞軸點係與該離子束22之中心分開達第一距離y1。於圖5D中，該掃描支臂之樞軸點302已相對該離子束22之中心增量地移動一距離△y。如此，在圖5A-5F中，當該掃描支臂300掃掠該工件216經過該離子束22時，該離子束22與該工件216上之不同區域碰撞。當該離子束22及樞軸點302係相對於彼此增量地移動時，離子植入可繼續直至該整個工件已被植入。此外，該靜電夾頭通常能夠繞著其軸向轂部310(例如藉由312所顯示)旋轉，同時掃描支臂係正以像鐘擺之方式移動。
雖然圖5A-5F顯示一像鐘擺之掃描系統的範例，於其他實施例(未示出)中，該離子束可在一快速掃描速率於第一軸(例如水平軸)上被電力地或磁性地來回掃描，同時在其上選擇性地安裝該工件之掃描支臂係在一緩慢之平移速率於第二軸(例如垂直軸)上平移。於又另一實施例中，該離子束相對於該工件之表面可為靜態的。
圖6說明亦被稱為“ESC”的靜電夾子600之另一實施例的分解立體圖。譬如，圖6所顯示之ESC 600包括一夾緊板件604(於一些實施例中，其亦可被稱為第一板件)、及一冷卻板件608(於一些實施例中，其亦可被稱為第二板件)。第一電極606、及第二電極610亦被包括在該ESC中。雖然僅只第一及第二電極606、610被顯示，其將被了解任何數目之電極被考慮為落在本發明之範圍內。
該夾緊板件604包括一環狀區域612及一被界定在其中之中心區域614，其中該環狀區域大致上被設置繞著該中心區域之周邊。該環狀區域612包括與其有關聯之第一表面618，其中於一範例中，該第一表面被組構成與工件(未示出)造成表面對表面的接觸。該中心區域614包括第二表面628，其大致上係由第一表面618凹入達一預定距離。如此，當該工件係嚙合至該夾緊板件時，一孔腔被界定於該夾緊板件之第二表面628與該工件的背側表面之間。
於一些實施例中，該第二表面628大致上係由該工件之背側表面凹入達大約0及100微米之間。於一特別之範例中，該第二表面628大致上係由該第一表面618凹入達 大約10微米。如此，當一工件被放置在該ESC 600上時，該環狀區域612係可操作來大致上隔離該中心區域614與外部環境(例如真空室、製程室等)。按照一示範態樣，該夾緊板件604之環狀區域612包括彈性體材料(例如彈性體密封件)，其中該彈性體材料大致上界定該第一表面618。該彈性體材料如此在該工件及該夾緊板件604之間提供一密封，其中該中心區域614大致上係與外部環境隔離。
按照另一範例，該夾緊板件604之環狀區域612及中心區域614包括J-R型材料(例如，摻雜以鈦之氧化鋁、摻雜以氧化鈰之氮化鋁等)。J-R材料(例如具有1x108 至1x1012 歐姆-公分間之體電阻率的半導體介電材料)具有優於J-R型ESC 600中之未摻雜材料的優點，因為該夾緊板件604可為相當厚的(例如0.5毫米或更多之厚度)，且不需要藉由機械加工、研磨、或其他技術施行隨後之薄化，以便產生有用之夾緊力量。另一選擇係，該夾緊板件604之環狀區域612及中心區域614包括非J-R材料，其中該ESC 600能被考慮為非J-R或庫侖型夾子。
按照一範例，圖6所說明之ESC 600的第一電極606係與該中心區域614有關聯，且該第二電極610係與該環狀區域612有關聯，其中該第一電極及第二電極係大致上彼此電隔離。例如，該第一電極606及第二電極610的一或多個包括銀、金、鈦、鎢、或其他導電金屬或材料的一或多個。該ESC 600之第一電極606及該第二電極610係分別電連接至個別之第一電壓來源(例如第一電壓電位)及 第二電壓來源(例如第二電壓電位)。
該夾緊板件604另包括與該中心區域614有關聯之複數氣體供給孔口650，其中該複數氣體供給孔口係與一加壓氣體來源或供給(例如圖2中之氣體來源212)流體相通。譬如，該複數氣體供給孔口650被組構成在該夾緊表面(例如該第二表面628)及該工件的表面之間提供氣體之緩衝物(未示出)。
按照又另一實施例，一或多個氣體返回孔口656被界定在該夾緊板件604之中心區域614及環狀區域612的一或多個中。譬如，該一或多個氣體返回孔口656係與一真空來源(例如圖2之真空來源214)流體相通。譬如，該一或多個氣體返回孔口656可包括繞著該環狀區域612及該中心區域614間之介面設置的一或多個溝槽及孔洞，如此經過該ESC 600提供一用於該緩衝氣體(未示出)之排氣路徑。
譬如，該環狀區域612係可進一步操作來在該工件的表面120及該ESC 600之間提供實質的密封，其中該緩衝氣體大致上被維持在藉由該環狀區域、該中心區域614、及該工件所界定之體積內。藉由控制來自該複數氣體供給孔口650及退回經過該一或多個氣體返回孔口656(例如經由圖2之氣體來源及真空來源)的緩衝氣體之壓力及流量，該夾緊板件604係可操作至提供第一力量，以大致上由該ESC 600推開該工件。來自該複數氣體供給孔口650之緩衝氣體的壓力及流量可如此大致上反作用靜電力量，該靜電力量與經由該第一電壓來源與該第二電壓來源施加至該第一電 極606及該第二電極610之電壓電位有關聯。在該工件及該夾緊板件604的至少中心區域614之間，力量之此一反作用或平衡係如此可操作至提供一大致上無摩擦的介面。再者，藉由控制來自該複數氣體供給孔口650與經過該一或多個氣體返回孔口656之緩衝氣體的壓力及流量，該工件及該ESC 600間之熱傳送亦可被控制，視該緩衝氣體之流量及溫度而定。
於一範例中，該一或多個氣體返回孔口656具有大約2毫米或更少之直徑，然而，各種其他尺寸設計之孔洞亦被考慮為落在本發明之範圍內。例如，該一或多個氣體返回孔口656能具有大約500微米之直徑。該等氣體返回孔口之尺寸能基於壓力及流量比率被變動，且如此能對於該ESC 600之任何給定的應用被最佳化。
於另一選擇中，圖6的一或多個氣體返回孔口656包括一或多個裂口(未示出)，其中該一或多個裂口大致上沿著該環狀區域612及該中心區域614間之介面延伸一段預定距離(未示出)。譬如，該一或多個裂口可包括線性或拱形裂口，其中如沿著該ESC 600之半徑延伸時所測量，當在該環狀區域612及該中心區域614之間測量時，該一或多個拱形裂口之徑向寬度可為大約2毫米或更少。譬如，該一或多個修長裂口的長度可為實質上大於其徑向寬度。按照此揭示內容之又另一示範態樣，圖6之ESC 600的冷卻板件608係與該夾緊板件604之背面668有關聯，如先前於圖4中所說明。
圖7顯示冷卻板件608之另一範例，該冷卻板件608包括一或多個冷卻通道702。該一或多個冷卻通道702譬如被組構成在該夾緊板件604及該冷卻板件608之間及/或於半導體處理期間經過用於該ESC 600之冷卻的冷卻板件，確定諸如氫氟碳化合物、或其他之冷凍劑流體(未示出)的路線。圖7說明該冷卻板件608之示範前表面，其中該冷卻板件之前表面大致上譬如與圖6之夾緊板件604的背面668介接。應注意的是冷卻通道之所顯示的預定圖案可為與該等圖面中所說明者不同，且所有此等圖案被考慮為落在本發明之範圍內。
如在圖7所說明，與該冷卻板件608之前表面有關聯的一或多個冷卻通道702包括複數大致上同心之通道704，該等通道大致上經由複數徑向通道706互連。該複數示範同心通道704、徑向通道706譬如大致上提供穿過該處之冷卻流體的有利流動，其中空氣之氣泡大致上被減至最小。
於一些未說明之實施例中，該夾緊板件604另包括設置繞著其周邊之複數栓銷、止動件、或其他部件，其中該複數栓銷被組構成於該工件的處置及/或處理期間與該工件之周邊區域介接。譬如，三或更多個栓銷大致上繞著該夾緊板件之周邊延伸垂直於該第一表面，其中該等栓銷大致上於該工件之掃描期間防止該工件的橫側運動。該等栓銷譬如被可選擇地定位，以當該緩衝氣體被供給時維持該工件之位置。
按照本發明之另一態樣，圖8說明用以經由靜電夾頭 夾緊工件之示範方法800。應注意的是雖然示範方法在此中被說明及敘述為一系列作用或事件，應了解本發明不被此等作用或事件之所說明順序來限制，因除了在此中所顯示及敘述者以外，一些步驟可按照本發明在不同順序中發生及/或與其他步驟同時發生。此外，並非所有被說明之步驟可被要求來按照本發明施行一分類研究法。再者，應了解該等方法可被與在此中所說明及敘述之系統有關聯、以及與未說明之其他系統有關聯地施行。
如在圖8所說明，該方法800以作用802開始，其中諸如圖2-7之ESC的靜電夾頭被提供。被提供於作用802之ESC譬如包括一夾緊板件，其中該夾緊板件包括一中心區域及一被界定在其中之環狀區域，且其中第一電極係與至少該中心區域有關聯。該夾緊板件另包括與該中心區域有關聯之複數氣體供給孔口、及一或多個氣體返回孔口。
於作用804中，工件被放置在該夾緊板件之上，其中於一範例中，該工件之周邊區域接觸該夾緊板件之環狀區域。一緩衝氣體係在第一氣體壓力於作用806中經由該緩衝氣體供給穿過該複數氣體供給孔口所提供，其中該緩衝氣體大致上以第一排斥力由該夾緊板件推開該工件。該緩衝氣體壓力大致上決定該工件及該夾緊板件間之力量的大小與熱傳送。於作用808中，第一電壓電位係施加至該第一電極，在其中大致上以第一吸引力(例如第一夾緊力量)吸引該工件至該夾緊板件。
於作用810中，該第一電壓電位及該緩衝氣體壓力被 控制，其中該第一電壓電位大致上以該第一力量將該工件吸引至該夾緊板件，且緩衝氣體壓力大致上提供相反或排斥力。於一範例中，該第一吸引力及該第一排斥力係藉由作用810之控制所等化，在其中於該工件及該夾緊板件的至少該中心區域之間提供一大致上無摩擦的介面。
在作用812中，被壓縮之冷凍劑流體係提供至該靜電夾頭，以冷卻該夾頭。於一些實施例中，該被壓縮之冷卻劑係經由一流量限制器提供至該靜電夾頭，在此該流量限制器包括具有分開達第一距離的側壁之中心區域、及具有分開達第二距離的側壁之遠側區域，該第二距離係大於該第一距離。
於作用806中，於一範例中，與施加至該第一電極的第一電壓電位有關聯之第一吸引力係充分的，以大致上維持該工件相對於該夾緊板件之位置，且在該工件及該環狀區域之間提供一實質的密封，以防止該緩衝氣體之滲漏至外部環境。於另一範例中，該等差動泵吸溝槽提供該工件及該夾緊板件間之密封，以防止該緩衝氣體之滲漏至該外部環境。
據此，本發明提供一靜電夾頭，該靜電夾頭遍及該工件提供改良之熱控制。於此說明書與所附圖面之閱讀及理解時，雖然本發明已相對於某一較佳實施例或諸實施例顯示及敘述，對於其他熟諳此技藝者為明顯的是將發生同等之變更及修改。特別關於藉由該等上述零組件(組件、裝置、電路等)所施行之各種功能，除非以別的方式指示，被使用 於敘述此等零組件之術語(包括參考“機構”)係意欲對應於施行所敘述零組件之指定功能的任何零組件(亦即，其係功能上同等的)，即使在結構上未等同於所揭示之結構，而所揭示之結構施行本發明之在此中所說明的示範實施例中之功能。此外，雖然本發明之特別的特色可能已相對於數個實施例之僅只一者被揭示，此特色可被與其他具體實施例之一或多個其他特色結合，如可為想要的及有利地用於任何給定或特別的應用。
10‧‧‧離子植入系統
12‧‧‧端子
14‧‧‧光束路徑組件
16‧‧‧端部工作站
18‧‧‧離子來源
20‧‧‧電源供給
22‧‧‧離子束
24‧‧‧光束操縱裝置
26‧‧‧孔口
28‧‧‧工件
30‧‧‧靜電夾頭
120‧‧‧表面
200‧‧‧離子植入系統
202‧‧‧靜電夾頭
204‧‧‧夾緊控制系統
206‧‧‧蒸氣壓縮冷卻系統
207‧‧‧夾緊控制器
210‧‧‧電壓來源
212‧‧‧加壓氣體來源
214‧‧‧真空來源
216‧‧‧工件
218‧‧‧嚙合區域
222‧‧‧壓縮機
224‧‧‧冷凝器
230‧‧‧第一板件
232‧‧‧第二板件
234‧‧‧中心區域
236‧‧‧環狀區域
238‧‧‧孔腔
240‧‧‧供給導管
242‧‧‧排氣導管
244‧‧‧氣體供給孔口
250‧‧‧冷卻通道
252‧‧‧流量限制器
254‧‧‧返回導管
256‧‧‧供給導管
300‧‧‧掃描支臂
302‧‧‧樞軸點
304‧‧‧遠側端部
306‧‧‧氣體供給導管
308‧‧‧冷凍劑供給導管
310‧‧‧軸向轂部
312‧‧‧軸向轂部
600‧‧‧靜電夾子
604‧‧‧夾緊板件
606‧‧‧第一電極
608‧‧‧冷卻板件
610‧‧‧第二電極
612‧‧‧環狀區域
614‧‧‧中心區域
618‧‧‧第一表面
628‧‧‧第二表面
650‧‧‧氣體供給孔口
656‧‧‧氣體返回孔口
668‧‧‧背面
702‧‧‧冷卻通道
704‧‧‧同心通道
706‧‧‧徑向通道
800‧‧‧方法
802-812‧‧‧作用
902‧‧‧熵的溫度上昇
904‧‧‧流體被冷凝器凝縮
906‧‧‧流體在冷卻通道中擴展
908‧‧‧靜電夾頭吸收熱量
圖1說明傳統離子植入系統之方塊圖。
圖2說明根據一實施例的離子植入系統之方塊圖。
圖3係一掃描支臂之立體圖，該掃描支臂包括根據一實施例之靜電夾頭。
圖4係根據圖3之實施例的示範靜電夾頭之簡化剖面圖。
圖5A-5F係一系列視圖，根據一實施例說明掃描支臂相對於離子束之移動。
圖6說明根據本發明之一示範態樣的靜電夾頭上之分解透視圖。
圖7說明根據本發明之又另一態樣的示範冷卻板之頂部平面圖。
圖8係一方塊圖，說明一用以按照本發明夾緊工件之示範方法。
圖9顯示一蒸氣壓縮冷凍循環，其可根據一實施例被施行。
12‧‧‧端子
14‧‧‧光束路徑組件
16‧‧‧端部工作站
18‧‧‧離子來源
20‧‧‧電源供給
22‧‧‧離子束
24‧‧‧光束操縱裝置
26‧‧‧孔口
200‧‧‧離子植入系統
202‧‧‧靜電夾頭
204‧‧‧夾緊控制系統
206‧‧‧蒸氣壓縮冷卻系統
207‧‧‧夾緊控制器
210‧‧‧電壓來源
212‧‧‧加壓氣體來源
214‧‧‧真空來源
216‧‧‧工件
218‧‧‧嚙合區域
222‧‧‧壓縮機
224‧‧‧冷凝器
230‧‧‧第一板件
232‧‧‧第二板件
238‧‧‧孔腔
240‧‧‧供給導管
242‧‧‧排氣導管
244‧‧‧氣體供給孔口
250‧‧‧冷卻通道
252‧‧‧流量限制器
254‧‧‧返回導管
256‧‧‧供給導管

Claims (13)

  1. 一種離子植入系統，包括：一掃描支臂，其於一樞軸點及一遠側端部之間在一徑向的方向中延伸，其中一氣體供給導管及一分開的冷凍劑供給導管兩者由靠近該掃描支臂之樞軸點延伸朝向該掃描支臂之遠側端部；及一靜電夾頭，其直接耦合至該掃描支臂之遠側端部，該靜電夾頭包括：一被設計成適於選擇性地嚙合一工件之嚙合區域、及與該冷凍劑供給導管流體相通的一或多個冷卻通道；其中當嚙合時，該嚙合區域及工件在其間配合地界定一孔腔，其中該孔腔係與該氣體供給導管流體相通，且係與該一或多個冷卻通道流體地隔離。
  2. 如申請專利範圍第1項之離子植入系統，其中該靜電夾頭另包括：一流量限制器，其在該冷凍劑供給導管與該一或多個冷卻通道之間，在此該流量限制器包括有一中心區域和遠側區域，該中心區域具有藉由一第一距離分開的側壁，該遠側區域具有藉由一第二距離分開的側壁，該第二距離係大於該第一距離。
  3. 如申請專利範圍第1項之離子植入系統，其中該掃描支臂被組構成在一第一軸上平移該工件，同時該離子束係在一第二軸上掃描，該第二軸係垂直於該第一軸。
  4. 如申請專利範圍第1項之離子植入系統，其中該掃描 支臂被組構成以像鐘擺之方式繞著該樞軸點來回地移動。
  5. 如申請專利範圍第4項之離子植入系統，其中一軸向轂部最接近至該掃描支臂之遠側端部耦接該靜電夾頭，且其中該軸向轂部被組構成旋轉該靜電夾頭，故該工件繞著該軸向轂部旋轉，同時該掃描支臂正以像鐘擺之方式移動。
  6. 如申請專利範圍第1項之離子植入系統，其中該嚙合區域包括：一中心區域，其具有一或多個氣體供給孔口；及一環狀區域，其大致上設置繞著該中心區域之周邊；其中該中心區域係相對於該環狀區域凹入，以便當嚙合時在該靜電夾頭的表面及該工件之間形成該孔腔。
  7. 一種離子植入系統，包括：一掃描支臂，其於一樞軸點及一遠側端部之間在一徑向的方向中延伸，其中一氣體供給導管及一分開的冷凍劑供給導管兩者由靠近該掃描支臂之樞軸點延伸朝向該掃描支臂之遠側端部；及一第一板件，其與該掃描支臂之遠側端部有關聯，且具有一嚙合區域，一工件係可分離地嚙合至該嚙合區域；其中該嚙合區域包括：具有一或多個氣體供給孔口之一中心區域、及大致上設置繞著該中心區域的周邊之一環狀區域，其中該中心區域係相對於該環狀區域凹入，以在該工件與該第一板件之間界定一孔腔，且其中該孔腔係經由該一或多個氣體供給孔口與該冷凍劑供給導管流體相通；及一第二板件，其被定位於該第一板件與該掃描支臂的 遠側端部之間，其中該第二板件包括與該冷凍劑供給導管流體相通的一或多個冷卻通道，該一或多個冷卻通道與該等氣體供給孔口及該孔腔兩者流體地隔離。
  8. 如申請專利範圍第7項之離子植入系統，其中該第一板件或該第二板件之至少一者另包括在該冷凍劑供給導管與該一或多個冷卻通道間之流量限制器，在此該流量限制器包括具有分開達第一距離的側壁之中心區域、及具有分開達第二距離的側壁之遠側區域，該第二距離係大於該第一距離。
  9. 如申請專利範圍第7項之離子植入系統，其中該掃描支臂被組構成以像鐘擺之方式繞著該樞軸點來回地移動。
  10. 如申請專利範圍第9項之離子植入系統，其中該第一及第二板件繞著一軸向轂部被安裝至該掃描支臂之遠側端部，且其中該軸向轂部被組構成旋轉該第一板件，故該工件繞著該軸向轂部旋轉，同時該掃描支臂正以像鐘擺之方式移動。
  11. 如申請專利範圍第7項之離子植入系統，其中該離子植入系統另包括：一或多個電極，其被組構成選擇性地耦接至一夾緊之電壓電位。
  12. 如申請專利範圍第7項之離子植入系統，其中該第一板件之中心區域大致上為平面式，且任何結構之空隙由該處向外延伸。
  13. 一種用以夾緊工件之方法，該方法包括： 提供具有至少一冷卻通道之一靜電夾頭，其中該靜電夾頭包括至少一電極；經由至少一氣體供給孔口在一第一氣體壓力提供一緩衝氣體，該等氣體供給孔口被界定在該靜電夾頭之中心區域中；施加一電壓電位至該至少一電極，在其中大致上以一吸引力將該工件吸引至該靜電夾頭；控制該第一氣體壓力及第一電壓電位，其中該第一排斥力與第一吸引力大致上被等化；及提供一流體至該靜電夾頭，以冷卻該靜電夾頭；其中該被壓縮之冷凍劑流體係經由一流量限制器提供至該靜電夾頭，在此該流量限制器包括一中心區域和遠側區域，該中心區域具有藉由一第一距離分開的側壁，該遠側區域具有藉由一第二距離分開的側壁，該第二距離係大於該第一距離。
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