TWI534868B - 離子佈植系統及其組件及執行離子佈植之方法 - Google Patents

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Description

離子佈植系統及其組件及執行離子佈植之方法
本揭露係關於一種半導體生產設備及製造半導體之方法，特別係關於一種半導體離子佈植系統及執行離子佈植的方法。
半導體積體電路產業已歷經快速成長。在積體電路之材料及其設計上的技術進步已發展出多個世代的積體電路。相較於前一個世代，每一世代具有更小更複雜的電路。然而，這種發展使得積體電路的製造以及製程的複雜度提昇，並且為了使這些發展得以實現，在積體電路的製造以及生產上相似的發展也是必須的。
離子佈植為半導體製造中一個重要的製程，以添加不同的原子以及分子進入晶圓中。藉由施行離子佈植，晶圓受佈植的部分的大部分的電荷載子可以受到改變，藉此在晶圓不同區域中產生不同種類以及程度的導電度。在一離子佈植設備中，離子產生器產生離子束並將離子束導向目標晶圓。目標晶圓妥善地受晶圓承載器所維持，以利佈植機妥善於目標晶圓進行佈植。晶圓承載器可以用於維持目標晶圓並且避免晶圓破損。若佈植不均勻，晶圓的雜質起伏(dopant profile)以及使用此晶圓中的半導體的電子設備將會有不良的影響。
因此，監控離子佈植機所產生的離子束中的離子劑量分佈(ion dose distribution)，以加強離子佈植製程的控制是被需要的。
本發明之一目的在於提供一種適用於承載半導體晶圓以進行離子佈植製程之機械掃描驅動組件。根據本揭露之部分實施例，上述離子佈植的系統之機械掃描驅動組件包括：一控制單元、一晶圓承載器、及一偵測裝置。晶圓以及偵測裝置係各自位於控制單元之兩側。控制單元係配置以驅動晶圓承載器及偵測裝置繞至少一旋轉軸旋轉。
在部分實施例中，控制單元包括一第一控制機構，第一控制機構係配置以驅動晶圓承載器及偵測裝置繞一水平軸線旋轉，其中晶圓承載器及偵測裝置係位於第一控制機構之相反兩側。
在部分實施例中，第一控制機構包括一前方表面以及一後方表面，一中央軸線穿過前方表面及後方表面，其中晶圓承載器及偵測裝置係各自設置在前方表面及後方表面。並且，晶圓承載器及偵測裝置係沿中央軸線排列。
在部分實施例中，晶圓承載器具有一承載表面，且偵測裝置具有一離子束接收表面，其中承載表面及離子束接收表面係垂直於中央軸線。
在部分實施例中，控制單元更包括一第二控制機構，第二控制機構係配置以驅動晶圓承載器及偵測裝置繞一鉛直軸線旋轉。
在部分實施例中，偵測裝置包括一法拉第杯。
本揭露亦提供一離子佈植系統。根據本揭露之部分實施例，上述離子佈植系統更包括一具有一開口之終端站腔體。離子佈植系統亦包括一離子產生器模組，離子產生器模組係配置用以產生一離子束。離子束經由開口進入終端站腔體。離子佈植系統更包括一晶圓承載器及一偵測裝置位於終端站腔體內。並且，離子佈植系統包括一控制單元。控制單元配置以驅動晶圓承載器及偵測裝置繞至少一旋轉軸旋轉，並選擇性操作於一第一控制狀態以及一第二控制狀態。在控制單元處於第一控制狀態時，晶圓承載器係相較於偵測裝置遠離開口，且在控制單元處於第二控制狀態時，晶圓承載器係相較於偵測裝置靠近開口。
在部分實施例中，控制單元包括一第一控制機構，第一控制機構係配置以驅動晶圓承載器及偵測裝置繞一水平軸線旋轉，其中晶圓承載器及偵測裝置係位於第一控制機構之相反兩側。
在部分實施例中，一中央軸線穿過相反兩側，其中晶圓承載器及偵測裝置係各自設置在相反兩側。
在部分實施例中，晶圓承載器具有一承載表面，且偵測裝置具有一離子束接收表面，其中承載表面及離子束接收表面係垂直於中央軸線。
在部分實施例中，控制單元更包括一第二控制機構，第二控制機構係配置以驅動晶圓承載器及偵測裝置繞一鉛直軸線旋轉。
在部分實施例中，控制單元更包括一第二控制機構，第二控制機構係配置以驅動晶圓承載器及偵測裝置繞一鉛直軸線旋轉。
在部分實施例中，偵測裝置包括一法拉第杯。
本揭露亦提供一執行離子佈植之方法。根據本揭露之部分實施例，上述執行離子佈植之方法包括利用一離子產生器模組提供一離子束進入一終端站腔體。上述執行離子佈植之方法亦包括利用一位於一控制單元上之偵測裝置偵測離子束，其中偵測單元以及一晶圓承載器係位於控制單元的兩側。上述執行離子佈植之方法更包括評估一離子劑量分佈(ion dose distribution)，根據一來自偵測裝置之偵測訊號，並判斷離子劑量分佈是否符合一設定標準。並且，上述執行離子佈植之方法包括將離子束導向於一裝載於晶圓承載器之晶圓上，若離子劑量分佈符合設定標準。
在部分實施例中，上述執行離子佈植之方法更包括根據裡子劑量分佈調整離子束的掃描頻率，若離子劑量分佈符合設定標準。
在部分實施例中，上述執行離子佈植之方法更包括旋轉偵測裝置以及晶圓承載器，以照射離子束於裝載於晶圓承載器之晶圓，其中偵測裝置以及晶圓承載器係沿一中央軸線排列，中央軸線平行於離子束的主要行程方向。
在部分實施例中，偵測裝置以及晶圓承載器係設置於控制單元的相反兩側。並且，偵測裝置包括一法拉第杯。
5‧‧‧離子束
10、10’‧‧‧離子佈植系統
100‧‧‧晶圓承載模組
110‧‧‧晶圓閘
120‧‧‧運送組件
121、123‧‧‧機械手臂
125‧‧‧定向裝置
200、200’‧‧‧晶圓加工模組
210、210’‧‧‧終端站腔體
211、212‧‧‧開口
240、240’、240”‧‧‧機械掃描驅動組件
241‧‧‧控制單元
243‧‧‧晶圓承載器
2431‧‧‧承載表面
2432‧‧‧背面
244‧‧‧偵測裝置
2441‧‧‧離子束接收表面
2442‧‧‧開口
2443‧‧‧底面
245‧‧‧第一控制機構
245a‧‧‧中央軸線
2451‧‧‧前方表面
2452‧‧‧後方表面
2453‧‧‧上表面
246‧‧‧第二控制機構
247‧‧‧電流器
250、250’‧‧‧偵測組件
251‧‧‧第一偵測單元
252‧‧‧軌道
253‧‧‧連桿
254‧‧‧偵測裝置
256‧‧‧殼體
257‧‧‧第二偵測單元
258‧‧‧偵測裝置
300‧‧‧離子產生器模組
302‧‧‧來源端組件
304‧‧‧束線形組件
306‧‧‧掃描組件
316‧‧‧離子來源
318‧‧‧高壓電供應器
324‧‧‧判別孔洞
330‧‧‧掃描器
334a、334b‧‧‧電極
340‧‧‧平行器
342‧‧‧反射濾波器
400‧‧‧控制模組
W、W1、W2‧‧‧晶圓
N‧‧‧主要行程方向
第1圖顯示本揭露之部分實施例之離子佈植系統之示意圖。
第2圖顯示本揭露之部分實施例之晶圓承載模組以及晶圓加工模組的上視圖。
第3A-3E圖顯示本揭露之部分實施例中用以監控在終端站腔體中離子束的多個程序的側視圖。
第4圖顯示本揭露之部分實施例之離子佈植系統之示意圖。
第5圖顯示本揭露之部分實施例之晶圓承載模組以及晶圓加工模組的上視圖。
第6A-6D圖顯示本揭露之部分實施例中用以監控在終端站腔體中離子束的多個程序的側視圖。
第7圖顯示本揭露之部分實施例之機械掃描驅動組件監控離子束的側視圖。
第8圖顯示本揭露之部分實施例之機械掃描驅動組件監控離子束的側視圖。
第9圖顯示本揭露之部分實施例之機械掃描驅動組件監控離子束的側視圖。
第10圖顯示本揭露之部分實施例之離子佈植系統之上視圖。
第11圖顯示本揭露之部分實施例之離子佈植系統之上試圖。
第12圖顯示本揭露之部分實施例之偵測裝置的示意圖。
以下特舉出本揭露之實施例，並配合所附圖式作詳細說明。以下實施例的元件和設計係為了簡化所揭露之發明，並非用以限定本揭露。本揭露於各個實施例中可能使用重複的參考符號及/或用字。這些重複符號或用字係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定各個實施例及/或所述結構之間的關係。此外，說明書中提到在第二製程進行之前實施第一製程可包括第二製程於第一製程之後立即進行第二製程，也可包括有其他製程介於第一製程與第二製程之間的實施例。下述圖形並非依據尺寸繪製，該些圖式僅為了幫助說明。再者，說明書中提及形成第一特徵結構位於第二特徵結構之上，其包括第一特徵結構與第二特徵結構是直接接觸的實施例，另外也包括於第一特徵結構與第二特徵結構之間另外有其他特徵結構的實施例，亦即，第一特徵結構與第二特徵結構並非直接接觸。
為了明確的目的使本揭露之實施例更容易明白，第1-12圖的內容已進行簡化。通篇各圖式以及說明的實施例，相同的標號將標註於相同或相似的元件。
第1圖顯示本揭露之部分實施例之離子佈植系統10之示意圖。在部分實施例中，離子佈植系統10包括一晶圓承載模組100、一晶圓加工模組200、一離子產生器模組300、及一控制模組400。由晶圓承載模組100提供的晶圓W係被運送至晶圓加工模組200中。晶圓加工模組200關閉住晶圓W並接收由離子產生器模組300所產生的離子束5中的離子。離子佈植系統10的特徵可另外增加，並且在其他離子佈植系統10的實施例 中，以下所述的特徵亦可加以取代或刪減。
如第2圖所示，在部分實施例中，晶圓承載模組100 包括一或多個輸入晶圓閘110、及一運送組件120。運送組件120包括一或多個機械手臂例如機械手臂121、123、及一定向裝置125。多個晶圓W1設置於二個輸入晶圓閘110當中。晶圓W1可為已受離子佈植的晶圓或為即將受離子佈植的晶圓。經由機械手臂121、123以及定向裝置125，晶圓W2被運送至晶圓加工模組200，以待進行離子佈植。晶圓W1及W2可由矽或其他半導體材料例如矽化鍺所製成。在晶片成品形成前，晶圓W1及W2可通過多個加工步驟例如光微影、蝕刻、以及/或者摻雜。
在部分實施例中，晶圓W2通過機械手臂121、123 其中之一者經由通道121自二個輸入晶圓閘110其中之一者退出並運送至定向裝置125。晶圓W2在定向裝置125旋轉至特定的方位。接著，另一機械手臂121、123退出晶圓W2並運送晶圓W2至晶圓加工模組200。
在部分實施例中，晶圓加工模組200包括一終端站 腔體(end station chamber)210以及一機械掃描驅動組件240。 終端站腔體210包括二個開口211、212形成於終端站腔體210之不同位置。例如，二個開口211、212形成於終端站腔體210之二個側壁上。來自離子產生器模組300(第1圖)之離子束5經由開口211進入終端站腔體210當中。
機械掃描驅動組件240位於終端站腔體210當中。 在部分實施例中，機械掃描驅動組件240包括一控制單元241以及一晶圓承載器243。晶圓W2透過晶圓承載器243經由適當的 機械固定手段例如夾鉗組件所固持，並且晶圓承載器243受控制單元241所控制。因此，在終端站腔體210當中的晶圓W2受到驅動，以選擇性受來自離子產生器模組300(第1圖)之離子束5所照射。舉例而言，控制單元241對持有晶圓W2之晶圓承載器243相對於一或多個軸線進行操控，以改變佈植角度。
晶片成品的品質受離子摻雜於晶圓W2內的均勻度 所影響。舉例而言，晶圓W2內不均勻的摻雜會導致晶圓W2的電晶體內不良的驅動電流均勻度(drive crurrent uniformity,IdU)或者不良的門檻電壓均勻度(threshold voltage uniformity,VtU)。
為了使離子佈植製程中均勻的離子劑量分佈可以 實現，多個偵測裝置於是被使用以監控離子束訊息，例如離子劑量分佈、離子束密度、離子束入射角度等。在部分實施例中，晶圓加工模組200更包括一偵測組件250。偵測組件250包括一第一偵測單元251以及一第二偵測單元257。
第一偵測單元251經由開口212連結於終端站腔體 210。在部分實施例中，第一偵測單元251包括一軌道252、一連桿253、一偵測裝置254、及一殼體256。軌道252設置於殼體256中，連桿253可滑動地連結於軌道252。偵測裝置254設置於連桿253的一端，以選擇性地經由開口212被移至終端站腔體210內。在部分實施例中，偵測裝置254係被配置於監控離子劑量分佈。
第二偵測單元257設置於終端站腔體210的開口211的鄰近處。第二偵測單元257包括一偵測裝置258。在部分 實施例中，偵測裝置258係被配置於監控離子束密度。
同時參照第1、2圖，在部分實施例中，偵測裝置 254、258產生的偵測訊號傳送至控制模組400。根據偵測裝置254、258產生的偵測訊號控制模組400估計離子束5的資訊。
參照第3A至3E圖，根據本揭露之部分實施例，機 械掃描驅動組件240的一些操作方法說明如下。如第3A圖所示，在佈植製程開始前，偵測裝置254位於殼體256當中。偵測裝置254為關閉狀態並且控制於期望真空度。接著，如第3B圖所示，連桿253伸出殼體256。偵測裝置254移動至晶圓承載器243上方。偵測裝置254用作接收離子束5的離子並產生偵測訊號至控制模組400，如第1圖所示。若偵測訊號符合設定標準，控制模組400控制離子產生器模組300調整離子束5以符合設定標準。
在調整離子束後，如第3C圖所示，退回偵測裝置 254至殼體256，並且關閉殼體256。接著，晶圓W2裝載於晶圓承載器243的承載表面2431，如第3D圖所示。接著，繞X軸逆時針旋轉控制單元241一角度Θx1大約90度，如第3E圖所示，使晶圓W2可以受離子束5進行佈植。
參照第2圖，晶圓加工模組200的問題之一在於， 每一次進行離子束調整時，偵測裝置254需要自殼體256移入至終端站腔體210當中。因此，相當耗時並降低產能。並且，自偵測裝置254或是連桿253掉落的污染粒子亦會造成污染。又，由於殼體256以及終端站腔體210位於不同的真空壓力，當殼體256開啟後，終端站腔體210中的真空壓力無法維持。
因此，尋找一個晶圓加工模組以減少或者解決上述問題的需求即存在。
第4圖顯示本揭露之部分實施例之離子佈植系統10’之示意圖。離子佈植系統10’包括一晶圓承載模組100、一晶圓加工模組200’、一離子產生器模組300、及一控制模組400。
如第5圖所示，在部分實施例中，晶圓加工模組200’包括一終端站腔體(end station chamber)210’、一機械掃描驅動組件240’、及一偵測組件250’。終端站腔體210’與第2圖所示之終端站腔體210的不同之處包括終端站腔體210’省略開口212。偵測組件250’與第2圖所示之偵測組件250的不同之處包括偵測組件250’省略第一偵測單元251。
如第6圖所示，在部分實施例中，機械掃描驅動組件240’包括一控制單元241、一晶圓承載器243、及一偵測裝置244。晶圓承載器243及偵測裝置244各自設置於控制單元241的兩側。舉例而言，晶圓承載器243及偵測裝置244各自設置於控制單元241的相反兩側。於是，晶圓承載器243及偵測裝置244同時經由控制單元241所驅動而繞一或多個軸線旋轉。
在部分實施例中，控制單元241包括一第一控制機構245以及一第二控制機構246。第一控制機構245包括一電子機器例如步進馬達，以驅動第一控制機構245繞旋轉軸A1旋轉。第一控制機構245具有一圓筒狀的外型，並包括一前方表面2451以及一相反於前方表面2451之後方表面2452。晶圓承載器243及偵測裝置244各自設置於前方表面2451與後方表面2452上。
在部分實施例中，晶圓承載器243係位於前方表面2451的中心，並且偵測裝置244係位於後方表面2452的中心。亦即，晶圓承載器243及偵測裝置244係沿一穿過前方表面2451中心以及後方表面2452中心的中央軸線245a而設置。
在部分實施例中，如第6A圖所示，晶圓承載器243具有一承載表面2431以承載晶圓例如晶圓W2，並且偵測裝置244具有一離子束接收表面2441。承載表面2431以及離子束接收表面2441係垂直於中央軸線245a。在部分實施例中，承載表面2431至旋轉軸A1的距離係相同於離子束接收表面2441至旋轉軸A1的距離。在部分實施例中，偵測裝置244係位於後方表面2452並且自中央軸線245a偏移。在其餘實施例中，偵測裝置244係嵌設於第一控制機構245之後方表面2452當中。
第二控制機構246經由旋轉軸A1連結第一控制機構245。第二控制機構246包括一電子機器例如步進馬達，以驅動第二控制機構246繞旋轉軸A2旋轉。在部分實施例中，電子機器係用於驅動第二控制機構246在平行如第6A圖所示之鉛直軸線Y之垂直方向上移動。在部分實施例中，第二控制機構246可繞旋轉軸A2旋轉，其中旋轉軸A2平行鉛直軸線Y(而非繞鉛直軸線Y旋轉)。
參照第6A至6D圖，根據本揭露之部分實施例，機械掃描驅動組件240’的一些操作方法說明如下。應當理解的是，其餘程序可在第6A至6D圖中所描述的程序之前、之間或之後執行，並且其餘程序僅部分在此作簡短說明。
在部分實施例中，如第6A圖所示，在離子佈植製 程前，先調整離子束。在調整開始時，控制單元241係操作於第一控制狀態。
在控制單元241的第一控制狀態下，晶圓承載器 243係相較於偵測裝置244遠離終端站腔體210’的開口211。偵測裝置244的離子束接收表面2441面向終端站腔體210’的開口211。晶圓承載器243的承載表面2431遠離終端站腔體210’的開口211的方向。如第6A圖所示，控制單元241的中央軸線245a係與一水平軸線Z實質一致。因此，偵測裝置244的離子束接收表面2441係垂直於離子束5的主要行程方向N。離子束5的離子係以垂直正交的方式進入偵測裝置244的離子束接收表面2441。
偵測裝置244接收離子並產生電子訊號至控制模 組400，如第4圖所示。控制模組400操控離子佈植器的部分元件以調整離子束5。在部分實施例中，控制模組400利用回饋演算(feedback algorithm)調整離子束5的掃描頻率、機械掃描驅動組件240’的移動速度，或者上述之組合。
在部分實施例中，調整離子束後，驅動第一控制 機構245及第二控制機構246。第二控制機構246繞旋轉軸A2旋轉一角度Θy大約180度，使晶圓承載器243的承載表面2431面向開口211，如第6B圖所示。第一控制機構245繞旋轉軸A1順時鐘旋轉一角度Θx2大約90度，如第6C圖所示。承載表面2431垂直於鉛直軸線Y。接著，裝載晶圓W2於承載表面2431，並藉由適當的機械固定手段例如夾鉗組件固持晶圓W2。
接著，如第6D圖所示，第一控制機構245繞旋轉軸 A1逆時鐘旋轉一角度Θx3大約90度，使晶圓W2面向開口211。此時，控制單元241位於第二控制狀態。
在控制單元241的第二控制狀態下，晶圓承載器243係相較於偵測裝置244靠近終端站腔體210’的開口211。晶圓承載器243的承載表面2431面向終端站腔體210’的開口211。偵測裝置244的離子束接收表面2441遠離終端站腔體210’的開口211的方向。如第6D圖所示，控制單元241的中央軸線245a係與一水平軸線Z實質一致。因此，晶圓W2的表面係實質垂直於離子束5的主要行程方向N。離子束5的離子係以垂直正交的方式導入晶圓W2的表面。由於離子束5已受調整，晶圓W2離子佈植的品質因此提昇。
機械掃描驅動組件的操作方法不應受上述實施例所限制。第7圖顯示本揭露之部分實施例之機械掃描驅動組件240’的側視圖。在部分實施例中，在控制單元241操作於第一控制狀態之前，晶圓W2係裝載於晶圓承載器243。在離子束調整後，第一控制機構245繞旋轉軸A1逆時鐘旋轉一角度Θx4大約180度，以允許離子束5照射在晶圓W2。
機械掃描驅動組件的樣態可以根據使用者需求進行改變不應受上述實施例所限制。如第8圖所示，在部分實施例中，機械掃描驅動組件240”的偵測裝置244係位於第一控制機構245的上表面2453。上表面2453連結於前方表面2451與後方表面2452之間。控制單元241操作於第一控制狀態時，離子束接收表面2441正對終端站腔體210’的開口211。亦即，離子束接收表面2441實質垂直於離子束5的主要行程方向N。離子束 5的離子係以垂直正交的方式進入偵測裝置244。
偵測裝置244可被設置於第一控制機構245的任何 表面。在部分實施例中，偵測裝置244形成於晶圓承載器243之背面2432(相反於承載表面2431之表面)上的正投影係位於邊緣2433之內，如第8圖之虛線所示。在部分實施例中，機械掃描驅動組件240’之控制單元241’操作於第一控制狀態時，偵測裝置244的離子束接收表面2441並未垂直第一控制機構245的中央軸線245a。
如第9圖所示，在部分實施例中，機械掃描驅動組 件240'''包括多個偵測裝置244。舉例而言，機械掃描驅動組件240'''包括二個偵測裝置244。偵測裝置244之一者係設置於第一控制機構245的後方表面2452上，另一偵測裝置244係設置於控制機構245的上表面2453上。
第10圖顯示本揭露之部分實施例之離子佈植系統 10’之上視圖。在部分實施例中，離子產生器模組300係可操作以執行掃描技術。離子產生器模組300包括共同排列的來源端組件302、束線形組件304、及掃描組件306，以依照期望之摻雜型態射出離子(摻雜物)至晶圓W2的晶格中。
具體而言，在操作過程中，來源端組件302中的離 子來源316係耦接於高壓電供應器318，以離子化摻雜離子(例如：摻雜氣態離子)，藉此形成一筆束狀的離子束4。束線形組件304具有一質量分析器。束線形組件304僅允許具有特定電荷-質量比例的離子通過判別孔洞324並射向晶圓W2。
接收筆束狀的離子束4時，掃描組件306中的掃描 器330側向地即時來回偏離或掃描筆束狀的離子束4(例如：水平方向上掃描)。在部分實施例中，此類型態的掃描離子束可稱作帶狀離子束(ribbon beam)。在部分實施例中，掃描器330係一電子掃描器，其包括一對電極334a、334b。電極334a、334b排列於掃描電子束5的相反兩側。在部分實施例中，掃描器330為一磁性掃描器，其在離子束路徑上的區域提供依時間改變的磁場，藉此即時掃描離子束。在部分實施例中，僅使用單一電極(而非一對電極)。
在掃描組件306中的平行器(parallelizer)340可以 重新導向掃描離子束5，使掃描離子束5以相同的入射角度照射於晶圓W2的整個表面。反射濾波器342轉移平行化後的掃描離子束5自第一軸至不同第一軸之第二軸前進。一真空抽取來源維持離子束運輸通道於真空，以減少離子因撞擊空氣分子，而偏離離子束路徑的可能性。
在部分實施例中，如第4圖所示，控制模組400包 括多個電源的改變，以根據偵測裝置的偵測結果，提供電極334a、334b依時間改變的電流或電壓，藉此在離子束路徑區域上引出依時間改變震盪的電場，並即時來回掃描離子束。
離子束5可為點狀的光束，其具有圓形的截面。或 者，離子束5可具有帶狀的光束，其具有三角形的截面。離子束(例如：離子束5)可具有一較晶圓W直徑小的截面。為了使晶圓具有均勻的離子劑量分布，掃描離子束或者相對於離子束進行晶圓的移動通常被執行，以增加晶圓區域的佈植均勻度，如第11圖所示。
根據部分實施例，離子束5包括一高斯型態非均勻 離子束流(beam current)分佈。更具體而言，離子束5在中央部分可具有一鐘形的部份，並在其兩端具有長尾的部份。掃描的路徑的形成係沿±X方向掃描離子束5，如第11圖所示。沿著掃描路徑，離子束5鐘形的部分以及長尾的部分係均化為均勻的離子束流分佈。均勻的離子束流分佈可普遍被稱為離子束流輪廓(ion beam current profile)。
參照第12圖，在部分實施例中，偵測裝置244為一 法拉第杯(Faraday cup)。法拉第杯具有一杯狀結構以及一具有開口2442之離子束接收表面2441。開口2442形成於杯狀結構上，並且多個側壁朝導電材料延伸。底面2443位於開口2442之相反側，底面2443係由導電材料所構成。底面2443具有一平面，其實質平行於離子束接收表面2441所位於之平面。開口2442允許離子束5的離子照射於底面2443。法拉第杯感測來自離子束5的離子並且引出一電流6，電流6為電流器247所偵測。 來自電流器247的電流訊號被傳送至控制模組400，如第4圖所示。
本揭露之上述實施例具有多個優點。舉例而言， 離子束的調整時間因內建感測器的設計可以獲得大幅減少。操作時間的減少亦可減少污染的機會並加強終端站腔體的真空度。
本揭露提供用於監控離子佈植系統中離子束的方 法的實施例。偵測裝置係安裝於一包括晶圓承載器之機械掃描驅動組件的表面。偵測裝置係位於離子佈植系統的加工腔體的 內部。不需將偵測裝置自加工腔體外部移動至加工腔體內部，即可調整離子束。因此，操作時間大幅減少，並且大幅提昇佈植的品質。
雖然本發明已以較佳實施例揭露於上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技術者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視申請專利範圍所界定者為準。
5‧‧‧離子束
100‧‧‧晶圓承載模組
110‧‧‧晶圓閘
120‧‧‧運送組件
121、123‧‧‧機械手臂
125‧‧‧定向裝置
200’‧‧‧晶圓加工模組
210’‧‧‧終端站腔體
211‧‧‧開口
240’‧‧‧機械掃描驅動組件
241‧‧‧控制單元
243‧‧‧晶圓承載器
244‧‧‧偵測裝置
250’‧‧‧偵測組件
257‧‧‧第二偵測單元
W1、W2‧‧‧晶圓

Claims (10)

  1. 一種機械掃描驅動組件適用於承載一晶圓以進行離子佈植，該機械掃描驅動組件包括：一控制單元；一晶圓承載器，具有一承載表面及一背面，其中該承載表面係用於承載該晶圓，且該背面係相反於該承載表面；以及一偵測裝置，其中該晶圓以及該偵測裝置係各自位於該控制單元之兩側，並且該控制單元係配置以同時驅動該晶圓承載器及該偵測裝置繞至少一旋轉軸旋轉，其中在該晶圓承載器及該偵測裝置旋轉過程中，該偵測裝置形成於該晶圓承載器之該背面上的正投影係完全位於該晶圓承載器的邊緣之內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之機械掃描驅動組件，其中該控制單元包括一第一控制機構，該第一控制機構係配置以驅動該晶圓承載器及該偵測裝置繞一水平軸線旋轉，其中該第一控制機構包括一前方表面以及一後方表面，一中央軸線穿過該前方表面及該後方表面，其中該晶圓承載器及該偵測裝置係各自設置在該前方表面及該後方表面。
  3. 一種離子佈植系統，包括：一終端站腔體，具有一開口；一離子產生器模組，配置用以產生一離子束，其中該離子束經由該開口進入該終端站腔體；一晶圓承載器，位於該終端站腔體內； 一偵測裝置，位於該終端站腔體內；以及一控制單元，配置以驅動該晶圓承載器及該偵測裝置繞至少一旋轉軸旋轉，並選擇性操作於一第一控制狀態以及一第二控制狀態；其中在該控制單元處於該第一控制狀態時，該晶圓承載器係相較於該偵測裝置遠離該開口，且在該控制單元處於該第二控制狀態時，該晶圓承載器係相較於該偵測裝置靠近該開口。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之離子佈植系統，其中該控制單元包括一第一控制機構，該第一控制機構係配置以驅動該晶圓承載器及該偵測裝置繞一水平軸線旋轉，其中該晶圓承載器及該偵測裝置係位於該第一控制機構之相反兩側。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之離子佈植系統，其中該晶圓承載器具有一承載表面，且該偵測裝置具有一離子束接收表面，該承載表面及該離子束接收表面係垂直於一中央軸線，其中在該控制單元處於該第二控制狀態時，該離子束接收表面係垂直於該離子束的主要行程方向，且該離子束照射於該離子束接收表面。
  6. 一種執行離子佈植之方法，包括：利用一離子產生器模組提供一離子束經由一終端站腔體之一開口進入該終端站腔體；利用一位於一控制單元上之偵測裝置偵測該離子束，其中該偵測裝置以及一晶圓承載器係位於該控制單元的兩側，其中偵測該離子束之步驟是在該控制單元位於一第一控制 狀態下進行，在該第一控制狀態下，該晶圓承載器較該偵測裝置遠離該終端站腔體之該開口；根據一來自該偵測裝置之偵測訊號估測一離子劑量分佈(ion dose distribution)；判斷該離子劑量分佈是否符合一設定標準；以及若該離子劑量分佈符合該設定標準，導向該離子束於一裝載於該晶圓承載器之該晶圓上，其中導向該離子束至該晶圓之步驟係在該控制單元位於一第二控制狀態下進行，在該第二控制狀態下，該晶圓承載器較該偵測裝置靠近該終端站腔體之該開口。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，更包括根據該離子劑量分佈調整該離子束的掃描頻率，若該離子劑量分佈符合該設定標準。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之方法，更包括旋轉該偵測裝置以及該晶圓承載器，以照射該離子束於該裝載於該晶圓承載器之晶圓，其中該偵測裝置以及該晶圓承載器係沿一中央軸線排列，該中央軸線平行於該離子束的主要行程方向。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該偵測裝置以及該晶圓承載器係設置於該控制單元的相反兩側。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該偵測裝置包括一法拉第杯。
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