TWI709164B - 選擇性處理工件的方法及系統 - Google Patents

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Abstract

一種用於選擇性處理工件的特定部分的系統及方法。舉 例而言，可通過朝工件上的第一位置引導離子束來處理外部部分，其中離子束在兩個第一定位處延伸超過工件的外邊緣。接著使工件相對於離子束而繞工件的中心旋轉，以使外部部分的某些區暴露至離子束。接著使工件相對於離子束移動至第二位置並在相反的方向上旋轉，以使外部部分的所有區暴露至離子束。可將此過程重複進行多次。所述離子束可實行任意工藝，例如離子植入、蝕刻、或沉積。

Description

選擇性處理工件的方法及系統
本發明的實施例涉及一種選擇性地處理工件的方法，且更具體而言涉及選擇性地處理半導體工件的特定部分。
提高半導體裝置的良率是一持續目標。可改進的一個領域為整個工件在徑向方向上的工藝均勻性。在某些工藝中，工件可能在所述工件的中心附近接受到更多的處理。
舉例而言，沉積工藝可在工件的中心附近沉積較此工件的外邊緣附近多的材料。此可歸因於沉積室的中心附近的增大的等離子體密度。
作為另一實例，熱植入(heated implant)可在外邊緣附近提供不同的劑量，乃因工件的此外邊緣可較所述工件的其餘部分稍涼。
在另一實例中，旋轉塗布工藝(spin coating process)可在工件的外邊緣附近留下與所述工件的中心附近相比更多的材料。此可歸因於朝工件的外邊緣推進塗布的向心力。
在這些實例中的每一者中，此種徑向方向上的工藝非均勻性可能對半導體工件的良率有負面影響。在某些情形中，對改進工藝的均勻性而作出努力。然而，可實現的均勻度可能存在限制。
因此，若存在一種選擇性地處理工件的外部部分的方法，則其將為有益的。此外，若此選擇性處理提高了工件的總體工藝均勻性，則其將為有利的。
本發明公開用於選擇性處理工件的特定部分的系統及方法。舉例而言，可通過朝所述工件上的第一位置引導離子束來處理外部部分，其中所述離子束在兩個第一定位處延伸超過所述工件的外邊緣。接著使所述工件相對於所述離子束繞其中心旋轉，以使得所述外部部分的某些區暴露至所述離子束。接著使所述工件相對於所述離子束移動至第二位置並在相反的方向上旋轉，以使得所述外部部分的所有區暴露至所述離子束。可將此過程重複進行多次。所述離子束可實行任意工藝，例如離子植入、蝕刻、或沉積。在某些實施例中，所述外部部分可為環形圈(annular ring)，所述環形圈具有與所述工件的外徑相等的外徑且具有為1至30毫米的寬度。
根據一個實施例，公開一種處理工件的方法。所述方法包括：在朝第一位置引導離子束的同時使所述工件在第一方向上 繞中心旋轉，其中所述離子束在兩個第一定位處延伸超過所述工件的外邊緣且所述第一位置是距離所述工件的所述外邊緣的預定距離，以處理所述工件的外部部分的一部分；相對於所述離子束移動所述工件，以朝所述工件上的第二位置引導所述離子束，其中所述離子束在兩個第二定位處延伸超過所述工件的外邊緣且所述第二位置是距離所述工件的所述外邊緣的所述預定距離；以及在朝所述第二位置引導所述離子束的同時使所述工件在與所述第一方向相反的第二方向上繞所述中心旋轉，以處理所述工件的所述外部部分的其餘部分。在某些實施例中，在所述第一方向上將所述工件旋轉至少180°且在所述第二方向上將所述工件旋轉至少180°。在某些實施例中，所述離子束不在所述移動期間撞擊所述工件。在某些其他實施例中，在所述移動期間阻擋或消隱所述離子束。
根據另一實施例，公開一種離子植入系統，所述離子植入系統包括：離子源，自其提取離子束；台板，適應於保持工件，所述台板被配置成側向地且旋轉地移動；控制器，與所述台板連通，且用以：朝所述工件上的第一位置引導所述離子束，其中所述離子束在兩個第一定位處延伸超過所述工件的外邊緣，且所述第一位置是距離所述工件的所述外邊緣的預定距離；在朝所述第一位置引導所述離子束的同時使所述工件在第一方向上繞中心旋轉，以處理所述工件的外部部分的一部分；相對於所述離子束移動所述工件，以朝所述工件上的第二位置引導所述離子束，其中 所述離子束在兩個第二定位處延伸超過所述工件的外邊緣，且所述第二位置是距離所述工件的所述外邊緣的所述預定距離；以及在朝所述第二位置引導所述離子束的同時使所述工件在與所述第一方向相反的第二方向上繞所述中心旋轉，以處理所述工件的所述外部部分的其餘部分，其中所述外部部分的寬度是由所述預定距離而確定。在某些實施例中，在相對於所述離子束移動所述工件的同時，防止所述離子束撞擊所述工件。在某些實施例中，以固定轉速來旋轉所述工件。在其他實施例中，以變化的轉速來旋轉所述工件。
根據另一實施例，公開一種離子植入系統，所述離子植入系統包括：離子源，自其提取離子束；台板，適應於保持工件，所述台板被配置成側向地且旋轉地移動；控制器，與所述台板連通，且用以：朝所述工件上的第一位置引導所述離子束，其中所述離子束在兩個第一定位處延伸超過所述工件的外邊緣，且所述第一位置是距離所述工件的所述外邊緣的預定距離；在朝所述第一位置引導所述離子束的同時使所述工件在第一方向上繞中心旋轉180°，以處理所述工件的外部部分的一部分；在相對於所述離子束移動所述工件以朝所述工件上的第二位置引導所述離子束的同時防止所述離子束撞擊所述工件，其中所述離子束在兩個第二定位處延伸超過所述工件的外邊緣，且所述第二位置是距離所述工件的所述外邊緣的所述預定距離；以及在朝所述第二位置引導所述離子束的同時使所述工件在與所述第一方向相反的第二方向 上繞所述中心旋轉180°，以處理所述工件的所述外部部分的其餘部分，其中所述外部部分的寬度是由所述預定距離而確定。在某些實施例中，所述離子源包括一個或多個電極以操控所述離子束，且所述控制器修改被施加至所述一個或多個電極的電壓，以防止所述離子束撞擊所述工件。在某些實施例中，所述離子植入系統還包括法拉第杯或蔭罩，其中所述控制器在所述離子束的路徑上移動所述法拉第杯或所述蔭罩，以防止所述離子束撞擊所述工件。
10:工件
11、12:第一定位
13:最大距離
15:中心
16、17:第二定位
20:離子束
30:第一方向
31:第二方向
40:外部部分
41:外徑
42:內徑
43:中心部分
44:已處理部分
200:束線離子植入系統
201:電源
202:離子源室
204:提取電極
204a:抑制電極
204b:地電極
206:品質分析器
208:第一加速或減速(A1或D1)台
210:准直儀
212:第二加速或減速(A2或D2)台
216:台板
220:離子束
250:控制器
251:處理單元
252:記憶元件
300:離子植入系統
301:離子源
305:等離子體室
307:等離子體室壁
308:電磁體
310:氣體入口
320:射頻(RF)天線
325:介電窗
330:提取抑制電極
340:開孔
350:地電極
360:控制器
361:處理單元
362:存儲單元
370:源氣體容器
380:離子束
390:台板
400、410、420、430、440:過程
圖1A至圖1F示出實行工件的外部部分的選擇性處理的順序。
圖2是根據一個實施例的可用於實行圖1A至圖1F所示選擇性處理的離子植入系統。
圖3是根據另一實施例的可用於實行圖1A至圖1F所示選擇性處理的離子植入系統。
圖4示出可用於工件的一部分的選擇性處理的流程圖。
如上所述，工藝在沿徑向方向時常常為非均勻的，進而導致整個半導體工件存在不同的特性。此外，在某些工藝中，可 能難以消除此種非均勻性。舉例而言，沉積工藝可在工件的中心附近沉積更多的材料，此歸因於此區中的增大的等離子體密度。生成一種在徑向方向上在整個工件上完全均勻的等離子體可具有挑戰性。
因此，開發一種選擇性地處理工件的外部部分的系統及方法可為有利的。在某些實施例中，此選擇性處理可用來補償已知的工藝非均勻性。舉例而言，在以上沉積實例中，選擇性處理可用於沿工件的外部部分沉積附加材料。在其他實施例中，此選擇性處理可用於抵消所述已知的工藝非均勻性。舉例而言，某一工藝對工件的外部部分進行處理的程度可較對所述工件的中心進行處理的程度大。在此種情景中，所述選擇性處理可為抵消第一工藝的效果的不同工藝。舉例而言，若沉積工藝在工件的外部部分附近沉積更多的材料，則可使用選擇性蝕刻工藝來自所述外部部分移除材料，進而生成更均勻的沉積層。
當然，沉積並非可為非均勻的唯一工藝。離子植入工藝及蝕刻工藝也可沿徑向方向具有某種程度的非均勻性。
此選擇性處理用於處理工件的僅一部分，例如，工件的外部部分。所述外部部分可為環形圈，其中此環形圈的外部尺寸是工件的圓周。舉例而言，若工件具有為300mm的直徑，則所述環形圈可具有為300mm的外徑及稍微小於300mm的內徑。所述環形圈的寬度可為幾十毫米，或可為僅幾毫米。換言之，所述環形圈的寬度可有所變化且不受本發明限制。
圖1A至圖1F示出繪示選擇性處理工件的外部部分的一系列示意圖。在圖1A中，示出離子束20。離子束20可為帶狀離子束，所述帶狀離子束的長度較其寬度大得多。舉例而言，離子束20的長度可為幾百毫米，而離子束20的寬度可為約十毫米。離子束20可沿長度方向為直的。當然，也可使用其他尺寸且所述其他尺寸處於本發明的範圍內。在其他實施例中，離子束20可為掃描點狀離子束，所述掃描點狀離子束在長度方向上進行掃描。通過在長度方向上掃描所述點狀離子束，所述點狀離子束可與帶狀離子束類似地發揮作用。因此，在本發明通篇中，應理解，離子束20可為帶狀離子束或掃描點狀束。也示出工件10。在初始位置中，工件10不暴露至離子束20。
在圖1B中，相對於離子束20移動工件10，以使得離子束20在整個工件10上延伸，進而形成被稱作第一弦(first chord)的幾何線條。朝工件10上的第一位置引導離子束20，進而形成所述第一弦，所述第一弦是距離工件10的外邊緣的預定距離。離子束20在長度方向上在兩個第一定位11、12處延伸超過工件10。在某些實施例中，兩個第一定位11、12之間的距離小於離子束20的總長度。在某些實施例中，離子束20可能在長度方向上在外邊緣附近具有某些非均勻性。因此，通過利用離子束20的位於所述兩個第一定位11、12之間的部分，可避免離子束20的此非均勻性。
由於離子束20為直的且工件10的外邊緣為圓弧狀的， 因此離子束20與工件10的外邊緣之間的距離有所變化。離子束20被安置成與工件10的外邊緣相距最大距離13。此最大距離13發生在所述兩個第一定位11、12之間的第一弦的中點處且是垂直於離子束20的較長的尺寸而測得。此最大距離13小於工件10的半徑。在某些實施例中，最大距離13較工件10的半徑小得多。舉例而言，在某些實施例中，最大距離13可介於1mm與30mm之間。此外，最大距離13及工件10的圓周界定將被選擇性地處理的外部部分。此外部部分40可為環形圈，所述環形圈具有與工件10的直徑相等的外徑41及等於工件10的直徑減去兩倍的最大距離13的內徑42。換言之，外部部分40為具有與最大距離13相等的寬度及與工件10的直徑相等的外徑的環形圈。因此，在某些實施例中，所述環形圈具有介於1mm與30mm之間的寬度。在某些實施例中，所述環形圈具有較工件10的半徑小的寬度。
一旦朝工件10引導離子束20，便接著使工件10在第一方向30上繞中心15旋轉。工件10可旋轉過一整圈的一部分，例如旋轉180°的角，但也可使用大於或等於180°的任意旋轉量。工件10可以任意適合的轉速旋轉，例如在10秒每轉與2分每轉之間旋轉，但也可使用其他轉速。由於工件10在第一方向30上旋轉，因此外部部分40的不同的區被暴露至離子束20。
在某些實施例中，工件10可以恒定的轉速旋轉。然而，在其他實施例中，轉速可隨著時間或工件10的位置的變化而變化。舉例而言，在某些實施例中，工件10可具有方位角非均勻性。 在本發明中，“方位角非均勻性”指代在特定半徑處但在不同的旋轉方向處存在的非均勻性。換言之，工件10可在徑向方向上具有非均勻性，但也可在不同的旋轉角處的特定半徑處具有非均勻性，或可在兩個方向上均具有非均勻性。在這些實施例中，改變轉速可使得能夠對外部部分40進行不均勻處理。舉例而言，減慢轉速可使得能夠對工件10的外部部分40的特定區進行更多的處理。
圖1C示出在工件10已經旋轉180°之後的工件10及離子束20。在此時間點處，已對外部部分40的一半進行植入以形成已處理部分44。繼此旋轉後，接著相對於離子束20側向地移動工件10。在某些實施例中，在工件10保持靜止的同時移動離子束20。在其他實施例中，在離子束20保持靜止的同時移動工件10。在其他實施例中，移動工件10及離子束20二者。
圖1D示出工件10及離子束20在此相對動作之後的構造。與圖1A相比，工件10的中心15現在位於離子束20的相反側上。換言之，若工件10的中心15位於圖1A中的離子束20之下，則工件10的中心15將位於圖1D中的離子束20之上。作為另外一種選擇，若工藝是從位於圖1A中的離子束20之上的工件10的中心15開始進行，則工件10的中心15將位於圖1D中的離子束20之下。因此，與起始位置相比，所述側向移動使得工件10的中心15被安置成位於離子束20的相反側上。
在圖1E中，相對於離子束20移動工件10，以使得離子 束20在整個工件10上延伸，進而形成被稱作第二弦(second chord)的幾何線條。朝工件10上的第二位置引導離子束20，進而形成所述第二弦，所述第二弦是距離工件10的外邊緣的預定距離。此距離外邊緣的預定距離相同於在第一位置中所使用的預定距離。離子束20在長度方向上在兩個第二定位16、17處延伸超過工件10。由於離子束20為直的且工件10的外邊緣為圓弧狀的，因此離子束20與工件10的外邊緣之間的距離有所變化。離子束20被安置成與工件10的外邊緣相距最大距離13。換言之，離子束20被定位成使得離子束20觸及外部部分40的內徑42。在某些實施例中，第一弦與第二弦可彼此平行。
在將工件10及離子束20如圖1E中所示般取向之後，使工件10在與圖1B中使用的第一方向30相反的第二方向31上繞中心15旋轉。換言之，若第一方向30為順時針的，則第二方向31為逆時針的。相反地，若第一方向30為逆時針的，則第二方向31為順時針的。在第二方向31上的旋轉可生成環繞整個中心部分43的已處理部分44。
在工件已經在第二方向31上旋轉之後，如圖1F中或圖1A中所示，可相對於離子束20移動工件10。應注意，在某些實施例中，工件10可自圖1C中所示位置直接地移動至圖1E中所示位置。類似地，工件10可自圖1E中所示位置更直接地移動至圖1B中所示位置。換言之，在某些實施例中，離子束20的位置可在圖1B及圖1E中所示位置之間擺動。在某些實施例中，這兩個 位置之間的此距離可由工件10的直徑減去兩倍的最大距離13而給定。
在此一系列示意圖中，假定在第一方向30上的旋轉角為180°且類似地假定在第二方向31上的旋轉角也為180°，以使得整個外部部分40均等地暴露至離子束20，以生成已處理部分44。
在某些實施例中，例如在圖1A至圖1F中示出的實施例中，在第二方向31上的旋轉角可相同於在第一方向30上的旋轉角。在這些實施例中，工件10可返回至圖1F中的、工件10在圖1A期間所開始於的相同取向。在其中台板僅能夠進行有限的旋轉動作的實施例中，此實施例使得可利用能夠進行至少180°旋轉移動的台板對整個外部部分40進行處理。因此，仍可利用不能夠進行360°旋轉的台板來實行此選擇性處理。
儘管圖1A至圖1F示出為180°的旋轉角，然而其他實施例也處於本發明的範圍內。舉例而言，若在第一方向30上的旋轉角及在第二方向31上的旋轉角均為270°，則將圖1A至圖1F中所示的順序重複進行兩次將會使工件10完成3整圈。類似地，若在第一方向30上的旋轉角及在第二方向31上的旋轉角均為240°，則將圖1A至圖1F中所示順序重複進行三次將會使工件10完成4整圈。另外，無需將此順序整個重複進行整數次。舉例而言，利用為240°的旋轉角，若實行一次圖1A至圖1F中所示順序、並接著實行圖1A至圖1C中所示順序，則工件10將完成2整圈。
因此，在某些實施例中，可將圖1A至圖1F中所示順序 重複進行整數次，以使得在第一方向30上的旋轉的數目與在第二方向31上的旋轉的數目相等。在其他實施例中，圖1A至圖1C中所示順序較圖1D至圖1F中所示順序多重複進行一次，以使得在第一方向30上的旋轉的數目較在第二方向31上的旋轉的數目多一個。
應注意，如在圖1C與圖1D之間及圖1F與圖1A之間，為了相對於離子束20移動工件10，離子束20可通過工件10上方。在某些實施例中，此相對移動可使得來自離子束20的離子撞擊工件10的中心部分43。在某些實施例中，中心部分43如此暴露至離子束20可為非期望的。
因此，在某些實施例中，此相對移動的效果被減輕。舉例而言，在一個實施例中，工件10是自圖1C中所示位置快速地移動至圖1D或圖1E中所示位置或自圖1F中所示位置快速地移動至圖1A或圖1B中所示位置。舉例而言，工件10可以45釐米/秒或以任意其他適合的速度移動。此可減少撞擊工件10的中心部分43的離子的量。在其他實施例中，可在此相對移動期間物理地阻擋離子束20。舉例而言，可在離子束20的源與工件10之間安置蔭罩(shadow mask)或法拉第杯(Faraday cup)，以阻止離子束20抵達工件10。在又一些實施例中，可將離子束20消隱。可利用以下所更詳細闡述的各種技術將離子束20消隱。
在每一整圈之後，外部部分40的所有區將同等地暴露至離子束20。同時，工件10的中心部分43一其為具有中心15及與 外部部分40的內徑42相等的外徑的圓一可完全不暴露至離子束20。旋轉的速度及數目決定外部部分40所接受的處理的量。在已經完成目標旋轉數目之後，所述順序停止。
儘管圖1A至圖1F示出第一位置位於工件10的頂部附近、且第二位置位於工件10的底部附近，然而也可存在其他實施例。舉例而言，第一位置可位於底部、左側、或右側附近。類似地，第二位置可位於頂部、右側、或左側附近。第一位置及第二位置可安置於工件10上任意位置，只要圖1A至圖1F中所示連續處理整個外部部分40即可。因此，圖1A至圖1F是說明性的且並非旨在限制本發明。
可利用任意適合的離子束植入系統來實行工件10的外部部分40的選擇性處理。
圖2示出可用於實行外部部分40的選擇性處理的束線離子植入系統200。如圖中所示，束線離子植入系統200可包括離子源及供離子束220通過的複雜的一系列的束線元件。所述離子源可包括在其中產生離子的離子源室202。所述離子源還可包括安置於離子源室202附近的電源201及提取電極204。提取電極204可包括抑制電極204a及地電極204b。離子源室202、抑制電極204a、及地電極204b中的每一者可包括開孔。離子源室202可包括提取開孔(圖中未示出)，所述抑制電極可包括抑制電極開孔(圖中未示出)，且地電極可包括地電極開孔(圖中未示出)。所述各開孔可彼此連通，以使得在離子源室202中產生的離子可朝束線 元件通過所述開孔。
所述束線元件可包括例如品質分析器206、第一加速或減速(A1或D1)台208、准直儀210、及第二加速或減速(A2或D2)台212。與操控光束的一系列光學鏡頭很相似，所述束線元件可對離子或離子束220進行過濾、聚焦、及操控。通過束線元件的離子束220可朝安裝於台板216或夾具(clamp)上的工件10進行引導。離子束220可為帶狀離子束，所述帶狀離子束的長度較其高度大得多。在其他實施例中，離子束220可為點狀離子束。在這些實施例中，掃描器可安置於工件10之前，以在長度方向上掃描所述點狀束。工件10可通過設備(有時被稱作“轉板(roplat)”)而在一個或多個維度上移動。如圖1B中所示，所述轉板可被配置成使工件10繞所述工件的中心旋轉。此外，例如圖1B及圖1E中所示，所述轉板可被配置成使工件10移動以使得離子束220被引導至所述工件的特定區。
控制器250可用於控制束線離子植入系統200的運作。控制器250可包括處理單元251及記憶元件252。記憶元件252可為任意適合的非暫時性記憶體裝置，例如半導體記憶體(即，隨機訪問記憶體(random access memory，RAM)、唯讀記憶體(read-only memory，ROM)、電可抹除可程式設計唯讀記憶體(electrically erasable programmable read-only memory，EEPROM)、閃速隨機訪問記憶體(FLASH RAM)、動態隨機訪問記憶體(dynamic random access memory，DRAM)等)、磁性記憶 體(即，磁碟機)、或光學記憶體(即，光碟唯讀記憶體(CD ROM))。記憶元件252可用於容納指令，所述指令當由控制器250中的處理單元251執行時使得束線離子植入系統200能夠實行圖1A至圖1F中所示順序。
圖3示出可用於實行外部部分40的選擇性處理的離子植入系統300的另一實施例。存在離子源301。此離子源301包括離子體室305，等離子體室305由可由石墨或另一適合的材料構成的等離子體室壁307界定。此等離子體室305可經由氣體入口310而被供應以一種或多種源氣體，所述源氣體儲存於一個或多個源氣體容器(例如，源氣體容器370)中。此源氣體可通過射頻(radio frequency，RF)天線320或另一等離子體產生機構而被激勵(energized)；所述另一等離子體產生機構例如為但不僅限於間熱式陰極、或熱絲(hot filament)。RF天線320與供應電力至RF天線320的RF電源(圖中未示出)電性連通。介電窗(dielectric window)325(例如，石英或氧化鋁窗)可安置於RF天線320與離子源301的內部之間。離子源301也包括可供離子通過的開孔340。負電壓被施加至安置于開孔340外部的提取抑制電極330，以經由開孔340而自等離子體室305內朝工件10提取呈離子束380形式的正電荷離子。也可採用地電極350。在某些實施例中，開孔340位於離子源301的與容納介電窗325的一側相對的側上。
另外，電磁體308可安置於等離子體室壁307周圍。這些電磁體308可用於操控等離子體室305內的等離子體，以變更 自等離子體室305提取的離子束380的形狀或密度。
控制器360可用於控制離子植入系統300的運作。控制器360可包括處理單元361及記憶元件362。記憶元件362可為任意合適的非暫時性記憶體裝置，例如半導體記憶體(即，隨機訪問記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、電可抹除可程式設計唯讀記憶體(EEPROM)、閃速隨機訪問記憶體(FLASH RAM)、動態隨機訪問記憶體(DRAM)等)、磁性記憶體(即，磁碟機)、或光學記憶體(即，光碟唯讀記憶體(CD ROM))。記憶元件362可用於容納指令，所述指令當由控制器360中的處理單元361執行時，使得離子植入系統300能夠實行圖1A至圖1F中所示順序。
工件10可安置於台板390上，台板390可能夠進行旋轉及線性動作。台板390可被配置成如圖1B所示般旋轉。
圖4示出本文所述工藝的流程。此工藝可由控制器250與圖2所示束線離子植入系統200相結合地執行。作為另外一種選擇，此工藝可由控制器360與圖3所示離子植入系統300相結合地執行。因此，在某些實施例中，包含一組指令的軟體程式可被載入至控制器中的非暫時性記憶元件中，以使得能夠實行此順序。
首先，如過程400中所示，移動工件10以使得可朝所述工件上的第一位置引導離子束20。此第一位置可為距離所述工件的外邊緣的預定距離。此外，所述離子束可在兩個第一定位處延伸超過工件的外邊緣。此可通過致動在束線離子植入系統200中 控制台板216的轉板、或通過致動離子植入系統300中的台板390來實現。
一旦朝第一位置引導離子束，控制器便可如過程410中所示使台板繞工件的中心旋轉。再次，此可通過致動圖2中所示實施例中的轉板、或通過致動圖3中所示實施例中的台板390來實現。工件10在第一方向(例如，順時針方向)上旋轉。
在工件10已經移動過預定旋轉角之後，控制器可如過程420中所示使離子束停止撞擊工件10。此可以若干不同的方式實行。
首先，可阻擋離子束。舉例而言，控制器可使致動器在離子束20的路徑上移動法拉第杯或蔭罩，以使離子束20不抵達工件10。此方式被稱作阻擋離子束。
作為另外一種選擇，可消隱離子束。此指代操控離子植入系統以使離子束不撞擊工件10。舉例而言，在圖2中所示實施例中，此可以若干種方式完成。在某些實施例中，可對被施加至提取電極204的電壓加以修改，以減小存在於離子源室202中的離子束的電流。在某些實施例中，可對被施加至第一加速或減速(A1或D1)台208、或第二加速或減速(A2或D2)台212的電壓加以修改，以減小離子束電流。在某些實施例中，可減慢或阻止流入離子源室202中的氣體流。
在圖3中所示實施例中，也可以若干種方式來完成對離子束的消隱。在某些實施例中，可對被施加至提取抑制電極330 的電壓加以修改，以減小存在於等離子體室305中的離子束的電流。在某些實施例中，可減慢來自源氣體容器370的氣體流，以減小離子束380的電流。
在某些實施例中，可使得離子束20能夠在自第一位置移動至第二位置的同時撞擊工件。可通過相對於離子束快速地(例如，以45釐米/秒或另一適合的速度)移動台板來使由此造成的影響最小化。
如過程430中所示，接著相對於離子束20將工件10移動至第二位置。所述第二位置可位於工件10的中心的相對側上，且可與第一位置相同地為距離外邊緣的預定距離。換言之，在某些實施例中，可將工件10移動與工件10的直徑減去兩倍的預定距離相等的距離。在某些實施例中，例如在圖1A至圖1F中所示的實施例中，位於第一位置中時的離子束20可平行於位於第二位置中時的離子束20。可通過致動台板390(參見圖3)或台板216(參見圖2)來移動工件10。
在已經相對於離子束20移動工件10之後，若先前阻止了所述離子束撞擊所述工件，則現在啟用所述離子束。如過程440中所示，接著在與所述第一方向相反的第二方向上旋轉工件10。如前所述，可實現此以控制圖2中所示實施例中的轉板、或旋轉圖3中所示實施例中的台板390。可以預定旋轉角來旋轉工件，所述旋轉角可與在過程410中使用的預定旋轉角相同。
可將圖4中所示順序重複進行多次，以實行所需要的選 擇性處理。若重複進行所述順序，則可如上所述在自過程440移動至過程400的順序中通過阻擋或消隱離子束來防止所述離子束碰撞工件。如上所述，在某些實施例中，過程410可較過程440多實行一次。
在圖4的變型中，也可在過程410或過程440期間側向地移動工件。舉例而言，圖4中所示順序造成對呈具有恒定寬度的環形圈形狀的外部區的均勻處理。若在過程410或過程440期間側向地移動工件，則所述外部區的形狀可發生更改。用語“側向地”用於表示垂直於離子束20的長度(即，較長的尺寸)的方向。
綜上所述，所述方法包括在朝第一位置引導離子束的同時使工件在第一方向上繞中心旋轉，以處理工件的外部部分的一部分，其中離子束在兩個第一定位處延伸超過工件的外邊緣且第一位置是距離工件的外邊緣的預定距離。在第一方向上的旋轉完成之後，相對於離子束移動工件，以朝工件上的第二位置引導離子束，其中離子束在兩個第二定位處延伸超過工件的外邊緣且第二位置是距離工件的外邊緣的預定距離。在此相對移動之後，接著在朝第二位置引導離子束的同時使工件在與第一方向相反的第二方向上繞中心旋轉，以處理工件的外部部分的其餘部分。在某些實施例中，接著相對於離子束移動工件，以使得離子束被引導而返回至第一位置，進而使得可將所述順序重複進行一次或多次。
儘管以上說明公開工件10的旋轉，然而工件10也可保 持固定於原位，而離子束20移動。因此，工件10相對於離子束20的旋轉無論是如何實現的都會造成對外部部分40的選擇性處理。
本申請中的上述實施例可具有許多優點。如上所述，許多半導體工藝沿徑向方向表現出某些非均勻性。本文所述方法提供一種選擇性處理工件的外部部分以補償或抵消這些非均勻性的方式。此外，本文所述選擇性處理可實行多次，使得能夠進行進一步精化，此可使得均勻性提高。
另外，選擇性地處理工件的外部部分的能力可使得其他半導體工藝的徑向非均勻性程度得到改良。此外，通過將實行選擇性處理的離子束定位成使所述離子束在整個工件上延伸，所述選擇性處理的均勻性可得到更嚴密地控制。
此外，本發明的系統及方法對於其中台板可能不能夠旋轉360°的任意離子植入系統而言為可操作的。實際上，只要台板能夠旋轉至少180°，則所述系統及方法便為可操作的。
綜上所述，工件可通過結合本文所述選擇性處理而得到更均勻地處理。因此，例如沿外邊緣的沉積增加或沿外邊緣的離子劑量減少等問題可通過本發明實施例得到改正。
本發明的範圍不受本文所述具體實施例限制。事實上，通過閱讀前述說明及附圖，除本文中所述者以外，本發明的其他各種實施例及對本發明進行的潤飾，也將對所屬領域中的普通技術人員顯而易見。因此，此類其他實施例及潤飾旨在落于本發明 的範圍內。此外，儘管本文中已在用於特定目的的特定環境中的特定實施方案的上下文中闡述了本發明，然而所屬領域中的普通技術人員將認識到其有用性並非僅限於此並認識到本發明可被有益地實作於用於任意數目的目的的任意數目的環境中。因此，以上所述權利要求書應慮及本文所述本發明的整個廣度及精神來理解。
400、410、420、430、440:過程

Claims (15)

  1. 一種處理工件的方法，包括：在朝第一位置引導離子束的同時使所述工件在第一方向上繞中心旋轉，其中所述離子束在兩個第一定位處延伸超過所述工件的外邊緣且所述第一位置是距離所述工件的所述外邊緣的預定距離，以處理所述工件的外部部分的一部分；相對於所述離子束移動所述工件，以朝所述工件上的第二位置引導所述離子束，其中所述離子束在兩個第二定位處延伸超過所述工件的外邊緣且所述第二位置是距離所述工件的所述外邊緣的所述預定距離；以及在朝所述第二位置引導所述離子束的同時使所述工件在與所述第一方向相反的第二方向上繞所述中心旋轉，以處理所述工件的所述外部部分的其餘部分。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中在所述第一方向上將所述工件旋轉至少180°且在所述第二方向上將所述工件旋轉至少180°。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述離子束不在所述移動期間撞擊所述工件。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的方法，其中在所述移動期間通過法拉第杯或蔭罩來阻擋所述離子束。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的方法，其中在所述移動期間將所述離子束消隱。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中重複進行所述在所述第一方向上旋轉、所述移動、及所述在所述第二方向上旋轉。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中所述離子束自離子源提取，其中所述離子源的參數被修改，以使得所述離子束在所述移動期間消隱。
  8. 如申請專利範圍第3項所述的方法，其中所述離子束自離子源提取並通過一個或多個電極，其中施加至所述一個或多個電極的電壓被修改，以防止所述離子束在所述移動期間撞擊所述工件。
  9. 一種離子植入系統，包括：離子源，自其提取離子束；台板，適應於保持工件，所述台板被配置成側向地且旋轉地移動；控制器，與所述台板連通，且用以：朝所述工件上的第一位置引導所述離子束，其中所述離子束在兩個第一定位處延伸超過所述工件的外邊緣，且所述第一位置是距離所述工件的所述外邊緣的預定距離；在朝所述第一位置引導所述離子束的同時使所述工件在第一方向上繞中心旋轉，以處理所述工件的外部部分的一部分；相對於所述離子束移動所述工件，以朝所述工件上的第 二位置引導所述離子束，其中所述離子束在兩個第二定位處延伸超過所述工件的外邊緣，且所述第二位置是距離所述工件的所述外邊緣的所述預定距離；以及在朝所述第二位置引導所述離子束的同時使所述工件在與所述第一方向相反的第二方向上繞所述中心旋轉，以處理所述工件的所述外部部分的其餘部分，其中所述外部部分的寬度是由所述預定距離而確定，其中所述控制器致動法拉第杯或蔭罩以在所述移動期間阻擋所述離子束。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的離子植入系統，其中在相對於所述離子束移動所述工件的同時，防止所述離子束撞擊所述工件。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的離子植入系統，其中所述控制器修改所述離子源的參數，以使得所述離子束在所述移動期間消隱。
  12. 如申請專利範圍第9項所述的離子植入系統，其中所述工件旋轉至少180°。
  13. 如申請專利範圍第9項所述的離子植入系統，其中重複進行所述引導、所述在所述第一方向上旋轉、所述移動、及所述在所述第二方向上旋轉，以使得所述工件旋轉整數轉。
  14. 一種離子植入系統，包括：離子源，自其提取離子束； 台板，適應於保持工件，所述台板被配置成側向地且旋轉地移動；法拉第杯或蔭罩；以及控制器，與所述台板連通，且用以：朝所述工件上的第一位置引導所述離子束，其中所述離子束在兩個第一定位處延伸超過所述工件的外邊緣，且所述第一位置是距離所述工件的所述外邊緣的預定距離；在朝所述第一位置引導所述離子束的同時使所述工件在第一方向上繞中心旋轉180°，以處理所述工件的外部部分的一部分；在相對於所述離子束移動所述工件以朝所述工件上的第二位置引導所述離子束的同時防止所述離子束撞擊所述工件，其中所述離子束在兩個第二定位處延伸超過所述工件的外邊緣，且所述第二位置是距離所述工件的所述外邊緣的所述預定距離；以及在朝所述第二位置引導所述離子束的同時使所述工件在與所述第一方向相反的第二方向上繞所述中心旋轉180°，以處理所述工件的所述外部部分的其餘部分，其中所述外部部分的寬度是由所述預定距離而確定，其中所述控制器在所述離子束的路徑上移動所述法拉第杯或所述蔭罩，以防止所述離子束撞擊所述工件。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的離子植入系統，其中所述離子源包括一個或多個電極以操控所述離子束，且所述控制器修改被施加至所述一個或多個電極的電壓，以防止所述離子束撞擊所述工件。
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