[發(fā)明專利]襯底保持器和夾具

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010535420.1
• 申請日: 2010-11-01
• 公開（公告）號: CN102104016A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: T·貝納爾
• 申請（專利權(quán)）人: S.O.I.TEC絕緣體上硅技術(shù)公司
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683;H01L21/687;H01J37/317
• 代理公司: 北京戈程知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;靳強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種襯底保持器和一種用于將襯底可拆除地保持在襯底保持器上的夾具。這種襯底保持器和/或夾具例如用于離子注入設(shè)備當(dāng)中。

背景技術(shù)

離子注入機(jī)，例如應(yīng)用材料公司(Applied?Materials)的Quantum注入機(jī)用于向半導(dǎo)體襯底中注入離子。例如，在用于制造絕緣體上半導(dǎo)體(SOI)襯底的所謂的Smart?Cut^TM工藝中，將氫和/或氦離子注入直徑為200或300mm的硅晶片中。

圖1示意性地顯示了這種注入機(jī)。設(shè)備包括具有多個臂3的注入輪(wheel)1，每個臂3在其外端具有放置待處理襯底的襯底支撐件5。在圖1中看不到襯底，因?yàn)橐r底放置在襯底支撐件5的不可見的那一側(cè)。輪1能夠圍繞它的軸7在垂直面內(nèi)以大約850rpm的速度轉(zhuǎn)動。注入輪1位于離子注入機(jī)的腔9內(nèi)，腔9還包括離子束發(fā)生器11，離子束發(fā)生器11被配置成發(fā)射用于注入到襯底中的離子束，例如所述氫和/或氦離子。輪1不僅被配置為圍繞軸7轉(zhuǎn)動，還可以在方向13中平移，從而可以對放置在襯底支撐件5的其中之一上的襯底的整個表面進(jìn)行注入。

為在轉(zhuǎn)動和平移過程中將襯底固定在襯底支撐件5上，襯底支撐件5在位于輪1外緣的襯底支撐件5的邊緣區(qū)域包括固定保持裝置15，如顯示襯底支撐件5的背面的圖2所示。在轉(zhuǎn)動過程中，離心力迫使位于襯底支撐件5上的襯底抵靠在固定保持裝置15上，從而將其穩(wěn)固地保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｍ瑯訛榱嗽谳?減速和停下來的時候(例如為了裝載或卸載輪)將襯底保持在襯底支撐件5上，在與固定保持裝置15相對的一側(cè)設(shè)置有額外的夾緊裝置17和19。在Quantum注入機(jī)中，夾緊裝置17，19被配置成當(dāng)輪1減速和停下來的時候接合襯底支撐件5上的襯底，但在輪1高速轉(zhuǎn)動的時候離開襯底。這可以通過使用彈簧和平衡物來實(shí)現(xiàn)，其中平衡物被配置和設(shè)置成當(dāng)離心力不存在或低于某個閾值的時候，彈簧所施加的力使夾緊裝置17，19向襯底方向回退，以將襯底保持在保持器5上，以及在轉(zhuǎn)動過程中，平衡塊上的離心力將抵消彈簧的彈性力，從而夾緊裝置17，19離開襯底。

在Smart?Cut^TM工藝中，離子被注入到半導(dǎo)體襯底上以形成預(yù)定的分裂區(qū)域，隨后半導(dǎo)體襯底被鍵合到第二襯底上以轉(zhuǎn)移由預(yù)定的分裂區(qū)域限定的層，因此注入步驟的質(zhì)量是至關(guān)重要的。但是，襯底離開注入機(jī)時被小顆粒污染是經(jīng)常出現(xiàn)的問題，由于必須進(jìn)行清潔操作，導(dǎo)致工具的正常運(yùn)行時間減少。在離子注入機(jī)中已經(jīng)確認(rèn)有多個污染源。另外，由于襯底在輪1上的裝載機(jī)構(gòu)、離子束的產(chǎn)生以及輪1的轉(zhuǎn)動，也會出現(xiàn)污染。為了確保最終的產(chǎn)品質(zhì)量，必須不得不因此而中斷生產(chǎn)周期，定期打開注入腔9以將離子注入機(jī)清理干凈。每次打開工具進(jìn)行保養(yǎng)時都必須進(jìn)行檢驗(yàn)，這增加了生產(chǎn)線的停機(jī)時間，因此增加了總的制造成本。

發(fā)明內(nèi)容

出于以上原因，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠減少小顆粒污染的方案。

通過根據(jù)權(quán)利要求1的襯底保持器來實(shí)現(xiàn)這一目的。根據(jù)本發(fā)明的襯底保持器包括：襯底支撐件；可移動的夾緊裝置，其被配置為在第一位置接合所述襯底支撐件上的襯底以及在第二位置遠(yuǎn)離所述襯底；定位裝置，特別是彈性定位裝置，其用于使所述夾緊裝置從所述第二位置向所述第一位置移動；以及止動裝置，特別是彈性止動元件，其用于在所述第二位置和所述第一位置所限定的方向上限制所述夾緊裝置朝向所述襯底支撐件的運(yùn)動，從而即使所述襯底支撐件上沒有襯底，所述夾緊裝置也保持遠(yuǎn)離所述襯底支撐件。

通過提供止動裝置，可以減少在注入機(jī)中觀察到的顆粒污染。即使襯底支撐件上沒有襯底，止動裝置，特別是彈性元件，確保夾緊裝置和襯底支撐件之間不會發(fā)生接觸。與此形成對比的是，在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)輪減速時，夾緊裝置和空閑的襯底支撐件之間發(fā)生接觸，這會導(dǎo)致顆粒的產(chǎn)生。實(shí)際上，朝向襯底保持器的運(yùn)動可由彈簧來保證，并且僅由襯底保持器自身來限制。

優(yōu)選地，所述可移動的夾緊裝置、所述定位裝置以及所述止動裝置形成一個模塊單元。通過提供模塊單元，易于將現(xiàn)有技術(shù)中已有的夾緊裝置同定位裝置一同調(diào)換，從而不需要長時間停機(jī)即可升級本領(lǐng)域中已經(jīng)使用的機(jī)器。

更優(yōu)選地，所述模塊單元可包括用于將所述模塊單元連接到所述襯底支撐件上的連接板。這進(jìn)一步有助于已經(jīng)使用的工具的升級。

根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，所述襯底支撐件包括金屬板，所述夾緊裝置也是金屬的。襯底支撐件應(yīng)該是金屬的，從而其可以作為熱沉，夾緊裝置也是由金屬制成的，以便在將襯底夾緊在襯底支撐件上的時候具有足夠的硬度。金屬夾緊銷一方面可以具有足夠的耐熱性，從而在離子束的沖擊下，夾緊裝置保持其形狀。另一方面，不再需要額外的檢驗(yàn)過程。