[發明專利]高生產量加熱的離子注入系統和方法

有效

• 申請號: 201710507923.X
• 申請日: 2015-06-12
• 公開（公告）號: CN107424893B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 阿曼·候賽諾維奇;約瑟夫·費拉拉;布瑞·泰瑞
• 申請（專利權）人: 艾克塞利斯科技公司
• 主分類號: H01J37/18
• 分類號: H01J37/18;H01J37/20;H01J37/317;H01L21/265;H01L21/67;H01L21/677
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 劉新宇;壽寧

本發明公開了一種離子注入系統，所述離子注入系統具有連接到第一和第二雙負載鎖定組件(136)的離子注入設備，第一和第二雙負載鎖定組件每一個都具有被共用壁(146)分離的各自的第一室(138)和第二室(140)。每一個第一室都具有構造成將工件加熱至第一溫度的預熱設備。每一個第二室都具有構造成將工件冷卻至第二溫度的后冷卻設備。熱卡盤將工件保留在處理室中以用于離子注入，并且熱卡盤被構造為將工件加熱到第三溫度。泵和通風口與第一室和第二室選擇性地流體連通。控制器被構造為在大氣環境中通過預熱設備將工件加熱到第一溫度，通過熱卡盤將工件加熱到第二溫度，通過離子注入設備將離子注入工件中，并通過預熱設備、后冷卻設備、泵、通風口和熱卡盤的控制在大氣環境與真空環境之間傳輸工件。

本申請是申請日為2015年06月12日，申請號為201580035054.4，名稱為“高生產量加熱的離子注入系統和方法”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明整體涉及用于處理工件的工件處理系統和方法，并且更具體地，涉及一種用于工件的加熱離子注入的系統和方法，其中生產量被最大化。

背景技術

在半導體處理中，許多操作可以在單個工件或半導體晶片上執行。通常，工件上的每一個處理操作通常以特定的順序執行，其中每個操作等待直到前一個操作完成為止，因此影響工件將變得可用于隨后的處理步驟的時間。如果引導到處理位置的處理流程被與這種處理相關聯的順序事件中斷，則在真空下進行的相對較短的過程(例如，離子注入)的工具生產率或生產量可能被嚴重受到限制。例如，運輸載體或存儲盒與處理系統之間的工件的交換、工件從大氣環境到處理系統的注入室的真空環境中的傳輸以及真空環境內的工件的取向(例如，凹口對準)對工具生產率會具有顯著影響。

例如，工件的處理，例如離子注入，通常在注入室內在減小的壓力下執行，其中離子通常沿著束線加速，并且其中離子進入被抽真空的注入室并以預定方式(例如，預定劑量、能量等)撞擊工件。多個操作被通常執行而引導到注入，以便將工件引入注入室中，并且相對于注入室內的離子束適當地定位和定向工件。例如，工件通過機器人被從大氣盒或存儲裝置傳輸到負載鎖定室中，其中負載鎖定室隨后被抽真空，以便使工件進入離子注入器的真空處理環境。所述盒或存儲裝置例如可以通過輸送系統或其他類型的輸送設備被輸送到離子注入器。

由于離子注入處理技術進步，因此熱離子注入工藝變得越來越普遍，其中工件在300℃-800℃范圍內的處理溫度下被加熱并注入離子。該處理溫度通常通過靜電卡盤(ESC)獲得，所述靜電卡盤在注入期間夾持工件。

在離子注入室的真空環境中通過靜電卡盤進行的這種加熱會是耗時的且對工件生產量造成顯著影響。另外，當室溫下相對冷的工件被靜電卡盤夾緊并加熱到這種高處理溫度時，工件的熱膨脹可能導致工件相對于ESC的有害移動，從而導致顆粒和夾緊表面和/或ESC電極的過早磨損。

發明內容

本發明通過提供一種用于在高溫離子注入系統的大氣環境與真空環境之間傳輸工件的系統、設備和方法來克服現有技術的局限性，同時最大化生產量并最小化與系統相關聯的所有權成本。

因此，下面呈現本發明的簡要概述，以便提供本發明的一些方面的基本理解。本發明內容不是本發明的廣泛概述。本發明內容不旨在確定本發明的關鍵或重要元素，也不描述本發明的保護范圍。其目的是為了以簡化形式呈現本發明的一些概念，作為稍后呈現的更詳細說明的前序。

本發明整體涉及一種具有離子注入設備的離子注入系統。離子注入設備被構造為朝向處理室引導離子束，其中處理室具有與其相關聯的真空環境。設置第一雙負載鎖定組件和第二雙負載鎖定組件，其中第一雙負載鎖定組件和第二雙負載鎖定組件中的每一個分別包括第一室和第二室。