[发明专利]基板处理系统和方法

说明书

相关案子

本申请要求2011年11月8日提交的美国临时申请序列号61/557363的优先权利益，该临时申请的公开文本通过引用被全部并入本文。

技术领域

本申请涉及用于基板处理，例如硅基板处理以形成半导体电路、太阳能电池、平板显示器等的系统和方法。

背景技术

基板处理系统在本领域中是公知的。基板处理系统的例子包括溅射和离子注入系统。虽然在很多这样的系统中基板在处理期间是静止的，这样的静止系统在满足对高吞吐量处理的最近要求方面有困难。高吞吐量处理对处理基板(例如太阳能电池)特别严格。因此，需要新的系统架构来满足这个要求。

发明内容

包括本发明的下列概述，以便提供对本发明的一些方面和特征的基本理解。该概述不是本发明的广泛概述，且因此它并不打算特别标识本发明的关键或重要元件或描绘本发明的范围。它的唯一目的是以简化的形式介绍本发明的一些概念作为下面介绍的更详细的描述的序言。

在本文公开的是实现基板的高吞吐量处理的处理系统和方法。一个实施例提供一种系统，其中基板在处理系统(例如溅射目标或离子注入束)的前面连续移动。在处理系统的前面行进期间，基板以一个速度移动，而在来/往装载和卸载位置行进期间，基板以比第一速度高得多的第二速度移动。这实现系统的总高吞吐量。

各种所公开的实施例提供用于使用两个卡盘(chuck)阵列来处理基板(例如离子注入)的真空处理系统。在所述实施例中，每个卡盘阵列具有位于每个阵列上的静电卡盘上的两行晶片，但其它实施例可使用一行或多行。将阵列安装在室的相对侧上，使得它们可每个都具有晶片/气体连接和电连接，而不干扰另一阵列的操作。在每个阵列上使用至少两行实现连续的处理，即，处理室的连续利用而没有闲置时间。例如，通过使用两行用于离子注入，离子束可总是被保持在一个卡盘阵列上，同时另一阵列被卸载/装载并在经处理的阵列离开束之前返回到处理位置。

在所公开的实施例中，同时装载在卡盘阵列上的所有晶片。晶片成排地来自装载锁，几个晶片并列，例如三个晶片并列。当两行存在于进入的输送机上时，晶片被升高到拾取和放置机构。在一个实施例中，拾取和放置机构使用静电卡盘来保持晶片，但也可使用其它机构(例如真空装置)。系统可以可选地包括用于使用正确的对齐将晶片定位在卡盘上的动态晶片定位机构以确保处理与晶片对齐。例如，当执行离子注入时，对齐确保注入特征垂直于或平行于晶片边缘。

在一个实施例中，卡盘阵列具有用于在装配期间确保行进的方向平行于处理室(例如平行于注入掩模特征)的手动对齐特征。在一个例子中，首先通过使用在掩模位置处的照相机和阵列上的特征将卡盘阵列与注入掩模对齐。然后通过将具有精确对齐特征的对齐晶片从输入输送机输送到卡盘阵列来将在拾取和放置机构上的每个头与掩模对齐。阵列接着在掩模对齐照相机之下移动，且确定对齐晶片的角位移。这个角位移接着用于调节拾取和放置头。步骤重复，直到对齐是令人满意的为止。这些步骤建立固定的对齐。它们在晶片处理期间没有被系统动态地控制和改变。

拾取和放置头也可具有动态晶片对齐。例如，当晶片在气垫上浮动时，卡爪可用于推晶片以紧靠对齐销。可通过经由晶片冷却通道使气体流到卡盘中来建立这个气垫，使得这些通道提供双重目的。如果需要的话，对齐销可安装在用于高度的动态控制的压电台上。

在一个特定的例子中，提供一种离子注入系统，该系统包括真空外壳、将离子束输送到真空外壳内部的处理区内的离子注入室。第一和第二卡盘阵列被配置成分别在第一和第二轨道组件上来回骑行，其中升高机构被配置成改变在较高的位置和较低的位置之间的轨道组件的高度。第一和第二卡盘阵列中的每个具有悬臂式部分，多个处理卡盘位于悬臂式部分上。第一和第二卡盘组件中的每个被配置成当其相应的轨道组件在较高的位置中时在相应的轨道组件上在向前的方向上行进，并当其相应的轨道组件在较低的位置中时在相应的轨道组件上在向后的方向上骑行，从而在其它卡盘组件之下通过。

在所描述的离子注入系统中，交付输送机皮带位于真空外壳内部，在它的入口侧上，且移除输送机位于真空室内部，在其出口侧中。第一拾取机构被配置成从交付输送机移除晶片，并将晶片放置在第一和第二卡盘组件上。第二拾取机构被配置成从第一和第二卡盘组件移除晶片，并将晶片交付到移除输送机皮带。提供照相机来使能对第一拾取机构进行对齐。照相机被配置成拍摄第一和第二卡盘组件在位于处理区中时的图像。分析该图像以确定第一拾取机构的对齐。