[实用新型]一种离子注入装置

说明书

本实用新型涉及一种离子注入装置，其属于半导体设备技术领域，所述离子注入装置包括有相连接的离子束发生装置和工艺腔模块，离子束发生装置产生截面呈条形的带状离子束并输出至工艺腔模块内，离子束的条形截面的长度方向与水平面之间的锐夹角小于45度。本实用新型专利开创性地将离子束发生装置的设置方向进行扭转，将离子束由纵向的带状束流改为横向，晶圆扫描方向也相应地由横向变为纵向，从而使工艺腔内的空间得到了更为合理的利用，减少了晶圆在进行离子注入前、后进行移动的距离和时间，在工艺质量不受影响的前提下实现了生产效率更高的效果。

技术领域

本实用新型属于半导体设备技术领域，具体地涉及一种离子注入装置。

背景技术

离子注入是近年来半导体制造中广泛应用的技术之一。现有的离子注入装置的工作过程一般为：晶圆从处于大气环境的前端模块(EFEM)进入负责在真空与大气间转换的真空锁模块(Loadlock)，然后进入真空的传送腔进行传送，传送至真空的工艺腔模块进行注入。工艺腔模块连接有离子束发生装置，其产生竖直带状的离子束，晶圆在工艺腔模块中朝向该离子束、沿水平方向反复移动扫描，从而进行离子注入。离子注入完成后，晶圆再被传送回真空锁，最终再从前端模块取出。

此过程中，晶圆一般通过晶圆传送部件(如机械手)从传输腔传送至工艺腔模块，为使晶圆传输稳定，晶圆是水平放置于晶圆传送部件的相应结构(如叉臂)上进行移动的；传送至工艺腔模块附近后，晶圆在晶圆传送部件与工艺腔模块的晶圆扫描部件之间交接，由晶圆扫描部件(具有如静电吸盘结构的部件)将晶圆固持、翻转竖立起来，然后需要花费约2秒以上的时间水平移动约400mm的距离，移动至靠近离子束的扫描初始位置，再开始进行横向移动扫描；扫描完成后晶圆扫描部件动作反向，还需要再用时约2秒以上将晶圆从该初始位置移动回到靠近晶圆传送部件的位置进行交接，再进行后续移动。相当于每个晶圆离子扫描过程中有4秒以上的时间是能够进一步节省的，离子注入装置的工作效率仍有上升空间。

但对于现有的离子注入装置而言，这4秒又是难以加快的：若是单纯加快机械手的移动速度，则会导致晶圆不稳定，可能出现位移甚至掉落，欲速则不达；若是将该400mm的距离缩短，则又会导致空间过小，机械手或晶圆在翻转或传输的过程中会接触到离子束，进而造成机械手受损或晶圆离子注入不均匀。

因此，需要从装置整体的角度考虑进行改良，设计出一种新的离子注入装置，在保证工艺稳定的前提下，节省上述传输时间，提高工作效率。

实用新型内容

基于现有技术存在的问题，本实用新型提供一种离子注入装置，其缩短了晶圆在进行离子注入前、后进行移动的距离和时间，提高离子注入装置的工作效率。

依据本实用新型的技术方案，本实用新型提供一种离子注入装置，其包括有相连接的离子束发生装置和工艺腔模块，离子束发生装置产生截面呈条形的带状离子束并输出至工艺腔模块内，离子束的条形截面的长度方向与水平面之间的锐夹角小于45度；工艺腔模块内设置有晶圆扫描部件，晶圆扫描部件一端与工艺腔模块相连接，另一端具有用于固持晶圆的晶圆固持部；晶圆扫描部件上具有用于控制晶圆固持部翻转的翻转机构和用于控制晶圆固持部沿垂直于离子束条形截面长度方向且垂直于离子束行进方向移动的移动机构。

进一步地，离子束的条形截面的长度方向与水平面相平行。

进一步地，晶圆直接传送至离子束下方的晶圆扫描部件的晶圆固持部上，接着直接将晶圆原地竖立起来，然后就可以向上移动、进行纵向的反复扫描注入。

进一步地，工艺腔模块上还依次连接有传送腔模块、真空锁模块和前端模块；传送腔模块内设置有用于移动传送晶圆并在真空锁模块和晶圆扫描部件处取放晶圆的晶圆传送部件。

进一步地，晶圆传送部件在靠近晶圆扫描部件处的移动范围位于离子束下方且与离子束之间具有间隙。