半导体晶圆离子注入扫描机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种半导体晶圆离子注入扫描机器人，其包括：L1轴，垂直地结合在第一连杆的一侧，凭借第一驱动单元的驱动驱使所述第一连杆旋转；L2轴，在所述第一连杆的上部叠上其长度和所述第一连杆相同的第二连杆，垂直地结合在所述第一连杆的另一侧及叠在其上的所述第二连杆的一侧并且凭借第二驱动单元的驱动驱使所述第二连杆旋转；R轴，在所述第二连杆的另一侧上部叠上支持扫描头的支撑架，垂直地结合在所述第二连杆的另一侧与所述支撑架的中央并且凭借第三驱动单元的驱动驱使所述支撑架旋转；及Y轴，水平地结合在所述支撑架并支持所述扫描头的两侧，凭借第四驱动单元的驱动驱使所述扫描头旋转。

【技术实现步骤摘要】
半导体晶圆离子注入扫描机器人
本专利技术涉及一种半导体晶圆离子注入扫描机器人，更具体地说，该半导体晶圆离子注入扫描机器人在半导体晶圆的离子注入工序能在水平方向的任何指定方向扫描晶圆而让注入晶圆上的离子分布均匀。
技术介绍
半导体元件制造工序通常在硅晶圆上反复进行氧化工序、照相蚀刻工序、扩散工序、离子注入工序及金属工序等。所述工序中的离子注入工序指的是，按照所需要的量及所需要的深度把按照预设能量带电荷的杂质注入晶圆。在半导体工序中，离子注入工序通常指的是在硅晶圆的表面注入掺杂剂(Dopant)离子。用于离子注入工序的离子注入机(IonImplanter)主要包括下列三大部分。该主要部分可以划分为：作为提取离子束(IonBeam)的领域的离子源(IonSource)领域；包括按照所需质量把提取的离子束予以分类的质量分析仪(MassAnalyzer)和作为离子束路径的束线(Beamline)的端子(Terminal)领域；移送晶圆并且最终注入离子束的终端台(End-Station)领域。在终端台(End-Station)领域，在高真空状态的处理腔内扫描晶圆并注入离子束。图1是现有的晶圆束扫描方式中最具代表性的例示，在高真空的处理腔下端安装空气轴承(AirBearing)并且进行机构学中的上、下运动，从而以相对于水平带状离子束(ParallelRibbonBeam)或水平扫描离子束(ParallelScannedBeam)呈垂直的方向进行机械式扫描(MechanicalScanning)地做了离子注入。采取下述倾斜(Tilt)方式，即，根据待形成于晶圆上的元件的种类让晶圆相对于离子束倾斜一定角度后在一定时间内进行工序。因此，离子注入工序需要具有调节离子束入射到晶圆上的角度的能力，该入射角则称为倾角。如图2所示，现有技术针对固定晶圆的晶圆固定座(WaferChuck)的旋转轴的角度进行调整地调整了作为离子束入射角的倾角。然而，如图3所示，现有的倾角调整方式以高倾角(HighTiltAngle)把束散(BeamBlow-up)现象严重的低能量离子束予以离子注入的话，离子束抵达晶圆上部与晶圆下部的距离不同而使得晶圆垂直方向的离子束密度出现差异，从而导致离子束注入的均匀性劣化。这如同晚间打开闪光灯时距离较近处较亮而距离越远束散越严重而变暗的情形是一个道理。尤其是，近来半导体装置日益高密度化而使得其电路宽度急剧变小，因此为了让掺杂深度越来越薄地形成于晶圆表面而逐渐需要使用更低能量(LowEnergy)的离子注入。因此，需要开发出一种即使在高倾角(HighTiltAngle)使用低能量离子束也能不受晶圆(Wafer)位置影响地以同一离子束密度进行离子注入的离子注入设备。【现有技术文献】(专利文献1)大韩民国公开专利第10-2000-0024763号(公开日2000.05.06)(专利文献2)大韩民国公开专利第10-2007-0047637号(公开日2007.05.07)
技术实现思路
【解决的技术课题】本专利技术旨在解决现有技术的问题。本专利技术的目的是提供一种半导体晶圆离子注入扫描机器人，安装在终端台领域的高真空状态处理腔(ProcessChamber)并且能在水平方向的任何指定方向扫描晶圆而使得来自端子(Terminal)的离子束均匀地注入晶圆(Wafer)上。本专利技术的另一个目的是提供一种独创性的扫描方式的半导体晶圆离子注入扫描机器人，即使在高倾角的低能量离子注入时也能凭借等距离子束照射晶圆上的全区而提高晶圆上的掺杂均匀度，与此同时，还能符合新一代半导体的掺杂均匀度要求条件。【解决课题的技术方案】为了达到所述目的，本专利技术一个实施例的半导体晶圆离子注入扫描机器人包括：L1轴，垂直地结合在第一连杆的一侧，凭借第一驱动单元的驱动驱使所述第一连杆旋转；L2轴，在所述第一连杆的上部叠上其长度和所述第一连杆相同的第二连杆，垂直地结合在所述第一连杆的另一侧及叠在其上的所述第二连杆的一侧并且凭借第二驱动单元的驱动驱使所述第二连杆旋转；R轴，在所述第二连杆的另一侧上部叠上支持扫描头的支撑架，垂直地结合在所述第二连杆的另一侧与所述支撑架的中央并且凭借第三驱动单元的驱动驱使所述支撑架旋转；及Y轴，水平地结合在所述支撑架并支持所述扫描头的两侧，凭借第四驱动单元的驱动驱使所述扫描头旋转。在此，所述第一驱动单元设于第一连杆的下部以便让所述L1轴垂直地结合在所述第一连杆，所述第二驱动单元设于所述第一连杆的另一侧内部以便让所述L2轴垂直地结合在所述第二连杆，所述第三驱动单元设于所述第二连杆的另一侧内部以便让所述R轴垂直地结合在所述支撑架的中央，所述第四驱动单元设于所述支撑架的一侧以便让所述Y轴水平地结合在所述支撑架的上端。而且，所述第一驱动单元和第二驱动单元同步驱动，所述第一连杆以所述L1轴为基准往左、右旋转，所述第二连杆以所述L2轴为基准往左、右旋转，从而使得所述扫描头往左、右水平移动。而且，所述第三驱动单元和所述第一驱动单元同步驱动，所述R轴以和所述L1轴相同的旋转角驱使所述扫描头旋转。而且，驱使所述L1轴旋转调整倾角，在所述调整的倾角下将所述第一驱动单元与第二驱动单元的驱动同步化而以所述L1轴为基准让所述第一连杆往左、右旋转，以所述L2轴为基准让所述第二连杆往左、右旋转，从而使得所述扫描头往左、右水平移动。而且，所述第三驱动单元在所述调整的倾角下和所述第一驱动单元同步驱动，所述R轴以和所述L1轴相同的旋转角驱使所述扫描头旋转。所述Y轴驱使所述扫描头的晶圆旋转到晶圆装载或卸载位置或者驱使所述扫描头的晶圆旋转到离子注入位置或束轮廓分析(beamprofiling)位置。而且，所述扫描头包括固定晶圆的晶圆固定座、驱使所述晶圆固定座旋转的S轴、驱动所述S轴的第五驱动单元，所述S轴垂直于所述Y轴，驱使置放所述晶圆的晶圆固定座旋转而调整晶圆的扭转角(TwistAngle)或方位角(OrientationAngle)。【有益效果】依据本专利技术的实施例，通过L1轴与L2轴的动作实现能在水平方向的任何指定方向扫描的标量运动，通过R轴的动作进行调整以便让离子束在左、右扫描过程中保持一定的入射角，通过S轴的动作能根据晶圆结晶方向防止束沟道效应并防止阴影现象，从而提高晶圆上的离子束注入的均匀度。而且，在高倾角的低能量离子注入时也能让晶圆上的全区被等距离子束照射而大幅提高晶圆上的掺杂均匀度，与此同时，还能符合新一代半导体的掺杂均匀度要求条件。附图说明图1是示出现有的晶圆束扫描方式的概念图。图2是示出图1所现有晶圆束扫描方式中倾角调整动作的概念图。图3是为了说明图1与图2所示现有晶圆束扫描方式中晶圆的大角度倾斜离子注入时的问题而示出的侧视图。图4是示出本专利技术一个实施例的半导体晶圆离子注入扫描机器人的晶圆束扫描方式的概念图。图5是说明本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体晶圆离子注入扫描机器人，其特征在于，/n包括：/nL1轴，垂直地结合在第一连杆的一侧，凭借第一驱动单元的驱动驱使所述第一连杆旋转；/nL2轴，在所述第一连杆的上部叠上其长度和所述第一连杆相同的第二连杆，垂直地结合在所述第一连杆的另一侧及叠在其上的所述第二连杆的一侧并且凭借第二驱动单元的驱动驱使所述第二连杆旋转；/nR轴，在所述第二连杆的另一侧上部叠上支持扫描头的支撑架，垂直地结合在所述第二连杆的另一侧与所述支撑架的中央并且凭借第三驱动单元的驱动驱使所述支撑架旋转；及/nY轴，水平地结合在所述支撑架并支持所述扫描头的两侧，凭借第四驱动单元的驱动驱使所述扫描头旋转。/n

【技术特征摘要】
20190329 KR 10-2019-00365941.一种半导体晶圆离子注入扫描机器人，其特征在于，
包括：
L1轴，垂直地结合在第一连杆的一侧，凭借第一驱动单元的驱动驱使所述第一连杆旋转；
L2轴，在所述第一连杆的上部叠上其长度和所述第一连杆相同的第二连杆，垂直地结合在所述第一连杆的另一侧及叠在其上的所述第二连杆的一侧并且凭借第二驱动单元的驱动驱使所述第二连杆旋转；
R轴，在所述第二连杆的另一侧上部叠上支持扫描头的支撑架，垂直地结合在所述第二连杆的另一侧与所述支撑架的中央并且凭借第三驱动单元的驱动驱使所述支撑架旋转；及
Y轴，水平地结合在所述支撑架并支持所述扫描头的两侧，凭借第四驱动单元的驱动驱使所述扫描头旋转。


2.根据权利要求1所述的半导体晶圆离子注入扫描机器人，其特征在于，
所述第一驱动单元设于第一连杆的下部以便让所述L1轴垂直地结合在所述第一连杆，所述第二驱动单元设于所述第一连杆的另一侧内部以便让所述L2轴垂直地结合在所述第二连杆，所述第三驱动单元设于所述第二连杆的另一侧内部以便让所述R轴垂直地结合在所述支撑架的中央，所述第四驱动单元设于所述支撑架的一侧以便让所述Y轴水平地结合在所述支撑架的上端。


3.根据权利要求1所述的半导体晶圆离子注入扫描机器人，其特征在于，
所述第一驱动单元和第二驱动单元同步驱动，所述第一连杆以所述L1轴为基准往左、右旋转，所述第二连杆以所述L2轴为基准往左、...

【专利技术属性】
技术研发人员：金昌永，崔永，张日焕，孙容宣，诸健镐，崔文寿，
申请(专利权)人：耐贝尔株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR