工件处理时所用的罩幕的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种工件处理时所用的罩幕，其包括：图案平板，包括平面部分，所述平面部分包括形成工件处理时所用图案的连续开口；以及装配框，包括：外周缘，所述平面部分固定于所述外周缘上；以及对准突出部，包括一个或更多个活动接头，用于进行所述装配框与所述图案平板之间的对准；以及结构结合物，用以固定所述图案平板与所述装配框。本实用新型可制造成本较低的罩幕。
【专利说明】工件处理时所用的罩幕
[0001]相关申请案交叉引用
[0002]本申请案主张在2013年7月26日提申的美国临时专利申请案第61/858,719号的优先权，其所揭示的内容以引用方式并入本文。
技术领域
[0003]本实用新型的实施例涉及产生在工件处理时所用的罩幕，且特别涉及产生在离子植入时所用的罩幕。
【背景技术】
[0004]半导体工件常被植入掺杂物以产生所需的传导性。举例来说，可将掺杂物植入太阳电池以产生射极区。一般而言，离子是由离子源所产生。离子源可以是利用RF能量以产生离子的等离子体腔室，或间接加热阴极(IHC)，或另一种类型的离子源。离子是从离子源撷取，且离子在到达工件之前可以先通过质量分析与聚焦元件。在一些实施例中，将撷取的离子直接植入工件中，且离子源与工件之间没有其他元件存在。也可将工件配置于平台上，以使工件固持于适当位置。
[0005]通常只会针对部分工件进行植入。因此，会在离子源与工件之间安置例如罩幕的装置，以防止离子到达工件的特定部分。此罩幕可对准至工件，以严格控制罩幕所覆盖的区域。
[0006]将罩幕精确地对准至工件及对罩幕图案进行精确地加工都可能会增加罩幕的成本。
[0007]因此，若有一种制造成本较低的罩幕，将会是有益的。此外，若罩幕的部分如昂贵或稀有部分是可重新使用的，将会是有益的。
【实用新型内容】
[0008]多部分罩幕具有图案平板，其包含具有工件处理时所用的所需开口图案的平面部分。多部分罩幕亦具有装配框，其是用来固持图案平板。在组装之前，图案平板具有对准部，其具有一个或更多个孔洞，其中复用性对准销插入于孔洞中。这些对准销进入配置于装配框上的活动接头，其用来将图案平板精确地对准至装配框。当图案平板固定至装配框后，可使图案平板与对准部分离。之后可重新使用对准销。在一些实施例中，之后可从装配框移除图案平板，而可重新使用装配框。
[0009]在一实施例中，揭示一种工件处理时所用的罩幕。罩幕包括:具有平面部分的图案平板，其中平面部分包括形成工件处理时所用图案的连续开口；装配框，其包括外周缘与对准突出部，其中平面部分固定于外周缘上，以及对准突出部包括一个或更多个活动接头用于进行装配框与图案平板之间的对准；以及固定图案平板与装配框的结构结合物。
[0010]在一实施例中，所述结构结合物包括配置于所述装配框上的多个凸起部；以及配置于所述图案平板上的多个相对应的止挡接头，其中所述凸起部延伸穿过所述止挡接头。
[0011]在一实施例中，所述工件处理时所用的罩幕还包括环氧树脂，其中所述环氧树脂配置于所述止挡接头中。
[0012]在一实施例中，所述结构结合物包括多个销或螺钉，所述销或螺钉插入位于所述图案平板与所述装配框中的孔洞中。
[0013]在一实施例中，所述工件处理时所用的罩幕还包括配置于所述装配框与所述图案平板之间的热传导接着剂。
[0014]因此，可制造成本较低的罩幕。
【附图说明】
[0015]为了更加了解本实用新型，参考以引用方式并入本文的附图:
[0016]图1呈现单件式植入的一实施例。
[0017]图2呈现用于组装前的多部分罩幕的构件的一实施例的展开图。
[0018]图3呈现用于组装阶段的多部分罩幕的构件的示意图。
[0019]图4呈现依据第二实施例用于组装阶段的多部分罩幕的构件的示意图。
[0020]图5是图4的多部分罩幕的一部分的展开图。
[0021 ]图6是图案平板与装配框之间的对准的侧视图。
【具体实施方式】
[0022]图1呈现单件式罩幕。此罩幕10包含深凹中心部分15，其经过加工以包含所需的图案。可沿着罩幕10的边缘配置突出部17。可在这些突出部17的至少的一者中配置一个或更多个对准孔18。在一些实施例中，将运动接头(未图示)整合至对准孔18中，而使这些接头支撑于位于下层平台上的销上并与销对准。这些活动接头可由碳化硅制成。可设计活动接头使其具有V型凹槽，而得以精确地对准至配置于平台或静电夹具上的各个对准销。这些活动接头可以有效地使罩幕10与工件精确对准。
[0023]然而，这些罩幕10可能具有以下缺点。首先，深凹中心部分15的加工不易，因而增加产生罩幕所需的时间，以及增加与各罩幕相关的成本。此外，基于此特性，这些罩幕的制造良率可能受到影响。此外，活动接头可能相当昂贵且获取时间偏长。因为可能会将这些运动接头整合至罩幕10，所以无法取得这些活动接头可能会影响这些罩幕10的整体可利用性。此外，基于离子轰击作用，深凹中心部分15的经加工图案可能随着时间腐蚀。这导致罩幕1无法操作，而使包括稀有的活动接头的整体装置报废。
[0024]如上所述，即使完全能够产生精确对准，用来进行离子植入的单件式整合结构罩幕10可能具有多种缺陷，包含在制造、良率、使用寿命与取得稀有构件上的难度。本实用新型亦描述可克服大部分这些缺点的多部分罩幕。即使是针对离子植入来描述多部分罩幕，但可理解的是可将多部分罩幕用于沉积或蚀刻等其他工件处理制程中。
[0025]图2呈现进行组装前的多部分罩幕100的一实施例的展开图。多部分罩幕100包含图案平板110与装配框150。图案平板110可以由石墨所建构，不过亦可使用其他材料。图案平板110包含实质平面部分115，其包含形成离子植入制程中所用图案的开口。此图案可以是连续的窄缝，或任何其他所需的图案。此图案可通过使用如滚制、钻孔、EDM线切割、研磨或锯切割的已知加工技术加工图案平板110的平面部分115而产生。平面部分115亦可包含多个止挡接头118。这些止挡接头118是用来将图案平板110结合至装配框150，下文将有更详细叙述。平面部分115的边缘可以是方形，但也有可能是其他形状，可包含但不限于三角形与圆形。
[0026]图案平板110亦可包含对准部120。此对准部120可沿着平面部分115的一个或更多个边缘配置。此对准部120可以比平面部分115更厚，不过其他实施例也有可能。对准部120包含一个或更多个孔洞125，复用性对准销180可插入于孔洞中，下文将有更详细叙述。
[0027]装配框150包括具有开放中心区域157的外周缘155。装配框150可以由石墨所建构。在一些实施例中，装配框150与图案平板110是由相同材料所建构，而使其热膨胀系数相似或相同。装配框150具有在使用中面对图案平板110的上表面以及面对平台或静电夹具的下表面。将图案平板110固定至装配框150的上表面，而使在平面部分115中的经加工图案处于此开放中心区域157内。外周缘155亦可包含多个凸起部158(请见图5)，凸起部可与位于平面部分115上的止挡接头118配对。沿着外周缘155的外缘可能会有一个或更多个突出部或耳部160。突出部或耳部160可包含可用来将多部分罩幕100附接并精确地对准至平台的活动接头(未图示)。突出部或耳部160中的这些活动接头朝下定向(亦即朝向下表面)以与平台上的对准销相连。亦可沿着外周缘155的一边缘配置对准突出部170。对准突出部170是沿着与图案平板110的对准部120的相同边缘配置，对准突出部是用来将图案平板110对准至装配框150。对准突出部170可包含活动接头(未图示)。不同于耳部160的活动接头，对准突出部170中的活动接头是朝上定向(亦即朝向上表面)，以接收复用性对准销180。
[0028]使用复用性对准销180使图案平板110与装配框150对准，以组装多部分罩幕100。这些对准销180穿过图案平板110的对准部120中的孔洞125，并进入配置于对准突出部170上的活动接头。这些孔洞125经过尺寸定制，而使对准销180与孔洞125配合且几乎不具有公差，以确保图案平板110与装配框150的可重复精确对准。使得这些孔洞125的直径具有严密控制的公差，以确保直径对于孔洞与对准销180之间的配合仅会产生轻微影响。以此方式，对准销180可相对于关键罩幕图案特征完美地安置，而不具任何公差范围。此时，随着对准销180压入孔洞125，即产生不可分离的组装。通过对准销180的末端与装配框150的锥形物与V型凹槽啮合，此结合图案平板110/对准销180组装可动态地耦合至装配框150，因此图案平板110完美地定位。接着，图案平板110的对准部120包含孔洞125，其为对准销180按压配合的地方，可对其进行加工。可去除围绕对准销180的多余石墨而重新使用对准销。
[0029]此对准制程也会导致装配框150的外周缘155上的凸起部158延伸穿过平面部分115上的止挡接头118。
[0030]图3呈现此对准制程中的图案平板110。如上所述，复用性对准销180穿过对准部120中的孔洞125。凸起部158会延伸穿过平面部分115中的止挡接头118。这些凸起部158可作为结构结合物，以协助将图案平板110固定至装配框150。举例来说，使用复用性对准销180将图案平板110对准至装配框150之后，可将环氧树脂添加至止挡接头118，以在精确对准中固持凸起部158。环氧树脂是用来将凸起部158固持在相对于止挡接头118的精确位置。
[0031]除了结构结合物以外，可使用诸如接着剂等第二结合物。在此实施例中，沿着平面部分115的边缘或沿着装配框150的对应部分配置接着剂。当图案平板110与装配框150汇集时，复用性对准销180确保适当对准。当图案平板110接触装配框150时，接着剂协助两元件结合。此外，接着剂可具有热传导性，而得以从图案平板110传递热能至装配框150。
[0032]图4是此实施例中的多部分罩幕100的示意图。图示复用性对准销180使图案平板110与装配框150对准。凸起部158延伸穿过止挡接头118，并图示接着剂190围绕平面部分115的周围。接着剂190可具有热传导性，而得以将因离子轰击而产生于平面部分115中的热能传送至装配框150并通过装配框散逸。
[0033]图5呈现平面部分115的一角的放大图。此图呈现凸起部158延伸穿过止挡接头118。也呈现出作为第二结合物的接着剂190将平面部分115固定至装配框150。
[0034]如上所述，图案平板110与装配框150的适当对准可能相当重要。图6呈现此对准制程的侧视剖面图。如前文所述，复用性对准销180穿过图案平板110的对准部120。对准销180接着进入配置于装配框150的对准突出部170中的活动接头175。对准销180与活动接头175非常精确地对准。如此亦能严密地控制平面部分115中的图案179与装配框150边缘之间的关系。
[0035]使用一个或更多个结合物将图案平板110与装配框150彼此固定后，可从对准部120移除复用性对准销180。此外，如果需要，可通过从平面部分115破坏或通过加工方式移除图案平板110的对准部120。举例来说，如图3所示，可在线195处移除对准部120。这使得仅剩图案平板110的平面部分115附接至装配框150。因此，所完成的经组装多部分罩幕100类似单件式罩幕(请见图1)，并可比照该罩幕的用法来使用。
[0036]前文叙述揭示两种结合物的使用；环氧树脂形式的结构结合物，用来结合凸起部158与止挡接头118，以及接着剂190形式的第二结合物，如热传导接着剂。必须注意的是可使用两种结合物，或只使用这两种结合物的其中一者。此外，也可使用其他结合物以取代或补充这些列举结合物其中一者或两者。举例来说，在一实施例中，可使用销作为结构结合物。在另一实施例中，可使用螺钉作为结构结合物。
[0037]举例来说，图案平板110与装配框150可以上述方式对准。可制造穿过图案平板110与装配框150的配对钻孔组。接着可将销或螺钉插入孔洞中，以结合装配框150与图案平板110。换言之，对准之后，钻出穿过图案平板110与装配框150的孔洞，用来固持销或螺钉。
[0038]使用销或螺钉作为结合物，可以非破坏性的方式分离装配框150与平面部分115。举例来说，平面部分115的图案可能因为离子轰离而腐蚀或变质。通过使用可移除性结构结合物，可能可以分离这些构件、丢弃平面部分115并重新使用装配框150。这样的优点是可以重新使用配置于装配框150中的许多稀有或昂贵构件，例如活动接头。
[0039]在此情况下，会从装配框150例如通过移除销或螺钉移除平面部分115。接着剂可能足够脆弱，而能够在不对装配框150造成任何损害的情况下分离平面部分115与装配框150。接着使用上述的技术将新的图案平板110对准至装配框150。将新的图案平板110对准至装配框150后，针对销或螺钉制造新的孔洞。在一实施例中，与之前在装配框150中所制作的孔洞有所区别，钻过图案平板110与装配框150以形成一组新的孔洞。接着将销或螺钉插入此新钻的孔洞。注意到的是，由于能钻这些孔洞的空间有限，故此制程可能会限制装配框150的使用次数。在另一实施例中，通过钻过之前穿过图案平板110而钻于装配框150中的孔洞，以在图案平板110中钻出新的孔洞。以此方式，可能可以利用之前在装配框150中钻出的孔洞，并单纯地于与这些已存在孔洞对准的图案平板110加上孔洞。换言之，装配框150中已存在的孔洞是用来引导钻过新的图案平板110的孔洞。
[0040]在任一实施例中，将销或螺钉插入至钻孔后，移除此新的图案平板110的对准部120，如此一来包括新的图案平板110与原始的装配框150的新的多部分罩幕100即可供使用。
[0041]本实用新型不受限于本文所述的具体实施例的范围。当然，除了本文所述，本实用新型的其他各种实施例及修正，对本技术领域技术人员而言，通过前文所述与附图为显而易见。因此，其他实施例及修正落入本实用新型的范围内。进而，虽然在用于特定目的的特定情形下的特定实施方式的内文中已描述本实用新型，本技术领域中具通常知识者将理解其用途不限于此，且在用于任何目的的任何情形下可有效地实施本实用新型。因此，保护范围应解释为基于本文所述本实用新型的完整范畴与精神。
【主权项】
1.一种工件处理时所用的罩幕，其特征在于，包括: 图案平板，包括平面部分，所述平面部分包括形成工件处理时所用图案的连续开口；以及 装配框，包括: 外周缘，所述平面部分固定于所述外周缘上；以及 对准突出部，包括一个或更多个活动接头，用于进行所述装配框与所述图案平板之间的对准；以及 结构结合物，用以固定所述图案平板与所述装配框。2.根据权利要求1所述的工件处理时所用的罩幕，其特征在于，所述结构结合物包括: 多个凸起部，配置于所述装配框上；以及 多个相对应的止挡接头，配置于所述图案平板上，其中，所述凸起部延伸穿过所述止挡接头。3.根据权利要求2所述的工件处理时所用的罩幕，其特征在于，还包括环氧树脂，其中所述环氧树脂配置于所述止挡接头中。4.根据权利要求1所述的工件处理时所用的罩幕，其特征在于，所述结构结合物包括多个销或螺钉，所述销或螺钉插入位于所述图案平板与所述装配框中的孔洞中。5.根据权利要求1所述的工件处理时所用的罩幕，其特征在于，还包括配置于所述装配框与所述图案平板之间的热传导接着剂。
【文档编号】H01L21/265GK205595308SQ201490000909
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2014年7月25日
【发明人】亚隆·P·威波, 查理斯·T·卡尔森
【申请人】瓦里安半导体设备公司