CN101238538A - 束阻挡件和束调整方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于减轻与离子注入有关的污染的系统、方法、以及装置。本发明提供离子源、终点站、以及设置在离子源与终点站之间的质量分析器，其中由离子源形成离子束，且根据射束阻挡组件的位置，选择性地经由质量分析器将离子束传送至终点站。该射束阻挡组件选择性地防止离子束进入和/或射出质量分析器，因此将转换期间例如离子注入系统开机期间与不稳定离子源有关的污染最小化。

Description

束阻挡件和束调整方法
相关申请的交互参考
本申请要求在2005年6月3日提出申请的美国专利临时申请号60/687,514号、标题为“离子注入中的粒子防止”的优先权及该案的权益，其整个内容包含在此作为参考。
技术领域
本发明通常涉及一种用于将离子注入工件中的离子注入系统、装置、以及方法，更具体涉及一种通常防止与离子束有关的粒子污染的离子注入系统、装置、以及方法。
背景技术
在半导体器件的制造中，使用离子注入系统以使用杂质对半导体晶片或其它工件进行掺杂。在该系统中，离子源将所期望掺杂元素离子化，这样将该掺杂元素以离子束的形式由离子源取出。该离子束典型地被质量分析，以选择所期望荷质比的离子，以及然后将这些离子导向半导体晶片表面，以便以该掺杂元素注入晶片。在例如晶片中制造晶体管器件时，该射束离子穿透晶片表面，以形成所期望导电性的区域。示例性的离子注入机包括：离子源，用于产生离子束；束线组件，其包括质量分析装置，用于使用磁场对离子束进行质量解析；以及靶室，其包含将被离子束注入的半导体晶片或工件。
该由离子源所产生的离子典型地形成射束，且沿着预先确定射束路径引导至注入站。该离子束注入机进一步包括：射束形成与成形结构，其延伸于离子源与注入站之间。射束形成与成形结构尝试：维持该离子束，且限制将该射束传送至注入站所经过的延长内部腔或通道。当操作该离子注入机时，典型地将该通道抽空，以降低由于离子与空气分子碰撞而使得离子偏移预先确定射束路径的可能性。
该离子的质量相对于其上电荷的比(即，荷质比)会影响通过静电场或磁场使离子在轴向与横向加速的程度。因此，可以使得抵达半导体晶片或其它目标的所期望区域的离子束非常纯，因为非期望分子量的离子会偏移至离开射束的位置，且可以避免所期望材料以外的离子的注入。该选择性地分开所期望与非所期望荷质比的离子的过程称为质量分析。质量分析器典型地使用质量分析磁铁，以产生双极性磁场，经由磁性偏移将离子束中各种离子偏离至弧形通道中，这样可以将不同荷质比的离子有效地分开。
将该离子射束典型地聚焦且引导至工件所期望的表面区域。通常，将该离子束的能量离子加速至预先确定的能量水平，以穿透至该工件的主体中。该离子例如嵌入于材料结晶格子中，以形成所期望导电性区域，而离子束的能量通常确定离子注入深度。该离子注入系统的实例包括由美国马萨诸塞州Beverly的艾克塞利斯科技公司所提供的离子注入系统。
然而，该示例性离子注入机或其它离子束设备(例如，线性加速器)的操作可能导致各种来源污染粒子的产生。该污染粒子其尺寸例如可能小于大约1μm，然而对于所注入工件仍然会造成有害影响。该污染粒子可能例如夹带于离子束中，且与射束一起传输至工件，因此导致工件非所期望的污染。
在示例性离子注入系统中，该污染粒子的一个来源例如为：与经由质量分析器的通道有关的材料。例如，质量分析器的通道典型地被石墨涂覆，其中，该非期望分子量的离子通常会撞击作为通道衬里的石墨，且通常夹带于石墨涂层中。然而，随着时间经过，当离子继续冲击石墨涂层时，该石墨涂层的粒子会从通道中撞出，然后夹带于离子束中。然后，在离子注入期间，离子束中的污染粒子会与该工件或其它衬底碰撞且附着在该工件或其它衬底上。然后，在处理的工件上需要亚微米图案定义的半导体与其它器件的制造中，成为良率损失的来源。该种污染在该离子注入系统调整期间例如在系统的开机操作期间会大幅增加，在该期间中离子束实质上并不稳定。
由于以更大精确度、更高准确度、以及效率制造尺寸减少的半导体器件，因此需要用于制造这种半导体器件的设备。因此，期望的是在工件上游各个位置降低离子束中污染粒子的水平，以减轻工件污染。
发明内容
本发明通过提供一种用于控制与工件上游各个位置的离子束有关的污染的装置、系统及方法，而克服已知技术的限制。因此，以下提供本发明的概要，以提供本发明一些观点的基本了解。此概要并非本发明的广泛总论。用意既非在于辨识本发明关键或重要组件，亦非描述本发明的范围。此概要目的在于，以简化形式介绍本发明的一些观念，作为在稍后更详细说明的序言。
根据本发明示例性观点，提供一种射束阻挡组件，用于降低来自离子注入系统中离子源所发射离子束的污染，其中该射束阻挡组件包括：可移动射束阻挡件，其相对于离子束的路径选择性地定位。该射束阻挡件例如包括板，所述板可以定位于质量分析磁铁(即，“质量分析器”)的入口和/或出口，其中可操作该射束阻挡组件，以将与离子束调整(例如，在离子注入系统的开机期间)有关的粒子污染限制于离子注入系统特定区域中。例如，可以将射束阻挡件选择性定位于沿着离子束路径的质量分析器的入口，以在与离子束有关离子源的最初调整期间选择性地防止离子束(以及与其有关的粒子污染)进入质量分析器。
根据本发明，该板包括例如石墨的含碳材料，其中可操作该含碳材料，以基本吸收该离子束以及与其有关的污染。因此，可操作该射束阻挡组件以减少所需时间，在该时间期间可操作该离子束以冲击与离子注入系统的质量分析器或其它组件有关的表面。根据另一个实例，在射束阻挡件的上游设置测量装置，其中当该射束阻挡件通常阻挡该离子束时，可以测量该离子束的一个或多个性质。可以使用所测量离子束的一个或多个性质，以在将离子注入于工件之前，调整该一个或多个离子源与质量分析器。可以进一步提供泵，其中可操作该泵以将气体和/或悬浮粒子从射束阻挡组件中泵出或排出，因此，进一步减少了粒子污染。
为达成上述有关目的，本发明包括以下充分说明和在权利要求书中特别指出的特性。以下说明和附图详细阐明了本发明的一些实施例。然而，这些实施例可以使用本发明原理的一些各种方式。本发明的其它目的、优点与新颖特性将由本发明以下内容详细说明并参考附图而更为明显。
附图说明
图1为平面图，说明根据本发明观点的示例性离子注入系统；
图2为平面图，说明示例性离子注入系统，该离子注入系统包括根据本发明另一观点的射束阻挡组件；以及
图3为方块图，说明用于控制根据本发明另一示例性观点的离子注入系统中的污染的方法。
具体实施方式
本发明通常针对于用于减轻受到离子束处理工件的粒子污染的系统、装置及方法。因此，现在参考附图说明本发明，其中使用相同参考图号以代表相同组件。应当理解的是，这些观点的描述仅为举例性质，不应以任何限制意义进行解释。在以下说明中，为了解释目的，说明各种特定细节，以便提供对本发明的彻底了解。然而，对于本领域技术人员来讲明显的是，可以无需这种特定细节来实施本发明。
现在请参考附图，图1为说明示例性的离子注入系统100的简化立体图。应注意到在此说明图1的离子注入系统100，以提供对本发明的高层理解，因此无需依比例绘制。因此，为了清楚起见可能绘出或不绘出各个组件。图1为俯视图，说明质量分析器106(也称为“磁铁”)的主磁场104内的真空室102，其中进一步显示了磁场的中央108。未区分离子束110从离子源112的出口孔径111经由质量分析器的入口114而进入质量分析器106，该磁铁至少部分根据包含于该离子束中元素的分子量，开始将该未区分离子束分开。可操作质量分析器106以从未区分离子束110中提取所选择元素(例如，硼)的所期望或所选择光线或离子束115，其中将所选择射束的离子根据需要注入于设置在终点站117中的工件116(例如，半导体衬底)中。具有比所选择元素的分子量轻的较轻元素(例如，氢)倾向转至第一区域118；而分子量比所选择元素的分子量重的较重元素倾向于转至第二区域119。撞击第一区域118的最轻的元素当撞击到室的壁120时，会造成真空室102的损害；而撞击第二区域119中的室的壁120的较重元素可能至少部分由于其较大质量，而会造成更大损害。
非所选择分子量的元素(即，不在所选择的射束115中的不期望的元素)的射束称为废射束122，因为这种射束是由并不期望的注入于设置在终点台117中的工件116中的材料所构成。室102的壁120用石墨128作为衬里，其中当废射束122撞击这种壁时，包含于废射束中的元素变成夹带于石墨中。然而，根据废射束122撞击壁120的石墨128的角度，废射束的元素可能无法将其自身埋入于壁中，且更可能将一些石墨从壁中溅射出来。在许多情形中，未区分离子束110可包括高度反应性材料或元素，例如氟，其中，该高度反应性材料更可能将材料从壁120中移除。废射束122因此会造成污染粒子(例如，高度化学反应性粒子)的云130悬浮在真空室102中。随着时间经过，会累积污染物的云130，因此会造成壁120与其它内部组件上形成且变厚的有害材料的薄片132。最后，此薄片132会从壁120和其它内部组件上剥落，且夹带于所选择的离子束115中，因而导致工件116的污染。
本发明考虑到离子源112通常需要将未区分离子束110调整，以便提供所选择的离子束115，其中，通常在当离子源工作(例如，将电力与气体供应至离子源，在此离子源中形成离子束110)时实施调整。例如，在质量分析器106的入口114，未区分离子束110通常未经分析，其中该离子束的所有成份都存在。在进入质量分析器106之前，未区分离子束110可包括含有硼(B)、氟(F)、二氟化硼(BF2)、以及其它成份的气体或材料，且在离子源112的调整中，将这种气体和材料的混合物和电位经由控制器134根据需要进行设定或调整，使得在将离子注入于工件116中之前，所产生的期望的或所选择的离子束115实质上稳定且具有期望的品质。在离子源112的调整期间，例如当在一天开始时冷激活离子注入系统100时，所产生的未区分离子束110通常具有“行为不良”的倾向，其中可能会发生火花、颤动、以及各种其它有害反应。此种在调整期间离子束110的行为不良可能会有害地加强在真空室102中污染粒子云130的产生。这种污染粒子可能通过质量分析器106且被捕获于设定标志法拉第136中，设定标志法拉第136设置在质量分析器的出口138，以选择性地阻塞所选择的离子束115。然而，在一些情形中，在注入期间，污染粒子最终仍然可以抵达该工件116，因此会负面地影响最终注入工件的产品良率与性能。
本发明针对于将进入和/或射出质量分析器106的污染数量最小化，因此将工件116的污染最小化。根据本发明的一个观点，在图2中说明示例性的离子注入系统200，其中，该离子注入系统说明本发明的数个新颖性观点。应当理解的是，所说明的各种特性可以为各种形状与尺寸、或将它们均除外，并且所有这种形状、尺寸、以及除外情况均应设想为落入本发明的范围中。类似于图1的离子注入系统100，图2的离子注入系统200包括设置于质量分析器204中的真空室202，其中可操作该未区分离子束206，以从离子源208经由质量分析器的入口210进入质量分析器。可操作该质量分析器204以从未区分离子束206提取所期望或所选择的离子束212，且将所选择的离子束经由质量分析器的出口214引导至终点站216，其中工件218通常存在于终点站216中。在质量分析器204中质量分析期间，未区分离子束206中并非是与所选择的离子束212相同种类元素的元素通常会形成比所选择的离子束(例如，所示的废射束219)更大或更小程度的弧形，如以上所说明的。
根据本发明，所选择离子束212的非所期望粒子污染(例如以上参考图1所讨论的)，可以在该离子注入系统开机和/或关机期间(例如：“转换期间”，在该转换期间未区分离子束206可能不稳定)通过在图2中所说明的一个或多个射束阻挡组件220而减轻，如同现在将讨论的。如同以上说明，未区分离子束206在质量分析器204的入口210通常未经分析，且该离子束的所有成份(例如，在离子源208中形成的所有种类的离子)通常存在于该未区分离子束中。因此，在离子注入系统200开机期间，将离子源208“调整”，其中将离子源内气体和/或材料221的混合物与电位根据需要进行设定或“置入”，使得在将离子注入于工件218中之前，所产生的未区分离子束206实质上稳定且具有所期望的品质。然而，如同以上说明，这种离子源208的调整通常会产生增强粒子，这是由于在转换期间离子源实质上并不稳定。
因此，根据本发明的一个示例性观点，在质量分析器204的入口210设置可移动式进入射束阻挡件222(例如：物理阻挡或“进入阻挡”)，其中选择性地防止离子束206穿透进入质量分析器。应注意，虽然说明该一个或多个射束阻挡组件220是在质量分析器204中，然而，该一个或多个射束阻挡组件可以靠近质量分析器，而通常并不包含于质量分析器中，且靠近该质量分析器的一个或多个射束阻挡组件的所有位置可以被认为是在本发明的范围中。
进入射束阻挡件222例如可以包括板224，板224通常由碳(例如，石墨)构成，或可以例如为碳化硅的各种其它材料构成，或包括以碳为主的涂层，其中可操作该进入射束阻挡件，以在转换期间一般性地吸收未区分离子束206。该未区分离子束206的粒子(未示出)为气体形式或重量一般较轻，当进入射束阻挡件通常防止离子束进入质量分析器204时，该未区分离子束206的粒子并未由进入射束阻挡件222吸收，该粒子例如可能经由泵226从质量分析器的入口210抽出。
进入射束阻挡件222例如是可滑动地或枢轴旋转地(例如，由箭头228说明)经由致动器230耦接至质量分析器204，其中可操作该进入射束阻挡件，以选择性地覆盖或实质上阻挡质量分析器的入口210，通常防止该未区分离子束206进入质量分析器。因此，可以将进入射束阻挡件222选择性地设置在入口210之前，直至离子源208基本稳定为止，然后可以将进入射束阻挡件222平移以允许离子束206进入质量分析器。可操作例如控制器231，以选择性地控制一个或多个射束阻挡组件220(例如，控制该致动器230)，使得一个或多个射束阻挡组件选择性地限制离子束206的轨迹。该控制器231在离子源调整期间，可以经由一个或多个控制信号232，进一步控制离子源208、以及气体和/或材料221的混合物以及电位。
根据本发明另一示例性观点，测量装置234例如调整孔径236、或其它测量装置例如电极或线扫瞄器(wire scanner)设置在质量分析器240的入口210。例如可操作测量装置234，以测量该未区分离子束206的一个或多个性质238，以便在离子束进入真空室202之前(或者至少在离子束基本进入真空室之前)调整该离子束的稳定性和/或将离子束向右、左、上、下聚集。该测量装置234可以提供一个或多个性质238给控制器231，其中可操作该控制器以至少部分根据离子束206的一个或多个测量性质，控制一个或多个质量分析器204与离子源208。因此，可以在离子束进入质量分析器204之前，将离子源208以及未区分离子束206调整，因此如果该未经调整的离子束欲进入质量分析器，则可以一般性地限制在质量分析器中所产生的粒子(未示出)。因而，该离子源208可以被“加热”和/或稳定，其中，在该离子束被允许进入质量分析器204之前，例如经由调整孔径236与进入射束阻挡件222的组合，将未区分离子束206进一步定向(例如，聚集)。因此，当质量分析器的入口210被射束阻挡件222阻塞时，离子源208的这种稳定性通常可以防止质量分析器204与其它下游组件的有害污染。
根据本发明另一示例性观点，该一个或多个射束阻挡组件220进一步包括：设置在质量分析器204出口214的可移动射出射束阻挡件240。该射出射束阻挡件240例如可操作地耦接至另一致动器242(例如，类似于致动器230)，其中可操作该控制器231以经由致动器242将射出射束阻挡件240选择性地平移(例如，由箭头243说明)，以便在将未区分离子束206质量分析后，选择性地允许所期望或所选择的离子束212由质量分析器204射出。可以使用另一个测量装置244(例如，类似于测量装置236)以测量所选择离子束212的一个或多个性质246，用于经由控制器231进一步控制离子注入系统200。
根据又另一个范例，在通过以上讨论的调整将未区分离子束206稳定之后(例如，使用进入射束阻挡件222与测量装置232)，通过经由控制器231提供给质量分析器204的电流248，以预先选择所期望的离子束212。例如，在进入射束阻挡件222被打开之前(例如，在允许该未区分离子束206进入质量分析器204之前)，可以将供应至质量分析器的电流244预先设定，以调整与该质量分析器有关的磁铁(未示出)，从而在质量分析器输出孔径252的中心250，理论上提供所选择或所期望的离子束212。提供给质量分析器204的电流248例如可以由原子质量单元(AMU)的计算而确定。其中，可以对于所期望的质量(例如，所期望注入的种类)和能量执行该计算，以及其中通常可以通过AMU校准而确定适当磁场。然后，使用射出射束阻挡件240与测量装置244，以确定所选择或所期望的离子束212相对于出口孔径252的位置，用于进一步调整离子注入系统。
根据本发明另一示例性观点，图3为示例性方法300的示意方块图，说明用于控制在离子注入系统中例如图2离子注入系统200中的粒子污染的方法。虽然将示例性方法说明与描述为一列行为或事件，但应了解的是，本发明并不受限于所示出的行为或事件的顺序。因为根据本发明，除了在此所说明与显示的之外，本发明的一些步骤可以不同顺序发生和/或与其它步骤同时发生。此外，并非需要所有说明的步骤以执行该根据本发明的方法。再者，应了解的是，该方法可以根据在此说明与描述的系统实施，也可以根据在此未说明与描述的其它系统实施。
如图3中说明的，该方法300在步骤305中开始，在质量分析器的入口以进入射束阻挡件实施一般性阻挡。在步骤310中，对离子源中离子赋予能量。其中，该离子通常以未区分离子束的形式从离子源提取。在步骤315中，通常将离子源正常化，其中将未区分离子束一般性地稳定。根据本发明一示例性观点，可以在步骤320中测量未区分离子束的一个或多个性质。其中，在步骤325中，至少部分根据该一个或多个所测量性质，控制和/或调整该一个或多个质量分析器和离子源。在步骤330中，通常将进入射束阻挡件平移，以允许该未区分离子束进入质量分析器进行质量分析。因而，实质上减轻由于该离子注入系统开机期间不稳定离子束所造成的污染。
根据本发明另一个示例性观点，在调整该系统后，在步骤335中，该离子注入系统可以将离子注入于工件中，该工件例如为沿着离子束路径设置于终点站中的半导体晶片。在步骤335中，将离子注入于工件后，当执行工件交换时，该进入射束阻挡件和/或射出射束阻挡件可以进一步阻塞离子束。例如，在步骤340中，该离子束的路径再度被阻塞，其中该工件随后在步骤345中交换，步骤345中准备好了新的未注入工件以进行离子注入。
因此，该工作时间(duty time)(例如，在工件交换期间)大幅缩短，在该工作时间期间进入射束阻挡件下游的束线组件(例如，质量分析器等)曝露于离子束，因此，减少污染粒子与薄片的形成。在工件交换后，进入射束阻挡件将离子束路径解除阻塞，且可以在随后工件上实施另一个离子注入。该离子束的阻塞、工件的交换、以及射束的解除阻塞可以重复实施，例如以序列方式注入批次工件，同时也可减少在离子注入系统中的污染。
因此，本发明一般性地提供一种目前在该离子注入工业中所未见的粒子控制水平。虽然，本发明是相对于某个或某些实施例示意与说明的，但明显的是，当阅读和了解本说明书与附图后，该等同的变化与修正对于本领域技术人员来讲是显而易见的。尤其是对于由以上说明组件(组件、装置、以及电路等)所实施的各种功能、用于说明该组件的专有名词(包括所提及的“装置”)的用意除非另外说明，否则对应于执行所说明组件特定功能的任何组件(即，功能等同)，虽然结构上并未等同于在此所揭示的执行本发明示例性实施例中的功能结构。此外，虽然只相对于一个或数个实施例揭示了本发明的特定特性，但该特性可以与其它实施例的一个或多个其它特性组合，因为这对于任何给定或特定应用来讲是人们所期望且有利的。再者，名词“包括”、“具有”、“拥有”或其变化形式用于说明书或权利要求书中，这些名词的意思类似于名词“包括”。而且，该说明书中所使用的“示例性”(exemplary)仅用于说明实例或事件，除非另外说明，否则无需用于说明较佳实施例。

Claims (29)

1.一种用于质量分析器的射束阻挡组件，该射束阻挡组件包括：
进入射束阻挡件，其通常沿着离子束路径、靠近质量分析器的入口设置，该进入射束阻挡件相对于离子束选择性地设置，其中该进入射束阻挡件操作成根据该进入射束阻挡件相对于离子束的位置，以选择性地防止离子束进入质量分析器。
2.如权利要求1所述的射束阻挡组件，其中该进入射束阻挡件包括可滑动地耦接至质量分析器的板。
3.如权利要求1所述的射束阻挡组件，包括可操作地耦接至该板的致动器，其中该致动器可操作成选择性地将该板定位。
4.如权利要求3所述的射束阻挡组件，其中该致动器包括旋转致动器，该旋转致动器可被操作以经由离子束路径选择性地旋转该板。
5.如权利要求3所述的射束阻挡组件，其中该致动器包括线性致动器，该线性致动器操作成经由离子束路径选择性地线性平移该板。
6.如权利要求2所述的射束阻挡组件，其中该板包括以碳为主的材料。
7.如权利要求6所述的射束阻挡组件，其中该以碳为主的材料包括石墨。
8.如权利要求1所述的射束阻挡组件，进一步包括测量装置，该测量装置设置在进入射束阻挡件的上游，其中该测量装置可操作成检测该离子束的一个或多个性质。
9.如权利要求8所述的射束阻挡组件，其中该测量装置包括测量孔径、测量电极、以及线扫瞄器的一个或多个。
10.如权利要求1所述的射束阻挡组件，进一步包括射出射束阻挡件，其通常沿着离子束路径、靠近质量分析器的出口设置，其中该射出射束阻挡件相对于离子束选择性地设置，其中该射出射束阻挡件可操作成根据该射出射束阻挡件相对于离子束的位置，选择性地防止离子束从该质量分析器射出。
11.如权利要求10所述的射束阻挡组件，进一步包括设置在射出射束阻挡件上游的测量装置，其中该测量装置可操作成检测该离子束的一个或多个性质。
12.如权利要求11所述的射束阻挡组件，其中
该测量装置包括测量孔径、测量电极、以及线扫瞄器的一个或多个。
13.一种离子注入系统，包括：
具有射出孔径的离子源，其中该离子源可操作成经由射出孔径形成离子束；
质量分析器；
射束阻挡组件，其中该射束阻挡组件包括进入射束阻挡件，该进入射束阻挡件通常沿着离子束路径、靠近质量分析器的入口设置，其中该进入射束阻挡件相对于离子束选择性地设置，其中该进入射束阻挡件可操作成根据该进入射束阻挡件相对于离子束的位置，以选择性地防止该离子束进入该质量分析器；以及
控制器，该控制器可操作成控制该进入射束阻挡件的位置，其中该控制是根据由离子源所形成离子束的稳定性而定。
14.如权利要求13所述的离子注入系统，包括可操作地耦接至进入射束阻挡件的致动器，其中该致动器可操作成至少部分根据该离子束的稳定性，而将该进入射束阻挡件选择性地定位。
15.如权利要求14所述的离子注入系统，其中该致动器包括旋转致动器，该旋转致动器可操作成经由离子射束路径选择性地旋转该进入射束阻挡件。
16.如权利要求14所述的离子注入系统，其中该致动器包括线性致动器，该线性致动器可操作成经由离子射束路径选择性地线性平移该进入射束阻挡件。
17.如权利要求13所述的离子注入系统，其中该进入射束阻挡件包括石墨板。
18.如权利要求13所述的离子注入系统，进一步包括测量装置，该测量装置设置在进入射束阻挡件的上游，其中该测量装置可操作成检测该离子束的一个或多个性质，其中控制器操作成根据该一个或多个性质而确定离子束的稳定性。
19.如权利要求18所述的离子注入系统，其中该测量装置包括测量孔径、测量电极、以及线扫瞄器的一个或多个。
21.如权利要求23所述的离子注入系统，进一步包括射出射束阻挡件，其通常沿着离子束路径、靠近质量分析器的出口设置，其中该射出射束阻挡件相对于离子束选择性地设置，其中该射出射束阻挡件可操作成根据该射出射束阻挡件相对于离子束的位置，选择性地防止离子束从该质量分析器射出。
22.如权利要求21所述的离子注入系统，进一步包括测量装置，该测量装置设置在射出射束阻挡件的上游，其中该测量装置可操作成检测该离子束的一个或多个性质，其中控制器可操作成根据该一个或多个性质而确定离子束的稳定性。
23.如权利要求22所述的离子注入系统，其中该测量装置包括测量孔径、测量电极、以及线扫瞄器的一个或多个。
24.一种用于防止在离子注入系统中粒子污染的方法，该方法包括以下步骤：
选择性地阻塞该质量分析器的入口；
将离子源中离子赋能，其中形成未区分离子束；以及
一旦该离子源已实质上稳定下来，将质量分析器的入口选择性地解除阻塞。
25.如权利要求24所述的方法，进一步包括
测量靠近质量分析器的入口的未区分离子束的一个或多个性质；以及
根据该未区分离子束的一个或多个测验性质，控制一个或多个离子源与质量分析器。
26.如权利要求25所述的方法，进一步包括
选择性地阻塞该质量分析器的出口；
对该未区分离子束进行质量分析，其中界定所选择离子束；
测量靠近质量分析器的出口的所选择离子束的一个或多个性质；以及
根据该所选择离子束的一个或多个测量性质，控制一个或多个离子源与质量分析器。
27.如权利要求26所述的方法，进一步包括当该质量分析器的出口被阻塞时，将工件沿着离子束路径设置，以及当该出口解除阻塞时，将离子注入于工件中。
28.如权利要求27所述的方法，进一步包括在将离子注入于工件后，当该质量分析器的出口被阻塞时，将该工件由该离子束路径移除。
29.如权利要求24所述的方法，进一步包括当该质量分析器的入口被阻塞时，将工件沿着离子束路径设置，以及当该入口解除阻塞时，将离子注入于工件中。
30.如权利要求29所述的方法，进一步包括在将离子注入于工件后，当该质量分析器的入口被阻塞时，将该工件从该离子束路径中移除。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102891207A (zh) * 2011-07-19 2013-01-23 上海凯世通半导体有限公司 用于太阳能晶片掺杂的束流传输系统

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7361890B2 (en) * 2004-07-02 2008-04-22 Griffin Analytical Technologies, Inc. Analytical instruments, assemblies, and methods
CN101238538B (zh) * 2005-06-03 2011-07-13 艾克塞利斯技术公司 束阻挡件和束调整方法
US7491947B2 (en) * 2005-08-17 2009-02-17 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Technique for improving performance and extending lifetime of indirectly heated cathode ion source
US7462845B2 (en) * 2005-12-09 2008-12-09 International Business Machines Corporation Removable liners for charged particle beam systems
ATE489294T1 (de) 2006-03-21 2010-12-15 Graphic Packaging Int Inc Mehrlagiger karton mit wiederverschliessbarer öffnung
US7683348B2 (en) * 2006-10-11 2010-03-23 Axcelis Technologies, Inc. Sensor for ion implanter
US7566887B2 (en) * 2007-01-03 2009-07-28 Axcelis Technologies Inc. Method of reducing particle contamination for ion implanters
WO2009076155A2 (en) * 2007-12-07 2009-06-18 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Particle trap
US7928413B2 (en) * 2008-01-03 2011-04-19 Applied Materials, Inc. Ion implanters
US7994488B2 (en) * 2008-04-24 2011-08-09 Axcelis Technologies, Inc. Low contamination, low energy beamline architecture for high current ion implantation
US8217372B2 (en) * 2009-06-30 2012-07-10 Exogenesis Corporation Gas-cluster-jet generator and gas-cluster ion-beam apparatus utilizing an improved gas-cluster-jet generator
US8604418B2 (en) * 2010-04-06 2013-12-10 Axcelis Technologies, Inc. In-vacuum beam defining aperture cleaning for particle reduction
US20110291022A1 (en) * 2010-05-28 2011-12-01 Axcelis Technologies, Inc. Post Implant Wafer Heating Using Light
US8669517B2 (en) * 2011-05-24 2014-03-11 Axcelis Technologies, Inc. Mass analysis variable exit aperture
US9129777B2 (en) 2011-10-20 2015-09-08 Applied Materials, Inc. Electron beam plasma source with arrayed plasma sources for uniform plasma generation
US8951384B2 (en) * 2011-10-20 2015-02-10 Applied Materials, Inc. Electron beam plasma source with segmented beam dump for uniform plasma generation
US8894805B2 (en) 2011-10-20 2014-11-25 Applied Materials, Inc. Electron beam plasma source with profiled magnet shield for uniform plasma generation
CN103247508B (zh) * 2012-02-14 2015-11-25 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 用于检测离子源污染的分析器
US9711324B2 (en) 2012-05-31 2017-07-18 Axcelis Technologies, Inc. Inert atmospheric pressure pre-chill and post-heat
US9443700B2 (en) 2013-03-12 2016-09-13 Applied Materials, Inc. Electron beam plasma source with segmented suppression electrode for uniform plasma generation
TWI686838B (zh) 2014-12-26 2020-03-01 美商艾克塞利斯科技公司 改善混合式掃描離子束植入機之生產力的系統及方法
US9721750B2 (en) * 2015-07-28 2017-08-01 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Controlling contamination particle trajectory from a beam-line electrostatic element
US9824857B2 (en) * 2016-01-14 2017-11-21 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Method for implantation of semiconductor wafers having high bulk resistivity
CN106531605B (zh) * 2016-12-08 2018-06-05 苏州能讯高能半导体有限公司 一种离子注入设备及系统
US10473599B2 (en) * 2017-12-01 2019-11-12 Bruker Axs Gmbh X-ray source using electron impact excitation of high velocity liquid metal beam
US10276340B1 (en) * 2017-12-20 2019-04-30 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Low particle capacitively coupled components for workpiece processing
CN111524779B (zh) * 2020-04-28 2023-02-17 京东方科技集团股份有限公司 防着板装置及离子源腔室、离子注入机
US11538714B2 (en) * 2020-05-21 2022-12-27 Applied Materials, Inc. System apparatus and method for enhancing electrical clamping of substrates using photo-illumination
US11315819B2 (en) 2020-05-21 2022-04-26 Applied Materials, Inc. System apparatus and method for enhancing electrical clamping of substrates using photo-illumination
US11875967B2 (en) 2020-05-21 2024-01-16 Applied Materials, Inc. System apparatus and method for enhancing electrical clamping of substrates using photo-illumination
CN114334592A (zh) * 2020-09-30 2022-04-12 中国科学院微电子研究所 污染物粒子收集板以及离子注入装置
JP7284464B2 (ja) * 2021-05-06 2023-05-31 日新イオン機器株式会社 イオンビーム照射装置

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4124801A (en) * 1976-09-24 1978-11-07 Phrasor Technology Incorporated Apparatus and process for separating materials
US4435642A (en) * 1982-03-24 1984-03-06 The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration Ion mass spectrometer
US4517465A (en) * 1983-03-29 1985-05-14 Veeco/Ai, Inc. Ion implantation control system
JPH0727768B2 (ja) * 1985-09-09 1995-03-29 東京エレクトロン株式会社 イオン注入装置
JPS635293A (ja) * 1986-06-25 1988-01-11 Japan Steel Works Ltd:The ビ−ム形状測定装置
JPH01167941A (ja) * 1987-12-24 1989-07-03 Fuji Electric Co Ltd イオンビーム注入制御方法
US5134299A (en) * 1991-03-13 1992-07-28 Eaton Corporation Ion beam implantation method and apparatus for particulate control
JPH0613017A (ja) * 1992-06-27 1994-01-21 Tokyo Electron Ltd 処理装置及びイオン注入装置
JPH08171883A (ja) * 1994-12-15 1996-07-02 Ibiden Co Ltd イオン注入装置用カーボン材料
US5656092A (en) * 1995-12-18 1997-08-12 Eaton Corporation Apparatus for capturing and removing contaminant particles from an interior region of an ion implanter
JPH10177846A (ja) * 1996-12-18 1998-06-30 Sony Corp イオン注入装置のイオン源
JP2000149855A (ja) * 1998-11-16 2000-05-30 Hitachi Ltd イオン注入装置および半導体装置の製造方法
GB2345574A (en) * 1999-01-05 2000-07-12 Applied Materials Inc Apparatus and method for monitoring and tuning an ion beam in an ion implantation apparatus
US6207964B1 (en) * 1999-02-19 2001-03-27 Axcelis Technologies, Inc. Continuously variable aperture for high-energy ion implanter
JP2000294186A (ja) * 1999-04-09 2000-10-20 Applied Materials Inc イオン注入方法及びイオン注入装置
US6501078B1 (en) * 2000-03-16 2002-12-31 Applied Materials, Inc. Ion extraction assembly
AU2001270133A1 (en) * 2000-06-22 2002-01-02 Proteros, Llc Ion implantation uniformity correction using beam current control
US6534775B1 (en) * 2000-09-01 2003-03-18 Axcelis Technologies, Inc. Electrostatic trap for particles entrained in an ion beam
WO2002033725A2 (en) * 2000-10-20 2002-04-25 Proteros, Llc System and method for rapidly controlling the output of an ion source for ion implantation
JP2003215257A (ja) * 2002-01-18 2003-07-30 Toshiba Corp イオン検出器
US6777696B1 (en) * 2003-02-21 2004-08-17 Axcelis Technologies, Inc. Deflecting acceleration/deceleration gap
US6670624B1 (en) * 2003-03-07 2003-12-30 International Business Machines Corporation Ion implanter in-situ mass spectrometer
JP4063784B2 (ja) * 2003-05-15 2008-03-19 シャープ株式会社 イオン発生素子、イオン発生装置
US6992308B2 (en) * 2004-02-27 2006-01-31 Axcelis Technologies, Inc. Modulating ion beam current
CN101238538B (zh) * 2005-06-03 2011-07-13 艾克塞利斯技术公司 束阻挡件和束调整方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102891207A (zh) * 2011-07-19 2013-01-23 上海凯世通半导体有限公司 用于太阳能晶片掺杂的束流传输系统

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