CN102473575B - 可调整的进气口叶片式等离子体电子潮外壳 - Google Patents

可调整的进气口叶片式等离子体电子潮外壳 Download PDF

Info

Publication number
CN102473575B
CN102473575B CN201080031271.3A CN201080031271A CN102473575B CN 102473575 B CN102473575 B CN 102473575B CN 201080031271 A CN201080031271 A CN 201080031271A CN 102473575 B CN102473575 B CN 102473575B
Authority
CN
China
Prior art keywords
air inlet
shell
entrance
inlet blade
beamline
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201080031271.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102473575A (zh
Inventor
奈尔·卡尔文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Axcelis Technologies Inc
Original Assignee
Axcelis Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Axcelis Technologies Inc filed Critical Axcelis Technologies Inc
Publication of CN102473575A publication Critical patent/CN102473575A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102473575B publication Critical patent/CN102473575B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J3/00—Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J3/40—Traps for removing or diverting unwanted particles, e.g. negative ions, fringing electrons; Arrangements for velocity or mass selection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/026—Means for avoiding or neutralising unwanted electrical charges on tube components
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/09—Diaphragms; Shields associated with electron or ion-optical arrangements; Compensation of disturbing fields
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/004—Charge control of objects or beams
    • H01J2237/0041—Neutralising arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/02—Details
    • H01J2237/022—Avoiding or removing foreign or contaminating particles, debris or deposits on sample or tube
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/317—Processing objects on a microscale
    • H01J2237/31701—Ion implantation
    • H01J2237/31705—Impurity or contaminant control

Abstract

提供一种用于在离子植入系统中减少粒子污染的设备。该设备包括外壳(250)，该外壳具有入口(260)、出口(262)和至少一个进气口叶片侧(264)，所述至少一个进气口叶片侧具有在其内限定的多个进气口叶片(266)。离子植入系统的射束线(P)通过该入口和出口，其中所述至少一个进气口叶片侧的多个进气口叶片被配置成机械地过滤沿射束线行进的离子束的边缘。该外壳可具有两个进气口叶片侧(254A，B)和一个进气口叶片顶部(278)，其中当垂直于该射束线测量时，该外壳的入口和出口的各自的宽度大致由两个进气口叶片侧相对于彼此的位置限定。所述进气口叶片侧的一个或多个可调整地安装，其中该外壳的入口和出口中的一个或多个的宽度可控制。

Description

可调整的进气口叶片式等离子体电子潮外壳
相关申请的引用
本申请要求2009年7月15日申请的名称为“可调整的进气口叶片式等离子体电子潮外壳(adjustablelouveredplasmaelectronfloodenclosure)”的美国临时申请No.61/225,843的优先权，其全部内容通过引用结合到本文中。
技术领域
本发明大致涉及一种离子植入系统，并且尤其涉及一种用于在离子植入系统中控制粒子污染的系统和方法。
背景技术
在半导体元件和其它产品的制造过程中，离子植入系统用于将掺杂元素植入到半导体晶片、显示器面板或其它工件内。传统的离子植入系统或离子植入器利用离子束对工件进行处理，因而在工件中产生n-型或p-型掺杂区域，或形成钝化层。当用于掺杂半导体时，该离子植入系统注入选定的离子品种以产生所需的不纯材料。例如，从源材料(例如锑、砷或磷)产生的植入离子导致n型不纯材料晶片。或者，从源材料(例如硼、镓或铟)产生的植入离子在半导体晶片中产生p型不纯材料部分。
传统的离子植入系统包括离子源，该离子源离子化所需的掺杂元素，然后该掺杂元素被加速以形成预定能量的离子束。该离子束在工件的表面上引导，以将掺杂元素植入工件。离子束的能量离子渗入工件的表面，使得它们嵌入工件的材料的结晶晶格中，从而形成所需导电性的区域。典型地，植入过程在高真空处理室中进行，该高真空处理室防止离子束因撞击到残余气体分子而分散，并且可将工件因气载粒子所造成的污染的风险降至最低。
离子剂量和能量是两项通常用来定义离子植入的变量。离子剂量关系到给定半导体材料的植入离子的浓度。一般说来，高电流植入器(通常为大于10毫安(mA)的离子束电流)用于高剂量植入，而中电流植入器(通常可达约1mA的离子束电流)是用于较低剂量的应用项目。离子能量用来控制半导体元件内的接合深度。组成该离子束的离子的能量决定所植入离子深度的程度。高能量过程，如用于在半导体元件中构成逆行井，通常会需要达数百万电子伏特(MeV)的植入，而浅型接合可仅要求低于1千电子伏特(KeV)的能量。
而半导体元件愈来愈小的持续趋势，会要求具备能够以低能量传送高射束电流的离子源的植入器。高射束电流可提供必要的剂量等级，而同时低能量等级能够进行浅型植入。例如，在互补性氧化金属半导体(CMOS)元件内的源极/漏极接合即要求此高电流、低能量的应用方式。
发明内容
本发明提供一种用于在离子植入系统中减少粒子污染的方法来克服现有技术的各种限制。因而在后文中描述的本发明的简述说明，是为了便于基本地了解本发明的部分特点。此简述说明并非本发明的整体观点。不是对本发明的关键或重大要素的限定，也不是对本发明的保护范围的限定。其目的为以简化形式说明本发明的部分概念，而作为后文中进一步解释说明的前言。
本发明大致涉及一种用于在离子植入系统中减少粒子污染的设备和方法。根据一个方面，提供一种设备，其包括外壳，该外壳被配置成沿离子植入系统的射束线驻存。该外壳具有入口、出口和至少一个进气口叶片侧，所述至少一个进气口叶片侧具有在其内限定的多个进气口叶片。例如，当在离子束的行进方向上测量时，所述多个进气口叶片相对于离子束的角度小于大约90度。在一个具体的示例中，所述多个进气口叶片相对于离子束的角度在大约45度和55度之间。
该外壳例如可包含碳，其可使对射束线的污染最小化。在另一示例中，该外壳接地或相对于离子植入系统提供偏压。射束线经由入口进入该外壳并且经由出口离开该外壳，其中所述至少一个进气口叶片侧的多个进气口叶片被配置成机械地过滤沿射束线行进的离子束的边缘。在另一示例中，该外壳包括等离子体电子潮外壳，其中一个或多个电极被配置成给等离子体电子潮外壳内的离子束施加电压，因而在其内控制植入在基板上的电荷。
在一个具体示例中，该外壳包括两个大致彼此相对地设置的进气口叶片侧。例如，当垂直于射束线测量时，该外壳的入口和出口大致由所述两个进气口叶片侧相对于彼此的位置限定。在另一个示例中，所述进气口叶片侧的至少一个被可调整地安装，其中该外壳的入口和出口的一个或多个的宽度可根据至少一个进气口叶片侧的位置来调整和控制。例如，所述两个进气口叶片侧包括与外壳的入口相关联的各自的枢轴，其中所述两个进气口叶片侧被配置成绕各自的枢轴枢转，因而在其内控制该外壳的出口的宽度。例如，控制至少一个进气口叶片侧的位置，可在其内控制该外壳的入口和出口中的至少一个的宽度。
在另一个示例中，该外壳包括两个进气口叶片侧，这两个进气口叶片侧在相对于彼此为非平行的平面内，其中所述外壳的入口的宽度大致由位于外壳上游处的孔的宽度限定，并且其中外壳的出口的宽度大致由紧靠工件的上游的射束线的出口孔的宽度限定。
根据另一个示例，该外壳还包括顶侧，该顶侧大致包裹两个进气口叶片侧之间的外壳的顶部。例如，所述顶侧包括含碳的穿孔或非穿孔平板。在另一个示例中，该顶侧具有在其内限定的多个进气口叶片。例如，该外壳的顶侧的位置大致由外壳的上游孔(例如入口)和下游孔(例如出口)中的一个或多个限定。例如，最靠近外壳的出口的进气口叶片大致提供射束限定孔，其中可使在下游元件上的射束撞击以及后续的溅镀和/或喷镀最小化或消除。在另一个示例中，可还提供底侧，该底侧大致包裹外壳的底部，其中该底侧大致在两个进气口叶片侧之间延伸。例如，所述底侧包括多个穿孔，其中该多个穿孔用于使污染物能够通过重力离开该外壳。
还提供一种用于减少粒子污染的方法，其中至少一个进气口叶片侧的多个进气口叶片机械地过滤离子束的边缘并从射束线去除一个或多个污染物。
为了实现前述和相关目的，本发明含有稍后详细说明的并在本专利申请的所附权利要求中提出的特征。下述说明和附图详细说明了本发明的图示实施例。然而，这些实施例是采用本发明的原理的各种实施方式中的示意性的一些。当结合附图并根据本发明的后面的详细说明，本发明的其它目的、优点和创新点将变得显然。
附图说明
图1是一种传统的离子植入系统的平面视图；
图2是根据本发明的一个方面的实例性的离子植入系统的系统层级框图；
图3是根据本发明的另一个方面的实例性的离子植入系统的平面视图；
图4是根据本发明的另一个方面的实例性的离子植入系统的局部平面视图；
图5是根据本发明的另一个方面的实例性的进气口叶片式外壳的外观视图；
图6是图5所示的移除顶部和侧边的进气口叶片式外壳的外观视图；
图7是根据另一方面的图5的进气口叶片式外壳的顶部剖视图；
图8是根据另一方面的图7的进气口叶片式外壳的另一顶部剖视图，显示离子束穿过进气口叶片式外壳；
图9是根据另一方面的图5的进气口叶片式外壳的侧部剖视图；
图10是具有倾斜顶侧的另一实例性进气口叶片式外壳的另一侧部剖视图；和
图11是根据本发明的另一实例性方面的用于在将离子植入一个或多个工件期间减少粒子污染的实例性方法的框图。
具体实施方式
本发明大致涉及一种用于在将离子植入一个或多个工件期间减少粒子污染的设备和方法。尤其，该方法提供沿离子植入系统的射束线设置的外壳，其中多个进气口叶片可大致减少在工件处的粒子污染物。因此，将参照附图来说明本发明，其中在全文中相同参考标记用于相同元件。可以理解的是，这些方面的说明仅仅是示例性的，它们不应有限定之意。在下面的说明中，为了解释说明，多个具体细节的说明是为了对本发明的完全理解。然而，对于本领域的熟练技术人员而言，可以没有这些具体细节，本发明也能够实施。
图1说明示例性离子植入系统10，其中该离子植入系统含有终端12、射束线组件14以及末端站台16。该终端12含有由电力供应器22供电的适当的离子源20，其中该终端被配置成产生离子束24，并引导离子束24穿过该射束线组件14而最终到达末端站台16。例如，射束线组件14具有射束引导件26和与其关联的质量分析器28，其中建立双极磁场，用于让具备适当电荷-质量比的离子通过位于射束引导件26的出口末端处的孔30，到达设置在末端站台16内的工件32(即半导体晶片、显示器面板等)。
在一些实例中，如短射束线、高电流笔形波束离子植入系统，可在工件32的紧靠上游处利用等离子体电子潮(PEF)34来控制工件上的电荷，并且在控制空间电荷的同时消除射束膨胀情况。然而，本申请的发明人了解到利用PEF34，需涉及其中形成等离子体的外壳36。例如，外壳36可使电子泄漏最小化并且包裹该等离子体潮，其内大致防止PEF34中使用的离子气体(未图示)接触系统10中其它地方的高压特征(未图示)，因此尝试在整个植入系统上防止粒子和金属污染。
但是，在将离子植入工件32的过程中，通常会随时间而自该离子束24产生各种污染物(未图示)，同时撞击并且附着于或沉积于各种构件38上，例如沿射束路径设置的孔30和PEF外壳36。例如，离子与各种构件38的碰撞可能会将污染物(未图示)进一步地溅镀到沿射束路径的其它表面40上，并且该离子束24可将这些污染物进一步地转移到工件32上。
图2按照框图形式说明另一示例性的离子植入系统100，其中该示例性的离子植入系统适用于本发明的一个或更多个特征。该系统100包括离子植入设备101，该设备包括离子源102，用以产生具有一定量值并沿一路径或射束线P行径的离子，因此限定用于将离子植入工件104(如半导体晶片、显示器面板等)内的离子束103。例如，该离子源102通常含有等离子体室105、处理气体源106和电源108，其中可通过电源施加电力，从而在等离子体室内从处理气体产生带正电荷的离子。处理气体源106可包含源材料，例如离子化气体或汽化的固体源材料或品种。对于工件104的n型植入，该源材料可以例如包含硼、镓或铟。而对于p型植入，该源材料可以例如包含锑、砷或磷。
离子源102还包括与其相关联的提取组件109，其中在对其施加提取电压VExtract时，可从离子源提取出带电离子。提取电源110可用于提供提取电压VExtract，其中可对该提取电压进一步调整。在离子源102的下游还设置射束线组件112，其中该射束线组件大致可接收该带电离子。该射束线组件112可例如含有一个或更多个构件114，例如射束引导件116、质量分析器118和孔120，其中一个或更多个构件114可用于使离子束103成形和成型。
例如，质量分析器118可还包括磁场(未图示)产生部件，其中该质量分析器通常跨于离子束103上，提供磁场，因而能够按照离子的电荷-质量比以不同的投射路线偏转来自离子束的离子。例如，行进通过该磁场的离子会经受到一力量，该力量可沿射束路径P引导具有所需电荷-质量比的各个离子，同时偏转具有非所需电荷-质量比的离子离开该射束电路径。一旦通过该质量分析器118后，离子束103就被引导穿过孔120，其中该离子束通常受到限制，以便产生用于植入工件104的简致射束(concisebeam)。
该离子植入系统100进一步包括末端站台122，而该工件104通常驻存在其中。在集成电路元件、显示器面板和其它产品的制造过程中，一般会希望能够横跨该工件104的整个表面上均匀地植入掺杂物质。因此，该离子植入设备101可被配置成将离子植入单个工件104(例如“串联式”离子植入器)，其中该工件通常驻存于该末端站台122内的底座或夹头上(未图示)。或者，该离子植入设备101可被配置成将离子植入多个工件104内(例如“批量式”离子植入器)，其中该末端站台122包括转盘(未图示)，而多个工件在其上相对于离子束103移位。应注意，能够用于从离子源提取离子并将离子植入一个或多个工件的任何离子植入设备均被视为落入本发明的保护范围内。然而，本发明显示了选定的用于具有相对短射束线长度的离子植入系统100(例如高电流离子植入系统)。
在一示例中，该离子植入设备101进一步包括大致沿离子束103的路径P设置的进气口叶片式外壳124。在一示例中，进气口叶片式外壳124通常驻存于射束线组件112和末端站台122之间，然而该进气口叶片式外壳124可选地可驻存于等离子体室105和质量分析器118之间。例如，该进气口叶片式外壳124可在离子束进入该末端站台122前先以机械方式过滤或“裁剪”该离子束103的边缘，即如后文中进一步详细说明。在一特定示例中，进气口叶片式外壳124包括等离子体电子潮(PEF)外壳126，该等离子体电子潮(PEF)外壳126位于孔120的沿离子束路径P的下游处，其中该PEF外壳被配置成将电子提供到离子束103，并且还控制与该离子束相关联的空间电荷，用以控制离子束膨胀或扩增，同时控制所植入的工件104上的电荷累积。
该离子植入系统100还包括控制器128，其中该控制器用于控制制造植入设备101。例如，该控制器128可控制用于产生离子的电源108，以及提取电源110，其中该离子束路径P大致受到控制。在其它事项中，该控制器128可还用于调整与质量分析器118相关联的磁场的强度和指向。在另一示例中，该控制器128可进一步用于控制该工件104在该离子植入设备101内的位置，并且可进一步配置成控制该进气口叶片式外壳124相对于该离子束路径P的位置和/或指向。可理解的是，该控制器128可包括处理器、电能系统和/或操作者，以便于整体地控制该系统100(例如结合操作者的输入的计算机系统)。
现在参照图3，其中说明一示例性的离子植入设备200，例如图2中的设备101，其中进一步详细地显示了该示例性的离子植入设备。图4甚至以更进一步细节来说明该离子植入设备200。应注意的是，该离子植入设备200虽显示为一示例，但能够使用其它各种类型的离子植入设备和系统，例如高能量系统、低能量系统或其它离子植入系统，来实现本发明，同时所有这些系统均应认为落入本发明的保护范围之内。
图3和图4的离子植入系统200可例如包括终端212、射束线组件214以及末端站台216(例如集体称为处理室)，其中该离子植入系统通常是由图3所示的一个或更多个真空泵218来处于真空状态的。例如，该终端212包括由电源供应器222供电的离子源220，以及由提取电力供应器226供电的提取组件224，用于从离子源220提取离子并且将所提取的离子束210提供到射束线组件214。例如，该提取组件224可与射束线组件214一起操作，用于将离子引导向驻存在末端站台216的支架229上的工件228，用于以给定的能量等级进行植入操作。
在一示例中，该离子源220包括等离子体室(未图示)，其中处理材料Msource的离子会被按高正电压Vsource激发。应注意，这通常会产生正离子，然而本发明还适用于其中由离子源220产生负离子的系统。该提取组件224还包括等离子体电极230以及一个或更多个提取电极232，其中该等离子体电极相对于一个或更多个提起电极被偏压，但是相对于离子源220内的等离子体为浮动(即例如等离子体电极相对于该工件228为120KV，其中该工件通常接地)。例如，一个或更多个提取电极232以小于等离子体电极230的电压的电压偏压(即例如0-100KV的提取电位VExtract)。在一个或更多个提取电极232处的相对于等离子体的负相对电压会产生一静电场，该静电场可以用于提取正离子并加速该正离子离开离子源220。例如，一个或更多个提取电极232具有一个或更多个与其相关联的提取孔234，其中带正电荷的离子经由一个或更多个提取孔离开离子源220，以形成离子束210，并且其中提取离子的速度通常是由一个或更多个提取电极的电位VExtract决定。
根据本发明的一个示例性方面，射束线组件214包括射束引导件235，该射束引导件235具有靠近离子源220的入口(即例如与提取孔234相关联)和具有解析平板236的出口，以及质量分析器238，该质量分析器238可接收所提取的离子束210，并且产生一双极磁场以让具有适当电荷-质量比或范围的离子(即例如经质量分析，具备含有所需质量范围的离子的离子束)通过、前往驻存于末端站台216内的工件228。该离子源220内的源材料的离子化可产生具有所需原子质量的带正电荷离子的物质。然而除了所需的离子物质外，该离子化过程也会产生一定比例的具有其它原子质量的离子。原子质量高于或低于该适当原子质量的离子并不适于此植入作业，并且将之称为非所需物质。由质量分析器238所产生的磁场通常会使离子束210内的离子按照曲线投射路线移动，并因此该磁场被建立成使得只有具有等于所需离子物质的原子质量的离子才能够行经该射束路径P并抵达末端站台216。
根据本发明的另一方面，在图3射束引导件235的出口处的解析平板236可与质量分析器238一起操作，以从离子束210消除非所需的离子物质，该非所需的离子物质的原子质量接近于但不等同于所需的离子物质的原子质量。例如，该解析平板236可由玻璃体石墨或其它材料(例如钨或钽)制成，并且包括一个或更多个细长孔240，其中该离子束210内的离子在离开射束引导件235时即通过该孔。在解析平板236处，离子从该离子束210的路径P的分散(即如P’处所示)处于最小值，其中离子束的宽度(P-P’)在离子束210通过该解析孔240处时为最小值。
即如前述，图3质量分析器238的磁场的强度和指向，以及从离子源220提取的离子的速度是由图2的控制器建立的，使得通常仅具有等于所需物质的原子重量(或电荷-质量比)的原子重量的离子才能行经该预定的、所需的离子束路径P，前往末端站台216。具有远大于或远小于所需离子的原子质量的原子质量的非所需离子物质则会被大幅度地偏折并撞击到图3的射束引导件235的外壳242。
然而，如果非所需离子的原子质量非常近似于所需离子的原子质量，则该非所需离子的投射路线将只会稍微偏移所需射束路径P。因此，这种仅稍微偏移所需射束路径P的非所需离子将会有撞击解析平板236的上游面向表面244的倾向。在减速离子植入系统中(称为“减速模式”)，该射束路径P的长度相对地短。在该系统中，会在解析平板236的下游处设置如图4的减速压制平板246，其中电偏压大致可使离子束减速并且防止电子沿射束线P朝上游行进。在该减速压制平板246的下游处还可设置接地平板248。例如，当光学元件用作该减速压制平板和接地平板248的一部分时，可将适当的电压施加在该减速压制平板上，以在Y坐标上进一步聚焦该离子束。
根据本示例，可在解析平板236的下游处(即，也是在该减速压制平板246和接地平板248的下游处)提供进气口叶片式外壳250，其中该进气口叶片式外壳包括PEF外壳252。在该离子植入设备200的操作过程中，污染物材料，如非所需的离子物质，溅镀碳的剥离物或来自解析孔236、射束引导件235等、掺杂材料和/或来自离子源220的材料的沉积射束物质，以及来自工件228的溅镀光阻和硅，都会沉积在表面254上。尤其，在将低能量离子重复地植入工件228之后，该解析平板236的上游面向表面224将趋向于沉积污染物(未图示)。或者，较高能量离子束将会倾向于将碳物质或其它污染物溅镀在位于解析平板236上游及下游处的构件上。此外，来自工件228本身的光阻材料也可能会沉积在离子植入设备200的内部表面上。
传统上，在构件256(例如解析平板236)的表面上的污染物材料沉积会倾向于最终在植入过程中出现剥落，因而产生不利的电性放电和粒子问题。同时，在该解析孔240附近的污染物沉积会进一步使得靠近射束路径P’的外部端缘的所需离子撞击并驱逐所沉积的污染物。该被驱逐的污染物可进一步行进到工件228的表面上，从而潜在地对最终植入的工件造成各种不期望的影响。
图5-9说明示例性的进气口叶片式外壳250的各种视图，其中该进气口叶片式外壳具有入口260、出口262、以及至少一个进气口叶片侧264，该至少一个进气口叶片侧264具有多个限定于其内的进气口叶片266。进气口叶片式外壳250可例如由碳物质构成，其中可将污染情况降至最低。在另一示例中，进气口叶片式外壳250为浮动的(即没有被电性偏压)、被接地，或相对于离子植入系统200被偏压。例如，图3的射束线P可通过图5-8进气口叶片式外壳250的入口260和出口262，其中至少一个进气口叶片侧264的多个进气口叶片266被配置成机械地过滤图3中沿射束线P行进的离子束的边缘。例如，最靠近外壳250的入口260的进气口叶片267通常提供射束限定孔，其中可将在下游构件上的射束撞击以及后续的污染物溅镀和/或喷镀最小化或予以消除。
如图7和8所示，外壳250例如包括两个彼此相对地设置的进气口叶片侧264A和264B。这两个进气口叶片侧264A和264B位于相互非平行的平面内。根据本示例，该外壳250的入口260的宽度268大致由图3中的外壳的上游的接地孔248的宽度限定，并且该外壳的出口262的宽度270大致由紧靠图3的工件238的上游处的射束线P的出口限定。因此，图7的外壳250的入口260和出口262的各自的宽度268和270例如在垂直于射束线P(即沿X坐标)测量时大致由两个进气口叶片侧264A和264B相对于彼此的位置限定。
根据另一示例，进气口叶片侧264A和264B中的至少一个可调整地安装，其中该外壳250的入口260和出口262的一个或更多个的宽度268和270可选择性地调整。例如，两个进气口叶片侧264A和264B包括与外壳的入口260相关联的各自的枢轴272A和272B，即如图7所示，其中两个进气口叶片侧被配置成绕各自的枢轴枢转，因而在其内控制该外壳的出口的宽度270。例如，该进气口叶片侧264A和264B的枢转是人工控制的，或经由伺服机构(未图示)被图3的控制器128控制，该伺服机构可操作地连接到进气口叶片侧。因此，进气口叶片侧264A和264B被配置成选择性地以机械方式过滤图3中的通过进气口叶片式外壳250的离子束210的各自的边缘。
根据本发明的另一示例性方面，即至少如图5所示，进气口叶片式外壳250还包括顶侧274，该顶侧274可在两个进气口叶片侧264A和264B之间大致包裹外壳的顶部276。在一个示例中，该顶侧274还包括多个限定在其内的叶片或进气口叶片278(图示为278a、....、278n，其中n为任何正整数)。按照类似于进气口叶片侧264A和264B的进气口叶片266的方式，该顶侧274的进气口叶片278被配置成以机械方式过滤图3中通过进气口叶片式外壳250的离子束210的顶部边缘(未图示)。
根据另一示例性方面，图5的进气口叶片式外壳250可例如包括底侧279，其中该底侧279可在两个进气口叶片侧264A和264B之间大致包裹外壳的底部280。在一个具体实施例中，进气口叶片式外壳250的进气口叶片侧264A和264B、顶侧274和底侧280可配置成例如当进气口叶片式外壳250用作PEF外壳252时能够将来自进气口叶片式外壳的电子漏失大致地最小化。例如一个或更多个电极(未图示，位于图9的范围281内)被配置成将电压施加到等离子体电子潮外壳252内的离子束210上，并于其内控制其内离子束210的空间电荷，并且对其提供电子，这是本领域的熟练技术人员所知的。因而，PEF外壳252大致能够防止离子束210的离子以及来自PEF电弧室(未图示，位于图9的范围281内)的离子不致于朝向PEF外壳附近的任何其它高电压馈通(未图示)行进。
根据另一示例，即如图9所示，出口孔262的顶部282例如大致由进气口叶片式外壳250的顶侧274和出口孔中的一个或多个限定。根据一示例，该顶侧274上的最下游的进气口叶片278n大致由出口孔262的高度283限定，即图10所示。例如，在图10的进气口叶片式外壳250中，该顶侧274不平行于底侧279。或者，出口孔262的高度283由该出口孔本身限定，其中顶侧274大致位于与底侧279相平行的平面内，即如图9所示。在另一示例中，该顶侧274的第一进气口叶片278a是在与图3的接地孔248的顶部相同的平面上。而在另一个替换例中，该顶侧274包括邻近的、非穿孔平板(未图示)。
在操作过程中，即如图8所示，该离子束210例如通过该进气口叶片式外壳250，其中该离子束的边缘284通过多个进气口叶片266以机械方式过滤或裁剪。因此，多个进气口叶片266可将粒子污染286(如图7所示)从进气口叶片式外壳250的内部安全地引导到外部环境289。然而，可能会随时间在进气口叶片266的边缘288上出现粒子污染286的沉积，而其中粒子污染物剥落是该进气口叶片式外壳250下游处的潜在问题。因此，根据另一示例方面，该底侧280包括多个穿孔290，即如图7-10所示。例如，多个穿孔290大致允许从进气口叶片式外壳250的表面292剥离(即通过重力)的粒子污染286通过这多个穿孔落到外部环境289中，因此有利于减少粒子污染被转移到图3的工件228的可能性。
根据另一示例方面，当在离子束(即图8的离子束210)的行经方向上测量时，图5-10的多个进气口叶片266相对于射束线的角度小于约90度。在一具体的示例中，多个进气口叶片266相对于射束线P的角度在约45度和55度之间。因此，粒子污染286会被从进气口叶片式外壳250朝外引导，其中动量大致可将粒子污染(以及离子束的经过滤的边缘284)传送到外部环境289中。
根据本发明的另一方面，图11说明一种用于在粒子植入系统中减少粒子污染传入工件内的示例性方法300。该示例性方法在此虽是以一系列的动作或事件描述的，然而，可以理解的是，本发明不局限于这些动作和事件的描述次序，因为除了根据本发明的本文显示和描述的，一些步骤可以以不同次序发生和/或与其它步骤同时发生。此外，并非全部所示的步骤均是根据本发明的方法所必要的。此外，可以理解的是，该方法可与本文显示和描述的系统以及未图示的其它系统相关联地实施。
如图11所示，该方法300开始于在动作305处提供离子植入系统，其中该离子植入系统被配置成通过离子束将离子植入一个或多个工件内，如图2-4的离子植入系统100或200。该离子植入系统包括外壳，该外壳被配置成沿离子植入系统的射束线路径驻存，其中该外壳具有入口、出口以及至少一个进气口叶片侧，该至少一个进气口叶片侧具有在其内限定的多个进气口叶片，如图5-9的外壳250和/或图10的进气口叶片式外壳285。
在图11的动作310中，离子束通过外壳的入口和出口，其中至少一个进气口叶片侧的多个进气口叶片以机械方式过滤离子束的边缘。在动作315中，可从外壳移除与离子束的机械过滤相关联的一个或多个污染物。例如，一旦通过该外壳的底侧后，一个或多个污染物例如可通过图7-10的穿孔290被进一步地与离子植入系统隔离开。在另一示例中，进气口叶片侧的至少一个的位置受到控制，从而在其内控制外壳的入口和出口中的一个或多个的宽度。
虽已参照具体的优选实施例显示和说明了本发明，但是，对于本领域的熟练技术人员而言，在阅读和了解本发明的说明书和附图之后，能够进行各种等同替换和修改。尤其是前述部件(组件、装置、电路等)执行的各种功能，用于描述这些部件的术语(包括对于“装置”的标记)对应于任何能够执行该构件的具体功能的构件(即功能等同物)，即使在结构上并不等同于本发明示例性的实施例中执行该项功能的所公开的结构。此外，尽管可能已经仅根据几个实施例的一个公开了本发明的具体特征，但是该特征可以根据需要和给定且具体的应用的优点与其它实施例的一个或多个其它特征组合。

Claims (19)

1.一种用于在离子植入系统中减少粒子污染的设备，所述设备包括外壳，该外壳被配置成沿离子植入系统的射束线驻存，其中所述外壳具有入口、出口和至少一个进气口叶片侧，所述至少一个进气口叶片侧具有在其内限定的多个进气口叶片，其中所述入口的宽度小于所述出口的宽度，其中所述射束线穿过入口和出口，并且其中所述至少一个进气口叶片侧的多个进气口叶片被引导朝向外壳的入口以机械地过滤沿射束线行进的离子束的边缘，其中所述进气口叶片侧的至少一个被可调整地安装，其中所述外壳的入口和出口中的一个或多个的宽度是可调整的。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述外壳包括彼此相对地设置的两个进气口叶片侧。
3.根据权利要求2所述的设备，其中当垂直于射束线测量时，所述外壳的入口和出口的各自的宽度由所述两个进气口叶片侧相对于彼此的位置限定。
4.根据权利要求2所述的设备，其中所述两个进气口叶片侧包括与外壳的入口相关联的各自的枢轴，其中所述两个进气口叶片侧被配置成绕各自的枢轴枢转，因而在其内控制该外壳的出口的宽度。
5.根据权利要求3所述的设备，其中所述两个进气口叶片侧在相对于彼此为非平行的平面内。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述外壳的入口的宽度由位于外壳上游处的孔的宽度限定，并且其中外壳的出口的宽度由紧靠工件的上游的射束线的出口孔限定。
7.根据权利要求2所述的设备，其中进一步包括顶侧，该顶侧包裹两个进气口叶片侧之间的外壳的顶部。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述顶侧包括非穿孔平板。
9.根据权利要求7所述的设备，其中所述顶侧包括顶部进气口叶片侧，该顶部进气口叶片侧具有在其内限定的多个进气口叶片。
10.根据权利要求9所述的设备，其中顶侧的最靠近出口的多个进气口叶片中的一个或多个限定出口孔的顶部。
11.根据权利要求9所述的设备，其中顶侧的最靠近入口的多个进气口叶片中的一个或多个与上游孔处于相同的高度。
12.根据权利要求2所述的设备，还包括底侧，该底侧包裹两个进气口叶片侧之间的外壳的底部。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述底侧包括多个穿孔。
14.根据权利要求1所述的设备，其中当在离子束的行进方向上测量时，所述多个进气口叶片相对于射束线的角度小于90度。
15.根据权利要求1所述的设备，其中所述外壳包含碳。
16.根据权利要求1所述的设备，其中所述外壳包括等离子体电子潮外壳，其中一个或多个电极被配置成给等离子体电子潮外壳内的离子束施加电压，因而在其内控制其内的离子束的电荷。
17.一种用于在离子植入系统中减少粒子污染的设备，所述设备包括外壳，该外壳被配置成沿离子植入系统的射束线驻存，其中所述外壳具有入口、出口和至少一个进气口叶片侧，所述至少一个进气口叶片侧具有在其内限定的多个进气口叶片，其中所述外壳包含碳，其中所述射束线穿过入口和出口，并且其中所述至少一个进气口叶片侧的多个进气口叶片被引导朝向外壳的入口以机械地过滤沿射束线行进的离子束的边缘，其中所述进气口叶片侧的至少一个被可调整地安装，其中所述外壳的入口和出口中的一个或多个的宽度是可调整的。
18.一种用于在将离子植入到一个或多个工件期间减少粒子污染的方法，该方法包括如下步骤：
提供离子植入系统，经由离子束将离子植入一个或多个工件内，其中该离子植入系统包括外壳，该外壳被配置成沿离子植入系统的射束线驻存，其中该外壳具有入口、出口和至少一个进气口叶片侧，所述至少一个进气口叶片侧具有被引导朝向外壳的入口的多个进气口叶片，其中所述入口的宽度小于所述出口的宽度，其中所述外壳包括彼此相对地设置的两个进气口叶片侧，并且其中当垂直于射束线测量时，该外壳的入口和出口的各自的宽度由所述两个进气口叶片侧相对于彼此的位置限定；和
使离子束穿过外壳的入口和出口，其中所述至少一个进气口叶片侧的多个进气口叶片机械地过滤离子束的边缘并从射束线去除一个或多个污染物；和
控制所述进气口叶片侧中的至少一个的位置，因而在其内控制外壳的入口和出口的一个或多个的宽度。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述外壳还包括底侧，该底侧包裹两个进气口叶片侧之间的外壳的底部，并且其中所述底侧包括穿过底侧的多个穿孔，其中重力迫使一个或多个污染物穿过所述多个穿孔，所述方法还包括步骤：
一旦一个或多个污染物穿过外壳的底侧，就使一个或多个污染物与离子植入系统隔离开。
CN201080031271.3A 2009-07-15 2010-07-15 可调整的进气口叶片式等离子体电子潮外壳 Active CN102473575B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US22584309P 2009-07-15 2009-07-15
US61/225,843 2009-07-15
PCT/US2010/001994 WO2011008288A1 (en) 2009-07-15 2010-07-15 Adjustable louvered plasma electron flood enclosure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102473575A CN102473575A (zh) 2012-05-23
CN102473575B true CN102473575B (zh) 2016-04-27

Family

ID=42732199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080031271.3A Active CN102473575B (zh) 2009-07-15 2010-07-15 可调整的进气口叶片式等离子体电子潮外壳

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8242469B2 (zh)
JP (1) JP5519789B2 (zh)
KR (1) KR101702908B1 (zh)
CN (1) CN102473575B (zh)
WO (1) WO2011008288A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8963107B2 (en) * 2012-01-12 2015-02-24 Axcelis Technologies, Inc. Beam line design to reduce energy contamination
CN104037044B (zh) * 2014-07-09 2016-09-28 北京中科信电子装备有限公司 一种离子束垂直聚焦装置
CN105867459B (zh) * 2016-04-19 2018-11-23 武汉理工大学 一种碳纤维电热温控器
US11222768B2 (en) 2018-09-07 2022-01-11 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Foam in ion implantation system
US10643823B2 (en) * 2018-09-07 2020-05-05 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Foam in ion implantation system
CN111261482B (zh) * 2018-11-30 2023-02-28 夏泰鑫半导体(青岛)有限公司 离子布植装置及离子布植时捕集污染物粒子的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101140847A (zh) * 2006-07-12 2008-03-12 应用材料有限公司 一种离子束导管

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4578589A (en) * 1983-08-15 1986-03-25 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for ion implantation
US4847504A (en) * 1983-08-15 1989-07-11 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for ion implantation
US5389793A (en) * 1983-08-15 1995-02-14 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for ion implantation
JP3365066B2 (ja) * 1994-04-27 2003-01-08 日新電機株式会社 イオン注入方法およびその装置
JP2969348B1 (ja) * 1998-03-17 1999-11-02 富士空調工業株式会社 空気搬送用ダクトに用いるダンパ
US6525326B1 (en) * 2000-09-01 2003-02-25 Axcelis Technologies, Inc. System and method for removing particles entrained in an ion beam
US6833322B2 (en) * 2002-10-17 2004-12-21 Applied Materials, Inc. Apparatuses and methods for depositing an oxide film
US20050133736A1 (en) 2003-12-17 2005-06-23 Otto Chen Ion implantation apparatus and partical collection structure thereof
JP4660452B2 (ja) * 2006-09-30 2011-03-30 株式会社フェローテック 拡径管型プラズマ生成装置
US20080157007A1 (en) * 2006-12-27 2008-07-03 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Active particle trapping for process control
US7723707B2 (en) * 2007-07-23 2010-05-25 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for plasma injection
US7586111B2 (en) * 2007-07-31 2009-09-08 Axcelis Technologies, Inc. Ion implanter having combined hybrid and double mechanical scan architecture
US7842934B2 (en) * 2007-08-27 2010-11-30 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Terminal structures of an ion implanter having insulated conductors with dielectric fins
US7872247B2 (en) * 2007-10-11 2011-01-18 Applied Materials, Inc. Ion beam guide tube
US8604418B2 (en) * 2010-04-06 2013-12-10 Axcelis Technologies, Inc. In-vacuum beam defining aperture cleaning for particle reduction

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101140847A (zh) * 2006-07-12 2008-03-12 应用材料有限公司 一种离子束导管

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011008288A1 (en) 2011-01-20
KR101702908B1 (ko) 2017-02-06
US8242469B2 (en) 2012-08-14
KR20120049883A (ko) 2012-05-17
JP2012533848A (ja) 2012-12-27
CN102473575A (zh) 2012-05-23
US20110012033A1 (en) 2011-01-20
JP5519789B2 (ja) 2014-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102473575B (zh) 可调整的进气口叶片式等离子体电子潮外壳
TWI426541B (zh) 用於質量分析器之射束阻擋組件、離子植入系統以及用於防止在離子植入系統中粒子污染之方法
JP4521850B2 (ja) イオン注入器用の加速および分析アーキテクチャー
US8124946B2 (en) Post-decel magnetic energy filter for ion implantation systems
TWI500065B (zh) 用於降低離子植入系統中之微粒污染的方法和系統
KR101992992B1 (ko) 에너지 오염을 감소시키는 빔 라인 설계
TWI242788B (en) Electrostatic trap for particles entrained in an ion beam
US6998625B1 (en) Ion implanter having two-stage deceleration beamline
TW200416769A (en) Deflecting acceleration/deceleration gap
TW201007821A (en) Control of particles on semiconductor wafers when implanting boron hydrides
KR20080069238A (ko) 오염 물질을 수집하는 표면을 갖는 이온 주입기
US7342240B2 (en) Ion beam current monitoring
EP0893944B1 (en) System and method for neutralizing an ion beam using water vapor
CN110622277B (zh) 离子植入系统及其方法和处理离子束的减速级
CN104835709B (zh) 为离子植入建立中电流带状离子束的方法及其离子束系统
KR20220137920A (ko) 전하 스트리핑 메커니즘을 이용한 이온 주입 시스템의 금속 오염 제어 장치 및 방법
CN101523546B (zh) 用于离子注入装置的传感器
KR20220011661A (ko) 이온 주입 시스템용 개선된 전하 스트리핑
WO2009083733A1 (en) Improvements relating to ion implanters
US20100019141A1 (en) Energy contamination monitor with neutral current detection
TWI479533B (zh) 用以在離子植入系統中減少粒子污染的設備及用以在將離子植入一或更多工件內之過程中減少粒子污染的方法
TWI612856B (zh) 用於減少能量污染之射束線設計
JP3264987B2 (ja) イオン注入装置
KR980701341A (ko) 질량 선택 감속을 갖는 이온 주입기(an ion implanter with post mass selection deceleration)
JP2002008579A (ja) イオン注入装置及びイオン注入方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant