CN111742389B - 用于向晶片递送离子束的静电过滤器及离子植入系统 - Google Patents
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Abstract
本文提供减少离子植入机中粒子的方法，具体而言，提供一种用于向晶片递送离子束的静电过滤器及离子植入系统。静电过滤器可包括壳体及位于壳体内的多个导电束光学器件。导电束光学器件围绕朝晶片引导的离子束线排列，且可包括靠近壳体的入口孔的入口孔电极。导电束光学器件还可包括沿着离子束线位于入口孔电极的下游的高能电极以及位于高能电极的下游的接地电极。高能电极被定位成比入口电极及接地电极更远离离子束线，从而使得高能电极在物理上被阻挡以免受从晶片返回的背溅射材料的包络撞击。静电过滤器还可包括用于独立地向导电束光学器件中的每一者递送电压及电流的电气系统。
Description
技术领域
本公开大体涉及离子植入机，且更具体来说涉及用于向晶片递送离子束的静电过滤器及离子植入系统。
背景技术
离子植入是通过轰击(bombardment)将掺杂剂或杂质引入衬底中的工艺。在半导体制造中，引入掺杂剂来改变电学性质、光学性质或机械性质。举例来说，掺杂剂可被引入本征半导体衬底中以改变衬底的导电性类型及导电性水平。在制造集成电路(integratedcircuit，IC)时，精确的掺杂分布(doping profile)会改善集成电路的性能。为了实现所需掺杂分布，可采用各种剂量及各种能级的离子形式植入一种或多种掺杂剂。
离子植入系统可包括离子源及一系列束线组件。离子源可包括产生所需离子的腔室。离子源还可包括电源(power source)和设置在腔室附近的提取电极总成。所述束线组件可包括例如质量分析器、第一加速或减速级(acceleration or deceleration stage)、准直器及第二加速或减速级。与用于操纵光束的一系列光学透镜非常类似，束线组件可对具有所需物质种类、形状、能量及其他特征的离子或离子束进行过滤、聚焦及操纵。离子束穿过束线组件，并且可被朝安装在压板或夹具上的衬底或晶片引导。衬底可通过有时被称为多轴旋转手臂(roplat)的设备在一个或多个维度上移动(例如，平移、旋转以及倾斜)。
离子植入机对于各种不同的离子物质种类及提取电压产生稳定的且良好界定的离子束。在使用源气体(例如AsH3、PH3、BF3及其他物质种类)操作若干小时之后，束的组成成分(beam constituent)最终会在束光学器件上形成沉积物。处于晶片的视线(line-of-sight)内的束光学器件也会被来自晶片的残余物(包括Si及光致抗蚀剂化合物)涂布。这些残余物聚积在束线组件上，从而在操作期间造成直流(direct current，DC)电势的尖峰(spike)(例如，在为电偏压组件的情形中)。最终残余物会剥落，从而造成对晶片的微粒污染的可能性增加。
一种防止材料积聚产生的方式是间歇性地更换离子植入机系统的束线组件。作为另外一种选择，可手动清洁束线组件，包括使离子源断电并解除系统内的真空。在对束线组件进行更换或清洁之后，接着将所述系统排空并供电以达到操作状态。因此，这些维护工艺可能是费时的。另外，束线组件在维护工艺期间无法使用。因此，频繁地维护工艺可能会减少可用于集成电路生产的时间，从而增加总制造成本。
发明内容
有鉴于前述，本文提供用于将能量纯度模块(energy purity module，EPM)内的多个导电束光学器件配置成减少聚积在能量纯度模块内的粒子的系统及方法。在一个或多个实施例中，一种用于向晶片递送离子束的静电过滤器可包括：壳体；以及位于所述壳体内的多个导电束光学器件，所述多个导电束光学器件围绕离子束线排列，其中所述多个导电束光学器件中的至少一个导电束光学器件包括内部加热元件。
在一个或多个实施例中，一种用于向工件递送离子束的能量纯度模块(EPM)可包括：壳体，具有靠近晶片的出口；以及多个导电束光学器件。所述多个导电束光学器件可包括：一组入口孔电极，靠近所述壳体的入口孔；以及一组高能电极，沿着所述离子束线位于所述一组入口孔电极的下游。所述多个导电束光学器件还可包括沿着所述离子束线位于所述一组高能电极的下游的一组接地电极，其中所述一组高能电极被定位成比所述一组入口孔电极及所述一组接地电极更远离所述离子束线。所述多个导电束光学器件中的至少一者包括内部加热元件。
在一个或多个实施例中，一种离子植入系统可包括用于向晶片递送离子束的静电过滤器。所述静电过滤器可包括：壳体，具有靠近晶片的出口；以及位于所述壳体内的多个导电束光学器件，所述多个导电束光学器件围绕离子束线排列。所述多个导电束光学器件可包括：一组入口孔电极，靠近所述壳体的入口孔；以及一组高能电极，沿着所述离子束线位于所述一组入口孔电极的下游。所述多个导电束光学器件还可包括沿着所述离子束线位于所述一组高能电极的下游的一组接地电极。所述一组高能电极被定位成比所述一组入口孔电极及所述一组接地电极更远离所述离子束线，且其中所述多个导电束光学器件中的至少一者包括内部加热元件。所述离子植入系统还可包括与所述静电过滤器通信的电气系统，所述电气系统被配置成独立地向所述多个导电束光学器件供应电压及电流。
附图说明
图1是示出根据本公开的实施例的离子植入系统的示意图。
图2A到图2B是示出根据本公开实施例的图1所示离子植入系统的组件的半透明等轴图。
图3是示出根据本公开实施例的图2A到图2B所示组件的侧面剖视图。
图4A是根据本公开实施例的包括内部加热元件的导电束光学器件的透视图。
图4B是根据本公开实施例的图4A所示导电束光学器件沿4B-4B线段的端视图。
图5是示出根据本公开实施例的与电气系统一起操作的图3所示组件的侧面剖视图。
图6是示出根据本公开实施例的与气体供应器一起操作的图3所示组件的侧面剖视图。
图7到图8是示出根据本公开实施例的与一组继电器一起操作的图3所示组件的侧面剖视图。
图9是示出根据本公开的实施例的一种示例性方法的流程图。
所述附图未必按比例绘制。所述附图仅为表示形式，而并非旨在描绘本公开的具体参数。所述附图旨在示出本公开的示例性实施例，且因此不能被视为对范围进行限制。在所述附图中，相同的编号代表相同的元件。此外，为清晰说明起见，一些图中的某些元件可被省略或者未按比例示出。再者，为清晰起见，一些参考编号在某些附图中可被省略。
具体实施方式
现在将参照附图在下文更充分地阐述根据本公开的系统及方法，在所述附图中示出所述系统及方法的实施例。所述系统及方法可实施为许多不同的形式而不应被视为仅限于本文所述的实施例。而是，提供这些实施例是为了使公开内容将透彻及完整，且将向所属领域中的技术人员充分传达所述系统及方法的范围。
为方便及清晰起见，本文中将使用例如“顶部(top)”、“底部(bottom)”、“上部(upper)”、“下部(lower)”、“垂直(vertical)”、“水平(horizontal)”、“侧向(lateral)”及“纵向(longitudinal)”等用语来阐述图中所示的各种组件及其组成部件的相对放置及取向。术语将包括具体提及的词、其派生词及具有相似意义的词。
本文所使用的以单数形式陈述且前面带有词“一(a或an)”的元件或操作被理解为不排除多个元件或多个操作，直到明确地陈述此种排除。此外，在提及本公开的“一个实施例”时并非旨在被解释为排除也包括所述特征的其他实施例的存在。
本文提供减少离子植入机中粒子的方法。静电过滤器可包括壳体及位于壳体内的多个导电束光学器件。导电束光学器件围绕朝晶片引导的离子束线排列，且可包括靠近壳体的入口孔的入口孔电极。导电束光学器件还可包括沿着离子束线位于入口孔电极的下游的高能电极以及位于高能电极的下游的接地电极。高能电极被定位成比入口电极及接地电极更远离离子束线，从而使得高能电极在物理上被阻挡或屏蔽以免被从晶片返回的背溅射材料(back-sputter material)的包络涂布。静电过滤器还可包括用于向导电束光学器件中的每一者递送电压及电流的电气系统。
静电过滤器可以是能量纯度模块，所述能量纯度模块具有在接地电极后面“隐藏”的多个高能电极，以使背溅射材料不可能到达高能电极。在一些实施例中，能量纯度模块的一个或多个导电束光学器件包括可操作以升高其温度的内部加热元件。通过EPM内的气体放出进行的原位清洁及化学刻蚀还使高能电极及孔不会沉积背溅射材料。因此，会提高离子植入机的性能及准确度。
现在参照图1，其示出展示离子植入机或离子植入系统(以下被称为“系统”)10的示例性实施例，离子植入机或离子植入系统10用于向晶片或工件递送离子束，并用于对一个或多个组件(例如静电过滤器内的导电束光学器件)原位地执行等离子体清洁。系统10代表工艺腔室，所述工艺腔室除了其他组件外还含有：用于产生离子束18的离子源14、离子植入机及一系列束线组件。离子源14可包括用于接收气体流24并产生离子的腔室。离子源14还可包括设置在腔室附近的电源及提取电极总成。束线组件16可包括例如质量分析器34、第一加速或减速级36、准直器38及与第二加速或减速级对应的能量纯度模块(energypurity module，EPM)40。尽管为解释起见以下针对束线组件16的能量纯度模块40进行阐述，然而本文所述的用于进行原位等离子体清洁的实施例也可适用于系统10的不同/其他组件。
在示例性实施例中，束线组件16可对具有所需物质种类、形状、能量及其他特征的离子或离子束18进行过滤、聚焦及操纵。穿过束线组件16的离子束18可被朝安装在工艺腔室46内的压板或夹具上的衬底引导。衬底可在一个或多个维度上移动(例如，平移、旋转及倾斜)。
如图所示，可存在可与离子源14的腔室一起操作的一个或多个馈送源28。在一些实施例中，从馈送源28提供的材料可包括源材料和/或其他材料。源材料可含有以离子形式引入到衬底中的掺杂剂物质。同时，所述其他材料可包括稀释剂，所述稀释剂与源材料一起被引入到离子源14的离子源腔室中以稀释离子源14的腔室中的源材料的浓度。所述其他材料还可包括清洁剂(例如，刻蚀剂气体)，所述清洁剂被引入到离子源14的腔室中并在系统10内输送以清洁一个或多个束线组件16。
在各种实施例中，可使用不同的物质作为源材料和/或所述其他材料。源材料和/或其他材料的实例可包括含有硼(B)、碳(C)、氧(O)、锗(Ge)、磷(P)、砷(As)、硅(Si)、氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氮(N)、氢(H)、氟(F)及氯(Cl)的原子物质或分子物质。所属领域中的一般技术人员将认识到，以上所列物质是非限制性的，且也可使用其他原子物质或分子物质。根据应用而定，所述物质可用作掺杂剂或所述其他材料。具体来说，在一种应用中用作掺杂剂的一种物质在另一种应用中可用作其他材料，反之亦然。
在示例性实施例中，源材料和/或其他材料以气态或蒸气形式提供到离子源14的离子源腔室中。如果源材料和/或其他材料是非气态或非蒸气形式，则可在馈送源28附近提供蒸发器(图中未示出)，以将所述材料转化成气态或蒸气形式。为了控制将源材料和/或其他材料提供到系统10中的量及速率，可提供流速控制器30。
能量纯度模块40是被配置成独立地控制离子束18的偏转、减速及聚焦的束线组件。在一个实施例中，能量纯度模块40是垂直静电能量过滤器(vertical electrostaticenergy filter，VEEF)或静电过滤器(electrostatic filter，EF)。如以下将更详细阐述，能量纯度模块40可包括以下电极配置：所述电极配置包括设置在离子束18上方的一组上部电极以及设置在离子束18下方的一组下部电极。所述一组上部电极及所述一组下部电极可为静止的并且具有固定位置。所述一组上部电极与所述一组下部电极之间的电势差也可沿中央离子束轨迹变化，以在沿中央离子束轨迹的每一点反射离子束的能量，从而独立地控制离子束的偏转、减速和/或聚焦。
现在参照图2A到图2B，将更详细地阐述根据示例性实施例的能量纯度模块40。如图所示，EPM 40包括在EPM 40上方延伸并部分地包围EPM 40的EPM腔室50。EPM腔室50被配置成接收气体并在其中产生等离子体。在一个实施例中，如图2A所示，EPM腔室50可在气体入口52处通过侧壁54从离子源14接收气体流24(图1)。在另一个实施例中，如图2B所示，EPM腔室50可在气体入口58处通过EPM腔室50的顶部区段60接收气体流56。气体56可与来自离子源14的气体流24分开地从补充气体源62供应。在示例性实施例中，气体56被注入EPM腔室50中的注入速率可由流量控制器64(例如，阀门)控制。
EPM 40还与一个或多个真空泵66(图1)一起操作以调整EPM腔室50的压力。在示例性实施例中，真空泵66耦合到工艺腔室46，且通过一个或多个流动路径68对EPM腔室50内的压力进行调整。在另一个实施例中，EPM40可包括更直接耦合到EPM腔室50的一个或多个附加泵。
现在参照图3，其示出展示根据本公开的EPM 40的结构及操作的示例性实施例。如图所示，EPM 40可包括多个导电束光学器件70a到70p(例如多个石墨电极棒)，所述多个导电束光学器件70a到70p沿着离子束18的相对侧设置。离子束18沿着离子束线被递送通过EPM 40，进入壳体49的入口孔53，并在出口47处离开以与晶片57及剂量杯59发生撞击。如图所示，所述多个导电束光学器件70a到70p提供空间/开口以允许离子束18(例如，带状束)穿过其中。如上所述，真空泵66可直接或间接地连接到壳体49以用于调整其中的环境压力。
在示例性实施例中，导电束光学器件70a到70p包括彼此电耦合的多对导电件(conductive piece)。作为另外一种选择，导电束光学器件70a到70p可为一系列一体式结构(unitary structure)，所述一系列一体式结构分别包括供离子束穿过其中的孔。在所示实施例中，每一电极对的上部部分与下部部分可具有不同的电势(例如，位于单独的导电件中)，以使穿过其中的离子束偏转。尽管多个导电束光学器件70a到70p被示出为包括十六(16)个元件，然而也可利用不同数目的元件(或电极)。举例来说，导电束光学器件70a到70p的配置可利用三(3)个电极组到十(10)个电极组的范围。
在一个非限制性实施例中，导电束光学器件70a到70p可包括靠近壳体49的入口孔53的一组入口孔电极或孔端子70a到70b。所述一组入口孔电极70a到70b的下游是一组高能电极70c到70f。在所述一组入口孔电极70a到70b与所述一组高能电极70c到70f之间可为一组端子电极70g到70h。所述多个导电束光学器件70a到70p还可包括一组接地电极70i到70p，其中接地电极70m、70n、70o及70p可代表靠近出口47定位的一组出口孔。如图所示，所述一组高能电极70c到70f被定位成比所述一组入口孔电极70a到70b及所述一组接地电极70i到70p更远离离子束18。
如图进一步所示，壳体49可包括从壳体49延伸的一组出口板45。在一些实施例中，所述一组出口孔板45各自大致平行于离子束18的行进方向取向。如图所示，第一对出口孔(例如接地电极70o及70p)靠近所述一组出口板45的下游端51定位。第二对出口孔(例如接地电极70m及70n)靠近所述一组出口板45的上游端41定位。第一对出口孔及第二对出口孔可操作以向晶片57递送离子束18，并控制沿着离子束18的方向从晶片57弹开/弹回而进入EPM 40内的材料。
例如，在使用期间，离子束18对晶片57的撞击会产生倾向于沿着离子束18向上游行进并进入EPM 40的材料。所述一组出口孔70m到70p在所述一组出口孔70m到70p之间界定背溅射材料的最大包络61以及从晶片57行进并通过出口47的背溅射材料的实际包络63。在一些实施例中，最大包络61是由EPM 40内的出口孔70o与70p之间以及接地电极70k与70l之间的区域界定。实际包络63可由离子束18的上边界/边缘及下边界/边缘界定，例如，靠近壳体49的出口47。
如图所示，所述一组高能电极70c到70f相对于所述一组出口孔70m到70p及接地电极70i、70j、70k及701的位置会防止背溅射材料的最大包络61以及背溅射材料的实际包络63二者到达所述一组高能电极70c到70f。换句话说，所述一组高能电极70c到70f远离离子束18定位，以便沿着上游或相反的离子束方向被隐藏或阻挡在所述一组出口孔70m到70p及接地电极70i、70j、70k及701后面。
现在转向图4A到图4B，将更详细地阐述根据本公开实施例的包含加热元件的导电束光学器件70X。导电束光学器件70X可代表图3所示导电束光学器件70a到70p中的一者或多者。在一些实施例中，导电束光学器件70a到70p中的每一者包含内部加热元件。在其他实施例中，仅所述一组高能电极70c到70f各自均不具有内部加热元件。在另一些实施例中，仅所述一组高能电极70c到70f各自包含内部加热元件。
如图所示，代表性的导电束光学器件70X可包括内部加热元件85(例如管状石英加热灯)，内部加热元件85与导体87电连接且电连接到一个或多个电源。同心地环绕内部加热元件的是空心壳88，例如玻璃碳(glassy carbon)或石墨。玻璃碳有利地具有低电阻、高硬度、耐高温性及耐化学侵蚀性。如图进一步所示，绝缘体89可设置在空心壳88的每一端处的开口90A到90B内。
内部加热元件85可使在空心壳88的外表面上形成的任何固体背溅射材料蒸发。在一个非限制性实施例中，内部加热元件85将导电束光学器件70X的温度升高到大约200℃到900℃，以使导电束光学器件70X上及导电束光学器件70X周围的所有固体背溅射材料蒸发。
现在转到图5，将更详细地阐述根据本公开实施例的与EPM 40通信的电气系统65。如图所示，电气系统65可操作以向所述多个导电束光学器件70a到70p中的每一者供应电压及电流。在一些实施例中，所述多个导电束光学器件70a到70p各自经由电气系统65并联连接，以允许独立地供应/调整电压及电流。在一些实施例中，电气系统65可包括第一电源67(例如，端子)及第二电源69(例如，接地)。第一电源67及第二电源69可操作以向所述多个导电束光学器件70a到70p递送高电压(例如，200V)，包括向包含内部加热元件85的导电束光学器件70a到70p中的任一者递送高电压。更具体来说，第一电源67可经由第一电路径73与所述一组入口孔电极70a到70b及所述一组端子电极70g到70h电连接。同时，第二电源69可经由第二电路径75与所述一组高能电极70c到70f中的每一者以及所述一组接地电极70i到70p中的每一者连接。本文使用的用语“高能电极”是指从第一电源67或第二电源69接收高电压的电极。
在一些实施例中，所述多个导电束光学器件70a到70p中的至少一个导电束光学器件包括可操作以升高其温度的内部加热元件85。例如，内部加热元件85可位于所述一组入口孔电极70a到70b中的一者或多者内以及所述一组端子电极70g到70h中的一者或多者内。内部加热元件85也可位于所述一组接地电极70i到70p中的每一者内。如图所示，内部加热元件85可经由第三电路径77及第四电路径79被供电。在一些实施例中，内部加热元件85可为掩埋在每个相应的电极内的石英加热灯，以将固体背溅射材料78蒸发成气态形式从而被泵送出EPM 40。
在图5所示非限制性实施例中，提供四(4)个高能电极70c到70f。高能电极70c到70f被定位成“隐藏”在所述一组接地电极70i到70p后面，从而防止高能电极70c到70f免受最大包络61和/或实际包络63内的背溅射材料的飞溅及涂布。由所述一组入口孔电极70a到70b、所述一组端子电极70g到70h及所述一组接地电极70i到70p来停止并收集背溅射材料。掩埋在所述一组入口孔电极70a到70b、所述一组端子电极70g到70h和/或所述一组接地电极70i到70p中的一者或多者内的加热元件85可将固体背溅射材料78蒸发成气态形式从而被泵送出EPM 40。
在一些实施例中，固体背溅射材料的积聚可能更严重，例如，当使用碳硼烷即SiF4或GeF4作为源材料时。为了防止过度积聚，本公开的EPM 40可在以下两种模式中操作：处理模式及清洁模式。在处理模式期间，EPM 40可正常操作以对离子束18进行处理。在清洁模式期间，可原位地清洁EPM 40。在一个非限制性实施例中，可将第二电压及第二电流供应到EPM 40的导电束光学器件70a到70p。导电束光学器件70a到70p可并行(例如，单独地)或串行地电驱动以使得能够对其进行均匀和/或独立清洁。第二电压及第二电流可由第一电源供应器67供应。
现在转到图6，可在清洁模式期间原位地清洁EPM 40。为了完成清洁，可从气体供应部件81以选定的流速/注入速率将刻蚀剂气体(例如，H2或O2)引入EPM 40中。在示例性实施例中，气体供应组件81是气体放出装置，所述气体放出装置包括其中形成有多个孔的导管以允许刻蚀剂气体分布在EPM40内。例如，通过气体放出装置，可将1标准立方厘米/分钟(standard cubic centimeters per minute，SCCM)到5标准立方厘米/分钟的气体(例如O2或H2)引入EPM腔室内，以化学刻蚀掉来自所述一组入口孔电极70a到70b、所述一组端子电极70g到70h及所述一组接地电极70i到70p的背溅射材料78的沉积物。在其他非限制性实例中，刻蚀剂气体可以约25SCCM到约200SCCM的流速引入。在一个实施例中，刻蚀剂气体可以约50SCCM到约100SCCM引入，以维持导电束光学器件70a到70p周围的高压流。
可引入各种物质作为刻蚀剂气体的清洁剂。清洁剂可为含有化学反应性物质的原子物质或分子物质。这些物质在被电离时，可与积聚在一个或多个导电束光学器件70a到70p上的沉积物发生化学反应。尽管本文将阐述具有化学反应性物质的清洁剂，但本公开并不排除利用化学惰性物质。在另一个实施例中，清洁剂可含有重原子物质，以在电离时形成具有高原子质量单位(atomic mass unit，amu)的离子。清洁剂的非限制性实例可包括含有H、He、N、O、F、Ne、Cl、Ar、Kr及Xe、或其组合的原子物质或分子物质。在一个实施例中，NF3、O2或Ar与F2的混合物、或其组合可用作清洁剂。
可基于在导电束光学器件70a到70p上形成的沉积物的组成来选择刻蚀剂气体的组成以优化化学刻蚀。例如，可使用氟系等离子体来刻蚀含有B、P及As的束的组成成分，而可使用氧系等离子体来刻蚀光致抗蚀剂材料。在一个实施例中，向等离子体混合物中添加Ar或其他重物质会增加离子轰击，从而在使用化学增强型离子溅射工艺时提高沉积物从导电束光学器件70a到70p的移除率。等离子体或离子轰击还引起对表面的加热以有助于化学刻蚀率并有助于搅拌来自导电束光学器件70a到70p的表面沉积物。
现在转到图7到图8，将更详细地阐述根据本公开实施例的EPM 40内的一组继电器84A到84D的操作。如图所示，EPM 40可包括所述一组继电器84A到84D，所述一组继电器84A到84D可操作以使所述一组高能电极70c到70f中的每一者在高压第一电源供应器67与第二电源供应器69(接地)之间切换。在所示配置中，高能电极70c到70f内可掩埋有内部加热元件85。因此，所述一组继电器84A到84D可操作以控制到高能电极70c到70f的每一内部加热元件85的电压及电流。在离子植入期间，如图7所示，高能电极70c到70f连接到高压电源供应器67，且内部加热元件85被关断。
如图8所示，在束设置期间，或者在植入机空闲的时间期间，高能电极70c到70f可连接到第二电源供应器69，且内部加热元件85可被接通。在一些实施例中，高能电极70c到70f在植入期间保持高于200℃，以确保高能电极70c到70f免受由于气态背溅射材料的冷凝而造成的沉积。通过EPM 40内的气体供应组件81进行的原位清洁及化学刻蚀使高能电极70c到70f及出口孔70m、70n、70o及70p不会沉积背溅射材料。因此，会提高离子植入机的性能及准确度。
现在参照图9，其示出根据本公开实施例的减少离子植入机中粒子的方法100的流程图。将结合图1到图8所示表示形式来阐述方法100。
在方框101处，方法100可包括提供靠近EPM的壳体的入口孔设置的一组入口孔电极。在一些实施例中，EPM包括多个导电束光学器件，所述多个导电束光学器件包括所述一组入口孔电极。在一些实施例中，所述多个导电束光学器件包括多个电极棒。在一些实施例中，所述多个导电束光学器件中的一者或多者包括可操作以升高其温度的内部加热元件。内部加热元件可为被空心壳环绕且电连接到导体的加热灯(例如石英加热灯)。
在方框103处，方法100可包括提供沿着离子束线设置在所述一组入口孔电极的下游的一组高能电极。在方框105处，方法100可包括提供沿着离子束线设置在所述一组高能电极的下游的一组接地电极，其中所述一组高能电极被定位成比所述一组入口孔电极及所述一组接地电极更远离离子束线。
在一些实施例中，方法100的方框105可包括靠近出口提供所述一组接地电极的一组出口孔，并提供从壳体延伸的一组出口板，其中所述一组出口孔大致平行于离子束线取向。方法100的方框105还可包括靠近所述一组出口板的下游端定位所述一组出口孔中的第一对出口孔，其中所述一组出口孔中的第二对出口孔靠近所述一组出口孔的上游端定位。所述一组出口孔可界定从晶片行进然后通过出口孔的背溅射材料的包络。
在方框107处，方法100可包括对电气系统进行使能以独立地向所述多个导电束光学器件中的每一者供应电压及电流。在一些实施例中，在处理模式期间向所述多个导电束光学器件供应第一电压及第一电流。在一些实施例中，第一电压及第一电流由直流(directcurrent，DC)电源供应器供应。在一些实施例中，方法100还包括从处理模式切换到清洁模式。在一些实施例中，方框107包括在达到预定阈值(例如，最大可接受数量的束假信号)的情况下自动从处理模式切换到清洁模式。
在清洁模式期间，可向导电束光学器件供应第二电压及第二电流。在一些实施例中，第二电压及第二电流被施加到导电束光学器件以产生等离子体。在一些实施例中，第二电压及第二电流由直流(DC)电源供应器或射频(radio frequency，RF)电源供应器供应。
在方框109处，方法100可包括供应刻蚀剂气体和/或对所述多个导电束光学器件中的一者或多者的温度进行调整以减少离子植入机中的粒子并能够进行刻蚀。在一些实施例中，对刻蚀剂气体的注入速率进行调整。在一些实施例中，基于在组件的表面上形成的沉积物的组成来选择刻蚀剂气体的组成以优化对组件的刻蚀。在一些实施例中，所述多个导电束光学器件中的至少一个导电束光学器件包括可操作以升高其温度的内部加热元件。
有鉴于前述，通过本文所公开的实施例实现了至少以下优点。在第一个优点中，EPM通过消除或大大减少背溅射材料沉积到EPM电极及孔上来减少粒子，从而提高离子植入机的器件良率及生产率。在第二个优点中，EPM可仅包括隐藏在接地电极及孔后面的四(4)个高能电极，从而防止高能电极免受背溅射材料的飞溅及涂布。由接地电极/孔以及端子电极/孔来停止并收集背溅射材料。在第三个优点中，一个或多个导电束光学器件可包括掩埋在内部的加热灯，以将背溅射材料蒸发成气态形式从而被泵送出EPM。除了隐藏的高能电极之外，自动且原位清洁机制有助于在植入期间保持所有EPM电极及孔不受沉积的背溅射材料影响。
尽管本文已阐述了本公开的某些实施例，然而本公开并非仅限于此，这是因为本公开的范围如同所属领域将允许及本说明书可能载明的范围一样广。因此，上述说明不应被视为限制性的。所属领域中的技术人员将想到处于所附权利要求的范围及精神内的其他修改。
Claims (13)
1.一种用于向晶片递送离子束的静电过滤器，所述静电过滤器包括：
壳体；以及
多个导电束光学器件，位于所述壳体内，所述多个导电束光学器件围绕离子束线排列，其中所述多个导电束光学器件中的至少一个导电束光学器件包括内部加热元件，且
其中所述内部加热元件是被空心壳环绕的加热灯，且所述加热灯与导体电连接。
2.根据权利要求1所述的用于向晶片递送离子束的静电过滤器，其中所述空心壳是玻璃碳。
3.根据权利要求1所述的用于向晶片递送离子束的静电过滤器，其中所述空心壳是石墨。
4.根据权利要求1所述的用于向晶片递送离子束的静电过滤器，还包括设置在所述空心壳的每一端内的绝缘体。
5.根据权利要求1所述的用于向晶片递送离子束的静电过滤器，所述多个导电束光学器件包括：
一组入口孔电极，靠近所述壳体的入口孔；
一组高能电极，沿着所述离子束线位于所述一组入口孔电极的下游；以及
一组接地电极，沿着所述离子束线位于所述一组高能电极的下游，其中所述一组高能电极被定位成比所述一组入口孔电极及所述一组接地电极更远离所述离子束线。
6.根据权利要求5所述的用于向晶片递送离子束的静电过滤器，其中所述一组高能电极中的每一者包括内部加热元件。
7.根据权利要求1所述的用于向晶片递送离子束的静电过滤器，还包括与所述多个导电束光学器件通信的电气系统，所述电气系统被配置成独立地向所述多个导电束光学器件中的每一者供应电压及电流。
8.根据权利要求7所述的用于向晶片递送离子束的静电过滤器，所述电气系统包括一组继电器，所述一组继电器能够操作以控制到所述内部加热元件的所述电压及所述电流。
9.一种离子植入系统，包括：
静电过滤器，用于向晶片递送离子束，所述静电过滤器包括：
壳体，具有靠近所述晶片的出口；以及
多个导电束光学器件，位于所述壳体内，所述多个导电束光学器件围绕离子束线排列，且所述多个导电束光学器件包括：
一组入口孔电极，靠近所述壳体的入口孔；
一组高能电极，沿着所述离子束线位于所述一组入口孔电极的下游；以及
一组接地电极，沿着所述离子束线位于所述一组高能电极的下游，其中所述一组高能电极被定位成比所述一组入口孔电极及所述一组接地电极更远离所述离子束线，其中所述多个导电束光学器件中的至少一者包括内部加热元件，且其中所述内部加热元件是被空心壳环绕的加热灯；以及
电气系统，与所述静电过滤器通信，所述电气系统被配置成向所述多个导电束光学器件供应电压及电流。
10.根据权利要求9所述的离子植入系统，其中包括所述内部加热元件的所述多个导电束光学器件中的所述至少一者还包括：
导体，与所述加热灯电连接，其中所述导体是所述电气系统的一部分；以及
绝缘体，设置在所述空心壳的每一端处的开口内。
11.根据权利要求9所述的离子植入系统，其中所述多个导电束光学器件中的每一者并联连接以允许独立调整所述电压及所述电流。
12.根据权利要求9所述的离子植入系统，还包括从所述壳体延伸的一组出口板，其中所述一组出口板平行于所述离子束的行进方向取向。
13.根据权利要求12所述的离子植入系统，其中所述一组接地电极包括靠近所述出口的一组出口孔，其中所述一组出口孔界定从所述晶片行进并通过所述出口的背溅射材料的最大包络，且所述最大包络被界定在所述一组出口孔之间，其中所述一组出口孔中的第一对出口孔靠近所述一组出口板的下游端定位，且其中所述一组出口孔中的第二对出口孔靠近所述一组出口板的上游端定位。
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