CN116134579A - 经由光束线压力控制的粒子产率 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种光束线离子注入机和一种操作光束线离子注入机的方法。方法可包含：在离子注入机的处理腔室中，在第一时间段期间对第一组衬底进行离子注入程序；以及在第二时间段期间通过以下操作来进行第一压力控制例程：在第二时间段将预定气体引入到光束线的至少下游部分中以达到预定压力。方法可包含在完成第一压力控制例程之后，在第三时间段期间对第二组衬底进行离子注入程序。

Description

经由光束线压力控制的粒子产率
相关申请案
本申请案要求2020年7月28日申请的名称为“经由光束线压力控制改进粒子产率(IMPROVING PARTICLE YIELD VIA BEAM-LINE PRESSURE CONTROL)”的美国临时申请案63/057,640的优先权，所述美国临时申请案以全文引用的方式并入本文中。
本公开大体上涉及用于注入衬底的装置和技术，且更具体地说涉及改进的光束线离子注入机粒子产率。
技术领域
本公开大体上涉及用于注入衬底的装置和技术，且更具体地说涉及改进的光束线离子注入机粒子产率。
背景技术
离子注入是经由轰击将掺杂剂或杂质引入到衬底中的工艺。在半导体制造中，引入掺杂剂以更改电学、光学或机械特性。
离子注入系统可包括离子源和一系列光束线组件。离子源可包括产生离子的腔室。离子源还可包括设置在腔室附近的电源和提取电极组合件。光束线组件可包含例如质量分析器、第一加速或减速级、准直器以及第二加速或减速级。与用于操控光束的一系列光学透镜非常相似的是，光束线组件可过滤、聚焦以及操控具有特定物质、形状、能量和/或其它品质的离子或离子束。离子束穿过光束线组件且可被引导朝向安装于压板或夹钳上的衬底。衬底可通过有时称作旋转板(roplat)的装置在一个或多个维度上移动(例如，平移、旋转和倾斜)。
在许多离子注入机中，下游静电模块可充当静电透镜以控制离子束能量、离子束形状以及离子束大小。静电模块可将离子束加速或减速到最终能量，同时更改离子束的方向。通过更改离子束的方向，可筛选出高能中性粒子，从而产生具有明确能量的最终光束。
已知的静电模块可采用例如多对电极，例如成对布置的七个上部电极和七个下部电极，其中电极约束并且导引行进穿过其中的离子束。电极可布置为与离子束等距间隔开的棒杆。棒杆/电极电位设置为在静电模块中产生电场，从而使得离子束减速、偏转以及聚焦离子束。
一些光束线注入机设计为用于高吞吐量，因为使用相对较高的束流以快速地进行将目标剂量的离子注入到衬底中。出于生产率目的，更多数目的衬底可作为维护或其它排定停机时间之间注入的目标。举例来说，在排定的维护周期之间可注入数千或数万个衬底。
在光束线离子注入机(例如，高电流植注入机)的操作期间的主要顾虑中的一个是维持在所注入的衬底(例如，半导体晶片)上产生高器件产率的操作条件的能力。一个持续的挑战是在注入后衬底上出现粒子或微粒缺陷。可进行光束线的例程或非例程清洁以减少粒子污染，代价是由于清洁必需的停机时间而损失生产率。
相对于这些和其它考量来提供本公开。
发明内容
在一个实施例中，提供一种操作光束线离子注入机的方法。方法可包含在离子注入机的处理腔室中，在第一时间段期间对第一组衬底进行离子注入程序。方法可进一步包含在第二时间段期间通过以下操作来进行第一压力控制例程：在第二时间段将预定气体引入到光束线的至少下游部分中以达到预定压力。方法也可包含在完成第一压力控制例程之后，在第三时间段期间对第二组衬底进行离子注入程序。
在另一实施例中，提供一种光束线离子注入机。离子注入机可包含离子源以根据离子注入程序产生离子束。离子注入机可包含一组组件以沿光束线将离子束传导到处理腔室。离子注入机也可包含：压力控制系统，包括隔离阀和设置在隔离阀下游的至少一个入口，以将预定气体传导到光束线的下游部分中；以及控制器，其中控制器布置成引导光束线离子注入机进行压力控制循环。压力控制循环可包含在处理腔室中，在第一时间段期间对第一多个衬底进行离子注入程序，且在第二时间段期间通过在第二时间段将预定气体引入到光束线的至少下游部分中以达到预定压力来进行第一压力控制例程。压力控制循环可进一步包含在完成第一压力控制例程之后，在第三时间段期间对第二多个衬底进行离子注入程序。
附图说明
图1示出展现根据本公开的实施例的离子注入系统的示例性实施例。
图2A示出在专用模式中作为晶片数目的函数的注入晶片的缺陷行为。
图2B示出根据本公开的实施例的作为用于离子注入机的操作的晶片数目的函数的注入晶片的缺陷行为。
图2C是示出根据本公开的实施例的压力控制循环的应用原理的示意图。
图2D为示出用于离子注入机的参考维护周期的示意图。
图3示出示例性处理流程。
附图未必按比例绘制。附图仅为表示，并不意图描绘本公开的具体参数。附图意图描绘本公开的示例性实施例，且因此不应被视为在范围上受到限制。在附图中，相似编号表示相似元件。
具体实施方式
现将在下文参考附图更充分地描述根据本公开的系统和方法，在所述附图中示出了系统和方法的实施例。系统和方法可用许多不同形式实施，且不应解释为受限于本文中所阐述的实施例。替代地，提供这些实施例以使得本公开将是透彻且完整的，且将向本领域的技术人员充分传达系统和方法的范围。
为方便和清楚起见，本文中将使用例如“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“垂直”、“水平”、“横向”以及“纵向”等术语来描述如各图中所呈现的这些组件和其组成部分相对于半导体制造器件的组件的几何形状和定向的相对位置和定向。术语将包含具体提到的词、其派生词以及类似意思的词。
如本文中所使用，以单数形式列举且以字词“一(a/an)”进行的元件或操作应理解为潜在地还包含多个元件或操作。此外，对本公开的“一个实施例”的提及并不意图解释为排除也并有所叙述特征的额外实施例的存在。
本文提供用于改进操作且减少在离子注入机中处理的衬底中的缺陷的方式。
现参考图1，示出展现系统10的示例性实施例，其中根据本公开系统10可用作用于离子注入的光束线离子注入机或“离子注入机”。通常，根据本实施例的光束线离子注入机将包含离子源和用于沿光束线将离子束传导到处理腔室的一组组件。在图1的实例中，除其它组件外，系统10包含用于产生离子束18(例如，带状束或点波束)的离子源14和一系列光束线组件。离子源14可包括用于接收气流24以产生离子的腔室。离子源14还可包括设置在腔室附近的电源和提取电极组合件。在一些非限制性实施例中，光束线组件可包含例如设置于能量过滤器40上游的质量分析器34、质量解析狭缝(mass-resolving slit，MRS)腔室36以及准直器38，所述过滤器可提供离子束18的减速度和/或加速度。
在示例性实施例中，光束线16的组件可过滤、聚焦以及操纵离子或离子束18以具有物质、形状、能量和/或其它品质。穿过光束线16的离子束18可被引导朝向安放在处理腔室46或实验站内的压板或夹钳上的衬底15。衬底15可在一个或多个维度移动(例如，平移、旋转以及倾斜)。
能量过滤器40为配置成独立控制离子束18的偏转、减速以及聚焦的光束线组件。在一些实施例中，能量过滤器40为竖直静电能量过滤器(vertical electrostatic energyfilter，VEEF)或静电过滤器EF。能量过滤器40可布置为限定至少一个电极配置的电极组合件。电极配置可包含沿光束线16串联布置的多个电极以处理通过能量过滤器40的离子束18。在一些实施例中，静电过滤器可包含设置在离子束18上方的一组上部电极和设置在离子束18下方的一组下部电极，以传导离子束、塑形离子束18以及在冲击衬底15之前加速/减速离子束18。
在操作中，系统10可操作以注入一系列衬底，例如半导体晶片。衬底15可为如在已知的离子注入机中以串联形式装载用于注入的一系列衬底中的一个。在高吞吐量操作模式中，系统10可操作以在排定停机时间的间隔之间注入数千或数万个衬底。
系统10可包含用于解决在高吞吐量操作期间遇到的问题的组件，即，将衬底15处的缺陷维持在可接受的水平或低于可接受的水平的能力。如图1中所示出，系统10可包含隔离阀50，其中隔离阀50位于处理腔室46的上游，例如位于质量解析狭缝(MRS)腔室36与准直器38之间。隔离阀50可用于将光束线16的下游部分16B的抽空区与光束线16的上游部分16B的抽空区隔离。虽然未明确示出，但光束线16包含配置成以通常低于1托的操作压力将离子束18从离子源14传导到衬底15的抽空的中心外壳或一组连续腔室。举例来说，隔离阀50可允许下游部分16B与上游部分16A分别地排气。虽然在图1中，隔离阀50位于质量解析狭缝(MRS)腔室36与准直器38之间，但在其它实施例中，隔离阀50可移动到所示出的位置的上游或下游，或可沿光束线放置多于一个的隔离阀50。举例来说，隔离阀50可放置在准直器38与能量过滤器40之间，或能量过滤器40与处理腔室46之间。
系统10还可包含各种入口(例如设置在隔离阀下游的至少一个入口)以将气体传导到光束线16的下游部分中。如图1中所示出，提供了准直器入口52、能量过滤器入口54以及处理腔室入口或处理腔室排气口56，其组件可用于将气体传导到隔离阀50的下游位置之中和之外。同样如图1中所描绘，处理腔室排气口56示出为位于衬底15的前侧附近，而在一些实施例中，示出为处理腔室排气口56`的处理腔室排气口朝向衬底15的背侧定位。举例来说，在合适的情形下，当没有发生离子注入时，可通过入口或排气口中的一个或多个提供给定压力的排出气体，例如氮气、空气、水蒸气、反应气体或其它气体。在一个实例中，能量过滤器入口54可紧邻能量过滤器40或紧邻浸没式等离子体枪(浸没式等离子体枪的位置由PFG指定)而定位，所述浸没式等离子体枪刚好位于能量过滤器40的腔室的下游。在一些实例中，一个或多个排气口(例如，处理腔室排气口56)可耦合到泵。因而，在已发生离子注入之后的给定间隔处，在啮合隔离阀50以隔离上游部分16A之后，气体可在一个或多个位置处排放到下游部分16B中。
特定来说，根据本公开的实施例，如下详述，可将压力控制例程应用到光束线的一个或多个位置，例如下游部分16B中。压力控制例程可涉及在从光束线的给定部分抽空气体且重新建立注入条件之前，将气体引入到光束线中以在预定间隔内达到预定压力。如上文所提到，隔离阀50中的一个或多个可沿光束线放置在不同位置处。以此方式，下游部分16B的一个或多个组件可与光束线的其它组件隔离，使得目标组件可个别地经受压力控制例程。以下相对于各附图解释这种程序的优点。
在一些实施例中，系统10可包含耦合到入口的控制器60，例如通过气体歧管62以将一个或多个气体物质导引到下游部分16B中。控制器60可进一步耦合到下游部分的排气口，使得可视需要控制进出下游部分16B的循环气体。控制器60可布置成导引如下详述的压力控制例程。至少在这方面，控制器60可包含适当的硬件组件(例如存储器、一个或多个处理器、接口等)以产生、传输、接收用于执行压力控制例程的信号。
在一些实施例中，可在下游部分16B中提供高能放电源以产生可用于冲击下游部分16B(包含例如静电能量过滤器40)的目标区的内表面的等离子体物质，例如离子、亚稳态物质、自由基物质或分子物质。放电源的实例示出为邻近于能量过滤器40而定位的远程等离子体源64。
根据本公开的实施例，光束线16中(例如，下游部分16B中)的压力可以以下方式控制：周期性地将指定的气体流动到接近衬底15的区(例如，浸没式等离子体枪区PFG、或处理腔室46或准直器38)之中或之外。本发明人已发现在某些条件下，衬底上的粒子数可在注入到衬底中的扩展操作期间累积到不可接受的水平，其中下游部分16B中的光束线压力的控制可对减少粒子数具有有益影响。
为了突出此行为，图2A示出在专用注入工艺期间作为晶片数目的函数的离子注入晶片的缺陷行为。图2B示出根据本公开的实施例的作为用于离子注入机的操作的晶片数目的函数的离子注入晶片的缺陷行为。在这些实例中，操作高电流注入装置以专用模式注入一系列衬底，其中相同的注入配方用于注入每一个晶片。在图2A中，对于总共大致12,000个晶片，一系列晶片的注入通常没有中断地行进，其中以每几百个到一千个晶片的一定间隔进行缺陷(加法器)的测量。当缺陷水平存在一些波动时，平均缺陷水平通常随晶片数的增加而单调增加，其中相当大的部分测量值超出可接受的限度。因此，离子注入机的专用使用可随时间推移而产生不可接受的缺陷水平，且因此呈现对磷晶片的高吞吐量注入的挑战。
现转向图2B，示出如在图2A的情况下没有使用其它注入配方的专用离子注入的“马拉松(marathon)”的结果。不同于图2A的协议，在图2B的实例中，在向下泵送光束线和恢复注入之前，以特定间隔暂停离子注入并且利用氮气对光束线进行压力控制。图2A的压力控制例程涉及在光束线的抽空和重新建立注入条件发生之前，将氮气引入到光束线中持续一定间隔。在一些非限制性实例中，引入氮气以在光束线(例如，下游部分16B的一个或多个区)中达到预定压力，其中压力增加到几托、数百托或一个大气压。根据本公开的不同实施例，这种压力可维持一分钟到一小时左右的持续时间。图2的数据表示其中压力控制例程涉及容许氮气达到一个大气压的压力的数据。类似于图2A中的程序，对处于不同情形下注入的晶片进行测量直到总共约16,000个晶片。如在图2A的情况下，缺陷产率趋向于随晶片数的增加而增加。举例来说，在大致24,000个晶片数下使用氮气对光束线进行第一有意压力控制例程之前，在20,000个晶片数与24,000个晶片数之间，缺陷产率随晶片数的增加而增加。当在24,000个晶片数下恢复注入时，粒子性能瞬时地提高约2个数量级，从约100下降到约1。粒子数接着随晶片数的增加而增加且在大致27,000个晶片数下超出100的值。在大致28,000个晶片数下，使用氮气对光束线进行第二有意压力控制程序。当在28,000个晶片数下恢复注入时，粒子性能(缺陷/加法器)再次显著地瞬时提高约2个数量级，从约200下降到约1。同样，缺陷产率随晶片数的增加而增加直到35,000个晶片数时，达到接近50的可接受的限度的水平。然而，随晶片数的增加缺陷的整体增加不是单调的，而是在进行时瞬时重置到低得多的值。
根据这些结果，可在衬底的注入的扩展操作期间以确定的间隔提供对高电流注入机的光束线压力的控制，以限制随时间推移注入的衬底中的缺陷水平。在图2A和图2B的实例中，针对给定注入物质示出高电流专用注入结果。然而，随时间推移，其它物质的其它高电流注入也可能导致缺陷产生增加，且可得益于周期性地进行用于至少一部分光束线(例如，光束线的下游部分)的压力控制例程。在图2B的专用注入的实例中，可设置压力控制阈值以便在所确定的或所计算的缺陷水平接近可接受的限度的点处暂停注入操作。因此，在图2B的实例中，当压力控制以每次约4000个晶片的一定间隔进行时，可预期粒子(缺陷)数小于或等于100。因此，如果100的值表示可接受的缺陷限度，那么以约4000个晶片间隔的一定间隔进行压力控制例程可将缺陷水平维持在可接受的缺陷限度或低于可接受的缺陷限度。当然，对于不同的缺陷限度(大于100或小于100)，可增大或减小在进行连续的压力控制例程之间注入的晶片间隔的大小。
根据本公开的额外实施例，可根据总注入剂量来设置用于进行压力控制方案的间隔。应注意，对于图2B的数据，每个晶片以相当于1E15/平方厘米的若干倍剂量注入，意味着4000个晶片的总注入剂量大于1E19/平方厘米。在不限于任何特定理论的情况下，粒子数的增加可至少部分地由来自在光束线中所收集的离子物质的沉积物的量的增加而引起，其中随时间推移沉积物的量与通过光束线传导的总离子剂量成比例。因此，在一些实施例中，可根据总注入剂量来设置此阈值，而不是基于所注入晶片的数目来设置用于进行压力控制例程的阈值。虽然对应于达到可接受的限度的缺陷水平的产生的总离子剂量可随注入物质而变化，但在一些非限制性实施例中，这个范围可在1E18/平方厘米与5E20/平方厘米之间，且更具体地说在1E19/平方厘米到1E20/平方厘米之间。因此，根据特定实施例，用于进行压力控制例程的阈值可能在注入多个衬底而产生的总离子剂量达到1E18/平方厘米与1E20/平方厘米之间，且更具体地说在1E19/平方厘米到1E20/平方厘米之间时。
在其它实施例中，用于进行压力控制程序的间隔或情形可通过测量在注入(例如，在静电过滤器或光束线的实验站中)期间的物质沉积而累积在光束线中的薄膜的膜厚度来确定，其中膜厚度测量可通过已知的手段来进行。在其它实施例中，用于进行压力控制例程的情形可通过静电过滤器内的静电电极(例如，棒杆)的电流测量来触发。因此，当在电极上收集的电流差达到阈值时可进行压力控制例程。在一个特定实施例中，用于进行压力控制例程的情形可通过对静电过滤器的棒杆(电极)进行电容测量来触发，其中电容值指示累积在电极上的膜厚度。因此，当电容达到阈值时，可启动压力控制例程。
图2C为示出根据本公开的实施例的用于提高衬底处理效率的压力控制循环的应用的原理的示意图。在一些实例中，压力控制循环可至少部分地由控制器60控制以导引各种操作，如下详述。图2C示出称为Tprocessing的实体，其参数是指光束线在进行预防性维护之间操作的的总时间段的持续时间。预防性维护示出为TPM，其中预防性维护需要关闭光束线，且打开光束线的各种部分以进行维护程序，例如清洁和/或替换被腐蚀的零件。有用的结果是增加实体Tprocessing的长度。在图2C的实例中，在第一时间段(示出为P1)期间对第一组衬底进行离子注入程序与在第二时间段(示出为P2)期间进行第一压力控制例程之间发生循环。
在一个实例中，压力控制循环至少可由以下构成：在第一时间段(示出为P1)期间对第一组衬底进行离子注入程序，在第二时间段(示出为P2)期间进行第一压力控制例程，以及在第三时间段(如图4中的P3所表示)内对第二组衬底进行离子注入。
可持续重复进行离子注入程序与进行压力控制例程之间的这种循环，其中额外循环在图2C中由以下表示：在第四时间段(P4)内进行第二压力控制例程，在第五时间段(P5)内可对第三组衬底进行离子注入程序，以及在第六时间段(P6)内进行第三压力控制例程等等。根据本公开的实施例，给定离子注入程序的持续时间可通过何时满足或超出阈值来确定。
在前述实例中，阈值可表示正处理的衬底(晶片)的总数目、多个晶片上的总离子注入剂量或缺陷水平。因此，在一些实例中，可通过预定准则(例如，正处理的衬底的数目)来确立何时满足阈值条件，而在一些实例中，可更动态地确定何时满足阈值。举例来说，总注入离子剂量可于正处理的衬底的数目相关，尤其是在的对每个衬底重复相同注入配方的情况下，但总注入离子剂量可通过测量或记录每个衬底的注入来更精确地确定。此外，使用缺陷水平作为阈值的测量可以以各种方式(例如，通过设置在处理腔室中的沉积传感器或粒子计数器)动态地进行。
现返回图2C，在给定注入周期内示出的曲线系列示意性地表示所关注的参数(例如，在处理腔室中所测量的沉积物厚度、衬底上的粒子数或其它参数)的增加。虽然在阈值确定的一些实例中，所关注的参数(例如，已处理衬底的数目)可随时间线性地增加，但在其它实例中，所关注的参数可随时间非线性地增加。在某些处理条件下，本发明人已观察到，与缺陷水平相关的参数可随时间非线性地增加，且实际上可随增加的时间更快速地增加，如在图2C中所表明。因此，在图2C中，在周期P1结束时，所关注的参数更快速地的增加且达到阈值，就在这时启动第一压力控制例程。
如在图2C进一步表明，在一些实例中，可减少连续注入周期(P3、P5等)的持续时间。换句话说，在每个连续注入周期期间，可能会更快速地达到阈值条件。在给定点处，在进行至少一个压力控制例程之后，可关闭注入机且排定由TPM示出的预防性维护周期。尽管如此，如上文详述的压力控制例程的进行仍可比其中可基于衬底的固定数目、或注入的时数或其它准则而排定预防性维护的当日程序更有效。应注意，压力控制例程(P2、P4、P6)的持续时间可为大概刚好一小时或小于一小时，而包含后调节时间的预防性维护的持续时间可为大概几小时到12小时，且注入周期的持续时间可为大概多个小时或几十小时，如20小时到60小时。
图2D为示出根据参考维护周期的离子注入机的操作的示意图。在这个实例中，离子注入机通过注入和预防性维护(preventative maintenance，PM)的周期而循环，同时不进行本实施例的压力控制例程。因而，对于给定注入程序，可通过连续注入周期(示出为T4、T5以及T6)操作离子注入机，其中注入周期的持续时间保持相同。如所示出，注入周期穿插有一系列预防性维护周期。如由曲线所示出，预防性维护周期可基于在由于污染物的累积而预期何时可能需要清洁和/或替换腐蚀的或受污染的零件时来排定根据图2D的离子注入机的操作的特点是在发生注入的周期期间的注入开启时间的相对占空比小于图2C的实施例的注入开启时间的占空比。此外，在图2D中发生预防性维护的间隔期间的PM时间的相对PM占空比比图2C的PM占空比相对较高，这意味着在图2D的参考情况下进行维护耗费相对更多的时间。
在本公开的其它实施例中，除使用惰性气体的周期性压力控制之外，使用可采用于产生等离子体的等离子体源(例如，在毫托到大气压力的压力下)以产生改质接近衬底的区(包含静电过滤器区)中的薄膜的物质，以便进一步将粒子水平维持在可接受的水平。这种等离子体源可产生可用于结合压力控制例程的应用冲击光束线的内表面的等离子体物质(例如，离子、亚稳态物质、自由基物质或分子物质)以便更有效地去除可充当粒子源的材料。
图3描示出例性处理流程，示出为工艺流程300。在方框302处，开始给定的衬底“运行”，其中在离子注入系统的光束线的实验站(处理腔室)中在第一间隔内注入一系列衬底。在一些非限制性实例中，衬底可为使用专用配方(例如，硼、砷、碳或磷注入)注入的晶片。因而，缺陷(粒子)水平可倾向于在衬底运行期间随晶片数的增加而增加。
在决策框304处，可通过离子注入系统作出关于是否已达到压力控制阈值的周期性检查。压力控制阈值可对应于晶片的预定数目，或可对应于在第一间隔内进行的总离子剂量。压力控制阈值可表示一个值，超出所述值粒子水平预期将达到或超过可接受的限度。如果没有，那么流程行进到方框302且继续注入。
如果已经达到压力控制阈值，那么流程进行到决策框306，其中作出关于衬底运行是否完成的确定。如果是，那么流程结束且终止注入。如果不是，那么流程进行到方框308。
在方框308处，隔离光束线的下游部分。光束线的下游部分可通过啮合隔离阀来隔离，所述隔离阀例如刚好位于准直器的上游。
在方框310处，对光束线的至少下游部分进行压力控制。对于给定压力的排出气体(例如，氮气、空气、水蒸气、反应气体或其它气体)，可通过光束线中(例如，在下游部分中)所提供的入口中的一个或多个来提供。
在方框312处，重置注入条件以恢复注入，例如专用的硼、或磷、或碳，或砷离子注入。重置可涉及在一定间隔(例如，一分钟到一小时)之后泵抽出排出气体，然后将注入物质提供到离子源且重新开始注入。
在工艺流程300的一个变体中，可跳过方框308的操作且可在方框310的整个光束线上发生光束线的压力控制。
本实施例提供至少以下优点。第一优点是通过进行周期性压力控制例程，可将正注入的衬底中的污染水平维持在对于大量衬底而言的可接受范围内。另一优点是可降低光束线的昂贵且耗时的关闭以及光束线零件的清洁的频率，这是因为压力控制例程在没有光束线关闭的情况下维持较低的缺陷水平。
本公开的范围不受本文所描述的具体实施例限制。实际上，本领域的一般技术人员根据以上描述和附图将明白(除本文中所描述的那些实施例和修改之外)本公开的其它各种实施例和对本公开的修改。因此，这类其它实施例和修改意图属于本公开的范围。此外，已出于特定目的在特定环境下在特定实施方案的上下文中描述了本公开，但本领域的一般技术人员将认识到其有用性并不限于此，并且出于任何数目的目的，本公开可以有利地在任何数目的环境中实施。因此，上文阐述的权利要求应鉴于如本文中所描述的本公开的完全广度和精神来解释。

Claims (20)

1.一种操作光束线离子注入机的方法，包括：
在所述离子注入机的处理腔室中，在第一时间段期间对第一组衬底进行离子注入程序；
在第二时间段期间通过以下操作进行第一压力控制例程：
在第二时间段将预定气体引入到所述光束线的至少下游部分中以达到预定压力；以及
在完成所述第一压力控制例程之后，在第三时间段期间对第二组衬底进行所述离子注入程序。
2.根据权利要求1所述的操作光束线离子注入机的方法，其中所述预定气体为氮气、氩气、氪气、氙气、氢气、空气、水蒸气、反应气体、甲烷、CHxFy或其组合。
3.根据权利要求1所述的操作光束线离子注入机的方法，进行所述第一压力控制例程包括将所述预定气体引入到所述处理腔室中。
4.根据权利要求1所述的操作光束线离子注入机方法，其中在超出阈值时启动所述第一压力控制例程。
5.根据权利要求4所述的操作光束线离子注入机的方法，其中所述阈值包括缺陷阈值，其中在所述处理腔室中监测衬底缺陷水平，且其中在超出所述缺陷阈值时，启动所述第一压力控制例程。
6.根据权利要求5所述的操作光束线离子注入机的方法，其中所述衬底缺陷水平由设置在所述处理腔室中的沉积传感器或粒子计数器监测。
7.根据权利要求4所述的操作光束线离子注入机的方法，其中所述阈值包括1E19/平方厘米到5E20/平方厘米的总离子剂量。
8.根据权利要求4所述的操作光束线离子注入机的方法，其中所述阈值是基于注入衬底的预定数目。
9.根据权利要求4所述的操作光束线离子注入机的方法，其中进行所述第一压力控制例程进一步包括：
当达到所述阈值时且在引入所述预定气体之前，隔离所述光束线离子注入机的所述下游部分的压力。
10.根据权利要求1所述的操作光束线离子注入机的方法，进一步包括：
在所述第三时间段之后通过以下操作进行第二压力控制例程：
在第四时间段将所述预定气体引入到所述光束线的至少所述下游部分中以达到所述预定压力；以及
在完成所述第二压力控制例程之后，在第五时间段期间对第三组衬底进行所述离子注入程序。
11.根据权利要求10所述的操作光束线离子注入机的方法，其中在达到第一阈值时进行所述第一压力控制例程，其中在达到第二阈值之后进行所述第二压力控制例程，所述第二阈值小于所述第一阈值。
12.根据权利要求11所述的操作光束线离子注入机的方法，其中所述第一阈值和所述第二阈值是基于所述离子注入程序的总持续时间、在所述离子注入程序期间注入的衬底的总数目、在所述离子注入程序期间进行的总离子剂量或在所述离子注入程序期间所述光束线离子注入机中所测量的缺陷水平。
13.根据权利要求1所述的操作光束线离子注入机的方法，其中所述光束线的所述下游部分包括能量过滤器，所述方法进一步包括使用淹没式等离子体枪或远程等离子体源以产生接近于所述能量过滤器的等离子体。
14.根据权利要求13所述的操作光束线离子注入机的方法，其中所述等离子体产生冲击所述处理腔室的壁、所述能量过滤器的内表面或其组合的多个亚稳态体、自由基物质或分子物质，以便改质累积在其上的膜沉积物。
15.一种光束线离子注入机，包括：
离子源，用于根据离子注入程序产生离子束；
一组组件，用于沿光束线将所述离子束传导到处理腔室；
压力控制系统，包括隔离阀和设置在所述隔离阀下游的至少一个入口，以将预定气体传导到所述光束线的下游部分中，以及控制器，其中所述控制器布置成引导所述光束线离子注入机进行压力控制循环，所述压力控制循环包括：
在所述处理腔室中，在第一时间段期间对第一多个衬底进行所述离子注入程序；
在第二时间段期间通过以下操作进行第一压力控制例程：
在第二时间段将预定气体引入到所述光束线的至少下游部分中以达到预定压力；以及
在完成所述第一压力控制例程之后，在第三时间段期间对第二多个衬底进行所述离子注入程序。
16.根据权利要求15所述的光束线离子注入机，其中所述至少一个入口为耦合到能量过滤器的处理腔室入口、准直器入口或能量过滤器入口。
17.根据权利要求15所述的光束线离子注入机，其中所述预定气体为氮气、空气、氩气、氪气、氙气、氢气、水蒸气、反应气体、甲烷、CHxFy或其组合。
18.根据权利要求15所述的光束线离子注入机，其中所述控制器布置成通过以下操作来进行所述压力控制循环：
确定在所述第一时间段期间已经达到阈值；以及
在已经达到所述阈值之后进行所述第一压力控制例程，其中所述阈值是基于所述第一时间段的持续时间、在所述第一时间段期间注入的衬底的总数目、在所述第一时间段期间注入的总离子剂量或在所述光束线离子注入机中所测量的缺陷水平。
19.根据权利要求15所述的光束线离子注入机，其中所述压力控制循环进一步包括：
在所述第三时间段之后通过以下操作进行第二压力控制例程：
在第四时间段将所述预定气体引入到所述光束线的至少所述下游部分中以达到所述预定压力；以及
在完成所述第二压力控制例程之后，在第五时间段期间对第三多个衬底进行所述离子注入程序，其中在达到第一阈值时进行所述第一压力控制例程，其中在达到第二阈值之后进行所述第二压力控制例程，所述第二阈值小于所述第一阈值。
20.根据权利要求15所述的光束线离子注入机，其中所述光束线的所述下游部分包括能量过滤器，其中进行所述第一压力控制例程进一步包括：使用淹没式等离子体枪或远程等离子体源以便产生接近于所述处理腔室、接近于所述能量过滤器或接近于两者的等离子体。
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