CN1311509C - 用于离子束中所携带的微粒的静电收集器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于抑制污染物微粒随离子束(44)的传输的系统(10)，所述系统(10)包括：一对电极(14、16)，所述电极(14、16)提供离子束(44)从中行进的相反的电场(26、28、30、32)。当微粒(60)行进过第一电场(26、28)时，离子束(44)中所携带的微粒(60)被带以与离子束(44)极性相匹配的电荷。下游电极(16)提供具有另一个电场(30、32)，以便于排斥带正电荷的微粒(60)远离射束行进方向的下游。

Description

用于离子束中所携带的微粒的静电收集器
技术领域
本发明涉及抑制离子束中的微粒传输，本发明特别涉及一种提供用以抑制离子束中的微粒传输的静电系统的系统和方法。
背景技术
在半导体器件的制造中，使用离子注入器为半导体晶片或玻璃衬底掺杂杂质。具体地说，为了生产n或p型的非本征材料掺杂或者为了在集成电路的制造过程中形成钝化层，使用离子束注入装置以便于用离子束处理硅晶片。当用于掺杂半导体时，离子束注入装置注入选定的离子类型以产生所期望的非本征材料。从诸如锑、砷或磷的源材料中产生出来的注入离子形成n类型非本征材料晶片，而如果期望产生“p类型”非本征材料晶片的话，可注入用诸如硼、镓或铟的源材料产生的离子。
常规离子束注入装置包括用于从可电离的源材料中产生正离子的离子源。使所产生的离子形成束并使其沿着预定的射束路径通向注入站。离子束注入装置可包括在离子源与注入站之间延伸的束形成和成型结构。所述束形成和成型结构保持离子束并界定所述束在到达注入站的途中穿过的细长的内腔或通道。当操作注入装置时，该通道被抽空以便于减少由于与空气分子碰撞而导致的离子偏离预定射束路径的概率。
离子质量与其上电荷的关系(例如，电荷质量比)影响利用静电场或磁场沿轴向和横向使其加速的程度。因此，由于分子量不合需要的离子被偏转到远离射束的位置并且可阻止除所期望材料以外的材料注入，因此可将到达半导体晶片或其他目标的期望区域的射束制造得极纯净。选择性分离所期望和不合需要的电荷质量比的离子的工艺被称为质量分析。质量分析器通常使用形成偶极磁场的质量分析磁体，以便于在弧形通道中通过磁偏转使得离子束中的各种离子偏转，这有效地分离不同电荷质量比的离子。
将离子束聚焦和引导到衬底的期望表面区域。通常，离子束的高能离子被加速到预定能量级以便于渗入工件体的大部分中。离子被嵌入材料的晶格中以形成具有期望导电性的区域，其中射束能量确定注入的深度。离子注入系统的示例包括由Axcelis Technologies ofBeverly，Massachusetts提供的离子注入系统。
离子注入机或其他离子束设备(例如，线性加速器)的操作可导致污染物微粒的产生。所述污染物微粒在尺寸上例如可小于1μm。射束中离子撞击微粒的动量又导致微粒随着射束被传输，尽管通常以远低于离子的速度被传输。因此，离子束中所携带的微粒可随射束一起被朝向晶片(或其他衬底)传输，从而导致晶片出现不需要的污染物。
在离子注入系统中，例如，污染物微粒的一个来源是光致抗蚀剂材料。在注入之前将光致抗蚀剂材料涂覆到晶片表面上，并且利用光致抗蚀剂材料确定在完成的集成电路上的电路。当离子撞击晶片表面时，光致抗蚀剂涂层微粒可从晶片上被去除并被携带于离子束中。在离子注入期间与半导体晶片或其他衬底碰撞并附着于半导体晶片或其他衬底的污染物微粒可成为在所处理的晶片上需要亚微观图形清晰度的半导体和其他装置制造中的生产率损失的原因。
当以更大的精确度制造小尺寸半导体装置时，用于生产所述半导体装置的设备需要具有更高的准确性和效率。因此，期望减少离子束中污染物微粒的程度以便于减少晶片污染物。
发明概述
本发明涉及抑制离子束中所携带的微粒传输的系统和方法。在系统的第一区域中离子束中的微粒被带以一种极性的电荷。第一电场帮助第一电场下游的另一个电极提供与第一电场相反的电场并提供势垒，所述势垒排斥带电荷的微粒。因此，可迫使带电荷的微粒远离射束行进方向，适宜地离开离子束。所述势垒例如可迫使带电荷的微粒进入一个电极中，所述微粒在那里放电到中性电势或不易被弹回到射束路径中的位置。因此，根据本发明可从离子束中收集微粒或使得微粒转向，从而减少工件的污染物。
本发明的另一个方面提供了一种用于抑制微粒随离子束传输的系统。所述系统包括第一电极，所述第一电极提供具有与离子束相反的第一极性的第一电场。在第一电场中离子束中所携带的微粒被带以与离子束极性相匹配的电荷。第二电极位于第一电极沿离子束行进方向的下游。所述第二电极提供具有与离子束极性相匹配第二电场，以便于排斥带电荷的微粒远离行进方向的下游。
本发明的另一个方面提供了一种用于抑制微粒随离子束传输的系统。所述系统包括提供负电场的负电极，所述负电场为离子束中所携带的微粒带以正极性的电荷。正电极位于负电极的下游。所述正电极提供正电场，以便于排斥带正电荷的微粒远离行进方向。
本发明的另一个方面提供了一种离子注入系统。所述离子注入系统包括：离子源，所述离子源用于发射离子以处理位于注入站下游处的衬底。分析磁体系统将具有适当质量的离子转向到注入轨迹。收集系统抑制微粒随着从质量分析磁体系统被转向的离子的传输。所述收集系统包括第一电极，所述第一电极提供具有与离子束极性相反的第一电场。离子束中所携带的微粒被带以与被转向的离子构成的离子束极性相匹配的电荷。第二电极位于第一电极的沿离子束行进方向的下游，所述第二电极提供具有与第一电场相反极性的电场，以便于排斥带电荷的微粒。衬底被支撑在用于处理收集系统所提供的离子的注入站处。从而收集系统减少了衬底的微粒污染物。
本发明的另一个方面提供了一种用于抑制微粒随离子束传输的方法，所述方法包括在离子束的路径中产生第一电场并使得位于第一电场区域中的离子束中的微粒带有与离子束相匹配极性的电荷。在离子束的路径中第一电场下游产生第二电场。第二电场具有与第一电场相反的极性，以便于排斥至少一些带电荷的微粒远离离子束。
本发明的另一个方面提供了一种用于抑制微粒随离子束传输的系统。所述系统包括至少一个电极，所述电极被通电以提供离子束穿过其行进的负电场。离子束中所携带的微粒在负电场中被带以正电荷，并且由于带正电荷的微粒的负电势阱所提供的吸引力使其不能穿过所述系统。
为了实现上述和相关目的，在下面结合附图进行的详细说明中描述了本发明的一些实施例。然而，这些实施例是示意性的，是可使用本发明原理的各种方式中一部分，本发明包括所有这样的实施例及其等同形式。从下面结合附图对本发明的详细描述中可以明显地看出本发明的其他优点和新颖的特征。
附图简要说明
图1是本发明所涉及的微粒收集系统的侧截面图；
图2是图1系统的另一个视图，示出了本发明所涉及的微粒轨迹的一个示例；
图3是表示通过图1系统的静电场电势的图表；
图4是表示使用了本发明所涉及的微粒收集系统的离子注入系统的框图；
图5是使用了本发明所涉及的微粒收集系统的离子注入系统的一个示例的局部截面图；以及
图6是流程图，示出了抑制微粒在离子束中传输的工艺。
实现本发明的方式
本发明提供了一种用于从离子束中去除污染物微粒的系统和方法，所述系统和方法诸如与离子注入系统结合使用。然而，应该理解的是，本发明具有比与离子注入装置结合使用更广泛的应用范围，比如可用于在除了文中所述的那些以外的应用中从离子束中去除污染物微粒。而且，虽然结合图1到6所示和描述的示例可以这种方式构成，即，从正离子束中去除微粒，但是本领域普通技术人员应该理解和明白的是，本发明同样适用于负离子束。
图1示出了本发明一个方面所涉及的微粒收集系统10。系统10包括沿由20所指示的束方向线性排列的电极12、14、16和18的布置。电极12、14、16和18构成电极装置21。具体地说，电极12和18是在系统10中保持在相对地电位的接地电极。这样电极12和18提供分别由场线22和24所指示的中性电场。电极14是产生由场线26和28所指示的相对于地电位的负电场(或负静电场)的负电极。合适的直流电源(未示出)与电极14电连接以便于以期望的电势为所述电极提供负电能。电极16是产生相对于地电位的正电场(或正静电场)的带正电荷的电极。所述正电场由场线30和32所指示。合适的直流电源(未示出)与电极16电连接以便于为所述电极提供正电能。
作为示例，每个电极12、14、16、18都是具有相应孔36、38、40、42的环形板，所述环形板界定了基本上同轴穿过所述孔的离子束44。由电绝缘材料构成的隔板46将每个电极12、14、16、18和与其相邻的电极相隔开。可根据例如提供给相应板的相对电压电位、离子束44的能量和其他系统约束条件而选择隔板46的厚度以及电极之间的距离。
根据本发明的一个方面，可变分解电极48可位于接地电极18的下游并且相对于接地电极18来说是电绝缘的。可变分解电极48包括离子束44穿过其中的一个孔(可变分解孔)49。可变分解电极48相对于相邻的接地电极18来说例如是处在充分大的电压电位上，以便于在电极18和48的中间加速离子束44中的离子。例如，可变分解电极48相对于接地电极18来说处在大约40KV的电压电位上，以便于提供用于加速离子束44中的离子的大加速场50。
接地电极12运转以便于夹紧电极14和16所产生的电场。当例如收集系统10从质量分析磁铁系统中接收电子束44时，接地电极12抑制磁铁系统的磁场与收集系统的电场之间的交互作用。
由离子和电子组成的等离子包层52存在于收集系统10所提供的电场的外部。等离子包层52有助于抵消离子束44所造成的空间电荷，从而最大化地消除有可能另外分散射束的横向电场。等离子包层增强了射束容积。离子束44和等离子包层52沿射束方向20移动并与负电极14所提供的负电场交互作用。负电极14所提供的负电场使得等离子包层52消失(或吹除等离子包层52)，从而在等离子包层与电场之间形成边界54(例如，从具有等离子体的区域到不具有等离子体的区域之间的过渡)。电极装置21中等离子包层52的存在形成了更有助于本发明一个方面所涉及的相对于离子束44收集或转向微粒的环境。处于地电位的中性电极12，抑制等离子体进入到至少由第一和第二电极中的一个所提供的电场区域中的下游移动，从而增强从等离子体区域到电场区域的过渡。
离子束可表现出由快速离子(fast ions)、正电缓慢离子(plus slowions)和电子所组成的弱等离子体的特征，所述电子是通过与射束路径附近的残余气体和物体相撞而产生的。“等离子体”有助于降低射束中离子的排斥力，这有助于所有的电荷出现相同的符号。由于电子通量可高于撞击所述微粒的正离子通量，因此在等离子束中移动的微观污染物微粒可变成带有负电荷的。当这样的射束进入到其电势大于电子能量的电场中时，电子将不会跟随离子束。在这样的区域中，由于快速离子(fast ions)的碰撞导致微观微粒变成了带正电荷的。产生该电场的负电极有助于确保所夹带的微粒变成带正电荷的。
图2示出了图1的系统10中的微粒60的轨迹，其中相同的附图标记指的是与先前参照附图1所描述的一样的部件。微粒通常以比离子束慢若干数量级的速度在离子束中行进。因此，微粒60随着射束44的移动至少部分上是由于从离子束到微粒的动量转向而导致的。
作为示例，微粒60在离子束44外部的等离子包层52中的一个位置处开始其轨迹。当众多电子碰撞微粒时，等离子包层52中的较快电子在微粒60上赋予负电荷。这样，微粒60从等离子包层52中取得负电荷。离子束44中的离子在比微粒60快的数量级下向下游移动。当微粒60进入离子束44中时，离子的动量沿束方向20驱动微粒并穿过边界54。
在本示例中为正离子束的离子束44，由于众多正电荷离子在离子束中行进，因此该离子束44具有与之相关联的正电场。22和26之间的负电场还排斥电子并吸引正离子。当电极装置21中缺乏等离子包层52时，离子束44的离子以足够的频率和速度碰撞微粒以使得微粒60带正电荷。因此，如图2中所示的，微粒60开始改变其符号，从负(当在等离子包层52中时)到中性60N。由于微粒60N的质量远大于离子束44中的离子，因此随着其被高速移动正离子的撞击，微粒会积聚更大量的正电荷。因此，离子束44的离子连续使得微粒60N带正电荷并沿向下游的方向移动微粒60N，以使得微粒60N积聚更多的正电荷60O。
到微粒60O到达正电极16所提供的正电场时，微粒已被充分地赋予正电荷以致于由正电场排斥。如图2中示例所示的，微粒60O沿远离离子束行进的方向被驱动并与负电极14相接触。与负电极14之间的接触形成了释放为中性电荷的微粒60NNN。而中性微粒60NNN可从束中离开。或者，被排斥的微粒可在系统10中循环并最终变为中性的并落下。
图3示出了表示图1的系统10所提供的随束方向20上的距离而变的示范性电势图表64。也就是说，曲线图64示出了在系统10中微粒(以及离子束44)所遭受的电势。为简洁起见，相同的附图标记指的是与先前图1中相同的部件。
如上所述的，等离子包层52具有快电子，所述快电子使得微粒在进入到电极装置的电场之前也吸收些许负电荷。负电极14提供一个负电场，所述负电场排斥电子并吸引正离子。该负电场还在路径长度66上形成负电势阱。一旦处于负电势阱中时，微粒通常被充分地赋予正电，因此它们可被逐渐增加的正排出电势68排斥，所述正排出电势68是由正电极16产生的。特别是，微粒电荷可与电场区所提供的电势之间具有约180度的相位差。也就是说，当微粒处于负电势阱中时它具有巨大正电荷。因此，由于微粒不能具有充分的动能以离开负电势阱并位于正电极16所提供的正电势“峰”之上，所以微粒不能继续向下游运动。
应该理解的是，还可由一个电极执行本发明的一方面所涉及的微粒收集功能。例如，可将电极16设定为基本上等于电极14电势的负电势(V-)。在这种方式下，离子束中所携带的微粒在负电场中被赋予正电荷，并且作用在带有正电荷的微粒上的负电势阱所提供的吸引力导致所述微粒不能穿过所述系统。由于可将微粒收集在电极之间(或其片段之间)的空间中，因此利用多电极和/或分段电极还可增强微粒收集功能。因此，微粒可进入上述空间中并减少再次进入离子束的可能性，并且所述微粒进一步向下游行进。
图4是表示使用了本发明一个方面所涉及的微粒收集系统102的离子束处理系统100的框图。作为示例，系统100可为离子注入系统、微粒加速器、或使用离子束的其他系统，其中可期望所述系统能够去除和/或转向污染物微粒。
系统100包括离子源104，所述离子源104发射出形成离子束106的离子。所述离子源104包括室，诸如可电离化的气体或汽化了的物质的源材料被注入到所述室中。向源材料施加能量以产生离子，转而从所述室中排出以构成离子束106(正或负)。对于本领域普通技术人员来说离子源是公知的，因此为了简洁起见省略了关于所述离子源的详细描述。在美国专利No.5,523,652中披露了离子源的一种示例，所述离子源使用微波能量使得源材料电离化，在这里合并参考美国专利No.5,523,652。本领域普通技术人员应该理解和明白的是，可或不可经受辅助处理的其他离子源也可用作与本发明一个方面所涉及的微粒收集系统102结合使用的离子源。
离子束106横穿从离子源104到处理站108之间的距离。在处理之前或者作为处理站的部分，离子束106还可穿过离子束加速器110。
根据本发明的一个方面，离子源104为微粒收集系统102提供离子束106。微粒收集系统102使用其极性与离子束极性相反的第一电场120和其极性与离子束极性相匹配的第二电场122，以促进离子束106中所携带的微粒的移除。作为示例，微粒收集系统102包括具有彼此相邻布置的负电极和正电极的电极装置，所述负电极和正电极用于提供相应的负电场和正电场。如果微粒收集系统102被布置在邻近磁场源的位置，那么还可使用接地电极以便于抑制磁场和电场之间的相互作用，诸如关于图1的电极装置21所示出和描述的。
作为示例，当使用正离子束时，第一电场120是负性的，而与之邻接的下游电场122是正性的。负电场120消除(或吹掉)邻接微粒收集系统102的、离子束106从中穿过的等离子包层。这在等离子包层与微粒收集系统102中的区域之间建立了一道屏障。等离子体的缺乏在微粒收集系统102中产生了这样一种环境，所述环境有利于本发明一个方面所涉及的微粒收集功能。离子束106的众多离子使得离子束106中所携带的微粒带有正电荷，所述离子束106的众多离子以比微粒更快的速度向下游移动。因此，到微粒到达正电场122时，微粒可积聚大量正电荷。因此，正电场122沿远离离子束所行进的下游方向排斥带正电荷的微粒，有效地防止当离子束106’退出微粒收集系统102时带正电荷的微粒与所述离子束106’的连续传输。有利地，相对于微粒发散来说离子束的发散是小的。
接着可向离子束加速器系统110或者其他分析或处理系统(例如，质量分析，聚焦)提供离子束106’。离子束加速器系统110例如，是由一组电极构成的，所述电极沿射束轴形成用于选择性地使所述束加速和/或减速到期望能级的电压梯度。另外可使用加速/减速电极以使得离子束106’聚焦以提供聚焦的、加速的束106”，所述束106”在目标区域上具有基本上均匀的强度。
将加速的束106”提供给处理站108。作为示例，处理站108可为注入站(用于离子注入)、分析站(用于衬底分析)或者可使用离子束的其他系统。
以操作方式使得控制器130与离子源104、微粒收集系统102、离子束加速器系统110和处理站108的每一个相连。控制器130可监视和控制提供给处理站108的离子束特征。控制器130可由硬件和/或编程的软件构成，和/或将其构成得可执行期望的关于系统100的各种零件的功能性，以控制离子束106的参数。
为了提供本发明的辅助范围，图5示出了离子注入系统200的一个示例，以使用本发明一个方面所涉及的收集系统202的方式构成所述离子注入系统200。所述离子注入系统200包括：离子源210、质量分析磁体212、射束线装置214，以及目标或终端站216。可膨胀的不锈钢波纹管装置218使得终端站216与射束线装置214相连接，所述不锈钢波纹管装置218允许终端站216相对于射束线装置214移动。尽管图5示出了超低能量(ULE)离子注入系统的一个示例，但是本发明所涉及的微粒收集具有其他类型离子注入机方面的应用。
离子源210包括等离子体室220和离子提取器装置222。将能量给予可电离化的掺杂气以便于在等离子体室220中产生离子。通常，会产生正离子，尽管本发明也适用于其中由离子源210产生负离子的系统。离子提取器装置222通过等离子体室220中的狭缝提取正离子，所述离子提取器装置222包括多个电极224。电极224充有负电势电压，当距离等离子体室的狭缝的距离增加时所述负电势电压在大小上增加。因此，离子提取器装置222用于从等离子体室220中提取正离子束228并加速促进所提取的离子进入到质量分析磁体212中。
质量分析磁体212用于将具有适当电荷质量比的离子传递到射束线装置214，所述射束线装置214包括分析器外壳229和射束中和器230。质量分析磁体212包括弯曲的射束路径232，所述射束路径232是由具有弓形圆柱形侧界面的铝射束导向器234限定的，其抽空是由真空泵238提供的。沿该路径232传播的离子束228受到质量分析磁体212所产生的磁场的影响而排斥适当电荷质量比的离子。该偶极磁场的强度和倾向性受电子控制器244的控制，所述电子控制器244通过磁体连接器246调节通过磁体212的场绕组的电流。
偶极磁场使得离子束228沿着弯曲的射束路径232从离子源210附近的第一或入口轨迹247向分析器外壳229附近的第二或出口管道248移动。离子束228的部分228′和228”(由具有不适当电荷质量比的离子组成)以远离弯曲的轨迹的方式偏转并进入到铝射束导向器234的壁中。以这种方式，磁体212只是将离子束228中具有期望电荷质量比的那些离子传递到分析器外壳229中。
作为示例将收集系统202布置于分析器外壳229中，但是应该理解的是，根据本发明可将收集系统布置于离子注入系统200的其他部分中。期望在离子束的加速(或使用)之前布置收集系统，以使得不要求增强的磁场强度提供足够的用以阻止射束中被加速的污染物微粒传递的势垒。
收集系统202包括以线性方式布置于质量分析磁体212与剂量测定指示器(诸如法拉第指示器)258之间的电极250、252、254和256的布置。电极250和256是构成得用以提供中性电场的接地电极。电极252是负电极，所述电极252提供相对于地电位的负电场。电极254是带有正电荷的电极，所述电极254产生相对于地电位的正电场。
接地电极250运转以夹紧电极252和254所产生的电场并抑制质量分析磁体212的磁场与收集系统202所产生的电场之间的相互作用。射束228从中穿过的等离子包层存在于质量分析磁体212与收集系统202之间。负电极252所产生的负电场消除了等离子包层52，这形成了本发明一个方面所涉及的更有助于收集和/或转向污染物微粒的环境。另外，负电场为等离子束中的电子形成了屏障，以使得它们不会被正电极拉出等离子区中。
负电场还使得射束228中所携带的微粒带有正电荷，以使得微粒具有正电荷。到微粒到达正电极254所提供的正电场时，微粒被充分地带以正电荷以使得其被正电场所排斥(例如，见图2)。微粒可被驱逐出射束并与电极(例如电极14)相接触，所述接触使得微粒释放为中性电荷。而该中性微粒可从射束中掉下到动能减少的状态。被排斥的微粒还可在系统200中循环并且变为中性的并从射束中掉落下来。然而，如果微粒具有足以穿过正势垒的能量，那么该微粒可穿过收集系统202。如果微粒污染物的存留超过了指定程度的话，当然可增强磁场强度。正电极254和出口接地电极256可构成用于使得离子束228聚焦和/或加速的静电透镜。可(随意地)通过提供可变分解孔电极260而实现附加加速度，所述可变分解孔电极260处于相对于接地电极256的高压电势。
射束中和器230可包括等离子区指示器266，所述等离子区指示器266用于中和由于被带正电荷的离子束240所注入而积聚在目标晶片上的正电荷。射束中和器230和分析器外壳229被真空泵268抽真空。
射束中和器230的下游是终端站216，所述终端站216包括圆盘形的晶片支座270，待处理的晶片安装于所述晶片支座270上。晶片支座270位于目标平面中，所述目标平面通常相对于注入射束的方向垂直定向。马达272在终端站216处驱动圆盘形的晶片支座270。这样当晶片沿环形路线移动时，离子束撞击安装于支座上的晶片。终端站216绕着点274枢转，所述点274是离子束的路径276与晶片W之间的交叉点，因此目标平面关于该点是可调节的。
图6是流程图，示出了本发明一个方面所涉及的用于抑制微粒在离子束中传输的工艺的一个示例。虽然，出于简化说明的目的，以系列步骤的方式显示和描述了图6的工艺，然而应该理解和明白的是，本发明并不局限于所述步骤的顺序，比如根据本发明，某些步骤可按不同的顺序发生和/或可与文中所示出和描述的其他步骤同时发生。而且，执行本发明一个方面所涉及的工艺不是需要所示出的全部步骤。
简单地说，本发明一个方面所涉及的工艺使用一对相反的电场，离子束穿过所述相反的电场。电场的极性可依照使用正性离子束和负性离子束的不同而不同。在离子束的路径中产生了第一电场，所述电场具有与离子束不同的极性。位于第一电场一个区域范围内的离子束中的微粒被充有与离子束极性相匹配的电荷。在相对于第一电场下游的离子束的路径中产生了第二电场。第二电场具有与第一电场相反的极性，因此至少可排斥一些带电荷的微粒压力离子束。
参照图6，所述的工艺开始于步骤320，在步骤320中诸如通过给电极带以适当的相对于地电位的负压电势而产生了负电场。负电场工作以消除离子束所穿过的等离子包层(步骤330)。等离子包层提供了一种也可使微粒带有负电荷的环境。在没有等离子包层的情况下微粒和离子连续沿射束方向向下游移动。
在步骤340，由于与负电场的相互作用微粒开始具有正电荷。接着，在步骤350，邻接负电场并在相对于负电场的下游产生了正电场。正电场排斥带正电荷的污染物微粒(步骤360)。特别是，正电场工作以使得带正电荷的微粒慢下来并改变其轨迹。有利地，微粒通常不能穿过正电场或充分改变轨迹以使得它们不能撞击到相关物质(例如，晶片)。因此，减少了物质的微粒污染物。
在微粒已被排斥(或者离开离子束，或者存在于改变的轨迹上)后，程序可继续进行到步骤370。在步骤370，诸如通过提供与所期望的加速度程度相称的合适的电场梯度可将离子束加速到期望的能量级。应该明白的是，根据本发明的一个方面，可在收集微粒之前出现加速度，或者可完全不使用加速度。
虽然就某些实施例示出和描述了本发明，但是应该明白的是，对于本领域其他普通技术人员来说，在阅读和理解了本说明书和所附附图的基础上可进行等效的变更和修正。特别是考虑到上述部件(组件、装置、电路、系统等等)所执行的各种功能，用于描述所述部件的词语被确定为相当于(除非另外表示)执行所述部件指定功能(即，功能等效)的任何部件，即使所述部件在结构上与所披露的结构不等效，但是它执行文中本发明示范性实施例中的功能。在这点上，应该认识到的是，本发明包括电脑可读媒介，所述计算机可读媒介具有用于执行本发明各种方法步骤的计算机可执行指令。另外，虽然只就若干实施例中的一个披露了本发明的一个特殊特征，但是，如果期望并且对于给定或特殊应用来说有利的话，该特征可与其他实施例的一个或多个其他特征相结合。此外，就详细描述和权利要求书中所使用的“包括”、“包含”、“具有”、“带有”等词语以及其变体来说，这些词语被确定为与词语“包含”相同。
工业实用性
该装置和相关方法可用在后端半导体加工工艺(诸如包装)的领域中，并且当放置于焊接框架载体中时用于提供焊接框架带的精确计算。

Claims (19)

1.一种离子注入系统，所述离子注入系统包括：
离子源(104)，所述离子源(104)用于发射离子(106、228)以处理位于注入站(108、216)处的衬底；
分析磁体系统(212)，所述分析磁体系统(212)用于将具有适当质量的离子转向到注入轨迹；
收集系统(102)，所述收集系统(102)用于抑制微粒随着被质量分析磁体系统转向的离子传输，所述收集系统(102)包括：
第一电极(252)，所述第一电极(252)提供具有与离子束极性相反的第一极性的第一电场(120)，离子束(106、228)中所携带的微粒(60)被带以与被转向的离子构成的离子束极性相匹配的电荷；以及
第二电极(254)，所述第二电极(254)在离子束(106、228)行进方向位于第一电极(252)的下游，所述第二电极(254)提供具有与第一电场(120)相反极性的电场(122)，以便于排斥带电荷的微粒(60)；以及
衬底(W)，所述衬底(W)被支撑在用于处理收集系统(102)所提供的离子的注入站(108、216)处，从而减少了衬底处的微粒污染物。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述收集系统(102)还包括：第一接地电极(250)，所述第一接地电极(250)位于第一电极(252)的上游并邻近于第一电极(252)，用于抑制等离子体向下游行进进入到第一和第二电极(252、254)中至少一个所提供的电场中。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述收集系统(102)还包括：第二接地电极(256)，所述第二接地电极(256)位于相对于第二电极(254)的下游并邻近于第二电极(254)，所述接地电极(250、256)共同地夹住正电极和负电极(252、254)所提供的电场。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，每个电极(250、252、254、256)都包括环形电极，所述环形电极具有基本上同轴延伸的中央孔，被转向的离子穿过每个环形电极的孔。
5.如权利要求3所述的系统，还包括：加速电极(260)，所述加速电极(260)位于第二接地电极(254)的下游，所述加速电极(260)处于足以将离子加速到所期望能量级的电压电势以便于在注入站(108、216)处理。
6.一种用于抑制微粒随离子束的传输的系统，所述系统包括：
用于在离子束(44)的路径中产生第一电场(26、28)的电极(14)，在第一电场(26、28)中离子束(44)携带的微粒(60)被带以与离子束(44)极性相匹配的电荷；以及
用于在第一电场(26、28)下游的离子束(44)路径中产生其极性与第一电场(26、28)相反的第二电场(30、32)的电极(16)，所述第二电场(30、32)推动带电荷的微粒(60)远离离子束(44)的路径。
7.如权利要求6所述的系统，还包括：装置(12、18)，所述装置(12、18)用于抑制邻近磁场与第一和第二电场(26、28、30、32)中至少一个之间的相互作用。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，每个用于产生电场的电极(14、16)具有基本上同轴延伸过其环形电极的中央孔，离子束(44)穿过所述孔。
9.如权利要求6所述的系统，其中所述第一电场(26，28)具有与离子束(44)极性相反的第一极性，
所述用于产生第二电场(30，32)的第二电极(16)相对于用于产生第一电场(26，28)的电极(14)位于离子束(44)行进方向的下游，所述第二电场(30、32)排斥带电荷的微粒(60)远离行进方向的下游。
10.如权利要求9所述的系统，还包括接地电极(12)，所述接地电极(12)位于相对于用于产生第一电场的电极(14)的上游，所述接地电极(12)用于抑制等离子体(52)向下游行进进入到所述电极(14、16)中至少一个所提供的电场中。
11.如权利要求9所述的系统，其特征在于，第一电场(26、28)是构成负电势阱的负电场，而第二电场(30、32)是构成邻接于负电势阱的正势垒的正电场，从而正势垒抑制带电荷的微粒(60)进一步向下游行进。
12.如权利要求9所述的系统，其特征在于，
所述产生第一电场的电极是负电极(14)，提供负电场(26、28)，在该负电场(26、28)一个区域中离子束(44)中所携带的微粒(60)被带以正极性的电荷；以及
所述产生第二电场的电极是在离子束(44)行进方向的下游邻近负电极(14)的正电极(16)，提供正电场(30、32)，以便于排斥带正电荷的微粒(60)远离行进方向。
13.如权利要求12所述的系统，还包括第一接地电极(12)，所述第一接地电极(12)位于相对于负电极(14)的上游并通常邻近于负电极(14)，用于抑制等离子体(52)向下游行进进入到负电极和正电极(14、16)中至少一个所提供的电场中。
14.如权利要求13所述的系统，还包括第二接地电极(18)，所述第二接地电极(18)位于正电极(16)的下游并通常邻近于正电极(16)，所述接地电极(12、18)共同地夹住正电极和负电极(14、16)所提供的电场(26、28、30、32)。
15.如权利要求12所述的系统，其特征在于，每个正电极和负电极(14、16)都包括环形电极，所述环形电极具有基本上同轴延伸的中央孔(38、40)，离子束(44)穿过环形电极(14、16)的孔。
16.一种用于抑制微粒随离子束传输的方法，所述方法包括以下步骤：
(320)在离子束(44)的路径中产生第一电场(26、28)；
(340)使得位于第一电场(26、28)区域中的离子束(44)中的微粒充有与离子束(44)相匹配极性的电荷；以及
(350)在相对于第一电场(26、28)下游离子束(44)的路径中产生第二电场(30、32)，第二电场(30、32)具有与第一电场(26、28)相反的极性，以便于排斥至少一些带电荷的微粒(60)远离离子束(44)。
17.如权利要求16所述的方法，还包括：在第一电场(26、28)与邻近磁场之间产生中性电势电场的步骤，以便于抑制等离子体(52)进入到第一电场(26、28)中的向下行进。
18.如权利要求16所述的方法，还包括将第一和第二电场(26、28、30、32)夹在收集区域中的步骤。
19.一种用于抑制微粒随离子束的传输的系统，所述系统包括：
至少一个被通电以提供离子束(44)穿过其行进的负电场(26、28)的电极(14)，离子束(44)中所携带的微粒(60)在负电场(26、28)中被带以正电荷，以致于由于负电势阱对带正电荷的微粒(60)提供的吸引力使微粒(60)不能穿过所述系统，
多个沿下游方向彼此间隔地布置的电极(16、18)，电极之间的空间提供了微粒(60)可进入的位置，并减少了其再进入离子束(44)中及其向下游行进。
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