TW201833979A - 用於離子植入系統中的靜電元件的射頻清除系統及其方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供用於對離子植入系統的一個或多個組件進行原位（in-situ）等離子體清潔的方法。在一種方法中，組件可包括射束線組件，例如其中包含有多個傳導性射束光學元件的能量純度模塊。系統更包括在清潔模式期間向射束線組件供應電壓及電流的電源供應系統，其中電源供應系統可包括耦合到多個傳導性射束光學元件的第一子集的第一電源插頭以及耦合到多個傳導性射束光學元件的第二子集的第二電源插頭。在清潔模式期間，電壓與電流可被同時供應且在第一電源插頭與第二電源插頭中的每一者之間分流。

Description

用於靜電元件的RF清除系統

本揭露大致上是有關於一種用於提高處理腔室內的組件的性能並延長所述組件的壽命的技術，且更具體來說是有關於一種用於對離子植入系統的靜電元件進行蝕刻的便携式清潔系統。 [相關申請案的交叉參考]

本申請主張在2016年12月9日提出申請，名稱爲「用於靜電元件的射頻清潔系統（RF CLEAN SYSTEM FOR ELECTROSTATIC ELEMENTS）」且全文並入本文供參考的美國臨時專利申請第62/432,348號的優先權。

離子植入系統可包括離子源及一系列射束線組件（bean-line component）。離子源可包括其中産生離子的腔室。離子源也可包括在所述腔室附近設置的電源（power source）及提取電極組裝件（extraction electrode assembly）。射束線組件可包括例如質量分析器、第一加速或减速級、准直器及第二加速或减速級。與一系列用於操縱光束的光學透鏡相似，射束線組件可對具有預期種類、形狀、能量及/或其他特性的離子或離子束進行過濾、聚焦及操縱。離子束穿過射束線組件，且可被朝安裝在壓板或夾具上的基底引導。基底可通過設備（有時被稱爲「roplat」）在一個或多個維度上移動（例如，平移、旋轉以及傾斜）。

離子植入系統對於各種不同的離子物質及提取電壓産生穩定的、良好界定的離子束。在使用源氣體（例如AsH₃ 、PH₃ 、BF₃ 及其他物質）操作幾小時之後，射束成分最終在射束光學元件上形成沉積物。處於晶片的視線（line-of-sight）內的射束光學元件還被塗布以來自晶片的殘餘物（包含Si及光致抗蝕劑化合物）。這些殘餘物聚集在射束線組件上，從而在操作期間造成直流（direct current，DC）電位的尖峰（例如，在電偏壓組件的情况下）。最終，殘餘物剝落，從而造成晶片上的微粒污染的可能性增加。

一種减輕材料積聚效應的方式是間歇性地更換離子植入器系統的射束線組件。作爲另一選擇，可手動地清潔射束線組件。然而，手動清潔會引起離子源掉電（power down）以及釋放系統內的真空。在更換或清潔射束線組件之後，接著對系統進行抽真空及供電以達到操作條件。因此，這些維護工藝可能費時且低效，這是因爲射束線組件未被使用。如此一來，頻繁的維護工藝可减少可用於集成電路（integrated circuit，IC）生産的時間，因而會增加總體製造成本。

有鑒於前述內容，本文提供用於對離子植入系統組件（例如，離子束光學元件）進行原位（in-situ）等離子體清潔的系統及方法，其中所述原位等離子體清潔可被短時間執行，從而不再需要對離子束光學元件進行排空及/或手動清潔。此外，本文提供用於使用連接到能量純度模塊（energy purity module，EPM）的離子束光學元件的一組電源插頭對能量純度模塊中的離子束光學元件進行原位等離子體清潔的系統及方法。

根據本揭露的一種示例性系統可包括多個靜電元件，所述多個靜電元件設置在腔室內。所述系統還可包括電源供應系統，所述電源供應系統與所述多個靜電元件進行通信。所述電源供應系統可包括用於在清潔模式期間向所述多個靜電元件供應電壓及電流的第一電源插頭及第二電源插頭。所述第一電源插頭可耦合到所述多個靜電元件的第一子集，且所述第二電源插頭耦合到所述多個靜電元件的第二子集。

根據本揭露的一種示例性離子植入系統可包括能量純度模塊（EPM），所述能量純度模塊具有用於産生等離子體的腔室，所述能量純度模塊包括沿離子束線設置的多個傳導性射束光學元件（conductive beam optics）。所述離子植入系統還可包括電源供應系統，所述電源供應系統與所述多個傳導性射束光學元件進行通信。所述電源供應系統可包括第一電源插頭及第二電源插頭，所述第一電源插頭及所述第二電源插頭用於在清潔模式期間向所述多個傳導性射束光學元件供應電壓及電流，以在所述多個傳導性射束光學元件周圍産生等離子體。所述第一電源插頭可耦合到所述多個傳導性射束光學元件的第一子集，且所述第二電源插頭耦合到所述多個傳導性射束光學元件的第二子集。

根據本揭露的一種示例性方法可包括在能量純度模塊（EPM）的腔室內提供多個靜電元件，其中處理腔室能够操作以産生等離子體。所述方法還可包括在清潔模式期間向所述多個靜電元件供應電壓及電流，以在所述多個靜電元件周圍産生所述等離子體。所述電壓及所述電流可通過第一電源插頭被供應到所述多個靜電元件的第一子集，且所述電壓及所述電流可通過第二電源插頭被供應到所述多個靜電元件的第二子集。

在下文中，現將參照附圖來更充分地闡述根據本揭露的系統及方法，所述附圖示出所述系統及方法的實施例。所述系統及方法可實施爲許多不同的形式且不應被視爲僅限於本文所述的實施例。而是，提供這些實施例是爲了使本揭露內容將透徹及完整，並將向所屬領域中的技術人員充分傳達所述系統及方法的範圍。

爲了方便及清晰起見，本文中將使用例如「頂部」、「底部」、「上部」、「下部」、「垂直」、「水平」、「側向」及「縱向」等用語來闡述這些組件及其構成部分的相對放置及取向。這些用語應相對於圖中所出現的組件或裝置的幾何形狀及取向來解釋。術語將包括具體提到的用詞、其派生詞及類似含義的用詞。

本文所使用的以單數形式叙述且前面帶有用詞「一」的元件或操作被理解爲可能包括多個元件或操作，直到明確地叙述不包括多個元件或操作。此外，在提及本揭露的「一個實施例」時並非旨在被解釋爲阻礙也包含所述特徵的附加實施例的存在。

如上所述，本文提供用於對離子植入系統的一個或多個組件進行原位等離子體清潔的方法。在一種方法中，所述組件可包括射束線組件，例如具有多個靜電元件的能量純度模塊（EPM）。在一些實施例中，所述多個靜電元件包括加速/减速傳導性射束光學元件（acceleration/deceleration conductive beam optics）以及聚焦傳導性射束光學元件（focus conductive beam optics）（例如，石墨棒）。所述系統更包括電源供應系統，所述電源供應系統用於在清潔模式期間向射束線組件供應電壓及電流。所述電源供應系統可包括第一電源插頭及第二電源插頭，所述第一電源插頭耦合到所述多個靜電元件的第一端，所述第二電源插頭耦合到所述多個靜電元件的第二端。更具體來說，所述多個靜電元件的第一子集（first subset）（例如，加速/减速傳導性射束光學元件的一半）可電耦合到第一電源插頭。所述多個靜電元件的第二子集（second subset）（例如，加速/减速傳導性射束光學元件的另一半）可電耦合到第二電源插頭。在清潔模式期間，電壓與電流可被同時供應且在第一電源插頭與第二電源插頭中的每一者之間分流。

在一些實施例中，電源供應系統可包括電耦合到電感器（inductor）的第一配電板（first power distribution plate）及第二配電板（second power distribution plate），其中所述第一配電板與所述多個靜電元件的第一子集電耦合。所述第二配電板可與所述多個靜電元件的第二子集電耦合。電源供應系統還可包括鄰近第一配電板及第二配電板設置的附加配電板（additional power distribution plate）。所述附加配電板可與至少一個附加靜電元件（例如，聚焦傳導性射束光學元件）電耦合，所述至少一個附加靜電元件具有與耦合到第一配電板及第二配電板的那些靜電元件不同的電阻抗。在一些實施例中，聚焦分布板（focus distribution plate）不直接耦合到電感器，因爲這樣將導致等離子體密度不均勻。相反，來自附近第一配電板及第二配電板的震蕩電壓（oscillating voltage）可電容耦合或電感耦合（capacitively or inductively couple）到附加配電板而非直接物理連接/電連接，以對所述至少一個附加靜電元件提供减小的射頻（radio frequency，RF）功率量。

在一些實施例中，電源供應系統的硬件（hardware）可包括在獨立/便携式射頻清潔服務匣內，從而提供與離子植入系統的能量純度模塊快速連接及介接的能力。電源供應系統被設計成使得能够在相對較短的時間段（例如，少於1小時）內進行全面的能量純度模塊清潔。此外，爲了避免對能量純度模塊進行較大修改，本文所述的原位清潔方法可將高氣體流速、化學反應性物質形成、離子轟擊（ion bombardment）及表面加熱用於經組合的高效工藝。對更靠近處理腔室的射束輸送光學元件進行清潔會對離子植入工藝的不同工具功能産生積極影響，且可直接影響晶片顆粒加法器（wafer particle adder）計數。

現在參照圖1，示出展示根據本揭露對離子植入系統的一個或多個組件執行原位等離子體清潔的離子植入系統（以下被稱爲「系統」）10的示例性實施例。所述系統表示處理腔室，所述處理腔室包含用於生産離子束18的離子源14、離子植入器及一系列射束線組件以及其他組件。離子源14可包括用於接收流動的氣體24並産生離子的腔室。離子源14也可包括在所述腔室附近設置的電源（power source）及提取電極組裝件。射束線組件16可包括例如質量分析器（mass analyzer）34、第一加速或减速級（first acceleration or deceleration stage）36、准直器（collimator）38及與第二加速或减速級對應的能量純度模塊（EPM）40。儘管爲了便於解釋，以下針對射束線組件16的能量純度模塊40進行闡述，然而本文針對原位等離子體清潔闡述的實施例也可適用於使用便携式的電源供應系統45的系統10的不同組件/附加組件。

在示例性實施例中，射束線組件16可對具有預期種類、形狀、能量及其他特性的離子或離子束18進行過濾、聚焦以及操縱。穿過射束線組件16的離子束18可被朝安裝在處理腔室46內的壓板或夾具上的基底引導。基底可在一個或多個維度上移動（例如，平移、旋轉以及傾斜）。

如圖所示，可存在能够與離子源14的腔室一起運行的一個或多個饋送源28。在一些實施例中，從饋送源28提供的材料可包括源材料及/或附加材料。源材料可含有以離子的形式被引入到基底中的摻雜物質。與此同時，附加材料可包含稀釋劑，所述稀釋劑與源材料一起被引入到離子源14的離子源腔室中以稀釋離子源14的腔室中的源材料的濃度。附加材料也可包含清潔劑（例如，蝕刻氣體），所述清潔劑被引入到離子源14的腔室中並輸送到系統10內以對射束線組件16中的一者或多者進行清潔。

在各種實施例中，可使用不同的物質作爲源材料及/或附加材料。源材料及/或附加材料的實例可包括含有硼（B）、碳（C）、氧（O）、鍺（Ge）、磷（P）、砷（As）、矽（Si）、氦（He）、氖（Ne）、氬（Ar）、氪（Kr）、氮（N）、氫（H）、氟（F）及氯（Cl）的原子物質或分子物質。所屬領域中的普通技術人員將認識到，以上所列物質爲非限制性的，且也可使用其他原子物質或分子物質。根據應用而定，可使用所述物質作爲摻雜劑或附加材料。具體來說，在一個應用中用作摻雜劑的一種物質可在另一應用中用作附加材料，或反之亦然。

在示例性實施例中，源材料及/或附加材料是以氣體形式或蒸氣形式被提供到離子源14的離子源腔室中。如果源材料及/或附加材料爲非氣體形式或非蒸氣形式，則可在饋送源28附近提供氣化器（圖中未示出）以將所述材料轉換成氣體形式或蒸氣形式。爲了控制源材料及/或附加材料被提供到系統10中的量及速率，可提供流速控制器30。

能量純度模塊40是被配置成獨立地控制離子束18的偏轉、减速及聚焦的射束線組件。在一個實施例中，能量純度模塊40是垂直靜電能量過濾器（vertical electrostatic energy filter，VEEF）或靜電過濾器（electrostatic filter，EF）。如以下將更詳細地闡述，能量純度模塊40可包括電極構型，所述電極構型包括設置在離子束18上方的一組上部電極及設置在離子束18下方的一組下部電極以及排列在所述一組上部電極與所述一組下部電極之間的一組聚焦電極。所述一組上部電極及所述一組下部電極可爲靜止的且具有固定的位置。所述一組上部電極與所述一組下部電極之間的電位差也可沿中心離子束軌跡變化，以在沿中心離子束軌跡的各點處反射離子束的能量，從而獨立地控制離子束的偏轉、减速及/或聚焦。

現在參照圖2，將更詳細地闡述根據示例性實施例的能量純度模塊40。如圖所示，能量純度模塊40包括在能量純度模塊40的框架51上方延伸的能量純度模塊腔室50。能量純度模塊腔室50被配置成在能量純度模塊腔室50中接收氣體並産生等離子體。在一個實施例中，如圖所示，能量純度模塊腔室50可在氣體入口52處接收從離子源14（圖1）穿過側壁54的流動的氣體24。在另一實施例中，能量純度模塊50可在氣體入口58處接收穿過能量純度模塊腔室50的頂部區段60的流動的氣體56。氣體56可從補充氣體源62供應，從而與來自離子源14的流動的氣體24分開。在此實施例中，氣體56被注入到能量純度模塊腔室50中的注入速率可由流量控制器64（例如，閥門）來控制。

能量純度模塊40還與一個或多個真空泵66（圖1）一起運行，以調整能量純度模塊腔室50的壓力。在示例性實施例中，真空泵66耦合到處理腔室46，且通過一個或多個流道（flow path）68來調整能量純度模塊腔室50內的壓力。在另一實施例中，能量純度模塊40可包括更直接地耦合到能量純度模塊腔室50的一個或多個附加泵。

現在參照圖2到圖3，示出根據本揭露的展示能量純度模塊40的結構及操作以及電源供應系統的示例性實施例。能量純度模塊40包括多個靜電元件（例如，電極棒），且以下也將被稱爲傳導性射束光學元件70A到70N。如圖所示，所述多個傳導性射束光學元件70A到70N可沿離子束線/軌跡72設置，並包括第一端73及第二端77。在此實施例中，傳導性射束光學元件70A到70N被排列成對稱構型。舉例來說，傳導性射束光學元件70A到70B表示一組進入電極，傳導性射束光學元件70C到70D表示一組退出電極，傳導性射束光學元件70E到70F表示一組聚焦電極，且剩餘的射束光學元件70G到70N表示若干組抑制/聚焦電極。在另一實施例中，傳導性射束光學元件70A到70N可被排列成非對稱構型。如圖所示，每一組電極對提供使得離子束（例如，帶狀束）能够從中穿過的空間/開口。在示例性實施例中，傳導性射束光學元件70A到70N設置在殼體74中。如上所述，真空泵66可直接地或間接地連接到殼體74，以用於調整殼體74內的環境75的壓力。

在一些實施例中，傳導性射束光學元件70A到70N包括相互電耦合的多對導電片。作爲另一選擇，傳導性射束光學元件70A到70N可爲一系列單元式結構（unitary structure），所述一系列單元式結構分別包括用於供離子束從中穿過的開孔。在所示實施例中，每一電極對的上部部分與下部部分可具有不同的電位（例如，在單獨的導電片中），以使從中穿過的離子束偏轉。

在一些實施例中，沿離子束線72穿過電極的離子束可包含硼或其他元素。可使用若干薄型電極（例如，傳導性射束光學元件70E到70F的抑制/聚焦電極）控制電位沿離子束線72的分級來實現對離子束的靜電聚焦。在所示傳導性射束光學元件70A到70N的構型中，也可提供高减速比率。因此，即使對於非常低能量的輸出射束來說，所使用的輸入離子束仍可在能够實現較高品質射束的能量範圍內使用。此外，在一些實施例中，所述多個傳導性射束光學元件70A到70N中的至少一者（例如，聚焦傳導性射束光學元件70E到70F）可具有與所述多個傳導性射束光學元件70A到70N中的另一者不同的阻抗（例如，由於材料組成、大小、幾何形狀及與地平面的距離）。

如上所述，系統（圖1）劣化的一個原因可能是由射束成分在使用期間産生的沉積物或副産物的過度積聚。舉例來說，沉積物可積聚在能量純度模塊40的傳導性射束光學元件70A到70N上以及系統10的其他組件上。在一些實施例中，材料的這種積聚可更爲嚴重，例如，當使用碳硼烷（carborane）、四氟化矽（SiF₄ ）或四氟化鍺（GeF₄ ）作爲源材料時。爲了防止過度積聚，本揭露的系統10可以以下兩種模式運行：處理模式及清潔模式。在處理模式期間，系統10可正常運行以生産離子束18。在清潔模式期間，可對系統10的能量純度模塊40或任何其他組件（例如射束線組件16）進行原位清潔。如以下將更詳細地闡述，在清潔模式期間，電源供應系統45耦合到能量純度模塊40以在能量純度模塊40的所述多個靜電元件中的每一者周圍産生增强的等離子體。

在處理模式期間，操作電源供應器（operating power supply）76（例如，一系列直流電源供應器）向能量純度模塊40的靜電元件供應第一電壓及第一電流。在一個實施例中，傳導性射束光學元件70A到70N保持在從0.1千電子伏特（keV）到100千電子伏特（keV）的一系列直流電位下。在清潔模式中，電源供應系統可被配置成向所述多個靜電元件供應第二電壓及第二電流，以在所述多個靜電元件周圍産生等離子體。在各種實施例中，由操作電源供應器76提供的電壓及電流可爲恒定的或變化的。

現在參照圖2、圖4及圖5，將更詳細地闡述本揭露的電源供應系統45。如圖所示，電源供應系統45能够與能量純度模塊40一起運行，並使得能够通過使用耦合到所述多個傳導性射束光學元件70A到70N的第一端73的第一電源插頭41以及耦合到所述多個傳導性射束光學元件70A到70N的第二端77的第二電源插頭42來實現即插即用（plug-and-play）功能。電源供應系統45更包括電感器43（例如，電感器線圈）以及第一配電板44及第二配電板47，第一配電板44及第二配電板47例如通過第一導電元件48（例如，銅條）及第二導電元件49（例如，銅條）電耦合到電感器43。第一群組連接纜線53及第二群組連接纜線55分別將第一配電板44及第二配電板47耦合到第一電源插頭41及第二電源插頭42。在示例性實施例中，第一配電板44及第二配電板47是六端式分配盤（six-terminal distribution disks），所述六端式分配盤將對應數目的（6個）連接件纜線分別連接到各相應的電源插頭41、42。如以下將更詳細地闡述，第一配電板44與所述多個傳導性射束光學元件70A到70N的第一子集電耦合，且第二配電板47與所述多個傳導性射束光學元件70A到70N的第二子集電耦合。

電源供應系統45還可包括鄰近第一配電板44及第二配電板47（例如，在第一配電板44與第二配電板47之間等距）設置的聚焦分布板31。聚焦分布板31可經由第三群組連接件纜線33與所述多個傳導性射束光學元件70A到70N的第三子集（例如，聚焦傳導性射束光學元件70E到70F）電耦合。在一個非限制性實施例中，聚焦分布板31是用於連接到聚焦電極70E到70F的各端的四端式分配盤。

在示例性實施例中，聚焦分布板31可不與電感器43直接電耦合，例如在第一分配板44與第二分配板47的情况下是通過銅元件來與電感器43電耦合。相反，來自附近第一配電板44及第二配電板47的震蕩電壓可電容耦合或電感耦合到聚焦分布板31而非直接物理連接/電連接，以對聚焦傳導性射束光學元件70E到70F提供减小的射頻功率量。這會提供優於現有方法的優點，所述現有方法同時連接减速傳導性射束光學元件及聚焦傳導性射束光學元件，從而導致因較低的阻抗造成相對較小的聚焦導電束光學器件壓倒等離子體密度而處於不穩定的狀態。在本揭露的實施例中，聚焦分布板31相對於第一配電板44及第二配電板47的定位使得可通過功率分配器（power splitter）向聚焦傳導性射束光學元件70E到70F供應射頻功率而非直接連接。此外，可通過調整第一分配板44與第二分配板47之間的距離及/或材料（例如，通過使用介電材料而非空氣），來使所述多個傳導性射束光學元件70A到70N之間的正確的功率比率（correct ratio of power）達到均衡。在一個實施例中，使用機動化聚焦分布板進行的自動調整可對减速傳導性射束光學元件與聚焦傳導性射束光學元件之間的等離子體密度比率提供過程控制。

電源供應系統45還可包括射頻産生器（電源供應器）57及能够操作地耦合到射頻産生器57的射頻匹配箱（matchbox）59，其中射頻匹配箱59可包括電感器43。對於所示射頻匹配箱59來說，電感器43連接到位於所述單元外部的射頻匹配箱59的輸出以獲得良好的匹配。在其他實施例中，射頻匹配箱59可在無電感器的情况下運行。在再一些實施例中，電源供應系統45還可包括接地纜線及管道線61。在一些實施例中，射頻産生器可以13 百萬赫茲（MHz）運行。在其他實施例中，射頻産生器可以40千赫茲（kHz）、2 MHz、40 MHz、或其他頻率運行。根據射頻産生器的運行頻率而定，一些實施例可能無需射頻匹配箱來獲得對電源供應系統45的良好阻抗匹配。

如圖進一步所示，電源系統45可包含控制計算機63、用於進行端點測試的具有光纖的光學發射光譜（optical emission spectroscopy，OES）單元65以及用於在清潔工藝期間監視等離子體密度的視頻照相機（圖中未示出）。如圖所展示，電源供應系統45可爲便携式的獨立單元67的一部分，便携式的獨立單元67包括能够在系統10（圖1）的各組件之間移動的推車（cart）69。由獨立單元67提供的增加的便携性能够進行工具到工具維護（tool-to-tool maintenance）。此外，獨立單元67可保持在工具包殼內以使得能够容易地與工具設備（例如，電源、水及VCS控制回路）連接，且接著從控制計算機63內或與控制計算機63一起運行的軟件提供清潔順序。

在一些情况下，爲了使得系統10的各組件（例如，能量純度模塊40）能够自清潔，可對系統10的組件進行升級以實現與獨立單元67的兼容性及可由獨立單元67提供服務。舉例來說，能量純度模塊40可包括位於初步泵（rough pump）的前級管線（foreline）上的壓力控制閥（圖中未示出），以控制射頻清潔工藝期間的壓力。附加管道連接可對壓力控制閥進行整合。獨立單元67還可包括能够操作以識別及/或操作射頻清潔半自動預防性維護程序的軟件。在對各組件的硬件及軟件進行升級之後，獨立單元67可支持用於射束線組件16的預防性維護程序。

現在轉到圖6到圖7，將更詳細地闡述第一電源插頭41與能量純度模塊40的連接。儘管只有第一電源插頭41的連接被詳細示出，然而應理解，除了所指出的之外，第二電源插頭42將具有與第一電源插頭42相似的連接及組件。如圖所示，能量純度模塊40包括框架51，框架51具有一組相對的側壁79A到79B，所述一組相對的側壁79A到79B界定容置所述多個傳導性射束光學元件70A到70N的內部區域87。能量純度模塊40更包括多個饋通組件81，所述多個饋通組件81延伸穿過相對的側壁79A到79B中的每一者的開口83。饋通組件81分別包括設置在由相對的側壁79A到79B界定的內部區域87外部的第一區段85A以及設置在內部區域87內的第二區段85B。饋通組件81可經由一組饋通緊固件89耦合到側壁79A到79B。在示例性實施例中，饋通組件81可爲陰性饋通連接件（female feedthrough connector），所述陰性饋通連接件分別包括用於實現電連接的插座（receptacle）91。

第一電源插頭41可包括耦合到側壁79A的殼體93以及耦合到饋通組件81的板94。在示例性實施例中，板94將第一群組連接纜線53中的每一者與位於第一群組連接纜線53的各端上的對應香蕉插頭連接件96對準。如圖所示，板94可包括總計八（8）個端部（terminal）97，即對應於頂部加速/减速傳導性射束光學元件及底部加速/减速傳導性射束光學元件的六（6）個端部以及對應於聚焦傳導性射束光學元件的兩（2）個端部。

耦合在能量純度模塊40的另一端77處的第二電源插頭42可具有與第一電源插頭41相對/交替的端部排列形式，以集體地對所述多個傳導性射束光學元件70A到70N中的每一者供電，如現在將關於圖8A到圖8D更詳細地闡述。如圖所示，圖8A展示連接到第一電源插頭41且通過第一電源插頭41來供電的所述多個傳導性射束光學元件70A到70N。由於第一電源插頭41只包含6個端部及對應連接纜線，因此僅所述多個傳導性射束光學元件70A到70N的第一子集（例如，傳導性射束光學元件70A、70H、70I、70L、70M及70P）通過第一電源插頭41在第一端73處供電。如圖所示，傳導性射束光學元件70A、70H、70I、70L、70M及70P是以大致「M」型曲折構型（zig-zag configuration）進行供電，且對應於傳導性射束光學元件70A到70N的一半的减速棒。

圖8B展示連接到第二電源插頭42且通過第二電源插頭42來供電的所述多個傳導性射束光學元件70A到70N。由於第二電源插頭42只包含6個端部及對應連接纜線，因此僅所述多個傳導性射束光學元件70A到70N的第二子集（例如，傳導性射束光學元件70B、70G、70J、70K、70N及70O）通過第二電源插頭42在第二端77處供電。如圖所示，傳導性射束光學元件70B、70G、70J、70K、70N及70O是以大致「W」型曲折構型進行供電，且對應於傳導性射束光學元件70A到70N的另一半减速棒。

「M」型供電構型及「W」型供電構型是互補的，且確保所有所述多個傳導性射束光學元件70A到70N可如圖8C所示同時通過第一電源插頭41及第二電源插頭42供電。通過同時對「M」型電極及「W」型電極供電，然而是從相對端進行供電，可例如在少於一個小時的清潔時間內利用單元式接線（hookup）程序來實現有效的射頻清潔，即使聚焦棒被大量塗布以殘餘物仍可實現有效的射頻清潔。然後可如圖8D所展示對至少一個附加傳導性射束光學元件（例如，聚焦傳導性射束光學元件70E到70F）執行可選的聚焦電極清潔循環。在各種實施例中，聚焦傳導性射束光學元件70E到70F可與傳導性射束光學元件70A到70N的其餘傳導性射束光學元件同時或相繼被供電。

現在轉到圖9，將更詳細地闡述射頻清潔模式。在一些實施例中，爲了開始清潔模式，可例如使用繼電器開關（圖中未示出）將能量純度模塊40從處理模式切換到清潔模式，在操作電源供應器76的處理模式與電源供應器45的清潔模式之間進行切換。在一個實施例中，從處理模式切換到清潔模式是自動地執行，例如在實現預定閾值（例如，例如設定數目的射束小故障）的情况下。在另一實施例中，所述切換可由操作者來觸發。

在示例性實施例中，可在清潔模式期間對能量純度模塊40進行原位清潔。爲了實現這一目的，可以選定流速/注入速率將蝕刻氣體（例如氣體24及/或氣體56）引入到能量純度模塊40中。舉例來說，可以近似25標準立方厘米/分鐘（standard cubic centimeters per minute，SCCM）到近似200 SCCM的流速來引入蝕刻氣體。在一個實施例中，可以近似50 SCCM到近似100 SCCM引入蝕刻氣體，以在傳導性射束光學元件70A到70N周圍維持高壓流。

可引入各種物質作爲蝕刻氣體的清潔劑。清潔劑可爲含有化學反應性物質的原子物質或分子物質。這類物質在被電離時，可與積聚在傳導性射束光學元件70A到70N中的一者或多者上的沉積物發生化學反應。儘管本文將闡述具有化學反應性物質的清潔劑，然而本揭露並不排除利用化學惰性物質。在另一實施例中，清潔劑可含有重原子物質以在電離時形成具有高原子質量單位（atomic mass unit，amu）的離子。清潔劑的非限制性實例可包括含有H、He、N、O、F、Ne、Cl、Ar、Kr及Xe、或其組合的原子物質或分子物質。在一個實施例中，可使用NF₃ 、O₂ 、或Ar與F₂ 的混合物、或其組合作爲清潔劑。

可基於在傳導性射束光學元件70A到70N上形成的沉積物的組成來選擇蝕刻氣體的組成以優化化學蝕刻。舉例來說，可使用氟系等離子體來對含有B、P及As的射束組件進行蝕刻，而可使用氧系等離子體來對光致抗蝕劑材料進行蝕刻。在一個實施例中，在使用化學增强型離子濺射工藝時，向等離子體混合物中添加Ar或其他重物質會增加離子轟擊，從而提高對來自傳導性射束光學元件70A到70N的沉積物的移除速率。等離子體或離子轟擊也會引起對表面的加熱從而有助於化學蝕刻速率以及幫助攪動來自傳導性射束光學元件70A到70N的表面的沉積物。

如圖所示，能量純度模塊40在清潔模式中操作會使得沿所述多個傳導性射束光學元件70A到70N形成等離子體82。在本實施例中，可通過向傳導性射束光學元件70A到70N提供連續的或脉衝式交流/直流電壓而在由殼體74界定的體積中形成等離子體82。舉例來說，可使用射頻的電源供應系統45向傳導性射束光學元件70A到70N供應在近似1 安培（A）到近似5 A的電流下的近似400 伏特（V）到1 千伏特（kV）的電壓。可以交流電壓或脉衝式直流電壓的形式對傳導性射束光學元件70A到70N供電。如上所述，傳導性射束光學元件70A到70N可通過第一電源插頭41及第二電源插頭42從相對的側來驅動，以使得更高效地及均勻地産生等離子體82。

爲了進一步增加能量純度模塊40內的等離子體82的密度及局部化，可對能量純度模塊40內的壓力進行調整。具體來說，通過增加清潔工藝的壓力設定點或者通過增大向能量純度模塊40的氣體注入速率或减小泵速率，可進一步將等離子體82聚焦在傳導性射束光學元件70A到70N周圍。局部化/選擇性等離子産生適用於將有害自由基（例如，氟）對能量純度模塊40的其他部分的影響最小化，以防止蝕刻及破壞重金屬（例如，鋼）部分。此外，流過能量純度模塊40的較高流速可使得能够以新鮮的反應劑較快地取代蝕刻副産物，從而産生更高效的清潔工藝。

在一些實施例中，等離子體82中的離子可經由離子濺射工藝而從傳導性射束光學元件70A到70N中的一者或多者移除所積聚的沉積物。從清潔等離子體82産生的熱量也可增强清潔工藝，這是因爲積聚在傳導性射束光學元件70A到70N上的沉積物可通過熱量來移除或者可隨著溫度升高而變得更具揮發性。舉例來說，可對傳導性射束光學元件70A到70N提供在1 安培到5安培之間的電流下爲400 V與1000 V之間的電壓。因此，可産生高達近似5 千瓦（kW）的熱量。通過提供高反應性及/或重清潔物質並在傳導性射束光學元件70A到70N附近産生等離子體82，可執行有效的等離子體清潔。如上所述，被引入到能量純度模塊40中的清潔材料的高流速可增强清潔工藝。

爲了增加殼體74內的等離子體82的密度及局部化，可增大環境75的壓力。具體來說，通過增加清潔工藝的壓力設定點或者通過增大向殼體74的氣體注入速率或减小泵速率，可在傳導性射束光學元件70A到70N中的一者或多者周圍將等離子體82局部化。

現在參照圖10，示出說明根據本揭露的對離子植入系統的能量純度模塊進行原位等離子體清潔的示例性方法100的流程圖。將結合圖1到圖9所示的表示形式來闡述方法100。

方法100包括在能量純度模塊的腔室內提供多個靜電元件，如方塊101所示，其中所述多個靜電元件具有第一端及第二端。在一些實施例中，所述多個靜電元件是多個傳導性射束光學元件。在一些實施例中，所述多個傳導性射束光學元件包括多個石墨電極棒。在一些實施例中，所述多個靜電元件包括沿離子束線的第一側設置的第一行加速/减速傳導性射束光學元件、沿所述離子束線的第二側設置的第二行加速/减速傳導性射束光學元件以及設置在所述第一行加速/减速傳導性射束光學元件與所述第二行加速/减速傳導性射束光學元件之間的一組聚焦傳導性射束光學元件。

方法100更包括在清潔模式期間向所述多個靜電元件供應電壓及電流，以在所述多個靜電元件周圍産生等離子體，如方塊103所示。在一些實施例中，所述電壓及所述電流通過第一電源插頭被供應到所述多個靜電元件的第一子集，且所述電壓及所述電流通過第二電源插頭被供應到所述多個靜電元件的第二子集。在一些實施例中，所述電壓及所述電流通過第一電源插頭在所述多個靜電元件的第一端處被供應到所述多個靜電元件的第一子集。所述電壓及所述電流也在所述多個靜電元件的第二端處被供應到所述多個靜電元件的第二子集。在一些實施例中，所述電壓及所述電流在第一電源插頭與第二電源插頭之間被分流，但被同時供應，以使得所有所述多個傳導性射束光學元件可被集體地供電。在一些實施例中，第一配電板與所述多個靜電元件的第一子集耦合，且第二配電板與所述多個靜電元件的第二子集耦合。在一些實施例中，位於所述第一配電板與所述第二配電板之間的聚焦分布板可進行電感供電。在一些實施例中，只有第一配電板及第二配電板可直接電耦合到電感器。

方法100可包括向能量純度模塊的腔室供應蝕刻氣體，以使得能够對所述多個靜電元件進行蝕刻，如方塊105所示。

有鑒於前述內容，通過本文所公開的實施例會實現至少以下有利效果。首先，等離子體清潔可被短時間執行，從而有利地避免對組件進行排空及/或手動清潔的需要。第二，在原位等離子體清潔期間，等離子體密度在要清潔的這些組件周圍更大且更均勻，因此有利地减少對束線及/或系統的其他組件的意外蝕刻。第三，電源供應系統可被組合/配置成便携式及獨立單元，從而有利地使得能够與離子植入系統的各種組件快速連接及介接。第四，無需對當前能量純度模塊設計進行較多修改，原位清潔模式可采用高氣體流速、化學反應性物質形成、離子轟擊及表面加熱來實現有利的高效射頻清潔工藝。

儘管本文已闡述了本揭露的某些實施例，然而本揭露並非僅限於此，因爲本揭露的範圍廣如所屬領域將允許般且可以同樣的方式來閱讀本說明書。因此，以上說明不應被視爲進行限制。所屬領域中的技術人員應設想到處於本文所附申請專利範圍及精神內的其他修改。

10‧‧‧系統

14‧‧‧離子源

16‧‧‧射束線組件

18‧‧‧離子束

24、56‧‧‧氣體

28‧‧‧饋送源

30‧‧‧流速控制器

31‧‧‧聚焦分布板

33‧‧‧第三群組連接纜線

34‧‧‧質量分析器

36‧‧‧第一加速或减速級

38‧‧‧准直器

40‧‧‧能量純度模塊

41‧‧‧第一電源插頭

42‧‧‧第二電源插頭

43‧‧‧電感器

44‧‧‧第一配電板

45‧‧‧電源供應系統

46‧‧‧處理腔室

47‧‧‧第二配電板

48‧‧‧第一導電元件

49‧‧‧第二導電元件

50‧‧‧能量純度模塊腔室

51‧‧‧框架

52、58‧‧‧氣體入口

53‧‧‧第一群組連接纜線

54、79A、79B‧‧‧側壁

55‧‧‧第二群組連接纜線

57‧‧‧射頻産生器

59‧‧‧射頻匹配箱

60‧‧‧頂部區段

61‧‧‧管道線

62‧‧‧補充氣體源

63‧‧‧控制計算機

64‧‧‧流量控制器

65‧‧‧光學發射光譜單元

66‧‧‧真空泵

67‧‧‧獨立單元

68‧‧‧流道

69‧‧‧推車

70A~70N‧‧‧傳導性射束光學元件

72‧‧‧離子束線

73‧‧‧第一端

74、93‧‧‧殼體

75‧‧‧環境

76‧‧‧操作電源供應器

77‧‧‧第二端

81‧‧‧饋通組件

82‧‧‧等離子體

83‧‧‧開口

85A‧‧‧第一區段

85B‧‧‧第二區段

87‧‧‧內部區域

89‧‧‧饋通緊固件

91‧‧‧插座

94‧‧‧板

96‧‧‧香蕉插頭連接件

97‧‧‧端部

100‧‧‧方法

101、103、105‧‧‧步驟

圖1是示出根據本揭露實施例的離子植入系統的示意圖。 圖2是示出根據本揭露實施例的圖1所示離子植入系統的電源供應系統及能量純度模塊（EPM）的等距視圖。 圖3是根據本揭露實施例的圖1所示離子植入系統的能量純度模塊的局部側面剖視圖。 圖4是示出根據本揭露實施例的圖1所示離子植入系統的電源供應系統及能量純度模塊的等距視圖。 圖5是示出根據本揭露實施例的作爲獨立單元的一部分的電源供應系統的等距視圖。 圖6是示出根據本揭露實施例的圖1所示離子植入系統的能量純度模塊的等距視圖。 圖7是示出根據本揭露實施例的圖1所示電源供應系統的電源插頭的局部分解等距視圖。 圖8A到圖8D展示根據本揭露實施例的用於能量純度模塊的各種電源方案。 圖9是根據本揭露實施例的圖1所示離子植入系統的能量純度模塊的局部側面剖視圖。 圖10是示出根據本揭露實施例的示例性方法的流程圖。 所述圖式未必按比例繪製。所述圖式僅爲表示形式，並非旨在描繪本揭露的具體參數。所述圖式旨在繪示本揭露的示例性實施例，且因此不被視爲在範圍方面進行限制。在所述圖式中，相同的編號表示相同的元件。

Claims (15)

1. 一種系統，包括： 多個靜電元件，設置在腔室內；以及 電源供應系統，與所述多個靜電元件進行通信，所述電源供應系統包括用於在清潔模式期間向所述多個靜電元件供應電壓及電流的第一電源插頭及第二電源插頭，所述第一電源插頭耦合到所述多個靜電元件的第一子集，且所述第二電源插頭耦合到所述多個靜電元件的第二子集。
2. 如申請專利範圍第1項所述的系統，更包括： 電感器；以及 第一配電板及第二配電板，電耦合到所述電感器。
3. 如申請專利範圍第2項所述的系統，其中所述第一配電板與所述多個靜電元件的所述第一子集電耦合，且其中所述第二配電板與所述多個靜電元件的所述第二子集電耦合。
4. 如申請專利範圍第2項所述的系統，更包括： 多個連接纜線，將所述第一配電板及所述第二配電板耦合到所述第一電源插頭及所述第二電源插頭；以及 附加配電板，對至少一個附加靜電元件供電，所述至少一個附加靜電元件具有與所述多個靜電元件不同的電阻抗，其中所述附加配電板鄰近以下中的至少一者設置：所述第一配電板、所述第二配電板、所述電感器及所述多個連接纜線。
5. 如申請專利範圍第4項所述的系統，其中所述附加配電板與所述至少一個附加靜電元件電耦合。
6. 如申請專利範圍第4項所述的系統，其中所述附加配電板通過與以下中的至少一者進行電容耦合或電感耦合來接收供電：所述第一配電板、所述第二配電板、所述電感器及所述多個連接纜線。
7. 如申請專利範圍第5項所述的系統，其中所述多個靜電元件包括沿離子束線的第一側設置的第一行加速/减速傳導性射束光學元件及沿所述離子束線的第二側設置的第二行加速/减速傳導性射束光學元件，且其中所述至少一個附加靜電元件包括設置在所述第一行加速/减速傳導性射束光學元件與所述第二行加速/减速傳導性射束光學元件之間的一組聚焦傳導性射束光學元件。
8. 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中所述第一電源插頭耦合到所述多個靜電元件的第一端，且所述第二電源插頭耦合到所述多個靜電元件的第二端。
9. 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中所述第一電源插頭耦合到所述多個靜電元件的所述第一子集的第一端，且所述第二電源插頭耦合到所述多個靜電元件的所述第二子集的第二端。
10. 一種離子植入系統，包括： 能量純度模塊（EPM），包括用於産生等離子體的腔室，所述能量純度模塊包括沿離子束線設置的多個傳導性射束光學元件；以及 電源供應系統，與所述多個傳導性射束光學元件進行通信，所述電源供應系統包括第一電源插頭及第二電源插頭，所述第一電源插頭及所述第二電源插頭用於在清潔模式期間向所述多個傳導性射束光學元件供應電壓及電流，以在所述多個傳導性射束光學元件周圍産生所述等離子體，所述第一電源插頭耦合到所述多個傳導性射束光學元件的第一子集，且所述第二電源插頭耦合到所述多個傳導性射束光學元件的第二子集。
11. 如申請專利範圍第10項所述的離子植入系統，更包括： 電感器；以及 第一配電板及第二配電板，電耦合到所述電感器，其中所述第一配電板還與所述多個靜電元件的所述第一子集電耦合，且其中所述第二配電板還與所述多個傳導性射束光學元件的所述第二子集電耦合。
12. 如申請專利範圍第11項所述的離子植入系統，更包括： 多個連接纜線，將所述第一配電板及所述第二配電板耦合到所述第一電源插頭及所述第二電源插頭；以及 附加配電板，對至少一個傳導性射束光學元件供電，所述至少一個傳導性射束光學元件具有與所述多個傳導性射束光學元件不同的電阻抗，其中所述附加配電板與所述至少一個傳導性射束光學元件電耦合且鄰近以下中的至少一者設置：所述第一配電板、所述第二配電板、所述電感器及所述多個連接纜線。
13. 如申請專利範圍第10項所述的離子植入系統，其中所述第一電源插頭耦合到所述多個傳導性射束光學元件的第一端，且所述第二電源插頭耦合到所述多個傳導性射束光學元件的第二端。
14. 一種方法，包括： 在能量純度模塊（EPM）的腔室內提供多個靜電元件，其中所述腔室能够操作以産生等離子體；以及 在清潔模式期間向所述多個靜電元件供應電壓及電流，以在所述多個靜電元件周圍産生所述等離子體，其中所述電壓及所述電流通過第一電源插頭被供應到所述多個靜電元件的第一子集，且其中所述電壓及所述電流通過第二電源插頭被供應到所述多個靜電元件的第二子集。
15. 如申請專利範圍第14項所述的方法，更包括同時向所述多個靜電元件的所述第一子集及所述第二子集供應所述電壓及所述電流。