TW391029B - Biased and serrated extension tube for ion implanter electron shower - Google Patents
Biased and serrated extension tube for ion implanter electron shower Download PDFInfo
- Publication number
- TW391029B TW391029B TW087113625A TW87113625A TW391029B TW 391029 B TW391029 B TW 391029B TW 087113625 A TW087113625 A TW 087113625A TW 87113625 A TW87113625 A TW 87113625A TW 391029 B TW391029 B TW 391029B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- target
- extension tube
- patent application
- wafer
- scope
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims description 24
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 2
- 230000002079 cooperative effect Effects 0.000 claims 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 claims 1
- 235000015170 shellfish Nutrition 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 11
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 abstract description 8
- 230000005591 charge neutralization Effects 0.000 abstract description 5
- 238000009877 rendering Methods 0.000 abstract 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 37
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 17
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 2
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003339 best practice Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
-
- 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
- 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
- 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
Landscapes
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
經济部中央榀卑^^工消炝合作=li印掣 A7 B7 五、發明説明(ί ) 〔相關申請案〕 以下之美國專利申請案係如同已完整敘述而以參照方 式併入於此:於1997年9月8日申請而標題爲“具有增強 二次電子發射之離子植入器電子簇射”之申請序號第 924,969號申請案。 〔發明領域〕 本發明槪括關於離子植入器之領域,更明確而言,係 有關於一離子植入器中之改良式電子簇射(shower)或泛射 (flood) 〇 〔發明背景〕 離子植入技術已成爲工業界於積體電路大規模製造中 以雜質摻雜半導體之較佳的技術。一種典型之離子植入器 包含三個部分或子系統:⑴用以輸出一離子束之一終端, (ii) 用以導引及調整由該終端所輸出的離子束之一束線,及 (iii) 含有欲由已調整後之離子束所植入的一半導體晶圓之一 末端站°該終端包括一源,一正電充電之離子束係由該源 所引出。該束線元件調整被引出之正電充電離子束於其朝 向欲作植入之晶圓的路徑之能量位準及聚焦。 使用該種離子植入器所遭遇到之一個問題係晶圓充電 (charging)。隨著正電充電之離子束係持續以衝擊該晶圓, 晶圓之表面可能累積不佳之過量正電荷。於晶圓表面之合 成電場將損壞在晶圓上之微電路。隨著被植入電路元件變 得愈小’所累積表面電荷之問題將變得更爲顯著,因爲較 小之電路元件係更易受到合成電場所造成之損壞。 -- 4 本紙张尺度適刖中國國家標率(CNS ) A4規格(2丨0X297公釐) Ί裝------訂-----> —線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明(>) 使用該種離子植入器(尤其是於低能量應用時)所遭 遇到之另一個問題係,稱爲束“放大(bl0W-up),,之一種現 象’其係有關於束中之類似(正電)充電離子彼此相互排 斥之傾向(亦習稱爲空間電荷效應)。此種相互斥力造成 應爲所需形狀之一束係由一所欲束線路徑而發散開β束放 大現象於高電流、低能量應用時尤其會造成問題,因爲於 束中之高密度離子(高電流)擴大離子相互排斥之力量, 且離子之小速度允許排斥力量更多的時間以作用於到達晶 圓前之離子上。 對於晶圓充電及束放大現象之一種習知解決之道係, 使用一電子或電漿簇射β該種簇射可亦稱作爲電子或電漿 泛射。電子與電漿簇射均產生低能量電子,且將此等電子 引入於該束中。電漿泛射產生一電漿於一電弧室中,且離 子束電位引出低能量電漿與電子於束中。電子簇射產生二 次(低能童)電子,其係用以增強該束,以降低空間電荷 (束放大)傾向以及晶圓充電效應。 —種典型的電子簇射器包括一目標室,二次電子係產 生於該目標室中’且該電子簇射器包括一連接於目標室下 游之伸長管。隨著離子束穿過該目標室,二次電子滲子且 部分地中性化該束。該部分中性化之束穿過該伸長管,且 朝向欲作植入之晶圓。所捕挺到之低能量電子因而中性化 該束之淨電荷,其依次降低隨著該離子束撞擊晶圓表面而 累積於晶圓上之正電荷β該中性化之束係亦較不似會遭受 有害的束放大特性》此種系統係揭示於Farley之美國專利 ___5__ 本紙張尺度適J1]中國國家榡率(CNS > A4規格(210X297公釐) ·; ΓΆ ^------ — 線 {对先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 好矛-部中决"4'·而^;工消於合作和卬繁 A7 _______________B7___ 五、發明説明(1 ) 第4,804,837號’其係讓渡給本發明之受讓人,且係以參照 方式而整體倂入於本文中β 一種典型之電子簇射器的伸長管係由石墨所作成,其 提供高能量一次電子至接地之一導電路徑,該高能量一次 電子係較佳被防止到達晶圓之表面。高能量一次電子否則 將係負電充電,並損壞該晶圓之表面。低能量二次電子係 較佳爲隨著離子束一起穿過該伸長管,以有利地中性化正 電之晶圖充電,而不會負電充電該晶圓。 然而,當該石墨伸長管係新的時,其提供一至接地之 高度導電分流路徑。緣是,即使低能量二次電子係分流至 接地,將此等被分流之電子移開而無法有效供應電荷中性 化二次電子。於該電子簇射器之操作行程,貫穿於其之離 子束衝擊欲作植入之晶圓,造成諸如光阻或矽或二氧化矽 之表面材料的一濺鍍效應。該光阻或其他材料係回濺鍍至 伸長管之內部表面,其係電子簇射器至晶圓之最接近部位 〇 在一薄層之光阻或其他材料係回濺鍍至伸長管之後, 很快地產生最佳之操作。因爲該管已變成稍微較不導電, 該管將由衝擊之電子而負電充電,且建立一電位障壁,以 防止低能量電子被分流至地β因此,低能量二次電子係隨 著離子束一起穿過該管,以達成其電荷中性化功能β然而 ,高能量一次電子持續被分流至地。是以,一伸長管在如 預期般操作之前,其必須使用一段··試運轉(break-in)~期 間。 —一_____6____ 本紙张尺度適州中國國家標準(CNS > A4規格(2丨0X297公釐) --------1¾------ΐτ-----:—線, (請先閲讀背面之注項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明(ψ) 然而,隨著操作持續,該伸長管之功效退化。隨著光 阻或其他材料之回濺鍍持續,該伸長管變得大爲電氣絕緣 。若該管變得充分地絕緣,即使高能量一次電子將係不良 地通過至晶圓。此外,撞擊伸長管之內部絕緣表面的高能 量一次電子將充電此表面。可能始於該管表面而非該室之 二次電子,因此顯出與該絕緣表面電位一致之能量位準。 隨著光阻或其他材料覆層持續地加厚,二次電子之能量位 準與電流密度因此漂移愈來愈高,建立更爲不良之高能量 二次電子。 一特定電子簇射器之功效性係部分取決於二次電子充 分供應之有效率產生,該等二次電子具有一致低且可預測 之能量位準。是以,本發明之一個目的係提供一種電子或 電漿簇射器伸長管,藉著提供於穿過在其之二次電子的能 量位準之較佳控制,其提高可利用於電荷中性化目的之二 次電子的數目,並同時確保二次電子能量位準係最小且爲 定値。 本發明之另一個目的係提供一種電子或電漿簇射器伸 長管,其可防止高能量一次電子到達晶圓之表面。 本發明之又一個目的係提供一種電子或電漿簇射器伸 長管,其使得回濺鍍污染之負面效應降至最小Λ 〔發明槪論〕 一種用於離子植入系統之電獎增強型電子簇射器係作 提供,其包括具有一可更換式石墨內部襯墊之一伸長管。 該內部襯墊係偏壓至高達伏特(大約爲-6伏特)之一低 ___2______ 本紙張尺度通州中國國家榇準(CNS>A4規格(210X297公釐) --------―装------1T-----Γ —線,. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經浐部屮央":蜱^^工消於合作衫卬" A7 _____ _B7_ 五、發明説明(4 ) 的負電位,以防止產生於電子簇射器目標室中之低能量二 次電子係自晶圓而分流開,並保持其可用於晶圓電荷中性 化。該電氣偏壓之內部表面係設有齒狀突起部,其包含交 替之面對晶圓表面與面對目標表面。於電子簇射器之操作 期間,其可能由晶圓濺鍍回之光阻或其他材料將聚集在面 對晶圖表面上,使得其爲不具導電性,而同時該面對目檫 表面維持潔淨且因此具導電性。該導電性之面對目標表面 可對於產生在電子簇射器中之高能量電子,提供至接地電 位之一分流(低電阻)路徑。 〔圖式簡單說明〕 第一圖係一離子植入系統之平面圖,其結合裉據本發
V ,明主旨所構成之一電子簇射器的一個實施例; 第二圖係第一圖之離子植入系統之電子簇射器的電氣 示意圖; 第三®係第二圖之電子簇射器之目標/管組件的截面 ren · DD * 第四圖係第三圖之目標/管組件之燈絲子組件的部分 截面圖,其係沿著第三圖之線4-4所取得; 夢五圖係第二圖之電子簇射器之氣體注入噴嘴的平面 圃, 第六圖係第五圖之氣體注入噴嘴的部分截面圖,其係 沿著第五圖之線6-6所取得: 第七圖係顯示出第六圖之躀嘴出口的方位以及第四圖 之燈絲子組件引出縫隙; ___________·_8___ 本紙張尺度通用中國國家橾準(CNS ) A4規格(2】0X297公釐) ---------1^------ΐτ-----:—線, (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 ____B7 五、發明说明(石) ' 第八圖係第三圖之目標/管組件的部分截面圖;及一 ,第九圖係第三圖之伸長管的部分截面圖。 〔較佳實施例之詳細說明〕 參考圖式’第一圖揭示槪括以圖號10表示之一離子植 入器,其包含一終端12、一束線組件14、與一末端站16。 槪括而言,終端12輸出一離子束,該束線組件14調整離 子束之聚焦與能童位準,並將其導引朝向位在末端站16之 —晶圓W。 終端12包括一離子源18,其具有一室,來自一氣體 盒20之雜質氣體係注入於該室中。能量係施予至該可離子 化雜質氣體,以產生正電離子於該源室中。由高電應供應 器24所供電之一引出電極22係由該源室引出一正電離子 束26,且將所引出之離子加速朝向一質量分析磁鐵28。質 童分析磁鐵28作用爲,僅讓一適當之電荷質量比値之離子 通過至該束線組件14上。由質量分析磁鐵28所提供的束 路徑29之騰空,係由真空泵30所提供。 束線組件14包含一矩透鏡32、一法拉第旗(flag Faraday)34、一電子簇射器36、以及(可選用地)一離子束 加速/減束電極(未顯示於第一圖中)。矩透鏡32聚焦自 終端12所輸出之離子束,而法拉第旗34測童於系統設定 期間之離子束特性。該電子簇射器36包含本發明,係進_ 步解說於後。加速/減速電極係用以加速或減速被聚焦後 之離子束至一所需能量位準,此係在植入於末端站16之一 晶圖上之前。由束線組件14所提供之束路徑的騰空,係由 ____9__ 氏张尺度適/0¾國家標準(CNS > Α4規梢1 210X297公釐) " ----------装------ΐτ----- (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) M浐部中央榀卒而UT;消贽合作扣卬製 A7 B7 五、發明説明(^) 真空泵38所達成。 末端站16包括一碟40、一旋轉驅動機構42、與一線 性驅動機構44,複數個晶圖係安裝於碟40之上,旋轉驅動 機構42係用以施與旋轉運動至該碟,而線性驅動機構44 係用以施與線性運動至該碟β 一機械手臂46經由一負載鎖 室48而載負晶圓於該碟上。此系統之操作係由位在末端站 16之末端的一操作者控制站50所控制。 電子簇射器36係於第二至九圖中更詳細地顯示。第二 圖係電子簇射器36之一示意圖,其包含一加偏壓之磁性電 子反射器60與一目標/管組件62。目標/管組件62包含 一目標64與一伸長管66,於較佳實施例中,該目標64與 伸長管66均爲圓柱形之形狀。該目標64包括一燈絲子組 件67、一燈絲電極70、與一引出縫隙72,該燈絲子組件 67包含用以熱離子式放射一次電子之一燈絲68,而該燈絲 電極70係用以導引所放射之一次電子的軌跡。一氣體傳送 系統74注入諸如氬(Α)或氙(Xe)之惰性氣體供應至該目標子 組件64之內部,此係藉由閥76與氣體注入噴嘴77。氣體 注入噴嘴77與燈絲子組件67係附接至目標64,其在一切 口(cutout)之位置(第三圖)。 磁性電子反射器60係由一電源供應器PS1所設定至大 約爲-2500伏特(V)之一電壓電位,加偏壓後之反射器60可 防止高電流離子束吸引電子,藉以防止束放大。該加偏壓 之反射器的位置係遠離目標/管組件64且與其分離,此係 確保其電場不會負面影響一次電子軌跡,其藉著驅使一次 —----------10__ 本紙乐尺度適州中國國家榇準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ---------^------1T-------^ - . ' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經浐部中戎«.^•/JU.T.消价合作ίι卬緊 A7 B7 五、發明説明(又) 電子進入伸長管66而朝向晶圓。於低的束能量時,該偏壓 可係免除(關掉)’以防止電子從該束而脫落。 一大約爲-12伏特(相對於燈絲電極70)之電源供應 PS2係供電該燈絲68,而一大約爲-300伏特之電源供應器 PS3係供電該燈絲電極70。因此,燈絲相對於接地電位係 大約爲-312伏特。引出縫隙72係電氣接地,而一-6伏特偏 壓電壓係藉著偏壓(齊納)二極體79而施加至目標64。此 等電壓電位差(其大小係僅爲舉例)之目的係相對於第三 圖而進一步解說如後。 第三圖顯示第二圖之目標/管組件62的一剖面圖。該 目標/管組件62之目標64包括一外層鋁殻80與一內層襯 墊82,該內層襯墊82係由諸如石墨之一非可氧化材料(不 能夠形成一絕緣氧化物)所構成,且界定出一電漿/二次 電子目標室84。目標/管組件之伸長管66亦包括一外層鋁 殼86 —內層石墨襯墊88,該內層石墨襯墊88係藉由諸如 螺絲89之固定物而附接至外層鋁殼86。離子束於其朝向欲 作植入之晶圓W的路徑上穿過目標64 (穿越入口縫隙90 抵達而穿越出口縫隙96離開)以及伸長管66 (穿越入口縫 隙94抵達而穿越出口縫隙96離開)。目標64與伸長管66 係藉著諸如螺栓98與軸環99之固定物而作固定地連接。 藉由連接線路100,二極體79 (參考第二圖)分別施加-6 伏特之偏壓電壓至目標與伸長管之內層石墨襯墊82與88。 目標/管組件62係附接至一水冷式支承架102,其係 藉由螺栓106而連接至一安裝板1〇4。水入口 107允許冷卻 ----;-------11__ 一 本紙張尺度適用中國國家榇準(CNS ) A4規格(210X297公釐) #------1Τ------^ '- * (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Α7 Β7 五、發明説明(?) 水之吸入至支承架102 (水出口係未作顯示)。絕緣物ι〇8 將目標管組件(-6伏特)自安裝板(電氣接地)作電氣隔 離。安裝板104提供可裝設目標/管組件於第—圖之離子 植入系統內的機構。 氣體注入噴嘴77與燈絲子組件67均係附接至目標64 。當衝擊目標64之內層石墨襯墊82時,燈絲子組件67產 生一次高能童電子’其引起二次低能量電子之發射β藉著 使由氣體注入噴嘴77所注入於室84內之氣體離子化,高 能置電子亦間接增強二次電子發射率。該氣體分子之離子 化產生一電漿,其提高內部石墨襯墊82之二次電子發射率 燈絲組件67係較爲詳細地顯示於第四圖。燈絲68係 由複數個鎢段所組成,其係端對端連接,且係由钽(Ta)腳 部所支承,鉅腳部係藉著固定物110所固定附接至一電氣 絕緣塊108。燈絲電極70係藉著固定物112所附接至絕緣 塊108,且引出縫隙72係由固定物114所附接至該絕緣塊 «透過連接器112與114,電力係由PS2 (第二圖)而提供 至燈絲68。藉由導線116與固定物112,PS2之負端(連接 器114)係亦連接至燈絲電極70。由石墨所構成之引出縫 隙72保持於電氣接地電位β 藉由熱離子式發射,燈絲68發射一次電子,其係由被 接地之縫隙72所引至室84 (第三圖)。此等高能量電子衝 擊目標64之內部石墨襯墊82之內表面118。於衝擊時,該 石墨襯墊之表面118發射出二次電子,其具有之能量係遠 12 本紙張尺度適/0中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) U3, - (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) . 好浐部中次打卑工消费合作私印^ A7 _______ B7___ 五、發明説明(〖σ ) 低於衝擊之一次電子。舉例而言,當通過由燈絲電極(-312 伏特)所提供之電場時,一次電子假定爲高達312電子伏特 (eV)之能量,而大部分被發射之二次電子僅占有低於20eV 之能童。不超過約6eV (與施加至目標64之內部襯墊82的 -6伏特電位一致)係藉由襯墊82所添加至二次電子位準。 以大約10至12伏特之離子束電位,二次電子具有一足夠 低至捕捉進該束之能量位準,且該二次電子係可與該束傳 輸朝向欲作植入之晶圓。 第四圖之燈絲組件67提供一聚焦機構,用以導引由燈 絲68所熱離子式發射之一次電子。該燈絲之端對端長度( 2至3英吋)提供足夠之表面積,以產生適當供應之一次 電子。負電偏壓之燈絲電極70包含部位70A與70B,其圍 繞燈絲68且確保該燈絲僅遭遇於引出縫隙72之方向的一 電場。因此,燈絲電極70傾向聚焦一次電子爲朝向該電極 之中心,俾使其係透過接地之引出縫隙72的中心而引取至 室84內。於是,一次電子係直接聚焦於室84之石墨襯墊 82的內部表面118,而非係下游朝向晶圓(透過室出口縫 隙92)或係上游朝向該終端12 (透過室入口縫隙9〇)。是 以’較多之一次電子係導引至石墨內部表面118,此舉係改 善了二次電子產生之效率,且將一次電子漂移至室84之上 游或下游的負面效應降至最小。 除了改善二次電子產生之效率,本發明亦提供於所產 生之二次電子的能童位準上之較佳一致性^使用石墨作爲 室84之一可更換式內部襯墊,此舉可防止內部表面U8之 ---------13_____ 本紙张尺度適州中國國家標率(CNS ) A4規格(210x297公;ft ) ---------^------1T---^----.^ . ' · . -(锖先閲讀背面之注意事項再填寫本页) 經浐部中央工消费合作私印絮 A7 B7 _ 五、發明説明(Ο ) 化,若該內部表面係由鋁所構成時將會發生氧化之情形。 如是,由於衝擊之一次高能量電子所造成由石墨表面118 發射出之二次電子的能量位準係不會漂移向上,其歸因於 一氧化物覆層於表面上之未受控制的形成。反之,由表面 118所發射出之二次電子的能量位準通常假定爲與施加至石 墨內部襯墊之偏壓一致,其係在一二次電子正常分佈之內 ,並造成該二次電子之能量位準的較佳控制。此等低能童 電子係於室84內產生之電漿中成爲熱化,且係易於由束電 位所捕取》該等低能量電子具有一低的振盪振幅,且耗費 其大部分時間於該離子束核心中。 電漿係產生於室84中,以藉著由表面118引出二次電 子而提高二次電子發射率β電漿係由諸如氬(A)或氙(Xe)之 惰性氣體所產生,該惰性氣體係經由第五與六圖(亦參考 第二與三圖)之噴嘴77而注入於室84中,且係藉著與自 燈絲68所發射之高能量電子衝擊而離子化。該電漿圍繞該 離子束,並於電漿與室84內部表面118之間建立一被覆( 參考第八圖)。 噴嘴77係由鋁所組成,且係藉由透過孔119安裝之固 定物而附接至切口 78 (第三圖)位置的目標64 ◊曲線之表 面120係與圖柱狀目標64結合。該噴嘴包括一流體入口 121與一流體出口 122,水可透過其而分別作提供及排出, 以提供於操作期間之一冷卻媒介。氣體係透過通路123而 提供,且係透過入口 124而注入至室84中》 入口 124之縱橫比(長度對直徑之比値)係大於5:1 ( —______L4__ 表紙张尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -----------裝—I:----訂-----丨線q (誚先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 好免部中呔«:4'·而W.T.消炝合作社印1:1 A7 _ __B7____ 五、發明説明(A) 於較佳實施例中係大約爲10:1),且入口 124係導引朝向 由燈絲68所發射之一次電子流。如第七圖中所示,入口 (124)係稍微向前指向,以大約10至30度之一角度Θ (較隹 爲15至25度)越過被接地之引出縫隙72。是以,一次電 子與氣體分子流係發射於相交在大約60至80度之一角度^ (較佳爲65至75度)的方向。該氣體入口(124)相對於一 次電子引出縫隙(72)之此一方位可確保氣體分子流與一次電 子流作最大地相交,該氣體分子流於離開入口 124時啓始 發射(以大約爲10度),且該一次電子流於離開縫隙72 時係亦發散。是以,該等氣體分子之離子化率係提高,造 成一提高之電漿密度以及於二次電子發射率之對應增高。 該二次發射率係亦藉著內部表面118之圓柱形表面積 而增強,該圖柱形表面積係遠大於表面118位在縫隙90與 92之徑向位置所能提供者,取代徑向超過者(第三圖)3 因爲縫隙90與92之半徑係大致小於圓柱形室84之半徑’ 該圓柱形室84之一端維持部分閉合,作用以保持電漿壓力 (及密度),以及防止該電漿被導至上游。出口縫隙92亦 防止來自晶圓W與碟40之濺鍍材料污染該室之內部。 於室84中之電漿增加的體積與密度造成介於該電漿與 室內部表面118之間一對應降低的距離d(第八圖)’因爲 一較高密度之電漿需有—較小之被覆以屏蔽一給定電位。 依據査爾德·隆格穆以爾(Child-Langmuir)定律’二次電子發 射率係隨著減小之距離d而增高。該二次電子發射率亦係 隨著增加之電漿密度與體積而增高,因爲增強之離子化造 ___________ 本紙張尺度適州中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公麓) ---------¢------if-------線. . . .- - . (讀先aat*背面之注意事項真填寫本贳) A7 B7 -- _ 丨,,|· _ 画· - - — _· ' ~~ — ιι· III·.· I _____________ _ 五、發明説明(β) 成一次電子具有一較大機會以與一氣體分子碰撞。 第九圖係更爲詳細地顯示該伸長管66,其由圖柱狀鋁 殻86與圖柱狀內部襯墊88所組成,該襯墊88係由諸如石 墨之非氧化材料所構成。伸長管66將於目標64中產生之 一次高能量電子分流,並防止此等電子到達晶圓之表面^ 以此方式,伸長管66可防止一非所需之負電荷累積於晶圓 之表面。 內部石墨襯墊係設有齒狀部126。該等齒狀部126係由 分別面對第一與第二方向之交替相鄰的面對晶圓表面128 與面對目標表面130所構成。可能於植入系統操作期間由 晶圓W或碟40濺鍍回之光阻或其他材料,係集中於該等 面對晶圓表面128。經過一段時間,該等面對晶圓表面係變 得不具電氣傳導性。該等面對目標表面維持潔淨且因此具 導電性。具導電性之面對目標表面提供至接地之一分流( 低電阻)路徑予於電子簇射器中產生之高能量電子β如於 本文中所使用,“齒狀”與“齒狀部”係用以泛指具有面 對晶圓表面與面對目標表面二者之一表面,例如一V字形 、波浪形、或階梯狀之表面。 除了該等齒狀部126之外,因爲該管係連接至目標64 ,其亦係由齊納二極體79所偏壓至-6伏特》以一低的負電 位來偏壓該伸長管66,可防止由電子簇射器產生之低能量 二次電子被晶圓所分流出去,且可保持其係可用於晶圓電 荷中性化,即使當該電子簇射器係首次使用時。該已偏壓 之管因此不需一段在搡作穩定之前的時間,而若該管未作 ------10_ 本紙張尺度適州中國阐家標準(CNS > Α4現格(210X297公釐) -------Γ--裝 J-------訂-----1 線 1 (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 _______________ _B7_ _ 五、發明説明(θ) 偏壓時則將需要該段時間。 本發明亦提供一種電漿增強型電子簇射器,其係易於 在其使用壽命過程中裝新設備。目標/管組件62之目標64 與伸長管66二者均係分別設有內部石墨襯墊82與88,其 在維修操作期間係可易於更換。參考第三圖,伸長管66可 藉著移去螺栓98與環管99而自目標64所卸下。燈絲組件 67可自其位在目標64之切口 78位置處所移除。在伸長管 與燈絲組件作移除時,內部襯墊82可於出口縫隙92之方 向而滑出鋁殻80。接著,一新的襯墊可係安裝至鋁殻80 β 此外’藉著移去螺絲89,伸長管66自目標64被卸下 時,內部襯墊89可於入口縫隙94之方向而滑出鋁殻86。 一新的內部襯墊89可接著係安裝至鋁殼86,且係以螺絲 89而固定至定位。重新排列之伸長管66可接著藉由螺栓 98與環管99而重新附接至重新排列之目標64 ,以完成該 目標/管組件之裝新設備過程。 是以,一種用以增強二次電子產生之改良式離子植入 器電子簇射器的一較佳實施例已作描述。然而,對前述說 明了然於心後,可瞭解的是,此說明僅係以實例作成,本 發明係不侷限在本文所述之特定實施例,在未偏離隨後申 請專利範圍及其等效者所界定之發明範疇下,不同之重新 排列、修改、及替代均可關於前述說明而作實行。 17 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本页) 裝 訂 本紙張尺度適州中國國家標率(CNS ) Α4規格(210X 297公釐)
Claims (1)
- 經濟部中央楳率局負工消费合作社印装 A8 ϋ __D8 六、申請專利範圍 1 · 一種用於離子植入系統(10)中之電子簇射器(62)的 、伸長管(66) ’該伸長管包含外部表面(86)與一內部表面 (88) ’該內部表面係電氣偏壓並且具有一第一組表面(128) 與一第二組表面(130) ’第一組表面大致面對於一第一方向 .而第二組表面大致面對於一第二方向。 2 .如申請專利範圍第1項之伸長管(66),其中該內, 部表面(88)係齒狀A 3 .如申請專利範圍第1項之伸長管(66),其中該內 部表面係偏壓至約-6伏特^ 4 ·如申請專利範圔第1項之伸長管(66),其中該肉 <----- 部表面(8汾係由石墨組成β 5 ·如申請專利範圍第4項之伸長管(66),其中該外 部表面(86)係由鋁組成。 6 ·如申請專利範圍第4項之伸長管(66) *其中該石 墨1¾部表面包含一可替換之內部石墨襯蟄β 7 ·如申請專利範圔第6項之伸長管(66),其中該可 碧換之內部石、墨襯墊(88)係藉由固定物(89)所固定至該外部 表面(86)。 8. · —種用於離子植入系統(10)之電子簇射器(62),包 弇’· ⑴一目標(64),提供具有一入口縫隙(90)與一出口縫隙 (92)之一室(84),透過此目標,一離子束可自百標上游通過. 至目標下游而朝向欲作植入之一晶圓;及 (ii)—伸長管(66),連接至該目標(64) ’該伸長管包含一 _____1___;_ 本紙张凡交逋用中國國家梂隼(CNS > A4规格(210X297公釐) . ;---f 裝-T-------訂-----1線 i (請先閲讀背面之注意事項再埃寫本頁) 經濟部中央揉率局貝工消费合作社印装 Μ ce D8 六、申請專利範圍 外f表面(86)與一內部表面(88),該內部表面係電氣偏壓並 具具有交替之面澍晶圓表面(128)與面對目標表面(13〇)。 9 .如申請專利範圔第8項之電子簇射器(62),其中 該內部表面(88)係齒狀。 1 0 .如申請專利範圍第8項之電子簇射器(62),其 中該內‘表面係偏壓至-6伏特。 1 1,.:如申請專利範圍第8項之電子簇射器(62),其. 中該內部表面(88)係由石墨組成。 1 2 ·如申請專利範圔第1 1項之電子簇射器(62), .其中該外部表面(86〉係由鋁組成》 1 3 ·如申請專利範圔第1 1項之電子簇射器(62), 其中該石墨內部表面包含一可替換之内部石墨襯墊。 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項之電子簇射器(62), 其中該可替換之內部石墨襯墊(88)係藉由固定物(89)所固定 至該外部表面(86)。 ·一種於離子植入器電子簇射器之目標/管組件 (62)中裝ίΗ申長管(66)的方法,該組件包含一目標(64)與附 接至其之伸長管(66),伸長管(66)具有至少部分由一可替換-之內部襯墊(88)所界定之一內部,該方法包含步驟: ,⑴自該伸長管(66)卸下目標(64)以露出內部襯墊(88); (ii)自該伸長管移去內部襯墊; Jiii)安裝一替換之內部襯墊於該伸長管中;且 Civ)重新附接該目標(64)至伸長管(66),其具有安裝於 ...其I內之替換內部襯墊。 ^____2___ ^紙張又度逋用中國國家揉準(CNS ) A4规格(210X297公釐) 7 一 裝一:-------訂-----1 線 (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) B8 Ο D8 六、申請專利範圍 j 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項之方法,其中該內部 襯墊與替換之內部襯墊係由石墨組成。 1 7 ·如申請專利範圍第1 6項之方法,其中該移去 及安裝体長管內部襯墊之步驟分別包含鬆開及旋緊固定物 (89)之步驟,固定物(89)將內部襯墊固定至伸長管。 -------7--:裝丨丨~----訂-----^-線-;· (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印装 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/929,180 US5903009A (en) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | Biased and serrated extension tube for ion implanter electron shower |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW391029B true TW391029B (en) | 2000-05-21 |
Family
ID=25457438
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW087113625A TW391029B (en) | 1997-09-08 | 1998-08-19 | Biased and serrated extension tube for ion implanter electron shower |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5903009A (zh) |
EP (1) | EP0901148B1 (zh) |
JP (1) | JP4614153B2 (zh) |
KR (1) | KR100372318B1 (zh) |
DE (1) | DE69836251T2 (zh) |
TW (1) | TW391029B (zh) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000133197A (ja) * | 1998-10-30 | 2000-05-12 | Applied Materials Inc | イオン注入装置 |
US6588208B1 (en) * | 2001-01-29 | 2003-07-08 | Technology Innovations, Llc | Wireless technique for microactivation |
US7066107B2 (en) * | 2001-08-28 | 2006-06-27 | Hynix Semiconductor Manufacturing America Inc. | Shielding system for plasma chamber |
US6827815B2 (en) * | 2002-01-15 | 2004-12-07 | Applied Materials, Inc. | Showerhead assembly for a processing chamber |
JP3690517B2 (ja) * | 2002-02-28 | 2005-08-31 | 住友イートンノバ株式会社 | イオン注入方法及びイオン注入装置 |
FR2849266A1 (fr) * | 2002-12-18 | 2004-06-25 | Gilles Borsoni | Machine de traitement uniforme de surfaces d'echantillons par projection d'ions multicharges |
US20040256215A1 (en) * | 2003-04-14 | 2004-12-23 | David Stebbins | Sputtering chamber liner |
KR100598102B1 (ko) * | 2004-05-12 | 2006-07-07 | 삼성전자주식회사 | 이온 주입 설비에 사용되는 이온 발생 장치 |
US7358508B2 (en) * | 2005-11-10 | 2008-04-15 | Axcelis Technologies, Inc. | Ion implanter with contaminant collecting surface |
GB2440414B (en) * | 2006-07-12 | 2010-10-27 | Applied Materials Inc | An ion beam guide tube |
JP2009081032A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Axcelis Technologies Inc | リボン形ビームを用いたイオン注入クラスターツール |
US7872247B2 (en) * | 2007-10-11 | 2011-01-18 | Applied Materials, Inc. | Ion beam guide tube |
US8330127B2 (en) * | 2008-03-31 | 2012-12-11 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Flexible ion source |
US8237135B2 (en) * | 2009-01-22 | 2012-08-07 | Axcelis Technologies, Inc. | Enhanced low energy ion beam transport in ion implantation |
JP6347414B2 (ja) | 2014-11-04 | 2018-06-27 | 日新イオン機器株式会社 | 質量分析電磁石 |
US11830705B2 (en) * | 2020-08-20 | 2023-11-28 | PIE Scientific LLC | Plasma flood gun for charged particle apparatus |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4560879A (en) * | 1983-09-16 | 1985-12-24 | Rca Corporation | Method and apparatus for implantation of doubly-charged ions |
US4804837A (en) * | 1988-01-11 | 1989-02-14 | Eaton Corporation | Ion implantation surface charge control method and apparatus |
JP2805795B2 (ja) * | 1989-02-13 | 1998-09-30 | 富士通株式会社 | イオンビーム照射装置 |
JP2704438B2 (ja) * | 1989-09-04 | 1998-01-26 | 東京エレクトロン株式会社 | イオン注入装置 |
JPH04653U (zh) * | 1990-04-13 | 1992-01-07 | ||
JP3149486B2 (ja) * | 1991-11-06 | 2001-03-26 | 日新電機株式会社 | イオン処理装置およびその使用方法 |
JP3054302B2 (ja) * | 1992-12-02 | 2000-06-19 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | イオン注入中の半導体ウェハにおける帯電を低減するプラズマ放出システム |
JP3367229B2 (ja) * | 1994-09-28 | 2003-01-14 | 日新電機株式会社 | イオン処理装置 |
US5656092A (en) * | 1995-12-18 | 1997-08-12 | Eaton Corporation | Apparatus for capturing and removing contaminant particles from an interior region of an ion implanter |
-
1997
- 1997-09-08 US US08/929,180 patent/US5903009A/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-08-19 TW TW087113625A patent/TW391029B/zh not_active IP Right Cessation
- 1998-09-04 EP EP98307136A patent/EP0901148B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-04 DE DE69836251T patent/DE69836251T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-07 KR KR10-1998-0036754A patent/KR100372318B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-09-08 JP JP25366998A patent/JP4614153B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4614153B2 (ja) | 2011-01-19 |
EP0901148A2 (en) | 1999-03-10 |
DE69836251T2 (de) | 2007-05-31 |
KR100372318B1 (ko) | 2003-05-12 |
KR19990029594A (ko) | 1999-04-26 |
EP0901148A3 (en) | 2000-08-30 |
DE69836251D1 (de) | 2006-12-07 |
EP0901148B1 (en) | 2006-10-25 |
US5903009A (en) | 1999-05-11 |
JPH11152565A (ja) | 1999-06-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW391029B (en) | Biased and serrated extension tube for ion implanter electron shower | |
US6271529B1 (en) | Ion implantation with charge neutralization | |
JP4013083B2 (ja) | 自浄式イオンビーム中和装置及びその内部表面に付着した汚染物質を清浄する方法 | |
JP4117507B2 (ja) | イオン注入装置、その内側表面からの汚染物質の除去方法とそのための除去装置 | |
JP2724488B2 (ja) | イオンビーム注入装置およびその制御方法 | |
JPH11238486A (ja) | イオン注入中の半導体ウェハにおける帯電を低減するプラズマ放出システム | |
TW200816255A (en) | Ion beam apparatus for ion implantation | |
EP2206137A1 (en) | Plasma electron flood for ion beam implanter | |
TW399239B (en) | Ion implanter electron shower having enhanced secondary electron emission | |
US9224580B2 (en) | Plasma generator | |
JP2007529877A (ja) | 高電流ガスクラスターイオンビーム処理システムにおけるビーム安定性向上方法及び装置 | |
EP0523983A1 (en) | An Ion Beam Neutralizer and an Ion Implantation System using the same. | |
US7223984B2 (en) | Helium ion generation method and apparatus | |
JP3758520B2 (ja) | イオンビーム照射装置および関連の方法 | |
TWI623016B (zh) | 電漿流槍與電漿迴路組件 | |
EP0095384A2 (en) | Vacuum deposition apparatus | |
JP4306444B2 (ja) | イオン質量分離装置 | |
TW556271B (en) | Helium ion generation method and apparatus | |
JPS58208122A (ja) | アモルフアスシリコン層の形成方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent | ||
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |