TWI479533B

TWI479533B - 用以在離子植入系統中減少粒子污染的設備及用以在將離子植入一或更多工件內之過程中減少粒子污染的方法

Info

Publication number: TWI479533B
Application number: TW099123437A
Authority: TW
Inventors: Neil Colvin
Original assignee: Axcelis Tech Inc
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2015-04-01
Also published as: TW201205635A

Description

用以在離子植入系統中減少粒子污染的設備及用以在將離子植入一或更多工件內之過程中減少粒子污染的方法

相關申請案之參照

本申請案主張對於2009年7月15日所申審，標題為「ADJUSTABLE LOUVERED PLASMA ENETRON FLOOD ENCLOSURE」之美國臨時申請案第61/225,843號案的優先權及權利，茲將該案內容依其整體而如完整陳述般按參考方式併入本案。

發明領域

本發明概略關於離子植入系統，並且尤其是有關一種用以在一離子植入系統中控制粒子污染的系統及方法。

在半導體元件和其他產品的製造過程裡，離子植入系統係用以將稱為摻質元素的不純物植入到半導體晶圓、顯示器面板或其他工件內。傳統的離子植入系統或離子植入器是以離子射束來對工件進行處置，藉以產生n或p型摻質範圍或是藉以在該工件裡構成鈍化層。當用以進行半導體摻質時，該離子植入系統注入一選定離子物種以產生所欲之不純材料。例如，植入自像是銻、砷或磷之來源材料所產生的離子可獲致n型不純材料晶圓。或另者，植入自像是硼、鎵或銦之材料所產生的離子則可在半導體晶圓中產生p型不純材料局部。

傳統的離子植入系統含有一離子來源，此者可將所欲摻質元素離子化，然後將其加速以構成具有預定能量的離子射束。該離子射束係經導向於該工件的表面處藉以將該摻質元素植入於該工件。該離子射束的能量離子穿透該工件的表面，所以該等能夠被嵌入於該工件材料的結晶晶格裡，從而構成擁有所欲導體性的範圍。該植入製程通常是在高真空處理室中進行，如此可避免離子射束因撞擊到殘餘氣體分子而分散，並且可將工件因氣載粒子所造成之污染的風險降至最低。

離子劑量和能量為兩項通常用來定義一離子植入的變數。離子劑量係關聯於針對一給定半導體材料之所植入離子的濃度。一般說來，高電流植入器(通常為大於10毫安培(mA)的離子射束電流)係用於高劑量植入，而中電流植入器(通常可達約1mA的射束電流)則是運用於較低劑量的應用項目。離子能量是用來控制半導體元件內的接合深度。組成該離子射束之離子的能量決定所植入離子深度的程度。高能量製程，像是用以在半導體元件中構成逆行井者，通常會需要達數百萬電子伏特(MeV)的植入，而淺型接合可僅要求低於1仟電子伏特(keV)的能量。

而半導體元件愈來愈小的持續趨勢會需要具備能夠以低能量來遞送高射束電流之離子來源的植入器。高射束電流可提供必要的劑量位準，而同時低能量位準則能夠進行淺型植入。例如，在互補性氧化金屬半導體(CMOS)元件內的源極/汲極接合即要求此一高電流、低能量的應用方式。

本發明可藉由提供一種用以在一離子植入系統中減少粒子污染的方法來克服先前技藝的多項限制。故而在後文中呈現本發明的簡述概要以利基本地瞭解本發明的部份特點。此概要並非本發明的整體觀點。然絕非欲藉其以識別本發明的關鍵或重大要素，亦非為以界定本發明範疇。其目的乃為按簡化形式以呈現本發明的部份概念而作為後文中進一步闡釋之詳細說明的前言。

本發明概略針對於一種用以在一離子植入系統中減少粒子污染的設備及方法。根據其一特點，茲提供一種設備，其中包含一經組態設定以沿該離子植入系統之射束線所駐存的外殼。該外殼具有一入口、一出口和至少一具有複數個經定義於其內之進氣口葉片的側邊。例如，該等複數個進氣口葉片在當按該離子射束之行旅方向上測量時係相對於該離子射束而斜角化小於約90度。在一特定範例裡，該等複數個進氣口葉片係相對於該射束線而按45到55度之間斜角化。

該外殼可例如含有碳質，其中可將對該射束線的污染最小化。在另一範例裡，該外殼係經接地，或者相對於該離子植入系統而經提供以一偏壓。該射束線經由該入口進入該外殼並且經由該出口離開該外殼，其中該至少一進氣口葉片式側邊的複數個進氣口葉片係經組態設定以機械方式過濾一沿該射束線而行旅之離子射束的邊緣。在另一範例裡，該外殼含有一電漿電子潮外殼，其中一或更多電極係經組態設定以將電子供應予該電漿電子潮外殼內的離子射束，而在其內控制所予植入之基板上的電荷。

在一特定範例裡，該外殼包含兩個概為彼此相對所設置的進氣口葉片式側邊。例如，當垂直於該射束線所測量時，該外殼的入口及出口概為由該等兩個進氣口葉片式側邊相對於彼此的位置所定義。在另一範例裡，至少一進氣口葉片式側邊為可調整地架置，其中該外殼之入口及出口一或更多者的寬度係依照該至少一進氣口葉片式側邊的位置而為可調整並且可控制。例如，該等兩個進氣口葉片式側邊各者含有一與該外殼之入口相關聯的個別樞軸，其中該等兩個進氣口葉片式側邊係經組態設定以樞繞於該個別樞軸，其內控制該外殼之出口的寬度。例如，控制該等進氣口葉片式側邊之至少一者的位置可於其內控制該外殼之入口及出口至少一者的寬度。

在另一範例裡，該外殼包含兩個位在相對彼此非平行平面內的進氣口葉片式側邊，其中該外殼之入口的寬度概為由位於該外殼上游處之解析孔徑的寬度所定義，並且該外殼之出口的寬度則概略由位於一工件緊隨上游處之射束線出口孔徑的寬度所定義。

根據又另一範例，該外殼進一步含有頂側，此者概於該等兩個進氣口葉片式側邊之間裹封該外殼的頂部。例如，該頂側包含一含有碳質的穿孔或非穿孔平板。在另一範例裡，該頂側具有複數個經定義於其內的進氣口葉片。例如，該外殼之頂側的位置概可定義該外殼之上游孔徑(即如該入口)及下游孔徑(即如該出口)的一或更多者。例如，最靠近該外殼之入口的進氣口葉片概可提供一射束定義孔徑，其中可將位在下游構件上的射束撞擊以及後續濺鍍及/或鍍置予以最小化或消除。在又另一範例裡，可進一步提供一概略裹封該外殼之底下局部的底側，其中該底側概於該等兩個進氣口葉片式側邊之間延伸。例如，該底側含有複數個穿孔，其中該等複數個穿孔可運作以讓污染物能夠藉由重力而離開該外殼。

在此進一步提供一種用以減少粒子污染的方法，其中該至少一進氣口葉片式側邊的複數個進氣口葉片可以機械方式過濾離子射束的邊緣，並且自該射束線移除一或更多污染物。

為達到前揭與其他目的，本發明含有後文中完整說明並於申請專利範圍中特定指明的特性。後文說明及所附圖式詳細敘述本發明的一些示範性具體實施例。然該等具體實施例僅表示其中得以運用本發明原理之眾多方式的少數項目。當併同於隨附圖式時，將即能自後載之本發明詳細說明顯見本發明的其他目的、優點和新式特性。

本發明概為針對一種用以在將離子植入一或更多工件內的過程中減少粒子污染的設備及方法。尤其，該方法提供一沿離子植入系統之射束線所供置的外殼，其中複數個進氣口葉片概可減少在該工件處的粒子污染物。據此，本發明現將參照於圖式所描述，其中全篇裡類似參考編號係用以參指相仿部件。應瞭解該等特點之說明僅為示範性，並且不應以限制性質所解讀。為達解釋之目的，後文說明裡述明眾多特定細節以供通徹瞭解本發明。然熟諳本項技藝之人士將能顯知確可實作本發明而無須此等特定細節。

圖1說明一示範性離子植入系統10，其中該離子植入系統含有一終端12、一射束線組件14以及一末端站台16。該終端12含有一由電力供應器22所供電的適當離子來源20，其中該終端係經組態設定以產生一離子射束24，並予導引穿過該射束線組件14而最終地到達該末端站台16。例如，射束線組件14具有一射束導引26和一與其相關聯的質量分析器28，其中建立一雙極磁場藉以僅讓具備適當電荷對質量比的離子通過位於該射束導引26之出口末端處的孔徑30而抵達一經設置在該末端站台16內的工件32(即如一半導體晶圓、顯示器面板等等)。

在一些實例裡，像是短型射束線、高電流筆形射束離子植入系統，可在該工件32的緊隨上游處利用一電漿電子潮(PEF) 34來控制該工件上的電荷，並且控制空間電荷同時消除射束膨脹情況。然本案發明人瞭解運用PEF 34須牽涉到其內構成該電漿的外殼36。例如，該外殼36可將電子漏失最小化並裹封該電漿潮，其內通常可避免該PEF 34內所運用的離子化氣體(未予圖示)接觸到該系統10裡其他位置的高電壓特性(未予圖示)，如此嘗試在整個離子植入系統上限阻粒子及金屬污染。

不過，在將離子植入到該工件32內的過程中，通常會隨時間而自該離子射束24產生出各種污染物(未予圖示)，同時撞擊且附著於或是沉積在各種構件38上，像是該孔徑30和沿該射束路徑所設置的PEF外殼36。例如，離子與各種構件38的碰撞可能會將污染物(未予圖示)進一步濺鍍至位在沿該射束路徑的其他表面40上，並且該離子射束24可將該等污染物進一步傳移至該工件32。

圖2按區塊圖形式說明另一示範性離子植入系統100，其中該示範性離子植入系統適用於實作本發明的一或更多特點。該系統100包含一離子植入設備101，此者含有一離子來源102，藉以產生擁有一量值而可運作以沿一路徑或射束線P行旅的離子，如此定義一離子射束103以將離子植入至該工件104內(即如一半導體晶圓、顯示器面板等等)。例如，該離子來源102通常含有一電漿室105、一處理氣體來源106及一電力來源108，其中可藉由自該電力來源施加電力以在該電漿室裡從該處理氣體產生帶正電荷的離子。該處理氣體來源106可包含一來源材料，像是可離子化氣體或是先前既經汽化的經汽化固體來源材料或物種。對於該工件104的n型植入，該等來源材料可例如包含硼、鎵或銦。而對於p型植入，該等來源材料則可例如包含砷、磷或銻。

該離子來源102進一步包含一與其相關聯的擷取組件109，其中在當對其施加擷取電壓V_Extract 時可自該離子來源擷取出帶電離子。一擷取電力來源110可運作以提供該擷取電壓V_Extract ，其中可對該擷取電壓進一步調變。一射束線組件112係經進一步供置於該離子來源102的下游處，其中該射束線組件概可接收該等帶電離子。該射束線組件112可例如含有一或更多構件114，像是射束導引116、質量分析器118及孔徑120，其中該等一或更多構件114可運作以構成並塑形該離子射束103。

例如，該質量分析器118可進一步包含像是磁鐵(未予圖示)的場域產生構件，其中該質量分析器通常跨於該離子射束103提供一磁場，故而能夠依照該等離子的電荷對質量比而按可改變的投射路線以偏折來自於該離子射束的離子。例如，行旅通過該磁場的離子會體驗到一力度，此力度可沿該射束路徑P導引具有所欲電荷對質量比的個別離子，同時偏折具有非所欲電荷對質量比的離子而離於該射束電路。一旦通過該質量分析器118後，該離子射束103即被導引穿過該孔徑120，其中該離子射束通常受到限制以產生供以植入至該工件104內的簡緻射束。

該離子植入系統100進一步包含一末端站台122，而該工件104通常為駐存於其中。在積體電路元件、顯示器面板及其他產品的製造過程裡，一般會希望能夠跨於該工件104的整個表面上均勻地植入摻質物種。因此，該離子植入設備101可經組態設定以將離子植入至一單一工件104內(即如一「序列式」離子植入器)，其中該工件通常為駐存於一位在該末端站台122內的底座或夾頭上(未予圖示)。或另者，該離子植入設備101可經組態設定以將離子植入多個工件104之內(即如「批次」離子植入器)，其中該末端站台122含有一轉盤(未予圖示)，而多個工件係在其上相對於該離子射束103所移位。應注意任何能夠運作以自一離子來源擷取離子並將其等植入在一或更多工件內的離子植入設備皆被視為歸屬於本發明範疇內。然本發明既經顯示為特定地適用於具有相對微短射束線長度的離子植入系統100(即如高電流離子植入系統)。

在一範例裡，該離子植入設備101進一步含有一概沿該離子射束103之路徑P所設置的進氣口葉片式外殼124。在一範例裡，該進氣口葉片式外殼124通常為駐存於該射束線組件112與該末端站台122之間，然該進氣口葉片式外殼可另替地駐存於該電漿室105與該質量分析器118之間。例如，該進氣口葉片式外殼124可運作以在該離子射束進入該末端站台122前先以機械方式過濾或「裁剪」該離子射束103的邊緣，即如後文中進一步詳述者。在一特定範例裡，該進氣口葉片式外殼124含有一電漿電子潮(PEF)外殼126，此者位於該孔徑120沿該離子射束路徑P的下游處，其中該PEF外殼係經組態設定以將電子提供予該離子射束103，並且也控制與該離子射束相關聯的空間電荷，藉以控制離子射束膨脹或擴增，同時控制所予植入之工件104上的電荷積構情況。

該離子植入系統100進一步含有一控制器128，其中該控制器可運作以控制該離子植入設備101。例如，該控制器128可運作以控制用於產生離子的電力來源108，以及該擷取電力來源110，其中該離子射束路徑P概受控制。而除其他項目外，該控制器128可進一步運作以調整與該質量分析器118相關聯之磁場的強度和指向。在另一範例裡，該控制器128可進一步運作以控制該工件104在該離子植入設備101內的位置，並且可經進一步組態設定以控制該進氣口葉片式外殼124相對於該離子射束路徑P的位置及/或指向。將能瞭解該控制器128可包含處理器、電腦系統及/或操作者以利整體地控制該系統100(即如一電腦系統併同於操作者的輸入)。

現參照圖3，其中說明一示範性離子植入設備200，像是圖2所示設備101，其中進一步地詳細顯示該示範性離子植入設備。圖4甚以更進一步細節來說明該離子植入設備200。應再度地注意到該離子植入設備200雖經顯示為其一範例，然確能利用其他各種類型的離子植入設備和系統，像是高能量系統、低能量系統或其他的離子植入系統，以實作本發明，同時所有該等系統皆應被視為歸屬於本發明範疇內。

圖3及4的離子植入系統200可例如含有一終端212、一射束線組件214以及一末端站台216(即如共集地稱為處理室)，其中該離子植入系統通常是藉由圖3所示之一或更多真空幫浦218而處於真空狀態下。例如，該終端212包含一由來源電力供應器222所供電的離子來源220，以及一由擷取電力供應器226所供電的擷取組件224，藉以自該離子來源220擷取離子並且將所擷取的離子射束210提供至該射束線組件214。例如，該擷取組件224，且併同於該射束線組件214，可運作以將離子導引朝向一經駐存於該末端站台216內之支架229上的工件228，藉以按一給定能量位準進行其植入作業。

在一範例裡，該離子來源220含有一電漿室(未予圖示)，其中處理材料M_source 的離子會被按一高正電位V_source 所激能化。應注意這通常會產生正離子，然本發明亦適用於其中是由該來源220產生負離子的系統。該擷取組件224進一步含有一電漿電極230以及一或更多擷取電極232，其中該電漿電極係相對於該等一或更多擷取電極所偏壓，然相對於該離子來源220內的電漿為浮動(即如該電漿電極相對於該工件228為120kV，其中該工件通常係經接地)。例如，該等一或更多擷取電極232係依一小於該電漿電極230之電壓的電壓所偏壓(即如0-100kV的擷取電壓V_Extract )。在該等一或更多擷取電極232處相對於該電漿的負相對電位會產生一靜電場，此場域可運作以擷取正離子並予加速離開該離子來源220。例如，該等一或更多擷取電極232具有一或更多與其相關聯的擷取孔徑234，其中帶正電荷的離子經由該等一或更多擷取孔徑離開該離子來源220以構成該離子射束210，並且其中所擷取離子之速度通常是由經提供予該等一或更多擷取電極的電位V_Extract 來決定。

根據本發明之一示範性特點，該射束線組件214含有一射束導引235，此者具備一靠近該離子來源220的入口(即如與該擷取孔徑234相關聯)，和一具有解析平板236的出口，以及一質量分析器238，此者可接收所擷取的離子射束210，並且產生一雙極磁場以僅讓具有適當電荷對質量比或其範圍的離子(即如一經質量分析而具備含有所欲質量範圍之離子的離子射束)通過前往經駐存於該末端站台216內的工件228。該離子來源220內之來源材料的離子化可產生具有所欲原子質量之帶正電荷離子的物種。然除所欲離子物種以外，該離子化程序也會產生一定比例擁有其他原子質量的離子。具有高於或低於該適當原子質量之原子質量的離子並不適用於此植入作業，並且稱之為非所欲物種。由該質量分析器238所產生的磁場通常會令該離子射束210內的離子按曲型的投射路線移動，並因此該磁場係經建立而使得只有具備等於該所欲離子物種之原子質量的離子能夠行經該射束路徑P且抵達該末端站台216。

根據本發明之另一特點，位在圖3射束導引235之出口處的解析平板236可併同於該質量分析器238而運作，藉以自該離子射束210消除非所欲離子物種，此非所欲離子物種擁有接近於，然並非等同於，該所欲離子物種之原子質量的原子質量。例如，該解析平板236可由玻璃體石墨或者其他像是鎢或鉭的材料所製成，並且含有一或更多長型孔徑240，其中該離子射束210內的離子在當離開該射束導引235時即通過該孔徑。在該解析平板236處，離子自該離子射束210之路徑P的分散(即如P’處所示者)係於其最小值，其中該離子射束的寬度(P-P’)在該離子射束210通過該解析孔徑240處時為最小值。

即如前述，圖3質量分析器238之磁場的強度和指向，以及自該離子來源220所擷取之離子的速度，是由圖2的控制器所建立，使得通常僅具有等於該所欲物種之原子重量(或電荷對質量比)的原子重量之離子將能行經該預定、所欲離子射束路徑P而前往該末端站台216。擁有遠大於或遠小於該所欲離子原子質量之原子質量的非所欲離子物種則會被大幅偏折並撞擊到圖3射束導引235的外殼242。

不過，若該非所欲離子的原子質量緊密地近似於該所欲離子的原子質量，則該非所欲離子的投射路線將只會略微地偏折於所欲射束路徑P。從而，這種具有些略地偏折於該所欲射束路徑P的非所欲離子會有撞擊到該解析孔徑236之上游面向表面244的傾向。在一減速離子植入系統裡(稱為「減速模式」)，該射束路徑P的長度相當地微短。在此一系統中，會在該解析平板236的下游處設置如圖4的減速壓制平板246，其中電性偏壓概可將該離子射束予以減速並且防止電子沿該射束線P朝上游行旅。而在該減速壓制平板246的下游處可進一步設置一接地平板248。例如，當光學元件係經實作為該減速壓制平板246和該接地平板248的一部份時，可藉由將一適當電壓施加於該減速壓制平板以在Y座標上進一步聚焦該離子射束。

根據本範例，可在該解析平板236的下游處(即如也是在該減速壓制平板246和該接地平板248的下游處)提供一進氣口葉片式外殼250，其中該進氣口葉片式外殼含有一PEF外殼252。在該離子植入設備200的操作過程中，污染物材料，像是非所欲的離子物種、濺鍍碳質的剝離物或是來自該解析孔徑236、射束導引235等等、摻質材料及/或來自該離子來源220之材料的所沉積射束物種，以及來自該工件228的濺鍍光阻與矽質，都將會傾向於積構在表面254上。尤其，在將低能量離子重複地植入於工件228內之後，該解析平板236的上游面向表面244將趨向於積構污染物(未予圖示)。或另者，較高能量離子射束將會傾向將碳質或其他污染物濺鍍在位於該解析平板236上游及下游處的構件。此外，來自該等工件228本身的光阻材料也可能會積構在該離子植入設備200的內部表面上。

傳統上，在該等構件256，像是該解析平板236，之表面上的污染物材料積構會傾向於最終在植入過程中出現剝落，故而產生不利的電性放電和粒子問題。同時，在該解析孔徑240附近的污染物積構會進一步使得靠近該射束路徑P’之外部端緣的所欲離子撞擊並逐離所積構的污染物。此等經逐離污染物可進一步行旅至該工件228表面上，從而潛在地對最終所植入工件造成各種非所樂見的效應。

圖5-9說明一示範性進氣口葉片式外殼250的各種視圖，其中該進氣口葉片式外殼具有一入口260、一出口262，以及至少一具有複數個經定義於其內之進氣口葉片266的進氣口葉片式側邊264。該進氣口葉片式外殼250可例如由碳質所組成，其中可將污染情況降至最低。在另一範例裡，該進氣口葉片式外殼250為浮動(即如未經電性偏壓)、係經接地，或是相對於該離子植入系統200而經偏壓。例如，圖3射束線P可通過圖5-8進氣口葉片式外殼250的入口260及出口262，其中該至少一進氣口葉片式側邊264的複數個進氣口葉片266係經組態設定以按機械方式過濾圖3中沿該射束線P而行旅之離子射束的邊緣。例如，最靠近該外殼250之入口260的進氣口葉片267通常提供一射束定義孔徑，其中可將在下游構件上的射束撞擊以及後續的污染物濺鍍及/或鍍置最小化或予以消除。

即如圖7及8所示，該外殼250例如含有兩個概為彼此相對設置的進氣口葉片式側邊264A及264B。該等兩個進氣口葉片式側邊264A及264B位於彼此互相非平行的平面內。根據本範例，該外殼250之入口260的寬度268概為由圖3中位於該外殼上游處之接地孔徑248的寬度所定義，並且該外殼之出口262的寬度270概略定義緊隨於圖3工件228上游處之射束線P的出口孔徑。因此，圖7外殼250之入口260及出口262的個別寬度268及270例如在當按垂直於該射束線P(即如沿X座標)所測量時概為由該等兩個進氣口葉片式側邊264A及264B相對於彼此的位置所定義。

根據另一範例，該等進氣口葉片式側邊264A及264B的至少一者係經可調整地架置，其中該外殼250之入口260及出口262的一或更多者之寬度268及270可為選擇性加以調整。例如，該等兩個進氣口葉片式側邊264A及264B各者包含一與該外殼之入口260相關聯的個別樞軸272A及272B，即如圖7所示者，其中該等兩個進氣口葉片式側邊係經組態設定以樞繞於個別樞軸，而其內控制該外殼之出口的寬度270。例如，該等進氣口葉片式側邊264A及264B的樞繞是以人工控制，或是經由一伺服機制(未予圖示)而被圖3控制器128所控制，該機制可運作耦接於該等進氣口葉片式側邊。從而，該等進氣口葉片式側邊264A及264B係經組態設定以選擇性地按機械方式過濾在圖3中通過該進氣口葉片式外殼250之離子射束210的個別邊緣。

根據本發明的另一示範性特點，即如至少圖5中所示，該進氣口葉片式外殼250進一步含有一頂側274，此者可在該等兩個進氣口葉片式側邊264A及264B之間概略地裹封該外殼的頂上局部276。在一範例裡，該頂側274進一步含有複數個經定義於其內的葉片或進氣口葉片278(即如經標示為278a、...、278n者，其中n為任何正整數)。按照類似於該等進氣口葉片式側邊264A及264B之進氣口葉片266的方式，該頂側274的進氣口葉片278係經組態設定以按機械方式過濾圖3中通過該進氣口葉片式外殼250之離子射束210的頂部邊緣(未予圖示)。

根據又另一示範性特點，圖5之進氣口葉片式外殼250可例如含有一底側279，其中該底側可在該等兩個進氣口葉片式側邊264A及264B之間概略地裹封該外殼的底下局部280。在一具體實施例裡，該進氣口葉片式外殼250的進氣口葉片式側邊264A及264B、頂側274以及底側280可經組態設定以例如，當運用該進氣口葉片式外殼作為PEF外殼252時，能夠將自該進氣口葉片式外殼的電子漏失概略地最小化。例如一或更多電極(未予圖示，該等位於圖9的範圍281內)係經組態設定以將一電壓施加予該電漿電子潮外殼252內的離子射束210，俾於其內控制其內離子射束210的空間電荷並且對其提供電子，即如熟諳本項技藝之人士所將能瞭解者。從而，該PEF外殼252概能防止該離子射束210的離子以及來自一PEF電弧室(未予圖示，此者位於圖9的範圍281內)的離子不致於朝向任何其他位在該PEF外殼鄰近處的高電壓饋通(未予圖示)行進。

根據又另一範例，即如圖9所示，該出口孔徑262的頂部282係例如概為由該進氣口葉片式外殼250之頂側274和該出口孔徑的一或更多者所定義。根據一範例，該頂側274上的最遠下游進氣口葉片278n概略定義該出口孔徑262的高度283，即如圖10所示者。例如，在圖10的進氣口葉片式外殼285裡，該頂側274為非平行於該底側279。或另者，該出口孔徑262的高度283是由該出口孔徑本身所定義，其中該頂側274概為位於與該底側279相平行的平面內，即如圖9所示者。在又另一範例裡，該頂側274的第一進氣口葉片278a是位在與圖3接地孔徑248之頂部相同的平面上。而在又另一替代項目中，該頂側274包含一鄰近、非穿孔平板(未予圖示)。

在操作過程中，即如圖8所示，該離子射束210例如通過該進氣口葉片式外殼250，其中該離子射束的邊緣284係經由複數個進氣口葉片266機械方式過濾或裁剪。因此，該等複數個進氣口葉片266可將粒子污染286(即如圖7所示者)自該進氣口葉片式外殼250的內部安全地導引至外部環境289。不過，可能會隨著時間而在該等進氣口葉片266的邊緣288上出現粒子污染286的積構，而其中粒子污染物剝落為該進氣口葉片式外殼250下游處的潛在問題。因此，根據另一示範性特點，該底側280含有複數個穿孔290，即如圖7-10所示者。例如，該等複數個穿孔290概為所准通的粒子污染286，此者自該進氣口葉片式外殼250的表面292剝離而(即如透過重力)經由該等複數個穿孔落至外部環境289，因此有利地減少粒子污染被傳移到圖3工件228的可能性。

根據又另一示範性特點，圖5-10的複數個進氣口葉片266係按，當在該離子射束(即如圖8的離子射束210)的行旅方向上測量時，相對於該射束線而小於約90度所斜角化。在一特定範例裡，該等複數個進氣口葉片係相對於該射束線P以約45度與55度之間所斜角化。如此，粒子污染286會被自該進氣口葉片式外殼250朝外導引，其中動量可概將粒子污染(以及該離子射束的經過濾邊緣284)傳送至外部環境289。

根據本發明另一特點，圖11說明一種用以在一離子植入系統中減少粒子污染傳入工件內的示範性方法300。該示範性方法在此雖是以一系列的動作或事件所說明且描述，然應瞭解本發明並不受限於此等動作或事件的所述次序，理由是根據本發明，除在此所顯示及說明者外，部份的步驟可為按不同次序及/或與其他步驟共同地進行。同時，並非全部的所示步驟皆為實作根據本發明之方法所必要者。此外，將能瞭解該等方法可為關聯於本揭所敘述和說明的系統，以及關聯於其他未加說明之系統，而實作。

即如圖11所示，該方法300開始於在動作305處提供一離子植入系統，其中該離子植入系統係經組態設定以經由一離子射束將離子植入於一或更多的工件內，像是圖2-4的離子植入系統100或200。該離子植入系統包含一外殼，此者係經組態設定以沿該離子植入系統的射束線路徑駐存，其中該外殼具有一入口、一出口以及至少一具有複數個經定義於其內之進氣口葉片的進氣口葉片式側邊，像是圖5-9的外殼250及/或圖10的進氣口葉片式外殼285。

在圖11的動作310裡，該離子射束通過該外殼的入口及出口，其中該至少一進氣口葉片式側邊的複數個進氣口葉片以機械方式過濾該離子射束的邊緣。在動作315中，可自該外殼移除一或更多與該離子射束之機械過濾相關聯的污染物。例如，一旦通過該外殼的底側後，該等一或更多污染物可像是透過圖7-10的穿孔290而被進一步隔離於該離子植入系統。在另一範例裡，該等進氣口葉片式側邊之至少一者的位置係經控制，而於其內控制該外殼之入口及出口一或更多者的寬度，並因此控制離開該外殼之離子射束的寬度。

本發明雖既已參照於(多項)較佳具體實施例所顯示及說明，然應能顯知熟諳本項技藝之人士在當閱讀並瞭解本規格文件和隨附圖式之後確能進行等同替換與修改。尤其是針對於由前述構件(組件、元件、電路等等)所執行的各種功能，除另述明者外，該等用於描述此等構件的詞彙(包含對於「裝置」之指稱)係欲以對應於任何執行該所述構件之特定功能的構件(亦即具備功能等同性)，即使是在結構上並非等同於本揭所述之示範性本發明具體實施例中執行該項功能的所揭示結構者亦然。此外，本發明之其一特定特性雖僅係按照多項具體實施例之其一者所揭示，然此一特性確能針對任何給定或特定應用項目而視需求及有利條件合併於其他具體實施例的一或更多其他特性。

10．．．離子植入系統

12．．．終端

14．．．射束線組件

16．．．末端站台

20．．．離子來源

22．．．電力供應器

24．．．離子射束

26．．．射束導引

28．．．質量分析器

30．．．孔徑

32．．．工件

34．．．電漿電子潮(PEF)

36．．．外殼

38．．．構件

40．．．表面

100．．．離子植入系統

101．．．離子植入設備

102．．．離子來源

103．．．離子射束

104．．．工件

105．．．電漿室

106．．．處理氣體來源

108．．．電力來源

109．．．擷取組件

110．．．擷取電力來源

112．．．射束線組件

114．．．構件

116．．．射束導引

118．．．質量分析器

120．．．孔徑

122．．．末端站台

124．．．進氣口葉片式外殼

126．．．電漿電子潮(PEF)外殼

128．．．控制器

200．．．離子植入設備

210．．．所擷取的離子射束

212．．．終端

214．．．射束線組件

216．．．末端站台

218．．．真空幫浦

220．．．離子來源

222．．．來源電力供應器

224．．．擷取組件

226．．．擷取電力供應器

228．．．工件

229．．．支架

230．．．電漿電極

232．．．擷取電極

234．．．擷取孔徑

235．．．射束導引

236．．．解析平板

238．．．質量分析器

240．．．長型解析孔徑

242．．．外殼

244．．．上游面向表面

246．．．減速壓制平板

248．．．接地平板

250．．．進氣口葉片式外殼

252．．．PEF外殼

254．．．表面

256．．．構件

260．．．入口

262．．．出口孔徑

264、264A、264B．．．進氣口葉片式側邊

266．．．進氣口葉片

267．．．進氣口葉片

268‧‧‧寬度

270‧‧‧寬度

272A、272B‧‧‧樞軸

274‧‧‧頂側

278A‧‧‧第一進氣口葉片

278B‧‧‧第二進氣口葉片

278n‧‧‧最遠下游進氣口葉片

279‧‧‧底側

280‧‧‧底下局部

281‧‧‧範圍

282‧‧‧頂部

283‧‧‧高度

284‧‧‧邊緣

285‧‧‧進氣口葉片式外殼

286‧‧‧粒子污染

288‧‧‧邊緣

289‧‧‧外部環境

290‧‧‧穿孔

292‧‧‧表面

300‧‧‧在一離子植入系統中減少粒子污染傳入工件內的方法

P、P’‧‧‧射束路徑

圖1為一傳統離子植入系統的平面視圖。

圖2為一根據本發明其一特點之示範性離子植入系統的系統層級區塊圖。

圖3為一根據本發明另一特點之示範性離子植入系統的平面視圖。

圖4為一根據本發明又另一特點之示範性離子植入系統的細部平面視圖。

圖5為一根據本發明又另一特點之示範性進氣口葉片式外殼的外觀視圖。

圖6為一圖5所示而移除一頂部及側邊之進氣口葉片式外殼的外觀視圖。

圖7為一(根據另一特點)圖5所示之進氣口葉片式外殼的截面視圖。

圖8為一(根據本發明另一特點)圖7所示之進氣口葉片式外殼而說明一離子射束經此通過的另一截面視圖。

圖9為一(根據又另一特點)圖5所示之進氣口葉片式外殼的側邊截面視圖。

圖10為另一具有一傾斜頂側之示範性進氣口葉片式外殼的另一側邊截面視圖。

圖11為一(根據本發明之另一示範性特點)用以在將離子植入一或更多工件內之過程中減少粒子污染的示範性方法區塊圖。

250．．．進氣口葉片式外殼

260．．．入口

262．．．出口孔徑

264A、264B．．．進氣口葉片式側邊

266．．．進氣口葉片

274．．．頂側

278A．．．第一進氣口葉片

278B．．．第二進氣口葉片

278n．．．最遠下游進氣口葉片

279．．．底側

280．．．底下局部

284．．．邊緣

P．．．射束路徑

Claims

一種用以在一離子植入系統中減少粒子污染的設備，該設備包含一外殼，此者係經組態設定以沿該離子植入系統的射束線所駐存，其中該外殼具有一入口、一出口和至少一具有複數個經定義於其內之進氣口葉片的側邊，其中該射束線通過該等入口及出口，並且其中該至少一進氣口葉片式側邊的複數個進氣口葉片係經組態設定以機械方式過濾一沿該射束線而行旅之離子射束的邊緣，其中該等複數個進氣口葉片當在該離子射束之行旅方向上測量時係按相對於該射束線小於約90度所斜角化。
如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該外殼包含兩個概為彼此相對所設置的進氣口葉片式側邊。
如申請專利範圍第2項所述之設備，其中該外殼之入口及出口的個別寬度在當垂直於該射束線而測量時概由該等兩個進氣口葉片式側邊相對於另一者的位置所定義。
如申請專利範圍第3項所述之設備，其中該等進氣口葉片式側邊的至少一者係經可調整地架置，其中該外殼之入口及出口的一或更多者的寬度為可調整。
如申請專利範圍第4項所述之設備，其中該等兩個進氣口葉片式側邊包含一與該外殼之入口相關聯的個別樞軸，其中該等兩個進氣口葉片式側邊係經組態設定以樞繞於該個別樞軸，其內控制該外殼之出口的寬度。
如申請專利範圍第3項所述之設備，其中該等兩個進氣口葉片式側邊位在相對於彼此為非平行的平面內。
如申請專利範圍第6項所述之設備，其中該外殼之入口的寬度概為由位於該外殼上游處之一孔徑的寬度所定義，並且其中該外殼之出口的寬度概略定義位於一工件緊隨上游處之射束線的出口孔徑。
如申請專利範圍第3項所述之設備，其中該入口的寬度小於該出口的寬度。
如申請專利範圍第2項所述之設備，進一步包含一於該等兩個進氣口葉片式側邊之間概略裹封該外殼之頂上局部的頂側。
如申請專利範圍第9項所述之設備，其中該頂側包含一非穿孔平板。
如申請專利範圍第9項所述之設備，其中該頂側包含一具有經定義於其內之複數個進氣口葉片的頂部進氣口葉片式側邊。
如申請專利範圍第11項所述之設備，其中該等複數個進氣口葉片中之一或更多者在該頂側裡最靠近該出口者定義一出口孔徑的頂部。
如申請專利範圍第11項所述之設備，其中該等複數個進氣口葉片中之一或更多者在該頂側裡最靠近該入口者是位在與一上游孔徑相同的高度處。
如申請專利範圍第2項所述之設備，進一步包含一於該等兩個進氣口葉片式側邊之間概略裹封該外殼之底下局部的底側。
如申請專利範圍第14項所述之設備，其中該底側包含複數個穿孔。
如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該外殼是由碳質所組成。
如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該外殼包含一電漿電子潮外殼，其中一或更多電極係經組態設定以對該電漿電子潮外殼內的離子射束施加一電壓，而在其內控制其內之離子射束的電荷。
如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該等至少一進氣口葉片式側邊之至少一者為可調整地架置，其中該外殼之入口及出口一或更多者的寬度為可調整。
如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該外殼並非相對於該離子植入系統而電性接地或偏壓。
一種用以在將離子植入一或更多工件內之過程中減少粒子污染的方法，該方法包含：提供一離子植入系統，藉以經由一離子射束將離子植入於一或更多工件內，其中該離子植入系統包含一外殼，此者係經組態設定以沿該離子植入系統的射束線路徑駐存，其中該外殼具有一入口、一出口及至少一具有複數個經定義於其內之進氣口葉片的進氣口葉片式側邊；以及令該離子射束通過該外殼的入口及出口，其中該至少一進氣口葉片式側邊的複數個進氣口葉片以機械方式過濾該離子射束的邊緣並自該射束線移除一或更多污染物。
如申請專利範圍第20項所述之方法，其中該外殼包含兩個概為彼此相對所設置的進氣口葉片式側邊，並且其中該外殼之入口及出口的個別寬度在當垂直於該射束線所測量時係概為由該等兩個進氣口葉片式側邊相對於彼此的位置所定義，該方法進一步包含：控制該等進氣口葉片式側邊之至少一者的位置，而於其內控制該外殼之入口及出口一或更多者的寬度。
如申請專利範圍第21項所述之方法，其中該外殼進一步包含一於該等兩個進氣口葉片式側邊之間概略裹封該外殼之底下局部的底側，並且其中該底側包含複數個穿透於此的穿孔，其中重力強制一或更多污染物通過該等複數個穿孔，該方法進一步包含：一旦該等一或更多污染物通過該外殼的底側後，將該等一或更多污染物隔離於該離子植入系統。