TWI761866B - 抽取組及工件加工系統 - Google Patents

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Abstract

本揭露提供一種抽取組及一種工件加工系統。所述抽取 組包括抽取板、阻擋器及用於阻擋器的固持機構。所述抽取組包括抽取板，所述抽取板能夠由塗佈有陶瓷材料的鈦構造而成。抽取板使用插銷附裝到離子源。抽取板還包括位於其內表面中的隆起輪廓，所述隆起輪廓用於將阻擋器固定到抽取板的內表面。阻擋器的端部通過設置在抽取開孔的相對兩側上的兩個固持器而固定。用於將抽取板附裝到離子源的機構還改善抽取板的溫度均勻性。

Description

抽取組及工件加工系統
本發明是有關於一種用於晶片加工系統的抽取組，且特別是有關於一種與離子植入系統一起使用的包括阻擋器的抽取板。
離子通常是以零入射角被植入工件(workpiece)中，其中零入射角表示與工件的表面垂直的植入。然而，在某些半導體製造過程中，使離子以非零入射角射到工件上是有利的。通常，經由抽取開孔(extraction aperture)從離子源抽取離子。一種以非零角抽取離子的技術是在離子源內在抽取開孔附近裝設阻擋器(blocker)。阻擋器修改離子源內的電漿鞘(plasma sheath)，使得離子是以非零入射角被抽取。
在某些實施例中，通過使用螺絲及墊圈(washer)將阻擋器在離子源內固持就位。舉例來說，在抽取開孔的兩側上設置有孔。緊固件(fastener)穿過所述孔並進入阻擋器的相應端部中的孔。通過使用扣環(clasp)、墊圈或其他裝置將緊固件固持就位。所述緊固件可為螺絲、螺栓（bolt）或其他適合的裝置。
在一些情形中，緊固件或鉤子可受離子源內的電漿及離子影響。舉例來說，來自這些組件的材料可被濺射（sputter）且隨後進入所抽取的離子束並朝向工件加速。
因此，如果存在一種不會對離子束造成污染的用於將阻擋器固持就位的系統，則將為有益的。此外，如果所述系統展現出改善的熱特性，則將為有利的。
本發明揭露一種抽取組，其包括抽取板、阻擋器及用於阻擋器的固持機構（holding mechanism）。所述抽取組包括抽取板，所述抽取板能夠由塗佈有陶瓷材料的鈦構造而成。抽取板使用插銷（pin）附裝到離子源。抽取板還包括位於其內表面中的隆起輪廓（raised outline），所述隆起輪廓用於將阻擋器固定到抽取板的內表面。阻擋器的端部通過設置在抽取開孔的相對兩側上的兩個固持器而固定。用於將抽取板附裝到離子源的機構還改善抽取板的溫度均勻性。
根據一個實施例，揭露一種與工件加工系統一起使用的抽取板。所述抽取板包括：板，具有前表面及後表面，所述後表面適於附裝到離子源腔室，所述板具有抽取開孔，所述抽取開孔具有寬度及高度；阻擋器，靠近所述抽取板而設置，具有兩個端部，其中所述兩個端部在各自的附裝點（attachment point）處被固持就位，所述附裝點在所述後表面上設置在所述抽取開孔的在寬度方向上的兩側上；以及阻擋器固持器（blocker holder），貼附到所述板的所述後表面並覆蓋所述阻擋器的所述兩個端部。在某些實施例中，每一附裝點包括遠離所述後表面而延伸且在所述寬度方向上延伸的兩個導軌（guild rail），所述兩個導軌各自具有穿過其中的孔，且所述兩個導軌中的每一孔與所述阻擋器固持器的相應側中對應的孔對準，其中插銷穿過所述阻擋器固持器中的孔及所述兩個導軌中相應的孔以將所述阻擋器固持器固持就位。在某些實施例中，所述阻擋器的所述兩個端部中的每一者以兩個分歧（prong）終止，所述兩個分歧在其之間具有開口，且靠近所述附裝點設置有突起部，使得所述突起部填充所述阻擋器的相應端部中的所述開口且起到將所述阻擋器對準到所述板的作用。在某些實施例中，所述阻擋器的所述兩個端部中的每一者具有封閉的開孔（enclosed aperture），且靠近所述附裝點設置有突起部，使得所述突起部填充所述阻擋器的相應端部中的所述封閉的開孔且起到將所述阻擋器對準到所述板的作用。在某些實施例中，在所述阻擋器固持器與所述阻擋器之間設置有壓縮裝置，以將所述阻擋器推向所述板。
根據另一實施例，揭露一種用於附裝到離子源腔室的抽取組。所述抽取組包括：抽取板，具有抽取開孔，具有背對所述離子源腔室的前表面，包括遠離所述前表面延伸的兩個側壁，所述兩個側壁各自具有孔；安裝框架，具有隆起側壁，所述隆起側壁各自具有孔；以及多個插銷，每一插銷穿過相應的側壁中的所述孔及所述安裝框架中相應的孔，以將所述抽取板貼附到所述安裝框架。在某些實施例中，在所述安裝框架與所述抽取板之間設置有O形環，以在所述安裝框架與所述抽取板之間產生熱隔離。在某些實施例中，所述抽取板的所述兩個側壁各自包括對準突片（alignment tab），且所述安裝框架的所述隆起側壁各自包括對準特徵（alignment feature），其中所述對準突片用於將所述抽取板對準到所述安裝框架。在某些實施例中，所述抽取組更包括：阻擋器，靠近所述抽取板設置，具有兩個端部，其中所述兩個端部通過附裝點被固持就位，所述附裝點在所述抽取板的後表面上設置在所述抽取開孔的在寬度方向上的兩側上；以及阻擋器固持器，貼附到所述抽取板的所述後表面並覆蓋所述阻擋器的所述兩個端部。
根據另一實施例，揭露一種工件加工系統。所述工件加工系統包括離子源腔室，所述離子源腔室包括多個腔室壁及具有抽取開孔的抽取板；其中所述抽取板具有背對所述離子源腔室的前表面及設置在所述離子源腔室中的後表面，且其中所述前表面不含任何附裝組件。在某些實施例中，所述抽取板包括遠離所述前表面而延伸的兩個側壁，所述兩個側壁各自具有孔。在某些實施例中，所述工件加工系統更包括：配合組件（mating component），具有隆起側壁，所述隆起側壁各自具有孔；以及多個插銷，每一插銷穿過側壁中的孔及所述配合組件中相應的孔。在某些實施例中，離子源殼體環繞所述離子源腔室的至少一部分，並且其中安裝框架附裝到所述離子源殼體，且所述安裝框架是所述配合組件。在其他實施例中，離子源殼體環繞所述離子源腔室的至少一部分，其中所述離子源殼體是所述配合組件。
如上所述，可在離子源腔室內設置阻擋器，以使離子以非零角被提取。所述阻擋器通常附裝到抽取板，以被固持就位。圖1示出採用阻擋器的系統的實施例。
系統1包括由多個腔室壁101構成的離子源腔室100。在某些實施例中，這些腔室壁101中的一者或多者可由例如石英等介電材料構造而成。射頻（RF）天線110可設置在第一介電壁102的外表面上。RF天線110可由RF電源120供電。傳遞到RF天線110的能量在離子源腔室100內輻射，以將經由氣體入口130引入的饋入氣體（feed gas）電離。在其他實施例中，氣體是以不同的方式被電離（ionize），例如通過使用間熱式陰極（indirectly heated cathode，IHC）、電容耦合電漿源、電感耦合電漿源、伯納斯（Bernas）源或任何其他電漿產生器。
被稱為抽取板140的一個腔室壁包括抽取開孔145，離子可經由抽取開孔145從離子源腔室100射出。抽取板140可由導電材料（例如鈦、鉭或另一金屬）構造而成。圖2中示出抽取板140的前視圖。抽取板140可在寬度上超過300毫米。此外，抽取開孔145可比工件10的直徑寬。
在某些實施例中，離子源殼體170可被設置成覆蓋腔室壁101的全部或一部分。離子源殼體170可環繞離子源腔室的一部分，但可在其前面上具有開口。在一些實施例中，抽取板140可在前面上固定到離子源殼體170。
在離子源腔室100內可設置有阻擋器150。阻擋器150可為用於在抽取開孔145的附近影響電漿鞘的介電材料。在其他實施例中，阻擋器150可為塗佈有介電材料（例如陶瓷材料）的金屬。舉例來說，在某些實施例中，阻擋器150被設置成使得離子以不與工件10垂直的抽取角從抽取開孔145射出。在某些實施例中，可以兩個不同的抽取角來抽取離子，例如圖1中所示。在此實施例中，第一細束（beamlet）190及第二細束191被朝向工件10引導。在其他實施例中，以單個抽取角來抽取離子。阻擋器150在離子源腔室100內相對於抽取開孔145的放置界定了離子從離子源腔室100射出並衝擊工件10的角度。阻擋器150可附裝到抽取板140的後側，如以下更詳細地闡述。
在離子源腔室100之外靠近抽取開孔145設置有台板160。工件10設置在台板（platen）160上。
圖2示出抽取板140的前視圖。抽取板140通常在寬度方向上比在高度方向上長得多。在本發明通篇中，寬度方向被定義為X方向，高度方向被定義為Y方向，且厚度方向被定義為Z方向。在本發明中，較長邊緣可被稱為抽取板140的頂部邊緣及底部邊緣。較短邊緣可被稱為抽取板140的較短側或簡稱為側。抽取板140包括抽取開孔145。如同抽取板140，抽取開孔145在寬度方向上比在高度方向上長。抽取板140可由塗佈有陶瓷材料的鈦構造而成。所述陶瓷材料可為氧化釔（yttria）、氧化鋁（alumina）、氧化矽（silica）或任何其他適合的材料。抽取板140的前表面可為平整的，其中側壁141從兩個較短側遠離前表面而延伸。在本揭露通篇中，抽取板140的前表面指代背對離子源腔室100的表面。抽取板140的後表面是設置在離子源腔室100內的表面。
圖3A及圖3B示出設置在這些側壁141上的特徵的放大圖。這些側壁141遠離前表面延伸足夠遠，以容許在每一側壁141中設置孔143。在某些實施例中，側壁141的高度可為至少0.5英寸，然而在本發明的範圍內也存在其他尺寸。如稍後將闡述，安裝插銷200被插入穿過這些孔143。另外，在每一側壁141上可設置有一個或多個對準突片142。對準突片142可包括凹陷區144，凹陷區144具有向外延伸到凹陷區144中的一個或多個突出部146。凹陷區144可為與側壁141相同的高度，或者可為側壁141的總高度的幾分之一。對準突片142的寬度不受本發明限制。對準突片142與配合組件中對應的對準特徵配合。儘管各圖示出每一凹陷區144中有單個突出部146，然而本發明並非僅限於此實施例。
儘管圖2示出側壁141設置在較短側上，然而在其他實施例中，側壁可設置在抽取板140的頂部邊緣及底部邊緣上。
圖4示出抽取板140的配合組件的第一實施例。此配合組件可為安裝框架300。安裝框架300包括位於前表面301上的多個孔310，所述多個孔310容許安裝框架300被貼附到離子源殼體170，如圖5中所示。安裝框架300可在其前表面301上包括凹槽320。在此凹槽320中可設置有O形環321，以在安裝框架300與抽取板140之間產生熱隔離。O形環321還可有助於在抽取板140的後表面與安裝框架300的前表面之間形成緊密密封。安裝框架300還包括中空中心部分330，中空中心部分330具有比抽取開孔145的寬度寬的寬度及與抽取開孔145的高度至少一樣高的高度。在其他實施例中，中空中心部分330的尺寸被設定成不延伸到離子源腔室100中。安裝框架300可由任何適合的材料（例如塗佈有陶瓷材料的鈦）構造而成。安裝框架300還具有最小厚度，使得當安裝插銷200被插入穿過孔143時，安裝插銷200接觸安裝框架300的各側。在某些實施例中，在安裝框架300的各側中設置有孔340以接納安裝插銷200。安裝框架300還可在其較短側上包括對準特徵350，以與抽取板140上的對準突片142配合。對準特徵350可包括兩個間隔開的延伸部分，所述兩個間隔開的延伸部分與對準突片142的突出部146及凹陷區144配合。在其他實施例中，不設置對準突片142及對準特徵350。而是，使用安裝插銷200及安裝框架300的各側中的孔340來將抽取板140對準。
安裝插銷200可由任何適合的材料（例如經過陽極化處理的鈦）製成。
安裝插銷200因摩擦力而被固持就位。O形環321趨向於將抽取板140推離安裝框架300。這會對安裝插銷200施加趨向於將安裝插銷200固持在其各自的孔340中的力。
在另一實施例中，抽取板140的側壁141是沿著頂部邊緣及底部邊緣而設置。在此實施例中，對準特徵350將同樣地設置在安裝框架300的頂部邊緣及底部邊緣上。在此實施例中，安裝插銷200可被卡住地固持以克服重力。
圖6示出另一配合組件。在此實施例中，以上參照安裝框架300所述的特徵已被直接整合到改裝型離子源殼體400中。改裝型離子源殼體400可由硬塗層陽極氧化鋁或另一適合的材料構造而成。具體來說，改裝型離子源殼體400的前面可在較短側中的每一者上包括對準特徵410。在此圖中，較短側指代與中空部分440的較短邊緣相鄰的側。在其他實施例中，不設置對準突片142及對準特徵410。而是，使用安裝插銷200及改裝型離子源殼體400的各側中的孔450將抽取板140對準。改裝型離子源殼體400的前面還包括環繞中空部分440的凹槽420，在凹槽420中可設置有O形環。最終，改裝型離子源殼體400的前面被設計成具有側壁430。如以上所解釋，安裝插銷200穿過抽取板140中的孔143並進入設置在改裝型離子源殼體400的側壁430中的孔450。如上所述，所述O形環使得對安裝插銷200施加趨向於將安裝插銷200固持就位的力。
在另一實施例中，抽取板140的側壁141是沿著頂部邊緣及底部邊緣而設置。在此實施例中，對準特徵410將同樣地沿著改裝型離子源殼體400的頂部邊緣及底部邊緣而設置。在此實施例中，安裝插銷200可被卡住地固持以克服重力。
圖7示出附裝到改裝型離子源殼體400的抽取板140。安裝插銷200被插入穿過抽取板140的側壁141中的孔143並接觸改裝型離子源殼體400的側壁430。抽取板140的對準突片142與改裝型離子源殼體400的對準特徵410配合，以使抽取板140在高度方向及寬度方向上對準。
在圖5及圖7所示的實施例中，安裝插銷200將抽取板140固定到其配合組件，所述配合組件可為安裝框架300或改裝型離子源殼體400。O形環321被壓縮在配合組件與抽取板140之間，以起到在配合組件與抽取板140之間產生熱隔離的作用。O形環321還可在配合組件與抽取板140之間提供密封，以減少洩漏。如上所述，抽取板140可由鈦或另一適合的金屬構造而成，且可塗佈有適合的材料，例如陶瓷材料。此外，如在圖7中最佳所見，抽取板140的前表面是平坦的，且不含通常可用於將抽取板140附裝到離子源腔室100的任何附裝組件（例如墊圈、緊固件或螺栓）。因此，由抽取板140引入到離子束中的污染量顯著減少。此種減少尤其與其中在使工件10經受從離子源腔室100的離子抽取之前不執行質量分析的系統有關。
在某些實施例中，抽取板140還適於支撐設置在離子源腔室100內的阻擋器150。圖8示出根據一個實施例的抽取板140的附裝有阻擋器150的後表面。可看到側壁141，其中安裝插銷200插入孔143中。在後表面上還示出對準突片142。阻擋器150跨越抽取開孔145的長尺寸而延伸且在抽取開孔145的相對兩側處附裝到抽取板140。阻擋器150附裝到抽取板140的區被稱為附裝點。抽取開孔145的較短邊緣被稱為抽取開孔145的側，而較長邊緣被稱為抽取開孔的頂部邊緣及底部邊緣。在抽取開孔145的兩側上設置有阻擋器固持器250，以將阻擋器150固定就位。阻擋器150可由單片鈦或另一金屬構造而成，且塗佈有陶瓷材料。
圖9示出根據一個實施例的阻擋器150的端部。在此實施例中，阻擋器150的每一端部以兩個分歧510、511終止。阻擋器150的每一端部還可在至少一個表面上包括凹口（indentation）520。所述兩個分歧510、511之間的空間界定開口512。在其他實施例中，阻擋器150的端部可包括封閉的開孔，而非開口512。
圖10示出當阻擋器150在附裝點附近設置在抽取板140的後表面上時的阻擋器150的端部。如上所述，附裝點是位於抽取開孔145的兩側上的區。抽取板140的後表面在每一附裝點附近包括兩個隆起導軌600。隆起導軌600在厚度方向上遠離抽取板140的後表面而延伸且在寬度方向上延伸。隆起導軌600在高度方向上間隔開等於或大於阻擋器150的端部的寬度的距離，使得阻擋器150的端部可安放在所述兩個隆起導軌600之間。在抽取板140的後表面上每一對隆起導軌600之間可設置有突起部610。如圖10中所示，突起部610在高度方向上的尺寸與阻擋器150中的開口512的寬度大致相同。因此，突起部610起到在抽取開孔145的兩側上將阻擋器150對準的作用。如上所述，開口512可被替換成環繞突起部610的封閉的開孔。在凹口520上可設置有壓縮裝置620，例如金屬彈簧、非金屬彈簧或彈性墊圈。在阻擋器150的兩側上可存在凹口520。在某些實施例中，在阻擋器150的兩側上設置有壓縮裝置620。當阻擋器固持器250被附裝時，此壓縮裝置620起到將阻擋器150牢固地固持就位的作用。如以下更詳細地闡述，使用插銷630來固定阻擋器固持器250。隆起導軌600可各自具有在高度方向上穿過隆起導軌600的至少一個孔601。孔601的尺寸被設定成容納插銷630。
圖11示出裝設在阻擋器150的端部之上的阻擋器固持器250。圖12A至圖12B分別示出阻擋器固持器250的俯視圖及仰視圖。阻擋器固持器250可由適合的材料（例如金屬，如鈦）構造而成。阻擋器固持器250還可塗佈有陶瓷材料。阻擋器固持器250的尺寸被設定成比所述兩個隆起導軌600之間在高度方向上的空間寬。這樣一來，阻擋器固持器250可壓靠抽取板140的後表面並覆蓋隆起導軌600及突起部610。阻擋器固持器250可成形為在至少兩個側251、252上壓靠抽取板140的後表面；所述兩個側靠近隆起導軌600。在某些實施例中，阻擋器固持器250可被成形為使得距抽取開孔145最遠的側也接觸抽取板140。阻擋器固持器250可在第四側253上具有開口254，以容許阻擋器150被接納。在某些實施例中，第四側253上的開口254的尺寸被設定成比阻擋器150的寬度大不足0.06英寸，以使阻擋器150與阻擋器固持器250之間的間隙最小化。在被固持就位時，插銷630被按壓穿過阻擋器固持器250中與隆起導軌600中的孔對準的孔257。這樣一來，插銷630穿過阻擋器固持器250中的孔257及隆起導軌600，並將阻擋器固持器250固定就位。插銷630可由聚醯胺或另一適合的材料構造而成。壓縮裝置620設置在阻擋器150與阻擋器固持器250之間，且可設置在凹口520中以便於壓縮裝置620的放置。此壓縮裝置620起到使阻擋器150壓靠抽取板140的作用。當被組裝時，抽取板140的後表面看上去像圖8中所示的那樣。應注意，看不到緊固件，且阻擋器150到抽取板140的附裝完全被阻擋器固持器250隱藏。相比之下，現有技術依賴於金屬彈簧來使阻擋器壓靠抽取板140。這些金屬彈簧可使離子束受到污染。通過本發明系統消除了此種問題。
在某些實施例中，抽取板140可如圖5或圖7中所示而附裝到離子源殼體170。抽取板140還可以圖8至圖11中所示的方式支撐阻擋器150。在其他實施例中，抽取板140也可具有這兩個特徵中的僅一者。換句話說，抽取板140可以圖8至圖11中所示的方式來固定阻擋器150，且以不同的方式連接到離子源殼體170。作為另一選擇，抽取板140可以圖5或圖7中所示的方式固定到離子源殼體170，且以不同的方式支撐阻擋器150。
本文所述的系統具有許多優點。首先，通過從抽取板140的前表面移除所有組件，在運行期間產生的顆粒的數量顯著減少。在某些實施例中，如圖2中及圖5中所示，抽取板140的前表面不含任何附裝組件。阻擋器的附裝件由阻擋器固持器250隱蔽，且抽取板140在抽取板140的前表面上沒有任何緊固件的情況下附裝到離子源殼體170。類似地，在某些實施例中，在抽取板的後表面上不存在暴露出的組件，如圖8中所示。這減少了因對抽取板或其相關聯的組件的濺射而引入到離子束中的顆粒的數量。
另外，本文所述的附裝機構還改善抽取板140的溫度均勻性。傳統上，抽取板140可被旋擰到離子源殼體。這在離子源殼體與抽取板之間形成具有極好熱接觸的區域，而此會導致局部化的熱點。相比之下，本發明抽取板140通過側壁141上的安裝插銷200而附裝到配合組件。此外，設置在配合組件與抽取板140之間的O形環321起到將抽取板140與配合組件之間的物理接觸最小化的作用。因此，實現了更加均勻的溫度分佈。執行測試以確定在正常運行期間抽取板140的溫度。已發現，抽取板140的溫度跨越整個板是一致的，其中溫度變動小於20度。此外，將阻擋器150附裝到抽取板140還起到改善阻擋器150的溫度均勻性的作用。跨越整個阻擋器150的溫度變動小於10℃。所述附裝機構減少了與被冷卻組件（例如離子源殼體）的接觸，使得主要熱傳遞方法是在高度真空環境中沿著各部件的表面進行的輻射。
本發明的範圍不受本文所述的具體實施例限制。實際上，通過閱讀以上說明及所附圖式，對所屬領域中的一般技術人員來說，除本文所述實施例及潤飾以外，本發明的其他各種實施例及對本發明的各種潤飾也將顯而易見。因此，這些其他實施例及潤飾都旨在落於本發明的範圍內。此外，雖然已針對特定目的而在特定環境中在特定實施方案的上下文中闡述了本發明，然而所屬領域中的一般技術人員將認識到，本發明的效用並非僅限於此且可針對任何數目的目的在任何數目的環境中有益地實施本發明。因此，應考慮到本文所述本發明的全部範圍及精神來理解以上提出的申請專利範圍。
1:系統 10:工件 100:離子源腔室 101:腔室壁 102:第一介電壁 110:射頻（RF）天線 120:RF電源 130:氣體入口 140:抽取板 141:抽取板的側壁 142:對準突片 143、257、310、340、450、601:孔 144:凹陷區 145:抽取開孔 146:突出部 150:阻擋器 160:台板 170:離子源殼體 190:第一細束 191:第二細束 200:安裝插銷 250:阻擋器固持器 251、252:阻擋器固持器的側 253:阻擋器固持器的第四側 254、512:開口 300:安裝框架 301:安裝框架的前表面 320、420:凹槽 321:O形環 330:中空中心部分 350、410:對準特徵 400:改裝型離子源殼體 430:改裝型離子源殼體的側壁 440:中空部分 510、511:分歧 520:凹口 600:隆起導軌 610:突起部 620:壓縮裝置 630:插銷 X、Y、Z:方向
為更好地理解本發明，參照並入本文中供參考的附圖，在所附圖式中： 圖1是根據一個實施例利用抽取組的離子源的視圖。 圖2是根據一個實施例的抽取板的前視圖。 圖3A示出用於固定抽取板的插銷的放大圖。 圖3B示出用於將抽取板固定到配合組件的對準突片的放大圖。 圖4示出在一個實施例中可用作配合組件的安裝框架。 圖5示出固定到離子源殼體的安裝框架。 圖6示出根據一個實施例用作抽取板的配合組件的改裝型離子源殼體。 圖7示出固定到改裝型離子源殼體的抽取板。 圖8示出附裝有阻擋器的圖2所示抽取板的後視圖。 圖9示出根據一個實施例的阻擋器的一個端部。 圖10示出在附裝點附近對抽取板及阻擋器的配置。 圖11示出貼附到抽取板以將阻擋器固持就位的阻擋器固持器。 圖12A至圖12B分別示出阻擋器固持器的俯視圖及仰視圖。
140:抽取板
141:抽取板的側壁
142:對準突片
145:抽取開孔
150:阻擋器
200:安裝插銷
250:阻擋器固持器

Claims (10)

  1. 一種抽取組，用於附裝到離子源腔室，其包括：抽取板，具有抽取開孔，具有背對所述離子源腔室的前表面，包括遠離所述前表面延伸的兩個側壁，所述兩個側壁各自具有孔；安裝框架，具有隆起側壁，所述隆起側壁各自具有孔；以及多個插銷，每一插銷穿過相應的側壁中的孔及所述安裝框架中相應的孔，以將所述抽取板貼附到所述安裝框架，使得所述插銷未設置在所述前表面上。
  2. 如請求項1所述的抽取組，更包括：O形環，設置在所述安裝框架與所述抽取板之間，以在所述安裝框架與所述抽取板之間產生熱隔離。
  3. 如請求項1所述的抽取組，其中所述抽取板的所述兩個側壁各自包括對準突片，且所述安裝框架的所述隆起側壁各自包括對準特徵，其中所述對準突片用於將所述抽取板對準到所述安裝框架。
  4. 如請求項1所述的抽取組，更包括：阻擋器，靠近所述抽取板設置，具有兩個端部，其中所述兩個端部通過附裝點被固持就位，所述附裝點在所述抽取板的後表面上設置在所述抽取開孔的在寬度方向上的兩側上；以及阻擋器固持器，貼附到所述抽取板的所述後表面並覆蓋所述阻擋器的所述兩個端部。
  5. 如請求項4所述的抽取組，其中每一附裝點包括遠離所述後表面而延伸且在所述寬度方向上延伸的兩個導軌，所述兩個導軌各自具有穿過其中的孔，且其中所述兩個導軌中的每一孔與所述阻擋器固持器的相應側中對應的孔對準，其中插銷穿過所述阻擋器固持器中的孔及所述兩個導軌中相應的孔以將所述阻擋器固持器固持就位。
  6. 如請求項4所述的抽取組，更包括：壓縮裝置，設置在所述阻擋器固持器與所述阻擋器之間，以將所述阻擋器推向所述抽取板。
  7. 一種工件加工系統，包括：離子源腔室，包括多個腔室壁及具有抽取開孔的抽取板；其中所述抽取板具有背對所述離子源腔室的前表面及設置在所述離子源腔室中的後表面，且其中所述前表面不含任何附裝組件，其中所述抽取板包括遠離所述前表面而延伸的兩個側壁，所述兩個側壁各自具有孔，配合組件，具有隆起側壁，所述隆起側壁各自具有孔；以及多個插銷，每一插銷穿過所述兩個側壁中的一者中的所述孔及所述隆起側壁中相應的孔。
  8. 如請求項7所述的工件加工系統，其中離子源殼體環繞所述離子源腔室的至少一部分，並且其中安裝框架附裝到所述離子源殼體，且所述安裝框架是所述配合組件。
  9. 如請求項7所述的工件加工系統，其中離子源殼體環繞所述離子源腔室的至少一部分，其中所述離子源殼體是所述配合組件。
  10. 如請求項7所述的工件加工系統，更包括：O形環，設置在所述配合組件與所述抽取板之間，以在所述配合組件與所述抽取板之間產生熱隔離。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11145496B2 (en) * 2018-05-29 2021-10-12 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. System for using O-rings to apply holding forces
US11495430B2 (en) * 2020-07-15 2022-11-08 Applied Materials, Inc. Tunable extraction assembly for wide angle ion beam
US11810746B2 (en) * 2021-09-13 2023-11-07 Applied Materials, Inc. Variable thickness ion source extraction plate
US20230197422A1 (en) * 2021-12-20 2023-06-22 Applied Materials, Inc. Fastening assembly for beam blocker in ion processing apparatus

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050051096A1 (en) * 1999-12-13 2005-03-10 Semequip, Inc. Ion implantation ion source, system and method
US20100288940A1 (en) * 2006-04-28 2010-11-18 Applied Materials, Inc. Front plate for an ion source
KR101498150B1 (ko) * 2013-09-09 2015-03-04 주식회사 밸류엔지니어링 이온 주입 장치의 이온 소스 헤드용 아크 챔버
TW201624560A (zh) * 2014-08-29 2016-07-01 蘭姆研究公司 不需要晶圓傾斜或旋轉的離子束蝕刻
US20170062185A1 (en) * 2015-08-31 2017-03-02 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Gas injection system for ion beam device
CN107564797A (zh) * 2017-08-02 2018-01-09 金华职业技术学院 一种研究离子光激发后产物的方法
TW201820372A (zh) * 2016-11-07 2018-06-01 德商梅耶博格（德國）股份有限公司 自電荷載體產生空間抽取電荷載體之裝置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5808299A (en) * 1996-04-01 1998-09-15 Syagen Technology Real-time multispecies monitoring by photoionization mass spectrometry
WO2002084713A2 (en) * 2001-04-11 2002-10-24 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Occluding beamline ion implanter
GB0131097D0 (en) * 2001-12-31 2002-02-13 Applied Materials Inc Ion sources
US6710360B2 (en) * 2002-07-10 2004-03-23 Axcelis Technologies, Inc. Adjustable implantation angle workpiece support structure for an ion beam implanter
KR20040076128A (ko) * 2003-02-24 2004-08-31 삼성전자주식회사 부분 교환이 가능한 이온 주입 설비의 아크 챔버 탑플레이트
TWI287816B (en) * 2004-07-22 2007-10-01 Asia Optical Co Inc Improved ion source with particular grid assembly
US7012250B1 (en) * 2004-12-03 2006-03-14 Lucent Technologies Inc. Wafer supported, out-of-plane ion trap devices
US7683348B2 (en) * 2006-10-11 2010-03-23 Axcelis Technologies, Inc. Sensor for ion implanter
US8089052B2 (en) * 2008-04-24 2012-01-03 Axcelis Technologies, Inc. Ion source with adjustable aperture
US9514912B2 (en) 2014-09-10 2016-12-06 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Control of ion angular distribution of ion beams with hidden deflection electrode
US9514918B2 (en) * 2014-09-30 2016-12-06 Applied Materials, Inc. Guard aperture to control ion angular distribution in plasma processing
US9478399B2 (en) * 2015-03-27 2016-10-25 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Multi-aperture extraction system for angled ion beam
US10128082B2 (en) * 2015-07-24 2018-11-13 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Apparatus and techniques to treat substrates using directional plasma and point of use chemistry
KR101806718B1 (ko) * 2016-06-28 2017-12-07 최환혁 이온빔 극대화를 위한 아크 챔버
US10141161B2 (en) 2016-09-12 2018-11-27 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Angle control for radicals and reactive neutral ion beams

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050051096A1 (en) * 1999-12-13 2005-03-10 Semequip, Inc. Ion implantation ion source, system and method
US20100288940A1 (en) * 2006-04-28 2010-11-18 Applied Materials, Inc. Front plate for an ion source
KR101498150B1 (ko) * 2013-09-09 2015-03-04 주식회사 밸류엔지니어링 이온 주입 장치의 이온 소스 헤드용 아크 챔버
TW201624560A (zh) * 2014-08-29 2016-07-01 蘭姆研究公司 不需要晶圓傾斜或旋轉的離子束蝕刻
US20170062185A1 (en) * 2015-08-31 2017-03-02 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Gas injection system for ion beam device
TW201820372A (zh) * 2016-11-07 2018-06-01 德商梅耶博格（德國）股份有限公司 自電荷載體產生空間抽取電荷載體之裝置
CN107564797A (zh) * 2017-08-02 2018-01-09 金华职业技术学院 一种研究离子光激发后产物的方法

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