TWI794558B - 離子植入設備、離子植入機及靜電過濾器模組 - Google Patents

離子植入設備、離子植入機及靜電過濾器模組 Download PDF

Info

Publication number
TWI794558B
TWI794558B TW108140818A TW108140818A TWI794558B TW I794558 B TWI794558 B TW I794558B TW 108140818 A TW108140818 A TW 108140818A TW 108140818 A TW108140818 A TW 108140818A TW I794558 B TWI794558 B TW I794558B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
main chamber
axis
tunnel
electrodes
inlet
Prior art date
Application number
TW108140818A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202025203A (zh
Inventor
亞歷山大 利坎斯奇
法蘭克 辛克萊
勝武 常
Original Assignee
美商應用材料股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商應用材料股份有限公司 filed Critical 美商應用材料股份有限公司
Publication of TW202025203A publication Critical patent/TW202025203A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI794558B publication Critical patent/TWI794558B/zh

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/147—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
    • H01J37/1472—Deflecting along given lines
    • H01J37/1474—Scanning means
    • H01J37/1477—Scanning means electrostatic
    • 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
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/05—Electron or ion-optical arrangements for separating electrons or ions according to their energy or mass
    • 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
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/08—Ion sources; Ion guns
    • 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
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/10—Lenses
    • H01J37/12—Lenses electrostatic
    • 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
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/02—Details
    • H01J2237/022—Avoiding or removing foreign or contaminating particles, debris or deposits on sample or tube
    • 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
    • H01J2237/05—Arrangements for energy or mass analysis
    • H01J2237/053—Arrangements for energy or mass analysis electrostatic
    • 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
    • H01J2237/05—Arrangements for energy or mass analysis
    • H01J2237/057—Energy or mass filtering

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

提供一種離子植入設備、離子植入機及靜電過濾器模組。 所述離子植入設備可包括：主腔室，所述主腔室包括多個電極；入口隧道，所述入口隧道具有沿第一方向延伸至所述主腔室中的入口軸線；以及出口隧道，連接至所述主腔室且界定出口軸線，其中所述入口軸線及所述出口軸線在所述入口軸線與所述出口軸線之間界定為至少30度的束彎曲。

Description

離子植入設備、離子植入機及靜電過濾器模組
本發明大體而言是有關於用於對基板進行植入的設備及技術，且更具體而言有關於改進的離子束能量過濾器。
離子植入是藉由轟擊(bombardment)將摻雜劑或雜質引入基板中的製程。在半導體製造中，引入摻雜劑來改變電學性質、光學性質或機械性質。
離子植入系統可包括離子源及一系列束線組件。離子源可包括產生離子的腔室。離子源可亦包括電源(power source)及設置於腔室附近的提取電極總成。所述束線組件可包括例如質量分析器、第一加速或減速級(acceleration or deceleration stage)、準直器及第二加速或減速級。與用於操縱光束的一系列光學透鏡非常類似，束線組件可對具有特定物質種類、形狀、能量及/或其他特徵的離子或離子束進行過濾、聚焦及操縱。離子束穿過束線組件，且可被朝安裝於台板(platen)或夾具上的基板引導。基板可藉由有時被稱為多軸旋轉手臂(roplat)的設備在一或多個維度上移動(例如，平移、旋轉以及傾斜)。
在諸多離子植入機中，下游靜電模組可用作靜電透鏡來控制離子束能量、離子束形狀及離子束尺寸。靜電模組可將離子束加速或減速至最終能量，同時改變離子束的方向。藉由改變離子束的方向，高能中性粒子可被篩選出來，從而得到能量受到良好界定的最終束。
已知的靜電模組可採用例如多對電極，例如成對佈置的七個上部電極及下部電極，其中電極約束並引導從中行進的離子束。電極可佈置為與離子束等距間隔的棒(rod)。棒/電極電位被設定為在靜電模組中形成電場，從而使離子束減速、偏轉並聚焦所述離子束。
靜電模組的操作期間的主要關切點之一是在由離子束處理的基板上維持低的粒子計數(particle count)。
由於靜電模組被定位成靠近基板，因此自基板無意中噴射出的材料可能無意中返回至靜電模組內的表面，例如電極上。相反，積聚於靜電模組的電極上的異物可能自靜電模組上蝕刻掉或剝落，並落於基板上。為使粒子在基底上的積聚最小化，可能安排頻繁且昂貴的預防性維護操作來清潔或更換電極。
針對該些及其他考量，提供本發明。
在一個實施例中，一種設備可包括主腔室，所述主腔室包括多個電極。所述設備可包括入口隧道，所述入口隧道具有延 伸至所述主腔室中的入口軸線。所述設備可包括出口隧道，所述出口隧道連接至所述主腔室且界定出口軸線，其中所述入口軸線及所述出口軸線界定束彎曲(beam bend)，所述束彎曲在所述入口軸線與所述出口軸線之間為至少30度。
在又一實施例中，一種離子植入機可包括離子源及靜電過濾器模組，所述離子源用於產生離子束，所述靜電過濾器模組被設置成接收所述離子束。所述靜電過濾器模組可包括主腔室及入口隧道，所述主腔室包括多個電極，所述入口隧道具有沿第一方向延伸至所述主腔室中的入口軸線。所述靜電過濾器模組可包括出口隧道，所述出口隧道連接至所述主腔室且界定出口軸線，其中所述入口軸線及所述出口軸線界定束彎曲，所述束彎曲在所述入口軸線與所述出口軸線之間為至少30度。
在附加實施例中，一種靜電過濾器模組可包括主腔室，所述主腔室包括以不對稱配置佈置的多個電極。所述靜電過濾器模組可包括：入口隧道，具有沿第一方向延伸至所述主腔室中的入口軸線；電漿泛射式電子槍(plasma flood gun)，所述電漿泛射式電子槍界定出口隧道，所述出口隧道連接至所述主腔室且界定出口軸線，其中所述入口軸線及所述出口軸線界定在所述入口軸線與所述出口軸線之間為至少30度的束彎曲。
10:系統
12:上游束線
14:離子源
16:束線組件
18、118:離子束
36:第一加速或減速級
38:準直器
40、140:靜電過濾器
46:處理腔室
50:電極電壓總成
52:入口隧道
54:入口孔隙
56:出口孔隙
57:束路徑
58:中性粒子軌跡
60:入口軸線
62:出口軸線
102:主腔室
108:電極總成
110、112、114、116:電極
120:腔室壁
122:電漿泛射式電子槍
124:出口隧道
126:基板
128:視線軌跡
129:下游區域
X、Y、Z:座標軸
β:角度
圖1示出展示根據本發明實施例的離子植入系統的示例性實施例。
圖2示出根據本發明示例性實施例的靜電過濾器的結構。
圖3示出根據本發明示例性實施例的圖2所示靜電過濾器中離子及中性粒子的軌跡。
圖4示出圖2所示靜電過濾器的電極總成及出口隧道的幾何形狀的一個實例。
圖5A示出在經由根據本發明實施例的靜電過濾器輸送時，3千電子伏特(keV)磷束的形狀。
圖5B示出被施加用以在圖5A所示靜電過濾器中產生離子束的靜電位。
圖6示出根據本發明實施例的在靜電過濾器內自基板重新濺鍍的粒子的軌跡。
圖7示出根據本發明實施例的自靜電過濾器的電極發射的負粒子的軌跡。
所述圖式未必按比例繪製。所述圖式僅為表示形式，而並非旨在描繪本發明的具體參數。所述圖式旨在繪示本發明的示例性實施例，且因此不被視為對範圍進行限制。在所述圖式中，相同的編號代表相同的元件。
現將參照附圖在下文更充分地闡述根據本發明的系統 及方法，在所述附圖中示出所述系統及方法的實施例。所述系統及方法可實施為諸多不同的形式而不應被視為僅限於本文所述的實施例。而是，提供該些實施例是為了使此揭露內容將透徹及完整，且將向熟習此項技術者充分傳達所述系統及方法的範圍。
為方便及清晰起見，本文中將使用例如「頂部(top)」、「底部(bottom)」、「上部(upper)」、「下部(lower)」、「垂直(vertical)」、「水平(horizontal)」、「側向(lateral)」及「縱向(longitudinal)」等用語來闡述該些組件及其構成部件相對於圖中所示半導體製造裝置的組件的幾何形狀及定向的相對放置及定向。術語將包括具體提及的詞、其派生詞及具有相似意義的詞。
本文所使用的以單數形式陳述且前面帶有詞「一(a或an)」的元件或操作被理解為亦潛在地包括多個元件或多個操作。此外，在提及本發明的「一個實施例」時並非旨在被解釋為排除亦包括所陳述特徵的附加實施例的存在。
本文中提供例如用於改進用作靜電過濾器的靜電模組的操作及可靠性的方式。在示例性實施例中，揭露一種具有新穎架構的靜電過濾器，所述新穎架構包括在靜電模組的主腔室中電極總成的新穎佈置。
現參照圖1，示出展示系統10的示例性實施例，其中根據本發明，系統10可用於離子植入。除其他組件以外，系統10亦包括離子源14及一系列束線組件，離子源14用於產生例如帶狀束(ribbon beam)或點狀束(spot beam)等離子束18。離子源 14可包括用於接收氣流以產生離子的腔室。離子源14亦可包括電源及設置於腔室附近的提取電極總成。自離子源14延伸至靜電過濾器40的束線可被認為是上游束線12。在一些非限制性實施例中，上游束線的束線組件16可包括例如設置於靜電過濾器40上游的質量分析器、第一加速或減速級36及準直器38，所述過濾器可為離子束18提供減速及/或加速。
在示例性實施例中，束線組件16可對具有物質種類、形狀、能量及/或其他特徵的離子或離子束18進行過濾、聚焦及操縱。穿過束線組件16的離子束18可被朝安裝於處理腔室46內的台板或夾具上的基板15引導。基板可在一或多個維度上移動(例如，平移、旋轉及傾斜)。
靜電過濾器40是被配置成獨立控制離子束18的偏轉、減速及聚焦的束線組件。在一些實施例中，靜電過濾器40是垂直靜電能量過濾器(vertical electrostatic energy filter，VEEF)或靜電過濾器EF。如下文將更詳細地闡述，靜電過濾器40可被佈置為界定至少一種電極配置的電極總成。電極配置可包括沿束線串聯佈置的多個電極，以經由靜電過濾器40處理離子束18。在一些實施例中，靜電過濾器可包括設置於離子束18上方的一組上部電極及設置於離子束18下方的一組下部電極。所述一組上部電極與所述一組下部電極之間的電位差亦可沿中心離子束軌跡變化，以在沿中心射線軌跡(central ray trajectory，CRT)的各種點處偏轉離子束。系統10可更包括示為電極電壓總成50的電極電壓源以 及耦合至靜電過濾器40的入口隧道52，其中下文闡述入口隧道相對於靜電過濾器40的配置。如隨後的實施例中所揭露，入口隧道52可形成靜電過濾器40的一部分，其中入口隧道以及靜電過濾器40內的電極以新穎配置佈置，以改進系統10的操作。
現參照圖2，示出靜電過濾器40的一種變型的結構。在圖2中，示出靜電過濾器40、電極電壓總成50及入口隧道52的側剖視圖。如所示，靜電過濾器40包括主腔室102，主腔室102在靜電過濾器40上方延伸並部分地包圍靜電過濾器40，從而留下入口孔隙54及出口孔隙56以導引離子束18從中穿過。靜電過濾器40包括電極總成108，電極總成108包括電極110、電極112、電極114及電極116。如圖2中所示，所述多個電極以不對稱配置佈置，其中所述多個電極界定圖3中所示的束路徑57。束路徑57的第一側上設置有第一電極(電極116)，且束路徑57的第二側上設置有至少三個電極(意指電極110、電極112及電極114)。圖3中亦示出中性粒子軌跡58，中性粒子軌跡58指示由靜電過濾器40捕獲的高能中性粒子的可能路徑。在其他實施例中，束路徑57的第二側上可設置有僅兩個電極。
如圖2中進一步所示，入口隧道52的特徵可在於沿第一方向延伸至主腔室102中的入口軸線60。圖2中亦示出出口隧道124，其中出口隧道124界定出口軸線62，其中入口軸線60及出口軸線62界定在入口軸線60與出口軸線62之間為至少30度的束彎曲。束彎曲在圖2中被示為角度β。儘管在一些實施例中， 束彎曲可小至30度，然而在其他實施例中，束彎曲可在40度至90度之間。
如圖3中所示，電極總成108的所述多個電極可界定束路徑57，舉例而言，束路徑57代表離子束18的平均傳播方向或者離子束18的中心射線軌跡的位置。在操作中，可將確定的一組電壓施加至電極總成108的不同電極，從而以使得離子束18沿循束路徑57的方式使離子束18減速、偏轉及聚焦。因此，在束路徑57的第一側上(意指束路徑57的左側及下方)設置第一電極(意指電極116)。在束路徑57的第二側上(意指束路徑57的上方及右側)設置其他電極(例如至少三個電極)。如圖3所示，在一些實施例中，束路徑57的第一側上可以不對稱配置設置有僅一個電極，其中第二側上設置有至少三個電極。
如圖3中進一步所示，束路徑57可在入口孔隙54處大致平行於入口軸線60，且可在出口孔隙56處大致平行於出口軸線62(為清晰起見，圖2中僅示出離子束18的部分)。因此，離子束18可偏轉與由圖2所示靜電過濾器40界定的束彎曲對應的角度。由於此束彎曲可為30度或大於30度，因此以與離子束18相同或相似的能量進入靜電過濾器40的高能中性粒子可易於被靜電過濾器40的壁捕獲。高能中性粒子將不會因施加至電極總成108的使離子束18沿循束路徑57的電壓而偏轉，且因此將不會轉向穿過出口隧道124。
在操作中，電極總成108可被耦合用以自電極電壓總成 50接收不同的電壓。作為實例，電極110及電極116可用作抑制電極，其中主腔室102的電極的最高負電位被施加至電極110及電極116以抑制電子。施加至該些抑制電極的此種確切電壓亦可用於聚焦離子束並開始偏轉離子束18。例如電極112及電極114等附加電極可繼續將離子束偏轉至出口隧道124，且可使離子束減速。另外，如下文所詳述，主腔室102包括腔室壁120以使靜電過濾器40中的靜電場成形，並收集來自基板126的濺鍍材料。
值得注意，出口隧道124可接地，以在基板126中進行植入之前中和離開的離子束，並為電極總成108提供屏蔽以使電極總成108免於濺鍍沈積。此外，如參照隨後的圖進一步闡釋，出口隧道124可屏蔽來自電極總成108的通電電極的粒子軌跡，以免粒子軌跡到達基板126。
此外，如圖2及圖3中所示，靜電過濾器40可包括電漿泛射式電子槍122，或者可鄰接電漿泛射式電子槍122作為靜電過濾器模組一部分，其中電漿泛射式電子槍122用於向離子束18提供電子。電漿泛射式電子槍122可被佈置成根據已知電漿泛射式電子槍的原理進行操作。電漿泛射式電子槍122可包括如所示的出口隧道124，其中離子束18離開電漿泛射式電子槍122，以自出口隧道124出來並傳播至基板126。
根據本發明的實施例，主腔室102中的電極以及包括出口隧道124的電漿泛射式電子槍122可被佈置成使得電極自電漿泛射式電子槍122的外部不可見。圖4進一步示出此特徵，其中 示出視線軌跡128。視線軌跡128可被視為具有經由出口隧道124的最陡角度且因此最靠近電極總成108移動的軌跡。因此，來自電漿泛射式電子槍122外部的其他視線軌跡可在距電極總成108更遠距離處以更水平的軌跡投射至主腔室102中。因此，來自電漿泛射式電子槍122外部的視線軌跡均可不撞擊電極總成108。
此種幾何形狀突出了圖2至圖4所示實施例的顯著特徵，乃因自基板126沿線性軌跡發射的濺鍍粒子可經篩選而不會撞擊及沈積於電極總成108的電極上。
如圖2中進一步所示，入口隧道52被設置成沿主腔室102的第一側進入主腔室102，其中出口隧道124沿主腔室102的與主腔室102的第一側相鄰的第二側設置。此種配置可有利於保護電極總成108的電極免受自基板126噴射的物質所影響，乃因電極可皆佈置於出口隧道124的一側上。然而，在其他實施例中，出口隧道124可沿主腔室102的與主腔室的第一側相對的第二側設置，入口隧道52在主腔室的第一側進入主腔室102。
現轉至圖5A，其示出模擬在經由根據本發明實施例的靜電過濾器140輸送時，3千電子伏特磷(P+)離子束的橫截面的形狀、位置及軌跡。如以上所論述，靜電過濾器140可代表靜電過濾器40的變型。圖5B示出被施加用以在圖5A所示靜電過濾器中產生離子束的靜電位。在所示的此種模擬中，離子束118自入口隧道52偏轉，以行進至出口隧道124中。以下電位(電壓)被施加至電極總成的電極：在電極110及電極116上為~50千伏特 (kV)，在電極112上為~30千伏特，且在電極114上為~10千伏特。值得注意，在此實施例及其他實施例中，包括腔室壁120(設置於主腔室102的內部中)在內的各種表面以地電位耦合。舉例而言，出口隧道124的壁可接地。因此，電極總成108及腔室壁120以及出口孔隙56的電位可如所示般引導離子束118。在此種配置中，磷束在撞擊基板126之前被以近似50度的束彎曲輸送。在所示模擬中，近似65毫安(mA)的電流被傳送至基板126。
圖6示出根據本發明實施例的在靜電過濾器140內自基板126重新濺鍍的粒子的軌跡。圖6所示模擬示出自基板126噴射的濺鍍材料的分佈。濺鍍材料代表最初設置於基板126處的材料，其中用於將離子植入至基板126中的入射離子束可重新濺鍍位於基板126表面上或附近的一定量的材料。圖6所示模擬示出重新濺鍍材料可普遍存在於位於電漿泛射式電子槍122與基板126之間的下游區域129中。另外，由電漿泛射式電子槍122界定的出口隧道124充滿重新濺鍍粒子，此指示粒子自基板126朝靜電過濾器40的主腔室102往回行進。
如圖6中進一步所示，模擬重新濺鍍粒子會在主腔室102內形成密集的煙流(plume)，稍微更密集的部分與出口隧道124成一直線。煙流的密度較低的部分朝上膨脹至主腔室102中。濺鍍粒子的煙流可接著落於主腔室102的(接地的)腔室壁120的不同位置處。在此種模擬中，重新濺鍍粒子在很少情形中會落於電極總成108的電極上，或者在任何情形中均不落於電極總成 108的電極上。因此，圖6所示配置至少不太可能藉由自基板126直接重新濺鍍而在電極總成108的電極上積聚任何重新濺鍍材料。
現轉至圖7，其示出進一步模擬圖6所示靜電過濾器140的變型。具體而言，圖7繪示自電極總成108的電極離開的帶負電粒子的軌跡。依據施加至不同電極的各別電壓，帶負電粒子的軌跡傾向於自給定電極引走，從而形成複雜圖案。值得注意，由於出口隧道124的幾何形狀相對於電極總成108的電極位置提供屏蔽，因此帶負電粒子軌跡均不引出至基板126。
根據各種實施例，電極總成108的電極可沿所示笛卡爾座標系的X軸伸長。因此，電極可有助於控制橫截面亦沿X軸伸長的帶狀束，其中帶狀束沿X軸可為數十厘米寬，且可具有大約若干厘米的高度。所述實施例不受限於此上下文。
圖2至圖7所示其中在束路徑的一側上佈置一個電極且在束路徑的相對側上佈置三個電極的電極具體配置可特別適宜於處理為低至中等最終離子束能量的離子束。舉例而言，該些配置可適合於低於50千電子伏特的操作，其中電極上可存在相對較低的電壓及靜電應力，從而能夠使較少的電極(例如僅三個電極)用於使離子束減速及對離子束進行導向。此種較小的電極數目使得能夠達成更緊湊的主腔室設計，所述更緊湊的主腔室設計仍有效地相對於重新濺鍍基板材料「隱藏」電極，且反之防止電極產生能夠撞擊基板的不需要的帶負電粒子。
此外，儘管以上實施例示出在束路徑的一側上具有三個 電極的配置，然而在其他配置中，在束路徑的一側上可佈置四個電極、五個電極或更多電極。另外，儘管以上實施例在束路徑的相對側上示出僅一個電極，然而在其他實施例中，在束路徑的相對側上可佈置多於一個電極。
另外，可存在電極被佈置成界定更陡的束彎曲(例如60度、70度、80度或90度)或者更低的束彎曲(例如30度)的配置。在該些其他配置中，主腔室的形狀、電極的位置及出口隧道的位置可被佈置成使得防止或實質上減少來自基板的重新濺鍍粒子撞擊電極，且防止或減少帶負電粒子離開電極並撞擊基板。
綜上所述，藉由本文所揭露的實施例，達成了至少以下優點。本發明實施例提供的第一個優點在於，藉由消除由過濾電極產生的帶負電粒子撞擊基板的能力，靜電過濾器對基板的直接污染減少。另外，本發明實施例提供的另一優點是消除由來自基板的重新濺鍍材料積聚於靜電過濾器的電極上而導致的間接基板污染，所述間接基板污染導致形成後續濺鍍的附加污染源或者導致自電極出現剝落。
本發明的範圍不受限於本文所述具體實施例。實際上，除本文所述實施例及修改以外，藉由閱讀前述說明及附圖，對此項技術中具有通常知識者而言，本發明的其他各種實施例及對本發明的其他各種修改亦將顯而易見。因此，此種其他實施例及修改旨在落於本發明的範圍內。此外，本文已在用於特定目的特定環境下在特定實施方案的上下文中闡述了本發明，然而此項技術 中具有通常知識者仍將認識到有用性並非僅限於此，且本發明可有益地在用於任何數目的目的的任何數目的環境中實施。因此，下文所述申請專利範圍要根據本文所述本發明的全部寬度及精神來解釋。
18:離子束
40:靜電過濾器
52:入口隧道
54:入口孔隙
56:出口孔隙
60:入口軸線
62:出口軸線
102:主腔室
108:電極總成
110、112、114、116:電極
120:腔室壁
122:電漿泛射式電子槍
124:出口隧道
126:基板
X、Y、Z:座標軸
β:角度

Claims (14)

  1. 一種離子植入設備，包括：主腔室，所述主腔室包括多個電極；入口隧道，所述入口隧道具有延伸至所述主腔室中的入口軸線；以及出口隧道，連接至所述主腔室且界定出口軸線，所述入口隧道及所述出口隧道設置於所述主腔室的相對兩側，其中所述入口軸線及所述出口軸線界定束彎曲，所述束彎曲在所述入口軸線與所述出口軸線之間為至少30度，其中所述入口軸線、所述出口軸線以及所述束彎曲定義相對於所述出口軸線的非零角度的束路徑，所述多個電極以不對稱配置佈置在所述束路徑的不同側。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的離子植入設備，其中所述束路徑的第一側上設置有第一電極且其中所述束路徑的第二側上設置有至少三個電極。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的離子植入設備，其中所述束路徑的所述第一側上設置有僅一個電極。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的離子植入設備，其中所述入口隧道沿所述主腔室的第一側設置，且其中所述出口隧道沿所述主腔室的與所述主腔室的所述第一側相鄰的第二側設置。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的離子植入設備，更包括電漿泛射式電子槍，所述電漿泛射式電子槍包括所述出口隧道，其 中所述多個電極自所述電漿泛射式電子槍的外部不可見。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的離子植入設備，其中所述入口隧道被設置成沿所述主腔室的第一側進入所述主腔室，且其中所述出口隧道沿所述主腔室的與所述主腔室的所述第一側相對的第二側設置。
  7. 一種離子植入機，包括：離子源，用於產生離子束；以及靜電過濾器模組，被設置成接收所述離子束，且包括：主腔室，所述主腔室包括多個電極；入口隧道，所述入口隧道具有沿第一方向延伸至所述主腔室中的入口軸線；以及出口隧道，連接至所述主腔室且界定出口軸線，所述入口隧道及所述出口隧道設置於所述主腔室的相對兩側，其中所述入口軸線及所述出口軸線界定束彎曲，所述束彎曲在所述入口軸線與所述出口軸線之間為至少30度，其中所述入口軸線、所述出口軸線以及所述束彎曲定義相對於所述出口軸線的非零角度的束路徑，所述多個電極以不對稱配置佈置在所述束路徑的不同側。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的離子植入機，其中所述束路徑的第一側上設置有第一電極且其中所述束路徑的第二側上設置有至少三個電極。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的離子植入機，其中所述束 路徑的所述第一側上設置有僅一個電極。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的離子植入機，其中所述入口隧道沿所述主腔室的第一側設置，且其中所述出口隧道沿所述主腔室的與所述主腔室的所述第一側相鄰的第二側設置。
  11. 如申請專利範圍第7項所述的離子植入機，更包括電漿泛射式電子槍，所述電漿泛射式電子槍包括所述出口隧道，其中所述多個電極自所述電漿泛射式電子槍的外部不可見。
  12. 如申請專利範圍第7項所述的離子植入機，其中所述束彎曲在40度至90度之間。
  13. 一種靜電過濾器模組，包括：主腔室，所述主腔室包括以不對稱配置佈置的多個電極；入口隧道，所述入口隧道具有沿第一方向延伸至所述主腔室中的入口軸線；以及電漿泛射式電子槍，所述電漿泛射式電子槍界定出口隧道，所述出口隧道連接至所述主腔室且界定出口軸線，所述入口隧道及所述出口隧道設置於所述主腔室的相對兩側，其中所述入口軸線及所述出口軸線界定在所述入口軸線與所述出口軸線之間為至少30度的束彎曲，其中所述入口軸線、所述出口軸線以及所述束彎曲定義相對於所述出口軸線的非零角度的束路徑，所述多個電極以不對稱配置佈置在所述束路徑的不同側。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的靜電過濾器模組，其中 所述入口隧道沿所述主腔室的第一側設置，且其中所述出口隧道沿所述主腔室的與所述主腔室的所述第一側相鄰的第二側設置。
TW108140818A 2018-11-20 2019-11-11 離子植入設備、離子植入機及靜電過濾器模組 TWI794558B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/197,238 2018-11-20
US16/197,238 US10790116B2 (en) 2018-11-20 2018-11-20 Electostatic filter and method for controlling ion beam using electostatic filter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202025203A TW202025203A (zh) 2020-07-01
TWI794558B true TWI794558B (zh) 2023-03-01

Family

ID=70728161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108140818A TWI794558B (zh) 2018-11-20 2019-11-11 離子植入設備、離子植入機及靜電過濾器模組

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10790116B2 (zh)
JP (1) JP7171917B2 (zh)
KR (1) KR102588256B1 (zh)
CN (1) CN113169009B (zh)
TW (1) TWI794558B (zh)
WO (1) WO2020106425A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11437215B2 (en) 2019-12-13 2022-09-06 Applied Materials, Inc. Electrostatic filter providing reduced particle generation

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030230986A1 (en) * 1999-12-13 2003-12-18 Horsky Thomas Neil Ion implantation ion source, system and method
US20120104273A1 (en) * 2010-11-02 2012-05-03 Twin Creeks Technologies, Inc. Ion Source and a Method of Generating an Ion Beam Using an Ion Source
US20120168637A1 (en) * 2010-12-29 2012-07-05 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Method and apparatus for controlling an electrostatic lens about a central ray trajectory of an ion beam
US20130119263A1 (en) * 2011-11-15 2013-05-16 Twin Creeks Technologies, Inc. Ion Implant Apparatus and a Method of Implanting Ions
TW201611078A (zh) * 2014-09-11 2016-03-16 Sumitomo Heavy Ind Ion Technology Co Ltd 離子植入裝置及離子束的調整方法
TW201709253A (zh) * 2015-05-29 2017-03-01 Sumitomo Heavy Industries Ion Technology Co Ltd 電漿生成裝置及熱電子放出部

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69916241T2 (de) 1998-09-24 2005-04-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Ionenimplantierungsvorrichtung gestaltet zur ausfilterung von neutralen ionen aus dem ionenstrahl und methode
JP3727047B2 (ja) 1999-07-30 2005-12-14 住友イートンノバ株式会社 イオン注入装置
US6805916B2 (en) 2001-01-17 2004-10-19 Research Foundation Of The City University Of New York Method for making films utilizing a pulsed laser for ion injection and deposition
US20060043316A1 (en) * 2003-06-10 2006-03-02 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Ion implanter having enhanced low energy ion beam transport
US7326941B2 (en) 2004-05-18 2008-02-05 Advanced Ion Beam Technology, Inc. Apparatus and methods for ion beam implantation using ribbon and spot beams
US7902527B2 (en) 2004-05-18 2011-03-08 Jiong Chen Apparatus and methods for ion beam implantation using ribbon and spot beams
US7022984B1 (en) 2005-01-31 2006-04-04 Axcelis Technologies, Inc. Biased electrostatic deflector
JP4962801B2 (ja) 2005-06-06 2012-06-27 アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド 閉ループ線量制御のためにシリアル式注入装置の最終エネルギーベンド付近に配置された線量カップ
CN101322216B (zh) * 2005-11-15 2011-07-06 瓦里安半导体设备公司 在离子植入机中提供成段的静电透镜的技术
JP2010519698A (ja) 2007-02-22 2010-06-03 アプライド マテリアルズ イスラエル リミテッド 高スループットｓｅｍツール
US20100065761A1 (en) 2008-09-17 2010-03-18 Axcelis Technologies, Inc. Adjustable deflection optics for ion implantation
JP5176903B2 (ja) 2008-11-21 2013-04-03 日新イオン機器株式会社 イオン注入装置
US7888653B2 (en) 2009-01-02 2011-02-15 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for independently controlling deflection, deceleration and focus of an ion beam
US8129695B2 (en) 2009-12-28 2012-03-06 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. System and method for controlling deflection of a charged particle beam within a graded electrostatic lens
JP5500500B2 (ja) * 2010-03-11 2014-05-21 日新イオン機器株式会社 非対称なアインツェルレンズを有するビーム偏向器を備えたイオン注入装置
US8963107B2 (en) 2012-01-12 2015-02-24 Axcelis Technologies, Inc. Beam line design to reduce energy contamination
JP5963662B2 (ja) * 2012-12-04 2016-08-03 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入装置
US9142386B2 (en) * 2013-03-15 2015-09-22 Nissin Ion Equipment Co., Ltd. Ion beam line
JP6257411B2 (ja) 2014-03-27 2018-01-10 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入装置、最終エネルギーフィルター、及びイオン注入方法
US9281162B2 (en) 2014-06-27 2016-03-08 Advanced Ion Beam Technology, Inc. Single bend energy filter for controlling deflection of charged particle beam
JP6403485B2 (ja) * 2014-08-08 2018-10-10 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入装置及びイオン注入方法
US9527318B2 (en) 2014-09-30 2016-12-27 Seiko Epson Corporation Recording apparatus
US20160111245A1 (en) 2014-10-20 2016-04-21 Advanced Ion Beam Technology, Inc. Electrode assembly having pierce electrodes for controlling space charge effects
US9679739B2 (en) 2014-12-26 2017-06-13 Axcelis Technologies, Inc. Combined electrostatic lens system for ion implantation
US9583308B1 (en) * 2015-08-27 2017-02-28 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Light bath for particle suppression
US9978556B2 (en) * 2015-12-11 2018-05-22 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Parallelizing electrostatic acceleration/deceleration optical element
US9685298B1 (en) * 2016-02-01 2017-06-20 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Apparatus and method for contamination control in ion beam apparatus
US10068758B2 (en) 2017-01-27 2018-09-04 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Ion mass separation using RF extraction
US10504682B2 (en) 2018-02-21 2019-12-10 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Conductive beam optic containing internal heating element

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030230986A1 (en) * 1999-12-13 2003-12-18 Horsky Thomas Neil Ion implantation ion source, system and method
US20120104273A1 (en) * 2010-11-02 2012-05-03 Twin Creeks Technologies, Inc. Ion Source and a Method of Generating an Ion Beam Using an Ion Source
US20120168637A1 (en) * 2010-12-29 2012-07-05 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Method and apparatus for controlling an electrostatic lens about a central ray trajectory of an ion beam
US20130119263A1 (en) * 2011-11-15 2013-05-16 Twin Creeks Technologies, Inc. Ion Implant Apparatus and a Method of Implanting Ions
TW201611078A (zh) * 2014-09-11 2016-03-16 Sumitomo Heavy Ind Ion Technology Co Ltd 離子植入裝置及離子束的調整方法
TW201709253A (zh) * 2015-05-29 2017-03-01 Sumitomo Heavy Industries Ion Technology Co Ltd 電漿生成裝置及熱電子放出部

Also Published As

Publication number Publication date
KR102588256B1 (ko) 2023-10-12
JP2022507632A (ja) 2022-01-18
TW202025203A (zh) 2020-07-01
JP7171917B2 (ja) 2022-11-15
US10790116B2 (en) 2020-09-29
WO2020106425A1 (en) 2020-05-28
KR20210078566A (ko) 2021-06-28
US20200161089A1 (en) 2020-05-21
CN113169009A (zh) 2021-07-23
CN113169009B (zh) 2023-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210159043A1 (en) Apparatus and method for controlling ion beam using electostatic filter
JP7190570B2 (ja) 非対称静電構成を有する静電フィルタおよびイオン注入装置
KR102620448B1 (ko) 이온 빔 장치 내의 오염 제어를 위한 장치, 시스템 및 방법
TWI794558B (zh) 離子植入設備、離子植入機及靜電過濾器模組
TWI794557B (zh) 離子植入設備、用於控制離子束的方法及高束彎曲靜電過濾器總成