[發(fā)明專利]帶電束收集和粒子吸引器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680028442.0
• 申請(qǐng)日: 2006-06-02
• 公開（公告）號(hào): CN101233597A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·范德波特;黃永燦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 艾克塞利斯技術(shù)公司
• 主分類號(hào): H01J37/317
• 分類號(hào): H01J37/317;H01J37/244
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉杰;王小衡

相關(guān)申請(qǐng)的參考

本申請(qǐng)要求了于2005年6月3日提出的標(biāo)題為“PARTICULATEPREVENTION?IN?ION?IMPLANTATION”的美國專利臨時(shí)申請(qǐng)No.60/687,514的優(yōu)先權(quán)以及權(quán)益，該申請(qǐng)的整個(gè)內(nèi)容如同在此完整陳述一樣結(jié)合在此作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及一種用于將離子注入至工件中的離子注入系統(tǒng)、裝置以及方法，并且尤其涉及一種用于一般性地防止與離子束有關(guān)的粒子污染的離子注入系統(tǒng)、裝置以及方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體設(shè)備的制造中，使用離子注入系統(tǒng)來以雜質(zhì)摻雜半導(dǎo)體晶片或其它工件。在這種系統(tǒng)中，離子源使期望的摻雜元素離子化，該摻雜元素以離子束形式由離子源提取。典型地對(duì)離子束進(jìn)行質(zhì)量分析以選擇期望荷質(zhì)比的離子，然后將所述離子導(dǎo)向半導(dǎo)體晶片的表面，以便以該摻雜元素來注入晶片。諸如在晶片中的晶體管器件的制造中，該射束離子穿透晶片表面，以形成期望的導(dǎo)電區(qū)域。典型的離子注入機(jī)包括：用于產(chǎn)生離子束的離子源；射束線組件，該射束線組件包括用于使用磁場來質(zhì)量解析離子束的質(zhì)量分析裝置；以及靶室，該靶室包含將被離子束注入的半導(dǎo)體晶片或工件。

典型地，使由離子束所產(chǎn)生的離子形成射束，且將射束沿著預(yù)定的射束路徑導(dǎo)引至注入臺(tái)。此離子束注入機(jī)可進(jìn)一步包括：形成和成形在離子源與注入臺(tái)之間延伸的射束結(jié)構(gòu)。此射束形成與成形結(jié)構(gòu)嘗試維持此離子束，并限制延長的內(nèi)部腔或通道，通過該內(nèi)部腔或通道將此射束傳送至注人臺(tái)。當(dāng)操作此離子注入機(jī)時(shí)，典型地將此通路抽成真空，以降低由于與空氣分子的碰撞而使得離子從預(yù)定的射束路徑偏移的可能性。

離子的質(zhì)量相對(duì)于其上電荷的比(即，荷質(zhì)比)會(huì)影響離子通過靜電或磁場而在軸向與橫向上加速的程度。因此，可以使到達(dá)半導(dǎo)體晶片或其它目標(biāo)的期望區(qū)域的離子束非常純，這是因?yàn)椴黄谕姆肿恿康碾x子會(huì)偏移至遠(yuǎn)離射束的位置，且可以避免期望材料以外的離子注入。選擇性地分開期望與不期望荷質(zhì)比的離子的過程稱為質(zhì)量分析。質(zhì)量分析器典型地使用質(zhì)量分析磁鐵，質(zhì)量分析磁鐵在弧形通道中產(chǎn)生雙極性磁場以經(jīng)由磁性偏移使離子束中的各種離子偏移，磁性偏移將會(huì)把不同荷質(zhì)比的離子有效地分開。

將離子束典型地聚焦且導(dǎo)引至工件期望的表面區(qū)域。通常，將離子束的高能離子加速至預(yù)定的能量級(jí)，以穿透至工件的主體。例如，使這種離子嵌入至材料的晶格中以形成期望導(dǎo)電區(qū)域，離子束的能量通常決定了注入深度。這種離子注入系統(tǒng)的實(shí)例包括從Massachusetts州Beverly市的Axcelis?Technologies得到的離子注入系統(tǒng)。

然而，此典型離子注入機(jī)或其它離子束設(shè)備(例如，線性加速器)的操作，可能導(dǎo)致各種來源的污染粒子的產(chǎn)生。例如，這種污染粒子尺寸可能小于約1μm，但對(duì)于所注入工件仍然會(huì)造成有害影響。例如，這種污染粒子可能夾帶于離子束中，且與射束一起傳輸至工件，因此導(dǎo)致工件不期望的污染。

在典型離子注入系統(tǒng)中，例如，此污染粒子的來源為經(jīng)由質(zhì)量分析器通道有關(guān)的材料。例如，質(zhì)量分析器的通道典型地以石墨覆蓋或涂覆，其中，非想要的離子通常會(huì)撞擊通道的石墨襯里，且通常夾帶于石墨涂層中。然而，隨著時(shí)間流逝，當(dāng)離子繼續(xù)撞擊石墨涂層時(shí)，此石墨涂層的粒子會(huì)從通道脫離，然后夾帶于離子束中。然后，在離子注入期間，這種在離子束中的污染粒子會(huì)與工件或其它襯底碰撞且附著至該工件或其它襯底上，然后，在處理的工件上需要亞微米圖案定義的半導(dǎo)體與其它工件的制造中，成為收率損失的來源。

由于要以更大精確度及縮小的尺寸制造半導(dǎo)體器件，因此用于制造這種半導(dǎo)體器件的設(shè)備需要更高準(zhǔn)確度及效率。因此，令人期望的是，在此工件上游各個(gè)位置降低離子束中污染粒子的程度，以減輕工件的污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過提供一種用于控制與工件上游各個(gè)位置的離子束有關(guān)的污染的裝置、系統(tǒng)及方法，而克服已知技術(shù)的限制。因此，以下提供本發(fā)明的概要，以提供本發(fā)明一些觀點(diǎn)的基本了解。此概要并非本發(fā)明的廣泛總論。用意既非在于辨識(shí)本發(fā)明關(guān)鍵或重要組件，亦非描述本發(fā)明的范圍。此概要目的在于，以簡化形式介紹本發(fā)明的一些觀念，作為在稍后更詳細(xì)說明的序言。

根據(jù)本發(fā)明的示例性觀點(diǎn)，提出一種射束收集組件，以降低在離子注入系統(tǒng)中的離子束的污染。其中，此離子收集組件包括：粒子收集器、粒子吸引器、以及屏蔽?？刹僮鞔肆Ｗ游鞯碾娢?，以通常吸引由離子注入系統(tǒng)所形成的廢離子束并且使其減慢下來，其中與廢離子束有關(guān)的污染粒子通常受限于粒子收集器中。例如，此粒子吸引器的電位通常是與離子束電位相反，其中廢離子束通常被吸引至粒子收集器中的粒子吸引器。