[發(fā)明專利]束阻擋件和束調(diào)整方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680028482.5
• 申請日: 2006-06-02
• 公開（公告）號: CN101238538A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發(fā)明（設計）人: J·范德波特;Y·Z·黃
• 申請（專利權）人: 艾克塞利斯技術公司
• 主分類號: H01J37/244
• 分類號: 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

相關申請的交互參考

本申請要求在2005年6月3日提出申請的美國專利臨時申請?zhí)?0/687,514號、標題為“離子注入中的粒子防止”的優(yōu)先權及該案的權益，其整個內(nèi)容包含在此作為參考。

技術領域

本發(fā)明通常涉及一種用于將離子注入工件中的離子注入系統(tǒng)、裝置、以及方法，更具體涉及一種通常防止與離子束有關的粒子污染的離子注入系統(tǒng)、裝置、以及方法。

背景技術

在半導體器件的制造中，使用離子注入系統(tǒng)以使用雜質(zhì)對半導體晶片或其它工件進行摻雜。在該系統(tǒng)中，離子源將所期望摻雜元素離子化，這樣將該摻雜元素以離子束的形式由離子源取出。該離子束典型地被質(zhì)量分析，以選擇所期望荷質(zhì)比的離子，以及然后將這些離子導向半導體晶片表面，以便以該摻雜元素注入晶片。在例如晶片中制造晶體管器件時，該射束離子穿透晶片表面，以形成所期望導電性的區(qū)域。示例性的離子注入機包括：離子源，用于產(chǎn)生離子束；束線組件，其包括質(zhì)量分析裝置，用于使用磁場對離子束進行質(zhì)量解析；以及靶室，其包含將被離子束注入的半導體晶片或工件。

該由離子源所產(chǎn)生的離子典型地形成射束，且沿著預先確定射束路徑引導至注入站。該離子束注入機進一步包括：射束形成與成形結構，其延伸于離子源與注入站之間。射束形成與成形結構嘗試：維持該離子束，且限制將該射束傳送至注入站所經(jīng)過的延長內(nèi)部腔或通道。當操作該離子注入機時，典型地將該通道抽空，以降低由于離子與空氣分子碰撞而使得離子偏移預先確定射束路徑的可能性。

該離子的質(zhì)量相對于其上電荷的比(即，荷質(zhì)比)會影響通過靜電場或磁場使離子在軸向與橫向加速的程度。因此，可以使得抵達半導體晶片或其它目標的所期望區(qū)域的離子束非常純，因為非期望分子量的離子會偏移至離開射束的位置，且可以避免所期望材料以外的離子的注入。該選擇性地分開所期望與非所期望荷質(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，以產(chǎn)生雙極性磁場，經(jīng)由磁性偏移將離子束中各種離子偏離至弧形通道中，這樣可以將不同荷質(zhì)比的離子有效地分開。

將該離子射束典型地聚焦且引導至工件所期望的表面區(qū)域。通常，將該離子束的能量離子加速至預先確定的能量水平，以穿透至該工件的主體中。該離子例如嵌入于材料結晶格子中，以形成所期望導電性區(qū)域，而離子束的能量通常確定離子注入深度。該離子注入系統(tǒng)的實例包括由美國馬薩諸塞州Beverly的艾克塞利斯科技公司所提供的離子注入系統(tǒng)。

然而，該示例性離子注入機或其它離子束設備(例如，線性加速器)的操作可能導致各種來源污染粒子的產(chǎn)生。該污染粒子其尺寸例如可能小于大約1μm，然而對于所注入工件仍然會造成有害影響。該污染粒子可能例如夾帶于離子束中，且與射束一起傳輸至工件，因此導致工件非所期望的污染。

在示例性離子注入系統(tǒng)中，該污染粒子的一個來源例如為：與經(jīng)由質(zhì)量分析器的通道有關的材料。例如，質(zhì)量分析器的通道典型地被石墨涂覆，其中，該非期望分子量的離子通常會撞擊作為通道襯里的石墨，且通常夾帶于石墨涂層中。然而，隨著時間經(jīng)過，當離子繼續(xù)沖擊石墨涂層時，該石墨涂層的粒子會從通道中撞出，然后夾帶于離子束中。然后，在離子注入期間，離子束中的污染粒子會與該工件或其它襯底碰撞且附著在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體與其它器件的制造中，成為良率損失的來源。該種污染在該離子注入系統(tǒng)調(diào)整期間例如在系統(tǒng)的開機操作期間會大幅增加，在該期間中離子束實質(zhì)上并不穩(wěn)定。

由于以更大精確度、更高準確度、以及效率制造尺寸減少的半導體器件，因此需要用于制造這種半導體器件的設備。因此，期望的是在工件上游各個位置降低離子束中污染粒子的水平，以減輕工件污染。

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位置的離子束有關的污染的裝置、系統(tǒng)及方法，而克服已知技術的限制。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。用意既非在于辨識本發(fā)明關鍵或重要組件，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，作為在稍后更詳細說明的序言。