[發(fā)明專利]注入裝置的離子源和離子注入方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210559934.X
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103887132A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 單易飛;鄔璐磊;董春榮
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01J37/08
• 分類號: H01J37/08;H01J27/08;H01J37/317
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種注入裝置的離子源，其特征在于，包括：

起弧腔，所述起弧腔用于容納等離子體；

燈絲，位于起弧腔的側(cè)壁上，用于產(chǎn)生熱電子，使通入起弧腔的離子源氣體離子化為等離子體；

反射極，位于起弧腔的與燈絲相對的側(cè)壁上，用于反射燈絲產(chǎn)生的熱電子；

狹縫，位于起弧腔的頂部，作為等離子體的出口；

源氣體通入口，位于起弧腔的反射極和燈絲之間的側(cè)壁上，用于通入離子源氣體；

清潔氣體通入口，位于起弧腔的源氣體通入口同側(cè)的側(cè)壁上，用于通入惰性清潔氣體。

2.如權(quán)利要求1所述的注入裝置的離子源，其特征在于，所述惰性清潔氣體為氬氣或氦氣。

3.如權(quán)利要求1所述的注入裝置的離子源，其特征在于，所述清潔氣體通入口與燈絲之間的直線距離大于源氣體通入口與燈絲之間的直線距離。

4.如權(quán)利要求3所述的注入裝置的離子源，其特征在于，所述清潔氣體通入口與源氣體通入口之間的距離為40~60毫米。

5.如權(quán)利要求3所述的注入裝置的離子源，其特征在于，所述清潔氣體通入口的直徑為5~15毫米。

6.如權(quán)利要求1所述的注入裝置的離子源，其特征在于，所述清潔氣體通入口的數(shù)量大于等于一個。

7.如權(quán)利要求1所述的注入裝置的離子源，其特征在于，源氣體通入口和清潔氣體通入口通過第三通入口與起弧腔的側(cè)壁相連接，源氣體通入口和清潔氣體通入口、和第三通入口構(gòu)成一個三通管道。

8.如權(quán)利要求1所述的注入裝置的離子源，其特征在于，所述源氣體通入口和清潔氣體通入口上分別設(shè)置有開關(guān)控制閥，以控制源氣體通入口和清潔氣體通入口內(nèi)氣流的通斷。

9.如權(quán)利要求1所述的注入裝置的離子源，其特征在于，還包括：引出電極系統(tǒng)，位于狹縫附近，用于從等離子體引出離子束。

10.一種離子注入方法，其特征在于，包括步驟：

提供注入裝置的離子源；

燈絲連接電源產(chǎn)生熱電子；

從清潔氣體通入口向起弧腔中通入惰性清潔氣體，熱電子將惰性清潔氣體全部或部分離子化為第一等離子體；

從源氣體通入口向起弧腔中通入離子源氣體，熱電子將離子源氣體離子化為第二等離子體；

從狹縫引出第二等離子體形成離子束。

11.如權(quán)利要求10所述的離子注入方法，其特征在于，所述惰性清潔氣體為氬氣或氦氣。

12.如權(quán)利要求10所述的離子注入方法，其特征在于，所述清潔氣體通入口通入的惰性清潔氣體的流量大于或等于源氣體通入口通入離子源氣體流量。

13.如權(quán)利要求12所述的離子注入方法，其特征在于，所述清潔氣體通入口通入的惰性清潔氣體的流量為0.5~3sccm。

14.如權(quán)利要求12所述的離子注入方法，其特征在于，源氣體通入口通入離子源氣體流量為0.5~1sccm。

15.如權(quán)利要求10所述的離子注入方法，其特征在于，所述清潔氣體通入口向起弧腔中通入惰性清潔氣體的步驟在源氣體通入口向起弧腔中通入離子源氣體的步驟之前。

16.如權(quán)利要求10所述的離子注入方法，其特征在于，所述清潔氣體通入口向起弧腔中通入惰性清潔氣體時，源氣體通入口同時向起弧腔中通入離子源氣體。

17.如權(quán)利要求10所述的離子注入方法，其特征在于，離子注入完成時，停止通入離子源氣體，保持通入惰性清潔氣體，通過惰性清潔氣體將起弧腔內(nèi)剩余的離子化副產(chǎn)物從狹縫排出。