[發(fā)明專利]離子植入系統(tǒng)以及原位等離子清洗方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680033326.1
• 申請(qǐng)日: 2016-06-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107690689B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 凱文·安葛林;威廉·戴維斯·李;彼得·庫(kù)魯尼西;里安·道尼;杰·T·舒爾;亞歷山大·利坎斯奇;威廉·M·賀伯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 瓦里安半導(dǎo)體設(shè)備公司
• 主分類號(hào): H01J37/317
• 分類號(hào): H01J37/317;H01J37/32;B08B7/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 楊貝貝;臧建明

本文提供離子植入系統(tǒng)以及原位等離子清洗方法。在一個(gè)方法中，所述構(gòu)件可包含具有一或多個(gè)傳導(dǎo)性射束光學(xué)器件的射束線構(gòu)件。系統(tǒng)更包含電力供應(yīng)器，其用于在處理模式期間將第一電壓和第一電流供應(yīng)到構(gòu)件且在清洗模式期間將第二電壓和第二電流供應(yīng)到構(gòu)件。第二電壓和電流可并聯(lián)地施加到構(gòu)件的傳導(dǎo)性射束光學(xué)器件以選擇性地(例如，個(gè)別地)在一或多個(gè)傳導(dǎo)性射束光學(xué)器件中的一或多者周圍產(chǎn)生等離子。系統(tǒng)可更包含用于調(diào)整供應(yīng)到構(gòu)件的蝕刻劑氣體的注入速率的流量控制器，和用于調(diào)整構(gòu)件的環(huán)境的壓力的真空泵。

對(duì)相關(guān)申請(qǐng)案的交叉參考

本申請(qǐng)案主張2015年6月12日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)案第62/174,906號(hào)的優(yōu)先權(quán)，所述全部?jī)?nèi)容被以引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體涉及用于制造電子裝置的技術(shù)，且更明確地說(shuō)，涉及用于改善處理室內(nèi)的構(gòu)件的性能且延伸其使用期限的離子植入系統(tǒng)以及原位等離子清洗方法。

背景技術(shù)

離子植入為經(jīng)由轟擊將摻雜劑或雜質(zhì)引入到襯底內(nèi)的工藝。在半導(dǎo)體制造中，引入摻雜劑以更改電、光學(xué)或機(jī)械性質(zhì)。舉例來(lái)說(shuō)，可將摻雜劑引入到本征半導(dǎo)體內(nèi)以更改襯底的傳導(dǎo)率的類型和等級(jí)。在制造集成電路(integrated circuit；IC)過(guò)程中，精確的摻雜分布提供改善的IC性能。為了達(dá)成所要的摻雜分布，可以離子的形式按各種劑量和各種能級(jí)植入一或多種摻雜劑。

離子植入系統(tǒng)可包括離子源和一系列射束線構(gòu)件。離子源可包括產(chǎn)生所要的離子的腔室。離子源還可包括安置于腔室附近的電源與提取電極組合件。射束線構(gòu)件可包含(例如)質(zhì)量分析器、第一加速或減速級(jí)、準(zhǔn)直器和第二加速或減速級(jí)。與用于操縱光束的一系列光學(xué)透鏡非常相似，射束線構(gòu)件可濾波、聚焦和操縱具有所要的物質(zhì)、形狀、能量和其它質(zhì)量的離子或離子束。離子束穿過(guò)射束線構(gòu)件且可朝向安裝于壓板或夾鉗上的襯底引導(dǎo)。襯底可由有時(shí)被稱作旋轉(zhuǎn)板(roplat)的設(shè)備在一或多個(gè)維度上移動(dòng)(例如，平移、旋轉(zhuǎn)和傾斜)。

離子植入機(jī)系統(tǒng)針對(duì)多種不同離子物質(zhì)和提取電壓產(chǎn)生穩(wěn)定、明確界定的離子束。在使用源極氣體(例如，AsH₃、PH₃、BF₃和其它物質(zhì))操作若干小時(shí)后，射束成分最終在射束光學(xué)器件上創(chuàng)造沉積物。在晶片的視線內(nèi)的射束光學(xué)器件也變得涂布有來(lái)自晶片的殘余物，包含Si和光刻膠化合物。這些殘余物堆積于射束線構(gòu)件上，造成在操作期間的直流(DC)電位中的尖峰(例如，在加電偏壓的構(gòu)件的情況下)。最終，殘余物剝落，造成晶片上的微粒污染的增大可能性。

防止材料累積的效應(yīng)的一個(gè)方式為間歇地替換離子植入機(jī)系統(tǒng)的射束線構(gòu)件。替代地，可手動(dòng)清洗射束線構(gòu)件。然而，手動(dòng)清洗需要對(duì)離子源斷電，且釋放系統(tǒng)內(nèi)的真空。在替換或清洗射束線構(gòu)件后，接著對(duì)系統(tǒng)抽空和供電以達(dá)到操作條件。因此，這些維護(hù)過(guò)程可非常耗時(shí)。此外，在所述維護(hù)過(guò)程期間不使用射束線構(gòu)件。因而，頻繁的維護(hù)過(guò)程可減少可用于IC生產(chǎn)的時(shí)間，因此增大總制造成本。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于前述內(nèi)容，本文中所提供為用于離子植入系統(tǒng)構(gòu)件(例如，離子束光學(xué)器件)的原位等離子清洗的系統(tǒng)和方法，其中可在短時(shí)間上執(zhí)行原位等離子清洗，從而避免了通風(fēng)和/或手動(dòng)清洗離子束光學(xué)器件的需求。此外，本文中所提供為離子束光學(xué)器件的原位等離子清洗的系統(tǒng)和方法，其中在剛好包圍待清洗的那些構(gòu)件的區(qū)域中局部產(chǎn)生等離子，因此減少不想要的對(duì)其它構(gòu)件的蝕刻。

根據(jù)本發(fā)明的示范性離子植入系統(tǒng)可包含在離子植入系統(tǒng)的腔室內(nèi)的構(gòu)件，和與所述構(gòu)件連通的電力供應(yīng)器。電力供應(yīng)器可經(jīng)配置以在清洗模式期間將電壓和電流供應(yīng)到構(gòu)件，其中電壓和電流經(jīng)施加到構(gòu)件的傳導(dǎo)性射束光學(xué)器件以在傳導(dǎo)性射束光學(xué)器件周圍產(chǎn)生等離子。離子植入系統(tǒng)可更包含蝕刻劑氣體，其供應(yīng)到構(gòu)件以實(shí)現(xiàn)傳導(dǎo)性射束光學(xué)器件的蝕刻。