束阻挡件和束调整方法技术

本发明专利技术提供一种用于减轻与离子注入有关的污染的系统、方法、以及装置。本发明专利技术提供离子源、终点站、以及设置在离子源与终点站之间的质量分析器，其中由离子源形成离子束，且根据射束阻挡组件的位置，选择性地经由质量分析器将离子束传送至终点站。该射束阻挡组件选择性地防止离子束进入和／或射出质量分析器，因此将转换期间例如离子注入系统开机期间与不稳定离子源有关的污染最小化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及一种用于将离子注入工件中的离子注入系统、装置、 以及方法，更具体涉及一种通常防止与离子束有关的粒子污染的离子注 入系统、装置、以及方法。
技术介绍
在半导体器件的制造中，使用离子注入系统以使用杂质对半导体晶 片或其它工件进行掺杂。在该系统中，离子源将所期望掺杂元素离子化， 这样将该掺杂元素以离子束的形式由离子源取出。该离子束典型地M 量分析，以选择所期望荷质比的离子，以及然后将这些离子导向半导体 晶片表面，以便以该掺杂元素注入晶片。在例如晶片中制造晶体管器件 时，该射束离子穿透晶片表面，以形成所期望导电性的区域。示例性的 离子注入机包括离子源，用于产生离子束；束线组件，其包括质量分析 装置，用于使用磁场对离子束进行质量解析；以及靶室，其包含将被离 子束注入的半导体晶片或工件。该由离子源所产生的离子典型地形成射束，且沿着预先确定射束路 径引导至注入站。该离子束注入机进一步包括射束形成与成形结构，其 延伸于离子源与注入站之间。射束形成与成形结构尝试维持该离子束， 且限制将该射束传送至注入站所经过的延长内部腔或通道。当操作该离 子注入机时，典型地将该通道抽空，以降低由于离子与空气分子碰撞而 使得离子偏移预先确定射束路径的可能性。该离子的质量相对于其上电荷的比(即，荷质比)会影响通过静电场或磁场使离子在轴向与横向加速的程度。因此，可以使得抵达半导体 晶片或其它目标的所期望区域的离子束非常纯，因为非期望分子量的离 子会偏移至离开射束的位置，且可以避免所期望材料以外的离子的注入。 该选择性地分开所期望与非所期望荷质比的离子的过程称为质量分析。 质量分析器典型地使用质量分析磁铁，以产生双极性磁场，经由磁性偏 移将离子束中各种离子偏离至弧形通道中，这样可以将不同荷质比的离 子有效地分开。将该离子射束典型地聚焦且引导至工件所期望的表面区域。通常， 将该离子束的能量离子加速至预先确定的能量水平，以穿透至该工件的 主体中。该离子例如嵌入于材料结晶格子中，以形成所期望导电性区域， 而离子束的能量通常确定离子注入深度。该离子注入系统的实例包括由美国马萨诸塞州Beverly的艾克塞利斯科技公司所提供的离子注入系统。 然而，该示例性离子注入机或其它离子束设备(例如，线性加速器) 的操作可能导致各种来源污染粒子的产生。该污染粒子其尺寸例如可能 小于大约lpm，然而对于所注入工件仍然会造成有害影响。该污染粒子 可能例如夹带于离子束中，且与射束一起传输至工件，因此导致工件非 所期望的污染。在示例性离子注入系统中，该污染粒子的一个来源例如为与经由 质量分析器的通道有关的材料。例如，质量分析器的通道典型地被石墨 涂覆，其中，该非期望分子量的离子通常会撞击作为通道衬里的石墨， 且通常夹带于石墨涂层中。然而，随着时间经过，当离子继续冲击石墨 涂层时，该石墨涂层的粒子会从通道中撞出，然后夹带于离子束中。然 后，在离子注入期间，离子束中的污染粒子会与该工件或其它衬底碰撞 且附着在该工件或其它衬底上。然后，在处理的工件上需要亚微米图案 定义的半导体与其它器件的制造中，成为良率损失的来源。该种污染在 该离子注入系统调整期间例如在系统的开机操作期间会大幅增加，在该 期间中离子束实质上并不稳定。由于以更大精确度、更高准确度、以及效率制造尺寸减少的半导体 器件，因此需要用于制造这种半导体器件的设备。因此，期望的是在工 件上游各个位置降低离子束中污染粒子的水平，以减轻工件污染。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种用于控制与工件上游各个位置的离子束有关的 污染的装置、系统及方法，而克服已知技术的限制。因此，以下提供本 专利技术的概要，以提供本专利技术一些观点的基本了解。此概要并非本专利技术的 广泛总论。用意既非在于辨识本专利技术关键或重要组件，亦非描述本专利技术 的范围。此概要目的在于，以简化形式介绍本专利技术的一些观念，作为在 稍后更详细说明的序言。根据本专利技术示例性观点，提供一种射束阻挡组件，用于降低来自离子注入系统中离子源所发射离子束的污染，其中该射束阻挡组件包括 可移动射束阻挡件，其相对于离子束的路径选择性地定位。该射束阻挡 件例如包括板，所述板可以定位于质量分析磁铁(即，质量分析器) 的入口和/或出口，其中可操作该射束阻挡组件，以将与离子束调整(例 如，在离子注入系统的开机期间)有关的粒子污染限制于离子注入系统 特定区域中。例如，可以将射束阻挡件选择性定位于沿着离子束路径的 质量分析器的入口 ，以在与离子束有关离子源的最初调整期间选择性地 防止离子束(以及与其有关的粒子污染)进入质量分析器。根据本专利技术，该板包括例如石墨的含碳材料，其中可操作该含碳材 料，以基本吸收该离子束以及与其有关的污染。因此，可操作该射束阻 挡组件以减少所需时间，在该时间期间可操作该离子束以沖击与离子注 入系统的质量分析器或其它组件有关的表面。根据另一个实例，在射束 阻挡件的上游设置测量装置，其中当该射束阻挡件通常阻挡该离子束时， 可以测量该离子束的一个或多个性质。可以使用所测量离子束的一个或 多个性质，以在将离子注入于工件之前，调整该一个或多个离子源与质 量分析器。可以进一步提供泵，其中可操作该泵以将气体和/或悬浮粒子 从射束阻挡组件中泵出或排出，因此，进一步减少了粒子污染。为达成上述有关目的，本专利技术包括以下充分说明和在权利要求书中 特别指出的特性。以下说明和附图详细阐明了本专利技术的一些实施例。然 而，这些实施例可以使用本专利技术原理的一些各种方式。本专利技术的其它目 的、优点与新颖特性将由本专利技术以下内容详细说明并参考附图而更为明 显。附图说明图1为平面图，说明根据本专利技术观点的示例性离子注入系统；图2为平面图，说明示例性离子注入系统，该离子注入系统包括根据本专利技术另一观点的射束阻挡组件；以及图3为方块图，说明用于控制根据本专利技术另一示例性观点的离子注入系统中的污染的方法。具体实施方式本专利技术通常针对于用于减轻受到离子束处理工件的粒子污染的系 统、装置及方法。因此，现在参考附图说明本专利技术，其中使用相同参考 图号以代表相同组件。应当理解的是，这些观点的描述仅为举例性质， 不应以任何限制意义进行解释。在以下说明中，为了解释目的，说明各 种特定细节，以便提供对本专利技术的彻底了解。然而，对于本领域技术人 员来讲明显的是，可以无需这种特定细节来实施本专利技术。现在请参考附图，图1为说明示例性的离子注入系统100的简化立 体图。应注意到在此说明图l的离子注入系统100，以提供对本专利技术的高 层理解，因此无需依比例绘制。因此，为了清楚起见可能绘出或不绘出 各个组件。图1为俯视图，说明质量分析器106 (也称为磁铁)的主磁 场104内的真空室102，其中进一步显示了磁场的中央108。未区分离子 束IIO从离子源112的出口孔径111经由质量分析器的入口 114而进入质 量分析器106，该磁铁至少部分根据包含于该离子束中元素的分子量，开 始将该未区分离子束分开。可操作质量分析器106以从未区分离子束110 中提取所选择元素(例如，硼)的所期望或所选择光线或离子束115，其 中将所选择射束的离子根据需要注入于设置在终点站117中的工件116 (例如，半导体衬底)中。具有比所选择元素的分子量轻的较轻元素(例 如，氢)倾向转至第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于质量分析器的射束阻挡组件，该射束阻挡组件包括：进入射束阻挡件，其通常沿着离子束路径、靠近质量分析器的入口设置，该进入射束阻挡件相对于离子束选择性地设置，其中该进入射束阻挡件操作成根据该进入射束阻挡件相对于离子束的位置，以选择性地防止离子束进入质量分析器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-6-3 60/687,5141.一种用于质量分析器的射束阻挡组件，该射束阻挡组件包括进入射束阻挡件，其通常沿着离子束路径、靠近质量分析器的入口设置，该进入射束阻挡件相对于离子束选择性地设置，其中该进入射束阻挡件操作成根据该进入射束阻挡件相对于离子束的位置，以选择性地防止离子束进入质量分析器。2. 如权利要求1所述的射束阻挡组件，其中该进入射束阻挡件包括可 滑动地耦接至质量分析器的板。3. 如权利要求1所述的射束阻挡组件，包括可操作地耦接至该板的致 动器，其中该致动器可操作成选择性地将该板定位。4. 如权利要求3所述的射束阻挡组件，其中该致动器包括旋转致动 器，该旋转致动器可被操作以经由离子束路径选择性地旋转该板。5. 如权利要求3所述的射束阻挡组件，其中该致动器包括线性致动 器，该线性致动器操作成经由离子束路径选择性地线性平移该板。6. 如权利要求2所述的射束阻挡组件，其中该板包括以碳为主的材料。7. 如权利要求6所述的射束阻挡组件，其中该以碳为主的材料包括石墨。8. 如权利要求1所述的射束阻挡组件，进一步包括测量装置，该测量 装置设置在进入射束阻挡件的上游，其中该测量装置可操作成检测该离 子束的一个或多个性质。9. 如权利要求8所述的射束阻挡组件，其中该测量装置包括测量孔 径、测量电极、以及线扫瞄器的一个或多个。10. 如权利要求1所述的射束阻挡组件，进一步包括射出射束阻挡件， 其通常沿着离子束路径、靠近质量分析器的出口设置，其中该射出射束 阻挡件相对于离子束选择性地设置，其中该射出射束阻挡件可操作成根 据该射出射束阻挡件相对于离子束的位置，选择性地防止离子束从该质 量分析器射出。11. 如权利要求10所述的射束阻挡组件，进一步包括设置在射出射束 阻挡件上游的测量装置，其中该测量装置可操作成检测该离子束的一个 或多个性质。12. 如权利要求11所述的射束阻挡组件，其中该测量装置包括测量孔径、测量电极、以及线扫瞄器的一个或多个。13. —种离子注入系统，包括具有射出孔径的离子源，其中该离子源可操作成经由射出孔径形成 离子束；质量分析器；射束阻挡组件，其中该射束阻挡组件包括进入射束阻挡件，该进入 射束阻挡件通常沿着离子束路径、靠近质量分析器的入口设置，其中该 进入射束阻挡件相对于离子束选择性地设置，其中该进入射束阻挡件可 操作成根据该进入射束阻挡件相对于离子束的位置，以选择性地防止该 离子束进入该质量分析器；以及控制器，该控制器可操作成控制该进入射束阻挡件的位置，其中该 控制是根据由离子源所形成离子束的稳定性而定。14. 如权利要求13所述的离子注入系统，包括可操作地耦接至进入射 束阻挡件的致动器，其中该致动器可操作成至少部分根据该离子束的稳 定性，而将该进入射束阻挡件选择性地定位。15. 如权利要求14所述的离子注入系统，其中该致动器包括旋转致...

【专利技术属性】
技术研发人员：J范德波特，YZ黄，
申请(专利权)人：艾克塞利斯技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]