从离子注入机移除分子裂片的技术制造技术

一种从离子注入机移除分子裂片的技术。在一实施例中，此技术可以是用于从离子注入机移除分子裂片的装置。该装置包括供应机构，其配置为耦接离子源室并向该离子源室供应进料材质。该装置还包括一种或多种氢吸收材质，其放置在进料材质的引流路径内，用以防止进料材质中的至少一部分含氢分子裂片进入离子源室。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及半导体的制程，并且尤其涉及从离子注入机 移除分子裂片的技术。
技术介绍
离子注入是一种利用高能离子直接轰击基板，而将化学物质沉积于基板内的制程。在半导体制程中，离子注入机主要用在改变目标材质(target material)的导电类型以及水平的掺杂制程中。集成电路(IC)基板及其薄膜结 构中的精密掺杂分布(doping profile)通常对于确保正常的IC效能是相当 重要的。为了达到想要的掺杂分布，会以不同的剂量以及不同的能量来进行 一种或多种物质的注入。图1描述了一种现有的离子注入机系统100,才艮据本专利技术的实施例，其 能用于低温离子注入的技术。如在大部份离子注入机系统中，系统100存在 于高真空环境内。离子注入^/L系统100包括由电源101偏置到一定电压的离 子源102。离子源102通常位于称为源外罩的真空室(未图示)内。离子注入机 系统100进一步包括离子束10所通过的光束线元件(beam-line component) 的复杂系列(compl ex series)。 光束线元^f牛的系歹l)包才舌例^口;及取电才及104、 90 °磁分析仪106、第一减速(D1)台108、 70°磁准直仪110以及第二减速(D2) 台112。就像是操控光束的光学透镜系列一样，光束线元件能够在引导离子束 10至目标晶片之前，过滤并集中离子束10。在离子注入过程中，目标晶片通 常安装在平台114上，平台114能通过被称作 "roplat"的装置在一维或多 维内移动(例如，平移、旋转以及倾斜)。随着半导体元件的小型化，对于超浅接面(ultra-shallow junction)的 需求日益增长。例如，已投注许多心力来制造更浅、更陡峭并且更具有活性 的源极/漏极延伸区(Source-Drain Extension, SDE)接面，以满足现代互补 式金属氧化物半导体(Complementary Meta卜0xide-Semiconductor, CMOS)元 件的需要。为了能达到超浅接面，需要具有高导流系数(perveance)(即，低能量 且高束电流)的离子束。以现有的原子离子束(即，由一种原子离子构成的离 子束)而言，需要低能量来将掺质离子由晶片表面掺杂到很浅的区域，且为了 达到可接受的产量，需要高束电流。然而，由于离子束中的嗜电(like-charged) 离子相互排斥而造成离子束膨胀，使得低能离子束受到空间电荷效应(space charge effect)的影响。由于空间电荷效应，在束线中传输的束电流的强度 受到限制。当嗜电离子是正离子时，可通过将电子引入到离子束内而将空间电荷效 应控制到某种程度。电子中的负电荷会抵消正离子之间的排斥力。由于当束 离子与离子注入机内的背景气体(background gas)碰撞时能够产生电子，故 可通过增加背景气体的压力来改良低能离子束的传输效率。然而，这样的改 良是有限的，因为一旦背景气体压力高到一定程度，束离子中有相当大的一 部份将受到电荷交换(charge-exchange)相互作用，而导致束电流的损失。与原子离子束相比，分子离子束(即，包括带电的分子和/或其裂片的离 子束)具有低导流系数。也就是，在更高的能量和更低的束电流下，分子离子 束比原子离子束更容易传输。根据各自的原子质量，分子离子中的多个原子 (包括掺质)平分分子离子的总动能(kinetic energy)。因此，为了达到与低 能原子离子束相当的浅注入，分子离子束可以较高的能量来传输。由于每个 分子离子可能包含几个掺质的原子并且可能以单电荷物质的形式来传输，因 而，与原子离子束相比，要达到相同的掺质剂量时，分子离子束电流较小。 由于分子离子束具有可以在较高能量和较低束电流下传输的特性，其受到空间电荷效应的影响较小，故适用于形成超浅接面。希望能够利用 一般用以进行原子离子注入的标准离子源来产生分子离子。在美国专利申请第11/342, 183号中，有描述利用这种离子源来离子化的 分子，申请的全部内容并入本案供参考。间接加热阴极(Indirectly Heated Cathode, IHC)离子源是一类已经被用于高电流离子注入设备的离子源。图2 显示一种现有的IHC离子源200。离子源200包括具有导电室壁214的电弧室 202。在电弧室202的一端具有阴极206，其内设置有鴒丝204。鴒丝204耦 接到能够供应高电流的第一电源208。高电流能够将鴒丝204加热而引起电子 进行热发射。第二电源210将阴极206偏置到远高于钨丝204的电压，使得 发射的电子加速到阴极且因而加热阴极206。加热的阴极206随后发射电子到 电弧室202内。第三电源212以相对于阴极206而偏置室壁214，使得电子以 高能量加速到电弧室内。源磁体(未图示)在电弧室202内产生磁场B以限制 高能电子，并且可以将位于电弧室202另一端的斥拒极(repeller)216偏置到 与阴极206相同或相似电压，以排斥高能化电子。气体源218供应反应物质(例 如，碳硼烷)至电弧室202内。气体源218通常包括汽化器219,汽化器219 加热一种或多种进料材质并将反应物质以气态的形式供应到电弧室202。高能化电子与反应物质相互作用以产生等离子20。汲取电极(未图示)随后从等离 子20中汲取离子22,以用于如图1所示的离子注入机内。当在现有离子源(例如IHC离子源200)中产生分子离子时，进料材质的 分子与电弧室202和/或汽化器219的热壁相互作用。因此，有一些分子可能 会分裂成小的分子裂片，特别是氢分子。真空设备很难将这些小的分子裂片 抽出，并因此往往会影响电弧室202、离子源外罩(未图示)和/或束线(未图示) 内的压力水平。分子裂片还可能通过与束离子碰撞而降低束电流。由于上述内容，希望提供能够克服上述不足和缺陷的从离子注入机移除 分子裂片的技术。
技术实现思路
本专利技术公开了从离子注入机移除分子裂片的技术。在一实施例中，此技 术可以是用于从离子注入机移除分子裂片的装置。装置包括供应机构，其配 置为耦接到离子源室并向离子源室供应进料材质。装置还包括一种或多种氢 吸收材质，其放置于进料材质的引流路径内，以防止进料材质中的至少一部 份含氢分子裂片进入离子源室。才艮据本专利技术一实施例， 一种或多种氢吸收材质可以乂人以下物质所构成的族群中选出镁(Mg)、钯(Pd)、钬(Ti)、铂(Pt)、铀(U)、钴(Co)、锆(Zr)、 镍基合金、镧基合金、铝基合金、基于钒-钛-铁(V-Ti-Fe)的合金以及基于钛 -铁(Ti-Fe)的合金。装置更配置成可将一种或多种氢吸收材质保持在第一温 度范围，以吸收含氬分子裂片。装置还进一步配置成可将一种或多种氢吸收 材质加热到第二温度范围，以对所吸收的分子或分子裂片进行除气，或者装 置进一步配置成在不希望吸收分子裂片时，将一种或多种氢吸收材质加热到 第二温度范围。才艮据本专利技术一实施例， 一种或多种氬吸收材质包括吸收含氢分子裂片的 双键或三键碳氬化合物。根据本专利技术一实施例， 一种或多种氢吸收材质以颗粒形式放置在引流路 径中，以直接接触进料材质。根据本专利技术一实施例， 一种或多种氢吸收材质结合到基质内，以选择性 地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从离子注入机移除分子裂片的装置，所述装置包括：　供应机构，配置为耦接到离子源室，并供应进料材质至所述离子源室；以及　一种或多种氢吸收材质，放置在所述进料材质的引流路径内，以防止所述进料材质的至少一部份含氢分子裂片进入所述离子 源室。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯多夫R汉特曼，杰汤玛斯舒尔，拉塞尔J罗，摩根D艾文斯，乔纳森吉罗德英格兰，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]