[发明专利]离子束导管

说明书

技术领域

本发明涉及离子注入器，且特别涉及用于离子注入器中的离子束导管， 该导管在该离子束注入器中位于与被注入半导体晶片相邻的位置。提供这种 导管主要用于在注入期间限制用于晶片中和的带电粒子。

背景技术

当离子注入用在半导体器件制造中时，由于电荷在被注入半导体晶片表 面上方的绝缘位置处聚集，会导致出现问题。特别是当以低能量注入离子时， 在半导体晶片表面处过多的电荷会导致在晶片中形成的精密结构损伤，且也 能对注入工艺本身带来影响。

因此，通常的实践是在离子注入期间提供用于中和在晶片表面上建立的 电荷的配置。用于注入期间晶片中和的配置在US5,399,871中被公开。导管 位于晶片的前面，且在注入期间离子束经过导管被导向至晶片。与导管相关 的等离子体发生器向导管内部提供低能量电子源。在通常的正离子束的情况 下，能够建立在被注入晶片的表面上的静电荷是正的。在导管内部的低能量 电子被吸引到在晶片表面上建立的正静电荷的任何位置，然后这些电子被中 和。

与上述类型的电荷中和系统相关的进一步研究在US6,101,536、US 6,501,081和美国序列No.60/830,117中被公开，在此通过参考将这些公开内 容整体并入本文。这些现有技术文献中公开的中和系统在现有技术中被称作 等离子体淋浴系统(plasma flood system)(PFS)。

发明内容

与背景技术相对，本发明提出用于离子注入器中的离子束导管，该导管 在注入器中位于与待注入晶片相邻的位置，以在注入期间限制用于晶片中和 的带电粒子，该导管包括一个或多个壁，其限定穿过导管以允许离子束通过 的中心钻孔，其中所述壁被构成为使得中心钻孔逐渐变细。

有利地，为导管设置逐渐变细的钻孔将允许省去窄于相邻钻孔的进入孔 和/或排出孔。例如，不须窄化导管使在钻孔延伸穿过进入和/或排出孔时 呈现钻孔尺寸的台阶式变化(step change)。可能在钻孔中产生的任何射束 撞击都切向入射到锥形壁上。已经发现这会减轻射束撞击导致离子束的粒子 污染的问题。

可选地，中心钻孔可均匀地逐渐变细。替换地，中心钻孔可具有变化的 锥度。优选地，中心钻孔在其尺寸上不含有任何台阶式变化。

在通过多个壁限定中心钻孔的情况下，每个壁都被构成为使得钻孔逐渐 变细(即呈锥形)。替换地，仅一些壁呈锥形，例如相对的一对壁。这种配 置在使用带型射束时尤其有利，这时，导管可在带型射束的小轴方向上逐渐 变细。

可选地，导管可具有纵轴和沿着纵轴接收离子束的多个开口端。限定中 心钻孔(其被设置成基本与纵轴平行)的壁可设有穿过管壁的至少一个开口， 以形成从导管内部到外部的导气通路，该通路在长度方向上与纵轴成锐角， 并且该通路在横向于该长度方向的方向上具有最小尺寸，以使得穿过通路垂 直于该纵轴的视准线基本上被遮蔽。可选地，该通路被形成为横向于该纵轴 的狭槽，该狭槽穿过在横向于该通路长度方向的方向上具有主要尺寸的 壁。

可粗糙化导管的表面，例如以提供至少部分地通过表面相邻部分取向的 突然变化来限定的表面特征。优选地，将表面粗糙化为设置一系列沟槽。这 些沟槽可具有在0.1mm至10mm、0.25mm至7.5mm或者0.5mm至5mm范 围内的深度。可选地，表面部分可被粗糙化为设置一系列并排沟槽。这些沟 槽包括具有规则间距的沟槽，该规则间距在以下范围内：0.1mm至10mm， 0.25mm至7.5mm或者0.5mm至5mm。这些沟槽可具有以下横截面形状的任 一种：v型，u型，锯齿形或盒状沟槽。可粗糙化表面部分以提供至少两组 沟槽，其为交叉的沟槽。第一组和第二组垂直设置，例如第一组和第二组v 型沟槽交叉以形成四面体阵列。

本发明还提供包括上述导管中任一种的离子注入器。导管可在通过离子 注入器的离子束行进的方向上逐渐变细。优选地，导管在穿过该离子注入器 行进的离子束的方向上向外逐渐变细。

附图说明

现在将参照以下附图描述本发明的实例，其中：

图1是结合本发明实施方式的离子注入器的简化图；

图2是沿着现有技术晶片中和系统的长度方向的横截面视图；

图3是沿着图2的III-III线取得的横截面视图；