[发明专利]可调整的进气口叶片式等离子体电子潮外壳

说明书

相关申请的引用

本申请要求2009年7月15日申请的名称为“可调整的进气口叶片式等离子体电子潮外壳(adjustable louvered plasma electron flood enclosure)”的美国临时申请No.61/225,843的优先权，其全部内容通过引用结合到本文中。

技术领域

本发明大致涉及一种离子植入系统，并且尤其涉及一种用于在离子植入系统中控制粒子污染的系统和方法。

背景技术

在半导体元件和其它产品的制造过程中，离子植入系统用于将掺杂元素植入到半导体晶片、显示器面板或其它工件内。传统的离子植入系统或离子植入器利用离子束对工件进行处理，因而在工件中产生n-型或p-型掺杂区域，或形成钝化层。当用于掺杂半导体时，该离子植入系统注入选定的离子品种以产生所需的不纯材料。例如，从源材料(例如锑、砷或磷)产生的植入离子导致n型不纯材料晶片。或者，从源材料(例如硼、镓或铟)产生的植入离子在半导体晶片中产生p型不纯材料部分。

传统的离子植入系统包括离子源，该离子源离子化所需的掺杂元素，然后该掺杂元素被加速以形成预定能量的离子束。该离子束在工件的表面上引导，以将掺杂元素植入工件。离子束的能量离子渗入工件的表面，使得它们嵌入工件的材料的结晶晶格中，从而形成所需导电性的区域。典型地，植入过程在高真空处理室中进行，该高真空处理室防止离子束因撞击到残余气体分子而分散，并且可将工件因气载粒子所造成的污染的风险降至最低。

离子剂量和能量是两项通常用来定义离子植入的变量。离子剂量关系到给定半导体材料的植入离子的浓度。一般说来，高电流植入器(通常为大于10毫安(mA)的离子束电流)用于高剂量植入，而中电流植入器(通常可达约1mA的离子束电流)是用于较低剂量的应用项目。离子能量用来控制半导体元件内的接合深度。组成该离子束的离子的能量决定所植入离子深度的程度。高能量过程，如用于在半导体元件中构成逆行井，通常会需要达数百万电子伏特(MeV)的植入，而浅型接合可仅要求低于1千电子伏特(KeV)的能量。

而半导体元件愈来愈小的持续趋势，会要求具备能够以低能量传送高射束电流的离子源的植入器。高射束电流可提供必要的剂量等级，而同时低能量等级能够进行浅型植入。例如，在互补性氧化金属半导体(CMOS)元件内的源极/漏极接合即要求此高电流、低能量的应用方式。

发明内容

本发明提供一种用于在离子植入系统中减少粒子污染的方法来克服现有技术的各种限制。因而在后文中描述的本发明的简述说明，是为了便于基本地了解本发明的部分特点。此简述说明并非本发明的整体观点。不是对本发明的关键或重大要素的限定，也不是对本发明的保护范围的限定。其目的为以简化形式说明本发明的部分概念，而作为后文中进一步解释说明的前言。

本发明大致涉及一种用于在离子植入系统中减少粒子污染的设备和方法。根据一个方面，提供一种设备，其包括外壳，该外壳被配置成沿离子植入系统的射束线驻存。该外壳具有入口、出口和至少一个进气口叶片侧，所述至少一个进气口叶片侧具有在其内限定的多个进气口叶片。例如，当在离子束的行进方向上测量时，所述多个进气口叶片相对于离子束的角度小于大约90度。在一个具体的示例中，所述多个进气口叶片相对于离子束的角度在大约45度和55度之间。

该外壳例如可包含碳，其可使对射束线的污染最小化。在另一示例中，该外壳接地或相对于离子植入系统提供偏压。射束线经由入口进入该外壳并且经由出口离开该外壳，其中所述至少一个进气口叶片侧的多个进气口叶片被配置成机械地过滤沿射束线行进的离子束的边缘。在另一示例中，该外壳包括等离子体电子潮外壳，其中一个或多个电极被配置成给等离子体电子潮外壳内的离子束施加电压，因而在其内控制植入在基板上的电荷。

在一个具体示例中，该外壳包括两个大致彼此相对地设置的进气口叶片侧。例如，当垂直于射束线测量时，该外壳的入口和出口大致由所述两个进气口叶片侧相对于彼此的位置限定。在另一个示例中，所述进气口叶片侧的至少一个被可调整地安装，其中该外壳的入口和出口的一个或多个的宽度可根据至少一个进气口叶片侧的位置来调整和控制。例如，所述两个进气口叶片侧包括与外壳的入口相关联的各自的枢轴，其中所述两个进气口叶片侧被配置成绕各自的枢轴枢转，因而在其内控制该外壳的出口的宽度。例如，控制至少一个进气口叶片侧的位置，可在其内控制该外壳的入口和出口中的至少一个的宽度。