[发明专利]等离子体处理装置与系统以及控制离子束的方法

说明书

本发明提供一种等离子体处理装置与系统以及控制离子束的方法，该装置包括：萃取板沿等离子体室的一侧配置，萃取板具有第一及第二孔洞，以及第一及第二孔洞之间的中间部分，第一及第二孔洞用以在等离子体存于等离子体室中且萃取电压施加于萃取板与基板之间时定义第一及第二离子束；隐藏偏向电极配置于等离子体室外邻近中间部分处，且电性绝缘于萃取板；以及隐藏偏向电极电源用以施加偏压至隐藏偏向电极，其中偏压用以修改第一及第二离子束中离子的入射平均角和/或围绕入射平均角的入射角范围。本发明的等离子体处理装置能对离子角分布作出更进一步的控制。

技术领域

本发明是有关于一种等离子体处理装置与系统以及控制离子束的方法，且特别是有关于如何以隐藏偏向电极结合隐藏聚焦电极的使用来控制从等离子体源萃取出的带状离子束的角分布(平均角及角扩展)。

背景技术

现有技术中用来处理具有离子的基板的装置包括束线离子植入器(beamline ionimplanters)以及等离子体浸入离子植入(plasma immersion ion implantation)工具。两个皆适用在一定能量范围内注入离子。在束线离子植入器中，离子是从来源处萃取并经过质量分析后输送至基板表面。在等离子体浸入离子植入装置中，基板位于与等离子体产生处相同的腔室并且邻近基板产生。因应在基板上以垂直入射角与基板撞击处前方的等离子体鞘相交的等离子体与离子，基板设为负电位。近年来，已发展出一种能控制经萃取的离子角分布(ion angular distribution，简称：IAD)的新型处理装置。虽然在这种装置中离子是从等离子体室萃取出，但与束线式中基板位于离子源的远处不同的是，基板位于靠近等离子体室之处。离子经由靠近等离子体的萃取板中特定几何形状的孔洞而萃取出。改变孔洞的几何形状将可改变离子角分布(即，离子分布的平均角与角扩展)。这种方式适合处理具有三维结构(3D structure)的基板(即，其呈现表面特征中具有需暴露到离子的侧壁)以进行植入、沉积、蚀刻或其他处理用途。为了处理所述侧壁，离子会经由特定形状与大小的孔洞来萃取以产生离子束宽及角分布。该孔洞通常具有细长形状，以便萃取出具有3至30毫米高度及350至400毫米宽度的带状离子束。当离子束较待处理基板为宽(例如，300毫米宽的硅晶圆)时，将基板传到带状离子束前方即可立刻完成处理步骤。在更多的处理需求时，可视所需次数使基板在离子束前来回移动。

另一方面，除了射束形状及射束电流之外，可期望的是等离子体处理系统有能对离子角分布(IAD)作出更进一步的控制。正是关于这些和其他考虑，目前的改良已经需要。

发明内容

本发明内容以使用简化形式来介绍本发明精选的概念，而其详细说明将于以下实施方式中提供。本发明内容非用以指出要求所欲保护主题中主要特征或必要特征，也非作为帮助决定所欲要求保护主题的范围。

在一实施例中，等离子体处理装置可包括萃取板沿等离子体室的一侧配置，萃取板具有第一孔洞、第二孔洞以及第一孔洞及第二孔洞之间的中间部分，第一孔洞及第二孔洞用以在等离子体存在于等离子体室中且萃取电压施加于萃取板与基板之间时定义第一离子束及第二离子束；隐藏偏向电极配置于等离子体室外邻近中间部分处，且电性绝缘于萃取板；以及隐藏偏向电极电源用以施加偏压至隐藏偏向电极，其中偏压用以修改第一离子束及第二离子束中离子的入射平均角及围绕入射平均角的入射角范围其中至少一个。

在一实施例中，等离子体处理系统可包括等离子体源耦接至等离子体室以于等离子体室中产生等离子体；萃取板沿等离子体室的一侧配置，萃取板具有第一孔洞、第二孔洞以及第一孔洞及第二孔洞之间的中间部分，并用以在等离子体存在于等离子体室中且萃取电压施加于萃取板与基板之间时定义第一离子束及第二离子束；隐藏偏向电极，配置于等离子体室外邻近中间部分处，且电性绝缘于萃取板；以及隐藏偏向电极电源用以施加偏压至隐藏偏向电极，其中偏压用以修改第一离子束及第二离子束中离子的入射平均角及围绕入射平均角的入射角范围其中至少一个。