[发明专利]用于控制抑制电极的热变形及控制离子束的均匀度的装置

说明书

本发明公开一种用于控制抑制电极的热变形及一种用于控制离子束的均匀度的装置。装置包含加热位于离抑制孔口最远处的抑制电极的边缘的加热元件。在操作中，最接近抑制电极的抑制电极的边缘可通过离子束加热。这一加热可导致抑制电极变形，从而影响离子束的均匀度。通过加热抑制电极的远端边缘，可控制抑制电极的热变形。在其它实施例中，加热抑制电极的远端边缘以产生更均匀的离子束。通过监测抑制电极下游处的离子束的均匀度，如通过使用射束均匀度测绘仪，控制器可调节施加到远端边缘的热量以实现期望的离子束均匀度。

技术领域

本发明涉及一种用于控制抑制电极的热变形及控制离子束的均匀度的装置，具体而言，实施例涉及一种用于使接近离子源的电极的热变形最小化的装置以及方法，且更确切地说，一种用于加热电极的部分以补偿由所提取的离子束所产生的热量的装置。

背景技术

离子用于多种半导体工艺中，如注入、非晶化、沉积以及蚀刻工艺。这些离子可在离子源室内产生并通过离子源室中的提取孔口来提取。

离子可由设置在离子源室外部且接近离子源室的光学系统通过提取孔口来吸引。用于离子源的典型光学元件包含提取电极，所述提取电极可以是包含提取孔口的离子源室的壁。其它光学元件包含抑制电极和接地电极。抑制电极可电性地偏压以吸引在离子源室内所产生的离子。举例来说，抑制电极可负偏压以从离子源室内吸引正离子。在某些实施例中，在添加聚焦透镜和额外接地电极的情况下，可存在多达五个电极。

电极可各为其中设置有孔口的单个导电组件。替代地，每一电极可包括间隔开的两个组件以便在两个组件之间形成孔口。在两个实施例中，离子束穿过每一电极中的孔口。接近孔口设置的电极的部分可称为光学边缘。离孔口最远处的电极的部分可称为远端边缘。

从离子源室所提取的离子束中的某一部分撞击抑制电极，导致其沿光学边缘加热的情况并不罕见。然而，并非抑制电极的所有部分都受到所提取离子的同等影响。因此，抑制电极可由这些所提取的离子不均匀地加热。

在某些实施例中，抑制电极的不均匀加热可能是难以解决的。这一问题可随着抑制电极的长度增大而加剧。因此，如果存在用以补偿或控制由这一不均匀加热所导致的热变形的装置以及方法，那么将是有利的。

发明内容

公开一种用于改良离子束的均匀度的装置。装置包含加热位于离抑制孔口最远处的抑制电极的边缘的加热元件。在操作中，最接近抑制电极的抑制电极的边缘可通过离子束加热。这一加热可导致抑制电极变形，从而影响离子束的均匀度。通过加热抑制电极的远端边缘，可控制抑制电极的热变形。在其它实施例中，加热抑制电极的远端边缘以产生更均匀的离子束。通过监测抑制电极下游处的离子束的均匀度，如通过使用射束均匀度测绘仪，控制器可调节施加到远端边缘的热量以实现期望的离子束均匀度。

根据一个实施例，公开一种用于控制抑制电极的热变形的装置。装置包括：离子源，其具有限定离子源室的多个腔室壁且具有提取孔口；抑制电极，其设置在离子源室外部且具有抑制孔口、接近抑制孔口设置的光学边缘以及设置在离抑制孔口最远处的远端边缘；加热元件，其用以加热抑制电极的远端边缘；加热器电源，其用以向加热元件提供电力；以及控制器，其与加热器电源连通以便控制抑制电极的远端边缘的温度。在某些实施例中，控制器利用开环控制来控制抑制电极的远端边缘的温度。在某些实施例中，加热元件设置在抑制电极上。在其它实施例中，加热元件并不与抑制电极直接接触。在一些实施例中，加热元件包括LED或加热灯。在某些实施例中，装置包括与控制器连通以测量抑制电极中的至少一部分的温度的热传感器。在一些实施例中，热传感器可用于测量光学边缘的温度且控制器基于光学边缘的温度来控制远端边缘的温度。在一些实施例中，热传感器用于测量光学边缘和远端边缘的温度，且控制器基于光学边缘与远端边缘的温度差来控制远端边缘的温度。在某些实施例中，热传感器设置在抑制电极上。在其它实施例中，热传感器并不与抑制电极直接接触。