[发明专利]用于离子束植入器的波纹管式套管

说明书

技术领域

本发明关于一种离子束植入器，且尤指一种可挠性的套管(liner)，其用于耦接其相对于彼此移动的一离子束植入器的二个区域的一种波纹管(bellows)。

背景技术

离子束植入器广泛运用于半导体晶圆的掺杂(doping)处理。一离子束植入器产生由所期望的正电荷离子物种所组成的一离子束。离子束撞击于一半导体晶圆工件的一暴露表面，因而将期望的离子“掺杂”或植入工件表面。

一种离子束植入器的型式是运用该工件为安装于其之一旋转、平移的碟状的支座(support)。复数个半导体工件安装于碟状的支座。支座支撑于该离子束植入器之一末端或植入站的一植入室。支座的旋转允许复数个工件每一者于一生产运转(production run)期间暴露至离子束。

欲达成适当的植入深度与剂量，且避免某些不利的效应(诸如：通道效应(channeling))，一工件之一植入方位必须能够关于正交于离子束方向的二个轴而调整。若离子束假设为沿着z轴行进，工件必须能够关于x(水平)轴与y(垂直)轴而为倾斜或弯向。关于x轴而倾斜工件植入表面称为改变工件的阿法(α)角度，而关于y轴而倾斜工件植入表面称为改变工件的贝他(β)角度。

欲改变植入方位，植入站必须能够关于植入器的离子束形成及指向装置而作枢转，即：在束进入植入站的内部区域之前而形成及指向离子束的植入器部分。由于植入站必须关于植入器的束形成及指向装置而移动，且再者，由于植入站内部区域与束形成及指向装置所界定之内部区域均为真空，一可挠性(flexible)的真空密封或波纹管必须设置于植入站与束形成及指向装置之间。

因为波纹管邻近于植入站，经过一段时间，波纹管内部成为由植入副产物所覆盖，即：其为产生自植入过程的不合意的粒子与材料碎片而且其随后为浮动于植入站与束形成及指向装置的内部区域。此种植入副产物包括：自该工件与该离子束所撞击的其它表面所溅散的材料。当波纹管随后运动或弯曲以改变植入站的位置，沉积于波纹管内部上的植入副产物易于断裂或移动，且会相对植入站与束形成及指向装置的内部区域浮动。该种移动的碎片与粒子副产物最后可能沉积于工件而引起工件的污染且使植入的均匀性与品质劣化。再者，另一种来自破裂工件的碎片(piece)的硅尘形式的植入副产物经常为截留于波纹管的卷曲部分。除了产生可能沉积于工件的粒子，碎片亦可能引起真空泄漏。

清洗波纹管困难而且经常是无效的。甚者，更换波纹管耗费甚多。其需要将屏蔽波纹管为免于植入副产物之一种装置。亦需要一种将植入副产物所造成的工件污染降低之一种装置。另外需要一种延长波纹管寿命的装置。

发明内容

根据本发明，揭示用于植入来自一离子束的离子于工件之一种离子束植入器。该离子植入器包括：一植入站，其界定一真空的植入室。一或多个工件支撑在配置于植入室之内的一支座。该离子植入器更包括：离子束形成及指向装置，其自离子源形成该离子束并且将该离子束指向至植入站。束形成及指向装置界定一真空的内部区域，离子束自该离子源通过该内部区域至植入站。

该植入器更包括：可挠性的真空密封件或波纹管，其耦接该植入站与束形成及指向装置。较佳而言，该波纹管是一可挠性、圆柱形状的波纹管，其包含一组的焊接卷曲部分，其挠曲以允许波纹管对于波纹管之一中心轴而弯曲。

离子束通过波纹管之一开放内部区域。波纹管的可挠性允许该植入站对于束形成及指向装置的相对移动。该植入器有利为包括用于波纹管之一可挠性的套管(liner)或套筒(sleeve)。该套管配置于该波纹管之一内部区域。该套管屏蔽该波纹管而免于植入过程期间所产生的植入副产物，因而延长该波纹管的使用寿命。如同波纹管，该套管是可挠性且并未干扰波纹管操作。

于植入期间，波纹管式套管收集接触该套管的植入副产物，因而降低工件污染且降低沉积于波纹管之一内部表面的植入副产物的量。有利的是，一旦涂覆植入副产物，波纹管式套管于植入器的例行维护期间可以容易更换。

本发明的此等与其它目的、特点、与优点将由其为关连于伴随的图式所描述的本发明较佳实施例的详细说明而获得较佳了解。

附图说明

图1是本发明之一种离子束植入器的示意平面图；

图2是图1的离子束植入器的选取构件的示意立体图；

图2A是图2之一部分的放大分解立体图；

图3是包括一种波纹管与波纹管式套管的离子束植入器之一部分的截面图，其自图1的线3-3所指示的一平面看出；及

图4是本发明之一种波纹管式套管的示意立体图。

具体实施方式