[发明专利]对于离子注入器的改进

说明书

技术领域

本发明涉及具有紧邻穿过离子注入器的离子束的路径的表面的离子注入器部件。上述表面易于发生沉积，本发明解决与沉积材料的剥离相关的问题。

背景技术

离子注入器用于半导体器件和其它材料的制造。在这样的离子注入器中，通过将所期望的物质的原子注入到晶片主体中，以例如形成具有不同导电性的区域，来改性半导体晶片或其它衬底。

离子注入器是已知的，并且通常符合如下的常规设计。离子源通常包括其中产生热等离子体的电弧室。等离子体包含将被注入的所期望物质的离子。

提取透镜组件产生电场，该电场从离子源提取离子，并且形成混合离子束。通常，需要将仅仅特定物质的离子注入到晶片或者其它衬底中，例如用于注入半导体晶片中的特定掺杂剂。通过使用质量分析磁体并结合质量解析狭缝，从来自离子源的混合离子束选择所需要的离子。通过对质量分析磁体和与之相关的离子光学器件设置适当的工作参数，几乎只含有所需离子物质的离子束从质量解析狭缝发出。

此离子束被传输到处理室，在处理室，该离子束被入射到由衬底保持器保持在离子束路径中的合适位置上的衬底上。因此，离子在离子源中被产生，并且沿离子束路径传输到处理室。

除了上述操作之外，还可以执行其它的工序。例如，通常进行低能量注入，但是与此相关的问题在于，移动较慢的离子束易于受到空间电荷的放大。因此，通常在将离子从离子源提取时将其加速，以使其以高能量沿离子束路径行进。然后，在注入晶片之前，离子束通过减速透镜组件。此外，沿着离子束路径可以包括其它离子光学器件，以对离子束进行操纵和整形，并且防止离子束的电流损耗。诸如等淹没式离子体系统的其它部件可以被沿离子束路径布置。

离子注入器的各部件在控制器(通常为经过适当训练的人、经编程的计算机等)的管理下运行。对于此通用型的离子注入器的更详细描述可以被美国专利No.4,754,200中找到。

在离子注入器的正常工作期间，产生沉积在离子注入器中的各个部件上的材料。此材料来自各种来源。例如，一些材料可能从离子束中的遗失，诸如将被注入的物质或者夹带在离子束中的污染物。沉积材料的另一个主要来源是设置在将进行注入的半导体晶片上的光刻胶覆盖物。由离子束轰击晶片产生的热量导致碳、氢和烃的逸出，所述碳、氢和烃随后可能沉积在表面上。污染物的另一个来源是来自围绕离子束路径的离子注入器部件的材料。如果离子束轰击上述部件，材料可能被从表面溅射出，而仅仅粘附到离子注入器内的另一个表面上。因为围绕离子束路径的表面通常由石墨制成，所以石墨是沉积材料中的主要成分。

明显地，紧邻离子束的表面最容易接收沉积物。随着材料的沉积量不断累积，沉积物剥离从而形成碎片或者粒子的可能性增大。这些碎片或者粒子经常离开其原来的表面，并且可能被夹带到离子束中。结果，碎片或粒子可能作为污染物到达晶片，并可能损坏半导体材料。

发明内容

针对上述背景，并且根据第一方面，本发明涉及一种离子注入器部件，其具有至少部分地限定穿过所述离子注入器的离子束路径的表面，其中，所述表面的至少一部分被粗糙化。

这与在离子注入器内使用光滑的表面的已有知识相反。具体地，带有电压的部件是光滑的，以确保良好的电场特性以及使得电压很大的情况下发生电弧放电的可能性最小化。其它部件一般被形成而不进行任何使得其表面粗糙化的后续处理，并且通常光滑处理也被应用于这些部件。但是，粗糙化表面被发现对于沉积材料来说是有益的。虽然粗糙化表面不能防止材料的沉积，但是由于不存在大的连续表面，从而防止了沉积物累积到足够大，而导致剥离和碎片的形成。此外，粗糙化甚至可以有助于留住沉积物，并且阻止材料从表面脱离。

一些部件可能较之其它部件从表面粗糙化获得更大的益处。例如，一些部件由离子束经常性地削剪。这些部件的由离子束经常性地削剪的部分不会发生大的沉积物累积。这很可能是因为离子束通过在沉积物形成时将其溅射掉或者通过热循环，而起到清洁表面的作用。但是，其它的或者从不会受到直接的离子束轰击或者仅仅偶尔受到离子束轰击的部件将从表面粗糙化获得更大的益处。此外，部件中的由离子束经常性地削剪、但是远离离子束轰击部件位置的区域也可以受益于粗糙化。

表面可以被粗糙化，以提供表面特征图案，例如规则的表面特征图案。优选地，所述表面特征至少部分由所述表面的相邻部分的取向的急剧变化而限定。具体地，所述表面特征至少部分由在尖锐边棱处相交的相邻面限定。