[发明专利]离子源和清洗及操作离子源的方法

说明书

揭示离子源和清洗及操作离子源的方法。所述离子源包含离子源腔室、抑制电极和接地电极。在处理模式中，所述离子源腔室可被偏压到第一正电压，而所述抑制电极被偏压到负电压以经由孔径且朝向工件从所述腔室内吸引正离子。在清洗模式中，离子束散焦以使得其撞击所述抑制电极和所述接地电极。施加到所述离子源腔室和所述电极的电压被脉冲化以将这清洗模式期间的故障的可能性减到最小。

技术领域

本发明主要涉及离子源和清洗及操作离子源的方法，且特别是在离子源中使用脉冲偏压。

背景技术

离子植入为用以经由轰击而将掺杂剂或杂质引入到基底中的工艺。在半导体制造中，引入掺杂剂以更改电特性、光学特性或机械特性。举例来说，可将掺杂剂引入到本征半导体基底中以更改基底的导电性的类型和等级。在制造积体电路(IC)时，为了实现适当的IC性能，精确的掺杂轮廓通常是重要。为了实现所要的掺杂轮廓，可按照各种剂量和各种能级以离子的形式植入一种或一种以上掺杂剂。

在一些实施方案中，在离子源腔室中产生电浆。这电浆含有带正电的掺杂剂离子。撷取电极组件可设置在离子源腔室外且接近离子源腔室。这撷取电极组件可至少包含抑制电极和接地电极。撷取电极组件中的电极中的每一者可具有孔径，其中带正电的掺杂剂离子可穿过所述孔径。此外，所述电极中的一个或一个以上可被负偏压以经由离子源腔室中的撷取孔径和撷取电极组件中的孔径而吸引带正电的掺杂剂离子。这些所撷取的掺杂剂离子形成接着用于对基底进行植入的离子束。

离子源故障的一个原因是材料在离子源腔室的内壁、抑制电极和接地电极上的累积。此外，材料可能累积在孔径上。如果形成在离子源腔室的内壁上，那么材料可降低产生离子的速率，且减小射束电流。

一种防止材料累积的效应的方式为间隙性地将离子源替换为清洗的离子源。或者，可必须在对整个离子源断电之后和在释放真空之后手动地清洗离子源。然而，这些措施需要离子源或整个离子植入器系统断电且释放系统内的真空。此外，在替换或清洗离子源后，必须对离子植入器系统通电且将其抽空以达到操作条件。因此，这些维护处理可能极耗时间。此外，在维护处理期间，不使用离子植入器系统。因此，频繁的维护处理可能减少IC制造时间，而提高其制造成本，且对制造商且最终对消费者造成过量经济负担。鉴于前述内容，将需要提供一种用于改进离子源的性能且延长其使用寿命以克服上述不足和缺点的新技术。

发明内容

揭示用于改进离子源的性能且延长其使用寿命的系统和方法。所述离子源包含离子源腔室、抑制电极和接地电极。在处理模式中，所述离子源腔室可被偏压到第一正电压，而所述抑制电极被偏压到负电压以经由孔径且朝向工件从所述腔室内吸引正离子。在清洗模式中，离子束散焦以使得其撞击所述抑制电极和所述接地电极。施加到所述离子源腔室和所述电极的电压被脉冲化以将这清洗模式期间的故障的可能性减到最小。

在第一实施例中，揭示一种离子源。所述离子源包括：离子源腔室，用于在处理模式期间产生处理电浆且在清洗模式期间产生清洗电浆，所述离子源腔室具有撷取孔径；抑制电极，具有抑制电极孔径，所述抑制电极接近所述撷取孔径而设置，其中在所述清洗模式期间从所述撷取孔径撷取的离子束散焦以便撞击所述抑制电极；以及偏压系统，经配置以在所述清洗模式期间周期性地阻止所述离子束撞击所述抑制电极，且在所述离子束被周期性地阻止时将所述抑制电极和所述离子源腔室接地。

在第二实施例中，揭示一种清洗离子源的方法。所述离子源包括：离子源腔室，具有撷取孔径、接地电极、以及抑制电极，设置在所述离子源腔室与所述接地电极之间。所述方法包括：使清洗气体流动到所述离子源腔室中；使用所述清洗气体而在所述离子源腔室中产生电浆；使从所述离子源腔室撷取的离子束散焦，以使得所述离子束撞击所述抑制电极；在清洗时间间隔期间将所述离子源腔室和所述抑制电极偏压到一组清洗偏压电压，以使得所述经散焦的离子束从所述抑制电极移除材料；在所述清洗时间间隔期间周期性地将所述离子源腔室和所述抑制电极接地；以及在所述清洗时间间隔期间重复所述偏压和所述接地多次。