[发明专利]用于离子注入系统的低传导性自屏蔽绝缘体

说明书

本发明涉及一种细长绝缘体(302)。该绝缘体可以定位于离子源的开孔接地电极(308)与开孔抑制电极(306)之间。该绝缘体包含具有第一端(316)和第二端(316)的细长本体，其中一个或多个特征(312)界定于该细长本体中并增长沿该细长本体的表面从第一端到第二端的气体传导路径。这些特征(312)中的一个或多个是大体上沿轴向或者与细长本体的轴线成非零角度延伸到细长本体中的切槽(314)。这些特征(312)中的一个能够包括自细长本体的半径延伸出的肋部。

相关申请的引用

本申请是于2016年11月10日提交的国际专利申请第PCT/US16/61331号的继续申请，该国际专利申请要求于2015年11月10日提交、标题为“LOW CONDUCTANCE SELF-SHIELDING INSULATOR FOR ION IMPLANTATION SYSTEMS”的美国临时申请第62/253,399号的优先权，其全文并入本文以供参考。

技术领域

本发明大体上涉及离子注入系统，更具体涉及一种用于引出电极的服务时间增长的绝缘体。

背景技术

在半导体装置的制造中，离子注入用于将半导体掺杂有杂质。离子注入系统经常被利用来在集成电路的制造期间，将例如半导体晶片的工件掺杂有来自离子束的离子，以便产生n型或p型材料的掺杂或形成钝化层。这种射束处理常用来以预定能量水平在受控浓度下将特定掺杂材料的杂质选择性注入晶片，以在制作集成电路期间产生半导体材料。该离子注入系统用于掺杂半导体晶片时，将所选的离子种类注入到工件中，以产生所需的含杂质材料。例如，从诸如锑、砷或磷等原料所生成的注入离子产生“n型”含杂质材料晶片，而“p型”含杂质材料晶片常出自利用诸如硼、镓或铟等原料所生成的离子。

典型的离子注入机包括离子源、离子引出装置、质量分析装置、射束传输装置和晶片处理装置。离子源生成所需原子或分子掺杂种类的离子。这类离子是借由引出系统从来源引出，该引出系统通常为一组电极，这些电极激励并导控来自来源的离子流动，形成离子束。在质量分析装置中从离子束中分离出所需的离子，该质量分析装置通常是磁偶极，对引出的离子束执行质量色散或质量分离。射束传输装置将离子束传输至晶片处理装置，同时维持离子束的预期性质，该射束传输装置通常是包含一系列聚焦装置的真空系统。最后，经由晶片操纵系统，将半导体晶片送进及送出晶片处理装置，该晶片操纵系统可以包括一个或多个机械臂，用于将待处理晶片置于离子束前方并将经处理晶片从离子注入机移除。

发明内容

本发明提出一种用于增长电绝缘体使用寿命的系统、设备及方法，该电绝缘体诸如用于离子束注入系统中的绝缘体。据此，下文介绍本发明的简要概述，以便对本发明的某些方面具有基本了解。本发明内容部分并非本发明的详尽综述。其既非旨在确定本发明的关键元件或主要元件，亦非限定本发明的范围。其目的在于，以简化形式呈现本发明的某些构思，作为下文具体实施方式的引言。

本发明提出一种增加用于离子注入机和/或尤其诸如CVD、PVD、MOCVD、蚀刻设备等其他半导体处理设备的绝缘体使用寿命的设计。在这种设备的操作期间，绝缘体部件通常会随时间推移而覆有导电材料，因此引起绝缘体的表面丧失其绝缘性质。一旦绝缘体的表面覆有导电材料，便可能出现电弧，由此必须更换绝缘体。本发明的绝缘体预期应用于其中气体爆裂释放物种或电镀绝缘体存在问题的任何半导体处理设备。

例如，当绝缘体用于使离子源中的部件或离子注入机的引出电极电性隔离时，各种导电材料可能易于附着到绝缘体的表面，因而降低绝缘体的功用寿命。例如，来自电弧腔室或引出电极的溅射/蚀刻的自由碳、钨和钼原子以及离子束的所需金属成分可能易于附着到绝缘体的表面，因而提供跨绝缘体表面的有害传导路径，随之降低绝缘体的功用寿命。