[发明专利]使用静电过滤器控制离子束的设备以及方法

说明书

提供一种设备。所述设备可包括：主腔室；入口隧道，所述入口隧道具有延伸至所述主腔室中的入口轴线；出口隧道，连接至所述主腔室且界定出口轴线，其中所述入口隧道及所述出口隧道在所述入口隧道与所述出口隧道之间界定小于25度的束弯曲；以及电极总成，设置于所述主腔室中，且在所述入口隧道与所述出口隧道之间界定束路径。所述电极总成可包括设置于所述束路径的第一侧上的上部电极及设置于所述束路径的第二侧上的多个下部电极，所述多个下部电极包括至少三个电极。

技术领域

本发明大体而言涉及用于对基板进行植入的设备及技术，且更具体而言涉及改进的离子束能量过滤器。

背景技术

离子植入是通过轰击(bombardment)将掺杂剂或杂质引入基板中的制程。在半导体制造中，引入掺杂剂来改变电学性质、光学性质或机械性质。

离子植入系统可包括离子源及一系列束线组件。离子源可包括产生离子的腔室。离子源可亦包括电源(power source)及设置于腔室附近的提取电极总成。所述束线组件可包括例如质量分析器、第一加速或减速级(acceleration or deceleration stage)、准直器及第二加速或减速级。与用于操纵光束的一系列光学透镜非常类似，束线组件可对具有特定物质种类、形状、能量和/或其他特征的离子或离子束进行过滤、聚焦及操纵。离子束穿过束线组件，且可被朝安装于台板(platen)或夹具上的基板引导。基板可通过有时被称为多轴旋转手臂(roplat)的设备在一或多个维度上移动(例如，平移、旋转以及倾斜)。

在诸多离子植入机中，下游静电模块可用作静电透镜及静电过滤器来控制离子束能量、离子束形状及离子束尺寸。静电模块可将离子束加速或减速至最终能量，同时改变离子束的传播方向。通过改变离子束的方向，高能中性粒子可被筛选出来，从而得到能量受到良好界定的最终束。

已知的静电模块可采用例如多对电极，例如成对布置的七个上部电极及下部电极，其中电极约束并引导从中行进的离子束。棒(rod)/电极电位被设定为在静电模块中形成电场，从而使离子束减速、偏转并聚焦所述离子束。

在静电模块的一些配置中，可使用给定数目的电极(例如五对或七对电极在离子束撞击基板前以最终束能量离开之前在静电模块的主腔室中对离子束进行偏转、减速及聚焦。为使电极维持处于恰当的工作次序，可执行周期性维护以清洁主腔室以及电极，从而移除在使用静电模块期间积聚的碎屑(例如剥落物)或其他材料。举例而言，来自基板的材料可能在植入期间被重新溅镀，且可能被输送回电极的表面上或静电模块内的其他表面上。此种材料可能以促进材料的剥落或其他腐蚀的方式积聚于电极上，所述被腐蚀的材料可能部分地以原子级、微观或宏观粒子或碎屑的形式输送至基板上。

针对该些及其他考量，提供本发明。

发明内容

在一个实施例中，提供一种设备。所述设备可包括：主腔室；入口隧道，所述入口隧道具有延伸至所述主腔室中的入口轴线；以及出口隧道，连接至所述主腔室且界定出口轴线。所述入口隧道及所述出口隧道可在所述入口隧道与所述出口隧道之间界定小于25度的束弯曲。所述设备可包括电极总成，所述电极总成设置于所述主腔室中，且在所述入口隧道与所述出口隧道之间界定束路径。所述电极总成可包括设置于所述束路径的第一侧上的上部电极及设置于所述束路径的第二侧上的多个下部电极，所述多个下部电极包括至少三个电极。

在又一实施例中，提供一种控制离子束的方法。所述方法可包括沿第一束轨迹将所述离子束导引至腔室中，所述离子束处于第一电位。所述方法可包括在第一方向上偏转所述离子束，同时将所述离子束加速至第二电位，且在与所述第一方向相反的第二方向上偏转所述离子束，同时将所述离子束减速至第三电位。因此，所述离子束可沿不同于所述第一束轨迹的第二束轨迹离开所述腔室。