在电极中利用离子源降低热变形的装置以及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于改良离子束的均匀度的装置。装置包含加热位于离抑制孔口最远处的抑制电极的边缘的加热元件。在操作中，最接近抑制电极的抑制电极的边缘可通过离子束加热。这一加热可导致抑制电极变形，从而影响离子束的均匀度。通过加热抑制电极的远端边缘，可控制抑制电极的热变形。在其它实施例中，加热抑制电极的远端边缘以产生更均匀的离子束。通过监测抑制电极下游处的离子束的均匀度，如通过使用射束均匀度测绘仪，控制器可调节施加到远端边缘的热量以实现期望的离子束均匀度。

Device and Method for Reducing Thermal Deformation by Using Ion Source in Electrode

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在电极中利用离子源降低热变形的装置以及方法
实施例涉及一种用于使接近离子源的电极的热变形最小化的装置以及方法，且更确切地说，一种用于加热电极的部分以补偿由所提取的离子束所产生的热量的装置。
技术介绍
离子用于多种半导体工艺中，如注入、非晶化、沉积以及蚀刻工艺。这些离子可在离子源室内产生并通过离子源室中的提取孔口来提取。离子可由设置在离子源室外部且接近离子源室的光学系统通过提取孔口来吸引。用于离子源的典型光学元件包含提取电极，所述提取电极可以是包含提取孔口的离子源室的壁。其它光学元件包含抑制电极和接地电极。抑制电极可电性地偏压以吸引在离子源室内所产生的离子。举例来说，抑制电极可负偏压以从离子源室内吸引正离子。在某些实施例中，在添加聚焦透镜和额外接地电极的情况下，可存在多达五个电极。电极可各为其中设置有孔口的单个导电组件。替代地，每一电极可包括间隔开的两个组件以便在两个组件之间形成孔口。在两个实施例中，离子束穿过每一电极中的孔口。接近孔口设置的电极的部分可称为光学边缘。离孔口最远处的电极的部分可称为远端边缘。从离子源室所提取的离子束中的某一部分撞击抑制电极，导致其沿光学边缘加热的情况并不罕见。然而，并非抑制电极的所有部分都受到所提取离子的同等影响。因此，抑制电极可由这些所提取的离子不均匀地加热。在某些实施例中，抑制电极的不均匀加热可能是难以解决的。这一问题可随着抑制电极的长度增大而加剧。因此，如果存在用以补偿或控制由这一不均匀加热所导致的热变形的装置以及方法，那么将是有利的。
技术实现思路
公开一种用于改良离子束的均匀度的装置。装置包含加热位于离抑制孔口最远处的抑制电极的边缘的加热元件。在操作中，最接近抑制电极的抑制电极的边缘可通过离子束加热。这一加热可导致抑制电极变形，从而影响离子束的均匀度。通过加热抑制电极的远端边缘，可控制抑制电极的热变形。在其它实施例中，加热抑制电极的远端边缘以产生更均匀的离子束。通过监测抑制电极下游处的离子束的均匀度，如通过使用射束均匀度测绘仪，控制器可调节施加到远端边缘的热量以实现期望的离子束均匀度。根据一个实施例，公开一种用于控制抑制电极的热变形的装置。装置包括：离子源，其具有限定离子源室的多个腔室壁且具有提取孔口；抑制电极，其设置在离子源室外部且具有抑制孔口、接近抑制孔口设置的光学边缘以及设置在离抑制孔口最远处的远端边缘；加热元件，其用以加热抑制电极的远端边缘；加热器电源，其用以向加热元件提供电力；以及控制器，其与加热器电源连通以便控制抑制电极的远端边缘的温度。在某些实施例中，控制器利用开环控制来控制抑制电极的远端边缘的温度。在某些实施例中，加热元件设置在抑制电极上。在其它实施例中，加热元件并不与抑制电极直接接触。在一些实施例中，加热元件包括LED或加热灯。在某些实施例中，装置包括与控制器连通以测量抑制电极中的至少一部分的温度的热传感器。在一些实施例中，热传感器可用于测量光学边缘的温度且控制器基于光学边缘的温度来控制远端边缘的温度。在一些实施例中，热传感器用于测量光学边缘和远端边缘的温度，且控制器基于光学边缘与远端边缘的温度差来控制远端边缘的温度。在某些实施例中，热传感器设置在抑制电极上。在其它实施例中，热传感器并不与抑制电极直接接触。根据另一实施例，公开一种用于控制离子束的均匀度的装置。装置包括：离子源，其具有限定离子源室的多个腔室壁且具有提取离子束的提取孔口；抑制电极，其设置在离子源室外部且具有抑制孔口、接近抑制孔口设置的光学边缘以及设置在离抑制孔口最远处的远端边缘；加热元件，其用以加热抑制电极的远端边缘；加热器电源，其用以向加热元件提供电力；射束均匀度测绘仪，其设置在抑制电极下游处；以及控制器，其与加热器电源连通，其中所述控制器利用来自射束均匀度测绘仪的信息以通过加热抑制电极的远端边缘来控制离子束的均匀度。在某些实施例中，射束均匀度测绘仪包括布置成将离子束的电流或电荷确定为X-Y位置的函数的多个电流或电荷收集器。根据另一实施例，公开一种用于控制离子束的均匀度的装置。装置包括：抑制电极，其设置在离子源室外部且具有抑制孔口、接近抑制孔口设置的光学边缘以及设置在离抑制孔口最远处的远端边缘，从而使得来自离子源的离子穿过抑制孔口；加热元件，其用以加热抑制电极的远端边缘；以及加热器电源，其向加热元件提供电力。在某些实施例中，加热元件包括电阻性元件。在其它实施例中，加热元件包括LED或加热灯。附图说明为了更好地理解本公开，参看随附附图，其以引用的方式并入本文中且其中：图1示出根据一个实施例的用于控制热变形的装置。图2A示出在提取之前的抑制电极，且图2B示出在受到所提取离子束的影响之后的抑制电极。图3示出根据另一实施例的用于控制热变形的装置。图4示出根据第三实施例的用于控制热变形的装置。图5示出根据第四实施例的用于控制热变形的装置。具体实施方式图1示出了可用于控制抑制电极200的热变形的装置的第一实施例。在这个实施例中，说明RF离子源100。RF离子源100包括限定离子源室110的多个腔室壁111。RF天线120可设置在离子源室110内。RF天线120可包括导电材料，如铜。RF天线120可包覆在中空管125中，所述中空管125可由如石英的电介质材料制成。RF电源130与RF天线120电连通。RF电源130可向RF天线120供应RF电压。由RF电源130所供应的电力可介于.5与60kW之间且可以是任何合适的频率，如5与15MHz之间。此外，由RF电源130所供应的电力可以是脉冲式的。尽管所述附图示出包覆在离子源室110内的中空管125中的RF天线120，然而其它实施例也是有可能的。举例来说，腔室壁111中的一个可由电介质材料制成且RF天线120可设置在离子源室110外部，接近电介质壁。在又其它实施例中，等离子以不同方式产生，如通过伯纳斯(Bernas)离子源或旁热式阴极(indirectlyheatedcathode，IHC)。等离子产生的方式并不受限于本公开。在某些实施例中，腔室壁111可以是导电的，且可由金属构成。在某些实施例中，这些腔室壁111可电性地偏压。在某些实施例中，腔室壁111可接地。在其它实施例中，可通过偏压电源140将腔室壁111偏压于一电压。在某些实施例中，偏置电压可以是恒定(DC)电压。在其它实施例中，偏置电压可以是脉冲式的。施加到腔室壁111的偏置电压建立离子源室110内的等离子的电位。等离子的电位与抑制电极200的电位之间的差值可确定所提取离子具有的能量。称为提取电极112的一个腔室壁包含提取孔口115。提取孔口115可以是产生于离子源室110中的离子朝向工件10提取且引导的开口。提取孔口115可以是任何合适的形状。在某些实施例中，提取孔口115可以是椭圆形状或矩形形状的，具有称为长度的一个尺寸，所述长度可远大于称为高度的第二尺寸。在某些实施例中，提取孔口115的长度可长达两米或大于两米。在某些实施例中，仅提取电极112是导电的且与偏压电源140连通。其余腔室壁111可由电介质材料制成。在其它实施例中，提取电极112和全部腔室壁111可以是导电的。偏压电源140可使提取电极112偏压于1kV与5kV之间的电压，但其它电压也在本公开的范围内。设置在提取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制抑制电极的热变形的装置，包括：离子源，具有限定离子源室的多个腔室壁且具有提取孔口；抑制电极，设置在所述离子源室外部且具有抑制孔口、接近所述抑制孔口设置的光学边缘以及设置在离所述抑制孔口最远处的远端边缘；加热元件，用以加热所述抑制电极的所述远端边缘；加热器电源，用以向所述加热元件提供电力；以及控制器，与所述加热器电源连通以便控制所述抑制电极的所述远端边缘的温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.26 US 15/415,9441.一种用于控制抑制电极的热变形的装置，包括：离子源，具有限定离子源室的多个腔室壁且具有提取孔口；抑制电极，设置在所述离子源室外部且具有抑制孔口、接近所述抑制孔口设置的光学边缘以及设置在离所述抑制孔口最远处的远端边缘；加热元件，用以加热所述抑制电极的所述远端边缘；加热器电源，用以向所述加热元件提供电力；以及控制器，与所述加热器电源连通以便控制所述抑制电极的所述远端边缘的温度。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器利用开环控制来控制所述抑制电极的所述远端边缘的所述温度。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述加热元件设置在所述抑制电极上。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述加热元件并不与所述抑制电极直接接触。5.根据权利要求1所述的装置，还包括与所述控制器连通以测量所述抑制电极的至少一部分的温度的热传感器。6.根据权利要求5所述的装置，其中所述热传感器用于测量所述光学边缘的温度且所述控制器基于所述光学边缘的所述温度来控制所述远端边缘的所述温度。7.根据权利要求5所述的装置，其中所述热传感器用于测量所述光学边缘以及所述远端边缘的温度，且控制器基于所述光学边缘与所述远端边缘的温度差来控制所述远端边缘的所述温度。8.根据权利要求5所述的装置，其中所述热传感器设置在所述抑制电极上。9.根据权利要求5所述的装...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆士·P·布诺德诺，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：发明
国别省市：美国,US