工件加工用的低粒子电容性耦合构件制造技术

本发明专利技术公开一种用于在将粒子的产生减至最低程度的同时将离子植入到工件中的系统。所述系统包括离子源，所述离子源具有抽取板，所述抽取板具有抽取开孔。所述抽取板被施加电偏压且还可涂布有介电材料。所述工件设置在台板上且由被施加电偏压的屏蔽件环绕。所述屏蔽件也可涂布有介电材料。在操作中，对所述屏蔽件及所述台板施加脉冲式直流电压，且在此脉冲期间从离子源吸引离子。由于使用了脉冲式电压，因此薄介电涂层的阻抗减小，从而使得所述系统能够恰当运行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】工件加工用的低粒子电容性耦合构件
本专利技术的实施例涉及包括低粒子构件的用于晶片加工的系统，且更具体来说，涉及包括具有介电涂层的被施加电偏压的构件的系统。
技术介绍
半导体装置的制作涉及多个离散且复杂的工艺。一种这样的工艺可利用可从离子源抽取的离子束。在离子源中，对馈入气体进行激励，以形成离子。然后，经由设置在抽取板上的抽取开孔从离子源抽取那些离子。所述离子被吸引到相对于抽取开孔进行扫描的工件。这些离子可用于在工件中植入掺杂剂、对工件进行刻蚀、在工件上沉积涂层或将工件非晶化(amorphization)。为吸引离子，可以不同的电压对抽取板及工件施加偏压。举例来说，如果工件是以比抽取板更负的电压被施加偏压，则来自离子源内的正离子将被吸引到工件。在许多实施例中，抽取板由导电材料(例如金属)形成。相似地，工件设置在通常被称为台板(platen)的第二导电材料上。通常被称为屏蔽件(shield)或护环(halo)的另一导电元件可被配置成使得其环绕工件以保护相邻的区域不受离子束撞击的负面影响(例如粒子及金属被沉积到工件上)。所述屏蔽件或护环还提供与工件非常相似的电势表面及电流路径，以使工件被均匀地加工。与此种配置相关联的一个问题是会产生粒子、尤其是最终被设置在工件上的粒子。具体来说，在离子从离子源射出时，离子的能量可使抽取板发射出粒子。另外，撞击屏蔽件的离子也可使屏蔽件发射出粒子。这些粒子可被设置在工件上且可使工件的性能降级。因此，如果存在一种会减少所产生的粒子量的用于将离子植入到工件中的系统，则将为有益的。此外，如果系统的操作参数不受负面影响，则将为有利的。
技术实现思路
本专利技术公开一种用于在将粒子的产生减至最低程度的同时将离子植入到工件中的系统。所述系统包括离子源，所述离子源具有抽取板，所述抽取板具有抽取开孔。所述抽取板被施加电偏压且还可涂布有介电材料。所述工件设置在台板上且由被施加电偏压的屏蔽件环绕。所述屏蔽件也可涂布有介电材料。在操作中，对所述屏蔽件及所述台板施加脉冲式直流(directcurrent，DC)电压，且在此脉冲期间从离子源吸引离子。由于使用了脉冲式电压，因此薄介电涂层的阻抗减小，从而使得所述系统能够恰当运行。根据第一实施例，公开一种工件加工系统。所述工件加工系统包括：离子源，包括多个腔室壁及抽取板，所述抽取板具有抽取开孔；以及工件夹具，靠近所述抽取开孔而设置，所述工件夹具包括：台板，用以固持工件；以及屏蔽件，环绕所述工件；其中对所述屏蔽件施加脉冲式DC电压以从所述离子源吸引离子，且其中所述屏蔽件及所述抽取板由导电材料构造而成，且所述屏蔽件及所述抽取板中的至少一者涂布有介电材料。在某些实施例中，所述屏蔽件及所述抽取板均涂布有所述介电材料。在某些实施例中，所述介电材料包括稀土氧化物(rareearthoxide)，所述稀土氧化物可包括氧化钇(yttria)。在一些实施例中，涂布有所述介电材料的导电材料的热膨胀系数(coefficientofthermalexpansion，CTE)与所述介电材料的CTE相差30％以内。在某些实施例中，所述导电材料包括钽(tantalum)或钼(molybdenum)。在某些实施例中，所述DC电压以介于5kHz与50kHz之间的频率为脉冲式。在另一实施例中，公开一种工件加工系统。所述工件加工系统包括离子源及可移动工件夹具，所述离子源包括：多个腔室壁；抽取板，具有抽取开孔；以及阻挡器(blocker)，设置在所述离子源内且靠近所述抽取开孔，所述可移动工件夹具靠近所述抽取开孔而设置，所述可移动工件夹具包括：台板，用以固持工件；以及屏蔽件，环绕所述工件；其中来自所述离子源的内部的离子是以由所述阻挡器界定的角度被朝所述台板吸引，并且其中所述屏蔽件及所述抽取板由导电材料构造而成，且所述屏蔽件及所述抽取板中的至少一者涂布有介电材料。在某些实施例中，对所述屏蔽件及所述台板施加可介于5kHz与50kHz之间的脉冲式DC电压。根据另一实施例，公开一种工件加工系统。所述工件加工系统包括：离子源，包括多个腔室壁及抽取板，所述抽取板具有抽取开孔；以及可移动工件夹具，靠近所述抽取开孔而设置，所述可移动工件夹具包括：台板，用以固持工件；以及屏蔽件，环绕所述工件；其中所述屏蔽件及所述抽取板由导电材料构造而成且各自涂布有介电材料，其中所述导电材料的热膨胀系数(CTE)与所述介电材料的CTE相差30％以内。在某些实施例中，所述介电材料包括钇(yttrium)，且所述导电材料包括钽或钼。附图说明为更好地理解本专利技术，参照并入本文中供参考的附图，附图中：图1是根据一个实施例的离子源的视图。图2是图1所示抽取板的前视图。图3是图1所示屏蔽件的前视图。图4示出用于说明在手动清洗工艺之后通过许多次刻蚀来实现粒子减少的曲线图。图5示出说明从离子源发射的离子束的电流随束角而变化的曲线图。具体实施方式如上所述，在从离子源抽取离子时，高能离子可能会撞击各种构件，从而使金属构件发射出粒子且使所述粒子被设置在工件上。图1示出克服此种问题的系统的实施例。系统1包括离子源2。离子源2包括由多个腔室壁101构成的离子源腔室100。在某些实施例中，这些腔室壁101中的一者或多者可由例如石英等介电材料构造而成。RF天线110可设置在第一介电壁102的外表面上。RF天线110可由RF电源120供电。递送到RF天线110的能量在离子源腔室100内辐射，以将经由气体入口130引入的馈入气体电离。被称为抽取板140的一个腔室壁包括抽取开孔145，离子可经由抽取开孔145从离子源腔室100射出。抽取板140可由导电材料(例如钛、钽或另一金属)构造而成。图2中示出抽取板140的前视图。抽取板140可在宽度上超过300毫米。此外，抽取开孔145可比工件10的直径宽。可例如通过使用抽取电压电源141来以抽取电压对此抽取板140施加偏压。在其他实施例中，抽取板140可被接地。设置在离子源腔室100内的可为阻挡器150。阻挡器150可为用于在抽取开孔145附近影响等离子鞘(plasmasheath)的介电材料。举例来说，在某些实施例中，阻挡器150被设置成使得离子以不与工件10垂直的抽取角从抽取开孔145射出。在某些实施例中，离子可以两种不同的抽取角被抽取，例如图1中所示。在此实施例中，第一子束190及第二子束191被朝工件10引导。在其他实施例中，离子以单个抽取角被抽取。阻挡器150在离子源腔室100内相对于抽取开孔145的放置界定离子冲击工件10的角度。可移动工件夹具155靠近抽取开孔145而设置。可移动工件夹具155包括上面设置有工件10的台板160。使用扫描马达170来对台板160进行扫描，扫描马达170使台板160在方向171上移动。在其他实施例中，工件夹具可能为不可移动的。举例来说，工件夹具可为固定的，同时离子源腔室100被移动。在另一实施例中，工件夹具及离子源腔室100均可为固定的。环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工件加工系统，包括：/n离子源，包括多个腔室壁及抽取板，所述抽取板具有抽取开孔；以及/n工件夹具，靠近所述抽取开孔而设置，所述工件夹具包括：/n台板，用以固持工件，以及/n屏蔽件，环绕所述工件；/n其中对所述屏蔽件施加脉冲式直流电压以从所述离子源吸引离子，且/n其中所述屏蔽件及所述抽取板由导电材料构造而成，且所述屏蔽件及所述抽取板中的至少一者涂布有介电材料。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171220 US 15/848,9391.一种工件加工系统，包括：
离子源，包括多个腔室壁及抽取板，所述抽取板具有抽取开孔；以及
工件夹具，靠近所述抽取开孔而设置，所述工件夹具包括：
台板，用以固持工件，以及
屏蔽件，环绕所述工件；
其中对所述屏蔽件施加脉冲式直流电压以从所述离子源吸引离子，且
其中所述屏蔽件及所述抽取板由导电材料构造而成，且所述屏蔽件及所述抽取板中的至少一者涂布有介电材料。


2.根据权利要求1所述的工件加工系统，其中所述屏蔽件及所述抽取板均涂布有所述介电材料。


3.根据权利要求1所述的工件加工系统，其中所述介电材料包括稀土氧化物。


4.根据权利要求3所述的工件加工系统，其中所述介电材料包括氧化钇。


5.根据权利要求1所述的工件加工系统，其中涂布有所述介电材料的导电材料的热膨胀系数与所述介电材料的热膨胀系数相差30％以内。


6.根据权利要求5所述的工件加工系统，其中被涂布的所述导电材料包括钽或钼。


7.根据权利要求1所述的工件加工系统，其中所述直流电压以介于5kHz与50kHz之间的频率为脉冲式。


8.一种工件加工系统，包括：
离子源，包括：
多个腔室壁；
抽取板，具有抽取开孔；以及
阻挡器，设置在所述离子源内且靠近所述抽取开孔；以及
可移动工件夹具，靠近所述抽取开孔而设置，所述可移动工件夹具包括：
台板...

【专利技术属性】
技术研发人员：摩根·D·艾文斯，小尼斯特·E·艾伦，泰勒·伯顿·洛克威尔，理查德·J·赫尔特，约瑟夫·菲德立克·索莫斯，克里斯多夫·R·坎贝尔，
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