用于离子束植入器的波纹管式套管制造技术

一种离子束植入器（１０）包括：束形成及指向装置（５０）；及，一植入站，其中工件自一离子束的离子而植入。该束沿着自一离子源行进至植入站之一真空路径。一种可挠性的波纹管（１００）将该植入站耦接至束形成及指向装置，其允许该植入站为关于束形成及指向装置而枢转且藉以改变关于离子束的工件的植入方位。一种可更换、可挠性的波纹管式套管（７０）配置于波纹管之一内部区域，以降低其沉积于波纹管之一内部表面的植入副产物之量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术关于一种离子束植入器，且尤指一种可挠性的套管(liner)，其用于耦接其相对于彼此移动的一离子束植入器的二个区域的一种波纹管(bellows)。
技术介绍
离子束植入器广泛运用于半导体晶圆的掺杂(doping)处理。一离子束植入器产生由所期望的正电荷离子物种所组成的一离子束。离子束撞击于一半导体晶圆工件的一暴露表面，因而将期望的离子“掺杂”或植入工件表面。一种离子束植入器的型式是运用该工件为安装于其之一旋转、平移的碟状的支座(support)。复数个半导体工件安装于碟状的支座。支座支撑于该离子束植入器之一末端或植入站的一植入室。支座的旋转允许复数个工件每一者于一生产运转(production run)期间暴露至离子束。欲达成适当的植入深度与剂量，且避免某些不利的效应(诸如通道效应(channeling))，一工件之一植入方位必须能够关于正交于离子束方向的二个轴而调整。若离子束假设为沿着z轴行进，工件必须能够关于x(水平)轴与y(垂直)轴而为倾斜或弯向。关于x轴而倾斜工件植入表面称为改变工件的阿法(α)角度，而关于y轴而倾斜工件植入表面称为改变工件的贝他(β)角度。欲改变植入方位，植入站必须能够关于植入器的离子束形成及指向装置而作枢转，即在束进入植入站的内部区域之前而形成及指向离子束的植入器部分。由于植入站必须关于植入器的束形成及指向装置而移动，且再者，由于植入站内部区域与束形成及指向装置所界定之内部区域均为真空，一可挠性(flexible)的真空密封或波纹管必须设置于植入站与束形成及指向装置之间。因为波纹管邻近于植入站，经过一段时间，波纹管内部成为由植入副产物所覆盖，即其为产生自植入过程的不合意的粒子与材料碎片而且其随后为浮动于植入站与束形成及指向装置的内部区域。此种植入副产物包括自该工件与该离子束所撞击的其它表面所溅散的材料。当波纹管随后运动或弯曲以改变植入站的位置，沉积于波纹管内部上的植入副产物易于断裂或移动，且会相对植入站与束形成及指向装置的内部区域浮动。该种移动的碎片与粒子副产物最后可能沉积于工件而引起工件的污染且使植入的均匀性与品质劣化。再者，另一种来自破裂工件的碎片(piece)的硅尘形式的植入副产物经常为截留于波纹管的卷曲部分。除了产生可能沉积于工件的粒子，碎片亦可能引起真空泄漏。清洗波纹管困难而且经常是无效的。甚者，更换波纹管耗费甚多。其需要将屏蔽波纹管为免于植入副产物之一种装置。亦需要一种将植入副产物所造成的工件污染降低之一种装置。另外需要一种延长波纹管寿命的装置。
技术实现思路
根据本专利技术，揭示用于植入来自一离子束的离子于工件之一种离子束植入器。该离子植入器包括一植入站，其界定一真空的植入室。一或多个工件支撑在配置于植入室之内的一支座。该离子植入器更包括离子束形成及指向装置，其自离子源形成该离子束并且将该离子束指向至植入站。束形成及指向装置界定一真空的内部区域，离子束自该离子源通过该内部区域至植入站。该植入器更包括可挠性的真空密封件或波纹管，其耦接该植入站与束形成及指向装置。较佳而言，该波纹管是一可挠性、圆柱形状的波纹管，其包含一组的焊接卷曲部分，其挠曲以允许波纹管对于波纹管之一中心轴而弯曲。离子束通过波纹管之一开放内部区域。波纹管的可挠性允许该植入站对于束形成及指向装置的相对移动。该植入器有利为包括用于波纹管之一可挠性的套管(liner)或套筒(sleeve)。该套管配置于该波纹管之一内部区域。该套管屏蔽该波纹管而免于植入过程期间所产生的植入副产物，因而延长该波纹管的使用寿命。如同波纹管，该套管是可挠性且并未干扰波纹管操作。于植入期间，波纹管式套管收集接触该套管的植入副产物，因而降低工件污染且降低沉积于波纹管之一内部表面的植入副产物的量。有利的是，一旦涂覆植入副产物，波纹管式套管于植入器的例行维护期间可以容易更换。本专利技术的此等与其它目的、特点、与优点将由其为关连于伴随的图式所描述的本专利技术较佳实施例的详细说明而获得较佳了解。附图说明图1是本专利技术之一种离子束植入器的示意平面图；图2是图1的离子束植入器的选取构件的示意立体图；图2A是图2之一部分的放大分解立体图；图3是包括一种波纹管与波纹管式套管的离子束植入器之一部分的截面图，其自图1的线3-3所指示的一平面看出；及图4是本专利技术之一种波纹管式套管的示意立体图。具体实施例方式于图1，一种离子束植入器概括显示于10。植入器10包括一离子源12，其安装至一“L”形的支座13，以提供其形成一离子束14的离子，离子束14行进沿着一束路径至一植入或末端站16。控制电子电路(示意显示于20)设置以监视及控制于植入站16之一抽真空植入区域或室22的复数个工件(诸如半导体晶圆工件)21所接收的离子剂量。对于控制电子电路20的操作者输入经由一使用者控制台67所实行。离子源壳体12产生离子束14，其冲击于配置于植入室22之一旋转及平移的碟状支座90的晶圆工件21。虽然一种旋转及平移的支座90被揭示，应为理解的是本专利技术同样可应用于一种“串行(serial)”离子束植入器，即，其中，离子束指向以扫描于一静止的工件的表面。于离子束14的离子是倾向以随着该束为通过于离子源12与植入站16之间的一段距离而发散。离子源12包括一等离子体室28，其界定该源材料为注入至其之一内部区域。源材料可包括一可离子化的气体或蒸气化的源材料。于固体形式的源材料沉积至一蒸发器，其接着为注入至等离子体室。正电荷的离子退出离子源且借着束形成及指向装置50而为形成至离子束14以及透过一抽真空的区域而指向至植入站16。于一生产运转期间，沿着离子束14为行进于其的一束路径15之抽真空由包含一对的真空泵31之一压力调节系统55所提供。根据本专利技术所构成之一离子源12的一个应用用于一种低能量植入器。此种型式的植入器的离子束14是倾向以扩散于其束路径，且因此植入器10已经设计为具有自该源12至植入室22之一相当短的路径。于等离子体室28的离子取出于等离子体室之一开口且为由束形成及指向装置50而形成至离子束14，其为行进于离子源12与植入站16之间的一段距离。束形成及指向装置50包括一质量分析或解析磁铁32与一组的电极34。等离子体室离子由邻近于等离子体室的该组的电极34而加速朝向其固定至支座13的质量分析磁铁32。该组的电极34自等离子体室内部而取出离子且加速离子至其由质量分析磁铁32所限定之一区域。通过磁铁区域的离子束路径15的一部分由一铝制的束导36所限定。于生产运转期间，由束形成及指向装置50所界定之一内部区域52通过泵31而抽真空。构成离子束14的离子移动自离子源12至质量分析磁铁32所设定之一磁场。由分析磁铁32所产生的磁场的强度与方位由耦接至一磁铁连接器40的控制电子电路20所控制，以调整其通过磁铁的场绕组之一电流。质量分析磁铁32致使仅有其具有适当的质量对电荷比的彼等离子为到达离子植入站16。于等离子体室28的源材料的离子化产生具有期望的原子量的正电荷离子的物种。然而，除了期望的物种的离子，离子化过程亦将产生具有不同于适当原子量之一部分的离子。具有一原子量为高于或低于适当的原子量的离子不适用于植入。由质量分析磁铁32所产生的磁场致使于离子束14的离子为移动于一曲线的轨迹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子束植入器，用于将一离子束针对于一工件而指引，该植入器包含：ａ）一植入站，界定一真空的植入室，该工件支撑于该植入室之内；ｂ）束形成及指向装置，界定一真空的离子束植入器内部区域，离子束通过其内部区域途径至该植入站；ｃ）一可挠性波纹管，配置于该植入站与该束形成及指向装置之间，使该植入站关于该束形成及指向装置而可移动，该波纹管界定一真空的内部区域，其中离子束会通过；及ｄ）一可挠性波纹管式套管，定位于该波纹管内部区域之内，用于收集于该工件的植入期间所产生的植入副产物，以降低其沉积于该波纹管之一内部表面的植入副产物的量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-10-1 10/956,8171.一种离子束植入器，用于将一离子束针对于一工件而指引，该植入器包含a)一植入站，界定一真空的植入室，该工件支撑于该植入室之内；b)束形成及指向装置，界定一真空的离子束植入器内部区域，离子束通过其内部区域途径至该植入站；c)一可挠性波纹管，配置于该植入站与该束形成及指向装置之间，使该植入站关于该束形成及指向装置而可移动，该波纹管界定一真空的内部区域，其中离子束会通过；及d)一可挠性波纹管式套管，定位于该波纹管内部区域之内，用于收集于该工件的植入期间所产生的植入副产物，以降低其沉积于该波纹管之一内部表面的植入副产物的量。2.如权利要求1的离子束植入器，其中，该波纹管式套管自其邻近于该植入站的波纹管的一端部而延伸于该波纹管内部区域之内。3.如权利要求1的离子束植入器，其中，该波纹管式套管固定至一凸缘，其耦接至该植入站的一壁部。4.如权利要求1的离子束植入器，其中，该波纹管式套管由聚酰亚胺(polyimide)材料所构成。5.如权利要求4的离子束植入器，其中，该波纹管式套管由聚酰亚胺薄膜所构成。6.如权利要求1的离子束植入器，其中，该波纹管大体为圆柱形，且该波纹管式套管沿着该波纹管之一轴向长度的至少一部分延伸。7.如权利要求1的离子束植入器，其中，该波纹管之一第一端耦接至该植入站且其相对端耦接至该束形成及指向装置之一解析壳体。8.如权利要求7的离子束植入器，其中，该波纹管第一端包括其运用复数个固定件而固定至该植入站之一凸缘，且该波纹管第二端包括运用复数个固定件而固定至该解析壳体之一...

【专利技术属性】
技术研发人员：L史东，S巴鲁梭，D史东，A裴瑞尔，
申请(专利权)人：艾克塞利斯技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]