动态离子注入器电极安装制造技术

本发明专利技术提供一种用于离子注入器的动态电极安装件，其中具有限定孔（３４）的电极体部分的电极插入构件（２１ｂ）插入到电极支撑架。在一个实施例中，插入构件的第一动态对准销（２９ａ）接合电极支撑架（２１ａ）第一沟槽状动态对准表面，以在两个垂直方向上相对于电极支撑架对准第一对准销。另外，插入构件的第二动态对准销（２９ｂ）接合电极支撑架（４３）的第二动态对准表面，以在旋转方向上相对于电极支撑架对准插入构件。插入构件的多个凸缘接合电极支撑架，以在对准位置保持插入构件并将电极插入构件电耦合到电极支撑架。定位于电极插入构件（２１ｂ）和电极支撑架（２１ａ）之间的弹簧（６１ａ）在相对于电极支撑架的对准和保持位置偏置电极插入构件。在另一个实施例中，电极支撑架具有对准销，插入构件具有对准槽。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及在电子器件制造中用于向衬底(诸如半导体晶片)注入离子的离子注入器，更具体地，本专利技术涉及能够在工业规模上处理晶片的离子注入器。
技术介绍
离子注入技术通常用作集成电路生产中所使用的处理中的一个，通过使用特定浓度的杂质原子掺杂半导体材料的预定区域，以改变这些区域中电传输特性。这种技术一般涉及生成预选物质离子束并将该束引导向靶衬底。除其他因素外，离子注入的深度取决在衬底处的离子束能量。对于超大规模集成电路(ULSI)来说，当单个晶片上的器件密度增加而各个器件的侧向尺寸减少时，离子注入器使用低能量离子(例如，约0.2keV至10keV)形成浅结的能力变得愈加有用。同时，在工业离子注入中，能够在尽可能短的时间里处理各个晶片也经常是有用的，但是这需要离子束流尽可能的大。美国专利No.5,932,882描述了一种现有技术，在该现有技术中，离子束以高能量传输，然后在该束将要撞击衬底之前降低到低能量。这个参考文件的离子注入器包括离子发生器，该离子发生器包括离子源和用于从源提取离子和形成离子束的汲取电极组件。汲取电极组件包括一个或多个电极，该电极具有通过其成形离子束的孔。飞行管(flight tube)从提取组件以传输能量传输束，衬底保持器保持待用离子束注入的衬底。连接到飞行管和衬底保持器之间的减速透镜并向其施加减速电势的减速电势发生器将束离子减速到需要的注入能量。位于飞行管和衬底保持器之间的减速透镜组件包括多个电极，该电极通常具有离子束通过其的孔。电极(诸如汲取电极(extraction electrodes))相对于离子注入器的其他部分的定位可能影响包括束能量、束尺寸和束形状的离子束特性。为了对准离子注入器的汲取电极，已经提出了不同的器件。例如，特殊装配工具或夹具已经被用于对准用于安装到汲取电极组件的电极。这些装配工具经常包括销钉或其它对准表面，其接收到电极的相应对准孔中。使用装配工具对准的每个电极通常使用合适的紧固件(诸如螺钉紧固件)紧固到汲取电极组件内的适当位置。然后，装配工具从汲取电极组件中拆卸。每次更换电极时，通常要重复这道程序。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于离子注入器的动态电极安装件，其中具有限定孔的电极体部分的电极插入构件插入到电极支撑架。在一个实施例中，插入构件的第一动态对准销接合电极支撑架第一沟槽状动态对准表面，以在两个垂直方向上相对于电极支撑架对准第一对准销。另外，插入构件的第二动态对准销接合电极支撑架的第二动态对准表面，以在旋转方向上相对于电极支撑架对准插入构件。插入构件的多个凸缘接合电极支撑架，以在对准位置保持插入构件并将电极插入构件电耦合到电极支撑架。定位于电极插入构件和电极支撑架之间的弹簧在相对于电极支撑架的对准和保持位置偏置电极插入构件。还具有其它关于本专利技术的方面。例如，电极插入构件可以具有对准表面，而电极支撑架可以具有与对准表面接合的对准销。因此，应当理解，前述仅是本专利技术的一些实施例和方面的简要总结。本专利技术的其它实施例和方面参考如下。还应当理解，在不偏离本专利技术的精神或范围的情况下，可以对公开实施例作出许多变化。因此，前述总结并不意味着限制本专利技术的范围。而是，本专利技术的范围由权利要求及其等同物来决定。附图说明现在将参考附图描述本专利技术的示例性实施例，在附图中图1示出了根据本专利技术实施例的使用动态电极安装件的离子注入器的示意图； 图2示出了根据不同实施例的动态电极安装件的分解图；图3示出了图2的动态电极安装件的一个实施例的平面图；图4示出了图2的动态电极安装件的另一个实施例的平面图；图5示出了图3的动态电极安装件的剖视图；图6示出了图4的动态电极安装件的剖视图；图7示出了沿图6中线7-7所示的图6的动态电极安装件的对准销的剖视图；图8示出了根据可选择实施例的动态电极安装件的分解图；图9示出了图8的动态电极安装件的一个实施例的平面图；以及图10是沿图9中线10-10所示的图9的动态安装件的对准槽的剖视图。具体实施例方式根据一个实施例的离子注入器在图1中标为1。离子注入器1包括用于发生离子束的离子束发生器3。邻近离子束发生器的磁体5根据束离子的质量和电荷状态空间地解析(resolve)束离子。邻近分析磁体5布置的离子选择器7选择待注入到靶衬底的物质(specie)离子，并将拒绝来自磁体空间解析束中的其他离子。邻近离子选择器7布置的减速透镜电极组件9控制离子束在注入之前的最终能量。与电极组件隔开的支撑或保持器11支撑待用束离子注入的衬底12。布置在电极组件9和衬底支撑11之间的等离子发生器13将电子和其他带电粒子引入到靶表面附近的离子束中，以中和(neutralize)束及晶片表面。定位于衬底支撑11下游的离子束收集器14充当束阻挡以及用于剂量测量的离子流探测器。更详细地，图示实施例的等离子发生器3包括离子源，该离子源包括具有出口孔的电弧室。汲取电极组件20包括与出口孔隔开的多个汲取电极(例如，诸如两个、三个或四个)。组件20的汲取电极从电弧室中提取离子，并形成离子束。汲取电极可以由石墨或其它合适的导电材料制成。离电弧室的出口孔最近的汲取电极充当抑制电极，以阻止束发生器前方的电子流动进入电弧室。如下面更详细解释，汲取电极组件20包括动态安装件，该动态安装件允许每个电极容易地以严密控制的对准位置安装在适当位置，而在每次更换电极孔时不需要再对准。虽然主要地联系汲取电极描述，但是可以意识到，根据这些实施例的动态安装件可以用于安装离子注入器的其它电极，其包括下面讨论的电极组件9的减速电极。定位于质量分析磁体5的磁极之间的飞行管接收来自束发生器3的离子束，并控制离子束在其通过磁体5的磁极之间的期间内的传输能量。离子束的传输能量是飞行管和离子源之间电势差的函数。在这个具体实施例中，选择分析磁体的磁场强度和通过磁体的离子束的能量，使得具有适当质量和电荷状态的离子被反射大致90℃，以通过离子选择器7、电极组件9和等离子发生器13到达晶片表面。汲取电极组件20在图2中被示出部分未组装。一个汲取电极包括导电性安装件或支撑架部件21a以及导电性插入构件部件21b，该插入构件部件21b插入并安装到支撑架部件21a。相似地，另一个汲取电极包括支撑架部件23a和插入构件部件23b，插入构件部件23b插入并安装到支撑架部件23a。根据图示实施例的一个方面，每个插入构件部件21b、23b分别具有多个动态对准销29a、29b(图2)和29c、29d(图3)。如从图4的剖视组装图中最佳观察到的，插入构件部件21b的每个动态对准销29a和29b具有一般圆柱体部分31。相似地，插入构件部件23b的每个动态对准销29c和29d具有一般圆柱体部分31，如图4的剖视组装图中最佳观察到的。插入构件部件21b具有板部分33a，动态对准销29a、29b从板部分33a延伸。汲取电极体部分35a亦从板部分33a延伸，汲取电极体部分35a限定了一对离子束提取槽37a、37b。当安装到支撑架部件21a时，汲取电极体部分35a延伸穿过支撑架部件21a的中心孔39。类似地，插入构件部件23b具有板部分33b，动态对准销29c、29d从板部分33b延伸。汲取电极体部分35b亦从板部分33b延伸，汲取电极体部分35a限定了一对离子束提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于离子注入器的离子注入器电极组件，其中所述离子注入器具有导电性电极支撑架并适于发生离子束，该电极组件包括：　　　　导电性插入构件，适于插入到所述离子注入器支撑架，所述插入构件包括限定孔的电极体部分，所述插入构件还包括多个对准销，所述对准销定位成与所述离子注入器支撑架接合并且相对于所述离子注入器支撑架将所述孔对准在对准位置，其中，所述电极体部分定位成接收穿过所述孔的所述离子束，所述插入构件还包括多个保持凸缘并且电耦合到所述支撑架，所述保持凸缘适于与所述离子注入器支撑架接合并且在所述离子注入器支撑架内将所述电极体部分保持于所述对准位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-10-17 10/688,0761.一种用于离子注入器的离子注入器电极组件，其中所述离子注入器具有导电性电极支撑架并适于发生离子束，该电极组件包括导电性插入构件，适于插入到所述离子注入器支撑架，所述插入构件包括限定孔的电极体部分，所述插入构件还包括多个对准销，所述对准销定位成与所述离子注入器支撑架接合并且相对于所述离子注入器支撑架将所述孔对准在对准位置，其中，所述电极体部分定位成接收穿过所述孔的所述离子束，所述插入构件还包括多个保持凸缘并且电耦合到所述支撑架，所述保持凸缘适于与所述离子注入器支撑架接合并且在所述离子注入器支撑架内将所述电极体部分保持于所述对准位置。2.如权利要求1所述的部件，其中每个对准销具有圆柱销体部分，所述圆柱销体部分限定适于接合所述离子注入器支撑架的圆柱外表面。3.如权利要求1所述的部件，其中每个对准销具有销体部分和保持帽，所述销体部分限定适于接合所述离子注入器支撑架的外表面，所述保持帽具有比所述销体部分的宽度更宽的宽度，其中每个对准销保持帽限定保持凸缘。4.如权利要求1所述的部件，其中所述对准销、保持凸缘和所述电极体部分整体地形成，其中所述插入构件是一体构件。5.如权利要求1所述的部件，其中所述支撑架具有平坦面部分，所述插入构件具有平坦面部分，其中所述插入构件平坦面部分被定位成与所述支撑架平坦面部分在所述对准和保持位置面对面地接合。6.一种用于适于发生离子束的离子注入器的离子注入器电极，包括导电性电极支撑架，其限定具有第一和第二对准表面的孔，其中所述第一对准表面是沟槽状；以及导电性插入构件，其适于插入到所述离子注入器支撑架，所述插入构件包括限定孔并且适于插入到所述支撑架孔的电极体部分，所述插入构件还包括第一对准销和第二对准销，其中所述第一对准销定位成与所述离子注入器支撑架沟槽状第一对准表面接合，所述第二对准销定位成与所述离子注入器支撑架第二对准表面接合，以相对于所述离子注入器支撑架将所述孔对准在对准位置，其中，所述电极体部分定位成接收穿过所述孔的所述离子束，所述插入构件还包括多个保持凸缘并且电耦合到所述支撑架，所述保持凸缘适于与所述离子注入器支撑架接合并且在所述离子注入器支撑架内将所述电极体部分保持于所述对准位置。7.如权利要求6所述的电极，其中每个对准销具有圆柱体部分，所述圆柱体部分限定适于接合所述离子注入器支撑架的圆柱外表面。8.如权利要求6所述的电极，其中每个对准销具有销体部分和保持帽，所述销体部分限定适于接合所述离子注入器支撑架的外表面，所述保持帽具有比所述销体部分的宽度更宽的宽度，其中每个对准销保持帽限定保持凸缘。9.如权利要求6所述的电极，其中所述对准销、保持凸缘和所述电极体部分整体地形成，使得所述插入构件是一体构件。10.如权利要求6所述的电极，其中所述支撑架具有平坦面部分，所述插入构件具有平坦面部分，其中所述插入构件平坦面部分被定位成与所述支撑架平坦面部分在所述对准和保持位置面对面地接合。11.如权利要求6所述的电极，还包括定位于所述插入构件和所述支撑架之间的弹簧，以在所述对准和保持位置偏置所述插入构件。12.一种组装用于适于发生离子束的离子注入器的离子注入器电极的方法，包括将导电性插入构件插入到导电性电极支撑架，其中所述导电性电极支撑架限定具有第一和第二对准表面的孔，其中所述第一对准表面是沟槽状，所述插入构件包括限定孔的电极体部分；将所述插入构件的第一对准销与所述离子注入器支撑架沟槽状第一对准表面接合；将所述插入构件的第二对准销与所述离子注入器支撑架第二对准表面接合，以相对于所述离子注入器支撑架将所述插入构件孔对准在对准位置，其中所述电极体部分定位成接收通过所述孔的所述离子束；以及将所述插入构件的多个保持凸缘与所述离子注入器支撑架接合，以相对于所述离子注入器支撑架将所述电极体部分保持在所述对准位置，所述插入构件电耦合到所述支撑架。13.如权利要求12所述的方法，其中每个对准销具有圆柱体部分，所述圆柱体部分限定适于接合所述离子注入器支撑架的对准表面的圆柱外表面。14.如权利要求12所述的方法，其中每个对准销具有销体部分和保持帽，所述销体部分限定适于接合所述离子注入器支撑架的外表面，所述保持帽具有比所述销体部分的宽度更宽的宽度，其中每个对准销保持帽限定保持凸缘。15.如权利要求12所述的方法，其中所述对准销、保持凸缘和所述电极体部分整体地形成，使得所述插入构件是一体构件。16.如权利要求12所述的方法，其中所述插入包括将插入构件平坦面部分与支撑架平坦面部分面对面地接合。17.如权利要求12所述的方法，还包括在所述插入构件和所述支撑架之间定位弹簧，以在所述对准和保持位置偏置所述插入构件。18.一种用于离子注入器的离子汲取电极部件，其中所述离子注入器具有导电性电极支撑架并适于发生离子束，所述离子汲取电极部件包括一体导电性插入构件，其适于插入到所述离子注入器支撑架，所述插入构件包括限定孔的整体电极体部分，所述插入构件还包括多个整体对准销，其中每个对准销都具有限定圆柱外表面的圆柱销体部分，所述圆柱外表面适于接合所述离子注入器支撑架并相对于所述离子注入器支撑架将所述孔对准在对准位置，其中，所述电极体部分定位成接收穿过所述孔的所述离子束，其中每个对准销具有保持帽，所述保持帽具有比所述销体部分的宽度更宽的宽度，其中每个所述对准销保持帽限定保持凸缘，所述保持凸缘适于接合所述离子注入器支撑架和...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳索Y斯莫恩斯，约翰R谢利，安德鲁斯蒂芬德瓦涅，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]