离子源的前板制造技术

本发明专利技术是关于适于离子植入机的离子源的前板。根据本发明专利技术的前板包含：正及反侧；出口孔洞，其允许离子由离子源移出，且出口孔洞在正及反侧之间是实质平直地延伸穿过前板；及狭缝，由正侧向反侧以其至少一部分厚度的倾斜而穿透前板，且狭缝由前板的一侧延伸以与出口孔洞连结。狭缝是经过倾斜以阻挡在由前方观看时进入离子源的视线，且提供膨胀间隙。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是关于一种适于离子植入机的离子源的前板。
技术介绍
本专利技术的预期的应用为在离子植入机的离子源中，离子植入机可用在 半导体组件或其它材料的制造中，不过许多其它的应用亦是可行。在这一类的应用中，半导体晶片通过植入所需的掺质(dopant)物种原子至晶片 本体以形成具有不同导电率的区域来加以修改。常见的掺质范例为硼、磷、 砷、及锑。这些掺质在离子源中产生。典型地，离子植入机包含位于一真空腔内部的保持在真空中的离子源。 离子源使用在电弧腔内部产生的等离子来制造离子。在电弧腔中的等离子 使用电位差及热电子源撞击。热电子可使用多种不同配置之一来产生，例 如费曼源(Freeman source )或伯纟内源(Bemas source )(包含间接力口 热的阴极)。在一典型的伯纳源中，热电子由阴极射出，并在电场作用下加速，且 由磁场限制以沿着朝反向阴极(counter-cathode )的螺旋形路径行进。在 电弧腔内部与前驱物气体分子互动制造所需的等离子。等离子离子通过设置在前板中的孔洞而由电弧腔汲取出。在「离子云 (ion shower) J模式中，离子行进以在例如半导体晶片的目标中植入。 或者，汲取出的离子可通过质量分析台，以致具有所需质量及能量的离子 被挑选向前行进以在半导体晶片中植入。更详细的离子植入机叙述可参见 美国专利第4,754,200号。离子源将包含电弧腔以容纳等离子。如1及2所示的腔壁及 前板是包围住电弧腔。此二部件式(two-piece)构造是经组装以形成如槽 状的孔洞，以允许离子由电弧腔中被汲取出。在A处显示的舌状物及凹槽 的配置是设置以协助前板的两个部件的对准。离子汲取电极组件通常设置在孔洞的前方，以由离子源汲取出离子，而前板可形成前述组件的电极之
技术实现思路
以此为背景，本专利技术存在于离子源的前板，其包含允许离子由离子 源移出的出口孔洞，且出口孔洞是在正及反侧之间而实质平直地延伸穿过前板；及一狭缝，是由正侧向反侧而以其至少一部分厚度的倾斜穿透前板， 狭缝由前板的一侧延伸以与出口孔洞连结。倾斜狭缝的构造允许容纳前板的膨胀，从而减轻热应力。这是有利的， 因为离子源的前板会变热。举例来说，在前板与电弧腔并用处，等离子中 的热在某种程度上会转移给前板，而这将使前板膨胀。由于前板典型由金 属制成，温度上升快速且膨胀显著。石墨亦常用于前板。出口孔洞允许视线直接进入离子源，以致离子可自由地由离子源汲取 出以用于随后的植入，其中，本专利技术用于离子植入机中。倾斜狭缝使视线 无法进入离子源中。此外，倾斜狭缝的使用增加穿过前板的路径长度。结 果，离子及气体由离子源穿过狭缝而逸出的倾向因而大大缩减。尤其，倾 斜狭缝的构造有效地防止电场穿入离子源。这些场可为用来由离子源汲取 取离子的电极组件所产生的。平直的出口孔洞及倾斜狭缝的组合意谓汲取 场是通过出口孔洞而穿入离子源，但不通过狭缝。可选择地，狭缝可由侧边而直线延伸至出口孔洞。出口孔洞亦可为线 形的，及可选择地是实质与狭缝为共直线。因此，平直的出口孔洞及倾斜 狭缝可相交于一点，以致在狭缝的任一侧的前板部分与出口孔洞未相连结， 并可随着前板膨胀而相对于彼此移动。在一较佳的实施例中，前板是单一 部件的。举例来说，前板可延伸环绕出口孔洞未与狭缝结合的末端以便形 成一般的C形或其类似物。由单部件材料制作前板是有利的，因为与多部件设计相比，前板的对准变得简单。举例来说，汲取孔洞边缘的对准变得容易控制。此外，前板 可精确成形，且当以机器制造单部件材料时，可更容易控制此形状。精确 的成形对前板形成电极的处是非常重要的，且对用于周密地成形一电场来i兌亦然。狭缝可以固定倾斜而形成穿过前板，或其可在延伸穿过前板时形成折线形(dog-let)。折线形的一部分可平直地延伸穿过前板。根据进一步的实施态样，本专利技术存在于离子源，其包含任何上述的前 板配置，同时存在于离子植入机，其包含任何此类的离子源。附图说明为了让本专利技术更加容易理解， 一较佳的实施例现将参照伴随的图式加 以叙述，其中图1为根据先前技术的经过组装的前板的透视图2为图1的前板在组装前的透视图3为离子植入机的示意图4为图3的离子源的侧视图5为图4的前板的前^L图6为沿着图5的线VI-VI的剖面图7为始于图5的线VI卜VII的侧视图8为始于图5的线VIII-VIII的侧视图;图9为始于图5的前板前方的透视图；及图10为始于图5的前板后方的透视图。主要组件符号说明 10 离子才直入枳j 14 离子源 16 电弧腔 20阴极22 供气装置 26 汲取电极 28 出口孔洞/槽32 质量解析缝12晶片 15真空腔 18壁21电源供应器 23汽化器 27前板 30质量分析台 34螺旋形路径<table>table see original document page 7</column></row><table>具体实施例方式为了提供本专利技术的背景， 一示范的应用是显示于图3，然而须注意这 只是本专利技术的 一应用范例，绝非用以限制本专利技术。图3显示根据本专利技术的用于在半导体晶片12中植入离子的已知的离子 植入机10，其包含离子源14及前板28。在此实施例中，由离子源14产 生的离子是被汲取出并通过一质量分析台30。具有所需质量的离子被挑选 以通过质量解析缝32，接着撞击半导体晶片12。离子植入机10包含用于产生所需物种的离子束的离子源14，其是位 于真空腔15内部。离子源14大体上包含电弧腔16，而电弧腔16包含位 于其一端的阴极20。离子源14可被操作以致阳极由电弧腔16的壁18提 供。阴极20经过充分加热以产生热电子。由阴极20射出的热电子是被吸引至阳极，而在此实例中，阳极即为邻 接的腔壁18。热电子在其横越电弧腔16时使气体分子离子化，从而形成 等离子并产生所需的离子。热电子行进的路径可加以控制以防止电子只沿着最短路径行进至腔壁 18。磁组件46提供一延伸穿过电弧腔16的磁场，以致热电子沿着电弧腔 16的长度的螺旋形路径而朝反向阴极44行进，其中阴极44是位于电弧腔 16的相对端。7供气装置22使电弧腔16充满欲植入的物种或充满前驱物气体物种。 电弧腔16在真空腔15内部是保持减压。行进穿过电弧腔16的热电子是 将存在于电弧腔16中的气体分子离子化，亦可使分子断裂。在等离子中产 生的离子亦将包含微量的污染物离子(例如由腔壁的材料产生者)。来自电弧腔16内部的离子是利用负偏压(相对于接地线)汲取电极26 而被汲取穿过设置在电弧腔16的前板27中的出口孔洞28。通过电源供应 器21而在离子源14及接续的质量分析台30之间施加电位差，以加速汲 取出的离子，且离子源14及质量分析台30是通过一绝缘体(未显示)而与 彼此为电性绝缘。所汲取的离子的混合物接着通过质量分析台30，以使其 在磁场的影响下通过弯曲的路径。任何离子行进的曲率半径由其质量、电 荷状态、及能量来决定，且磁场是受到控制以便在一设定的束能量下，只 有那些具有所需质荷比(mass to charge ratio)及能量的离子能够沿着符 合质量解析缝32的路径出去。射出的离子束接着传送至目标，亦即，欲植 入的半导体晶片12，或在目标位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于离子源的前板，其包含：　正侧及反侧；　出口孔洞，其允许离子由该离子源而移出，且该出口孔洞是在该正侧及该反侧之间实质平直地延伸穿过该前板；以及　狭缝，由该正侧向该反侧以其至少一部分厚度的倾斜而穿透该前板，该狭缝由该前板的一侧延伸以与该出口孔洞连结。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】GB 2006-4-28 0608528.61. 一种用于离子源的前板，其包含正侧及反侧；出口孔洞，其允许离子由该离子源而移出，且该出口孔洞是在该正侧及该反侧之间实质平直地延伸穿过该前板；以及狭缝，由该正侧向该反侧以其至少一部分厚度的倾斜而穿透该前板，该狭缝由该前板的一侧延伸以与该出口孔洞连结。2. 如权利要求1所述的前板，其中该狭缝由该侧而直线地延伸至该出 口孔洞。3. 如权利要求1或2所述的前板，其中该出口孔洞为线形。4. 如上述任一项权利要求所述的前板，其中该狭缝及该出口孔洞实质...

【专利技术属性】
技术研发人员：RD戈德伯格，C伯吉斯，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[]