具有原位除去污物的离子束注入机制造技术

本发明专利技术揭示一种原位除去附在离子束注入机（１０）内表面上污物的方法。所述方法包括以下步骤：从源物质放出离子，并使离子形成离子束（１４），所述离子束通过一抽真空区，到达一离子注入室（１７）；提供一个控制电子装置（１１），用于控制在所述抽真空区内离子束的轨迹；利用所述控制装置使离子束撞击与抽真空区相联系的所述注入机内表面，以使所述污物脱落；取走所述注入机的抽真空区的污物。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术与除去附着于离子束注入机内表面的污物有关，具体地说，与用离子束除去注入机内污物的方法有关。离子束注入机被用于给硅片注入或“搀入”杂质，以得到n型或p型非本征物质。这种n型或p型非本征物质被用于半导体集成电路的制作。恰如其名称所暗示，离子束注入机将选定种类的离子掺入硅片内，得到所需的非本征材料。注入自诸如锑、砷或磷等源物质产生的离子，可得n型非本征材料。若需p型非本征材料片，则注入自诸如硼、镓或铟等源物质产生的离子。离子束注入机包括一个离子源，用以从可电离的源物质产生正的荷电离子。所得离子行成一束，并沿预定的射束路径被加速，到达注入位置。离子束注入机包括在离子源与注入位置之间所提供的离子束形成及成形机构。该离子束形成及成形机构保持所述离子束并限定一个细长的内腔或区域，离子束途经此腔或此区，到达注入位置。当进行注入操作时，必须将此区抽真空，以减少离子与分子碰撞而导致离子偏离预定之射束路径的几率。近来已提出将离子束注入用于制作平板显示器。平板显示器常被用于便携式个人计算机。这种计算机的显示器没有用来显示文本及图表的阴极射线管。代之以用非晶硅所覆盖的玻璃基板再覆以一电极阵列，用以激活显示器的分立的图象元(象素)。制作时，给玻璃覆上构成图样的光刻胶，再插入注入室，于是自源来的离子束即可处理该平板显示器。离子注入的这种应用需要较大截面的离子束，以注入所述平板显示器的整个宽度。对现有的大电流的离子注入机，将处在注入位置的芯片装在旋转支承物的表面上。随着支承物的旋转，所述芯片穿过离子束。沿射束路径飞行的离子与旋转着的芯片碰撞并被注入其中。一个自动臂从芯片盒内取出芯片，并将该芯片放在所述芯片支承物的表面上。处理后，所述自动臂自芯片支承物表面移去该芯片，并将已处理过的芯片再放入芯片盒内。在所提出的有关离子注入机对平板显示器的应用中，是将所述平板装在一个支承物上的，所述支承物将所述平板放在一束被扩展了面积的离子束中，这种离子束是由离子源的多出口所形成的。离子束注入机的工作引出某些污物的生成。这些污物附着在与离子束相邻的所述注入机之离子束形成及成形机构的表面上，和面对着离子束的芯片支承物的表面上。污物包括离子源所产生的不希望有的一类离子，也就是具有不希望原子量的离子。污物的另一种来源起因于注入机以连续注入的方式注入不同种类的离子。是用同一个注入机注入不同的离子是一种常用的作法。例如，可将注入机用于给大量芯片注入具有11AUM(原子质量单位)的硼离子。可给这种硼的注入继之以具有75AUM的砷的注入。这种以不同种类的离子连续注入，可能导致第二种注入芯片受到来自第一种注入离子的沾污。这被称作“交叉类别沾污”。另一种沾污物是光刻胶材料。为对芯片进行离子束处理，先将光刻胶材料涂敷在芯片的表面上，而且为了确定有关整个集成电路的布线，也需要光刻胶材料。随着离子碰撞芯片的表面，所涂光刻胶材料的一些颗粒会从芯片上被撞去，并沉积在芯片支承物的表面上或者靠近离子束形成及成形机构的内表面上。日积月累，这样一些污物堆积在离子束形成及成形机构上以及芯片支承物的表面上，它们降低了离子束注入机的效率以及所处理的薄片的质量。随着污物堆积在注入部件的表面上，上层污物剥离，或者受到离子的撞击而脱落，产生造成放电玷污芯片的注入。一些被撞下的污物沿射束路径移动，到达注入位置，并被注入芯片中。这样的污物改变了芯片的电特性。即使很小量的污物也能使被注入的芯片变得与它们预定的制作集成电路的目的不相适应。另外，污物在离子注入机内表面上的堆积将降低某些离子束形成及成形部件的效率。例如，离子束通过一个部分地中和正荷电离子束的离子束中和装置，以使被注入的芯片不因离子束而荷电。这种离子束中和装置产生二次电子发射，以便使正荷电离子束通过该装置时部分地中和该正荷电离子束。污物在离子束中和装置内表面上的堆积阻碍了二次电子的发射过程。必须定期清除沉积在注入机内表面上的沾污。从离子束形成及成形机构和薄片支成物上除去污物需要拆卸离子注入机。由于某些搀杂物质是有毒的，所以将被沾污的部件自注入机取下，并将其移至清洗台上。用溶剂和研磨剂擦拭沾污的表面，以除去污物。然后重新装配注入机并先行测试，以恢复薄片的处理。这种清洗工艺就注入机降低工作时间而言表现出显著的经济支出。除了清洗这样的部件所需的时间外，注入机的重新装配是个很慢的过程。为了注入机的正常工作，必需实现注入机部件的精确调整。另外，为了工作，必须重新建立注入机内部范围的真空。最后，规范的操作过程不允许触及已被拆开的注入机，除非通过放入测试芯片并判断该芯片说明它重新合格。本专利技术提供用于原位除去附在离子束注入机内表面上的污物的方法。在这样的离子束注入机内，离子从源物质内分离出，并形成一束通过束射路径的离子束。束内的离子从注入机被抽空的区域除去污物，再从注入机取出它们。在本专利技术的一个实施例中，所述注入机包括一个质量分析磁铁，用以产生一个磁场，离子束在其路径上通过该磁场，到达注入室。所述质量分析磁铁是可调的，以便当离子束通过该磁场时改变离子束的方向。一个离子束注入机的控制装置通过稍稍失调该质量分析磁铁，使所述离子束撞击离子束注入机的内表面。本注入机还包括一组围绕所述离子束射路径的一部分设置的电极，它们被可调地通电，以便当离子束通过该组电极时改变离子束的方向。所述控制装置通过调整电极的电位，使所述离子束撞击离子束注入机的内表面。所述控制装置便于按一个选择过的重复方式调节所述质量分析磁铁的朝向，使离子束重复地清扫整个待清洁的表面。类似地，可重复地改变电极的电位，以实现离子束对整个待清洁表面的重复清扫。所述控制装置还包括产生二次电子发射场的离子束中和装置；离子束通过该装置。给此中和装置通电，以便在离子束通过电场时，增加离子束的发散性，以使束内的离子撞击所述离子束中和装置和面对离子束的芯片支承物表面的下游表面。按照本专利技术第一实施例构成的离子注入机，包括一个离子源，用于从具有一个或多个出口的源室发射离子。利用相对于所述源室的一个或多个出口而定位的电极从源室分离出离子，使离开源室的离子，形成离子束。限定离子束的机构约束一个抽真空区，此区规定了离子束从电极结构飞行的路径。离子注入室包括支承工件的结构，所述工件横过离子从源到注入室的飞行路径与进入注入室的离子相交。一个源将源物质引入离子注入室，此物质在离子束处置工件过程中与污物相互作用，这些污物在离子束处理工件时与约束离子束注入机的抽真空区的结构接触。当离子束自源通过抽真空区运动到达注入室时，一个注入控制器控制所述离子束。一个泵从离子注入机的抽真空区除去所沉积的沾污物。最好采用一种源物质，它产生离子与沉积的沾污物化学地结合在一起，形成易挥发类沾污物，由所述的泵除掉。通过结合附图详细描述本专利技术的优选实施例，将更好地理解本专利技术的这些以及其它目的、优点和特点。附图说明图1是表示包括离子源、离子束形成及成形机构和注入室的离子束注入机局部剖面顶视图；图2是图1所示离子束注入机四元组件的放大顶视平面图；图3是从图2中3-3线所示平面观看图2所示四元组件的离子束分解板正视图；图4是从图2中4-4线所示平面观看图2所示四元组件的四元组件护板的正视图；图5是图1所示离子束注入机的离子束中和装置的放大顶视平面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理工件的离子束注入机（１０），它包括一个提供离子的离子源（１２），用于从源室发射所述离子，以便用离子处理工件；离子注入室（１７）具有供置于所述离子注入室内的工件用的支架，所述工件与进入注入室的离子相交；这些离子从源飞过离子束飞行路径到达注入室；离子束限定机构（２２、２４），限定了一个抽真空区域，它限定离子从源到达离子注入室的飞行路径；还包括一个注入控制器，用于控制离子束通过所述抽真空区从源到达注入室的运动；所述离子注入机的特征在于， ａ）除去所述离子注入室的抽真空区的污物用的装置（２１）；和 ｂ）原位除去所述离子注入室内的抽真空区的污物用的机构（８３、１２０、１７）包括： ①与所述离子注入室的抽真空区相联系的第一和第二导电极，其中所述第一和第二导电极中的一个导电极被放置成在所述注入室内激发形成离子等离子体，其中等离子体中的离子与紧靠所述那一个导电极的区域内的污物复合； ②在所述第一和第二导电极之间加给电位的偏压装置，用以维持所述那一个导电极区域内的离子等离子体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 1995-7-17 5032991．一种用于处理工件的离子束注入机(10)，它包括一个提供离子的离子源(12)，用于从源室发射所述离子，以便用离子处理工件；离子注入室(17)具有供置于所述离子注入室内的工件用的支架，所述工件与进入注入室的离子相交；这些离子从源飞过离子束飞行路径到达注入室；离子束限定机构(22、24)，限定了一个抽真空区域，它限定离子从源到达离子注入室的飞行路径；还包括一个注入控制器，用于控制离子束通过所述抽真空区从源到达注入室的运动；所述离子注入机的特征在于，a)除去所述离子注入室的抽真空区的污物用的装置(21)；和b)原位除去所述离子注入室内的抽真空区的污物用的机构(83、120、17)包括①与所述离子注入室的抽真空区相联系的第一和第二导电极，其中所述第一和第二导电极中的一个导电极被放置成在所述注入室内激发形成离子等离子体，其中等离子体中的离子与紧靠所述那一个导电极的区域内的污物复合；②在所述第一和第二导电极之间加给电位的偏压装置，用以维持所述那一个导电极区域内的离子等离子体。2．一种如权利要求1所述的离子注入机，其特征在于，所述第一导电极包括工件支架(...

【专利技术属性】
技术研发人员：JG布莱克，
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]