專利名稱：基于氟的離子源清潔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及半導(dǎo)體設(shè)備制造以及離子注入，更具體地說，涉及利 用氟清潔離子注入系統(tǒng)的離子源。
背景技術(shù)：
離子注入是一種用于半導(dǎo)體設(shè)備制造、有選擇地將摻雜劑注入半導(dǎo)體 和/或晶片材料的物理過程。因此，注入行為不依賴于摻雜劑和半導(dǎo)體材料 間的化學(xué)交互。為了進行離子注入，將摻雜劑原子/分子離子化、加速、形 成束、分解、并掃過晶片，或通過束掃過晶片。摻雜離子以物理方式轟擊 晶片，進入表面，并以與其能量相關(guān)的深度停留在表面以下。
離子注入器或離子注入系統(tǒng)通常包括離子源，該離子源包括電離腔， 所述電離腔用于將中性氣體進行電離，從而產(chǎn)生一組帶電粒子，即離子和 電子，以下稱為等離子，其中，所述中性氣體來源于氣體饋料，或者來源 于由固體或液體饋料所產(chǎn)生的蒸氣。通過在源等離子和電極或一系列電極 間產(chǎn)生電場，將離子從離子源等離子中提取出來，從而形成離子束。離子
束通過各電極內(nèi)具有特殊形狀的孔徑。典型的離子束提取系統(tǒng)是3或4個 電極系統(tǒng)，然而還可能存在其他變體，這些變體包括大幅延長的系統(tǒng)，在 延長系統(tǒng)內(nèi)部可以在晶片附近實現(xiàn)最終的離子束減速。標(biāo)準(zhǔn)的三電極系統(tǒng) 通常包括，所謂等離子電極、或電弧狹縫電極、或電離腔電極的，可以在 與離子源同樣大的正電壓下偏壓的第一電極。該電位決定了離子束的能 量。所謂抑制電極的第二電極工作于適當(dāng)?shù)呢撾妷合拢苑离娮恿骰卦辞弧?所謂地電極的第三及末電極工作于地電位。提取電場取決于由電離腔電極 和抑制電極間的電位差、電極的形狀細節(jié)、以及電極間的距離。在很多離 子注入過程中，對于不同的摻雜特性，有必要產(chǎn)生能量和種類差異極大的 離子束，比如用于源極-漏極擴展的5kV的硼，以及用于抗穿通的80kV的 砷。必須對由電極產(chǎn)生的電場強度加以調(diào)諧和調(diào)整，從而使其匹配期望提
取的束流，并維持良好的束流光學(xué)。該過程稱為導(dǎo)流系數(shù)匹配。用于實現(xiàn) 良好的導(dǎo)流系數(shù)匹配的最常見的方法之一是相對離子源、更具體地說，相 對電離腔電極移動抑制和地電極。電離腔電極與抑制電極間的距離稱為提 取間隙，其中電離腔電極限定電離腔孔徑，抑制電極限定抑制孔徑。
當(dāng)離子源使用分子填充氣體或蒸汽工作時，可以產(chǎn)生除期望注入的離 子種類以外的其他離子種類。這些離子種類中的某些種類可能具有極低的 蒸汽壓力，因而會凝結(jié)在源的內(nèi)表面上。這些固體沉積可能隨時間推移對 離子源的工作造成干擾，比如改變腔壁的電氣特性或?qū)㈦x子源電極孔徑部 分阻塞，從而使可用的離子流減小。清除這些沉積的一種方法是將離子源 從系統(tǒng)中取下，并以物理方式清潔離子源的較為費時的過程。另一種方法 是通過令高活性氣體流過離子源的方式在原位置清潔離子源，其中對氣體 種類加以選擇，使得其同沉積材料的反應(yīng)能夠?qū)е庐a(chǎn)生具有高蒸汽壓力的 材料，以氣體的形式脫離離子源，并從系統(tǒng)抽取出去。具有期望特性的種
類是原子氟，氟通常是由等離子中的NF3的離解所產(chǎn)生的。然而，為了對 離子源表面進行適當(dāng)?shù)那鍧崳枰钚詺怏w具有相對較低的流速。相對較 大的流速會對工具成本和運行成本造成不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
為了使讀者能夠基本理解本發(fā)明一個或多個方案，以下給出了經(jīng)簡化 的摘要。此摘要不是本發(fā)明的擴展性概述，其本意也不在于標(biāo)識發(fā)明的關(guān) 鍵元件，或勾勒其范圍。相反，此摘要的主要目的在于作為稍后將予以介 紹的更加詳細的說明的前序，以簡化形式介紹本發(fā)明的某些概念。
本發(fā)明的方案通過利用諸如原子氟等清潔材料清潔離子源內(nèi)表面的 方式，為離子注入過程提供便利。通過采用至少部分地俘獲了例如離子源 中的氟的節(jié)流機構(gòu)以便于離子源的清潔，可以比傳統(tǒng)的基于氟的清潔方式 低的流速進行清潔。
用于將沉積從離子源內(nèi)表面清除的沉積清潔系統(tǒng)包括氟源、節(jié)流機 構(gòu)、以及控制器。氟源將氟作為清潔材料供至離子源。節(jié)流機構(gòu)通過至少 部分覆蓋離子源孔徑的方式，減少通過離子源的源孔徑的氟損失?？刂破?控制從氟源到離子源的供氟以及流速，還控制節(jié)流機構(gòu)的定位。此外，還
公開了其他系統(tǒng)、方法以及檢測器。
為了實現(xiàn)前述以及相關(guān)目標(biāo)，本發(fā)明包括以下予以充分說明的以及在 權(quán)利要求中特別指出的特征。以下說明以及附圖詳細闡釋了本發(fā)明的某些 說明性方案以及實現(xiàn)。然而，這些說明以及附圖只說明了可以采用本發(fā)明 原理的各種方式中的一小部分。通過以下對于本發(fā)明的詳細說明，結(jié)合附 圖進行考慮，本發(fā)明的其他目的、優(yōu)勢以及新穎特征將變得更加顯而易見。


圖1以方框圖的形式示出了適于實現(xiàn)本發(fā)明一個或多個方案的離子注 入系統(tǒng)。
圖2是依照本發(fā)明一方案的基于氟的清潔系統(tǒng)的方框圖。 圖3示出了依照本發(fā)明一方案的離子源沉積清潔系統(tǒng)。 圖4A是依照本發(fā)明一方案的節(jié)流機構(gòu)的頂視圖。 圖4B是依照本發(fā)明一方案的節(jié)流機構(gòu)的側(cè)視圖。 圖4C是依照本發(fā)明一方案的節(jié)流機構(gòu)的另一側(cè)視圖。 圖4D是依照本發(fā)明一方案的節(jié)流機構(gòu)的透視圖。 圖5是一幅流程圖，示出了依照本發(fā)明一方案的從離子源內(nèi)表面清除 沉積的方法。
具體實施例方式
下面，將參考附圖對本發(fā)明予以說明，在全部附圖中，相同參考數(shù)字 用于指示相似元件。所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明不局限于以 下說明和描述的典型實現(xiàn)以及方案。
原子氟(氟的自由基)可用于清潔離子源的表面。純凈的氟是有毒的， 且難于處理。因此，通常將氟的化合物，如NF3，用作原子氟的來源。原 子氟是由等離子中NF3的離解產(chǎn)生的。在一示例中，等離子可遠離所要清 潔的表面，并將離解氣體輸送至所要清潔的表面?？蛇x地，可以在離子源 內(nèi)形成或產(chǎn)生原子氟，以對表面加以清潔。無論哪種情況，舉例而言，由 于遠端源以及所要清潔的離子源間的區(qū)域內(nèi)原子氟和通過離子源孔徑離 開離子源的游離原子氟的重新結(jié)合，都需要NF3具有較大的流速。
本發(fā)明的方案在離子源的離子源孔徑的位置或接近離子源的離子源 孔徑的位置采用節(jié)流機構(gòu)。該節(jié)流機構(gòu)可以減少通過孔徑損失的原子氟數(shù) 量，并將氟原子送回至所要清潔的離子源的內(nèi)表面。此外，該節(jié)流機構(gòu)可 以將原子送至孔徑的外緣，從而對上述表面進行進一步的清潔。當(dāng)執(zhí)行常 規(guī)離子源操作時，確定節(jié)流機構(gòu)的位置使其不會對操作造成干擾。
首先參考圖1，以方框圖的形式示出了適于實現(xiàn)本發(fā)明一個或多個方
案的離子注入系統(tǒng)100。
系統(tǒng)100包括離子源102，用于沿離子束路徑產(chǎn)生離子束104。離子 束源102包括比如，帶有相關(guān)聯(lián)電源108的等離子源106。等離子源106 可以比如包括相對較長的等離子限制腔，從等離子限制腔中可以提取離子 束，并可以在其中對離子束進行加速。
離子源102工作期間，除了期望的離子種類，還可以產(chǎn)生其他離子種 類。這些離子種類中的某些種類可能具有極低的蒸汽壓力，因而會凝結(jié)在 離子源102的內(nèi)表面上。這些固體沉積可能隨時間推移對離子源的工作造 成干擾，比如改變腔壁的電氣特性或?qū)㈦x子源電極孔徑部分阻塞，從而使 可用的離子流減小。
離子源102包括基于氟的清潔系統(tǒng)122，可以將上述沉積從離子源的 內(nèi)表面清除?；诜那鍧嵪到y(tǒng)122令諸如氟等高活性氣體流過離子源 102，其中對氣體種類加以選擇，使得其同沉積材料的反應(yīng)能夠?qū)е庐a(chǎn)生 具有高蒸汽壓力的材料，該材料以氣體的形式脫離離子源，并從系統(tǒng)抽取 出去。清潔系統(tǒng)122還包括節(jié)流機構(gòu)，用于限制或避免活性氣體的未反應(yīng) 成分在未同沉積發(fā)生反應(yīng)的情況下離開離子源102。由于采用了節(jié)流機構(gòu)， 因此，活性氣體采用相對于傳統(tǒng)清潔系統(tǒng)中更低的流速，就可以對離子源 102的內(nèi)表面進行適當(dāng)清潔。
為了減少或清除離子源102內(nèi)表面的沉積，可以定期或根據(jù)需要接合 (engage)清潔系統(tǒng)122。然而，在離子注入過程中，通常使清潔系統(tǒng)122 的節(jié)流機構(gòu)脫離(disengage),以允許離子束能夠通過離子源孔徑。在其 他情況下，可以接合節(jié)流機構(gòu)以便減少活性氣體的未反應(yīng)成分通過孔徑離 開離子源102。
束線組件110裝備于離子源102的下行，用于從離子源102接收離子
束104。束線組件110包括質(zhì)量分析器112、加速結(jié)構(gòu)114，該加速結(jié)構(gòu) 114可以包括，比如一個或多個間隙。束線組件110位于用以接收離子束 104的路徑沿線。質(zhì)量分析器112包括諸如磁鐵(未示出)等場發(fā)生組件， 并發(fā)生作用以提供穿過離子束路徑的場，從而根據(jù)質(zhì)量(如荷質(zhì)比)使離 子束104中離子以不同的軌跡發(fā)生偏轉(zhuǎn)。經(jīng)過磁場的離子受力的作用，使 所需質(zhì)量的單個離子沿離子束路徑運動，并使離子束104中無用離子發(fā)生 偏轉(zhuǎn)。
加速結(jié)構(gòu)114內(nèi)的加速間隙或多個加速間隙可操作用于對離子束中的 離子進行加速和/或減速，從而獲得期望的工件注入深度。因此，應(yīng)當(dāng)理解 的是，雖然此處在對本發(fā)明的一個或多個方案予以說明時可能采用了術(shù)語 加速器和/或加速間隙，然而，不應(yīng)狹義地對此類術(shù)語加以理解，以致局限 于對加速的字面解釋，而應(yīng)從廣義上對其加以理解，從而加速還包括減速 以及方向改變等等。還應(yīng)理解的是，可以在質(zhì)量分析器112進行磁力分離 后，也可以在質(zhì)量分析器112進行磁力分離前，應(yīng)用加速/減速裝置。此外， 加速結(jié)構(gòu)114還可以是離子源的一部分，在某些方案中，可以作為束線組 件的一部分予以省略。
系統(tǒng)100中還為來自束線組件110的離子束104配備了終端站118。 終端站118支撐沿離子束路徑的諸如半導(dǎo)體晶片(未示出)等一個或多個 工件，以便使用質(zhì)量分析后的離子束104進行注入。終端站118包括目標(biāo) 掃描系統(tǒng)120，用于使一個或多個目標(biāo)工件和離子束104發(fā)生相對平移， 或相對掃動。舉例而言，正如可能在某些給定環(huán)境、操作參數(shù)下和/或為了 某些目的所期望的那樣，目標(biāo)掃描系統(tǒng)120可以提供批次或串行注入。
圖2是依照本發(fā)明一方案的基于氟的清潔系統(tǒng)200的方框圖。系統(tǒng)200 用于以相對有所降低的流速從離子源202的包括孔徑的內(nèi)表面清除沉積。 為了進行說明，使用氟對系統(tǒng)200予以說明，然而，還可以采用其他合適 的材料。
系統(tǒng)200應(yīng)用于離子源202，且包括節(jié)流機構(gòu)204、氟源206、以及控 制器208。離子源202可以包括電離腔，用于將中性氣體進行電離，從而 產(chǎn)生一組帶電粒子，即離子和電子，以下稱為等離子，其中，所述中性氣 體來源于氣體饋料，或者來源于由固體或液體饋料所產(chǎn)生的蒸氣。通過在
源等離子和電極或一系列電極(未示出)間產(chǎn)生電場，將離子從離子源等 離子中提取出來，從而形成離子束。離子束通過各電極內(nèi)具有特殊形狀的
孔徑。典型的束提取系統(tǒng)是3或4電極系統(tǒng)，然而還可能存在其他變體， 這些變體包括大幅延長的系統(tǒng)，在延長系統(tǒng)內(nèi)部可以在晶片附近實現(xiàn)最終 的離子束減速。標(biāo)準(zhǔn)的三電極系統(tǒng)通常包括，所謂等離子電極、或電弧狹 縫電極、或電離腔電極、可以在與離子源同樣大的正電壓下偏壓的第一電 極。該電位決定了束能量。所謂抑制電極的第二電極工作于適當(dāng)?shù)呢撾妷?下，以防電子流回源腔。所謂地電極的第三及末電極位于地電位。由電離 腔電極和抑制電極間的電位差、電極的形狀細節(jié)、以及電極間的距離確定 提取電場。對于很多離子注入過程，為了獲得不同的摻雜特性，有必要產(chǎn) 生能量和種類差異極大的離子束，比如用于源極-漏極擴展的5kV的硼， 以及用于抗穿通的80kV的砷。必須對由電極產(chǎn)生的電場強度加以調(diào)節(jié)和 調(diào)整，從而匹配期望提取的束流，并保持良好的束流光學(xué)。該過程稱為導(dǎo) 流系數(shù)匹配。用于實現(xiàn)良好的導(dǎo)流系數(shù)匹配的最常見的方法之一是相對離 子源、更具體地，相對電離腔電極，來移動抑制和地電極。電離腔電極與 抑制電極間的距離稱為提取間隙，其中電離腔電極限定電離腔孔徑，抑制 電極限定抑制孔徑。
當(dāng)離子源202使用分子填充氣體或蒸汽工作時，可以產(chǎn)生除期望注入 的離子種類以外的其他離子種類。這些離子種類中的某些種類可能具有極 低的蒸汽壓力，因而會凝結(jié)在源的內(nèi)表面上。這些固體沉積可能隨時間推 移對離子源的工作造成干擾，比如改變腔壁的電氣特性或?qū)㈦x子源電極孔 徑部分阻塞，從而使可用的離子流減小。舉例而言，當(dāng)磷化氫(PH3)通過 離子源202時，可能在離子源202內(nèi)表面上形成磷(P)的沉積。
氟源206不斷地將氟供至離子源202，所提供的氟同形成于離子源202 內(nèi)表面上的沉積發(fā)生反應(yīng)，并將其清除。氟源206可以原子氟(氟的自由基) 的形式供氟，以清潔離子源202的表面。然而純凈的氟是有毒的，且難于 處理。因此，通常將氟的化合物，如NF3，用作原子氟的來源。原子氟是 由等離子中NF3的離解產(chǎn)生的。該離解過程的結(jié)果是，NF3將離解為氮和 原子氟，然后原子氟可以同沉積材料發(fā)生反應(yīng)。等離子可遠離所要清潔的 表面，并將離解氣體輸送至所要清潔的表面?？蛇x地，可以在離子源202
內(nèi)形成或產(chǎn)生原子氟，以對表面加以清潔。
節(jié)流機構(gòu)204避免或減少未反應(yīng)的原子氟離開離子源202。節(jié)流機構(gòu) 204可以包括，比如，至少部分覆蓋離子源孔徑的阻擋構(gòu)件(未示出)。因 此，至少部分避免了未反應(yīng)的原子氟通過孔徑離開離子源202。作為另一 示例，節(jié)流機構(gòu)204可以包括可移動的抑制電極(未示出)，該抑制電極 在清潔期間至少部分覆蓋離子源孔徑，而在正常工作期間發(fā)生移動，以允 許并產(chǎn)生離子束通道。
控制器208控制離子源206和節(jié)流機構(gòu)204的工作。在這方面，控制 器208控制提供至離子源202的清潔材料的流速和/或組成，以及清潔操作 的起始和持續(xù)時間?？刂破?08還控制節(jié)流機構(gòu)204的接合。 一般情況下， 在清潔操作或清潔周期內(nèi)接合節(jié)流機構(gòu)204，而在常規(guī)操作期間使節(jié)流機 構(gòu)204脫離。此外，控制器208還可以控制通過離子源孔徑的排放速率。 比如，控制器208可以令節(jié)流機構(gòu)204完全覆蓋孔徑，或覆蓋部分孔徑， 從而提供選定的排放速率。此外，在某些方案，但不是所有方案中，控制 器208對累積在離子源202內(nèi)表面上的沉積進行檢測和/或測量?？刂破?208可以根據(jù)測量和/或檢測到的累積沉積，有選擇地啟動或禁止清潔周期 或清潔操作的執(zhí)行。
圖3示出了依照本發(fā)明一方案的離子源沉積清潔系統(tǒng)300。系統(tǒng)300 采用了可移動節(jié)流構(gòu)件308，該可移動節(jié)流構(gòu)件308可以在清潔操作或清 潔周期期間避免或減少未反應(yīng)的清潔成分離開離子源302。
離子源302可操作用于產(chǎn)生包括一種或多種選定摻雜劑的離子束。離 子束源302可以包括，比如帶有相關(guān)聯(lián)電源的等離子源。等離子源可以比 如包括可以從中提取離子束的、相對較長的等離子限制腔。如上所述，離 子束是利用電極通過孔徑306提取或形成的。在使用或產(chǎn)生離子束時，摻 雜劑和/或慘雜劑材料可能會沉積和/或形成于包括孔徑306在內(nèi)的離子源 302內(nèi)表面上。
進口或閥門304將諸如NF3或原子氟供至離子源302。清潔材料同形 成的沉積發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氣體，隨后可以將所產(chǎn)生的氣體從離子源302排 出。
節(jié)流構(gòu)件308起節(jié)流機構(gòu)的作用，用于限制或減少未反應(yīng)的清潔材料
通過孔徑306離開離子源302。如圖所示，節(jié)流構(gòu)件308具有便于將未反 應(yīng)的清潔材料返回離子源302的彎曲的上半部分，以及下半部分或下臂。 值得注意的是，本發(fā)明的候選方案包括能夠部分阻擋孔徑306，并減少未 反應(yīng)的清潔材料離開離子源202的其他形狀的節(jié)流構(gòu)件。
此外，在該示例中，節(jié)流構(gòu)件308具有接合位置310以及脫離位置312。 當(dāng)位于亦被稱為清潔位置的接合位置310時，構(gòu)件308處于至少部分覆蓋 孔徑306、并能夠減少未反應(yīng)的清潔材料從離子源302離開的位置。值得 注意的是，當(dāng)位于接合位置310時，通常防止產(chǎn)生離子束。構(gòu)件308的位 置距孔徑306存在一段被稱為節(jié)流間隙314的距離或間隙。增加這個距離 可以使從離子源302排出的離子增多，減小這個距離可以使從離子源302 排出的離子變少。
當(dāng)位于脫離位置時，構(gòu)件308位于遠離離子源孔徑306的位置，以使 正常產(chǎn)生離子束的過程得以繼續(xù)進行。如圖所示，位了能夠使構(gòu)件308離 開離子源孔徑306，構(gòu)件308繞下半部分或下臂轉(zhuǎn)動或旋轉(zhuǎn)。然而，應(yīng)當(dāng) 理解的是，為了適當(dāng)?shù)匾苿訕?gòu)件308并能夠正常產(chǎn)生離子束，還可以采用 其他技術(shù)，比如將構(gòu)件308滑動至如圖所示的接合位置310的上方或者下 方。值得注意的是，當(dāng)構(gòu)件308位于脫離位置312時，也可以供應(yīng)清潔材 料，然而此時通常要求清潔材料的流量較大。
圖4A是依照本發(fā)明一方案的節(jié)流機構(gòu)400的頂視圖。節(jié)流機構(gòu)400 使用抑制電極402限制或減少未反應(yīng)的清潔材料通過孔徑離開離子源。節(jié) 流機構(gòu)400可以沿側(cè)軸運動或滑動，以可控地對離子源孔徑進行節(jié)流。
節(jié)流機構(gòu)400包括抑制電極402以及操作臂404。在離子束發(fā)生期 間，抑制電極402同位于離子源(未示出)內(nèi)的等離子電極以及位于離子 源(未示出)下行的地電極協(xié)同工作，提取并形成具有期望形狀、束流等 的離子束。操作臂404抓住并支撐電極402。抑制孔徑406限定于電極402 上，通過該孔徑形成離子束，并使離子束通過。在離子束發(fā)生期間，電極 402位于側(cè)軸上，以便所述孔徑能夠?qū)?zhǔn)離子源孔徑或在離子源孔徑附近。
此外，抑制電極402還包括限定或形成在電極上/內(nèi)的節(jié)流部分408， 該節(jié)流部分408能夠在清潔操作或周期期間減少或限制未反應(yīng)的清潔材料 從離子源離開。節(jié)流部分408可以是比如電極402的實心部分?？蛇x地，
節(jié)流部分408可以形成具有限定輪廓的電極402和/或由其他材料形成。 值得注意的是，圖4所示的機構(gòu)400僅僅是依照本發(fā)明方案的、基于
節(jié)流機構(gòu)的適合電極的一個示例。應(yīng)當(dāng)理解的是，舉例而言，可以類似的
方式利用地電極限制未反應(yīng)的清潔材料的釋放。
圖4B是依照本發(fā)明一方案的圖4A的節(jié)流機構(gòu)的側(cè)視圖。該圖示出
了離子源410以及位于接合位置416或脫離位置418的節(jié)流機構(gòu)400。
節(jié)流機構(gòu)400利用抑制電極402限制或減少未反應(yīng)的清潔材料通過孔徑
離開離子源。
離子源410包括離子源孔徑412，摻雜劑和離子通過該離子源孔徑 412形成離子束。在該示例中，離子束的提取和/或形成利用了抑制電極 402和地電極414，兩者作為一整體由臂404給予支撐。
抑制孔徑406限定于電極402上，離子束通過該抑制孔徑406形成， 并通過該抑制孔徑406。如脫離位置418所示，在離子束發(fā)生期間，電極 402位于側(cè)軸上，以便所述孔徑406能夠?qū)?zhǔn)或在離子源孔徑附近。抑制 電極402的節(jié)流部分408通過至少部分阻擋離子源孔徑412，避免或減少 清潔材料通過離子源孔徑412離開離子源410。如接合位置416所示， 在清潔操作或周期期間，節(jié)流部分408位于離子源孔徑412附近。在該示 例中，如圖所示，節(jié)流部分408相對于抑制電極402是平的。
抑制孔徑406的位置距離離子源孔徑412存在一個間隔距離420。在 離子束發(fā)生期間，電極402位于節(jié)流脫離位置418，根據(jù)期望的離子束發(fā) 生特性，如束流、尺寸、形狀等對間隔距離420加以選擇。在清潔周期內(nèi)， 安排電極402位于接合位置416，并可以至少部分根據(jù)期望的排放速率 或清潔材料限制速率，選擇間隔距離420。
圖4C依照本發(fā)明一方案的節(jié)流機構(gòu)400的另一側(cè)視圖。該圖類似于 圖4B所示的側(cè)視圖，只不過節(jié)流部分408輪廓不同。其他組件和圖4B 中的組件相同，進一步的說明可以參考圖4B。在該示例中，節(jié)流部分408 具有更加便于阻擋清潔材料的曲率或者輪廓。該外形往往將排出的清潔材 料重新回送，令其通過離子源孔徑412。
應(yīng)當(dāng)理解的是，還可以為節(jié)流部分408構(gòu)思出依照本發(fā)明方案的其他 輪廓以及變體。 圖4D是依照本發(fā)明一方案的圖4A的節(jié)流機構(gòu)的透視圖。該圖示出 了位于節(jié)流脫離位置418使得能夠產(chǎn)生離子束的抑制電極402。
該圖包括離子源410和離子源孔徑412。抑制電極402位于離子源 的下行，地電極414位于抑制電極402的下行。在離子束發(fā)生期間，來 自離子源410的摻雜劑或離子通過離子源孔徑412，抑制電極402的孔 徑406以及地電極414的孔徑。
抑制電極402可以沿側(cè)軸運動，使得在清潔操作或周期內(nèi)，抑制電極 的節(jié)流區(qū)408位于離子源孔徑412附近，而抑制電極的孔徑406不位于離 子源孔徑412附近。
圖5是一幅流程圖，示出了依照本發(fā)明一方案的從離子源內(nèi)表面清除 沉積的方法500。為了便于清潔使諸如原子氟等清潔材料的流速降低，方 法500在清潔時使用節(jié)流機構(gòu)。為進一步對方法500予以說明，還可以對 上述附圖以及說明加以參考。
方法500起始于方框502，在方框502中提供了具有內(nèi)表面、且包括 離子源孔徑的離子源。某些摻雜劑種類會凝結(jié)或形成于離子源表面，并隨 時間推移對離子源的工作造成干擾，比如改變腔壁的電氣特性或?qū)㈦x子源 電極孔徑部分阻塞，從而使可用的離子流減小。舉例而言，當(dāng)磷化氫(PH3) 通過離子源202時，可能形成磷(P)的沉積。
在方框504中接合節(jié)流機構(gòu)，通過至少部分覆蓋離子源孔徑的方式限 制或避免清潔材料離開離子源?？梢酝ㄟ^比如滑動節(jié)流構(gòu)件使之覆蓋離子 源孔徑或移動帶有節(jié)流區(qū)的抑制電極，使節(jié)流區(qū)位于離子源孔徑附近的方 式，接合節(jié)流機構(gòu)?？梢愿鶕?jù)選定的排放速率或清潔材料限制速率調(diào)整節(jié) 流機構(gòu)的位置。
在方框506中，以選定流速引入將清潔材料引入離子源。清潔材料包 括，比如，能同沉積進行反應(yīng)和/或?qū)⒊练e從離子源表面清除的原子或混合 物。作為示例，推薦用原子氟同沉積的硼發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生一種能夠排放出 去的氣體。這一反應(yīng)可以產(chǎn)生一種能夠通過離子源孔徑排放出去的氣體。
選定流速可以根據(jù)所形成的沉積量以及所要獲得的預(yù)期清潔程度進 行改變。值得注意的是，節(jié)流機構(gòu)的接合降低了清潔操作所需的流速。還 應(yīng)注意的是，流速可以在清潔周期內(nèi)發(fā)生改變。
當(dāng)清潔材料己經(jīng)清除了至少部分沉積以后，在方框508中使節(jié)流機構(gòu) 脫離?？梢酝ㄟ^具體的持續(xù)時間或某些沉積檢測機構(gòu)確定已經(jīng)清除的沉 積。此外，當(dāng)清潔材料已經(jīng)清除了至少部分沉積以后在方框510中將流向 離子源的清潔材料的流動中斷。值得注意的是，執(zhí)行方框510和508的 次數(shù)是可以改變的。
雖然，為簡化說明，將方法500說明并描述為順次執(zhí)行，然而應(yīng)當(dāng)理 解和意識到，由于依照本發(fā)明，某些方案可以與此處說明并描述的順序不 同的順序發(fā)生和/或同其他方案一起發(fā)生，因而本發(fā)明不局限于所說明的順 序。此外，可能并不需要所說明的全部特征或方框就能實現(xiàn)依照本發(fā)明方 案的方法。
雖然針對一個或多個實現(xiàn)對本發(fā)明進行了說明以及描述，然而所屬領(lǐng) 域技術(shù)人員一旦閱讀并理解了本說明以及附圖，將能夠想到等效的變體以 及修改。具體而言，就由上述組件(裝置、設(shè)備、電路、系統(tǒng)等)執(zhí)行的 各種功能而言，除非特別說明，用于描述這些組件(包括提到的"裝置") 的術(shù)語意指任何執(zhí)行說明組件特定功能的組件(比如在功能上等價的組 件)，即使這些組件在結(jié)構(gòu)上同所公開的、用于實現(xiàn)此處說明的本發(fā)明的 典型實現(xiàn)中的功能的結(jié)構(gòu)不等效，也應(yīng)包括在術(shù)語所指的范圍之內(nèi)。此外， 雖然可能只針對若干實現(xiàn)中的某一實現(xiàn)公開了本發(fā)明的特定特征，但由于 任意給定和特定應(yīng)用需要這一特征并且該特征對上述應(yīng)用有利，因而可以 將該特征同其他實現(xiàn)的一個或多個其他特征加以結(jié)合。此外，就在詳細說 明以及權(quán)利要求使用了術(shù)語"包括"、"具有"、"含有"、"帶有"或其變體 這點而言，這些術(shù)語旨在以類似于"包括"的方式表示包括。此外，術(shù)語 "典型的"旨在表明一種示例，而不是最佳或優(yōu)選方案或者實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1. 一種離子注入系統(tǒng)，包括離子源，包括內(nèi)表面以及源孔徑；沉積清潔系統(tǒng)，采用節(jié)流機構(gòu)，用于從離子源的表面和源孔徑清除沉積；束線組件，從離子源接收離子束，并對離子束加以處理；以及目標(biāo)位置，接收來自束線組件的離子束。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述沉積清潔系統(tǒng)包括 氟源，用于將氟供應(yīng)至離子源；節(jié)流機構(gòu)，用于減少通過源孔徑的氟損失；以及控制器，用于控制從氟源到離子源的供應(yīng)以及流速，并控制節(jié)流機構(gòu) 的定位。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述節(jié)流機構(gòu)包括節(jié)流構(gòu)件， 所述節(jié)流構(gòu)件包括彎曲的上半部分和下半部分，其中所述彎曲的上半部分 至少部分覆蓋所述源孔徑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述節(jié)流機構(gòu)包括可移動電極， 所述可移動電極包括節(jié)流區(qū)，其中，確定所述可移動電極的位置，使所述 節(jié)流區(qū)至少部分覆蓋所述源孔徑。
全文摘要
一種用于從離子源內(nèi)表面清除沉積的沉積清潔系統(tǒng)，包括氟源、節(jié)流機構(gòu)、以及控制器。氟源將氟作為清潔材料供至離子源。節(jié)流機構(gòu)通過至少部分覆蓋源孔徑的方式，減少通過離子源的源孔徑的氟損失?？刂破骺刂茝姆吹诫x子源的供氟以及流速，還控制節(jié)流機構(gòu)的定位。
文檔編號H01J37/08GK101379583SQ200680053147
公開日2009年3月4日 申請日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月20日
發(fā)明者丹尼爾·堤格, 克里斯托弗·雷格登, 威廉·狄佛吉利歐, 威廉·雷諾斯, 辛·喬伊絲 申請人:艾克塞利斯科技公司