[go: up one dir, main page]

TWI717391B - 低輪廓擷取電極組件與離子植入機 - Google Patents

低輪廓擷取電極組件與離子植入機 Download PDF

Info

Publication number
TWI717391B
TWI717391B TW105130935A TW105130935A TWI717391B TW I717391 B TWI717391 B TW I717391B TW 105130935 A TW105130935 A TW 105130935A TW 105130935 A TW105130935 A TW 105130935A TW I717391 B TWI717391 B TW I717391B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
main body
insulator
extending
mounting feet
electrode
Prior art date
Application number
TW105130935A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201725601A (zh
Inventor
傑弗里 A. 柏吉斯
Original Assignee
美商瓦里安半導體設備公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商瓦里安半導體設備公司 filed Critical 美商瓦里安半導體設備公司
Publication of TW201725601A publication Critical patent/TW201725601A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI717391B publication Critical patent/TWI717391B/zh

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
    • H01J37/147Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J27/00Ion beam tubes
    • H01J27/02Ion sources; Ion guns
    • H01J27/022Details
    • H01J27/024Extraction optics, e.g. grids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
    • H01J37/08Ion sources; Ion guns
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
    • H01J37/147Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
    • H01J37/1471Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path for centering, aligning or positioning of ray or beam
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3171Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/02Details
    • H01J2237/022Avoiding or removing foreign or contaminating particles, debris or deposits on sample or tube
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/03Mounting, supporting, spacing or insulating electrodes
    • H01J2237/032Mounting or supporting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/304Controlling tubes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/317Processing objects on a microscale
    • H01J2237/31701Ion implantation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

一種低輪廓擷取電極組件包括:絕緣體,具有主體;多 個間隔開的安裝支腳,從所述主體的第一面延伸;多個間隔開的安裝支腳,從所述主體的與所述第一面相對的第二面延伸,從所述第二面延伸的所述多個間隔開的安裝支腳在與所述主體的軸線正交的方向相對於從所述第一面延伸的所述多個間隔開的安裝支腳偏置,所述低輪廓擷取電極組件還包括:接地電極,緊固至從所述第一面延伸的所述安裝支腳;以及抑制電極,緊固至從所述第二面延伸的所述安裝支腳,其中所述接地電極與所述抑制電極之間的放電路徑距離大於所述接地電極與所述抑制電極之間的焦距。

Description

低輪廓擷取電極組件與離子植入機
本發明的各實施例涉及半導體及太陽能電池處理領域,且更具體地說,涉及一種用於有利於擷取電極在離子束植入機中的緊密靠近耦合的低輪廓、高電壓絕緣體。
離子植入是一種用於將改變傳導性的雜質引入至例如晶片或其他襯底等工件中的技術。在離子束植入機的離子源中將所期望的雜質材料離子化,對離子進行加速以形成具有規定能量的離子束,且將所述離子束引導至所述工件的表面處。所述束中的高能離子(energetic ion)穿透至塊狀工件材料中,且嵌入至所述工件材料的晶格(crystalline lattice)中以形成具有所期望的傳導性的區。
傳統的離子束植入機常常包括用以從離子源擷取離子束並以所期望的方式操縱(例如,聚焦及/或引導)所述離子束的大量擷取電極,所述擷取電極包括抑制電極及接地電極。所述擷取電極通常安裝在電極定位系統上,所述電極定位系統包括機動操 縱器臂,以有利於所述擷取電極相對於所述離子源的選擇性移動。舉例來說,如果離子束在最初從所述離子源擷取出時焦點未對準(out of focus),則所述操縱器臂可以糾正的方式重新定位所述擷取電極從而以所期望的方式對所述離子束進行聚焦。
由於在離子植入機的運行期間接地電極與抑制電極之間的大的電位差,因此執行將所述電極彼此電絕緣的操作以防止或減緩所述電極之間的電流的流動。具體來說,通過電絕緣體將接地電極與抑制電極分離開。沿所述電極之間的絕緣體的表面測量的最短距離(通常被稱作“放電路徑距離(tracking distance)”)實現了所述電極之間所期望程度的實體分離及電絕緣。通常執行維持接地電極與抑制電極之間的特定距離(以下被稱作“焦距(focal distance)”)的操作從而以所期望的方式對所擷取離子束進行聚焦。
焦距通常短於放電路徑距離。因此,為了在接地電極與抑制電極之間提供具有所期望長度的放電路徑距離的同時維持所述電極之間的所期望的焦距,常常使用複雜的安裝配置將接地電極與抑制電極彼此耦合,所述複雜的安裝配置包括具有相關聯製造公差的多種連接結構及支撐結構(例如,支撐臂、機械緊固件等)。當綜合至一起時,這些製造公差可導致接地電極與抑制電極之間的不合需要的偏置(offset)或偏心(eccentricity),從而對所擷取離子束的聚焦及/或對準造成不利影響。此外,用以耦合接地電極與抑制電極的各種支撐結構及連接結構可由具有不同熱膨脹 係數的各種材料形成,及/或可在離子植入機的運行期間進行不均勻加熱。這可導致支撐結構及連接結構的不協調的熱膨脹及收縮,從而進一步加劇接地電極與抑制電極之間的偏心。
根據這些及其他考量,當前的改善可為有用的。
提供本發明內容是為了以簡化形式介紹以下在具體實施方式中所進一步闡述的一系列概念。本發明內容並非旨在識別所主張的標的物的關鍵特徵或基本特徵,也並非旨在說明確定所主張的標的物的範圍。
根據本發明的低輪廓擷取電極組件的示例性實施例可包括:絕緣體;接地電極,緊固至所述絕緣體的第一側;以及抑制電極,緊固至所述絕緣體的與所述第一側相對的第二側,其中所述接地電極與所述抑制電極之間的放電路徑距離大於所述接地電極與所述抑制電極之間的焦距。
根據本發明的低輪廓擷取電極組件的另一示例性實施例可包括:絕緣體,具有圓形的主體;三個安裝支腳,從所述主體的第一面延伸並圍繞所述主體的軸線彼此間隔開;以及三個安裝支腳,從所述主體的與所述第一面相對的第二面延伸並圍繞所述主體的所述軸線彼此間隔開,從所述第二面延伸的所述三個安裝支腳圍繞所述主體的所述軸線相對於從所述第一面延伸的所述三個安裝支腳偏置,所述低輪廓擷取電極組件還包括:接地電極, 緊固至從所述第一面延伸的所述三個安裝支腳;抑制電極,緊固至從所述第二面延伸的所述三個安裝支腳;第一外側粒子遮罩件及第二外側粒子遮罩件,在所述絕緣體的外側沿徑向從所述抑制電極延伸;以及第一內側粒子遮罩件及第二內側粒子遮罩件,在所述絕緣體的內側沿徑向從所述接地電極延伸,所述第一外側粒子遮罩件沿徑向與所述第二外側粒子遮罩件重疊,且所述第一內側粒子遮罩件沿徑向與所述第二內側粒子遮罩件重疊。
根據本發明的離子植入機的示例性實施例可包括:源腔室;離子源,安置於所述源腔室內且用以產生離子束;以及低輪廓擷取電極組件,與所述離子源鄰近地安置於所述源腔室內且用以擷取所述離子束並對所述離子束進行聚焦,所述低輪廓擷取電極組件包括:絕緣體;接地電極,緊固至所述絕緣體的第一側;以及抑制電極,緊固至所述絕緣體的與所述第一側相對的第二側,其中所述接地電極與所述抑制電極之間的放電路徑距離大於所述接地電極與所述抑制電極之間的焦距。
100:束線離子植入機/植入機/示例性植入機
102:源腔室
104:離子束/所擷取離子束
106:離子源
108:抑制電極
110:接地電極
112:質量分析器
114:解析磁鐵
116:遮蔽電極
118:解析孔
120:角度校正器磁鐵
122:帶狀離子束
124:減速單元
126:末端站
128:平臺
130:襯底
132:低輪廓、高電壓絕緣體/絕緣體
133:主體
134:安裝臂
136:操縱器臂
138:離子束操縱器/操縱器
140:擷取電極組件
142a、142b、142c:第一多個安裝支腳/安裝支腳
143:第一面
144a、144b、144c:第二多個安裝支腳/安裝支腳
145:第二面
146a、146b、146c、148a、148b、148c:安裝孔
150、152:虛線
160a、160b:外側粒子遮罩件
162:正面
164a、164b:內側粒子遮罩件
166:背面
168:曲徑
170:外部環境
Q:假想中央軸線
通過實例,現在將參照附圖來闡述所公開設備的各種實施例,在附圖中: 圖1是說明根據本發明的束線離子植入機的示例性實施例的示意性平面圖。
圖2A是說明根據本發明的實施例的示例性擷取電極組件的正面等軸視圖。
圖2B是說明圖2A中所示的示例性擷取電極組件的背面等軸視圖。
圖3是說明圖2A及圖2B中所示的示例性擷取電極組件的剖視側面圖。
以下,將參照其中呈現有擷取電極組件的某些示例性實施例的附圖來更充分地闡述根據本發明的用於有利於電極在離子束植入機中緊密靠近耦合的低輪廓擷取電極組件。所述擷取電極組件可以許多不同的形式來實施且不應視為對本文中所提出的實施例進行限制。提供這些實施例是為了使本發明將通徹及完整,且將向所屬領域中的技術人員充分地傳達所述擷取電極組件的範圍。在圖式中,通篇中相同的編號指代相同的元件。
圖1是束線離子植入機100(以下“植入機100”)的示意圖。所屬領域中的技術人員將認識到,植入機100是能夠生產及引導用於摻雜襯底的離子束的束線離子植入機的許多實例中的一個實例。因此,本文中所闡述的絕緣體並不僅限於圖1中所示的示例性植入機100中的應用。此外,植入機100並不局限於“束線”設計,而是可包括例如基於等離子體浸入(plasma immersion)、浸沒(flood)、或其他等離子體源設計的其他類型的 離子植入機。
一般來說,植入機100可包括用以產生用於形成離子束104的離子的源腔室102。源腔室102可包括離子源106,其中將供應至離子源106的原料氣體(feed gas)離子化。這種原料氣體可為、或可包括或含有例如氫氣、氦氣、其他稀有氣體、氧氣、氮氣、砷(arsenic)、硼(boron)、磷(phosphorus)、鋁(aluminum)、銦(indium)、鎵(gallium)、銻(antimony)、碳硼烷(carborane)、烷烴(alkane)、另一大分子化合物、或其他p型摻雜物或n型摻雜物。可通過一連串用以對離子束104進行聚焦及引導離子束104的擷取電極(包括抑制電極108及接地電極110)來從離子源106擷取所產生的離子,如以下進一步所闡述。所擷取離子束104可被質量分析器(mass analyzer)112進行質量分析,質量分析器112包括解析磁鐵(resolving magnet)114及具有解析孔(resolving aperture)118的遮蔽電極116。解析磁鐵114可使離子束104中的離子轉向以使具有與特定摻雜物離子物質相關聯的所期望的質荷(mass-to-charge)比的離子能夠穿過解析孔118。由於遮蔽電極116阻塞了不合需要的離子物質,因此所述不合需要的離子物質不穿過解析孔118。
由所期望的離子物質形成的離子可穿過解析孔118到達角度校正器磁鐵120。角度校正器磁鐵120可使由所期望的離子物質形成的離子轉向並可因此將離子束從分散的離子束轉換成具有大體平行離子軌跡的帶狀離子束122。在某些實施例中植入機100 還可包括加速及/或減速單元。可在離子植入系統中使用加速及減速單元以加快或減緩離子束。通過對安置於離子束的相對兩側上的多組電極施加電壓電位(voltage potential)的特定組合來實現速度調整。當離子束在所述電極之間經過時,離子能量根據所施加的電壓電位而增加或降低。由於離子植入的深度與入射離子束的能量成比例,因此當執行深的離子植入時,可期望束的加速。 相反地,當期望淺的離子植入時,可執行束的減速以確保入射離子行進進入工件中僅某一短的距離。圖1中所示的示例性植入機100包括減速單元124。
植入機100的末端站(end station)126可包括平臺(platen)128,平臺128用以支撐一或多個工件(例如襯底130),所述一或多個工件安置於帶狀離子束122的路徑中以使由所期望的物質形成的離子被植入至襯底130中。襯底130可為例如半導體晶片、太陽能電池等。末端站126也可包括掃描器(未示出),所述掃描器用於在與帶狀離子束122橫截面的長尺寸垂直的方向上移動襯底130,從而相應地使離子分佈在襯底130的整個表面上。儘管示出了帶狀離子束122,但植入機100的其他實施例可提供點狀束。在離子植入期間,離子束橫穿的整個路徑被排空。植入機100還可包括所屬領域中的技術人員所知的額外的組件且在某些實施例中可包含離子的熱植入或冷植入。
仍參照圖1,抑制電極108及接地電極110可通過低輪廓、高電壓絕緣體132(以下“絕緣體132”)彼此耦合,以在將 抑制電極108與接地電極110保持在所期望的距離的同時將抑制電極108與接地電極110電絕緣,如以下更詳細地所闡述。接地電極110可包括安裝臂134,安裝臂134耦合至位於源腔室102內的離子束操縱器138(以下“操縱器138”)的操縱器臂136。操縱器138可被設置為用於相對於離子源106而選擇性地調整互連的抑制電極108、絕緣體132、及接地電極110(以下共同地被稱作“擷取電極組件140”)的位置,從而以所期望的方式對所擷取離子束104進行聚焦。在替代實施例中,安裝臂134可從抑制電極108延伸而非從接地電極110延伸。在另一替代實施例中,可省略安裝臂134且可將操縱器臂136直接耦合至接地電極110或抑制電極108。在另一替代實施例中,所述操縱器可部分地或全部地位於源腔室102的外側。
參照圖2A及圖2B,圖中示出說明植入機100的擷取電極組件140的正面分解等軸視圖及背面分解等軸視圖。擷取電極組件140的絕緣體132可由適合在源腔室102(圖1)內使用的電絕緣、耐溫的材料形成,此種材料包括石英、陶瓷(例如礬土(alumina)及鋯土(zirconia))、各種熱塑性塑膠、及高溫熱固性塑膠(例如環氧樹脂)。絕緣體132可包括主體133,主體133具有從其第一面143延伸的第一多個安裝支腳142a、142b、142c,並具有從主體133的與第一面143相對的第二面145延伸的第二多個安裝支腳144a、144b、144c。在所示出的實例中,主體133是圓形的。如以下進一步所闡述,設想出其他形狀且可實作其他 形狀。安裝支腳142a、142b、142c可圍繞主體133的假想中央軸線Q彼此圓周地間隔開120度。相似地,安裝支腳144a、144b、144c可圍繞假想中央軸線Q彼此圓周地間隔開120度。安裝支腳144a、144b、144c可圍繞假想中央軸線Q相對於安裝支腳142a、142b、142c圓周地偏置60度。絕緣體132可具有例如在1毫米至20毫米範圍內的總體厚度(即,在與假想中央軸線Q平行的方向上的最大尺寸)。
絕緣體132的安裝支腳142a、142b、142c可例如通過延伸穿過安裝支腳142a、142b、142c且穿過接地電極110中的相應的安裝孔146a、146b、146c的機械緊固件(未示出)而被緊固至接地電極110。相似地,絕緣體132的安裝支腳144a、144b、144c可例如通過延伸穿過安裝支腳144a、144b、144c且穿過抑制電極108中的相應的安裝孔148a、148b、148c的機械緊固件(未示出)而被緊固至抑制電極108。如此組裝的擷取電極組件140及特別是擷取電極組件140的絕緣體132可在抑制電極108與接地電極110之間提供所期望的電絕緣,同時也維持抑制電極108與接地電極110之間的所期望的“放電路徑距離”及所期望的“焦距”,其中“放電路徑距離”在本文中被定義為沿抑制電極108與接地電極110之間的絕緣體132的表面測量的最短距離,且其中“焦距”在本文中被定義為沿抑制電極108與接地電極110之間的假想中央軸線Q測量的距離。具體來說,如圖2A中的虛線150所指示,抑制電極108與接地電極110之間的放電路徑距離可為下列之 和:從主體133的第一面143延伸的安裝支腳142a中的一者的長度、從主體133的第二面145延伸的圓周鄰近安裝支腳144a中的一者的長度、在安裝支腳142a與安裝支腳144a之間延伸的絕緣體132的圓周區段的長度及主體133的厚度。以另一方式來表達,抑制電極108與接地電極110之間的放電路徑距離可為絕緣體132的總體厚度與在安裝支腳142a與安裝支腳144a之間延伸的絕緣體132的圓周區段的長度之和。
因此,歸因於安裝支腳144a、144b、144c相對於安裝支腳142a、142b、142c的圓周偏置,抑制電極108與接地電極110之間的放電路徑距離可顯著地大於抑制電極108與接地電極110之間的焦距。舉例來說,如果絕緣體132的直徑為4.88英寸且絕緣體132的總體厚度為0.67英寸,則抑制電極108與接地電極110之間的放電路徑距離可為3.23英寸,而圖3中由虛線152所指示的抑制電極108與接地電極110之間的焦距可為0.197英寸。這種關係是在不存在例如採用多種耦合的複雜安裝臂配置等額外的結構或元件(即,除絕緣體132之外的結構或元件)的條件下實現,所述額外的結構或元件用於連接抑制電極108與接地電極110及/或使抑制電極108與接地電極110絕緣。由於抑制電極108與接地電極110在不存在任何其他中間結構或元件的條件下通過絕緣體132而彼此直接耦合,因此抑制電極108與接地電極110之間的偏心得到避免,所述偏心原本可能在植入機100的運行期間由這種中間結構或元件的不均勻的熱膨脹及/或收縮而造成。
在各種替代實施例中,可以較大或較少數目的安裝支腳(即,大於或少於從主體133的第一面143延伸的三個安裝支腳142a、142b、142c及/或大於或少於從主體133的第二面145延伸的三個安裝支腳144a、144b、144c)來實作絕緣體132。在一個實例中,兩個安裝支腳可從所述主體的第一面143延伸且兩個安裝支腳可從主體133的第二面145延伸,其中從第一面143延伸的所述兩個安裝支腳圍繞假想中央軸線Q彼此圓周地間隔開180度,從第二面145延伸的所述兩個安裝支腳圍繞假想中央軸線Q彼此圓周地間隔開180度,且從第一面143延伸的所述兩個安裝支腳圍繞假想中央軸線Q相對於從第二面145延伸的所述兩個安裝支腳偏置90度。在另一實例中,四個安裝支腳可從所述主體的第一面143延伸且四個安裝支腳可從主體133的第二面145延伸,其中從第一面143延伸的所述四個安裝支腳圍繞假想中央軸線Q彼此圓周地間隔開90度,從第二面145延伸的所述四個安裝支腳圍繞假想中央軸線Q彼此圓周地間隔開90度,且從第一面143延伸的所述四個安裝支腳圍繞假想中央軸線Q相對於從第二面145延伸的所述四個安裝支腳偏置45度。
在各種替代實施例中,可利用具有除圓形之外的形狀的主體133來實作絕緣體132。舉例來說,絕緣體132的主體133可為卵形、矩形、星形、Z形、H形、不規則形狀等。可利用與安裝支腳142a、142b、142c及安裝支腳144a、144b、144c相似的多個安裝支腳來實作絕緣體132的這種替代實施例,其中從主體133 的第一面143延伸的第一多個安裝支腳用於連接至接地電極110且從主體133的第二面145延伸的第二多個安裝支腳用於連接至抑制電極108,其中從主體133的第二面145延伸的所述安裝支腳在與主體133的中央軸線(例如,圖2A及圖2B中所示的中央軸線Q)正交的方向上相對於從主體133的第一面143延伸的所述安裝支腳偏置,從而沿絕緣體132的表面生成非線性(non-linear)路徑,其中接地電極110與抑制電極108之間的放電路徑距離是沿這種非線性路徑測量。
參照圖2A,抑制電極108可具有從其正面162朝接地電極110延伸的環狀的、沿徑向間隔開的一對外側粒子遮罩件160a、160b。參照圖2B,接地電極110可具有從其背面166朝抑制電極108延伸的環狀的、沿徑向間隔開的一對內側粒子遮罩件164a、164b。如在圖3中所示的擷取電極組件的側面橫截面中所最好地示出,外側粒子遮罩件160a、160b與內側粒子遮罩件164a、164b可以沿徑向重疊的排列進行安置,其中外側粒子遮罩件160a在內側粒子遮罩件164a的外側沿徑向安置且外側粒子遮罩件160b在內側粒子遮罩件164b的內側沿徑向安置。如此排列的外側粒子遮罩件160a與內側粒子遮罩件164a可限定曲徑168,以用於緩和粒子從外部環境170至絕緣體132的遷移。相似地,外側粒子遮罩件160b與內側粒子遮罩件164b可限定曲徑172,以用於緩和粒子從離子束104至絕緣體132的遷移。外側粒子遮罩件160a、160b與內側粒子遮罩件164a、164b因此可合作以減輕粒子在絕緣體132 上的堆積,其中這種堆積原本可增加絕緣體132的導電性並以所期望的方式使絕緣體132將抑制電極108與接地電極110電絕緣的能力得到折中。
有鑒於上述說明,相對於在離子束植入機中通常採用的其他擷取電極組件及絕緣體,所屬領域中的普通技術人員將知由擷取電極組件140及特別是絕緣體132提供的眾多優點。舉例來說,由所公開的絕緣體132賦予的第一優點是,可在不存在例如採用多種耦合的複雜安裝臂配置等額外的結構或元件(即,除絕緣體132之外的結構或元件)的條件下,抑制電極108與接地電極110之間的所期望的放電路徑距離及所期望的焦距得到維持,所述額外的結構或元件用於連接抑制電極108與接地電極110及/或使抑制電極108與接地電極110絕緣。由所公開的絕緣體132賦予的另一優點是,由於抑制電極108與接地電極110在不存在任何其他中間結構或元件的條件下通過絕緣體132而彼此直接耦合,因此抑制電極108與接地電極110之間的偏心得到避免,所述偏心原本可能在植入機100的運行期間由這種中間結構或元件的不均勻的熱膨脹及/或收縮而造成。由所公開的絕緣體132賦予的又一優點是其相對於其他擷取電極絕緣體而言成本及複雜性降低,所述其他擷取電極絕緣體具有涉及用於實現所期望的放電路徑距離、所期望的焦距及充足的電絕緣的多種安裝臂及/或眾多附接點的複雜結構。
本發明的範圍不受本文所闡述的特定實施例的限制。實 際上,通過上述說明及附圖,除本文所闡述的那些實施例及潤飾之外,本發明的其他各種實施例及對本發明的潤飾對所屬領域中的普通技術人員而言將顯而易見。因此,這些其他實施例及潤飾旨在落於本發明的範圍內。此外,儘管在本文中出於特定目的在特定環境中的特定實作方式的上下文中闡述了本發明,但所屬領域中的普通技術人員將認識到其適用性並非僅限於此且可出於任何數目的目的在任何數目的環境中有益地實作本發明。因此,應考慮到本文中所闡述的本發明的全部範圍及精神來解釋以上提出的權利要求書。
108:抑制電極
110:接地電極
132:絕緣體/絕緣體
133:主體
136:操縱器臂
140:擷取電極組件
142a、142b、142c:第一多個安裝支腳/安裝支腳
143:第一面
144a、144b:第二多個安裝支腳/安裝支腳
146a、146b、146c、148a、148b、148c:安裝孔
150:虛線
160a、160b:外側粒子遮罩件
162:正面
Q:假想中央軸線

Claims (15)

  1. 一種低輪廓擷取電極組件,包括:絕緣體;接地電極,緊固至所述絕緣體的第一側;以及抑制電極,緊固至所述絕緣體的與所述第一側相對的第二側,其中所述接地電極與所述抑制電極之間的放電路徑距離大於所述接地電極與所述抑制電極之間的焦距,所述放電路徑距離沿著所述絕緣體的周圍延伸,且所述放電路徑距離大於所述絕緣體的整體厚度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之低輪廓擷取電極組件,其中所述絕緣體包括:主體;從所述主體的第一面延伸並緊固至所述接地電極的安裝支腳;以及從所述主體的第二面延伸並緊固至所述抑制電極的安裝支腳,其中從所述主體的所述第二面延伸的所述安裝支腳在與所述主體的軸線正交的方向上相對於從所述主體的所述第一面延伸的所述安裝支腳偏置。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之低輪廓擷取電極組件,其中從所述主體的所述第一面延伸的所述安裝支腳包括從所述主體的所述第一面延伸的多個間隔開的安裝支腳,從所述主體的所述 第二面延伸的所述安裝支腳包括從所述主體的所述第二面延伸的多個間隔開的安裝支腳,其中從所述主體的所述第二面延伸的所述多個間隔開的安裝支腳圍繞所述主體的所述軸線相對於從所述主體的所述第一面延伸的所述多個間隔開的安裝支腳偏置。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之低輪廓擷取電極組件,其中所述主體是圓形的。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之低輪廓擷取電極組件,其中從所述主體的所述第一面延伸的所述多個安裝支腳包括圍繞所述主體的所述軸線彼此間隔開120度的三個安裝支腳,從所述主體的所述第二面延伸的所述多個安裝支腳包括圍繞所述主體的所述軸線彼此間隔開120度的三個安裝支腳,且其中從所述主體的所述第二面延伸的所述多個安裝支腳圍繞所述主體的所述軸線相對於從所述主體的所述第一面延伸的所述多個安裝支腳偏置60度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之低輪廓擷取電極組件,其中所述接地電極及所述抑制電極被直接緊固至所述絕緣體。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之低輪廓擷取電極組件,還包括:第一外側粒子遮罩件,在所述絕緣體的外側沿徑向從所述抑制電極延伸;第二外側粒子遮罩件,在所述絕緣體的外側沿徑向從所述抑制電極延伸; 第一內側粒子遮罩件,在所述絕緣體的內側沿徑向從所述接地電極延伸;以及第二內側粒子遮罩件,在所述絕緣體的內側沿徑向從所述接地電極延伸,所述第一外側粒子遮罩件沿徑向與所述第二外側粒子遮罩件重疊,且所述第一內側粒子遮罩件沿徑向與所述第二內側粒子遮罩件重疊。
  8. 一種離子植入機,包括:源腔室;離子源,安置於所述源腔室內且用以產生離子束;以及低輪廓擷取電極組件,與所述離子源鄰近地安置於所述源腔室內且用以擷取所述離子束並對所述離子束進行聚焦,所述低輪廓擷取電極組件包括:絕緣體;接地電極,緊固至所述絕緣體的第一側;以及抑制電極,緊固至所述絕緣體的與所述第一側相對的第二側,其中所述接地電極與所述抑制電極之間的放電路徑距離大於所述接地電極與所述抑制電極之間的焦距,所述放電路徑距離沿著所述絕緣體的周圍延伸,且所述放電路徑距離大於所述絕緣體的整體厚度。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之離子植入機,其中所述絕緣體包括:主體;從所述主體的第一面延伸並緊固至所述接地電極的安裝支腳;以及從所述主體的第二面延伸並緊固至所述抑制電極的安裝支腳,其中從所述主體的所述第二面延伸的所述安裝支腳在與所述主體的軸線正交的方向上相對於從所述主體的所述第一面延伸的所述安裝支腳偏置。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之離子植入機,其中從所述主體的所述第一面延伸的所述安裝支腳包括從所述主體的所述第一面延伸的多個間隔開的安裝支腳,從所述主體的所述第二面延伸的所述安裝支腳包括從所述主體的所述第二面延伸的多個間隔開的安裝支腳,其中從所述主體的所述第二面延伸的所述多個間隔開的安裝支腳圍繞所述主體的所述軸線相對於從所述主體的所述第一面延伸的所述多個間隔開的安裝支腳偏置。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之離子植入機,其中所述主體是圓形的。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之離子植入機,其中從所述主體的所述第一面延伸的所述多個安裝支腳包括圍繞所述主體的所述軸線彼此間隔開120度的三個安裝支腳,從所述主體的所述 第二面延伸的所述多個安裝支腳包括圍繞所述主體的所述軸線彼此間隔開120度的三個安裝支腳,且其中從所述主體的所述第二面延伸的所述多個安裝支腳圍繞所述主體的所述軸線相對於從所述主體的所述第一面延伸的所述多個安裝支腳偏置60度。
  13. 如申請專利範圍第8項所述之離子植入機,其中所述接地電極及所述抑制電極被直接緊固至所述絕緣體。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之離子植入機,還包括:第一外側粒子遮罩件,在所述絕緣體的外側沿徑向從所述抑制電極延伸;第二外側粒子遮罩件,在所述絕緣體的外側沿徑向從所述抑制電極延伸;第一內側粒子遮罩件,在所述絕緣體的內側沿徑向從所述接地電極延伸;以及第二內側粒子遮罩件,在所述絕緣體的內側沿徑向從所述接地電極延伸,所述第一外側粒子遮罩件沿徑向與所述第二外側粒子遮罩件重疊,且所述第一內側粒子遮罩件沿徑向與所述第二內側粒子遮罩件重疊。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之離子植入機,其中所述接地電極與所述抑制電極中的一者耦合至操縱器,所述操縱器用於選擇性地調整所述擷取電極組件的位置。
TW105130935A 2015-11-16 2016-09-26 低輪廓擷取電極組件與離子植入機 TWI717391B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/942,239 US9818575B2 (en) 2015-11-16 2015-11-16 Low profile extraction electrode assembly
US14/942,239 2015-11-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201725601A TW201725601A (zh) 2017-07-16
TWI717391B true TWI717391B (zh) 2021-02-01

Family

ID=58691544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105130935A TWI717391B (zh) 2015-11-16 2016-09-26 低輪廓擷取電極組件與離子植入機

Country Status (6)

Country Link
US (2) US9818575B2 (zh)
JP (1) JP6814208B2 (zh)
KR (1) KR102591970B1 (zh)
CN (1) CN108352285B (zh)
TW (1) TWI717391B (zh)
WO (1) WO2017087068A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111105968B (zh) * 2019-12-06 2021-06-15 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 离子源栅网装置
US12020896B2 (en) * 2020-07-31 2024-06-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Insulator for an ion implantation source

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004152690A (ja) * 2002-10-31 2004-05-27 Applied Materials Inc イオン注入装置及び方法、並びにsoiウェハの製造方法
US20050151089A1 (en) * 2003-12-30 2005-07-14 Sung-Jong Bong Manipulator assembly in ion implanter
JP2006004826A (ja) * 2004-06-18 2006-01-05 Nec Electronics Corp イオンビーム引出電極およびイオン注入装置
US7421973B2 (en) * 2003-11-06 2008-09-09 Axcelis Technologies, Inc. System and method for performing SIMOX implants using an ion shower
TW201445607A (zh) * 2013-05-31 2014-12-01 Sen Corp 絕緣結構及絕緣方法
US20150270100A1 (en) * 2014-03-24 2015-09-24 Manuel A. Jerez Extraction Electrode

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11242936A (ja) * 1997-05-02 1999-09-07 Ulvac Corp イオン引出装置
US6639227B1 (en) * 2000-10-18 2003-10-28 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for charged particle filtering and ion implantation
KR20080051862A (ko) 2006-12-07 2008-06-11 삼성전자주식회사 이온주입기의 매니퓰레이터
US7842934B2 (en) * 2007-08-27 2010-11-30 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Terminal structures of an ion implanter having insulated conductors with dielectric fins
US7915597B2 (en) * 2008-03-18 2011-03-29 Axcelis Technologies, Inc. Extraction electrode system for high current ion implanter
US7842931B2 (en) 2008-09-25 2010-11-30 Axcelis Technologies, Inc. Extraction electrode manipulator
KR102487342B1 (ko) * 2016-06-14 2023-01-13 삼성전자주식회사 정전척 어셈블리 및 이를 구비하는 플라즈마 처리장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004152690A (ja) * 2002-10-31 2004-05-27 Applied Materials Inc イオン注入装置及び方法、並びにsoiウェハの製造方法
US7421973B2 (en) * 2003-11-06 2008-09-09 Axcelis Technologies, Inc. System and method for performing SIMOX implants using an ion shower
US20050151089A1 (en) * 2003-12-30 2005-07-14 Sung-Jong Bong Manipulator assembly in ion implanter
JP2006004826A (ja) * 2004-06-18 2006-01-05 Nec Electronics Corp イオンビーム引出電極およびイオン注入装置
TW201445607A (zh) * 2013-05-31 2014-12-01 Sen Corp 絕緣結構及絕緣方法
US20150270100A1 (en) * 2014-03-24 2015-09-24 Manuel A. Jerez Extraction Electrode

Also Published As

Publication number Publication date
KR102591970B1 (ko) 2023-10-20
US9818575B2 (en) 2017-11-14
JP2019501481A (ja) 2019-01-17
KR20180071364A (ko) 2018-06-27
WO2017087068A1 (en) 2017-05-26
US20170140895A1 (en) 2017-05-18
US10153127B1 (en) 2018-12-11
CN108352285A (zh) 2018-07-31
JP6814208B2 (ja) 2021-01-13
US20180342367A1 (en) 2018-11-29
TW201725601A (zh) 2017-07-16
CN108352285B (zh) 2020-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5802392B2 (ja) 基板を使用して太陽電池を製造する方法
JP5580738B2 (ja) 太陽電池製造用のパターン化アセンブリ及び太陽電池の製造方法
US8202789B2 (en) Implanting a solar cell substrate using a mask
US8008176B2 (en) Masked ion implant with fast-slow scan
US7842931B2 (en) Extraction electrode manipulator
US7767986B2 (en) Method and apparatus for controlling beam current uniformity in an ion implanter
KR101967238B1 (ko) 이온 주입기내 SiC 코팅
US20100059362A1 (en) Techniques for manufacturing solar cells
KR102732203B1 (ko) 개선된 이온 소스 캐소드 쉴드
TWI717391B (zh) 低輪廓擷取電極組件與離子植入機
KR20180078229A (ko) 이온 주입 시스템용 립을 포함하는 이온 소스 라이너
Izutani et al. COO reduction on polysilicon gate doping by beam current increase on batch-type implanters
KR20050038759A (ko) 이온주입장치의 이온소스부