【技術實現步驟摘要】
本公開實施例涉及一種間接加熱式陰極離子源及標靶座，且更確切來說涉及一種具有用于容納固態摻雜材料的可插式標靶座的離子源，其中摻雜材料或標靶座的溫度可加以測量且可選地加以控制。
技術介紹
1、各種類型的離子源均可用于形成在半導體處理設備中使用的離子。舉例來說，間接加熱式陰極(indirectly?heated?cathode，ihc)離子源通過向設置在陰極后方的細絲供應電流來操作。細絲發射熱離子電子，所述熱離子電子朝向陰極加速且對所述陰極進行加熱，繼而使得陰極將電子發射到離子源的電弧室中。陰極設置在電弧室的一個端處。推斥極可設置在電弧室的與所述陰極相對的一端處。可對陰極及推斥極進行偏置以推斥電子，從而朝向電弧室的中心往回引導所述電子。在一些實施例中，使用磁場來進一步將電子約束在電弧室內。使用多個側來連接電弧室的兩端。
2、沿著這些側中的一者靠近電弧室的中心設置有提取孔口，可通過所述提取孔口提取在電弧室中形成的離子。
3、在某些實施例中，可期望利用呈固態形式的材料作為摻雜物種。舉例來說，可使用坩堝或標靶座容納金屬，以使得當金屬液化時，液化的金屬留存在標靶座中。將純固態金屬直接用于離子植入能增大可用于晶片植入的射束電流。
4、然而，可能存在與針對固態摻雜材料使用標靶座相關聯的問題。舉例來說，當在承載式標靶座中使用具有低熔融溫度及低沸騰溫度的金屬時，極高的溫度可能會成為問題。舉例來說，摻雜材料可變得不穩定且易于出現失控效應，所述失控效應可造成射束性能不一致且導致摻雜材料在電弧室中發生不期望的積聚。>
5、因此，可與具有低熔融溫度的固態摻雜材料(例如某些金屬)一起使用且能夠監測并控制其內部溫度的離子源將是有益的。
技術實現思路
1、公開一種具有容納固態摻雜材料的標靶座的離子源。所述離子源包括熱電偶，所述熱電偶靠近標靶座設置以監測固態摻雜材料的溫度。在某些實施例中，控制器使用此溫度信息來變更離子源的一個或多個參數，例如電弧電壓、陰極偏置電壓、所提取射束電流或標靶座在電弧室內的位置。示出對控制器與熱電偶之間的連接加以示出的各種實施例。此外，也呈現對熱電偶在標靶座上的各種放置加以示出的實施例。
2、根據一個實施例，公開一種間接加熱式陰極離子源。所述間接加熱式陰極離子源包括：電弧室，包括連接第一端與第二端的多個壁；間接加熱式陰極，設置在所述電弧室的所述第一端上；標靶座，具有用于容納摻雜材料的囊；熱電偶，與所述標靶座接觸；以及控制器，與所述熱電偶連通，其中所述控制器基于由所述熱電偶測量的溫度變更所述離子源的參數。在某些實施例中，所述離子源還包括致動器，所述致動器與所述標靶座連通以在第一位置與第二位置之間移動所述標靶座，且其中所述參數包括所述標靶座的位置。在一些實施例中，所述參數選自由以下組成的群組：電弧電壓、細絲電流、陰極偏置電壓、原料氣體的流動速率及射束提取電流。在某些實施例中，所述離子源還包括與所述標靶座連通的加熱元件，且其中所述參數包括供應到所述加熱元件的電流。在一些實施例中，所述離子源還包括致動器總成，所述致動器總成包括：導線，用于將所述熱電偶電連接到所述控制器；殼體，包括后殼體、前殼體及連接所述后殼體與所述前殼體的外殼體；軸，附固到所述標靶座，且具有設置在所述殼體內的固持板；波紋管，設置在所述殼體內且在一個端上附固到所述固持板并在相對的端上附固到所述后殼體；以及致動器，用于線性地平移所述軸。在一些實施例中，所述前殼體中安裝有連接件，且所述導線從所述控制器穿過所述外殼體與所述波紋管之間的空間并端接在所述連接件處。在一些其他實施例中，第二連接件配合到所述連接件，且熱電偶導線設置在所述第二連接件與所述熱電偶之間。在一些實施例中，所述熱電偶導線是盤繞的，以使得能夠相對于電弧室調整標靶座的位置。在一些實施例中，熱電偶導線包裝在鉻鎳鐵合金編帶(inconel?braid)中。在一些實施例中，所述熱電偶導線包裝在氧化鋁管中。在某些實施例中，所述導線穿過軸的中空內部。在某些實施例中，所述標靶座包括標靶基座、坩堝插塞、坩堝及多孔插塞。在一些實施例中，所述熱電偶設置在所述坩堝的外表面上。在某些實施例中，所述標靶座的內表面上設置有空腔，且所述熱電偶在所述坩堝插塞的外表面上設置在所述空腔中。在一些實施例中，使用灌封材料將所述熱電偶保持在適當位置。在一些實施例中，使用緊定螺釘將所述熱電偶保持在適當位置。在某些實施例中，所述空腔中設置有彈簧以將所述熱電偶保持在適當位置。在一些實施例中，所述離子源包括與所述標靶座連通的加熱元件，其中所述加熱元件包括電阻導線。在某些實施例中，所述電阻導線與所述坩堝或所述坩堝插塞連通。
3、根據另一實施例，公開一種與離子源搭配使用的總成。所述總成包括連接件；熱電偶；及導線，設置在所述連接件與所述熱電偶之間。在某些實施例中，所述導線是盤繞的。在某些實施例中，所述導線是個別地絕緣的。在一些實施例中，絕緣導線包裝在鉻鎳鐵合金編帶中。在某些實施例中，所述絕緣導線包裝在氧化鋁管中。
4、根據另一實施例，公開一種用于離子源中的容納摻雜材料的標靶座。所述標靶座包括：標靶基座；坩堝，被成形為中空圓柱體；坩堝插塞，覆蓋所述坩堝的一個敞口端且靠近所述標靶基座設置；多孔插塞，覆蓋所述坩堝的相對的端，其中氣態摻雜材料可穿過所述多孔插塞；以及熱電偶，與所述標靶座連通。在某些實施例中，熱電偶設置在所述坩堝的外表面上。在其他實施例中，所述熱電偶設置在所述坩堝的所述壁中的通道中。在一些實施例中，在所述標靶基座中靠近所述坩堝插塞設置有空腔，且所述熱電偶靠近所述坩堝插塞設置在所述空腔中。在某些實施例中，所述標靶基座中設置有通道，其中所述通道與所述空腔連通以使得能夠將導線敷設到所述熱電偶。在一些實施例中，使用灌封材料來將所述熱電偶保持在適當位置。在某些實施例中，使用緊定螺釘來將所述熱電偶保持在適當位置。在一些實施例中，所述標靶座包括附固到所述標靶基座的軸。在某一實施例中，所述軸的內部是中空的以使得導線能夠穿過所述軸的所述中空內部敷設到所述熱電偶。
5、根據另一實施例，公開一種間接加熱式陰極離子源。所述離子源包括：電弧室，包括連接第一端與第二端的多個壁；間接加熱式陰極，設置在所述電弧室的所述第一端上；標靶座，具有用于容納摻雜材料的囊，其中所述標靶座可在所述電弧室內移動；以及控制器，其中所述控制器基于所述摻雜材料的溫度變更所述標靶座在所述電弧室內的位置。在一些實施例中，使用光學測量、高溫計、色點、熱電偶、無線熱電偶讀取器或電阻溫度探測器(resistance?temperature?detector，rtd)來確定摻雜材料的溫度。在某些實施例中，使用熱電偶確定所述摻雜材料的溫度。在一些實施例中，基于所述電弧室內的組件的溫度估計所述摻雜材料的溫度。
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1.一種標靶座，用于離子源中的容納摻雜材料，所述標靶座包括：
2.根據權利要求1所述的標靶座，還包括坩堝插塞，所述坩堝插塞覆蓋所述坩堝的一個相對的敞口端且靠近所述標靶基座設置。
3.根據權利要求1所述的標靶座，還包括熱電偶，所述熱電偶與所述標靶座連通。
4.根據權利要求3所述的標靶座，其中所述熱電偶附固到所述坩堝的外表面。
5.根據權利要求3所述的標靶座，其中所述熱電偶設置在所述坩堝的壁中的通道中。
6.根據權利要求3所述的標靶座，還包括坩堝插塞，所述坩堝插塞覆蓋所述坩堝的一個相對的敞口端且靠近所述標靶基座設置，其中在靠近所述坩堝插塞的所述標靶基座中設置有空腔，且所述熱電偶設置在靠近所述坩堝插塞的所述空腔中。
7.根據權利要求6所述的標靶座，其中在所述標靶座中設置有通道，所述通道與所述空腔連通以允許導線敷設到所述熱電偶。
8.根據權利要求3所述的標靶座，還包括附固到所述標靶基座的軸，其中所述軸的內部是中空的以允許導線穿過所述軸的中空的所述內部敷設到所述熱電偶。
9.根據權利要求1所述的
10.根據權利要求1所述的標靶座，其中所述多孔插塞包括石墨泡沫。
11.根據權利要求1所述的標靶座，還包括夾鉗，其中所述夾鉗將所述標靶基座穩固到所述坩堝。
12.根據權利要求1所述的標靶座，其中所述標靶基座附接到軸。
13.一種間接加熱式陰極離子源，包括：
14.根據權利要求13所述的間接加熱式陰極離子源，其中所述標靶基座附接到軸。
15.根據權利要求14所述的間接加熱式陰極離子源，還包括致動器，所述致動器與所述標靶座連通以在所述電弧室內移動所述標靶座。
16.一種間接加熱式陰極離子源，包括：
17.根據權利要求16所述的間接加熱式陰極離子源，還包括坩堝插塞，所述坩堝插塞覆蓋所述坩堝的一個相對的敞口端且靠近所述標靶基座設置。
18.根據權利要求16所述的間接加熱式陰極離子源，還包括熱電偶，所述熱電偶與所述標靶座連通。
19.根據權利要求18所述的間接加熱式陰極離子源，其中所述熱電偶附固到所述坩堝的外表面。
20.根據權利要求18所述的間接加熱式陰極離子源，其中所述熱電偶設置在所述坩堝的壁中的通道中。
21.根據權利要求18所述的間接加熱式陰極離子源，還包括坩堝插塞，所述坩堝插塞覆蓋所述坩堝的一個相對的敞口端且靠近所述標靶基座設置，其中在靠近所述坩堝插塞的所述標靶基座中設置有空腔，且所述熱電偶設置在靠近所述坩堝插塞的所述空腔中。
22.根據權利要求21所述的間接加熱式陰極離子源，其中在所述標靶座中設置有通道，所述通道與所述空腔連通以允許導線敷設到所述熱電偶。
23.根據權利要求18所述的間接加熱式陰極離子源，其中所述軸的內部是中空的以允許導線穿過所述軸的中空的內部敷設到所述熱電偶。
24.根據權利要求16所述的間接加熱式陰極離子源，還包括與所述標靶座連通的加熱元件，其中所述加熱元件包括電阻導線。
25.根據權利要求16所述的間接加熱式陰極離子源，其中所述多孔插塞包括石墨泡沫。
26.根據權利要求16所述的間接加熱式陰極離子源，還包括夾鉗，其中所述夾鉗將所述標靶基座穩固到所述坩堝。
27.根據權利要求16所述的間接加熱式陰極離子源，還包括致動器，所述致動器與所述軸連通以在所述電弧室內移動所述標靶座。
...【技術特征摘要】
1.一種標靶座，用于離子源中的容納摻雜材料，所述標靶座包括：
2.根據權利要求1所述的標靶座，還包括坩堝插塞，所述坩堝插塞覆蓋所述坩堝的一個相對的敞口端且靠近所述標靶基座設置。
3.根據權利要求1所述的標靶座，還包括熱電偶，所述熱電偶與所述標靶座連通。
4.根據權利要求3所述的標靶座，其中所述熱電偶附固到所述坩堝的外表面。
5.根據權利要求3所述的標靶座，其中所述熱電偶設置在所述坩堝的壁中的通道中。
6.根據權利要求3所述的標靶座，還包括坩堝插塞，所述坩堝插塞覆蓋所述坩堝的一個相對的敞口端且靠近所述標靶基座設置，其中在靠近所述坩堝插塞的所述標靶基座中設置有空腔，且所述熱電偶設置在靠近所述坩堝插塞的所述空腔中。
7.根據權利要求6所述的標靶座，其中在所述標靶座中設置有通道，所述通道與所述空腔連通以允許導線敷設到所述熱電偶。
8.根據權利要求3所述的標靶座，還包括附固到所述標靶基座的軸，其中所述軸的內部是中空的以允許導線穿過所述軸的中空的所述內部敷設到所述熱電偶。
9.根據權利要求1所述的標靶座，還包括與所述標靶座連通的加熱元件，其中所述加熱元件包括電阻導線。
10.根據權利要求1所述的標靶座，其中所述多孔插塞包括石墨泡沫。
11.根據權利要求1所述的標靶座，還包括夾鉗，其中所述夾鉗將所述標靶基座穩固到所述坩堝。
12.根據權利要求1所述的標靶座，其中所述標靶基座附接到軸。
13.一種間接加熱式陰極離子源，包括：
14.根據權利要求13所述的間接加熱式陰極離子源，其中所述標靶基座附接到軸。
15.根據權利要求14所述的間接加熱式陰極離子源，還包括致動器，所述致動器與所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：沙顏士·P·佩特爾，格拉漢·萊特，丹尼爾·艾凡瑞朵，丹尼爾·R·泰格爾，布賴恩·S·高里，小威廉·R·伯吉阿哥斯，本杰明·奧斯瓦爾德，奎格·R·錢尼，
申請(專利權)人：應用材料股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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