发明名称 离子源中阴极及反向阴极配置
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.01.21
申请号 TW095112873 申请日期 2006.04.11
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 柏格李察大卫;布吉斯克里斯托弗詹姆士席德尼;戴凡尼安德鲁史蒂芬;亚摩大卫乔治;克伍德大卫
分类号 H01J27/08 主分类号 H01J27/08
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路148号11楼;李世章 台北市中山区松江路148号11楼
主权项 一种用于一离子布植器之离子源,其至少包含:一电弧处理室,经配置以产生并容纳一电浆;一阴极,经配置以将电子发散至该电弧处理室;一电极,设于该电弧处理室中,以使该阴极所发散的电子被引导至该处;一或多个电压电位源,经配置以偏压该电极;以及一电压电位调整器,可操作以于该电压电位源正偏压该电极而作为一阳极的步骤以及该电压电位源负偏压该电极而作为一反向阴极的步骤之间切换。如申请专利范围第1项所述之离子源,其更包含一真空处理室,且其中该电压电位调整器系位于大气中。如申请专利范围第1项所述之离子源,其更包含一额外电压电位调整器,经配置以于正偏压一电弧处理室壁的步骤以及负偏压该电弧处理室壁的步骤之间切换。如申请专利范围第3项所述之离子源,其更包含一真空处理室,且其中该额外电压电位调整器系位于大气中。如申请专利范围第3项所述之离子源,其更配置为了至少第一离子产生模式及第二离子产生模式而利用该电压电位调整器及额外电压电位调整器组来操作,藉以分别正偏压该电极并负偏压该电弧处理室壁,且反之亦然。如申请专利范围第5项所述之离子源,其更经配置以于第一离子产生模式及第二离子产生模式之间改变,并继而藉操作该电压电位调整器及该额外电压电位调整器的方式回复,以使该第一开关由负偏压回复至正偏压。如申请专利范围第1项所述之离子源,其中该电压电位调整器系经配置以进一步电性隔绝该电极。如申请专利范围第3项所述之离子源,其中该额外电压电位调整器系经配置以进一步电性隔绝该电弧处理室壁。如申请专利范围第5项所述之离子源,其中该电压电位调整器系经配置以进一步电性隔绝该电极,且其中该离子源经进一步配置为了第三离子产生模式而利用该电压电位调整器及额外电压电位调整器组来操作,以使电极为电性隔绝且该电弧处理室壁呈正偏压。如申请专利范围第1项所述之离子源,其中该电压电位调整器为一经配置可于一可正偏压该电极之第一位置以及一可负偏压该电极之第二位置之间切换的开关。如申请专利范围第7项所述之离子源,其中该电压电位调整器为一经配置可于一经配置可正偏压该电极之第一位置、一经配置可负偏压该电极之第二位置以及一经配置可电性隔绝该电极之第三位置之间切换的开关。如申请专利范围第3项所述之离子源,其中该额外电压电位调整器为一经配置可于一经配置可提供相对于该阴极之正电位予该电弧处理室壁的第一位置以及一经配置可提供相对于该电极之负电位予该电弧处理室壁的第二位置之间切换的开关。如申请专利范围第8项所述之离子源,其中该额外电压电位调整器为一经配置可于一可正偏压该电弧处理室壁之第一位置、一经配置可负偏压该电弧处理室壁之第二位置以及一经配置可电性隔绝该电弧处理室壁之第三位置之间切换的开关。如申请专利范围第1项所述之离子源,其中该阴极为一灯丝或一间接加热之阴极型式之离子源之一管部的端盖(end cap)。如申请专利范围第14项所述之离子源,其更包括一电极,其可操作为一邻近一离子源之灯丝的电子反射器。如申请专利范围第1项所述之离子源,其更包括一磁铁组件,经配置以于该电弧处理室中提供磁场,以界定出该阴极所发散之电子的一电子路径。一种包括前述申请专利范围之任一项所述之离子源的离子布植器。如申请专利范围第17项所述之离子布植器,其中该电弧处理室更包括一出口,且该离子布植器更包括一撷取电极,其可操作以经由该出口自该电弧处理室内含的电浆撷取离子,并传送所撷取之离子以布植于一靶材。如申请专利范围第18项所述之离子布植器,其更包括一质量分析台,经定位以接收撷取自该电弧处理室之离子,且可操作以按一特定能量传送所选质量及电荷态的离子以布植至一靶材。一种操作一离子源的方法,其中该离子源包括一电弧处理室,其具有一阴极及一反向阴极,该方法包括以下步骤:一第一反射操作模式,包括负偏压该阴极、正偏压一处理室壁以将电浆打在该阴极及该处理室壁之间、以及负偏压该反向阴极以排斥该等电子;以及一第二非反射操作模式,包括负偏压该阴极及正偏压该反向阴极以将电浆打在该阴极及反向阴极之间。如申请专利范围第20项所述之方法,其更包含以下步骤:以非反射操作模式电性隔绝一电弧处理室壁。如申请专利范围第20项所述之方法,其更包括以下步骤:自该非反射模式切换至该反射模式,其系藉由将电弧处理室壁上之偏压由负偏压切换至正偏压并接着将该反向阴极上之偏压由正偏压至负偏压的方式进行。如申请专利范围第22项所述之方法,其更包含以下步骤:分离该反向阴极以使其电性隔绝。如申请专利范围第20项所述之方法,其更包含切换至一第三操作模式,其系藉由确保该电弧处理室壁上之偏压为正偏压,并分离该反向阴极以使其为电性隔绝的方式进行。
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