[發明專利]加速器/減速器與控制其的離子束的方法及離子植入系統

有效

• 申請號: 201680057536.4
• 申請日: 2016-10-03
• 公開（公告）號: CN108140527B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 常勝武;克里斯汀·拉恩斯;威廉·里維特;丹尼爾·布洛斯南
• 申請（專利權）人: 瓦里安半導體設備公司
• 主分類號: H01J37/317
• 分類號: H01J37/317;H01J27/02;H01J37/30
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 楊文娟;臧建明

本文中提供加速器/減速器、離子植入系統以及用于控制加速器/減速器內的離子束的方法。在示例性方面中，一種離子植入系統包括：離子源，用于產生離子束；以及終端抑制電極，耦合至終端，其中所述終端抑制電極用以經由所述終端抑制電極的孔傳導所述離子束，并從第一電壓源對所述離子束施加第一電位。所述系統還包括透鏡，所述透鏡耦合至所述終端并鄰近所述終端抑制電極安置，其中所述透鏡用以經由所述透鏡的孔傳導所述離子束并從第二電壓源對所述離子束施加第二電位。在示例性方面中，所述透鏡與所述終端抑制電極電絕緣并獨立地受到驅動，因此能夠實現增大的離子束電流操作范圍。

技術領域

本發明大體涉及用于制造電子裝置的技術，且更具體地說，涉及加速器/減速器與控制其的離子束的方法及離子植入系統。

背景技術

離子植入是經過轟擊將摻雜物或雜質引入至襯底中的過程。在半導體的制造中，引入所述摻雜物以改變電特性、光學特性、或機械特性。舉例來說，可將摻雜物引入至本征半導體襯底中以改變所述襯底的傳導性的類型及級別。在集成電路(IC)的制造中，精確的摻雜分布提供經改善的集成電路性能。為了實現所期望的摻雜分布，可以各種劑量及各種能量級別、以離子的形式植入一或多種摻雜物。

傳統的離子植入系統可包括離子源及一連串束線組件。所述離子源可包括產生所期望的離子的腔室。所述離子源也可包括電源及靠近所述腔室安置的提取電極總成。所述束線組件可包括例如質量分析器、第一加速或減速平臺、準直器、及第二加速或減速平臺。與用于操控光束的一連串光學透鏡非常像，所述束線組件可對具有所期望的物質、形狀、能量、及其他品質的離子或離子束進行過濾、聚焦、及操控。所述離子束穿過所述束線組件且可被引導射向安裝于臺板或壓板上的襯底。所述襯底可通過有時被稱作轉動平臺的設備在一或多個維度中移動(例如，平移、旋轉、及傾斜)。

在某些應用中，舉例來說，增大離子束電流以增加欲被植入的襯底的生產量可為有用的。可采用束線離子植入機在例如1keV與300keV之間的能量范圍內植入襯底。這為在不同離子能量下處理安排用于各種植入物的例如硅晶片的襯底提供靈活性。為了界定植入能量，離子束可通過離子源與欲被植入的襯底之間的束線離子植入機中的各種組件(例如，加速器)進行加速和/或減速。

現有的加速器可局限于終端電極、聚焦電極及接地電極，其中所述加速器從終端接收離子束。除現有的加速器之外，當離子束電流過高，例如對于195keV As⁺束而言高于9mA時，所述束可被欠聚焦，且因此，由于束傳輸損耗而不能夠經由束線輸送。因此，植入所述晶片可用的離子束電流受到限制，從而導致差的生產量。另一方面，當離子束電流過低，例如對于300keV B⁺束而言低于0.5mA時，所述束可變為過聚焦，且因此不能夠被適當地輸送至所述晶片。

發明內容

有鑒于上述內容，提供一種用于例如在加速器中控制離子束的設備、系統及方法。在示例性方面中，一種離子植入系統包括：離子源，用于產生離子束；以及終端抑制電極，耦合至終端，其中所述終端抑制電極用以經由所述終端抑制電極的孔傳導所述離子束，并從第一電壓源對所述離子束施加第一電位。所述系統還包括透鏡，所述透鏡耦合至所述終端并鄰近所述終端抑制電極安置，其中所述透鏡用以經由所述透鏡的孔傳導所述離子束并從第二電壓源對所述離子束施加第二電位。在示例性方面中，所述透鏡與所述終端及所述終端抑制電極電絕緣并獨立地受到驅動，因此使得所述透鏡能夠在增加的離子束電流操作范圍內獨立地受到驅動。所述系統還包括：聚焦電極，用以從所述透鏡接收所述離子束，其中所述聚焦電極用以對所述離子束施加第三電位；以及接地電極總成，用以從所述聚焦電極接收所述離子束。

根據本發明的一種示例性設備可包括第一電極，所述第一電極用以經由所述第一電極的孔傳導所述離子束，并對所述離子束施加第一電位。所述設備還包括鄰近所述第一電極的透鏡，所述透鏡用以經由所述透鏡的孔傳導所述離子束，并對所述離子束施加第二電位，所述第二電位是獨立于所述第一電位來施加。所述設備還包括：第二電極，用以從所述透鏡接收所述離子束；以及第三電極總成，用以從所述第二電極接收所述離子束。