CN111627788B - 弯曲的后扫描电极的离子植入机***设备 - Google Patents

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Abstract

一种弯曲的后扫描电极的离子植入机***设备，包括：后扫描电极，以扇形束包络的形式接收及传输经扫描束，其中所述经扫描束界定视在扫描原点，其中所述后扫描电极的至少一部分具有弯曲形状以实质上维持所述视在扫描原点的位置。通过使用具有与扇形束包络线传播方向垂直的形状(例如，弯曲形状)的后扫描电极，可有利地避免视在扫描原点相比于扫描原点的折射移位。使用具有弯曲形状或弧形状的后扫描电极使得能够在扫描板以及后扫描电极上使用与传统扫描***中使用的电压相比显著更高的电压。

Description

弯曲的后扫描电极的离子植入机***设备
本发明是2017年8月28日所提出的申请号201780064062.0、发明名称《弯曲的后扫描电极的离子植入机***设备及离子植入方法》的发明专利申案的分案申请。
技术领域
本发明涉及离子植入，且更具体来说，涉及一种具有弯曲的后扫描抑制电极的离子植入机***设备及离子植入方法。
背景技术
离子植入是一种用于向半导体晶片引入导电性的标准技术。可在离子源中将所期望的杂质材料离子化，可将离子加速以形成规定能量的离子束，且离子束可射向晶片的前表面。束中的能量离子渗透到半导体材料的主体中且嵌入到半导体材料的晶格(crystalline lattice)中以形成具有所期望导电性的区。
离子植入机可包括用于以扫描频率在至少一个方向上使离子束偏向或扫描离子束的扫描仪以将离子束分布在晶片的前表面中。扫描仪可为所属领域中所知的静电扫描仪或磁性扫描仪。离子束可仅通过束扫描或者通过束扫描与晶片移动的组合而被分布在晶片区域中。在一个离子植入机中，扫描仪可在一个方向上扫描束且驱动***可在与扫描方向正交的方向上翻转晶片以将离子束分布在晶片的前表面中。
传统扫描仪可包括以扫描板的形式位于由离子束产生器提供的离子束的相对两侧上的扫描电极。后扫描电极可位于扫描板的下游，且前扫描抑制电极可位于扫描板的上游。用语“上游”及“下游”是以离子束传输的方向为参考。因此，后扫描电极位于扫描仪的扫描板与角度校正器(angle corrector)之间，且前扫描抑制电极位于扫描板与离子束产生器之间。
扫描板在一个维度(dimension)上扫描离子束以提供扇形束包络线，所述扇形束包络线的位于偏向区及后扫描抑制区(post scan suppression)下游的轨迹实质上为直线。这些直线可向后延伸且在某一点处相交。所述点被称为实际扫描原点。经扫描板处理的离子束被后扫描电极接收。传统扫描仪使用扁平后扫描电极(flat post scanelectrode)。扁平后扫描电极会造成视在扫描原点(apparent scan origin)的不期望的移位。视在扫描原点应与实际扫描原点相同或实质上相同。视在扫描原点相比于实际扫描原点的不期望的下游移位是由与扁平后扫描电极相关联的束折射造成。视在扫描原点移位使实现束平行性需要更高的准直器视野(collimator field)。更高的准直器视野会造成束角度的不期望的改变，此会使放射量测定准确度(dosimetry accuracy)及其他工艺参数折衷。
因此，需要一种不会使由扫描板提供的扇形束包络线的扫描原点移位的离子植入机。
发明内容
提供此发明内容是为了以简化形式介绍以下在具体实施方式中进一步阐述的一系列概念。此发明内容并非旨在识别所主张主题的关键特征或本质特征，本发明内容也不旨在帮助确定所主张主题的范围。
在一个实施例中，提供一种设备包括用于提供离子束的离子束产生器；可接收所述离子束并提供经扫描束的扫描***；以及可接收所述经扫描束的电极。所述电极的至少一部分垂直于所述经扫描束的传播方向。在一个实施例中，所述电极的垂直于所述经扫描束的所述传播方向的所述至少一部分具有弯曲形状。
在另一个实施例中，提供一种包括用于提供离子束的离子束产生器的设备。扫描***可接收所述离子束并提供经扫描束。电极可接收所述经扫描束。所述电极的至少一部分具有弯曲形状。
在再一个实施例中，提供一种产生离子束的方法。所述方法可进一步包括：接收所述离子束且从所述离子束提供经扫描束；以及由电极接收所述经扫描束，所述电极的至少一部分垂直于所述经扫描束的传播方向。
在另一个实施例中，一种设备可包括用于提供离子束的离子束产生器。另外，所述设备可包括用于接收所述离子束的扫描***，所述扫描***包括位于所述离子束的相对两侧上的第一扫描板与第二扫描板，所述第一扫描板及所述第二扫描板用于从所述离子束产生经扫描束，所述经扫描束具有扫描原点及视在扫描原点。电极可接收所述经扫描束，所述电极的至少一部分具有弯曲形状以实质上维持所述视在扫描原点的位置。在一个实施例中，在所述第一扫描板及所述第二扫描板的上游可设置有减速透镜。
在另一个实施例中，一种方法可包括产生离子束及接收所述离子束以及从所述离子束提供经扫描束，所述经扫描束具有扫描原点及视在扫描原点。所述方法可进一步包括由弯曲的电极接收所述经扫描束，当所述经扫描束穿过所述弯曲的电极时，所述经扫描束的所述视在扫描原点的位置实质上得到维持。
附图说明
图1是根据示例性实施例的离子植入机***的简化方块图；
图2是说明图1所示离子植入机***的进一步的细节的示意性方块图；以及
图3说明用于处理离子束的一组示例性操作。
具体实施方式
图1示出用于体现示例性实施例的离子植入机***100的简化方块图。离子束产生器102可产生期望物质的离子束104，将离子束104中的离子加速到期望能量，执行离子束104的质量/能量分析以移除能量及质量污染物，且供应具有低水平的能量及质量污染物的离子束104。扫描***106可包括扫描仪108及角度校正器110。扫描***106使离子束104偏向以生成经扫描离子束112。端站(end station)114在经扫描离子束112的路径中支撑半导体晶片116或其他工件，以使期望物质的离子被植入到半导体晶片116中。离子植入机***100可包括所属领域中的技术人员所熟知的其他组件。举例来说，端站114可包括用于将晶片引入到离子植入机***100中以及用于在植入之后移除晶片的自动化晶片装卸仪器、剂量测量***、淹没式电子枪(electron flood gun)等。
图2是说明图1所示离子植入机***100的进一步的细节的示意性方块图。具体来说，图2示出扫描***106的另外的细节。扫描***106可以扫描板202及204的形式包括扫描电极。扫描板202及204位于离子束104的相对两侧上。扫描板202及204包括平行部分及位于平行部分下游的分叉部分。
扫描***106可进一步包括位于扫描板202及204下游的后扫描电极206。如图中所示，后扫描电极206被塑形。在一个实施例中，后扫描电极206具有弯曲形状或弧形形状，或者后扫描电极206的至少一部分具有弯曲形状或弧形形状。举例来说，后扫描电极206可具有实质上笔直部分及弯曲部分。后扫描电极206可耦合到后扫描抑制电压产生器216。在一个实施例中，后扫描电极206的位置紧邻扫描板202及204。
另外，扫描***106可包括前扫描电极208。前扫描电极208位于扫描板202及204的上游。前扫描电极208可耦合到前扫描抑制电压产生器210。减速透镜(decel lens)208a可位于前扫描电极208的下游或上游。减速透镜208a可为被设计成使离子束104减速的四极管减速透镜(tetrode decel lens)，以使离子束104更加平行或收敛(convergent)。在一个实施例中，减速透镜208a与前扫描电极208整合为一个元件。
前扫描电极208可包括使离子束104从中穿过的开孔。可利用前扫描电极208的开孔来使溅射及晶片污染最小化。可对与前扫描电极208的开孔相关联的尺寸进行选择以为离子束104提供足以在控制电子朝扫描板202及204的迁移的同时使溅射最小化的空隙。前扫描电极208可耦合到前扫描抑制电压产生器210。
扫描板202及204可用于提供扇形束包络线212。如图中所示，当扇形束包络线212穿过扫描板202及204时，扇形束包络线212的宽度增大。扫描板202及204被塑形成维持与扇形束包络线212相对恒定的间距。一般来说，扇形束包络线212起始于实际扫描原点214。如以下所阐述，使用至少所述具有弯曲形状或弧形形状的后扫描电极206实质上将视在扫描原点214a维持在实际扫描原点214的同一位置处。在一个实施例中，视在扫描原点214a与实际扫描原点214重叠。
当扇形束包络线212穿过后扫描电极206时将视在扫描原点214a维持在与实际扫描原点214实质上相同的位置处可为有利的。在一个实施例中，扇形束包络线212至少穿过后扫描电极206的弯曲部分或弧部分。使用具有所示弯曲形状或弧形状的后扫描电极206会确保当扇形束包络线212穿过后扫描电极206时实际扫描原点214与视在扫描原点214a保持为相同的或实质上相同的。通过使用具有与扇形束包络线212传播方向垂直的形状(例如，弯曲形状)的后扫描电极206，可有利地避免视在扫描原点214a相比于实际扫描原点214的折射移位。换句话说，在不使用具有弯曲形状或弧形状的后扫描电极206而是使用具有扁平形状的传统后扫描电极时，将会发生视在扫描原点214a的移位。视在扫描原点214a的这种移位将会出现在实际扫描原点214的下游，并且视在扫描原点214a的这种移位会不期望地使在端站114处实现束平行性需要更高的准直器视野。更高的准直器视野可迫使束角度不期望的改变，此会使放射量测定准确度及其他工艺参数折衷。
通过使用具有弯曲形状或弧形状的后扫描电极206还会实现其他优点。举例来说，使用具有弯曲形状或弧形状的后扫描电极206使得能够在扫描板202及204以及后扫描电极206上使用与传统扫描***中使用的电压相比显著更高的电压。更具体来说，向传统扫描***的扫描板及后扫描电极施加的电压可能会造成视在扫描原点214a的不期望的移位。因此，传统扫描***可能需要使用低于期望的扫描板及后扫描电极电压，以便减小视在扫描原点214a的移位。相比之下，具有弯曲形状或弧形状的后扫描电极206的几何形状使得能够在扫描板202及204以及后扫描电极206上使用显著的电压，且使用显著的电压实质上不会改变视在扫描原点214a。在一个实例中，后扫描抑制电压产生器216可向后扫描电极206施加高达9kV的电压，而视在扫描原点214a实质上仍位于与实际扫描原点214相同的位置处。
图3说明用于处理离子束的一组示例性操作300。所述一组示例性操作可由离子植入机***(例如，图1至图2所示离子植入机***100)执行。在方块302处，产生离子束。在方块304处，接收离子束且从离子束提供经扫描束。在方块306处，由电极接收经扫描束。电极具有垂直于经扫描束的传播方向的部分。在一个实施例中，电极具有弯曲形状或弧形形状。
通过使用具有与扇形束包络线传播方向垂直的形状(例如，弯曲形状)的后扫描电极，可有利地避免视在扫描原点相比于扫描原点的折射移位。换句话说，在不使用具有弯曲形状或弧形状的后扫描电极而是使用具有扁平形状的传统后扫描电极时，将会发生视在扫描原点的移位。通过使用具有弯曲形状或弧形状的后扫描电极还会实现其他优点。举例来说，使用具有弯曲形状或弧形状的后扫描电极使得能够在扫描板以及后扫描电极上使用与传统扫描***中使用的电压相比显著更高的电压。
尽管已公开了示例性离子植入机装置及方法，然而所属领域中的技术人员应理解，在不背离本申请的权利要求的精神及范围的条件下可作出各种改变且可对等效形式加以替换。在不背离权利要求的范围的条件下可作出其他修改形式来使特定情形或材料适合于以上公开的教示内容。因此，权利要求不应被视为受限于所公开的具体实施例中的任意一个实施例，而是受限于落于权利要求的范围内的任意实施例。

Claims (7)

1.一种离子植入机***设备，包括：
后扫描电极，以扇形束包络的形式接收及传输来自扫描***的经扫描束，其中所述经扫描束界定视在扫描原点，其中所述后扫描电极的至少一部分具有弯曲形状以维持所述视在扫描原点的位置，其中所述后扫描电极为抑制电极，且其中所述后扫描电极耦合以接收高达9kV的电压，
其中所述扇形束包络界定实际扫描原点，
其中所述后扫描电极垂直于所述扇形束包络线的传播方向，使得所述视在扫描原点与所述实际扫描原点重叠，且
其中所述后扫描电极配置于紧邻所述扫描***的扫描板的下游，并且被耦合为独立于所述扫描***接收电压。
2.根据权利要求1所述的离子植入机***设备，其中所述后扫描电极具有弧形状。
3.根据权利要求1所述的离子植入机***设备，其中所述后扫描电极界定与所述扇形束包络线垂直的形状。
4.根据权利要求1所述的离子植入机***设备，其中所述后扫描电极具有笔直部分及弯曲部分。
5.根据权利要求4所述的离子植入机***设备，其中所述弯曲部分布置成垂直于所述经扫描束的传播方向。
6.根据权利要求1所述的离子植入机***设备，其中所述后扫描电极被配置为直接相邻于所述扫描***的所述扫描板。
7.根据权利要求1所述的离子植入机***设备，其中所述后扫描电极被配置为以比具有扁平形状的传统后扫描电极更高的电压来操作。
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