[发明专利]具有含介质鳍片的绝缘导体的离子植入机终端结构

说明书

技术领域

本发明一般是关于离子植入，特别是关于具有含介质鳍片的绝缘导体 的离子植入机终端结构。

背景技术

离子植入是一种将杂质引入半导体晶圆的标准技术。在离子植入工艺 中，所希望的杂质材料可在离子源中电离，来自离子源的离子被加速以形 成预定能量的离子束，并且离子束被指向半导体晶圆的前表面。离子束中 的高能离子可穿入半导体晶圆的主体部份并嵌入半导体材料的晶格 (crystalline lattice)。离子束可藉由束(beam)移动、晶圆移动或束移动 和晶圆移动的组合而分布于半导体晶圆的一定区域上。

离子植入机具有终端结构。终端结构有时被称为“终端”或“高压终 端”，并可由导电材料(诸如金属)来制造。终端结构可具有不同的几何形状 以定义一空腔，并且离子源至少部分地设置于空腔内。终端结构被赋能至 终端电压以辅助来自离子源的离子的加速。终端结构以及离子植入机的其 他组件和子系统典型地被接地外壳(grounded enclosure)包围。当离子植 入机运行时，接地外壳可保护人员免受高压的危险。

习惯上使用空气来隔离终端结构与该接地外壳。然而，由于在半导体 晶圆的批量制造(volume manufacturing)中接地外壳的尺寸是有限的，终 端结构和接地外壳之间的空气间隙的距离受到了制约。因此，大部分现有 习知的离子植入机将终端结构的电压限制到约200千伏(kV)。

有鉴于此，可以理解当前的终端结构技术存在显著的问题和缺点。

发明内容

本发明揭露了一种具有含介质鳍片的绝缘导体的离子植入机终端结 构。在一实施例中，离子植入机终端结构可由含一个或多个介质鳍片的绝 缘导体来实现。例如，离子植入机包括配置成提供离子束的离子源。离子 植入机还包括定义空腔的终端结构，其中离子源至少部分地设置于空腔内。 离子植入机还包括具有至少一介质鳍片的绝缘导体，介质鳍片设置于终端 结构的外部附近以改变电场。

根据本实施例的其他方面，绝缘导体可配置成被赋能至第一电压，并 且终端结构可配置成被赋能至第一电压。

根据本实施例的其他方面，第一电压为至少400kV。

根据本实施例的其他方面，离子植入机包括耦接至终端结构和绝缘导 体的托架(bracket)，并且托架配置成将绝缘导体支撑于上述外部的附近。

根据本实施例的另一方面，终端结构的外部还包括终端结构的顶部边 缘的周边及终端结构的底部边缘的周边。同样，绝缘导体还包括设置于顶 部边缘的周边附近的顶部绝缘导体，及设置于底部边缘的周边附近的底部 绝缘导体。

根据本实施例的另一方面，绝缘导体包括设置于绝缘体内的分段 (grading)导体。

根据本实施例的其他方面，绝缘体可包括定义内部的管状构件，分段 导体设置于内部内。

根据本实施例的其他方面，绝缘体可包括氯化聚氯乙烯(CPVC)、聚偏 二氟乙烯(PVDF)、乙烯三氟氯乙烯(ECTFE)、聚四氟乙烯(PTFE)或聚酰亚胺。

根据本实施例的另一方面，离子植入机包括至少一绝缘导体，绝缘导 体包括设置于终端结构的外部附近的第一介质鳍片和第二介质鳍片。

根据本实施例的另一方面，终端结构的外部包括终端结构的第一侧及 终端结构的第二侧，并且其中第一介质鳍片设置于终端结构的第一侧附近， 以及第二介质鳍片设置于终端结构的第二侧附近。

根据本实施例的另一方面，离子植入机可包括至少一绝缘导体，绝缘 导体包括设置于终端结构的外部附近的第一介质鳍片、第二介质鳍片和第 三介质鳍片。

根据本实施例的另一方面，第一介质鳍片、第二介质鳍片和第三介质 鳍片设置于终端结构的一侧附近。

根据本实施例的其他方面，第一介质鳍片、第二介质鳍片和第三介质 鳍片中之至少一者以不同长度来制造。

根据本实施例的其他方面，此至少一介质鳍片可包括分布于绝缘导体 的圆周面附近的多个介质鳍片。

根据本实施例的另一方面，多个介质鳍片均匀地分布于绝缘导体的圆 周面附近。

根据此实施例的另一方面，多个介质鳍片非均匀地分布于绝缘导体的 圆周面附近。