[发明专利]离子植入系统和工艺

说明书

公开了离子植入系统和工艺。示范性的离子植入系统可以包括离子源、提取操纵器、磁分析仪以及电极组件。提取操纵器可以构造为通过从离子源提取离子而生成离子束。所生成的离子束的截面具有长维度以及与离子束的长维度正交的短维度。磁分析仪可构造为沿着平行于离子束的短维度的x方向聚焦离子束。电极组件可构造为加速或减速离子束。电极组件的一个或多个入口电极可限定第一开口，电极组件可相对于磁分析仪定位而使得随着离子束通过第一开口进入而使得离子束沿x方向收敛。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年10月14日提交的、“名称为ION IMPLANTATION SYSTEM ANDPROCESS(离子植入系统和工艺)序号为14/883,538的美国申请的优先权，该申请的全文因所有目的通过引用方式合并于此。

技术领域

本公开一般地涉及离子植入，更特别地涉及用于离子植入的系统和工艺。

背景技术

在半导体器件制作中，材料的物理和/或电性质可以通过称为离子植入的工艺来修改。离子植入可以利用离子植入系统来执行。在离子植入系统中，离子束可由离子源生成。在将离子束引导到工件(例如，半导体衬底)上之前，可以利用离子植入系统的各部件来操纵离子束的形状、角度和均匀度。常规的离子植入系统会频繁地遭遇通过离子植入系统的各部件的差的传输，这会导致低效的离子植入工艺以及所有者的高成本。此外，离子束会易于受空间电荷效应影响，更具体地，随着离子束被引导通过离子植入系统，空间电荷吹起。这会导致难以精确控制离子束的形状、角度和均匀度。离子束的这种不精确的控制在半导体器件制作期间是不期望的。

发明内容

公开了离子植入系统和工艺。示范性的离子植入系统可包括离子源、提取操纵器、磁分析仪以及电极组件。该提取操纵器可构造为通过从离子源提取离子而生成离子束。离子束的截面可具有长维度以及与离子束的长维度正交的短维度。磁分析仪可构造为沿着平行于离子束的短维度的x方向聚焦离子束。电极组件可构造为加速或减速离子束。电极组件的一个或多个入口电极可以限定第一开口，电极组件可相对于磁分析仪定位而使得随着离子束通过第一开口进入而使得离子束沿x方向收敛。

在一些实施例中，磁分析仪可构造为沿平行于离子束的短维度的x方向聚焦离子束。离子源和提取操纵器可相对于磁分析仪定位而使得生成的离子束以相对于磁分析仪的中心轴线为近似2-8度的入射角进入磁分析仪。

在一些实施例中，磁分析仪可包括磁轭，并且生成的离子束可通过磁轭的开口进入磁分析仪。离子源和提取操纵器可构造为使得生成的离子束的至少近似90％通过磁轭的开口传输。

在一些实施例中，电极组件的一个或多个入口电极可布置在电极组件的第一侧。电极组件还可以包括布置在电极组件的与第一侧相对的第二侧的一对出口电极。一对出口电极可限定第二开口。一对出口电极可位于与第二开口的第一维度对准的第一平面的相对侧。电极组件还可以包括邻近一对出口电极的一对皮尔斯电极。该一对皮尔斯电极可位于与第二开口的第二维度对准的第二平面的相对侧。第二开口的第二维度可以垂直于第二开口的第一维度。一对皮尔斯电极可部分地限定从第一开口延伸到第二开口的第一离子束路径。一对皮尔斯电极中的每个皮尔斯电极可具有面向第一离子束路径的成角度的表面。每个皮尔斯电极的成角度的表面可以定位成使得每个皮尔斯电极的成角度的表面的第一维度相对于所述第二平面形成近似40度与80度之间的角。

附图说明

图1A-B示出了根据各个实施例的离子植入系统。

图2示出了根据各个实施例的离子源、提取操纵器以及磁分析仪相对于离子束的y方向的剖视图。

图3A示出了根据各个实施例的电极组件的剖面二维视图。

图3B示出了根据各个实施例的电极组件的剖面三维立体图。

图4示出了根据各个实施例的电极组件的部分的成角度的上下立体图。