[发明专利]离子植入系统及其方法和处理离子束的减速级

说明书

本公开提供一种离子植入系统及其方法和处理离子束的减速级。离子植入系统可包括：离子源，产生离子束；衬底平台，设置在离子源的下游；以及减速级，包括使离子束偏转的组件，其中所述减速级设置在离子源与衬底平台之间。所述离子植入系统还可包括向减速级提供氢气的氢来源，其中从离子束产生的高能中性物质不散射到衬底平台。本公开的离子植入系统能提供方便且安全地减少由高能中性物质引起的能量污染的优点。

技术领域

本发明实施例涉及束线离子植入机，且更具体来说涉及用于使离子束加速的离子植入机中的电极。

背景技术

目前，束线离子植入机利用多个组件将离子束从离子源引导到衬底。为了对衬底进行恰当处理，离子束可被加速或减速到目标离子能量，且可具有离子束的轨迹及形状，通过各种束线组件对所述离子束的轨迹及形状进行操纵，以在衬底处产生离子束的一组目标特性。在诸多类型的离子植入机(包括中等能量离子植入机及低能量离子植入机在内)中，离子源可产生离子束，所述离子束以相对高的能量顺着束线向下导引，同时在将要撞击衬底之前被减速到最终能量。之所以利用此程序，是因为以低能量(低于≈10千电子伏(keV)产生高电流束(具有大于≈1mA的电流)的最好方式是在冲撞衬底前的最后可能阶段(1atest possible stage)中减速到最终能量之前，通过离子提取、质量分析及其他束线元件来输送处于相对较高能量的离子束。由于空间电荷力(space charge force)使离子互相排斥，因而此类低能量高电流束将无法在束线中输送长的距离。在已知的离子植入机中，在晶片附近进行减速的架构会引入由冲撞衬底的高能物质造成能量污染的风险。具体来说，在将要减速之前或在减速期间体积中呈中性的离子由于能量没有变化而将会继续传播，且因此可在比预期高的能量下冲撞晶片(衬底)。

在一些离子植入机中，通过以下方式来解决这个问题：在组件(例如减速级(deceleration stage))内提供弯曲部，使得行进穿过减速级的中性物质(neutral)可借助减速级中的弯曲部而与衬底屏蔽开。尽管在笔直方向上行进的中性物质可能无法到达衬底，然而即使在减速级中具有弯曲部的离子植入机中仍会发现能量污染。

有鉴于这些及其他考虑因素，提供了本公开。

发明内容

在一个实施例中，一种离子植入系统可包括：产生离子束的离子源；设置在所述离子源的下游的衬底平台；以及包括使所述离子束偏转的组件的减速级，其中所述减速级设置在所述离子源与所述衬底平台之间。所述离子植入系统还可包括向所述减速级提供氢气的氢来源，其中从所述离子束产生的高能中性物质(energetic neutral)不散射到所述衬底平台。

在另一实施例中，一种离子植入方法可包括：产生离子束；使所述离子束在减速级中减速；在所述减速期间改变所述离子束的轨迹；以及在所述减速期间将氢气引导到所述减速级中。

在再一实施例中，一种处理离子束的减速级可包括：容纳所述离子束的壳体；以及使所述离子束减速的减速总成，其中所述减速总成设置在衬底平台的上游，且减速总成包括设置在所述壳体内的第一多个电极。所述减速级还可包括使所述离子束偏转的偏转总成，其中所述偏转总成包括设置在所述壳体内的第二多个电极，其中所述离子束的轨迹被改变。所述减速级还可包括在所述壳体内提供氢气的氢来源，其中所述壳体内的氢分压(partial pressure of hydrogen)大于10^-6托。

附图说明

图1示出根据本公开的实施例的离子植入机100的方块图。

图2示出根据本公开的实施例的减速级116的实施例的详细视图。

图3示出若干种不同气体对20keV硼物质的散射概率随着散射角度的变化。

图4示出根据本公开的其他实施例的工艺流程。