[发明专利]离子注入机中束缚电子的技术有效
申请号: | 200780050095.6 | 申请日: | 2007-12-03 |
公开(公告)号: | CN101584017A | 公开(公告)日: | 2009-11-18 |
发明(设计)人: | 唐纳·L·史麦特雷克;葛登·C·恩吉尔;拉杰许·都蕾 | 申请(专利权)人: | 瓦里安半导体设备公司 |
主分类号: | H01J37/02 | 分类号: | H01J37/02;H01J37/317;H01J37/05 |
代理公司: | 北京同立钧成知识产权代理有限公司 | 代理人: | 臧建明 |
地址: | 美国麻*** | 国省代码: | 美国;US |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 离子 注入 束缚 电子 技术 | ||
技术领域
本发明涉及离子注入(ion implantation),且特别涉及离子注入机(ionimplanter)中束缚电子的技术。
背景技术
离子注入机被广泛使用于半导体制造中,以选择性地改变材料的传导性。在典型的离子注入机中,将离子源(ion source)所产生的离子通过一系列束线组件(beamline component)而向下游传输,所述束线组件可包括一或多个分析器及/或校正器磁体(corrector magnet)以及多个电极。可使用分析器磁体来选择所要的离子种类,且滤除污染物或具有不合需要的能量的离子。可使用校正器磁体以在离子束(ion beam)到达目标晶圆之前操纵离子束的形状或以其他方式调节离子束品质。可使用适当定形的电极来修改离子束的能量以及形状。当离子束通过所述系列束线组件而传输之后,其可被引入终端站(end station)以执行离子注入。
图1描绘现有离子注入机系统100。如同大多数的离子注入机,系统100设置在高真空环境(high-vacuum environment)中。离子注入机系统100可包含离子源102以及一系列束线组件,离子束10经过所述系列束线组件。所述系列束线组件可包括(例如)撷取操纵器(extraction manipulator)104、过滤器磁体(filter magnet)106、加速或减速柱(acceleration ordeceleration column)108、分析器磁体110、旋转质量隙缝(rotating massslit)112、扫描器114(scanner)以及校正器磁体116。与操纵光束的一系列光学透镜十分类似,离子注入机组件在将离子束10导向目标晶圆118之前,其过滤并聚焦离子束10。
由于半导体工业持续缩小电子设备的特征尺寸,因此,为了达成浅掺质分布(shallow dopant profile)以及浅p-n接面(shallow p-n junction),需要具有较低能量的离子束。同时,为了达到合理的产量,希望能保持相当高的离子束电流(beam current)。归因于空间电荷(space charge)所产生的局限性,可能难以在典型的离子注入机内传输此等低能量、高电流离子束。为防止正离子束“爆炸(blow-up)”,可引入诸如电子或负离子等带有负电荷的粒子来中和空间电荷。保持空间电荷中和的一种方式是对带有负电荷的粒子进行磁性束缚(magnetic confinement)。然而,现有的磁性束缚方法容易引入会导致离子束变形的额外磁场分量。
举例而言,图2说明藉由永磁体(permanent magnet)202来束缚电子的现有方法。永磁体202可配置为两组,一组位于与离子束20相关的离子束路径(beam path)的上方,且另一组位于与离子束20相关的离子束路径的下方。利用电子吸附至磁场线且绕磁场线盘旋的趋势,永磁体202可将电子(或其他带电粒子)束缚在离子束路径中或附近的勾形磁场(cusp magneticfield)中。一般而言,永磁体202所产生的磁场强度弱到不会影响离子束20的传输。然而,值得注意的是,现有磁性束缚方法中的永磁体202通常配置成“极性对称”,也就是在离子束路径上,相同的磁极彼此相对。即,一组中的磁体的北磁极面向另一组中的相应磁体的北磁极。一组中的磁体的南磁极面向另一组中的相应磁体的南磁极。永磁体202的极性对称配置可在两组永磁体202之间的中间平面上产生非零磁场分量(Bz)。非零磁场分量Bz可导致离子束20中未完全沿着Z方向行进的任何部分在垂直(±Y)方向上发生偏斜,从而导致离子束20的垂直不对称(vertical asymmetries)。通常难以藉由其他束线组件来校正此等垂直不对称性。
鉴于上文所述,需要提供一种在离子注入机中束缚电子的技术,以克服上文所述的不足以及缺点。
发明内容
本文中揭示在离子注入机中束缚电子的技术。在一例示性实施例中,所述技术可实现为在离子注入机中束缚电子的装置。装置可包含:沿离子束路径的至少一部分来定位的磁体的第一阵列以及磁体的第二阵列,第一阵列位于离子束路径的第一侧上且第二阵列位于离子束路径的第二侧上,第一侧与第二侧相反。第一阵列中的至少一磁体可具有面向第二阵列中的相应磁体的相反磁极的磁极。
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