在离子植入机中提供成段的静电透镜的技术制造技术

本发明专利技术揭示一种在离子植入机中提供成段的静电透镜的技术。在一特定例示性实施例中，可将技术实现为用于离子植入机中的静电透镜。透镜可包含以第一电压电位偏压的入口电极，其中离子束经由入口电极进入静电透镜。透镜亦可包含以第二电压电位偏压的出口电极，其中离子束经由出口电极离开静电透镜。透镜可更包含位于入口电极与出口电极之间的抑制电极，抑制电极包含经独立地偏压以操纵离子束的能量以及形状的多个段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是有关于离子植入，且更具体而言，本专利技术是关于在离子植入机中提供成段的静电透镜(segmented electrostatic lens)的4支术。
技术介绍
离子植入机(ion implanter)广泛用于半导体制造中以选择性地改变 材料的传导性。在典型离子植入机中，经由包括一或多个分析磁铁 (analyzing magnet)以及多个电极的一系列光束线组件来引导自离子源所 产生的离子。分析磁铁选择所要离子种类、滤出污染物种类以及具有不正 确能量的离子、亦调整目标晶圆处的离子束品质。适当成形的电极可用于 修改离子束的能量以及形状。图l展示已知的离子植入机100，其包含离子源102、提取电极104、 90°磁铁分析器106、第一减速(Dl)台108、 70。不兹铁分析器110以及第 二减速(D2)台112。 D1以及D2减速台(亦称为减速透镜)中的每一 者包含具有一允许离子束穿过其的界定孔径的多个电极。藉由将电压电位 的不同组合施加至多个电极，Dl以及D2减速透镜可操纵离子能量且引起离 子束以所要能量击中目标晶圆。以上所提及的Dl或D2减速透镜通常为静电三极体(或四极体)减速 透镜。图2展示现有习知静电三极体减速透镜200的透视图。静电三极体 减速透镜200包含三组电极入口电极(entrance electrode) 202 (亦称 为端电极，，)、抑制电极(su卯ression electrode) 204 (或聚焦电极，，) 以及出口电极(exit electrode) 206 (亦称为接地电极，，尽管未必连接 至接地)。现有习知静电四极体减速透镜类似于静电三极体减速透镜200， 不同之处是四极体透镜具有在抑制电极204与出口电极206之间的额外一 组抑制电极(或聚焦电极)。在静电三极体减速透镜200中，每一組电极可具有允许离子束20穿过 (例如，沿光束方向的+z方向)的空间。如图2中所示，每一组电极可包括 电耦接至彼此以共用相同电压电位的两个导电片。或者，每一组电极可为 具有用于使离子束20穿过的孔径的单片结构。同样地，每一组电极有效地 为具有单一电压电位的单电极。为简便起见，以单数指示每一组电极。亦 即，将入口电极202称为入口电极202，将抑制电极204称为抑制电 极204,且将出口电极206称为出口电极206。操作中，独立地偏压入口电极202、抑制电极204以及出口电极206使得以以下方式来操纵离子束20的能量。离子束20可经由入口电极202进 入静电三极体减速透镜200且可具有(例如)10-20 keV的初始能量。可在 入口电极202与抑制电极204之间加速离子束20中的离子。 一旦到达抑制 电极204，离子束20可具有(例如)大约30keV或更高的能量。在抑制电 极204与出口电极206之间，可将离子束20中的离子减速至通常接近用于 目标晶圓的离子植入的离子的能量。因此，当离子束20离开静电三极体减 速透镜200时其可具有(例如)大约3-5 keV或更低的能量。在静电三极体减速透镜200中发生的离子能量的显著变化可对离子束 20的形状有实质性影响。图3展示静电三极体减速透镜200的俯视图。众 所周知，空间电荷效应在低能量离子束中较在高能量离子束中更为显著。 因此，当在入口电极202与抑制电极204之间加速离子束20时，观察到离 子束20的形状的较小变化。然而，当离子能量在抑制电极204与出口电极 206之间急剧减小时，离子束20倾向于在其边缘处沿X及Y两个维度膨胀。 结果，可能在到达目标晶圓之前丢失相当多的离子，且离子束20的有效照 射量减小了。已试图减小静电三极体透镜中的上述空间电荷效应。举例而言，在一 方法中，将熟习此项技艺者所熟知的Pierce几何学引入静电三极体减速透 镜中的每一电极。亦即，每一电极在其端部弯曲至一界定角度使得静电三 极体透镜内部的电场产生抵消离子束边缘处的空间电荷扩散效应的聚焦 力。然而，此方法仅可在控制离子束形状方面达成有限成果。不管所变化 的形状，每一电极仍保留以单一电压电位偏压的一个导电片。结果，由施 加至电极的总电压电位来抑制在离子束边缘处产生聚焦力。另外，电极的 一特定形状仅可用于一特定光束形状的调整或离子束的供应。鉴于上述描述，需要提供一种克服上述不足以及缺点的用于提供静电 透镜的技术。
技术实现思路
本专利技术揭示一种在离子植入机中提供成段的静电透镜的技术。在一特 定例示性实施例中，可将技术实现为用于离子植入机中的静电透镜。透镜 可包含以第一电压电位偏压的入口电极，其中离子束经由入口电极进入静 电透镜。透镜亦可包含以第二电压电位偏压的出口电极，其中离子束经由 出口电极离开静电透镜。透镜可更包含位于入口电极与出口电极之间的抑 制电极，抑制电极包含经独立地偏压以操纵离子束的能量以及形状的多个 段。根据此特定例示性实施例的其他态样，可在抑制电极与入口电极之间 产生第一组静电场(electrostatic field),第一组静电场将离子束加速至第一电位。可在抑制电极与出口电极之间产生第二组静电场，第二组静 电场将离子束减速至第二电位。根据一实施例，入口电极、出口电极以及 抑制电极可经组态且偏压以提供用于离子植入机中的缎带状离子束的减速 的第一 (或第二)台。根据此特定例示性实施例的又一态样，多个段可包含至少 一个中心电极以及至少两个侧电极(side electrode )。至少一个中心电极可经偏压以 操纵离子束的能量，且至少两个侧电极可独立于至少一个中心电极而经偏 压以校正离子束的发散。至少两个侧电极可经偏压以抵消接近离子束边缘 的空间电荷效应。至少两个侧电极可相对于至少一个中心电极对称地安置。 至少两个侧电极亦可经对称地偏压。根据此特定例示性实施例的额外态样，多个段可包含至少一个中心电 极以及遮蔽外部静电场的两个或两个以上的端电极。根据此特定例示性实施例的又一态样，离子束可为缎带状离子束，且 静电透镜可经调适以容纳缎带状离子束。根据此特定例示性实施例的又一态样，静电透镜中的至少一个电极可 具有进一步改变静电透镜内部的电场的弯曲边缘。根据此特定例示性实施例的又一态样，抑制电极可包含一个中心电极 以及对称地安置于中心电极的每一侧上的两个侧电极。或者，抑制电极可 包含一个中心电极以及不对称地安置在中心电极的每一侧上的两个侧电 极。静电透镜可更包含在抑制电极与出口电极之间的额外抑制电极。 在另 一特定例示性实施例中，可将技术实现为用于提供用于离子植入 机中的静电透镜的方法。方法可包含提供以第一电压电位偏压的入口电极。 方法亦可包含提供以第二电压电位偏压的出口电极。方法可更包含提供位 于入口电极与出口电极之间的抑制电极，抑制电极包含多个段。方法可另 外包含独立地偏压抑制电极中的多个段以产生操纵离子束的能量以及形状 的电场，离子束经由入口电极进入静电透镜且经由出口电极离开静电透镜。 根据此特定的例示性实施例的其他态样，电场可操纵离子束的包络的 角形状。根据此特定例示性实施例的又一态样，多个段可包含至少一个中心电 极以及至少两个侧电极。可偏压至少一个中心电极以操纵离子束的能量， 且可独立于至少一个中心电极来偏压至少两个侧电极以校正离子束的发 散。方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于离子植入机中的静电透镜，包含：以第一电压电位偏压的入口电极，其中离子束经由所述入口电极进入所述静电透镜；以第二电压电位偏压的出口电极，其中所述离子束经由所述出口电极离开所述静电透镜；以及　位于所述入口电极与所述出口电极之间的抑制电极，所述抑制电极包含经独立地偏压以操纵所述离子束的能量以及形状的多个段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-11-15 60/736,293;US 2006-4-28 11/413,5701.一种用于离子植入机中的静电透镜，包含以第一电压电位偏压的入口电极，其中离子束经由所述入口电极进入所述静电透镜；以第二电压电位偏压的出口电极，其中所述离子束经由所述出口电极离开所述静电透镜；以及位于所述入口电极与所述出口电极之间的抑制电极，所述抑制电极包含经独立地偏压以操纵所述离子束的能量以及形状的多个段。2. 如权利要求1所述的用于离子植入机中的静电透镜，其特征在于， 于所述抑制电极与所述入口电极之间产生第一组静电场，所述第一组静电场将所述离子束加速至第一电位；以及于所述抑制电极与所述出口电极之间产生第二组静电场，所述第二组 静电场将所述离子束减速至第二电位。3. 如权利要求1所述的用于离子植入机中的静电透镜，其特征在于， 所述多个段包含至少一个中心电极以及至少两个侧电极，其中所述至少一 个中心电极经偏压以操纵所述离子束的所述能量，且其中所述至少两个侧 电极独立于所述至少一个中心电极而经偏压以校正所述离子束的发散。4. 如权利要求3所述的用于离子植入机中的静电透镜，其特征在于， 所述至少两个侧电极经偏压以抵消接近所述离子束边缘的空间电荷效应。5. 如权利要求3所述的用于离子植入机中的静电透镜，其特征在于， 所述至少两个侧电极相对于所述至少 一个中心电极而对称地安置。6. 如权利要求5所述的用于离子植入机中的静电透镜，其特征在于， 所述至少两个侧电极经对称地偏压。7. 如权利要求1所述的用于离子植入机中的静电透镜，其特征在于， 所述多个段包含至少一个中心电极；以及遮蔽外部静电场的两个或两个以上的端电极。8. 如权利要求1所述的用于离子植入机中的静电透镜，其特征在于， 所述离子束为缎带状离子束，且其中所述静电透镜经调适以容纳所述缎带 状离子束。9. 如权利要求1所述的用于离子植入机中的静电透镜，其特征在于， 所述的至少一个电极具有进一步改变所述静电透镜内部的电场的弯曲边缘。10. 如权利要求1所述的用于离子植入机中的静电透镜，其特征在于， 所述抑制电极包含一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：史费特那B瑞都凡诺，安东尼雷诺，詹姆士S贝福，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]