CN101740301A - 一种离子植入机和离子植入方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离子植入机和离子植入方法，该离子植入机主要包含并排在一起的多个的离子源、并排在一起的多个分析磁场单元、并排在一起的多个孔、具有汇聚离子束作用的磁场、以及萃取电压源。上述多个离子源各自产生离子束，所产生的多个离子束在萃取电压源的作用下被拉出，然后分别经过上述多个分析磁场单元进行筛选后从分析磁场单元的另一端射出，再经过上述多个孔后，被具有汇聚离子束作用的磁场变成平行的离子束，之后将平行的离子束植入到晶片里面去。采用本发明的装置和方法可以产生宽度加宽且均匀度得到改善的离子束，从而使离子植入机获得更大的离子束流，进而提高了机台的吞吐量。

Description

一种离子植入机和离子植入方法

技术领域

本发明涉及半导体离子植入技术，尤其涉及一种离子植入机和离子植入方法。

背景技术

在半导体制造流程中，为了适当的将掺杂物在控制的条件下导入芯片材料中，一般是通过掺杂的技术来达成，其中广泛应用的即为离子植入技术。而随着IC制程线宽越来越小，晶片的直径越来越大，取代高电流离子植入机中使用带状离子束进行单片植入方式越来越有必要。目前采用的是单个分析磁场单元(AMU)和用于产生离子束的单个离子源(source)，这种方法所产生的带状离子束均匀度和宽度受到限制；且实际上为了得到相对较宽的离子束，会损失一部分均匀度及调机时间。

发明内容

本发明的目的在于克服上述问题，提供一种离子植入机和离子植入方法。

首先，本发明提供了一种离子植入机，该离子植入机包含：

N个并排在一起的产生离子的离子源，每个离子源具有一个发出离子的出口；N个并排在一起的筛选离子的分析磁场单元，该N个分析磁场单元各自的一端分别对应于上述N个离子源的N个出口；N个并排在一起的孔，该N个孔分别对应于上述N个分析磁场单元的另一端；位于上述孔之后的具有汇聚离子束作用的磁场；萃取电压源，其正极接向并排在一起的N个离子源，负极接向并排在一起的N个分析磁场单元；其中，N是大于或等于2的整数。

该离子是需要植入晶片中元素的正离子。

该萃取电压源的电压可变。

另外，本发明还提供了一种利用上述离子植入机的离子植入方法，具体如下：

上述N个离子源各自产生离子束，所产生的N个离子束在萃取电压源的作用下被拉出，然后分别经过上述N个并排在一起的分析磁场单元进行筛选后，分别从该N个分析磁场单元的另一端射出，射出的N个离子束分别汇聚于N个并排在一起的孔中，经过N个孔后的N个发散离子束再经具有汇聚离子束作用的磁场后变成平行的离子束，之后将平行的离子束植入到晶片里面去。其中，N是大于或等于2的整数。

该离子是需要植入晶片中元素的正离子。

通过加电压到萃取电压源上，正离子在正电压的推力下被拉出来。

采用本发明的装置和方法可以产生宽度加宽且均匀度得到改善的离子束，从而使离子植入机获得更大的离子束流，进而提高了机台的吞吐量。

附图说明

图1表示本发明的一个实施方式的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明所述的一种离子植入机和离子植入方法作进一步的详细说明。

图1所示是本发明的一个实施例的示意图，图1中箭头所示是离子束的流向。在该实施例中，离子植入机采用两个并排在一起的离子源11、12用于产生需要植入晶片中元素的离子束，该离子束呈正离子状态，在本实施例中是硼离子(B+)。然后通过萃取电压源6来拉出离子，具体表现为加电压到萃取电压源上，正离子束在正电压的推力下就可以被拉出来，该萃取电压源的电压可是以改变的。该萃取电压源的正极接向这两个并排在一起的离子源11、12，负极接向并排在一起的分析磁场单元31、32的靠近离子源11、12的一端。这使得两个被拉出的离子束21、22分别经过两个并排在一起的分析磁场单元31、32进行筛选，这两个分析磁场单元31、32各自的一端分别对应于离子源11、12的离子出口，而另一端则分别对应于并排在一起的孔41、42，经过分析磁场单元31、32的离子束21、22分别会聚到这两个并排在一起的孔41、42中，经过孔41、42后，离子束21、22呈发散状态，这些离子束再经过后续处理离子束的磁场5，该磁场5具有汇聚离子束的作用，将发散状态的离子束变成平行的离子束，之后就可以将平行的离子束植入到晶片里面去了。在整个过程中，离子源11、离子束21、分析磁场单元31、孔41分别对应，而离子源12、离子束22、分析磁场单元32、孔42分别对应。

本发明采用两个离子源，其所产生的离子束宽度比采用一个离子源产生的离子束宽度要宽，而离子束经过萃取电压拉出来之后，经过两个分析磁场单元，每个离子源对应一个分析磁场单元，这就使得所产生的较宽的离子束宽度，离子束需要压扁的比例越小，从而可以改善离子束均匀度。并获得更大的离子束流，提高了机台的吞吐量。

依此类推，在另一实施例中，上述离子源是三个并排在一起，分别为11、12、13，对应的分析磁场单元(AMU)也是三个并排在一起，分别为31、32、33，被萃取电压拉出的离子束21、22、23分别经过分析磁场单元31、32、33进行筛选后，分别汇聚于三个并排在一起的孔41、42、43，经过孔41、42、43后呈发散状态的离子束再经过后续处理离子束的磁场5的作用变成平行的离子束，之后将平行的离子束植入到晶片里面去。

而在其他实施例中，上述离子源可以是N(N＞3)个以上并排在一起，他们所产生的离子束11、12、13、14……1N分别经过并排在一起的N个分析磁场单元进行筛选后，分别汇聚于并排在一起的N个孔中，经过N个孔后的N个发散离子束11、12、13、14……1N再经后续处理离子束的磁场5的作用变成平行的离子束之后将平行的离子束植入到晶片里面去。

在其他实施例中，上述离子束可以是任何需要植入晶片中元素的正离子，例如砷离子(AS+)，也可采用上述方法达到上述效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换的，均应涵盖在本发明的权利要求的保护范围当中。

Claims (6)

1.一种离子植入机，其特征在于该离子植入机包含：

N个并排在一起的产生离子的离子源，每个离子源具有一个发出离子的出口；

N个并排在一起的筛选离子的分析磁场单元，该N个分析磁场单元各自的一端分别对应于上述N个离子源的N个出口；

N个并排在一起的孔，该N个孔分别对应于上述N个分析磁场单元的另一端；

位于上述孔之后的具有汇聚离子束作用的磁场；

萃取电压源，其正极接向并排在一起的N个离子源，负极接向并排在一起的N个分析磁场单元；

其中，N是大于或等于2的整数。

2.根据权利要求1所述的离子植入机，其特征在于该离子是需要植入晶片中元素的正离子。

3.根据权利要求2所述的离子植入机，其特征在于该萃取电压源的电压可变。

4.一种利用权利要求1所述的离子植入机的离子植入方法，其特征在于

上述N个离子源各自产生离子束，所产生的N个离子束在萃取电压源的作用下被拉出，然后分别经过上述N个并排在一起的分析磁场单元进行筛选后，分别从该N个分析磁场单元的另一端射出，射出的N个离子束分别汇聚于N个并排在一起的孔中，经过N个孔后的N个发散离子束再经具有汇聚离子束作用的磁场后变成平行的离子束，之后将平行的离子束植入到晶片里面去；

其中，N是大于或等于2的整数。

5.根据权利要求4所述的离子植入方法，其特征在于该离子是需要植入晶片中元素的正离子。

6.根据权利要求5所述的离子植入方法，其特征在于通过加电压到萃取电压源上，正离子在正电压的推力下被拉出来。