TWI701698B - 離子佈植設備與方法 - Google Patents

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Abstract

一種離子佈植設備包括處理腔室、平台、離子源、及複數個控制單元。此平台存在於處理腔室中並經配置以固持晶圓。此離子源經配置以將離子束提供至晶圓上。此控制單元存在於此平台上並經配置以將能影響離子束之離子運動的複數個物理場施加至此晶圓上。

Description

離子佈植設備與方法
本揭露內容是關於一種離子佈植設備與方法。
積體電路(IC)之製造可藉由增加在半導體元件中形成之IC的密度而推動。此舉可通常藉由實施較為先進的設計規則以容許形成較大密度IC元件來達成。儘管如此,諸如電晶體之IC元件的增加之密度,亦已增加了處理具有縮小的特徵尺寸之半導體元件的複雜性。
在一些實施方式中,提供一種離子佈植設備,包括處理腔室、平台、離子源、電位提供器以及控制單元。平台存在於處理腔室中並經配置以固持晶圓。離子源經配置以將離子束提供至晶圓上。控制單元中的至少一第一控制單元電性連接於電位提供器中之第一電位提供器,控制單元中的至少一第二控制單元電性連接於電位提供器中之第二電位提供器。控制單元存在於平台上,並經配置以將能影響離 子束的離子運動之物理場施加至晶圓上,其中由第一控制單元所施加的物理場不同於由第二控制單元所施加的物理場。
在一些實施方式中,一種離子佈植設備包括處理腔室、平台、離子源、第一無源元件、第一驅動單元、第二無源元件、第二驅動單元。平台存在於處理腔室中並經配置以固持晶圓。離子源經配置以將離子束提供至晶圓上。第一無源元件配置於平台上。第一驅動單元配置以驅動第一無源元件產生第一場,第一場用以影響離子束中之離子往晶圓的運動。第二無源元件配置於平台上。第二驅動單元配置以驅動第二無源元件產生第二場,第二場用以影響離子束中之離子往晶圓的運動。
在一些實施方式中,一種離子佈植方法包括將離子束提供至晶圓上,以及將能影響離子束之離子運動的複數個物理場分別施加至晶圓的複數個區域上,其中物理場係由複數個控制單元產生,控制單元中的第一群電性連接至第一電位提供器,控制單元中的第二群電性連接至第二電位提供器。
4-4、10-10:線
5:區域
100、200、300、400、500、600、700:離子佈植設備
101:處理腔室
102:離子源
103:離子束
104:平台
105:晶圓
106:表面
108:控制單元
110:電極
112、112a、112b、112c、112d、112e、112f、112g、112h、112i、112j:電位提供器
114:介電層
116:絕緣層
118:線圈
120、120a、120b、120c、120d、120e、120f、120g、120h、120i、120j:供電器
S10、S20、S30、S40、S50、S60:步驟
當結合隨附圖式閱讀時,本揭露內容之態樣將自以下詳細描述最佳地理解。應注意,根據工業中的標準實務,各特徵並非按比例繪製。事實上,出於論述清晰之目的,可任意增加或減小各特徵之尺寸。
第1圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示離子佈植設備的側視圖。
第2圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示在第1圖中圖示之離子佈植設備的平台之正視圖,其中未繪示由此平台固持之晶圓。
第3圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示離子佈植設備的平台之正視圖,其中未繪示由此平台固持之晶圓。
第4圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示沿第3圖中圖示之線4-4截取的橫截面圖。
第5圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示在第3圖中圖示之區域5的放大視圖。
第6圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示離子佈植製程之步驟的流程圖。
第7圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示離子佈植設備之平台的橫截面圖,其中第7圖的橫截面位置與第4圖相似。
第8圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示離子佈植設備之平台的橫截面圖,其中第8圖的橫截面位置與第4圖相似。
第9圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示離子佈植設備之平台的正視圖,其中未繪示由此平台固持之晶圓。
第10圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示沿第9圖中圖示之線10-10截取的橫截面圖。
第11圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示離子佈植設備之平台的橫截面圖,其中第11圖的橫截面位置與第10圖相似。
第12圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示離子佈植設備之平台的橫截面圖,其中第11圖的橫截面位置與第10圖相似。
以下揭示內容提供許多不同實施例或實例,以便實施所提供標的之不同特徵。下文描述元件及排列之特定實例以簡化本揭露內容。當然,此等實例僅為實例且並不意欲為限制性。舉例而言,以下描述中在第二特徵上方或第二特徵上形成第一特徵可包括以直接接觸形成第一特徵及第二特徵的實施例,且亦可包括可在第一特徵與第二特徵之間形成額外特徵以使得第一特徵及第二特徵可不處於直接接觸的實施例。另外,本揭露內容可在各實例中重複元件符號及/或字母。此重複係出於簡明性及清晰之目的,且本身並不指示所論述之各實施例及/或配置之間的關係。
本文所使用之術語係僅出於描述特殊實施例之目的且並非意欲限制本揭露內容。如本文所使用,除非上下文另作明確指定,否則此單數形式「一」及「此」亦意欲包括複數形式。應進一步瞭解,當在說明書中使用術語「包含」、「包括」或「具有」時,指定所述特徵、區域、整數、操作、元件,及/或組件之存在,但不排除一或多個其他特徵、區域、整數、操作、元件、組件,及/或其群組之存在或添加。
進一步地,為了便於描述,本文可使用空間相對性術語,諸如「在…之下」、「在…下方」、「下部」、「在…上方」、「上部」及類似術語,來描述諸圖中所示之一個元件或特徵與另一元件(或多個元件)或特徵(或多個特徵)之關係。除了諸圖所描繪之定向外,空間相對性術語意欲包含在使用或操作中之裝置之不同定向。設備可經其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向)且因此可同樣相應解讀本文所使用之空間相對性描述詞。
除非另有定義,否則本文所使用之全部術語(包括技術及科學術語)具有與本揭露內容所屬技術領域中的一般技術人員通常理解的相同含義。應將進一步理解,諸如常用詞典中所定義之術語應解讀為具有與相關技術情境及本揭露內容中的上下文一致的含義,且除非本文存在明確定義,否則不應以理想化或過於正式的意義來解讀此等術語。
參照第1圖及第2圖。第1圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示離子佈植設備100之側視圖。第2圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示在第1圖中圖示之離子佈植設備100的平台104之正視圖,其中未繪示由平台104固持的晶圓105。離子佈植設備100包括處理腔室101、平台104、離子源102及控制單元108。平台104存在於處理腔室101中並經配置以固持晶圓,例如,上文提及之晶圓105。離子源102經配置以將離子束103提供至晶圓105上,其中此離子束103包括正離子或負離子。控制單元108存在於平台104上並經配置以施加複數個能夠影響離子束103之離子 運動的物理場至晶圓105上。此外,在一些實施例中,為了產生物理場,控制單元108以陣列形式佈置為鄰近平台104的面向晶圓105之表面106。
在一些實施例中,在平台104的面向晶圓105之表面106上產生物理場,其中此等物理場藉由遠距作用影響離子束103之離子運動。在離子佈植製程期間,在由離子源102提供之離子束103的離子到達晶圓105之前,離子束103之離子運動受物理場影響。因此,可藉由物理場控制離子束103之離子至晶圓105上之分佈。此外,可藉由物理場控制離子束103使其更加均勻,使得於離子束103邊緣之束均勻性得以改良,由此增加離子佈植製程的佈植質量。提供以下描述來解釋此物理場如何影響離子束103之離子至晶圓105上的運動。
第3圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示離子佈植設備200的平台104之正視圖,其中未繪示由平台104固持的晶圓(例如,上文提及之晶圓105)。第4圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示沿第3圖中圖示之線4-4截取的橫截面圖。如在第3圖及第4圖中顯示,控制單元108包括電極110及電位提供器112。電極110存在於平台104上,且電位提供器112電性連接至電極110中的至少一個。
在一些實施例中,複數個電極110電性連接至電位提供器112,且其他電極110電性連接至接地電位。在此組態下,由於電位提供器112提供正電位給電性連接至其的電極110,在平台104之表面106上產生物理場。以不同 方式解釋之,由於此等物理場係由正電位產生,此等物理場中的至少一個係電場。在涉及產生電場之此等實施例中,離子束103之離子運動受電場影響。在一些實施例中,至少一控制單元108用作經配置以產生至少一個電場的電位提供器。
如上文描述,由於離子束103包括正離子或負離子,此正離子或負離子之運動受電場影響。例如,在其中離子束103包括正離子之情況下,由於在平台104之表面106上的電場係由具有正電位的控制單元108產生,離子束103之正離子的運動受斥力影響。以不同方式解釋之,在離子束103之正離子到達晶圓105之前,離子束103之正離子受此斥力影響。由此,控制離子束103之正離子至晶圓105上的分佈。
此外,由於電極110之部分電性連接至接地電位,向電性連接至接地電位的電極110運動之正離子受影響較少。亦即,由於電性連接至正電位之電極110與電性連接至接地電位的電極110藉由不同大小的斥力影響正離子,所以根據一些實施例,對應於晶圓105之預定劑量分佈來佈置電極110。例如,在其中離子束103之離子係正離子的情況下,電性連接至正電位的電極110對應於預定具有較低劑量分佈(由此,較低劑量密度)之晶圓105區域,而電性連接至接地電位的電極110對應於預定具有較高劑量分佈(由此,較高劑量密度)之晶圓105區域。換言之,藉由控制單元108產生之不同大小的斥力來控制晶圓105之劑量分佈。
此外,在其中離子束103之離子至晶圓105上的分佈係可控之情況下,降低晶圓105之旋轉次數。因此,在此離子佈植製程中,為了改良於晶圓105邊緣之離子束均勻性(亦即,劑量分佈),旋轉晶圓105,其中晶圓105之旋轉次數與晶圓105之束均勻性相關。經由用電場控制離子束103之離子至晶圓105上的分佈,於晶圓105邊緣的束均勻性得以改良,並減少了晶圓105之旋轉次數。由此,WPH(每小時晶圓處理量)相應增加,由此提升生產效率。
進一步而言,在一些實施例中,離子佈植設備200進一步包括介電層114。介電層114置於平台104之表面106上,亦即,介於平台104與晶圓105之間。介電層114經配置以調整與施加斥力至正離子有關的操作時間。例如,在其中介電層114具有大厚度之情況下,由於晶圓105與離子源102(參照第1圖)之間的距離縮短,離子束103從離子源102(參照第1圖)至晶圓105的路徑縮短。由此,離子束103之正離子至晶圓105上的運動在更短時期內受到影響,且離子束103之正離子可具有與晶圓105水平之較小位移。另一方面,在其中介電層114具有小厚度之情況下,由於晶圓105與離子源102(參照第1圖)之間的距離增大,離子束103從離子源102(參照第1圖)至晶圓105的路徑增增大。由此,離子束103之正離子至晶圓105上的運動在較長時期內受到影響,且離子束103之正離子可具有與晶圓105水平之較大位移。亦即,介電層114之厚度與此正離子之水平位移相關。此外,在一些實施例中,從離子佈植設備200的組 態中省略介電層114,並將晶圓105置於平台104之表面106上,處於接觸平台104之狀態。
第5圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示在第3圖中圖示之區域A的放大視圖。如在第3圖及第5圖中顯示,離子佈植設備200進一步包括絕緣層116。絕緣層116置於平台104上並係柵格形狀,其中控制單元108之電極110係藉由絕緣層116彼此絕緣。由此,控制單元108之電極110設置為彼此分離,且因此其間無電流流動。以不同方式解釋之,由於控制單元108之電極110係藉由絕緣層116彼此絕緣,在離子佈植製程期間由控制單元108之電極110產生的電場係穩定。
第6圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示離子佈植製程之步驟S10至S60的流程圖。在一些實施例中,離子佈植製程包括步驟S10至S60。此離子佈植製程起始於其中採用離子束之第一剖面的步驟S10。此離子佈植製程經由其中根據離子束第一剖面計算電場分佈的步驟S20繼續。此離子佈植製程經由其中產生對應此分佈之電場的步驟S30繼續。此離子佈植製程經由其中採用離子束第二剖面的步驟S40繼續。此離子佈植製程經由其中確認離子束第二剖面之步驟S50繼續。此離子佈植製程經由其中將離子束提供至晶圓上的步驟S60繼續。
在步驟S10中,藉由離子源提供離子束,並記錄此離子束之第一剖面。例如,離子束的第一剖面包括離子束的離子分佈及離子束的束均勻性。
在步驟S20中,根據離子束的第一剖面,計算電場分佈,其中此電場分佈包括電場大小。因此,計算由控制單元之電位提供器提供的電位大小並根據此離子束的第一剖面測定。
在步驟S30中,藉由控制單元的電極產生電場,其中根據在步驟S20中計算並測定之電場分佈提供此電場之特點。
在步驟S40中,由於離子源提供之離子束的離子運動受電場影響,變化離子束的剖面以使其與在步驟S10中描述之離子束的第一剖面不同。因此,在施加電場之後改變離子束的剖面,並將此改變之剖面記錄為第二剖面。
在步驟S50中,確認在步驟S40中描述之第二剖面以判定離子束的離子分佈及離子束的束均勻性是否可接受。以不同方式解釋之,在施加電場之後,再次採用離子束的剖面以判定離子束的離子分佈及離子束的束均勻性是否可接受。在一些實施例中,在確認第二剖面之後,調整離子束的離子分佈和離子束的束均勻性中的至少一者。例如,在一些實施例中,繼確認此第二剖面之後,調整藉由控制單元之電位提供器提供之電位大小使其更大或更小。
在步驟S60中,繼確認離子束的剖面之後,將晶圓置於平台上以使用此離子束佈植晶圓。在一些實施例中,繼確認離子束的剖面可接受之後,施加能影響離子束之離子運動的電場。在一些實施例中,繼將晶圓置於平台上之後,將電場分別施加至晶圓的複數個區域上。經由將電場分 別施加至晶圓之各區域上,對應此晶圓之不同區域的離子束之離子分別受電場影響,並由此離子束之離子至晶圓上的分佈係可控,由此控制此晶圓之劑量分佈。
第7圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示離子佈植設備300之平台104的橫截面圖,其中採用沿如在第4圖情形中此平台之相似平面的橫截面。如第7圖所示,電位提供器11a及112b之數量係兩個,其中第一群組電極110電性連接至電位提供器112a及112b中的一個且第二群組電極110電性連接至電位提供器112a及112b中的另一個。由此,在一些實施例中,第一群組電極110與第二群組電極110分別電性連接至電位提供器112a與112b。在一些實施例中,電性連接至電位提供器112a之第一群組電極110具有正電位,且電性連接至電位提供器112b之第二群組電極110具有負電位。在一些實施例中,電性連接至電位提供器112a之第一群組電極110具有的正電位大於由電位提供器112b提供至第二群組電極110之正電位。
此外,在一些實施例中,具有正電位之電極110用作第一無源元件,電位提供器112a用作經配置以驅動此第一無源元件產生第一場的第一驅動單元,具有負電位之電極110用作第二無源元件,且電位提供器112b用作經配置以驅動第二無源元件產生第二場的第二驅動單元。在此情形下,第一場及第二場中的至少一者係電場。在一些實施例中,第一場及第二場具有不同方向,其中第一場及第二場之方向彼此相反。例如,由於第一場係由具有正電位之電極 110產生的電場,各第一場中的至少一者之方向係自其發散。相似地,由於第二場係由具有負電位之電極110產生的電場,各第二場中的至少一者之方向係向其會聚。
藉由此組態,在其中向晶圓105發出之離子束103的離子係正離子的情況下,正離子中的部分被具有正電位之電極110推斥且正離子中的另一部分被具有負電位之電極110吸引。在其中離子束103之離子係正離子的實施例中,具有正電位之電極110經配置以降低晶圓之各區域中的一部分之劑量密度,並且具有負電位之電極110經配置以增大晶圓之各區域中的另一部分之劑量密度。以不同方式解釋之,根據晶圓105之預定劑量分佈來佈置具有正電位及負電位之電極110。
第8圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示離子佈植設備400之平台104的橫截面圖,其中橫截面係沿如在第4圖情形中此平台之相似平面截取的。如第8圖所示,電位提供器112a至112j的數量係複數,且電極110分別電性連接至電位提供器112a至112j。以不同方式解釋之,電極110與電位提供器112a至112j之數量相同,且電極110以一對一之關係電性連接至電位提供器112a至112j。
藉由此組態,電極110中的至少一個個別地具有由電位提供器112a至112j中的一個提供的電位。以不同方式解釋之,電極110中的至少一個之電位的特征可經控制以使其與其他電極110中的至少一個不同。例如,由電位提供器112a提供之電極110的電位大小與由電位提供器112b 至112j提供之電極110的電位大小不同。此外,在一些實施例中,個別地控制由電位提供器112a至112j提供之電極110中的至少一個之電位之極性(亦即,正或負)。在一些實施例中,電極110具有由電位提供器112a、112c、112e、112f、112h及112j提供之負電位,且電極110具有由電位提供器112b、112d、112g及112i提供之具有正電位。
在一些實施例中,電極110中鄰近平台104之表面106的至少一個電極110用作像素電極,並經由個別地控制電極110來調整由電極110產生之電場的分佈。以不同方式解釋之,離子束103之離子分別至晶圓105的複數個區域上之運動分別由電極110產生之電場控制。例如,在其中離子束103之離子係正離子的情況下,若在對應於電性連接至電位提供器112b的電極110之晶圓105區域中的劑量密度高於預定值,則控制由電性連接至電位提供器112b之電極110產生的電場使其更高,以便在其上推斥更多正離子。
另一方面,在相同情況下,若在對應於電性連接至電位提供器112b的電極110之晶圓105區域中的劑量密度低於預定值,則控制由電性連接至電位提供器112b之電極110產生的電場使其更低,以便在其上推斥更少正離子。或者,若在對應於電性連接至電位提供器112b的電極110之晶圓105區域中的劑量密度低於預定值,則控制由電性連接至電位提供器112b之電極110產生的電場使其從正到負變化,以便在其上吸引正離子。
第9圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示離子佈植設備500的平台104之正視圖,其中未繪示由平台104固持之晶圓(例如,上文提及之晶圓105)。第10圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示沿在第9圖中圖示之線10-10截取的橫截面圖。如第9圖及第10圖所示,由控制單元108產生之物理場中的至少一個係磁場。
在一些實施例中,控制單元108包括線圈118及供電器120。線圈118存在於平台104上,且供電器120電性連接至用於提供電流之線圈118中的至少一者。因此,複數個線圈118電性連接至供電器120。藉由此組態,由於此電流流動至線圈118中的至少一者,於線圈118中的至少一者之相對兩側產生一對磁極。在一些實施例中,線圈118中的電流方向係相同,且於線圈118的面向晶圓105之各側由線圈118產生的磁極係N極。在其他實施例中,於線圈118的面向晶圓105之各側由線圈118產生的磁極係S極。
根據勞侖茲力定律,磁力由於電磁場而在點電荷上產生。因此,若在存在磁場的情況下點電荷以一定速度移動,則此點電荷係藉由其上之磁力施加。由於離子束103之離子係帶電粒子,所以藉由控制單元108之線圈118產生之磁場中的磁力施加離子束103之離子。如先前描述,在一些實施例中,於物理場中,關於吸引或推斥離子束103的離子之力經配置以控制離子束103的離子分佈。以不同方式解釋之,在一些實施例中,控制單元108係磁場提供單元,且由控制單元108產生之磁場引起的至少一個磁力經配置以 影響離子束103的離子運動,以便控制離子束103之離子分佈。
此外,在一些實施例中,第一群組控制單元108係電場提供單元且第二群組控制單元108係磁場提供單元,由此在平台104上產生電場及磁場。因此,平台104上之至少兩個物理場係不同的。在其中在平台104上產生電場及磁場之實施例中,電極110(參照第3圖)及線圈118存在於平台104上。在其中在平台104上產生電場及磁場之實施例中,當將離子束103提供至晶圓105上時離子束103的離子運動受電場及磁場影響。
第11圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示離子佈植設備600之平台104的橫截面圖,其中橫截面係沿如在第10圖情形中此平台之相似平面截取的。如第11圖所示,供電器120a及120b之數量係兩個,其中第一群組線圈118電性連接至供電器120a及120b中的一個且第二群組線圈118電性連接至供電器120a及120b中的另一個。因此,在一些實施例中,第一群組與第二群組線圈118分別電性連接至電位提供器供電器120a及120b。在一些實施例中,電性連接至供電器120a的第一群組線圈118具有第一方向之電流以產生面向晶圓105之N極,且電性連接至供電器120b的第二群組線圈118具有第二方向之電流以產生面向晶圓105之S極。
此外,在一些實施例中,產生面向晶圓105之N極的線圈118用作第一無源元件,供電器120a用作經配置以 驅動第一無源元件產生第一場的第一驅動單元,產生面向晶圓105之S極的線圈118用作第二無源元件,且供電器120b用作經配置以驅動第二無源元件產生第二場的第二驅動單元。在此情形中,第一場與第二場中的至少一者係磁場。在一些實施例中,第一場與第二場具有不同方向,其中第一場與第二場之方向係彼此相反。例如,針對電性連接至供電器120a的線圈118而言,由於磁場方向係從N極至S極,於面向晶圓105之N極的第一場方向係發散的。另一方面,針對電性連接至供電器120b之線圈118而言,由於磁場方向係從N極至S極,於面向晶圓105之S極的第二場方向係會聚的。
藉由此組態,由於提供給晶圓105之離子束103的離子係帶電粒子,離子束103之離子運動因磁力而受磁場影響。此外,離子束103之離子運動經影響而由於兩種類型的磁場朝向不同方向移動。因此,藉由不同方向之磁力分別施加向第一場傳播之離子束103的離子與向第二場傳播之離子束的離子,其中根據勞侖茲力此等兩個不同方向係彼此相反。在一些實施例中,根據晶圓105的劑量密度之預定分佈來佈置分別產生面向晶圓105的N極與S極之線圈118。
第12圖係根據本揭露內容之一些實施例繪示離子佈植設備700之平台104的橫截面圖,其中橫截面係沿如在第10圖情形中此平台之相似平面截取的。如第12圖所示,供電器120a至120j之數量係複數,且複數個線圈118分別電性連接至供電器120a至120j。以不同方式解釋之, 線圈118與供電器120a至120j之數量係相同,且線圈118以一對一之關係電性連接至供電器120a至120j。
藉由此組態,線圈118中的至少一個個別地具有由供電器120a至120j中的一個提供的電流。以不同方式解釋之,可個別地控制由線圈118中的至少一個產生之磁場的特征。例如,由電性連接至供電器120a之線圈118產生的磁場大小係與由電性連接至供電器120b至120j之線圈118產生的磁場大小不同。經由個別地控制由線圈118中的至少一個產生之磁場的特征,晶圓105之劑量密度分佈係可控的。在此情形下,晶圓105的各區域之劑量密度係可控的。
如上文所述,在本案之離子佈植設備中,離子束之離子運動受由控制單元產生之物理場影響,其中此等物理場中的一個係電場、磁場或其組合。由此,可藉由此等物理場控制離子束至晶圓上之離子分佈。此外,由於可藉由物理場控制離子束使其更加均勻,於離子束邊緣之束均勻性得以改良,由此增加離子佈植製程之佈植質量。此外,根據晶圓中劑量密度之預定分佈,經由調整控制單元中的至少一個的特征來調整在晶圓的各區域之至少一者中之劑量密度使其更大或更小。
根據本案之各實施例,離子佈植設備包括處理腔室、平台、離子源,及複數個控制單元。此平台存在於處理腔室中並經配置以固持晶圓。此離子源經配置以將離子束提供至晶圓上。此控制單元存在於平台上並經配置以施加能影響離子束至晶圓上之離子運動的複數個物理場。
根據本案之各實施例,離子佈植設備包括處理腔室、平台、離子源、至少一個第一無源元件、至少一個第一驅動單元、至少一個第二無源元件,以及至少一個第二驅動單元。此平台存在於處理腔室中並經配置以固持晶圓。此離子源經配置以將離子束提供至晶圓上。第一無源元件存在於平台上。第一驅動單元經配置以驅動第一無源元件產生能影響離子束離子至晶圓上之運動的第一場。第二無源元件存在於平台上。第二驅動單元經配置以驅動第二無源元件產生能影響離子束離子至晶圓上之運動的第二場。
根據本案之各實施例,離子佈植方法包括將離子束提供至晶圓上,並將能影響離子束之離子運動的複數個物理場分別施加至晶圓的複數個區域上。
上文概述若干實施例之特徵,使得熟習此項技藝者可更好地理解本揭露內容之態樣。熟習此項技藝者應瞭解,可輕易使用本揭露內容作為基礎來設計或修改其他製程及結構,以便實施本文所介紹之實施例的相同目的及/或達成相同優點。熟習此項技藝者亦應認識到,此類等效結構並未脫離本揭露內容之精神及範疇,且可在不脫離本揭露內容之精神及範疇的情況下進行本文的各種變化、替代及更改。
100:離子佈植設備
101:處理腔室
102:離子源
103:離子束
104:平台
105:晶圓
106:表面
108:控制單元

Claims (9)

  1. 一種離子佈植設備,其包括:一處理腔室;一平台,其存在於該處理腔室中並經配置以固持一晶圓;一離子源,其經配置以將一離子束提供至該晶圓上;複數個電位提供器,包含至少一第一電位提供器與至少一第二電位提供器;以及複數個控制單元,其中該些控制單元中的至少一第一控制單元電性連接於該第一電位供應器,該些控制單元中的至少一第二控制單元電性連接於該第二電位供應器,該些控制單元存在於該平台上並經配置以將能影響該離子束的離子運動之複數個物理場施加至該晶圓上,其中由該第一控制單元所施加的該物理場不同於由該第二控制單元所施加的該物理場。
  2. 如請求項1所述之離子佈植設備,其中該些控制單元中的至少一個為電極。
  3. 如請求項1所述之離子佈植設備,其中該至少一第一控制單元的數量為複數個,該至少一第二控制單元的數量為複數個。
  4. 如請求項1所述之離子佈植設備,其中該些電位提供器的數量與該些控制單元的數量相同,且該些控制單元分別電性連接該些電位提供器。
  5. 如請求項1所述之離子佈植設備,其中該第一控制單元為一線圈。
  6. 如請求項5所述之離子佈植設備,其中該第一電位提供器經設置以使得該線圈產生一對磁極,且該對磁極中的一個磁極位在該晶圓與另一個磁極之間。
  7. 如請求項5所述之離子佈植設備,其中該至少一第一控制單元的數量為複數個,該至少一第二控制單元的數量為複數個。
  8. 如請求項5所述之離子佈植設備,其中該些電位提供器的數量與該些控制單元的數量相同,且該些控制單元分別電性連接該些電位提供器。
  9. 一種離子佈植方法,其包括:將一離子束提供至一晶圓上;以及將能影響該離子束之離子運動的複數個物理場分別施加至該晶圓的複數個區域上,其中該些物理場係由複數個控制單元產生,該些控制單元中的一第一群電性連接至一 第一電位提供器,該些控制單元中的一第二群電性連接至一第二電位提供器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116453925B (zh) * 2023-06-16 2023-08-25 通威微电子有限公司 磁控增强等离子抛光装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6171917B1 (en) * 1998-03-25 2001-01-09 Advanced Micro Devices, Inc. Transistor sidewall spacers composed of silicon nitride CVD deposited from a high density plasma source
CN102800573A (zh) * 2011-05-24 2012-11-28 南亚科技股份有限公司 晶圆布植的方法
US20130248738A1 (en) * 2012-03-23 2013-09-26 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Platen clamping surface monitoring

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150118832A1 (en) * 2013-10-24 2015-04-30 Applied Materials, Inc. Methods for patterning a hardmask layer for an ion implantation process

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6171917B1 (en) * 1998-03-25 2001-01-09 Advanced Micro Devices, Inc. Transistor sidewall spacers composed of silicon nitride CVD deposited from a high density plasma source
CN102800573A (zh) * 2011-05-24 2012-11-28 南亚科技股份有限公司 晶圆布植的方法
TW201248697A (en) * 2011-05-24 2012-12-01 Nanya Technology Corp Method for implanting wafer
US20130248738A1 (en) * 2012-03-23 2013-09-26 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Platen clamping surface monitoring
TW201349278A (zh) * 2012-03-23 2013-12-01 Varian Semiconductor Equipment 離子植入器及其操作方法

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