TW200820303A - Technique for improved ion beam transport - Google Patents
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Description
200820303 九、發明說明.: 【發„技術領域】 之,是般而言是關於基板處理技術,且更特定丄 傳二種用於改善帶狀射束離子植入器中之 【先前技術】 在半^體製造巾,制 材料性質。實際 祖木汉夂基板之部分的 雜質引入半導:曰n: t已成為用於將改變傳導率之 準技橋。中產各種基於半導體之產品的輕 子源中肖子m巾,通常使所要_質材料在^ 2ΙΓ使離子加速以形成指定能量之離子^ Γ 透入主體半導::二曰®的衣面。離子束中之高能離子滲 主體+¥體材料中且嵌人晶圓之主 格中/形成所要傳導率的區域。 打⑽曰曰 經良常包括用於將氣體或固體材料轉換成 以、^ 束_子源。可_子束進行質量分析 =不恰當的種類,使離子束加速至所要的能量,且接 而厂子束導至目標區(通常為半導體材料之晶圓的表 上。可藉由射束掃描、目標區移動或藉由射束婦描與 ^區移動之組合而將離子束分佈於目標區上。習知離子 植入器之實例揭露於以下專利中:£11辟於1981年6月3〇 曰發證之美國專利第4,276,477號;Turner於1981年8月 11曰發證之美國專利第4,283,631號;Freytsis等人於 1990 2月6日發證之吳國專利第4,899,〇59號;Berrian等人 200820303
Z34/ypiI 於年5月
White耸人认二 之美國專利第4,922,觸號;及 號。、;94年9月27日發證之美國專利第5,350,926 1千巾之離子植人之離子種類包括具有在小於 磷、i、‘及t於伏特之範圍内之能量的坤、 圍内的離子電流要在數微找至數毫安培之範 小於1千電?伏^ +¥以·勢正朝著 控制的方向發屏隹子植入能量以及小於1度之入射角 種技::植:為引入帶狀射束技術。在此 竭下方經過時,帶狀當工件 帶狀射束技術存在頻佈工件。使用此 植入器,帶狀射束;術=舉例而言,對於圓盤型 性。對於單-晶圓植入哭?:!,掃,經過離子束之必要 著單一維度移動曰°。僅而在入射的帶狀射束下方沿 】除對橫向電磁;要 ::經一•在二; 狀射站Γ置技/挑戰是非平凡的,因為帶 度的角度準確性,《及在生i優:I1:;:】:,、 w操作。頒予、等人的名稱為V= 200820303 名稱為‘armi〇nimPlanter,之美國專利第5,350,926號以及 ί M L ™ br〇ad beam implanter^ 第5,834,786號提供帶狀射束技術的—些特徵。 低的处If=子植人器中,儘管在工件處可使甩相對 、尚女:::吊常需要以相對較高的能量使離子束傳送經 準傳i離2J::於其原因為以末級所需的較低能量位 ^傳4子束將造成發生空間電荷擴散。因此,在一些離
子^^財,使载速好在離子束人射在基板上 之刖將離子能量減少至所要的位準。 、f知帶狀射束植人器的常糾題在於:—些離子可在 / wa著射束線之殘餘氣體的電荷交換反應中損失其電荷。 已發生電荷交換反應的離子(本文中稱作“中、性粒子 (nemrals)”)不受減速器影響。因此,其可能讀高能量 位丰衝擊目標基板。目標基板之此高能量污較不希望的 且顯然可對所得的經植入之裝置產生負面影響。 種減輕中性粒子之影響的方法為在離子植入器中正 好在減速器級之後應用能量過濾器。此種能量過濾g通常 有效地防止高能量中性粒子到達目標。然而,此解決方法 的缺點在於:經減速的低能量射束即使傳送小段距離亦非 常困難,因為其經受大的空間電荷擴散。因此,使射束傳 送經過能量過濾器變得有問題,因為其將傾向於過度包括 (overly inclusive)。亦即,其將不良地衰減所要的離子且防 止所要的離子以所要的能量及以所要的濃度到達基板。此 外,僅有限量的電流可傳送經過此過濾器,常常使射束平 200820303 234/ypir 行性顯著降級。 人-將需要提供一種用於分離帶狀射束離子植 性粒子以克服已知系統之或所有上 述不準確性以及缺點的技術。 1另工 【發明内容】 揭露一種用於改善離子庚值徉的妊 枓斑m由〜+ 果傳的技術。在一特定例示 佳員_中’可如下來實現所述技術,—種 =中離子源’用職生離子束;,自離 子束中之離子粒子中選擇所要離子自離 組態以減少離子束中的離子之^ 31料減速益,經 利用來自料’終端站’用於支撐將 洲采自t束之料進行植人的至少— ,mx麵子相達離 自離 子末中移除帶中性電荷之粒子。 別目離 在另一特定例示性實施例中, :二種用於在植入系統,植入離子之方法包:現:: ^原產生軒束;義子綠行¥1 在又-特定例示性實_中,可 二:===::離子束-除= ::利用靜電偏轉器來過編量離子== 200820303 ZD4/ypn
現將蒼考如附隨圖式中所示的本揭露案之例示性實施 例來更詳細描述本揭露案。雖然下文參考例示性實施例描 述本褐i备案’但應瞭解’本揭露案不限於所述例示性實施 例。一般熟習此項技術者在理解本文中之教示後將認識到 額外實施、修改及實施例以及其他使用領域,所述額外實 施丄修改及實施例以及其他使用領域在如本文所描述的本 揭路案之範嚀内,且關於所述額外實施、修改及實施例以 及其他使用領域本揭露案可具有顯著效用。 I實施方式】 現簽看圖1,繪示根據本揭露案之各種實施例的例示 白知離子植入系統10G之示意性方塊圖。系統1⑽包括 ,於沿著射束職產生帶狀離子束115之離子源11〇。離 子源110包括(例如)特定氣體之電漿源112以及相關聯 之電源114。電浆源112可包括電聚偈限腔室(pia讓 confinement chamber),離子束是自所述㈣侷限腔室中提 取。經提取之離子束(extracted i〇n beam)可包括帶狀離子束 (nbbon shaped ion beam)115,例如,對於 3〇〇 毫米半導體 晶圓之植人,具有約彻毫米之寬度。可於名稱為“High Tmn麵贿,Low Energy①咖加細尬⑽騰F〇r⑽
Implanter”之相同申請人的美國專利第6,635,880號中找 =3:射束產生離子植人系統,所述專利的揭露内 合以全文引用之方式併入本文中。 Π5 It10之下游提供射束線總成120以接收射束 ''友總成12〇可包括質量分析器(mass 200820303 減速系統一及偏轉器系一 使^束線總成120沿著路徑定位以接收射。所 罝分析器122包括場產生组件,諸如,磁鐵(未示二 操作以提供跨越離子束之路#的磁場,以便使來σ自離子 115之離子根據射束115中各別離子之 以不 ,軌道偏轉。行進通過磁場之離子經受的力引導 =個卿子料射束之路徑,並使不恰當質量之偏 離射末之路徑。如將在圖3之情況下更詳一:: :==可?括具有定向於所要質量之“之軌i: 的孔社鮮,猎贿絕其他不恰量之離子。 „ m是可控制的且可選^^生地操作 二二與帶狀射束115相關聯之能量。舉崎 、⑽里下可不必對射束能量進行實f改變,且減速 ίΐ二115觸_實質改變。或者’在低能 用中(例如,用於在半導體本體中形成淺接面),可能 ^要,”5之能錢速。在所述情況下,減速系統124 低-ΪΪΪ'ί統126可用於在植入工件中之前使用減速的 ^里糸、、4巾。如上所論述,可使用偏轉來防止 =目對高能量中性粒子污染。偏_㈣126可包括^ 如)用於使射束偏離射束線軸的偏轉電極以自帶狀射束中 移除原本可作為能量污染物之中性粒子(由於其不能在存 -10- 200820303 在偏轉場之情況下偏轉)。 提徂:: > 气圖1中所描繪的例示性植入器系統100,亦 板二以接收來自射束線總成12°之經過質量分 撐沿!:走除巧染的離子束115。終端站135通常支 之路徑(然而,由於偏轉器126而自原始 夕一偏移)安置的將使用帶狀離子束115進行植入 135一 件’諸如’半導體晶圓(未圖示)。終端站 射走^_晶w移至射束之路#中及將晶圓移出 餅ίΐ徑从將晶圓移至後續處理級上的晶圓驅動系 過射I Ί站135預期使用可使多個卫件旋轉經 中八蒙,統,或預期使用單-工件終端站,其 二叫銳經過射束115或使射束115掃描經 H二135亦可包括用於侧暴露於目標工件之 子W里位準的一或多個偵測器(未圖示)。 植入器系統100亦可包括控制器、15〇以及直 為或包括經程式切執行所要的^/ 二:、:工月匕的通㈣腦或通用電腦網路。在各種實 =;:=可為用指令碼程式化鳴半導體製 括盘勺乜射击処°°在各種貫施例中,控制器150可包 S/ΐ^ΛΓ10以及終端站135之各種系統組件的電 =及=料連接。控制器15〇亦可包括其他電 件,诸如,特殊應用積俨雷政f 屯 3、、、 式咬可程A化雷尽^ (例如,趟〇、其他固線 (GA)寻寺。控制器、150亦可包括用於執行所要功 -11 - 200820303 zd^/ypn 使用者#裝置、顯4、印表機等等 儲存裝置、機械驅動系統等等。 ° 、’ 曰π=ΪΓ可與終端站135處的晶圓驅動系統通信, :固=线㈣使晶_對於射束η 二統可使晶_經過射束ns以便將二
上。晶圓驅動系統可包括用於以所要方 各種不同的裝置或系統。舉例而言,晶 包括伺服驅動馬達、電磁閥、螺旋驅動機構、 式工痛承、位置編碼裝置、機械連接、機器人臂 或此項技射熟知的祕移動晶_任何其他組件。 真空系統14〇可與控難15Q通信(例如)以將關於 t 之一或多個部分在植入製程期間的當前真空位準 ^貧訊提供給控制器15G。真空系統14G亦可包括監視腔 至'105中之壓力且將壓力讀數傳遞給控制器w的一或多 =[力感測為。或者,此等壓力感測器可與真空系統⑽ ^刀離且與控制器150直接通信。 。如上所論述,在需要利用低能量離子束之離子植入製 程中(諸如,在半導體本體中之淺接面的製造中),在射束 H5入射於基板上之前以高能量操作射束115常常是有利 ^。,,因為:由於空間電荷巾和歡以及射束擴散的影 曰、回此置下之離子束傳送是有效的而低能量下之離子束 傳运較不有效。在所述狀況下,可使用減速器以在射束i工5 到達終端站135之前使射束115之能量減少至所要的較低 -12- 200820303
ypiT 位準。然而 ^入在減少射東U5之能量方面,單單減速並不 =旦ί 口為由於射束粒子在射束115經減速至其最終 殘餘氣體中中和或自表面散射小角度,所以沿 六帝Η 、的路彳雙可發生某一位準的射束污染。此等影塑 中特別嚴重,諸如,使射束115減速需雜 其降低射東115的品質,亦即,射東的強 ====等因素將會影響最终植人裝置性質)。低 电件(it _降級。使低能量射束經受任何其他 入製程生“的是==導致較不精確之射束控制且植 如先前所論述,在目!之系統100中所 例中些習知離子= 铁而=慮益防止高能量,,中性粒子污毕目庐 現亦可能降級敏感的低能量射束的品;: 系統20。之:㈣露案之實施例的離子植入 Mu 束線件的方塊圖。在圖2之系統2fm由 產生器21〇產生所要種類的離子束201 貝!/能量分析以移除能量以及 :::離子束的 -13- 200820303 /ypn 終端站260包括壓板264,壓板264支撐在掃描離子 束201之路徑中的半導體晶圓城或其他工件,以便將所 f種類的離子植人晶圓遍中,藉此改變晶圓262的任何 未經遮蔽之部分的材料性質。終端站26〇亦可包括用於於 =離子束缝以及劑量均勻性的法拉第 其他劑量偵測器。 ,、之離子束產生$ 21Q包括離子束源214、源過渡 L,於給離子束201供電的電源212。源過濾、器 柱22= 近離子板214的位置中。加速/減速 柱220疋位於源過濟哭 曰 賦予離子束201、高216與貝置分析益230之間以用於 分析磁錯w广虽傳达能量。質量分析器230包括偶極 沿著射> 及ΐ有鑑別孔隙236的遮罩234。遮罩234 ^ _ 之路杈定位於僅允許具有所要質量的彼望離 置處’藉此確保離一 沿著=:::在;=使_射束,則亦可 或者,鼾Φ 7m 里分析器230之後使用掃描器。 二终端請^ 耵束201的知描機構。 用於使射束正11 24G ’角度修正器24〇 掃描離子束,從而聚 ^產生具有平行離子執道的 可包括間隔開以界;;=卜坪言之,角度修正器240 圖示)的磁線圈:==磁極片,以及輕接至電源(未 、 可通過磁極片之間的間隙且根 -14- 200820303 2^4/ypir 的磁場㈣轉。可藉減變通過磁線_電流而 調登磁%:。 H 系統200可更包括靜電偏轉器(electrostatic e ectoT)27Gj>在各種實施例中,角度修正器聚焦射束
以產生南能量帶狀射束。如本文中所論述,儘管由質 =分析器230提供遮蔽,但射束2〇1仍可經受中性粒子污 染。中性粒子是藉由與殘餘氣義電荷交換反應而形成/。 殘餘氣體可能由電漿源214以及離子植入期間工件262表 揮發喊生。中性粒子甚至可形成於靜電偏轉器 當離子束201進入靜電偏轉器27〇中時,偏轉器27〇 中之電極產生電場,電場改變離子之執道使離子朝向目標 ,對f性粒子沒有影響。因此,使中性粒子與離子有效分 離。又,與先前技術射束線架構栢比,藉由沿著射束2〇1 =路徑應用靜電偏轉器270 (其中,射束2〇1仍具有高能 里位準),而使得射束2〇1之品質未降級及/或使降級最小 化。 士根據本揭露案之各種實施例的靜電偏轉器270的另一 斗寸故為籍由低溫捕獲(cry〇genically trapping)靜電偏轉器 27〇處之背景氣體(background gas)而降低背景壓力 ^aekgr_dpressure)。如上文所提及,可使背景氣體壓力 兵中性粒子產生率直接相關。因此,降低此氣體壓力將對 2束純度產生直接影響。本揭露案之各種實施例可利用低 速冷部制源(諸如,液態氮)來冷卻靜電偏轉器270之電 -15- 200820303
2D4/ypiT 極,藉以經由冷凝來捕獲背景氣體。 系統200可更包括減速級250,減速級250包括一或 多個減速元件。可使用透鏡或其他已知方式使射束201滅 速。本揭露案之各種實施例將經由減速器光學元件之光學 元件提供聚焦修正,以補償較低能量區域中(諸如,減速 級250中)發生的空間電荷散焦(Space也虹弘defocusing)。
系統200額外包括透鏡修正器28〇。較佳地,正好在 減速級250之出口區域之後應用透鏡修正器28〇。在各種 實施例中,此透鏡修正器可為如公開的美國專利申請案第 2006/0169924號以及第2005/0242294號中所描述的結構, 兩個美國專利申請案的名稱均為‘‘ c〇ntr〇mng the Characteristics of lmplanter I〇neeams,”,其揭露内^ 文引用的方式併入本文中。透鏡修正器28〇可進行最終平 行性修正以修正任何低能餅級,藉此確侧達目標基板 规之▼狀射束2〇1具有高精確度且因此能夠均勻離子摻 夕夂2看圖3 ’在此8^巾,鱗祕與根據本揭露案 =種貫施例之離子植人器_起使用的包括— = 過濾器咖的橫截面圖。靜電過濾器(偏 二)i括沿者離子束路徑置放的入口區域272。 子^所ί及2高能量射束可包括離子且被—些中性粒 性声體之存在的背景壓力之增加可加劇中 粒子產生。在各種貫施例 電極274、275、276施力“ 包壓源(未圖示)對 加毛何以在電極274、275、276附 -16- 200820303 25479pif 近產生電場。此電場將影響帶電離子之射束之路徑,但對 中性粒子之執道沒有影響。因此,設計靜電偏轉器270以 僅使所要的離子朝向目標偏轉,而使中性粒子繼續在處理 腔室中沒有減弱,或使中性粒子被俘獲、抑制,或以其他 方式防止中性粒子到達目標。 在圖3之例示性能量過濾莽27〇中,組合併入有能量 過濾器之緊密設計以及減速器在此實例中,入射的離子 束經受由第一組平行電極274形^之電場,經受由產生指 =曲率中心之使射束朝向終端站偏轉的電場之第二組弓形 龟極275以及黾位尚於苐一電極274之最終組平行電極 276 (提供至最終能量之離子減速)所形成的第二場。在各 種實施例中,使諸如揭露於上述,合24及,294申請案中的透 鏡铋正好疋位於最終減速電極之後以執行最故射 束平行性修正,如在圖2及圖4之情況下更詳細論述;; 除使離子偏轉之外,根據本揭露案之各種實施例之靜 電偏轉器270亦包括用於降低背景壓力藉以減少沿東 路_額外中餘子之形成的機構。纟各種實施例中,如 圖2之情況下所論述,此機構包括藉由電極274、2乃、 德溫冷卻來促進的背景氣顧。靜電過濾器可包 =7^ 275、276連接至冷卻源(諸如,包括(例如)液 ㈣之低、溫材料)之外壁或其他熱 274 ^ 275 ^ 276 —,接觸之結構。吾人::身此=與電極 存在電極274、275、276恤了卿繼體冷= 200820303 2D4/ypii 效體:==:==間形成氣截時有 -、、知 J目植入态腔室内夕神隹口〜, t^’此製程_入_== 粒子(物樣)進行接;:直中性 地向;=常阻墙擴散至高射束能量區2 /看圖4,此圖式為詳述根據本揭露案之每 流程圖用具產生帶狀離子束之方法:步:的 額外步驟=行不同於圖4中詳述的彼等步驟之 中產生離子束。在各丁至乂驟305 ’在步驟305 型之離子束,例中,此步驟包括產生帶狀類 括發,離:束。在各種實施例中,此步驟包 ^ 申拜、鍺、硼以及氫組成之群的呈有在小 至=千電子伏峨^ 加速,t力 =:送可包括利_ ▲•看圖4,方法之操作進行至步驟3丨〇。在步驟 -18- 200820303 ^^f/ypir , 行貝量分析。如此項技術中所 匕括基於各卿子之電荷f量 =、,,此步驟 送離子。行進通過磁場之離子的力=不同執道上發 之路經。在各種實施例中^呈=雄子偏離射束
子。接ΐ Λ 罩來淨化射束使射束僅包括彼等I 此步驟可包括庳用^夕;"、、、碓子束。在各種實施例中, 束,· 多個光學元件或磁元件來㈣射 行帶狀射束,從發散射束轉換成平 質。各種實施例可不執行性或影響射束之其他性 接著,在步驟320中,勃;7 X ^ 中’此步驟包括使高能量離子束經受二射f各:實施例 朝向目产㈣Γ 的’制靜電偏·使離子 且防止中性粒子用過量能量污染目:„爾上 中,分離離子包括對偏轉器用各例 入期間可與中性粒子產生相關的機構以她在植 行至ΐί 中之離子分離之後,方法之操作進 束之能量減少至適用於植二:=束=以將射 利爾々從ϊ内 早如本文所論述的,可 能,=:==;:,補償在較低 接者’在步驟330中’在離子束減速之後,使射束經 200820303 又多極修正器以在射束入射於目標上之前 修正。在各種實爾,此步騾包括使::、、、::行性 及,携申請案情描述的透鏡修正器 ^如上逑似 特徵可為:具有與其平行於帶狀射束,=修正器之 高導磁率矩形鋼結構,且其幾何中 ^射^轴,準的 心重合。使 =中’步驟330 t多極修正器之應用將容許工 確性== = ==分佈‘ =引起的射束擴展影響之近倾償 句勻性以及角度準確性的射束。 、良良 在步驟3〇5中,在完成射束調節 f離子植-於目標上。在各種實施例中, 東’且附接於壓板之晶圓掃描器S = ㈡===過r。在各種實施::
a 了於目私日日®移動,且可使用射束移動I 曰曰圓移動之組合。方法於步驟340結束。 兵 =解’儘f是在帶_束離子植人狀情況 程圖中所概述的方法步驟,但所述方法步驟二 其他半導^型之離子植人⑼及其他半導聽理設備, 程、同安版处理攻備通常包括用於沈積子製程、移除子製 製程製程以及執行基板材料之電性質之修改的子 -20 - 200820303 2i>479pit +盥句由本知露案之各種實施例,可經由靜電過濾達成離 丑舁中性粒子之分離,可由減速器光學元件提供空間電荷 散焦^償,可提供處理腔室背景壓力之降低且因此提供中 ,粒子產生之減少,並可提供最終減速之後的射束修^, 猎此達成具有優於現存製程之增加的精確性之離子植入 矛壬且具有改善的射束傳送性質。 妖本揭露案不限於本文所描述之特殊實施例的範疇。實 除^,對於一般熟項技術者而言,根據上述描述以及 ^返圖式,本揭露‘案之其他各種實施例以及修改(除本文 ^斤描述^彼等實施例以及修改之外)將顯而易見。因此, 外等,,貝及修改意欲屬於本揭露案之範疇内。另 2 ^ g已在本文中在用於特定目的之特定環境中在特定 2之^兄下描速本揭露案,但—般熟習此項技術者將認 mm有祕不限於此,且可仙於任何數目 2的之任何數目的環境忖利地實施本賊案。因此, 二、於如核_述的本減#之完絲_及精 乐芊以下所闡明的申請專利範圍。 【圖式簡單說明】 ㈣ίΐ促進更全面瞭解本揭露案,現參看附隨圖式,在 ’類似數字代表類似元件。此等®式不應被解 擇為限制本揭轉,而只是侧示性的。 圖1為例7F性f知離子植人纟統的*意性方塊圖。 ,2為根據本揭露案之各種實施例轉子植入器設備 之射束線組件的方塊圖。 -21 - 200820303 器一 橫截面圖 圖3為用於與根據本知露案之各種實施例之離子植 =用的包括-組線㈣稱電極之靜電能量過4器的 貫施例的用於利用植 驟的流程圖。 圖4為詳述根據本揭露案之各種 入器工具產生帶狀離子束之方法之步 【主要元件符號說明】 100 :離子植入系統/植入器系統
105 :腔室 110 :離子源/射束源 112 :電漿源 114 :電源 115 ·帶狀離子束/帶狀射束 120 :射束線總成 122 =質量分析器 124 :減速系統 126 ·偏轉器系統/偏轉器 135 :終端站 140 :真空系統 150 :控制器 200 ·離子植入系統 201 :離子束/射束 210 :離子束產生器 212 :電源 214 :離子束源/電漿源 -22- 200820303 25479pif 216 :源過濾器 220 :加速/減速柱 230 :質量分析器 232 ·偶極分析磁鐵 ^ 234 :遮罩 - 236 :鑑別孔隙 240 :角度修正器 250 :減速級 ® 260 :終端站 262 :半導體晶圓/目標基板/工件 264 :壓板 270 :靜電偏轉器/靜電能量過濾器 272 :入口區域 274 :平行電極 275 :弓形電極 276:平行電極 _ 280:透鏡修正器 -23-
Claims (1)
- 200820303 z^4/ypit …、申請專利範圍: 1·一種離子植入系統,包括: 離子源,用於產生離子束; 質量分析器,用於自所述離子束 擇所要離子種類; 卞祖于τ 離子減速n,經組料減少所述離子束巾的離子之終端站切將仙來自崎 行植入的至少一工件;以及 K雕丁 中性粒子^ΐϋ,雜態以在所述離子束到達所述 離子減速器之前自所賴子束中移除帶中性電荷之粒 子0 2.如申請專利範圍第1項所述之離子植人系统,更包 括角度修正器磁鐵,所述角度修正器磁鐵經組態以使所述 所要離子義之科偏轉,結所述科权射於所述至 少一工件上之前將所述離子束轉換成帶狀離子束。 、、3.如申請專利範圍第!項所述之離子植入系統,其中 所述中性粒子分離器包括能量過濾器。 、,:,如曰申請專利範圍第3項所述之離子植人系統,其中 所逑咸夏過滤态包括靜電偏轉哭。 5:如申請專利範圍第1 ^述之離子m μ 所述離子減速裔包括多級光學離子減速哭。 &如申請專職圍第1顿述之離子植人緖, 所述中性粒子分姆更包㈣於磁在植人_在所述至 -24- 200820303 2^>479pli 少一工件之表面處所產生的氣體的氣體阱機構。 7.如申請專利範圍第6項所述之離子植入系統,其中 所述氣體阱機構包括適於冷卻所述中性粒子分離器之三部 分的冷卻機構。 、δ.如申請專利範圍第7項所述之離子植人系統,其中 所述氣體_構藉由在所述經冷卻之部分上冷卻粒子之冷 凝而捕獲背景氣體。 、9.如申請專利範圍第1項所述之離子植人系統,其中 所述中性粒子分離H更包括經組g以使巾性粒子偏離所述 至少一工件的一或多個表面。 λ ^如申請專利範圍第1項所述之離子植人系統,更包 括疋位於所述離子減速器之後的多極修正哭。 11.-種用於在植入系統中植入離;之;法,包括: 利用離子源產生離子束; 束執订質量分析以選擇特定離子種類; 過/思所述離子束以移除中性粒子; Φ 使所述離子錢鞋所要魏量料; 將所述離子束轉換成帶狀射束;以及 將所述帶狀射束施加於基板。 植入第11項所述之用於在植入系統中 括使所述離子束料靜離子束以移除中性粒子包 静电偏轉益經組態以經由背景 200820303 z^/ypii 氣體之基於冷卻之冷凝作用而降低背景壓力。 14.如申請專利範圍第12項所述之用於 植入料之方法,其巾所述靜電偏騎以借、、先中 的離子偏轉。 二、、且I、以僅使所要 棺入申請專利範圍第12項所述之用於在植入系絲中 之方法,其中所述靜電偏轉 的粒子偏離所述基板。 〜、且恶以使不期望 16·一種用於在離子植入系統中自 不期望的粒子之方法,包括:^讀料束中移除 轉於離子束減速之前利用靜電偏 二慮_ 束以移除中性氣體粒子。 統中自'帶壯m第16項所述之用於在離子植入系 低所H 中移除不期望的粒子之方法,更包括降 低所地静電偏轉器周圍的背景壓力。 統中圍第17項所述之用於在離子植入系 移除不期望的粒子之方法,其中降低 由冷凝作用來罐背景氣體^鱗mm—部分以經 -26-
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI613696B (zh) * | 2013-06-14 | 2018-02-01 | Sumitomo Heavy Industries Ion Technology Co Ltd | 高能量離子植入裝置 |
| TWI613695B (zh) * | 2013-05-28 | 2018-02-01 | Sumitomo Heavy Industries Ion Technology Co Ltd | 高能量離子植入裝置 |
| TWI662581B (zh) * | 2014-02-10 | 2019-06-11 | 日商住友重機械離子技術有限公司 | 高能量離子植入裝置、射束平行化器及射束平行化方法 |
| TWI700723B (zh) * | 2017-03-20 | 2020-08-01 | 美商瓦里安半導體設備公司 | 離子植入系統及其方法和處理離子束的減速級 |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7528391B2 (en) * | 2006-12-22 | 2009-05-05 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Techniques for reducing contamination during ion implantation |
| GB2446005B (en) * | 2007-01-23 | 2012-03-21 | Superion Ltd | Apparatus and method relating to removal of selected particles from a charged particle beam |
| US7858955B2 (en) * | 2008-06-25 | 2010-12-28 | Axcelis Technologies, Inc. | System and method of controlling broad beam uniformity |
| CN101838797B (zh) * | 2009-12-18 | 2012-07-04 | 上海凯世通半导体有限公司 | 离子注入方法 |
| RU2579749C2 (ru) * | 2010-08-23 | 2016-04-10 | Эксодженезис Корпорейшн | Способ и устройство обработки нейтральным пучком, основанные на технологии пучка газовых кластерных ионов |
| US20120060353A1 (en) * | 2010-09-14 | 2012-03-15 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Mechanism and method for ensuring alignment of a workpiece to a mask |
| CN102655072A (zh) * | 2011-03-01 | 2012-09-05 | 上海凯世通半导体有限公司 | 离子注入设备 |
| CN102800550B (zh) * | 2011-05-27 | 2015-08-26 | 日新离子机器株式会社 | 离子注入装置 |
| JP5800286B2 (ja) * | 2012-03-09 | 2015-10-28 | 日新イオン機器株式会社 | イオン注入装置 |
| US9401260B2 (en) * | 2013-03-15 | 2016-07-26 | Glenn Lane Family Limited Liability Limited Partnership | Adjustable mass resolving aperture |
| US8835879B1 (en) * | 2013-06-03 | 2014-09-16 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Reduction of deposition by separation of ion beam and neutral flow |
| CN103327725B (zh) * | 2013-07-12 | 2016-05-04 | 武汉当代核技术有限公司 | 一种pet/spect/bnct三用小型医用回旋加速器 |
| US9988711B2 (en) * | 2015-05-14 | 2018-06-05 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Apparatus and method for multilayer deposition |
| CN105005070B (zh) * | 2015-06-05 | 2018-02-13 | 北京大学 | 一种加速器分析磁铁后疑似离子束的甄别方法及其装置 |
| US9721750B2 (en) * | 2015-07-28 | 2017-08-01 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Controlling contamination particle trajectory from a beam-line electrostatic element |
| US20170354601A1 (en) * | 2016-06-13 | 2017-12-14 | Huan NIU | Ion implantation of magnetic elements into nanodiamond particles to form composition for medical usage |
| CN110556281B (zh) * | 2018-06-01 | 2024-01-23 | 日新离子机器株式会社 | 离子束照射装置 |
| CN109686644A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-04-26 | 德淮半导体有限公司 | 离子植入机及其工作方法 |
Family Cites Families (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4276477A (en) * | 1979-09-17 | 1981-06-30 | Varian Associates, Inc. | Focusing apparatus for uniform application of charged particle beam |
| US4283631A (en) * | 1980-02-22 | 1981-08-11 | Varian Associates, Inc. | Bean scanning and method of use for ion implantation |
| US4587432A (en) * | 1984-08-03 | 1986-05-06 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for ion implantation |
| JPS62295347A (ja) * | 1986-04-09 | 1987-12-22 | イクリプス・イオン・テクノロジ−・インコ−ポレイテツド | イオンビ−ム高速平行走査装置 |
| US4899059A (en) * | 1988-05-18 | 1990-02-06 | Varian Associates, Inc. | Disk scanning apparatus for batch ion implanters |
| JP2736111B2 (ja) * | 1989-03-31 | 1998-04-02 | 日本真空技術株式会社 | 平行走査用イオン注入装置 |
| JPH0320951A (ja) * | 1989-06-17 | 1991-01-29 | Ulvac Corp | イオン注入装置 |
| US5132544A (en) * | 1990-08-29 | 1992-07-21 | Nissin Electric Company Ltd. | System for irradiating a surface with atomic and molecular ions using two dimensional magnetic scanning |
| US5177366A (en) * | 1992-03-06 | 1993-01-05 | Eaton Corporation | Ion beam implanter for providing cross plane focusing |
| US5350926A (en) * | 1993-03-11 | 1994-09-27 | Diamond Semiconductor Group, Inc. | Compact high current broad beam ion implanter |
| WO1996041900A1 (en) * | 1995-06-13 | 1996-12-27 | Massively Parallel Instruments, Inc. | Improved parallel ion optics and apparatus for high current low energy ion beams |
| US5834786A (en) * | 1996-07-15 | 1998-11-10 | Diamond Semiconductor Group, Inc. | High current ribbon beam ion implanter |
| JPH11260309A (ja) * | 1998-03-13 | 1999-09-24 | Hitachi Ltd | イオン注入装置 |
| WO2000017905A1 (en) | 1998-09-24 | 2000-03-30 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Ion implantation device arranged to select neutral ions from the ion beam |
| US6441382B1 (en) * | 1999-05-21 | 2002-08-27 | Axcelis Technologies, Inc. | Deceleration electrode configuration for ultra-low energy ion implanter |
| US6998625B1 (en) * | 1999-06-23 | 2006-02-14 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Ion implanter having two-stage deceleration beamline |
| JP3727047B2 (ja) * | 1999-07-30 | 2005-12-14 | 住友イートンノバ株式会社 | イオン注入装置 |
| US6635880B1 (en) * | 1999-10-05 | 2003-10-21 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | High transmission, low energy beamline architecture for ion implanter |
| US6489622B1 (en) * | 2000-03-01 | 2002-12-03 | Advanced Ion Beam Technology, Inc. | Apparatus for decelerating ion beams with minimal energy contamination |
| US6946667B2 (en) * | 2000-03-01 | 2005-09-20 | Advanced Ion Beam Technology, Inc. | Apparatus to decelerate and control ion beams to improve the total quality of ion implantation |
| US6285133B1 (en) * | 2000-06-14 | 2001-09-04 | Advanced Micro Devices, Inc. | Ion implanter with multi-level vacuum |
| AU2002231340A1 (en) | 2000-12-27 | 2002-07-08 | Proteros, Llc | Compact beamline and ion implanter system using same |
| JP3738734B2 (ja) * | 2002-02-06 | 2006-01-25 | 日新電機株式会社 | 静電加速管およびそれを備えるイオン注入装置 |
| JP3680274B2 (ja) * | 2002-03-27 | 2005-08-10 | 住友イートンノバ株式会社 | イオンビームの電荷中和装置とその方法 |
| US6933507B2 (en) * | 2002-07-17 | 2005-08-23 | Kenneth H. Purser | Controlling the characteristics of implanter ion-beams |
| US6777696B1 (en) * | 2003-02-21 | 2004-08-17 | Axcelis Technologies, Inc. | Deflecting acceleration/deceleration gap |
| US20060043316A1 (en) | 2003-06-10 | 2006-03-02 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Ion implanter having enhanced low energy ion beam transport |
| US7112809B2 (en) * | 2003-06-26 | 2006-09-26 | Axcelis Technologies, Inc. | Electrostatic lens for ion beams |
| JP4133883B2 (ja) | 2003-12-04 | 2008-08-13 | 日新イオン機器株式会社 | イオンビーム装置 |
| US7462843B2 (en) * | 2004-05-18 | 2008-12-09 | Advanced Ion Bean Technology Inc. | Apparatus and methods for ion beam implantation |
| US7102146B2 (en) * | 2004-06-03 | 2006-09-05 | Axcelis Technologies, Inc. | Dose cup located near bend in final energy filter of serial implanter for closed loop dose control |
| US7022984B1 (en) * | 2005-01-31 | 2006-04-04 | Axcelis Technologies, Inc. | Biased electrostatic deflector |
-
2006
- 2006-09-29 US US11/529,508 patent/US7619228B2/en active Active
-
2007
- 2007-08-29 TW TW096131998A patent/TWI430320B/zh active
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI613695B (zh) * | 2013-05-28 | 2018-02-01 | Sumitomo Heavy Industries Ion Technology Co Ltd | 高能量離子植入裝置 |
| TWI613696B (zh) * | 2013-06-14 | 2018-02-01 | Sumitomo Heavy Industries Ion Technology Co Ltd | 高能量離子植入裝置 |
| TWI662581B (zh) * | 2014-02-10 | 2019-06-11 | 日商住友重機械離子技術有限公司 | 高能量離子植入裝置、射束平行化器及射束平行化方法 |
| TWI700723B (zh) * | 2017-03-20 | 2020-08-01 | 美商瓦里安半導體設備公司 | 離子植入系統及其方法和處理離子束的減速級 |
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