用于离子植入机中的静电透镜制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于离子植入机中的静电透镜，包括端电极、接地电极以及第一抑制电极和第二抑制电极。这些电极中的每一个包括在其中的沙漏形状的开口以用于接收在z方向上穿过其中行进的离子束。端电极中的沙漏形状的开口的大小不同于在第一抑制电极和第二抑制电极以及接地电极中的至少一个中的开口的大小。每个电极还包括在y‑z平面中观察到的至少一个弯曲(凸出或凹入)表面，y方向是垂直方向且z方向是离子束的行进方向。电极的表面的曲率在邻近电极之间可以是不同的，使得在邻近电极的上端和下端处邻近电极之间的距离不同于在它们的中心处邻近电极之间的距离。静电透镜通过调节端电极、接地电极或抑制电极可获得多种不同射束形状。

【技术实现步骤摘要】

本技术的实施例涉及离子植入的领域。更确切地说，本技术涉及用于离子植入工具中的静电透镜。
技术介绍
离子植入是用于将杂质离子掺杂到例如半导体晶片等衬底中的过程。一般而言，离子束从离子源腔室朝向衬底引导。不同进料气体被供应到离子源腔室以获得用于形成具有特定掺杂剂特性的离子束的等离子。举例来说，从进料气体PH3、BF3或AsH3中，各种原子和分子离子形成在离子源内，并且随后经历加速和质量选择。所产生的离子植入到衬底中的深度是基于离子植入能量和离子的质量。一种或多种类型的离子物质可以不同剂量且在不同能级下植入在目标晶片或衬底中以获得所希望的装置特性。衬底中的精确的掺杂分布对于适当的装置操作是关键的。离子植入机广泛用于半导体制造中以在衬底中提供此类掺杂分布或者修改不同材料。在典型的离子植入机中，从离子源中产生的离子被引导通过一系列射束线组件，这些射束线组件可以包括一个或多个分析磁体以及多个电极。分析磁体选择所希望的离子物质、滤出污染物质和具有不希望的能量的离子，并且在目标晶片处调节离子束质量。适当地成形的电极(通常被称作“透镜”)用于修改沿着射束的行进的不同点处的离子束的能量和形状。离子能量的显著改变可以发生在此类透镜中并且可以对离子束的形状具有相当大的影响。离子束的形状可以继而影响目标衬底的最终掺杂分布的质量。常规系统和方法可能无法提供随着离子束被引导到目标衬底的离子束的偏转和/或聚集的所希望的程度的控制。
技术实现思路
本技术公开了用于离子植入机中的静电透镜。该静电透镜可以包括端电极，该端电极具有第一表面和第二表面以及在其中的端电极开口以用于接收穿过其中沿着z轴行进的离子束，第一表面和第二表面中的至少一个在y-z平面中是弯曲的，其中y轴在垂直方向上取向，并且其中端电极开口具有顶端、底端和中心部分，并且端电极开口在顶端和底端处的宽度大于端电极开口在中心部分处的宽度。该静电透镜还可以包括第一抑制电极，该第一抑制电极具有第一表面和第二表面以及第一抑制电极开口以用于接收穿过其中的离子束，第一表面和第二表面中的至少一个在y-z平面中是弯曲的，并且其中第一抑制电极开口具有顶端、底端和中心部分，并且第一抑制电极开口在顶端和底端处的宽度大于第一抑制电极开口在中心部分处的宽度。该静电透镜可以进一步包括第二抑制电极，该第二抑制电极具有第一表面和第二表面以及第二抑制电极开口以用于接收穿过其中的离子束，第一表面和第二表面中的至少一个在y-z平面中是弯曲的，并且其中第二抑制电极开口具有顶端、底端和中心部分，并且第二抑制电极开口在顶端和底端处的宽度大于第一抑制电极开口在中心部分处的宽度。该静电透镜可另外包括接地电极，该接地电极具有第一表面和第二表面以及接地电极开口以用于接收穿过其中的离子束，第一表面和第二表面中的至少一个在y-z平面中是弯曲的，其中接地电极开口具有顶端、底端和中心部分，并且接地电极开口在顶端和底端处的宽度大于接地电极开口在中心部分处的宽度。端电极中的端电极开口可具有不同于第一抑制电极、第二抑制电极和接地电极中的至少一个中的开口的大小。在本技术的一实施例中，所述端电极开口具有沿着所述y轴测量的开口高度，并且所述端电极开口在所述顶端处的所述宽度等于所述端电极开口在所述底端处的所述宽度。在本技术的一实施例中，所述端电极的所述第一表面具有第一曲率半径，并且所述端电极的所述第二表面具有第二曲率半径，并且其中所述第一曲率半径和所述第二曲率半径是从沿着正z轴的点测量的，其中所述正z轴是在所述离子束行进的方向上从所述端电极的中心测量的。在本技术的一实施例中，所述第一曲率半径大于所述第二曲率半径。在本技术的一实施例中，所述第一抑制电极开口具有沿着所述y轴测量的开口高度，并且所述第一抑制电极开口在所述顶端处的所述宽度等于所述第一抑制电极开口在所述底端处的所述宽度。在本技术的一实施例中，所述第一抑制电极的所述第一表面具有从沿着正z轴的点测量的第一曲率半径，其中所述正z轴是在所述离子束行进的方向上从所述第一抑制电极的中心测量的，并且所述第一抑制电极的所述第二表面具有从沿着负z轴的点测量的第二曲率半径，其中所述负z轴是在所述离子束行进的相反方向上从所述第一抑制电极的中心测量的。在本技术的一实施例中，所述第一曲率半径等于所述第二曲率半径。在本技术的一实施例中，所述第二抑制电极开口具有沿着所述y轴测量的开口高度，并且所述第二抑制电极开口在所述顶端处的所述宽度等于所述第二抑制电极开口在所述底部处的所述宽度。在本技术的一实施例中，所述第二抑制电极的所述第一表面具有第一曲率半径，并且所述第二抑制电极的所述第二表面具有第二曲率半径，并且其中所述第一曲率半径和所述第二曲率半径是从沿着负z轴的点测量的，其中所述负z轴是从所述第二抑制电极的中心在所述离子束行进的相反方向上测量的。在本技术的一实施例中，所述第一曲率半径小于所述第二曲率半径。在本技术的一实施例中，所述接地电极开口具有沿着所述y轴测量的开口高度，并且所述接地电极开口在所述顶端处的所述宽度等于所述接地电极开口在所述底端处的所述宽度。在本技术的一实施例中，所述接地电极的所述第一表面具有第一曲率半径，并且所述接地电极的所述第二表面是平坦的，并且其中所述第一曲率半径是从沿着负z轴的点测量的，其中所述负z轴是在所述离子束行进的相反方向上从所述接地电极的中心测量的。在本技术的一实施例中，所述第一曲率半径小于所述第二曲率半径。在本技术的一实施例中，所述端电极的所述第一表面具有第一曲率半径，并且所述端电极的所述第二表面具有第二曲率半径，并且其中所述第一曲率半径和所述第二曲率半径是从沿着正z轴的点测量的；其中所述正z轴是在所述离子束行进的方向上从所述端电极的中心测量的；其中所述第一抑制电极的所述第一表面具有从沿着所述正z轴的点测量的第一曲率半径，其中所述正z轴是在所述离子束行进的方向上从所述第一抑制电极的中心测量的，并且所述第一抑制电极的所述第二表面具有从沿着所述负z轴的点测量的第二曲率半径，其中所述负z轴是在所述离子束行进的相反方向上从所述第一抑制电极的中心测量的；其中所述第二抑制电极的所述第一表面具有第一曲率半径，并且所述第二抑制电极的所述第二表面具有第二曲率半径，并且其中所述第一曲率半径和所述第二曲率半径是从沿着所述负z轴的点测量的，其中所述负z轴是在所述离子束行进的相反方向上从所述第二抑制电极的中心测量的；并且其中所述接地电极的所述第一表面具有第一曲率半径，并且所述接地电极的所述第二表面是平坦的，并且其中所述第一表面的所述第一曲率半径是从沿着所述负z轴的点测量的，其中所述负z轴是在所述离子束行进的相反方向上从所述接地电极的中心测量的。在本技术的一实施例中，所述端电极的所述第二表面的所述第二曲率半径不等于所述第一抑制电极的所述第一表面的所述第一曲率半径，使得在所述端电极和所述第一抑制电极的上端和下端处所述端电极与所述第一抑制电极之间的距离不同于在所述端电极和所述第一抑制电极的中心处所述端电极与所述第一抑制电极之间的距离。在本技术的一实施例中，所述第一抑制电极的所述第二表面的所述第二曲率半径不等于所述第二抑制电极的所述第一表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于离子植入机中的静电透镜，其特征在于，包括：端电极，具有第一表面和第二表面以及端电极开口以用于接收穿过其中沿着z轴行进的离子束，所述第一表面和所述第二表面中的至少一个在y‑z平面中是弯曲的，其中y轴在垂直方向上取向，并且其中所述端电极开口具有顶端、底端和中心部分，并且所述端电极开口在所述顶端和所述底端处的宽度大于所述端电极开口在所述中心部分处的宽度；第一抑制电极，具有第一表面和第二表面以及第一抑制电极开口以用于接收穿过其中的离子束，所述第一表面和所述第二表面中的至少一个在所述y‑z平面中是弯曲的，并且其中所述第一抑制电极开口具有顶端、底端和中心部分，并且所述第一抑制电极开口在所述顶端和所述底端处的宽度大于所述第一抑制电极开口在所述中心部分处的宽度；第二抑制电极，具有第一表面和第二表面以及第二抑制电极开口以用于接收穿过其中的离子束，所述第一表面和所述第二表面中的至少一个在所述y‑z平面中是弯曲的，其中所述第二抑制电极开口具有顶端、底端和中心部分，并且所述第二抑制电极开口在所述顶端和所述底端处的宽度大于所述第二抑制电极开口在所述中心部分处的宽度；以及接地电极，具有第一表面和第二表面以及接地电极开口以用于接收穿过其中的离子束，所述第一表面和所述第二表面中的至少一个在所述y‑z平面中是弯曲的，其中所述接地电极开口具有顶端、底端和中心部分，并且所述接地电极开口在所述顶端和所述底端处的宽度大于所述接地电极开口在所述中心部分处的宽度；其中所述端电极中的所述端电极开口的大小不同于所述第一抑制电极开口、所述第二抑制电极开口和所述接地电极开口中的至少一个的大小。...

【技术特征摘要】
2016.04.21 US 62/325,6331.一种用于离子植入机中的静电透镜，其特征在于，包括：端电极，具有第一表面和第二表面以及端电极开口以用于接收穿过其中沿着z轴行进的离子束，所述第一表面和所述第二表面中的至少一个在y-z平面中是弯曲的，其中y轴在垂直方向上取向，并且其中所述端电极开口具有顶端、底端和中心部分，并且所述端电极开口在所述顶端和所述底端处的宽度大于所述端电极开口在所述中心部分处的宽度；第一抑制电极，具有第一表面和第二表面以及第一抑制电极开口以用于接收穿过其中的离子束，所述第一表面和所述第二表面中的至少一个在所述y-z平面中是弯曲的，并且其中所述第一抑制电极开口具有顶端、底端和中心部分，并且所述第一抑制电极开口在所述顶端和所述底端处的宽度大于所述第一抑制电极开口在所述中心部分处的宽度；第二抑制电极，具有第一表面和第二表面以及第二抑制电极开口以用于接收穿过其中的离子束，所述第一表面和所述第二表面中的至少一个在所述y-z平面中是弯曲的，其中所述第二抑制电极开口具有顶端、底端和中心部分，并且所述第二抑制电极开口在所述顶端和所述底端处的宽度大于所述第二抑制电极开口在所述中心部分处的宽度；以及接地电极，具有第一表面和第二表面以及接地电极开口以用于接收穿过其中的离子束，所述第一表面和所述第二表面中的至少一个在所述y-z平面中是弯曲的，其中所述接地电极开口具有顶端、底端和中心部分，并且所述接地电极开口在所述顶端和所述底端处的宽度大于所述接地电极开口在所述中心部分处的宽度；其中所述端电极中的所述端电极开口的大小不同于所述第一抑制电极开口、所述第二抑制电极开口和所述接地电极开口中的至少一个的大小。2.根据权利要求1所述的静电透镜，其特征在于，所述端电极开口具有沿着所述y轴测量的开口高度，并且所述端电极开口在所述顶端处的所述宽度等于所述端电极开口在所述底端处的所述宽度。3.根据权利要求2所述的静电透镜，其特征在于，所述端电极的所述第一表面具有第一曲率半径，并且所述端电极的所述第二表面具有第二曲率半径，并且其中所述第一曲率半径和所述第二曲率半径是从沿着正z轴的点测量的，其中所述正z轴是在所述离子束行进的方向上从所述端电极的中心测量的。4.根据权利要求3所述的静电透镜，其特征在于，所述第一曲率半径大于所述第二曲率半径。5.根据权利要求1所述的静电透镜，其特征在于，所述第一抑制电极开口具有沿着所述y轴测量的开口高度，并且所述第一抑制电极开口在所述顶端处的所述宽度等于所述第一抑制电极开口在所述底端处的所述宽度。6.根据权利要求5所述的静电透镜，其特征在于，所述第一抑制电极的所述第一表面具有从沿着正z轴的点测量的第一曲率半径，其中所述正z轴是在所述离子束行进的方向上从所述第一抑制电极的中心测量的，并且所述第一抑制电极的所述第二表面具有从沿着负z轴的点测量的第二曲率半径，其中所述负z轴是在所述离子束行进的相反方向上从所述第一抑制电极的中心测量的。7.根据权利要求6所述的静电透镜，其特征在于，所述第一曲率半径等于所述第二曲率半径。8.根据权利要求1所述的静电透镜，其特征在于，所述第二抑制电极开口具有沿着所述y轴测量的开口高度，并且所述第二抑制电极开口在所述顶端处的所述宽度等于所述第二抑制电极开口在所述底部处的所述宽度。9.根据权利要求8所述的静电透镜，其特征在于，所述第二抑制电极的所述第一表...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·戴维斯·李，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：新型
国别省市：美国;US