离子植入机及离子植入的方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种离子植入机和离子植入方法，所述离子植入机包括：发射固定不动离子束的离子源和放置晶片的靶盘，所述靶盘转动使离子束沿晶片的水平方向扫描过晶片，还包括位于晶片两侧且沿水平方向对称设置的第一电极和第二电极，其中，所述第一电极和第二电极具有相同的极性和相同的电位。通过在晶片两侧沿水平方向对称设置具有相同极性和电位的第一电极和第二电极，离子束受到电场作用，使离子束的植入角度得到调整，从而改善了晶片不同位置植入角度存在差异的问题，以满足器件对植入角度的要求，进而达到产品性能的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造方法及设备，更具体地说，涉及一种。
技术介绍
离子植入在半导体制造技术中有着广泛的应用，它是一种向半导体材料中引入可控数量的杂质，以改变其电学性能的方法，最主要的用途是掺杂半导体材料。离子植入工艺是在离子植入机中进行的，通过离子源发射的离子束(Ion Beam)扫描整个晶片(wafer)，使晶片表面的半导体材料得到均匀的掺杂。在传统的盘式离子植入机中，参考图1，靶盘(Disk) 110沿圆周方向均匀设置有多个位置点(Site) 120，晶片置于位置点120表面，靶盘110围绕通过圆心的水平轴150在圆 周平面旋转，将晶片依次送至离子束100所在区域，而离子束100固定不动，另外，靶盘110还围绕转动轴130转动，从而使离子束100在X方向移动扫描过晶片，同时靶盘110沿竖直轴140上下移动，从而使离子束100在Y方向上移动扫描过整个晶片。然而问题在于，对于这种离子植入机，因为靶盘的设计不是水平的(参考图3)，随着靶盘沿转动轴130的转动，使离子束扫描到晶片的实际植入角度存在差异，参考图2A和图2B，图2A为晶片内实际植入角度分布示意图，表示比目标植入角度小，“ + ”表示比目标植入角度大，图2B为同目标植入角度的对比图(X方向上自左至右)，可以看到，晶片中部植入角度最接近目标值，由中部向左侧、右侧，其与目标值差异逐渐增大，而植入角度的差异会导致晶片电学性能的差异。并且，随着半导体技术的发展，特征尺寸(CD，CriticalDimension)不断减小,对植入角度的要求也越来越高,这种植入机引起的植入角度的差异会严重影响到产品的电学性能。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了离子植入机和离子植入的方法，改善了沿晶片水平方向上植入角度存在差异的问题，提升了植入质量，同时提高了产品的电学性能。为实现上述目的，本专利技术提出了一种离子植入机，包括发射固定不动离子束的离子源和放置晶片的靶盘，所述靶盘转动使离子束沿晶片的水平方向扫描过晶片，还包括位于晶片两侧且沿水平方向对称设置的第一电极和第二电极，其中，所述第一电极和第二电极具有相同的极性和相同的电位。可选地，所述第一电极和第二电极的连线通过晶片的中心点。可选地，所述第一电极和第二电极相对于靶盘具有相同的电位。可选地，所述第一电极形状与靠近第一电极一侧晶片边缘形状相对应，所述第二电极形状与靠近第二电极一侧的晶片边缘形状相对应。可选地，所述晶片为圆形，所述第一电极和第二电极为弧形。可选地，所述晶片为方形，所述第一电极和第二电极为条形。可选地，通过靶盘的曲率、离子注入的种类和离子注入的能量决定第一和第二电极的电位。可选地，所述第一电极和第二电极产生的电场呈发射状，在晶片中心没有电场，从晶片中心向晶片边缘电场逐渐增大。此外，本专利技术还提出了利用上述离子植入机进行离子植入的方法，包括当离子源按预定角度发射固定不动的离子束时，靶盘转动，在第一电极和第二电极产生的电场的作用下离子束沿晶片的水平方向扫描过晶片，以植入离子到晶片中。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点通过采用本专利技术的离子植入机和离子植入的方法，在晶片两侧沿水平方向对称设置具有相同极性和电位的第一电极和第二电极，通过第一电极和第二电极产生的同极电场下，使离子束的植入角度得到调整，从而改善了晶片不同位置植入角度存在差异的问题，以 满足器件对植入角度的要求，进而达到产品性能的要求。附图说明通过附图所示，本专利技术的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。图I为盘式离子植入机的结构示意图；图2A为盘式离子植入机扫描的晶片内实际植入角度分布图；图2B为盘式离子植入机扫描的晶片内实际植入角度同目标角度对比图；图3为根据本专利技术实施例的离子植入机的侧视图；图4A为根据本专利技术实施例的离子植入机电极的局部示意图；图4B为根据本专利技术实施例的离子植入机电极的局部示意图；图5为根据本专利技术实施例的离子植入机的电极产生的电场分布图；图6为盘式离子植入机扫描晶片的植入角度俯视示意图；图7为本专利技术实施例离子植入机植入角度俯视示意图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。正如
技术介绍
部分所述，采用盘式植入机进行离子植入时，参考图I和图2，靶盘的设计不是水平的，随着靶盘沿转动轴转动，离子束扫描到晶片的植入角度存在差异，晶片中部植入角度最接近目标值，从中部向晶片左侧和右侧，其与目标值差异逐渐增大，最左侧和最右侧差异为最大，而植入角度的差异会导致晶片电学性能的差异。针对上述问题，本专利技术提出了解决上述植入角度存在差异的离子植入机，参考图3和图4A、4B，所述离子植入机包括包括发射固定不动离子束200的离子源和放置晶片220的靶盘210，所述靶盘210绕转动轴230转动以使离子束200沿晶片220的水平方向扫描过晶片220，还包括位于晶片两侧且沿水平方向对称设置的第一电极260和第二电极270，其中，所述第一电极和第二电极具有相同的极性和相同的电位。通过第一电极和第二电极产生的同极电场，离子束在该电场的作用下，晶片转动到不同位置时，植入角度得到调整，从而改善晶片不同位置植入角度存在差异的问题。 在本专利技术实施例中，所述靶盘210沿转动轴230高速转动，可以使离子束沿晶片的水平方向扫描过晶片，也就是说，离子束不动时，靶盘210沿转动轴230的转动可以使离子束从晶片一侧扫描到另一侧，同时，靶盘缓慢移动，使离子束扫描过整个晶片，可以参考图4A，图中X方向为靶盘沿转动轴转动使离子束水平扫描过晶片的方向，图中Y方向为靶盘缓慢移动的方向。对于第一电极和第二电极，可以优选设置在过晶片中心点且沿水平方向对称的位置，如图4A和图4B所示。可以根据植入的具体需要，例如，靶盘曲率、植入离子的种类、植入离子的能量等，确定第一电极和第二电极的电位，即产生的电场强度。在本专利技术实施例中，所述第一电极和 第二电极相对于祀盘具有相同的电位。所述第一电极和第二电极的形状可以根据需要设定，所述第一电极形状可以与靠近第一电极一侧晶片边缘的形状相对应，所述第二电极形状可以与靠近第二电极一侧晶片边缘的形状相对应。可以根据晶片的形状设置第一电极260和第二电极270的形状，例如，所述晶片220为圆形，如图4A中所示，第一电极和第二电极为弧形，所述晶片220为方形，如图4B中所示，第一电极和第二电极为条形。参考图5，图5为本专利技术实施例第一电极和第二电极产生的电场的示意图，若无限远处为0电位点，第一电极和第二电极将产生如图5所示的发射状的电场，在晶片的中部基本不受电场作用，从晶片中部向晶片左侧和右侧，其电场逐渐增大，在接近电极的地方，电场最强，离子束扫描到晶片第一电极一侧时，受到第一电极一侧电场的作用，使离子束发生偏转，从而按照接近目标植入角度植入，在离子束扫描到晶片中部时，基本不受电场作用，将仍按照目标植本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子植入机，包括发射固定不动离子束的离子源和放置晶片的靶盘，所述靶盘转动使离子束沿晶片的水平方向扫描过晶片，其特征在于，还包括：位于晶片两侧且沿水平方向对称设置的第一电极和第二电极，其中，所述第一电极和第二电极具有相同的极性和相同的电位。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：滕庚烜，王冬晶，
申请(专利权)人：和舰科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：