專利名稱：一種離子植入機和離子植入方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體離子植入技術，尤其涉及一種離子植入機和離子植入方法。
背景技術：
在半導體制造流程中，為了適當?shù)膶诫s物在控制的條件下導入芯片材料中，一 般是通過摻雜的技術來達成，其中廣泛應用的即為離子植入技術。而隨著ic制程線寬越 來越小，晶片的直徑越來越大，取代高電流離子植入機中使用帶狀離子束進行單片植入方 式越來越有必要。目前采用的是單個分析磁場單元(AMU)和用于產(chǎn)生離子束的單個離子源 (source)，這種方法所產(chǎn)生的帶狀離子束均勻度和寬度受到限制；且實際上為了得到相對 較寬的離子束，會損失一部分均勻度及調(diào)機時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述問題，提供一種離子植入機和離子植入方法。
首先，本發(fā)明提供了一種離子植入機，該離子植入機包含 N個并排在一起的產(chǎn)生離子的離子源，每個離子源具有一個發(fā)出離子的出口 ；N個 并排在一起的篩選離子的分析磁場單元，該N個分析磁場單元各自的一端分別對應于上述 N個離子源的N個出口 ；N個并排在一起的孔，該N個孔分別對應于上述N個分析磁場單元 的另一端；位于上述孔之后的具有匯聚離子束作用的磁場；萃取電壓源，其正極接向并排 在一起的N個離子源，負極接向并排在一起的N個分析磁場單元；其中，N是大于或等于2 的整數(shù)。 該離子是需要植入晶片中元素的正離子。
該萃取電壓源的電壓可變。 另外，本發(fā)明還提供了一種利用上述離子植入機的離子植入方法，具體如下
上述N個離子源各自產(chǎn)生離子束，所產(chǎn)生的N個離子束在萃取電壓源的作用下被 拉出，然后分別經(jīng)過上述N個并排在一起的分析磁場單元進行篩選后，分別從該N個分析磁 場單元的另一端射出，射出的N個離子束分別匯聚于N個并排在一起的孔中，經(jīng)過N個孔后 的N個發(fā)散離子束再經(jīng)具有匯聚離子束作用的磁場后變成平行的離子束，之后將平行的離 子束植入到晶片里面去。其中，N是大于或等于2的整數(shù)。
該離子是需要植入晶片中元素的正離子。 通過加電壓到萃取電壓源上，正離子在正電壓的推力下被拉出來。 采用本發(fā)明的裝置和方法可以產(chǎn)生寬度加寬且均勻度得到改善的離子束，從而使
離子植入機獲得更大的離子束流，進而提高了機臺的吞吐量。


圖1表示本發(fā)明的一個實施方式的示意圖。
具體實施例方式
下面結合具體實施例，對本發(fā)明所述的一種離子植入機和離子植入方法作進一步 的詳細說明。 圖1所示是本發(fā)明的一個實施例的示意圖，圖1中箭頭所示是離子束的流向。在 該實施例中，離子植入機采用兩個并排在一起的離子源11、12用于產(chǎn)生需要植入晶片中元 素的離子束，該離子束呈正離子狀態(tài)，在本實施例中是硼離子(B+)。然后通過萃取電壓源 6來拉出離子，具體表現(xiàn)為加電壓到萃取電壓源上，正離子束在正電壓的推力下就可以被拉 出來，該萃取電壓源的電壓可是以改變的。該萃取電壓源的正極接向這兩個并排在一起的 離子源11、12，負極接向并排在一起的分析磁場單元31、32的靠近離子源11、12的一端。這 使得兩個被拉出的離子束21、22分別經(jīng)過兩個并排在一起的分析磁場單元31、32進行篩 選，這兩個分析磁場單元31 、32各自的一端分別對應于離子源11 、 12的離子出口 ，而另一端 則分別對應于并排在一起的孔41、42，經(jīng)過分析磁場單元31、32的離子束21、22分別會聚 到這兩個并排在一起的孔41、42中，經(jīng)過孔41、42后，離子束21、22呈發(fā)散狀態(tài)，這些離子 束再經(jīng)過后續(xù)處理離子束的磁場5，該磁場5具有匯聚離子束的作用，將發(fā)散狀態(tài)的離子束 變成平行的離子束，之后就可以將平行的離子束植入到晶片里面去了。在整個過程中，離子 源11、離子束21、分析磁場單元31、孔41分別對應，而離子源12、離子束22、分析磁場單元 32、孔42分別對應。 本發(fā)明采用兩個離子源，其所產(chǎn)生的離子束寬度比采用一個離子源產(chǎn)生的離子束
寬度要寬，而離子束經(jīng)過萃取電壓拉出來之后，經(jīng)過兩個分析磁場單元，每個離子源對應一
個分析磁場單元，這就使得所產(chǎn)生的較寬的離子束寬度，離子束需要壓扁的比例越小，從而
可以改善離子束均勻度。并獲得更大的離子束流，提高了機臺的吞吐量。 依此類推，在另一實施例中，上述離子源是三個并排在一起，分別為H、12、13，對
應的分析磁場單元(AMU)也是三個并排在一起，分別為31、32、33，被萃取電壓拉出的離子
束21、22、23分別經(jīng)過分析磁場單元31、32、33進行篩選后，分別匯聚于三個并排在一起的
孔41、42、43，經(jīng)過孔41、42、43后呈發(fā)散狀態(tài)的離子束再經(jīng)過后續(xù)處理離子束的磁場5的作
用變成平行的離子束，之后將平行的離子束植入到晶片里面去。 而在其他實施例中，上述離子源可以是N(N > 3)個以上并排在一起，他們所產(chǎn)生 的離子束11、12、13、14……1N分別經(jīng)過并排在一起的N個分析磁場單元進行篩選后，分別 匯聚于并排在一起的N個孔中，經(jīng)過N個孔后的N個發(fā)散離子束11 、 12、 13、 14……1N再經(jīng)后 續(xù)處理離子束的磁場5的作用變成平行的離子束之后將平行的離子束植入到晶片里面去。
在其他實施例中，上述離子束可以是任何需要植入晶片中元素的正離子，例如砷 離子(AS+)，也可采用上述方法達到上述效果。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍；如果不脫 離本發(fā)明的精神和范圍，對本發(fā)明進行修改或者等同替換的，均應涵蓋在本發(fā)明的權利要 求的保護范圍當中。
權利要求
一種離子植入機，其特征在于該離子植入機包含N個并排在一起的產(chǎn)生離子的離子源，每個離子源具有一個發(fā)出離子的出口；N個并排在一起的篩選離子的分析磁場單元，該N個分析磁場單元各自的一端分別對應于上述N個離子源的N個出口；N個并排在一起的孔，該N個孔分別對應于上述N個分析磁場單元的另一端；位于上述孔之后的具有匯聚離子束作用的磁場；萃取電壓源，其正極接向并排在一起的N個離子源，負極接向并排在一起的N個分析磁場單元；其中，N是大于或等于2的整數(shù)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的離子植入機，其特征在于該離子是需要植入晶片中元素的正離子。
3. 根據(jù)權利要求2所述的離子植入機，其特征在于該萃取電壓源的電壓可變。
4. 一種利用權利要求1所述的離子植入機的離子植入方法，其特征在于上述N個離子源各自產(chǎn)生離子束，所產(chǎn)生的N個離子束在萃取電壓源的作用下被拉出，然后分別經(jīng)過上述N個并排在一起的分析磁場單元進行篩選后，分別從該N個分析磁場單元的另一端射出，射出的N個離子束分別匯聚于N個并排在一起的孔中，經(jīng)過N個孔后的N個發(fā)散離子束再經(jīng)具有匯聚離子束作用的磁場后變成平行的離子束，之后將平行的離子束植入到晶片里面去；其中，N是大于或等于2的整數(shù)。
5. 根據(jù)權利要求4所述的離子植入方法，其特征在于該離子是需要植入晶片中元素的正離子。
6. 根據(jù)權利要求5所述的離子植入方法，其特征在于通過加電壓到萃取電壓源上，正離子在正電壓的推力下被拉出來。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種離子植入機和離子植入方法，該離子植入機主要包含并排在一起的多個的離子源、并排在一起的多個分析磁場單元、并排在一起的多個孔、具有匯聚離子束作用的磁場、以及萃取電壓源。上述多個離子源各自產(chǎn)生離子束，所產(chǎn)生的多個離子束在萃取電壓源的作用下被拉出，然后分別經(jīng)過上述多個分析磁場單元進行篩選后從分析磁場單元的另一端射出，再經(jīng)過上述多個孔后，被具有匯聚離子束作用的磁場變成平行的離子束，之后將平行的離子束植入到晶片里面去。采用本發(fā)明的裝置和方法可以產(chǎn)生寬度加寬且均勻度得到改善的離子束，從而使離子植入機獲得更大的離子束流，進而提高了機臺的吞吐量。
文檔編號H01J37/317GK101740301SQ20081017844
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月26日 優(yōu)先權日2008年11月26日
發(fā)明者王冬晶, 陳雪峰 申請人:和艦科技(蘇州)有限公司