離子布植機的制作方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是有關于離子布植機(1n implanter)，特別是有關于可以提供非平行離子束(non-parallel 1n beam)的離子布植機。
【【背景技術】】
[0002]在半導體制造領域，目前關于離子束(1n beam)的一大重點是如何利用光學組件(optical component)(像是磁性組件(magnetic component)和電性組件(electriccomponent))使得離子束更為準直化(collimated)與均勾化(uniform)，使得讓離子布植(1n implantat1n)的結果更容易控制。一般來說，目前商業(yè)化產品的離子布植機，是將離子束調整到發(fā)散角度或是收斂角度都不大于三度，也就是經過調整而打到晶圓等工件的離子束基本上都可以視為平行離子束。
[0003]準直化與均勻化的離子束已經普遍被應用來制造許多半導體組件，像是平面式場效晶體管(planar Field-Effect Transisor)、動態(tài)隨機存儲器等。此外，也已經普遍被應用來制造諸如太陽能電池、發(fā)光二極管或是其它組件。但是，對于近年來新發(fā)展的鰭狀場效晶體管(Fin Field-Effect Transistor)等等的三維半導體結構，準直化與均勾化的離子束的應用就受到相當的限制。這是由于平行離子束并不能同時布植一個三維半導體結構的不同側面(side)。
[0004]圖1繪示出一種鰭式場效晶體管的立體結構示意圖，而圖2則繪示出一種以平行離子束對圖1中所繪示出的鰭式場效晶體管進行離子布植的示意圖。舉例來說，請先參考圖1所示，在制作鰭式場效晶體管100的過程中，必須要使用離子束對每一個鰭片結構110的左側面112、頂面114和右側面116都進行相同布植濃度和布植深度的離子布植，以形成源極/漏極(source/drain)。換句話說，如圖2所示，如果僅使用一個傳統(tǒng)準直化且均勻化的離子束200，特別是僅使用同一組布植參數值時，由于入射方向220是垂直于鰭片結構110的表面114但是入射方面210與230并沒有垂直于鰭片結構110的左側面112與右側面116，鰭片結構110的左側面112、頂面114和右側面116將有不同的布植結果。也就是說，為了達到相同的布植結果，沿著入射方向210和230入射至鰭片結構110的傳統(tǒng)準直化且均勻化離子束200的布植參數值，可能與沿著入射方向220入射至鰭片結構110的傳統(tǒng)準直化且均勻化離子束200的布植參數值有所不同，不論是掃描速率、掃描途徑或是離子束電流與離子束電壓等布植參數。
[0005]顯然地，使用傳統(tǒng)準直化且均勻化的離子束200時，對鰭式場效晶體管100等3D半導體結構進行離子布植的制程復雜度會遠高于對傳統(tǒng)平面半導體結構進行離子布植的制程復雜度。在制造傳統(tǒng)平面半導體結構時，平行離子束200是以一個固定的入射角度(大多是垂直入射方向)讓平行離子束200掃描晶圓進行離子布植。相對地，為了對鰭式場效晶體管的左側面112、頂面114和右側面116都進行相同布植濃度和布植深度的離子布植，平行離子束200不只必須以不同的入射角多次掃描晶圓進行離子布植，而且每次布植時需要使用不同的布植參數值。在此，為了改變傳統(tǒng)準直化且均勻化離子束200與具有鰭片結構110的晶圓的入射角度，或是需要扭轉(twist)及或傾斜(tilt)晶圓，或是需要改變離子束200的傳遞路徑。
[0006]因此，亟需提出適用于諸如鰭狀晶體管等3D半導體結構的新的離子布植機，甚至是新的離子布植方法。
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【發(fā)明內容】
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[0007]本發(fā)明提供一種離子布植機，其可提供非平行離子束，使得工件的不同區(qū)域可以被非平行離子束的不同部分所布植。
[0008]本發(fā)明提出一種離子布植機，至少包括離子源與至少一光學組件。離子源提供一離子束，而光學組件是配置于離子束的傳遞路徑上，用以將離子束調整為非平行離子束，在此非平行離子束的平行度(parallism)明顯小于平行離子束的平行度。
[0009]本發(fā)明的一些實施例，更包含用以承載工件的承載裝置，其配置于離子束傳遞路徑并位于光學組件的下游，借以使得工件的不同部分被非平行離子束的不同部分所布植。
[0010]本發(fā)明的一些實施例，離子源提供的離子束為點狀離子束或束狀離子束。
[0011]本發(fā)明的一些實施例，離子源提供的離子束為平行離子束、收斂離子束或發(fā)散離子束，而光學組件可將離子源提出離子束調整為諸如發(fā)散離子束或收斂離子束的非平行離子束。非平行離子束與平行離子束之間的差異是大于離子源提供離子束與平行離子束之間的差異。
[0012]本發(fā)明的一些實施例，光學組件較靠進離子源但較遠離承載裝置。也就是說，在某些實施例，離子源與光學組件之間的距離是短于離子源與承載裝置之間的距離。
[0013]本發(fā)明的一些實施例，光學組件為磁性組件或電性組件。
[0014]本發(fā)明的一些實施例，光學組件為施加四極磁場于離子束的磁四極矩。本發(fā)明又一些實施例，光學組件為磁性組件，包含位于兩支架上的多數個線圈，這兩支架是位于離子束的相對兩側。本發(fā)明再一些實施例，光學組件為電性組件，包含位于兩支架上的多數個電極，這兩支架是位于離子束的相對兩側。
[0015]本發(fā)明的一些實施例，離子源提供的離子束為平行離子束、收斂離子束或發(fā)散離子束，而非平行離子束為發(fā)散離子束或收斂離子束。
[0016]本發(fā)明的一些實施例，非平行離子束為發(fā)散離子束，且其發(fā)散角度是大于等于3度但小于等于10度、或是大于5度但小于15度、或是不小于4度也不大于8度、或是小于18度而大于3度，或是大于8度。本發(fā)明又一些實施例，非平行離子束為收斂離子束，且其收斂角度是大于等于3度但小于等于10度、或是大于5度但小于15度、或是不小于4度也不大于8度、或是小于18度而大于3度，或是大于8度。
[0017]本發(fā)明的一些實施例，當離子束為點狀離子束時，非平行離子束與平行離子束的角度分布差異是等于或小于15度。本發(fā)明一些實施例，當離子束為束狀離子束時，非平行離子束與平行離子束的角度分布差異是等于或小于5度。
[0018]本發(fā)明的一些實施例，離子源提供的離子束是被光學組件發(fā)散成發(fā)散離子束。本發(fā)明又一些實施例，離子源提供的離子束是被光學組件收斂成收斂離子束。
[0019]本發(fā)明的一些實施例，離子源提供的離子束是被光學組件收斂，以使離子束先聚焦，然后再發(fā)散成該發(fā)散式尚子束。
[0020]本發(fā)明的一些實施例，更包含沿著離子束傳輸途徑排列且位于離子源下游的多數個光學組件。
[0021 ] 本發(fā)明的一些實施例，任一光學組件為磁性組件或電性組件。本發(fā)明某些實施例，至少一光學組件為施加四極磁場于離子束的磁四極矩。本發(fā)明某些實施例，至少一光學組件為磁性組件，其包含位于兩支架上的多數個線圈，這兩支架是位于離子束的相對兩側。本發(fā)明某些實施例，至少一光學組件為電性組件，其包含位于兩支架上的多數個電極，這兩支架是位于離子束的相對兩側。
[0022]本發(fā)明的一些實施例，該多個光學組件至少包含配置于離子束傳遞路徑并位于離子源下游的至少一磁性組件，以及配置于離子束傳遞路徑并位于該多個磁性組件下游的一電性組件。本發(fā)明某些實施例，該多個光學組件至少包含配置于離子束傳遞路徑并位于離子源下游至少一磁性組件，以及配置于離子束傳遞路徑并位于二個磁性組件之間一電性組件。本發(fā)明某些實施例，該多個光學組件至少包含配置于離子束傳遞路徑并位于離子源下游的至少一電性組件，以及配置于離子束傳遞路徑并且位于所有電性組件的下游或是位于二個電性組件間的一磁性組件。
[0023]本發(fā)明的一些實施例，該多個光學組件的不同部分是調整離子源提供離子束的不同部分。
[0024]本發(fā)明的一些實施例，離子源提供的離子束是被靠近離子源的至少一光學組件收斂成收斂離子束，然后此收斂離子束被遠離離子源的至少一光學組件發(fā)散成非平行離子束。本發(fā)明又一些實施例，離子源提供的離子束是被靠近離子源的至少一光學組件發(fā)散成發(fā)散離子束，然后此發(fā)散離子束被遠離離子源的至少一光學組件收斂成非平行離子束。
[0025]本發(fā)明的一些實施例，離子源提供的離子束是被該多個光學組件逐漸發(fā)散成非平行離子束。本發(fā)明又一些實施例，離子源提供的離子束是被該多個光學組件依序先收斂再發(fā)散而形成收斂尚子束或發(fā)散尚子束。
[0026]本發(fā)明的一些實施例，離子源提供的離子束是被該多個光學組件逐漸收斂成非平行離子束。本發(fā)明又一些實施例，離子源提供的離子束是被該多個光學組件依序先發(fā)散再收斂而形成發(fā)散離子束或收斂離子束。
[0027]本發(fā)明的一些實施例，離子源提供的離子束是被靠近離子源的至少一光學組件發(fā)散成發(fā)散離子束，然后被遠離離子源的至少一光學組件所收斂而在聚焦之后形成非平行離子束。本發(fā)明又一些實施例，離子源提供的離子束是被靠近離子源的至少一光學組件收斂成收斂離子束，然后在收斂離子束聚焦之后被遠離離子源的至少一光學組件再發(fā)散成非平行咼子束。
[0028]本發(fā)明的一些實施例，更包含一孔隙裝置，配置于離子束傳遞途徑上并位于光學組件的下游，用以阻擋部分的非平行離子束或是減少部分的非平行離子束的離子濃度。在此，孔