[发明专利]离子植入机以及将离子植入半导体衬底中的方法

说明书

一种离子植入机包括离解腔室，所述离解腔室位于所述离子植入机中。所述离解腔室具有用于接收气体的输入口及用于输出离子的输出口。真空腔室环绕所述离解腔室。多个磁性材料棒或板在所述离解腔室的至少两个侧上与所述离解腔室相邻。磁体磁性耦合至所述多个磁性材料棒或板。微波源被提供用于向所述离解腔室供应微波，以在所述离解腔室中引起电子回旋共振来将所述气体电离。本发明实施例的离子植入机可提高离子植入机的寿命及降低离子植入机的维护成本。

技术领域

本发明实施例涉及一种离子植入机以及将离子植入半导体衬底中的方法。

背景技术

在半导体制作中使用离子植入机来将杂质离子(也被称作掺杂剂)引入至半导体材料中。植入机会产生含有杂质离子的等离子体。电磁场使离子加速到为2keV或高于2keV的能量，使得离子植入到半导体衬底的表面以下。

霍尔电流离子植入机(Hall-current ion implanter)使用热纤丝(heatedfilament)或热阴极来产生用于离解的热电子。热电子对离解腔室内的加工气体分子进行轰击，从而引起电离(ionization)，且所释放的电子会在链式反应(chain reaction)中继续撞击其他气体分子以生成更多离子，直至离子触到弧形腔室侧壁为止。

随着时间的推移，热纤丝及热阴极可能氧化而被消耗，因而会使气化的钨原子溅出。此会产生副产物且会降低源头寿命(source head lifetime)。

发明内容

本发明实施例是针对一种离子植入机以及将离子植入半导体衬底中的方法，其可提高离子植入机的寿命及降低离子植入机的维护成本。

在某些实施例中，一种离子植入机包括离解腔室，所述离解腔室位于所述离子植入机中。所述离解腔室具有用于接收气体的输入口及用于输出离子的输出口。真空腔室环绕所述离解腔室。多个磁性材料棒或板在所述离解腔室的至少两个侧上与所述离解腔室相邻。磁体磁性耦合至所述多个磁性材料棒或板。微波源被提供用于向所述离解腔室供应微波，以在所述离解腔室中引起电子回旋共振来将所述气体电离。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本发明的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。两个或更多个图式中的相同参考编号指示相同组件。

图1是根据某些实施例的离子植入机的示意图。

图2是根据某些实施例的图1所示离子植入机的图。

图3是根据某些实施例的离子植入机的简化示意图。

图4是根据某些实施例的图1所示离解腔室的放大图。

图5是根据某些实施例的图4所示离解腔室的前视图。

图6是根据某些实施例的将电子回旋共振(electron cyclotron resonance，ECR)系统改装至配备有热纤丝等离子体源的先已存在的(传统的)植入机中的方法的流程图。

图7是根据某些实施例的使用图1所示ECR等离子体产生系统的方法的流程图。

具体实施方式

以下公开内容提供用于实作所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及排列的具体实例以简化本发明。当然，这些仅为实例且不旨在进行限制。举例来说，以下说明中将第一特征形成在第二特征“之上”或第二特征“上”可包括其中第一特征及第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有附加特征、进而使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。另外，本公开内容可能在各种实例中重复使用参考编号及/或字母。这种重复使用是出于简洁及清晰的目的，而不是自身表示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。