公開(kāi)了一種法拉第系統(tǒng)，其中該法拉第系統(tǒng)包括用于聚集離子束以產(chǎn)生電流的法拉第筒，用于鄰近于法拉第筒的入口形成電場(chǎng)，以防止響應(yīng)于離子束從法拉第筒釋放二次電子的抑制電極，以及圍繞法拉第筒和抑制電極以及包括大量孔徑的外殼，其中每個(gè)孔徑適合于有選擇地接收包括相應(yīng)的導(dǎo)電雜質(zhì)類型的離子束。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)的實(shí)施例涉及一種半導(dǎo)體制造設(shè)備。更具體地說(shuō)，本專利技術(shù)的實(shí)施例涉及一種適合于決定晶片上照射的離子束濃度的法拉第系統(tǒng)，以及涉及一種使用該法拉第系統(tǒng)的離子注入設(shè)備。本申請(qǐng)要求2005年9月22日申請(qǐng)的韓國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?0-2005-0088151的優(yōu)先權(quán)，因此將其主旨全部引入作為參考。
技術(shù)介紹
當(dāng)前的半導(dǎo)體器件的特點(diǎn)在于增加集成度、減小總體尺寸和提高性能。這些結(jié)果通過(guò)用來(lái)制造半導(dǎo)體器件的制造工序的復(fù)雜順序中的小心改進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些制造工序的一種工序通常涉及將導(dǎo)電雜質(zhì)離子注入硅晶片中。離子注入是基礎(chǔ)制造工序，通過(guò)其將雜質(zhì)有選擇地引入半導(dǎo)體襯底中。離子注入工序常常與熱擴(kuò)散工序結(jié)合執(zhí)行。盡管在半導(dǎo)體器件的制造中它已將使用很長(zhǎng)時(shí)間，但是與當(dāng)前半導(dǎo)體器件相關(guān)的小尺寸和越來(lái)越精確的制造公差更強(qiáng)調(diào)離子注入工序的精確控制。此外，從批量生產(chǎn)觀點(diǎn)，要求較精確控制注入雜質(zhì)濃度，以提高半導(dǎo)體器件的可重復(fù)性。有各種離子注入設(shè)備，其中可以執(zhí)行精確的離子注入工序。一種常規(guī)離子注入設(shè)備包括，用于產(chǎn)生導(dǎo)電雜質(zhì)離子的離子源，用于雜質(zhì)離子的分開(kāi)和提取的質(zhì)譜分析儀(mass analyzer)，用于聚集分開(kāi)/提取的雜質(zhì)離子的磁集電極，以及用于輸出限定束寬的離子束的掃描系統(tǒng)，該離子束包括聚集的雜質(zhì)離子。該常規(guī)離子注入設(shè)備還包括用于加速被掃描系統(tǒng)輸出的離子束的加速器、用于保持(即，固定)晶片和在至少一維上移動(dòng)晶片的靶以及鄰近于該靶布置并用于決定離子束的濃度(即，劑量)的法拉第系統(tǒng)。法拉第系統(tǒng)可以精確決定注入雜質(zhì)離子到晶片中的離子束的濃度，以便離子注入設(shè)備可以防止雜質(zhì)離子被注入過(guò)高或過(guò)低的濃度。由此，該法拉第系統(tǒng)鄰近于保持晶片的靶布置，但是與該靶隔開(kāi)，以便法拉第系統(tǒng)可以聚集在晶片上照射的離子束的邊緣部分，以由此計(jì)算離子束中的雜質(zhì)離子的濃度。示例性地，在美國(guó)專利號(hào)4,922,106，4,980,562和6,723,988中公開(kāi)了常規(guī)法拉第系統(tǒng)，因此將其主旨引入作為參考。下面，將參考附圖(圖)1描述常規(guī)法拉第系統(tǒng)，圖1是截面示意性示圖。如圖1所示，常規(guī)法拉第系統(tǒng)10包括用于聚集離子束20和產(chǎn)生相應(yīng)電流的法拉第筒12。法拉第系統(tǒng)10還包括用于鄰近于法拉第筒12的入口形成限定大小的電場(chǎng)的抑制電極14，以免在法拉第筒12中聚集的二次電子響應(yīng)于離子束20放電。法拉第系統(tǒng)10還包括圍繞抑制電極14和法拉第筒12以及具有孔徑15的外殼16，通過(guò)該孔徑15離子束20可以穿過(guò)并進(jìn)入法拉第筒12。法拉第筒12是碗狀的金屬結(jié)構(gòu)。假定離子束20包括具有正電荷的大量導(dǎo)電雜質(zhì)離子，例如，響應(yīng)于離子束20的碰撞，在法拉第筒12中將引起電子流動(dòng)(即，電流)。該電流可以被法拉第筒12和地線19之間串聯(lián)連接的安培表17檢測(cè)。圍繞法拉第筒12的開(kāi)口的抑制電極14可以被連接到外部電壓源元件18，以便形成需要的電場(chǎng)。該電場(chǎng)防止離子束20與法拉第筒12的外表面碰撞，且由此阻止與法拉第筒12相關(guān)的二次電子的產(chǎn)生、累積和放電。此外，外殼16將法拉第筒12的外表面與離子束20屏蔽，同時(shí)允許離子束20通過(guò)外殼16中形成的孔徑15進(jìn)入法拉第筒12。外殼16被連接到地線19，以便通過(guò)離子束20在外殼16上形成電荷電位?？讖?5的尺寸限定提供到法拉第筒12中的部分離子束20。如圖1所示，外殼16的第一表面被定向?yàn)榇怪庇陔x子束20的方向?？讖?5通常是矩形形狀以及被布置在外殼16的第一表面的中心。但是，在該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)內(nèi)，在緊鄰孔徑15的區(qū)域中的外殼16的第一表面上，第一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子仍然可以聚集。此后，當(dāng)隨后通過(guò)外殼16的15應(yīng)用第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子時(shí)，在外殼16的第一表面上聚集的第一導(dǎo)電類型的離子可以被離子束20拾取(picked-up)，該離子束20連通隨后應(yīng)用的第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子，由此污染在法拉第系統(tǒng)10中處理的晶片表面。這種雜質(zhì)減小晶片上形成的半導(dǎo)體器件的產(chǎn)品成品率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
因此，本專利技術(shù)的實(shí)施例提供一種離子注入設(shè)備，用于防止在法拉第系統(tǒng)外殼的某些部分上無(wú)意地聚集的雜質(zhì)離子污染目標(biāo)晶片。在一個(gè)實(shí)施例中，本專利技術(shù)提供一種法拉第系統(tǒng)包括，用于聚集離子束以產(chǎn)生電流的法拉第筒(Faraday cup)、用于鄰近于法拉第筒的入口形成電場(chǎng)，以防止響應(yīng)于離子束從法拉第筒釋放二次電子的抑制電極、以及圍繞法拉第筒和抑制電極以及包括大量孔徑的外殼，其中每個(gè)孔徑適合于有選擇地接收包括相應(yīng)的導(dǎo)電雜質(zhì)類型的離子束。在另一實(shí)施例中，本專利技術(shù)提供一種離子注入設(shè)備，包括用于產(chǎn)生導(dǎo)電雜質(zhì)離子的離子源、用于分開(kāi)-提取具有選擇質(zhì)量的導(dǎo)電雜質(zhì)離子的質(zhì)譜分析儀、以及用于聚焦由質(zhì)譜分析儀分開(kāi)提取的導(dǎo)電雜質(zhì)離子的磁聚焦電極。該離子注入設(shè)備還包括掃描系統(tǒng)，用于控制離子束的束寬和濃度，該離子束包括被磁聚焦電極集中的導(dǎo)電雜質(zhì)離子，以及用于提供離子束到晶片表面；加速器，用于加速被掃描系統(tǒng)掃描的離子束；靶，用于保持和移動(dòng)晶片，同時(shí)晶片暴露于被加速器加速的離子束；以及，法拉第系統(tǒng)，包括鄰近于靶布置、圍繞用于決定離子束的濃度的法拉第筒的外殼，該外殼包括大量孔徑，以及用于根據(jù)導(dǎo)電雜質(zhì)離子的類型旋轉(zhuǎn)由掃描系統(tǒng)提供的離子束，其中每個(gè)孔徑適合于有選擇地接收包括相應(yīng)類型的導(dǎo)電雜質(zhì)離子的離子束。附圖說(shuō)明下面將參考附圖描述本專利技術(shù)的示例性實(shí)施例，其中，相同的參考標(biāo)記指相同或相類似的元件。在圖中圖1是示意地說(shuō)明常規(guī)法拉第系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖2示意地示出了根據(jù)本專利技術(shù)的示例性實(shí)施例包括法拉第系統(tǒng)的離子注入設(shè)備結(jié)構(gòu)的平面圖；圖3示出了圖2的靶和圖2的法拉第系統(tǒng)的透視圖；以及圖4是圖2的法拉第系統(tǒng)的詳細(xì)剖面圖。具體實(shí)施例方式下面將相對(duì)于相互垂直方向的通常理解系統(tǒng)描述圖2至4所示的示例性設(shè)備；X-方向(第一方向)，Y-方向(第二方向)以及Z-方向(第三方向)。在此使用的每個(gè)方向包括正向和負(fù)向(例如，“X-方向”可以包括正X-方向和負(fù)X-方向)。這些任意地選擇和相對(duì)方向的使用完全是方便的以及僅僅用來(lái)弄清楚以下撰寫(xiě)的說(shuō)明書(shū)。所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，參考方向用來(lái)解釋某些例子相關(guān)的空間關(guān)系并不打算限制本專利技術(shù)的范圍。圖2示意地示出了根據(jù)本專利技術(shù)的示例性實(shí)施例包括法拉第系統(tǒng)的離子注入設(shè)備結(jié)構(gòu)的平面圖。如圖2所示，根據(jù)本專利技術(shù)的示例性實(shí)施例的離子注入設(shè)備包括用于產(chǎn)生導(dǎo)電雜質(zhì)離子的離子源102、用于分開(kāi)/提取選擇的導(dǎo)電雜質(zhì)離子的質(zhì)譜分析儀104以及用于聚焦由質(zhì)譜分析儀104獲得的導(dǎo)電雜質(zhì)離子的第一磁聚焦電極106。圖2的離子注入設(shè)備還包括用于控制離子束100的束寬(即，線寬)和離子濃度的掃描系統(tǒng)108。因此離子束100包括在第一磁聚焦電極106中聚焦的導(dǎo)電雜質(zhì)離子，以及由此被提供到晶片“W”的表面。加速器109用于加速被掃描系統(tǒng)108輸出的離子束100朝向靶120，其用于保持和移動(dòng)晶片W的靶120緊鄰法拉第系統(tǒng)110。參考圖2和4，法拉第系統(tǒng)110包括鄰近于靶120和圍繞法拉第筒112布置的外殼116。法拉第系統(tǒng)110用于測(cè)量(例如，計(jì)算離子)離子束100的濃度，以及還用于旋轉(zhuǎn)以便垂直于離子束100設(shè)置的外殼116的選擇表面將對(duì)應(yīng)于離子束100內(nèi)包含的導(dǎo)電雜質(zhì)的選擇類型。再次參考圖2，離子源102將各種導(dǎo)電雜質(zhì)，如硼、BF2、磷、砷等等激發(fā)為具有正電荷的離子態(tài)并將這種雜質(zhì)提供到質(zhì)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種法拉第系統(tǒng)，包括：法拉第筒，用于聚集離子束并產(chǎn)生相應(yīng)電流；抑制電極，用于鄰近于法拉第筒的入口形成電場(chǎng)，以防止響應(yīng)于離子束從法拉第筒釋放二次電子；以及圍繞法拉第筒和抑制電極并包括大量孔徑的外殼，其中每個(gè)孔徑適合于有選擇地接收包括相應(yīng)的導(dǎo)電雜質(zhì)類型的離子束。
【技術(shù)特征摘要】
KR 2005-9-22 10-2005-00881511.一種法拉第系統(tǒng)，包括法拉第筒，用于聚集離子束并產(chǎn)生相應(yīng)電流；抑制電極，用于鄰近于法拉第筒的入口形成電場(chǎng)，以防止響應(yīng)于離子束從法拉第筒釋放二次電子；以及圍繞法拉第筒和抑制電極并包括大量孔徑的外殼，其中每個(gè)孔徑適合于有選擇地接收包括相應(yīng)的導(dǎo)電雜質(zhì)類型的離子束。2.根據(jù)權(quán)利要求1的法拉第系統(tǒng)，其中該外殼用于圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)軸穿過(guò)外殼；以及旋轉(zhuǎn)軸被布置基本上垂直于離子束的施加方向，其中離子束的施加方向是第三方向。3.根據(jù)權(quán)利要求2的法拉第系統(tǒng)，其中該外殼是六面體，以及多個(gè)孔徑的每一個(gè)形成在外殼的活動(dòng)表面中。4.根據(jù)權(quán)利要求3的法拉第系統(tǒng)，其中該外殼包括四個(gè)活動(dòng)表面。多個(gè)孔徑的孔徑被布置在外殼的四個(gè)活動(dòng)表面的每一個(gè)的中心；以及，該外殼用于在一個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)。5.根據(jù)權(quán)利要求4的法拉第系統(tǒng)，其中四個(gè)活動(dòng)表面分別用于有選擇地接收包括硼、BF2、磷和砷的離子束。6.根據(jù)權(quán)利要求4的法拉第系統(tǒng)，其中多個(gè)孔徑的每個(gè)孔徑是拉伸的矩形孔徑，以及多個(gè)孔徑的每個(gè)孔徑基本上是相同的尺寸。7.根據(jù)權(quán)利要求4的法拉第系統(tǒng)，還包括垂直于離子束的施加方向布置并用于旋轉(zhuǎn)外殼的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，其中外殼包括兩個(gè)非活動(dòng)表面，該非活動(dòng)表面沒(méi)有孔徑，以及旋轉(zhuǎn)設(shè)備垂直于兩個(gè)非活動(dòng)表面布置。8.根據(jù)權(quán)利要求7的法拉第系統(tǒng)，其中外殼被布置在旋轉(zhuǎn)設(shè)備和靶之間，以及旋轉(zhuǎn)軸被布置在第一方向中。9.根據(jù)權(quán)利要求7的法拉第系統(tǒng)，其中靶鄰近旋轉(zhuǎn)設(shè)備和外殼，以及旋轉(zhuǎn)軸被布置在第二方向中。10.根據(jù)權(quán)利要求7的法拉第系統(tǒng)，其中法拉第筒和抑制電極被連接到從旋轉(zhuǎn)設(shè)備導(dǎo)向外殼的多個(gè)引線。11.根據(jù)權(quán)利要求10的法拉第系統(tǒng)，其中該引線被連接到中心棒；中心棒垂直于離子束的施加方向布置，以及用于將法拉第筒和抑制電極保持在原位；以及，旋轉(zhuǎn)設(shè)備被連接到在...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：樸炳鉉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：三星電子株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：KR[]
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