利用可变孔隙来进行的离子注入法以及离子注入机制造技术

一种具有可变孔隙的孔隙调整装置，用以先改变离子束形状，特别是在衬底附近改变离子束的最终形状，然后再以成形后离子束来对衬底进行离子注入。因此，衬底的不同部分或是不同的衬底，可在不使用公知通过多个固定孔隙或是每次都要重新调整离子束等方法的情况下，分别通过不同的成形后离子束来进行离子注入。换句话说，不需要高成本与复杂的操作步骤，即可达成分别通过特制离子束来进行不同离子注入的目的。另外，相较于现有技术，由于可变孔隙的调整可通过机械操作而易于达成，故能加速离子束调整过程，以获得进行离子注入的一特定离子束的离子束调整过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种用来对衬底(substrate)进行离子注入的离子注入法 (implant method)与离子注入机(implanter)，且特别是有关于一种离子注入法与离子注入机，其可通过紧临近于一个衬底的一个可变孔隙(variable aperture)来改变离子束 (ion beam)形状，以分别利用不同的特制离子束(customized ion beam)来对至少一个衬底的不同部分进行离子注入。
技术介绍
一般来说，如图IA中所示，一台离子注入机具有至少一个离子源(ion source) 101以及一个解析磁铁(analysis magnet) 102。先通过离子源101来产生一道离子束103，然后再通过解析磁铁102来对离子束103进行解析，以筛选掉具有不要的电荷质量比(charge-mass ratio)的离子。之后，再以筛选过的离子束103来对一个衬底 104进行离子注入，其中衬底104例如是一个晶圆(wafer)或是一个面板(panel)。从解析磁铁102输出的离子束103的质量通常并不足以有效地对衬底104进行离子注入。举例来说，在离子束103横截面(cross section)上的离子束电流分布(ion beam current distribution)可能会有起伏变化(undulant)或者是具有一个长尾段(long tail)。于是，若是没有利用额外的步骤/装置来改善衬底104中已注入的离子、原子(atom)或分子 (molecule)的分布状态，则离子束103在衬底104上所进行的离子注入可能会是不均勻的。举例来说，在特定束电流(beamcurrent)及/或能量范围(energy range)的一个给定种类(species)的离子束103中，光束形状、尺寸或是横截面往往并不符合规格要求(spec requirement)。于是，对衬底104上的至少一个掺杂区域(dose region)的掺杂分布控制 (dose distributioncontrol)往往会变得不完美。举例来说，为了要做到掺杂量分区(dose split)或是非均勻离子注入(non-uniform implantation)，衬底104的不同部分需要有不同的掺杂量(dose)。于是，即使一个固定的离子束103的质量对于单一掺杂区域来说极为符合要求，但是仍然必须要对不同的部分进行不同的离子注入，以利用这个固定的离子束103来提供不同的掺杂量。值得注意的是，上述问题对于常用的点状离子束(spot ion beam)与带状离子束(ribbon ion beam)这两种类型的光束来说都适用。如图IB中所示，一种现有技术利用磁铁组件(magnet assembly) 105来进一步增加了用来使位于解析磁铁102与衬底104之间的离子束103产生变形(deforming)、准直 (collimating)及/或偏斜(deflecting)等改变的光学组件(beamoptics)，进而改善上述问题。磁铁组件105通常具有至少一个磁铁，其中各磁铁可提供一个均勻的或是不均勻的磁场(magnetic field)。不过，这里并未对磁铁组件105的详细结构设限。于此，磁铁组件105例如是位于离子束103移动轨迹(trajectory)的周围，以通过磁铁组件105所产生的磁场来直接改变离子束103各个离子的运动。因此，通过调整供应至磁铁的电流或者是调整不同磁铁之间的相对几何关系(relative geometric relation)等方式来适当地调整磁铁组件105的操作，即可对应地改变离子束103，然后即可对应地调整离子束103在衬底104上的投射区域(projected area) 0然而，使用磁铁组件105的成本较高，对磁场作出精准的调整较困难，并且通过磁场来改变离子束的过程较复杂也较耗时。另一种未示出在任何附图中的现有技术通过调整离子源101及/或解析磁铁102 的操作来改善上述问题，因而可妥善地改变从解析磁铁102输出的离子束103。然而，此种方法的成本较高，操作较复杂，并且对离子束103进行调整的场所(room)也会受到限制。还有一种未示出在任何附图中的现有技术通过调整诸如扫描路径间距(scan path pitch)与扫描速度(scan speed)等扫描参数(scan parameter)来改善上述问题，因而可通过相同的离子束103分别达成不同的离子注入。同样地，此种方法的成本较高，操作较复杂，并且对扫描参数进行调整的场所也会受到限制。如图IC中所示，另外还有一种现有技术会先利用具有一个固定孔隙 (fixedaperture) 107的一个孔隙调整装置(aperture device) 106来对离子束103改变形状，然后再通过成形后离子束(shaped ion beam) 103来对衬底104进行离子注入。合理地，此现有技术可以不需要改变离子束103本身的任何原始参数，便通过适当地选择固定孔隙107来改变离子束103形状。换句话说，此种现有技术并不需要通过任何磁/电场来进一步改变从解析磁铁102输出的离子束103，也不需要调整离子源101及/或解析磁铁 102的操作。虽然，固定孔隙仅能对离子束103改变形状，而不能对离子束103进行调整， 例如固定孔隙就不能对离子束103横截面上的离子束电流分布进行调整。因此，如图ID中所示的另一种现有技术就将孔隙调整装置106内的固定孔隙107定位在一光学组件的一端以及紧临近于衬底104。也因此，在光学组件改变了离子束103之后，离子束103可再度通过固定孔隙107进一步改变形状，以使离子束103在衬底104上的投射区域能达到更好的形状。换句话说，利用固定孔隙107时，需要通过光学组件对离子束103提供的调整可不像未利用任何孔隙时那么严格。然而，这两个现有技术俱有一个主要的缺点，那就是缺少弹性。一个固定孔隙107的形状与尺寸是固定的，于是可以用来对成形后离子束103进行的调整就会因此而受到限制，即使能通过沿着垂直于离子束103的一个方向来平移(shift) 孔隙调整装置106，及/或通过一个倾斜机构(tilt mechanism)或是一个扭转机构(twist mechanism)在孔隙调整装置106与离子束103的交点(intersectingpoint)处绕着三维空间(three-dimensional space)中的另一个方向来旋转孔隙调整装置106，以改变离子束 103与固定孔隙107之间重迭的部分，可能的调整变化仍然相当有限。因此，就必须要有具有不同固定孔隙107的多个孔隙调整装置106，也因此，在至少一个衬底104上进行离子注入时，可能会为了要替换多个孔隙调整装置106而中断好几次，才能利用不同的固定孔隙来达到不同的离子注入。据此，仍有需要开发出不同的方案来改善上述问题，特别是开发出一种简单又便宜的方案。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种离子注入法与离子注入机，其可先改变一离子束的形状，然后再通过成形后离子束来对一衬底进行离子注入。于此，利用了具有一个可变孔隙(variable aperture)的一个孔隙调整装置来对离子束改变形状，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种离子注入法，利用一可变孔隙来进行，包括：提供一离子束以及一衬底；以及调整一孔隙调整装置内的所述可变孔隙，以通过被所述可变孔隙改变过形状的一成形后离子束来对所述衬底进行离子注入。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：万志民，约翰·D·波拉克，唐·贝瑞安，任克川，
申请(专利权)人：汉辰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US