本发明专利技术公开了一种离子注入装置，其包括：一离子源和一引出系统，该引出系统用于从该离子源引出离子束；一质量分析磁铁，用于偏转来自该引出系统的离子束，以从该离子束中选择一预设能量范围内的离子束；一校正磁铁，用于对来自该质量分析磁铁的该预设能量范围内的离子束在竖直平面内的束流张角进行校正；一变速转弯系统，用于将来自该校正磁铁的该预设能量范围内的离子束偏转至预设位置和方向，并使其加速或减速至预设注入能量；一工件扫描系统，用于使工件以一预设角度往复扫描通过该预设能量范围内的离子束。本发明专利技术还公开了一种相应的离子注入方法。本发明专利技术能够以均匀且较高的流强分布、均匀的角度分布高效地进行离子注入。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制造设备，特别是涉及一种。
技术介绍
离子注入方法用来把通常称之为杂质的原子或分子引入靶标基片，从而改变基片 材料的性能。离子注入方法可用于对材料进行表面注入，以改变其物理和化学性能。尤其令人感兴趣的是，用离子注入法在单晶或多晶硅中掺杂，是制造现代集成电 路中的一种常规工艺过程。由于半导体产品的生产逐渐趋向较大的半导体晶圆(从8英寸 到12英寸，而现在已向18英寸发展)，目前单晶圆工艺(一次处理一片晶圆)已被广泛地 采用。晶圆工件越大，注入所需的时间就越长，达到一定的注入剂量均勻性和注入角度均勻 性也越来越难以实现。在离子束应用领域中，扫描离子束一般有两种方式电扫描和磁扫描。导流系数 较大的离子束在其传输过程中往往会发生束流崩溃，任何静电势在离子束传输中的存在， 都会影响到离子束的引出和传输，离子束的横向尺寸会急剧增加，导致在离子束达到靶标 之前，就撞击到离子束传输系统的物理边界而损失掉了。因此，对于高导流系数的离子束传 输，一般不使用任何电扫描装置，而是使用磁扫描或不扫描离子束。在离子束应用领域，磁 扫描一般用的是二极磁铁，用于瞬间偏转离子束，但在该偏转方向上二极磁铁的聚焦效果 很弱，而且在另外一个横向的垂直维度上表现为散焦效应，所以如果要使束流保持一定的 发散角度和传输效率，就需要另外再设置其他束流光学器件对其进行聚焦，这样将导致束 流传输路径变长，对束流的传输效率不利。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中的离子注入方法对束流的利用 率不高的缺陷，提供一种成本较低的能够以均勻且较高的流强分布、均勻的角度分布高效 地进行注入的。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种离子注入装置，其特点 在于，其包括一离子源和一引出系统，该引出系统用于从该离子源引出离子束；一质量分 析磁铁，用于偏转来自该引出系统的离子束，以从该离子束中选择一预设能量范围内的离 子束；一校正磁铁，用于对来自该质量分析磁铁的该预设能量范围内的离子束在竖直平面 内的束流张角进行校正；一变速转弯系统，用于将来自该校正磁铁的该预设能量范围内的 离子束偏转至预设位置和方向，并使其加速或减速至预设注入能量；一工件扫描系统，用于 使工件以一预设角度往复扫描通过该预设能量范围内的离子束。较佳地，该质量分析磁铁能够从来自该引出系统的离子束中选择低能离子束，该 变速转弯系统能够使该低能离子束在水平面内进行两次偏转并同时减速，该工件扫描系统 能够使工件在水平和竖直方向进行二维扫描运动。较佳地，该质量分析磁铁能够从来自该引出系统的离子束中选择高能离子束，该变速转弯系统能够使该高能离子束在水平面内进行一次偏转并同时加速或减速，该工件扫描系统能够使工件在水平和竖直方向进行二维扫描运动。较佳地，在该引出系统与该质量分析磁铁之间设有一扫描磁铁，用于对来自该引 出系统的离子束在竖直方向进行扫描，并且，该质量分析磁铁能够从来自该扫描磁铁的离 子束中选择低能离子束，该变速转弯系统能够使该低能离子束在水平面内进行两次偏转并 同时减速，该工件扫描系统能够使工件进行一维水平扫描运动，其中，该低能离子束在工件 处的束流分布范围在纵向上覆盖工件。较佳地，在该引出系统与该质量分析磁铁之间设有一扫描磁铁，用于对来自该引 出系统的离子束在竖直方向进行扫描，并且，该质量分析磁铁能够从来自该扫描磁铁的离 子束中选择高能离子束，该变速转弯系统能够使该高能离子束在水平面内进行一次偏转并 同时加速或减速，该工件扫描系统能够使工件进行一维水平扫描运动，其中，该高能离子束 在工件处的束流分布范围在纵向上覆盖工件。较佳地，该扫描磁铁在竖直方向的扫描角度范围为-10° +10°。较佳地，该质量分析磁铁能够使该离子束偏转45° 110°。较佳地，该校正磁铁能够将竖直平面内的束流张角校正至与束流传输路径平行。较佳地，在工件所在平面内并且邻接工件处设有一束流诊断设备，用于测量工件 处的束流强度和角度分布。较佳地，该束流诊断设备能够将测量数据反馈给一用于控制该离子注入装置的处理器。较佳地，该束流诊断设备包括不具有束流角度测量功能的法拉第杯，以及具有垂 直和/或水平方向束流角度测量功能的法拉第杯。本专利技术的另一技术方案为一种利用上述离子注入装置的离子注入方法，其特点 在于，其包括以下步骤=S1、利用该引出系统从该离子源引出离子束；s2、通过该质量分析磁 铁偏转来自该引出系统的离子束，以从该离子束中选择一预设能量范围内的离子束；S3、通 过该校正磁铁对来自该质量分析磁铁的该预设能量范围内的离子束在竖直平面内的束流 张角进行校正；s4、通过该变速转弯系统将来自该校正磁铁的该预设能量范围内的离子束 偏转至预设位置和方向，并使其加速或减速至预设注入能量；s5、通过该工件扫描系统使工 件以一预设角度往复扫描通过该预设能量范围内的离子束。较佳地，在步骤S2中通过该质量分析磁铁从来自该引出系统的离子束中选择低能 离子束，在步骤S4中通过该变速转弯系统使该低能离子束在水平面内进行两次偏转并同时 减速，在步骤S5中通过该工件扫描系统使工件在水平和竖直方向进行二维扫描运动。较佳地，在步骤S2中通过该质量分析磁铁从来自该引出系统的离子束中选择高能 离子束，在步骤S4中通过该变速转弯系统使该高能离子束在水平面内进行一次偏转并同时 加速或减速，在步骤S5中通过该工件扫描系统使工件在水平和竖直方向进行二维扫描运 动。较佳地，在该引出系统与该质量分析磁铁之间设有一扫描磁铁，在步骤S1与S2之 间，通过该扫描磁铁对来自该引出系统的离子束在竖直方向进行扫描，在步骤S2中通过该 质量分析磁铁从来自该扫描磁铁的离子束中选择低能离子束，在步骤S4中通过该变速转弯 系统使该低能离子束在水平面内进行两次偏转并同时减速，在步骤S5中通过该工件扫描系统使工件进行一维水平扫描运动，其中，该扫描磁铁在竖直方向的扫描角度范围使得该低 能离子束在工件处的束流分布范围在纵向上覆盖工件。较佳地，在该引出系统与该质量分析磁铁之间设有一扫描磁铁，在步骤S1与S2之 间，通过该扫描磁铁对来自该引出系统的离子束在竖直方向进行扫描，在步骤S2中通过该 质量分析磁铁从来自该扫描磁铁的离子束中选择高能离子束，在步骤S4中通过该变速转弯 系统使该高能离子束在水平面内进行一次偏转并同时加速或减速，在步骤S5中通过该工件 扫描系统使工件进行一维水平扫描运动，其中，该扫描磁铁在竖直方向的扫描角度范围使 得该高能离子束在工件处的束流分布范围在纵向上覆盖工件。 较佳地，该扫描磁铁在竖直方向的扫描角度范围为-10° +10°。较佳地，在步骤S2中该质量分析磁铁使该离子束偏转45° 110°。较佳地，在步骤S3中该校正磁铁将竖直平面内的束流张角校正至与束流传输路径 平行。较佳地，在工件所在平面内并且邻接工件处设有一束流诊断设备，在步骤S5中通 过该束流诊断设备测量工件处的束流强度和角度分布。较佳地，在步骤S5中该束流诊断设备将测量数据反馈给一用于控制该离子注入装 置的处理器。本专利技术的积极进步效果在于本专利技术可以通过控制扫描磁铁、质量分析磁铁和校 正磁铁的电流大小，控制束流的流强和角度分布，提高束流的利用效率，上述三组磁铁的相 互配合，能够更方便地本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种离子注入装置，其特征在于，其包括：一离子源和一引出系统，该引出系统用于从该离子源引出离子束；一质量分析磁铁，用于偏转来自该引出系统的离子束，以从该离子束中选择一预设能量范围内的离子束；一校正磁铁，用于对来自该质量分析磁铁的该预设能量范围内的离子束在竖直平面内的束流张角进行校正；一变速转弯系统，用于将来自该校正磁铁的该预设能量范围内的离子束偏转至预设位置和方向，并使其加速或减速至预设注入能量；一工件扫描系统，用于使工件以一预设角度往复扫描通过该预设能量范围内的离子束。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈炯，洪俊华，钱锋，
申请(专利权)人：上海凯世通半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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