具有减小的扫描场效应的离子注入制造技术

本发明专利技术提供了离子注入系统和扫描系统，其中提供了聚焦调整部件用于调整离子束的聚焦性质，来减小扫描器在离子束上的零场效应。聚焦性质可以被调整，用于改善跨过工件扫描的束轮廓的一致性，或改善跨过工件的离子注入的一致性。本发明专利技术公开了将经扫描的离子束提供给工件的方法，包括扫描离子束以产生经扫描的离子束，关于扫描器在离子束上的零场效应调整离子束的聚焦性质，以及朝向工件引导离子束。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术公开内容整体上涉及离子注入系统，尤其涉及通过减轻离子束扫描的零场效应来促进跨过工件扫描的离子束的一致性的系统和方法。
技术介绍
在半导体器件和其它产品制造中，使用离子注入来用产生电子部件的特定电子性质的杂质对半导体晶片、显示面板和其它工件进行掺杂。离子注入机或离子注入系统使用离子束处理工件来产生η型或ρ型掺杂区域，或修改特定区域的应变，或在工件中形成钝化层。当用于对半导体掺杂时，离子注入系统注入已选定的离子种类以产生所期望的非本征材料，其中注入由诸如锑、砷或磷的源材料产生的离子在半导体晶片中产生η型非本征部分，注入由诸如硼、镓或铟的源材料产生的离子在半导体晶片中产生P型非本征材料部分。 离子束一般跨过半导体晶片的表面进行扫描，以注入来自源材料的离子，通常由扫描部件执行所述扫描处理。在使用经扫描的束的单晶片离子注入系统中，通常通过变化扫描速度实现均一性校正。这需要高带宽扫描器。在磁性扫描系统中，除了别的因素之外，由于涡电流损耗，可能难以满足此要求。在磁性系统和静电系统两者中，当扫描场经过零场时，扫描器区域中的束中和会显著地改变。所述束中和的改变会使束尺寸变化以及束电流改变。这些改变被称为零场效应(ZFE)。在中等电流且高能量的系统中，ZFE通常很小，且问题不大，因为束通常以相当高的能量穿过扫描器。在磁性扫描的高电流束线中，在束电流显著地改变且尺寸收缩可比较的量的情况下，ZFE将是显著的。因此，这对扫描器的动态范围提出很高的要求， 而且需要复杂的校正算法。所以，需要一种可以避免ZFE的不利方面同时利用双极扫描的简便性的简单方法。
技术实现思路
为了提供对此处的本专利技术公开内容的基本理解，接下来呈现了简化的
技术实现思路
。 该
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不是广泛综述。其目的既不是用于识别重要的或关键的元件，也不是描绘此处的本专利技术公开内容的范围。相反，其主要目的只是以一种简化的形式呈现出一个或更多的构思，作为之后要呈现的更加详细的描述的序言。如上文提及，本专利技术公开内容涉及离子注入系统，尤其涉及对离子束的聚焦的改进，以促进跨过工件的注入均勻性。所述注入系统包括扫描器单元，其通过产生场(例如磁场、电场或两者的组合)使离子束弯曲或转向。扫描器的场与离子束相互作用以引起随时间变化的角偏转，这种角偏转使离子束跨过工作进行扫描。另外，它用作在扫描束时动态地改变束的聚焦性质的随时间变化的透镜。然而，扫描器的场也可能经由束的空间电荷中和的变化而不是经由对束离子的直接作用力的相互作用，以不被预期的且可能是不期望的方式影响离子束的性质。通常，这些效应在扫描器场(电场、磁场或上述两者)的量值达到零时发生，且被称为“零场效应”。本专利技术公开内容讨论了一种具有可以避免这些零场效应的不利后果的配置的离子注入系统。公开了离子注入系统、扫描系统和用于将经扫描的离子束提供给工件的方法， 其中调整或校正离子束的一个或更多个聚焦性质以补偿扫描机构的零场效应。本专利技术公开内容发现了在任何类型的离子注入应用中的应用，且可能被有利地采用以减轻沿扫描方向的入射束变化，从而改进被注入的工件的注入一致性/均一性。为实现上述和相关的目的，下述的描述和附图将详细阐述此处的本专利技术公开内容的特定说明性的方面和实施方式。这些仅表示其中可以采用此处本
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的一个或更多个方面的多种方式中的少数几个。当结合附图考虑时，其它的方面、优点和新颖的特征可以从下述详细的描述变得清楚。附图说明图IA为示出根据本专利技术公开内容的具有带有扫描器和聚焦调节部件的扫描系统的示例性离子注入系统的示意图；图IB为示出图IB的注入系统的扫描器和几个示例性的经扫描的离子束的部分顶部平面视图；图IC为示出图IA和图IB的扫描器中的扫描线圈电流波形的图表；图ID为示出了在图IA和图IB的系统中在几个分立的时间点撞击工件的经扫描的离子束的透视图；图IE为示出横跨工件扫描离子束的侧视图；图IF至图IL为示出由扫描器的聚焦性质引起的在撞击工件时离子束宽度的变化和由图IA和图IB的离子注入系统中的扫描器引起的空间电荷中和变化的部分正视图；图2A为示出了根据本专利技术公开内容的聚焦调整部件的简化侧视图，该聚焦调整部件包括螺线管；图2B为还示出根据本专利技术公开内容的另一聚焦调整部件的简化侧视图，该聚焦调整部件包含具有定位在离子束路径周围的四个电磁体的磁四极；图2C为示出图IA和图IB的扫描器中的扫描线圈电流波形和聚焦调整部件电流波形的图表；图2D为示出在几个分立的时间点撞击离子注入系统中的工件的经扫描的离子束的透视图；图2E至图^(为示出通过示例性的聚焦调整部件的操作在几个分立的时间点撞击在离子注入系统中的工件时的更加一致的离子束宽度的部分正视图；图2L为示出位于图IA和图IB的示例性聚焦调整部件中的离子束路径的相对侧上的两个示例性的聚焦调整电极的简化透视图；图2M为示出根据本专利技术公开内容的聚焦调整部件的透视图，该聚焦调整部件包含围绕离子束路径的单透镜(Einzel lens)；图3为示出根据本专利技术公开内容的方法的流程图。具体实施例方式参考附图描述了此处本专利技术公开内容的一个或更多个方面，其中在全文中一般采用相似的附图标记表示相似的元件，其中各种结构不必按比例绘制。在下述的描述中，为了说明的目的，阐述了许多特定细节，用以提供对此处公开内容的一个或更多个方面的全面理解。然而，本领域技术人员可以明白，可以在较少程度的这些特定细节的情况下，实施此处公开内容的一个或更多的方面。在其它例子中，以方框图的形式示出了公知的结构和器件，用于促进对此处公开内容的一个或更多的方面的描述。如上文所述，本专利技术公开内容涉及用于将杂质注入到诸如半导体晶片的工件中的离子注入系统。这些系统一般通过以下步骤运行产生包含杂质种类的离子的离子束；引导离子束穿过限定和提纯离子束的性质的各种过滤和处理机构，以及将离子束引导至工件定位在其上的终端站。离子束跨过工件的表面进行扫描，以将工件的期望的部分暴露至给离子束，并且因此将杂质注入到工件期望的部分中。图IA示出具有扫描器136和聚焦调整或者调整设备135的示例性的低能量离子注入系统或离子注入机110。如图IA所示，离子注入系统110包括终端112、束线组件114 和终端站116。终端112中的离子源120由电源供给装置122供电以产生引出的离子束 124，其中源120包括一个或多个引出电极(未示出)以从源腔引出离子，从而产生被引出的离子束124。虽然图IA的离子注入系统114示出具有特定位置且沿束线以特定次序设置的许多部件，但应当理解，本领域普通技术人员可以设计包括在可以是根据本专利技术的公开内容的处于多种位置和成多种次序的这样的部件的许多系统。束线组件114包括束引导件132，该束引导件132具有靠近源120的入口和带有出口孔134的出口。束线组件还包括质量分析装置126，该质量分析装置1 接收被引出的离子束IM且产生偶极子磁场，该偶极子磁场基于荷质比选择性过滤离子束中的离子，使所述得到的离子束仅包含具有所需的荷质比(或落在所需的荷质比范围内)的离子。所得到的经质量分析的离子束124穿过分辨孔134至终端站116中的工件130。可以制造各种束形成和成形结构(未示出)以保持离子束124，且其界限了细长的内腔或通路，所述束124 通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于在工件中注入离子的离子注入系统，包括：离子束源，配置成产生离子束；质量分析装置，用于对产生的所述离子束进行质量分析；扫描器，配置成跨过所述工件扫描所述离子束；聚焦调整部件，包括配置成关于所述扫描器在所述离子束上的零场效应调整所述离子束的至少一个聚焦性质的调整场。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华·艾伊斯勒，
申请(专利权)人：艾克塞利斯科技公司，
类型：发明
国别省市：US