使用束扫描以提高二维机械扫描注入系统的均匀性和生产率技术方案

本发明专利技术公开了一种离子注入系统(100)，该离子注入系统包括被构造成朝向端站引导离子束(170)的束线和扫描系统，该端站被构造成保持或支撑工件。所述扫描系统被构造成以二维方式使端站扫描通过离子束，该二维方式包括沿第一方向的第一扫描轴线(“快扫描”，142)和沿不同于第一方向的第二方向的第二扫描轴线(“慢扫描”144)。所述系统还包括补充扫描部件，所述补充扫描部件可操作地与所述扫描系统相关联，并且所述补充扫描部件被构造成执行离子束相对于端站沿具有第三方向的第三扫描轴线的扫描，所述第三方向不同于第一方向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及离子注入系统和与该离子注入系统相关联的方法，并且更具体地，本专利技术涉及一种用于提高二维机械扫描注入系统的均勻性和生产率的系统和方法。
技术介绍
在半导体工业中，为了在衬底上获得不同的结果，典型地在衬底(例如，半导体晶片)上实施不同的制造过程。例如，为了获得衬底上或衬底内的具体特征可以执行诸如离子注入的过程，例如通过注入特定类型的离子限制衬底上的电介质层的扩散。在过去，以分批过程执行离子注入过程，其中多个衬底通过以下方式被同时处理将多个衬底设置在圆盘上并且，以使该衬底高速旋转通过固定离子束以构成一维扫描，同时平移旋转圆盘本身以提供第二扫描轴线。随后，注入系统使用串联处理，其中单个衬底被单独处理。在典型串联处理中，离子束沿横过固定晶片的单个轴线被扫描，其中所述晶片在一个方面上平移通过扇形形状，或者所述离子束相对于固定离子束或“点束”沿大体上垂直的轴线平移。晶片沿大致垂直轴线的平移要求晶片的勻速平移和/或旋转，以便提供横过所述晶片的均勻的离子注入。此外，这种平移应该以有利的方式发生，以便在离子注入过程中提供可接受的晶片处理量。由于工件较缓慢的往复运动，二维扫描系统不能具有与批处理工具一样相同的扫描速度。此外，由于这种较缓慢的扫描速度，所以横过所述晶片的扫描线的数量减少，并因此横过所述晶片的剂量的微均勻性是要考虑的问题。—种试图解决微均勻性问题的现有技术是基于束测量和最终的均勻性的预测选择扫描线的间距。虽然这种方案对于控制均勻性是有效的，但是由于相应需要更多数量的扫描通道来完全扫描工件，所以这种方案的缺点在于减少扫描线的间距会增加总注入时间。因此，虽然现有技术方案提供足够的均勻性，但是这种提高是以减少工具的生产率为代价。因此，具有提高二维扫描系统的需要。
技术实现思路
以下对
技术实现思路
进行简单的介绍，以便提供对本专利技术的一个或多个方面的基本理解。本
技术实现思路
不是对本专利技术的泛述，而是意欲确定本专利技术的关键或重要元素。相反地，
技术实现思路
的主要意图是以简化形式作为随后提供的更详细的说明的序言，从而介绍本专利技术的一些原理。根据本专利技术的一个实施例，一种离子注入系统包括被构造成向端站引导离子束的束线，该端站被构造成保持或支撑工件。扫描系统可操作地与端站相关联并被构造成以二维的方式使端站扫描通过离子束，其中二维扫描包括分别沿彼此不同的第一和第二方向的第一和第二扫描轴线。所述离子注入系统还包括补充扫描系统，该补充扫描系统被构造成沿具有不同于第一方向的第三方向的第三扫描轴线相对于端站实施离子束的扫描。根据本专利技术的一个实施例，所述补充扫描系统提供在不同于端站的快扫描方向的方向上的离子束的振动。此外，在一个实施例中，振动的频率大致大于端站的快扫描频率， 从而产生沿快扫描轴线大于离子束本身的离子束剖面。在没有损失系统生产率或处理量的情况下，增加的离子束剖面或“扫描宽度”提供提高的剂量均勻性。根据本专利技术的另一个实施例，提供了一种注入工件的方法。所述方法包括以下步骤朝向端站引导离子束，该端站被构造成保持或支撑工件；和相对于引入的离子束二维扫描端站。所述二维扫描包括沿具有快扫描方向的快扫描轴线扫描端站和沿具有慢扫描方向的慢扫描轴线扫描端站，该快扫描轴线和慢扫描轴线彼此不同。所述方法还包括以下步骤沿具有不同于快扫描方向的方向的另一个轴线以补充方式扫描离子束。当端站正沿快扫描方向扫描通过离子束时执行补充扫描，从而增加机械扫描期间离子束的实际扫描宽度。在本专利技术的一个实施例中，以补充方式进行的离子束的扫描包括以非线性方式沿另一个轴线扫描离子束。在另一个实施例中，沿另一个轴线扫描离子束的频率具有基本上大于沿快扫描方向扫描端站的频率的频率。在又一个实施例中，快扫描方向和慢扫描方向基本上彼此垂直，并且沿另一个轴线的离子束的扫描不平行于快扫描方向。因此，为实现上述和相关的目标，本专利技术包括以下在权利要求中充分说明和具体指出的特征。以下的说明和附图详细地阐述了本专利技术的一些说明性实施例。然而，这些实施例仅表示了其中使用本专利技术的原理的几个方法。本专利技术其它目标、优点和新颖的特征将在结合附图时从以下专利技术的详细说明中变得更明显。附图说明图1是图示根据本专利技术的一个实施例的具有补充扫描部件的离子注入系统的系统水平图；图2是在其上保持工件的端站的平面图，其中所述端站相对于固定束以二维扫描图案进行扫描；图3是根据本专利技术的一个实施例的其上保持工件的端站的平面图，其中端站相对于离子束以二维扫描图案进行扫描，该离子束沿具有不同于快扫描方向的方向的第三轴线振动；图4是图示沿第三轴线振动从而产生大于相应的固定离子束的时均有效离子束的离子束的剖视图；图5A是图示根据本专利技术的一个实施例的静电式补充扫描系统的视图，该静电式补充扫描系统被构造成沿与二维扫描系统的快扫描轴线不同的第三轴线振动离子束；图5B是图示根据本专利技术的一个实施例的静电式补充扫描系统的扫描板之间的电势的波形图，其中线性扫描波形可被操作以沿第三轴线以相对线性的方式振动离子束；图5C示出根据本专利技术的一个实施例的作为图5B的扫描波形的结果的离子束沿第三轴线来回进行的振动运动；图6是图示二维扫描系统中的扫描间距与需要扫描整个工件的总注入时间之间的关系图；图7是图示相对于位置的离子束剖面的一个示例图；图8是图示在二维扫描系统中重叠来自多个离子束通道的离子束剖面的一个示例图；图9是图示二维扫描系统中的扫描间距与横过工件的预测离子剂量均勻性之间的关系图；图10是图示根据本专利技术的一个实施例的离子束的扫描宽度通过沿第三轴线振动离子束从而产生不同实际束剖面如何变化的图；图11是图示根据本专利技术的一种实施例的由于离子束的振动产生的作为扫描宽度的函数的预测的均勻性图表；图12是图示根据本专利技术的一个实施例的由于振动产生的最小注入时间与扫描宽度之间的相互关系图；图13是图示根据本专利技术的由于振动产生的多个实际离子束剖面图，其中一个曲线表示沿第三轴线的离子束的线性振动运动，而另两个曲线说明根据本专利技术的一个可选实施例的不同的非线性振动运动；图14是图示根据本专利技术的离子束的线性振动运动和非线性振动运动如何提供不同水平的预测剂量均勻性图；和图15是图示根据本专利技术的一个实施例的采用离子束沿具有不同于快扫描轴线方向的方向的第三轴线的振动运动提高横过二维扫描系统中的工件的剂量均勻性的方法的流程图。具体实施例方式本专利技术总体涉及在大致不影响工具生产率的情况下提高剂量均勻性的系统和方法。更具体地，本专利技术涉及一种离子注入系统和与该离子注入系统相关的方法，其中扫描系统相对于引入的离子束以二维方式扫描端站。即，扫描系统被构造成沿具有快扫描方向的快扫描轴线和沿具有慢扫描方向的慢扫描轴线机械地移动端站。本专利技术还包括补充扫描系统或部件，该补充扫描系统或部件被构造成沿与所述快扫描轴线不同的第三轴线振动离子束。因此，当端站沿所述快扫描轴线在所述快扫描方向上进行扫描时，离子束沿不同于所述快扫描方向的第三轴线或振动轴线被扫描。离子束的振动改变离子束的“实际”扫描宽度。以下将参照附图说明本专利技术，其中全文中相似的附图标记表示相似的元件。应该理解的是，这些方面的说明仅仅是示例性的，并且他们将不会被解释为对本专利技术的限制。在以下的描述中，为了说明的目的，为了提供对本专利技术的全面理解，阐述了许多细本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：安迪·雷，
申请(专利权)人：艾克塞利斯科技公司，
类型：发明
国别省市：