[发明专利]离子注入机内的射束角度调节

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种离子注入系统，本发明更具体地涉及调节离子注入机内的离子射束角度。

背景技术

离子注入系统是用于在集成电路制造中利用杂质掺杂半导体基板的装置。在这种系统中，掺杂剂材料被离子化，并由此生成离子射束。离子射束在半导体晶片或工件的表面处被引导，以将离子注入到晶片内。射束的离子例如在晶体管的制造中穿透晶片的表面，并在其内形成期望的导电性区域。通常的离子注入机包括：用于生成离子射束的离子源；包括用于引导和/或过滤(例如，质量解析)射束内的离子的质量分析装置的质量射束线(beamline)组件；和包含将被处理的一个或多个晶片或工件的目标室。

离子注入机的优点是因为它们对于工件内的掺杂剂的质量和放置都考虑了精度。具体地，离子注入机对于给定应用允许被注入的离子的剂量和能量变化。离子剂量控制被注入离子的浓度，其中，高电流离子注入机通常用于高剂量注入，而中等电流则用于低计量应用。离子能量用于控制在半导体器件内的接合深度，例如，在所述半导体器件内，能量确定离子注入到工件内的深度。

可以理解的是假设在电子工业中往往减小电子元件的尺寸以产生更小、但却更有功效的器件(例如，移动电话、数码相机等)，则在这些器件内使用的半导体和集成电路(例如，晶体管等)在尺寸上也持续减小。将更多这些元件“打包(pack)”到一个半导体基板或一个半导体基板的一部分上的能力也提高了生产效率和产量。可以理解的是控制离子注入在成功地增加打包密度方面起了很重要的作用。例如，对于离子射束相对于工件的机械表面和/或晶格结构的定向(例如，角度)的误差限度可能更小。因此，期望有助于更好地控制离子注入的装置和技术。

发明内容

以下是本发明的简单概括，以提供对本发明的一些方面的基本理解。此概括并非是本发明的广泛概述。其目的既不是契约本发明的关键或重要元件，也不是描述本发明的保护范围。而是其主要目仅仅是以简化的形式作为对在后面出现的更详细的说明的序言说明本发明的一个或多个方面。

导引元件(steering element)包括在离子注入系统内以将离子射束导引到离子注入系统的扫描元件的扫描顶点。如此，扫描元件的扫描顶点与扫描元件下游的平行化元件的聚焦点重合。这允许射束以期望的角度从平行化元件射出，以使得可以以期望的方式将离子注入到位于平行化元件的下游的工件内。

为了实现前述和相关目的，以下说明和附图详细说明本发明的特定示例性方面和实施方式。这些说明与附图指出了本发明的一个或多个方面可以采用的不同方式中的一些方式。以下结合附图从下面的详细说明中将理解本发明的其它方面、优点和新颖性特征。

附图说明

图1是晶格结构的一部分的示例的透视图，其中离子射束大致上平行于晶格结构的平面而在晶格结构处被引导；

图2是如图1中所示的晶格结构的一部分的示例的透视图，其中离子射束大致上不平行于晶格结构的平面而在晶格结构处被引导；

图3是半导体基板的一部分的剖视图，所述半导体基板具有形成于其上的特征，在离子注入期间，所述特征通过改变距离而被间隔，因此所述特征遭受不同程度的遮蔽(shadowing)的影响；

图4是如图1中所示的晶格结构的一部分的示例的透视图，其中结构的机械表面基本上不与晶格结构共面；

图5是示出了示例性注入系统的方框图，其中离子射束被导引通过如本文所述的系统的扫描元件的扫描顶点，在所述系统中，扫描顶点与系统的平行化元件的聚重合；

图6是示出了当没有使离子射束穿过如本文所述的扫描元件的扫描顶点时注入角度如何被损坏的示意图；以及

图7是用于使离子射束导引通过如本文所述的注入系统的扫描元件的扫描顶点的示例性方法论。

具体实施方式

参照附图说明本发明的一个或多个方面，其中，相同的附图标记在全文中基本上表示相同的元件，并且其中没有必要按照比例画出各种结构。在下面的说明中，出于解释的目的，说明了许多特定细节，以提供对本发明的一个或多个方面的透彻理解。然而，对本领域的技术人员显而易见的是本发明的一个或多个方面可以无需像这些特定细节一样实施。在其它情况下，已知结构和设备以方框图的形式示出，以有助于说明本发明的一个或多个方面。