[发明专利]具有减小的扫描场效应的离子注入

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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n型或p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n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。

发明内容

为了提供对此处的本发明公开内容的基本理解，接下来呈现了简化的发明内容。该发明内容不是广泛综述。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发明公开内容的范围。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，本发明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匀性。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”。

本发明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。本发明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发明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发明内容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1A为示出根据本发明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1B为示出图1B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1C为示出图1A和图1B的扫描器中的扫描线圈电流波形的图表；

图1D为示出了在图1A和图1B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1E为示出横跨工件扫描离子束的侧视图；

图1F至图1L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1A和图1B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为示出了根据本发明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为还示出根据本发明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；