[发明专利]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

说明书

相关申请的交叉引用

本申请主张2009年7月2日提交的名称为“USE OF BEAM SCANNING TO IMPROVE UNIFOURMITY AND PRODUCTIVITY OF A 2D MECHANICAL SCAN IMPLANTATION SYSTEM”的第61/222,671号美国临时申请的优先权和权益，通过引用在此合并的其全部内容在这里被充分地阐述。

技术领域

本发明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，本发明涉及一种用于提高二维机械扫描注入系统的均匀性和生产率的系统和方法。

背景技术

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匀速平移和/或旋转，以便提供横过所述晶片的均匀的离子注入。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匀性是要考虑的问题。

一种试图解决微均匀性问题的现有技术是基于束测量和最终的均匀性的预测选择扫描线的间距。虽然这种方案对于控制均匀性是有效的，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匀性，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。

发明内容

以下对发明内容进行简单的介绍，以便提供对本发明的一个或多个方面的基本理解。本发明内容不是对本发明的泛述，而是意欲确定本发明的关键或重要元素。相反地，发明内容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，从而介绍本发明的一些原理。

根据本发明的一个实施例，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。

根据本发明的一个实施例，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”提供提高的剂量均匀性。

根据本发明的另一个实施例，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。

在本发明的一个实施例中，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。