[发明专利]在衬底上利用离子束以及可变孔隙来进行离子注入的方法

说明书

本申请为申请号：201110072190.4、申请日：2011.3.17、发明名称：利用可变孔隙来进行的离子注入法以及离子注入机的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明是有关于一种用来对衬底（substrate）进行离子注入的离子注入法（implant method）与离子注入机（implanter），且特别是有关于一种离子注入法与离子注入机，其可通过紧临近于一个衬底的一个可变孔隙（variable aperture）来改变离子束（ion beam）形状，以分别利用不同的特制离子束（customized ion beam）来对至少一个衬底的不同部分进行离子注入。

背景技术

一般来说，如图1A中所示，一台离子注入机具有至少一个离子源（ion source）101以及一个解析磁铁（analysis magnet）102。先通过离子源101来产生一道离子束103，然后再通过解析磁铁102来对离子束103进行解析，以筛选掉具有不要的电荷质量比（charge-mass ratio）的离子。之后，再以筛选过的离子束103来对一个衬底104进行离子注入，其中衬底104例如是一个晶圆（wafer）或是一个面板（panel）。从解析磁铁102输出的离子束103的质量通常并不足以有效地对衬底104进行离子注入。举例来说，在离子束103横截面（cross section）上的离子束电流分布（ion beam current distribution）可能会有起伏变化（undulant）或者是具有一个长尾段（long tail）。于是，若是没有利用额外的步骤/装置来改善衬底104中已注入的离子、原子（atom）或分子（molecule）的分布状态，则离子束103在衬底104上所进行的离子注入可能会是不均匀的。举例来说，在特定束电流（beamcurrent）及/或能量范围（energy range）的一个给定种类（species）的离子束103中，光束形状、尺寸或是横截面往往并不符合规格要求（spec requirement）。于是，对衬底104上的至少一个掺杂区域（dose region）的掺杂分布控制（dose distribution control）往往会变得不完美。举例来说，为了要做到掺杂量分区（dose split）或是非均匀离子注入（non-uniform implantation），衬底104的不同部分需要有不同的掺杂量（dose）。于是，即使一个固定的离子束103的质量对于单一掺杂区域来说极为符合要求，但是仍然必须要对不同的部分进行不同的离子注入，以利用这个固定的离子束103来提供不同的掺杂量。值得注意的是，上述问题对于常用的点状离子束（spot ion beam）与带状离子束（ribbon ion beam）这两种类型的光束来说都适用。

如图1B中所示，一种现有技术利用磁铁组件（magnet assembly）105来进一步增加了用来使位于解析磁铁102与衬底104之间的离子束103产生变形（deforming）、准直（collimating）及/或偏斜（deflecting）等改变的光学组件（beam optics），进而改善上述问题。磁铁组件105通常具有至少一个磁铁，其中各磁铁可提供一个均匀的或是不均匀的磁场（magnetic field）。不过，这里并未对磁铁组件105的详细结构设限。于此，磁铁组件105例如是位于离子束103移动轨迹（trajectory）的周围，以通过磁铁组件105所产生的磁场来直接改变离子束103各个离子的运动。因此，通过调整供应至磁铁的电流或者是调整不同磁铁之间的相对几何关系（relative geometric relation）等方式来适当地调整磁铁组件105的操作，即可对应地改变离子束103，然后即可对应地调整离子束103在衬底104上的投射区域（projected area）。然而，使用磁铁组件105的成本较高，对磁场作出精准的调整较困难，并且通过磁场来改变离子束的过程较复杂也较耗时。