[发明专利]静电扫描器、离子注入系统以及用于处理离子束的方法

说明书

相关申请

本发明主张2013年6月26日提交的第61/839,516号美国临时专利申请的优先权。

技术领域

本实施例涉及一种离子注入设备，更具体来说，涉及一种静电扫描器、离子注入系统以及用于处理离子束的方法。

背景技术

如今，半导体电子装置、太阳能电池的制造以及其他技术依赖于用于掺杂或另外修改硅以及其他类型衬底的离子注入机系统。一种类型的离子注入机系统通过生成离子束并且将该离子束引导向衬底，以使离子在衬底表面下方停止移动来进行掺杂。在许多应用中，在衬底上扫描具有规定形状以及离子束区域的离子束(诸如点波束或带状束)，以将物质注入到大于离子束区域的衬底区域中。可以相对于静止的束来扫描衬底或者可以使衬底和束相对于彼此来进行扫描。在任何这些情况中，许多应用要求衬底被均匀地注入大部分该衬底的上方。遗憾的是，在注入过程中可能产生某些不均匀性。

在注入过程中可能由离子束产生某些不均匀性。一种类型的不均匀性是所谓平行的离子束的入射角展度。在某些状况下，此种入射角展度可以有系统地穿过整个衬底，以使得朝向一侧的入射角不同于朝向另一侧的入射角。束线离子注入设备通常通过对经由束路径上的不同组件的离子进行塑形、偏转、加速以及减速来处理离子束。在许多系统中，即使在入射到衬底上之前的最终阶段的离子束的“准直”之后，整个衬底上的离子的垂直角展度仍可能例如在大约0.5°至1.0°之间。即使入射角的较小差异也可能对注入过程的均匀性产生较大影响。正是关于这些以及其他考量，需要本发明的改良。

发明内容

本发明提供一种静电扫描器、离子注入系统以及用于处理离子束的方法。

在一个实施例中，静电扫描器用以扫描离子注入机中的离子束。静电扫描器可以包含第一扫描板，所述第一扫描板具有面向离子束的第一内表面，所述第一内表面在垂直于离子束传播方向的第一平面中具有凹面形状；以及与第一扫描板相对的第二扫描板，二者以间隙间隔开以容纳离子束，所述第二扫描板具有面向离子束的第二内表面并且在第一平面中具有凸面形状，第一扫描板以及第二扫描板经配置以在所述间隙中生成静电场，从而沿着垂直于离子束传播方向的水平方向来回扫描离子束。

在另一实施例中，离子注入系统包含用以扫描离子束的静电扫描器，所述静电扫描器包含第一扫描板以及与第一扫描板相对的第二扫描板。第一扫描板和第二扫描板可以间隙间隔开以引导离子束穿过其中，并且经配置以在所述间隙间生成静电场。离子注入系统还包含磁性准直器，所述磁性准直器可操作以使经扫描的离子束在第一平面内的曲线中弯曲，其中所述曲线包括外曲线部分以及内曲线部分，且其中第一扫描板以及第二扫描板可交互操作以沿着垂直于第一平面的垂直方向生成离子束的可变垂直聚焦，其中沿着外曲线部分的垂直聚焦比沿着内曲线部分的垂直聚焦更发散。

在另一实施例中，用于处理离子束的方法包含在第一扫描板与第二扫描板之间引导离子束，所述第一扫描板具有在面对离子束的内表面上的凹曲度，所述第二扫描板具有在面对离子束以及第一扫描板的内表面上的凸曲度，所述凹曲度以及所述凸曲度位于第一平面中。该方法可以进一步包含在垂直于离子束传播方向的水平方向上使用第一扫描板与第二扫描板之间的波动电场来回扫描离子束。

本发明提供的静电扫描器，可以减小由传统设备产生的离子束的垂直角展度。

附图说明

图1A示出示范性束线离子注入设备的框图形式的俯视图；

图1B示出图1A的设备的选择组件的细节的俯视图；

图2A示出对根据本实施例的离子束外曲线部分的操纵的光学组件的画像；

图2B示出对根据本实施例的离子束内曲线部分的操纵的光学组件的画像；

图3A示出一实施例的静电扫描器的正视图；

图3B说明另一示范性静电扫描器的正视图；

图3C示出根据本实施例的静电扫描器的等距视图；

图3D示出根据本实施例的静电扫描器的俯视图；

图4示出根据本实施例的另一静电扫描器的正视图；以及

图5示出叠加在传统静电扫描器上的本实施例的静电扫描器的正视图。

具体实施方式