[发明专利]离子注入系统

说明书

本发明公开了一种离子注入系统，包括：位于束流均匀性调节装置下游的束流减速偏转能量过滤装置、第一路径选择光阑和第二路径选择光阑、硅片扫描装置，其中，束流减速偏转能量过滤装置用于使得由束流均匀性调节装置传输而来的束流沿直线被传输并经过第一路径选择光阑，以及用于使得由束流均匀性调节装置传输而来的束流被偏转第一角度并经过第二路径选择光阑；硅片扫描装置用于支承硅片并使得硅片在第一注入平面和第二注入平面中移动以及用于在第一注入平面和第二注入平面之间切换。通过偏转和不偏转束流，该离子注入系统可以提供两条具有不同能量的束流传输路径，扩大了离子注入的能量区间和注入应用范围。

技术领域

本发明涉及一种半导体加工设备，特别涉及一种掺杂工艺的实现设备。

背景技术

离子注入作为业内一种常用的掺杂手段而被广泛应用于半导体领域。对于不同工艺要求的制程来说，离子注入机可以分为低能大束流机(120keV)、中束流机(250keV)、和高能机(200keV-6MeV)等。在集成电路、太阳能电池和显示面板控制电路等领域的掺杂来说，由于不同应用中工艺参数的不同，使得制造商往往同时需要具有不同能量、不同束流强度、和不同元素的离子注入系统，这无疑增加了成本投入。再者，在一些特殊应用中，除了有对束流能量和束流强度的要求之外，还需要应用大尺寸束流(50cm以上)，大尺寸束流的离子注入系统通常具有较大的体积，多台离子注入系统又无疑会增加制造车间对空间的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了解决低能大束流离子注入机在低能减速过程中产生的能量污染，同时保持非减速束流的束流品质，克服了现有技术中离子注入系统在特定工作范围内无法同时满足大束流和低能量污染的要求、针对不同应用领域必须采用多台离子注入系统从而增加成本的缺陷，以及满足先进集成电路工艺所需的几千电子伏特(～keV)级或几百电子伏特级(～100eV)的浅层注入要求，提供一种兼顾低能大束流和超低能大束流的离子注入系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种离子注入系统，包括离子源、引出电极、质量分析磁铁和束流均匀性调节装置，其特点在于，该离子注入系统还包括：位于束流均匀性调节装置下游的束流减速偏转能量过滤装置、第一路径选择光阑和第二路径选择光阑、硅片扫描装置，其中，束流减速偏转能量过滤装置用于使得由束流均匀性调节装置传输而来的束流沿直线被传输并经过第一路径选择光阑，以及用于使得由束流均匀性调节装置传输而来的束流被减速同时偏转第一角度并经过第二路径选择光阑；

硅片扫描装置用于支承硅片并使得硅片在第一注入平面和第二注入平面中移动以及用于在第一注入平面和第二注入平面之间切换，其中，位于第一注入平面中的硅片用于接受来自第一路径选择光阑的束流，位于第二注入平面中的硅片用于接受来自第二路径选择光阑的束流。注入平面不一定与扫描平面一致，特定ISO扫描条件下，带角度注入也能保持注入平面与扫描平面一致。

优选地，束流减速偏转能量过滤装置包括至少一组电极，束流在每组电极之间、与电场方向有一定相交角度的方向上传输，其中，

当电极不施加电压时，束流沿直线被传输；

当电极施加有电压时，束流被偏转第一角度传输，其中，第一角度为5°-60°；较佳地，第一角度为10°-30°。

束流偏转能量过滤模块提供了直线恒速和偏转减速的两条路径，束流偏转包括一组或多组电极，在不加电压的时候，束流不受影响，直线通过该模块；电极组电极在加设定电压时，束流减速并同时产生指定角度的偏转，由此系统具有恒速的直线路径和束流减速后偏转路径的双路径系统。

在直线恒速束流条件下，硅片扫描中心位置定义为直线束流与扫描平面相交处位置，并定义硅片载盘(例如静电吸盘)平面与束流方向相垂直的载盘角度为垂直注入角度或零度注入。