[发明专利]提高扫描束离子注入机的产量

说明书

背景技术

在半导体器件和其它产品的制造中，离子注入系统被用于注入掺杂元素到工件(例如半导体晶片、显示面板、玻璃基底)中。这些离子注入系统通常称为“离子注入机”。

离子注入机产生离子束，该离子束最终被注入到工件的晶格中以促进在其上产生期望的功能性。因为许多工件形状是圆形的，先前的一些实施方式提出根据扫描模式对工件进行注入，所述扫描模式在工件的平面中描绘出大致圆形或椭圆形路径(取决于束的形状)。因为这样的椭圆扫描模式精确地映射工件的几何形状和束的形状，所以它易于促进高的工件产量，这是因为其限制了对单个工件进行注入所需要的时间。然而，这种实施方式有一个缺点，即，在注入期间难以测量束通量的动态变化。因为这一点，由于未计入束通量的变化，通过利用椭圆扫描模式的实施方式所提供的实际剂量轮廓可能易于随着时间偏离期望的剂量轮廓。因此，需要优化的离子注入方法，其能够保持高产量同时提供反馈，所述反馈允许系统能计入束通量的动态变化。

发明内容

本发明克服先前技术的多个局限。因此，下面提出对本发明的简化摘要以便提供对本发明的一些方面的基本理解。该摘要不是对本发明的广博概述。其既不是要确定本发明的关键或核心元件也不是要界定本发明的范围。它的目的是以简化的形式给出本发明的一些想法，作为后面要给出的更详细描述的序言。

本公开的一些方面通过在离子束的整个横截面延伸超过工件的边缘之前改变扫描离子束的扫描速率，将产量提高到超越之前能够达到的程度，同时保持对束通量进行实时测量的能力。在这些实施例中，可以在实时改变工件注入例行程序以计入束通量的实时变化。例如，工件平移的平移速度及/或离子束扫描的扫描速度可以被调整以计入束通量的改变。以此方式，与先前能够达到的相比，这里公开的技术帮助提供工件的改善的产量以及更精确的剂量轮廓。

为了实现前述及相关目的，本发明包括将在下面完整描述并在权利要求书中特别指出的特征。下面的描述及附图详细地阐明了本发明的特定图解实施例。然而，这些实施例仅表示可以利用本发明的原理的各种方法中的几种。当结合附图考虑时，从下面的对本发明的详细描述中，将变得容易明白本发明的其它目的、优点和新颖的特征。

附图说明

图1是根据一些实施例的示例性的离子注入系统的平面图。

图2A-2B为离子通过其被注入到工件中的注入路径的平面图，其中当工件沿着第一轴线平移，而同时离子束沿着垂直于第一轴线的第二轴线扫描离子束时绘出所述注入路径。

图3A-3F示出可以如何沿着工件的第一表面段扫描离子束的例子。

图4为根据一些实施例的方法的流程图。

图5示出如何能够在工件注入期间测量实时通量值的例子。

具体实施方式

现在参考附图描述所主张权利的主题，贯穿全文相同的附图标记被用于指代相同的元件。在下面的描述中，为了解释的目的，给出无数具体细节以便提供对所主张权利的主题的彻底理解。然而，显然可以在没有这些具体细节的情况下实践所主张权利的主题。

图1示出离子注入系统100，其具有源终端102、束线组件104、扫描系统106以及终端站108，它们集体布置成根据期望的剂量轮廓将离子(掺杂剂)注射到工件110的晶格中。尤其是，图1示出一种混和扫描式离子注入系统100，其中该系统可操作为沿着第一轴线平移工件110而且同时沿着垂直于第一轴线的第二轴线用束112进行扫描，以便实现期望的掺杂轮廓。

在操作期间，在离子终端102中的离子源114联接到高压电源116以使掺杂剂分子(例如掺杂剂气体分子)离子化并将其抽出，由此形成笔束离子束118。

为了将笔束118从源终端102朝工件110转向，束线组件104具有质量分析器120，在质量分析器120中建立了偶极磁场以便只让具有合适荷质比的离子通过分辨孔122。具有不合适的荷质比的离子与侧壁124a、124b碰撞；由此仅使得具有合适荷质比的离子穿过进入到工件110中。束线组件104也可以包括在离子源114和终端站108之间延伸的各种束形成和成形结构，其保持笔束118在细长内部腔或者通道中，通过所述腔或者通道笔束118被运送到工件110。真空泵126一般保持离子束运送通道处于真空，以减小离子通过与空气分子的碰撞而偏离离子路径的可能性。