[发明专利]具有增进效率的扫描磁体设计

说明书

扫描磁体位于离子注入系统的质量分辨磁体的下游，并且被配置为控制质量分辨磁体下游的离子束路径以用于扫描或抖动离子束。扫描磁体具有其中界定有通道的轭部。轭部是含铁的并且具有第一侧和第二侧以界定离子束的对应入口和出口。轭部具有从第一侧到第二侧所堆栈的多个层合物，其中与第一侧和第二侧相关联的多个层合物的至少一部分包括一个或多个槽口式层合物，一个或多个槽口式层合物具有界定在其中的多个槽口。

相关申请案的参考

本申请案主张在2018年8月21日所提交的名称为《具有增进效率的扫描磁体设计》的美国申请第16/106,745号的权益，其整体内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明大致上涉及离子注入系统，并且更具体地涉及具有扫描磁体构件的扫描设备，扫描磁体构件被配置以提供增加的离子束扫描效率。

背景技术

在半导体装置的制造和在其它离子注入处理中，离子注入系统用来将离子赋予至半导体晶圆、显示器面板或其它类型的工件中。对于半导体而言，典型的离子注入系统或离子注入器利用已知方式或制程用离子束冲击工件，以产生n型或p型掺杂区域或改变其它整体性质，例如在工件中形成钝化层。

一般而言，掺杂剂原子或分子被离子化和隔离、有时被加速或减速、被形成为射束并且被注入工件中。掺杂剂离子物理性地撞击并进入工件表面，接着停留在工件表面下方而在其结晶晶格结构中。典型的离子注入器包括：用于产生离子束的离子源；具有用于在射束内引导和/或过滤(例如，质量分辨)离子的质量分析装置的射束线组件；以及包含待处理之一个或多个晶圆或工件的靶腔室。

基于想要在工件内达到的特性，各种类型的离子注入器允许分别注入不同剂量和能量的离子。例如，高电流离子注入器通常用于高剂量的注入物，而中电流到低电流离子注入器则用于低剂量的应用。离子的能量可进一步变化，其中能量大致上决定离子被注入于工件内的深度，例如用以控制半导体装置中的接面深度。一般而言，在离子束撞击工件之前，高等至中等能量注入器具有相当长的离子束行进长度(亦是所谓注入器的射束线)。然而，至少部分地由于与离子束相关的低等能量的缘故，低等能量注入器一般而言具有短得多的射束线，其中低等能量的离子束倾向于在较长的射束线失去传输。

离子束在所谓的“2-D机械扫描”系统中可以是固定的，其中工件在注入期间以二维方式被机械扫描通过固定射束。此工件扫描通常具有复杂结构，以用于均匀地移动工件通过固定离子束。二维机械扫描系统的一种替代方式是相对于固定工件来扫描或抖动离子束，其中电偏转板或电磁体以受控制方式(在所谓的“二维扫描系统”中)改变离子束的路径。然而，这样的扫描设备通常沿着射束线占据很大一部分的占据面积。此外，在二维扫描系统的情况下，通常更需要聚焦离子束以提供射束的优化扫描。然而，由于离子束相对于聚焦光学件移动的缘故，一般会限制这种聚焦光学件的实施，使离子束聚焦的实施变得困难。

另一方面，所谓的“混合扫描”离子注入系统移动工件通过经扫描的离子束(有时称为经扫描的带状射束，或简称为带状射束)。离子束的扫描通常藉由用扫描组件偏转点状或笔状离子束来执行。扫描组件可以是电性的或磁性的，而使离子束暴露于电力或磁力而改变离子的运动方向并有效地将点状射束扩散为经扫描的带状射束，该带状射束可用后续的射束线光学件被平行化。

相对于电扫描板而言，离子束的磁性扫描在高电流的离子注入器中是有利的，因为扫描磁体中的磁场不会除去存在于高电流的离子束中具有自我中和射束电浆的离子束。高电流注入器具有很大的接受范围，因此扫描仪非常大。此外，因为扫描仪的功率要求会随扫描仪尺寸的增加而增加，所以对磁性扫描磁体的功率要求可能很高。

发明内容