防止寄生的子波束影響離子植入的技術的製作方法

2023-04-25 15:42:56

專利名稱：防止寄生的子波束影響離子植入的技術的製作方法
技術領域：
本發明大體上涉及半導體製造，且更確切地說，本發明涉及防止寄生 的子波束影響離子植入的技術。
背景技術：
在半導體製造中廣泛使用離子植入器(ion implanter)來選擇性地改 變材料的傳導率。在典型的離子植入器中，將從離子源產生的離子向下遊 輸送穿過一系列波束線組件(beamline component),所述波束線組件可包 含一個或一個以上分析器/f茲體(analyzer magnet)和/或校正器-茲體 (corrector magnet)以及多個電極。所述分才斤器,茲體可用來選擇所需的離 子物質，並過濾掉具有非所要能量的汙染物質或離子。校正器磁體可用來 在離子波束到達目標晶片前操控離子波束的形狀，或者以其它方式調節離 子波束的質量。具有合適形狀的電極可用來修改離子波束的能量和形狀。 在已輸送離子波束穿過所述系列的波束線組件之後，可將所述離子波束引 導到終端站(end-station)中，以^f吏執行離子才直入。
圖1描繪常規的離子植入器系統100。大多離子植入器的典型情況是將 系統100收納在高度真空環境中。離子植入器系統100可包括離子源102 和一系列波束線組件，離子波束10從所述波束線組件中穿過。舉例來說，所 述系列的波束線組件可包含提取操控器104、過濾磁體106、加速或減速柱 108、分析器磁體110、旋轉質量狹縫(rotating mass slit) 112、掃描儀 114和校正器,茲體116。與操控光波束的一系列光學透鏡非常相似的是，離 子植入器組件可在將離子波束10朝目標晶片118指引之前對其進行過濾和 聚焦。目標晶片118通常收納在高度真空下的終端站(未圖示)中。
在半導體製造中，通常僅對晶片表面的選定區域執行對目標晶片的離 子植入，而通常用稱為"光致抗蝕劑(photoresist)"的感光材料來掩蔽 晶片表面的其餘部分。通過光刻工藝(photolithography process),可在 目標晶片上塗布光致抗蝕劑材料的圖案化層(patterned layer),從而僅 暴露出晶片表面中需要進行離子植入的選定區域。在離子植入期間，離子 波束不但對晶片表面的暴露的部分產生衝擊，而且對光致抗蝕劑層產生衝 擊。能量離子通常會分裂光致抗蝕劑材料內的化學鍵，並將揮發性有機化學 物質和/或其它顆粒釋放到收納著目標晶片的真空腔室(即，晶片或工件終 端站)中。此現象稱為"光致抗蝕劑除氣(photoresist outgassing )"。離子植入器中的光致抗蝕劑除氣可對離子波束具有若干有害影響。舉 例來說，從光致抗蝕劑中釋放的顆粒可在高度真空的晶片終端站中引起壓 力增加或壓力波動。經除氣的顆粒也可從晶片終端站向上遊遷移到其它波
束線組件，例如圖1所示的校正器磁體116和掃描儀114,並且可能還會影 響離子植入器的那些部分中的真空水平。
經除氣的顆粒通常會通過與波束離子交換電荷而與入射的離子波束相 互作用。結果，具有單個正電荷的離子可能會將其電荷丟給經除氣的顆粒 並變成中性；雙倍帶電離子(doubly charged ion)可能會將正電荷丟給 經除氣的顆粒並變成單倍帶電；依此類推。結果，因除氣引發的電荷交換 可幹擾離子植入器中的離子劑量測定系統(ion dosimetry system)。典型 的離子劑量測定系統通過以下方式來確定離子劑量隨時間積分經測量的 波束電流，並基於特定離子物質具有已知的電荷狀態的假設，將經積分的 波束電流(即，總離子電荷)轉換成總劑量。然而，因除氣引發的電荷交 換會隨機改變離子物質的電荷狀態，進而使得離子劑量測定系統所依賴的 電荷狀態假設無效。舉例來說，如果經除氣的顆粒傾向於從正離子中搶奪正 電荷，那麼此電荷交換將使得劑量測定系統少計所述離子物質，這又導致將 所述離子物質過度供應到目標晶片。
由於經除氣的顆粒的上述向上遊的遷移，在校正器磁體中可能會發生 一些電荷交換。電荷經改變的離子經受的洛侖茲力(Lorentz force)不同 於未經電荷交換的那些相同離子物質。由此，電荷經改變的離子將從主離 子波束路徑偏離，從而導致目標晶片的劑量不均勻。下文中將電荷經改變 的離子流所形成的子波束稱為"寄生的子波束(parasitic beamlet )"。除 了產生寄生的子波束之外，電荷交換還可改變受到影響的離子的能量和角 度，所述兩個因素均將影響目標晶片中的最終摻雜輪廓。
所屬領域的技術人員將容易明白，上述寄生的子波束問題可能類似地 發生在運行分子離子波束的離子植入器中。分子離子波束與離子植入器中 的殘氣的相互作用可能會引起分子分裂，從而導致離子的電荷被改變且質 量也被改變。因此，分子分裂也可向離子植入工藝中引入汙染。
已經研發出許多技術來減輕除氣引起的電荷交換的影響。舉例來說，為 了補償電荷交換對劑量測定的影響，已有人提出在波束電流積分過程中包 含直流偏移(direct current (DC) offset),所述DC偏移與晶片終端站 中的氣壓相關。然而，此劑量測定補償方法只解決了因寄生的子波束引起 的問題的一個方面。
根據另一種方法，可通過將惰性氣體以遠遠大於除氣水平的量排;改到 晶片終端站中來減輕因光致抗蝕劑除氣所引起的上述壓力波動。雖然此方 法可能會使晶片終端站中的氣壓穩定，但所得的壓力高於最佳情況，這可能會對離子植入造成負面影響。
根據圖2中說明的又一方法，可在晶片終端站204與波束線組件206 之間提供限制傳導用的小孔(conauctance-limiting aperture) 202。
所述限制傳導用的小孔202通常是寬度恰好足以允許經掃描的離子波 束20穿過的固定小孔。限制傳導用的小孔202期望用於兩種用途，即減少 經除氣的顆粒向上遊遷移，並阻擋寄生的子波束進入晶片終端站204。然而，-由於限制傳導用的小孔202必須比目標晶片208的直徑寬，所以此方法在 減少經除氣的顆粒的傳導或阻擋寄生的子波束方面只能實現有限的成功。
鑑於前述內容，將需要提供一種減少光致抗蝕劑除氣的影響的解決方 案，其克服了上述不足和缺點。

發明內容
本發明揭示防止寄生的子波束影響離子植入的技術。在一個特定的示 範性實施例中，所述技術可實現為一種防止寄生的子波束影響離子植入的 設備。所述設備可包括經配置以來回掃描點波束進而形成橫跨預定寬度的 離子波束的控制器。所述設備還可包括小孔機構，其在保持固定時允許點 波束穿過。所迷設備可進一步包括同步機構，其耦合到控制器和小孔機構， 且經配置以致使小孔機構與經掃描的點波束同步地移動，從而使得經掃描 的點波束可穿過，但阻擋與點波束相關聯的一個或一個以上寄生的子波束。
根據此特定示範性實施例的其它方面，所述小孔機構可位於離子植入 器中的終端站的入口處或附近。
根據此特定示範性實施例的其它方面，所述小孔機構可包括遮光板 (shutter plate),所述遮光板具有略大於點波束的小孔，且遮光板可由同 步機構致動以與經掃描的點波束同步地前後滑動小孔。所述遮光板可包括 彈性材料的條帶。當遮光板被同步機構致動時，遮光板的至少一部分可折 疊然後伸展。
根據此特定示範性實施例的額外方面，所述小孔機構可包括一個或一 個以上遮光板，所述遮光板與經掃描的點波束同步旋轉，以便阻擋與點波 束相關聯的一個或一個以上寄生的子波束。所述小孔機構可包括兩個遮光 板，所述遮光板彼此協調地旋轉，以便形成與經掃描的點波束同步地移動 的狹縫。
根據此特定示範性實施例的另一方面，所述小孔機構可包括具有一個 或一個以上狹縫的可旋轉部件，以便當可旋轉部件以預定頻率旋轉時，經 掃描的點波束能夠沿著離子波束的預定寬度在任何位置穿過所述一個或一 個以上狹縫中的一者。所述可旋轉部件可具有大體上平行於離子波束的旋 轉軸，且所述一個或一個以上狹縫可根據螺旋圖案而彎曲。或者，可^^走轉部件可具有垂直於離子波束的旋轉軸，且可旋轉部件可經配置以圍繞所述 軸振動，以致使一個或一個以上狹縫與經掃描的點波束同步地移動。
根據此特定示範性實施例的又一方面，所述小孔才;U勾可包括多個電極，且 同步機構可經配置以與經掃描的點波束同步地改變施加於多個電極的電 壓，使得靜電小孔允許經掃描的點波束穿過，但阻擋與點波束相關聯的一 個或一個以上寄生的子波束。所述多個電極可設置成多對平行的板，且如 果經掃描的點波束是位於成對的平行板之間，則同步才幾構可向每對平行板 施加零電壓，而如果經掃描的點波束不是位於成對的平行板之間，則同步
機構可向每對平^f亍;f反施加實質偏轉的電壓。
根據此特定示範性實施例的又一方面，小孔機構可包括多個石茲體，且 同步機構可經配置以與經掃描的點波束同步地改變由多個磁體引起的磁 力，使得磁體小孔允許經掃描的點波束穿過但阻擋與點波束相關聯的一個 或一個以上寄生的子波束。所述同步機構可在經掃描的A波束位於成對的 磁極之間時致使每個磁體在一個或一個以上寄生的子波束上產生第 一偏轉 力，且在經掃描的點波束不位於成對的磁極之間時致使產生第二偏轉力。所 述第一偏轉力可能小得可忽略，而所述第二偏轉力可強得足以使至少一個 寄生的子波束偏轉。所述多個磁體可包括線圈陣列，且同步機構可改變供 應到每個線圏的驅動電流，使得磁體小孔允許經掃描的點波束穿過，但阻 擋與點波束相關聯的一個或一個以上寄生的子波束。
根據此特定示範性實施例的另一方面，小孔機構可包括多個阻擋預定 寬度的離子波束的遮光板，且同步機構可經配置以循序地使遮光板縮回，以 使得經掃描的點波束可在經掃描的點波束到達遮光板位置時從中穿過。每
個遮光板可由壓電電路(Piezo circuit)單獨致動。
在另一特定示範性實施例中，所述技術可實現為一種用於防止寄生的 子波束影響離子植入的方法。所述方法可包括前後掃描點波束，進而形成 橫跨預定寬度的離子波束。所述方法也可包括提供小孔機構，所迷小孔機 構在保持固定時允許點波束穿過。所述方法可進一步包括致使小孔機構與 經掃描的點波束同步地移動，進而允許經掃描的點波束穿過，但阻擋與點 波束相關聯的一個或一個以上寄生的子波束。
在又一特定示範性實施例中，所述技術可實現為包含在至少一個載波 中的至少一個信號，其用於傳輸指令的電腦程式，所述指令經配置以可 由至少一個處理器讀取，用於指示至少一個處理器執行用於執行上述方法 的計算機過程。 '
在又一特定示範性實施例中，所述技術可實現為至少一個處理器可讀 載體，其用於存儲指令的電腦程式，所述指令經配置以可由至少一個處理 器讀取，用於指示至少一個處理器執行用於執行上述方法的計算機過程。在又一特定示範性實施例中，所述技術可實現為一種防止寄生的子波 束影響離子植入的設備。所述設備可包括位於與離子波束相關聯的波束路
徑中的多個擋板，每個擋板具有足夠高的縱橫比(aspect ratio),且與波 束路徑中的擋板位置處的所需離子軌道(ion trajectory )對準，使得離 子波束中的至少一部分偏離離子被擋板吸收。
根據此特定示範性實施例的其它方面，離子波束可以是帶狀波束。
根據此特定示範性實施例的其它方面，每個擋板可充分地薄，以避免 阻擋離子波束的實質部分。
根據此特定示範性實施例的額外方面，所述設備可進一步包括使所述 多個擋板相對於離子波束抖動以避免多個擋板對目標晶片造成的遮蔽效應 (shadowing effect)的機構。
根椐此特定示範性實施例的另一方面，所述設備可進一步包括使目標 晶片相對於離子波束抖動以避免多個擋板造成的遮蔽效應的機構。
根據此特定示範性實施例的又一方面，所述多個擋板中的至少 一部分 可從波束路徑中縮回。
根據此特定實施例的又一方面，所述多個擋板中的至少一部分可具有 可調節的角度。
現在將參看附圖所示的本發明的示範性實施例更詳細地描述本發明。雖 然下文參看示範性實施例描述了本發明，但應了解，本發明並不限於此。得 到本文中的教示的所屬領域的技術人員將認識到額外的實施方案、修改和 實施例以及其它使用領域，其屬於本文中所描述的本發明的範圍，且本發
明相對於其可能具有重要效用。


為了便於更全面地了解本發明，現在參看附圖，其中用相同數字來指 代相同元件。這些圖不應被理解為限制本發明，而期望僅是示範性的。 圖l繪示現有的離子植入器。
圖2說明用於減少光致抗蝕劑除氣的影響的現有方法。
圖3A和圖3B繪示根據本發明一實施例的可移動小孔的示範性實施方案。
圖4繪示4艮據本發明一實施例的基於兩個可旋轉的遮光板的可移動小
孔的示範性實施方案。
圖5繪示4艮據本發明一實施例的基於可旋轉部件的可移動小孔的示範
性實施方案。
圖6繪示根據本發明一實施例的基於可旋轉部件的可移動小孔的另一 示範性實施方案。
圖7繪示根據本發明一實施例的基於可旋轉部件的可移動小孔的又一示範性實施方案。
圖8繪示根據本發明一實施例的可移動靜電小孔的示範性實施方案。 圖9繪示根據本發明一實施例的可移動磁性小孔的示範性實施方案。 圖10和圖11繪示根據本發明一實施例的基於由壓電電路驅動的遮光
板的可移動小孔的示範性實施方案。
圖12繪示根據本發明一實施例的用於過濾寄生的子波束的擋板的示範
性實施方案。
具體實施例方式
本發明的實施例提供防止寄生的子波束(例如，因光致抗蝕劑除氣而 產生的子波束)影響離子植入的各種技術。根據一些實施例，可實施可移 動小孔來限制向下遊輸送寄生的子波束。所述可移動小孔可能和靜態點波 束(static spot beam) —樣小，且可與點波束的掃4苗移動同步地移動。 可移動(或與掃描同步的)小孔的附加效果是限制經除氣的顆粒向上遊遷移。 根據其它實施例，多個擋板可位于波束路徑中並與所需的離子軌道對準，進 而過濾掉多餘的寄生的子波束。
參看圖3A和圖3B,其繪示了根據本發明一實施例的可移動小孔的示範 性實施方案。圖3A繪示小孔機構300的正視圖，且圖3B繪示小孔機構300 的俯視圖。小孔機構300可位於離子植入器中，例如，在晶片終端站(未 圖示)的入口處或其它可能需要阻擋(例如，偏轉、吸收或以其它方式攔 截)寄生的子波束的位置處或其附近。
小孔機構300可包括遮光板302。遮光板302可由任何類型的堅硬或彈 性的材料製成，且可具有適當形狀，其能夠阻擋高能離子。在此實施例中， 遮光板302是由彈性材料製成的矩形條帶。在遮光板302中，例如大約在 其中心，可能存在大小和/或形狀經選擇以允許點波束30穿過的小孔3(M。 通常，小孔304可與點波束30—樣大或比其略大。因此，如杲遮光板302 (因此小孔304 )保持固定，則點波束30可能能夠穿過小孔304，同時如果 與點波束30相關聯的至少 一些寄生的子波束從所需的離子軌道偏離超出預 定量，則可阻擋那些寄生的子波束。雖然圖3A中用圓形橫截面來繪示，但 點波束30可具有任何形狀的橫截面。因此應了解，本文中所使用的術語"點 波束"並不限於任何特定的波束形狀。
在離子植入期間，控制器(未圖示)可前後掃描點波束30，進而形成 橫跨預定寬度("掃描寬度")的離子波束。在圖3A中，虛線框36勾勒出 可掃描點波束30的範圍。控制器可採用靜電和/或電磁構件來掃描點波束 30。掃描頻率可足夠高(例如lkHz)，使得所得的離子波束可看作是(例如) 統一的帶狀波束。小孔機構300可耦合到同步機構(未圖示)，所述同步機構經配置以致 使小孔機構300與經掃描的點波束30同步地移動。也就是說，當對點波束 30前後掃描時，同步機構可保持使小孔304在沿著掃描寬度的任何位置處 與經掃描的點波束30對準。結果，可允許經掃描的點波束30穿過小孔304 進入晶片終端站，同時可阻擋與點波束30相關聯的一個或一個以上寄生的 子波束進入晶片終端站。在圖3B中，虛線框32和34指示端點，小孔304 在其與經掃描的點波束30的同步地移動中到達所述端點。
圖4繪示根據本發明一實施例基於兩個可旋轉遮光板402和404的可 移動小孔的示範性實施方案。遮光板402和404可位於離子植入器中的晶 片終端站(未圖示)的入口處或附近。遮光板402和404可分別鉸接到兩 個軸41和42並圍繞其旋轉，所述軸平行於點波束40的波束路徑。
在操作中，可在虛線框44勾勒出的範圍上水平掃描點波束40。同時， 遮光板402和404可彼此協調地並與經掃描的點波束40同步地旋轉，使得 在遮光板402與404之間形成的開口追蹤經掃描的點波束40。效果可能是 一個可移動的小孔，其允許經掃描的點波束40穿過，但阻擋與點波束40 相關聯的寄生的子波束的至少一部分。以此為目的，將明白，遮光板402 和404沒有必要如圖所示是圓形的板，而是可具有各種形狀，以便實現可 移動小孔的所需形狀和/或移動。此外，可通過改變旋轉的遮光板402和404 的相位來改變可移動小孔的寬度。根據一些實施例，遮光板402和404可 用使其可旋轉或以其它方式完全移動離開波束路徑的方式安裝。
在其它替代實施例中，可能只需要一個旋轉遮光板，以便實現阻擋寄 生的子波束的目的。如圖所示，在圖4中，如果確定前面的校正器i茲體中 的電荷交換總是搶奪正電荷的點波束40中的正離子，那麼校正器磁體中存 在的電荷經交換的離子(即寄生的子波束)將位於點波束40的一側，例如 左側。在所述情況下，只需要用左遮光板402來阻擋那些電荷經交換的離 子，且可移除右遮光板404。
圖5繪示根據本發明一實施例的基於可旋轉部件502的可移動小孔的 示範性實施方案。所述可旋轉部件502可經配置以圍繞軸52旋轉，所述軸 52平行於點波束(未圖示)而延伸。所述可旋轉部件502可具有一個或一 個以上具有螺旋圖案的狹縫504。狹縫504可比點波束略寬。
在操作中，當在虛線框54勾勒出的範圍上水平掃描點波束時，可旋轉 部件502可以大約一半的掃描頻率旋轉。狹縫504的形狀確保在掃描範圍 中的任何位置處提供一個供點波束穿過的小孔。也就是說，可旋轉部件502 的旋轉將致使狹縫504的不同部分穿過虛線框54，且狹縫開口的水平定位 將與點波束的位置重合。
圖6繪示根據本發明一實施例的基於可旋轉部件602的可移動小孔的另一示範性實施方案。此實施方案是圖5所示的一個實施方案的擴展。可 ^^轉部件602可大體上大於可;^走轉部件502。可S走轉部件602並不具有圖5 所示的一組狹縫5(M，而是具有多組狹縫604。結果，可旋轉部件602可以 低得多的頻率圍繞其軸62旋轉，但仍然能夠為在虛線框64勾勒出的範圍 中掃描的點波束提供與掃描同步的小孔。
圖7繪示根據本發明一實施例的基於可旋轉部件702的可移動小孔的 又一示範性實施方案。與圖5和圖6中所說明的示範性實施方案相比，可 旋轉部件702經配置以圍繞軸72旋轉，所述軸72垂直於離子波束70的傳 播方向。可旋轉部件702可提供垂直的狹縫小孔704，以供離子波束70穿 過，同時阻擋一個或一個以上寄生的或偏離的子波束。當在虛線框74勾勒 出的範圍上水平地掃描離子波束70時，可旋轉部件702可與經掃描的離子 波束70同步地旋轉，以致使狹縫小孔704跟蹤離子波束70的掃描移動。
圖8繪示根據本發明一實施例的可移動靜電小孔的示範性實施方案。所 述"可移動，，靜電小孔可實施有多個電極，例如四對平行的板802。這些平 行的板802可被單獨偏置，以便選擇性地偏轉與點波束80相關聯的寄生的 子波束82。平行的板802可位於點波束80的上方和下方，且可位於校正器 磁體的出口或晶片終端站的入口 。
在操作中，可水平地掃描點波束80。可與經掃描的點波束80同步地改 變施加到四對平行的板802的電壓。也就是iJt，如果經掃描的點波束恰好 位於成對的平行的板80之間，則可用零電壓將每對平行的板802偏置。否 則，如果經掃描的點波束不是位於一對平行的板802之間，則可向那對平 行的板802施加實質偏轉的電壓。圖8通過繪示T=0和T=Ts。an/2處的電壓 圖案來說明此基於時間的操作，其中乙n表示掃描循環的長度。在T-O處，將 點波束80掃描到其掃描範圍的左側。因此，用零電壓將最左邊的一對平行 板802偏置，同時用實質偏轉的電壓(即-Va和+Vj將成對的平行板802偏 置，以便過濾掉寄生的子波束82。在T4，/2處，已將點波束80掃描到其 掃描範圍的右側。因此，用零電壓將最右邊的一對平行板802偏置，同時用 實質偏轉的電壓(即-Va和+Vb)將成對的平行板802偏置。
圖9繪示根據本發明一實施例的可移動磁性小孔的示範性實施方案。所 述"可移動，，磁性小孔可實施有多個^茲極(902和904 )，所述多個磁才及排 列成第一排和第二排。所述第一排可包括南極902,且第二排可包括鉸接到 共同軸94的北才及904。北極904可選擇性地旋轉或以其它方式調節，以便 改變其與其相應南極902 —起分別產生的磁力。圖9繪示此排列的正^L圖 和側視圖。
在操作中，可如正視圖中所示對點波束90進行水平掃描。北極904可 彼此協調地且進一步與經掃描的點波束90同步地旋轉，使得與點波束90相關聯的偏離角度和/或寄生的子波束可被選擇性地偏轉。舉例來說，在點
波束90被掃描到的位置中，可使得偏轉的磁場小得可忽略，而其餘位置可 經歷顯著的偏轉磁場。與上述可移動的靜電小孔相似，可將用磁性構件對 非所要的離子進行的選擇性偏轉視為提供可移動的"磁性小孔"。可將此實 施方案部署在漂移空間(drift space)末端以減少沿著校正器》茲體的內半 徑形成的汙染。
在替代的實施例中，"可移動"^茲性小孔可實現為具有多個電》茲體(即，單 獨線圈)，所述電》茲體以與圖8所示的平行板802相似的方式排列。接著可 通過與經掃描的離子波束同步地改變供應到單獨線圈的電流來控制小孔 移動。
圖10和圖11繪示根據本發明一實施例的基於由壓電電路驅動的遮光 板的可移動小孔的示範性實施方案。圖10繪示具有遮光板1004的多個遮 光元件1002，所述遮光板1004共同阻擋離子波束的掃描範圍(虛線框 1001 )。每個遮光板1004可耦合到由壓電電i 各1008驅動的一個或一個以上 壓電線圈1006。壓電電路1008可耦合到掃描放大器(或控制器)1010，所 述掃描放大器提供與經掃描的離子波束的同步控制。壓電電路1008可致動 壓電線圈1006,以便縮回相應的遮光板1004或將遮光板1004推回到合適 位置。
圖11iJL明遮光元件1002 (現在用字母a到i來區分)的示範性操:作。在 虛線框IOOI勾勒出的掃描範圍上對點波束IIOO進行水平掃描。在T-T 處，點波束1100剛剛掃描經過遮光元件1002b的位置，且處於遮光元件 1002c的位置。遮光元件1002b可同步地移動回到其原來的阻擋位置，且遮 光元件1002c可完全縮回以允許點波束1100穿過，且下一遮光元件1002d 可預期點波束1100到達而開始縮回。接著，在T^2處，點波束1100掃描 到遮光元件1002f的位置。至此，遮光元件1002b、 1002c和1002d已經全 部返回到其相應的阻擋位置。遮光元件1002e可同步地移動回到其原來的 阻擋位置，遮光元件1002f可完全縮回以允許點波束1100穿過，且下一遮 光元件1002g可預期點波束1100到達而開始縮回。
圖12繪示根據本發明 一 實施例的用於過濾寄生的子波束的擋板的示範 性實施方案。在此實施方案中，例如帶狀波束或經掃描的點波束等離子波 束1200可穿過校正器石茲體(或準直儀(collimator)) 1202。虛線1H0和 1212指示位於質量分辨狹縫(mass resolving slit ) 1204與目標晶片1206 之間的點波束1200的包絡。為了從離子波束1200中過濾掉偏離角度或寄 生的子波束，多個高縱橫比擋板1208可位於校正器磁體1202出口處和/或 目標晶片1206與校正器磁體1202之間。每個擋板1208可在擋板位置處與 所需的離子軌道對準，使得能量受到汙染的離子和/或與所需的離子軌道偏離超出預定量的離子將被擋板1208阻擋。舉例來說，如果子波束1214 (例 如，與主波束相比具有非所要的能量)在校正器磁體1202的出口附近偏離 角度，則子波束1214可能最終會在到達目標晶片1206前撞擊擋板1208中 的一者。為此目的，擋板1208可足夠薄，以避免阻擋任何顯著量的未偏離離 子。此外，可在擋板1208上加上紋理，以增強偏離的離子的吸收並減少跳 動和飛濺效應。根據一個實施例，擋板1208可由石墨或矽製成。根據另一 實施例，可能需要使離子波束1200抖動，以便洗掉原本將因擋板1208的 有限厚度而被阻擋的軸上離子。可用多種方法來實現離子波束1200相對於 擋板12 08的抖動。舉例來說，可用添加的靜電或磁場組件來使離子波束1200 抖動，例如在校正器i茲體1202中或在其之後抖動，或者在質量分辨狹縫1204 處抖動。或者，可使擋板1208本身輕微抖動以實現類似效果。根據其它實 施例，可使晶片1206自身抖動，以減少阻擋主離子波束1200的擋板1208 所引起的遮蔽效應。當不需要擋板1208時，可臨時將其從波束路徑中移除 或縮回。此外，可例如相對於離子波束或晶片1206來調節擋板1208的角 度。如果離子波束不是在完全垂直的方向上撞擊在晶片1206上，則可將晶 片1206傾斜以進行補償，且可傾斜擋板1208。
此處應注意，上述根據本發明的防止寄生的子波束影響離子植入的技 術通常在某種程度上涉及輸入數據的處理和輸出數據的產生。可在硬體或 軟體中實施此輸入數據處理和輸出數據產生。舉例來說，可在離子植入器 或者類似或相關的電路中採用特定的電子組件，以用於實施與上述根據本 發明的阻擋寄生的子波束相關聯的功能。或者，根據所存儲的指令而操作
關聯的:力能。如果是這S;青Z， ;j此類指令可存儲在一:i一個以上處理
器可讀載體(例如^ 茲盤)上或經由一個或一個以上信號傳輸到一個或一個 以上處理器，這屬於本發明的範圍。
本發明的範圍不應受到本文中所描述的特定實施例限制。實際上，除 了本文中所描述的之外，所屬領域的技術人員通過以上描述和附圖將容易 明白本發明的其它各種實施例和對本發明的修改。因此，希望其它此種實 施例和修改屬於本發明的範圍內。此外，雖然本文已經在用於特定用途的 特定環境中的特定實施方案的情境中描述了本發明，但所屬領域的技術人 員將認識到，其有效性並不限於此，且可為了任何數目的用途而在任何數 目的環境中有利地實施本發明。因此，應鑑於本文中所描述的本發明的全 部廣度和精神來解釋所陳述的權利要求書。
權利要求
1. 一種防止寄生的子波束影響離子植入的設備，包括控制器，經配置以前後地掃描點波束，進而形成橫跨預定寬度的離子波束；小孔機構，在保持固定時允許所述點波束穿過；以及同步機構，耦合到所述控制器和所述小孔機構，且經配置以致使所述小孔機構與掃描的所述點波束同步地移動，從而允許掃描的所述點波束穿過，但阻擋與所述點波束相關聯的一個或一個以上寄生的子波束。
2. 根據權利要求1所述的防止寄生的子波束影響離子植入的設備，其 特徵在於所述小孔機構位於離子植入器中的終端站的入口處或附近。
3. 根據權利要求1所述的防止寄生的子波束影響離子植入的設備，其 特徵在於所述小孔機構包括遮光板，所述遮光板具有大於所述點波束的小孔；且 所述遮光板由所述同步機構致動，以與掃描的所述點波束同步地將所 述小孔前後滑動。
4. 根據權利要求3所述的防止寄生的子波束影響離子植入的設備，其 特徵在於所述遮光板包括彈性材料的條帶。
5. 根據權利要求3所述的防止寄生的子波束影響離子植入的設備，其 特徵在於當所述遮光板由所述同步機構致動時，所述遮光板的至少一部分 經摺疊然後伸展。
6. 根據權利要求1所述的防止寄生的子波束影響離子植入的設備，其 特徵在於所述小孔機構包括一個或一個以上遮光板，所述遮光板與掃描的 所述點波束同步地旋轉，以便阻擋與所述點波束相關聯的所述一個或一個 以上寄生的子波束。
7. 根據權利要求6所述的防止寄生的子波束影響離子植入的設備，其 特徵在於所述小孔機構包括兩個遮光板，所述遮光板彼此協作地旋轉，以形成與掃描的所述點波束同步地移動的狹縫。
8. 根據權利要求1所述的防止寄生的子波束影響離子植入的設備，其 特徵在於所述小孔機構包括具有一個或一個以上狹縫的可旋轉部件，以使 得當所述可旋轉部件以預定頻率旋轉時，掃描的所述點波束能夠在沿著所 述離子波束的所述預定寬度的任何位置處穿過所述一個或一個以上狹縫中 的一者。
9. 根據權利要求8所述的防止寄生的子波束影響離子植入的設備，其 特徵在於所述可旋轉部件具有大體上平行於所述離子波束的旋轉軸；且所述一個或一個以上狹縫根據螺旋圖案而彎曲。
10. 根據權利要求8所述的防止寄生的子波束影響離子植入的設備，其 特徵在於所述可旋轉部件具有垂直於所述離子波束的旋轉軸；且 所述可旋轉部件經配置以圍繞所述旋轉軸振動，以致使所述一個或一 個以上狹縫與掃描的所述點波束同步地移動。
11. 根據權利要求1所述的防止寄生的子波束影響離子植入的設備，其 特徵在於所述小孔機構包括多個電極；且所述同步機構經配置以與掃描的所述點波束同步地改變施加到所述多 個電極的電壓，使得靜電小孔允許掃描的所述點波束穿過，但阻擋與所述 點波束相關聯的所述一個或一個以上寄生的子波束。
12. 根據權利要求11所述的防止寄生的子波束影響離子植入的設備，其 特徵在於所述多個電極排列成多對平行板；且如泉掃描的所述點波束位於所述平行板對之間，則所述同步機構向每 對平行板施加零電壓，且如果掃描的所述點波束不是位於所述平行板對之 間，則施加實質偏轉的電壓。
13. 根據權利要求1所述的防止寄生的子波束影響離子植入的設備，其 特徵在於所述小孔機構包括多個磁體；且所述同步機構經配置以與掃描的所述點波束同步地改變由所述多個磁 體引起的磁力，使得磁性小孔允許掃描的所述點波束穿過，但阻擋與所述 點波束相關聯的所述一個或 一個以上寄生的子波束。
14. 根據權利要求13所述的防止寄生的子波束影響離子植入的設備，其 特徵在於如果掃描的所述點波束位於成對的》茲極之間，則所述同步才幾構 致使每個磁體在所述一個或一個以上寄生的子波束上產生第一偏轉力，且 如果掃描的所述點波束不是位於所述成對的》茲極之間，則產生第二偏轉力。
15. 根據權利要求14所述的防止寄生的子波束影響離子植入的設備，其 特徵在於所述第一偏轉力小得可以忽略，而所述第二偏轉力強得足以^:至 少一個寄生的子波束偏轉。
16. 根據權利要求13所述的防止寄生的子波束影響離子植入的設備，其 特徵在於所述多個^茲體包括線圈陣列；且所述同步機構改變供應到每個線圈的驅動電流，使得磁體小孔允許掃 描的所述點波束穿過，但阻擋與所述點波束相關聯的所述一個或一個以上寄生的子波束。
17. 根據權利要求1所述的防止寄生的子波束影響離子植入的設備，其 特徵在於所述小孔機構包括阻擋預定寬度的所述離子波束的多個遮光板；且 所述同步才幾構經配置以循序地使一個所述遮光^J宿回，以在掃描的所 述點波束到達所述遮光板的位置時，允許掃描的所述點波束穿過。
18. 根據權利要求17所述的防止寄生的子波束影響離子植入的設備，其 特徵在於每個遮光板被壓電電路單獨致動。
19. 一種用於防止寄生的子波束影響離子植入的方法，包括 前後地掃描點波束，進而形成橫跨預定寬度的離子波束； 提供小孔機構，在保持固定時允許所述點波束穿過；以及 致使所述小孔機構與掃描的所述點波束同步地移動，進而允許掃描的所述點波束穿過，但阻擋與所述點波束相關聯的一個或一個以上寄生的子 波束。
20. —種信號，至少一個所述信號包含在至少一個載波中，用於傳輸指 令的電腦程式，所述指令經配置而可由至少一個處理器讀取，以便指示 所述至少一個處理器執行用於執行根據權利要求19所述的用於防止寄生的 子波束影響離子植入的方法的計算機過程。
21. —種處理器可讀載體，至少一個所述處理器可讀載體用於存儲指令 的電腦程式，所述指令經配置而可由至少一個處理器讀取，以便指示所 述至少一個處理器執行用於執行根據權利要求19所述的用於防止寄生的子 波束影響離子植入的方法的計算機過程。
22. —種用於防止寄生的子波束影響離子植入的設備，包括 定位在與離子波束相關聯的波束路徑中的多個擋板，每個擋板具有足夠高的縱橫比，且在所述波束路徑中的所述擋板位置處與所需的離子軌道 對準，使得所述離子波束中的至少一部分偏離的離子被所述擋板吸收。
23. 根據權利要求22所述的用於防止寄生的子波束影響離子植入的設 備，其特徵在於所述離子波束是帶狀波束。
24. 根據權利要求22所述的用於防止寄生的子波束影響離子植入的設 備，其特徵在於每個擋板足夠薄，以避免阻擋所述離子波束的實質部分。
25. 根據權利要求22所述的用於防止寄生的子波束影響離子植入的設 備，其進一步包括使所述多個擋板相對於所述離子波束抖動以避免所述多個擋板在目標 晶片上造成遮蔽效應的機構。
26. 根據權利要求22所述的用於防止寄生的子波束影響離子植入的設 備，其進一步包括使目標晶片相對於所述離子波束抖動以避免所述多個擋板造成遮蔽效 應的機構。
27. 根據權利要求22所述的用於防止寄生的子波束影響離子植入的設 備，其特徵在於所述多個擋板中的至少一部分可從所述波束路徑中縮回。
28. 根據權利要求22所述的用於防止寄生的子波束影響離子植入的設 備，其特徵在於所述多個擋板中的至少 一部分具有可調節的角度。
全文摘要
本發明揭示用於防止寄生的子波束影響離子植入的技術。在一個特定的示範性實施例中，所述技術可實現為一種用於防止寄生的子波束影響離子植入的設備。所述設備可包括經配置以來回地掃描點波束進而形成橫跨預定寬度的離子波束的控制器。所述設備還可包括小孔機構，其在保持固定時允許點波束穿過。所述設備可進一步包括同步機構，其耦合到控制器和小孔機構，且經配置以致使小孔機構與經掃描的點波束同步地移動，從而允許經掃描的點波束穿過，但阻擋與點波束相關聯的一個或一個以上寄生的子波束。
文檔編號H01J3/14GK101438368SQ200680047932
公開日2009年5月20日 申請日期2006年12月6日 優先權日2005年12月7日
發明者喬納森·G·英格蘭, 史蒂夫·E·克勞斯, 拉塞爾·J·羅, 艾立克·D·赫爾曼森 申請人:瓦裡安半導體設備公司