專利名稱：具有可變掃描頻率的離子植入機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離子植入，特別是涉及一種具有可變掃描頻率的離子植入機。
背景技術(shù)：
離子植入為一種將改變導(dǎo)電性的雜質(zhì)注入半導(dǎo)體晶圓的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。期 望的雜質(zhì)材料可在離子源中被離子化，離子可被加速以形成具有規(guī)定能量 的離子束，且離子束可對準(zhǔn)晶圓的正面。離子束中的能量離子滲入半導(dǎo)體
塊材并嵌入半導(dǎo)體材料的晶格(crystalline lattice)以形成具有預(yù)期導(dǎo)電 性的區(qū)域。
離子植入機可包括有掃描器，其沿至少 一方向以 一掃描頻率來偏折或 掃描離子束，以將離子束分布于晶圓正面。掃描器可以是現(xiàn)有習(xí)知的靜電掃 描器(electrostatic scanner)或磁掃描器(magnetic scanner)。 離子束可 僅藉由使用離子束掃描或藉由結(jié)合使用離子束掃描及晶圓移動來分布于晶 圓表面區(qū)域。在離子植入機一實施例中，掃描器可沿一方向掃描離子束，而 驅(qū)動系統(tǒng)可將晶圓沿與掃描方向垂直的方向傳送，以將離子束分布于晶圓 正面。
為確保制造的半導(dǎo)體裝置按規(guī)范操作，將離子束按規(guī)定的深度及密度 注入晶圓是很重要的，其深度及密度可能是均勻的。可能影響注入晶圓的離 子劑量的均勻度的一個因素是離子束電流。離子束電流的意外波動 (fluctuation)例如，短時脈沖干擾(gl i tch)，可能降低雜質(zhì)劑量(impur i ty dose)的最終均勻度。因此，各種離子束電流監(jiān)測系統(tǒng)已被開發(fā)出來。
一現(xiàn)有習(xí)知離子束電流監(jiān)測系統(tǒng)包括一個或多個靠近晶圓邊緣設(shè)置的 法^i第感應(yīng)器(Faraday sensor),法^i第感應(yīng)器用于當(dāng)^^掃描的離子束凈皮 掃過晶圓正面時監(jiān)測離子束電流。當(dāng)此種離子束電流監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用于#1掃 描的離子束時，相較于較低的掃描頻率，相對較高的掃描頻率將會提供更 頻繁的離子束電流測量。假設(shè)沿一方向掃描離子束，而沿與掃描方向垂直 的方向以固定速率移動晶圓，相對較高的掃描頻率亦將提供更多的離子束 通過晶圓正面。對于某些離子束而言，更多的離子束通過晶圓正面可協(xié)助達 成劑量均勻度目標(biāo)。
因此，現(xiàn)有習(xí)知離子植入機的掃描器使用相對較高的掃描頻率，大約1 千赫茲(KHz)。為劑量均勻度目的，可以在大約lKHz的適度范圍內(nèi)調(diào)整此較高的頻率。此相對較高的掃描頻率可以對高能離子束提供以上提及的益 處。但，對于低能離子束，此較高的掃描頻率可能無法提供充分的時間用
于離子中和(neutralization)。這可能繼而導(dǎo)致降低低能離子束的離子束 電流及建立均勻度的成功率，且在離子束建立期間增加均勻度調(diào)整時間。
因此，需要提供一種具有可變掃描頻率的離子植入機，其能針對高能 離子束使用較高的掃描頻率而針對低能離子束使用較低的掃描頻率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的離子植入機存在的缺陷，而提供一種新 型結(jié)構(gòu)的具有可變掃描頻率的離子植入機，其能針對高能離子束使用較高 的掃描頻率而針對低能離子束使用較低的掃描頻率，非常適于實用。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一離子植入機。離子植入機包括離子束 產(chǎn)生器，其產(chǎn)生離子束；掃描器，其沿至少一方向以一掃描頻率對所述離 子束進行掃描；及控制器。所述控制器根據(jù)所述離子植入機的操作參數(shù)控 制所述掃描頻率，所述操作參數(shù)至少部分取決于所述離子束的能量，若所 述能量高于能量閥值，則所述掃描頻率高于掃描頻率閥值，若所述能量低于 所述能量閥值，則所述掃描頻率低于所述掃描頻率閥值。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一方法。該方法包括產(chǎn)生離子束；沿 至少一方向以一掃描頻率掃描所述離子束；及根據(jù)操作參數(shù)控制所述掃描 頻率，所述操作參數(shù)至少部分依賴于所述離子束的能量，若所述能量高于 能量閥值，則所述掃描頻率高于掃描頻率閥值，若所述能量低于所述能量閥 值，則所述掃描頻率低于所述掃描頻率閥值。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術(shù)方 案，本發(fā)明具有可變掃描頻率的離子植入機至少具有下列優(yōu)點及有益效果 其能針對高能離子束使用較高的掃描頻率而針對低能離子束使用較低的掃 描頻率。
綜上所述，本發(fā)明的一種離子植入機包括離子束產(chǎn)生器，其產(chǎn)生離子 束;掃描器，其沿至少一方向以一掃描頻率對所述離子束進行掃描；及控制 器。所述控制器根據(jù)所述離子植入機的操作參數(shù)控制所述掃描頻率，所述 操作參數(shù)至少部分取決于所述離子束的能量，若所述能量高于能量閥 (threshold)值，則所述掃描頻率高于掃描頻率閥值，若所述能量低于所述 能量閥值，則所述掃描頻率低于所述掃描頻率閥值。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的 技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和 其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附 圖，詳細(xì)說明如下。


圖1為離子植入機的方框示意圖。
圖2為圖1的晶圓上的掃描圖案的代表示意圖。 圖3為靜電掃描器的示意圖。
圖4為一實施例中掃描頻率對離子束能量的關(guān)系圖。
圖5為另 一實施例中掃描頻率對離子束能量的關(guān)系圖，其繪示出在某些
頻率范圍內(nèi)掃描頻率呈階梯式降低。
圖6為又一實施例中掃描頻率對離子束能量的關(guān)系圖，其繪示出在某些
頻率范圍內(nèi)掃描頻率呈線性降低。
圖7為圖1的離子植入機一實施例的方框示意圖。
圖8為晶圓上對于低能離子束的另一掃描圖案的代表示意圖。
100:離子才直入才幾102離子束產(chǎn)生器
104:掃描器110晶圓
112:平臺114終端站
116:平臺驅(qū)動系統(tǒng)120控制器
122:掃描信號產(chǎn)生器124用戶界面系統(tǒng)
130:離子束104a:靜電掃描器302:掃描板304掃描板
310:掃描放大器312:掃描放大器
326:間隙328:離子束包
401:關(guān)系圖402:箭頭
404:箭頭501:關(guān)系圖
601:關(guān)系圖700:離子4直入才幾
706:角度修正器^茲鐵720:離子源
722:萃取電極724:質(zhì)量分析器
726:鑒別孔隙808:軸
809:軸
具體實施例方式
為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功 效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的具有可變掃描頻率的 離子其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
本發(fā)明將以離子植入機為例介紹如下。但，本發(fā)明亦可用于其它使用 高能帶電微粒束的系統(tǒng)及方法，例如電子束成像系統(tǒng)。因此，本發(fā)明將不會 被限定于以下介紹的具體實施例。圖1為離子植入機100的方框圖，其包括離子束產(chǎn)生器102、掃描器 104、掃描信號產(chǎn)生器122、角度修正器^茲鐵106、終端站(end station) 114、控制器120、用戶界面系統(tǒng)122。離子束產(chǎn)生器102可包括各種類型 的元件或系統(tǒng)以產(chǎn)生具有期望特性的離子束130。離子束130可以是點狀離 子束(spot beam)且點狀離子束的橫截面可近似為圓形，該圓形橫截面的特 定直徑是至少視離子束130的能量狀況而定。在低離子束能量情形下，因為 空間電荷效應(yīng)(space charge effects),入射至晶圓110的離子束的橫截 面尺寸可逐漸增大。離子束產(chǎn)生器102產(chǎn)生的離子束130可為任何類型的 帶電微粒束。
掃描器104沿至少一方向在一掃描頻率下來偏折或掃描離子束，以將離 子束分布于晶圓110正面。掃描器104可以是靜電掃描器或磁掃描器。靜 電掃描器可包括一組或多組掃描板(scan plate)形式的掃描電極，每組掃 描板相互隔開以形成一間隙。離子束130可^^皮導(dǎo)引通過此間隙且#1此間隙 中的電場加以偏折。電場可根據(jù)掃描信號產(chǎn)生器122提供至靜電掃描器的 掃描板的電壓掃描信號而產(chǎn)生。靜電掃描器的掃描頻率可藉由控制提供至 掃描板的電壓信號而加以改變。磁掃描器可包括構(gòu)成一電磁鐵的磁極片 (magnetic polepiece)及線圏。石茲才及片相互隔開以形成一間隙。離子束130 可被導(dǎo)引通過此間隙且被此間隙中的^茲場加以偏折。磁場可根據(jù)掃描信號 產(chǎn)生器122提供至磁掃描器的線圈的電流掃描信號而產(chǎn)生。磁掃描器的掃 描頻率可藉由控制提供至線圏的電流信號而加以改變。
掃描信號產(chǎn)生器122可提供掃描信號。在使用靜電掃描器的情況下，掃 描信號可以為電壓信號。在使用磁掃描器的情況下，掃描信號可為電流信 號?？刂破?20可控制掃描信號產(chǎn)生器122提供的掃描信號。
角度修正器磁鐵106可偏折離子束130中所期望種類的離子以將從掃 描器104開始的發(fā)散離子束路徑轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂袑嵸|(zhì)上平行離子路經(jīng)軌跡的幾 乎準(zhǔn)直離子束。
終端站114可將一個或多個晶圓支撐于離子束130的路徑上，使得所期 望種類的離子祐:才直入于晶圓110中。晶圓110可由一平臺112支撐。晶圓 110可采用各種物理形狀比如常見的盤狀。晶圓110可以為任何半導(dǎo)體材質(zhì) 制成的半導(dǎo)體晶圓，此半導(dǎo)體材質(zhì)例如是硅或待使用離子束130進行植入的 其它材質(zhì)。
終端站114可包括晶圓驅(qū)動系統(tǒng)(圖未示)以將晶圓110實體從等候區(qū) 域移向平臺112及從平臺112移走。晶圓110可使用現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)例如靜 電晶圓固定法固定于平臺112上。終端站114亦可包括平臺驅(qū)動系統(tǒng)116 以驅(qū)動平臺112并因此沿期望的方向驅(qū)動固定于平臺112上的晶圓110。例 如，平臺驅(qū)動系統(tǒng)116可包括現(xiàn)有習(xí)知的伺服驅(qū)動馬達、螺桿驅(qū)動機構(gòu)、機械聯(lián)動裝置及任何其它元件。
在離子植入機一實施例中，掃描器104可沿一方向掃描離子束130,而平 臺驅(qū)動系統(tǒng)116可將晶圓110實體沿與掃描方向垂直的方向移動，以將離 子束130分布于晶圓110正面。在一示范例中，掃描方向可為圖1的座標(biāo) 系統(tǒng)所定義的水平X方向，而平臺驅(qū)動系統(tǒng)116可沿圖1的坐標(biāo)系統(tǒng)所定義 的垂直Y方向傳送晶圓。
控制器120可從離子植入機100的各種系統(tǒng)及元件接收輸入數(shù)據(jù)及指 令，并提供輸出信號以控制離子植入機100的元件如掃描器104。為使說明 清楚起見，在此僅說明控制器120提供輸出信號至掃描信號產(chǎn)生器122。熟 悉此項技藝者當(dāng)然可以認(rèn)識到控制器120亦可提供輸出信號至離子植入機 100的每一元件且從每一元件接收輸入信號。控制器120可以是或包括通用 電腦或通用電腦網(wǎng)絡(luò)，其可被程序化以執(zhí)行期望的輸入/輸出功能?？刂?器120亦可包括其他電路或元件，例如特定應(yīng)用集成電路(application specific integrated circuit)、其它硬件連接(hardwired)或可程序化電 子裝置、分立元件電路(discrete element circuit)等。控制器120亦可 包括通訊裝置、數(shù)據(jù)儲存裝置及軟件。
用戶界面系統(tǒng)124可包括但不限于以下裝置例如觸控?zé)赡?、鍵盤、指 向裝置、顯示器、打印機等，以供用戶經(jīng)由控制器120輸入命令及/或數(shù) 據(jù)，及/或監(jiān)視離子植入機100。用戶可經(jīng)由用戶界面系統(tǒng)124輸入所期望 植入的離子束能量、離子束電流、離子種類等。
在操作中，離子束產(chǎn)生器102用于產(chǎn)生離子束130，且掃描器用于以一 掃描頻率沿至少一方向掃描離子束?？刂破?20用于根據(jù)離子植入機的操 作參數(shù)來控制掃描頻率。操作參數(shù)至少部分依賴于離子束的能量。在一種 情形下，操作參數(shù)可以是期望的離子束能量，其是由用戶經(jīng)由用戶界面系 統(tǒng)124輸入至離子植入機100。在另一種情形下，操作參數(shù)可以是離子束的
操作模式。例如， 一種操作模式可以是減速模式，其是傳送高能離子束，然 后在植入之前的離子束流線(beam 1 ine)的某個位置將離子束減速成為低能
離子束。如此，可避免長距離地傳送低能離子束，因此這種操作模式可為指 示性的低能離子束。
在又一種情形下，操作參數(shù)可以是離子束的離子的電荷狀態(tài)。因為低能 量束幾乎總是僅有單價離子運動，故離子束的電荷狀態(tài)可以是單價(singly charged)離子。因為離子束電流及密度是如此的低，雙價(doubly charged) 及三價(triply charged)離子一般不需要額外的中和。在又一種情形下，操 作參數(shù)可以是離子束電流密度。在又一種情形下，操作參數(shù)可以是取決于 離子束的能量及束電流的組合。例如，低掃描頻率可能對具有高電流的低 能離子束有利，但不會對具有低電流的低能離子束有利。圖2為在一掃描頻率下離子束于晶圓110正面上的掃描圖案的示意圖。 為將離子束均勻的分布于晶圓110的表面，掃描器104可沿水平X方向掃描 離子束130,同時平臺驅(qū)動系統(tǒng)116沿垂直Y方向傳送晶圓110以形成繪示 的Z形掃描圖案。若平臺驅(qū)動系統(tǒng)116沿垂直Y方向均速傳送晶圓，則通 過晶圓110正面的被掃描離子束的數(shù)目則依賴掃描器104的掃描頻率來確 定。例如，掃描頻率越高，相對于較低掃描頻率，將會導(dǎo)致更多離子束的通 過。
請參閱圖3所示，其繪示可作為圖1的掃描器104的靜電掃描器104a 的一實施例。靜電掃描器104a可具有一組掃描板302、 304形式的掃描電 極，其設(shè)置于離子束130 二相對側(cè)。另外亦可以在掃描板302、 304的上游 設(shè)置比如預(yù)掃描(prescan)電極的額外電極(圖未示)及在掃描板302、 304 的下游設(shè)置后掃描(postscan)電極。在此，上游及下游是針對離子束傳送 的方向而言。
掃描板302、 304可相互隔開以形成間隙326。離子束130可被導(dǎo)引穿 過間隙326，且離子束130的扇形束包(beam envelop) 328的寬度隨著其通 過間隙326而增大。掃描板302可連接至掃描放大器310，且掃描板304可 連接至掃描放大器312。放大器310、 312可從掃描信號產(chǎn)生器122接收電 壓信號。掃描信號產(chǎn)生器122可由控制器120來控制。
為了調(diào)整靜電掃描器104a的掃描頻率，掃描信號產(chǎn)生器122可以從控 制器120接收期望掃描頻率的數(shù)字描述。掃描信號產(chǎn)生器122可以產(chǎn)生電 壓信號，該電壓信號可以被掃描放大器310、 312放大且可以施加于掃描板 302、 304以在間隙326中產(chǎn)生期望的電場以偏折或掃描離子束130。掃描 信號產(chǎn)生器122產(chǎn)生的電壓信號可能具有不同的幅值、頻率及波形用以調(diào) 整掃描頻率。在一實施例中，電壓信號可能具有鋸齒波形，掃描頻率的調(diào)
整可藉由調(diào)整信號幅值及電壓信號的峰值與峰值之間的坡度來達成。
圖4為一實施例中掃描頻率對離子束能量的關(guān)系圖401,其繪示出圖1 的掃描器104的掃描頻率如何隨離子束130的能量變化而變化。若離子束 130的能量高于能量閥值(eth)，則掃描頻率可能高于掃描頻率閥值(fth)。另 夕卜，若離子束130的能量低于能量閥值(eth)，則掃描頻率可能低于掃描頻率 閥值(fth)。在一實施例中，能量閥值(eth)可能位于大約l至50千電子伏特 (KeV)之間。在另一情形下，能量閥值(eth)大約為30KeV。在一實施例中，掃 描頻率閥值(fth)可能為大約500赫茲。
在圖4繪示的實施例中，離子束130能量高于能量閥值(eth)時，掃描頻 率可能為第一掃描頻率(n)，離子束130能量低于能量閥值(eth)時，掃描頻 率為第二掃描頻率(f2)。雖然對于那些高于或低于能量閥值(eth)的能量而 言，第一掃描頻率(fl)及第二掃描頻率(f2)是固定的，但第一及第二掃描頻率亦可根據(jù)均勻度調(diào)整在一定范圍內(nèi)變化，如箭頭402、 404所示。
第二掃描頻率(f2)可能較第一掃描頻率(fl)d、一個數(shù)量級(order of magnitude )。在一種情形下，第二掃描頻率(f2)可能至少小于第一掃描頻 率(fl)三倍。在另一示范例中，第一掃描頻率可能為大約1千赫茲(KHz)，第 二掃描頻率(f2)可能為大約250赫茲。
對于低能離子束，例如能量低于能量閥值(eth)的離子束，將掃描器104 的掃描頻率從較高掃描頻率降低一個數(shù)量級使離子植入機100的中和系統(tǒng) 能夠具有相似的數(shù)量級以更長時間地中和低能離子束。例如，角度修正器 磁鐵106可包含背景氣體(background gas),當(dāng)被離子化時可更有效地中和 粒子束。若掃描頻率高于掃描頻率閥值，則背景氣體具有第 一時間間隔，供 所述角度修正器磁鐵在一路徑上中和所述離子束。若掃描頻率低于掃描頻 率閥值，則背景氣體具有第二時間間隔以中和離子束。根據(jù)對應(yīng)的掃描頻 率的降低，第二時間間隔可能長于第 一 時間間隔至少三倍。
圖5為另一實施例中掃描頻率對離子束能量的另一關(guān)系圖501，其繪示 出圖1的掃描器104的掃描頻率如何隨離子束130的能量變化而變化。對 于低于能量閥值(eth)的能量，控制器120可能階梯式(st印wise fashion) 降低掃描器104掃描頻率。例如，對于低于能量閥值但高于第二能量(e2) 的能量，掃描頻率可能為第二掃描頻率(f2)。對于低于第二能量(e2)但高 于第三能量(e3)的能量，掃描頻率可能為第三掃描頻率(n),依次類推。雖 然為介紹清楚起見，僅示出三個階梯，掃描頻率的階梯式遞減可具有任何 數(shù)目的階梯，且每一階梯之間的程度變化(magnitude variations)不同。類 似于圖4的實施例，雖然示出的相關(guān)能量范圍內(nèi)的頻率是固定的，頻率水平
可根據(jù)均勻度調(diào)整在一定范圍內(nèi)變化。
請參閱圖6所示，其為掃描頻率對離子束能量的另一關(guān)系圖601。與圖 5的實施例相比較，控制器120可以線性方式降低針對低于能量閥值(eth)的 能量的掃描頻率。
請參閱圖7所示，其為離子植入機700 —實施例的方框圖。熟悉該項技 藝者當(dāng)然可以知悉本發(fā)明亦可以應(yīng)用于其他離子植入機，而圖7的實施例 僅用作示范來介紹本發(fā)明，因此并不意味著對本發(fā)明構(gòu)成限定。圖7與圖1 相似的元件將采用相似的標(biāo)號，因此為描述清楚簡明，將省去重復(fù)性的說 明。離子植入機700可包括離子源720、萃取電極(extraction electrode) 722、質(zhì)量分沖斤器(mass analyzer ) 724、鑒另'J孑L隙(resolving aperture ) 726、掃描器104、角度修正器磁鐵706、終端站114、控制器120、掃描信 號產(chǎn)生器122、用戶界面系統(tǒng)122。離子植入機700的掃描器104的控制方 式與圖1中描述的情形相似。掃描器104亦可為圖3中介紹的靜電掃描器 104a。離子源720可產(chǎn)生離子。離子源720可包括離子腔及裝有待離子化氣 體的氣體瓶(gas box)。氣體可供應(yīng)至離子腔以進行離子化。如此形成的離 子可從離子源720中萃取出。萃取電極722及萃取電源可加速從離子源萃 取出的離子。萃取電源可在控制器120的控制下加以調(diào)整。離子源的結(jié)構(gòu) 及操作皆為現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)。
質(zhì)量分析器724可包括鑒別磁鐵,該鑒別磁鐵偏折離子使得期望種類的 離子通過鑒別孔隙726,而使不期望的種類的離子不通過鑒別孔隙726。在 一實施例中，質(zhì)量分析器724可將期望種類的離子偏折90度。掃描器104 可設(shè)置于鑒別孔隙726的上游以沿至少一方向掃描離子束。角度修正器磁 鐵706可偏折期望種類的離子以將發(fā)散粒子束轉(zhuǎn)變成具有實質(zhì)上平行離子 軌跡的幾乎準(zhǔn)直離子束。在一實施例中，角度修正器磁鐵706將期望種類的 離子偏折45度。
圖8為離子束130于晶圓110上的另一掃描圖案的示意圖。對于能量 低于能量閥值(eth)的低能離子束，圖8的掃描圖案可能是在低于掃描頻率 閥值(fth)的掃描頻率下掃描得到。在一實施例中，能量閥值可能為30keV。
在這些低能量水平，離子束130可能由于空間電荷效應(yīng)而開始發(fā)散。離 子束130可能初始具有近似圓形的橫截面，此橫截面可能在低能量的情況 開始變大。結(jié)果，入射至晶圓110的截面圖案可能因而近似地呈現(xiàn)具有軸 808、 809的橢圓形狀。基本上，隨著離子束能量降低，兩軸808、 809皆變 大。對于高能離子束，軸809可能為2厘米(cm),而對于極低能離子束可 能為10cm或更大。類似地，對于高能離子束，軸808可能為2厘米(cm)，而 對于極低能離子束可能為10cm或更大。因為離子束的軸808對于低能離子 束可能是足夠大，掃描器104的掃描頻率即使被降低亦能使離子束130充 分覆蓋晶圓110正面，從而符合劑量均勻度要求。入射至晶圓110的離子 束130的橫截面圖案亦可具有其它形狀，而這些形狀可能進一步受到離子 束130于其路經(jīng)上如何及何時#1限幅(clipped)的影響。
較有利地，離子植入機的掃描器104的掃描頻率可以進行調(diào)整以對高 能離子束保持較高的掃描頻率，且針對需要額外時間用于電荷中和的低能 離子束掃描頻率可調(diào)整至較低的掃描頻率。此較高的掃描頻率使離子植入 機可保持較高掃描頻率對高能離子束的益處，例如較佳的離子束電流偵測 及額外的離子束到達晶圓正面以協(xié)助達成均勻度目標(biāo)。另外，掃描頻率可 針對一些低能離子束而降低，以使這些低能離子束有充分的時間間隔進行
電荷中和。對于低能離子束，中和之后的中性離子束由于空間電荷效應(yīng)而 發(fā)散，使得即使降低掃描頻率，均勻度目標(biāo)仍然能夠達成，因此可增加為 低能離子束建立均勻度的成功率及降低在離子束建立期間的均勻度調(diào)整時間。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任 何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式 上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā) 明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利 用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但 凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例 所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種具有可變掃描頻率的離子植入機，其特征在于其包括離子束產(chǎn)生器，其產(chǎn)生離子束；掃描器，其沿至少一方向以一掃描頻率對所述離子束進行掃描；以及控制器，其根據(jù)所述離子植入機的操作參數(shù)控制所述掃描頻率，所述操作參數(shù)至少部分取決于所述離子束的能量，若所述能量高于能量閥值，則所述掃描頻率高于掃描頻率閥值，若所述能量低于所述能量閥值，則所述掃描頻率低于所述掃描頻率閥值。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有可變掃描頻率的離子植入機，其特征在 于所述的掃描器包括靜電掃描器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有可變掃描頻率的離子植入機，其特征在 于所述的靜電掃描器包括一組掃描電極，所述掃描電極相互隔開形成間隙， 所述離子束被導(dǎo)引通過所述間隙，所述控制器藉由改變提供至所述掃描電 極的電壓信號來控制所述掃描頻率。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有可變掃描頻率的離子植入機，其特征在 于所述的能量閥值的范圍在1千電子伏特至50千電子伏特之間。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有可變掃描頻率的離子植入機，其特征在 于所述的掃描頻率閥值為500赫茲。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有可變掃描頻率的離子植入機，其特征在 于，對于高于所述能量閥值的所述能量，所述掃描頻率為第一掃描頻率；對 于低于所述能量閥值的所述能量，所述掃描頻率為第二掃描頻率，所述第二 掃描頻率至少低于所述第一掃描頻率三倍。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有可變掃描頻率的離子植入機，其特征在 于所述的第一掃描頻率為1千赫茲，且第二掃描頻率為250千赫茲。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有可變掃描頻率的離子植入機，其特征在 于對于低于所述能量閥值的能量，所述控制器以階梯式降低所述掃描頻率。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有可變掃描頻率的離子植入機，其特征在 于對于低于所述能量閥值的能量，所述控制器以線性方式降低所述掃描頻 率。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有可變掃描頻率的離子植入機，其特征在 于，若所述能量高于所述能量閥值，所述掃描頻率為1千赫茲，若所述能量 低于所述能量閥值，所述掃描頻率為250赫茲，所述能量閥值為30千電子伏特。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有可變掃描頻率的離子植入機，其特征在 于其進一步包括具有背景氣體的角度修正器磁鐵，若掃描頻率高于掃描頻率閥值，則背景氣體具有第一時間間隔，供所述角度修正器磁鐵在一路徑上中和所述離子束；若掃描頻率低于掃描頻率閥值，則背景氣體具有第二 時間間隔，供所述角度修正器磁鐵在所述路徑上中和所述離子束，所述第二 時間間隔長于第 一 時間間隔。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的具有可變掃描頻率的離子植入機，其特征 在于所述的第二時間間隔至少長于第 一 時間間隔三倍。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有可變掃描頻率的離子植入機，其特征在 于所述的操作參數(shù)包括所述離子植入機的操作模式。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有可變掃描頻率的離子植入機，其特征在 于所述的操作參數(shù)包括所述離子束的離子的電荷狀態(tài)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有可變掃描頻率的離子植入機，其特征在 于所述的操作參數(shù)亦至少部分取決于所述離子束的離子束電流。
16、 —種可變掃描頻率的離子植入方法，其特征在于其包括以下步驟 產(chǎn)生離子束；沿至少一方向以一掃描頻率掃描所述離子束；以及根據(jù)操作參數(shù)控制所述掃描頻率，所述操作參數(shù)至少部分取決于所述 離子束的能量，若所述能量高于能量閥值，則所述掃描頻率高于掃描頻率 閥值，若所述能量低于所述能量閥值，則所述掃描頻率低于所述掃描頻率閥值。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的可變掃描頻率的離子植入方法，其特征在 于所述的能量閥值的范圍在1千電子伏特至50千電子伏特之間。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的可變掃描頻率的離子植入方法，其特征在 于所述的掃描頻率閥值為500赫茲。
19、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的可變掃描頻率的離子植入方法，其特征在 于所述的根據(jù)操作參數(shù)控制所述掃描頻率包括對于低于所述能量閥值的能 量，以階梯式降低所述掃描頻率。
20、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的可變掃描頻率的離子植入方法，其特征在 于所述的能量高于所述能量閥值，所述的掃描頻率為1千赫茲，若所述能量 低于所述能量閥值，所述掃描頻率為250赫茲，所述能量閥值為30千電子伏 特。
21、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的可變掃描頻率的離子植入方法，其特征在 于對于高于所述能量閥值的所述能量，所述掃描頻率為第一掃描頻率；對于 低于所述能量閥值的所述能量，所述的掃描頻率為第二掃描頻率，所述第二 掃描頻率至少低于所述第一掃描頻率三倍。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的可變掃描頻率的離子植入方法，其特征在 于在所述第 一掃描頻率下，中和系統(tǒng)具有第 一時間間隔，供角度修正器磁鐵在一路徑上中和所述離子束；在所述第二掃描頻率下，所述中和系統(tǒng)具有第 二時間間隔，供所述角度修正器磁鐵在所述路徑上中和所述離子束，所述第 二時間間隔至少長于第 一 時間間隔三倍。
全文摘要
一種具有可變掃描頻率的離子植入機包括離子束產(chǎn)生器，其產(chǎn)生離子束；掃描器，其沿至少一方向以一掃描頻率對所述離子束進行掃描；及控制器。所述控制器根據(jù)所述離子植入機的操作參數(shù)控制所述掃描頻率，所述操作參數(shù)至少部分取決于所述離子束的能量，若所述能量高于能量閥(threshold)值，則所述掃描頻率高于掃描頻率閥值，若所述能量低于所述能量閥值，則所述掃描頻率低于所述掃描頻率閥值。
文檔編號H01J37/147GK101410929SQ200780010801
公開日2009年4月15日 申請日期2007年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月27日
發(fā)明者摩根·艾文斯, 約瑟·C·歐爾森 申請人:瓦里安半導(dǎo)體設(shè)備公司