CN102160139A - 用于离子注入的可调整偏折光学组件 - Google Patents

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Abstract

一种适用于离子注入系统的偏折构件(236)包含：多个电极(236a，236b)，其可选择性偏压以致使通过其的离子束弯曲、偏折、聚焦、会聚、发散、加速、减速及/或去污染。由于这些电极为可选择性偏压，且因此其中一个或多个是可维持未偏压或断电，束路径的有效长度是可如所期望而选择性调整(例如：基于诸如能量、剂量、物种等等的束性质)。

Description

用于离子注入的可调整偏折光学组件
技术领域
本发明涉及离子注入系统，且更特别是关于离子注入系统的偏折光学组件。
背景技术
离子注入器因为允许相对于注入至工件的掺杂剂的量或浓度，以及相对于工件内的掺杂剂的置放的精密度而为有利。特别是，离子注入器允许注入离子的剂量与能量相对于既定的应用而改变。离子剂量控制注入离子的浓度，其中，高电流的注入器典型为用于高剂量注入，以及中电流的注入器用于较低剂量注入。使用离子能量以控制离子注入至半导体工件的接面深度或深度。
可以理解的是：已知的电子产业的趋势为将电子装置的尺度缩小以产生更小且效用更强大的装置(例如：手机、数码相机等等)，这些装置所利用的半导体与集成电路(例如：晶体管等等)是持续的尺寸的缩小。将较多的这些装置“封装”至单一的半导体基板或其部分的(习称为晶片)能力亦改良制造效率与生产量。可以理解的是：降低离子束的能量是可允许注入为执行至较浅的深度以产生较薄的装置且增强封装密度。亦可以理解的是：增大的较浅注入的剂量是可利于期望的导电率，且较低能量的离子束的束电流是必须增大以利于增大封装密度。对于其他情形，使用较高能量束可理想的以选择性注入离子相当深入至基板，藉以创造具有变化的半导性质的容积(例如：二极管)及/或修改在基板中的不同区域或装置之间的场分布。目前，不同工具(例如：中电流对高电流的注入器)是用于这些不同应用。
可以理解的是：具有单一离子注入系统以实行大范围的离子注入至少是针对于经济理由而为所期望的。然而，低能量或高电流的注入器典型作成具有短的束路径，而高能量与中电流的注入器典型具有相对较长的束路径。除了别的以外，低能量的注入器作为短以减轻束放大或针对于束为径向朝外扩大的倾向，由于该束包含彼此相斥的同样电荷的粒子。另一方面，高能量的注入器包含具有实质动量的串流的快速移动粒子。这些粒子已经藉由通过附加至束线的长度的一个或多个加速间隙而得到动量。再者，欲修正已经获得实质动量的粒子的轨迹，聚焦元件必须为相当长以施加充分的聚焦力量。因此，高能量的束线相较于低能量或高电流的束线而成为相对较长。因此，存在需要以提出一种配置，其允许调整离子注入系统的至少一些构件的有效长度。
发明内容
下面简要说明本发明的内容，以提供此揭露内容的一些观点的基本了解。此说明是非为广泛的说明，且意图既非为判别关键或重要元素而亦非为界定所主张标的的范畴。而是，此说明的主要目的仅为简化的形式以呈现一个或多个概念，作为稍后提出的较为详细说明的序言。
一种适用于离子注入系统的电及/或磁性偏折构件包含：多个电极，其可选择性偏压以致使通过其的离子束为弯曲、偏折、去污染、聚焦、加速、减速、会聚、及/或发散。由于所述电极可选择性偏压，且因此其一个或多个可维持未偏压或断电，在电构件内的束路径的偏折区域的有效长度可如所期望而选择性调整，例如：基于诸如能量、剂量、种类等等的束性质。
在一个实施例中，一种离子注入系统包含：离子束源，用于产生离子束；和构件，用于质量解析离子束。此外，该注入系统包含：至少一个偏折构件，其为可变地调整地处于该质量解析构件的下游，用于偏折该束至有效长度；以及末端站，位于该偏折构件的下游且配置成以支撑将由离子束的离子所注入的工件。该偏折构件包含：第一电极；第二电极，其与第一电极一起界定间隙；以及，偏压元件，用于施加电压至第一与第二电极中的至少一个。电场产生在第一与第二电极之间，以偏折通过该间隙的离子束的离子。第一与第二电极中的至少一个被分段以产生沿着该束的行进路径的多个电极段，且可独立加偏压于各个电极段以选择性控制该偏折构件的有效长度。
在另一个实施例中，该注入系统包含：测量构件，配置成以测量一个或多个束特征；以及控制器，可操作的连接至该测量构件、束产生构件、质量解析构件与偏折构件，且配置成以响应于由该测量构件所取得的测量而调整该束产生构件、质量解析构件与偏折构件中的至少一个的操作。配置该测量构件以测量电流、质量、电压、极/或电荷电流中的至少一个。离子束可由该偏折构件所偏折且同时由该偏折构件所减速。或者是，该离子束由该偏折构件所偏折且同时由该偏折构件所聚焦。
为了实现上述目的，以下的说明与附图详细陈述某些说明性质的观点与实施。这里涉及的一个或多个可运用的观点的种种方式的仅为一些。其他观点、优点与新颖特征将由当连同附图并所参考的以下详细说明而更加明显。
附图说明
图1示出一种示范的离子注入系统的方块图，其中，偏折器的电极可选择性致动以调整在其中的有效长度。
图2示出一种示范的离子注入系统的方块图，其中，偏折器的电极可选择性致动以调整在其中的有效长度。
图3a至3c示出如本发明所述的偏折器的电极的实例。
图4是一种用于执行控制如本发明所述的离子束的示范方法。
具体实施方式
要求保护的主题将结合附图进行描述，其中，相同的附图标记是用以指附图中的相同元件。在以下的说明中，为了说明的目的，诸多特定细节陈述以提供对所要求保护的主题的彻底了解。然而，可以明显的是：要求保护的主题可无需这些特定细节而实行。在其他情形中，众所周知的结构与装置显示在方块图的形式以利于描述要求保护的主题。
本发明是关于一种分段式偏折器机构，其提供独立且空间控制偏折场的强度与几何性而作为下列的至少一个的函数：束能量、电流、电压、质量、及/或电荷。分段式偏折器机构可包含：第一电极与第二电极，至少一个包含电极段，所述电极段能够为一起偏压或仅个别被选择的电极段被偏压，而该偏折器的其他电极段保持至预定的电压(例如：接地)。藉由选择性偏压所述电极段的全部、一个或多个，电场能够维持，藉以调整该偏折量与束离子分布。在该方式中，束中性化可维持而且仍然偏折高能量及/或低能量的一束。本发明可应用至多种型式的束注入系统，诸如：笔状束与带状束的注入系统。
图1说明一种示范的离子注入系统110，其中，离子束可如本文所述的输送。系统110具有端子112、束线组件114与末端站116。在一个实施例中，端子112包括离子源120，其由高电压的电源供应器122所供电，电源供应器122产生且引导离子束124至束线组件114。离子源120产生带电离子，其取出且形成为离子束124，离子束124沿着在束线组件114中的束路径而引导至末端站116。
为了产生离子，将要离子化的一种掺杂剂材料(未显示)的气体位在于离子源120的产生室121之内。举例而言，掺杂剂气体可自气体源(未显示)而馈入至室121。除了电源供应器122之外，可以理解的是：任何数量的适合的机构(未显示)可运用以激发在离子产生室121之内的自由电子，诸如：射频或微波激发源、电子束注入源、电磁源及/或阴极，举例而言，建立于该室之内的电弧放电。激发的电子碰撞于掺杂剂气体分子且离子因而产生。概括而言，正离子产生，虽然本文的揭露内容可同样应用至负离子为产生于其中的系统。离子由离子取出组件123而可控制取出通过在室121的狭缝118，离子取出组件123包含多个取出及/或抑制电极125a、125b。举例而言，离子取出组件123可包括单独的取出电源供应器(未显示)以偏压这些取出及/或抑制电极125a、125b以加速自该产生室121的离子。
在一个实例中，束线组件具有束导、质量分析器、扫描系统与至少一个偏折器。在另一个实例中，如图1所示，束线组件114亦包括平行化器139、束扫描系统135与至少一个偏折器157。在一个实施例中，质量分析器126形成于约为90度的角度且包含作为建立在其中的(双极)磁场的一个或多个磁铁(未显示)。随着束124进入质量分析器126，束124由该磁场所对应弯曲，以使不适当的电荷对质量比的离子被拒绝。尤其是，具有过大或过小的电荷对质量比的离子是偏折至质量分析器126的侧壁127。以此方式，质量分析器126允许仅具有期望的电荷对质量比的束124的此类离子通过其中且透过解析隙缝134而退出。可以理解的是：对于系统100的其他粒子的离子束碰撞是可能使得束完整度降级。因此，一个或多个泵(未显示)可纳入以将至少束导132与质量分析器126抽为真空。
如图1的图示实例的扫描系统135可包括：扫描元件136与偏折构件138。各自的电源供应器149与150可操作的连接至扫描元件136与偏折构件138，且尤其是位在于其中的各个电极136a、136b、138a与138b。偏折构件138接收具有相当窄的轮廓的质量分析后的离子束124(例如：在图示的系统110的“笔状(pericil)”束)，且由电源供应器150所施加至多个电极138a与138b的电压是操作以聚焦、转向且偏折该束至扫描元件136的扫描顶点151。替代而言，带状(ribbon)束亦可由本文所述的偏折构件所接收。在笔状束的情形，由电源供应器149(其理论上可为如同150相同的电源供应器)所施加至扫描板136a与136b的电压波形是接着将束124往复扫描以散开该束124成为伸长的“带状”束(例如：扫描束124)，其具有可能相较于关注的工件而至少为同宽或较宽的宽度。可以理解的是：扫描顶点151可定义为在光学路径中的点，从该处带状束的各个小束(beamlet)或扫描部分在已经由扫描元件136所扫描后而发起。在使用仅为笔状束的实施例，扫描元件136可弃置或停用。
在一个实例中，扫描束124接着通过粒子捕捉器(未显示)以将该束去污染，可能含有使用电场及/或磁场的若干个不同的捕捉器。在另一个实例，扫描束通过平行化器139，在图示的实例中，平行化器139包含二个双极磁铁139a、139b。
可以理解的是：不同型式的末端站116可用于注入器110。如图示的实例的末端站116是一种“串行(serial)”型式的末端站，其支撑沿着束路径的单一工件130以供注入。剂量测定系统152亦可纳入于末端站116中接近该工件位置以供在注入作业之前(以及期间)的校准测量。在一个实施例中，在校准期间，束124通过剂量测定系统152。剂量测定系统152包括一个或多个轮廓器156，其可以横越轮廓器路径158，因而测量该束的轮廓。轮廓器156可包含电流密度感测器，诸如例如：法拉第(Faraday)杯，在一个实施例中，剂量测定系统测量束密度分布与角度分布，如同描述于：R.D.Rathmell、D.E.Kamenitsa、M.I.King与A.M.Ray于1998年日本京都的IEEE的离子注入技术的国际会议的会报，第392至395页：Rathmell等人的标题为“离子注入束角度校准”的美国专利第7,329,882号；及，Rathmell等人的标题为“建立离子束对于晶片的方位及修正角度误差的机构”的美国专利第7,316,914号，上述文献以参照方式而整体纳入于本文。
剂量测定系统152可操作的连接至控制系统154，以接收来自控制系统的命令讯号且提供测量值到控制系统。举例而言，可包含计算机、微处理器等等的控制系统154可操作以取得自剂量测定系统152的测量值且计算例如该束的电流密度、能阶及/或平均角度分布。控制系统154可同样可操作的连接至产生离子束的端子112、以及束线组件114的质量分析器126、平行化器139、及偏折器136、138与157(例如：经由电源供应器149、150、159、160)。
在一个实施例中，一个或多个偏折器157可位于在质量分析器126的下游。直到在系统110内的此点，束124大体在一个相当高的能级被输送，其减缓对于束放大的倾向，特别是在束密度升高之处，诸如：在解析隙缝134处。类似于离子取出组件123、扫描元件136、与聚焦及转向元件138，偏折器157包含可操作以将该束124减速的一个或多个电极157a、157b。
可以理解的是：尽管二个电极125a与125b、136a与136b、138a与138b、及157a与157b是分别图示于示范的离子取出组件123、扫描元件136、偏折元件138及偏折器157，这些元件123、136、138及157可以包含任何适合数量的电极，其为配置及偏压以加速及/或减速离子以及于实质为类似于Rathmell等人的美国专利第6,777,696号所提出的一种方式而将该离子束124聚焦、弯曲、偏折、会聚、发散、扫描、平行化及/或去污染，该美国专利案以参照方式而整体为纳入于本文。此外，聚焦及转向元件138可包含电偏折板(例如：一对或多对)以及单透镜(Einzel lens)、四极及/或其他聚焦元件以聚焦离子束。虽然非为必要，可为有利以施加电压至于元件138之内的偏折板，使得其平均至零，欲避免该效应必须引入附加的单透镜以减缓元件138的聚焦方面的失真。可以理解的是：“转向(steering)”离子束是偏折电极138a、138b的尺寸及施加至其的转向电压的作用，除了别的以外，由于束方向是正比于转向电压与板的长度且反比于束能量。
进一步举例而言，可以理解的是：图1的偏折构件157运作以进而滤出自该束的非期望的能量的离子与中性粒子。反之，期望的能量的离子类型将依循相同的路径且为由偏折构件157所指向、弯曲、偏折、会聚、聚焦、加速、减速、及/或去污染。这是有利，若该离子束包含类似质量的分子，诸如：在簇(cluster)束注入中，其中，实质所有质量是依循相同的轨迹且减速器具有少至无的质量-分散，从而束尺寸与角度(在该实施例中：离开该带状的平面)被维持。
在一个实施例中，偏折器157可包含多个电极，诸如：第一电极157a与第二电极157b，其可分别包含至少一个上电极与至少一个下电极，具有某个有效长度(未显示)的偏折区域且可选择性偏压以将离子束124弯曲、偏折、会聚、发散、聚焦、加速、减速、及/或去污染。偏折器157的偏折区域包含电场可操作以引起该束弯曲的一种方式而作用于束的区域。举例而言，偏折区域的有效长度是可改变，视所产生的电场空间的量而定，如将进一步描述于下文。电源供应器160可操作的连接至偏折构件157以选择性偏压这些电极。可以理解的是：偏折器157的偏折区域的有效长度可藉由选择性偏压这些电极而调整。举例而言，偏折器157的有效长度是可减小，藉由偏压这些电极的一个或多个至如同注入器的周围的相同电位(例如：零或接地)，其本质为停用或关掉上述电极。同理，偏折器157的有效长度可增大，藉由偏压这些电极至偏折电位(典型为不同于零或接地)，因而扩大由其中的电极所产生的电场。
参考图2，在一个实施例中，偏折器157被更详细地说明，且包括第一垂直板238a与第二垂直板238b，其防止束叠合于处在下游的偏折构件236。偏折构件236包含分别具有多个电极段的上电极236a与下电极236b。在该实施例中，束124可在该束124由偏折构件236的弯曲前、弯曲期间、及/或弯曲后而减速或加速。
图2是束124可由偏折器157(如于图1所示)所偏折且同时减速的位置的唯一的实例，且其为预期于实质类似于Rathmell的美国专利第7,102,146号所提出的一种方式的多个不同配置中，美国专利第7,102,146号以参照方式而整体纳入于本文。在另一个实例中，束124可在当偏折时而同时加速且可能发生在束弯曲之后、之前及/或期间以导引带电的粒子沿着设计路径。不带电或为不适当电荷的任何离子未依循该路径，且因此前进于不同方向，例如：可能为进入中性粒子捕捉器。
在图示的实例中，通过隙缝210的离子束124可自轴212而偏折为角度θ’227，其可约7与20度之间，例如：约12度，且可聚焦在自隙缝210的下游的一点228。图2说明一种混合型式的扫描机构，替代而言，可实施于本文的其他型式的扫描机构是存在，诸如：单独为笔状束。如上文所讨论，该束可包含任何个束型式，包括而不限于：一种标准束线，其具有在质量分析器之后的末端站而不具有任何扫描型式机构。再者，一种扫描器可存在以提供扫描束，诸如：扫描的带状束(即：其为一种混合扫描的时间平均带)、即时的静态带状束或由不同配置所提供的任何其他型式的带状束。
图3a说明一种分段式偏折机构336的一个实施例，其可代表图2的偏折构件236。分段式偏折机构336可包含上电极组件336a与下电极组件336b，其分别包含一种配置的电极段302、304、306、308、310与312，其配置在328指出的束方向。电极302、304与306形成下电极组件336b，且电极308、310与312形成上电极组件336a。在另一个实例中，束324可当偏折时而同时为减速/加速，且可发生在该束的弯曲后、弯曲前及/或弯曲期间以导引带电的粒子沿着设计的路径，
分段式偏折机构的电极段是各自为独立式偏压以供选择性控制该偏折构件的有效长度。偏折机构336可以连接至控制器316及测量构件314，测量构件314配置以测量一个或多个束特征，其可包含该束324的能量、电压、电流、电流密度、质量、电荷、与种类的至少一个。控制器是可操作的连接至该测量构件、束产生构件、质量解析构件、及/或偏折构件，且配置成以响应于由该测量构件所取得的测量而调整该束产生构件、质量解析构件、及/或偏折构件的至少一个的操作。
在一个实施例中，如图3b所示，偏折机构336的第一与第二不同对的上与下电极302、308、306与312是可维持在约0伏特至负2千伏特的电位V1，以排斥离子束的电子，以使其未进入偏折区域。这是所期望的，因为上方与下方的中间电极310与304是可分别偏压至相当高的正电位V2，藉以产生偏折：举例而言，上方的中间电极310可偏压至高的正电压。偏折区域320在其中产生大约有效长度318。此可针对于高能量束而实行。大致归因于互相作用电场线的多种非线性几何性质所导致的偏折区域320与离子束互相作用的有效长度318且因此描述大约长度；然而，有效长度可承担关于个别电极段的偏压量与选择性的不同几何性质与长度。
替代而言，所描述的电极段的任一个可独立偏压以供选择性控制偏折区域320的有效长度318。这是有利的，当试图藉由例如未运用同样多个正电压以保持该电场作用于该束的偏折区域320为尽可能小。换言之，小于上或下电极的全部段的若干个电极段(例如：三分之一、三分之二)可利用针对于低能量束以使得电场空间(其可除去自该束的等离子体)实际较短。类似于图3a，偏折机构336可连接至控制器316与测量构件314，配置测量构件314以测量一个或多个束特征，该束特征可包含该束324的能量、电压、电流、电流密度、质量、电荷与种类中的至少一个。
图3c示出可利用高能量束的一个实施例。在一个实施例中，将所有三个上电极段可加偏压至高电压V1，且三个下电极段可加偏压至较低的电压V2。此可有效除去束等离子体，且因此提供偏折区域320的更长的有效长度318。再者，大致归因于互相作用电场线的多种非线性几何性质所致的偏折区域320与离子束互相作用的有效长度318且因此描述大约长度；然而，有效长度可承担关于个别电极段的偏压量与选择性的不同几何性质与长度。举例而言，在图3c中，有效长度318是可实质类似于通过于其的束线的实际长度的大约长度。虽然图示的有效长度可与在偏折区域之内的诸点的长度实质类似，同样可能存在诸点相关于束线长度上的实质不同。
可同样利用其他的偏压配置，其中，分段式偏折机构的个别的电极段是选择性偏压。举例而言，所有电极段可接地，除了中间的下电极304，其可为负偏压。在此情形中，弯曲作用仍然提供，因为下方的负电极吸引该离子束。此可提供针对于低能量束，藉以得到束等离子体的较佳分布，以促进离子束中性化。可配置偏折构件的其他电极段以选择性偏压而彼此相互独立。此可通过连接至控制器316的电源(未显示)而实行，控制器316已接收自该束的测量构件316的测量，其基于能量、电流、质量与电荷中的至少一个。
参考图4，一种示范的方法400说明用于控制在本文所述的一种离子注入系统的离子束。虽然方法400图示且描述下文一连串的行动或事件，可以理解的是：该方法未由图示的顺序所限制。举例而言，一些行动可能发生于不同顺序及/或为与除了该图示及描述之外的其他行动或事件同时发生。此外，非所有图示的行动可能为需要以实施本文说明的实施例的一个或多个观点。甚至，一个或多个行动可为实行一个或多个单独的行动及/或阶段。
方法400是开始于410，其中，利用以注入离子至一个工件的离子束是产生于离子注入系统。举例而言，建立该束以具有一期望的掺杂剂物种、能量及/或电流。该方法接着进行至412，其中，测量一个或多个注入特征，诸如：注入角度、束物种、束能量、束剂量等等。举例而言，这些特征是可藉着如上所述的一种剂量测定系统所测量。更特别而言，可利用一种剂量测定系统，例如：测定该束的电流密度。测量的特征与储存于系统的控制构件的期望值相比较，例如：确定需要哪些调整(若有的话)以得到期望的结果。
基于在412所取得的测量，该系统的操作接着在414处调整。举例而言，偏折构件的电极段的一个或多个可如上所述而调整以得到期望的离子注入。举例而言，可得到想要施加至一个或多个电极以达到例如期望的有效长度、偏折度及/或加速/减速程度的偏压电压。在其后图示的方法400结束，但是实际上可能继续循环或为重复以达成期望的离子注入。
虽然这里揭露的内容已经相对于一个或多个实施方式进行说明和描述，基于此说明书与附图的阅读和理解本领域技术人员可以进行等效变更与修改。此揭露内容包括所有等效修改与变更且仅由以下的申请专利权利要求所限定的范围所限定。特别是关于上述的构件(组件、元件、装置、电路等等)所实行的种种功能，用以描述这些构件的术语(包括：“机构”的参考)意图以对应于(除非另为指明)实行所述构件的指定功能的任何构件(即：其为功能等效)，即使结构与在本文所描述的实施方式中所述结构不相同。此外，尽管特定特征在关于多个实施方式的一个中描述，该特征也可能期望且有利于任何既定或特定应用而可结合于其他的实施方式中或多个其他特征。甚至，在术语“包括”、“具有”与其修改运用于详细说明或申请专利范围的限度内，这些术语意图包括似于术语“包含”方式。此外，如利用在本文内，“实施方式或示范(exemplary)”仅意指一个实例而不是最佳。

Claims (20)

1.一种离子注入系统，包含：
离子束源，构成以产生离子束；
质量分析器，用于对所产生的离子束质量分析；
偏折构件，位于该质量分析器的下游且具有与其关联的偏折区域，用于偏折在质量分析后的离子束；及
末端站，位于该偏折构件的下游且构成以支撑将由该离子束的离子所注入的工件；
其中，配置该偏折构件以改变该偏折区域的长度。
2.根据权利要求1所述的离子注入系统，其中，该偏折构件包含：
第一电极；
第二电极，其与第一电极一起界定间隙；及
偏压元件，用于施加电压至第一电极与第二电极之中的至少一个；
其中，电场产生于第一电极与第二电极之间，以偏折通过该间隙的该离子束的离子；
其中，第一电极与第二电极中的至少一个被分段以产生沿着该离子束的行进路径的多个电极段；且
其中，各个电极段能够被独立加偏压以选择性控制该偏折构件的长度。
3.根据权利要求2所述的离子注入系统，其中，所述多个电极段中的一个或多个包含跨于电极间隙的相对于彼此的上电极与下电极，且其中，上电极被分段成至少三段且下电极被分段成至少三段。
4.根据权利要求2所述的离子注入系统，其中，加偏压于上电极与下电极的第一段与最后段以提供相对于该上电极的第一段与该下电极的第一段之间以及相对于该上电极的最后段与该下电极的最后段之间的间隙的周围的负电位分布。
5.根据权利要求3所述的离子注入系统，其中，加正偏压于该上电极的第一电极段与最后电极段之间的至少一个电极段，且施加与该上电极的各段相比较负的偏压于该下电极的第一电极段与最后电极段之间的至少一个电极段。
6.根据权利要求3所述的离子注入系统，其中，加负偏压于该下电极的中段而其余段及该上电极是处于相对于所述周围的接地电位，以致使得该偏折构件的偏折区域的长度为最小化。
7.根据权利要求1所述的离子注入系统，还包含：
测量构件，配置成以测量一个或多个离子束特征；及
控制器，可操作的连接至该测量构件、该离子束源、该质量分析器与该偏折构件，且配置成以响应于由该测量构件所取得的测量而调整该离子来源、该质量分析器与该偏折构件中的至少一个的操作；
其中，该测量构件所测量的离子束特征包含该离子束的电压、电流、质量、电荷、能量与种类之中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的离子注入系统，还包含：平行化构件，用于弯曲该离子束成为实质s形以滤出污染物且同时平行化该离子束成为多个平行的小束，以使小束分别具有实质相等的有效长度。
9.根据权利要求1所述的离子注入系统，其中，该离子束由该偏折构件所偏折且同时为由该偏折构件所减速、聚焦或减速且聚焦。
10.根据权利要求1所述的离子注入系统，还包含：
测量构件，配置成以测量一个或多个离子束特征；及
控制器，可操作的连接至该测量构件及聚焦透镜，用于响应于由该测量构件所取得的测量而使得该离子束加速或减速。
11.一种用于一种离子注入系统中的束线的电偏折装置，包含：
电偏折构件，包含可操作以偏折离子束的偏折区域；及
其中，配置该电偏折构件以改变该偏折区域的长度。
12.根据权利要求11所述的电偏折装置，其中，该电偏折构件包含：
第一电极；
第二电极，其与第一电极一起界定间隙；及
偏压元件，用于施加电压至第一电极与第二电极之中的至少一个；
其中，电场产生于第一电极与第二电极之间，以偏折通过该间隙的该离子束的离子；
其中，第一电极与第二电极中的至少一个被分段以产生沿着该离子束的行进路径的多个电极段；且
其中，各个电极段能够被独立加偏压以选择性控制该偏折构件的长度。
13.根据权利要求12所述的电偏折装置，还包含：
测量构件，配置成以测量一个或多个束特征；及
控制器，可操作的连接至该测量构件及该电偏折构件，且配置成以响应于由该测量构件所取得的测量而调整该电偏折构件的操作，藉由施加独立偏压于各个电极段以选择性控制于其的偏折区域的长度；
其中，该测量构件所测量的束特征包含该离子束的电压、电流、质量、电荷、能量与种类之中的至少一个。
14.根据权利要求11所述的电偏折装置，其中，该离子束是由该电偏折构件所偏折且同时为由该电偏折构件所减速、聚焦、或减速且聚焦。
15.根据权利要求12所述的电偏折装置，其中，该多个电极段的一个或多个包含跨于电极间隙的相对于彼此的上电极与下电极，且其中，上电极被分段成至少三段且下电极分段成至少三段。
16.一种在离子注入系统中将离子注入工件的方法，包含：
在该离子注入系统中产生离子束；
测量该离子束的一个或多个束特征；
调适通过该离子注入系统的偏折构件的该离子束的有效长度，藉由基于束特征以选择性调整施加至该偏折构件的一个或多个的中-间隙电极的各个偏压电压。
17.根据权利要求16所述的方法，还包含：
确定偏压电压是否应施加至该偏折构件的一对、三对或三对电极以偏折该离子束。
18.根据权利要求16所述的方法，还包含：
选择性控制该偏折构件的有效长度。
19.根据权利要求16所述的方法，还包含：
选择性调整将施加至该偏折构件的第一与第二电极的各个偏压电压以控制该离子束的会聚、加速或减速中的至少一个。
20.根据权利要求16所述的方法，还包含：
选择性调整将施加至该偏折构件的第一与第二电极的各个偏压电压以基于该离子束的能量、电流与种类的至少一个而控制偏折。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103094032A (zh) * 2011-11-07 2013-05-08 北京中科信电子装备有限公司 一种多电极束流聚焦调节装置与方法
CN105280466A (zh) * 2014-06-27 2016-01-27 汉辰科技股份有限公司 离子布植机
CN107112181A (zh) * 2014-12-26 2017-08-29 艾克塞利斯科技公司 用于离子注入的组合静电透镜系统
CN110364405A (zh) * 2018-03-26 2019-10-22 株式会社岛津制作所 带电粒子束轴对准装置及方法、带电粒子束照射装置
CN113169008A (zh) * 2018-11-20 2021-07-23 应用材料股份有限公司 静电过滤器以及使用静电过滤器控制离子束性质的方法
CN113474867A (zh) * 2019-02-15 2021-10-01 艾克塞利斯科技公司 一种结合上游和下游电流测量来推断光学元件的弯曲处的射束电流以进行实时剂量控制的方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7767986B2 (en) * 2008-06-20 2010-08-03 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Method and apparatus for controlling beam current uniformity in an ion implanter
US8519353B2 (en) 2010-12-29 2013-08-27 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Method and apparatus for controlling an asymmetric electrostatic lens about a central ray trajectory of an ion beam
US8637838B2 (en) * 2011-12-13 2014-01-28 Axcelis Technologies, Inc. System and method for ion implantation with improved productivity and uniformity
US9502213B2 (en) * 2013-03-15 2016-11-22 Nissin Ion Equipment Co., Ltd. Ion beam line
US8835879B1 (en) * 2013-06-03 2014-09-16 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Reduction of deposition by separation of ion beam and neutral flow
US9218941B2 (en) * 2014-01-15 2015-12-22 Axcelis Technologies, Inc. Ion implantation system and method with variable energy control
US20150228445A1 (en) * 2014-02-13 2015-08-13 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Method and apparatus for three dimensional ion implantation
JP6257411B2 (ja) 2014-03-27 2018-01-10 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入装置、最終エネルギーフィルター、及びイオン注入方法
US9455116B2 (en) 2014-04-30 2016-09-27 Axcells Technologies, Inc. Angular scanning using angular energy filter
TWI523084B (zh) 2014-11-11 2016-02-21 漢辰科技股份有限公司 離子佈植法
TWI618110B (zh) * 2015-08-20 2018-03-11 日新離子機器股份有限公司 離子植入系統
TWI795448B (zh) 2017-10-09 2023-03-11 美商艾克塞利斯科技公司 用於在角能量過濾器區域中穩定或移除射束線組件上所形成之膜的離子植入系統及方法
US10790116B2 (en) 2018-11-20 2020-09-29 Applied Materials, Inc. Electostatic filter and method for controlling ion beam using electostatic filter
US10886098B2 (en) 2018-11-20 2021-01-05 Applied Materials, Inc. Electrostatic filter and ion implanter having asymmetric electrostatic configuration
US10937624B2 (en) * 2018-11-20 2021-03-02 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for controlling ion beam using electrostatic filter
US11217427B1 (en) * 2020-11-27 2022-01-04 Applied Materials, Inc. System, apparatus and method for bunched ribbon ion beam

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002052609A2 (en) * 2000-12-27 2002-07-04 Proteros, Llc Compact beamline and ion implanter system using same
US6521895B1 (en) * 1999-10-22 2003-02-18 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Wide dynamic range ion beam scanners
CN1777972A (zh) * 2003-02-21 2006-05-24 艾克塞利斯技术公司 偏转加速/减速间隙
US20080078954A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-03 Axcelis Technologies, Inc. Beam line architecture for ion implanter

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4593200A (en) * 1984-03-06 1986-06-03 Mcguire Iii Edward L Scan controller for ion implanter device
JPH0724209B2 (ja) * 1985-03-08 1995-03-15 日新電機株式会社 イオン注入装置
US4980562A (en) * 1986-04-09 1990-12-25 Varian Associates, Inc. Method and apparatus for high efficiency scanning in an ion implanter
US4736107A (en) * 1986-09-24 1988-04-05 Eaton Corporation Ion beam implanter scan control system
US5311028A (en) * 1990-08-29 1994-05-10 Nissin Electric Co., Ltd. System and method for producing oscillating magnetic fields in working gaps useful for irradiating a surface with atomic and molecular ions
US5160846A (en) * 1990-10-03 1992-11-03 Eaton Corporation Method and apparatus for reducing tilt angle variations in an ion implanter
US5293216A (en) * 1990-12-31 1994-03-08 Texas Instruments Incorporated Sensor for semiconductor device manufacturing process control
US5270222A (en) * 1990-12-31 1993-12-14 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for semiconductor device fabrication diagnosis and prognosis
US5177366A (en) * 1992-03-06 1993-01-05 Eaton Corporation Ion beam implanter for providing cross plane focusing
US5432352A (en) * 1993-09-20 1995-07-11 Eaton Corporation Ion beam scan control
US5481116A (en) * 1994-06-10 1996-01-02 Ibis Technology Corporation Magnetic system and method for uniformly scanning heavy ion beams
US6137112A (en) * 1998-09-10 2000-10-24 Eaton Corporation Time of flight energy measurement apparatus for an ion beam implanter
JP3414337B2 (ja) * 1999-11-12 2003-06-09 日新電機株式会社 電磁界レンズの制御方法およびイオン注入装置
US6414329B1 (en) * 2000-07-25 2002-07-02 Axcelis Technologies, Inc. Method and system for microwave excitation of plasma in an ion beam guide
US6534775B1 (en) * 2000-09-01 2003-03-18 Axcelis Technologies, Inc. Electrostatic trap for particles entrained in an ion beam
US6908836B2 (en) * 2002-09-23 2005-06-21 Applied Materials, Inc. Method of implanting a substrate and an ion implanter for performing the method
US20030197133A1 (en) * 2002-04-23 2003-10-23 Turner Norman L. Method and apparatus for scanning a workpiece in a vacuum chamber
US6924215B2 (en) * 2002-05-29 2005-08-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Method of monitoring high tilt angle of medium current implant
KR20040060401A (ko) * 2002-12-30 2004-07-06 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의 트랜지스터 형성 방법
US6881966B2 (en) * 2003-05-15 2005-04-19 Axcelis Technologies, Inc. Hybrid magnetic/electrostatic deflector for ion implantation systems
US6774377B1 (en) * 2003-06-26 2004-08-10 Axcelis Technologies, Inc. Electrostatic parallelizing lens for ion beams
US7112809B2 (en) * 2003-06-26 2006-09-26 Axcelis Technologies, Inc. Electrostatic lens for ion beams
JP4133883B2 (ja) * 2003-12-04 2008-08-13 日新イオン機器株式会社 イオンビーム装置
US6972236B2 (en) * 2004-01-30 2005-12-06 Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. Semiconductor device layout and channeling implant process
US7462843B2 (en) * 2004-05-18 2008-12-09 Advanced Ion Bean Technology Inc. Apparatus and methods for ion beam implantation
US7326941B2 (en) * 2004-05-18 2008-02-05 Advanced Ion Beam Technology, Inc. Apparatus and methods for ion beam implantation using ribbon and spot beams
US6992310B1 (en) * 2004-08-13 2006-01-31 Axcelis Technologies, Inc. Scanning systems and methods for providing ions from an ion beam to a workpiece
JP4600426B2 (ja) * 2006-06-26 2010-12-15 日新イオン機器株式会社 イオン注入装置およびイオンビームの偏差角補正方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6521895B1 (en) * 1999-10-22 2003-02-18 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Wide dynamic range ion beam scanners
WO2002052609A2 (en) * 2000-12-27 2002-07-04 Proteros, Llc Compact beamline and ion implanter system using same
CN1777972A (zh) * 2003-02-21 2006-05-24 艾克塞利斯技术公司 偏转加速/减速间隙
US20080078954A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-03 Axcelis Technologies, Inc. Beam line architecture for ion implanter

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103094032A (zh) * 2011-11-07 2013-05-08 北京中科信电子装备有限公司 一种多电极束流聚焦调节装置与方法
CN105280466A (zh) * 2014-06-27 2016-01-27 汉辰科技股份有限公司 离子布植机
CN105280466B (zh) * 2014-06-27 2019-07-09 汉辰科技股份有限公司 离子布植机
CN107112181A (zh) * 2014-12-26 2017-08-29 艾克塞利斯科技公司 用于离子注入的组合静电透镜系统
CN107112181B (zh) * 2014-12-26 2019-11-05 艾克塞利斯科技公司 用于离子注入的组合静电透镜系统
CN110364405A (zh) * 2018-03-26 2019-10-22 株式会社岛津制作所 带电粒子束轴对准装置及方法、带电粒子束照射装置
CN110364405B (zh) * 2018-03-26 2021-09-14 株式会社岛津制作所 带电粒子束轴对准装置及方法、带电粒子束照射装置
CN113169008A (zh) * 2018-11-20 2021-07-23 应用材料股份有限公司 静电过滤器以及使用静电过滤器控制离子束性质的方法
CN113169008B (zh) * 2018-11-20 2023-12-19 应用材料股份有限公司 用于控制离子束的方法及设备及高束弯曲静电过滤器总成
CN113474867A (zh) * 2019-02-15 2021-10-01 艾克塞利斯科技公司 一种结合上游和下游电流测量来推断光学元件的弯曲处的射束电流以进行实时剂量控制的方法
CN113474867B (zh) * 2019-02-15 2024-05-28 艾克塞利斯科技公司 一种结合上游和下游电流测量来推断光学元件的弯曲处的射束电流以进行实时剂量控制的方法

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JP5739333B2 (ja) 2015-06-24
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KR20110081980A (ko) 2011-07-15

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