CN115565839A - 离子注入系统中带状光束角度的调整 - Google Patents

离子注入系统中带状光束角度的调整 Download PDF

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Abstract

本发明一般涉及离子注入，更具体地，涉及用于调整离子注入系统的带状光束角度的系统和方法。示例性离子注入系统包括被配置为产生带状光束的离子源、被配置为在由带状光束注入期间夹持晶片的晶片夹头、布置在所述离子源和所述晶片夹头之间的偶极磁体、和控制器。偶极磁体包括至少两个线圈，被配置为沿所述离子源和所述晶片夹头中夹持的晶片之间的带状光束路径，在一个或多个位置处调整所述带状光束的带状光束角度。控制器被配置为控制所述离子源、所述晶片夹头和所述偶极磁体。

Description

离子注入系统中带状光束角度的调整
技术领域
本发明一般涉及离子注入，更具体地，涉及用于调整离子注入系统内带状光束的带状光束角度的系统和方法。
背景技术
在半导体器件制造中，半导体晶片(也称为半导体基板)的物理和/或电学特性可通过称为离子注入的工艺进行修改。离子注入可以使用离子注入系统来执行，离子注入系统可以包括离子注入系统，该离子注入系统产生离子束以将离子注入晶片。离子注入系统产生的离子束可以是带状光束，一种由多个射束组成的离子束。带状光束的各个射束之间的角度在离子注入系统内的各个位置可很重要，这取决于带状光束通过离子注入系统的哪个子模块。因此，需要在离子注入过程中有效且准确地调整带状光束角度的技术。
发明概述
本发明涉及离子注入系统和方法。示例性离子注入系统包括：包括被配置为产生带状光束的离子源、被配置为在由带状光束注入期间夹持晶片的晶片夹头、布置在所述离子源和所述晶片夹头之间的偶极磁体、和控制器。偶极磁体包括至少两个线圈，被配置为沿所述离子源和所述晶片夹头中夹持的晶片之间的带状光束路径，在一个或多个位置处调整所述带状光束的带状光束角度。向所述至少两个线圈中的第一线圈施加第一电流并向所述至少两个线圈中的第二线圈施加第二电流。带状光束角度是带状光束的第一射束和第二射束之间的角度，并且第一射束和第二射束是带状光束的相邻射束。所述控制器被配置为控制所述离子源、所述晶片夹头和所述偶极磁体。
示例性非瞬态计算机可读存储介质包括一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，当由离子注入系统的控制器的一个或多个处理器执行时，该指令使控制器使离子注入系统的离子源将带状光束传送到夹持在离子注入系统的晶片夹头中的晶片，以及使用偶极磁体调整带状光束的带状光束角度，偶极磁体包括沿着离子源和晶片夹头中夹持的晶片之间的带状光束路径的一个或多个位置处的至少两个线圈，其中第一电流施加到所述至少两个线圈中的第一线圈并且其中第二电流施加到所述至少两个线圈中的第二线圈，其中所述带状光束角度是所述带状光束的第一射束和第二射束之间的角度，并且其中所述第一射束和所述第二射束是所述带状光束的相邻射束。
用于向离子注入系统中的晶片提供带状光束的示例性方法，该离子注入系统包括离子源、配置为夹持晶片的晶片夹头、偶极磁体，该偶极磁体包括布置在离子源和晶片夹头之间的至少两个线圈，被配置为控制所述离子源、所述晶片夹头和所述偶极磁体的控制器，包括：将带离子源的带状光束递送到所述晶片夹头中夹持的晶片；和通过向所述至少两个线圈中的第一线圈施加第一电流并向所述至少两个线圈中的第二线圈施加第二电流，沿所述离子源和所述晶片夹头中夹持的晶片之间的带状光束路径，在一个或多个位置处调整所述带状光束与所述偶极磁体的带状光束角度，其中所述带状光束角度是所述带状光束的第一射束和第二射束之间的角度，并且其中所述第一射束和所述第二射束是所述带状光束的相邻射束。
附图简述
图1示出了根据各种示例的离子注入系统的二维自顶向下透视图。
图2示出了根据各种示例的偶极磁体和相应带状光束的二维侧透视图。
图3示出了根据各种示例的偶极磁体和相应带状光束的二维侧透视图。
图4示出了根据各种示例的偶极磁体和相应带状光束的二维侧透视图。
图5示出了根据各种示例的偶极磁体和相应带状光束的二维侧透视图。
图6示出了根据各种示例的偶极磁体和相应带状光束的二维侧透视图。
图7示出了根据各种示例的偶极磁体和相应带状光束的二维侧透视图。
图8示出了根据各种示例的偶极磁体和相应带状光束的二维侧透视图。
图9示出了根据各种示例，基于光束角度和带状光束中心之间的距离，电流对带状光束的光束角度的影响的曲线图。
图10示出了根据各种示例的离子注入系统的电极组件和相应的带状光束。
图11示出了根据各种示例的四极磁体和相应带状光束的二维侧面透视图。
图12示出了根据各种示例的用于向具有离子注入系统的晶片提供带状光束的方法。
发明详述
提供以下描述以使本领域普通技术人员能够制作和使用各种实施例。具体系统、设备、方法和应用的描述仅作为示例提供。对本文所述示例的各种修改对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的，并且本文定义的一般原则可以应用于其他示例和应用，而不脱离各种实施例的精神和范围。因此，各种实施例并不限于本文所描述和示出的示例，而是被赋予与权利要求一致的范围。
本发明提供用于在整个离子注入系统中有效且准确地调整带状光束的带状光束角度的系统和方法。具体而言，本发明描述在磁性分析仪、多极磁体和离子注入系统的其他组件之前和之后使用各种偶极磁体调整带状光束角度的系统和方法。这些系统和方法允许更精确地控制带状光束角度，从而控制整个离子注入系统中的带状光束。这反过来允许离子注入系统具有更大的灵活性，同时向晶片提供所需的离子注入。
图1示出了根据各种示例的离子注入系统的二维自顶向下透视图。如图所示，离子注入系统100包括离子源102和用于产生带状光束105的提取操纵器104。提取操纵器104从离子源102提取带状光束105，并将带状光束105导入磁性分析仪108，其中带状光束105通过质量、电荷和/或能量进行滤波。带状光束105进一步被引导穿过多极磁体110、电极组件106和多极磁体114，以调整带状光束105的能量、形状、方向、角度和/或均匀性。具体而言，电极组件106被配置为调整带状光束105的能量，从带状光束105中去除中性物种，和/或调整带状光束105的尺寸、形状和均匀性。多极磁体110和114被配置为调整带状光束105的均匀性、中心角和/或发散角。可变孔径组件112位于多极磁体110和磁性分析仪108之间。可变孔径组件112被配置为调整带状光束105的离子电流。离子注入系统100还包括处理室130内的晶片夹头118，被配置为将晶片116定位在带状光束105的路径中，从而导致离子注入晶片116。
离子注入系统100还包括控制器132，控制器132包括存储器134(可选地包括一个或多个计算机可读存储介质)、处理器136和输入/输出(I/O)接口138。控制器132被配置为控制离子注入系统100的各种其他组件。
离子源102还包括位于电弧室124一侧的面板128。面板128包括出口孔126(例如，电弧狭缝)，从离子源102提取的离子通过该出口孔退出电弧室124。例如，出口孔126可以是狭缝或狭槽，被配置为形成带状光束105的带状形状。在一些示例中，面板128耦合到电源以偏置面板128，从而在离子源102和提取操纵器104之间产生电位差(例如，提取电压)，以产生带状光束105。
带状光束105由多个单独的射束组成，这些射束在带状光束105离开离子源102时排列成直线。带状光束105可以包括任意数量的单个射束，根据需要将带电离子从离子源102传输到晶片116。因此，带状光束105可以包括2、3、4、5、10、15或更多的射束，这取决于面板128和出口孔126的配置。每对相邻射束之间的角度是带状波束105的带状波束角度。因此，当n是构成带状光束105的射束数量时，带状光束105具有n-1个带状光束角度。
当带状光束105穿过离子注入系统100并被输送到晶片116时，可需要校正带状光束105的带状光束角度，以确保所有射束击中晶片116，从而注入所需的离子。然而，用于产生带状光束105的常规系统和方法可不包括用于校正带状光束角度的规定。因此，如下文所述，离子注入系统100包括一个或多个偶极或四极磁体，位于带状光束105路径上的不同位置，以灵活可靠的方式校正带状光束105的带状光束角度。
提取操纵器104包括抑制电极120和接地电极122。抑制电极120被配置为阻止电子回流到离子源102，并且接地电极122耦合到地电位。该配置使得提取操纵器104通过从离子源102提取离子来生成带状光束。
如图1所示，带状光束105沿着从提取操纵器104到磁性分析仪108的线性轨迹定向。磁性分析仪108包括轭107和缠绕在轭107的相对侧壁上的电磁线圈109。轭107定义带状光束105穿过磁性分析仪108的通道。如图所示，带状光束105通过轭107的第一开口111进入磁性分析仪108，然后通过轭107的第二开口113离开磁性分析仪108。磁性分析仪108被配置为产生使带状光束105以在特定方向(例如，x方向)偏转的磁场。在被偏转的同时，根据能量和质荷比滤波带状光束105中的离子，使得只有具有所需能量和质荷比的离子可以通过磁性分析仪108朝向晶片116。在一些示例中，磁性分析仪108沿着从开口113到电极组件106的线性路径引导带状光束105。
如图1所示，带状光束105被引导穿过磁性分析仪108和电极组件106之间的可变孔径组件112和多极磁体110。可变孔径组件112包括限定可变孔径115的两个或多个活动板。活动板被配置为调整可变孔径115的尺寸和形状，可变孔径115定义退出可变孔径组件112的带状光束105的尺寸和形状。此外，在一些示例中，可变孔径组件112通过调整可变孔径115的大小来调整带状光束105的离子电流。
多极磁体110是包括具有四个以上线圈的线圈阵列的磁体，因此在铁磁支架上布置有多极(例如，每个线圈至少有两个电极)。向线圈阵列提供电能，以便为线圈阵列中的每个线圈产生磁场，从而产生以不同方向作用在带状光束105上的多个不同磁力。因此，线圈阵列产生的磁场可以同时调整带状光束105的大小、形状、角度和/或均匀性。例如，多极磁体110可以产生适当的磁场，以同时控制带状光束105的大小、电流密度和形状。
电极组件106被配置为加速和/或减速带状光束，以控制带状光束的能量。具体而言，电极组件106包括多个电极，用于在带状光束穿过电极组件106时操纵带状光束。因此，带状光束可以以初始能量进入开口117，以不同于初始能量的最终能量离开开口119。在一些示例中，如下文进一步讨论的，偶极磁体140可放置在电极组件106内，如图1所示。偶极磁体140可以放置在带状光束105弯曲之前或带状光束105弯曲之后的电极组件106内。因此，偶极磁体140在电极组件106加速或减速带状光束105之前或在电极组件106加速或减速带状光束105之后与带状光束105相互作用。
如图1所示，带状光束105离开电极组件106的开口119，并被引导穿过多极磁体114。在一些示例中，多极磁体114与上述多极磁体110相同，因此被配置为调整带状光束105的形状、方向、焦点和/或均匀性。此外，在一些示例中，多极磁体114被配置为引导带状光束105在特定位置撞击晶片116的表面，或允许带状光束105的其他位置调整。在其他示例中，多极磁体114可配置为重复偏转带状光束105以扫描晶片116，晶片116可以是静止的或移动的。
晶片夹头118被配置为将晶片116定位在离开多个磁体114的带状光束105的前面，以使离子注入晶片116。在一些示例中，晶片夹头118被配置为在一个或多个方向上平移。例如，晶片夹头118可被配置为相对于带状光束105移动晶片116，以在晶片116上扫描带状光束105。在一些示例中，晶片夹头118被配置为旋转晶片116。
应当认识到，晶片116可包括用于制造半导体器件、太阳能电池板或平板显示器的任何合适基板。在晶片116包括半导体基板(例如，硅、锗、砷化镓等)的示例中，晶片116可包括至少部分形成在其上的半导体器件。
如图1所示，离子注入系统100还包括一个或多个偶极磁体140，位于带状光束105路径上的不同位置。偶极磁体140被配置为调整带状光束105的一个或多个带状光束角度。当带状光束105穿过本文所述的离子注入系统100的各个组件时，带状光束105的单个射束可漂移(例如，由于一些组件产生的磁场)，导致带状光束105的一个或多个带状光束角度发生变化。因此，如下文所述，可以在离子注入系统100中的各个点处校正带状光束105的带状光束角度。此外，在一些示例中，带状光束105的带状光束角度可在进入或退出离子注入系统100的其他组件之一之前或之后调整，以便带状光束角度105由该组件正确操纵。
如图2所示，偶极磁体140产生单个磁场202，以使用单个磁力影响带状光束105的一个或多个带状光束角度。具体而言，偶极磁体140包括产生磁场202的单线圈或单断线圈(例如，具有两半的线圈)。因此，偶极磁体140产生磁力，该磁力在单个方向上影响带状光束105的各个射束。这允许在特定方向上进行微调，以调整或校正带状光束105的带状光束角度，而不会影响带状光束105的其他特性，如整体形状或方向。这样，偶极磁体140允许对带状光束105进行校正，否则很难用常规多极磁体(如离子注入系统100的多极磁体110和114)进行校正。
磁场202的强度基于偶极磁体206和208的两半之间的间隙204的大小以及施加到偶极磁体的电流210和212。特别地，磁场202的强度与偶极磁体140的一半206和一半208之间的间隙204的大小成反比。因此，可以通过减小间隙204的尺寸来增加磁场202的强度。类似地，可以通过增大间隙204的尺寸来减小磁场202的强度。因此，在一些示例中，间隙204的大小是可调谐间隙，可调整该间隙以增加或减少磁场202的强度。
在一些示例中，间隙204的大小是预定大小。因此，间隙204的大小可以预先确定并预设为特定强度的磁场202。例如，如果已知对带状光束105的一个或多个角度的特定类型的校正，则预先确定间隙204的大小，以对带状光束105的一个或多个角度提供该类型的校正(例如，收敛、发散或保持角度相同)。
偶极磁体140产生的磁场202的强度也与施加到偶极磁体140的电流210和212成正比。因此，可以通过增加电流210和212来增加磁场202的强度，并且可以通过减少电流210和212来降低磁场202的强度。当电流210和212相等地增加或减少时，磁场202的强度对称地调整，使得磁场202的强度保持一致。然而，在一些示例中，可以不同地调整电流210和212(例如，电流210增加而电流212不增加)，以便不对称地调整磁场202的强度。例如，当电流210增加而电流212未增加时，磁场202的上半部分的强度将增加，而磁场202的下半部分的强度将保持不变。这样，可以基于带状光束105的组成来调整磁场202，以便偶极磁体140正确地调整带状光束105的一个或多个带状光束角度。
当电流210和212相等地增加或减少时，磁场202的强度对称地调整，使得磁场202的强度保持一致。然而，在一些示例中，可以不同地调整电流210和212(例如，电流210增加而电流212不增加)，以便不对称地调整磁场202的强度。例如，当电流210增加而电流212未增加时，磁场202的上半部分的强度将增加，而磁场202的下半部分的强度将保持不变。这样，可以基于带状光束105的组成来调整磁场202，以便偶极磁体140正确地调整带状光束105的一个或多个带状光束角度。
特别地，当带状光束105的能量更高和/或带状光束105由更重的离子组成时，磁场202的强度应该更高。相反，当带状光束105的能量较低和/或带状光束105由较轻离子组成时，磁场202的强度应较低。此外，在某些情况下，带状光束105的能量和/或带状光束105中的离子分布在带状光束105上不均匀。因此，如上所述，通过不对称地调整电流210和212来调整磁场202的强度以匹配离子的变化能量和/或分布。
除了间隙204的大小以及电流210和212之外，还可以选择偶极磁体140的极性，以特定方式调整带状光束105的一个或多个带状光束角度。此外，可根据带状光束105的一部分或整个带状光束105是否必须受到磁场202的影响来选择特定类型的偶极磁体。
在一些示例中，如图3所示，一个或多个偶极磁体140是偶极磁体302，其被配置为减小带状光束105的一个或多个带状光束角度304。特别地，偶极磁体302被配置为产生磁场306，磁场306围绕带状光束105顺时针移动，并对带状光束105施加力308，导致带状光束105的射束向磁场306的中间移动。例如，如图3所示，偶极磁体302的配置使得偶极磁体302的第一部分在带状光束105的顶部具有南极，并且在带状光束105右侧的带状光束105的底部具有北极。类似地，偶极磁体302的第二部分在带状光束105的顶部具有北极，并且在带状光束105左侧的带状光束105的底部具有南极。
偶极磁体302的这种配置产生作用于带状光束105的力308，以减小带状光束105的带状光束角度304。具体而言，当力308使带状光束105的射束一起移近时，单独射束之间的各个带状光束角度304减小。因此，带状光束105的射束在通过偶极磁体302后更加紧密。
在一些示例中，选择偶极磁体302用于离子注入系统100中带状光束105离开离子注入系统100的组件后的位置。特别地，可以在带状光束105离开磁性分析仪108之后使用偶极磁体302。在退出磁性分析仪108之后，使用偶极磁体302减小带状光束105的带状光束角度304可以减小带状光束105的扩展，从而降低带状光束105的一个或多个射束接触离子注入系统100的不需要部分的可能性。此外，通过减小带状光束角度，从而以这种方式减小扩散，偶极磁体302被配置为使得带状光束105可以正确地行进到离子注入系统100的下一个组件(例如，可变孔径组件112)。类似地，还可以在离子注入系统100的各种其他位置(包括图1所示的位置和其他位置)选择和实施偶极磁体302，以校正带状光束105的扩散，从而使带状光束105能够成功地穿过离子注入系统100。
在一些示例中，如图4所示，一个或多个偶极磁体140是偶极磁体402，被配置为增加带状光束105的一个或多个带状光束角度404。特别地，偶极磁体402被配置为产生磁场406，磁场406绕带状光束105逆时针移动，并对带状光束105施加力408，使带状光束105的射束远离磁场406的中心，从而变得更远。例如，如图4所示，偶极磁体402的配置使得偶极磁体402的第一部分在带状光束105的顶部具有北极，并且在带状光束105右侧的带状光束105的底部具有南极。类似地，偶极磁体402的第二部分在带状光束105的顶部具有南极，并且在带状光束105左侧的带状光束105的底部具有北极。
偶极磁体402的这种配置产生作用于带状光束105的力408，以增加带状光束105的带状光束角度404。具体地说，当力408使带状光束105的射束移动得更远时，各个射束之间的带状光束角度404中的每一个都会增加。因此，带状光束105的射束在通过偶极磁体402后相距更远。
在一些示例中，选择偶极磁体402用于离子注入系统100中带状光束105进入离子注入系统100组件之前的位置。特别地，可以在带状光束105离开离子源102之后和带状光束105进入磁性分析仪108之前使用偶极磁体402。在进入磁性分析仪108之前，使用偶极磁体402增加带状光束105的带状光束角度404可以增加带状光束105的传播，并确保带状光束105的每个射束都受到磁性分析仪108的正确影响。此外，通过在带状光束105进入离子注入系统100的部件之前使用偶极磁体402，带状光束105以上述减小的传播在部件之间移动。这减少带状光束105在组件之间移动时接触离子注入系统100不需要的组件的机会，并允许带状光束105的射束在组件内的最大曝光。偶极磁体302也可以在离子注入系统100的各种其他位置选择和实现，包括图1所示的位置和其他位置，以校正带状光束105的扩散，从而使带状光束105能够成功地穿过离子注入系统100。
在一些示例中，如图5所示，一个或多个偶极磁体140是偶极磁体502，其被配置为将第一射束506和第二射束508调整为基本平行。换句话说，偶极磁体502被配置为将带状光束角度510调整为零，以便第一射束506和第二射束508平行。特别地，偶极磁体502被配置为产生磁场504，该磁场对带状光束105施加力512。力512使射束506和508向磁场504的中心移动，直到它们彼此平行，并与带状波束105的其他射束平行。
在一些示例中，选择偶极磁体502用于离子注入系统100中带状光束105的均匀性很重要的位置。例如，偶极磁体502可放置在带状光束105进入处理室130并与晶片116相互作用之前、多极磁体114之前、电极组件106之前或电极组件106内部(例如，中间)。在离子注入系统100的这些位置中，带状光束105的各个射束以平行或基本平行的路径行进以与离子注入系统100的组件相互作用可很重要。特别地，当带状光束105撞击晶片116时，确保带状光束105的射束平行可以增加带状光束105在晶片116上离子注入的覆盖范围。应认识到，通过使带状光束105的射束在离子注入系统100中更早的位置平行可是有利的，因为当带状光束105穿过各种组件时，射束的平行性穿过离子注入系统100。
除了配置偶极磁体140以创建特定类型的磁场和力来影响射束以增加或减少带状波束105的带状波束角度外，还可以根据带状波束105的哪些部分(例如，带状波束105的哪些射束)应受到影响来选择偶极磁体140的尺寸。如下文更详细地描述，当带状光束105的特定或局部部分应受到影响时，偶极磁体140可以是短型偶极磁体，而当所有带状光束105应受到影响时，偶极磁体140可以是长型偶极磁体。以这种方式，偶极磁体140可以被裁剪以影响带状光束105的所有射束或带状光束105的射束的子集。
在一些示例中，如图5所示，一个或多个偶极磁体140是短型偶极磁体502。短型偶极磁体产生局部磁场504，该磁场被配置为调整带状光束105的一小部分中的射束506和508。为了创建局部化磁场，偶极磁体被配置为具有与带状光束105对齐的磁体的少量支腿。因此，如图5所示，只有带状光束105中与偶极磁体的支腿对齐的部分受到磁场504的影响。
当带状光束105的一部分具有需要校正的带状光束角度时，选择如图5所示的短型偶极磁体。例如，射束506和508位于远离带状波束105其余部分的路径上。这些路径可导致射束506和508以不希望的方式与离子注入系统100的一部分或离子注入系统100的一个或多个组件相互作用。因此，选择短型偶极磁体502，以将磁场504专门应用于射束506和508，并通过将带状波束角度510设置为零来校正带状波束角度510。这使得射束506和508彼此平行，并使带状波束105的其他射束平行。
作为另一示例，两个射束(未示出)可位于通向带状波束105中心的路径上。这些路径可导致射束与带状光束105的其他射束相互作用，导致射束受到污染，并且带状光束105会将离子错误地植入晶片中。因此，可选择短型偶极磁体，以向射束专门施加磁场，并将它们之间的带状波束角度校正为零。这将使射束相互平行，并使带状光束105的其他射束相互平行，从而使带状光束105通过离子注入系统100正确地提供给晶片。
在一些示例中，如图6所示，一个或多个偶极磁体140是长型偶极磁体602。长型偶极磁体产生磁场604，该磁场被配置为调整带状光束105的大部分射束。具体而言，长型偶极磁体602被配置为调整射束606、608、612和614以及带状波束角度610和616。为了调整所有射束606、608、612和614以及带状波束角度610和616，长型偶极磁体602具有与带状波束105中的每个指定射束和更多射束对齐的支腿。因此，由于偶极磁体602的支腿与带状光束105中的大多数射束对齐，因此大部分或全部带状光束105受到磁场604的影响。
当大多数或所有带状光束105具有需要校正的带状光束角度时，选择如图6所示的长型偶极磁体。例如，射束606、608、612和614都位于从带状光束105中心开始的扩展路径上。如果未选中，这些路径将导致射束606、608、612和614错过期望的豁免和/或击中离子注入系统100的不期望部分或组件。因此，选择长型偶极磁体602，以向包括射束606、608、612和614的大部分带状波束105施加磁场604。磁场604将带状光束角度610和616调整为零，从而使射束606、608、612和614基本平行。
作为另一示例，多个射束可以位于通向带状波束105中心的路径上。这些路径可导致射束相互碰撞，并干扰带状波束105向晶片的传输。因此，可以选择长型偶极磁体，以向所有射束施加磁场，并将它们之间的带状波束角度校正为零。这将导致带状光束105的射束基本上彼此平行，以便它们可以被传送到晶片。这样，可以根据需要校正带状光束105的射束之间的带状光束角度，以确保带状光束105正确植入晶片。
短型或长型偶极磁体的选择可基于带状光束角度所需的校正量、影响带状光束105的其他磁场、预期受影响的带状光束105的射束、偶极磁体在离子注入系统100中的位置、带状光束105的能量、带状光束105的质量、以及带状光束105中使用的离子类型。
在一些示例中，如图7所示，一个或多个偶极磁体140是楔形偶极磁体702。在一些示例中，如图5或6所示使用偶极磁体可导致基本平行的射束。由于射束基本平行，射束之间的带状波束角度可不为零，因此可仍会导致射束具有略微收敛或发散的路径。在一些示例中，这可不理想，因为路径可导致射束最终彼此碰撞或与离子注入系统100的组件碰撞。
在这些示例中，可选择如图7所示的楔形偶极磁体用于离子注入系统100。楔形偶极磁体702被配置为创建不对称磁场704，该磁场704与射束706和708相互作用，以将带状波束角度710校正为零或接近零。这使得射束706和708平行，从而沿着所需路径行进。楔形偶极磁体702被配置为通过其支腿的外边缘比其支腿的内边缘长来创建不对称磁场704。这导致沿偶极磁体每一半的边缘形成楔形，从而导致磁场704产生的力在偶极磁体702的边缘处更强，在偶极磁体702的中心处较弱。这将在带状光束105边缘的射束706和其他射束上产生较大的校正，在带状光束105中心附近的射束708和其他射束上产生较小的校正。
楔形偶极磁体可以是如图7所示的长型偶极磁体，也可以是各种示例中的短型偶极磁体。楔形形状的选择可包括与选择短型或长型偶极磁体类似的考虑，包括带状光束角度所需的校正量、影响带状光束105的其他磁场、预期受影响的带状光束105的射束、偶极磁体在离子注入系统100中的位置、带状光束105的能量、，带状光束105的质量、以及带状光束105中使用的离子类型。
在一些示例中，如图8所示，一个或多个偶极磁体140具有多个线圈，这些线圈具有单独的可调整线圈电流，如偶极磁体802。偶极磁体802的工作方式与上文参考图2-7讨论的各种偶极磁体基本相似。然而，由于偶极磁体802具有多个线圈，并且每个线圈具有单独的可调节线圈电流，所以偶极磁体802可以创建各种磁场，每个磁场与带状光束105的不同射束相互作用，以对带状光束105的各种光束角度进行校正。
具体而言，偶极磁体802包括线圈804、806、808、810、812和814。线圈804、806、808中的每一个具有相关联的线圈电流816、818和820，成对的线圈810、812和814具有相反极性中相同的相关联的线圈电流。因此，线圈804和814基于线圈电流816创建第一磁场822，线圈806和812基于线圈电流818创建第二磁场824，线圈808和810基于线圈电流820创建第三磁场826。可以分别通过改变线圈电流816、818和820来独立地改变磁场822、824和826中的每一个。
此外，磁场822、824和826中的每一个都会影响带状光束105的射束，从而导致射束根据磁场822、824和826的强度以及线圈电流816、818和820一起移动(例如，会聚)、分开(例如，发散)或基本保持平行。然而，由于磁场822、824和826中的每一个都覆盖了带状光束105的不同区域，因此可以以比将一个磁场应用于整个带状光束105时更高的精度来实现对单个射束和波束角的调整。这样，带状光束105的一些射束可受其中一个磁场的影响而会聚，而带状光束105的其他射束可受不同磁场的影响而发散。
例如，当线圈电流816和线圈电流818相等时，线圈804和806产生磁场822和824，磁场的强度和作用力基本相似，作用方向相同，从而保持射束830和射束832基本平行。同时，线圈电流820大大高于线圈电流818，从而产生更强的磁场，使波束834向波束832会聚，从而减低光束角度833。
作为另一示例，当线圈电流816高于线圈电流818且线圈电流818高于线圈电流820时，磁场822、824和826各自作用以将射束830、832和834推向带状波束105的中心。这具有减小光束角度831和833以及校正射束830、832和834的发散的效果。
作为另一个示例，当线圈电流816低于线圈电流818时，磁场822和824相互作用，导致射束840发散并远离带状波束105的中心。因此，射束838和840之间的波束角度839增大。同时，线圈电流818和线圈电流820相同，导致磁场824和826相互作用，并导致射束836和838保持基本平行。
因此，在一些示例中，偶极磁体140包括至少两个线圈，第一电流施加到至少两个线圈中的第一线圈，并且第二电流施加到至少两个线圈中的第二线圈。在一些示例中，第一电流和第二电流相等。在一些示例中，第一电流大于第二电流。在一些示例中，第二电流大于第一电流。
在一些示例中，偶极磁体140包括三个线圈、四个线圈、五个线圈、六个线圈、七个线圈等。因此，偶极磁体140可以包括任意数量的线圈，每个线圈都有各自的电流施加到其上。因此，在一些示例中，将第三电流、第四电流、第五电流等施加到偶极磁体140的各个线圈上，以产生几个不同的磁场，每个磁场与带状光束105的射束相互作用。
将进一步认识到，强度线圈电流816、818和820以及相应的磁场822、824和826可用于任何组合，包括上面讨论的示例和未讨论的其他组合。这样，可以通过组合不同大小和极性的磁场822、824和826来实现带状波束105的射束的会聚、发散和保持波束角度的任何组合。
图9示出了基于光束角度和带状光束105中心之间的距离，电流对带状光束105的光束角度的影响的图900。特别地，图9示出了当调整线圈电流816、818和820时，它们将对远离带状光束105中心的光束角度产生不同的影响。
例如，当线圈电流816为25A，线圈电流818为12.5A，线圈电流820为5A时，磁场822、824和826对远离带状光束105中心的光束角度有很大影响，导致光束角度发散变小。作为另一个示例，当线圈电流816为75A、线圈电流818为37.5A、线圈电流820为15A时，磁场822、824和826也对远离带状光束105中心的光束角度产生较大影响，从而使光束角度变得更加收敛。
作为另一个示例，当线圈电流816为45A、线圈电流818为22.5A、线圈电流820为9A时，磁场822、824和826对距带状光束105中心所有距离处的光束角度的影响相对较小。虽然基于磁场822、824和826的影响，距离带状光束105中心最远的光束角度仍将变得更收敛或发散更小，但调整比前两个示例中所做的调整小得多。
此外，在某些情况下，如上文所讨论的情况，光束角度可以减小到小于0.5度，从而使射束基本上沿带状光束105的整体平行。特别是，如图900所示，当线圈电流816在40A和50A之间，线圈电流818在20A和30A之间，线圈电流820在5A和10A之间时，光束角度减小到0.5度以下，距离带状光束105中心200mm。这使得带状光束105的各个射束基本平行，并以平行方式行进。如上所述，这有助于提高带状光束105影响晶片的效率，并减少离子注入系统100其余部分的污染量。
在一些示例中，离子注入系统100包括单个偶极磁体140。例如，离子注入系统100可包括位于晶片116正前方的处理室130内的长型偶极磁体。该长型偶极磁体调整带状光束105的一个或多个带状光束角度，以便在注入晶片116时带状光束105的射束基本平行，从而注入正确数量的离子。
作为另一示例，离子注入系统100可在离子源102之后和磁性分析仪108之前包括楔形长型偶极磁体。该楔形长型偶极磁体调整带状光束105的一个或多个带状光束角度，以使带状光束105的射束从带状光束105通过离子注入系统100的路径开始平行。当带状光束105接触晶片216时，带状光束105的射束的平行性可在整个离子注入系统100中传播。
作为另一示例，离子注入系统100可在多极磁体110之后和电极组件106之前包括短型偶极磁体，被配置为减小带状光束105的两个射束之间的带状光束角度。这种短型偶极磁体调整两个发散的射束，使两个射束之间的带状波束角度为零，从而使射束平行。偶极磁体校正带状光束105的这些射束，使其沿着平行于带状光束105的其他射束的路径行进，并且不会影响离子注入系统100的一个组件，如电极组件106。在一些示例中，由于多极磁体110或离子注入系统100中存在的其他磁铁所产生的磁场的残余效应，射束可发散。
在一些示例中，离子注入系统100包括位于不同位置的多个偶极磁体140。例如，离子注入系统100可包括第一长型偶极磁体，被配置为在磁性分析仪108之前增加带状光束105的射束之间的一个或多个带状光束角度，以及第二长型偶极磁体，被配置为在磁性分析仪108之后减少带状光束105的射束之间的一个或多个带状光束角度。第一长型偶极磁体增加带状光束105的带状光束角度，导致带状光束105膨胀以在磁性分析仪108内进行处理。第二长型偶极磁体减小带状光束105的带状光束角度，使带状光束105在移动到离子注入系统100的下一个部件时收缩，以避免影响离子注入系统100的其他部分。
作为另一示例，离子注入系统100可在执行相同功能的相同位置包括上文讨论的第一长型偶极磁体和第二长型偶极磁体。此外，离子注入系统100可包括位于晶片116正前方的处理室130内的第三长型偶极磁体。该第三长型偶极磁体调整带状光束105的一个或多个带状光束角度，使得带状光束105的射束在植入晶片116时基本平行，从而植入正确数量的离子。
作为另一示例，离子注入系统100可包括位于离子源102之后、磁性分析仪108之前的第一长型偶极磁体和位于晶片116之前的处理室130内的第二长型偶极磁体。第一和第二长型偶极磁体都可以被配置为调整带状光束105的射束之间的带状光束角度，使得射束基本上平行。通过将磁铁配置为在离子注入系统100内的多个点上实现相同的目标，系统可以解释在这两个点之间可发生的射束路径的任何变化。这增加离子注入过程的一致性，因为带状光束105的射束可以在整个过程中基本上保持平行。
在一些示例中，电极组件106是单弯曲光束线组件1006，如图10所示。因此，在一些示例中，偶极磁体140被放置在单弯曲光束线组件1006内，聚焦电极1004的外侧，聚焦电极1004恰好位于弯曲和加速电极1002之后。特别地，当带状光束105进入电极组件1006时，带状光束105通过多组电极来弯曲带状光束105以及加速或减速带状光束105，这取决于离子注入系统100的当前应用。如上所述，在一些示例中，偶极磁体140可以放置在弯曲和加速电极1002之前，以确保带状光束105的射束基本平行。
然而，如图10所示，偶极磁体140也可以放置在弯曲和加速电极1002之后。在该实现中，偶极磁体140被放置在聚焦电极1004的外部。在一些示例中，偶极磁体140被放置在仅一对聚焦电极1004的外部。在其他示例中，如图10所示，偶极磁体140被放置在第一对聚焦电极1004的外部和第二(或更多)对聚焦电极1008的前面。将偶极磁体140放置在聚焦电极1004之外可以提供多个好处，包括防止偶极磁体140占据带状光束105路径旁边的空间。这样，可以节省空间，以便其他组件与带状光束105相互作用，同时仍然允许偶极磁体140作用于带状光束105的各个射束，并增加或减少波束角度，如上所述。
此外，通过在弯曲和加速电极1002之后放置偶极磁体140，偶极磁体140可以使用较小的线圈电流对带状波束105的波束角进行适当的改变。这使得偶极磁体140能够更有效地对抗由空间电荷爆炸引起的低能离子束发散。此外，偶极磁体140的该位置允许对带状光束105与弯曲和加速电极1002之间的相互作用期间发生的变化进行任何校正，例如导致射束发散、汇聚或变得基本上不平行。
此外，将偶极磁体140放置在聚焦电极1004之外而不是聚焦电极1008之后，偶极磁体140产生的电磁场将与聚焦电极1008之后放置的电子束发生较少的相互作用，然后带状光束105与晶片发生相互作用。因此，偶极磁体140将不会抑制电子簇射，并且在植入晶片时导致带状光束105的效率较低。此外，可将铁磁性材料插入聚焦电极1008中，以进一步终止偶极磁体140产生的磁场，并减少对电子束的污染。
应当理解，前面讨论的示例是示例性的，并且离子注入系统100可以在上面讨论的各种配置中包括任意数量的偶极磁体140，以在将离子注入晶片116的整个过程中根据需要调整带状光束105的带状光束角度，从而调整带状光束105的带状光束角度。
在一些示例中，离子注入系统100任选地包括一个或多个四极磁体142，作为偶极磁体140的补充或替代。在一些示例中，四极磁体142是如图11所示的四极磁体1102。四极磁体1102包括产生磁场1106的线圈1104和产生磁场1110的线圈1108。如图11所示，磁场1106和1110相交，使得磁场1106和1110向带状光束105施加不同的磁力。
磁场1106和1110施加的力导致带状光束105的射束根据线圈1104和1108的极性会聚或发散。具体而言，如上文关于偶极磁体140所述，四极磁体1102可被配置为产生磁场1106和1110，其导致射束1112和1114分离并从带状波束105的中心进一步移动。因此，当以这种方式配置四极磁体1102时，带状光束角度1116增大。
类似地，四极磁体1102可被配置为产生磁场1106和1110，其使得射束1112和1114向带状波束105的中心更靠近。因此，当以这种方式配置四极磁体1102时，带状光束角度1116减小。在一些示例中，四极磁体1102被配置为创建磁场1106和1110，其导致射束1112和1114分离或更紧密地在一起，以导致射束1112和1114基本平行。因此，当四极磁体1102以这种方式配置时，带状波束角1116可以增大或减小到零，与射束1112和1114基本平行一致。
除了影响射束1112和1114的扩展外，磁场1106和1110还导致带状波束105的射束拉伸，并由于交叉磁场产生的磁力而变得更宽。这样，除了能够调整带状光束角度1116和带状光束105的其他带状光束角度外，四极磁体1102还可以影响带状光束105的整体形状和宽度。因此，四极磁体1102可以增加或减少晶片116或离子注入系统100的其他组件对带状光束105的射束和带电离子的曝光。
回到图1，类似于偶极磁体140，四极磁体142可以放置在沿带状光束105路径的任何位置。因此，四极磁体142可以放置在像磁性分析仪108这样的组件之前，以使带状光束105的射束发散，并增加射束对磁性分析仪108的磁场的暴露。四极磁体142也可放置在诸如磁性分析仪108之类的组件之后，以使带状光束105的射束会聚并通过离子注入系统100走一条清晰的路径，以避免与离子注入系统100的其他组件发生碰撞。此外，四极磁体142可放置在多极磁体110和114之间以及晶片116之前，以使带状光束105的射束基本平行，从而确保晶片116正确暴露于带状光束105的离子。
还应了解，离子注入系统100可在离子注入系统100内的不同位置包括四极磁体142和偶极磁体140的任何组合。例如，离子注入系统100可包括磁性分析仪108之前的四极磁体142，以使带状光束105的射束发散，磁性分析仪108之后的四极磁体142，以使带状光束105的射束会聚，以及晶片116之前的四极磁体142，以使带状光束105的射束变得平行。作为另一示例，离子注入系统100可包括磁性分析仪108之前的偶极磁体140，以使带状光束105的射束发散，磁性分析仪108之后的四极磁体142，以使带状光束105的射束会聚，多个磁铁114之前的偶极磁体140，以使射束变得平行，以及晶片前的四极磁体142，用于校正和不再平行的射束。
此外，应当理解，可以对离子注入系统100进行适当的变化和修改。例如，离子注入系统100可以包括附加组件，例如用于操纵带状光束105的附加电极和磁体。作为另一示例，离子注入系统100可以包括多个可变孔径组件，用于控制带状光束105的电流。注意，如图1所示，除晶片116、晶片夹头118和偶极磁体140(位于处理室内)外，离子注入系统100的所有组件均位于离子注入系统100的处理室(例如，处理室130)的外部。在一些示例中，离子注入系统100的处理室外部的离子注入系统100的组件耦合到处理室130的外表面。在一些示例中，位于离子注入系统100的处理室外部的离子注入系统100的组件位于处理室附近，但未耦合到处理室。在任何情况下，位于离子注入系统100的处理室外部的离子注入系统100的部件的定位和配置方式应确保带状光束105能够进入处理室130，同时将处理室130的内部保持在高真空状态。
如上所述，离子注入系统100还包括控制器132。控制器132可以在一个或多个独立数据处理设备或分布式计算机网络上实现。此外，尽管控制器132在图1中被示为单个控制器，但本领域的普通技术人员将理解，控制器132可以包括执行本文公开的控制器132过程和功能所需的任意数量的控制器。
如图所示，控制器132包括存储器134、处理器136和输入/输出(I/O)接口138。输入/输出接口138有助于控制器132的输入和输出处理。例如输入/输出接口138可以促进一个或多个输入设备(例如，键盘、鼠标等)和/或一个或多个输出设备(例如，显示器)的输入和输出处理，这些设备以通信方式连接到控制器132(例如，通过一个或多个有线连接)，并且离子注入系统100的操作员可以使用这些设备来观察和控制控制器的过程和功能处理器136利用存储器134来执行存储在其中的指令。在一些示例中，存储器134包括随机存取存储器(RAM)，包括但不限于易失性RAM(例如DRAM、SRAM)和非易失性RAM(例如NAND)。在一些示例中，存储器134还包括计算机可读存储介质。在一些示例中，计算机可读存储介质是有形的和非暂时的。例如，存储器134可以包括高速随机存取存储器，并且还可以包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储器设备。在一些示例中，存储器134的计算机可读存储介质存储用于由处理器136执行的一个或多个程序，该一个或多个程序包括用于执行本文所述的任何方法和过程的指令(例如参考图12)。
在一些示例中，控制器132被配置为确定带状光束105的射束是否平行，并且根据射束不平行的确定，调整由偶极磁体140产生的一个或多个磁场。在一些示例中，控制器132可以监控射束的并行性，并实时自动调整磁场。也就是说，控制器132可以确定带状光束105的一个或多个射束是否正在撞击它们不应该撞击的表面，并调整偶极磁体140的配置以校正射束的路径。在一些示例中，控制器132可确定带状光束105植入晶片116后带状光束105的一个或多个射束是否不平行。例如，控制器132可接触包括在处理室130中的一个或多个传感器，以确定带状光束105的射束的哪个部分影响晶片，并相应地调整偶极磁体140。
在一些示例中，控制器132通过调整施加到偶极磁体140的电流来调整偶极磁体140产生的磁场。例如，控制器132可确定应基于带状光束105的电流增加磁场强度，从而可增加施加到偶极磁体140的电流。在一些示例中，控制器132通过调整施加到偶极磁体140的多个电流来调整偶极磁体140产生的磁场。例如，控制器132可确定磁场强度应在一部分上增加，但在另一部分上保持不变。因此，控制器132可以增加施加到与磁场的第一部分相关的偶极磁体140的第一电流，并保持施加到与磁场的第二部分相关的偶极磁体140的第二电流相同。
在一些示例中，控制器132通过调整偶极磁体的间隙来调整偶极磁体140产生的磁场。例如，控制器132可以基于带状光束105的电流确定磁场的强度应该增加，从而可以将偶极磁体140的两部分移近，以调整偶极磁体140的间隙，从而调整所产生的磁场。
图12示出了根据各种示例的用于向离子注入系统中的晶片提供带状光束的方法。在一些示例中，方法1200由与系统100类似或相同的系统执行，如上文参考图1-11所述。下面同时参考图1-11描述方法1200。
在步骤1202，在一些示例中，方法1200使离子注入系统(例如离子注入系统100)的离子源(例如离子源102)产生带状光束(例如带状光束105)，带状光束包括第一射束(例如，射束506、508、606、608、612、614、706、708、830、832、834、836、838、840、1112和1114)和第二射束(例如，射束506、508、606、608、612、614、706、708、830、832、834、836、838、840、1112和1114)以及带状光束角度(例如，带状光束角度304、404、510、610、616，710、831、833、839和1116)之间第二射束。在一些例子中，带状光束包括第三射束(例如，射束506、508、606、608、612、614、706、708、830、832、834、836、838、840、1112和1114)和第四射束(例如，射束506、508、606、608、612、614、706、708、830、832、834、836、838、840、1112和1114)和第二带状光束角度(例如，带状光束角度304、404、510、610、614 6、710、831、833、839和1116)之间射束和第一射束。在一些示例中，第一射束和第二射束是相邻的射束。类似地，第三射束和第四射束是相邻的射束。在一些示例中，第一射束和第二射束与第三射束和第四射束相对。
在步骤1204，方法1200使磁性分析仪(例如，磁性分析仪108)调整带状光束(例如，带状光束105)朝向夹持在离子注入系统(例如，离子注入系统100)的晶片夹头(例如，晶片夹头118)中的晶片(例如，晶片116)的路径。在一些示例中，离子注入系统(例如，离子注入系统100)的一个或多个其他组件(例如，多极磁体110、电极组件106、多极磁体114和可变孔径组件112)沿带状束朝向晶片的路径与带状束相互作用。
在步骤1206，方法1200使偶极磁体(例如，偶极磁体140、200、302、402、502、602、702和802)在带状光束(例如，带状光束105)路径上的一个或多个位置调整带状光束(例如，带状光束105)的带状光束角度(例如，带状光束角度304、404、510、610、616、710、831、833、839和1116)。在一些示例中，偶极磁体的间隙基于带状光束的能量或质量中的至少一个来确定。在一些例子中，偶极磁体调整第三射束(例如，射束506、508、606、608、612、614、706、830、832、830、840、1112和1114)和第四射束(例如，射束506、508、606、608、612、614、706、708、830、832、834、836、838、840、1112和1114)之间的第二带状波束角度(例如，射束506、508、606、608、612、614、706、708、830、832、834)4、836、838、840、1112和1114)。在一些示例中，偶极磁体包括至少两个线圈(例如，线圈804、806、808、810、812和814)。在一些示例中，将第一电流(例如，电流816、818和820)施加到至少两个线圈的第一线圈(例如，线圈804、806、808、810、812和814)，并将第二电流(例如，电流816、818和820)施加到至少两个线圈的第二线圈(例如，线圈804、806、808、810、812和814)。在一些示例中，第一电流和第二电流相同。在一些示例中，第一电流小于第二电流。在一些示例中，第二电流小于第一电流。
在一些示例中，偶极磁体(例如，偶极磁体140、200、302、402、502、602、702和802)减小带状光束角度(例如，带状光束角度304、404、510、610、616、710、831、833、839和1116)。在某些示例中，偶极磁体会增加带状光束的角度。在一些示例中，偶极磁体是长型偶极磁体，并将第一射束(例如，射束506、508、606、608、612、614、706、708、830、832、834、836、838、840、1112和1114)和第二射束(例如，射束506、508、606、608、612、614、706、708、830、832、834、836、838、840、1112和1114)调整为基本平行。在一些示例中，偶极磁体是楔形磁体。在一些示例中，第一射束和第三射束(例如，射束506、508、606、608、612、614、706、708、830、832、834、836、838、840、1112和1114)在通过偶极磁体后平行。
在一些示例中，偶极磁体(例如，偶极磁体140、202、302、402、502、602、702和802)布置在离子注入系统(例如，离子注入系统100)的离子源(例如，离子源102)和磁性分析仪(例如，磁性分析仪108)之间。在一些示例中，第二偶极磁体(例如，偶极磁体140、202、302、402、502、602、702和802)布置在磁性分析仪和多极磁体(例如，多极磁体110、114)之间。在一些示例中，第一偶极磁体增加带状波束角(例如，带状波束角304、404、510、610、616、710、831、833、839和1116)，第二偶极磁体减少带状波束角度。在一些示例中，第三偶极磁体(例如，偶极磁体140、202、302、402、502、602、702和802)调整第一射束(例如，射束506、508、606、608、612、614、706、708、830、832、834、836、838、840、1112和1114)和第二射束(例如，射束506、508、606、608、612、614、706、708、830、832、834、836、838、840、1112和1114)基本平行。
在步骤1208，控制器(例如，控制器132)确定第一射束(例如，射束506、508、606、608、612、614、706、708、1112和1114)和第二射束(例如，射束506、508、606、608、612、614、706、708、830、832、834、836、838、840、1112和1114)是否并行。在步骤910，根据第一射束和第二射束不平行的确定，控制器调整偶极磁体(例如偶极磁体140、202、302、402、502、602、702和802)产生的磁场(例如，磁场202、304、404、504、604、704、822、824和826)。在一些示例中，通过调整施加到偶极磁体的电流来调整偶极磁体产生的磁场。在一些示例中，通过调整偶极磁体的间隙来调整偶极磁体产生的磁场。
在步骤1212，根据确定第一射束(例如，射束506、508、606、608、612、614、706、708、830、832、834、836、838、840、1112和1114)和第二射束(例如，射束506、508、606、608、612、614、706、708、830、832、834、836、838、840、1112和1114)是平行的，控制器不调整偶极磁体(例如偶极磁体140、202、302、402、502、602、702和802)产生的磁场(例如磁场202、304、404、504、604、704、822、824和826)。
在一些示例中，控制器(例如，控制器132)被配置为确定第一带状光束角度(例如，带状光束角度304、404、510、610、616、710、831、833、839和1116)是否为发散光束角度。如果第一带状光束角度是发散光束角度，则控制器配置为增加施加到第一线圈(例如线圈804、806、808、810、812和814)的第一电流(例如电流816、818和820)。在一些示例中，控制器通过确定带状光束角度是否高于预定阈值(例如，1、1.5、2、5或10度)来确定第一带状光束角度是否为发散光束角度。
在一些示例中，控制器(例如，控制器132)被配置为确定第一带状光束角度(例如，带状光束角度304、404、510、610、616、710、831、833、839和1116)是否为会聚光束角度。如果第一带状光束角度是会聚光束角度，则控制器配置为增加施加到第二线圈(例如线圈804、806、808、810、812和814)的第二电流(例如电流816、818和820)。在一些示例中，控制器通过确定带状光束角度是否低于预定阈值(例如，1、1.5、2、5或10度)来确定第一带状光束角度是否为会聚光束角度。
在一些示例中，电极组件(例如，电极组件106)布置在离子源(例如，离子源102)和晶片夹头(例如，晶片夹头118)之间，并且电极组件是单弯曲光束线组件(例如，电极组件1006)。在一些示例中，偶极磁体(例如，偶极磁体140、202、302、402、502、602、702和802)布置在电极组件内。在一些示例中，偶极磁体布置在电极组件的聚焦电极(例如聚焦电极1004)的外侧。
应当理解，可以组合方法1200中的一些步骤，可以改变一些步骤的顺序，并且可以省略一些步骤。此外，应当理解，可以执行附加步骤。例如，如果离子注入系统100包括附加偶极磁体，则方法1200可附加包括用于使用一个或多个附加偶极磁体调整离子束的步骤。
虽然上面提供了特定组件、配置、特征和功能，但本领域普通技术人员将理解，可以使用其他变体。此外，尽管可以结合特定示例描述特征，但本领域技术人员将认识到，所描述示例的各种特征可以组合。此外，结合实例描述的方面可以独立。
虽然已经参考附图充分描述了实施例，但是应当注意，各种变化和修改对于本领域技术人员来说是显而易见的。此类变更和修改应理解为包括在所附权利要求所定义的各种示例的范围内。

Claims (37)

1.一种用于向离子注入系统中的晶片提供带状光束的方法，该离子注入系统包括离子源、配置为夹持晶片的晶片夹头、包括布置在离子源和晶片夹头之间的至少两个线圈的偶极磁体、以及被配置为控制所述离子源、所述晶片夹头和所述偶极磁体的控制器，该方法包括：
将带离子源的带状光束递送到所述晶片夹头中夹持的晶片；和
通过向所述至少两个线圈中的第一线圈施加第一电流并向所述至少两个线圈中的第二线圈施加第二电流，沿所述离子源和所述晶片夹头中夹持的晶片之间的带状光束路径，在一个或多个位置处调整所述带状光束与所述偶极磁体的带状光束角度，其中所述带状光束角度是所述带状光束的第一射束和第二射束之间的角度，并且其中所述第一射束和所述第二射束是所述带状光束的相邻射束。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述带状光束的能量或质量中的至少一种来确定所述偶极磁体的间隙。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
基于所述带状光束的能量或质量中的至少一种来调整所述偶极磁体的间隙。
4.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述带状光束的带状光束角度还包括：
增加施加到所述第一线圈的第一电流，同时保持施加到所述第二线圈的第二电流。
5.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述带状光束的带状光束角度还包括：
减小施加到所述第一线圈的第一电流，同时保持施加到所述第二线圈的第二电流。
6.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述带状光束的带状光束角度还包括：
增加施加到所述第二线圈的第二电流，同时保持施加到所述第一线圈的第一电流。
7.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述带状光束的带状光束角度还包括：
增加施加到所述第一线圈的第一电流；和
增加施加到所述第二线圈的第二电流。
8.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述带状光束的带状光束角度还包括：
保持施加到所述第一线圈的第一电流；和
保持施加到所述第二线圈的第二电流，使得所述第一射束和所述第二射束基本平行。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在调整所述带状光束的带状光束角度之前，使用单弯曲光束线组件弯曲所述带状光束的路径，其中所述偶极磁体包括在所述单弯曲光束线组件中。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述偶极磁体是沿所述带状光束的路径放置在第一位置的第一偶极磁体，还包括：
使用沿所述带状光束的路径放置在第二位置的第二偶极磁体来调整所述带状光束的带状光束角度。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述第二偶极磁体在所述第一偶极磁体之后调整所述带状光束角度。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述第二偶极磁体在所述第一偶极磁体之前调整所述带状光束角度。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定所述第一射束和所述第二射束是否平行；和
根据所述第一射束和所述第二射束不平行的确定，调整由所述偶极磁体产生的第一磁场。
14.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定所述带状光束角度是否为发散角；和
根据所述带状光束角度为发散角的确定，增加施加到所述第一线圈的第一电流。
15.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定所述带状光束角度是否为会聚角；和
根据所述带状光束角度为会聚角的确定，增加施加到所述第二线圈的第二电流。
16.一种用于向晶片提供带状光束的离子注入系统，包括：
离子源，被配置为产生所述带状光束；
晶片夹头，被配置为在所述带状光束注入期间夹持所述晶片；
布置在所述离子源和所述晶片夹头之间的偶极磁体，其中所述偶极磁体包括至少两个线圈，被配置为沿所述离子源和所述晶片夹头中夹持的晶片之间的带状光束路径，在一个或多个位置处调整所述带状光束的带状光束角度，其中第一电流施加到所述至少两个线圈中的第一线圈并且其中第二电流施加到所述至少两个线圈中的第二线圈，其中所述带状光束角度是所述带状光束的第一射束和第二射束之间的角度，并且其中所述第一射束和所述第二射束是所述带状光束的相邻射束；和
被配置为控制所述离子源、所述晶片夹头和所述偶极磁体的控制器。
17.根据权利要求16所述的离子注入系统，其中基于所述带状光束的能量或质量中的至少一种来确定所述偶极磁体的间隙。
18.根据权利要求16所述的离子注入系统，其中基于所述带状光束的能量或质量中的至少一种，所述偶极磁体的间隙是可调的。
19.根据权利要求16所述的离子注入系统，其中所述偶极磁体被配置为减小所述带状光束角度。
20.根据权利要求16所述的离子注入系统，其中所述偶极磁体被配置为增加所述带状光束角度。
21.根据权利要求16所述的离子注入系统，其中所述偶极磁体是长型偶极磁体，并且被配置为将第一射束和第二射束调整为基本平行。
22.根据权利要求21所述的离子注入系统，其中所述偶极磁体是楔形磁体。
23.根据权利要求16所述的离子注入系统，其中所述带状光束还包括第三射束和第四射束，它们是所述带状光束的相邻束，并且与所述第一射束和所述第二射束相对。
24.根据权利要求23所述的离子注入系统，其中所述偶极磁体被配置为调整所述带状光束的所述第三射束和所述第一射束之间的第二带状光束角度。
25.根据权利要求24所述的离子注入系统，其中所述第一射束和所述第三射束在通过所述偶极磁体后平行。
26.根据权利要求16所述的离子注入系统，还包括设置在所述离子源和所述晶片夹头之间的磁性分析仪，其中所述偶极磁体设置在所述离子源和所述磁性分析仪之间。
27.根据权利要求26所述的离子注入系统，其中所述偶极磁体是第一偶极磁体，还包括：
多极磁体，设置在所述磁性分析仪和所述晶片夹头之间；和
第二偶极磁体，设置在所述磁性分析仪和所述多极磁体之间。
28.根据权利要求27所述的离子注入系统，其中所述第一偶极磁体被配置为增加所述带状光束角度，并且所述第二偶极磁体被配置为减少所述带状光束角度。
29.根据权利要求27所述的离子注入系统，还包括：
第三偶极磁体，布置在所述多极磁体和所述晶片夹头之间，其中所述第三偶极磁体被配置为将所述第一射束和所述第二射束调整为基本平行。
30.根据权利要求16所述的离子注入系统，其中所述控制器被配置为：
确定所述第一射束和所述第二射束是否平行；和
根据所述第一射束和所述第二射束不平行的确定，调整由所述偶极磁体产生的第一磁场。
31.根据权利要求30所述的离子注入系统，其中，通过调整施加到所述第一线圈的第一电流来调整由所述偶极磁体产生的第一磁场。
32.根据权利要求30所述的离子注入系统，其中，通过调整所述偶极磁体的间隙来调整由所述偶极磁体产生的第一磁场。
33.根据权利要求16所述的离子注入系统，其中所述控制器被配置为：
确定所述第一带状光束角度是否为发散角；和
根据所述第一带状光束角度为发散角的确定，增加施加到所述第一线圈的第一电流。
34.根据权利要求16所述的离子注入系统，其中所述控制器被配置为:
确定所述第一带状光束角度是否为会聚角；和
根据所述第一光束角度为会聚角的确定，增加施加到所述第二线圈的第二电流。
35.根据权利要求15所述的离子注入系统，还包括布置在所述离子源和所述晶片夹头之间的电极组件，其中所述电极组件是单弯曲光束线组件，并且其中所述偶极磁体布置在所述电极组件内。
36.根据权利要求35所述的离子注入系统，其中，所述偶极磁体设置在所述电极组件的聚焦电极的外侧。
37.一种非暂时性计算机可读存储介质，存储一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，当由离子注入系统的控制器的一个或多个处理器执行时，使所述控制器：
使所述离子注入系统的离子源产生带状光束；
使用所述离子注入系统的磁性分析仪，调整所述带状光束朝向夹持在所述离子注入系统的晶片夹头中的晶片的路径；和
使用偶极磁体调整所述带状光束的带状光束角度，所述偶极磁体包括沿所述离子源和所述晶片夹头中夹持的晶片之间的带状光束的路径、在一个或多个位置的至少两个线圈，其中第一电流施加到所述至少两个线圈中的第一线圈，并且第二电流施加到所述至少两个线圈中的第二线圈，其中所述带状光束角度是所述带状光束的第一射束和第二射束之间的角度，并且其中所述第一射束和所述第二射束是所述带状光束的相邻射束。
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