TWI475591B - 離子佈植系統、用於離子佈植系統之掃描系統以及其之方法 - Google Patents

Description

離子佈植系統、用於離子佈植系統之掃描系統以及其之方法

本發明大體而言係關於離子佈植系統，且更具體而言係關於藉由減輕離子束掃描之零場效應而促進跨越一工件掃描之離子束的一致性的系統及方法。

在半導體器件及其他產品之製造中，使用離子佈植用產生電子組件之特定電子性質的雜質來對半導體晶圓、顯示面板及其他工件摻雜。離子佈植器或離子佈植系統使用離子束處理工件以產生n型或p型摻雜區域，或修改特定區域中之應變，或在工件中形成鈍化層。當用於對半導體摻雜時，離子佈植系統注入選定之離子物質以產生所要外質材料，其中自諸如銻、砷或磷之源材料產生之佈植離子引起半導體晶圓中之n型外質部分，且自諸如硼、鎵或銦之源材料產生之佈植離子生成半導體晶圓中之p型外質材料部分。離子束大體而言跨越半導體晶圓之表面掃描以佈植來自源材料之離子，且掃描通常由一掃描組件執行。

在使用經掃描之射束之單晶圓離子佈植系統中，均一性校正通常藉由變化掃描速度達成。此需要高頻寬掃描器。在磁掃描系統中，歸因於渦流損耗及其他因素，可難以滿足此要求。在磁性系統及靜電系統兩者中，由於掃描場穿過零，因此掃描器區域中之射束中和可顯著地改變。此射束中和改變可使射束大小改變且使射束電流改變。此等改變被稱為零場效應(ZFE)。在中等電流且高能量之系統中，ZFE通常較小且並非大問題，因為射束通常以相當高能量穿經掃描器。在磁掃描高電流射束線中，在射束電流急劇地改變且大小收縮達可比量時，ZFE可為驚人的。因此，此情形對掃描器之動態範圍提出強大需求且需要複雜校正演算法。因此需要用以避免ZFE之不利方面同時利用雙極掃描之簡單性的簡單方式。

下文呈現簡化概述以便提供對本文中之揭示內容的基本理解。此概述並非為廣泛綜述。其既不意欲識別重要或關鍵元素，亦不意欲描繪本文中之揭示內容之範疇。而其主要目的僅在於以簡化形式呈現一或多個概念以作為稍後呈現之更為詳細之描述的序言。

如上文中提及，本發明係關於離子佈植系統，且特定而言係關於離子束之聚焦之改良以促進跨越一工件之佈植一致性。該佈植系統包括一掃描器單元，其藉由產生一場(例如，磁場、電場或兩者之組合)而使離子束彎曲或轉向。掃描器之場與離子束相互作用以引起跨越工件掃描離子束之時變角偏轉。其亦充當在掃描射束時動態地改變射束之焦點性質之時變透鏡。然而，掃描器之場亦可藉由經由射束之空間電荷中和而非對射束離子之直接力的相互作用而以非預期且可能非所要之方式影響離子束之性質。一般而言，此等效應在掃描器場(電場、磁場或兩者)之量值變為零時發生，且被稱為「零場效應」。

本發明論述一種具有可避免此等零場效應之不良後果之組態的離子佈植系統。揭示離子佈植系統、掃描系統及用於將經掃描之離子束提供至一工件之方法，其中調整或校正離子束之一或多個聚焦性質以補償掃描機構之零場效應。本發明適用於任何類型之離子佈植應用中，且可有利地使用以減輕沿掃描方向之入射射束變化，藉此改良經佈植之工件中之佈植一致性/均一性。

為實現前述及相關目的，以下實施方式及隨附圖式詳細闡述本文中之揭示內容之特定說明性態樣及實施例。此等特定說明性態樣及實施例指示可使用本文中之揭示內容之一或多個態樣之各種方式中的少許。當結合隨附圖式來考慮時，其他態樣、優點及新穎特徵可自以下實施方式變得顯而易見。

參看圖式描述本文中之揭示內容之一或多個態樣，其中相似參考數字通篇大體用以指代相似元件，且其中各種結構未必按比例繪製。在以下描述中，為了達成解釋之目的，闡述眾多特定細節以便提供對本文中之揭示內容之一或多個態樣之澈底理解。然而，對於熟習此項技術者而言可顯而易見的是，可使用較少程度之此等特定細節實踐本文中之揭示內容之一或多個態樣。在其他例項中，以方塊圖形式說明熟知結構及器件以便促進描述本文中之揭示內容之一或多個態樣。

如上文中所論述，本發明係關於用於將雜質佈植至諸如半導體晶圓之工件中的離子佈植系統。此等系統一般藉由以下步驟起作用：產生含有雜質物質之離子之離子束；導引離子束穿經界定且改進離子束之性質之各種過濾及處理機構；及將離子束導引於工件定位於上面之終端站處。離子束跨越工件之表面掃描以使工件之所要部分曝露至離子束，且因此將雜質佈植於工件之所要部分中。

圖1A說明具有掃描器136及焦點調整或調整裝置135之例示性低能量離子佈植系統或離子佈植器110。如圖1A中說明，離子佈植系統110包含一終端裝置112、一射束線總成114及一終端站116。終端裝置112中之離子源120由電源供應器122供電以產生經提取之離子束124，其中離子源120包含一或多個提取電極(未圖示)以自源腔室提取離子且藉此產生經提取之離子束124。雖然圖1A之離子佈植系統114描繪具有特定位置且沿射束線以一特定次序安置之許多組件，但將瞭解，一般熟習此項技術者可設計出包括可根據本發明之處於各種位置及定序中之此等組件的許多系統。

射束線總成114包含一射束引導件132，射束引導件132具有一在離子源120附近之入口及一具有出口孔134之出口。射束線總成進一步包含一質譜分析器126，質譜分析器126接收經提取之離子束124且產生基於荷質比選擇性地過濾離子束之離子的偶極磁場，以使得所得離子束僅含有具有所要荷質比(或落在所要比率之範圍內)之離子。所得經質譜分析之離子束124穿過鑑別孔134至終端站116中之工件130。可產生各種射束成形及整形結構(未圖示)以維持離子束124，且其形成細長內部腔或過道之邊界，射束124穿經該細長內部腔或過道沿一射束路徑輸送至支撐於終端站116中之一或多個工件130。

射束線總成114進一步包含一掃描系統，該掃描系統具有掃描器136及焦點調整裝置135以及平行化器138。掃描器136接收離子束124，且在一些具體實例中，提供至掃描器之離子束已聚焦成相對窄構形(例如，所說明系統110中之「鉛筆形」射束)。如上文中提及，掃描器136藉由產生接近離子束之電場或磁場(或兩者)來修改離子束124。掃描器136在X方向上來回掃描射束124以使射束124展開成細長「帶狀」構形(例如，經掃描之射束124)，從而具有至少與工件130一樣寬之有效X方向寬度。帶狀射束124接著穿過平行化器138，平行化器138將帶狀射束大體上平行於Z方向(例如，大體垂直於工件表面)導引向工件130，但亦預期成角度佈植。如圖1之描述中所解釋，由掃描器136產生且用以掃描離子束124之場可產生特定非所要效應(諸如，零場效應)，其可導致跨越工件130之劑量(所佈植離子密度)之不一致性或跨越工件130之射束大小及瞬時射束電流密度之不一致性。掃描系統之焦點調整組件135可經組態以相對於掃描器136對離子束124之零場效應而調整離子束124之焦點性質，且產生經焦點調整之離子束124。該焦點性質可為離子束所固有之任何焦點性質，例如，射束大小、射束電流及/或離子劑量。焦點調整組件135可因此當射束跨越工件130掃描時提供所量測之焦點性質之一致性。

佈植器110可使用不同類型之終端站116。舉例而言，「分批」型終端站可同時支撐多個工件130，其中工件130移動穿經離子束之路徑直至所有工件130被完全佈植為止。另一方面，「串列」型終端站沿射束路徑支撐單一工件130以用於佈植，其中多個工件130以串列方式一次一個地佈植，其中每一工件130在下一工件130之佈植開始之前被完全佈植。所說明之終端站116為沿射束路徑支撐單一工件130(例如，半導體晶圓、顯示面板或待使用來自射束124之離子佈植之其他工件)以用於佈植的「串列」型終端站。

在任一狀況下，射束造型組件152位於工件位置附近且經組態以量測離子束構形之構形性質。離子束124穿過射束造型組件152，射束造型組件152包含一或多個造型器156，該一或多個造型器156可連續地橫穿造型器路徑158，從而量測經掃描之離子束之構形之一或多個性質。在所說明之射束造型組件152中，造型器156包括一用於量測經掃描之射束之電流密度的電流密度感測器(諸如，法拉第杯(Faraday cup))。電流密度感測器以相對於經掃描之射束的實質上正交之方式移動，且因此通常橫穿帶狀射束之寬度。射束造型組件152可操作地耦接至控制系統154以接收來自控制系統154之命令信號，且將量測值提供至控制系統154。將瞭解，射束造型組件152可如2007年4月9日申請之題為「ION BEAM SCANNING CONTROL METHODS AND SYSTEMS FOR ION IMPLANTATION UNIFORMITY」之美國專利申請案第11/784,709號中所描述而實施，該申請案之全文如同其在本文中全部再寫般以引用之方式併入本文中。控制系統154調整掃描器136之掃描波形以在工件130處提供較一致通量構形。若射束性質實質上跨越工件變化，則可能不可能使控制系統154產生可使構形較一致的掃描波形。此可在(例如)掃描器136不具有遵守控制信號之動態範圍之情況下發生。

焦點調整組件135相對於掃描器136對離子束124之零場效應而調整離子束124之一或多個焦點性質。在許多實施例中，需要使射束大小在工件處關於跨越工件之所有點保持恆定，且焦點調整組件135可用於此目的(參見(例如)美國專利第6,903,350號)。或者，可修改射束大小以改良跨越工件之通量密度之一致性。因而，控制系統154可產生掃描器可遵守之控制信號(亦即，在掃描器之動態範圍內)。在圖2A至圖2L之實例中，焦點調整組件135產生接近經質譜分析之離子束124之時變磁場，其操作以調整離子束124之焦點性質。

為了引起對離子束124之所要焦點調整，焦點調整組件135可藉由產生接近離子束124之另一場(例如，電場)而調整離子束124之焦點性質。由焦點調整組件135產生之場的強度可相對於掃描器136對離子束124之零場效應而調整，且許多技術可用於此關係。在一組具體實例中，由焦點調整組件135引起之焦點調整係與掃描器136之場的強度相關。舉例而言，當掃描場低於一預定臨限值且接近約零時，調整場可包含與掃描場之反比關係，且因此，因而由調整組件增加。在另一組具體實例中，由焦點調整組件135引起之焦點調整係與由掃描器136引起之離子束124之角偏轉及/或離子束124與工件130所成之入射角相關。在又一組具體實例中，由焦點調整組件135引起之焦點調整係與工件130所曝露至之離子束124之構形相關。在此等具體實例中，可藉由在離子束124之路徑中定位經組態以量測離子束124之構形的離子束造型組件來量測離子束124之構形。

參看圖1B至圖1E，在圖1B中說明磁性掃描器36，磁性掃描器36可具有在射束路徑上方及下方之一對磁極片及一對線圈36a、36b，及將交流電流提供至線圈36a、36b之電流源50，如圖1C中之波形圖60中所說明。施加至線圈36a及36b之時變電流產生跨越該等磁極之間的射束路徑之時變磁場，射束24藉由時變磁場沿掃描方向(例如，圖1A、圖1B及圖1D至圖1L中之X方向)彎曲或偏轉(例如，掃描)。當掃描器磁場係在自頂部磁極至底部磁極之方向上時(諸如，圖1C中之時間「a」至「e」時)，射束24之帶正電荷之離子經受X軸上之負橫向力。當磁場為零(諸如，圖1C中之時間「g」時)，射束24未經修改地穿過掃描器35。當磁場係在自底部磁極至頂部磁極之方向上時(諸如，圖1C中之時間「i」至「m」時)，射束24之帶正電荷之離子經受X軸上之正橫向力。如上文提及，掃描器36無需為磁性的。針對高能量、低電流射束，靜電掃描器可為較有利的。

圖1B說明在射束穿過掃描器36時在進入平行化器38之前的掃描期間之若干例示性離散時間點，經掃描之射束24具有所引起之角偏轉。圖1D說明射束24在圖1C中指示之對應時間衝擊工件30。圖1D中之經掃描且經平行化之離子束24a對應於圖1C中之時間「a」的經施加之線圈電流，且類似地，關於X軸上跨越工件30之單一實質上水平的掃描，在圖1D中說明針對在圖1C之對應時間「c」、「e」、「g」、「i」、「k」及「m」之掃描電流的射束24c至24m。

圖1E說明跨越工件30之射束24的簡化掃描路徑，其中機械致動(未圖示)在藉由掃描器36進行之X軸掃描期間沿Y軸平移工件30，藉此將射束24賦予於工件30之整個曝露表面上。

在掃描器36中之掃描之前，離子束24通常具有分別非零X及Y尺寸之寬度及高度構形。射束之X及Y尺寸中之一者或兩者可在輸送期間變化。舉例而言，在射束24沿射束路徑向工件30輸送時，射束24遭遇可更改射束構形之各種電場及/或磁場及器件。另外，包括帶正電荷之射束離子之互斥的空間電荷效應在缺乏反制之情況下趨向於使射束發散(例如，增加之X及Y尺寸)。

掃描器36之幾何形狀及操作場提供關於離子束24之特定聚焦性質。一般而言，掃描器具有取決於射束偏轉之角度的可變焦距。愈大角度引起愈短焦距。因此，工件之邊緣附近之射束(例如，圖1D中之24a及24m)與具有小角度或零角度之掃描偏轉之掃描場之中心附近的射束(例如，圖1D中之24e、24g及24i)相比趨向於較小且較聚焦。另外，當掃描場接近零時，射束大小及射束電流兩者可改變，從而產生被稱作零場效應(ZFE)之條件。此效應(整體地或部分地)由進入掃描器中或保持於掃描器中之射束中之電子引起，該等電子原本已由掃描器之電場或磁場排除在離子束之外。此效應可增加射束電流且減小射束大小。另外，有可能使電子在非常接近零之掃描器場處被驅逐出射束，從而引起與可在之前及/或之後的非常低強度之場相比的在零場週期期間的突然但未必大的電流及射束大小之改變。類似效應亦可隨其他掃描系統(諸如，電掃描器)發生，但該效應在磁性掃描系統中常為明顯的。

圖1F至圖1L分別說明分別對應於經掃描之例項24a、24c、24e、24g、24i、24k及24m之入射射束24。在射束24在X方向上跨越工件30掃描時，掃描器36之X方向聚焦變化，從而在射束24移向中心時引起射束24之減少之橫向聚焦24c，從而得到射束大小24e中之漸進增加。在由掃描器36引起之偏轉角接近零時，由掃描器36產生之場的強度亦接近零，且零場效應顯現為電流之增加及離子束24g之構形之橫向減少。在掃描器36穿過且越過零時，零場效應縮減，射束大小返回至相對寬、較低電流之離子束24i，在離子束24到達掃描器36之相對最大值時，離子束24i漸進地聚焦至較小大小之24k、24m。如上文描述，圖1F至圖1L之順序並不說明在非常接近零之場值處的非常快速之射束大小之增加及電流之減少。

在積體電路器件及其他產品之製造中，需要跨越工件30均一地(或根據一指定分布非均一地)佈植摻雜劑物質，且使射束性質(例如，大小、形狀、角度)跨越工件30為均一的。由零場效應引起之性質變化可引起沿掃描軸(例如，在X方向上)之非所要不一致佈植。在一實例中，此不一致性可藉由調整掃描波形解決。在存在不恰當通量之位置中，掃描器經程式化以調整跨越工件之射束的橫穿速率，以使得離子束在工件之原本接收過多通量之部分上較快速地移動，且在工件之原本接收過少通量之部分上較緩慢地移動。然而，如上文提及，零場效應之效應在掃描器之場的強度接近零時可為突然的，且掃描系統可能不能夠執行對於減輕零場效應而言將為必要的橫穿速率調整。

用於補償零場效應之替代技術涉及離子束之焦點性質之調整，諸如(例如)藉由相對於掃描器對離子束之零場效應而產生接近離子束之電場而為之。根據此技術之離子佈植系統可包含一經組態以產生粒子束的離子源；一經組態以基於荷質比選擇性地過濾離子束之離子的質譜分析器；一經組態以掃描離子束且將離子束導引向工件的掃描器；及一經組態以相對於掃描器對離子束之零場效應而調整離子束之焦點性質的焦點調整組件。此技術可用以補償由掃描器引起之零場效應以便促進跨越工件之經佈植之離子密度的一致性。或者，此技術可用以補償由掃描器引起之零場效應以便在離子束跨越工件掃描時促進離子束構形之一致性。

參看圖2A及圖2B，焦點調整組件135產生接近經質譜分析之離子束126之一或多個時變磁場以便調整經焦點調整之離子束124之焦點性質，藉此補償歸因於掃描器136之一或多個時變焦點性質，諸如，ZFE或掃描器之角度相依焦距。圖2A說明此焦點調整組件135之一實施例，此焦點調整組件135包含具有環繞射束路徑之繞組之螺線管172，螺線管172操作以產生一時變磁場，其中電源與螺線管耦接以將時變電流提供至螺線管。電源171將時變電流提供至螺線管172，其中電源171可施加脈衝波形，其脈衝為掃描器之頻率之兩倍且經定相以使得脈衝大致對應於如圖2C中說明之掃描器中之零電流的脈衝。其他波形可重疊於所說明之脈衝串上以消除來自掃描器或其他射束線組件之其他效應。舉例而言，為掃描頻率之兩倍之三角波形可用以消除掃描器之角度相依聚焦之效應。此三角波形添加至所展示之波形將由脈衝形成具有三角波之組合波形。

另一例示性實施例說明於圖2B中，其中焦點調整組件135包含具有定位於射束路徑周圍之四個電磁體182a至182d的四極磁體182，以及將時變電流提供至電磁體182a至182d之電源181。如同上文之螺線管，由圖2A及圖2B中之電源171及181提供之電磁體電流經調整以產生具有與沿掃描方向軸之經掃描之離子束124的位置相關的強度的一或多個時變磁場，諸如，為掃描頻率之兩倍且經定相以消除ZFE之效應的一連串脈衝。

當穿經電磁體182a至182d之電流之極性使得磁北極面向來自磁體182a及182c之射束124且磁南極面向來自磁體182b及182d之射束124時，四極182將引起射束124在Y方向上之發散及在X方向上之會聚。當來自電源181之電流產生磁體182b及182d處之磁北極及磁體182a及182c處之磁南極時，射束124在Y方向上會聚且在X方向上發散。使用具有相反極性之一對四極(二聯體)，或具有交替極性之三個四極(三聯體)，在X方向及Y方向兩者上之會聚或發散為可能的。在所說明之實例中，電源181將大體如圖2C中所說明之時變電壓(圖2C中之V1交替波形)提供至電磁體182a至182d之線圈以建立為掃描頻率之兩倍的時變線圈電流，藉此時變磁場之強度與沿掃描方向軸之經掃描之離子束124的位置相關。四極亦可為電四極且操作為類似的；以電極代替磁極且以電壓代替電流。

此外，焦點調整可關於離子佈植系統之許多性質有利地變化。在所說明之實例中，焦點調整係與掃描電流V1相關，以使得在焦點調整之強度與掃描器之場的強度之間存在一關係。此關係可為處於頻率之兩倍的線性關係、脈衝化關係(如圖2C中說明)、對數關係、步進關係等。作為另一實例，焦點調整之強度可與由掃描器引起之離子束偏轉之角度及/或離子束與工件所成之入射角相關。

由圖2A及圖2B中之電源171及181提供之電磁體電流可經調整以產生具有與掃描器之場相關之強度的一或多 個時變磁場，諸如，為掃描頻率之兩倍(例如)且使得每一脈衝對應於掃描器場之零交越的一連串脈衝(如圖2C中展示)。

接著將所得經焦點調整之射束124提供至沿射束路徑在焦點調整組件135之下游的掃描器136。掃描器136接著沿實質上垂直於射束路徑之掃描方向軸(例如，所說明之系統110中之X方向)掃描經焦點調整之離子束，其中掃描器136以一掃描頻率掃描射束124，如圖2C中所說明。在所說明之實施例中，掃描器136包含在射束路徑上方及下方之一對磁極片及線圈，以及將交流電流提供至線圈之電流源，如圖2C之波形圖160中所說明。

穿經線圈之時變電流產生跨越磁極之間的射束路徑之時變磁場，射束124藉由時變磁場跨越掃描方向彎曲或偏轉(例如，掃描)以將帶狀經掃描之離子束124提供至平行化器138(圖1A)。當掃描場係在自頂部磁極至底部磁極之方向上時(諸如，圖2D中之時間「a」及「c」時)，射束124之帶正電荷之離子經受負X方向上之橫向力，其中當掃描場在相反方向上時，射束124之帶正電荷之離子經受正X方向上之橫向力。掃描器可亦使用電場而非磁場，且揭示內容之操作保持基本上相同。

如圖2C中說明，例示性焦點調整波形V1為提供至焦點調整電磁體182a至182d之時變電流，其中調整電流V1之量值或振幅判定聚焦量(例如，當射束124退出焦點調整組件135時之會聚量)。調整裝置135有效地提供由調整電磁體182a至182d之電流V1、長度及幾何形狀判定之經調整或經校正的焦距。當掃描器場高時，不需要零場效應之校正，因此焦點調整電流為零。在掃描器場接近零且接著穿過零時，焦點調整電流快速地增加至最大值且接著減小回至零。

亦參看圖2D，經焦點調整之射束124因此分別在掃描器136及平行化器138中掃描且平行化，且呈現給終端站116以在工件130在正Y方向上平移時對工件130佈植。圖2D說明在供應器之例示性三角掃描電流波形V2 136之半循環的若干離散時間「a」、「c」、「e」、「g」、「i」、「k」及「m」衝撞工件130之經掃描且經平行化之離子束124，其中對應時間指示於圖2C之波形圖160中。進行對射束大小之修改以補償零場異常之效應。將圖1F至圖1L與圖2E至圖2K相比較，可見射束變得較寬以擴展接近零磁場之電流尖峰之效應。

圖2E至圖2K說明在離子束橫穿工件時的射束大小，且圖2E、圖2F、圖2G、圖2H、圖2I、圖2J及圖2K分別對應於圖2D之經掃描之例項124a、124c、124e、124g、124i、124k及124m。將瞭解，尤其與圖1F至圖1L相比較，在離子束在X方向上跨越工件30掃描時，射束寬度W較一致。由於離子束24之焦點調整減輕掃描器36對離子束24之零場效應，因此在掃描器36之場接近零時由於離子束大小之突然減少而在圖1F至圖1L中顯而易見的零場效應減少。

圖2L至圖2M說明例示性離子佈植系統110中之焦點調整組件之其他可能實施例。在圖2L中，一對導電焦點調整電極或板135a及135b定位於射束路徑之任一橫向側上，其實質上平行於射束路徑延伸。焦點調整組件135亦包括一與電極135a及135b耦接之電源151，其將時變(例如，共同模式)電位提供至焦點調整電極，藉此產生在板135a及135b與其接地罩或外殼之間的電場，且如圖2C中之波形圖160中所說明。電源V1 151可為可程式化的或可由控制系統154控制以提供下文中說明且描述之電壓波形。在焦點調整電極135a及135b之入口端及出口端處，電場線在接地焦點調整組件外殼與電極135a及135b之間延伸，此等電場操作以在射束124進入電極135a與135b之間的射束路徑之部分時初始地使射束124發散，且接著在射束離開電極135a及135b時使射束124會聚。

在圖2M中，焦點調整組件135包含一在離子束路徑周圍延伸之導電單透鏡(例如，單透鏡電極)135d，以及將時變電位提供至單透鏡135d之電源V1 151。如同上文之圖2L之雙調整電極實例，單透鏡135d由如圖2C中說明之時變電壓V1激發，且在其入口及出口處產生時變電場以調整經焦點調整之離子束124之焦點性質。

本發明之另一態樣涉及用於將經掃描之離子束提供至一工件之方法，其可實踐於本文中說明且描述之系統中以及其他系統中。在圖3中說明根據本發明之例示性方法。在此圖中，方法300在302開始且涉及提供一離子束(304)。在提供離子束(304)之後，方法300涉及掃描所提供之離子束以產生經掃描之離子束(306)。方法300亦涉及相對於離子束之掃描之零場效應而調整離子束之一焦點性質(308)。方法300亦涉及將離子束導引向工件(310)，且方法300在此等效應完成之後在312結束。藉由實現此等效應，提供至工件之離子束不僅跨越工件掃描，且經焦點調整以考量由掃描器之場引起之零場效應。

將瞭解，此方法之元件可以變化次序執行以產生仍根據本發明之替代地定序之方法。舉例而言，在一些具體實例中，可在調整離子束之焦點性質(308)之前發生離子束之掃描(306)，而在其他具體實例中，可在調整離子束之焦點性質(308)之後發生離子束之掃描(306)(例如，系統可經校準以偵測掃描器之變化零場效應所需之焦點調整之量，以使得焦點調整組件定位於射束線總成中之掃描器之上游)。作為另一例示性變型，此方法之元件無需具體化為離散單元，例如，可併有一既掃描離子束又將離子束導引向工件之掃描器，且可同時達成此等目的。亦將瞭解，此方法可根據本文中描述之原理變化以產生具有本文中描述之各種優點的此方法之具體實例，且此等方法可根據本發明。

雖然已關於一或多個實施例展示且描述本發明，但熟習此項技術者在閱讀並理解本說明書及隨附圖式之後將想到等效更改及修改。本發明包括所有此等更改及修改且僅由以下申請專利範圍之範疇限制。尤其關於由上文所描述之組件(總成、元件、器件、電路等)執行之各種功能，除非另外指示，否則用以描述此等組件之術語(包括對「構件」之引用)意欲對應於執行所描述之組件之指定功能的任何組件(亦即，為功能等效的)，即使在結構上不等效於在本發明之本文中所說明之例示性實施例中執行該功能的所揭示結構仍為如此。另外，雖然可能已僅關於若干實施例中之一者揭示了本發明之一特定特徵，但此特徵可與對於任何給定或特定應用而言所要且有利的其他實施例之一或多個其他特徵組合。此外，就實施方式或申請專利範圍中使用術語「包括」、「具有」及其變體而言，此等術語意欲以類似於術語「包含」之方式而為包括性的。又，如本文中所利用之「例示性」僅意謂一實例，而非最佳的。

24．．．經掃描之例項

24a．．．經掃描之例項

24c．．．經掃描之例項

24e．．．經掃描之例項

24g．．．經掃描之例項

24i．．．經掃描之例項

24k．．．經掃描之例項

24m．．．經掃描之例項

30．．．工件

36．．．磁性掃描器

36a．．．線圈

36b．．．線圈

50．．．電流源

60．．．波形圖

110．．．離子佈植系統

112．．．終端裝置

114．．．射束線總成

116．．．終端站

120．．．離子源

122．．．電源供應器

124．．．經提取之離子束

124a．．．經掃描之例項

124c．．．經掃描之例項

124e．．．經掃描之例項

124g．．．經掃描之例項

124i．．．經掃描之例項

124k．．．經掃描之例項

124m．．．經掃描之例項

126．．．質譜分析器

130．．．工件

132．．．射束引導件

134．．．出口孔

135．．．焦點調整裝置

135a．．．焦點調整電極

135b．．．焦點調整電極

135d．．．單透鏡電極

136．．．掃描器

138．．．平行化器

151．．．電源

152．．．射束造型組件

154．．．控制系統

156．．．造型器

158．．．造型器路徑

160．．．波形圖

171．．．電源

172．．．螺線管

181．．．電源

182．．．四極磁體

182a．．．電磁體

182b．．．電磁體

182c．．．電磁體

182d．．．電磁體

300．．．用於將經掃描之離子束提供至一工件之方法

302-312．．．用於將經掃描之離子束提供至一工件之步驟

W．．．射束寬度

圖1A為說明根據本發明之例示性離子佈植系統之示意圖，該例示性離子佈植系統具有一具有掃描器及焦點調整組件之掃描系統；

圖1B為說明圖1B之佈植系統之掃描器及若干例示性經掃描之離子束之部分俯視圖；

圖1C為說明圖1A及圖1B之掃描器中之掃描線圈電流波形的圖表；

圖1D為說明在圖1A及圖1B之系統中在若干離散時間點撞擊一工件之經掃描之離子束的透視圖；

圖1E為說明跨越一工件之離子束的掃描的側面正視圖；

圖1F至圖1L為說明歸因於掃描器之焦點性質在撞擊工件之後離子束寬度之變化及歸因於圖1A及圖1B之離子佈植系統中之掃描器的空間電荷中和改變的部分正面正視圖；

圖2A為說明根據本發明之焦點調整組件的簡化側面正視圖，該焦點調整組件包含一螺線管；

圖2B為說明根據本發明之另一焦點調整組件的簡化側面正視圖，該焦點調整組件包含具有定位於離子束路徑周圍之四個電磁體的磁四極；

圖2C為說明掃描線圈電流波形及圖1A及圖1B之掃描器中之焦點調整組件電流波形的圖表；

圖2D為說明在離子佈植系統中在若干離散時間點撞擊一工件之經掃描之離子束的透視圖；

圖2E至圖2K為說明經由例示性焦點調整組件之操作在離子佈植系統中在若干離散時間點撞擊工件之後的較一致離子束寬度的部分正面正視圖；

圖2L為說明位於圖1A及圖1B之例示性焦點調整組件中之離子束路徑之相對側上的兩個例示性焦點調整電極的簡化透視圖；

圖2M為說明根據本發明之焦點調整組件的透視圖，該焦點調整組件包含一圍繞離子束路徑之單透鏡(Einzel lens)；

圖3為說明根據本發明之方法的流程圖。

110．．．離子佈植系統

112．．．終端裝置

114．．．射束線總成

116．．．終端站

120．．．離子源

122．．．電源供應器

124．．．經提取之離子束

126．．．質譜分析器

130．．．工件

132．．．射束引導件

134．．．出口孔

135．．．焦點調整裝置

136．．．掃描器

138．．．平行化器

151．．．電源

152．．．射束造型組件

154．．．控制系統

156．．．造型器

158．．．造型器路徑

Claims (20)

1. 一種用於將離子佈植於一工件中之離子佈植系統，其包含：一離子束源，其經組態以產生一離子束；一質譜分析器，其用於質譜分析所產生之該離子束；一掃描器，其經組態以跨越該工件掃描該離子束；一焦點調整組件，其包含一經組態以相對於該掃描器對該離子束之一零場效應而調整該離子束之至少一焦點性質的調整場；及一電源，其經組態以該離子束之該掃描器的兩倍掃描頻率提供一脈衝波形至該焦點調整組件，其中該脈衝波形的時序大致上與感受到零場效應的經掃描的離子束的位置一致。
2. 如申請專利範圍第1項之離子佈植系統，其中該焦點性質包含射束大小、射束電流，或射束大小與射束電流兩者。
3. 如申請專利範圍第1項之離子佈植系統，其中該焦點調整組件調整該焦點性質，以在該離子束跨越該工件掃描時提供該離子束之該焦點性質之一致性。
4. 如申請專利範圍第1項之離子佈植系統，其中該焦點調整組件調整該焦點性質，以在該離子束跨越該工件掃描時提供離子劑量之一致性。
5. 如申請專利範圍第1項之離子佈植系統，其中該掃描器包含一接近該離子束之掃描場，且其中該焦點調整組件 經組態以相對於該場之強度而調整該離子束之該焦點性質。
6. 如申請專利範圍第5項之離子佈植系統，其中該調整場包含一調整場強度，以使得當該掃描場低於一臨限值且接近約零時，該調整場包含一與該掃描場之反比關係且藉此增加。
7. 如申請專利範圍第1項之離子佈植系統，其中該焦點調整組件經組態以相對於沿掃描方向軸之該離子束之位置而調整該離子束之該焦點性質。
8. 如申請專利範圍第1項之離子佈植系統，其中該焦點調整組件經組態以相對於該離子束與該工件所成之入射角而調整該離子束之該焦點性質。
9. 如申請專利範圍第1項之離子佈植系統，其進一步包含一射束造型組件，該射束造型組件經組態以量測該離子束之一構形性質，其中該焦點調整組件經組態以根據該構形性質而調整該離子束之該焦點性質。
10. 如申請專利範圍第1項之離子佈植系統，其中該焦點調整組件包含：一或多個電四極，其具有在該離子束之一路徑周圍彼此間隔的焦點調整電極；及一與該等焦點調整電極耦接之電源，其將一時變電位提供至該等焦點調整電極中之至少兩者。
11. 如申請專利範圍第1項之離子佈植系統，其中該焦點調整組件包含： 一或多個磁四極，其具有在該離子束之一路徑周圍彼此間隔的焦點調整磁極；及一與焦點調整電磁體耦接之電源，其將一時變電流提供至該等焦點調整電磁體中之至少一者。
12. 一種用於在一離子佈植系統中將一離子束提供至一工件之掃描系統，該掃描系統包含：一掃描器，其經組態以接收一離子束且產生一被導引向該工件之經掃描之離子束；一射束造型組件，其經組態以量測該離子束之一構形性質；一焦點調整組件，其經組態以相對於由該射束造型組件量測之該構形性質而調整該離子束之一焦點性質；其中該焦點調整組件包含一與其相關聯以用於抵銷零場效應之調整場，且經組態以變化該調整場以調整該焦點性質；及一電源，其經組態以該離子束之該掃描器的兩倍掃描頻率提供一脈衝波形至該焦點調整組件，其中該脈衝波形的時序大致上與感受到零場效應的經掃描的離子束的位置一致。
13. 如申請專利範圍第12項之掃描系統，其中該焦點調整組件經組態以調整該離子束之該焦點性質，以促進跨越該工件掃描之離子束構形之一致性。
14. 如申請專利範圍第12項之掃描系統，其中該焦點調整組件經組態以調整該離子束之該焦點性質，以促進跨越 該工件之經佈植之離子密度的一致性。
15. 如申請專利範圍第12項之掃描系統，其中該掃描器經組態以沿一實質上垂直於射束路徑之掃描方向軸來掃描該離子束，且其中該焦點調整組件經組態以相對於沿該掃描方向軸之該離子束之位置而調整該離子束之該焦點性質。
16. 如申請專利範圍第12項之掃描系統，其中該焦點性質包含射束大小、射束電流，或射束大小與射束電流兩者。
17. 如申請專利範圍第12項之掃描系統，其中該焦點調整組件包含：一或多個電四極，其具有在該離子束之一路徑周圍彼此間隔的焦點調整電極；及一與該等焦點調整電極耦接之電源，其將一時變電位提供至該等焦點調整電極中之至少兩者。
18. 一種在一離子佈植系統中提供一離子束之方法，該方法包含：產生一離子束；使用一掃描場來掃描所產生之該離子束，以產生一經掃描之離子束；量測該離子束之一焦點性質；自量測到之該焦點性質判定零場效應；及藉由變化一由一調整場組件產生之調整場強度而相對於該等零場效應來調整該離子束之該焦點性質，其中該焦點性質的調整是經由以該離子束之兩倍掃描 頻率的一脈衝波形至焦點調整組件來實行，其中該脈衝波形的時序大致上與感受到零場效應的經掃描的離子束的位置一致。
19. 如申請專利範圍第18項之方法，其中該離子束沿一掃描方向軸掃描，其中該離子束之該焦點性質相對於沿該掃描方向軸之該離子束之位置而調整，且其中該焦點性質包含射束大小、射束電流，或射束大小與射束電流兩者。
20. 如申請專利範圍第18項之方法，其中該離子束沿一掃描方向軸掃描，該調整場強度隨著沿一掃描方向軸之該離子束之一位置變化而變化，且當該掃描場低於一臨限值且接近約零時，該調整場包含一與掃描器之場之反比關係且藉此增加。