TWI486992B - 離子佈植系統、用於其中的一束線中的電氣偏折裝置及佈植離子之方法 - Google Patents

離子佈植系統、用於其中的一束線中的電氣偏折裝置及佈植離子之方法 Download PDF

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Description

離子佈植系統、用於其中的一束線中的電氣偏折裝置及佈植離子之方法
本發明針對於離子佈植系統,且更特別是關於離子佈植系統的偏折光學組件。
離子佈植器因為允許關於佈植至工件之摻雜劑的量或濃度,以及關於工件內的摻雜劑的置放之精密度而為有利。特別是,離子佈植器允許佈植離子的劑量與能量針對於既定的應用而改變。離子劑量控制佈植離子的濃度,其中,高電流的佈植器典型為用於高劑量佈植,且中電流的佈植器用於較低劑量佈植。離子能量運用以控制離子佈植至半導體工件的接面深度或深度。
可為理解的是:已知於電子產業之趨勢為將電子裝置的尺度縮小以產生更小且效用更強大的裝置(例如:手機、數位相機等等),於此等裝置所利用的半導體與積體電路(例如:電晶體等等)是持續於尺寸的縮小。將此等裝置的較多者“封裝”至單一個半導體基板或其部分者(習稱為一晶片)之能力亦改良製造效率與生產量。可為理解的是:降低離子束的能量是可允許佈植為實行至較淺的深度以產生較薄的裝置且增強封裝密度。亦可為理解的是:增大於較淺佈植的劑量是可利於期望的導電率,且較低能量的離子束之束電流是可能必須增大以利於增大封裝密度。於其他情形,運用一較高能量束可合意以選擇性佈植離子 相當深入至基板,藉以創造具有變化的半導性質之容積(例如:二極體)及/或修改於基板的不同區域或裝置之間的場分佈。目前,不同工具(例如:中電流對高電流的佈植器)是運用於此等不同應用。
可為理解的是:具有單一離子佈植系統以實行大範圍的離子佈植至少是針對於經濟理由而為合意。然而,低能量或高電流的佈植器典型作成具有一個短的束路徑,而高能量與中電流的佈植器典型具有相對較長的束路徑。除了別的以外,低能量的佈植器作為短以減輕束放大或針對於束為徑向朝外擴大之傾向,由於該束包含彼此相斥之同樣電荷的粒子。另一方面,高能量的佈植器包含具有實質動量之一串流的快速移動粒子。此等粒子已經藉由通過附加至束線的長度之一或數個加速間隙而得到動量。再者,欲修正已經獲得實質動量之粒子的軌跡,一種聚焦元件必須為相當長以施加一充分的聚焦力量。因此,高能量的束線相較於低能量或高電流的束線而成為相對較長。是以,存在需要以提出一種配置,允許調整一種離子佈植系統之至少一些構件的有效長度。
下文提出簡化的概論,藉以提供此揭露內容之一些觀點的基本瞭解。此概論是非為廣泛的概觀,且意圖既非為判別關鍵或重要元素而亦非為界定所主張標的之範疇。而是,此概論之主要目的僅為簡化的形式以呈現一或多個概 念,作為稍後提出之較為詳細說明的序言。
一種適用於離子佈植系統之電氣及/或磁性偏折構件包含:多個電極,其可選擇性偏壓以致使通過於其之離子束為彎曲、偏折、去污染、聚焦、加速、減速、會聚、及/或發散。由於該等電極可選擇性偏壓,且因此其一或多者可維持未偏壓或斷電,於電氣構件內的束路徑之一偏折區域的有效長度可如所期望而選擇性調整,例如:基於諸如能量、劑量、物種等等之束性質。
於一個實施例,一種離子佈植系統包含:一離子束源,用於產生一離子束;及,一構件,用於質量解析離子束。此外,該種佈植系統包含:至少一個偏折構件,其為可變式調整於該質量解析構件的下游,用於偏折該束至一有效長度;及,一末端站,位於該偏折構件的下游且構成以支撐將由離子束的離子所佈植之一工件。該偏折構件包含:一第一電極;一第二電極,其與第一電極一起界定一間隙;及,一偏壓元件,用於施加一電壓至第一與第二電極之至少一者。一電場發展於第一與第二電極之間,以偏折通過該間隙之離子束的離子。分段第一與第二電極之至少一者以產生沿著該束的行進路徑之複數個電極段,且可獨立加偏壓於各個電極段以選擇性控制該偏折構件之一有效長度。
於另一個實施例,該種佈植系統包含:一測量構件,構成以測量一或多個束特徵;及,一控制器,運作地耦接至該測量構件、束產生構件、質量解析構件與偏折構件, 且構成以響應於由該測量構件所取得的測量而調整該束產生構件、質量解析構件與偏折構件之至少一者的操作。構成該測量構件以測量電流、質量、電壓、極/或電荷電流之至少一者。離子束可由該偏折構件所偏折且同時由該偏折構件所減速。或者是,該離子束由該偏折構件所偏折且同時由該偏折構件所聚焦。
為了達成前述與相關目的,以下的說明與隨附的圖式詳細陳述某些說明性質的觀點與實施。此等者指出一或多個可運用的觀點之種種方式的僅一些者。其他觀點、優點與新穎特徵將由當連同隨附的圖式所考量的以下詳細說明而成為顯明。
主張標的是將參考圖式而描述,其中,相同參考符號是用以指稱於圖式中的相同元件。於以下說明,為了解說,諸多特定細節陳述以提供主張標的之徹底瞭解。然而,可為明顯的是:主張標的可無需此等特定細節而實行。於其他情形,眾所週知的結構與裝置顯示於方塊圖形式以利於描述主張標的。
本發明是關於一種分段式偏折器機構,其提供獨立且空間控制一偏折場之一強度與幾何性而作為下列的至少一者之一函數:束能量、電流、電壓、質量、及/或電荷。分段式偏折器機構可包含:一第一電極與一第二電極,至少一者包含能夠為一起偏壓或如為各別選擇之電極段,而該 偏折器的其他電極段保持至一預定的電壓(例如:接地)。藉由選擇性偏壓該等電極段之全部、一者或一些者,一電場可維持,藉以調整該偏折量與束電漿分佈。於此方式,束中性化可維持而且仍然偏折高能量及/或低能量的一束。本發明可應用至種種型式的束佈植系統,諸如:筆狀束與帶狀束的佈植系統。
圖1說明一種示範的離子佈植系統110,其中,一離子束可如本文所述的輸送。系統110具有一端子112、一束線組件114與一末端站116。於一個實施例,端子112包括一離子源120,其由一高電壓的電源供應器122所供電,電源供應器122產生且指引一離子束124至束線組件114。離子源120產生帶電離子,其取出且形成為離子束124,離子束124沿著於束線組件114之一束路徑而指引至末端站116。
欲產生離子,將離子化之一種摻雜劑材料(未顯示)的一氣體位在於離子源120的一產生室121之內。舉例而言,摻雜劑氣體可自一氣體源(未顯示)而饋入至產生室121。除了電源供應器122之外,將為理解的是:任何個適合的機構(未顯示)可運用以激發於離子產生室121之內的自由電子,諸如:射頻或微波激發源、電子束注入源、電磁源及/或一陰極,舉例而言,建立於該室之內的一電弧放電。激發的電子碰撞於摻雜劑氣體分子且離子因而產生。概括而言,正離子產生,雖然本文的揭露內容可同樣應用至負離子為產生於其中之系統。離子由一離子取出組件123而可控制取出通過於產生室121之一狹縫118,離子 取出組件123包含複數個取出及/或抑制電極125a、125b。舉例而言,離子取出組件123可包括一個單獨的取出電源供應器(未顯示)以偏壓該等取出及/或抑制電極125a、125b以加速自該產生室121之離子。
於一個實例,束線組件具有一束導、一質量分析器、一掃描系統與至少一個偏折器。於另一個實例,如於圖1所示,束線組件114亦包括一平行化器139、一束掃描系統135與至少一個偏折器157。於一個實施例,質量分析器126形成於約為一90度的角度且包含作為建立於其中的一(雙極)磁場之一或多個磁鐵(未顯示)。隨著離子束124進入質量分析器126,離子束124由該磁場所對應彎曲,俾使一不適當的電荷對質量比之離子被拒絕。尤其是,具有過大或過小的電荷對質量比之離子是偏折至質量分析器126之側壁127。以此方式,質量分析器126允許僅具有期望的電荷對質量比之離子束124的彼等離子通過其中且透過一解析隙縫134而退出。將為理解的是:對於系統100的其他粒子之離子束碰撞是可能使得束完整度降級。是以,一或多個泵(未顯示)可納入以將至少束導132與質量分析器126抽為真空。
於圖1的圖示實例之掃描系統135可包括:一掃描元件136與一偏折構件138。各別的電源供應器149與150運作地耦接至掃描元件136與偏折構件138,且尤其是位在於其中的各別電極136a、136b、138a與138b。偏折構件138接收具有相當窄的輪廓之質量分析後的離子束124(例 如:於圖示的系統110之一“筆狀(pencil)”束),且由電源供應器150所施加至複數個電極138a與138b之一電壓是運作以聚焦、轉向且偏折該束至掃描元件136之掃描頂點151。替代而言,一帶狀(ribbon)束亦可由本文所述的偏折構件所接收。於一筆狀束之情形,由電源供應器149(其理論上可為如同150之相同的電源供應器)所施加至掃描板136a與136b的一電壓波形是接著將離子束124往復掃描以散開該離子束124成為一伸長的“帶狀”束(例如:一掃描離子束124),其具有可能相較於關注的工件而至少為同寬或較寬之一寬度。將為理解的是:掃描頂點151可定義為於光學路徑之點,自其,帶狀束的各個小束(beamlet)或掃描部分似乎在已經由掃描元件136所掃描後而發起。於其運用僅為一筆狀束之一個實施例,掃描元件136可棄置或停用。
於一個實例,掃描離子束124接著通過一粒子捕捉器(未顯示)以將該束去污染,可能含有運用電場及/或磁場之若干個不同的捕捉器。於另一個實例,掃描束通過一平行化器139,於圖示的實例,平行化器139包含二個雙極磁鐵139a、139b。
將為理解的是:不同型式的末端站116可用於佈植器110。於圖示的實例之末端站116是一種“串行(serial)”型式的末端站,其支撐沿著束路徑之單一個工件130以供佈植。一劑量測定系統152亦可納入於末端站116中接近該工件位置以供在佈植作業之前(以及期間)的校準測量。 於一個實施例,於校準期間,離子束124通過劑量測定系統152。劑量測定系統152包括一或多個輪廓器156,其可為橫越一輪廓器路徑158,因而測量該束的輪廓。輪廓器156可包含一電流密度感測器,諸如例如:一法拉第(Faraday)杯,且於一個實施例,劑量測定系統測量束密度分佈與角度分佈,如同描述於:R.D.Rathmell、D.E.Kamenitsa、M.I.King與A.M.Ray於西元1998年日本京都之IEEE的離子佈植技術的國際會議之會報,第392至395頁;Rathmell等人之標題為“離子佈植束角度校準”的美國專利第7,329,882號;及,Rathmell等人之標題為“建立離子束對於晶圓的方位及修正角度誤差之機構”的美國專利第7,316,914號,此等文獻以參照方式而整體納入於本文。
劑量測定系統152可運作地耦接至一控制系統154,以接收自其的命令訊號且提供測量值至其。舉例而言,可包含一電腦、微處理器等等之控制系統154可運作以取得自劑量測定系統152之測量值且計算例如該束之一電流密度、能階及/或平均角度分佈。控制系統154可同樣運作地耦接至產生離子束之端子112、以及束線組件114之質量分析器126、平行化器139、及偏折器136、138與157(例如:經由電源供應器149、150、159、160)。
於一個實施例,一或多個偏折級157可位在質量分析器126的下游。直到於系統110之此點,離子束124概括輸送於一相當高的能階,其減緩針對於束放大之傾向,特別是在束密度升高之處,諸如:於解析隙縫134。類似於離 子取出組件123、掃描元件136、與聚焦及轉向元件138,偏折器157是包含可運作以將該離子束124減速之一或多個電極157a、157b。
將為理解的是:儘管二個電極125a與125b、136a與136b、138a與138b、及157a與157b是分別圖示於示範的離子取出組件123、掃描元件136、偏折元件138及偏折級157,此等元件123、136、138及157可能包含任何適合數量的電極,其為配置及偏壓以加速及/或減速離子以及於實質為類似於Rathmell等人之美國專利第6,777,696號所提出者的一種方式而將該離子束124聚焦、彎曲、偏折、會聚、發散、掃描、平行化及/或去污染,該件美國專利案以參照方式而整體為納入於本文。此外,聚焦及轉向元件138可包含電氣偏折板(例如:其一或多對)以及一單透鏡(Einzel lens)、四極及/或其他聚焦元件以聚焦離子束。雖然非為必要,可為有利以施加電壓至於元件138之內的偏折板,使得其平均至零,欲避免該效應必須引入一附加的單透鏡以減緩元件138之聚焦方面的失真。將為理解的是:“轉向(steering)”離子束是偏折電極138a、138b的尺度及施加至其的轉向電壓之作用,除了別的以外,由於束方向是正比於轉向電壓與板的長度且反比於束能量。
進一步舉例而言,將為理解的是:圖1之偏折構件157運作以進而濾出自該束之一非期望的能量之離子與中性粒子。反之,期望的能量之離子物種將依循相同的路徑且為由偏折構件157所指向、彎曲、偏折、會聚、聚焦、加速、 減速、及/或去污染。此是有利,若該離子束包含類似質量的分子,諸如:於簇(cluster)束佈植,其中,實質所有質量是依循相同的軌跡且減速器具有少至無的質量-分散,俾使束尺寸與角度(於此例:離開該帶狀者之平面)是維持。
於一個實施例,偏折器157可包含多個電極,諸如:一第一電極157a與一第二電極157b,其可分別包含至少一個上電極與至少一個下電極,具有某個有效長度(未顯示)之一偏折區域且可選擇性偏壓以將離子束124彎曲、偏折、會聚、發散、聚焦、加速、減速、及/或去污染。偏折器157之偏折區域包含電場可運作以引起該束彎曲之一種方式而作用於束之區域。舉例而言,偏折區域的有效長度是可改變,視所產生的電場空間之量而定,如將進一步論述於下文。一電源供應器160可運作地耦接至偏折構件157以選擇性偏壓該等電極。將為理解的是:偏折器157之偏折區域的有效長度可藉由選擇性偏壓該等電極而調整。舉例而言,偏折器157的有效長度是可減小,藉由偏壓該等電極的一或多者至如同佈植器之周圍的相同電位(例如:零或接地),其本質為停用或關掉彼等電極。同理,偏折器157的有效長度可增大,藉由偏壓該等電極至一偏折電位(典型為不同於零或接地),因而擴大由其中的電極所產生的電場。
參考圖2,於一個實施例,一個偏折器157是更詳細地說明,且包括第一垂直板238a與第二垂直板238b,其防止束疊合於位在下游的一偏折構件236。偏折構件236包含分 別具有複數個電極段之一上電極236a與一下電極236b。於此實施例,離子束124可在該離子束124由偏折構件236之彎曲前、彎曲期間、及/或彎曲後而減速或加速。
圖2是離子束124可由偏折器157(如於圖1所示)所偏折且同時減速的位置之唯一個實例,且其為預期於實質類似於Rathmell之美國專利第7,102,146號所提出者的一種方式之數個種種配置中,美國專利第7,102,146號以參照方式而整體納入於本文。於另一個實例,離子束124可在當偏折時而同時加速且可能發生在束彎曲之後、之前及/或期間以導引帶電的粒子沿著一設計路徑。不帶電或為不適當電荷之任何離子未依循該路徑,且因此前進於一不同方向,例如:可能為進入一中性粒子捕捉器。
於圖示的實例,通過一隙縫210之離子束124可自軸212而偏折為一角度θ’227,其可約7與20度之間,例如:約12度,且可聚焦在自隙縫210之下游的一點228。圖2說明一種混合型式的掃描機構,替代而言,可實施於本文之其他型式的掃描機構是存在,諸如:單獨為一筆狀束。如上文所論述,該束可包含任何個束型式,包括而不限於:一種標準束線,其具有在質量分析器之後的一末端站而不具有任何掃描型式機構。再者,一種掃描器可存在以提供一掃描束,諸如:一掃描的帶狀束(即:其為一種混合掃描之一時間平均帶)、一即時的靜態帶狀束或由種種配置所提供之任何其他型式的帶狀束。
圖3a說明一種分段式偏折機構336之一個實施例,其 可代表圖2之偏折構件236。分段式偏折機構336可包含一上電極組件336a與一下電極組件336b,其分別包含一種配置的電極段302、304、306、308、310與312,其配置於指出於328之一束方向。電極302、304與306形成下電極組件336b,且電極308、310與312形成上電極組件336a。於另一個實例,一束324可當偏折時而同時為減速/加速,且可發生在該束之彎曲後、彎曲前及/或彎曲期間以導引帶電的粒子沿著一設計的路徑。
分段式偏折機構的電極段是可各自為獨立式偏壓以供選擇性控制該偏折構件之一有效長度。偏折機構336是可為耦接至一控制器316及一測量構件314,測量構件314是構成以測量一或多個束特徵,其可包含該束324的能量、電壓、電流、電流密度、質量、電荷、與物種之至少一者。控制器是可運作為耦接至該測量構件、束產生構件、質量解析構件、及/或偏折構件,且構成以響應於由該測量構件所取得的測量而調整該束產生構件、質量解析構件、及/或偏折構件之至少一者的操作。
於一個實施例,於圖3b所示,偏折機構336之第一與第二各別對的上與下電極302、308、306與312是可維持在約0伏特至負2千伏特之一電位V1 ,以排斥離子束之電子,俾使其未進入偏折區域。此是合意,因為上方與下方的中間電極310與304是可分別偏壓至一相當高的正電位V2 ,藉以產生偏折;舉例而言,上方的中間電極310可偏壓至一高的正電壓。一偏折區域320產生於其,偏折區域 320是描述一大約有效長度318。此可針對於高能量束而實行。大致估計歸因於互相作用電場線的種種非線性幾何性質所導致的偏折區域320與離子束互相作用之有效長度318且因此一大約長度是描繪;然而,有效長度可承擔有關於個別電極段的偏壓量與選擇性之種種幾何性質與長度。
替代而言,描繪的電極段之任一者可獨立偏壓以供選擇性控制偏折區域320的有效長度318。此可為有用,當試圖藉由例如未運用同樣多個正電壓以保持該電場作用於該束之偏折區域320為儘可能小。換言之,小於上或下電極的全部段之若干個電極段(例如:三者之一、三者之二)可利用針對於低能量束以使得電場空間(其可除去自該束之電漿)實際較短。類似於圖3a,偏折機構336可耦接至一控制器316與一測量構件314,構成測量構件314以測量一或多個束特徵,其可包含該束324的能量、電壓、電流、電流密度、質量、電荷與物種之至少一者。
圖3c說明可利用高能量束之一個實施例。於一個實施例,將所有三個上電極段可加偏壓至高電壓V1 ,且三個下電極段可加偏壓至較低的電壓V2 。此可有效剝奪束電漿,且因此提供偏折區域320之一更長的有效長度318。再者,大致估計歸因於互相作用電場線的種種非線性幾何性質所致的偏折區域320與離子束互相作用之有效長度318且因此描繪一大約長度;然而,有效長度可承擔有關於個別電極段的偏壓量與選擇性之種種幾何性質與長度。舉例而言,於圖3c,有效長度318是可實質類似於通過於其之束 線的實際長度之一大約長度。雖然圖示的有效長度可與在偏折區域之內的諸點的長度實質類似,同樣可能存在諸點相關於束線長度上的實質不同。
可同樣利用其他的偏壓組態,其中,分段式偏折機構之個別的電極段是選擇性偏壓。舉例而言,所有電極段可接地,除了中間的下電極304,其可為負偏壓。於此情形,彎曲作用仍然提供,因為下方的負電極吸引該離子束。此可提供針對於低能量束,藉以得到束電漿之較佳分佈,以促進離子束中性化。可構成偏折構件之其他電極段以選擇性偏壓而無關於彼此。此可透過耦接至一控制器316之一電源(未顯示)而實行,控制器316已接收自該束之測量構件316的測量,其基於能量、電流、質量與電荷之至少一者。
參考圖4,一種示範的方法400說明用於控制於如本文所述的一種離子佈植系統之一離子束。雖然方法400圖示且描述下文一連串的行動或事件,將為理解的是:此等者並未由圖示的順序所限制。舉例而言,一些行動可能發生於不同順序及/或為與除了彼等圖示及描述者之外的其他行動或事件同時發生。此外,非所有圖示的行動可能為需要以實施本文說明的實施例之一或多個觀點。甚者,一或多個行動可為實行一或多個單獨的行動及/或階段。
方法400是開始於410,其中,利用以佈植離子至一工件之一離子束是產生於離子佈植系統。舉例而言,建立該束以具有一期望的摻雜劑物種、能量及/或電流。該種方法 接著前進至412,其中,測量一或多個佈植特徵,諸如:佈植角度、束物種、束能量、束劑量、等等。舉例而言,該等特徵是可藉著如上所述的一種劑量測定系統所測量。更特別而言,可利用一種劑量測定系統,例如:測定該束的電流密度。測量的特徵可相較於儲存於系統的一控制構件之期望值,例如:確定哪些調整(若有的話)必作成以得到期望的結果。
該種系統之作業接著調整於414,基於在412所取得的測量。舉例而言,一偏折構件之電極段的一或多者可如上所述而調整以得到期望的離子佈植。舉例而言,可得到欲施加至一或多個電極以達到例如一期望的有效長度、偏折度及/或加速/減速程度之偏壓電壓。方法400圖示結束在其後,但是實際上可能繼續循環或為重複以達成期望的離子佈植。
雖然此揭露內容已經相關於一或多個實施而顯示及描述,等效變更與修改基於此說明書與隨附圖式之詳讀及瞭解而將為熟悉此技術者所思及。此揭露內容包括所有該等修改與變更且僅由以下的申請專利範圍之範疇所限定。特別是關於上述的構件(組件、元件、裝置、電路等等)所實行的種種功能,用以描述該等構件之術語(包括:“機構”之提及)意圖以對應於(除非另為指明)實行所述構件之指定功能的任何構件(即:其為功能等效),即使非為結構等效於實行於本文所述的示範實施的功能之已揭示結構。此外,儘管一特定特徵可能已經相關於數個實施之 僅有一者而揭示,該特徵如可能期望且有利於任何既定或特定應用而可結合於其他的實施之一或多個其他特徵。甚者,在術語“包括”、“具有”與其變體者運用於詳細說明或申請專利範圍之限度內,該等術語意圖內含類似於術語“包含”方式。此外,如利用於本文,“示範(exemplary)”僅意指一個實例而不是最佳者。
110‧‧‧系統
112‧‧‧端子
114‧‧‧束線組件
116‧‧‧末端站
118‧‧‧狹縫
120‧‧‧離子源
121‧‧‧產生室
122‧‧‧電源供應器
123‧‧‧取出組件
124‧‧‧離子束
125a、125b‧‧‧取出及/或抑制電極
126‧‧‧質量分析器
127‧‧‧側壁
130‧‧‧工件
132‧‧‧束導
134‧‧‧解析隙縫
135‧‧‧掃描系統
136‧‧‧掃描元件
136a、136b‧‧‧電極
138‧‧‧偏折構件
138a、138b‧‧‧電極
139‧‧‧平行化器
139a、139b‧‧‧雙極磁鐵
149、150‧‧‧電源供應器
151‧‧‧掃描頂點
152‧‧‧劑量測定系統
154‧‧‧控制系統
156‧‧‧輪廓器
157‧‧‧偏折器
157a、157b‧‧‧電極
158‧‧‧輪廓器路徑
159、160‧‧‧電源供應器
210‧‧‧隙縫
212‧‧‧軸
227‧‧‧角度
228‧‧‧點
236‧‧‧偏折構件
236a、236b‧‧‧電極
238a、238b‧‧‧垂直板
302、304、306、308、310、312‧‧‧電極段
314‧‧‧測量構件
316‧‧‧控制器
318‧‧‧有效長度
320‧‧‧偏折區域
324‧‧‧束
328‧‧‧束方向
336‧‧‧偏折機構
336a、336b‧‧‧電極組件
400‧‧‧方法
410-414‧‧‧方法400之步驟
圖1說明一種示範的離子佈植系統之方塊圖,其中,一偏折器的電極可選擇性致動以調整於其中的有效長度。
圖2說明一種示範的離子佈植系統之方塊圖,其中,一偏折器的電極可選擇性致動以調整於其中的有效長度。
圖3a至3c描繪如本文所述的一偏折器的電極之實例。
圖4是一種用於行使控制如本文所述的一離子束之示範方法。
110‧‧‧系統
112‧‧‧端子
114‧‧‧束線組件
116‧‧‧末端站
118‧‧‧狹縫
120‧‧‧離子源
121‧‧‧產生室
122‧‧‧電源供應器
123‧‧‧取出組件
124‧‧‧離子束
125a、125b‧‧‧取出及/或抑制電極
126‧‧‧質量分析器
127‧‧‧側壁
130‧‧‧工件
132‧‧‧束導
134‧‧‧解析隙縫
135‧‧‧掃描系統
136‧‧‧掃描元件
136a、136b‧‧‧電極
138‧‧‧偏折構件
138a、138b‧‧‧電極
139‧‧‧平行化器
139a、139b‧‧‧雙極磁鐵
149、150‧‧‧電源供應器
151‧‧‧掃描頂點
152‧‧‧劑量測定系統
154‧‧‧控制系統
156‧‧‧輪廓器
157‧‧‧偏折器
157a、157b‧‧‧電極
158‧‧‧輪廓器路徑
159、160‧‧‧電源供應器

Claims (20)

  1. 一種離子佈植系統,包含:一離子束源,構成以產生一離子束;一質量分析器,用於質量分析所產生的離子束;一偏折構件,於該質量分析器的下游且具有與其關聯的一偏折區域,用於偏折在質量分析後的離子束;及一末端站,位於該偏折構件的下游且構成以支撐將由該離子束的離子所佈植之一工件;其中,構成該偏折構件以改變該偏折區域之一長度,其中,該偏折構件至少包含一第一電極對、一中間電極對和一最後電極對,並且該第一電極對和該最後電極對進一步被施加偏壓到相同電位,該中間電極對被施加偏壓到比施加到該第一電極對和該最後電極對的相同電位還大或還小之一電位,以便改變該偏折區域的一有效長度。
  2. 如申請專利範圍第1項之離子佈植系統,其中,該偏折構件包含:一第一電極;一第二電極,其與第一電極一起界定一間隙;及一偏壓元件,用於施加一電壓至第一電極與第二電極之至少一者;其中,一電場發展於第一電極與第二電極之間,以偏折通過該間隙之該離子束的離子;其中,分段第一電極與第二電極之至少一者以產生沿著該離子束的一行進路徑之複數個電極段;且 其中,可獨立加偏壓於各個電極段以選擇性控制該偏折構件之長度。
  3. 如申請專利範圍第2項之離子佈植系統,其中,該複數個電極段之一或多者包含跨於一電極間隙為相對於彼此之一上電極與一下電極,且其中,一上電極分段成至少三段且一下電極分段成至少三段。
  4. 如申請專利範圍第2項之離子佈植系統,其中,加偏壓於一上電極與一下電極的一第一段與一最後段以提供相關於該上電極的第一段與該下電極的第一段之間以及於該上電極的最後段與該下電極的最後段之間的間隙的周圍之一負電位分佈。
  5. 如申請專利範圍第3項之離子佈植系統,其中,加正偏壓於該上電極的一第一電極段與一最後電極段之間的至少一個電極段,且施加相較於該上電極的各別段而較負的偏壓於該下電極的一第一電極段與一最後電極段之間的至少一個電極段。
  6. 如申請專利範圍第3項之離子佈植系統,其中,加負偏壓於該下電極的一中段而其餘段及該上電極是處於相關於該周圍的接地電位,以致使得該偏折構件的偏折區域之長度為最小化。
  7. 如申請專利範圍第1項之離子佈植系統,更包含:一測量構件,構成以測量一或多個離子束特徵;及一控制器,運作地耦接至該測量構件、該離子束源、該質量分析器與該偏折構件,且構成以響應於由該測量構 件所取得的測量而調整該離子束源、該質量分析器與該偏折構件之至少一者的操作;其中,該測量構件所測量的離子束特徵包含該離子束的電壓、電流、質量、電荷、能量與物種之至少一者。
  8. 如申請專利範圍第1項之離子佈植系統,更包含:一平行化構件,用於彎曲該離子束成為一實質s形以濾出污染物且同時平行化該離子束成為複數個平行的小束,俾使小束各別具有一實質相等的有效長度。
  9. 如申請專利範圍第1項之離子佈植系統,其中,該離子束由該偏折構件所偏折且同時為由該偏折構件所減速、聚焦或減速且聚焦。
  10. 如申請專利範圍第1項之離子佈植系統,更包含:一測量構件,構成以測量一或多個離子束特徵;及一控制器,運作地耦接至該測量構件及一聚焦透鏡,用於響應於由該測量構件所取得的測量而使得該離子束之加速或減速。
  11. 一種電氣偏折裝置,用於一種離子佈植系統之內的一束線,包含:一電氣偏折構件,包含可運作以偏折一離子束之一偏折區域;及其中,構成該電氣偏折構件以改變該偏折區域之一長度,其中,該電氣偏折構件至少包含一第一電極對、一中間電極對和一最後電極對,並且該第一電極對和該最後電 極對進一步被施加偏壓到相同電位,該中間電極對被施加偏壓到比施加到該第一電極對和該最後電極對的相同電位還大或還小之一電位,以便改變該偏折區域的一有效長度。
  12. 如申請專利範圍第11項之電氣偏折裝置,其中,該電氣偏折構件包含:一第一電極;一第二電極,其與第一電極一起界定一間隙;及一偏壓元件,用於施加一電壓至第一電極與第二電極之至少一者;其中,一電場發展於第一電極與第二電極之間,以偏折通過該間隙之該離子束的離子;其中,分段第一電極與第二電極之至少一者以產生沿著該離子束的一行進路徑之複數個電極段;且其中,可獨立加偏壓於各別電極段以選擇性控制該偏折區域之長度。
  13. 如申請專利範圍第12項之電氣偏折裝置,更包含:一測量構件,構成以測量一或多個束特徵;及一控制器,運作地耦接至該測量構件及該電氣偏折構件,且構成以響應於由該測量構件所取得的測量而調整該電氣偏折構件的操作,藉由施加獨立偏壓於各個電極段以選擇性控制於其的偏折區域之長度;其中,該測量構件所測量的束特徵包含該離子束的電壓、電流、質量、電荷、能量與物種之至少一者。
  14. 如申請專利範圍第11項之電氣偏折裝置,其中,該 離子束是由該電氣偏折構件所偏折且同時為由該電氣偏折構件所減速、聚焦、或減速且聚焦。
  15. 如申請專利範圍第12項之電氣偏折裝置,其中,該複數個電極段之一或多者包含跨於一電極間隙為相對於彼此之一上電極與一下電極,且其中,一上電極分段成至少三段且一下電極分段成至少三段。
  16. 一種佈植離子於離子佈植系統的工件之方法,包含:於該離子佈植系統中產生一離子束;測量該離子束之一或多個束特徵;調適通過於該離子佈植系統的一偏折構件之該離子束的一有效長度,藉由基於束特徵以選擇性調整施加至該偏折構件的一或多個中間隙電極之各別偏壓電壓,其中,該偏折構件至少包含一第一電極對、一中間電極對和一最後電極對,並且該第一電極對和該最後電極對進一步被施加偏壓到相同電位,該中間電極對被施加偏壓到比施加到該第一電極對和該最後電極對的相同電位還大或還小之一電位,以便改變該偏折區域的該有效長度。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法,更包含:確定偏壓電壓是否應施加至於該偏折構件的一對、二對或三對電極以偏折該離子束。
  18. 如申請專利範圍第16項之方法,更包含:選擇性控制該偏折構件之有效長度。
  19. 如申請專利範圍第16項之方法,更包含:選擇性調整將施加至該偏折構件的第一與第二電極之 各別偏壓電壓以控制該離子束的會聚、加速或減速之至少一者。
  20. 如申請專利範圍第16項之方法,更包含:選擇性調整將施加至該偏折構件的第一與第二電極之各別偏壓電壓以基於該離子束的能量、電流與物種之至少一者而控制偏折。
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Families Citing this family (22)

* 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
CN103094032B (zh) * 2011-11-07 2016-08-10 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
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
TWI501286B (zh) * 2014-06-27 2015-09-21 Advanced Ion Beam Tech Inc 離子佈植機
TWI523084B (zh) 2014-11-11 2016-02-21 漢辰科技股份有限公司 離子佈植法
US9679739B2 (en) * 2014-12-26 2017-06-13 Axcelis Technologies, Inc. Combined electrostatic lens system for ion implantation
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
US10580616B2 (en) 2017-10-09 2020-03-03 Axcelis Technologies, Inc. System and method for in-situ beamline film stabilization or removal in the AEF region
JP7040199B2 (ja) * 2018-03-26 2022-03-23 株式会社島津製作所 荷電粒子ビーム軸合わせ装置、荷電粒子ビーム照射装置および荷電粒子ビーム軸合わせ方法
US10886098B2 (en) 2018-11-20 2021-01-05 Applied Materials, Inc. Electrostatic filter and ion implanter having asymmetric electrostatic configuration
US10790116B2 (en) 2018-11-20 2020-09-29 Applied Materials, Inc. Electostatic filter and method for controlling ion beam using electostatic filter
US10804068B2 (en) * 2018-11-20 2020-10-13 Applied Materials, Inc. Electostatic filter and method for controlling ion beam properties using electrostatic filter
US10937624B2 (en) 2018-11-20 2021-03-02 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for controlling ion beam using electrostatic filter
US11646175B2 (en) * 2019-02-15 2023-05-09 Axcelis Technologies, Inc. Method of mixing upstream and downstream current measurements for inference of the beam current at the bend of an optical element for realtime dose control
US11217427B1 (en) * 2020-11-27 2022-01-04 Applied Materials, Inc. System, apparatus and method for bunched ribbon ion beam

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US6521895B1 (en) * 1999-10-22 2003-02-18 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Wide dynamic range ion beam scanners
US6770889B2 (en) * 1999-11-12 2004-08-03 Nissin Electric Co., Ltd. Method of controlling electrostatic lens and ion implantation apparatus
TW200510774A (en) * 2003-06-26 2005-03-16 Axcelis Tech Inc Electrostatic parallelizing lens for ion beams
TW200715340A (en) * 2004-07-19 2007-04-16 Axcelis Tech Inc Electrostatic lens for ion beams
US20070114455A1 (en) * 2003-12-04 2007-05-24 Masao Naito Ion beam device
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

Family Cites Families (25)

* 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
US5160846A (en) * 1990-10-03 1992-11-03 Eaton Corporation Method and apparatus for reducing tilt angle variations in an ion implanter
US5270222A (en) * 1990-12-31 1993-12-14 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for semiconductor device fabrication diagnosis and prognosis
US5293216A (en) * 1990-12-31 1994-03-08 Texas Instruments Incorporated Sensor for semiconductor device manufacturing process control
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
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
AU2002231340A1 (en) * 2000-12-27 2002-07-08 Proteros, Llc Compact beamline and ion implanter system using same
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
US6777696B1 (en) * 2003-02-21 2004-08-17 Axcelis Technologies, Inc. Deflecting acceleration/deceleration gap
US6881966B2 (en) * 2003-05-15 2005-04-19 Axcelis Technologies, Inc. Hybrid magnetic/electrostatic deflector for ion implantation systems
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
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
US7507978B2 (en) * 2006-09-29 2009-03-24 Axcelis Technologies, Inc. Beam line architecture for ion implanter

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US6521895B1 (en) * 1999-10-22 2003-02-18 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Wide dynamic range ion beam scanners
US6770889B2 (en) * 1999-11-12 2004-08-03 Nissin Electric Co., Ltd. Method of controlling electrostatic lens and ion implantation apparatus
TW200510774A (en) * 2003-06-26 2005-03-16 Axcelis Tech Inc Electrostatic parallelizing lens for ion beams
US20070114455A1 (en) * 2003-12-04 2007-05-24 Masao Naito Ion beam device
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
TW200715340A (en) * 2004-07-19 2007-04-16 Axcelis Tech Inc Electrostatic lens for ion beams

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