【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本裝置總體上涉及離子注入系統和方法，更具體地涉及用于在離子注入期間將選擇性控制的可變能量離子束傳送至工件的系統和方法。
技術介紹
1、在半導體器件的制造中，離子注入用于在半導體中摻雜雜質。離子注入系統和方法用于用來自離子束的離子摻雜工件(例如半導體晶圓)，以產生n型或p型材料摻雜，或在集成電路制造過程中形成鈍化層等工藝。這種射束處理通常以預定的能級和受控的濃度或劑量將含有指定摻雜劑材料的雜質選擇性地注入晶圓，以在集成電路制造過程中生產半導體材料。當用于摻雜半導體晶圓時，離子注入系統將選定的離子種類注入工件以產生所需的非本征材料。例如，注入由銻、砷或磷等源材料產生的離子導致“n型”非本征材料晶圓，而“p型”非本征材料晶圓則通常由硼、鎵或銦等源材料產生的離子生成。
2、典型的離子注入機包括離子源、離子提取裝置、質量分析裝置、射束傳輸裝置和晶圓加工裝置。離子源產生所需原子或分子摻雜劑種類的離子。這些離子通過提取系統(通常是一組電極)從離子源中提取，該提取系統激發并且引導來自該源的離子流，從而形成離子束。在質量分析裝置中，目標離子從離子束中分離出來，通常是磁偶極子對提取的離子束進行質量色散或分離。射束傳輸裝置通常是一個真空系統，其包含一系列聚焦裝置和其他操控離子束的子系統，將離子束傳輸到晶圓加工裝置，同時保持或改善離子束的所需特性。最后，半導體晶圓通過晶圓處理系統(可包括一個或多個機械臂)移入和移出晶圓加工裝置，用于將待處理的晶圓放置在離子束前，并從離子注入機中取出處理過的晶圓。
3、目前的離子注入技術建立了將特
4、為了建立單個能量注入步驟無法提供的所需摻雜劑輪廓，通常在同一基材上進行同一種類的多個注入步驟，一般采用能量、劑量、傾斜或扭曲的不同組合。雖然劑量、傾斜或扭曲可在單個注入周期內通過將注入過程拆解為多個步驟或所謂的注入步驟“鏈”調節，但由于潛在污染，改變注入的能量通常需要在工件不存在的情況下對離子注入系統的各種設置進行重大調整，由此會增加進行該調整所涉及的設置時間，從而影響離子注入系統和工藝的生產率。同時，工件處理和硬件會造成顆粒污染、工件錯位和/或將工件從工藝環境中移除以適應上述調整相關的災難性的晶圓掉落。
5、因此，本申請設想了一種離子注入系統和工藝，其中可以進行能量鏈式注入，使得離子束能量可選擇地變化并傳遞至工件以在其中注入離子，且在離子束能量選擇性變化的同時，工件保持在工件支撐件。
6、此外，對上游組件(例如離子源和離子提取裝置)的調整通常會需要對下游組件(例如質量分析裝置和射束傳輸裝置)進行進一步調整，并且可能需要在各個注入步驟之間從工藝環境移除基材或工件以及將基材或工件更換至工藝環境，這進一步影響注入工藝的生產率。同時，工件處理和硬件會造成顆粒污染、工件錯位和/或災難性的晶圓掉落。
7、本公開認識到，這個問題在低溫和/或高溫注入尤其值得關注，其中熱預算約束限制了工件暴露于升高或降低溫度的所需時間長度。
技術實現思路
1、本公開設想了一種離子注入系統和工藝，其中可以進行能量鏈式注入，使得離子束能量可選擇地變化并傳遞至工件以在其中注入離子，且在離子束能量選擇性變化的同時，工件保持在工件支撐件上。因此，本公開提供了一種系統、裝置和方法，用于向具有選擇性可變離子束能量的工件提供離子束。由此，下文是對本公開的簡化概述，以提供對本專利技術某些方面的基本理解。本
技術實現思路
不是對本專利技術的廣泛概述。它既不旨在識別本專利技術的關鍵或重要要素，也不旨在描繪本專利技術的范圍。其目的是以簡化的形式提出本專利技術的一些概念，作為下文更詳細描述的序言。
2、根據一示例方面，提供一種用于產生離子的鏈式能量注入的離子注入系統，其中，所述離子注入系統包括離子源，其配置成電離摻雜劑材料并生成離子束。加速/減速級，例如，配置成接收所述離子束，其中所述加速/減速級配置成基于一個或多個輸入選擇性地改變所述離子束的能量，從而定義選擇性可變能量離子束。進一步地，單工件終端站定位于所述加速/減速級的下游側，其中所述單工件終端站包括工件支撐件，所述工件支撐件配置成在用于連續離子注入的選擇性可變能量離子束之前選擇性地定位和保持一個單個工件。在所述離子束的能量選擇性改變的同時，所述單個工件例如保持在終端站內的所述工件支撐件上。
3、根據另一示例方面，一種離子注入系統配置成將選擇性可變能量離子束提供至工件。所述離子注入系統包括配置成電離摻雜劑材料并生成離子束的離子源和配置成接收所述離子束的加速/減速級。所述加速/減速級配置成基于所述加速/減速級的一個或多個輸入選擇性地改變所述離子束的能量，從而定義所述選擇性可變能量離子束。終端站，例如其定位于所述加速/減速級的下游側，其中所述終端站包括工件支撐件，所述工件支撐件配置成在用于離子注入的選擇性可變能量離子束之前選擇性地定位所述工件。在所述離子束的能量選擇性改變的同時，所述工件例如保持在所述終端站內的所述工件支撐件上。進一步地，例如熱裝置配置成將所述工件的溫度控制在所述工件支撐件上的預定處理溫度。所述預定處理溫度例如與所述離子注入系統的高溫配置和所述離子注入系統的低溫配置中的一者相關聯，其中在所述離子束的能量選擇性改變的同時，所述工件保持在所述終端站內的所述工件支撐件上。
4、根據又一示例方面，一種離子注入系統配置成將選擇性可變能量離子束提供至工件，并包括離子源，所述離子源配置成電離摻雜劑材料并生成離子束。加速/減速級配置成接收所述離子束，其中所述加速/減速級配置成基于所述加速/減速級的一個或多個輸入選擇性地改變所述離子束的能量，從而定義所述選擇性可變能量離子束。進一步地，終端站定位于所述加速/減速級的下游側，其中所述終端站包括工件支撐件，所述工件支撐件配置成在用于離子注入的選擇性可變能量離子束之前選擇性地定位所述工件，其中，在所述離子束的能量選擇性改變的同時，所述工件保持在所述終端站內并持續暴露于所述離子束。
5、為了實現上述目的和相關目的，本專利技術公開內容包括以下充分描述并在權利要求書中特別指出的特征。以下說明書和所附附圖詳細闡述了本專利技術的某些說明性的實施例。然而，這些實施例指示了可以采用本專利技術原理的各種方式中的幾種。當結合附圖考慮時，本專利技術的其它目的、優點和新穎特征將從對本專利技術的以下詳細描述中變得明顯。
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1.一種用于產生離子的鏈式能量注入的離子注入系統，所述離子注入系統包括：
2.根據權利要求1所述的離子注入系統，進一步包括可操作地耦接至所述加速/減速級的一個或多個電源，且其中所述一個或多個輸入包括一個或多個電偏置信號。
3.根據權利要求2所述的離子注入系統，其中，所述加速/減速級包括具有一個或多個電極對的電極柱，且其中所述一個或多個電偏置信號工提供給所述電極柱的所述一個或多個電極對。
4.根據權利要求3所述的離子注入系統，其中，所述電極柱包括離子束加速器、離子束減速器和彎曲電極中的一個或多個。
5.根據權利要求2所述的離子注入系統，其中，所述一個或多個電偏置信號包括電壓和電流中的一個或多個。
6.根據權利要求2所述的離子注入系統，進一步包括控制器，所述控制器可操作地耦接至所述一個或多個電源，并配置成根據多個工藝配方選擇性改變提供給所述加速/減速級的一個或多個電偏置信號。
7.根據權利要求1所述的離子注入系統，進一步包括熱裝置，所述熱裝置配置成將所述單個工件的溫度控制在所述工件支撐件上的預定處理溫度，且其中所
8.根據權利要求1所述的離子注入系統，進一步包括掃描裝置，所述掃描裝置配置成沿第一掃描軸和第二掃描軸相對于彼此掃描所述離子束和工件支撐件中的一個或多個。
9.一種配置成將選擇性可變能量離子束提供至工件的離子注入系統，所述離子注入系統包括：
10.根據權利要求9所述的離子注入系統，其中，所述熱裝置包括熱卡盤，其中所述熱卡盤配置成在所述高溫配置中將所述工件加熱至大于約300C。
11.根據權利要求10所述的離子注入系統，進一步包括可操作地耦接至所述加速/減速級的一個或多個電源，且其中所述一個或多個輸入包括一個或多個電偏置信號。
12.根據權利要求11所述的離子注入系統，其中，所述加速/減速級包括具有一個或多個電極對的電極柱，且其中所述一個或多個電偏置信號工提供給所述電極柱的所述一個或多個電極對，且其中所述電極柱包括離子束加速器、離子束減速器和彎曲電極中的一個或多個。
13.根據權利要11所述的離子注入系統，進一步包括控制器，所述控制器可操作地耦接至所述一個或多個電源，并配置成根據多個工藝配方選擇性改變提供給所述加速/減速級的一個或多個電偏置信號。
14.根據權利要9所述的離子注入系統，其中，所述工件支撐件包括配置成僅支撐一個工件的單工件支撐件。
15.根據權利要9所述的離子注入系統，進一步包括掃描裝置，所述掃描裝置配置成沿第一掃描軸和第二掃描軸相對于彼此掃描所述離子束和工件支撐件中的一個或多個。
16.一種配置成將選擇性可變能量離子束提供至工件的離子注入系統，所述離子注入系統包括：
17.根據權利要求16所述的離子注入系統，進一步包括可操作地耦接至所述加速/減速級的一個或多個電源，且其中所述一個或多個輸入包括一個或多個電偏置信號。
18.根據權利要求17所述的離子注入系統，其中，所述加速/減速級包括具有一個或多個電極對的電極柱，且其中所述一個或多個電偏置信號工提供給所述電極柱的所述一個或多個電極對，且其中所述電極柱包括離子束加速器、離子束減速器和彎曲電極中的一個或多個。
19.根據權利要求17所述的離子注入系統，進一步包括控制器，所述控制器可操作地耦接至所述一個或多個電源，并配置成根據多個工藝配方選擇性改變提供給所述加速/減速級的一個或多個電偏置信號。
20.根據權利要求16所述的離子注入系統，進一步包括熱裝置，所述熱裝置配置成將所述工件的溫度控制在所述工件支撐件上的預定處理溫度，且其中所述預定處理溫度與所述離子注入系統的高溫配置和所述離子注入系統的低溫配置中的一者相關聯。
...【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種用于產生離子的鏈式能量注入的離子注入系統，所述離子注入系統包括：
2.根據權利要求1所述的離子注入系統，進一步包括可操作地耦接至所述加速/減速級的一個或多個電源，且其中所述一個或多個輸入包括一個或多個電偏置信號。
3.根據權利要求2所述的離子注入系統，其中，所述加速/減速級包括具有一個或多個電極對的電極柱，且其中所述一個或多個電偏置信號工提供給所述電極柱的所述一個或多個電極對。
4.根據權利要求3所述的離子注入系統，其中，所述電極柱包括離子束加速器、離子束減速器和彎曲電極中的一個或多個。
5.根據權利要求2所述的離子注入系統，其中，所述一個或多個電偏置信號包括電壓和電流中的一個或多個。
6.根據權利要求2所述的離子注入系統，進一步包括控制器，所述控制器可操作地耦接至所述一個或多個電源，并配置成根據多個工藝配方選擇性改變提供給所述加速/減速級的一個或多個電偏置信號。
7.根據權利要求1所述的離子注入系統，進一步包括熱裝置，所述熱裝置配置成將所述單個工件的溫度控制在所述工件支撐件上的預定處理溫度，且其中所述預定處理溫度與所述離子注入系統的高溫配置和所述離子注入系統的低溫配置中的一者相關聯。
8.根據權利要求1所述的離子注入系統，進一步包括掃描裝置，所述掃描裝置配置成沿第一掃描軸和第二掃描軸相對于彼此掃描所述離子束和工件支撐件中的一個或多個。
9.一種配置成將選擇性可變能量離子束提供至工件的離子注入系統，所述離子注入系統包括：
10.根據權利要求9所述的離子注入系統，其中，所述熱裝置包括熱卡盤，其中所述熱卡盤配置成在所述高溫配置中將所述工件加熱至大于約300c。
11.根據權利要求10所述的離子注入系統，進一步包括可操作地耦接至所述加速/減速級的一個或多個電源，且其中所述一個或多個輸入包括一個或多個電偏置信號。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：科森·詹，詹姆斯·德盧卡，威廉·賓茨，
申請(專利權)人：艾克塞利斯科技公司，
類型：發明
國別省市：
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