相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2014年12月26日遞交的題為“systemsandmethodsforbeamangleadjustmentinionimplanterswithbeamdeceleration”的美國臨時申請no.62/096,961的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用的方式而完全并入。

本發(fā)明一般地涉及離子注入系統(tǒng)，并更具體地涉及用于在離子注入系統(tǒng)中執(zhí)行束角度調(diào)整的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體器件的制造中，離子注入被用于向半導(dǎo)體摻雜雜質(zhì)或摻雜劑。離子束注入器被用于使用離子束對半導(dǎo)體晶圓進行處理，以在集成電路的制造期間產(chǎn)生n型或p型非本征材料摻雜或者形成鈍化層。當被用于摻雜半導(dǎo)體時，離子束注入器將所選擇的非本征種類注入以產(chǎn)生期望的半導(dǎo)體材料。注入從諸如銻、砷或磷的源材料所產(chǎn)生的離子導(dǎo)致“n型”非本征材料晶圓，而如果需要“p型”非本征材料晶圓，則可以注入利用諸如硼或銦的源材料所產(chǎn)生的離子。

典型離子束注入器包括用于從可電離源材料產(chǎn)生帶正電的離子的離子源。所產(chǎn)生的離子形成束并沿預(yù)定的束路徑引導(dǎo)至注入站。離子束注入器可以包括：在離子源和注入站之間延伸的束形成和成形(beamformingandshaping)結(jié)構(gòu)。束形成和成形結(jié)構(gòu)保持離子束，并界定束前往注入站所通過的細長內(nèi)腔或通道。當操作注入器時，該通道可以是真空的，以降低離子由于與氣體分子碰撞而從預(yù)定束路徑偏離的可能性。

針對不同質(zhì)量(或電荷質(zhì)量比)的粒子，在磁場中具有給定動能的帶電粒子的軌道將不同。因此，所提取的離子束中在通過恒定磁場之后到達半導(dǎo)體晶圓或其它目標物中的期望區(qū)域的部分變得純凈，原因在于具有不期望分子重量的離子被偏轉(zhuǎn)到遠離束的位置，并可以避免不期望的材料的注入。選擇性分離具有期望電荷質(zhì)量比與不期望電荷質(zhì)量比的離子的過程被稱為質(zhì)量分析。質(zhì)量分析器通常使用質(zhì)量分析磁體來創(chuàng)建偶極子磁場，用于在拱形通道中經(jīng)由磁性偏轉(zhuǎn)來偏轉(zhuǎn)離子束中的各種離子，這將有效地分離具有不同電荷質(zhì)量比的離子。

針對一些離子注入系統(tǒng)，束的物理尺寸小于目標工件，因此在一個或多個方向上對該束進行掃描，以充分覆蓋目標工件的表面。通常，基于靜電或基于磁性的掃描儀在快速方向上掃描離子束，而機械器件在慢速掃描方向上移動目標工件，以提供足夠的覆蓋。

此后，離子束指向保持目標工件的目標端臺。位于離子束內(nèi)的離子注入目標工件中，這就是離子注入。離子注入的一個重要特征在于：穿過目標工件(例如，半導(dǎo)體晶圓)表面的離子通量的角度分布是均勻的。離子束的角度內(nèi)容通過垂直結(jié)構(gòu)(例如，光刻膠掩模或cmos晶體管柵極)下的晶體隧道效應(yīng)或遮蔽效應(yīng)來限定注入屬性。離子束的不均勻角度分布或角度內(nèi)容會導(dǎo)致不受控和/或不期望的注入屬性。

有時會在實施偏轉(zhuǎn)減速透鏡時使用角度校正，以防止能量污染的風(fēng)險。能量污染可以被視為具有不期望的能量(其通常高于期望的能量)的離子的內(nèi)容，導(dǎo)致工件中的不合適的摻雜劑布置，這會進一步造成不期望的器件性能，或甚至是器件損壞。

能夠使用束診斷設(shè)備來測量離子束的角度內(nèi)容。從而，能夠使用測量數(shù)據(jù)來調(diào)整離子束的角度特征。然而，傳統(tǒng)方式會增加離子注入系統(tǒng)的復(fù)雜性，并以不期望的方式增加離子束沿其行進的路徑的長度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

以下呈現(xiàn)了本發(fā)明的簡單概括以便提供對本發(fā)明的一些方面的基本理解。本概要并不是本發(fā)明的詳細綜述，也不意在指出本發(fā)明的關(guān)鍵/重要元素，可非勾畫本發(fā)明的范圍。而是，發(fā)明內(nèi)容的目的是以簡化形式呈現(xiàn)本發(fā)明的一些構(gòu)思，作為稍后呈現(xiàn)的更詳細描述的前言。

本發(fā)明的方面通過執(zhí)行角度調(diào)整來促進離子注入，而不在離子注入系統(tǒng)中新增附加部件。所述方面在離子注入期間使用質(zhì)量分析器來執(zhí)行所選擇的角度調(diào)整，而不使用單獨和/或附加部件。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種離子注入系統(tǒng)使用質(zhì)量分析器來進行質(zhì)量分析和角度校正。離子源沿束路徑產(chǎn)生離子束。質(zhì)量分析器放置在離子源的下游，所述質(zhì)量分析器對離子束執(zhí)行質(zhì)量分析和角度校正。位于孔徑組件內(nèi)的分辨孔徑位于質(zhì)量分析器部件的下游并位于束路徑上。分辨孔徑具有根據(jù)所選擇的質(zhì)量分辨率以及離子束的束包絡(luò)的尺寸和形狀。此外，偏轉(zhuǎn)元件被配置為在質(zhì)量分析器的下游提供離子束的可選擇減速，以選擇性地提供后減速(postdecel)操作模式和漂移操作模式。例如，在后減速模式中，提供后減速電極，以在質(zhì)量分析器之后選擇性地降低離子束的能量。在漂移模式中，不在質(zhì)量分析器之后改變離子束的能量。

角度測量系統(tǒng)還位于分辨孔徑的下游并獲得離子束的入射角值?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)來自角度測量系統(tǒng)的離子束的入射角值導(dǎo)出針對質(zhì)量分析器的磁場調(diào)整。本發(fā)明還公開了其它系統(tǒng)和方法。

以下描述和附圖詳細闡述了本發(fā)明的特定說明性方面和實施方式。然而，這些指示可以使用本發(fā)明原理的各種方式中的僅一些方式。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的示例離子注入系統(tǒng)。

圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的離子注入系統(tǒng)的示意圖，其使用質(zhì)量分析器進行質(zhì)量分析及角度校正。

圖3a是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的離子注入系統(tǒng)的一部分的視圖，其中離子束沿基本或額定路徑行進。

圖3b是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的離子注入系統(tǒng)的一部分的視圖，其中離子束沿改變路徑行進。

圖3c是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的離子注入系統(tǒng)的一部分的另一視圖，其中離子束沿改變路徑行進。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的分辨孔徑組件的側(cè)視圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個方面調(diào)整注入角度的方法的流程圖。

具體實施方式

現(xiàn)在將參考附圖來描述本發(fā)明，其中所有附圖中的類似的附圖標記用于表示類似元件，并且圖中所示的結(jié)構(gòu)不必按比例繪制。

本發(fā)明的方面促進使用質(zhì)量分析器來執(zhí)行角度校正/調(diào)整以及質(zhì)量分析的離子注入。結(jié)果，可以對注入角度進行角度校正，而不需要沿束線的附加部件。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的示例離子注入系統(tǒng)110。系統(tǒng)110僅用于解釋的目的，并且應(yīng)理解的是，本發(fā)明的方面并不限于所描述的離子注入系統(tǒng)，并且也可以使用具有各種配置的其它合適離子注入系統(tǒng)。

系統(tǒng)110具有端子112、束線組件114和端臺(endstation)116。終端112包括由高壓電源122供電的離子源120，離子源產(chǎn)生離子束124并將離子束124引導(dǎo)至束線組件104。離子源120產(chǎn)生帶電離子，帶電離子被提取并形成為離子束124，離子束124沿束線組件114中的束路徑引導(dǎo)至端臺116。

為產(chǎn)生離子，要被離子化的摻雜劑材料的氣體(未示出)位于離子源120的產(chǎn)生腔室121內(nèi)。例如，可以例如將摻雜劑氣體從氣體源(未示出)饋送至腔室121中。除電源122之外，還將理解的是，任何數(shù)量的合適機制(其均未示出)可用于激勵離子產(chǎn)生腔室121內(nèi)的自由電子，例如rf或微波激勵源、電子束注入源、電磁源和/或可以在腔室內(nèi)產(chǎn)生弧形放電的陰極。激勵的電子與摻雜劑氣體分子碰撞，并因此產(chǎn)生離子。典型地，產(chǎn)生了正離子，但是本文中的公開適用的系統(tǒng)中也會產(chǎn)生負離子。

在該示例中，離子由離子提取組件123經(jīng)由腔室121中的狹縫118可控地提取。離子提取組件123包括多個提取和/或抑制電極125。例如，提取組件123可以包括分離的提取電源(未示出)，用于偏置提取和/或抑制電極125以使來自產(chǎn)生腔室121的離子加速。可以理解的是，因為離子束124包括帶同種電的粒子，束可以具有徑向朝外鼓脹或擴張的傾向，原因在于帶同種電的粒子彼此排斥。還應(yīng)理解的是，束鼓脹在低能量、高電流(高導(dǎo)流系數(shù))束中加劇，其中許多帶同種電的粒子(例如，高電流)在相同的方向上相對緩慢地移動(例如，低能量)，使得在粒子中有大量的斥力，但幾乎沒有可以保持粒子在束路徑的方向上移動的粒子動量。因此，提取組件123通常被配置為使得束在高能量下被提取，從而，束不會鼓脹(例如，粒子具有足夠動量以克服能夠?qū)е率拿浀某饬?。此外，在該示例中，束124通常在整個系統(tǒng)中以相對高的能量傳送并在工件130之前降低能量以促進束包容(containment)。

束線組件114具有束導(dǎo)132、質(zhì)量分析器126、掃描系統(tǒng)135和平行器139。質(zhì)量分析器126對離子束124執(zhí)行質(zhì)量分析和角度校正/調(diào)整。在該示例中，質(zhì)量分析器126形成于約九十度角處并包括用于在其中建立(偶極子)磁場的一個或多個磁體(未示出)。隨著束124進入質(zhì)量分析器126，其被磁場相應(yīng)地彎折，使得具有不適當電荷質(zhì)量比的離子被拒絕。更具體地，具有太大或太小電荷質(zhì)量比的離子被偏轉(zhuǎn)至質(zhì)量分析器126的側(cè)壁127上。通過這種方式，質(zhì)量分析器126僅允許束124中具有期望電荷質(zhì)量比的離子從中通過并經(jīng)由孔徑組件133的分辨孔徑134離開。

質(zhì)量分析器126可以通過控制或調(diào)整磁性偶極場的振幅對離子束124執(zhí)行角度校正。該磁場調(diào)整導(dǎo)致具有期望的/選擇的電荷質(zhì)量比的所選離子沿不同的或改變路徑行進。結(jié)果，可以根據(jù)改變的路徑來調(diào)整分辨孔徑134。在一個示例中，孔徑組件133可以在x方向附近移動，以適應(yīng)通過孔徑134的改變的路徑。在另一示例中，對孔徑134進行成形，以適應(yīng)改變路徑的所選擇的范圍。質(zhì)量分析器126和分辨孔徑134可以允許磁場和得到的改變路徑中的變化，同時保持系統(tǒng)110的合適質(zhì)量分辨率。下面提供合適的質(zhì)量分析器和分辨孔徑系統(tǒng)的更詳細示例。

應(yīng)理解的是，與系統(tǒng)110中的其它粒子產(chǎn)生離子束碰撞會使束完整性劣化。因此，可以包括一個或多個泵(未示出)，以至少排空所述束導(dǎo)132和質(zhì)量分析器126。

所示示例中的掃描系統(tǒng)135包括磁性掃描元件136以及聚焦和/或?qū)蛟?38。各電源149、150與掃描元件136以及聚焦和導(dǎo)向元件138可操作地耦接，并更具體地與位于其中的各電磁體片136a、136b以及電極138a、138b耦接。聚焦和導(dǎo)向元件138接收具有相對狹窄輪廓(例如，圖中所示系統(tǒng)110中的“筆狀”束)的經(jīng)質(zhì)量分析的離子束124。由電源150施加至板138a與138b的電壓操作為將束聚焦及導(dǎo)向至掃描元件136的掃描頂點151。在該示例中，由電源149(理論上其可和150為相同的電源)施加至電磁體136a與136b的電壓波形然后前后來回掃描束124。將理解的是，掃描頂點151可以被定義為光學(xué)路徑中在已經(jīng)由掃描元件136掃描之后表現(xiàn)為發(fā)出束的每一個小束或被掃描部分的點。

被掃描的束124然后通過平行器/校正器139，在所示的示例中，其包括兩個偶極子磁體139a、139b。偶極子實質(zhì)上為梯形并被定向為彼此鏡像，以使束124彎折成基本上s形。換言之，偶極子具有相同的角度和半徑以及相反的曲率方向。

平行器/校正器139使被掃描的束124改變其路徑，從而束124與軸平行地行進，而不必考慮掃描角度。結(jié)果，注入角度在工件130上相對均勻。在一個示例中，一個或多個平行器139還充當偏轉(zhuǎn)組件，使得在平行器上游產(chǎn)生的中性粒子不遵循額定路徑，并因此具有較小的可能性到達端臺116和工件130。

在該示例中，一個或多個減速級157位于平行部件139的下游。直至系統(tǒng)110中的該點，束124一般以相對較高的能量電平傳輸，以減少束鼓脹的傾向，束鼓脹的傾向在束密度提高時(例如在掃描頂點151處)特別高。減速級157包括一個或多個電極157a、157b，它們可操作以使束124減速。電極157通常束行進通過的孔徑，可被描繪為圖1中那樣的直線。

然而，將理解的是，在示例性離子提取組件123、掃描元件136、聚焦和導(dǎo)向元件138以及減速級157中雖然分別解釋兩個電極125a與125b、136a與136b、138a與138b以及157a與157b，這些元件123、136、138以及157可以包括任何合適數(shù)量的電極，其被布置為并被偏壓為用于使離子加速和/或減速，以及聚焦、彎折、偏轉(zhuǎn)、收斂、發(fā)散、掃描、平行化和/或凈化離子束124，例如在rathmell等人的美國專利no.6,777,696中所提供的，本文通過引用的方式將其全部并入。

附加地，聚焦和導(dǎo)向元件138可以包括靜電偏轉(zhuǎn)板(例如，一對或多對靜電偏轉(zhuǎn)板)以及einzel透鏡、四極和/或其它用于聚焦離子束的聚焦元件。因此，平行器139還連同減速透鏡一起充當偏轉(zhuǎn)器，以減少能量污染。應(yīng)理解的是，也可以在附加方向上實現(xiàn)附加的偏轉(zhuǎn)濾波器。例如，圖1中的減速級157使束在y方向上偏轉(zhuǎn)以提高注入的能量純度。

此外，偏轉(zhuǎn)減速元件160被提供并配置為在質(zhì)量分析器126的下游提供離子束124的可選擇減速，以選擇性地提供后減速操作模式和漂移操作模式。例如，在后減速模式中，提供后減速電極157a、157b，以在質(zhì)量分析器126之后選擇性地降低離子束124的能量。在漂移模式中，不在質(zhì)量分析器126之后改變離子束124的能量。

然后，端臺116接收指向工件130的離子束124。應(yīng)理解的是，在注入器110中可以使用不同類型的端臺116。例如，“批量”類型的端臺可以在旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)上同時支撐多個工件130，其中將工件130旋轉(zhuǎn)通過離子束的路徑，直到所有工件130都被完全注入為止。另一方面，“順序”類型的端臺則沿束路徑支撐要注入的單工件130，其中以每次一個的順序方式注入多個工件130，在完全注入每一個工件130之后才開始注入下一個工件130。在混合系統(tǒng)中，當束在第二方向(x或快速掃描)方向上掃描時，工件130可以機械方式在第一方向(y或慢速掃描)方向上平移，以將束124傳送至整個工件130上。

在所示示例中的端臺116是“順序”類型的端臺，其沿束路徑支撐單工件130，以進行注入。在端臺116中靠近工件位置處包括劑量測定(dosimetry)系統(tǒng)152，用于在注入操作之前進行校準測量。在校準期間，束124通過劑量測定系統(tǒng)152。劑量測定系統(tǒng)152包括一個或多個輪廓儀156，它們可以連續(xù)性地橫穿輪廓儀路徑158，由此測量被掃描束的輪廓。

在該示例中，輪廓儀156可以包括例如測量被掃描束的電流密度的電流密度傳感器(例如，法拉第杯)，其中電流密度是注入角度(例如，束與工件的機械表面之間的相對朝向和/或束與工件的晶體晶格結(jié)構(gòu)之間的相對朝向)的函數(shù)。電流密度傳感器以相對于被掃描束大體正交的方式移動，并因此通常橫穿帶狀束的寬度。在一個示例中，劑量測定系統(tǒng)測量束密度分布和角度分布。

控制系統(tǒng)154被呈現(xiàn)為可以對離子源120、質(zhì)量分析器127、孔徑組件133、磁掃描儀136、平行器139以及劑量測定系統(tǒng)152進行控制、通信和/或調(diào)整?？刂葡到y(tǒng)154可以包括計算機、微處理器等，并可以操作用于測量束特征的值并對參數(shù)進行相應(yīng)調(diào)整?？刂葡到y(tǒng)154與產(chǎn)生離子束的終端112以及束線組件114的質(zhì)量分析器126、掃描元件136(例如，經(jīng)由電源149)、聚焦和導(dǎo)向元件138(例如，經(jīng)由電源150)、平行器139以及減速級157耦接。因此，任何這些元件都可以由控制系統(tǒng)154來調(diào)整，以促進期望的離子注入。例如，束的能量電平可以被適應(yīng)為：通過調(diào)整施加至離子提取組件123中的電極以及減速級157中的電極的偏壓來調(diào)整結(jié)深度。

可以通過例如調(diào)節(jié)流經(jīng)其場繞組的電流量來調(diào)節(jié)束的電荷質(zhì)量比來調(diào)整在質(zhì)量分析器126中所產(chǎn)生的磁場的強度與朝向?？梢酝ㄟ^協(xié)同孔徑組件133來調(diào)整在質(zhì)量分析器126中所產(chǎn)生的磁場的強度或振幅來控制注入的角度?？刂葡到y(tǒng)154可以根據(jù)(例如在該示例中來自輪廓儀156的)測量數(shù)據(jù)來調(diào)整質(zhì)量分析器126的磁場和分辨孔徑134的位置?？刂葡到y(tǒng)154可以經(jīng)由附加的測量數(shù)據(jù)來驗證調(diào)整，并且如果必要的話經(jīng)由質(zhì)量分析器126和分辨孔徑134來執(zhí)行進一步調(diào)整。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的離子注入系統(tǒng)200的示意圖，其使用質(zhì)量分析器來進行質(zhì)量分析及角度校正。系統(tǒng)200僅被提供作為示例，應(yīng)理解的是，在本發(fā)明的備選方面中可以使用其它變形和配置。

系統(tǒng)200包括產(chǎn)生離子束204的離子源202、質(zhì)量分析器206、分辨組件210、致動器214、控制系統(tǒng)216和角度測量系統(tǒng)218。離子源202可以是基于弧光的源、基于rf的源、基于電子槍的源等，并沿束路徑產(chǎn)生具有用于注入的所選擇的摻雜劑或離子種類的離子束204。離子源202向離子束204提供初始能量和電流。

質(zhì)量分析器206位于離子源202下游，并對離子束204執(zhí)行質(zhì)量分析和角度校正。質(zhì)量分析器206產(chǎn)生磁場，所述磁場使具有所選擇的電荷質(zhì)量比的粒子/離子沿期望路徑行進。磁場還可以被調(diào)整為適應(yīng)角度校正，以將期望路徑改變?yōu)楫a(chǎn)生角度校正或調(diào)整。

盡管圖中未示出，四極透鏡或其它聚焦機制可以位于質(zhì)量分析器206的下游，以補償或減輕束鼓脹對離子束204的沖擊。

分辨組件210位于質(zhì)量分析器206的下游。分辨組件210包括分辨孔徑212，離子束204通過所述分辨孔徑212?？讖?12準許所選擇的摻雜劑/種類通過，同時防止其它粒子通過。此外，分辨組件210還可以沿位于離子束204路徑的橫向的軸線移動。這準許分辨孔徑212響應(yīng)于通過質(zhì)量分析器206的離子束的期望路徑的改變而移動。致動器214機械性地移動分辨組件210，使得分辨孔徑212與由質(zhì)量分析器206執(zhí)行的角度調(diào)整相對應(yīng)與離子束的路徑保持一致。在本發(fā)明的其它方面中，致動器214還可以選擇其它分辨組件，以適應(yīng)其它分辨率和/或其它尺寸的束。

通常，分辨孔徑212的尺寸被設(shè)計為適應(yīng)離子束204的束包絡(luò)。然而，在備選方面中，分辨孔徑212的尺寸可以被設(shè)計為適應(yīng)穿過可能束路徑范圍的束包絡(luò)。

控制系統(tǒng)216負責(zé)在離子注入期間控制并啟動角度調(diào)整以及控制質(zhì)量分析?？刂葡到y(tǒng)216與質(zhì)量分析器206和致動器214耦接，并控制這兩個部件。另一個部件，即角度測量系統(tǒng)218，測量離子束的入射角值并確定所需的調(diào)整角度。角度測量系統(tǒng)218可以使用法拉第杯或其它合適測量器件來獲得測量的入射角值。此外，角度測量系統(tǒng)218可以導(dǎo)出或測量離子束204的平均入射角值。然后，角度測量系統(tǒng)218基于測量的或?qū)С龅娜肷浣侵狄约捌谕幕蜻x擇的入射角值，將調(diào)整角度或校正值提供給控制系統(tǒng)216。

初始地，控制系統(tǒng)216以額定或基本角度值(例如，零)以及所選擇的電荷質(zhì)量比來設(shè)置質(zhì)量分析器206的磁場。此外，控制系統(tǒng)216設(shè)置分辨孔徑212的初始位置，以符合與基本角度值相關(guān)聯(lián)的額定路徑220。在注入期間，可以從角度測量系統(tǒng)218處接收非零調(diào)整角度?？刂葡到y(tǒng)216基于調(diào)整角度來調(diào)整質(zhì)量分析器的磁場，使得具有所選擇的電荷質(zhì)量比的所選種類沿與調(diào)整角度相對應(yīng)的改變路徑行進。此外，控制系統(tǒng)216還根據(jù)改變路徑經(jīng)由致動器214來調(diào)整分辨孔徑212的定位。此后，角度測量系統(tǒng)218提供附加的調(diào)整角度，以用于對注入角度進一步調(diào)整。

圖3a至3c是根據(jù)本發(fā)明的一方面的示出了改變的路徑和角度調(diào)整的離子注入的一部分的視圖。視圖用于說明性目的并作為示例，以有助于對本發(fā)明的理解。

圖3a是根據(jù)本發(fā)明的一方面的離子注入系統(tǒng)的一部分的視圖301，其中離子束沿基本或額定路徑320行進。

質(zhì)量分析器306位于離子源(未示出)的下游，并對離子束執(zhí)行質(zhì)量分析和角度校正。質(zhì)量分析器306產(chǎn)生磁場，所述磁場使具有所選擇的電荷質(zhì)量比的粒子/離子沿期望路徑行進。磁場還可以被調(diào)整為適應(yīng)角度校正，以將期望路徑改變?yōu)楫a(chǎn)生角度校正或調(diào)整。在該示例中，離子束沿與選擇的電荷質(zhì)量比及額定或零角度調(diào)整相關(guān)聯(lián)的基本或額定路徑320行進。聚焦機制(未示出)可以被布置在質(zhì)量分析器306的下游，以補償或減輕束鼓脹對離子束304的沖擊。

分辨組件310位于透鏡308的下游。分辨組件310包括分辨孔徑312，離子束304通過所述分辨孔徑212?？讖?12準許所選擇的摻雜劑/種類通過，同時防止其它粒子通過。此外，分辨組件310還可以沿位于離子束路徑橫向的軸線移動。

針對額定路徑320，分辨組件310位于額定位置，使得離子束可以通過分辨孔徑312，同時阻斷其它粒子通過。

圖3b是根據(jù)本發(fā)明的一方面的離子注入系統(tǒng)的一部分的視圖302，其中離子束沿改變路徑322行進。

質(zhì)量分析器306產(chǎn)生與圖3a中所示及所述的磁場不同的磁場，以改變離子束的路徑。在一個示例中，質(zhì)量分析器306提高所產(chǎn)生的磁場的強度。結(jié)果，離子束沿改變路徑322行進，而不是沿額定路徑320行進。改變路徑322與第一角度調(diào)整或偏移相對應(yīng)。改變路徑322通過透鏡308并朝向分辨組件310。例如，在視圖302中，分辨組件310是在正向方向上移動，使得分辨孔徑312準許離子束沿改變路徑322通過分辨孔徑312。類似地，圖3c是根據(jù)本發(fā)明的一方面的離子注入系統(tǒng)的一部分的另一視圖303，其中離子束沿改變路徑324行進。

同樣，質(zhì)量分析器306產(chǎn)生與圖3a和圖3b中所示及所述的磁場不同的磁場，以改變離子束的路徑。在一個示例中，質(zhì)量分析器306降低所產(chǎn)生的磁場的強度。結(jié)果，離子束沿改變路徑324行進，而不是沿額定路徑320行進。改變路徑324與第二角度調(diào)整或偏移相對應(yīng)。改變路徑324通過透鏡308并朝向分辨組件310。在該示例中，分辨組件310位于負向上，使得分辨孔徑312準許離子束沿改變路徑324通過分辨孔徑312，同時阻斷非選擇的種類和不必要的粒子。

如上面所述，分辨孔徑組件包括離子束行進所通過的分辨孔徑。分辨孔徑的形狀和尺寸通常依賴于質(zhì)量分辨率和期望離子束(也被稱為束包絡(luò))的尺寸和形狀。較大的分辨孔徑產(chǎn)生較低的束分辨率，原因在于有較多不必要的粒子和離子通過這種孔徑。類似地，較小的分辨孔徑產(chǎn)生較大的束分辨率，原因在于有較少不必要的粒子和離子通過這種孔徑。然而，較高的分辨率也能夠防止選擇或期望的種類中較多的種類通過分辨孔徑，由此導(dǎo)致不期望的束電流損耗。因此，通常根據(jù)期望的質(zhì)量分辨率和束包絡(luò)來設(shè)計分辨孔徑的尺寸。

此外，本發(fā)明的分辨孔徑還可以被設(shè)計為適應(yīng)與可能角度相對應(yīng)調(diào)整范圍的各種束路徑。上面的圖3a至3c描繪一些可能不同路徑的一些示例。分辨孔徑的尺寸可以被適當?shù)卦O(shè)計為適應(yīng)這些不同的束路徑。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的分辨孔徑部件400的側(cè)視圖。視圖僅被提供作為示例，而不意圖限制本發(fā)明。在該示例中，組件400可以包括可移除的板，該可移除的板可以改變所使用的分辨孔徑。此外，在該示例中，組件400還可以使用不同形狀的束和/或不同的質(zhì)量分辨率操作。因此，不同尺寸的束都可以在這些系統(tǒng)內(nèi)使用，并可以使用不同的板來適應(yīng)不同的束包絡(luò)。此外，可以使用不同的板以適應(yīng)各種分辨率和角度調(diào)整范圍。

在圖4中，組件400包括保持分辨板404的臂402。分辨板404包括多個分辨孔徑406、408、410，它們具有選擇的尺寸和形狀，選擇的尺寸和形狀可以與選擇的束包絡(luò)、選擇的分辨率和/或角度調(diào)整范圍相對應(yīng)。

第一孔徑406具有與束包絡(luò)、選擇的分辨率和/或角度調(diào)整范圍相對應(yīng)的選擇的尺寸和形狀。在該示例中，第一孔徑406在y方向上的尺寸(例如，高度)足夠大，以不阻擋離子束在y方向上的通行，然而在x方向上，第一孔徑的尺寸(例如，寬度)相對較小。因此，例如，第一孔徑406可以適應(yīng)x方向上的尺寸或?qū)挾认鄬^小的離子束。

第二孔徑408具有與第二束包絡(luò)、第二選擇的分辨率和/或第二角度調(diào)整范圍相對應(yīng)的第二選擇的尺寸和形狀。作為示例，第二孔徑408可以適應(yīng)中等寬度的離子束。

第三孔徑410具有與第三束包絡(luò)、第三選擇的分辨率和/或第三角度調(diào)整范圍相對應(yīng)的第三選擇的尺寸和形狀。作為示例，第三孔徑可以適應(yīng)相對寬的離子束。

應(yīng)注意的是，雖然以類似的方式描繪孔徑406、408、410的y方向用于解釋的目的，然而本發(fā)明的方面也可以包括y方向上的變化。此外，本發(fā)明的方面還包括在單個板上更多或更少的孔徑。

在操作期間，組件400被定位使得孔徑之一沿離子束的路徑被定位，以移除離子束中的污染物或非選擇的材料。選擇的孔徑與選擇的束包絡(luò)和/或選擇的質(zhì)量分辨率相對應(yīng)。應(yīng)理解的是，束中的材料或一部分可以通過非選擇孔徑中的一個，但那些部分通常不被傳播至目標工件，并可以有利地被附加的孔徑阻斷。例如，盡管未示出，這種附加孔徑可以設(shè)置在期望的束路徑的中心，同時阻斷任何其它束。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的調(diào)整注入角度的方法500的流程圖。方法500可以通過校正或調(diào)整注入的角度而促進在離子注入期間穿過工件的表面的離子通量的均勻角度分布。應(yīng)理解的是，在方法500中也可以引用上面的附圖和說明。

方法500從塊502處開始，其中根據(jù)期望的種類、能量、電流等來選擇離子源的參數(shù)。離子源可以是基于弧光的離子源或基于非弧光離子源，例如基于rf的離子源或基于電子槍的離子源?？梢酝ㄟ^針對離子源選擇一種或更多種來源材料來選擇種類或多個種類。可以通過調(diào)制功率值和/或電極來選擇電流。

在塊504處根據(jù)與選擇種類相對應(yīng)的電荷質(zhì)量比以及基本或額定角度來選擇質(zhì)量分析器的參數(shù)。參數(shù)(例如，被施加至線圈繞組的電流)被設(shè)置為用于產(chǎn)生磁場，該磁場導(dǎo)致選擇的種類沿與額定角度相對應(yīng)的額定或基本路徑行進，并通過質(zhì)量分析器。

還在塊506處選擇分辨孔徑的初始定位。初始定位與基本路徑相對應(yīng)，并準許根據(jù)選擇的質(zhì)量分辨率通過。

當在塊508處開始進行離子注入時，產(chǎn)生離子束。在塊510處獲得離子束的平均入射角。在示例中，可以測量平均入射角。在另一示例中，獲得多個束角度測量，并根據(jù)其導(dǎo)出平均值。應(yīng)注意的是，可以使用其它束測量和角度值。例如，每當適用時，對通過離子注入器的光學(xué)串列(train)平均角度的計算可以考慮加速和/或減速的效應(yīng)。

在塊512處，根據(jù)選擇的注入角度和獲得的平均角度來導(dǎo)出角度調(diào)整。例如，如果選擇角度等于平均角度，則角度調(diào)整為零。在塊514處，根據(jù)角度調(diào)整來確定并應(yīng)用磁場校正和孔徑位置校正。磁場校正調(diào)整離子束的路徑，以校正離子束的角度?？讖轿恢眯Ｕ苿臃直婵讖?，使得選擇的種類通過。

應(yīng)注意的是，角度調(diào)整和/或磁場校正可能有限，以防止過度調(diào)整。同時，可以通過使用迭代校正算法來減小角度調(diào)整中的誤差。在這種實例中，合適的角度校正會花費數(shù)次通過。

在應(yīng)用磁場校正和位置校正之后，在塊516處獲得經(jīng)校正的平均注入角度。如在塊510處那樣獲得經(jīng)校正的平均注入角度。如果第二平均角度不是足夠地接近選擇的注入角度或沒有落在可接受的容限內(nèi)，如在塊518處確定的，方法返回塊510并繼續(xù)迭代，直到離子束的平均角度落在選擇角度的可接受容限內(nèi)為止。

應(yīng)理解的是，本文用以上順序來說明方法500以便于本發(fā)明的理解。應(yīng)注意的是，方法500可以根據(jù)本發(fā)明用其它合適順序來執(zhí)行。此外，在本發(fā)明的其它方面中，一些塊被省略并可以執(zhí)行其它附加功能。

盡管已經(jīng)參照一個或多個實施方式解釋以及說明過本發(fā)明，也可以在不脫離所附權(quán)利要求的精神和范圍的條件下對所解釋的示例進行改變和/或修改。具體地，關(guān)于由以上描述的元件或結(jié)構(gòu)(塊、單元、引擎、組件、器件、電路等)執(zhí)行的各種功能，除非另外指示，否則用于描述這些元件的術(shù)語(包括對“設(shè)備”的引用)意在與執(zhí)行所描述的元件的指定功能的任何元件或結(jié)構(gòu)相對應(yīng)(例如，功能上等同)，即使結(jié)構(gòu)上與本文中示出的本發(fā)明示例性實施方式中的執(zhí)行所述功能的公開結(jié)構(gòu)不等同。另外，雖然可能已經(jīng)僅針對若干實施方式中的一個實施例公開了本發(fā)明的具體特征，但是這種特征可以與其他實施例中的對于任何給定或具體應(yīng)用而言是想要的和有利的一個或多個其它特征組合。本文中所使用的術(shù)語“示例性”的旨在暗示一種示例，與最佳或優(yōu)選不同。此外，在詳細說明以及權(quán)利要求中使用到“包括”、“具有”等詞語，或其變形，這些詞語都與術(shù)語“包括”類似的方式意圖是包含式的。