离子束角度扩散控制的技术的制作方法

专利名称：离子束角度扩散控制的技术的制作方法
技术领域：
本揭示内容大体关于半导体设备，且更明确地说，关于离子束角度扩散控制 的技术。
背景技术：
离子注入是通过以受激离子直接轰击基板而将化学物质沉积至基板上的处 理。在半导体制造中，离子注入机主要用于改变目标材料的传导率的类型及电压的
掺杂处理。 一集成电路(ic)基板及其薄膜结构中的精确掺杂分布通常对适当IC
效能至关重要。为了达成一所要掺杂分布，可以不同剂量及不同能阶注入一或多种 离子物质。离子物质、剂量及能量的规格被称作离子注入配方。
图1描绘一现有技术的离子注入机系统100。如对于多数离子注入机系统而言 为典型之，系统ioo置于一高度真空的环境中。离子注入机系统100可包括一离子 源102及一离子束10穿过的一复杂连串的组件。连串组件可(例如)包含一提取 操纵器104、 一过滤器磁石106、 一加速或减速柱108、 一分析器磁石110、 一旋转 质量狭缝112、 一扫描仪114以及一修正器磁石116。与操纵一光束的一连串光学 透镜很相似，离子注入机组件可在将离子束10朝向一目标基板118引导前过滤且 聚焦离子束IO。出于说明的目的，此等组件通常被称作"光束线组件"。
在生产中，通常以一离子束扫描半导体晶圆。举例而言，如图2中所说明， 当一连串晶圆204沿线20流动且穿过带状离子束202时，带状离子束202可保持 为静止。或者，如图3中所说明，可在形成一光束路径30的两个端点308与310 之间来回扫描一点束302，同时一连串晶圆304可沿线32流过光束路径30。如下 文中所使用， 一离子束的"扫描"意指一离子束相对于一晶圆或基板表面的相对运 动。
在一传统离子注入机系统中， 一离子束通常经调谐以在一基板表面上具有一 指定入射角，且通常最小化或简单地忽略单一离子束的入射角的任何分布。然而，实际上，离子束并非总以指定角度精确地撞击一目标基板，且离子束通常具有一不
可忽略的有限角度扩散。如图4a所示， 一带状离子束400通常包括多个细光束 (beamlet) 404。归因于光束发射度及/或散度，细光束404可以不同入射角撞击 一基板表面402。因此，基板表面402暴露于离子束入射角的一固有分布中。另外， 举例而言，如图4b所示，归因于空间电荷效应，每一细光束404亦可具有入射角 的一固有分布。意即，形成细光束的离子在一平均方向上行进，但根据一类似高斯 (Gaussian)的分布围绕平均方向散开。类似地， 一典型点束亦可具有一固有角度 扩散，且归因于光束引导误差，点束可能无法以精确的指定入射角撞击其目标。
离子束入射角及固有角度扩散可引起离子注入处理中的角度变化。通常存在 三种类型的角度变化，其原因及结果分别说明于图5至图7中。
图5a及图5b说明晶圆至晶圆(或晶圆间)角度变化，其中晶圆502及504 是基于同一离子注入机系统中之同一配方进行独立处理的不同晶圆。归因于离子注 入机系统的配置中的小差异及/或光束引导误差，晶圆502可注入有一以第一角度 9入射的离子束50，而晶圆504可注入有一以第二角度e'入射的离子束52，其中
e' # e 。 e及e'是相对于晶圆表面的标称方向所测量的"角度误差"。在以下描 述中，角度误差展示为相对于晶圆表面的正入射角而进行测量的。然而， 一般而言，
此种角度误差可相对于任何预定角度进行测量。角度误差通常影响晶圆502及504 上的所有结构，且角度差异可引起装置效能的晶圆至晶圆变化。离子束50及52 亦可具有可引起两个晶圆之间的额外掺杂变化的不同固有角度扩散。
图6说明晶圆内部(或晶圆内)角度变化，其中，举例而言，归因于离子束 60内部的固有角度扩散，晶圆602的不同部分可经历不同的离子束入射角(ei、 92及03等)。或者，具有一不规则表面(例如，凹或凸表面)的一晶圆可具有 显著的晶圆内角度变化，甚至当其暴露于一完全平行的离子束(意即，具有零角度 扩散的一离子束)中时。尽管(例如)通过扫描离子束穿过晶圆而将光束电流非均 一性加以平均，但是基板的不同部分中的离子束入射角可保持为未受控制的，以使 得角度扩散局部地变窄(意即，在基板的任何部分处)，但仍随着位置的不同而变 化。对于位于同一晶圆的不同部分中的装置而言，此种晶圆内角度变化可引起显著 的效能变化。
图7说明装置电压的角度变化。如图所示，具有或并不具有一角度误差的第
一离子束70及第二离子束72可引起渠沟702或凸台704査看到入射角的分布。结 果，渠沟702的底部可具有一与其侧壁不同的掺杂剂分布。且渠沟702的每一侧壁 可具有一与另一者不同的掺杂剂分布。类似地，凸台704 —侧的掺杂可较重于一相
对侧的掺杂。对于某些应用而言，此种不对称掺杂剂分布可能为不可接受的。
若并未在注入及掺杂处理中适当控制离子束入射角及/或角度扩散，则上述角
度变化可引起若干问题。
在具有不规则表面布局的一基板中需要均一掺杂剂分布的"保形掺杂"的情
况下可出现一此种问题。保形掺杂的现有方法开始于在基板表面上沉积一含掺杂剂 的薄膜。接着，要求一些诸如热扩散之后注入处理将掺杂剂驱动至基板。为了达成 均一掺杂剂分布，现有方法通常聚焦于改良热驱动处理中的均一性。由于此等方法 依赖于热扩散，因此此等方法受限于处理序列中的每一掺杂步骤的热预算约束。
图8a及图8b说明可由离子束角度变化引起的另一问题。图8a描绘一具有零 角度误差及小角度扩散的离子束80。离子束80用以掺杂一基板表面802，其的一 部分由一具有垂直侧壁的结构804 (例如， 一闸堆栈)遮蔽。由于离子束80与侧 壁对准，所以结构804的任一侧上的所得掺杂剂分布82及84是对称的。然而，若 离子束80具有一如图8b所示的小角度误差，则来自结构804的遮蔽效应引起所得 掺杂剂分布86及88高度不对称，以使得遮蔽侧变得无用的。
注意，结构804可为基板802中的装置中的仅仅一者，其布局使其对离子束 角度变化(例如，光束引导误差及角度扩散)敏感。若并未适当控制离子束80的 角度误差及/或角度扩散，则穿过基板802的不同部分或穿过不同晶圆可查看到类 似但有所变化的效应。由于装置特征尺寸持续变小，因此若不加以控制，则装置电 压、晶圆电压及晶圆至晶圆角度变化可引起更大效能变化及其它有害效应。
离子束角度变化亦可引起离子注入机系统中的处理反复性问题。如上所述， 未受控制的离子束入射角及角度扩散可引起在同一注入机中加以处理的不同晶圆 间的显著效能变化。配置一离子注入机系统的现有方法已聚焦于注入剂量的反复 性。就离子束入射角而言，现有方法仅受限于平均入射角的修正。并无已知方法设 法达成相对于离子束入射角以及注入剂量的正确处理反复性。
鉴于上述内容，需要提供一克服上述不足及缺点的离子束注入控制的解决方案。

发明内容
本发明揭示一种离子束角度扩散控制的技术。在一特定例示性实施例中，技 术可实现为离子束角度扩散控制的方法。方法可包括将一或多个离子束以两个或两 个以上不同入射角导向一基板表面处，藉此使基板表面暴露于离子束入射角的一受 控扩散中。
根据此特定例示性实施例的其它态样，可通过以一变化磁场偏转一或多个离 子束中的至少一者而引入两个或两个以上入射角。或者，可通过以一变化静电场偏 转一或多个离子束中的至少一者而引入两个或两个以上入射角。或者，可通过将基 板平面相对于一或多个离子束中的至少一者倾斜至两个或两个以上不同角度而引 入两个或两个以上入射角。
根据此特定例示性实施例的进一步态样，方法可更包括将基板表面旋转至一 或多个预定定向。
根据此特定例示性实施例的额外态样，在基板表面的一或多个扫描期间可引 入两个或两个以上不同入射角。两个或两个以上不同入射角可包括实质上连续的离 子束入射角。或者，两个或两个以上不同入射角可包括增量地改变的离子束入射角。
根据此特定例示性实施例的另一态样，方法可包括以第一速率穿过基板表面 而扫描一离子束以及以一实质上快于第一速率的第二速率改变一与离子束相关联 的入射角。
根据此特定例示性实施例的又一态样，方法可包括穿过基板表面而同时扫描 两个或两个以上离子束，其中两个或两个以上离子束中的每一者以一预定入射角撞 击基板表面。
在另一特定例示性实施例中，技术可通过实施于用以传输指令的一计算机程 序的至少一个载波中的至少一个信号而实现，指令的一计算机程序经组态以可通过 至少一个处理器读取以便指令至少一个处理器执行一用以执行上文所引用的方法 的计算机处理。
在又一特定例示性实施例中，技术可通过用以存储指令的一计算机程序的至 少一个处理器可读载体而实现，指令的一计算机程序经组态以可通过至少一个处理 器读取以便指令至少一个处理器执行一用以执行上文所引用的方法的计算机处理。
在另一特定例示性实施例中，技术可通过离子束角度扩散控制的一系统而实 现。系统可包括用于将一或多个离子束以两个或两个以上不同入射角导向一基板表 面处的构件，藉此使基板表面暴露于离子束入射角的一受控扩散中。
现将参看如附图所示的本发明的例示性实施例更详细描述本揭示内容。尽管 下文参看例示性实施例描述本揭示内容，但应了解，本揭示内容并不限制于此。可 使用本文的教示的一般熟习此技艺者应认识到属于本文所述的本揭示内容的范畴 的额外实施、修改、实施例以及使用的其它领域，且本揭示内容相对于此等额外实 施、修改、实施例以及使用的其它领域可具有显著效用。


为了有助于更全面了解本揭示内容，现参考附图，其中相同组件参考为相同 数字。此等图式不应理解为限制本揭示内容，而是仅意欲为例示性的。 图1为说明一现有技术的离子注入机系统的图。 图2说明用以扫描具有一带状离子束的晶圆的现有技术方法。 图3说明用以扫描具有一点束的晶圆的现有技术方法。
图4a及图4b说明带状光束及细光束的固有角度扩散。
图5a及图5b说明例示性晶圆至晶圆角度变化。
图6说明例示性晶圆内角度变化。
图7说明例示性装置电压角度变化。
图8a及图8b说明离子束角度变化所引起的遮蔽效应。
图9说明根据本揭示内容的一实施例的离子束角度扩散控制的例示性方法。
图10说明根据本揭示内容的一实施例的一受控离子束角度扩散的例示性效应。
图11说明根据本揭示内容的一实施例的一用以控制离子束入射角的例示性方法。
图12a至图12c说明根据本揭示内容的一实施例的用以控制离子束入射角的 另一例示性方法。
图13说明根据本揭示内容的一实施例的用于进阶应用的离子束角度扩散控制 的例示性方法。
图14说明根据本揭示内容的一实施例的离子束入射角与一基板内的投射离子 范围之间的例示性关系。
图15说明根据本揭示内容的一实施例的通过一受控离子束角度-能量分布及
角度-剂量分布掺杂一渠沟结构的例示性方法。
图16为说明根据本揭示内容的一实施例的离子束角度处理控制的例示性方法 的流程图。
图17为说明根据本揭示内容的一实施例的离子束角度扩散控制及/或处理控
制的例示性系统的方块图。
图18说明根据本揭示内容的一实施例的以多个离子束掺杂一渠沟结构的例示
性方法。
图19说明根据本揭示内容的一实施例的离子束角度扩散对装置效能的影响。
具体实施例方式
为了减少或克服现有离子注入机系统中的上文所识别及其它不足，离子束入 射角的受控扩散可引入至或保持于离子注入处理中，或者可基于具体应用在其它方 面控制离子束角度变化。根据本揭示内容的实施例，可使一或多个离子束以两个或 两个以上不同入射角撞击一基板表面，藉此使基板表面暴露于离子束入射角的一受 控扩散中。如下文所使用，"角度扩散"意指可由一基板表面的一部分(例如，一 或多个装置或结构)、单一晶圆或多个晶圆查看出的离子束入射角的分布。
图9说明根据本揭示内容的一实施例的离子束角度扩散控制的方法。可以一 如波形902所说明的具有一小角度误差(或平均入射角)-①及一预定角度扩散的 第一离子束92扫描基板表面。可以一如波形904所说明的具有一小角度误差(或 平均入射角)+4>及一预定角度扩散的第二离子束94扫描基板表面。通过出于说 明的目的绘制为独立离子束，第一离子束92及第二离子束94可表示同一离子束的 两个状态。意即，可以单一离子束或多个离子束且在单一扫描信道或多个扫描信道 中达成具有两个入射角的基板表面扫描。举例而言，可使单一离子束多次扫描基板 表面，其中可在每一扫描信道后在入射角-①与+巾间切换子束入射角。或者，单
一离子束可仅在一个扫描信道中扫描基板表面。在单一扫描信道期间，光束角度可 以实质上快于扫描速度的频率在入射角-O与+4>之间交替，以使得其仿真以具有
两个不同入射角的两个离子束同时扫描基板表面。在另一实施例中，分别保持为两 个入射角-①与+4>的两个独立离子束可用以扫描基板表面。
第一离子束92与第二离子束94的组合效应可等效于一如波形906所说明的 具有一较小平均入射角及/或一较广角度扩散的离子束96的效应。意即，已经受两
个入射角的基板表面可合计为经历一减小的角度误差及/或一较大、较受控制的角 度扩散。尽管图9仅说明两个离子束，但应注意，多个离子束可用以达成一所要角
度扩散。
一较大角度扩散的一个优点可参见图10，其说明与图8a及图8b所示的相同 基板表面802及结构804。图10中的一离子束100可具有如图8b中的离子束80 相同的小角度误差。唯一的差异可能在于，离子束100具有一较大于离子束80的 角度扩散。如角度分布1002及1004所说明，较大角度扩散减小了遮蔽效应(由于 角分布的一较大部分现在可用于注入)，且因此使所得掺杂剂分布较为对称。较大、 较受控制的角度扩散的结果为，围绕结构804的区域的掺杂处理已变得对角度误差 或光束引导误差较少敏感。
一较大角度扩散的另一优点说明于图19中，其中基于具有不同入射角及角度 扩散的离子束对所得的装置效能的效应将离子束相比较。图19中所比较的效能参 数为一晶体管装置的源极-漏极电流偏斜，其中晶体管装置的源极及漏极区域注入 有具有不同光束角度条件的离子束。源极-漏极电流偏斜界定为由两个电流的平均 值所除的源极至漏极电流与漏极至源极电流之间的差。曲线1902展示具有零角度 扩散的离子束所产生的电流偏斜值。曲线1904展示具有2度的角度扩散的离子束 所产生的电流偏斜值。曲线1906展示具有5度的角度扩散的离子束所产生的电流 偏斜值。曲线1908展示具有IO度的角度扩散的离子束所产生的电流偏斜值。此等 曲线展示出两个值得注意的趋势(1)电流偏斜随着角度误差单调增大；以及(2) 对于每一给定角度误差，当装置电压角度扩散增大时，电流偏斜降低。意即， 一较 大角度扩散可有助于遮蔽光束角度误差的效应。
受控角度扩散亦可改良晶圆内及晶圆间注入均一性。举例而言，对于一高度 不规则的基板表面的保形掺杂，较大、较受控制的角度扩散可在基板表面上的非平 坦结构中产生掺杂剂的一较均匀分布。
若干技术可用以控制且变化离子束入射角。根据一方法，可通过光束路径中
的一或多个光束线组件将离子束偏转至所要角度。可通过改变一或多个静电场、或 一或多个磁场，或其的一组合而达成离子束的偏转。
图11说明一具有多个光束线组件的例示性离子注入机系统1100。 一离子源
1104可通过一电源1102而固持于一所要注入电位。当一提取操纵器1106自离子 源牵引离子时，可产生一离子束ll。离子束11可通过一90。分析器磁石1108加 以纯化。离子束11可随后穿过一第一抑制台1110及一第一减速器台1112，且可 通过一7(T修正器磁石1114而成形。最终，离子束11可在撞击一固持于地面电 位的基板1120之前穿过一第二抑制台1116及一第二减速器台1118。与提取操纵 器1106或光束线操纵器(例如，第一抑制台1110)相关联的静电场可经变化以修 整离子束角度。若离子注入机系统1100装备有静电扫描仪板(图ll中未图标)， 则扫描仪板的形状或几何结构可经变化以达成不同离子束角度。
或者，在70°修正器磁石1114内部的磁场可经变化以使离子束11偏转于其 的标称入射角。举例而言， 一随时间变化的电流可提供至修正器磁石1114内部的 多磁极(未图标)，以便控制改变带状光束的不同部分处的入射角的局部磁场。类 似地，成形修正器磁石1114内部的磁场的一或多个钢条(未图标)的位置可经改 变以控制离子束角度。
根据本揭示内容的实施例，可连续或增量地改变离子束入射角。举例而言， 若修正器磁石1114用以偏转离子束11，则调变磁场的电流可具有一连续波形或一 具有阶梯式变化的波形。另外，当前波形可为缓慢变化或快速振荡。
根据另一方法，可通过将目标基板相对于入射离子束倾斜至一或多个角度而 实现所要离子束入射角。图12a至图12c说明一根据本揭示内容的一实施例的多位 置基板固持器1200。图12a为基板固持器1200的侧视图，图12b为基板固持器1200 的俯视图，且图12c为基板固持器1200上的一晶圆1202的简化透视图。基板1202 可紧固地附着至晶圆固持器1200。当基板1202处于其并未倾斜的位置时，离子束 1208可具有一至基板表面的正入射角。为了改变离子束1208的入射角，基板1202 可围绕垂直穿过纸的第一轴1204上下倾斜(如图12a所示)。举例而言，若基板 1202向上倾斜一角度e x，则离子束1208的入射角将处于相对于基板1202的正入 射角的e x。基板1202亦可围绕垂直穿过纸的第二轴1206左右倾斜(如图12b中 所示)。举例而言，若基板1202向左倾斜角度9y，则离子束1208的入射角将处
于相对于基板1202的正入射角的ey。视需要，举例而言， 一机械制动器1210可 经提供以限制基板1202的横向倾斜。根据一些实施例，参照离子束1208旋转基板 1202可能是有益的。可在部分注入后开始旋转以使得对角度变化具有一平均效应 且旋转可改良掺杂剂分布的均一性。旋转可围绕一如图12c所示的垂直于基板表面 的z轴。旋转可连续或增量地改变基板定向。举例而言，可在考虑基板1202的晶 格定向的情况下判定旋转角度。根据本揭示内容的实施例，可每次实施基板1202 的倾斜及/或旋转中之一者或可相互配合地实施倾斜及/或旋转。
控制且改变离子束入射角的一进一步方法可涉及以磁场或静电场偏转离子束 的上述方法与倾斜或旋转基板的方法的一组合。如熟习此技艺者应了解，亦可使用 根据本揭示内容的实施例的控制且改变离子束入射角的其它方式。
对于进阶应用而言，离子束剂量及能量可随不同入射角变化，以便达到所要
的角度-剂量及/或角度-能量分布。此种离子束角度-剂量及/或角度-能量分布可导 致一具有一不规则表面的基板中的精确控制的掺杂剂分布。举例而言，如此获得的
掺杂剂分布可不受热预算限制，且可结合进阶的无扩散退火处理而使用。
图13说明根据本揭示内容的一实施例的用于进阶应用的离子束角度扩散控制 的例示性方法。图13展示一具有一复杂布局的类似FinFET结构1300。为了达成 一精确控制的掺杂剂分布，结构1300可经受处于不同入射角的若干离子束状态。 举例而言，可以角度1将一具有能量1的离子束1301导向结构1300处且离子束 1301传递一离子剂量1;可以角度2将一具有能量2的离子束1302导向结构1300 处且离子束1302传递一离子剂量2;可以角度3将一具有能量3的离子束1303导 向结构1300处且离子束1303传递一离子剂量3等。可通过数学仿真及/或基于经 验数据判定每一入射角的适当离子能量及剂量。注意，尽管在图13中将离子束 1301、 1302及1303等描绘为独立离子束，但其可为单一离子束的不同表示。且不
同离子束状态可提供于单一扫描信道或多个信道中。
一受控角度-能量分布可对一具有一不规则表面的基板的保形掺杂尤其有用。 图M说明离子束入射角与投射离子范围之间的例示性关系。本文所使用的离子为 10 keV (千电子伏)、20 keV及30 keV的砷(As)离子。在10 keV离子的状况 下，当离子入射角自正入射角(意即，入射角为零)改变至掠入射角(Glancing Incidence)(意即，入射角为90° )时，可看出投射离子范围自高达130埃
(angstrom)稳步降低至低于40埃。对于20 keV及30 keV离子而言，显而易见 类似趋势。意即，当入射角增大时，离子在基板材料中的穿透性变得较差。结果， 为了确保自所有角度均匀地掺杂基板表面结构，可能需要增大较大入射角处的离子 能量。在目标为具有一垂直于基板的均一掺杂侧壁的具体状况下，掺杂剂分布均一 性可受到来自侧壁的顶部部分的归因于离子的反射及溅镀等的剂量损失的影响。可 以一较大离子束入射角(无法查看到底部)但减少的能量补偿此等剂量损失。或者， 若顶部处存在过多掺杂剂，则可注入一反掺杂物质以平衡结构侧壁中的净掺杂。
图15说明一垂直渠沟结构1500，其掺杂剂分布可得益于一受控角度-能量分 布及/或角度-剂量分布。渠沟1500的共形掺杂可要求一在侧壁表面以及渠沟底部 下的均一掾杂区域1600。意即，对于渠沟侧壁或渠沟底部而言，掺杂剂的深度及 浓度应并无不同。基于共形掺杂的要求，可估计且仿真离子束的角度-能量分布及 角度-剂量分布。可要求一对称的平均角度扩散以确保侧壁中的掺杂剂对称性。尽 管沉积掺杂剂至侧壁中可能需要一或多个大角度离子束(例如，光束1504及1506)， 但平均入射角可垂直于渠沟底部。大角度离子束可具有高于正入射光束(例如，离 子束1502)的能量的能量，以便在侧壁及渠沟底部中达成同一穿透深度。应注意， 由于晶圆的顶部表面(若未遮蔽)暴露于所有入射角的离子束中，所以与渠沟1500 的内部表面相比较，晶圆的顶部表面通常被较重度地掺杂。
不同入射角的离子剂量可以若干方式加以控制。基板的一特定部分所接收的 离子剂量可与其暴露于一扫描离子束之量成比例。因此，离子束扫描速度的改变可 在某种程度上改变有效离子剂量。加速扫描可降低离子剂量且减慢扫描可增大离子 剂量。或者，可调谐离子提取处理或者可调整光束线组件，其亦可引起离子剂量的 一所要改变。
根据本揭示内容的实施例，调适光束角度以使其适合于基板表面布局通常是 有益的。图18展示一实例，其中一离子束1802可向上倾斜一入射角e,以使得可 査看到渠沟结构1800的全部侧壁。最大入射角e i可通过渠沟的纵横比H/L而判 定。为了补偿渠沟1800的顶部与底部部分之间的前述离子剂量差，可利用与离子 束1802相比入射角较大(例如，9j)但能量较少的一或多个额外离子束(例如， 离子束1804)。在基于渠沟几何结构及离子剂量损失调适离子束角度及能量后， 渠沟的底部处以及侧壁上可达成一所要掺杂剂分布。
为了最小化自晶圆至晶圆或自配置至配置的角度变化，离子束入射角的受控 扩散可看作一可用于离子束配置及/或实时调整中的关键处理参数，以便保持处理 反复性。 一旦已判定及/或测试一所要角度扩散，则可根据所要角度扩散配置每一 随后的注入操作。
图16说明根据本揭示内容的一实施例的离子束角度处理控制的例示性方法。
在步骤1602中，可判定一当前离子束角度扩散。步骤1602可包含可个别或组合实 施的一或多个子步骤。如上所述，通过具有不同入射角及固有角度扩散的一或多个 离子束可引起离子束角度扩散。在子步骤1604中，可分别测量每一个别离子束角 度及其固有角度扩散。个别光束角度(或组件光束角度)的效应可经合计以判定当 前离子束角度扩散。或者，在子步骤1606中，可由光束线参数的理论模型估计个 别入射角。或者，在子步骤1608中，可使用原位计量法直接测量当前离子束角度 扩散。随后在步骤1610中，可将当前角度扩散与一所要角度扩散相比较。所要角 度扩散可通过反映一现有测试的角度扩散的一组确立的处理参数而界定。若在步骤 1612中判定己达成所要角度扩散，则在步骤1614中可以所要角度扩散继续进行注 入。否则在步骤1616中，个别光束角度或角度扩散可经调整以产生所要角度扩散。 调整可涉及引入或移除一或多个个别光束角度以改变总体角度分布，且可通过在穿 过离子束的一或多个扫描期间调谐光束线组件及/或调整基板定向而达成调整。可 重复步骤1616、 1602 (包含子步骤1604、 1606及1608中之一或多者)及1610直
至已达成所要角度扩散为止。
可在一离子注入机系统的初始配置期间或在离子注入期间实质上实时地执行 图16所说明的方法步骤。在实时注入中，可确立一反馈回路以便有效地控制且保 持离子束角度扩散。
图17为说明根据本揭示内容的一实施例的离子束角度扩散控制及/或处理控 制的例示性系统1700的方块图。系统1700可包括一处理器单元1702，处理器单 元可为一微处理器、微控制器、个人计算机(PC)或任何其它处理装置。系统1700 亦可包括一光束角度控制器1706，其根据自处理器单元1702接收的指令调整离子 注入机系统1704。系统1700可更包括一测量接口 1708，经由接口 1708处理器单 元1702可接收来自离子注入机系统1704的测量数据。
在操作中，处理器单元1702可基于理论仿真或历史角度扩散数据判定一所要
离子束角度扩散。随后，处理器单元1702可指令光束角度控制器1706在离子注入 机系统1704中执行一或多个测试扫描，且可经由测量接口 1708接收离子束角度测 量。处理器单元1702可判定一当前角度扩散且识别光束角度控制器1706所采取的 调整行动以便达成所要角度扩散。随后，光束角度控制器1706可执行调整行动， 且所得测量数据可由处理器单元1702检查以便判定是否必须进一步调整。除了角 度调整之外，光束角度控制器1706亦可引起离子能量及离子剂量随入射角变化， 藉此实现如处理器单元1702所指定的所要角度-能量分布及角度-剂量分布。
此处应注意到，如上所述的根据本揭示内容的离子束角度扩散控制的技术在 某种程度上通常涉及输入数据的处理及^iJ出数据的产生。此输入数据处理及输出数 据产生可以硬件或软件实施。举例而言，可在离子注入机系统、或类似或相关电路 中使用具体电子组件以实施与如上所述的根据本揭示内容的离子束角度扩散控制 相关联的功能。或者，根据所存储的指令操作的一或多个处理器可实施与如上所述 的根据本揭示内容的离子束角度扩散控制相关联的功能。若为此种状况，则其属于 本揭示内容的范畴，意即，此等指令可存储于一或多个处理器可读载体(例如，磁 盘)上，或经由一或多个信号传输至一或多个处理器。
本揭示内容并不受限于本文所述的具体实施例的范畴D实际上，通过前述描 述及附图，一般熟习此技艺者显而易见除本文所述的彼等实施例之外的本揭示内容 的其它多种实施例及修改。因此，吾人意欲此等其它实施例及修改属于本揭示内容 的范畴。另外，尽管出于一特定目的本文已在一特定环境中的一特定实施内容中描 述本揭示内容，但一般熟习此技艺者应认识到，其的效用并不受限于此处且可出于 任何目的在任何环境中有益地实施本揭示内容。因此，下文所提出的权利要求范围 应理解为鉴于本文所述的本揭示内容的全部宽度及精神。
权利要求
1.一种用于离子束角度扩散控制的方法，包括将一或多个离子束以两个或两个以上不同入射角导向基板表面处，藉此使所述基板表面暴露于离子束入射角的受控扩散中。
2. 如权利要求1所述的用于离子束角度扩散控制的方法，其特征在于，通过以变化磁场偏转一或多个所述离子束中的至少一者而引入两个或两个以上所述入射角。
3. 如权利要求1所述的用于离子束角度扩散控制的方法，其特征在于，通过 以变化静电场偏转一或多个所述离子束中的至少一者而引入两个或两个以上所述 入射角。
4. 如权利要求1所述的用于离子束角度扩散控制的方法，其特征在于，通过 将所述基板表面相对于一或多个所述离子束中的至少一者倾斜至两个或两个以上 不同角度而引入两个或两个以上所述入射角。
5. 如权利要求1所述的用于离子束角度扩散控制的方法，其特征在于，还包 括将所述基板表面旋转至一或多个预定定向。
6. 如权利要求1所述的用于离子束角度扩散控制的方法，其特征在于，在所 述基板表面之一或多个扫描期间引入两个或两个以上不同所述入射角。
7. 如权利要求1所述的用于离子束角度扩散控制的方法，其特征在于，两个 或两个以上不同所述入射角包括实质上连续的离子束入射角。
8. 如权利要求1所述的用于离子束角度扩散控制的方法，其特征在于，两个 或两个以上不同所述入射角包括增量地改变的离子束入射角。
9. 如权利要求1所述的用于离子束角度扩散控制的方法，其特征在于，还包括以第一速率穿过所述基板表面而扫描所述离子束；以及以实质上快于所述第一速率的第二速率改变与所述离子束相关联的所述入射角。
10. 如权利要求1所述的用于离子束角度扩散控制的方法，其特征在于，还包 括穿过所述基板表面而同时扫描两个或两个以上所述离子束，其中两个或两个以上所述离子束中的每一者以预定入射角撞击所述基板表面。
11. 一种实施于至少一个载波中的信号，用以传输指令的计算机程序，所述指 令的计算机程序经组态以可通过至少一个处理器读取，以便指令至少一个所述处理 器执行用以执行如权利要求1所述的用于离子束角度扩散控制的方法的计算机处 理。
12. —种用以存储指令的计算机程序的处理器可读载体，所述指令的计算机程 序经组态以可通过至少一个处理器读取，以便指令至少一个所述处理器执行用以执 行如权利要求1所述的用于离子束角度扩散控制的方法的计算机处理。
13. —种用于离子束角度扩散控制的系统，包括用于将一或多个离子束以两个或两个以上不同入射角导向基板表面处的构 件，藉此使所述基板表面暴露于离子束入射角的受控扩散中。
14. 如权利要求13所述的用于离子束角度扩散控制的系统，其特征在于，两个或两个以上所述入射角通过以变化磁场偏转一或多个所述离子束中的至少一者 而引入。
15. 如权利要求13所述的用于离子束角度扩散控制的系统，其特征在于，两 个或两个以上所述入射角通过以变化静电场偏转一或多个所述离子束中的至少一 者而引入。
16. 如权利要求13所述的用于离子束角度扩散控制的系统，其特征在于，两 个或两个以上所述入射角通过将所述基板表面相对于一或多个所述离子束中的至 少一者倾斜至两个或两个以上不同角度而引入。
17. 如权利要求13所述的用于离子束角度扩散控制的系统，其特征在于，还 包括用于将所述基板表面旋转至一或多个预定定向的构件。
18. 如权利要求13所述的用于离子束角度扩散控制的系统，其特征在于，两 个或两个以上不同所述入射角是在所述基板表面的一或多个扫描期间引入的。
19. 如权利要求13所述的用于离子束角度扩散控制的系统，其特征在于，还包括用于以第一速率穿过所述基板表面而扫描离子束的构件；以及 用于以实质上快于所述第一速率的第二速率改变与所述离子束相关联的入射 角的构件。
20.如权利要求13所述的用于离子束角度扩散控制的系统，其特征在于，还 包括用于穿过所述基板表面而同时扫描两个或两个以上所述离子束的构件，其中两 个或两个以上所述离子束中的每一者以预定入射角撞击所述基板表面。
全文摘要
本发明揭示一种用于离子束角度扩散控制的技术。在一特定例示性实施例中，技术可实现为离子束角度扩散控制的方法。此方法可包括将一或多个离子束以两个或两个以上不同入射角导向一基板表面处，藉此使基板表面暴露于离子束入射角的一受控扩散中。
文档编号H01J37/147GK101189696SQ200680019884
公开日2008年5月28日 申请日期2006年6月7日 优先权日2005年6月7日
发明者约瑟·C·欧尔森, 阿塔尔·古普塔 申请人:瓦里安半导体设备公司