组合多极磁体及偶极扫描磁体制造技术

本发明专利技术提供一种用于离子注入系统的组合扫描与聚焦磁体。所述组合扫描与聚焦磁体包括具有高磁导率的轭圈。所述轭圈限定配置成使离子束贯穿其中的通孔。一个或多个扫描仪线圈在操作上被耦合至所述轭圈并被配置成在被电气耦合至电源供应器时产生时变、主要偶极的磁场。一个或多个聚焦线圈在操作上被耦合至所述轭圈并被配置成产生主要多极的磁场，其中，所述主要多极的磁场为静态场或时变场中之一。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】组合多极磁体及偶极扫描磁体相关申请的引用本申请请求于2014年12月26日提交、标题为“组合多极磁体及偶极扫描磁体(COMBINEDMULTIPOLEMAGNETANDDIPOLESCANNINGMAGNET)”的美国临时申请序列号62/096,968的优先权及权益，其全部内容通过引用的方式完整并入本文。
本专利技术大体上涉及离子注入系统及方法，更具体地涉及用于控制离子束的组合多极聚焦磁体及射束扫描磁体。
技术介绍
常规上，利用离子注入器将特定数量的掺杂物或杂质置于工件或半导体晶片内。在典型的离子注入系统中，掺杂物材料会被离子化并加速，在其中生成离子束。该离子束被引导至半导体晶片的表面，以将离子注入晶片内，其中，这些离子穿透晶片的表面并且在其中形成具有期望传导率的区域。例如，离子注入特别用于在半导体工件中制造晶体管。典型的离子注入器包括：离子源，用于生成离子束；束线组件，其具有质量分析设备，用于引导和/或过滤(例如质量解析)射束内的离子；以及目标腔室，其包含一个或多个待处理的晶片或工件。各种类型的离子注入器能够基于待于工件内获得的期望特征来相应注入不同的离子剂量和能量。例如，高电流的离子注入器通常用于高剂量注入，而中等电流至低电流的离子注入器则用于较低剂量的应用。这些离子的能量能够进一步改变，其中，该能量通常决定将这些离子注入工件内的深度，诸如用以控制半导体装置中的结深。一般而言，在低电流至中等电流的注入器中，离子束在其撞击工件之前具有很长的行进长度(亦称作注入器的束线)。然而，高电流的注入器通常具有极短的束线，其至少部分归因于与离子束相关联的低能量，其中，这些高电流离子束存在与较长束线失去一致性的倾向。离子束可能为静止，其中，在注入期间通过静止射束扫描工件。对工件进行这种扫描经常需要用到繁复的架构才能使工件均匀地平移通过静止离子束。其中一种选择是仅在一个方向上平移待扫描的工件或振动离子束，同时使工件沿近似垂直的方向平移。通常使用电磁体以受控制的方式修正离子束的路径。然而，这种扫描仪磁体常会在束线中占据庞大的空间。再者，在经扫描的离子束的情况下，时常更加需要聚焦离子束才能提供射束的最佳扫描。然而，因为扫描仪磁体会耗用多数束线长度，所以常规上会限制这类聚焦磁体或光学组件的实施。
技术实现思路
本专利技术借由提供一种系统、设备及方法来克服现有技术中的限制，其利用组合扫描与聚焦磁体来同时控制离子束的扫描及聚焦。据此，下文介绍
技术实现思路
的简要概述，以便对本专利技术的某些方面具有基本了解。本
技术实现思路
部分并非本专利技术的详尽综述。其既非旨在确定本专利技术的关键元件或主要元件，亦非限定本专利技术的范围。其目的在于，以简化形式呈现本专利技术的某些构思，作为下文具体实施方式的引言。在扫描式射束离子注入器和振动式笔状射束离子注入器中，可能皆希望尽量控制各个特征，以便调整离子束的形状、入射角度以及离子束的其他期望特征。扫描仪磁体虽然经常是离子注入器的束线中的显著部分，但通常并未提供任何整体静态聚焦作用。借由组合扫描仪与多极磁体(例如，四极磁体或六极磁体)或者一系列多极磁体(例如，在长形扫描仪的情况下)，能够实现大幅节省束线长度。扫描仪磁体能够根据扫描的角度来提供聚焦。也就是说，这些扫描仪磁体通常在离子束笔直穿过时不提供任何聚焦，但当离子束呈最大转弯角度或接近最大转弯角度时则提供较强的聚焦。因此，除任何静态DC分量之外，提高或降低这种随角度变化的聚焦作用同样有利，借此多极磁体具备与驱动扫描仪磁体类似的随时间变化的波形。扫描仪磁体被放置成使得离子束的束腰(例如，x方向上最窄的部分)出现在扫描的顶点处或其附近。束腰同样是本专利技术的多极磁体的优选之处，因为在与束腰垂直的方向上(例如，在y方向上)能够增加聚焦作用，而在束腰方向上却不会大幅影响射束。此外，在扫描仪后应使用校正器，该校正器会平行化束腰方向上的任何散焦作用。因此，本专利技术有利地提供组合多极磁体与偶极扫描磁体。例如，该组合磁体由多层钢叠片制成，用以减少钢轭圈中的涡流损耗。扫描仪线圈可为任何形状并可基于各种设计准则来设计。例如，图中所示的简易线圈能够缠绕在轭圈上，或者也能够实行床架式线圈(bedsteadcoil)或其他线圈。例如，线圈位于真空中或位于空气中。例如，多极线圈也能够是添加磁通补偿的类似线圈。本专利技术的其中一个附图显示嵌入偶极线圈内的帕诺夫斯基型四极(Panofsky-typequadrupole)。根据本专利技术，提供一种离子注入系统，其中，该离子注入系统包括离子源，其被配置成生成离子束。例如，所述离子源可以被配置成生成点状离子束或带状离子束。所述离子注入系统进一步包括质量分析器或质量解析磁体，其被配置成质量解析所述离子束。质量解析孔径进一步被定位于所述质量分析器的下游，其中，所述质量解析孔径被配置成过滤所述离子束中的不良粒种。根据本专利技术的一个示例性方面，组合扫描与聚焦磁体被定位于所述质量解析磁体的下游。所述组合扫描与聚焦磁体被配置成控制所述质量解析磁体下游的离子束的路径，以便扫描或振动所述离子束，同时经由多极磁体聚焦该离子束。为实现前述及有关目的，本专利技术包括下文完整描述且特别在权利要求书中所指出的特征。下文内容及附图详细阐明本专利技术的某些说明性实施方案。然而，这些实施方案仅表明采用本专利技术原理的多种不同方式中的少数几种。在结合附图考虑的情况下，由下文对本专利技术的详细描述会更清楚理解本专利技术的其他目的、优点及新颖性特征。附图说明图1是图示出根据本专利技术几方面的示例性离子注入系统的框图。图2是根据本专利技术一方面的示例性组合扫描与聚焦磁体的透视图。图3A是根据本专利技术另一方面的图2的组合扫描与聚焦磁体的示例性偶极扫描线圈的透视图。图3B是根据本专利技术另一方面的图2的组合扫描与聚焦磁体的示例性帕诺夫斯基型四极聚焦线圈的透视图。图3C是根据本专利技术另一方面的图2的组合扫描与聚焦磁体的扫描线圈与聚焦线圈的透视图。图4是根据本专利技术又一方面的另一示例性组合扫描与聚焦磁体的透视图。图5A是根据本专利技术还一方面的图4的组合扫描与聚焦磁体的轭圈的透视图。图5B是根据本专利技术又一方面的图4的组合扫描与聚焦磁体的偶极扫描线圈的透视图。图5C是根据本专利技术另一方面的图4的组合扫描与聚焦磁体的示例性帕诺夫斯基型四极聚焦线圈的透视图。图6图示出根据本专利技术的另一示例性方面的用于将离子注入工件内的示例性方法。具体实施方式本专利技术大体上针对用于将离子注入工件内的离子注入系统及方法，其中，经由组合多级和偶极扫描与聚焦磁体大体上同时磁性扫描并聚焦离子束。据此，现将参照附图对本专利技术予以阐述，其中相同的附图标记通篇可指相同的元件。应当理解，对这些方面的描述仅供说明，而不得解释为限定目的。出于解释目的，在下文中阐明若干具体细节，以便全面理解本专利技术。然而，本领域技术人员会显而易知，本专利技术可在不具备这些具体细节的情况下实施。现参照附图，图1图示出根据本专利技术的各个示例性方面的离子注入系统100。该系统100旨在说明目的，应当理解，本专利技术各方面不仅限于所述的离子注入系统，亦可采用其他适当的不同配置的离子注入系统。系统100具有终端112、束线组件114及终端站116。终端112包括由高压电源供应器122供电的离子源120，该离子源120产生离子束124并将其导向束线组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合扫描与聚焦磁体，其包括：具有高磁导率的轭圈，所述轭圈限定通孔，其被配置成使离子束贯穿其中；一个或多个扫描仪线圈，其在操作上被耦合至所述轭圈并被配置成在被电气耦合至电源供应器时产生时变、主要偶极的磁场；以及一个或多个聚焦线圈，其在操作上被耦合至所述轭圈并被配置成产生主要多极的磁场，其中，所述主要多极的磁场为静态场或时变场中之一。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.26 US 62/096,9681.一种组合扫描与聚焦磁体，其包括：具有高磁导率的轭圈，所述轭圈限定通孔，其被配置成使离子束贯穿其中；一个或多个扫描仪线圈，其在操作上被耦合至所述轭圈并被配置成在被电气耦合至电源供应器时产生时变、主要偶极的磁场；以及一个或多个聚焦线圈，其在操作上被耦合至所述轭圈并被配置成产生主要多极的磁场，其中，所述主要多极的磁场为静态场或时变场中之一。2.如权利要求1所述的组合扫描与聚焦磁体，其中，所述轭圈包括大体上矩形的钢轭圈。3.如权利要求1所述的组合扫描与聚焦磁体，其中，所述轭圈包括多个层叠的含铁片材。4.如权利要求1所述的组合扫描与聚焦磁体，进一步包括交流电源，其中，所述一个或多个扫描仪线圈和一个或多个聚焦线圈被配置成从所述交流电源接收电力。5.如权利要求1所述的组合扫描与聚焦磁体，进一步包括直流电源，其中，所述一个或多个扫描仪线圈和一个或多个聚焦线圈被配置成从所述直流电源接收电力。6.如权利要求1所述的组合扫描与聚焦磁体，其中，所述一个或多个聚焦线圈包括帕诺夫斯基型多极线圈。7.如权利要求1所述的组合扫描与聚焦磁体，其中，所述一个或多个聚焦线圈包括一个或多个床架式线圈。8.如权利要求1所述的组合扫描与聚焦磁体，其中，所述一个或多个扫描仪线圈包括一个或多个床架式线圈。9.如权利要求1所述的组合扫描与聚焦磁体，其中，聚焦磁体线圈导线中的导线被定位成消除所述聚焦磁体与所述扫描磁体之间的互感。10.如权利要求9所述的组合扫描与聚焦磁体，进一步包括与所述一个或多个聚焦线圈相关联的一个或多个辅助线圈，其中，所述一个或多个辅助线圈被定位于与所述一个或多个扫描仪线圈相关联的边缘场区域中，借以大体上消除所述一个或多个聚焦线圈与所述一个或多个扫描仪线圈之间的互感。11.如权利要求9所述的组合扫描与聚焦磁体，进一步包括可调的辅助轭圈，其中，在所述辅助轭圈上缠绕一个或多个辅助线圈，其中，所述一个或多个辅助线圈被定位于与所述一个或多个扫描仪线圈相关联的边缘场区域中，借以大体上消除所述一个或多个聚焦线圈与所述一个或多个扫描仪线圈之间的互感。12.一种离子注入系统，其包括：离子源，其配置成生成离子束；质量解析磁体，其被配置成质量解析所述离...

【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华·艾伊斯勒，
申请(专利权)人：艾克塞利斯科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US