一种离子注入方法和系统包括束中和以减轻束散，该束散在低能大电流离子束中可能是特别有问题的。束中和部件可以位于其中扩大可能发生的系统中。中和部件包括变化的激励场产生部件，其产生中和离子束的等离子体，由此减轻束散。以变化的频率和／或场强度产生激励场，以维持中和等离子体，同时减轻降低中和等离子体的作用的等离子体壳层的形成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术公开内容整体上涉及离子注入系统，且更特别地，涉及控制离子注入机中的离子束。
技术介绍
典型的离子束注入机包括用于从源材料产生带正电荷的离子的离子源。所产生的离子形成束并被沿着预定束路径弓I导至注入站。离子束注入机可以包括在离子源和注入站之间延伸的束形成成形结构。束形成成形结构保持离子束并包围细长内腔或通道，所述束在途中经过该细长内腔或通道到达注入站。当操作注入机时，该通道可以被抽成真空，以降低由于离子与残留气体分子碰撞而导致离子从预定束路径偏转的可能性。离子的质量相对于其上的电荷之比(如，荷质比)影响它由静电场或磁场轴向和侧向加速的程度。因此，可以使到达半导体晶片或其它目标的预期区域的束非常纯净，这是因为具有不希望的分子量的离子可以被偏转至离开束的位置，并且可以避免除期望材料之外的注入。选择性地分离具有希望和不希望的荷质比的离子的过程已知为质量分析。质量分析器通常采用产生偶极磁场的质量分析磁体，以在弓形通道中经由磁偏转偏转离子束中的各种离子，这将有效地分离具有不同荷质比的离子。对于浅深度离子注入，大电流、低能离子束是希望的。在这种情况中，由于带有相同电荷的离子的相互排斥，离子能量的降低使得在维持离子束的汇聚方面造成了一定的困难。大电流离子束通常包括高浓度的带相似电荷的离子，其由于相互排斥而倾向于发散。为了在低压下维持低能大电流离子束的完整性，可以产生等离子体以围绕离子束。离子束通常传播穿过弱等离子体，该弱等离子体为束与残留或背景气体的相互作用的副产物。该等离子体倾向于中和离子束的空间电荷，从而极大地消除侧向电场，否则侧向电场将使束分散。在离子注入系统中，存在对与大电流低能离子束一起使用的束限制设备和方法的需要，其可以在低压下运行，并沿着质量分析器束引导装置的长度提供均勻的束限制。
技术实现思路
下述呈现简单的
技术实现思路
，以提供对本专利技术公开内容的一些方面的基本理解。本
技术实现思路
不是详尽的概述。其目的既不是要求区别关键或重要元件，也不是界定本专利技术公开内容的范围。确切地说，其主要目的仅仅是以简化的形式呈现一个或多个想法，作为随后呈现的更详细的描述的前序。低能大电流离子束的一个公知问题是“束散(beam blowup)”现象。大电流离子束由许多非常靠近的带相同电荷的粒子构成，导致了可以推动离子沿径向方向分开的排斥力。而且，也在大电流下进行低能注入时，束散可能被加剧，其中许多带相同电荷的粒子沿相同方向相对缓慢地移动(如，低能)。在这种情况中，由于束粒子密度增加，在粒子之间存在充足的排斥力，并且另外小的动量用于保持粒子沿束路径方向继续移动。结果，低能大电流离子束通常呈现出直径的膨胀，导致了不希望的未聚焦的离子束。通过使离子束穿过中和剂(诸如包含在等离子体内部的电子云)，可以降低束散。 通过将气体暴露至激励电场，可以产生适合这种功能的等离子体。气体可以被激励成带电等离子体，使得其电子的负电荷平衡包括离子束的离子的正电荷。这种暴露产生中和等离子体，可以使束穿过该中和等离子体以降低空间电荷作用，从而减轻束散。这种方案的一个问题是，用来产生等离子体的激励场可能会产生等离子体壳层， 该等离子体壳层是其中中和电子的密度相对低的区域。因此，穿过等离子体壳层的离子束的一部分将不经历中和处理，并且将继续呈现束散。在一种实施例中，通过改变激励场的生成可以降低这种作用。该系统不是以静态强度产生激励场，而且可以以不同的强度和/或频率产生各种激励场，以维持中和等离子体的等离子体状态，同时降低等离子体壳层作用。 以这种方式，可以降低等离子体壳层的束散加剧作用。在一种实施例中，离子注入系统包括脉冲调制的等离子体发生器，其用作束中和部件以减轻束散，该束散在大电流低能束中会是特别有问题的。脉冲调制的等离子体发生器可以位于没有施加的电场的系统中的任何区域中，在该区域中可能发生扩大。脉冲调制的等离子体发生器包括用于变化地产生激励场的部件，所述激励场产生中和离子束的等离子体，由此减轻束散。可以根据为了期望的束限制而将等离子体维持在足够的水平的需要使用激励场产生部件，而同时通过在其它时间减小或关闭激励场来减轻等离子体壳层作用。为了实现前述和相关的目的，下述描述和附图详细地阐述了特定示例性的方面和实施方式。这些表示且仅表示各种方式中的几种方式，其中可以采用一个或多个方面。在结合附图进行考虑时，将从下述的详细描述明白其它方面、优点和新颖特征。附图说明图1为示出包括如本文中描述的中和部件的示例性离子注入系统的方块图。图2示出了示例性中和部件。图3a为示出激励期间中和部件中的示例性电压分布的视图。图北为示出在激励之后的“余辉(after glow) ”期间中和部件中的示例性电压分布的视图。图4和5为中和部件中的束电流和激励场的示例性图表。图6为示出在具有RF等离子体和不具有RF等离子体情况下电流对能量的图表。图7为离子注入系统中的束传输的示例性方法的方块图。具体实施例方式参考附图描述了一个或多个方面，其中相似的附图标记在全文中通常用来表示相似的元件，并且其中各种结构没有必要按比例绘制。在接下来的描述中，为了说明的目的， 对诸多具体细节进行了阐述，以提供对本专利技术公开内容的一个或多个方面的全面了解。然而，本领域技术人员应当明白，可以以较少程度的这些具体细节来实施一个或多个方面。在其它例子中，以方块图形式示出公知的结构和装置，以便于促进对一个或多个方面的描述。如上所述，在半导体制造工艺中，用带电粒子或离子对半导体晶片或工件进行注入。低能大电流束的使用对于应用于微型化部件的浅掺杂是有利的，但这种离子束会受到束散(beam blowup)的阻碍。因此，此处的公开内容提供了一种离子注入系统和方法，其包括甚至在大电流低能注入中减轻束散的脉冲调制的等离子体发生器。图1示出了示例性离子注入系统110，其包括用于减轻束散的中和部件。系统110 具有终端112、束线组件114和终端站116。终端112包括由离子源电源119供电的离子束源120。离子源120产生带电离子，其被引出并形成离子束124，沿着束线组件114中的束路径将离子束124引导至终端站116。为了产生离子，将被离子化的掺杂剂材料(未示出)的气体位于离子束源120的产生室121内。掺杂剂气体例如可以从气体源(未示出)供给到室121中。除了离子源电源119，应当理解，任何数量的合适的机构(未示出)可以用来在离子产生室121内激发自由电子，如RF或微波激发源、电子束注射源、电磁源和/或阴极，例如，其可以在室内产生电弧放电。被激发的电子与掺杂剂气体分子碰撞，从而产生离子。通常，产生正离子，尽管本文公开内容也适用于其中产生负离子的系统。离子由离子引出组件123可控地通过室121中的狭缝118引出，离子引出组件123 包括多个引出和/或抑制电极12fe、125b。引出组件123可以包括引出电源122，其用于偏压引出和/或抑制电极125aU25b以加速来自产生室121的离子。可以理解，由于离子束IM包括带相同电荷的粒子，因此当带相同电荷的粒子相互排斥时，离子束可能具有径向向外扩大或膨胀的趋势。还可以理解，束散在低能大电流束中可能被加剧，其中许多带相同电荷的粒子沿相同方向相对缓慢地移动，使得粒子之间存在足够的排斥力，但是本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用在离子注入系统内的低能束线中的等离子体发生器，包括：等离子体激励部件，配置成在放电阶段期间的预定时间内在所述激励部件附近产生电场；控制器，配置成在所述放电阶段的预定时间内激活所述激励部件，并在余辉阶段中使所述激励部件停止。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：伯·范德伯格，
申请(专利权)人：艾克塞利斯科技公司，
类型：发明
国别省市：US
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