相關(guān)申請的引用

本申請請求于2014年12月26日提交、標(biāo)題為“用于離子注入的組合靜電透鏡系統(tǒng)(combinedelectrostaticlenssystemforionimplantation)”的美國臨時(shí)申請序列號62/096,975的優(yōu)先權(quán)及權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用的方式完整并入本文。

本發(fā)明大體上涉及離子注入系統(tǒng)及方法，更具體地涉及使離子束同時(shí)靜電偏轉(zhuǎn)、減速、平行化和過濾。

背景技術(shù)：

常規(guī)上，利用離子注入器將特定數(shù)量的摻雜物或雜質(zhì)置于工件或半導(dǎo)體晶片內(nèi)。在典型的離子注入系統(tǒng)中，摻雜物材料會(huì)被離子化，在其中生成離子束。該離子束被引導(dǎo)至半導(dǎo)體晶片的表面，以將離子注入晶片內(nèi)，其中，這些離子穿透晶片的表面并且在其中形成具有期望傳導(dǎo)率的區(qū)域。例如，離子注入特別用于在半導(dǎo)體工件中制造晶體管。典型的離子注入器包括：離子源，用于生成離子束；束線組件，其具有質(zhì)量分析設(shè)備，用于引導(dǎo)和/或過濾(例如質(zhì)量解析)射束內(nèi)的離子；以及目標(biāo)腔室，其包含一個(gè)或多個(gè)待處理的晶片或工件。

各種類型的離子注入器能夠基于待于工件內(nèi)獲得的期望特征來相應(yīng)注入不同的離子劑量和能量。例如，高電流的離子注入器通常用于高劑量注入，而中等電流至低電流的離子注入器則用于較低劑量的應(yīng)用。這些離子的能量能夠進(jìn)一步改變，其中，該能量通常決定將這些離子注入工件內(nèi)的深度，諸如用以控制半導(dǎo)體裝置中的結(jié)深。一般而言，在低電流至中等電流的注入器中，離子束在其撞擊工件之前具有很長的行進(jìn)長度(亦稱作注入器的束線)。然而，高電流的注入器通常具有極短的束線，其至少部分歸因于與離子束相關(guān)聯(lián)的低能量，其中，這些高電流離子束存在與較長束線失去一致性的傾向。

隨著裝置的幾何結(jié)構(gòu)持續(xù)縮小，淺接面接觸趨于會(huì)轉(zhuǎn)化成要求離子束的能量越來越低。此外，精確摻雜物布置的需求也導(dǎo)致日益需要射束角度變化最小化，射束內(nèi)的射束角度變化以及跨基板表面的射束角度變化皆需最小化。例如，在某些應(yīng)用中可能需要以低至300電子伏特的能量進(jìn)行注入，同時(shí)使能量污染最小化，保持嚴(yán)格控制離子束內(nèi)的角度變化以及跨工件的角度變化，而且同時(shí)提供很高的總工件處理量。

目前，雖然存在數(shù)種架構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)低能量，然而這些架構(gòu)通常在質(zhì)量解析之后利用磁體使離子束平行化。這些磁體的存在和必要配置趨于提供比期望長度更長的束線，因而需要較高的射束電流或能量才能易于使離子束傳輸通過該設(shè)備。據(jù)此，應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)，本技術(shù)領(lǐng)域需要一種改進(jìn)的束線架構(gòu)，用以提供具有最小束線長度的低劑量注入。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明通過提供一種系統(tǒng)、設(shè)備及方法來克服現(xiàn)有技術(shù)的限制，其利用相對較短的束線便能控制低能量注入中的純度、角度及劑量。因此，下文介紹本發(fā)明的簡要概述，以便對本發(fā)明的某些方面具有基本了解。該發(fā)明內(nèi)容部分并非本發(fā)明的詳盡綜述。其既非旨在確定本發(fā)明的關(guān)鍵元件或主要元件，亦非限定本發(fā)明的范圍。其目的在于，以簡化形式呈現(xiàn)本發(fā)明的某些構(gòu)思，作為下文具體實(shí)施方式的引言。

根據(jù)本發(fā)明，提供一種離子注入系統(tǒng)，其中，該離子注入系統(tǒng)包括離子源，其被配置成生成離子束。例如，所述離子源可以被配置成生成點(diǎn)狀離子束或帶狀離子束。所述離子注入系統(tǒng)進(jìn)一步包括質(zhì)量分析器或質(zhì)量解析磁體，其被配置成質(zhì)量解析所述離子束。質(zhì)量解析孔徑進(jìn)一步被定位于所述質(zhì)量分析器的下游，其中，所述質(zhì)量解析孔徑被配置成過濾所述離子束中的不良粒種。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性方面，提供一種組合靜電透鏡系統(tǒng)，其中，所述組合靜電透鏡系統(tǒng)被定位于所述質(zhì)量解析磁體的下游。所述組合靜電透鏡系統(tǒng)被配置成控制所述質(zhì)量解析磁體下游的離子束的路徑并且大體上過濾該離子束中的污染物，同時(shí)使所述離子束減速并平行化。根據(jù)一個(gè)示例，所述離子注入系統(tǒng)進(jìn)一步包括射束掃描系統(tǒng)，其被定位于所述質(zhì)量解析磁體的下游，其中，所述射束掃描系統(tǒng)被配置成沿單一射束掃描平面來掃描所述點(diǎn)狀離子束，在其中限定經(jīng)掃描的離子束。據(jù)此，所述組合靜電透鏡系統(tǒng)進(jìn)一步被配置成使所述經(jīng)掃描的離子束平行化成以經(jīng)減速的速度行進(jìn)的多個(gè)平行的小射束，并且大體上從這些小射束中移除污染物。進(jìn)一步而言，所述組合靜電透鏡系統(tǒng)可以包括靜電減速濾波器，其被配置成選擇性使所述離子束減速。

所述離子注入系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括聚焦元件，其被定位于所述質(zhì)量解析孔徑的下游以及所述組合靜電透鏡系統(tǒng)的上游，其中，所述聚焦元件大體上確定所述離子束的尺寸。在另一示例中，所述離子注入系統(tǒng)進(jìn)一步包括空間電荷中和系統(tǒng)，其被定位于所述組合靜電透鏡系統(tǒng)的下游，其中，所述空間電荷中和系統(tǒng)被配置成使所述離子束空間電荷中和。一個(gè)或多個(gè)能量狹縫可以被進(jìn)一步設(shè)置于所述組合靜電透鏡系統(tǒng)與所述空間電荷中和系統(tǒng)之間，其中，所述離子束的能量借由過濾所述離子束中具有不良能量的離子而變得均勻。

為實(shí)現(xiàn)前述及有關(guān)目的，本發(fā)明包括下文完整描述且特別在權(quán)利要求書中所指出的特征。下文內(nèi)容及附圖詳細(xì)闡明本發(fā)明的某些說明性實(shí)施方案。然而，這些實(shí)施方案僅表明采用本發(fā)明原理的多種不同方式中的少數(shù)幾種。在結(jié)合附圖考慮的情況下，由下文對本發(fā)明的詳細(xì)描述會(huì)更清楚理解本發(fā)明的其他目的、優(yōu)點(diǎn)及新穎性特征。

附圖說明

圖1a至圖1b是圖示根據(jù)本發(fā)明一方面的具有組合靜電透鏡系統(tǒng)的示例性注入系統(tǒng)的示意圖。

圖2是組合靜電透鏡系統(tǒng)的示例性實(shí)施方式的三維示意圖。

圖3是圖2的組合靜電透鏡系統(tǒng)的示意圖的俯視圖，其中刪除頂部電極以便示出示例的經(jīng)掃描離子束的軌跡。

圖4是圖2的組合靜電透鏡系統(tǒng)的示意圖的側(cè)視圖，其中刪除側(cè)置電極以便示出示例的經(jīng)掃描離子束的軌跡。

圖5圖示出根據(jù)本發(fā)明的另一示例性方面的用于將離子注入工件內(nèi)的示例性方法。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明大體上針對用于將離子注入工件內(nèi)的離子注入系統(tǒng)及方法，其中，大體上使離子束同時(shí)靜電平行化、偏轉(zhuǎn)、減速和過濾。據(jù)此，現(xiàn)將參照附圖對本發(fā)明予以闡述，其中相同的附圖標(biāo)記通篇可指相同的元件。應(yīng)當(dāng)理解，對這些方面的描述僅供說明，而不得解釋為限定目的。出于解釋目的，在下文中闡明若干具體細(xì)節(jié)，以便全面理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)顯而易知，本發(fā)明可在不具備這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。

現(xiàn)參照附圖，圖1圖示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的示例性離子注入系統(tǒng)100。本技術(shù)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，這些附圖已簡化而并未顯示全部子系統(tǒng)(例如，用于功能性注入器的真空系統(tǒng)等)。例如，離子注入系統(tǒng)100(亦稱作離子注入器)包括離子源與引出組件101、質(zhì)量分析磁體組件102、質(zhì)量解析孔徑103、聚焦和/或轉(zhuǎn)向元件104、掃描儀設(shè)備105、組合靜電透鏡系統(tǒng)106(亦稱作平行化偏轉(zhuǎn)減速濾波器)、能量解析系統(tǒng)107、射束與工件中和系統(tǒng)108、工件109以及工件固持與平移系統(tǒng)110。

離子源與引出組件101可操作成以一定的能量生成離子束111，然后再使其傳輸通過一系列光學(xué)元件(例如，質(zhì)量分析磁體組件102、質(zhì)量解析孔徑103、聚焦和/或轉(zhuǎn)向元件104和掃描儀設(shè)備105)。在組合靜電透鏡系統(tǒng)106中，離子束111的能量會(huì)下降或者保持相同，由此將離子束進(jìn)一步引導(dǎo)至工件109。應(yīng)當(dāng)指出，離子束111能夠具有相對較窄的輪廓(例如，垂直于其傳播方向具有大致圓形的截面)，在下文中還稱作“筆狀”或“點(diǎn)狀”離子束；或者離子束111能夠具有狹長的輪廓(例如，垂直于其傳播方向具有大致卵形或矩形的截面)，在下文中還稱作“帶狀”離子束。在離子束111為筆狀離子束的情況下，掃描儀設(shè)備105被配置成使離子束沿垂直于額定射束傳播方向的方向轉(zhuǎn)彎，如此使得筆狀射束掃掠過工件109。在離子束111為帶狀射束的情況下，掃描儀設(shè)備105可以被配置成僅將帶狀射束振動(dòng)一小段距離，以減輕離子束中射束電流的不均勻性。

本發(fā)明涵蓋用于低能量注入的離子注入系統(tǒng)100，其中，束線(例如，離子束111從離子源與引出組件101到工件109的長度)保持較短，以減輕空間電荷擴(kuò)張(亦稱作射束爆炸)的沖擊。例如，離子注入系統(tǒng)100被配置用于100ev至60kev之間的能量。為進(jìn)一步減輕空間電荷擴(kuò)張的沖擊，離子束111能夠在離子源與引出系統(tǒng)101中以高于期望注入能量的能量而產(chǎn)生。相較于離子束以較低注入能量傳輸通過相同距離的情況，離子束111會(huì)盡可能以較高能量傳輸通過離子注入系統(tǒng)100，從而減輕空間電荷擴(kuò)張。因此，在注入之前，離子束111的能量下降至期望注入能量。

在本示例中，質(zhì)量分析磁體組件102大體上成約九十度的角度并且包括一個(gè)或多個(gè)磁體(圖中未示)，其中一個(gè)或多個(gè)磁體在質(zhì)量分析器內(nèi)大體上建立偶極磁場。在離子束111進(jìn)入質(zhì)量分析磁體組件102時(shí)，其經(jīng)由磁場而相應(yīng)轉(zhuǎn)彎，以便大體上排斥具有不當(dāng)荷質(zhì)比的離子。更特別地，僅具有正確荷質(zhì)比的離子才能穿過質(zhì)量解析孔徑103并且沿束線繼續(xù)下行。不具有正確荷質(zhì)比的其他離子則會(huì)撞擊質(zhì)量分析磁體組件102和/或質(zhì)量解析孔徑103的壁部(圖中未示)。例如，離子束111通常在穿過質(zhì)量解析孔徑103之后發(fā)散。

在質(zhì)量解析孔徑103的下游可以進(jìn)一步設(shè)置聚焦和/或轉(zhuǎn)向元件104，其中，該聚焦和/或轉(zhuǎn)向元件被配置成接收經(jīng)質(zhì)量分析的離子束111并且選擇性使該離子束聚焦和/或轉(zhuǎn)向。例如，聚焦和/或轉(zhuǎn)向元件104可以包括一個(gè)或多個(gè)四極磁體(圖1a至圖1b中未示出)及諸如此類，并且能夠被設(shè)計(jì)成在橫向于離子束111的傳播方向的兩個(gè)維度中具有聚焦特性，其中，這種聚焦能夠抵消射束尺寸的擴(kuò)張，因而通過約束束線(例如真空圍界、孔徑等)而提供離子束良好的傳輸效果。

掃描儀系統(tǒng)105進(jìn)一步被設(shè)置于聚焦和/或轉(zhuǎn)向元件104的下游。例如，在離子束111為筆狀射束的情況下，掃描儀設(shè)備105被配置成使離子束沿垂直于額定射束傳播方向的方向轉(zhuǎn)彎，以使筆狀射束掃掠過工件109。借由改變掃掠的速度，可以將期望劑量輪廓注入工件109內(nèi)。在多數(shù)情況下皆期望均勻地注入工件109，但在某些情況下則期望不均勻的特殊劑量輪廓。例如，在離子束111為帶狀射束的情況下，離子束的寬度可能足以注入工件109的整個(gè)寬度。例如，掃描儀系統(tǒng)105可以被配置成僅將帶狀射束振動(dòng)一小段距離，以減輕離子束111中射束電流的不均勻性，以便獲得期望劑量輪廓。

中性射束原子可以借由離子以及背景或殘余粒子當(dāng)中的電荷交換碰撞而在組合靜電透鏡系統(tǒng)106上游的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生。倘若離子束111以高于期望注入能量的能量而產(chǎn)生，則這些中性射束原子的能量通常也會(huì)大于期望注入能量。更特別地，因?yàn)檫@些粒子為電中性，它們能夠穿過組合靜電透鏡系統(tǒng)106，而不受影響(例如，不會(huì)被加速、減速、聚焦、轉(zhuǎn)彎或以其他方式改變速度和/或方向)。倘若它們能夠抵達(dá)工件109，則這些粒子便會(huì)以不理想的深度注入工件中，因?yàn)樗鼈兊?未受影響的)能量高于期望注入能量。這種中性粒子污染(亦稱作能量污染)會(huì)嚴(yán)重?fù)p害最終半導(dǎo)體裝置的期望性能。

本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面至少解決了中性粒子污染問題，這是通過利用組合靜電透鏡系統(tǒng)的電極中的一個(gè)或多個(gè)電極使離子束轉(zhuǎn)彎，以使這些離子偏轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離射束內(nèi)的中性污染物。例如，經(jīng)去污的離子束可以從這些污染物的路徑偏轉(zhuǎn)約10至30度的角度，其同樣發(fā)生在(受污染的)離子束的原始路徑中，因?yàn)檫@些污染物由于它們?yōu)殡娭行远篌w上不會(huì)受到電極的影響。離子的射束被導(dǎo)向到工件上，從而接觸待摻雜工件的選擇區(qū)域。應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)，某種類型的屏障例如能夠被置于中性粒子流的前方，以防污染物觸及工件或晶片。

有利地，利用以相同角度撞擊工件109的離子來注入工件的所有部分。例如，在離子束111為帶狀射束的情況下，帶狀射束可能會(huì)從解析孔徑發(fā)散，因而使得構(gòu)成帶狀體的小射束跨越帶狀射束展開一定角度范圍。在離子束111為經(jīng)掃描的筆狀射束的情況下，當(dāng)跨工件109掃描離子束時(shí)，經(jīng)掃描的筆狀射束也可以具有與該離子束相似的角度分布。在這兩種類型的離子束111中，為使帶狀射束中的所有小射束平行，或者為使經(jīng)掃描的筆狀射束在每一時(shí)刻都平行于其他經(jīng)掃描的筆狀射束，可能期望使離子束平行化。

圖2圖示出圖1a至圖1b的組合靜電透鏡系統(tǒng)106的一個(gè)示例，其中，組合靜電透鏡系統(tǒng)包括一組代表性的電極150，其被配置成將離子束111平行化、減速、偏轉(zhuǎn)和過濾。在本示例中，圖1a至圖1b的離子束111從左側(cè)進(jìn)入圖2的組合靜電透鏡系統(tǒng)106并從右側(cè)退出。例如，頂部終端電極151、底部終端電極152以及側(cè)置終端電極153、154(圖3中示出側(cè)置終端電極154)大體上限定束線的壁部或襯里并且被偏壓至負(fù)于接地的電位(例如，針對帶正電的離子束111)。例如，頂部終端抑制電極155、底部終端抑制電極156以及側(cè)置終端抑制電極157、158(圖3中示出側(cè)置終端抑制電極158)則承擔(dān)多項(xiàng)功能。例如，這些頂部終端抑制電極155、底部終端抑制電極156以及側(cè)置終端抑制電極157、158平均被偏壓至負(fù)于這些終端電極的電位。終端電極151、152、153、154與終端抑制電極155、156、157、158之間的最終電場大體上會(huì)防止電子離開其邊界，因而防止在圖1a至圖1b的組合靜電透鏡系統(tǒng)106上游的離子束111中發(fā)生射束爆炸。

在本示例中，相應(yīng)的頂部終端抑制電極155和底部終端抑制電極156的下游邊緣168、169呈彎曲。例如，相應(yīng)的頂部終端抑制電極155和底部終端抑制電極156的下游邊緣168、169被進(jìn)一步分別匹配至相應(yīng)的頂部轉(zhuǎn)彎電極159和底部轉(zhuǎn)彎電極160的上游邊緣170、171。

例如，頂部轉(zhuǎn)彎電極159能夠被偏壓或接地，但是在任一情況下，均正于底部轉(zhuǎn)彎電極160以及終端抑制電極155、156、157、158中的任一電極。例如，底部轉(zhuǎn)彎電極160會(huì)被偏壓成負(fù)電并且負(fù)于頂部轉(zhuǎn)彎電極159，但正于終端抑制電極155、156、157、158中的任一電極。例如，在這些電極(例如，終端抑制電極155、156、157、158以及轉(zhuǎn)彎電極159、160)的區(qū)域中產(chǎn)生的電場用來使圖1a至圖1b的離子束111平行化、減速并開始轉(zhuǎn)彎，以便濾除離子束中的中性粒子。

如圖2和圖3所示，相應(yīng)的頂部終端抑制電極155和底部終端抑制電極156的下游邊緣168、169的曲率以及相應(yīng)的頂部轉(zhuǎn)彎電極159和底部轉(zhuǎn)彎電極160的上游邊緣170、171的曲率配合終端抑制電極155、156、157、158與頂部轉(zhuǎn)彎電極、底部轉(zhuǎn)彎電極和側(cè)置轉(zhuǎn)彎電極161、162之間的電位差，用來使離子束平行化。不管曲率如何，平均電位差會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致圖1a至圖1b的離子束111減速。根據(jù)一個(gè)示例，頂部終端抑制電極155的下游邊緣168的曲率不同于底部終端抑制電極156的下游邊緣169的曲率。進(jìn)一步而言，在另一示例中，頂部轉(zhuǎn)彎電極159的上游邊緣170的曲率不同于底部轉(zhuǎn)彎電極160的上游邊緣171的曲率。下游邊緣168、169以及相應(yīng)上游邊緣170、171的各種配置和不同曲率能夠有利地組合成在組合靜電透鏡系統(tǒng)106中提供期望平行化、減速、偏轉(zhuǎn)和過濾質(zhì)量。例如，圖2和圖3的頂部轉(zhuǎn)彎電極159與底部轉(zhuǎn)彎電極160之間的電場促使圖1a至圖1b的離子束111向下轉(zhuǎn)彎。在圖4的射束軌跡167中圖示這種離子束111的轉(zhuǎn)彎。

頂部轉(zhuǎn)彎電極159與底部轉(zhuǎn)彎電極160之間的電場基本上從頂部指向底部，故離子束111朝向底部的能量會(huì)大于朝向頂部的能量。因此，頂部與底部的平行化作用力有所不同，而且這些平行化部分(例如，相應(yīng)的頂部終端抑制電極155和底部終端抑制電極156的下游邊緣168、169的曲率以及相應(yīng)的頂部轉(zhuǎn)彎電極159和底部轉(zhuǎn)彎電極160的上游邊緣170、171的曲率)的形狀也有所不同。例如，如圖2和圖3所示，這種形狀差異能夠徑由曲率偏差來提供，或者其也可能是彎至圖3的頁面之中或之外的曲率。在另一示例中，終端電極151、152、153、154、終端抑制電極155、156、157、158以及轉(zhuǎn)彎電極159、160、161、162也能夠被設(shè)置成一系列區(qū)段(圖中未示)的各種組合，各自受到獨(dú)立偏壓，以便提供期望電場配置。

另外，在另一示例中，還可以提供接地電極163、164、165、166，正如其名，這些接地電極會(huì)被電氣接地或偏壓成負(fù)電(平均而言)，以在轉(zhuǎn)彎電極159、160、161、162中的任一電極被偏壓成正電的情況下提供電子抑制作用。

根據(jù)另一示例，圖1a至圖1b的組合靜電透鏡系統(tǒng)106被配置成選擇性進(jìn)一步過濾離子束111中的中性離子以及具有不理想能量的其他離子，其中，具有期望能量的離子粒種將繼續(xù)遵循離子束的期望路徑并且能夠經(jīng)由組合靜電透鏡系統(tǒng)的減速級而被選擇性減速或加速。此外，組合靜電透鏡系統(tǒng)106可以進(jìn)一步包括靜電偏轉(zhuǎn)板(例如，一對或多對靜電偏轉(zhuǎn)板)，以選擇性聚焦離子束111。組合靜電透鏡系統(tǒng)106可以進(jìn)一步包括單透鏡(einzellens)、四極和/或其他聚焦元件，以使離子束111聚焦或轉(zhuǎn)向。

如圖1a至圖1b所示，射束與工件中和系統(tǒng)108(諸如等離子體電子泛流(plasmaelectronflood，pef)器件或等離子體浴(plasmashower))可以進(jìn)一步被設(shè)置于組合靜電透鏡系統(tǒng)的下游，以便中和由于被帶電(帶正電)的離子束111注入而積聚在工件109上的(正電)空間電荷。一個(gè)或多個(gè)能量解析狹縫(圖中未示)可以通過能量解析系統(tǒng)107進(jìn)一步設(shè)置于組合靜電透鏡系統(tǒng)106與射束與工件中和系統(tǒng)(例如空間電荷中和系統(tǒng))之間，其中，離子束111的能量會(huì)通過過濾離子束中具有不理想能量的離子而變得均勻?？梢赃M(jìn)一步提供真空泵(圖中未示)，用以排空組合靜電透鏡系統(tǒng)106。

因此，本發(fā)明的組合靜電透鏡系統(tǒng)106優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中基于磁體的系統(tǒng)，原因是本發(fā)明的組合靜電透鏡系統(tǒng)提供更大的可控度，至少部分因其配置而組合較短的總束線。

根據(jù)本發(fā)明的另一示例性方面，例如，圖1a至圖1b中所示的工件109和工件固持與平移系統(tǒng)110包括“連續(xù)”型終端站，其中，單一工件經(jīng)由工件掃描系統(tǒng)而被平移通過離子束111的路徑，以便離子注入其中。替選地，工件和工件固持與平移系統(tǒng)110可以包括“分批”型終端站，其中，多個(gè)工件可以被置于旋轉(zhuǎn)盤(圖中未示)上并且穿過離子束111。在較佳的實(shí)施方式中，工件固持與平移系統(tǒng)110被配置成支撐單一工件109并且在大體上正交于離子束路徑的一個(gè)或多個(gè)維度或方向上通過離子束111機(jī)械性掃描該單一工件。例如，工件固持與平移系統(tǒng)110可以包括berrian等人的美國專利第7135691號中所述的二維掃描系統(tǒng)，其全部內(nèi)容通過引用的方式完整并入本文。替選地，能夠使一個(gè)或多個(gè)工件109在正交于或非正交于離子束111的路徑的一個(gè)或多個(gè)方向上平移通過該離子束路徑的任何工件掃描系統(tǒng)均視為落入本發(fā)明的范疇內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的又一示例性方面，控制器180在操作上耦合至離子注入系統(tǒng)100，用于控制該系統(tǒng)。例如，控制器180在操作上被耦合并配置成控制以下一項(xiàng)或多項(xiàng)：離子源與引出組件101、質(zhì)量分析磁體組件102、質(zhì)量解析孔徑103、聚焦和/或轉(zhuǎn)向元件104、掃描儀設(shè)備105、組合靜電透鏡系統(tǒng)106、能量解析系統(tǒng)107、射束與工件中和系統(tǒng)108以及工件固持與平移系統(tǒng)110。

據(jù)此，離子注入系統(tǒng)100能夠經(jīng)由控制器180來調(diào)整，以便基于期望離子注入劑量、電流和/或能量并且基于由劑量測定系統(tǒng)(圖中未示)提供的一個(gè)或多個(gè)經(jīng)測量的特征來促進(jìn)期望離子注入。根據(jù)一個(gè)示例，離子束111最初能夠根據(jù)預(yù)定的射束調(diào)整參數(shù)來建立(例如，預(yù)定的射束調(diào)整參數(shù)可以被儲(chǔ)存/加載到控制器180中)。然后，例如基于來自劑量測定系統(tǒng)的反饋，組合靜電透鏡系統(tǒng)106能夠被調(diào)整成控制離子束111的平行化、減速、偏轉(zhuǎn)和過濾。同樣地，例如，離子束111的能量級別也能夠通過控制施加于離子源與引出組件101的引出電極和/或施加于組合靜電透鏡系統(tǒng)106的電極的偏壓而調(diào)適成調(diào)整結(jié)深。在另一示例中，能夠進(jìn)一步控制在質(zhì)量分析磁體組件102中生成的磁場的強(qiáng)度和取向，諸如通過調(diào)節(jié)流經(jīng)與其相關(guān)聯(lián)的勵(lì)磁繞組的電流量，在其中修正離子束111的荷質(zhì)比。本領(lǐng)域技術(shù)人員審閱本發(fā)明后便會(huì)理解，可以進(jìn)一步經(jīng)由控制器來控制注入的角度以及注入的各種其他特征。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，圖5圖示用于將離子注入工件的示例性方法200。應(yīng)當(dāng)指出，盡管在本文中以一系列動(dòng)作或事件闡述示例性方法，但應(yīng)理解，本發(fā)明不僅限于這類動(dòng)作或事件的所示次序，根據(jù)本發(fā)明，某些步驟會(huì)以不同順序執(zhí)行且/或與除本文所述之外的其他步驟同時(shí)進(jìn)行。此外，并非所述各步驟均必須用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法。此外應(yīng)理解，所述方法可結(jié)合本文所述的系統(tǒng)以及結(jié)合文中未示的其他系統(tǒng)來實(shí)施。

方法200始于動(dòng)作202，其中形成離子束，諸如，經(jīng)由圖1a至圖1b的注入系統(tǒng)100形成離子束111。例如，在動(dòng)作202中形成的離子束可以是低能量/高電流的離子束。在圖4的動(dòng)作204中，質(zhì)量分析離子束，其中，選擇期望荷質(zhì)比的離子。在動(dòng)作206中，靜電修改離子束，其中，離子束大體上經(jīng)由組合靜電透鏡系統(tǒng)同時(shí)被靜電平行化、偏轉(zhuǎn)、減速和過濾。

例如，在動(dòng)作206中靜電修改離子束可以包括偏轉(zhuǎn)離子束的路徑以及過濾離子束中的污染物，同時(shí)使離子束減速并平行化成多個(gè)平行的小射束，以便所述多個(gè)平行的小射束以經(jīng)減速的速度行進(jìn)。在另一示例中，在動(dòng)作202中形成離子束例如包括形成點(diǎn)狀射束，其中，所述方法進(jìn)一步包括在動(dòng)作206中靜電修改離子束之前先掃描離子束，在其中限定經(jīng)掃描的離子束。據(jù)此，在動(dòng)作206中靜電修改離子束進(jìn)一步包括使經(jīng)掃描的離子束平行化以及偏轉(zhuǎn)離子束的路徑和過濾離子束中的污染物，同時(shí)使離子束減速。在動(dòng)作208中，離子束撞擊工件，其中，將離子注入工件內(nèi)，其中，例如可以在一個(gè)或多個(gè)方向上通過離子束掃描工件。

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已就某一或某些優(yōu)選實(shí)施方式得以闡明，但基于對本發(fā)明說明書及附圖的閱讀和理解，等同變化及修改對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言顯而易見。特別關(guān)于由上述組件(總成、裝置、電路等)執(zhí)行的各種功能，若非特別注明，否則用于描述這些組件的術(shù)語(包括提及“構(gòu)件”)旨在對應(yīng)于執(zhí)行所述組件的特定功能(即功能上等同)的任意部件，即便其在結(jié)構(gòu)上不等同于執(zhí)行本文所述的本發(fā)明典型實(shí)施方案所公開的結(jié)構(gòu)亦然。此外，雖然僅就多個(gè)實(shí)施方案中的一種方案公開本發(fā)明的特定特征，但若適于或利于任何指定或特定應(yīng)用，則這一特征可結(jié)合其他實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)其他特征。