[发明专利]快动遮蔽运动式双轴可变宽度的质量解析孔径

说明书

本发明涉及一种用于离子注入系统的解析孔径组件，其具有第一板片和第二板片，其中第一板片和第二板片大体上在其间限定解析孔径。第一板片相对于第二板片的位置大体上限定解析孔径的宽度。一个或多个致动器可操作地耦接到第一板片和第二板片中一个或多个板片并且配置成选择性更改第一板片与第二板片的彼此相对位置，因此选择性更改解析孔径的宽度。伺服电机精确地更改解析孔径的宽度，而气动缸独立地选择性关闭解析孔径。下游位置的致动器沿离子束的路径更改解析孔径的位置，而控制器基于离子束的期望属性来控制一个或多个致动器。

相关申请的引用

本申请要求名称为“TWO-AXIS VARIABLE WIDTH MASS RESOLVING APERTURE WITHFAST ACTING SHUTTER MOTION”、申请日为2016年11月29日、专利申请序列号为15/363,728的美国专利申请的权益，其全部内容并入本文以供参考。

技术领域

本发明大体上涉及离子注入系统，更具体涉及用于控制离子注入系统中离子束的孔径宽度的系统和方法。

背景技术

在半导体器件的制造中，离子注入用于向半导体掺杂杂质或掺杂剂。离子注入系统(又称离子注入机)常用于利用离子束来处置半导体工件，诸如硅晶片，以便产生n型或p型非本征材料掺杂，或者在制造集成电路期间形成钝化层。当用于掺杂半导体时，离子注入机注入选定的非本征离子粒种，以在半导体材料中产生期望属性。注入从锑、砷或磷等源材料生成的离子产生“n型”非本征材料晶片，而若需“p型”非本征材料晶片，则可注入用硼或铟等源材料生成的离子。

典型的离子束注入机包括用于从可电离的源材料中生成带正电荷的离子源。所生成的离子形成束并沿预定的射束路径导向终端站。离子束注入机可以包括在离子源与终端站之间延伸的射束成形与整形结构。该射束成形与整形结构保持离子束并界定伸长的内腔或通路，射束途径该内腔或通路到达终端站。当操作离子注入机时，能够将该通路抽空，以减少离子因与气体分子碰撞而偏离预定射束路径的概率。

磁场中给定动能的带电粒子轨迹因这些粒子的质量(或荷质比)不同而不同。因此，通过恒定磁场后到达半导体晶片或其他目标的期望区域的引出离子束部分能够变纯，因为分子量非期望的离子将偏转到远离离子束的位置，由此能够避免注入期望材料以外的那些材料。选择性分离期望荷质比与非期望荷质比的离子的过程称为质量分析。质量分析器通常采用质量分析磁体产生偶极磁场，以经由弧形通路中的磁致偏转来偏转离子束中的各离子，有效地分离荷质比不同的离子。

对于某些离子注入系统而言，离子束的物理尺寸小于目标工件，由此沿一个或多个方向扫描离子束，以便充分覆盖目标工件的表面。一般而言，基于静电或磁性的扫描仪沿快扫方向扫描离子束，并且机械装置沿慢扫方向移动目标工件，以便跨目标工件的表面提供充分的离子束覆盖。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于选择性控制离子注入系统中的质量解析孔径的宽度并且选择性阻挡离子束的系统和装置。据此，下列呈现本揭示的简化发明内容，以提供本发明一些态样的基本了解。本发明内容部分并非本发明的详尽概述。既非旨在确定本发明的关键或主要元素，亦非限定本发明的范围。其目的在于，以简要形式呈现本发明的某些构思，作为下文具体实施方式的引言。

本发明的各方面通过执行角度调整来促进离子注入，而无需向离子注入系统添加额外的部件。这些方面在离子注入期间采用质量分析器而不采用单独和/或附加的部件来执行选定的角度调整。

根据本发明的某一方面，离子注入系统采用质量分析器进行质量分析和角度校正。离子源沿射束路径生成离子束。质量分析器位于离子源的下游，其对离子束执行质量分析和角度校正。解析孔径组件位于质量分析器部件的下游并沿着射束路径。所述解析孔径组件包括第一板片和第二板片，其中第一板片和第二板片大体上在其间限定解析孔径。第一板片相对于第二板片的位置大体上限定解析孔径的宽度。