[發明專利]束流傳輸系統及其傳輸方法

有效

• 申請號: 201110102596.2
• 申請日: 2011-04-22
• 公開（公告）號: CN102751155A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 錢鋒
• 申請（專利權）人: 上海凱世通半導體有限公司
• 主分類號: H01J37/317
• 分類號: H01J37/317;H01J37/147
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 薛琦;朱水平

技術領域

本發明涉及一種束流傳輸系統及其傳輸方法，特別是涉及一種調節束流的偏轉角度以及束流聚焦或發散的束流傳輸系統及其傳輸方法。

背景技術

離子注入是用來把改變導電率的雜質引入半導體晶片的標準技術。所需要的雜質材料在離子源中被離子化，離子被加速成具有規定能量的離子束，而且離子束對準晶片的表面。射束中的高能離子深入半導體材料的主體并且嵌入半導體材料的晶格形成導電率符合需要的區域。

而且使用離子注入法在單晶或多晶硅中摻雜，是制造現代集成電路中使用的一種常規工藝過程。

但是當前在太陽能晶片摻雜領域，使用最多的方法依舊是熱擴散摻雜，這種方法雖然生產效率較高，但需要一些后續的工藝作為補充，例如去邊等。因而工藝步驟較多，購置設備成本高。另外由于熱擴散工藝，不能很精確的控制摻雜離子的劑量和均勻性，所以會導致生產的太陽能晶圓損失一部分太陽能轉化效率。所以從半導體工藝的發展歷史來看，在太陽能晶片摻雜領域使用離子注入替代熱擴散也是必然趨勢。

現有的離子束注入系統中，大部分都是通過多極結構以及控制工件通過注入離子束的速度來控制注入的劑量的精度。但是這種結構以及注入方法都需要采用軟件算法來支持其對注入劑量的精度的控制。因而當需要對注入區域中的一部分進行單獨的調節時，現有的離子束注入系統是難于調節的，而且無法減小離子束流之間的相互影響對注入劑量的影響。

此外現有的離子束注入系統中的多極磁鐵或電透鏡僅用于控制離子束的發散和聚焦，不具有偏轉離子束方向的能力。如果需要進一步調節離子束的偏轉，只有進一步地加入偏轉電極，從而提高了生產裝置的復雜度以及生產的復雜性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中準入不均勻、聚焦或發散效果不理想的缺陷，提供一種束流傳輸系統及其傳輸方法。通過多線圈的方式，進一步地提高了注入劑量的均勻性以及聚焦和散焦的特性。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：

一種束流傳輸系統，其包括一束流出射裝置、一作為束流傳輸終點的目標工件以及相互平行地設置于束流傳輸路徑兩側的一第一桿狀四極磁鐵與一第二桿狀四極磁鐵，其特點在于，所述第一桿狀四極磁鐵和第二桿狀四極磁鐵分別具有一鐵芯，其中沿所述第一桿狀四極磁鐵的鐵芯和第二桿狀四極磁鐵的鐵芯的長度方向，分別設置一個或多個相互獨立的線圈，其中分別設置于所述第一桿狀四極磁鐵與所述第二桿狀四極磁鐵的鐵芯的相同位置上的線圈相互對應，并且所述第一桿狀四極磁鐵和所述第二桿狀四極磁鐵的各個線圈的電流值均是可調的。

較佳地，所述第一桿狀四極磁鐵和所述第二桿狀四極磁鐵的各個線圈的電流方向均是可調的。

較佳地，所述第一桿狀四極磁鐵和第二桿狀四極磁鐵的鐵芯長度方向，與束流傳輸路徑方向垂直。

較佳地，所述束流出射裝置為一離子束源。

較佳地，所述目標工件為一晶圓。

本發明的另一技術方案為：一種所述的束流傳輸系統的束流傳輸方法，其特點在于包括以下步驟：

S₁₀₁、使所述第一桿狀四極磁鐵和所述第二桿狀四極磁鐵的線圈的電流方向相同，所述束流出射裝置發射束流；

S₁₀₂、通過分別調整所述第一桿狀四極磁鐵和所述第二桿狀四極磁鐵上各對相互對應線圈的電流值的和來調節通過所述相互對應線圈所在平面的束流相對于束流傳輸路徑的偏轉角度；

S₁₀₃、確定并保持所述相互對應線圈的電流值的和，然后通過分別調節各對相互對應線圈中位于所述第一桿狀四極磁鐵的線圈和位于第二桿狀四極磁鐵的線圈的電流值的差來調節通過所述相互對應線圈所在平面的束流的聚焦以及發散；

S₁₀₄、將經過偏轉、聚焦或發散的束流注入目標工件。

較佳地，所述偏轉角度與所述第一桿狀四極磁鐵和所述第二桿狀四極磁鐵上各對相互對應線圈的電流值的和成正比。

較佳地，所述聚焦或發散的角度與各對所述相互對應線圈中位于所述第一桿狀四極磁鐵的線圈和位于第二桿狀四極磁鐵的線圈的電流值的差成正比。

本發明的另一技術方案為：一種所述的束流傳輸系統的束流傳輸方法，其特點在于包括以下步驟：

S₂₀₁、使所述第一桿狀四極磁鐵和所述第二桿狀四極磁鐵的線圈的電流方向相反，所述束流出射裝置發射束流；