[發明專利]離子注入設備和注入離子的方法

無效

• 申請號: 201280067098.1
• 申請日: 2012-11-13
• 公開（公告）號: CN104054155A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: T.斯米克;G.賴丁;H.格拉維施;T.薩卡斯;W.帕克;P.艾德;D.阿諾德;R.霍納;J.吉萊斯皮
• 申請（專利權）人: GTAT公司
• 主分類號: H01J37/317
• 分類號: H01J37/317;H01L21/265;H01L31/18
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 吳艷

1.一種離子注入設備，包括∶

具有旋轉軸和圓周的旋轉掃瞄組件；

分布在所述圓周周圍的多個襯底保持器，所述襯底保持器被布置成以共同的襯底傾角保持相應的平面襯底以限定圍繞所述旋轉軸的小于60^゜的總錐角；以及

射束線路組件，該射束線路組件提供一束離子用于注入在所述襯底保持器上的所述平面襯底中，所述射束線路組件在離子束方向上順序包括：離子源；離子加速器，該離子加速器對加速來自于所述離子源的離子以產生具有所希望的至少500千電子伏的注入能量的加速射束是有效的；以及具有接收所述加速射束的射束進口的射束彎曲磁體；其中所述離子源，所述加速器和所述射束進口限定從所述離子源到所述射束彎曲磁體的所述射束進口是線性的射束加速路徑；

其中所述射束線路組件被布置成將所述射束定向在沿著最后射束路徑的預定離子注入方向上，所述最后射束路徑與所述旋轉軸的角度為至少45度；以及

其中所述襯底保持器上的所述平面襯底隨著所述旋轉掃描組件旋轉與所述最后射束路徑在運行方向上連續地相交。

2.如權利要求1所述的離子注入設備，其中所述射束線路組件包括分析器磁體，該分析器磁體位于所述射束加速路徑之后且是可操作的以在不同的質/荷比的離子之間的所述加速射束中產生角分離器。

3.如權利要求2所述的離子注入設備，其中

所述分析器磁體是可操作的以將具有用于注入所希望的質/荷比的離子定向在沿著所述最后射束路徑的所述預定離子注入方向上，

其中所述注入設備進一步包括離子束收集器，該離子束收集器被安裝在所述旋轉掃瞄組件上并且形成隨著所述旋轉掃描組件旋轉的環形射束收集器區域，以及

其中所述分析器磁體是可操作的以將具有大于所述希望的質/荷比的質/荷比的離子朝向所述環形射束收集器區域定向。

4.如權利要求1所述的離子注入設備，其中所述射束彎曲磁體是射束掃描器磁體，該射束掃描器磁體是可操作的以使所述加速射束以重復速率偏斜過一定范圍的偏轉角，以產生掃描射束以使得所述最后射束路徑橫向于所述襯底保持器的所述運行方向掃描。

5.如權利要求4所述的離子注入設備，其中所述射束線路組件包括分析器磁體，該分析器磁體被定位成以在所述偏轉角的范圍內從所述射束掃描器磁體接收所述掃描射束并且是可操作的以在不同的質/荷比的射束離子之間產生一角間距。

6.如權利要求5所述的離子注入設備，其中所述分析器磁體是可操作的以將具有用于注入所希望的質/荷比的離子以準直掃描射束定向在沿著所述最后射束路徑的所述預定離子注入方向上。

7.如權利要求6所述的離子注入設備，進一步包括離子束收集器，該離子束收集器被安裝在所述旋轉掃瞄組件上并形成隨著所述旋轉掃描組件旋轉的環形射束收集器區域，其中所述分析器磁體是可操作的以將具有大于所希望的質/荷比的質/荷比的所述加速射束朝向所述環形射束收集器區域定向。

8.如權利要求1所述的離子注入設備，其中所述最后射束路徑具有小于所述旋轉掃描組件的所述圓周的直徑的總離子漂移距離。

9.如權利要求8所述的離子注入設備，其中所述總漂移距離小于所述直徑的一半。

10.如權利要求1所述的離子注入設備，其中所述加速路徑與所述旋轉掃描組件的旋轉軸成一直線。

11.一種將離子注入到平面襯底中的方法，其中所述平面襯底被安裝在圍繞旋轉掃瞄組件的圓周分布的襯底保持器上，其中所述襯底保持器以共同的襯底傾角保持所述平面襯底以限定圍繞所述掃描組件的旋轉軸的小于60°的總錐角，所述方法包括以下步驟：

a)產生包括用于注入所希望的離子的離子源；

b)沿著直線加速路徑選取和加速來自于所述離子源的離子以產生具有至少500千電子伏的能量的加速離子束；

c)彎曲所述加速射束以將用于注入所希望的所述離子的加速射束定向在沿著與所述旋轉軸的角度為至少45°的最后射束路徑的預定注入方向上，以及

d)旋轉所述旋轉掃描組件以使得所述襯底與所述射束路徑在運行方向上連續地相交。

12.如權利要求11所述的注入離子的方法，進一步包括使用分析器磁體分析所述加速射束以提供不同的質/荷比的離子之間的角間距的步驟。