離子注入機減速偏轉模塊設計及仿真計算研究

張 叢，李紅賽，岳 騰

(北京中科信電子裝備有限公司，北京 101111)

隨著集成電路工藝的發展，大束流離子注入機向低能量發展。由于空間電荷效應影響，低能大束流強離子束的傳輸與控制更加困難[1，2]。因此，一般通過減速模塊實現。離子束在大部分光路中處于一個比較高的能量狀態，因此空間電荷效應較弱，離子束易于控制，傳輸效率較高；進入靶室之前，離子束通過減速模塊減速至最終低能量，之后注入至晶圓中。

減速結構在實現低能大束流強離子束注入的同時也帶來了一些負面影響。減速之前部分離子與束流管道中殘余氣體發生電荷交換轉化為中性原子，其運動不受減速模塊影響，并且可能會到達注入位置，產生所謂的能量污染。能量污染會影響摻雜的分布，使摻雜深度增加，影響先進工藝中超淺結的實現。目前國際主流供應商的最新型低能大束流離子注入機均采用偏轉模塊以分離注入束流和高能量中性原子，實現消除能量污染[3-6]，并且大部分采用減速偏轉一體化設計，結構較為緊湊，有利于離子束的傳輸與控制。要指出的是，此處消除能量污染是指將能量污染控制在一定水平（例如0.05%）以下。

目前已有離子注入機的減速偏轉模塊中，單偏轉結構需前端束線傾斜或后端靶室掃描模塊傾斜，在設備維護便利性和技術復雜度等方面存在一些問題；雙偏轉結構設計較為復雜，在維護成本和便利性方面也有不足。針對上述……