CN1613130A - 用于等离子搀杂***的均匀性控制 - Google Patents

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Abstract

这项发明提供一种用来在等离子搀杂***中控制注入工件的离子的剂量均匀性的方法和装置。等离子搀杂***包括包含用来支撑工件的台板和与台板隔开的阳极的等离子搀杂室。剂量均匀性可以通过旋转晶片均化方位角的变化得到改善。磁性元件可以放置在等离子体放电区域周围，以便控制等离子体的径向密度分布。从阳极到工件的间隔可以在阳极区域内变化。阳极可以包括个别可调整的阳极元件。

Description

用于等离子搀杂***的均匀性控制
本发明的技术领域
本发明涉及供工件的离子注入使用的等离子搀杂***，更具体地说，涉及在等离子搀杂***中用来控制注入工件的离子的剂量均匀性的方法和装置。
本发明的现有技术
离子注入是用来将改变导电率的杂质引入半导体晶片的标准技术。在传统的射束线离子注入***中，所需的杂质材料在离子来源中电离，离子被加速以形成规定能量的离子束，而且离子束指向晶片表面。离子束中的高能离子刺入半导体材料的本体并且嵌进半导体材料的晶格，形成导电率符合要求的区域。
在半导体工业中众所周知的趋势趋向于较小的速度较高的器件。具体地说，半导体器件中特征的横向尺寸和深度两者都逐渐减少。技术水平最高的半导体器件要求结深度小于1,000埃而且可能最终要求结深度为大约200埃或更小。搀杂材料的注入深度至少部份地是由注入半导体晶片的离子的能量决定的。射束线离子注入机通常是为了在比较高的注入能量下有效的操作而设计的，而在浅结注入所需要的低能量下可能不有效地运行。
用来在半导体晶片中形成浅结的等离子搀杂***已被研究。在等离子搀杂***中，半导体晶片被放在作为阴极的位于等离子搀杂室中的导电的台板上。包含所需要的搀杂材料的可电离的处理气体被引入舱室，而电压脉冲被加在台板和阳极或舱室壁之间，引起在晶片附近形成有等离子壳层的等离子体。外加脉冲引起等离子体中的离子穿越等离子壳层注入晶片。注入深度与加在晶片和阳极之间的电压有关。非常低的注入能量能够实现。例如，等离子搀杂***是在1994年10月11日授权给Sheng的美国专利第5,354,381号、2000年2月1日授权给Liebert等人的美国专利第6,020,592号和2001年2月6日授权给Goeckner等人的美国专利第6,182,604号中描述的。
在上述的等离子搀杂***中，外加的电压脉冲产生等离子体而且使来自等离子体的阳离子向晶片加速。在被称为等离子体浸渍***的其它类型的等离子体***中，连续的射频电压被加在台板和阳极之间，因此产生连续的等离子体。不时地将电压脉冲加在台板和阳极之间，从而使等离子体中的阳离子向晶片加速。
关于注入晶片的累积离子剂量和横跨晶片表面的空间剂量均匀性的严格要求被放在涉及离子注入的半导体制造工艺上。注入剂量决定注入区域的电荷活性，而剂量均匀性是保证要确定在半导体晶片之上的全部器件都具有在规定限度范围内的操作特性。
在等离子搀杂***中，产生离子的等离子***于晶片的表面。空间剂量均匀性取决于等离子体的均匀性和晶片附近的电场。然而，等离子体可能有空间的不均匀性而且可能随着时间改变。这样的等离子体不均匀性有可能在正在加工的晶片中产生剂量不均匀性。利用分开加偏压的同心结构围住台板来提高剂量均匀性的等离子搀杂***是在1998年1月27日授权给Chapek等人的美国专利第5,711,812号中揭示的。不管这种途径产生的改善，在等离子搀杂***中剂量均匀性仍然是一个问题。
因此，存在对改进的等离子搀杂***和用于等离子搀杂***中的均匀性控制的技术的需求。
本发明的概述
依照本发明的第一方面，等离子搀杂装置包括等离子搀杂室、位于等离子搀杂室中用来支撑工件的台板、在等离子搀杂室中与台板隔开的阳极、与等离子搀杂室耦合的处理气体源、用来把脉冲加在台板和阳极之间的脉冲源和用来旋转工件的机构。包含工艺气体的离子的等离子体是在阳极和台板之间的等离子体放电区域中产生的。加在台板和阳极之间的脉冲使来自等离子体的离子朝工件加速。工件的旋转改善方位剂量均匀性。
在一个实施方案中，工件包括半导体晶片，而所述机构这样旋转台板，以致晶片围绕着它的中心旋转。优选，脉冲源有比工件的旋转速度高得多的脉冲重复频率。
依照本发明的另一方面，等离子搀杂装置包括包含用来支撑工件的台板的等离子搀杂室、用来在等离子搀杂室中产生等离子体而且使来自等离子体的离子朝工件加速的等离子体来源、以及用来旋转工件的驱动机构。
依照本发明的第三方面，用于等离子搀杂的方法包括下述步骤：把工件在支撑在等离子搀杂室中的台板上、产生等离子体并且使来自等离子体的离子朝工件加速，以及旋转工件。
依照本发明的第四方面，等离子搀杂装置包括等离子搀杂室、用来在等离子搀杂室中支撑工件的台板、在等离子搀杂室中与台板隔开的阳极、与等离子搀杂室耦合的处理气体源、以及用来把脉冲加在台板和阳极之间的脉冲源。包含工艺气体的离子的等离子体是在阳极和台板之间的等离子体放电区域中产生的。加在台板和阳极之间的脉冲使来自等离子体的离子朝工件加速。阳极与台板之间的间隔在阳极区域内改变。
在一个实施方案中，阳极包括两个以上阳极元件，例如环形阳极元件，它们与台板之间的间隔能个别调整。为了在工件中产生预期的剂量均匀性，阳极可以包括两个以上阳极元件和用来个别调整各个阳极元件和台板之间的间隔的执行机构。
依照本发明的第五方面，用于等离子搀杂的方法包括下述步骤：把工件支撑在等离子搀杂室中的台板上；按照与台板隔开的关系把阳极放置在等离子搀杂室中，阳极有两个以上阳极元件；调整一个或多个阳极元件和台板之间的间隔；在阳极和台板之间产生等离子体以及使来自等离子体的离子朝工件加速。
依照本发明的第六方面，等离子搀杂装置包括等离子搀杂室、用来在等离子搀杂室中支撑工件的台板、在等离子搀杂室中与台板隔开的阳极、与等离子搀杂室耦合的处理气体源、用来把脉冲加在台板和阳极之间的脉冲源、以及安排在等离子体放电区域周围的众多磁性元件。包含工艺气体的离子的等离子体是在等离子体放电区域中产生的。加在台板和阳极之间的脉冲使来自等离子体的离子朝工件加速。磁性元件是为了控制等离子体在等离子体放电区域中的径向密度分布而配置的，借此控制注入工件的离子的剂量均匀性。
在一个实施方案中，磁性元件被安排在阳极之上或附近。在另一个实施方案中，磁性元件有环绕等离子体放电区域的圆筒形布局。在进一步的实施方案中，装置包括围住等离子体放电区域的空心电极，而且磁性元件被安排在空心电极之上或附近。优选，磁性元件以交替的极性面对等离子体放电区域。
依照本发明的第七方面，用于等离子搀杂的方法包括下述步骤：把工件支撑在等离子搀杂室中的台板上、在等离子搀杂室中产生等离子体和使来自等离子体的离子朝工件加速、以及凭借磁性控制等离子体的径向密度分布，借此控制注入工件的离子的剂量均匀性。
附图简要说明
为了更好地理解本发明，参照在此通过引证被并入的附图，
其中：
图1是简化的等离子搀杂***的示意方框图；
图2是举例说明本发明的一个实施方案的等离子搀杂***的示意局部剖视图；
图3是等离子搀杂***沿着图2的3-3线截取的俯视剖视图；
图4是等离子搀杂***沿着图2的4-4线截取的俯视剖视图；
图5A是举例说明磁性元件安排在阳极之上或附近的第一实施方案的等离子搀杂***的示意局部剖视图；
图5B是图5A展示的实施方案的局部俯视图；
图6是举例说明磁性元件安排在阳极之上或附近的第二实施方案的等离子搀杂***的示意局部剖视图；
图7是举例说明磁场径向分布实例的在等离子体放电区域中磁场随半径变化的曲线图。
本发明的详细描述
适合实现本发明的等离子搀杂***的例子被示意地展示在图1中。等离子搀杂室10限定封闭体积12。位于舱室10里面的台板14提供支撑半导体晶片20之类的工件的表面。例如，晶片20的缘周可以被夹到台板14的平坦表面上。在一个实施方案中，台板有用来支撑晶片20的导电的表面。在另一个实施方案中，台板包括用于连接晶片20的导电针(未示出)。
阳极24按与台板14隔开的关系放置在舱室10里面。阳极24可以按照用箭头26指示的方向垂直于台板14移动。阳极通常被接到舱室10的导电的室壁上，两个室壁可以接地。在另一个实施方案中，如同下面描述的那样，台板14接地，而阳极24接脉冲。
晶片20(经由台板14)和阳极24被接到高电压脉冲源30上，所以晶片20作为阴极起作用。脉冲源30通常提供幅度在大约100到5000伏特范围内、持续时间大约1到50微秒、脉冲重复频率大约为100赫兹到2仟赫的脉冲。人们将理解这些脉冲参数值仅仅是作为例子给出的，在本发明的范围内可以利用其它的数值。
舱室10的封闭体积12通过可控制的阀门32与真空泵34耦合。处理气体源36通过质量流量控制器38与舱室10耦合。位于舱室10里面的压力传感器44把指示舱室压力的信号提供给控制器46。控制器46将感知的舱室压力与预期的压力输入进行比较而且把控制信号提供给阀门32。控制信号这样控制阀门32，以使舱室压力与预期压力的差减到最小。真空泵34、阀门32、压力传感器44和控制器46构成闭环压力控制***。压力通常被控制在大约1毫托到大约500毫托的范围内，但是不局限于这个范围。处理气体源36供应包含需要注入工件的搀杂物的可电离的气体。可电离的气体的实例包括BF3、N23、Ar、PH3、AsH3和B2H6。质量流量控制器38调节给舱室10供应气体的速率。图1展示的配置以恒定的气体流速和恒定的压力提供连续的工艺气体流动。压力和气体流速优选被调节到提供可重复的结果。
等离子搀杂***可以包括与空心阴极脉冲源56连接的空心阴极54。在一个实施方案中，空心阴极54包括包围阳极24和台板14之间的空间的导电的空心圆筒。空心阴极可以被用在需要非常低的离子能量的应用中。具体地说，空心阴极脉冲源56提供足以在舱室12里面形成等离子体的脉冲电压，而脉冲源30建立预期的注入电压。关于空心阴极的用途的补充细节是在上述的通过引证被并入的美国专利第6,182,604号中提供的。
一个或多个法拉第杯可以被放在毗邻台板14附近用来测量注入晶片20的离子剂量。在图1的实施方案中，法拉第杯50、52等环绕晶片20的缘周等间隔排列。每个法拉第杯包括有面对等离子体40的入口60的导电的封闭物。每个法拉第杯优选如同实践中那样靠近晶片20放置并且拦截从等离子体40向台板14加速的阳离子样品。在另一个实施方案中，环形法拉第杯56(见图2)环绕着晶片20和台板14放置。
法拉第杯被电连接到剂量处理器70或其它的剂量监控电路。通过入口60进入每个法拉第杯的阳离子在与法拉第杯连接的电路中产生代表离子电流的电流。剂量处理器70可以处理电流以确定离子剂量。
如同在上述的美国专利第5,711,812号中描述的那样，等离子搀杂***可以包括包围台板14的护圈66。护圈66可以加上偏压，以改善靠近晶片20的边缘注入的离子分布的均匀性。法拉第杯50、52可以被放置在护圈66之内靠近晶片20和台板14的缘周。
在运行中，晶片28被放置在台板14上。压力控制***、质量流量控制器38和处理气体源36在舱室10内产生需要的压力和气体流速。作为例子，舱室10可以在10毫托的压力下用BF3气体操作。脉冲源30把一系列高电压脉冲加到晶片20上，从而引起在晶片20和阳极24之间的等离子体放电区域44中形成等离子体40。如同现有技术，等离子体40包含来自处理气体源36的可电离气体的阳离子。等离子体40包括在晶片20附近(通常在晶片表面)的等离子壳层。在高电压脉冲期间存在于阳极24和台板14之间的电场使来自等离子体40的阳离子越过等离子壳层42向台板14加速。被加速的离子注入晶片20，形成杂质材料区。脉冲电压是为将阳离子在晶片20中注入到预期的深度而选定的。脉冲的数量和脉冲持续时间是为在晶片20中提供杂质材料的预期剂量而选定的。每个脉冲的电流是脉冲电压、气体压力、物种和电极的任何位置变量的函数。例如，可以针对不同的电压调整阴极到阳极的间隔。
在晶片20表面上的离子剂量均匀性取决于等离子体40的均匀性和晶片20附近的电场。然而，等离子体40可能有空间的不均匀性和可能随时间变化。因此，在等离子搀杂***中需要有剂量均匀性控制技术。
本发明的实施方案是参照图2-4、5A、5B、6和7描述的，其中同样的要素有相同的参考数字。等离子搀杂***的实施方案的局部剖视图被展示在图2中。在图2-6中举例说明的特征可能在图1所示的和前面描述的那种类型的等离子搀杂***中或在任何其它的等离子搀杂***中被利用。为了改善离子剂量均匀性，这些特征可以单独使用或在任何组合中使用。
如图2所示，等离子搀杂***可以包括用来在等离子搀杂期间旋转晶片20的驱动机构100。驱动机构100可以包括驱动马达112和接在台板14和驱动马达112之间的轴110。优选的是，驱动马达112位于舱室10外面。在等离子搀杂期间，驱动马达112被励磁，从而使平台14和晶片20在晶片20的平面中旋转。优选，旋转中心是在或靠近晶片20的中心。晶片20优选被以在大约10到600转/分范围内的速度旋转。在一个实施方案中，晶片20以每秒几转的速度旋转。晶片20的旋转速度优选是这样选定的，以致脉冲源30的脉冲重复频率比旋转速度高得多。此外，晶片20的旋转不应该与脉冲源30的操作同步。通过在等离子搀杂期间旋转晶片20，方位角的均匀性变化在晶片表面上被平均，借此提高剂量均匀性。
依照本发明的另一个特征，等离子搀杂***可以具有环绕等离子体放电区域安排的磁性元件，以便控制等离子体在等离子体放电区域44中的径向密度分布并且借此改善注入晶片20的离子的剂量均匀性。阳极150的剖视图展示在图5A中，而阳极150的俯视图展示在图5B中。阳极150可以对应于上述的在图1中展示的阳极24。磁性元件160、162、164等被安装在阳极150对着等离子体放电区域152的表面上。磁性元件160、162、164等可以是这样安装的永久磁铁，以致交替的磁极面对放电区域152。在图5A和5B的实施方案中，磁性元件160、162、164等被安排在一系列同心的环孔170、172和174中。这种配置在阳极150附近的区域中产生径向变化的磁场，该磁场改变等离子体的径向密度分布而且在比较宽广的工艺参数范围内改善剂量均匀性。这样的工艺参数可以包括气体压力、气体种类、晶片偏压和阳极到阴极的间隔。
有用来控制等离子体在等离子体放电区域中的径向密度分布的磁性元件的阳极的第二实施方案被展示在图6。磁性元件180、182、184等被安装在阳极190上。在图6所示的实施方案中，磁性元件180、182、184等是加长的并且被径向排列成轮辐状配置。磁性元件180、182、184等产生径向变化的磁场，该磁场改变等离子体的径向密度分布而且改善注入晶片20的离子的剂量均匀性。
人们将理解多种磁性元件配置可以被利用而且图5A、5B和6展示的实施方案仅仅是作为例子给出的。磁性元件被用来控制等离子体在等离子体放电区域中的径向密度分布。控制等离子体的径向密度分布的目的是改善注入晶片20的离子的剂量均匀性。磁场是毗邻等离子体放电区域中需要提高等离子体密度的部分提供的。参照图7，在等离子体放电区域中磁场随半径变化的曲线图的例子被展示出来。在举例说明的例子中，磁场在等离子体放电区域的***部分比较强，而在中心附近比较弱，借此增加在等离子体放电区域的***部分中的等离子体密度。图7所示的磁场分布通常与图5A、5B和6展示的配置相对应，在那里磁性元件是毗邻等离子体放电区域的***部分提供的。人们将理解在本发明的范围内可以利用各种各样的磁场分布。例如，在需要提高中心附近的等离子体密度的情况下，磁场在等离子体放电区域的中心附近可以比较强，而在***部分可以比较弱。
各种不同的磁性元件配置能被用来提供等离子体在等离子体放电区域中的预期的径向密度分布。如同前面结合图5A和5B描述那样，磁性元件的环孔可以被利用。如同前面结合图6描述的那样，径向取向的磁性元件可以被利用。磁性元件的强度可以是相同的或不同的，取决于预期的径向磁场分布。此外，可以选择磁性元件的位置，以提供预期的径向磁场分布。除此之外，为了提供预期的径向磁场分布，可以选择磁性元件的径向和方位角尺寸和磁性元件之间的径向和方位角间隔。磁性元件优选产生在大约20-5000高斯范围内的磁场。在一个实施方案中，磁性元件产生大约500高斯的磁场。
在图5A、5B和6的实施方案中，磁性元件被放置在阳极对着等离子体放电区域的表面上。然而，为了控制等离子体的径向密度分布，磁性元件可以环绕等离子体放电区域有任何预期的位置。
在用图2-4举例说明的另一个实施方案中，磁性元件120、122、124、126、128等围绕着放电区域44被隔开。因为图2-4的等离子搀杂***具有圆筒形的几何形状，所以磁性元件120、122、124、126、128等可以呈圆形排列。在图2-4的实施方案中，磁性元件120、122、124、126、128等包括固定在空心阴极54上而且有交替的磁极面对等离子体放电区域44的加长的永久磁铁。磁性元件120、122、124、126、128等在晶片20半径之外的环形区域中生产尖头磁场130。磁性元件可以有跨越等离子体放电区域44的长度。为了产生控制等离子体在等离子体放电区域44中径向密度分布的尖头磁场130，可以选择磁性元件的数目和磁铁的强度。
优选的是，尖头磁场130位于环绕等离子体放电区域44的环形区域中而且实质上不延伸到放电区域44中。控制等离子体在阳极100和晶片20之间的径向密度分布的尖头磁场130用等离子体在晶片20的边缘的充份重叠来保证边缘均匀性。因此，等离子体的空间分布受到控制，而且径向剂量均匀性在宽广的等离子体工艺参数范围内得到改善。
依照本发明进一步的特征，阳极可以有在阳极区域范围内变化的至阴极的间隔。阳极可以有固定的结构，但是优选有两个以上可调整的阳极元件，以适应不同的操作条件和不同的应用。为了实现预期的等离子体特性和预期的剂量均匀性，可以调整阳极元件和阴极之间的间隔。
在图2-4的实施方案中，阳极100是用阳极元件以可垂直调整的环孔180、182、184等的形式构成的。为了提供可随至晶片中心的半径变化的阳极-阴极间隔，可以调整环孔180、182、184等。这具有沿着径向改变等离子体密度的效果。环孔180、182、184等能根据实测的晶片均匀性凭经验进行调整或者能使用现场的注入均匀性测量结果进行调整，以便减少径向注入剂量变化。环孔180、182、184能进行个别调整。调整可以是人工的，或者把环孔180、182、184等分别接到能单独控制的执行机构190、192、194上。
在其它的实施方案中，阳极可以是作为能单独控制的阳极元件的网格或用每个都能单独控制的组成任意形状的阳极元件配置的。在每种情况下，阳极和晶片之间的间隔都能在阳极区域范围内变化，从而实现预期的剂量均匀性。在又一个实施方案中，阳极具有在阳极区域范围内允许阳极和晶片之间的间隔变化的固定结构。这个结构是较少优选的，因为等离子体空间分布有可能因不同的等离子搀杂参数(例如离子物种、处理气体压力等)改变。
上述的用来改善等离子搀杂均匀性的特征(包括旋转晶片、使用磁性元件控制等离子体空间分布和使用距晶片的间隔在阳极区域范围内变化的阳极)可以为了改善等离子搀杂均匀性而被单独使用或按任何组合使用。
在本发明的范围内可以利用其它的等离子搀杂体系结构。例如，等离子体可以是脉动的或连续的。等离子体可以是用直流电压、射频电压或微波电压产生的，而且每个都可以是脉动的或连续的。可以利用不同的处理气体压力。
人们应该理解在这份说明书中描述的并且用附图展示的实施方案的各种不同的变化和修正可以在本发明的精神和范围内完成。因此，我们倾向于把包含在前面的描述中并且用附图展示的全部内容解释成是说明性的而不是限制性的。本发明只受在权利要求书及其等价文件中定义的内容限制。

Claims (33)

1.一种等离子搀杂装置，其中包括：
等离子搀杂室；
台板，位于所述的等离子搀杂室中用来支撑工件；
阳极，在所述的等离子搀杂室中与所述的台板隔开；
处理气体源，与所述的等离子搀杂室耦合，其中包含处理气体的离子的等离子体是在所述阳极和所述台板之间的等离子体放电区域中产生的；
脉冲源，用来在所述台板和所述阳极之间施加脉冲使来自等离子体的离子朝工件加速；以及
用来旋转工件的机构。
2.根据权利要求1的等离子搀杂装置，其中所述的台板是为支撑半导体晶片而配置的，而且所述的机构是为了这样旋转所述的台板以致半导体晶片围绕着它的中心旋转而配置的。
3.根据权利要求1的等离子搀杂装置，其中所述的脉冲源有比工件的旋转速度高得多的脉冲重复频率。
4.根据权利要求1的等离子搀杂装置，其中所述的机构是为了以在大约10到600转/分的范围内的速度旋转工件而配置的。
5.一种等离子搀杂装置，其中包括：
等离子搀杂室，包括用来支撑工件的台板；
等离子源，用来在等离子搀杂室中产生等离子体而且用来使来自等离子体的离子朝工件加速；以及
用来旋转工件的驱动机构。
6.一种用于等离子搀杂的方法，该方法包括下述步骤：
在等离子搀杂室中将工件支撑于台板上；
产生等离子体并且使来自等离子体的离子朝工件加速；以及
旋转工件。
7.根据权利要求6的方法，其中工件包括半导体晶片，而且旋转工件的步骤包括这样旋转台板，以致半导体晶片围绕着它的中心旋转。
8.根据权利要求6的方法，进一步包括在等离子搀杂室中把有脉冲重复频率的脉冲加在台板和阳极之间的步骤，其中脉冲重复频率比工件的旋转速率高得多。
9.根据权利要求6的方法，其中工件以在大约10到600转/分范围内的速度旋转。
10.一种等离子搀杂装置，其中包括：
等离子搀杂室；
台板，在所述的等离子搀杂室中用来支撑工件；
阳极，在所述的等离子搀杂室中与所述的台板隔开，其中从所述的台板到所述的阳极的间隔在所述阳极的区域内变化；
处理气体源，与所述的等离子搀杂室耦合，其中包含处理气体的离子的等离子体是在所述的阳极和所述的台板之间的等离子体放电区域中产生的；以及
脉冲源，用来把脉冲加在所述的台板和所述的阳极之间使来自等离子体的离子朝工件加速。
11.根据权利要求10的等离子搀杂装置，其中所述的阳极包括两个以上阳极元件和用来个别调整各个阳极元件和台板之间的间隔以便在工件中产生预期的剂量均匀性的执行机构。
12.根据权利要求11的等离子搀杂装置，其中所述的两个以上阳极元件包含环孔。
13.根据权利要求10的等离子搀杂装置，其中工件包括半导体晶片，而且所述阳极和所述台板之间的间隔可以作为半径的函数相对于半导体晶片的中心进行调整。
14.一种等离子搀杂装置，其中包括：
等离子搀杂室，包括用来支撑工件的台板；
阳极，在所述的等离子搀杂室中与所述的台板隔开，所述的阳极包括两个以上阳极元件和用来个别调整所述的两个以上阳极元件和台板之间的间隔的执行机构；
处理气体源，与所述的等离子搀杂室耦合，包含处理气体的离子的等离子体是在所述的阳极和所述的台板之间等离子体放电区域中产生的；以及
脉冲源，用来把脉冲加在所述的台板和所述的阳极之间使来自等离子体的离子朝工件加速。
15.一种用于等离子搀杂的方法，该方法包括下述步骤：
在等离子搀杂室中把工件支撑于台板上；
在等离子搀杂室中按照与台板隔开的关系放置阳极，所述的阳极有两个以上阳极元件；
调整一个或多个所述的阳极元件和台板之间的间隔；以及
在阳极和台板之间产生等离子体而且使来自等离子体的离子朝工件加速。
16.根据权利要求15的方法，其中工件包括半导体晶片，而且调整间隔的步骤包括作为半径的函数相对于半导体晶片的中心调整所述阳极元件的间隔。
17.根据权利要求15的方法，其中阳极元件包括环孔，而且调整间隔的步骤包括调整在一个或多个环孔和台板之间的间隔。
18.一种等离子搀杂装置，其中包括：
有圆筒形几何形状的等离子搀杂室；
台板，在所述的等离子搀杂室中用来支撑工件；
阳极，在所述的等离子搀杂室中与所述的台板隔开；
处理气体源，与所述的等离子搀杂室耦合，包含工艺气体的离子的等离子体是在所述的阳极和所述的台板之间的等离子体放电区域中产生的；
脉冲源，用来把脉冲加在所述的台板和所述的阳极之间使来自等离子体的离子朝工件加速；以及
众多磁性元件，安排在等离子体放电区域周围用来控制等离子体放电区域中的等离子体的径向密度分布借此控制注入工件的离子的剂量均匀性。
19.根据权利要求18的等离子搀杂装置，其中所述的磁性元件被安排在所述阳极之上或附近。
20.根据权利要求19的等离子搀杂装置，其中所述的磁性元件被安排在一个或多个环孔中。
21.根据权利要求19的等离子搀杂装置，其中所述的磁性元件径向排列以形成轮辐状配置。
22.根据权利要求18的等离子搀杂装置，其中所述的磁性元件以交替的极性面对等离子体放电区域。
23.根据权利要求18的等离子搀杂装置，其中所述的磁性元件是为增加等离子体放电区域外部的等离子体密度而配置的。
24.根据权利要求18的等离子搀杂装置，其中所述的磁性元件被安排在等离子体放电区域周围的圆筒形阵列中。
25.根据权利要求24的等离子搀杂装置，其中所述的磁性元件包括面对等离子体放电区域极***替的轴向磁性元件。
26.根据权利要求18的等离子搀杂装置，进一步包括围住等离子体放电区域的空心电极，其中所述的磁性元件安排在所述的空心电极之上或附近。
27.根据权利要求18的等离子搀杂装置，其中所述的磁性元件在毗邻等离子体放电区域的区域中产生尖头磁场。
28.一种用于等离子搀杂的方法，该方法包括下述步骤：
在等离子搀杂室中把工件支撑台板上；
在等离子搀杂室中产生等离子体并且使来自等离子体的离子朝工件加速；以及
凭借磁性控制等离子体的径向密度分布，借此控制注入工件的离子的剂量均匀性。
29.根据权利要求28的方法，其中凭借控制等离子体的径向密度分布的步骤包括用产生规定的径向磁场分布图的磁性元件控制径向密度分布。
30.根据权利要求28的方法，其中凭借磁性控制等离子体的径向密度分布的步骤包括用毗邻等离子体安排的磁性元件的一个或多个环孔控制径向密度分布。
31.根据权利要求28的方法，其中凭借磁性控制等离子体的径向密度分布的步骤包括用径向排列形成轮辐状配置的磁性元件控制径向密度分布。
32.根据权利要求28的方法，其中凭借磁性控制等离子体的径向密度分布的步骤包括增加等离子搀杂室外部的等离子体密度。
33.根据权利要求28的方法，其中凭借磁性控制等离子体的径向密度分布的步骤包括通过提供毗邻等离子搀杂室的指定部分的磁场增加等离子搀杂室的指定部分中的等离子体密度。
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