專利名稱：采用用于離子注入系統(tǒng)的變角度狹槽陣列的離子束角度測量系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及半導(dǎo)體器件加工和離子注入，且更具體地，涉及在調(diào) 定期間或在最初的位置處定向校準(zhǔn)、探測和/或修正離子束入射角。
背景技術(shù)：
離子注入為在半導(dǎo)體器件加工中使用的選擇性地注入摻雜劑到半導(dǎo) 體和/或晶片材料的物理過程。因此，注入的作用不依賴于摻雜劑和半導(dǎo) 體材料之間的化學(xué)相互作用。為了離子注入，摻雜劑原子/分子被離子化、 加速、形成束、分解、以及掠過晶片，或者晶片被所述束穿過。物理上摻 雜劑離子轟擊晶片、進(jìn)入表面并在表面下的它們的能量所及的深度靜止。
離子注入系統(tǒng)為精密復(fù)雜的子系統(tǒng)的集合，其每一個都對慘雜劑離子 執(zhí)行特別的作用。摻雜劑元素，以氣體或固體形式，被定位在電離室內(nèi)并 通過適當(dāng)?shù)碾婋x處理被離子化。在一個典型的處理中，所述室維持在低壓 (真空)。燈絲置于所述室中且被加熱到從燈絲源中產(chǎn)生電子的程度。負(fù)電 子被同樣在室中的相反電性的正極吸引。在從燈絲到正極的遷移期間，電 子與摻雜劑源元素(例如，分子或原子)碰撞并從分子中的元素產(chǎn)生許多 陽離子。
通常，除了想得到的摻雜劑離子外還產(chǎn)生了其他陽離子。想得到的摻 雜劑離子通過稱為分析、質(zhì)量分析、選擇、或離子分離的處理從所述離子 中分離。選擇利用質(zhì)量分析器實現(xiàn)，質(zhì)量分析器產(chǎn)生磁場，經(jīng)過該磁場離 子從電離室遷移。離子以較高的速度離開電離室并由磁場彎曲成弧?；〉?半徑由單個離子的質(zhì)量、速度、和磁場強度控制。分析器的出口僅僅允許 一種離子，需要的摻雜劑離子，脫離質(zhì)量分析器。
加速系統(tǒng)被用于加速或減速想得到的摻雜劑離子到預(yù)定的動量(例 如，摻雜劑離子的質(zhì)量乘以它的速度)以穿過晶片表面。為了加速，所述 系統(tǒng)通常具有帶有沿著其軸線的環(huán)形動力電極的線性設(shè)計。當(dāng)摻雜劑離子進(jìn)入其中時，它們經(jīng)由這里被加速。
隨后，在所述束中加速的離子對準(zhǔn)目標(biāo)晶片或位置。離子束以實際的 入射角射入目標(biāo)，其典型地以正常的一或兩維來測量。此實際角度可不同 于想要得到的或選定的注入角。
如果出現(xiàn)了校準(zhǔn)誤差或角度誤差(例如，處理設(shè)備沒有適當(dāng)?shù)匦?zhǔn))， 離子注入能以與預(yù)期的不同的角度、位置和/或深度被執(zhí)行。這樣的誤差 可能不合乎要求地更改注入面，未能加入摻雜劑到確定的區(qū)域，注入摻雜 劑到非預(yù)期的區(qū)域，損壞器件結(jié)構(gòu)，注入摻雜劑到錯誤的深度，等等。另 外，由于器件尺寸繼續(xù)被減小，此角度校正變得更加重要。
發(fā)明概述
下面介紹簡要的概述以便給出本發(fā)明的一個或多個方面的基本理解。 該概述不是本發(fā)明的詳盡的全面評述，而且既不打算識別本發(fā)明的關(guān)鍵或 重要的要素，也不打算詳細(xì)記述其范圍。相反地，本概述的主要目的是以 簡要的形式介紹本發(fā)明的一些概念作為后面介紹的更詳細(xì)的說明的序言。
本發(fā)明通過探測或測量入射離子束的入射角值并在離子注入步驟前 和或期間任選地校正角誤差，利于半導(dǎo)體器件的加工。本發(fā)明采用變角度 狹槽陣列，該陣列由具有多個限定在其中的狹槽的結(jié)構(gòu)組成狹槽。狹槽陣 列根據(jù)變化的接收角從離子束中選擇一個或多個細(xì)光束。電荷測量傳感 器，諸如拾取傳感器，.測量與陣列的每個狹槽有關(guān)的電荷或電子束電流。 從這些測量結(jié)果和每個狹槽的接收角，可獲得離子束的入射角值。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，公開了一角度測量系統(tǒng)。所述系統(tǒng)用于測量 離子注入期間離子束的入射角，包括變角度狹槽陣列和位于變角度狹槽陣 列下游的電荷測量器件陣列。變角度狹槽陣列包括形成在從入射表面到出 射表面結(jié)構(gòu)中的狹槽。每個狹槽具有變化的接收角范圍。電荷測量器件陣 列個別地與所述狹槽相關(guān)，且能測量穿過狹槽的細(xì)光束的電荷或電子束電 流。這些測量結(jié)果和變化的接收角范圍隨后能用于確定離子束的測量入射 角和/或角度內(nèi)容。也公開了其他系統(tǒng)、方法及探測器。
為了實現(xiàn)前述的相關(guān)目標(biāo)，本發(fā)明包括在下文中充分地描述的并在權(quán) 利要求中特別指出的特征。下面的說明和附圖詳細(xì)的闡明本發(fā)明的某些示范性方面和實施方式。然而，這些表明本發(fā)明的原理可被以僅僅很少的不 同方式應(yīng)用。其他目標(biāo)，當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，本發(fā)明的優(yōu)點和新穎性的特 征將從下面的本發(fā)明的詳細(xì)說明中變得顯而易見。


圖1為框圖形式的適于本發(fā)明的一個或多個方面的離子注入系統(tǒng)。
圖2為闡明根據(jù)本發(fā)明的一方面的角度測量系統(tǒng)的框圖。
圖3為闡明根據(jù)本發(fā)明的一方面的部分變角度狹槽陣列的示圖。
圖4A和4B為闡明根據(jù)發(fā)明的一方面的變角度狹槽陣列的單個狹槽
的示圖。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的一方面的變角度狹槽陣列的透視圖。
圖6A為闡明根據(jù)本發(fā)明的一方面的另一變角度狹槽陣列600的示圖。
圖6B為根據(jù)本發(fā)明的一方面的變角度陣列600的近視圖。 圖7為根據(jù)本發(fā)明的一方面的離子注入器件的示例性的終端站的透 視圖。
圖8為根據(jù)闡明的本發(fā)明的一方面的變角度狹槽陣列在處理盤上的 構(gòu)造的俯視圖。
圖9為闡明根據(jù)本發(fā)明的一方面的獲得入射角值的方法的流程圖。 具體實施例
現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明，其中自始至終同樣的附圖標(biāo)記用于指示 同樣的元件。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解本發(fā)明不局限于示范性實施例以及在 下文中舉例說明和描述的方面。
本發(fā)明通過探測或測量入射離子束的入射角值和在離子注入步驟之 前和/或之間任選地校正角度誤差，利于半導(dǎo)體器件的加工。本發(fā)明采用 變角度狹槽陣列，該陣列由具有多個限定在其中的狹槽的結(jié)構(gòu)組成狹槽狹 槽。狹槽陣列根據(jù)變化的接收角從離子束選擇一個或多個細(xì)光束。電荷測 量傳感器，諸如拾取傳感器，測量與陣列的每個狹槽相關(guān)的電荷或電子束 電流。從這些每個狹槽的測量結(jié)果和接收角，能夠獲得離子束的入射角值。開始參考圖1，適于執(zhí)行本發(fā)明的一個或多個方面的離子注入系統(tǒng)
100以框圖的形式描述。系統(tǒng)100包括用于沿著離子束路徑產(chǎn)生離子束104 的離子源102。離子束源102包括例如帶有相關(guān)電源108的等離子體源 106。等離子體源106可例如包括相對長的等離子體密封室，離子束可從 中提取。
束流線組件110提供在離子源102的下游以接收來自于那里的離子束 104。束流線組件110包括質(zhì)量分析器112、可包括例如一個或多個狹槽 隙的加速結(jié)構(gòu)114、和角度能量過濾器116。束流線組件IIO沿著接收離 子束104的路徑放置。質(zhì)量分析器112包括磁場發(fā)生部分，例如磁鐵(未 示出)，并運作以提供橫過離子束路徑的磁場使得根據(jù)質(zhì)量(例如，荷質(zhì) 比)以變化的軌道偏轉(zhuǎn)離子束104的離子。穿過磁場遷移的離子感受這樣 的力，其指引期望質(zhì)量的特定離子沿著離子束路徑以及偏轉(zhuǎn)不期望質(zhì)量的 離子遠(yuǎn)離離子束路徑。
加速狹槽隙或在加速結(jié)構(gòu)114中的狹槽隙可實行加速和/或減速離子 束中的離子以在工件上達(dá)到需要的深度。因此，將理解，當(dāng)術(shù)語加速器和 /或加速狹槽隙可在此處被利用于描述本發(fā)明的一個或多個方面時，這樣 的術(shù)語不意味著被狹義地解釋以致于限定于加速的字面解釋，而是被廣義 地解釋以致于包括，減速和方向的改變在其中。將進(jìn)一步理解，加速/減 速裝置可被應(yīng)用于質(zhì)量分析器112的磁場分析之前和之后。
在系統(tǒng)100中還提供終端站118給來自束流線組件110的離子束104。 為了使用質(zhì)量分析凈化的離子束104注入，終端站118沿著離子束路徑支 撐一個或多個諸如半導(dǎo)體晶片(未示出)的工件。終端站118包括用于翻 譯或掃描一個或多個彼此相關(guān)的目標(biāo)工件和離子束104的目標(biāo)掃描系統(tǒng) 120。目標(biāo)掃描系統(tǒng)120可提供批量或連續(xù)注入，例如，當(dāng)在可期望的給 定環(huán)境、運行參數(shù)和/或目標(biāo)下。
終端站118還包括角度測量系統(tǒng)116，其測量離子束104的入射角值， 也稱為角度校正?？商鎿Q地，如果測量系統(tǒng)116定位的角度代表在終端站 內(nèi)的角度，角度測量系統(tǒng)116可位于終端站的外面。角度測量系統(tǒng)116包 括一個或多個變角度狹槽陣列和一個或多個接收來自狹槽的電流的收集 器或拾取器。變角度狹槽陣列是具有變化的接收角度值的狹槽的陣列。相關(guān)的電荷收集器測量穿過變角度狹槽陣列的細(xì)光束的離子或電子束電流。 電荷收集器或拾取器能相對于地線和/或狹槽偏置，且絕緣表面能被設(shè)置 在臨近的電荷收集器或拾取器之間。電荷測量結(jié)果和已知的接收角值隨后 被應(yīng)用于確定離子束104的測量出的或?qū)嶋H的入射角值。
如果測量出的入射角值和選定的或期望的入射角值之間的變化，也稱 為角度變化出現(xiàn)，此信息能被終端站118和/或束流線組件110采用向期 望的或選定的入射角值改變或矯正實際入射角值。
圖2為闡明根據(jù)本發(fā)明的一個方面的角度測量系統(tǒng)200的框圖。系統(tǒng) 200從具有變化的接收角的一排或多個狹槽獲得一個或多個細(xì)光束。隨后 得到細(xì)光束的電荷測量結(jié)果并與變化的接收角一起用于確定測量出的入 射角值。
通過提供測量出的入射角值，的，系統(tǒng)200在離子注入系統(tǒng)202上或 與其一起運轉(zhuǎn)，用于在離子注入前校準(zhǔn)或用于在離子注入期間校準(zhǔn)調(diào)節(jié)。 離子注入系統(tǒng)202產(chǎn)生離子束并使離子束指向目標(biāo)位置，例如目標(biāo)晶片。 離子注入系統(tǒng)202控制注入過程的多個參數(shù)，諸如選擇摻雜劑或種類、電 子束電流、劑量、能量以及注入角。如果測量出的角度不同于期望的或選 定的注入角，離子注入系統(tǒng)202能采用來自系統(tǒng)200的角度測量結(jié)果，來 向著期望的或選定的注入角調(diào)節(jié)注入角。
系統(tǒng)200包括變角度狹槽陣列204、拾取傳感器206和控制器208。 變角度狹槽陣列204由定位在至少部分離子束的路徑中的一排狹槽組成。 所述狹槽在構(gòu)架或掩膜中形成和/或限定。在陣列204中的每一個狹槽具 有來自離子束的離子能穿過相關(guān)狹槽的角度范圍的接收角。附加的變角度 狹槽陣列的例子將在下面給出。
變角度狹槽陣列204從離子束中獲得一個或多個細(xì)光束。細(xì)光束具有 相應(yīng)于其穿過的狹槽的角度分量。
一排拾取傳感器206從變角度狹槽陣列204中接收一個或多個細(xì)光 束，并測量來自于其的電荷或電子束電流。傳感器206每一個與狹槽陣列 204的一個狹槽相關(guān)。結(jié)果，測量出的電荷或電子束電流的出現(xiàn)與否能被 應(yīng)用于確定測量出的入射角。
拾取傳感器206可維持在接地端或其附近的某電位，或者它們可偏置于某正或負(fù)電位以致于改善或有利于期望的離子電流測量結(jié)果的精度。其 它由導(dǎo)電或絕緣材料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，能被定位在拾取傳感器206和變角度狹
槽陣列204之間、在臨近的拾取傳感器之間、以及其它在拾取傳感器附近 或在狹槽陣列204附近的位置。這些附加的結(jié)構(gòu)也能維持在接地端或其附 近的某電位，或者它們可浮動或偏置于變化的負(fù)或正電位以致于改善或有 利于期望的離子電流測量結(jié)果的精度。
控制器208從拾取傳感器206接收傳感器測量結(jié)果，并確定測量出的 入射角值。注入處理的調(diào)節(jié)或校正通過控制器208確定并隨后提供給離子 注入系統(tǒng)202。包括電子束電流測量結(jié)果的傳感器測量結(jié)果，與給定的接 收角一起用于確定測量出的入射角值。
注意到，角度測量系統(tǒng)200能采樣全部或僅僅一部分離子束。在某些 方面，采樣全部離子束可能，例如，需要通過離子束來移動拾取傳感器 206和變角度狹槽陣列204或通過變角度狹槽陣列204和拾取傳感器206 掃過離子束。
例如，如果狹槽陣列204和/或拾取傳感器206沒有跨越全部離子束， 或感興趣的部分離子束，通過離子束狹槽陣列204和/或拾取傳感器206 可被單獨地或分別地在一個或多個方向上移動，或者離子束在一個或多個 方向上橫跨狹槽陣列和/或拾取傳感器，或兩者兼有。另外，以給定角度 的狹槽可由單個狹槽或以同樣角度的一排狹槽構(gòu)成。拾取傳感器也可由用 于所有角度的所有狹槽、單一角度的所有狹槽、或以單一角度的一排狹槽 中的單一狹槽的單一傳感器構(gòu)成。
圖3為闡明根據(jù)本發(fā)明的一方面的一部分變角度狹槽陣列300的示 圖。狹槽陣列300根據(jù)變化的接收角獲取細(xì)光束，隨后測量電荷或電子束 電流。
給出圖3以利于更好的理解本實施例，但不意味著以所描述的和圖3 所示的來限定本發(fā)明。此外，為了解釋的目的選定尺寸。
變角度狹槽陣列300包括帶有多個狹槽的結(jié)構(gòu)302，其中形成有第一 狹槽304，第二狹槽306，和第三狹槽308。結(jié)構(gòu)302由適當(dāng)?shù)牟牧?，諸 如石墨、鋁等等組成，在該例子中在入射側(cè)具有凸起的彎曲表面，且在該 例子中在出射側(cè)具有凹入的彎曲表面。狹槽304、 306和308以不同的接收角形成，其為離子可穿過的正常角度范圍。
包括第一拾取傳感器314、第二拾取傳感器316和第三拾取傳感器318 的拾取傳感器，測量穿過狹槽304、 306和308的細(xì)光束的電荷或電子束 電流。由拾取傳感器314、 316和318測量出的電子束電流或電荷的出現(xiàn)
與否能指示實際的或測量出的入射角值。
第一狹槽304具有第一接收角，例如，大約-3到-9度。這樣，相關(guān) 的第一拾取傳感器314測量在第一接收角范圍內(nèi)的離子的電荷。同樣，第 二狹槽306具有第二接收角，例如，大約-3到+3度。結(jié)果，第二拾取傳 感器316測量角度在第二接收角范圍內(nèi)的離子的電荷。此外，第三狹槽 308具有第三接收角，例如，大約+3到+9度。因此，第三拾取傳感器318 測量角度在第三接收角范圍內(nèi)的離子的電荷。注意到，狹槽陣列300能包 括附加的狹槽和拾取傳感器(未示出)以便于測量其它的接收角。
在操作期間，離子束310瞄準(zhǔn)目標(biāo)位置(未示出)。狹槽陣列300沿 著離子束310的路徑定位，典型地，位于目標(biāo)位置附近。取決于離子束 310的入射角， 一個或多個傳感器測量電荷。在上述例子中，具有-6度入 射角的絕對平行離子束將在第一拾取傳感器314上記錄電荷測量結(jié)果。
可采用角接收范圍和相鄰狹槽的角間距的選擇組合，其導(dǎo)致角度接收 的不同重疊狹槽。例如，如果臨近的狹槽以狹槽接收范圍的一半間隔，而 不是如上述描述的整個狹槽接收，那么傳感器測量出的電荷或電子束電流 能被用于以高精度計算入射角。其它接收角范圍和角間距的組合能滿足精 度和易于測量的不同要求。
圖4A和4B為闡明根據(jù)本發(fā)明的一個方面的變角度狹槽陣列400的 單個狹槽404的圖示。該圖示以例證性目的給出以闡明變角度狹槽陣列中 的狹槽的一些相關(guān)的特征。所述圖示不意味著限定本發(fā)明于其所示出和所 描述的。
變角度狹槽陣列400包括具有形成于其中的一排狹槽的結(jié)構(gòu)402。結(jié) 構(gòu)402由適當(dāng)?shù)牟牧?，諸如石墨組成，使得結(jié)構(gòu)402阻止離子從其穿過。 圖4A中示出了狹槽陣列的一個狹槽。
圖4A示出了狹槽404的接收角范圍406。接收角范圍406是這樣的 角度范圍，離子以能夠穿越狹槽404的入射角值范圍移動。狹槽通常，接收角范圍406這樣選擇，狹槽陣列的至少一個狹槽將穿過來自入射離子束 的至少一些離子。然而，本發(fā)明的不同方面可應(yīng)用多種可能的范圍。
接收角范圍406可由最小接收角407和最大接收角409限定。垂直軸 408被示出且典型地被描述為具有零角度。在此示例中，最小角407小于 零和垂直軸408，而最大角409大于零。在此示例中，最小角407和最大 角409描述為相同的大小，然而，本發(fā)明考慮了這些值的變化且對稱的變 化。
例如，最小角407可為-3度而最大角409可為+3度，形成6度的接 收角范圍406。
圖4B示出了狹槽404的尺寸特征。如所示的，狹槽404具有寬度412 和高度410。高度410和寬度412限定狹槽404的展弦比和接收角范圍406。 增加高度減小接收角范圍406而增加寬度412增加接收角范圍。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的一方面的變角度狹槽陣列500的透視圖。該視圖 以示例性目的給出并作為根據(jù)本發(fā)明的變角度狹槽陣列的一個示例。
狹槽陣列500由帶有一排形成于其中的變角度的狹槽504的結(jié)構(gòu)502 組成。可以看出，單個狹槽各自具有變化的接收角。結(jié)果，只有在特定角 度內(nèi)遷移的離子能穿過特定的狹槽。例如，來自離子束的離子可穿過在陣 列500右側(cè)的一個或多個狹槽，但是被在陣列左側(cè)的一個或多個狹槽阻 擋。
示出的入射側(cè)具有凸起形的入射表面，通過它來自離子束的離子或細(xì) 光束開始進(jìn)入狹槽504。拾取傳感器(未示出)設(shè)置在陣列500的下游以 便于測量，如果有的話，穿過狹槽504的離子或細(xì)光束的電荷或電流。
注意到，本發(fā)明考慮了具有其它形狀和結(jié)構(gòu)的變角度狹槽陣列，只要 這種陣列中的狹槽具有變化的角度。
圖6A為闡明根據(jù)本發(fā)明的一方面的另一變角度陣列600的圖示。此 處，陣列的入射表面較平，然而，陣列中的狹槽604具有變化的接收角。
變角度狹槽陣列600包括形成在結(jié)構(gòu)602中的變角度狹槽604。結(jié)構(gòu) 602的入射表面606較平，但是形成于其中的狹槽604具有變角度。結(jié)果， 狹槽604具有變化的接收角。出射表面608也是平的。
在運轉(zhuǎn)期間，離子束(未示出)在入射表面606撞擊變角度狹槽陣列600。離子束具有入射角值和角度分布。來自具有適當(dāng)角度的離子束的細(xì)
光束穿過一個或多個狹槽604，并在穿過出射表面608后，被一個或多個 電荷測量器件(未示出)測量。
圖6B為根據(jù)本發(fā)明的一方面的變角度狹槽陣列600的近視圖。所述 視圖再一次示出了形成在結(jié)構(gòu)602中的狹槽604。拾取傳感器610也在該 示例中示出以測量穿過各個狹槽的離子的電子束電流或電荷。拾取傳感器 設(shè)置在出射表面608的下游。
圖6A和6B示出了另一個變角度狹槽陣列的示例，其具有物理上形 成在其中的變化的接收角的狹槽，帶有另一種結(jié)構(gòu)和狹槽的形狀。應(yīng)當(dāng)理 解，結(jié)構(gòu)和狹槽的形狀的其它變化和/或其它變化的構(gòu)造也被本發(fā)明考慮 過。
圖7A為闡明根據(jù)本發(fā)明的一方面的另一變角度狹槽陣列700的示 圖。結(jié)構(gòu)702具有在入射表面的入射開口或狹槽孔704和在出射表面的出 射開口或狹槽孔706。在一示例中，結(jié)構(gòu)可包括帶有入射開口 704的上層 板和帶有出射開口 706的下層板。示出的傳感器710在出射開口 706的下 面或下游，并用于測量穿過結(jié)構(gòu)702的細(xì)光束的電荷或電流。
每一個入射開口 704與出射開口 706中的一個有關(guān)。入射和出射開口 對中的每一個限定一個僅僅角度接收范圍內(nèi)的離子能穿過的狹槽或區(qū)域。 因此，狹槽由入射開口的大小和位置、出射開口的大小和位置以及它們之 間的距離限定每一對孔的狹槽和角度接收范圍。
在運轉(zhuǎn)期間，離子束(未示出)在入射表面撞擊變角度狹槽陣列700。 離子束具有入射角值和角度分布。來自具有適當(dāng)角度的離子束的細(xì)光束穿 過由入射開口 704和出射開口限定的一個或多個狹槽，并在穿過結(jié)構(gòu)702 后由一個或多個電荷測量器件710測量。
圖7B為根據(jù)本發(fā)明的一方面的變角度狹槽陣列700的近視圖。該視 圖闡明了由入射開口 704和出射開口 706限定在結(jié)構(gòu)702中的狹槽。此處， 示出了在一個入射開口 704和一個出射開口 706之間的狹槽712。狹槽712 為具有在角度接收范圍內(nèi)的角度的離子能穿過的限定路徑或區(qū)域。拾取傳 感器710也在此示例中示出以測量穿過各個狹槽的離子的電子束電流或 電荷。圖7A和7B示出了還有另一個變角度狹槽陣列的例子，其具有限定
在其中的帶有另一結(jié)構(gòu)和狹槽的形狀的變接收角度狹槽狹槽。應(yīng)當(dāng)理解， 本發(fā)明也考慮了結(jié)構(gòu)和狹槽的形狀的其它變化和/或其它變化的構(gòu)造。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖8，闡明了根據(jù)本發(fā)明的一方面的帶有變角度狹槽陣列定 位的示例的單個晶片終端站800的構(gòu)造的俯視圖。變角度狹槽陣列允許確 定引入的離子束的測得或?qū)嶋H的入射角值。站800作為示例給出以闡明包 含有變角度狹槽陣列的角度測量系統(tǒng)的一些適當(dāng)?shù)亩ㄎ弧?br> 在此示例中，終端站800包括支撐單個晶片804的臂802。通常，一 個或多個角度測量系統(tǒng)緊接于單個晶片804設(shè)置。晶片804的中心點806 被描述以利于理解該示例。此處，終端站800包括如圖所示給出和定位的 第一角度測量系統(tǒng)808和第二角度測量系統(tǒng)810。第一角度測量系統(tǒng)位于 臂802上并在晶片804的左側(cè)。第二角度測量系統(tǒng)810在如圖所示的第二 角度測量系統(tǒng)810的上面。第一角度測量系統(tǒng)808和第二角度測量系統(tǒng) 810兩者都定位在晶片804周圍的相同的平面上。在該示例中，第一角度 測量系統(tǒng)808測量x方向的角度，而第二角度測量系統(tǒng)測量y方向的角度。
圖9為闡明根據(jù)本發(fā)明的一方面的獲得入射角值方法900的流程圖。 方法900可被用于校準(zhǔn)和檢測或者在離子注入過程中執(zhí)行校準(zhǔn)調(diào)節(jié)。描述 的方法900是關(guān)于確定單一軸的入射角值的，但是能擴展到多軸。例如， 方法900能被用于獲得快速掃描軸和/或慢速掃描軸上的入射角值。此外， 方法900能被應(yīng)用于單一和/或批量離子注入系統(tǒng)。
所述方法開始于塊902，其中離子注入處理被初始化，其中具有選定 的入射角值的離子束指向目標(biāo)。離子注入處理包括應(yīng)用在離子注入處理中 的許多適當(dāng)?shù)碾x子或摻雜劑。例如，根據(jù)特殊的制造過程，產(chǎn)生帶有選定 能量和摻雜劑濃度的離子束。選定的入射角典型地在采用的離子注入系統(tǒng) 的運轉(zhuǎn)范圍中。例如，根據(jù)特殊的制造過程或校準(zhǔn)程序選擇選定的入射角。 目標(biāo)可為目標(biāo)晶片，諸如生產(chǎn)晶片或檢測晶片，或用于校準(zhǔn)目的的其它目 標(biāo)。
在塊904，通過采用變角度狹槽陣列， 一個或多個變角度細(xì)光束從離 子束獲得。在上述的圖3和其他地方給出了適當(dāng)?shù)莫M槽陣列例子。變角度 狹槽陣列包括形成在結(jié)構(gòu)中的一排狹槽，并沿著離子束路徑定位。所述狹槽具有變化的接收角范圍，其阻擋不同于它們相關(guān)的接收角范圍的離子或 部分離子束穿過。結(jié)果，許多狹槽將阻止任何大量的離子穿過那里。因此， 取決于陣列的構(gòu)造和離子束的角度內(nèi)容，獲得一個或多個變角度細(xì)光束。
在塊906繼續(xù)方法900，為了電荷或電子束電流， 一個或多個變角度
細(xì)光束被測量。與陣列中的每一個狹槽有關(guān)的拾取傳感器能測量穿過那里 的離子電荷或電子束電流。一個或多個這樣的拾取傳感器測量一個或多個 變角度細(xì)光束的電荷或電子束電流。
在塊908，識別用于一個或多個變角度細(xì)光束的一個或多個接收角范 圍。這些范圍相應(yīng)于細(xì)光束穿過的特定的狹槽。例如， 一個或多個細(xì)光束 可穿過具有-3到-9度的接收角范圍的第一狹槽和具有-9到-15度接收角范 圍的第二狹槽。
在塊910，根據(jù)識別的一個或多個接收角范圍和電荷測量結(jié)果確定測 量出的入射角。此外，也能確定角度內(nèi)容或角分布。
測量出的入射角與選定的入射角相比以確定偏移量。如果偏移量大于 可接受的范圍，在塊912，調(diào)整和/或修正被應(yīng)用于離子注入系統(tǒng)以朝著選 定的入射角驅(qū)動測量出的入射角。進(jìn)一步，在塊902，通過使得離子注入 系統(tǒng)調(diào)整離子束，也能執(zhí)行調(diào)整角度內(nèi)容或角分布。
應(yīng)當(dāng)理解，方法900和其變體，能進(jìn)一步參照本發(fā)明的其它圖理解。 此外，方法900和其說明也能被用于有助于更好的理解上述描述過的本發(fā) 明的其他方面。
然而，為了簡化說明的目的，方法900以順次執(zhí)行的方式描寫和描述， 應(yīng)當(dāng)了解及意識到，本發(fā)明不限于闡明的順序，根據(jù)本發(fā)明，如一些方面 能以不同的順序發(fā)生，和/或與此處所描述和說明的其它方面同時發(fā)生。 而且，不是所有闡明的特征或塊都需要去執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的一方面的一套 方法。
雖然參照一個或多個實施方式已經(jīng)闡明和描述了本發(fā)明，其它本領(lǐng)域 技術(shù)人員根據(jù)閱讀和理解本說明書和附圖會實現(xiàn)等價的改變和修改。尤 其，考慮到由上述描述的元件(組件、器件、電路、系統(tǒng)等等)實現(xiàn)的多 種功能，用于描述這樣的元件的術(shù)語(包括提及的"裝置")意味著相應(yīng)于， 除了指明的其它方式，實現(xiàn)所描述的元件(例如，功能上等價的)的具體功能的任何元件，即使結(jié)構(gòu)上不等價于所公開的實現(xiàn)此處闡明的本發(fā)明的 示例性實施例的功能的結(jié)構(gòu)。此外，盡管本發(fā)明的特定特征已經(jīng)公開了關(guān) 于幾個實施方式中的僅僅一個，這樣的特征可與其它實施方式中的一個或 多個其它特征結(jié)合，如果其需要和有利于任何給定或特定的應(yīng)用。而且， 到這樣的程度，即在詳細(xì)的說明書和權(quán)利要求兩者中使用術(shù)語"含有、包 含、具有、有、和"，或其變體，這樣的術(shù)語意思是以類似于術(shù)語"包括" 的方式包含。此外，術(shù)語"示范的"意思是指明示例，而不是最佳或較好的 方面或?qū)嵤┓绞健?br> 權(quán)利要求
1、一種離子注入系統(tǒng)，包括產(chǎn)生離子束的離子源；從離子源接收離子束和處理離子束的束流線組件；從束流線組件接收離子束的角度測量系統(tǒng)，所述角度測量系統(tǒng)包括變角度狹槽陣列，其包括限定在結(jié)構(gòu)中的各個狹槽，以及具有相關(guān)的接收角范圍，其選擇性地穿過具有相關(guān)接收角范圍的僅僅一部分離子束，其中，狹槽中的至少兩個具有不同的相關(guān)的接收角范圍；以及與各個狹槽相關(guān)的電荷測量器件陣列，其測量穿過變角度狹槽陣列的部分離子束的電荷；以及從束流線組件接收離子束的目標(biāo)位置。
2、 權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括位于束流線組件下游的終端 站，其在目標(biāo)位置保持目標(biāo)晶片。
3、 權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述終端站進(jìn)一步包括其上安裝有 角度測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的處理盤。
4、 權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述終端站為單個晶片終端站。
5、 權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括控制器，所述控制器至少部 分地根據(jù)穿過變角度狹槽陣列的部分離子束的測量出的電荷確定測量出 的入射角。
6、 權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括控制器，其識別穿過變角度 狹槽陣列的部分離子束的接收角范圍，以及根據(jù)所述部分的測量出的電荷 和識別出的接收角范圍確定測量出的入射角值。
7、 權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，根據(jù)選定的入射角，束流線組件 和/或離子源相對于目標(biāo)位置調(diào)整離子束的入射角。
8、 權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)測量出的入射角值不同于選定 的入射角值，且差值大于閾值量時，控制器發(fā)送調(diào)整值給束流線組件。
9.
10、 權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中根據(jù)測量出的入射角調(diào)整在目標(biāo)位 置的晶片。
11、 權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，變角度狹槽陣列進(jìn)一步包括具有凸起形狀的入射表面和具有凹入形狀的出射表面。
12、 權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，變角度狹槽陣列進(jìn)一步包括具有 凹入形狀的入射表面和具有凸起形狀的出射表面。
13、 權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，變角度狹槽陣列進(jìn)一步包括具有 大致平的形狀的入射表面和具有大致平的形狀的出射表面。
14、 權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括控制器，所述控制器至少部 分地根據(jù)部分離子束的測量出的電荷確定角度內(nèi)容。
15、 權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述控制器使得束流線組件和/或離子源根據(jù)該角度內(nèi)容調(diào)整離子束。
16、 權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，變角度狹槽陣列的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包 括成對的在結(jié)構(gòu)的入射表面上的入射開口和在結(jié)構(gòu)出射表面上的出射開 口，其中成對的入射開口和出射幵口限定所述狹槽。
17、 權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述結(jié)構(gòu)包括固體材料，所述固 體材料具有形成在其中限定所述狹槽的多個開口。
18、 一種用于測量離子束入射角的角度測量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括變角度狹槽陣列，其包括限定在結(jié)構(gòu)中的從入射表面到出射表面的狹 槽，并具有各個接收角范圍，其中，所述狹槽中的至少兩個具有不同的接收角范圍；以及電荷測量器件陣列，其位于變角度狹槽陣列的下游并與所述狹槽相 關(guān)，其中，電荷測量器件測量穿過變角度狹槽陣列的狹槽的細(xì)光束的電荷。
19、 權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，電荷測量器件包括拾取傳感器。
20、 權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括，位于變角 度狹槽陣列和電荷測量器件之間的第二結(jié)構(gòu)，細(xì)光束穿過其到電荷測量器 件。
21、 權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，拾取傳感器偏壓于正值，而第 二結(jié)構(gòu)偏壓于接地附近。
22、 權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述結(jié)構(gòu)由導(dǎo)電材料構(gòu)成并接地。
23、 權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述結(jié)構(gòu)由從由鋁、帶有硅涂層 的鋁、石墨和陽極氧化鋁組成的組中選擇的材料構(gòu)成。
24、 權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述狹槽包括覆蓋離子束角度 分布的接收角范圍的陣列。
25、 權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，變角度狹槽陣列的結(jié)構(gòu)包括具有入射開口的上層板和具有出射開口的下層板，其中，成對的入射開口和 出射開口在它們之間限定所述狹槽。
26、 權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述結(jié)構(gòu)包括帶有形成于其上 限定所述狹槽的多個開口的固體材料。
27、 一種獲得測量出的入射角的方法，所述方法包括 產(chǎn)生具有選定的入射角的離子束并使離子束指向目標(biāo)位置； 從離子束中獲得一個或多個變角度細(xì)光束； 測量一個或多個變角度細(xì)光束的電荷； 識別一個或多個變角度細(xì)光束的接收角范圍；以及 根據(jù)測量出的變角度細(xì)光束的電荷和識別出的接收角范圍，確定測量出的入射角。
28、 權(quán)利要求27所述的方法，進(jìn)一步包括，根據(jù)測量出的變角度細(xì) 光束的電荷和識別出的接收角范圍確定離子束的角度內(nèi)容。
29、 權(quán)利要求27所述的方法，進(jìn)一步包括，根據(jù)測量出的入射角和 選定的入射角確定校準(zhǔn)調(diào)節(jié)值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在離子注入期間測量離子束入射角的角度測量系統(tǒng)，包括變角度狹槽陣列和位于變角度狹槽陣列下游的電荷測量器件陣列。變角度狹槽陣列包括形成在結(jié)構(gòu)中從入射表面到出射表面的狹槽。每一個狹槽具有變化的接收角范圍。電荷測量器件陣列個別地與狹槽相關(guān)，且能測量穿過狹槽的細(xì)光束的電荷或電子束電流。這些測量結(jié)果以及變化的或不同的接收角范圍隨后能被應(yīng)用于確定離子束的測量出的入射角和/或角度內(nèi)容。
文檔編號H01J37/317GK101421815SQ200680048644
公開日2009年4月29日 申請日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月21日
發(fā)明者布萊恩·弗瑞爾 申請人:艾克塞利斯科技公司