使用沟道化的原位角度测量制造技术

公开一种能够测量离子束(特别是包括较重离子的离子束)的入射角度的系统及方法。在一个实施例中，使用X射线而不是离子来确定沟道化方向。在另一实施例中，工件至少部分由具有高分子量的材料构造而成，使得可测量较重离子束。此外，在另一实施例中，在整个束上测量离子束的参数，从而使得离子植入系统的组件能够被进一步调整以形成更均匀的束。进一步调整以形成更均匀的束。进一步调整以形成更均匀的束。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用沟道化的原位角度测量


[0001]本公开的实施例涉及用于确定离子束的入射角度的系统及方法，且更具体来说，涉及使用沟道化来确定入射角度。

技术介绍

[0002]离子束用于将掺杂剂植入到工件(例如硅衬底)中。这些离子束可使用产生所期望种类离子的离子源来形成。这些离子是由选择所期望种类并朝向工件导引离子的多个组件提取及操纵。
[0003]所得离子束依据所述离子束的几何结构以一个或多个入射角度撞击工件。在某些实施例中，精确地测量离子在工件上的入射角度可为有利的。举例来说，在某些实施例中，存在其中需要紧密控制入射角度的植入工艺。
[0004]确定离子束的角度分布的一种方法是通过使用卢瑟福背散射(Rutherford Backscattering)。当离子撞击工件时，一些会被散射。随着离子变得与工件的结晶结构中的沟道对准，散射的离子量减少。举例来说，如果离子的入射角度与工件的沟道完全平行，则背散射将被最小化。
[0005]然而，卢瑟福背散射受限于其中被植入的离子的分子量小于工件的分子量的实施例。因此，可能无法对磷或砷离子束及硅工件实行卢瑟福背散射。
[0006]因此，如果存在一种准确地测量离子束的入射角度的系统及方法，则将是有益的。此外，如果可测量包括较重离子(例如砷及磷)的束，则将是有利的。最后，如果此系统及方法还可用于改善离子束的角度分布满足工艺需求的准确度，则将是有益的。

技术实现思路

[0007]公开一种能够测量离子束(特别是包括较重离子的离子束)的入射角度的系统及方法。在一个实施例中，使用X射线而不是背散射离子来确定沟道化方向。在另一实施例中，工件至少部分由具有高分子量的材料构造而成，使得可测量较重离子束。此外，在另一实施例中，在整个束上测量离子束的参数，从而使得离子植入系统的组件能够被进一步调整以形成更均匀的束。
[0008]根据一个实施例，公开一种入射角度测量系统。所述入射角度测量系统包括：离子植入系统，产生离子束；可移动工件保持器，用于保持工件；探测器，用于捕获来自所述工件的发射，其中所述探测器包括沿所述离子束的宽度(称为X方向)设置的多个传感器；以及控制器，其中所述控制器旋转所述可移动工件保持器以改变X角度并在多个X角度中的每一者处接收来自所述探测器的输出，且其中在沿所述X方向的多个位置中的每一者处，所述离子束在所述X方向上的入射角度被确定为处于其中从相应传感器接收的所述输出最小的所述X角度。在一个实施例中，所述多个传感器包括法拉第传感器，其中所述法拉第传感器中的每一者捕获来自所述离子束的一部分的背散射离子。在某些实施例中，所述多个传感器包括X射线探测器，其中所述X射线探测器中的每一者捕获从所述工件的一部分发射的X射线。
在某些实施例中，所述控制器根据从所述多个传感器接收的输出计算所述X方向上的入射角度扩展。在一些实施例中，所述离子植入系统包括设置在离子源附近的提取光学器件，其中所述控制器调节所述提取光学器件的定位以校正所述入射角度扩展。在某些实施例中，所述离子植入系统包括设置在离子源下游的四极透镜，其中所述控制器调节所述四极透镜的聚焦效果以校正所述入射角度扩展。在某些实施例中，所述离子植入系统包括设置在离子源下游的准直器，其中所述控制器调节供应到所述准直器的电流以校正所述入射角度扩展。在某些实施例中，所述控制器旋转所述可移动工件保持器以改变Y角度并在多个Y角度中的每一者处接收来自所述探测器的输出，且其中在沿所述X方向的多个位置中的每一者处，所述离子束在Y方向上的入射角度被确定为处于其中从相应传感器接收的所述输出最小的所述Y角度。在某些实施例中，所述控制器根据从所述多个传感器接收的输出计算所述Y方向上的入射角度扩展。
[0009]根据另一实施例，公开一种入射角度测量系统。所述入射角度测量系统包括：离子植入系统，产生离子束；可移动工件保持器，用于保持工件；探测器，其中所述探测器包括一个或多个X射线探测器；以及控制器，其中所述控制器旋转所述可移动工件保持器以改变X角度并在多个X角度中的每一者处接收来自所述探测器的输出，且其中所述离子束的入射角度被确定为处于其中来自所述探测器的所述输出最小的所述X角度。在某些实施例中，所述离子束包括具有比所述工件高的原子质量的离子。在某些实施例中，所述离子束包括磷或砷离子，且所述工件包括硅工件。
[0010]根据另一实施例，公开一种入射角度测量系统。所述入射角度测量系统包括：离子植入系统，产生离子束；可移动工件保持器，用于保持工件；探测器；单晶靶材料，不同于所述工件，设置在所述可移动工件保持器上；以及控制器，其中所述控制器旋转所述可移动工件保持器以改变X角度并在多个X角度中的每一者处接收来自所述探测器的输出，且其中所述离子束的入射角度被确定为处于其中来自所述探测器的所述输出最小的所述X角度。在某些实施例中，所述单晶靶材料设置在所述可移动工件保持器上超出所述工件的边缘的位置处，使得当所述工件设置在所述可移动工件保持器上时，所述单晶靶材料可通过所述离子束进行植入。在某些实施例中，所述单晶靶材料包括具有比所述工件高的原子质量的元素。在一些实施例中，所述单晶靶材料选自由钨、钼、钽、锗、砷化镓、氮化镓及磷化铟组成的群组。在某些实施例中，所述控制器旋转所述可移动工件保持器以改变Y角度，且其中所述离子束的入射角度被确定为处于其中来自所述探测器的所述输出最小的所述Y角度。在某些实施例中，所述单晶靶材料代替所述工件设置在所述可移动工件保持器上。在一些实施例中，所述单晶靶材料具有所述工件的形状及大小。
附图说明
[0011]为更好地理解本公开，参照并入本文中供参考的附图且在附图中：
[0012]图1是根据一个实施例的离子植入系统。
[0013]图2是根据一个实施例的入射角度测量系统。
[0014]图3A是根据另一实施例的入射角度测量系统的侧视图。
[0015]图3B是图3A所示入射角度测量系统的俯视图。
[0016]图4示出安装到可移动工件保持器的单晶靶材料。
具体实施方式
[0017]如上所述，本系统可用于实行沟道化植入或者测量及调整离子植入系统中的离子束。在某些实施例中，离子束可为使用点波束离子植入系统(spot beam ion implantation system)形成的扫描带状束(scanned ribbon beam)。
[0018]如图1中所示，离子植入系统包括离子源100，离子源100包括界定其中形成等离子体的离子源腔室的多个腔室壁。在某些实施例中，离子源100可为射频(radio frequency，RF)离子源。在此实施例中，RF天线可抵靠介电窗(dielectric window)设置。此介电窗可包括腔室壁中的一者的部分或全部。RF天线可包含例如铜等导电材料。RF电源与RF天线电通信。RF电源可向RF天线供应RF电压。由RF电源供应的功率可在0.1kw与10kw之间，且可为任何适合的频率，例如在1MHz与100MHz之间。此外，由RF电源供应的功率可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种入射角度测量系统，包括：离子植入系统，产生离子束；可移动工件保持器，用于保持工件；探测器，用于捕获来自所述工件的发射，其中所述探测器包括沿所述离子束的宽度设置的多个传感器，其中沿所述离子束的所述宽度的方向称为X方向；以及控制器，其中所述控制器旋转所述可移动工件保持器以改变X角度并在多个X角度中的每一者处接收来自所述探测器的输出，且其中在沿所述X方向的多个位置中的每一者处，所述离子束在所述X方向上的入射角度被确定为处于其中从相应传感器接收的所述输出最小的所述X角度。2.根据权利要求1所述的入射角度测量系统，其中所述多个传感器包括法拉第传感器，其中所述法拉第传感器中的每一者捕获来自所述离子束的一部分的背散射离子。3.根据权利要求1所述的入射角度测量系统，其中所述多个传感器包括X射线探测器，其中所述X射线探测器中的每一者捕获从所述工件的一部分发射的X射线。4.根据权利要求1所述的入射角度测量系统，其中所述控制器根据从所述多个传感器接收的输出计算所述X方向上的入射角度扩展。5.根据权利要求4所述的入射角度测量系统，其中所述离子植入系统包括设置在离子源附近的提取光学器件，其中所述控制器调节所述提取光学器件的定位以校正所述入射角度扩展。6.根据权利要求4所述的入射角度测量系统，其中所述离子植入系统包括设置在离子源下游的四极透镜，其中所述控制器调节所述四极透镜的聚焦效果以校正所述入射角度扩展。7.根据权利要求4所述的入射角度测量系统，其中所述离子植入系统包括设置在离子源下游的准直器，其中所述控制器调节供应到所述准直器的电流以校正所述入射角度扩展。8.根据权利要求1所述的入射角度测量系统，其中所述控制器旋转所述可移动工件保持器以改变Y角度并在多个Y角度中的每一者处接收来自所述探测器的输出，且其中在沿所述X方向的多个位置中的每一者处，所述离子束在Y方向上的入射角度被确定为处于其中从相应传感器接收的所述输出最小的所述Y角度。9.根据权利要求8所述的入射角度测量系统，其中所述控制器根据从所述多个传感器接收的输出计算所述Y方向上...

【专利技术属性】
技术研发人员：法兰克，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：