用于离子注入中的束角测量的方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种离子束角检测设备，包括：线性驱动组件，所述线性驱动组件固定地连接到可移动轮廓仪组件，其中轮廓仪组件包括轮廓仪，所述轮廓仪具有形成于轮廓仪顶板内的轮廓仪孔洞以及轮廓仪传感器组件；可移动角度掩模组件，所述可移动角度掩模组件包括具有掩模孔洞的可移动角度掩模，其中角度掩模组件非固定地连接到轮廓仪组件，掩模孔洞通过给与固定地连接到轮廓仪组件的掩模线性驱动器能量而能够相对于轮廓仪孔洞移动，并且轮廓仪孔洞可移动通过大于离子束的延伸长度的长度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及一种离子注入系统，尤其涉及一种用于测量离子束的束角分布的 改进方法和设备。
技术介绍
在制造半导体装置及其它产品中，离子注入用于对半导体晶片、显示面板或其它 工件掺杂杂质。离子注入器或离子注入系统用离子束处理工件，以产生η型或ρ-型掺杂 区或在工件里形成钝化层。当用于对半导体进行掺杂时，离子注入系统注射选定的离子种 类以产生所需的非固有掺杂材料，其中注入从诸如锑、砷或磷的源材料产生的离子可获得η 型非固有掺杂材料晶片，而注入诸如硼或铟的材料可在半导体晶片中产生P型非固有材料 部分。在离子注入室内，硅片会受到离子束的物理撞击。一种用于离子注入硅片的方法是利用下列两者的组合一种宽离子束，所述宽离 子束比晶片的最大直径宽；以及用于在与束的宽方向相正交的方向上机械扫描或移动晶片 的机构。宽束可以产生为来自离子源的连续、静态的“带状”束，或者所述束可以为“笔形” 束通过束扫描机构横过工件往返扫描的结果。理想上，宽束应撞击晶片，使得离子的路径与 工件表面间的角度(即，入射角度)在工件上的每个点处皆相同。然而，离子在跨越晶片的 整个宽度上由于例如产生和聚焦宽型带状束中固有的问题而可能并非都会在相同方向上 移动。而所获得的非平行离子路径会导致注入角度误差。因而需要一种用于测量离子角度 的方法，以在进行注入之前先验证所述注入角度误差将会在规定的数值或数值范围内，从 而能够确保适当的加工。典型地，具有多个孔洞的掩模已经设置在公知为轮廓仪的束电流测量装置的前 方，所述轮廓仪仅在跨越束的宽型宽度上的限定位置处允许离子穿过。如果离子皆在相同 方向上移动，则轮廓仪在束的宽方向上于掩模后方移动时，将会记录沿轮廓仪路径上等同 于每个孔洞位置的小束(beamlet)位置。此外，如果掩模被校准到轮廓仪，则可测量离子的 整体方向，这是因为电流测量的峰值应该在轮廓仪正好定位于掩模孔洞之后时出现。然而， 如果离子的路径并非彼此平行，则轮廓仪将在横移到掩模的多个孔洞的后方时测量变化的 小束位置。此方法的一个特定问题在于仅可以在每个限定的孔洞位置处测量束角。另一个 缺点为需要与需要测量的带状束一样宽的掩模，而这通常导致大型且昂贵的组件。一种示例性现有技术的束角测量系统通过在离子束内的各种位置处测量离子束 电流及入射角度来帮助半导体装置的制造。可移动检测器操作以在离子注入之前(例如， 在验证过程中执行现场校准)提供均勻度测量结果。根据各种测量结果，可对离子束的产 生进行修改以改进均勻度。故而可以改进的均勻度和更紧密的处理控制来执行离子注入。图1所示的现有技术图为单个晶片离子注入系统100的简化示意图。现有技术的 系统100包括离子室102、离子束产生机构104、均勻度检测器106(应与图5中一样为可移 动的)以及用于临时捕捉工件/晶片108的基座或台板110。离子束产生机构104通常会 产生带状离子束112，其特征包括束电流、入射角度等等。离子束112虽经描绘为基本上正交于晶片108的表面，然而离子束112可以相对于工件108的表面成其它入射角度。基座 110可以以受控速度将晶片108移动穿过离子束112，以获得优选的注入。可在晶片108穿 过带状离子束112的单程中进行离子注入。由于整个晶片108是按大约相同的速率移动穿 过离子束112，因此获得均勻的注入。均勻度检测器典型地为停驻于离子束的外部，直到使用方才进入。此现有技术可 包括任何适当数量的检测器、位于其它位置的检测器以及可移动检测器。检测器106可位 于与晶片108基本上相同的平面内。检测器106测量束电流在跨越离子束112的宽度上于 有限数量的位置处的均勻度。而当所述检测器与角度掩模相组合时，典型地与晶片一样宽 且定位在束中以使得仅少数小束能够通过掩模，现有技术的检测器106可在有限数量个位 置处取得离子束112的入射角度的测量结果，并且可运用束电流均勻度及入射角度测量结 果来调整离子束112以改进均勻度。此外，当测量结果描绘出与所需性质的显著偏差时，即 可运用这些测量结果以确定对晶片的潜在损害。采用这种方法的难处之一在于掩模具有预 定数量的槽，且因此仅可以沿离子束的一部分而不是沿整个束112测量入射角度。另一种如专利第6，989，545号所述的示例性检测器包括一系列元件，分别包括孔 洞及一对束电流传感器。孔洞仅允许离子束112的一部分(称为小束)通过而撞击到所述 一对束电流传感器。由所述一对传感器中的每一个测量到的束电流的总和用来确定位于孔 洞位置处的总束电流，并且可从每个传感器的束电流的差值计算出小束的入射角度。因此， 可接着利用元件的测量结果来确定离子束的均勻度，并可以使用每一个元件以在整个离子 束112上获得入射角度测量结果。基于这些角度测量结果可采取校正动作来改进离子束208的角度均勻度。前述两种系统皆具有与其相关的问题。现有技术的图1仅在掩模中的槽的位置处 测量束角。而现有技术图2的一个特定问题为仅在每一个限定的孔洞位置处测量束角，而 非连续地进行束角测量。因此，本领域需要一种能大致降低前述问题并提供在沿束的宽方向上的任何点处 测量束角的方法和系统。
技术实现思路
下面将呈现本专利技术的简明内容以提供对本专利技术的一些方面的基本理解。该专利技术内 容并非本专利技术的广泛概论，且也不是用以识别本专利技术的重要或关键要素，也没有限定本发 明的范围。相反地，
技术实现思路
的目的为以简化形式呈现本专利技术的一些概念，而作为稍后所呈 现的详细说明的前言。本专利技术涉及将所扫描的离子束提供给工件的离子注入系统、扫描系统及方法，其 中离子束的一个或多个聚焦特性经动态地调整或校正，以补偿扫描机构的随时间变化焦点 的特性。本专利技术可在任何类型的离子注入应用中得到运用，并且可以有利地用于减轻沿扫 描方向的入射束的变化，从而改进所注入的工件中的注入均勻度。根据本专利技术的一个方面，一种离子束角检测设备包括线性驱动组件，所述线性 驱动组件固定地连接到可移动轮廓仪组件，其中轮廓仪组件包括轮廓仪，所述轮廓仪具有 形成于轮廓仪顶板内的轮廓仪孔洞以及轮廓仪传感器组件；可移动角度掩模组件，所述可 移动角度掩模组件包括具有掩模孔洞的可移动角度掩模，其中角度掩模组件非固定地连接到轮廓仪组件，掩模孔洞通过给与固定地连接到轮廓仪组件的线性驱动器能量而能够相对 于轮廓仪孔洞移动，并且轮廓仪组件能够在X轴线上移动通过大于带状离子束的宽度的长度。本专利技术的另一个方面涉及一种离子注入系统，所述系统包括离子源，所述离子源 操作以产生提取的离子束；质量分析器，所述质量分析器从离子源接收提取的离子束，并且 提供经质量分析的离子束，所述离子束包括所需质量范围的离子；离子束角检测设备，所 述离子束角检测设备包括线性驱动组件，所述线性驱动组件固定地连接到可移动轮廓仪组 件，其中轮廓仪组件包括轮廓仪，所述轮廓仪具有形成于轮廓仪顶板内的轮廓仪孔洞以及 轮廓仪传感器组件；可移动角度掩模组件，所述可移动角度掩模组件包括具有掩模孔洞的 可移动角度掩模，其中角度掩模组件非固定地连接到轮廓仪组件，掩模孔洞通过给与固定 地连接到轮廓仪组件的线性驱动器能量而相对于轮廓仪孔洞移动，并且轮廓仪组件可移动 通过大于离子束的延伸长度的长度；以及终端站，所述终端站从束线系统接收质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子束角检测设备，包括：　　线性驱动组件，所述线性驱动组件固定地连接到可移动轮廓仪组件，其中所述轮廓仪组件包括：　　轮廓仪，所述轮廓仪具有形成在轮廓仪顶板内的轮廓仪孔洞以及轮廓仪传感器组件；　　可移动角度掩模组件，所述可移动角度掩模组件包括具有掩模孔洞的可移动角度掩模，其中所述角度掩模组件非固定地连接到所述轮廓仪组件；　　所述掩模孔洞通过给与固定地连接到所述轮廓仪组件的掩模线性驱动器能量而能够相对于所述轮廓仪孔洞移动；并且　　所述轮廓仪孔洞能够移动通过离子束的选定长度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·米切尔，
申请(专利权)人：艾克塞利斯科技公司，
类型：发明
国别省市：US