用于离子注入系统的离子束角度测量系统和方法技术方案

沿离子注入的轴的入射角的测量值通过利用正和负狭缝结构（１０４，１０６）获得。正狭缝结构具有入口开口（１２０）、出口开口（１２２）、以及在正方向上的具有选择的角度范围的离子束的获得部分之间的狭缝轮廓。负狭缝结构具有入口开口（１２１）、出口开口（１２３）、以及在负方向上的具有选择的角度范围的离子束的获得部分之间的狭缝轮廓。第一射束测量机构（２１４）测量正部分的射束电流，以获得正角度射束电流测量值。第二射束测量机构（２１６）测量负部分的射束电流，以获得负角度射束电流测量值。分析仪部件（１２６）利用正角度射流测量值和负角度射流测量值确定测量的入射角。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及一种半导体装置制造以及离子注入；更具体而言， 本专利技术涉及在装设期间或是在现场以有向性的方式校正、检测、及/或修 正离子束入射角度。。
技术介绍
离子注入是应用于半导体装置制作中以选择地将掺杂剂注入到半导体 中和/或晶片材料中的物理过程。因此，注入的情况不依赖于掺杂剂和半 导体材料之间的化学的交互作用。对于离子注入，将掺杂剂原子/分子离 子化、加速、形成离子束、分析并扫过晶片，或晶片扫过离子束。掺杂剂 离子物理地冲击晶片、进入表面并在与其能量相关的深度处的表面下静 止。离子注入系统是精密复杂的子系统的集合，其每个都在掺杂剂离子上 起到具体的作用。成气体或液体形式的掺杂剂元素被定位在离子室内，并 通过适合的离子加工离子化。在一种示例加工中，室保持在低压(真空)。 灯丝位于室内，并被加热到从灯丝源产生电子的点。负电荷电子吸引也在 室内的正电荷的阳极。在从灯丝到阳极的行进期间，电子与掺杂剂源成分 (例如，分子或原子)碰撞，并从分子中的成分产生正电荷离子的晶核。通常，除了需要的掺杂剂离子外，还产生其它正离子。所需的掺杂剂 离子通过成分分析、质量分析、选择、或离子分离的过程从离子中选择出 来。选择利用质量分析仪实现，该质量分析仪产生磁场，离子通过该磁场 从离子室行进。离子以相对高的速度离开离子室，并通过磁场弯曲成弧形。 弧形的半径由单独的离子的质量、速度以及磁场的强度指示。分析仪的出 口只允许需要的掺杂剂离子， 一种特定的离子离开质量分析仪。利用加速系统以使需要的掺杂剂离子加速或减速到预定的动量(例如， 掺杂剂离子的质量乘以其速度)，以穿透晶片表面。对于加速，系统是通常沿其轴具有环形动力电极的线性设计。当掺杂剂离子进入到其中时，掺 杂剂离子加速通过其中。然而，在可能损坏或破坏将制作的半导体装置的离子注入程序期间， 可能会出现许多潜在的问题。在离子注入期间遇到的一个潜在的问题是晶 片表面的电子充电(晶片充电)的不能接受度。例如，离子束可以携带充 满或堆积在晶片表面上的过量的正电荷。正电荷可以从表面、主体、离子 束、结构、层等等拉动中和的电子，并恶化或破坏此部件。另外，过度的 电荷堆积可能造成电压和/或电流以无法控制的方式施加到半导体装置部 件，从而破坏装置部件。在离子注入期间遇到的另一个潜在的问题是不正确的注入角度。通常， 注入相对晶片表面以规定的角度进行离子注入。如果存在校准误差或角度 误差(例如，加工设备没有被正确校准)，则离子注入可能以不适当的不 同的角度、位置和/或深度进行。此误差可以意外地修改注入的外形、不 能掺杂到某些区域、将掺杂剂注入到不适合的区域，损坏装置的结构，掺 杂到不正确的深度等。
技术实现思路
以下对本专利技术的内容进行了简要的说明，以便能够对本专利技术的一或多 项观点产生基本的了解。本
技术实现思路
之摘要说明并未广泛地论述本专利技术， 而且其目的亦不在于确认本专利技术的关键或重要元素，或是描绘本专利技术的范 畴。更确切地说，本
技术实现思路
之摘要说明的主要目的在于以简单的形式来 提出本专利技术的特定概念，用以作为稍后提出之更详细说明的前文。本专利技术在离子注入过程之前和/或在离子注入过程期间，通过检测或 测量用于入射离子束的入射值角度以及选择地校正角度误差，帮助半导体 装置的制作。本专利技术利用由具有一个或多个狭缝限定在其中的结构所组成 的狭缝阵列。狭缝阵列选择入射离子束的正或负部分，然后测量以获得正 和负角度射束电流测量值。诸如入射的平均或中间角度的入射的角度值可 以由获得的正和负角度射束电流测量值确定。可选地，对离子注入过程或 系统中进行调节，可以平衡正和负角度射束电流测量值，使得他们例如大 约相等。构成狭缝阵列内的狭缝的形状，从而防止小于例如大约零度的角度， 同时在特定方向上允许选择的角度范围通过。然后， 一部分离子束穿过狭 缝，并被测量以获得在特定方向上的离子束电流。其它狭缝阵列也存在有 狭缝，其防止小于例如零度的角度狭缝，同时在特定方向的相对方向上， 允许选择范围的角度通过。离子束的另一部分穿过另一狭缝阵列，并被测 量以获得在相对方向上的射束电流。这就允许获得相对方向上的射束电流 的测量值，并可以确定测量的入射角度。根据本专利技术的一个方面，沿离子注入轴的入射角度的测量值通过利用 正和负狭缝结构而获得。正狭缝结构具有入口开口、出口开口、以及介于 其间的狭缝轮廓，用以获得具有在正方向上选择的角度范围的离子束。负 狭缝结构具有入口开口、出口开口、以及在其间的狭缝轮廓，用以获得在 具有在负方向上选择的角度范围的离子束。第一射束测量机构测量正部分 的射束电流，以获得正角度射束电流的测量值。第二射束测量机构测量负 部分的射束电流，以获得负角度射束电流的测量值。可供选择地，单个射 束测量机构可以在不同时间处获得测量值。分析仪部件利用正角度射束电 流测量值和负角度射束电流测量值以确定测量的入射角。本专利技术还公幵了 其它系统、方法和检测仪。为了实现上述和相关的目的，本专利技术包括此后具体说明的以及在权利 要求中特别指出的特征。以下的说明和附图具体地示出示例方面和本专利技术 的实现。然而，这些只是实施本专利技术的原理的一些变更方式的表示。当结 合附图考虑时，本专利技术的其它目的、优点和创新特征将由以下本专利技术的具 体说明变得更加清晰。附图说明图1A是根据本专利技术的一个方面的角度检测仪的俯视图1B是根据本专利技术的一个方面的离子束角度检测仪的横截面侧视图2是根据本专利技术的一个方面的用于根据选择的角度范围选择的一部分入射离子束的示例狭缝结构的横截面图3是显示用于根据本专利技术的一个方面的成对的狭缝的射束电流差的图表；图4是用于根据本专利技术的一个方面的离子注入装置的示例终端站的立体图5是显示用于根据本专利技术的一个方面的离子注入系统的示例终端站 的立体图6是根据本专利技术的一个方面的处理盘上的狭缝阵列的结构的平面视图7A是根据本专利技术的一个方面的示例狭缝阵列的俯视图； 图7B是沿图7A的A-A线的示例狭缝阵列的横截面图； 图8A是根据本专利技术的一个方面的示例狭缝阵列的俯视图； 图8B是沿图8A的A-A线的示例狭缝阵列的横截面图； 图9A是根据本专利技术的一个方面的示例狭缝阵列的俯视图； 图9B是沿图9A的A-A线的示例狭缝阵列的橫截面图；以及 图10是显示根据本专利技术的一个方面的获得入射角度值的方法的流程图。具体实施例方式下面将参照附图具体说明本专利技术，其中在全文中相同的附图标记用于 表示相同的元件。本领域的普通技术人员应该理解，本专利技术不局限于以下说明和示出的示例的执行方式和方面。在离子注入程序之前和/或在离子注入程序进行期间，本专利技术通过检 测或测量用于入射离子束的入射角度值以及选择地校正角度误差，帮助半 导体装置的制作和离子注入。本专利技术利用由具有一个或多个狭缝限定其中 的结构所组成的狭缝阵列。狭缝阵列选择入射离子束的正或负部分，然后 测量以获得正和度角度射束电流测量值。诸如入射的平均或中间角度的入 射角度值可以由获得的正和负角度射束电流测量值确定。可供选择地，在 离子注入过程或系统中进行调节，以平衡正和负角度射束电流测量值，使得他们例如大约相等。图1A和图1B显示了根据本专利技术的一个方面的离子束入射角度检测仪 100。可操作角度检测仪100，用以测量和确定用于在第一和第二方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子注入系统，所述系统包括：　离子源，所述离子源产生离子束；　射束线组件，所述射束线组件接收来自离子源的离子束，并处理该离子束；　角度检测仪，所述角度检测仪接收来自所述射束线组件的离子束，并包括：　结构，所述结构具有通过其中的狭缝，所述狭缝包括入口开口、出口开口、以及在入口开口和出口开口之间的狭缝轮廓，其中所述入口开口和出口开口具有变化的形状，和／或狭缝轮廓在第一方向上具有根据选择的角度范围形成的形状，其中所述狭缝根据在第一方向上选择的角度范围使所述离子束的一部分选择地穿过；以及　传感器机构，所述传感器机构接收所述离子束的一部分，并获得该部分的离子束的电流测量值；以及　目标位置，所述目标位置接收来自射束线组件的离子束。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-12-12 11/299,5931.一种离子注入系统，所述系统包括离子源，所述离子源产生离子束；射束线组件，所述射束线组件接收来自离子源的离子束，并处理该离子束；角度检测仪，所述角度检测仪接收来自所述射束线组件的离子束，并包括结构，所述结构具有通过其中的狭缝，所述狭缝包括入口开口、出口开口、以及在入口开口和出口开口之间的狭缝轮廓，其中所述入口开口和出口开口具有变化的形状，和/或狭缝轮廓在第一方向上具有根据选择的角度范围形成的形状，其中所述狭缝根据在第一方向上选择的角度范围使所述离子束的一部分选择地穿过；以及传感器机构，所述传感器机构接收所述离子束的一部分，并获得该部分的离子束的电流测量值；以及目标位置，所述目标位置接收来自射束线组件的离子束。2. 根据权利要求l所述的系统，进一步包括位于射束线组件下游的终 端站，所述终端站将目标晶片夹持，作为目标位置。3. 根据权利要求2所述的系统，其中所述终端站进一步包括处理盘，所述角度检测仪的结构安装在所述处理盘上。4. 根据权利要求2所述的系统，其中所述终端站是单个晶片终端站。5. 根据权利要求l所述的系统，其中所述狭缝轮廓具有三角形的形状。6. 根据权利要求l所述的系统，其中所述入口开口大于出口开口。7. 根据权利要求l所述的系统，其中所述出口开口大于入口开口。8. 根据权利要求l所述的系统，其中所述角度检测仪进一步包括 第二结构，所述第二结构具有通过其中的第二狭缝，所述第二狭缝包括入口幵口、出口开口、以及在入口开口和出口之间的狭缝轮廓，其中所述入口开口和出口幵口具有变化的形状，和/或狭缝轮廓具有根据在与第一方向相对的第二方向上选择的角度范围形成的形状，其中所述第二狭缝根据在第二方向上选择的角度范围使离子束的第二部分选择地穿过；以及 第二传感器机构，所述第二传感器机构接收所述离子束的第二部分， 并获得离子束的第二部分的第二射束电流测量值。9. 根据权利要求8所述的系统，进一步包括分析仪部件，该分析仪部件从传感器机构获得射束电流测量值以及从第二传感器机构获得第二射 束电流测量值，并至少部分地根据第一射束电流测量值和第二射束电流测 量值确定入射离子束的测量的入射角。10. 根据权利要求9所述的系统，其中所述射束线组件根据选择的入 射角，相对于目标位置调节离子束的入射角。11. 根据权利要求10所述的系统，其中测量的入射角大约等于选择的 入射角。12. —种离子注入系统，所述系统包括 离子源，所述离子源产生离子束；射束线组件，所述射束线组件接收来自离子源的离子束，并处理该离 子束；角度检测仪，所述角度检测仪接收来自射束线组件的离子束，并包括-第一非对称掩模，所述第一非对称掩模限定用于根据第一角度范围使离子束的一部分选择性地穿过的狭缝；以及传感器机构，所述传感器机构接收离子束的一部分，并获得该部 分的射束电流测量值；以及目标位置，所述目标位置接收来自射束线组件的离子束。13. 根据权利要求12所述的系统，其中所述角度检测仪进一步包括第二非对称掩模，所述第二非对称掩模限定用于根据第二角度范围使离子 束的第二部分选择地穿过的狭缝；14. 根据权利要求13所述的系统，进一步包括第二传感器机构，所述第二传感器机构接收离子束的第二部分，并获得第二部分的第二射束电 流测量值。15. 根据权利要求13所述的系统，其中角度的第二范围在与该角度 的第一范围的方向相反的方向上。16. 根据权利要求12所述的系统，进一步包括位于射束线组件下游的 终端站，所述终端站将目标晶片夹持，作为目标位置。17. 根据权利要求16所述的系统，其中所述终端站包括目标装置处理 系统，所述目标装置处理系统用于在单个批次中将多个目标装置输送至离 子束。18. 根据权利要求16所述的系统，其中所述终端站包括目标装置处理系统，所述目标装置处理系统用于将单个目标装置输送至离子束。19. 一种用于离子注入系统的离子束角度测量仪，所述角度测量仪包括结构，所述结构具有通过其中的狭缝，所述狭缝包括入口开口、出口 开口、以及在入口开口和出口开口之间的狭缝轮廓，其中所述入口开口和 出口开口具有变化的形状，和/或狭缝轮廓具有根据在第一方向上选择的 角度范围形成的形状，其中所述狭缝根据在第...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩弗瑞尔，亚历山大普瑞尔，
申请(专利权)人：艾克塞利斯科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]