二维固定射束图形及角度映射制造技术

本发明专利技术涉及一种离子束均匀度检测器，包括在平行平面上放置的并以选定的距离分开的多个水平条和多个垂直条。由所述水平和垂直条的交点定义交叉测量点。通过选择性地以及继续地施加脉冲到所述垂直条以及同时偏置所述水平条，可以获得所述交叉测量点的测量值，然后使用该测量值确定在所述交叉测量点处离子束形状和离子束强度。基于这些测量值，可以对连续的离子注入作出调整以便于提高在强度方面的均匀性，同时提供所期望的射束形状。此外，也可以使用多对垂直和水平条来获得表示出在各个交叉点处在二维内的入射角的测量值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总##及离子注^置，更具体地，涉及二维射束图形及角度映射 的系统和方法。
技术介绍
相对于扩散为化学过程，离子注入为物理过程，其运用在半导体装置制造 中，以选择性地将掺杂剂注入到半导体和/或晶片材料内。这样，注入动作并不 依赖于掺杂剂与半导体材料之间的化学反应。对于离子注入，掺杂剂原子/^ 被离子化及隔离，有时会被加速或减速，构成一射束，并且扫过一晶片。掺杂 剂离子可以物理性地轰击该晶片，进入该晶片表面并停在该表面的下方。离子注入系统是复杂子系统的集合，各子系统对掺杂剂离子进行特定的操 作。气体或固体形式的掺杂剂元素被置于电离腔内并且通过合适的电离工序离 子化。在一个典型的工序中，将腔保持在低压(真空)下。 一细丝位于该腔的 内部并被加热到可以从该细丝源产生电子的那一点上。带负电的电子被吸引到 也在该腔内部的带正电的阳极。在从细丝到阳极的移动过程中，电子撞击掺杂 剂源元素(例如，分子或原子)并且从该分子内的元素产生许多带正电的宿主。一般来说，除了所需的掺杂剂离子外，还会产生其他的正离子。通过称为 分析、质量分析、选择、或离子分离的工序从离子中选择需要的掺杂剂离子。 利用质量分析器来完成选择，该质量分析器产生使离子从电离腔通过的磁场。 离子在相对高的速度下离开电离腔并且被磁场弯曲成一弧线。该弧线的半径取 决于各离子的质量、速度以及磁场强度。分析器的出口仅仅允许一种离子，即 所需要的掺杂剂离子离开该质量分析器。在一些情况下采用称为线性加速器的加速系统，将需要的掺杂剂离子加速或减速至预定的动量(例如，掺杂剂的质量乘以其速度)以穿透晶片的表面。 为了加速，该系统通常为具有环形通电电极以及多对沿其轴向的四倍透镜的线性设计。这些四倍的 通过负或正电位被提供功率。当掺杂齐U离子iSA其内 部时，它们会经此而被通电电极加速，并(作为一射束)由该四倍的透镜选择 性地聚焦和散焦。然后，掺杂剂离子会被引导向位于终端站处的目标晶片。掺杂剂离子，作 为射束，以一射束强度以及发射度撞击晶片，该射束强度为随位置的变化每单 位时间粒子数目的量，皿强度为随位置的变化该射束的角度分布(入射角)。 一般地，要求该射束强度以及发射度足够地均匀并且具有预期的或需要的数值。
技术实现思路
以下提供了一个可以基本上了解本专利技术的一个或多个方面的简化概要。此 概要不是本专利技术的广泛概述，也不是为区分本专利技术的重要或关键的要素，或者 为了说明其范围。相反，此概要的主要目的是以简化的形式提供本专利技术的一些 概念，作为稍后提供的更详细的说明书的序文。本专利技术通过监控离子束的强度和/或发射度的均匀度使半导体器件的制造 容易，其对于在离子注入中决定和提供均匀度是重要的。该均匀度可以在足够 的空间分辨率下相对快地获得以允许为后续处理得到一个相对均匀的离子注 入。本专利技术的均匀度检测器包括置于平行平面上且以选定的距离分开的许多水 平条和垂直条。定义所述水平和垂直条的交叉点为交叉测量点。ffl3i^择以及 顺序地施加负脉冲到所述垂直条并且同时地偏置所述这些水平条，可以获得对 于交叉测量点的测量结果，然后将其用于决定射束在所述交叉观糧点处的密度。 基于这些测量结果，可以对持续的离子注入工序进行调整以便于在强度方面增 加均匀度。本专利技术的另一个均匀检测器包括置于平行平面上且以选定的距离分 开的许多对水平条和垂直条。定义所述多对水平条和所述多对垂直条的交叉点 为交叉测量点。通M择以及顺序地施加负脉冲至U所述多对垂直条并且同时地 偏置所述多对水平条，可以获得对于交叉测量点的测量结果，然后将其用于决 定射束在所述交叉测量点处的离子束强密度、以及入射角的值。基于这些测量 结果，可以对持续的离子注入工序进fiH周整以便于在发射度和强度方面增加均 匀度同时提供需要的射束糊犬。为了完成前述的和叙述的目的，本专利技术由下文中的充分描述构成并且在权 禾腰求中特别地提出的特征。以下的说明及附图详细陈述了本专利技术的某些示例 性的方面以及实施。然而，这些说明仅指示出其中运用了本专利技术原理的各种方 式中的一些。当连同附图一起考虑时，从下面的本专利技术的具体的说明书充分了 解本专利技术其他的目标，优点以及新颖特性。附图说明图1为示出根据本专利技术的一个方面的单一晶片离子注入系统的方框图。图2为示出了单维均匀度检测器的一部分的图。 图3为示出了根据本专利技术的一个方面的均匀度检测器的图。 图4为根据本专利技术的另一个方面的均匀度检测器的一个条对的截面图。 图5为示出了根据本专利技术的一个方面的双条均匀度检测器的图。 图6A为根据本专利技术的一个方面沿着垂直条的图5的均匀度检测器的双条 对的截面图。图6B为根据本专利技术的一个方面沿着水平条的图5的双条均匀度检测器的 截面图。图7为示出了根据本专利技术的一个方面的高通积分器的图。图8为根据本专利技术的一个方面在第一运行模式的检测器的一部分的截面图。图9为根据本专利技术的一个方面在第二运行模式的检测器的一部分的截面图。图10为根据本专利技术的一个方面的均匀度检测器的平面图。图11为示出了根据本专利技术的一个方面用于均匀度检测器的交叉点的获得 电荷输出测量的方法的流程图。图12为示出了根据本专利技术的一个方面获得在多维中的入射角以及入射离 子束纟 的方法的流程图。具体实施例方式将参照附图说明本专利技术，其中在全文中相同的标号用于表示相同的元件。 本领域技术人员应了解本专利技术不限于示意性的实施例以及以下所举例和说明的方面。离子束剖面(profile)以及角度范围在决定离子注入的均匀度以及在离子注入工序中进行增加均匀度的调整是重要的。均匀度的一个寺寺征为离子束强度， 其为在离子束的横截面的给定位置处每单位时间粒子数目的量。均匀度的另一 个特征为离子束发射度，其为在射束中位置的函数的射束的角的分布。离子束 剖面为在一维或二维中射束横断面的离子束强度的量。在这一类型的离子注入机(例如，连续离子注入机)中，目标晶片保持固 定并且离子束扫过晶片表面。其他类型的被称为批量离子注入机的离子注入机 使用旋转式圆盘或在其上粘贴许多旋转通过入射离子束的晶片的台板。对于这 两种类型，射束均匀度对于获得需要的均匀的离子注入是重要的。一些现有的离子注入系统使用旋转式圆盘断面测量仪或线性阵列来在离子 注入期间测量射束特征。该旋转式圆盘断面测量仪使用旋转式圆盘并且以螺旋 孔图形测量射束强度。然而，该旋转式圆盘断面测量仪仅有有限的分辨率，需 要旋转式圆盘和相关联的旋转式机械装置，以及数据的获得相对较漫。该线性 阵列使用机械扫描并且相对较慢，需要相对较大的空间以及不利地影响离子注 入工序的可靠性。此外，该线性阵列被限制为一维，并且因此未能提供二维映 射。离子束剖面以及角度范围在决定离子注入的均匀度方面重要的，特别是在 连续注入机中目标晶片的不同部分由射束的不同部分注入。可能需要在离子注 入期间操作角度范围和剖面以便于在整个目标晶片上获得足够均匀的注入。在 这些操作之后，测量射束分布以修正当前的离子注入并且指导进一步的离子注 入。本专利技术通过监控离子束在强度和/或发射度方面的均匀度来促进半导mi 件的制造，该均匀度在离子注入中决定以及提供均匀度是重要的。该均匀度可以在足够的空间分辨率下相对快地获得以允许为后续处理离子束得至u—个相对 均匀的离子注入。在离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射束均匀度测量系统，包括：多个在第一方向延伸的垂直条，其通过垂直条选择机构选择性地接收脉冲信号；在与所述第一方向不平行的第二方向延伸的多个水平条，所述多个水平条在所述多个垂直条的上游并且偏置到高于负脉冲信号的电压，其中在所述多个水平条和多个垂直条的交点处定义多个交叉测量点；以及电荷输出电路，其通过水平条选择机构选择性地扫描所述多个水平条，以便响应入射离子束，从所述多个水平条获得对应于次级电子发射的信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1、一种射束均匀度测量系统，包括多个在第一方向延伸的垂直条，其通过垂直条选择机构选择性地接收脉冲信号；在与所述第一方向不平行的第二方向延伸的多个水平条，所述多个水平条在所述多个垂直条的上游并且偏置到高于负脉冲信号的电压，其中在所述多个水平条和多个垂直条的交点处定义多个交叉测量点；以及电荷输出电路，其通过水平条选择机构选择性地扫描所述多个水平条，以便响应入射离子束，从所述多个水平条获得对应于次级电子发射的信号。2、 权利要求1的系统，还包括在所述垂直条上游的掩模，该掩模包括从传送到下面的交叉测量点的入射离子束选择性地获得小射束的多个孔径。3、 权利要求2的系统，其中所述孔径具有矩形糊犬，其是包括噪声和{言号 强度的所要的小射束的函数。4、 权禾腰求l的系统，其中所述电荷输出电路在所述多个交叉测量点根据 所接收到的次级电子发射确定射束强度。5、 权利要求l的系统，其中所述电荷输出电路根据所接收到的次级电子发 射确定电荷输出值。6、 权利要求l的系统，其中所述电荷输出电路根据所接收到的次级电子发 射确定射束皿。7、 一种射束均匀度测量系统，包括 多对垂直条，其选择性地接收正脉冲信号；在所述多对垂直条的上游并且偏置到高于负脉冲信号的电压的多对水平 条，其中所述多对水平条与所述多对垂直条基本垂直并且在多对水平条和多对 垂直条的交点处定义多个交叉测量点；以及电荷输出电路，其响应入射离子，择性地接收来自所述多对水平条的次 级电子发射。8、 权利要求7的系统，其中所述电荷输出电路在所述多个交叉测量点根据 所接收到的次级电子发射确定射束强度。9、 权利要求7的系统，其中所述电荷输出电路在所述多个交叉测量点根据 所接收到的次级电子发射确定在垂直维度和水平维度中入射角的测量值。10、 权利要求7的系统，其中水平条对的...

【专利技术属性】
技术研发人员：V班威尼斯特，
申请(专利权)人：艾克塞利斯技术公司，
类型：发明
国别省市：US[]