离子束扫描控制方法和用于均匀注入离子的系统技术方案

提供用于在离子注入系统中校准离子束扫描器的方法，该方法包括：在沿扫描方向的多个位置处测量多个初始电流密度值，其中这些值分别与多个初始电压扫描间隔中的一个对应，并且与对应的多个初始扫描时间值中的一个对应；基于测量的初始电流密度值和初始扫描时间值来建立线性方程组；以及确定与降低电流密度剖面偏差的线性方程组的解对应的一组扫描时间值。提供用于在离子注入系统中校准离子束扫描器的校准系统，该校准系统包括剂量测定系统和控制系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于在离子注入系统中校准离子束扫描器的系统和方法，其中对于沿着束扫描方向的多个剖面点分别测量多个扫描器电压间隔的电流密度贡献(contribution)，以便产生线性方程组，并且对于与降低电流密度剖面偏差的解对应的电压扫描间隔计算一组扫描时间值。不同于常规的逐点校准技术，本专利技术对距束中心某一距离的束所产生的注入贡献提供补偿，因此特别适合用于束相对较宽的低能离子注入器和/或横向束的宽度沿着扫描方向发生变化的的情形，以便在整个工件表面上提供均匀的注入。另外，本专利技术可以被用来减少过量的过扫描，由此提高系统扫描效率而不用牺牲注入的均匀性。 本专利技术的一个方面提供一种用于在离子注入系统中校准离子束扫描器的方法，该方法包括在沿扫描方向的多个位置测量多个初始电流密度值，其中初始电流密度分别与多个初始电压扫描间隔中的一个相对应，并且与对应的多个初始扫描时间值中的一个相对应。该方法还包括基于测量的初始电流密度值和初始扫描时间值来建立线性方程组，并且对与降低电流密度剖面偏差的线性方程组的解对应的电压扫描间隔确定一组扫描时间值。 本专利技术的另一方面提供一种用于在离子注入系统中校准离子束扫描器的校准系统。该校准系统包括剂量测定系统和控制系统，该控制系统与剂量测定系统以及和束扫描器相关的电源可操作地耦合，其中该剂量测定系统测量在离子注入系统的工件位置中在沿扫描方向的多个位置的多个初始电流密度值。该控制系统使扫描器在离子注入系统的整个工件位置上，根据一组初始电压扫描间隔和对应的扫描时间值，在扫描方向上扫描离子束，以使剂量测定系统可以测量在离子注入系统的工件位置中在沿扫描方向的多个位置的多个初始电流密度值，其中初始电流密度值分别与多个初始电压扫描间隔中的一个相对应，并且与对应的多个初始扫描时间值中的一个相对应。该控制系统还可操作用于基于测量的初始电流密度值和初始扫描时间值来建立线性方程组，并且对于与降低电流密度剖面偏差的线性方程组的解对应的电压扫描间隔，确定一组扫描时间值。 下面的描述和附图详细地陈述本专利技术的某些说明性的方面和实施方式。这些仅仅表示可以使用本专利技术的原理的多种方式中的几种。 附图说明 图1A是说明具有常规的扫描器和平行化器的离子注入系统的示意图； 图1B是说明图1B的扫描器和几种示例性扫描的离子束的局部顶视图； 图1C是说明在图1A和1B的扫描器中示例性三角形扫描板电压波形的图； 图1D是说明在几个离散时间点处扫描的离子束撞击在图1A和1B的系统中的工件的透视图； 图1E是说明整个工件的离子束的扫描的端视图； 图1F-1J是说明在图1A和1B的离子注入系统中在撞击工件时离子束宽度的变化的局部正视图； 图2是说明根据本专利技术一个或多个方面的示例性束扫描器校准方法的流程图； 图3A是说明根据本专利技术一个方面的可以在图2的方法中使用的示例性测量序列的流程图； 图3B是说明根据本专利技术另一方面的可以在图2的方法中使用的示例性测量序列的流程图； 图4A是说明根据本专利技术的具有校准系统的离子注入系统的示意图，该校准系统包括控制系统和剂量测定系统； 图4B是说明根据本专利技术在图4A的示例性注入系统中的工件位置处沿着横向束扫描方向示例性的多个剖面点位置的端视图； 图4C是说明根据本专利技术将初始三角形扫描器电压波形分割成具有多个对应扫描时间值的多个初始电压扫描间隔的曲线图； 图4D是说明根据本专利技术的测量的电流密度值的示例性矩阵的示意图； 图5是说明根据本专利技术的可以在图2的方法中使用的示例性计算序列的流程图； 图6A是说明根据本专利技术的一组示例性线性方程的示意图； 图6B是说明根据本专利技术的示例性剖面偏差向量的示意图； 图6C是说明根据本专利技术的示例性时间偏差向量的示意图； 图6D是说明利用图4D的矩阵使图6B的剖面偏差向量与图6C的时间偏差向量相关的一组示例性线性方程的示意图； 图6E是说明根据本专利技术的利用图4D的矩阵的逆使时间偏差解向量与图6B的剖面偏差向量相关的图6D的方程组的解的示意图； 图6F是说明根据本专利技术的计算示例性扫描时间解向量的示意图，该扫描时间解向量包括与降低电流密度剖面偏差的线性方程组的解对应的该组扫描时间值； 图6G是说明根据本专利技术的示例性分段线性校准的扫描器电压波形的曲线图，该扫描器电压波形是利用初始定义的扫描电压间隔和图6F的计算的扫描时间解向量来建立的，以便提高注入的均匀性；以及 图7A和7B是说明根据本专利技术的矩阵和扫描时间向量的选择性截断以消除过量的过扫描的示意图。 具体实施例方式 现在将参考附图来描述本专利技术，其中相同的附图标记始终用来指相同的元素，并且其中所说明的结构不一定按比例绘制。本专利技术提供用于在离子注入系统中校准离子束扫描器的方法和系统，该方法和系统可以被用来提高注入的均匀性，并且通过减少过量的过扫描来提高系统的扫描效率。 图2说明根据本专利技术一个或多个方面的示例性束扫描器校准方法200，其中进行测量并执行计算以确定一组扫描时间，以用于构造分段线性扫描器电压波形，从而提高注入的均匀性，并减少离子注入系统中过量的过扫描。图3A和图5分别说明示例性测量和计算序列，其可以用在方法200中，正如以下进一步描述的。虽然该示例性方法200以及该示例性测量和计算序列在下文作为一连串的动作或事件被说明和描述，但是将会认识到，本专利技术不受所说明的这样的动作或事件的排序的限制。例如，根据本专利技术，一些动作可以以不同的顺序和/或与除在此所说明和/或描述的这些之外的其他动作或事件同时进行。另外，可能并不需要所有说明的步骤来实施根据本专利技术的方法。此外，根据本专利技术的方法可以与在此所说明和描述的注入和扫描器校准系统相结合、以及与未说明的其他系统和装置相结合来实施。 在图2中方法200从202开始，其中在300沿着扫描方向在多个位置进行多个初始电流密度剖面的测量，其中测量的值分别与多个初始电压扫描间隔中的一个相对应，并且与对应的多个初始扫描时间值中的一个相对应。在300的测量可以利用任何合适的剂量测定设备或其他测量系统来进行，其可以包括一个或多个测量传感器(例如剂量测定杯等)，其中这些测量可以同时或者以任何顺序分别进行，其中所有这样的实施方式都被设想落在本专利技术和所附权利要求书的范围内。根据本专利技术，下面参考图3A进一步说明并描述一个示例性测量序列300。 然后在图2中的400执行计算，以便根据在300获得的测量的电流密度值来确定一组扫描时间值。在404，基于测量的初始电流密度值和初始扫描时间值来建立线性方程组。然后，在406为电压扫描间隔确定一组扫描时间值，其中所确定的时间值与降低电流密度剖面偏差的线性方程组的解对应，并且方法200在204结束。然后，在406所确定的该组扫描时间值可以被用来建立束扫描器电压波形以供在对工件进行注入时使用，如下面参考图6G所说明和描述的。可选择地，可以进行一次或多次迭代来改进在406所确定的该组时间值，这可以不需要涉及重新定义电压扫描间隔的数量、尺寸或间距。 还参考图3A-4D，图3A说明可以在方法200中使用的测量序列300的一个例子，图4A说明一种根据本专利技术的具有校准系统的离子注入系统110，该校准系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在离子注入系统中校准离子束扫描器的方法，该方法包括：在沿扫描方向的多个位置处测量多个初始电流密度值，这些初始电流密度值分别与多个初始电压扫描间隔中的一个对应，并且与对应的多个初始扫描时间值中的一个对应；基于测量的初始电流密度值和初始扫描时间值来建立线性方程组；以及对于电压扫描间隔确定一组扫描时间值，所述扫描时间值对应于降低电流密度剖面偏差的线性方程组的解。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-1-4 11/029,0521.一种用于在离子注入系统中校准离子束扫描器的方法，该方法包括在沿扫描方向的多个位置处测量多个初始电流密度值，这些初始电流密度值分别与多个初始电压扫描间隔中的一个对应，并且与对应的多个初始扫描时间值中的一个对应；基于测量的初始电流密度值和初始扫描时间值来建立线性方程组；以及对于电压扫描间隔确定一组扫描时间值，所述扫描时间值对应于降低电流密度剖面偏差的线性方程组的解。2.权利要求1所述的方法，其中在整数m个位置处测量初始电流密度值，其中各个电流密度值与整数n个初始电压扫描间隔中的一个对应，以及其中m大于n。3.权利要求2所述的方法，其中m个位置和n个初始电压扫描间隔相互不一致。4.权利要求2所述的方法，其中建立线性方程组包括形成所测量的初始电流密度值的矩阵A，该矩阵具有对应于沿着扫描方向的m个位置的m行以及对应于n个初始电压扫描间隔和时间值的n列；形成包括n个初始扫描时间值的初始时间向量T0；以及计算包括m个初始电流密度剖面值的初始剖面向量P0，其中初始剖面向量P0＝A*T0。5.权利要求4所述的方法，其中确定一组扫描时间值包括把剖面平均值PAVG计算为m个初始剖面值的平均值，其中PAVG＝(1/m)*(P01+P02+...+P0m)；计算包括m个剖面偏差值的剖面偏差向量ΔP，其中ΔPj＝P0j-PAVG，其中j＝1到m；计算逆矩阵A-1；将逆矩阵A-1与剖面偏差向量ΔP相乘，以获得包括n个扫描时间偏差值的时间偏差解向量ΔTSOLUTION，其中ΔTSOLUTION＝A-1*ΔP；以及把扫描时间解向量TSOLUTION计算为时间偏差解向量ΔTSOLUTION与初始时间向量T0之和，该扫描时间解向量TSOLUTION包括与降低电流密度剖面偏差的线性方程组的解对应的该组扫描时间值，其中TSOLUTION＝ΔTSOLUTION+T0。6.权利要求5所述的方法，其中利用奇异值分解(SVD)来计算逆矩阵A-1。7.权利要求6所述的方法，还包括通过消除没有非零项的一列或多列来选择性地截断矩阵A，以形成具有对应于沿着扫描方向的m个位置的m行以及对应于n’个剩余初始电压扫描间隔和时间值的n’列的截断矩阵AT，其中n’小于n；以及选择性地截断初始时间向量T0，以形成包括n’个初始扫描时间值的截断初始时间向量T0T；其中初始剖面向量P0被计算为P0＝AT*T0T；以及其中确定该组扫描时间值包括把剖面平均值PAVG计算为m个初始剖面值的平均值，其中PAVG＝(1/m)*(P01+P02+...+P0m)；计算包括m个剖面偏差值的剖面偏差向量ΔP，其中ΔPj＝P0j-PAVG，其中j＝1到m；计算逆矩阵AT-1；将逆矩阵AT-1与剖面偏差向量ΔP相乘，以获得包括n’个扫描时间偏差值的时间偏差解向量ΔTSOLUTION，其中ΔTSOLUTION＝AT-1*ΔP；以及把扫描时间解向量TSOLUTION计算为时间偏差解向量ΔTSOLUTION与截断的初始时间向量T0T之和，该扫描时间解向量TSOLUTION包括与降低电流密度剖面偏差的线性方程组的解对应的该组扫描时间值，其中TSOLUTION＝ΔTSOLUTION+T0T。8.权利要求4所述的方法，还包括通过消除没有非零项的一列或多列来选择性地截断矩阵A，以形成具有对应于沿扫描方向的m个位置的m行以及对应于n’个剩余初始电压扫描间隔和时间值的n’列的截断矩阵AT，其中n’小于n；以及选择性地截断初始时间向量T0，以形成包括n’个初始扫描时间值的截断初始时间向量T0T；其中初始剖面向量被计算为P0＝AT*T0T。9.权利要求1所述的方法，其中建立线性方程组包括形成测量的初始电流密度值的矩阵A，该矩阵具有对应于沿扫描方向的整数m个位置的m行以及对应于整数n个初始电压扫描间隔和时间值的n列；形成包括n个初始扫描时间值的初始时间向量T0；以及计算包括m个初始剖面值的初始剖面向量P0，其中初始剖面向量P0＝A*T0。10.权利要求9所述的方法，其中确定一组扫描时间值包括把剖面平均值PAVG计算为m个初始剖面值的平均值，其中PAVG＝(1/m)*(P01+P02+...+P0m)；计算包括m个剖面偏差值的剖面偏差向量ΔP，其中ΔPj＝P0j-PAVG，其中j＝1到m；计算逆矩阵A-1；将逆矩阵A-1与剖面偏差向量ΔP相乘，以获得包括n个扫描时间偏差值的时间偏差解向量ΔTSOLUTION，其中ΔTSOLUTION＝A-1*ΔP；以及把扫描时间`解向量TSOLUTION计算为时间偏差解向量ΔTSOLUTION与初始时间向量T0之和，该扫描时间解向量TSOLUTION包括与降低电流密度剖面偏差的线性方程组的解对应的该组扫描时间值，其中TSOLUTION＝ΔTSOLUTION+T0。11.权利要求10所述的方法，其中利用奇异值分解(SVD)来计算逆矩阵A-1。12.权利要求11所述的方法，还包括通过消除没有非零项的一列或多列来选择性地截断矩阵A，以形成具有对应于沿着扫描方向的m个位置的m行以及对应于n’个剩余初始电压扫描间隔和时间值的n’列的截断矩阵AT，其中n’小于n；以及选择性地截断初始时间向量T0，以形成包括n’个初始扫描时间值的截断初始时间向量T0T；其中初始剖面向量P0被计算为P0＝AT*T0T；以及其...

【专利技术属性】
技术研发人员：V本维尼斯特，W迪弗吉利奥，P凯勒曼，
申请(专利权)人：艾克塞利斯技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]