离子束电流均匀度监控器、离子注入机以及其方法技术

本案揭示了一种离子束电流均匀度监控器、离子注入机及相关的方法。在一实施例中，所述离子束电流均匀度监控器（１５）包括：离子束电流测量器，包括多数个测量装置（１７），以测量离子束（１２）内多个位置的电流；以及控制器（１８），以根据所述离子束电流测量器的离子束电流测量值来维持离子束电流均匀度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是有关于离子注入系统及方法，特别是有关于离子束测量。
技术介绍
离子注入(ion implantation)为 一种在半导体晶圓中注入改变导电性的杂质的标准技术。期望的杂质材料在离子源中被离子化，将这些离子加速以形成具有规定能量的离子束，而该离子束对准晶圓的表面。离子束中的能量离子穿入半导体块材并内嵌入半导体材料的晶格中，以形成具有预期导电性的区域。离子注入机通常具有离子源，以将气体或固体材料转化为精确定义的离子束。该离子束可被进行质量分析以消除不想要的离子种类，可加速至预期的能量，并导引至靶材平面。该离子束可藉由离子束扫描、靶材移动或离子束扫描及靶材移动组合方式而分布于靶材区域。该离子束可为点状束(spot beam)或带状束(ribbon beam )。其中，带状束具有长边及短边，该长边大小可至少为晶圆的宽度大小。将预期剂量的杂质注入晶圓对于确保所形成的半导体的运作合乎规格是很重要的。可能影响注入晶圓的杂质剂量的 一个因素是离子束电流分布。获得精确均匀的杂质剂量需要保证一定的离子束均匀度。离子束电流的意外波动可能降低杂质剂量的均匀度。如果离子束不均匀，可能导致注入晶圆的离子的浓度随区域不同而变化。随着半导体制造技术的进步，越来越需要得到工艺讯息，例如，为提供工艺保证(process assurance )或设备建模资料(device modeling data )。因此，必须对离子束属性，例如离子束均匀度，进行更加精确及完整的测量。对离子束属性进行更加精确及完整的测量亦可在注入过程中，藉由侦测不均匀离子束来降低工艺风险。当以用户设定的间隔，熟知为均匀度4企查间隔(uniformity checkinterval),来测量离子束均匀度时，用户经常发现均匀度不合格。这些间隔可能例如为每小时或每100个晶圆。然而，均匀度^r查间隔在晶圓的注入过程中并不提供反馈讯息。一些单一晶圓注入机是假设如杲在建立过程中离子束是均勻时，则在晶圓处理过程中均匀度是不会改变，除非整个离子束的离子束电流发生变化。 一些扫描束机器、带状束机器以及点状束机器可利用此方法，因为这些机器依靠不变的离子束形状来满足均匀度规格同时达到高产能。但是，该方法在晶圓注入过程中亦不提供关于离子束均匀度的反馈讯息。在建立过程中， 一些单一晶圆注入机是依靠整个晶圆的离子束电流的测量来进行离子束均匀度测试。在离子注入过程中，典型地，单点测量或单个数字被用来代表离子束。基本上，此种方式仅提供在建立过程中离子束电流是否已经上升或下降的讯息。但，单点测量并不会检查离子束均匀度是否有被维持。因此，业界一直寻求一种改良的新方法及装置，以改善离子束均匀度的监控。
技术实现思路
本案揭示了 一种离子束电流均匀度监控器、离子注入机及相关的方法。在一实施例中，所述离子束电流均匀度监控器包括离子束电流测量器，包括多数个测量装置，以测量离子束内多个位置的电流；以及控制器，以根据所述离子束电流测量器的离子束电流测量值来维持离子束电流均匀度。本案揭示的一方面包括一种方法，包括在离子注入之前，测量离子束内多个位置的每个位置的离子束电流；对至少一晶圓进行离子注入；在离子注入过程中，周期性地测量所述离子束内的所述多个位置的每个位置的离子束电流；以及根据所述离子束电流测量值来判断所述离子束电流是否为非均匀。本案揭示的第二方面包括一种离子束电流均匀度监控器，包括离子束电流测量器，包括多数个测量装置，以测量离子束内多个位置的电流；以及控制器，以根据所述离子束电流测量器的离子束电流测量值来维持离子束电流均匀度。本案揭示的第三方面包括一种离子注入机，包括离子源，以产生离子束；质量分析器；终端站，以固持欲被离子束进行注入的晶圓，所述终端站更包括离子束电流测量器，包括多数个测量装置，以测量离子束内多个位置的电流；以及控制器，以根据所述离子束电流测量器的离子束电流测量值来判断离子束电流均匀度。本案揭示的第四方面包括一种程序产品，储存于电脑可读媒体上，当被执行时，其监控离子束电流均匀度，所述程序产品包括程序码，以在离子注入之前接收离子束内多'个位置的每个位置的离子束电流测量值；程序码，以导引离子至至少一晶圓；程序码，以在离子注入过程中接收周期性的离子束内所述多个位置的每个位置的离子束电流测量值；以及程序码，以根据所述离子束电流测量值来判断所述离子束电流是否为非均匀的。附图说明图1是根据本专利技术实施例适用于实作离子束电流均匀度监控装置的离子注入机的 一 实施例的简化示意图。图2绘示使用中的离子束电流均匀度监控器的一实施例的简化视图。图3绘示使用中的离子束电流均勻度监控器的一实施例的另一简化视图。图4绘示在带状束离子注入机中图1的监控装置的一实施例的示意图。图5绘示为使用法拉第杯的图1的监控装置的一实施例。图6绘示为使用法拉第杯的图1的监控装置的另一实施例。图7绘示为使用多画素剂量阵列的图1的监控装置的另一实施例。图8绘示为使用监控器致动器的图1的监控装置的另一实施例。10离子注入才几11离子束产生器12离子束13终端站14晶圓15监控器16数据测量器17测量装置18控制器19处理器20机器可读媒体21使用者介面系统80多画素电子元件90多画素剂量阵列91致动器具体实施例方式本专利技术在此是结合离子注入机来加以描述。但，本专利技术可被应用于其他使用高能带电粒子束的系统及方法。因此，本专利技术并不限于下面描述的具体实施例。图1为适合实施本专利技术的离子注入机一实施例的简化示意图。离子注入机10包括离子束产生器11。离子束产生器11可包括各种元件及系统以产生具有适于注入的预期属性的离子束u。离子束u可为点状束或带状束。点状束可为无扫瞄器的固定或静止点状束。或者，点状束可经过离子束产生器ll的扫瞄器加以扫描以提供扫瞄点状束。带状束可具有大的宽高比。带状离子束的长边至少具有待注入的工件以及晶圆的宽度的大小。离子束12亦可为任何类型的高能带电粒子，如高能离子束。离子束n在终端站13内将多数个离子注入晶圆14。监控器15可设置于终端站13内靠近晶圆14的位置。监控器15可包括多数个测量装置17。测量装置17测量离子束电流均匀度，例如可为多数个法4立第杯、(Faraday cup )或多画素剂量P车歹lj ( mul t ipixel dose array )。测量装置17亦可包括其他形式的测量装置。测量装置17可与控制器18进行通讯，并受控制器18连续并同步地监控。控制器18可为例如离子注入机10的剂量控制器或离子注入机10的多画素电子元件。其他形式的控制器18可被应用于离子注入机10中，而不限于上述列举的两个范例。控制器18可包括特定用途或通用用途的电脑或电脑构成的网路，这些电脑可被程序化以执行预期的输出/输入功能。控制器18可包括处理器19以及机器可读媒体20。处理器19可包括一个或多个习知的处理器，例如，那些英特尔公司已经商用的处理器。机器可读媒体20可包括一个或多个机器可i卖存4诸4某体，例3口，随才几存取存4诸器(random access memory, RAM)、动态随机存取存储器(dynamic RAM, DR歲)、f兹盘(例如，软盘及硬盘)、光盘(例如，CD-ROM)及/或任何其他可存储执行指令的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其特征在于其包括以下步骤：　在离子注入之前，测量离子束内多个位置的每个位置的离子束电流；对至少一晶圆进行离子注入；　在离子注入过程中，周期性地测量所述离子束内的所述多个位置的每个位置的离子束电流；以及　根据所述离子束电流测量值来判断所述离子束电流是否为非均匀。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-6-9 60/812,193;US 2007-3-29 11/692,9511、一种方法，其特征在于其包括以下步骤在离子注入之前，测量离子束内多个位置的每个位置的离子束电流；对至少一晶圆进行离子注入；在离子注入过程中，周期性地测量所述离子束内的所述多个位置的每个位置的离子束电流；以及根据所述离子束电流测量值来判断所述离子束电流是否为非均匀。2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于其还包括判断所述多个位 置的离子束电流分布。3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于其还包括，在所述离子束 电流分布变化超过门槛的情形下，修正电流非均匀度。4、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在离子束包括带状离子 束的情形下，所述判断分布包括同时测量所述离子束内的多数个位置。5、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在离子束包括点状离子 束的情形下，所述判断分布包括同时测量所述离子束内的被扫瞄的多数个 位置。6、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于其还包括，在所述多数个 位置至少其中之一的离子束电流变化超过门槛的情形下，修正电流非均匀度。7、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述多数个位置的至少 其中之一包括一组位置。8、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于其还包括，在所述多数个 位置至少其中之一的离子束电流的趋势变化超过门槛的情形下，修正电流 非均匀度。9、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在每个晶圓执行离子注 入之后进行所述周期性测量及所述非均匀度判断。10、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在每次离子束对所束 晶圆扫描之后进行所述周期性测量及所述非均匀度判断。11、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在一次离子束异动之 后执行所述周期性测量的情形下，还包括在下一次周期性测量之前等待一 段时间。12、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量以及所述周 期性测量包括使用多数个测量装置。13、 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述多数个测量装置 包括多数个法拉第杯。14、 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述多数个测量装置 包括多画素剂量阵列。15、 根据权利要求l4所述的方法，其特征在于，所述测量以及所述周 期性测量包括使用所述多画素剂量阵列的一部分。16、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非均匀度判断包 括比较所述多个位置的值与剂量均匀度数据测量器的值。17、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于其还包括，根据所述周 期性测量，判断离子束角度变化以及能量污染的其中之一。18、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于其还包括统计分析所述周期性测量值。19、 一种离子束电流均匀度监控器，其特征在于其包括 离子束电流测量器，包括多数个测量装置，以测量离子束内多个位置的电流；以及控制器，以根据所述离子束电流测量器的离子束电流测量值...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉G卡拉汉，摩根D艾文斯，乔治M葛梅尔，诺曼E赫西，葛桔A洛里斯，约瑟C欧尔森，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]