离子植入机的剂量准确性监测系统技术方案

本发明专利技术是有关于一种离子植入机的剂量准确性监测系统，其中一种装置，用以监测一离子植入机的离子束电流。此装置包括有离子束感测单元，用以感测至少一离子束电流值；位置量测单元，用以测得扫掠位置；以及电脑单元。电脑单元是用以接收由该离子束感测单元所感测的离子束电流值和由位置量测单元所测得的扫掠位置，并决定离子植入机的离子束电流的一偏差状态（Ｄｒｉｆｔ　Ｓｔａｔｕｓ），其中电脑单元周期性地在离子植入机的扫掠过程的初始时间和结束时间之间，来接收离子束电流值和扫掠位置。本发明专利技术可有效地监测离子植入机的离子束电流的偏差，因而可提升离子植入过程的剂量（或离子束电流）准确性，并可避免晶片的不当耗费。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体制程设备，特别涉及用以植入离子于集成电路 单元的离子植入机，更特别是涉及离子植入机的剂量准确性监测系统。
技术介绍
在现代的集成电路制程中，离子植入技术是最常见的技术之一。在离 子植入过程中，离子可植入于晶片中。晶片可借由暴露预设区域来进行离 子植入，且利用光掩膜来遮蔽部分晶片，而达到图案化效果。通常，可借 由离子植入机来进行离子植入，以加速并形成一离子束。图1概略绘示部分离子植入机2,其包括有旋转轮10和机械臂12，其中 机械臂12设置于旋转轮10上。多个晶片14设置于机械臂12的末端。在 离子植入过程中，旋转轮10是以高速来进行旋转，其转速可高达每分钟12 5 0 转(亦即1250 rpm)，因而晶片14可绕着旋转轮10的中心来进行旋转。离 子植入机2更包括有开口 16，借以使离子束18通过开口 16来进行射入，其 中离子束18的离子束电流实质上地呈稳定状态。旋转轮10可延着箭头20所指示的方向来往复移动，当离子植入过程 刚开始时，晶片14是以高速来朝离子束18的左侧来进行旋转。当旋转轮 IO向右移动时，离子束18可撞击晶片14。值得注意的是，旋转轮10左右 移动的速度小于晶片14的转速，因此，当晶片14旋转一循环时，每一此 些晶片14上的一小部分(Slot)可被离子束18来扫过，每一次旋转即形成 一新的小部分于晶片14上来被离子束18所扫过。此时，整个晶片14可由 许多的小部分来扫过。接着，旋转轮10开始朝左移动来回到初始位置，此 时，晶片14可再次被扫过。在整个过程中，旋转轮10的一次往返可视为 一个扫掠过程，而离子植入过程可包括有多个扫掠过程。正如一般所知，在离子植入区域中的掺杂浓度的准确性可大幅地影响 集成电路的性能。因此，离子束18的剂量或离子束电流需进行精确地控 制。为了监测离子束电流，感测器26是放置于离子束18的射入路径上，且 位于晶片14之后。在一扫掠过程的初始时和结束时，晶片14并未挡住离子 束18来射入感测器26，因而感测器26可接收全部的离子束18,故可量测在 扫掠过程的初始时和结束时的离子束电流，以决定离子束18的稳定性。因 此，晶片14所接受的剂量可以被监测。以下对剂量监测方法进行讨论，然而，是针对剂量监测方法的缺点。由于在每次扫掠过程中，仅在初始时和结束时的离子束电流可被量测，若离 子束电流在过程初始和结束之间产生误差，此误差则无法被测得。离子束 电流的误差可造成二个问题，第一，晶片14所接受的总剂量会不同于原先 的预设值，导致集成电路的性能下降。第二，在晶片14上的不同区域可能接收到不同的剂量，严重地影响晶片14的均匀性。在扫掠过程的初始和结束之间，晶片14会挡住离子束18，且离子束 18被晶片14挡住的量值是随着旋转轮10的位置而改变，因而难以得知离 子束电流在扫掠过程的初始和结束之间是否为稳定状态。因此，需要一种 新的方法来更准确地监测离子束电流。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有技术存在的缺陷，而提供一种新型的离 子植入机的剂量准确性监测系统，所要解决的技术问题是借以使离子束电 流的偏差可在任何扫掠点上测得，因而无法使用的晶片可在起初的步骤中 被废弃，避免耗费更多的晶片。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据 本专利技术提出的一种装置，用以监测一离子植入机的离子束电流，其中该装 置至少包含 一离子束感测单元，用以感测至少一离子束电流值； 一位置 量测单元，用以测得至少一扫掠位置；以及一电脑单元，用以接收由该离 子束感测单元所感测的离子束电流值和由该位置量测单元所测得的扫掠位 置，并决定该离子植入机的离子束电流的一偏差状态，其中该电脑单元是周 期性地在该离子植入机的 一扫掠过程的 一初始时间和一结束时间之间，来 接收离子束电流值和扫掠位置。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的装置，其更至少包含 一即时监测器，用以储存已进行过的离 子束电流的统计资料和由过去离子植入过程中发现的已进行过的扫掠位 置，其中在决定该离子植入机的离子束电流的该偏差状态时，该电脑单元 更用以比较离子束电流值和统计资料。前述的装置，其中所述的电脑单元更用以分析扫掠位置和过去离子束 电流范围之间的一相对关系，以及用以比较在一扫掠位置上的一离子束电 流和其对应的过去离子束电流范围。前述的装置，其中由该离子束感测单元和该位置量测单元所输出的信 号为模拟信号，以及其中该装置更至少包含至少一模拟转数字转换器，用 以转换模拟信号成数字信号，其中该模拟转数字转换器偶接于该电脑单元。前述的装置，其更至少包含 一緩沖伺服器，设置于该模拟转数字转 换器和该电脑单元之间，其中该緩冲伺服器是用以储存数字信号，并传送数字信号至该电脑单元。前述的装置，其中当测得离子植入机的 一偏差时，该电脑单元更用以传 送一信号来中止该离子植入机的动作。前述的装置，其中所述的电脑单元是经由一緩沖伺服器来连接一模拟 转数字转换器，以及其中该模拟转数字转换器更连接于该离子植入机的一 控制中心。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本 专利技术提出的一种离子植入机，用以植入离子于多个晶片中，其中该离子植入机至少包含 一可移动旋转轮，设有多个晶片； 一离子束感测单元，用 以在一扫掠过程中的一初始时间上感测一第 一 离子束电流值，以及用以在 该扫掠过程中的该初始时间和 一 结束时间之间的 一 即时时间点上感测 一 第 二离子束电流值；以及一电脑单元，用以接收由该离子束感测单元所感测 的该第一离子束电流值和该第二离子束电流值，借由该第一离子束电流值 和该第二离子束电流值来计算一通道系数，以及借由比较该通道系数和一 预设通道系数范围来决定该离子植入机的 一偏差状态。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 前述的离子植入机，其更至少包含 一位置量测单元，用以测得该可 移动旋转轮在该即时时间点上的一扫掠位置，其中该电脑单元更用以接收 该扫纟京4立置。前述的离子植入机，其中所述的位置量测单元是用以在该扫掠过程中位i:以及其中该离子束感测单A是用以感:多;离子束电流值，而每一该些离子束电流值是对应于每一 该些扫掠位置。前述的离子植入机，其中所述的电脑单元是用以在每一该些扫掠位置 上进行多个步骤，该些步骤至少包含对应于每一该些扫掠位置来测得一 离子束电流值；借由该离子束电流值来计算一即时通道系数；对应于每一 该些扫掠位置来取得一预设可允许通道系数范围；以及借由比较该即时通 道系数和预设可允许通道系数范围来决定该离子植入机的该偏差状态。前述的离子植入机，其中所述的通道系数是对比于该第 一 离子束电流 值和离子束电流值之间的比例。前述的离子植入机，其中所述的离子束感测单元设有一第一解码器来 连接于一离子束感测器，其中该位置量测单元设有一第二解码器来连接于 该离子植入机，其中该离子植入机更至少包含 一转换器，连接于该第一 编码器和该第二编码器；以及一緩沖伺服器，连接于该转换器和该电脑单 元。本专利技术的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种用以监测一离子植入机的一扫掠过程的方法，其至少包含预设一第 一可允许离子束本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，用以监测一离子植入机的离子束电流，其特征在于其中该装置至少包含：一离子束感测单元，用以感测至少一离子束电流值；一位置量测单元，用以测得至少一扫掠位置；以及一电脑单元，用以接收由该离子束感测单元所感测的离子束电流值和由该位置量测单元所测得的扫掠位置，并决定该离子植入机的离子束电流的一偏差状态，其中该电脑单元是周期性地在该离子植入机的一扫掠过程的一初始时间和一结束时间之间，来接收离子束电流值和扫掠位置。

【技术特征摘要】
US 2007-6-1 11/809,6441.一种装置，用以监测一离子植入机的离子束电流，其特征在于其中该装置至少包含一离子束感测单元，用以感测至少一离子束电流值；一位置量测单元，用以测得至少一扫掠位置；以及一电脑单元，用以接收由该离子束感测单元所感测的离子束电流值和由该位置量测单元所测得的扫掠位置，并决定该离子植入机的离子束电流的一偏差状态，其中该电脑单元是周期性地在该离子植入机的一扫掠过程的一初始时间和一结束时间之间，来接收离子束电流值和扫掠位置。2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于其更至少包含一即时监测器，用以储存已进行过的离子束电流的统计资料和由过去 离子植入过程中发现的已进行过的扫掠位置，其中在决定该离子植入机的 离子束电流的该偏差状态时，该电脑单元更用以比较离子束电流值和统计 资料。3. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于其中该电脑单元更用以分 析扫掠位置和过去离子束电流范围之间的一相对关系，以及用以比较在一 扫掠位置上的 一 离子束电流和其对应的过去离子束电流范围。4. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于其中由该离子束感测单元 和该位置量测单元所输出的信号为模拟信号，以及其中该装置更至少包含至少一模拟转数字转换器，用以转换模拟信号成数字信号，其中该模 拟转数字转换器偶接于该电脑单元。5. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于其更至少包含 一緩冲伺服器，设置于该模拟转数字转换器和该电脑单元之间，其中该緩沖伺服器是用以储存数字信号，并传送数字信号至该电脑单元。6. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于其中当测得离子植入机的 一偏差时，该电脑单元更用以传送一信号来中止该离子植入机的动作。7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于其中该电脑单元是经由一 緩冲伺服器来连接一模拟转数字转换器，以及其中该模拟转数字转换器更 连接于该离子植入机的一控制中心。8. —种离子植入机，用以植入离子于多个晶片中，其特征在于其中该 离子植入机至少包含一可移动旋转轮，设有多个晶片；一离子束感测单元，用以在一扫掠过程中的 一初始时间上感测一第一 离子束电流值，以及用以在该扫掠过程中的该初始时间和一结束时间之间 的 一 即时时间点上感测 一 第二离子束电流值；以及一电脑单元，用以接收由该离子束感测单元所感测的该第一离子束电 流值和该第二离子束电流值，借由该第一离子束电流值和该第二离子束电 流值来计算一通道系数，以及借由比较该通道系数和一预设通道系数范围 来决定该离子植入机的 一偏差状态。9. 根据权利要求8所述的离子植入机，其特征在于其更至少包含 一位置量测单元，用以测得该可移动旋转轮在该即时时间点上的一扫掠位置，其中该电脑单元更用以接收该扫掠位置。10. 根据权利要求9所述的离子植入机，其特征在于其中该位置量测 单元是用以在该扫掠过程中的该初始时间和该结束时间之间周期性地测得 该可移动旋转轮的多个扫掠位置，以及其中该离子束感测单元是用以感测 多个离子束电流值，而每一该些离子束电流值是对应于每一该些扫掠位置。11. 根据权利要求IO所述的离子植入机，其特征在于其中该电脑单元 是用以在每一该些扫掠位置上进行多个步骤，该些步骤至少包含对应于每一该些扫掠位置来测得一 离子束电流值； 借由该离子束电流值来计算一 即时通道系数；对应于每一该些扫掠位置来取得一预设可允许通道系数范围；以及 借由比较该即时通道系数和预设可允许通道系数范围来决定该离子植 入才几的该偏差状态。12. 根据权利要求11所述的离子植入机，其特征在于其中该通道系数 是对比于该第 一 离子束电流值和离子束电流值之间的比例。13. 根据权利要求9所述的离子植入机，其特征在于其中该离子束感 测单元设有一第一解码器来连接于一离子束感测器，其中该位置量测单元 设有一第二解码器来连接于该离子植入机，其中该离子植入机更至少包含一转换器，连接于该第一编...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊霖，叶永富，李玉堂，郑迺汉，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]