用于确定离子束轮廓的方法和系统技术方案

本发明专利技术的一个实施例涉及一种用于确定离子束轮廓的设备。所述设备包括：具有测量区的电流测量装置，其中，所述离子束的横截面区域进入所述测量区。所述设备还包括控制器，被配置为周期性地对所述离子束进行束电流测量，并通过将所述束电流测量与所述电流测量装置内的子区相关来确定所述离子束的二维轮廓。本发明专利技术还公开了其它设备和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及离子注入系统，更具体地，涉及用于确定离子束轮廓的设备和方法。
技术介绍
典型地，在半导体工业中，对工件(例如半导体晶片)执行各种制造处理以在其上获得各种结果。例如，可以执行如离子注入的处理，以在工件上或在工件内获得特定特性，如通过注入特定类型的离子，在工件上涂以涂层。传统上，在同时处理多个工件的批处理或者在单独处理单个工件的串行处理中执行离子注入处理。一般而言，希望提供工件表面的均匀注入(即，确保注入特性，如沉积的剂量、角度和功率密度在表面上是均匀的)。然而，在工件的平面处，典型离子束的电流或电荷可能在离子束的横截面上显著改变，并且这种改变可以导致批处理和串行处理中潜在的、工件的非均匀注入。因此，由于可能影响到工件(即在工件平面处)，一般希望精确地测量离子束的轮廓和/或轨迹。传统上，离子束的这种轮廓测量已是与注入处理分离的麻烦和/或耗时的处理，并且需要难以集成入注入器的附加硬件。因此，经常完全不测量轮廓，而是常常仅基于针对给定输入参数集，离子束应如何呈现的假设来进行注入。因此，当前需要用于确定离子束轮廓的设备、系统和方法，其中，可以以非常高效的方式通过经验来确定离子束上的电荷分布。
技术实现思路
以下呈现对本专利技术的简化概括，以提供对本专利技术一些方面的基本认识。这种概括不是本专利技术广泛概述。其既不旨在标识本专利技术的关键或重要元素，也不旨在描述本专利技术的范围。其目的在于以简化形式呈-->现本专利技术的一些概念作为随后呈现的更详细的描述的前序。本专利技术的一个实施例涉及一种用于确定离子束轮廓的设备。所述设备包括：具有测量区的电流测量装置，其中，所述离子束的横截面区域进入所述测量区。所述设备还包括控制器，被配置为周期性地对所述离子束进行束电流测量，并通过将所述束电流测量与所述电流测量装置内的子区相关来确定所述离子束的二维轮廓。为了实现前述及相关目的，本专利技术包括以下充分描述并具体在权利要求中指出的特征。以下描述和附图详细地阐述了本专利技术的特定示意性实施例。然而，这些实施例表明可以采用本专利技术原理的各种方式中的一些。当结合附图进行考虑时，从以下对本专利技术的详细描述中，本专利技术的其它目的、优点和新特征将变得显而易见。附图说明图1示出了用于确定离子束轮廓的设备的一个实施例；图2A-2B示出了可以根据本专利技术的方面进行测量的二维束轮廓；图3A-3C示出了可以根据本专利技术的方面进行测量的二维束轮廓；图4A和4O示出了包括可以阻挡束的物体在内的束改变装置的一个实施例；图5示出了束改变装置的另一个实施例；图6示出了束改变装置以及被离散化为子区的测量区的一个实施例；以及图7示出了根据本专利技术的方面的流程图的一个实施例。具体实施方式由于本专利技术涉及离子对工件的注入，本专利技术总体针对用于确定离子束轮廓和/或轨迹的设备、系统和方法。相应地，现在将参考附图来描述本专利技术，贯穿附图，可以使用相似的参考数字来指代相似的元件。应理解，对这些方面的描述仅是示意性的，不应从限制意义来对其进行解释。在下面的描述中，为说明目的阐述了大量特定的细节，以便提供对本专利技术更彻底的理解。然而，对本领域技术人员显而易见的是，-->没有这些特定的细节也可以实现本专利技术。图1示出了用于确定从离子源发射的离子束的轮廓的设备100的一个实施例。该设备包括离子源102、束改变装置104、电流测量装置106和控制器108。可以将工件112放置在(例如，安装在束改变装置104上)束路径内以接收离子束102。典型地，离子源102发射离子束110作为带电粒子流或离子流。通常利用磁和/或电场的束操控光学元件(未示出)可以沿着束路径来操控离子束。当离子束110沿着束路径行进时，束改变装置104可以与束相互作用，并因而以多种方式对其进行改变。具体地，束改变装置104可以调整束所通过的横截面区域。在离子束110(或至少其一部分)通过束改变装置104后，离子束110前进至电流测量装置106，电流测量装置具有可以包括多个较小子区的测量区。在一个实施例中，电流测量装置106包括单个法拉第杯，并且，子区仅是法拉第杯内的数学构造。在一个实施例中，电流测量装置106包括多个法拉第杯，使得例如每一个子区与一个法拉第杯相对应。束改变装置104可以以多种方式动态调整进入测量区的离子束的横截面区域，其中一种方式包括以下进一步讨论的将物体移入离子束。通过周期性地进行束电流测量，同时调整离子束的横截面区域，控制器108可以确定二维束轮廓。在一个优选实施例中，该设备可以在对工件进行注入时重复地确定束轮廓。在其它未示出的实施例中，可以将工件112放置在电流测量装置106之后。此外，在各实施例中，仅在校准期间或者在对束轮廓进行测量的另一时间，束改变装置104和电流测量装置106才在束路径中对齐，即使在其它实施例中这些部件可以被永久放置在束路径内。现在已经描述了一个总体设备100，现在描述一些束轮廓，以更全面地认识本专利技术的一些方面。典型地，束轮廓是多个变量的函数并可以随着离子的产生、从离子源的提取以及束传送中的变化而改变。此外，改变真空条件、部件的热膨胀等将改变这些变量并改变束轮廓。图2A-2B示出了可以改变一个离子束的二维束轮廓的方式的示-->例，其中示出了在其横截面的表面区域上，束的强度仅在单个维度(即x轴)中改变。图2A示出了看去与束路径垂直的离子束110，其中，图2B还示出了离子束上的电荷或电流分布202。在图2B中可以看到，离子束110的中心区204具有比离子束的边缘206、208更大的束电流强度，因而提供了对束电流相对于沿离子束的位置的、总体上为钟形的曲线202。虽然图2B示出的曲线202总体上关于离子束110的中心区204对称，但是应注意，其它束轮廓通常不关于中心区对称。图3A-3C示出了另一离子束110的二维束轮廓可以在其横截面区域上的两个维度上变化的一种方式。这些图再次示出了看去与束路径垂直的离子束110，其中，图3B示出了沿着束的x轴的积分电荷或电流分布302，而图3C示出了沿着束的y轴的积分电荷或电流分布304。因此，分别沿着x方向或y方向对积分电流分布304进行积分。当束以串行或批工具的方式扫过工件时，对于预测工件表面上的掺杂物分布而言，这些积分是特别重要的，其中工件上某位置处的掺杂物浓度是该位置处电流密度的积分。因而，为了校准目的或其它目的，为了在工件上均匀地注入离子，非常希望精确地确定离子束的电流轮廓。图1描述了用于确定离子束的电流轮廓的总体设备，而现在将参考用于确定离子束的电流轮廓的更详细的设备来对图4-6进行讨论。在这些示出的实施例以及其它实施例中，束改变装置104(图1)可以包括被配置为至少部分阻挡进入电流测量装置的测量区的离子束的横截面区域的物体。虽然在此提供和讨论的图示出了有限数量的物体形状，然而在此公开的系统和算法可以处理多种物体形状和移动路径，并且实际上可以使用任何边缘形状或移动路径。在此应该更全面地认识到，为了确定二维轮廓，设备400可以选择性地操作两个独立变量，即旋转角度θk和垂直距离yL。为方便解释，图4A-4O将扫过离子束402和电流读取装置404的物体406示出为角度θk和垂直距离yL的函数，其中，将物体406示为以类似钟摆的方式摆动的矩形块。在一个实施例中，物体的单程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定离子束轮廓的设备，包括：　具有测量区的电流测量装置，其中，所述离子束的横截面区域进入所述测量区；以及　控制器，被配置为周期性地对所述离子束进行束电流测量，并通过将所述束电流测量与所述电流测量装置内的子区相关来确定所述 离子束的二维轮廓。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-4-30 11/742,1781、一种用于确定离子束轮廓的设备，包括：具有测量区的电流测量装置，其中，所述离子束的横截面区域进入所述测量区；以及控制器，被配置为周期性地对所述离子束进行束电流测量，并通过将所述束电流测量与所述电流测量装置内的子区相关来确定所述离子束的二维轮廓。2、根据权利要求1所述的方法，还包括：束改变装置，被配置为调整进入所述测量区的所述离子束的横截面区域。3、根据权利要求2所述的设备，其中，所述束改变装置包括物体，所述物体被配置为至少部分阻挡进入所述测量区的所述离子束的横截面区域。4、根据权利要求3所述的设备，其中，所述物体以周期性的间隔移动。5、根据权利要求3所述的设备，其中，所述物体以类似钟摆的方式进行移动。6、根据权利要求1所述的设备，其中，所述子区是数学构造。7、根据权利要求6所述的设备，其中，所述电流测量装置包括至少一个法拉第杯。8、根据权利要求1所述的设备，其中，所述子区以至少实质上类似栅格的方式来布置。9、根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备通过重复确定束轮廓来执行对束轮廓的实时监测。10、根据权利要求9所述的设备，其中，在工件的注入期间执行实时轮廓确定。11、一种用于确定离子束的二维束轮廓的方法，包括将所述离子束导向具有测量区的电流测量装置；改变进入所述测量区的所述离子束的横截面区域；以及通过在进入所述测量区的所述离子束的横截面区域改变时周期性地进行束电流测量，并将所述束电流测量与所述测量区内的子区相关来确定所述二维束轮廓。12、根据权利要求10所述的方法，其中，改变进入所述测量区的所述离子束的横截面区域包括：使用物体至少部分阻挡所述离子束的横截面区域，从而建立所述离子束的未被阻挡的部分和所述离子束的被...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔葛雷夫，约翰叶，波凡德尔贝格，迈克尔克里斯托弗罗，黄永章，
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]