專利名稱：離子束掃描控制方法和用于均勻注入離子的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在離子注入系統(tǒng)中校準(zhǔn)離子束掃描器的系統(tǒng)和方法，其中對(duì)于沿著束掃描方向的多個(gè)剖面點(diǎn)分別測(cè)量多個(gè)掃描器電壓間隔的電流密度貢獻(xiàn)(contribution)，以便產(chǎn)生線性方程組，并且對(duì)于與降低電流密度剖面偏差的解對(duì)應(yīng)的電壓掃描間隔計(jì)算一組掃描時(shí)間值。不同于常規(guī)的逐點(diǎn)校準(zhǔn)技術(shù)，本發(fā)明對(duì)距束中心某一距離的束所產(chǎn)生的注入貢獻(xiàn)提供補(bǔ)償，因此特別適合用于束相對(duì)較寬的低能離子注入器和/或橫向束的寬度沿著掃描方向發(fā)生變化的的情形，以便在整個(gè)工件表面上提供均勻的注入。另外，本發(fā)明可以被用來(lái)減少過(guò)量的過(guò)掃描，由此提高系統(tǒng)掃描效率而不用犧牲注入的均勻性。
本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種用于在離子注入系統(tǒng)中校準(zhǔn)離子束掃描器的方法，該方法包括在沿掃描方向的多個(gè)位置測(cè)量多個(gè)初始電流密度值，其中初始電流密度分別與多個(gè)初始電壓掃描間隔中的一個(gè)相對(duì)應(yīng)，并且與對(duì)應(yīng)的多個(gè)初始掃描時(shí)間值中的一個(gè)相對(duì)應(yīng)。該方法還包括基于測(cè)量的初始電流密度值和初始掃描時(shí)間值來(lái)建立線性方程組，并且對(duì)與降低電流密度剖面偏差的線性方程組的解對(duì)應(yīng)的電壓掃描間隔確定一組掃描時(shí)間值。
本發(fā)明的另一方面提供一種用于在離子注入系統(tǒng)中校準(zhǔn)離子束掃描器的校準(zhǔn)系統(tǒng)。該校準(zhǔn)系統(tǒng)包括劑量測(cè)定系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)與劑量測(cè)定系統(tǒng)以及和束掃描器相關(guān)的電源可操作地耦合，其中該劑量測(cè)定系統(tǒng)測(cè)量在離子注入系統(tǒng)的工件位置中在沿掃描方向的多個(gè)位置的多個(gè)初始電流密度值。該控制系統(tǒng)使掃描器在離子注入系統(tǒng)的整個(gè)工件位置上，根據(jù)一組初始電壓掃描間隔和對(duì)應(yīng)的掃描時(shí)間值，在掃描方向上掃描離子束，以使劑量測(cè)定系統(tǒng)可以測(cè)量在離子注入系統(tǒng)的工件位置中在沿掃描方向的多個(gè)位置的多個(gè)初始電流密度值，其中初始電流密度值分別與多個(gè)初始電壓掃描間隔中的一個(gè)相對(duì)應(yīng)，并且與對(duì)應(yīng)的多個(gè)初始掃描時(shí)間值中的一個(gè)相對(duì)應(yīng)。該控制系統(tǒng)還可操作用于基于測(cè)量的初始電流密度值和初始掃描時(shí)間值來(lái)建立線性方程組，并且對(duì)于與降低電流密度剖面偏差的線性方程組的解對(duì)應(yīng)的電壓掃描間隔，確定一組掃描時(shí)間值。
下面的描述和附圖詳細(xì)地陳述本發(fā)明的某些說(shuō)明性的方面和實(shí)施方式。這些僅僅表示可以使用本發(fā)明的原理的多種方式中的幾種。
圖1A是說(shuō)明具有常規(guī)的掃描器和平行化器的離子注入系統(tǒng)的示意圖； 圖1B是說(shuō)明圖1B的掃描器和幾種示例性掃描的離子束的局部頂視圖； 圖1C是說(shuō)明在圖1A和1B的掃描器中示例性三角形掃描板電壓波形的圖； 圖1D是說(shuō)明在幾個(gè)離散時(shí)間點(diǎn)處掃描的離子束撞擊在圖1A和1B的系統(tǒng)中的工件的透視圖； 圖1E是說(shuō)明整個(gè)工件的離子束的掃描的端視圖； 圖1F-1J是說(shuō)明在圖1A和1B的離子注入系統(tǒng)中在撞擊工件時(shí)離子束寬度的變化的局部正視圖； 圖2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)方面的示例性束掃描器校準(zhǔn)方法的流程圖； 圖3A是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的可以在圖2的方法中使用的示例性測(cè)量序列的流程圖； 圖3B是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明另一方面的可以在圖2的方法中使用的示例性測(cè)量序列的流程圖； 圖4A是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的具有校準(zhǔn)系統(tǒng)的離子注入系統(tǒng)的示意圖，該校準(zhǔn)系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)和劑量測(cè)定系統(tǒng)； 圖4B是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明在圖4A的示例性注入系統(tǒng)中的工件位置處沿著橫向束掃描方向示例性的多個(gè)剖面點(diǎn)位置的端視圖； 圖4C是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明將初始三角形掃描器電壓波形分割成具有多個(gè)對(duì)應(yīng)掃描時(shí)間值的多個(gè)初始電壓掃描間隔的曲線圖； 圖4D是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量的電流密度值的示例性矩陣的示意圖； 圖5是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的可以在圖2的方法中使用的示例性計(jì)算序列的流程圖； 圖6A是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一組示例性線性方程的示意圖； 圖6B是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性剖面偏差向量的示意圖； 圖6C是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性時(shí)間偏差向量的示意圖； 圖6D是說(shuō)明利用圖4D的矩陣使圖6B的剖面偏差向量與圖6C的時(shí)間偏差向量相關(guān)的一組示例性線性方程的示意圖； 圖6E是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的利用圖4D的矩陣的逆使時(shí)間偏差解向量與圖6B的剖面偏差向量相關(guān)的圖6D的方程組的解的示意圖； 圖6F是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算示例性掃描時(shí)間解向量的示意圖，該掃描時(shí)間解向量包括與降低電流密度剖面偏差的線性方程組的解對(duì)應(yīng)的該組掃描時(shí)間值； 圖6G是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性分段線性校準(zhǔn)的掃描器電壓波形的曲線圖，該掃描器電壓波形是利用初始定義的掃描電壓間隔和圖6F的計(jì)算的掃描時(shí)間解向量來(lái)建立的，以便提高注入的均勻性；以及 圖7A和7B是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的矩陣和掃描時(shí)間向量的選擇性截?cái)嘁韵^(guò)量的過(guò)掃描的示意圖。
具體實(shí)施例方式 現(xiàn)在將參考附圖來(lái)描述本發(fā)明，其中相同的附圖標(biāo)記始終用來(lái)指相同的元素，并且其中所說(shuō)明的結(jié)構(gòu)不一定按比例繪制。本發(fā)明提供用于在離子注入系統(tǒng)中校準(zhǔn)離子束掃描器的方法和系統(tǒng)，該方法和系統(tǒng)可以被用來(lái)提高注入的均勻性，并且通過(guò)減少過(guò)量的過(guò)掃描來(lái)提高系統(tǒng)的掃描效率。
圖2說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)方面的示例性束掃描器校準(zhǔn)方法200，其中進(jìn)行測(cè)量并執(zhí)行計(jì)算以確定一組掃描時(shí)間，以用于構(gòu)造分段線性掃描器電壓波形，從而提高注入的均勻性，并減少離子注入系統(tǒng)中過(guò)量的過(guò)掃描。圖3A和圖5分別說(shuō)明示例性測(cè)量和計(jì)算序列，其可以用在方法200中，正如以下進(jìn)一步描述的。雖然該示例性方法200以及該示例性測(cè)量和計(jì)算序列在下文作為一連串的動(dòng)作或事件被說(shuō)明和描述，但是將會(huì)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明不受所說(shuō)明的這樣的動(dòng)作或事件的排序的限制。例如，根據(jù)本發(fā)明，一些動(dòng)作可以以不同的順序和/或與除在此所說(shuō)明和/或描述的這些之外的其他動(dòng)作或事件同時(shí)進(jìn)行。另外，可能并不需要所有說(shuō)明的步驟來(lái)實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法可以與在此所說(shuō)明和描述的注入和掃描器校準(zhǔn)系統(tǒng)相結(jié)合、以及與未說(shuō)明的其他系統(tǒng)和裝置相結(jié)合來(lái)實(shí)施。
在圖2中方法200從202開(kāi)始，其中在300沿著掃描方向在多個(gè)位置進(jìn)行多個(gè)初始電流密度剖面的測(cè)量，其中測(cè)量的值分別與多個(gè)初始電壓掃描間隔中的一個(gè)相對(duì)應(yīng)，并且與對(duì)應(yīng)的多個(gè)初始掃描時(shí)間值中的一個(gè)相對(duì)應(yīng)。在300的測(cè)量可以利用任何合適的劑量測(cè)定設(shè)備或其他測(cè)量系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行，其可以包括一個(gè)或多個(gè)測(cè)量傳感器(例如劑量測(cè)定杯等)，其中這些測(cè)量可以同時(shí)或者以任何順序分別進(jìn)行，其中所有這樣的實(shí)施方式都被設(shè)想落在本發(fā)明和所附權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，下面參考圖3A進(jìn)一步說(shuō)明并描述一個(gè)示例性測(cè)量序列300。
然后在圖2中的400執(zhí)行計(jì)算，以便根據(jù)在300獲得的測(cè)量的電流密度值來(lái)確定一組掃描時(shí)間值。在404，基于測(cè)量的初始電流密度值和初始掃描時(shí)間值來(lái)建立線性方程組。然后，在406為電壓掃描間隔確定一組掃描時(shí)間值，其中所確定的時(shí)間值與降低電流密度剖面偏差的線性方程組的解對(duì)應(yīng)，并且方法200在204結(jié)束。然后，在406所確定的該組掃描時(shí)間值可以被用來(lái)建立束掃描器電壓波形以供在對(duì)工件進(jìn)行注入時(shí)使用，如下面參考圖6G所說(shuō)明和描述的?？蛇x擇地，可以進(jìn)行一次或多次迭代來(lái)改進(jìn)在406所確定的該組時(shí)間值，這可以不需要涉及重新定義電壓掃描間隔的數(shù)量、尺寸或間距。
還參考圖3A-4D，圖3A說(shuō)明可以在方法200中使用的測(cè)量序列300的一個(gè)例子，圖4A說(shuō)明一種根據(jù)本發(fā)明的具有校準(zhǔn)系統(tǒng)的離子注入系統(tǒng)110，該校準(zhǔn)系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)154和劑量測(cè)定系統(tǒng)152。為了進(jìn)一步說(shuō)明圖3A的示例性測(cè)量技術(shù)300，根據(jù)本發(fā)明，圖4B說(shuō)明在注入系統(tǒng)110中的工件位置處沿著橫向束掃描方向的示例性的多個(gè)剖面點(diǎn)位置，圖4C說(shuō)明被分割成具有多個(gè)對(duì)應(yīng)掃描時(shí)間值的多個(gè)初始電壓掃描間隔的初始三角形掃描器電壓波形，以及圖4D說(shuō)明測(cè)量的電流密度值的矩陣。
如圖4A中所示，示例性離子注入系統(tǒng)110是沒(méi)有直線加速器(linac)部件的低能離子注入器。然而，本發(fā)明可以可選擇地用于高能或中能離子注入器中，所述離子注入器可以包括加速部件。注入系統(tǒng)110包括端子112、束線組件114和終端站116，其中端子112中的離子源120由電源122供電，以便給束線組件114提供所提取的離子束124，其中源120包括一個(gè)或多個(gè)提取電極(未示出)，以便從源腔中提取離子，從而給束線組件114提供所提取的離子束124。
束線組件114包括束引導(dǎo)132以及質(zhì)量分析器126，該束引導(dǎo)具有靠近源120的入口和帶有出口孔134的出口，該質(zhì)量分析器接收所提取的離子束124，并建立偶極磁場(chǎng)，以便僅使適當(dāng)荷質(zhì)比或其范圍(例如經(jīng)質(zhì)量分析的離子束124具有期望質(zhì)量范圍的離子)的離子通過(guò)分辨孔134到達(dá)終端站116中的工件位置。在束線組件中可以提供各種束形成和整形結(jié)構(gòu)(未示出)來(lái)維持離子束124，并且其可以形成細(xì)長(zhǎng)的內(nèi)部腔或通道的邊界，通過(guò)該內(nèi)部腔或通道，束124沿著束路徑被傳輸?shù)浇K端站116。所說(shuō)明的終端站116是“串行”型終端站，該終端站沿著用于注入的束路徑支撐單個(gè)工件(未示出)(例如半導(dǎo)體晶片、顯示面板或者利用來(lái)自束124的離子進(jìn)行注入的其他工件)，其中劑量測(cè)定系統(tǒng)152位于圖4A中的工件位置處，以用于在注入操作之前進(jìn)行校準(zhǔn)測(cè)量。
束線組件114還包括具有掃描器136和電源150的掃描系統(tǒng)，該電源150被可操作地耦合到掃描器板或電極136a和136b，其中掃描器136沿著束路徑接收來(lái)自質(zhì)量分析器126的經(jīng)質(zhì)量分析的離子束124，并沿著束路徑向平行化器138提供掃描的束124。然后，平行化器138將掃描的束124引導(dǎo)到終端站116，以使束124以通常恒定的入射角撞擊劑量測(cè)定系統(tǒng)152的測(cè)量傳感器。掃描器136接收經(jīng)質(zhì)量分析的剖面相對(duì)較窄的離子束124(例如在所說(shuō)明的系統(tǒng)110中的“錐形”束)，并且由電源150施加給掃描器板136a和136b的電壓波形進(jìn)行工作，以在X方向(掃描方向)來(lái)回掃描束124，以便將束124展開(kāi)成細(xì)長(zhǎng)的“帶狀”剖面(例如掃描的束124)，該剖面具有可以與感興趣的工件至少一樣寬或?qū)捰诟信d趣工件的有效X方向?qū)挾取Ｈ缓?，掃描的?24通過(guò)平行化器138，該平行化器通常平行于Z方向(例如通常垂直于工件表面)將束向工件130引導(dǎo)。
還參考圖4B，劑量測(cè)定系統(tǒng)152包括一個(gè)或多個(gè)電流密度傳感器(未示出)，比如沿掃描方向位于預(yù)定位置160的多個(gè)常規(guī)法拉第筒，或者可以位于各種位置160來(lái)逐次測(cè)量在給定位置160由掃描的離子束124所給予的離子的量(電流密度)的單個(gè)傳感器。轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的美國(guó)專利No.6,677,598說(shuō)明了可以根據(jù)本發(fā)明用于測(cè)量電流密度值的測(cè)量裝置，因此其全部?jī)?nèi)容作為參考被結(jié)合，就象在此被完全陳述一樣。劑量測(cè)定系統(tǒng)152被可操作地耦合到控制系統(tǒng)154，以便從其接收命令信號(hào)，并向其提供測(cè)量值來(lái)實(shí)施如在下文進(jìn)一步描述的本發(fā)明的校準(zhǔn)技術(shù)的測(cè)量方面。
在系統(tǒng)110的初始建立或校準(zhǔn)期間，如圖4A所示，劑量測(cè)定系統(tǒng)152被放置在終端站116的工件位置處，并且在圖4B中工件寬度尺寸158被分割成一組初始剖面間隔，在其內(nèi)部確定整數(shù)m個(gè)測(cè)量位置(剖面點(diǎn))160，以用于在離子束124的掃描期間進(jìn)行電流密度值的初始測(cè)量。在所說(shuō)明的例子中，沿著掃描方向的各位置160被彼此隔開(kāi)一個(gè)小于離子束124的橫向尺寸的剖面間隔距離，盡管其他間距也是可能的。另外，盡管剖面間隔不需要具有相等的橫向尺寸，但是圖4B中的測(cè)量位置160的示例性選擇提供了通常均勻的間距。
還參考圖4C，選擇初始電壓掃描范圍159，該掃描范圍提供超出工件寬度158的端部的束過(guò)掃描的某種量度(例如，掃描范圍159寬得足以使掃描的離子束124延伸越過(guò)工件的橫向邊緣)。如圖4C所示，電壓掃描范圍159被分成整數(shù)n個(gè)電壓間隔，其中每個(gè)間隔在第一電壓Vi-1到第二電壓Vi之間延伸，其中i＝1到n。圖4C說(shuō)明掃描器電壓(V136a-V136b)的初始三角形波形，其中示例性掃描電壓間隔Vi-1到Vi是相等的，并且其中對(duì)應(yīng)的一組n個(gè)初始掃描時(shí)間值T01、T02、...、T0n是相等的。任何初始的范圍選擇159和范圍159的分割都可能在本發(fā)明的范圍內(nèi)，其中電壓間隔Vi-1到Vi不需要相等，并且掃描時(shí)間值T0i不需要相等。此外，如下面所討論的，在初始測(cè)量之后可以改變或者重新定義該間隔(例如以便減少過(guò)量的過(guò)掃描和/或提高均勻性)，并且根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)在初始測(cè)量之后的計(jì)算來(lái)確定或求解在系統(tǒng)110中對(duì)工件進(jìn)行注入所用的時(shí)間值(例如以便提高注入的均勻性)。
在系統(tǒng)校準(zhǔn)期間的測(cè)量操作中，圖4A的控制系統(tǒng)152控制電源150的電壓，以使掃描器電壓(例如掃描器板136a和136b之間的電壓差)在初始掃描時(shí)間值上在電壓間隔端點(diǎn)之間線性變化，并且劑量測(cè)定系統(tǒng)152進(jìn)行對(duì)應(yīng)電流密度的測(cè)量來(lái)構(gòu)造矩陣A，如圖4D所示。然后，控制系統(tǒng)154執(zhí)行各種計(jì)算(例如在上面圖2的方法200中的404和406)，以便確定與降低電流密度剖面偏差的線性方程組的解對(duì)應(yīng)的一組掃描時(shí)間值。然后從工件位置中移除劑量測(cè)定系統(tǒng)152，并且然后可以利用所確定的該組掃描時(shí)間值來(lái)為工件的注入建立束掃描器電壓波形，如以下的圖6G中所示。
參考圖3A，下文關(guān)于注入來(lái)描述方法200的示例性測(cè)量序列300，其中該注入使用了圖4A的注入器110中的校準(zhǔn)系統(tǒng)152、154，圖4B的初始測(cè)量位置160，以及圖4C的初始電壓范圍分割。測(cè)量300從302開(kāi)始，在304定義電壓間距(例如，圖4B和4C的初始掃描器電壓范圍159，其延伸超出與工件寬度158的橫向邊緣相關(guān)的電壓，以便提供某種量的初始過(guò)掃描)。然后，在306把電壓范圍159劃分或分割成整數(shù)n個(gè)電壓間隔(如圖4C所示，多個(gè)即n個(gè)間隔Vi-1到Vi，其中i＝1到n)。電壓范圍159在306的劃分和圖4C的假定的初始三角形掃描波形定義了對(duì)應(yīng)的一組n個(gè)初始掃描時(shí)間值T01到T0n，這些掃描時(shí)間值相等，并且一起形成一個(gè)n維向量T0。然而，可以使用任何初始掃描波形，其中電壓的劃分和波形的選擇定義了在測(cè)量300中所使用的一組初始時(shí)間值T0，其中向量T0的初始時(shí)間項(xiàng)不需要相等。然后，橫向掃描方向范圍(例如圖4B和4C中的工件寬度158)被劃分為多個(gè)剖面間隔，由此沿著掃描方向定義了整數(shù)m個(gè)測(cè)量位置(例如圖4B中的位置1601到160m)。
利用測(cè)量范圍158和電壓范圍159的初始分割，控制系統(tǒng)154為電源150提供適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)，以便在整個(gè)工件位置使掃描器136在掃描方向X上，根據(jù)n個(gè)初始電壓掃描間隔(Vi-1到Vi，其中i＝1到n)和對(duì)應(yīng)的n個(gè)掃描時(shí)間值(T0)對(duì)離子束124進(jìn)行一次或多次掃描，并且還控制劑量測(cè)定系統(tǒng)152來(lái)測(cè)量在位置160處的多個(gè)初始電流密度值A(chǔ)j，i，其中初始電流密度值A(chǔ)j，i與n個(gè)電壓間隔(Vi-1到Vi)中的一個(gè)以及對(duì)應(yīng)的掃描時(shí)間值T0i對(duì)應(yīng)。在這方面，對(duì)于在從一個(gè)位置移動(dòng)到另一位置的劑量測(cè)定系統(tǒng)152中的單個(gè)測(cè)量傳感器的情況示出了圖3A所說(shuō)明的測(cè)量序列300，其中束124被掃描整數(shù)m次。然而，可以需要較少的束掃描，其中劑量測(cè)定系統(tǒng)152例如包括多個(gè)傳感器，其中如果在各位置160提供m個(gè)傳感器，則可以使用單次校準(zhǔn)測(cè)量掃描。
對(duì)于圖3A中的單個(gè)傳感器的情況，在310把測(cè)量計(jì)數(shù)器j設(shè)定為值1，并且在312把電壓掃描間隔計(jì)數(shù)器i設(shè)定為值1。然后，劑量測(cè)定系統(tǒng)152、154在314、316獲得表示圖4D的矩陣A中的第一項(xiàng)的第一電流密度值A(chǔ)j，i。對(duì)于該第一值A(chǔ)j，i，控制系統(tǒng)154在314引導(dǎo)電源150在對(duì)應(yīng)的初始掃描間隔時(shí)間上從Vi-1到Vi線性掃描電壓(例如(V136a-V136b))，并在316引導(dǎo)劑量測(cè)定系統(tǒng)152來(lái)測(cè)量在測(cè)量位置j處(例如在圖4B中的位置1601處)所得到的電流密度Aj，i。該第一測(cè)量A1，1表示在第一位置1601處由在時(shí)間T01上從V0到V1掃描束124而產(chǎn)生的電流密度貢獻(xiàn)，并且被置于圖4D的矩陣A中的第一行第一列的位置中。
在318確定是否i＝n(例如，是否整個(gè)電壓掃描范圍159已經(jīng)被掃描)。如果不是(在318為否)，則測(cè)量序列300繼續(xù)進(jìn)行到320，其中電壓計(jì)數(shù)器i被遞增。此后，在314掃描器電壓在下一個(gè)掃描間隔期間被掃描，其中i＝2(例如在第二初始時(shí)間值T02上從V1到V2)，并且另一個(gè)測(cè)量在316進(jìn)行。該第二值A(chǔ)1，2被置于矩陣A的第一行第二列的位置中，其表示在第一位置1601處由在時(shí)間T02上從V1到V2掃描束124而產(chǎn)生的電流密度貢獻(xiàn)。
以這種方式繼續(xù)進(jìn)行間隔掃描和單個(gè)位置的測(cè)量(在314、316、318和320)，直到i＝n(例如，在該點(diǎn)處圖4D中的矩陣A的第一行已經(jīng)被在第一剖面位置1601處所測(cè)量的值填滿，其分別反映了在位置1601處對(duì)應(yīng)于通過(guò)n個(gè)初始電壓掃描間隔Vi-1到Vi中的一個(gè)，在對(duì)應(yīng)的初始時(shí)間值T0i上掃描束124的電流密度貢獻(xiàn))。在該點(diǎn)注意，值A(chǔ)1，i的總和表示在位置1601處看到的由在整個(gè)電壓掃描范圍159上掃描束124而產(chǎn)生的總電流密度。因此，與利用常規(guī)的逐點(diǎn)技術(shù)所獲得的測(cè)量結(jié)果相比，這種總和是在實(shí)際注入期間對(duì)在位置1601注入的離子量的更好量度，其中在給定點(diǎn)僅對(duì)束在該點(diǎn)時(shí)所產(chǎn)生的電流密度進(jìn)行測(cè)量。
在圖3A中，當(dāng)i變得等于n時(shí)(在318為是)，在322確定測(cè)量計(jì)數(shù)器j是否等于m。如果不是(在322為否)，則在324遞增測(cè)量計(jì)數(shù)器j，并且該過(guò)程300返回到再次將電壓計(jì)數(shù)器i設(shè)定為值1。在劑量測(cè)定系統(tǒng)152中的單個(gè)測(cè)量傳感器的情況下，該傳感器此時(shí)將被移動(dòng)到下一位置160j。因此，例如，當(dāng)j在第一位置1601測(cè)量之后在324被遞增時(shí)，劑量測(cè)定系統(tǒng)152然后被配置成在第二位置1602進(jìn)行測(cè)量。在i＝1而j＝2時(shí)，該過(guò)程300繼續(xù)進(jìn)行到314和316，其中在314在對(duì)應(yīng)的時(shí)間T01從V0到V1掃描電壓，以及在316測(cè)量電流密度值A(chǔ)2，1，并將其置于矩陣A的第二行第一列的位置，其表示在第二位置1602由在時(shí)間T01從V0到V1掃描束124而產(chǎn)生的電流密度貢獻(xiàn)。然后以這種方式重復(fù)該過(guò)程300，直到計(jì)數(shù)器j＝m(在322為是)，從而表示矩陣A的m行已經(jīng)被填滿，并且測(cè)量300在圖3A中的326結(jié)束。
參考圖4D，使用劑量測(cè)定系統(tǒng)152中的單個(gè)傳感器，圖3A的示例性測(cè)量序列300在整個(gè)電壓范圍150(圖4C)提供束124的m次掃描，以便得到n×m個(gè)測(cè)量Aj，i，其中矩陣A在逐行的基礎(chǔ)上填滿?？蛇x擇地，如果提供m個(gè)傳感器并且將它們放置在圖4B中的位置1601-160m，可以使用束124的單次掃描，其中掃描器電壓(V136a-V136b)可以根據(jù)時(shí)間值T01到T0n從V0線性地過(guò)渡到Vn，其中劑量測(cè)定系統(tǒng)152在每個(gè)時(shí)間間隔T0i期間獲得m個(gè)測(cè)量值A(chǔ)j，i，其中矩陣A的列在每個(gè)時(shí)間值T0i結(jié)束時(shí)被填滿。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，在300可以使用任何合適的測(cè)量方法，通過(guò)該方法，矩陣A被對(duì)應(yīng)的項(xiàng)值A(chǔ)j，i填滿，或者否則通過(guò)該方法，基于測(cè)量的電流密度值A(chǔ)j，i可以導(dǎo)出一組線性方程，所述電流密度值分別與多個(gè)初始電壓掃描間隔Vi-1到Vi中的一個(gè)對(duì)應(yīng)，并與多個(gè)初始掃描時(shí)間值T0i中的一個(gè)對(duì)應(yīng)。
在本發(fā)明的一個(gè)可替換方面中，可以根據(jù)圖3B的方法300’來(lái)收集數(shù)據(jù)，其中對(duì)于每個(gè)掃描電壓間隔i進(jìn)行整個(gè)剖面測(cè)量(例如其中j從1被遞增到m)。例如，如圖3B所示，對(duì)于給定的掃描電壓間隔i(在312或320設(shè)定)，在316、322和324，在整個(gè)測(cè)量范圍測(cè)量電流密度。當(dāng)j＝m時(shí)(在322為是)，已經(jīng)在整個(gè)測(cè)量范圍進(jìn)行了測(cè)量，并且根據(jù)318、320來(lái)遞增掃描電壓間隔，并且在314出現(xiàn)下一個(gè)掃描電壓，其中在316、322和324，在整個(gè)測(cè)量范圍再次測(cè)量電流密度。然后繼續(xù)該過(guò)程，直到已經(jīng)貫穿整個(gè)掃描間隔范圍(在318為是)，其中測(cè)量方法300’在326結(jié)束。
現(xiàn)在參考圖2、圖4A和圖5-6G，控制系統(tǒng)154進(jìn)一步可操作用于基于所測(cè)量的初始電流密度值A(chǔ)j，i和初始掃描時(shí)間值T0I來(lái)建立線性方程組，并且為電壓掃描間隔Vi-1到Vi確定一組掃描時(shí)間值TSOLUTION，其中值TSOLUTION與降低電流密度剖面偏差的線性方程組的解相對(duì)應(yīng)。然后該組間隔掃描時(shí)間TSOLUTION可以由控制系統(tǒng)154使用來(lái)在系統(tǒng)110中的工件的注入期間建立掃描器電壓波形。此外，控制系統(tǒng)可以根據(jù)圖4D的滿矩陣A，基于滿方程組來(lái)確定時(shí)間值TSOLUTION的解向量，或者如果矩陣A的一列或多列都為零值(例如沒(méi)有非零值)，可以將矩陣A和時(shí)間值向量T選擇性地截?cái)啵缫韵孪鄬?duì)于圖7A和7B所說(shuō)明和描述的。此外，例如在獲得初始矩陣A之后，可以使用一次或多次迭代，其中改進(jìn)了電壓掃描間隔Vi-1到Vi和/或該組位置160j的定義，其中這些數(shù)字(n，m)也可以被調(diào)整，其中所有這樣的變型實(shí)施方式都被設(shè)想為落入本發(fā)明和所附權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。
圖5說(shuō)明在上面圖2的方法200中計(jì)算400的一種可能的實(shí)施方式，以及圖6A-6G說(shuō)明各種對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)計(jì)算和矩陣方程、以及所得到的電壓掃描波形。在圖5中示例性計(jì)算400在402開(kāi)始，其中在404利用圖4D的測(cè)量矩陣A、對(duì)應(yīng)的初始時(shí)間值向量T0和電流密度剖面向量P來(lái)構(gòu)造線性方程組，其中矩陣表示為P＝A＊T。如圖6A所示，線性方程組被構(gòu)造為垂直m維的初始剖面向量P0等于矩陣A(m×n)乘以n維的初始時(shí)間向量T0。該方程組包括具有n個(gè)未知數(shù)的m個(gè)獨(dú)立的方程，其中m優(yōu)選大于n。每個(gè)獨(dú)立方程表征在對(duì)應(yīng)測(cè)量位置160處根據(jù)間隔時(shí)間T0，通過(guò)電壓掃描間隔利用束124的掃描的累積的電流密度貢獻(xiàn)。
然后，控制系統(tǒng)154在406為電壓掃描間隔確定一組掃描時(shí)間值，其中所確定的時(shí)間值與降低電流密度剖面偏差的線性方程組的解對(duì)應(yīng)。在這方面，該方程組可以利用任何合適的技術(shù)來(lái)求解，包括但不限于下文所說(shuō)明和描述的計(jì)算。
在圖5中的407，矩陣A和向量T可以選擇性地被截?cái)嘁韵憔仃嚵泻蛯?duì)應(yīng)的時(shí)間項(xiàng)，正如以下相對(duì)于圖7A和7B所說(shuō)明和描述的。
在任何這樣的截?cái)嘀?，該?jì)算400進(jìn)行到408，在那里分別為剖面和掃描時(shí)間構(gòu)造偏差向量ΔP。如圖6B所示，剖面平均值PAVG由剖面向量P0計(jì)算，以作為m個(gè)初始剖面值的平均值，其中PAVG＝(1/m)＊(P01+P02+…+P0m)，并且計(jì)算剖面偏差向量ΔP，其包括m個(gè)剖面偏差值，其中ΔPj＝P0j-PAVG，其中j＝1到m。因此，所得到的剖面偏差向量ΔP表示在每個(gè)測(cè)量位置160處的電流密度與在整個(gè)剖面P0上的平均電流密度的偏差。如圖6C所示，然后定義時(shí)間值偏差向量ΔT，其中其項(xiàng)ΔTi表示對(duì)應(yīng)的解集合值TSOLUTION和初始值T0i之間的差(例如ΔTi＝TSOLUTION-T0i，其中i＝1到n)。
還參考圖6D和6E，可以按照偏差向量ΔP和ΔT重新表述該方程，其中ΔP＝A＊ΔT。在這方面，注意到期望最小化在整個(gè)注入的工件上的電流密度剖面偏差。圖6D的依照偏差向量ΔP和ΔT的表達(dá)式允許方程被求解以得到一組時(shí)間值的解，該組時(shí)間值將通過(guò)最小化剖面偏差來(lái)優(yōu)化均勻性，其中圖6D的表達(dá)式可以被求解以得到時(shí)間值偏差向量ΔT，例如如圖6E所示通過(guò)將矩陣A求逆并將逆矩陣A-1乘以剖面偏差矩陣ΔP，其中ΔT＝A-1＊ΔP。
在410，根據(jù)初始矩陣A來(lái)計(jì)算逆矩陣，其中逆矩陣A-1可以利用任何合適的技術(shù)來(lái)計(jì)算。例如，如果m＞n，那么該方程組是超定的，并且逆矩陣A-1可以利用奇異值分解(SVD)來(lái)計(jì)算。其他技術(shù)也是可用的，尤其是如果m＝n。然而，注意電壓掃描間隔和剖面間隔(測(cè)量位置160)可以被相互獨(dú)立地定義，其中可能優(yōu)選的是包括大量的測(cè)量位置160來(lái)提供更好的優(yōu)化，并具有相對(duì)較少的電壓掃描段以促進(jìn)及時(shí)的校準(zhǔn)。
在圖5中的412，通過(guò)將逆矩陣A-1乘以剖面偏差向量ΔP來(lái)計(jì)算時(shí)間偏差解向量ΔTSOLUTION(例如將該組方程求解)，以便獲得包括n個(gè)掃描時(shí)間偏差值的偏差解向量ΔTSOLUTION，如圖6E中所示，其中ΔTSOLUTION＝A-1＊ΔP。由于在圖6C中掃描時(shí)間偏差向量ΔT被定義為ΔT＝TSOLUTION-T0，所以然后在414通過(guò)將掃描時(shí)間偏差向量ΔTSOLUTION和初始掃描時(shí)間向量T0相加來(lái)計(jì)算掃描時(shí)間解向量TSOLUTION，其中掃描時(shí)間解向量TSOLUTION包括與降低電流密度剖面偏差的線性方程組的解對(duì)應(yīng)的該組掃描時(shí)間值，并且其中TSOLUTION＝ΔTSOLUTION+T0，如圖6F所示，在此之后，該計(jì)算400在416結(jié)束。
還參考圖6G，然后可以利用該組掃描時(shí)間值的解TSOLUTION來(lái)建立分段線性束掃描器電壓波形，以供在對(duì)工件進(jìn)行注入時(shí)使用。在對(duì)工件進(jìn)行注入的系統(tǒng)110的操作中(圖4A)，控制系統(tǒng)154控制電源150來(lái)提供圖6G的波形，其中對(duì)于在整個(gè)橫向掃描方向(X方向)上的每次快速掃描，在時(shí)間TSOLUTION掃描器板電壓(V136a-V136b)在每個(gè)電壓間隔(例如從Vi-1到Vi)線性過(guò)渡，隨著工件沿著慢掃描方向(Y方向)被平移，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)工件表面的掃描，其中使用該組時(shí)間值的解TSOLUTION來(lái)提供最佳匹配以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)淖⑷刖鶆蛐浴?br>
現(xiàn)在參考圖4A、4B、7A和7B，如上所述，本發(fā)明的另一方面在注入期間通過(guò)消除越過(guò)工件邊緣的束124的不必要的過(guò)掃描來(lái)促進(jìn)提高系統(tǒng)的掃描效率。在這方面，注意選擇圖4B和4C的初始電壓掃描范圍159來(lái)提供超出工件寬度158的端部的某種程度的束過(guò)掃描。如果該寬初始掃描范圍159的一個(gè)或多個(gè)電壓掃描間隔對(duì)于在位置160所測(cè)量的任何剖面間隔不貢獻(xiàn)任何電流密度，如圖7A的例子所示，矩陣A中對(duì)應(yīng)的一列或多列將沒(méi)有非零項(xiàng)，從而表明在這些電壓間隔中不需要掃描束124。
因此，這樣多余的列可以從矩陣A中被截?cái)?，并且在初始時(shí)間向量T0中對(duì)應(yīng)的時(shí)間項(xiàng)可以被截?cái)?例如在圖5中的407)。如果這種選擇性的截?cái)啾粓?zhí)行，那么留下一個(gè)具有與沿著掃描方向的m個(gè)位置對(duì)應(yīng)的m行以及與n’個(gè)剩余初始電壓掃描間隔和時(shí)間值對(duì)應(yīng)的n’列的截?cái)嗟木仃嘇T、以及一個(gè)長(zhǎng)度為n’的對(duì)應(yīng)的截?cái)嗟臅r(shí)間向量T0T，其中n’小于n，如圖7B所示。注意，這種截?cái)嘤行У亟档土嗽陔S后的注入操作中掃描束124的空間范圍，由此節(jié)省了時(shí)間并提高了系統(tǒng)的掃描效率。
在這種情況下，初始剖面向量P0被計(jì)算為P0＝AT＊T0T，以供在計(jì)算PAVG和剖面偏差向量ΔP(上面的圖6B)時(shí)使用。另外，根據(jù)截?cái)嗟木仃嘇T來(lái)計(jì)算逆矩陣AT-1，然后將其乘以剖面偏差向量ΔP，以獲得包括n’個(gè)掃描時(shí)間偏差值的時(shí)間偏差解向量ΔTSOLUTION，其中ΔTSOLUTION＝AT-1＊ΔP(上面的圖6E)。此后，將掃描時(shí)間解向量確定為時(shí)間偏差解向量ΔTSOLUTION與截?cái)嗟某跏紩r(shí)間向量T0T之和，其中TSOLUTION將包括n’個(gè)值。
可選擇地，電壓掃描間隔可以被重新定義成包括在較小范圍上展開(kāi)的原始數(shù)目的n個(gè)間隔，以便排除不需要的過(guò)掃描，并且校準(zhǔn)過(guò)程可以被重復(fù)。也可以使用其他迭代方法，例如重新定義測(cè)量位置(剖面間隔)以包括在偏差最大的的區(qū)域進(jìn)行更多測(cè)量，或者根據(jù)其他標(biāo)準(zhǔn)，其中所有這樣的可替換方法都被設(shè)想為落入本發(fā)明和所附權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。
盡管已經(jīng)相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明和描述，但是可以對(duì)所說(shuō)明的例子進(jìn)行改變和/修改而不脫離所附權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍。尤其是關(guān)于由上述的部件或結(jié)構(gòu)(塊、單元、工具、組件、裝置、電路、系統(tǒng)等)所執(zhí)行的各種功能，除非另有說(shuō)明，用來(lái)描述這種部件的術(shù)語(yǔ)(包括對(duì)“裝置”的引用)打算對(duì)應(yīng)于執(zhí)行所述部件的規(guī)定功能的任何部件或結(jié)構(gòu)(例如其在功能上是等同的)，即使在結(jié)構(gòu)上與執(zhí)行在本發(fā)明在此所說(shuō)明的示例性實(shí)施方式中的功能的所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)不等同。另外，雖然本發(fā)明的特定特征可能僅相對(duì)于幾個(gè)實(shí)施方式中的一個(gè)被公開(kāi)，但是這樣的特征可以與其他實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)其他特征相結(jié)合，這對(duì)任何給定或特定的應(yīng)用可能是期望且有利的。此外，就術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”、“具有”、“擁有”、“帶有”或者其變型被用在具體實(shí)施方式
和權(quán)利要求書(shū)中而言，這樣的術(shù)語(yǔ)打算以類似于術(shù)語(yǔ)“包括”的方式而為包括的。
權(quán)利要求
1.一種用于在離子注入系統(tǒng)中校準(zhǔn)離子束掃描器的方法，該方法包括
在沿掃描方向的多個(gè)位置處測(cè)量多個(gè)初始電流密度值，這些初始電流密度值分別與多個(gè)初始電壓掃描間隔中的一個(gè)對(duì)應(yīng)，并且與對(duì)應(yīng)的多個(gè)初始掃描時(shí)間值中的一個(gè)對(duì)應(yīng)；
基于測(cè)量的初始電流密度值和初始掃描時(shí)間值來(lái)建立線性方程組；以及
對(duì)于電壓掃描間隔確定一組掃描時(shí)間值，所述掃描時(shí)間值對(duì)應(yīng)于降低電流密度剖面偏差的線性方程組的解。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中在整數(shù)m個(gè)位置處測(cè)量初始電流密度值，其中各個(gè)電流密度值與整數(shù)n個(gè)初始電壓掃描間隔中的一個(gè)對(duì)應(yīng)，以及其中m大于n。
3.權(quán)利要求2所述的方法，其中m個(gè)位置和n個(gè)初始電壓掃描間隔相互不一致。
4.權(quán)利要求2所述的方法，其中建立線性方程組包括
形成所測(cè)量的初始電流密度值的矩陣A，該矩陣具有對(duì)應(yīng)于沿著掃描方向的m個(gè)位置的m行以及對(duì)應(yīng)于n個(gè)初始電壓掃描間隔和時(shí)間值的n列；
形成包括n個(gè)初始掃描時(shí)間值的初始時(shí)間向量T0；以及
計(jì)算包括m個(gè)初始電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.權(quán)利要求4所述的方法，其中確定一組掃描時(shí)間值包括
把剖面平均值PAVG計(jì)算為m個(gè)初始剖面值的平均值，其中PAVG＝(1/m)*(P01+P02+...+P0m)；
計(jì)算包括m個(gè)剖面偏差值的剖面偏差向量ΔP，其中ΔPj＝P0j-PAVG，其中j＝1到m；
計(jì)算逆矩陣A-1；
將逆矩陣A-1與剖面偏差向量ΔP相乘，以獲得包括n個(gè)掃描時(shí)間偏差值的時(shí)間偏差解向量ΔTSOLUTION，其中ΔTSOLUTION＝A-1*ΔP；以及
把掃描時(shí)間解向量TSOLUTION計(jì)算為時(shí)間偏差解向量ΔTSOLUTION與初始時(shí)間向量T0之和，該掃描時(shí)間解向量TSOLUTION包括與降低電流密度剖面偏差的線性方程組的解對(duì)應(yīng)的該組掃描時(shí)間值，其中TSOLUTION＝ΔTSOLUTION+T0。
6.權(quán)利要求5所述的方法，其中利用奇異值分解(SVD)來(lái)計(jì)算逆矩陣A-1。
7.權(quán)利要求6所述的方法，還包括
通過(guò)消除沒(méi)有非零項(xiàng)的一列或多列來(lái)選擇性地截?cái)嗑仃嘇，以形成具有對(duì)應(yīng)于沿著掃描方向的m個(gè)位置的m行以及對(duì)應(yīng)于n’個(gè)剩余初始電壓掃描間隔和時(shí)間值的n’列的截?cái)嗑仃嘇T，其中n’小于n；以及
選擇性地截?cái)喑跏紩r(shí)間向量T0，以形成包括n’個(gè)初始掃描時(shí)間值的截?cái)喑跏紩r(shí)間向量T0T；
其中初始剖面向量P0被計(jì)算為P0＝AT*T0T；以及
其中確定該組掃描時(shí)間值包括
把剖面平均值PAVG計(jì)算為m個(gè)初始剖面值的平均值，其中PAVG＝(1/m)*(P01+P02+...+P0m)；
計(jì)算包括m個(gè)剖面偏差值的剖面偏差向量ΔP，其中ΔPj＝P0j-PAVG，其中j＝1到m；
計(jì)算逆矩陣AT-1；
將逆矩陣AT-1與剖面偏差向量ΔP相乘，以獲得包括n’個(gè)掃描時(shí)間偏差值的時(shí)間偏差解向量ΔTSOLUTION，其中ΔTSOLUTION＝AT-1*ΔP；以及
把掃描時(shí)間解向量TSOLUTION計(jì)算為時(shí)間偏差解向量ΔTSOLUTION與截?cái)嗟某跏紩r(shí)間向量T0T之和，該掃描時(shí)間解向量TSOLUTION包括與降低電流密度剖面偏差的線性方程組的解對(duì)應(yīng)的該組掃描時(shí)間值，其中TSOLUTION＝ΔTSOLUTION+T0T。
8.權(quán)利要求4所述的方法，還包括
通過(guò)消除沒(méi)有非零項(xiàng)的一列或多列來(lái)選擇性地截?cái)嗑仃嘇，以形成具有對(duì)應(yīng)于沿掃描方向的m個(gè)位置的m行以及對(duì)應(yīng)于n’個(gè)剩余初始電壓掃描間隔和時(shí)間值的n’列的截?cái)嗑仃嘇T，其中n’小于n；以及
選擇性地截?cái)喑跏紩r(shí)間向量T0，以形成包括n’個(gè)初始掃描時(shí)間值的截?cái)喑跏紩r(shí)間向量T0T；
其中初始剖面向量被計(jì)算為P0＝AT*T0T。
9.權(quán)利要求1所述的方法，其中建立線性方程組包括
形成測(cè)量的初始電流密度值的矩陣A，該矩陣具有對(duì)應(yīng)于沿掃描方向的整數(shù)m個(gè)位置的m行以及對(duì)應(yīng)于整數(shù)n個(gè)初始電壓掃描間隔和時(shí)間值的n列；
形成包括n個(gè)初始掃描時(shí)間值的初始時(shí)間向量T0；以及
計(jì)算包括m個(gè)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.權(quán)利要求9所述的方法，其中確定一組掃描時(shí)間值包括
把剖面平均值PAVG計(jì)算為m個(gè)初始剖面值的平均值，其中PAVG＝(1/m)*(P01+P02+...+P0m)；
計(jì)算包括m個(gè)剖面偏差值的剖面偏差向量ΔP，其中ΔPj＝P0j-PAVG，其中j＝1到m；
計(jì)算逆矩陣A-1；
將逆矩陣A-1與剖面偏差向量ΔP相乘，以獲得包括n個(gè)掃描時(shí)間偏差值的時(shí)間偏差解向量ΔTSOLUTION，其中ΔTSOLUTION＝A-1*ΔP；以及
把掃描時(shí)間`解向量TSOLUTION計(jì)算為時(shí)間偏差解向量ΔTSOLUTION與初始時(shí)間向量T0之和，該掃描時(shí)間解向量TSOLUTION包括與降低電流密度剖面偏差的線性方程組的解對(duì)應(yīng)的該組掃描時(shí)間值，其中TSOLUTION＝ΔTSOLUTION+T0。
11.權(quán)利要求10所述的方法，其中利用奇異值分解(SVD)來(lái)計(jì)算逆矩陣A-1。
12.權(quán)利要求11所述的方法，還包括
通過(guò)消除沒(méi)有非零項(xiàng)的一列或多列來(lái)選擇性地截?cái)嗑仃嘇，以形成具有對(duì)應(yīng)于沿著掃描方向的m個(gè)位置的m行以及對(duì)應(yīng)于n’個(gè)剩余初始電壓掃描間隔和時(shí)間值的n’列的截?cái)嗑仃嘇T，其中n’小于n；以及
選擇性地截?cái)喑跏紩r(shí)間向量T0，以形成包括n’個(gè)初始掃描時(shí)間值的截?cái)喑跏紩r(shí)間向量T0T；
其中初始剖面向量P0被計(jì)算為P0＝AT*T0T；以及
其中確定該組掃描時(shí)間值包括
把剖面平均值PAVG計(jì)算為m個(gè)初始剖面值的平均值，其中PAVG＝(1/m)*(P01+P02+...+P0m)；
計(jì)算包括m個(gè)剖面偏差值的剖面偏差向量ΔP，其中ΔPj＝P0j-PAVG，其中j＝1到m；
計(jì)算逆矩陣AT-1；
將逆矩陣AT-1與剖面偏差向量ΔP相乘，以獲得包括n’個(gè)掃描時(shí)間偏差值的時(shí)間偏差解向量ΔTSOLUTION，其中ΔTSOLUTION＝AT-1*ΔP；以及
把掃描時(shí)間解向量TSOLUTION計(jì)算為時(shí)間偏差解向量ΔTSOLUTION與截?cái)嗟某跏紩r(shí)間向量T0T之和，該掃描時(shí)間解向量TSOLUTION包括與降低電流密度剖面偏差的線性方程組的解對(duì)應(yīng)的該組掃描時(shí)間值，其中TSOLUTION＝ΔTSOLUTION+T0T。
13.權(quán)利要求9所述的方法，還包括
通過(guò)消除沒(méi)有非零項(xiàng)的一列或多列來(lái)選擇性地截?cái)嗑仃嘇，以形成具有對(duì)應(yīng)于沿著掃描方向的m個(gè)位置的m行以及對(duì)應(yīng)于n’個(gè)剩余初始電壓掃描間隔和時(shí)間值的n’列的截?cái)嗑仃嘇T，其中n’小于n；以及
選擇性地截?cái)喑跏紩r(shí)間向量T0，以形成包括n’個(gè)初始掃描時(shí)間值的截?cái)喑跏紩r(shí)間向量T0T；
其中初始剖面向量P0被計(jì)算為P0＝AT*T0T。
14.權(quán)利要求1所述的方法，其中沿著掃描方向的所述多個(gè)位置被彼此隔開(kāi)一個(gè)小于離子束的橫向尺寸的剖面間隔距離。
15.一種用于在離子注入系統(tǒng)中校準(zhǔn)離子束掃描器的校準(zhǔn)系統(tǒng)，該校準(zhǔn)系統(tǒng)包括
劑量測(cè)定系統(tǒng)，其在離子注入系統(tǒng)的工件位置中在沿掃描方向的對(duì)應(yīng)的多個(gè)位置處可操作地測(cè)量多個(gè)初始電流密度值；以及
控制系統(tǒng)，其與劑量測(cè)定系統(tǒng)以及和離子注入系統(tǒng)的束掃描器相關(guān)的電源可操作地耦合，該控制系統(tǒng)可操作用于使掃描器在離子注入系統(tǒng)的整個(gè)工件位置上，在掃描方向上根據(jù)多個(gè)初始電壓掃描間隔和對(duì)應(yīng)的多個(gè)初始電壓掃描時(shí)間值來(lái)掃描離子束一次或多次，以使劑量測(cè)定系統(tǒng)可以在離子注入系統(tǒng)的工件位置中，在沿掃描方向的多個(gè)位置處測(cè)量多個(gè)初始電流密度值；
其中這些初始電流密度值分別與多個(gè)初始電壓掃描間隔中的一個(gè)對(duì)應(yīng)，并且與對(duì)應(yīng)的多個(gè)初始掃描時(shí)間值中的一個(gè)對(duì)應(yīng)；以及
其中該控制系統(tǒng)進(jìn)一步可操作用于基于測(cè)量的初始電流密度值和初始掃描時(shí)間值來(lái)建立線性方程組，并且對(duì)于掃描電壓間隔確定一組掃描時(shí)間值，所述掃描時(shí)間值對(duì)應(yīng)于降低電流密度剖面偏差的線性方程組的解。
16.權(quán)利要求15所述的校準(zhǔn)系統(tǒng)，其中該控制系統(tǒng)可操作用于形成測(cè)量的初始電流密度值的矩陣A，該矩陣A具有對(duì)應(yīng)于沿著掃描方向的整數(shù)m個(gè)位置的m行以及對(duì)應(yīng)于整數(shù)n個(gè)初始電壓掃描間隔和時(shí)間值的n列；形成包括n個(gè)初始掃描時(shí)間值的初始時(shí)間向量T0；以及計(jì)算包括m個(gè)初始剖面值的初始剖面向量P0，其中初始剖面向量P0＝A*T0。
17.權(quán)利要求16所述的校準(zhǔn)系統(tǒng)，其中該控制系統(tǒng)可操作用于把剖面平均值PAVG計(jì)算為m個(gè)初始剖面值的平均值，其中PAVG＝(1/m)*(P01+P02+...+P0m)；計(jì)算包括m個(gè)剖面偏差值的剖面偏差向量ΔP，其中ΔPj＝P0j-PAVG，其中j＝1到m；計(jì)算逆矩陣A-1；將逆矩陣A-1與剖面偏差向量ΔP相乘，以獲得包括n個(gè)掃描時(shí)間偏差值的時(shí)間偏差解向量ΔTSOLUTION，其中ΔTSOLUTION＝A-1*ΔP；以及把掃描時(shí)間解向量TSOLUTION計(jì)算為時(shí)間偏差解向量ΔTSOLUTION與初始時(shí)間向量T0之和，該掃描時(shí)間解向量TSOLUTION包括與降低電流密度剖面偏差的線性方程組的解對(duì)應(yīng)的該組掃描時(shí)間值，其中TSOLUTION＝ΔTSOLUTION+T0。
18.權(quán)利要求17所述的校準(zhǔn)系統(tǒng)，其中該控制系統(tǒng)可操作用于利用奇異值分解(SVD)來(lái)計(jì)算逆矩陣A-1。
19.權(quán)利要求18所述的校準(zhǔn)系統(tǒng)，其中該控制系統(tǒng)進(jìn)一步可操作用于通過(guò)消除沒(méi)有非零項(xiàng)的一列或多列來(lái)選擇性地截?cái)嗑仃嘇，以形成具有對(duì)應(yīng)于沿著掃描方向的m個(gè)位置的m行以及對(duì)應(yīng)于n’個(gè)剩余初始電壓掃描間隔和時(shí)間值的n’列的截?cái)嗑仃嘇T，其中n’小于n；以及選擇性地截?cái)喑跏紩r(shí)間向量T0，以形成包括n’個(gè)初始掃描時(shí)間值的截?cái)喑跏紩r(shí)間向量T0T；
其中該控制系統(tǒng)把初始剖面向量P0計(jì)算為P0＝AT*T0T；以及
其中該控制系統(tǒng)通過(guò)下述來(lái)確定該組掃描時(shí)間值把剖面平均值PAVG計(jì)算為m個(gè)初始剖面值的平均值，其中PAVG＝(1/m)*(P01+P02+...+P0m)；計(jì)算包括m個(gè)剖面偏差值的剖面偏差向量ΔP，其中ΔPj＝P0j-PAVG，其中j＝1到m；計(jì)算逆矩陣AT-1；將逆矩陣AT-1與剖面偏差向量ΔP相乘，以獲得包括n’個(gè)掃描時(shí)間偏差值的時(shí)間偏差解向量ΔTSOLUTION，其中ΔTSOLUTION＝AT-1*ΔP；以及把掃描時(shí)間解向量TSOLUTION計(jì)算為時(shí)間偏差解向量ΔTSOLUTION與截?cái)嗟某跏紩r(shí)間向量T0T之和，該掃描時(shí)間解向量TSOLUTION包括與降低電流密度剖面偏差的線性方程組的解對(duì)應(yīng)的該組掃描時(shí)間值，其中TSOLUTION＝ΔTSOLUTION+T0T。
20.權(quán)利要求16所述的校準(zhǔn)系統(tǒng)，其中該控制系統(tǒng)進(jìn)一步可操作用于通過(guò)消除沒(méi)有非零項(xiàng)的一列或多列來(lái)選擇性地截?cái)嗑仃嘇，以形成具有對(duì)應(yīng)于沿著掃描方向的m個(gè)位置的m行以及對(duì)應(yīng)于n’個(gè)剩余初始電壓掃描間隔和時(shí)間值的n’列的截?cái)嗑仃嘇T，其中n’小于n；
其中該控制系統(tǒng)選擇性地截?cái)喑跏紩r(shí)間向量T0，以形成包括n’個(gè)初始掃描時(shí)間值的截?cái)喑跏紩r(shí)間向量T0T；以及
其中該控制系統(tǒng)把初始剖面向量P0計(jì)算為P0＝AT*T0T。
全文摘要
提供用于在離子注入系統(tǒng)中校準(zhǔn)離子束掃描器的方法，該方法包括在沿掃描方向的多個(gè)位置處測(cè)量多個(gè)初始電流密度值，其中這些值分別與多個(gè)初始電壓掃描間隔中的一個(gè)對(duì)應(yīng)，并且與對(duì)應(yīng)的多個(gè)初始掃描時(shí)間值中的一個(gè)對(duì)應(yīng)；基于測(cè)量的初始電流密度值和初始掃描時(shí)間值來(lái)建立線性方程組；以及確定與降低電流密度剖面偏差的線性方程組的解對(duì)應(yīng)的一組掃描時(shí)間值。提供用于在離子注入系統(tǒng)中校準(zhǔn)離子束掃描器的校準(zhǔn)系統(tǒng)，該校準(zhǔn)系統(tǒng)包括劑量測(cè)定系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H01J37/317GK101124650SQ200680001793
公開(kāi)日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2006年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月4日
發(fā)明者V·本維尼斯特, W·迪弗吉利奧, P·凱勒曼 申請(qǐng)人:艾克塞利斯技術(shù)公司