專利名稱：用于建立離子束相對(duì)于晶圓的方位及修正角度誤差的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 一 般涉及離子植入系統(tǒng)，并且更特別地涉及被配置成建立離 子束相對(duì)于工件的方位及修正角度誤差的機(jī)制。
背景技術(shù)：
離子植入系統(tǒng)是在集成電路制造時(shí)用來(lái)將摻雜劑或是雜質(zhì)摻入半 導(dǎo)體襯底的機(jī)制。在這種系統(tǒng)內(nèi)，將摻雜劑材料離子化然后從其產(chǎn)生離 子束。將離子束導(dǎo)引到半導(dǎo)體晶圓表面以便使摻雜劑元素植入晶圓。例 如在晶圓中制造晶體管裝置時(shí)，離子束穿入晶圓的表面以形成所要求傳 導(dǎo)性的區(qū)域。典型的離子植入器包括產(chǎn)生離子束的離子源、包括質(zhì)量分 析儀器的束線組件，其使用磁場(chǎng)導(dǎo)引和/或過(guò)濾(也就是質(zhì)量解析)波束 中的離子、以及包含要通過(guò)離子束植入的一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓或是工 件的目標(biāo)腔室。
離子植入器是有利的，因?yàn)槠湓试S硅中摻雜劑的量以及放置的精確 度。為了對(duì)給定應(yīng)用達(dá)到要求的植入，被植入的離子劑量以及能量可能 變化。離子劑量控制給定半導(dǎo)體材料的植入離子的濃度。通常，高電流 植入器應(yīng)用于高劑量植入，而中電流植入器應(yīng)用于較低劑量應(yīng)用。使用
離子能量控制半導(dǎo)體裝置中的結(jié)深度(junction depth),其中離子束
的能量水平確定離子植入的程度或是離子植入的深度。
一個(gè)商業(yè)可得到的離子植入系統(tǒng)使用包含源腔室的離子源，該源腔 室與植入腔室隔開(kāi)，在植入腔室中通過(guò)來(lái)自該源的離子處理一個(gè)或多個(gè) 工件。源腔室中的出口允許離子離開(kāi)該源，因此其可被成形、分析并且 加速以形成離子束。離子束沿著通向離子植入腔室的抽空波束路徑被導(dǎo) 引，離子束撞擊在植入腔室里的一個(gè)或多個(gè)工件，所述工件通常為圓形 的晶圓。離子束的能量足以使撞擊晶圓的離子穿透植入腔室中的那些晶 圓。因此這種選擇性植入允許集成電路的制造。
可以理解電子工業(yè)中的持續(xù)趨勢(shì)是縮小電子裝置的尺寸以制造更
小但是更具能力的裝置(例如蜂窩電話、數(shù)字相機(jī)等等)，其可以以較少 的功率執(zhí)行更多更復(fù)雜的功能，因此在這些裝置中使用的半導(dǎo)體及集成電路(例如晶體管等)尺寸繼續(xù)降低。把多個(gè)這些裝置"封裝"到單一半導(dǎo)
體襯底或是其一部分(稱為"小片(die)")的能力也改進(jìn)了制造效率' 及產(chǎn)量。為了增加封裝密度，作為半導(dǎo)體制造工藝的一部分在晶圓中及 晶圓上形成的特征的尺寸可以減小?？梢岳斫鈱诫s劑加入到半導(dǎo)體襯 底的選定位置的準(zhǔn)確度在成功增加封裝密度中起到很關(guān)鍵的作用。例 如，在減小的特征尺寸的情況下，關(guān)于在半導(dǎo)體襯底的選定位置內(nèi)植入 摻雜劑離子可能有較小的誤差容限。因此，促進(jìn)更精確的離子植入的機(jī) 制及技術(shù)是希望的。
發(fā)明內(nèi)容
下面給出了本發(fā)明的簡(jiǎn)要總結(jié)以提供本發(fā)明 一 些方面的基本理解。 該總結(jié)并非本發(fā)明的廣泛概述。其并不打算識(shí)別本發(fā)明的關(guān)鍵或是重大 要素，也不打算敘述本發(fā)明的范圍。相反，其主要目的僅僅是以簡(jiǎn)化的 形式給出本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)概念，以作為下面更詳細(xì)描述的序幕。
本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面與測(cè)量部件有關(guān)，該測(cè)量部件方便確定離 子束和通過(guò)該離子束植入離子至其中的工件之間相對(duì)方位。測(cè)量部件對(duì) 于離子輻射是敏感的，并且允許通過(guò)相對(duì)于離子束移動(dòng)測(cè)量部件而精確 地確定測(cè)量部件和離子束之間的相對(duì)方位。測(cè)量部件以相對(duì)于工件的已 知關(guān)系定向，使得可以建立工件以及波束之間的相對(duì)方位。知道了離子 束和工件之間的相對(duì)方位允許更準(zhǔn)確及更精確的工件摻雜，這增強(qiáng)了半 導(dǎo)體的制造。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面，公開(kāi)了輔助離子植入的裝置。該裝 置包括可操作地與終端站關(guān)聯(lián)的測(cè)量部件，該終端站被配置為使工件相 對(duì)于離子束放置，使得行進(jìn)在離子束中的離子可以在選定位置撞擊工 件。特別是通過(guò)具有相對(duì)于工件的已知方位以及檢測(cè)離子束何時(shí)在特定 方位撞擊測(cè)量部件，該測(cè)量部件促進(jìn)了離子束與工件之間的相對(duì)方位的 確定。
為了實(shí)現(xiàn)上述的及相關(guān)的目的，下面的描述及附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明 的特定說(shuō)明性方面以及實(shí)施方式。這些只是本發(fā)明 一個(gè)或多個(gè)方面中可 采用的各種方法的一些說(shuō)明。當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的以下詳 細(xì)描述，本發(fā)明的其它方面、優(yōu)點(diǎn)以及新穎特征將變得顯而易見(jiàn)。
圖1是部分晶格結(jié)構(gòu)的示例的透視圖，其中基本上平行于晶格結(jié)構(gòu) 的平面將離子束導(dǎo)引至晶格結(jié)構(gòu)上。
圖2是如圖1描繪的部分晶格結(jié)構(gòu)的示例的透視圖，其中基本上不 平行于晶格結(jié)構(gòu)的平面將離子束導(dǎo)引至晶格結(jié)構(gòu)上。
圖3是部分半導(dǎo)體襯底的截面視圖，該襯底具有在其上形成的特征, 所述特征由不同的距離分開(kāi)并且在離子植入期間受到不同程度的陰影 效應(yīng)(shadowing effect)。
圖4示出了其中可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的示范性離子植 入系統(tǒng)。
圖5是示出其中可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的終端站的示意圖。
圖6是示出如圖5中描繪的終端站的示意圖，但是其中僅示出了根 據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)或多個(gè)方面的更重要方面。
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)或多個(gè)方面的測(cè)量部件的示意圖。
具體實(shí)施例方式
參考附圖描述本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面，其中在整個(gè)附圖中相似的 參考數(shù)字一般用來(lái)表示相似的元件，而且其中各種結(jié)構(gòu)不一定按比例繪 制。為了解釋的目的，在下列描述中闡述了很多特定的細(xì)節(jié)以提供本發(fā) 明的一個(gè)或多個(gè)方面的徹底理解。不過(guò)，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的 是本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面可以以較小程度的這些特定細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)施。在 其它實(shí)例里，公知的結(jié)構(gòu)以及裝置以框圖形式示出以方便本發(fā)明一個(gè)或 多個(gè)方面的描述。
如上面提到的，在半導(dǎo)體制造過(guò)程中，半導(dǎo)體晶圓或工件由帶電粒 子或離子植入。由于離子的正或負(fù)凈電荷，其呈現(xiàn)出希望的電特性。當(dāng) 與半導(dǎo)體加工結(jié)合使用時(shí)，這種離子化的材料被稱為摻雜劑，因?yàn)樗鼈?"摻入"或是改變了其所植入的基底或其它層的電特性，導(dǎo)致該層具有 希望的而且可預(yù)測(cè)的電行為。
基底層或是襯底通常由晶體形式的硅組成。當(dāng)材料的原子以稱為晶 格的規(guī)則方式三維排列時(shí)，稱其具有晶體結(jié)構(gòu)。作為示例，圖l示出了 具有一般立方體配置的一般晶;f各結(jié)構(gòu)100的一部分。特別地，在示出的示例中，晶格結(jié)構(gòu)100具有27個(gè)(例如3乘3乘3)形狀一般為立方體的 晶胞102。晶體的晶格結(jié)構(gòu)存在于平面110內(nèi)，并且這些平面110在所 示出的示例中基本上是彼此垂直的(例如在x、 y以及z方向上)。不過(guò)， 應(yīng)理解晶格結(jié)構(gòu)可以有多種不同的任何配置并且具有任意數(shù)量的晶胞， 該晶胞具有任意數(shù)量的各種不同形狀，例如鉆石形、金字塔形、六角形 等。
在半導(dǎo)體制造中使用的硅基底層也稱為晶圓或襯底，至少部分地因 為它們是從大塊硅切割出來(lái)的。特別地，稱為晶錠(boule)的非常特 定類型的單晶硅成長(zhǎng)為長(zhǎng)的長(zhǎng)度然后從其切下薄切片(例如晶圓)。
半導(dǎo)體摻雜工藝的 一個(gè)重要參數(shù)是用來(lái)將摻雜離子植入襯底中的 離子束與半導(dǎo)體材料的內(nèi)部晶格結(jié)構(gòu)之間的入射角。入射角是重要的， 因?yàn)槠湓诜Q為溝道作用(channeling )的現(xiàn)象中起到一定作用。特別地， 如在圖1中所示，如果摻雜劑離子束104的方向基本上與晶格結(jié)構(gòu)的(豎 直)平面110平行時(shí)，該波束可以穿過(guò)其中而每單位長(zhǎng)度的能量損失較 少，原因是在平面間的空間中運(yùn)動(dòng)的離子與晶體原子較少碰撞。
如此，離子還可以被深深地植入襯底(例如圖1的中央溝道內(nèi))?？?以理解其它方面也會(huì)影響溝道效應(yīng)，例如襯底的非晶化程度、襯底的原 子質(zhì)量以及波束中離子的能量和/或質(zhì)量。例如，在波束104內(nèi)的離子 能量越大，離子就越可能被深深地植入襯底中。
例如，在圖2中波束104的方向基本上不平行于晶格結(jié)構(gòu)100的(豎 直)平面110。這樣離子束104中的一些離子將可能撞擊晶格結(jié)構(gòu)的多個(gè) 部分106,然后改變(例如損壞)晶格結(jié)構(gòu)。這樣做時(shí)，離子可能損失能 量并且減慢和/或如以箭頭108所指示的從原始的方向散射開(kāi)來(lái)，從而 在工件的較淺部分停下。因此，希望將離子束定位在相對(duì)于晶格結(jié)構(gòu)的 特定方位上，以減輕溝道效應(yīng)和/或局部化4參雜。
除了溝道效應(yīng)之外，陰影效應(yīng)也有利于發(fā)展已知的植入方位。陰影 形成通常緣于電子工業(yè)中按比例縮小特征尺寸的持續(xù)傾向，以制造更小 的，更強(qiáng)大的半導(dǎo)體裝置。不過(guò)，在某些實(shí)例中，特征之間的間距減小 而特征的高度可能沒(méi)有減小。通常固定的特征高度加上特征之間縮小的 間距導(dǎo)致增加的陰影，使將要摻雜的晶圓部分接收到很少摻雜劑離、子甚 至沒(méi)有接收到摻雜劑離子。這種陰影效應(yīng)在離子植入角度增加的》i方可 能變得更嚴(yán)重，例如以縮小溝道作用。轉(zhuǎn)到圖3,例如，半導(dǎo)體襯底或晶圓300的一部分的截面圖具有在 其上形成的多個(gè)特征302、 304、 306、 308以及在其間定義的相應(yīng)間距 310、 312、 314。特征302、 304、 306、 308由抗蝕材纟+( resist material ) 形成，因此基本上全部具有相同的高度。
由間距310、 312、 314暴露的襯底300的區(qū)320、 322、 324將通過(guò) 離子植入來(lái)?yè)诫s。因此，將一個(gè)或多個(gè)離子束330被導(dǎo)引至襯底300上 以進(jìn)行摻雜。不過(guò)，例如，波束330以相對(duì)于襯底300的表面340的一 角度來(lái)定向以減輕溝道效應(yīng)。因此一些波束330的一些離子#_特征302、 304、 306、 308的部分(例如拐角)阻擋。這樣，襯底區(qū)320、 322、 324 內(nèi)的區(qū)域350、 352、 354接收到比打算的摻雜劑離子量更少的離子。這 種陰影可能使裝置的一些區(qū)域不恰當(dāng)?shù)乇粨诫s。因此，與陰影有關(guān)的不 利效應(yīng)根據(jù)植入角度而變得嚴(yán)重。因此，可以理解希望知道植入方位以 能夠調(diào)節(jié)陰影效應(yīng)及溝道作用。
上面討論的溝道作用以及陰影效應(yīng)用來(lái)說(shuō)明控制離子束對(duì)晶圓表 面及晶體平面的角度對(duì)于得到良好的工藝控制是重要的。因此重要的是 存在一種測(cè)量入射離子的角度的方法，并且如果可能的話測(cè)量技術(shù)應(yīng)當(dāng) 要相對(duì)于晶圓的晶體平面進(jìn)行校準(zhǔn)。可以理解可以使用測(cè)量晶圓上多點(diǎn) 處的電阻率或表面電阻的探針，或通過(guò)Q C Solutions公司，Billerica， MA提供的表面光電壓技術(shù)，對(duì)硅晶圓上的植入效果進(jìn)行電測(cè)量?？蛇x地， 可以利用例如Therma-Wave公司，F(xiàn)remont, CA 94539建造的熱探針 (Thermo-probe )通過(guò)光調(diào)制4支術(shù)進(jìn)4亍測(cè)量。雖然這些凈支術(shù)中的每個(gè)技 術(shù)都可以顯示溝道作用在何處最強(qiáng)，但后者的測(cè)量技術(shù)對(duì)于晶體損壞尤 為敏感，且對(duì)于判斷在晶圓上何處離子更近乎平行于晶體平面移動(dòng)是有 用的。
圖4示出了其中可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的離子植入系統(tǒng) 400。系統(tǒng)400包括才莫塊氣體盒404、輔助氣體盒406以及氣體盒遠(yuǎn)程凈 化控制面板410。其中，氣體盒404、 406包含摻雜劑物質(zhì)的一種或多種 氣體，并且盒404、 406協(xié)助將一種或(多種)氣體選擇性地傳送到系 統(tǒng)400內(nèi)的壽命延長(zhǎng)離子源412中，其中可以將該一種(或多種)氣體 離子化，以產(chǎn)生適于植入到選擇性地帶進(jìn)系統(tǒng)400中的晶圓或工件中的 離子。若有需要，氣體盒遠(yuǎn)程控制面板410協(xié)助排出或凈化一種(或多 種)氣體或其它物質(zhì)至系統(tǒng)400外。包含高壓端功率分配416以及高壓隔離變壓器418,以電激發(fā)并且 將能量傳輸?shù)揭环N(或多種)摻雜劑氣體以從該一種(或多種)氣體中 產(chǎn)生離子。包含離子束提取組件420以從離子源412提取離子并且將其 加速至束線組件424中，該束線組件包括質(zhì)量分析磁體426。質(zhì)量分析 磁體426可操作以濾出或排斥具有不適當(dāng)電荷質(zhì)量比的離子。特別地， 質(zhì)量分析磁體426包括具有側(cè)壁的束導(dǎo)引件428，具有不希望的質(zhì)量電 荷比的離子在其傳播通過(guò)束導(dǎo)引件428時(shí)，通過(guò)質(zhì)量分析磁體426的一 個(gè)(或多個(gè))磁體產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)磁場(chǎng)撞擊至該側(cè)壁中。
使波束以小角度左右偏斜的掃描儀429允許該波束橫跨(span)大 直徑的目標(biāo)。掃描角修正透鏡430以固定的因子加速該波束，并且消除 發(fā)散的速度分量，使得通過(guò)該透鏡之后離子基本上平行運(yùn)動(dòng)?？梢园?加速/減速行(column) 432以協(xié)助控制及調(diào)整速度，和/或?qū)㈦x子聚焦 在離子束內(nèi)。諸如最終能量過(guò)濾器的可操作以濾除污染粒子的部件434 也可以包含在系統(tǒng)400中。
將晶圓或工件440裝載到終端站腔室442中以選擇性地將離子植 入。在腔室442中機(jī)械掃描驅(qū)動(dòng)器4"操縱(maneuver)晶圓以協(xié)助與 一個(gè)(或多個(gè))波束#文選擇性的碰撞(encounter)。例如，掃描驅(qū)動(dòng) 器可以操縱工件夾持器446,該工件夾持器關(guān)于一個(gè)或多個(gè)軸支撐一個(gè) 或多個(gè)晶圓440 (例如供序列植入)以協(xié)助不限數(shù)目的植入角度。晶圓處 理系統(tǒng)448將晶圓或工件440移動(dòng)到終端站腔室442中，該晶圓處理系 統(tǒng)可以包括例如一個(gè)或多個(gè)機(jī)械或機(jī)器手臂450。
通過(guò)選擇性地控制系統(tǒng)400的一個(gè)或多個(gè)部件，操作控制臺(tái)452允 許操作者調(diào)節(jié)植入工藝。最后，包含功率分配盒454以給整個(gè)系統(tǒng)400 提供功率。授予Ray的美國(guó)專利No. 4, 975， 586 4支詳細(xì)地公開(kāi)了一種示 范性終端站442及其部件，其中該終端站具有可關(guān)于多個(gè)軸操縱的晶圓 支撐或夾持器。這項(xiàng)專利的全部?jī)?nèi)容在此引入以供參考。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面，測(cè)量部件460可操作地與系統(tǒng)400 相關(guān)聯(lián)，以協(xié)助確定離子束以及該離子束植入離子至其中的工件440之 間的相對(duì)方位。特別地，測(cè)量部件460與終端站442中的部件相關(guān)聯(lián)， 該部件例如為將工件固定在其上以進(jìn)行離子植入的掃描臂。將測(cè)量部件 460安裝在相對(duì)于工件的已知方位上，使得一旦建立了波束和測(cè)量部件 之間的方4立，也可以建立該波束和工4牛之間的方4立。轉(zhuǎn)到圖5、 6及7,給出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)方面的測(cè)量部件的 操作及配置的更徹底解釋。圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的其中 可以放置測(cè)量部件502的示范性終端站500的截面圖。圖6是終端站500 的相似截面圖，但是其僅僅示出了對(duì)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面更重要的 部分。圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)方面的可以安裝在終 端站500中的示范性測(cè)量部件502。
如圖5及6所示，在植入工件之前，特別是離子束為水平帶 (horizontal ribbon )或是掃描帶狀(scanned ribbon-l ike )波束時(shí)， 一般將平行化的離子束504以例如大約15度的垂直彎曲角6 506彎曲。 例如可以使波束彎曲使得能量污染物不會(huì)撞擊工件。通常使用靜電和/ 或磁技術(shù)將離子束彎曲。不過(guò)，波束實(shí)際彎曲的量可能與打算彎曲的量 有稍微的改變。但是，使用如在此描述的測(cè)量部件5 02,通過(guò)允許準(zhǔn)確 確定晶圓相對(duì)于波束的方位，可以消除這些改變的影響，而不論波束504 的4九道為何。
測(cè)量部件502安裝在終端站500中的部件上，例如其上放置有工件 512以進(jìn)行離子植入的掃描臂510。通過(guò)這種方式，測(cè)量部件502 :帔放 置在相對(duì)于工件512的已知方位上。例如，測(cè)量部件502的表面514可 以相對(duì)于工件512的表面518的角度6'516放置。相似地，測(cè)量部件 502可以;故定向4吏得垂直于測(cè)量部件502的表面514的方向520相對(duì)于 工件512的表面518成一已知角6 "522。在任何情況下，測(cè)量部件502 對(duì)工件512的方位是已知的，使得一旦確定了波束504對(duì)于測(cè)量部件502 的方位，就可以確定波束504對(duì)于工件512的方位。
可以理解測(cè)量部件502是充分固定的，使得其相對(duì)于工件512的方 位不會(huì)變化，特別是當(dāng)操縱掃描臂510、工件512和/或測(cè)量部件502時(shí)， 該方位也不會(huì)變化。例如可以利用一個(gè)或多個(gè)堅(jiān)固的托架526將測(cè)量部 件502安裝到掃描臂510。不過(guò)，測(cè)量部件502相對(duì)于工件512的方位 是可調(diào)的，例如通過(guò)將螺母、螺桿、螺栓或其他夾鉗機(jī)制(未示出)弄松， 然后一旦已經(jīng)調(diào)整了測(cè)量部件502再重新將其固定。
為了確定測(cè)量部件502相對(duì)于波束504的方位，相對(duì)于該波束操縱 測(cè)量部件502，例如使掃描臂510繞水平軸530旋轉(zhuǎn)，其中測(cè)量部件502 附著在該掃描臂上。這導(dǎo)致臂的上端532和下端534來(lái)回?cái)[動(dòng)或在相反 方向536和538上傾斜，并且由于測(cè)量部件502固定地附著在掃瞄臂510上，還導(dǎo)致測(cè)量部件502穿過(guò)離子束504。測(cè)量部件502對(duì)離子輻射是 敏感的，并且根據(jù)波束和測(cè)量部件之間的方位檢測(cè)各種離子輻射量。
如在圖7見(jiàn)到的，測(cè)量部件502包括掩模540,并且包括由槽544 分開(kāi)的多個(gè)尖叉(tine) 542,該掩模例如可以由石墨形成。離子敏感 部分546 (例如可以包括法拉第杯)被放置于掩模540的后面或下游。 尖叉542具有長(zhǎng)度L 550并且以距離D 552分開(kāi)，使得當(dāng)離子束504不 與槽544或是測(cè)量部件502的表面514的法向(normal ) 520同軸時(shí)， 一些波束被尖叉542阻擋并且不能到達(dá)測(cè)量部件502的輻射敏感部分 546。在一個(gè)示例中，尖叉542的長(zhǎng)度L 550大約在5毫米到50毫米之 間并且槽544以大約在1毫米到15毫米之間的距離D 552將尖叉542 分開(kāi)。
測(cè)量部件502的輻射敏感部分546可以輸出指示沖擊在其上的離子 束的量的電流。相應(yīng)地，由于允許根據(jù)掩沖莫540與(穩(wěn)定的(stationary)) 離子束504之間的相對(duì)方位的變化量(varying amount)的離子束504 通過(guò)掩沖莫540,由測(cè)量部件502輸出的、更特別地由輻射敏感部件546 輸出的電流，作為波束504相對(duì)于測(cè)量部件502的對(duì)準(zhǔn)(例如波束角度) 的函數(shù)而變化。峰值電流因此指示與掩模540對(duì)準(zhǔn)或相反平行于測(cè)量部 件502的法向520的波束。由于測(cè)量部件502對(duì)工件512的方位(角)是 已知的，例如只要加上或是減去補(bǔ)償角0，，就可以很容易確定波束504 對(duì)工件512的方位。可以理解，也可以實(shí)施質(zhì)量中心的計(jì)算和/或曲線 擬合，其中在移動(dòng)測(cè)量部件502通過(guò)波束504的同時(shí)讀取多個(gè)電流讀數(shù) 以確定波束何時(shí)直接撞擊在測(cè)量部件502上。
利用波束5 0 4相對(duì)于工件512的已知方位，考慮到例如溝道作用和 /或遮蔽效應(yīng)(shading),可以調(diào)整工件512以實(shí)現(xiàn)希望的摻雜。例如 工件512能夠使掃描臂510滑上560和滑下562和/或能夠關(guān)于水平軸 在方向536和538上關(guān)于軸點(diǎn)530旋轉(zhuǎn)或傾斜，以^更如希望地將工件與 波束504對(duì)準(zhǔn)和/或?qū)崿F(xiàn)一個(gè)或多個(gè)希望的植入角度，以選擇性地將離 子植入到工件512上的各個(gè)位置。此外，工件可以繞著在工件的中心566 的垂直于該表面的軸"扭轉(zhuǎn)"，以便實(shí)現(xiàn)工件相對(duì)于離子束的希望方位。 可以理解工件512的這種運(yùn)動(dòng)通?？梢岳镁苷{(diào)諧的機(jī)械結(jié)構(gòu)精確執(zhí) 行。
雖然已經(jīng)關(guān)于一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式顯示并描述了本發(fā)明，在閱讀以及理解本說(shuō)明書(shū)及附圖之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到等同的變化及修 改。本發(fā)明包含所有這些修改及變化并且只由下列權(quán)利要求書(shū)的范圍來(lái) 限定。特別針對(duì)上述部件(組件、裝置、電路等)所執(zhí)行的各種功能，除 非另外指示，用來(lái)描述這種部件的術(shù)語(yǔ)(包括對(duì)"裝置"的引用)意圖對(duì)應(yīng) 于任何執(zhí)行所描述部件的特定功能的部件(也就是功能上等同的)，即使 結(jié)構(gòu)上不等同于執(zhí)行在此示出的本發(fā)明示范實(shí)施方式的功能的所公開(kāi) 的結(jié)構(gòu)。另外，雖然本發(fā)明的特定特征僅僅針對(duì)幾個(gè)實(shí)施方式的其中一 個(gè)公開(kāi)，但這些特征可以按照需要與其它實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)特征結(jié) 合并且有利于任何給定或特定的應(yīng)用。而且，術(shù)語(yǔ)"包括"、"具有"、
"有"、"含有，，或是其變形可以用在具體實(shí)施方式
或權(quán)利要求書(shū)中， 在此意義上，這些術(shù)語(yǔ)以類似于術(shù)語(yǔ)"包含"的方式旨在是包括性的。而 且在此使用的術(shù)語(yǔ)"示范性"僅僅表示示例。
權(quán)利要求
1.一種幫助離子植入的裝置，包括可操作地與終端站相關(guān)聯(lián)的測(cè)量部件，該終端站被配置為相對(duì)于離子束定位工件，使得行進(jìn)在該離子束中的離子在選定位置撞擊該工件，在該位置處所述測(cè)量部件協(xié)助確定所述離子束以及所述工件之間的相對(duì)方位。
2. 如權(quán)利要求l的裝置，其中所述測(cè)量部件包括掩模，其允許根據(jù)該掩模和所述離子束之間的相對(duì)方位的變化量的 離子束從其通過(guò)；以及放置在該掩模后面的離子敏感部分，在穿過(guò)所述掩模之后所述變化 量的離子束沖擊在所述離子敏感部分上。
3. 如權(quán)利要求2的裝置，其中所述掩模包括 由相應(yīng)槽分開(kāi)的多個(gè)尖叉，所述槽允許根據(jù)該尖叉及所述離子束之間的相對(duì)方位的變化量的離子束從其通過(guò)。
4. 如權(quán)利要求2的裝置，其中所述離子束是水平帶或是掃描帶狀 波束，其中該裝置用來(lái)測(cè)量所述帶的垂直彎曲角度。
5. 如權(quán)利要求4的裝置，其特征在于以下至少其中之一 所述槽將所述尖叉分開(kāi)在大約1毫米到10毫米之間，以及 所述尖叉具有大約5毫米到50毫米之間的長(zhǎng)度。
6. 如權(quán)利要求4的裝置，其特征在于以下至少其中之一 所述裝置便于基于所述測(cè)量部件相對(duì)于所述工件的已知關(guān)系，將所述工件關(guān)于水平軸傾斜，以建立所述工件相對(duì)于垂直彎曲的帶狀離子束 的希望方位，所述裝置便于將所述工件繞著在其中心的與該工件表面垂直的軸 扭轉(zhuǎn)，以另外建立所述工件相對(duì)于所述垂直彎曲的帶狀離子束的希望方 位，以及所述裝置便于基于所述測(cè)量部件相對(duì)于所述工件的已知關(guān)系，調(diào)整 該帶狀束的垂直彎曲角度，以建立所述工件相對(duì)于所述離子束的希望方位。
7. 如權(quán)利要求5的裝置，其特征在于以下至少其中之一 所述裝置便于基于所述測(cè)量部件相對(duì)于所述工件的已知關(guān)系，將所述工件關(guān)于水平軸傾斜，以建立所述工件相對(duì)于所述垂直彎曲的帶狀離子束的希望方位，所述裝置便于將所述工件繞著在其中心的與該工件表面垂直的軸 扭轉(zhuǎn)，以另外建立所述工件相對(duì)于所述垂直彎曲的帶狀離子束的希望方 位，以及所述裝置便于基于所述測(cè)量部件相對(duì)于所述工件的已知關(guān)系，調(diào)整 所述帶狀束的垂直彎曲角度，以建立所述工件相對(duì)于所述離子束的希望 方位。
8. —種離子植入系統(tǒng)，包括 用來(lái)產(chǎn)生離子的離子源；用來(lái)從所述離子中產(chǎn)生離子束并且沿著行進(jìn)路徑導(dǎo)引所述離子的 束線組件，所述離子由所述離子源產(chǎn)生；用來(lái)將工件相對(duì)于所述行進(jìn)路徑定位的終端站，使得在所述離子束 中行進(jìn)的離子在選定位置上撞擊所述工件；以及測(cè)量部件，其可操作地與所述終端站相關(guān)聯(lián)，所述測(cè)量部件便于確 定所述離子束和所述工件之間的相對(duì)方位。
9. 如權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中所述測(cè)量部件測(cè)量在其上沖擊的離子 束強(qiáng)度作為所述束相對(duì)于所述測(cè)量部件的方位的函數(shù)，使得所述測(cè)量部測(cè)量工具而建立。
10. 如權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中所述測(cè)量部件以相對(duì)于所述工件的 已知關(guān)系定向，使得由此可以建立所述工件及該束之間的相對(duì)方位。
11. 如權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中所述測(cè)量部件是固定地與終端站的 部件相關(guān)聯(lián)，其中所述工件與該終端站是可操作地相關(guān)聯(lián)。
12. 如權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述測(cè)量部件包括掩模，其允許根據(jù)該掩模與所述離子束之間的相對(duì)方位的變化量的 離子束從其通過(guò)；以及放置在所述掩模后面的離子敏感部分，在穿過(guò)所述掩模之后所述變 化量的離子束沖擊在所述離子敏感部分上。
13. 如權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中所述掩才莫包括 由相應(yīng)槽分開(kāi)的多個(gè)尖叉，所述槽允許根據(jù)所述尖叉和所述離子束之間的相對(duì)方位的變化量的離子束從其通過(guò)。
14. 如權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中所述離子敏感部分輸出指示沖擊在其上的離子束的量的電流。
15. 如權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其特征在于以下至少其中之一 所述尖叉包含石墨，所述槽將所述尖叉分開(kāi)在大約1毫米到10毫米之間，以及 所述尖叉具有在大約5毫米到50毫米之間的長(zhǎng)度。
16. 如權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其特征在于以下至少其中之一 基于所述測(cè)量部件相對(duì)于所述工件的已知關(guān)系，將所述工件關(guān)于水平軸傾斜，以建立所述工件相對(duì)于所述垂直彎曲的帶狀離子束的希望方 位，使所述工件關(guān)于一個(gè)軸扭轉(zhuǎn)，以另外建立所述工件相對(duì)于所述垂直 彎曲的帶狀離子束的希望方位，以及基于所述測(cè)量部件相對(duì)于所述工件的已知關(guān)系調(diào)整所述帶狀離子 束的垂直彎曲角度，以建立所述工件相對(duì)于所述離子束的希望方位。
17. —種建立離子束與由該束植入離子至其中的工件之間的相對(duì)方 位以便于該工件的更準(zhǔn)確4參雜的方法，該方法包括導(dǎo)引該束至測(cè)量部件上，該測(cè)量部件具有相對(duì)于所述工件的已知關(guān)系；相對(duì)于該沖擊束移動(dòng)測(cè)量工具；并且 確定該束在何時(shí)相對(duì)于所述測(cè)量部件具有特定方位。
18. 如權(quán)利要求17的方法，進(jìn)一步包括給定所述工件與所述測(cè)量部件之間的已知關(guān)系以及所述測(cè)量部件 與所述離子束之間的確定的方位，將所述工件相對(duì)于所述離子束定向。
19. 如權(quán)利要求18的方法，進(jìn)一步包括 通過(guò)下列至少一項(xiàng)將所述工件相對(duì)于所述離子束定向 將所述工件關(guān)于水平軸傾斜， 將所述工件繞著垂直軸扭轉(zhuǎn)，以及調(diào)整所述離子束的垂直彎曲角度。
20. 如權(quán)利要求19的方法，進(jìn)一步包括設(shè)定離子植入系統(tǒng)的零角度，其中該工件和束被放置在該工件與該 束之間該束直接沖擊到該工件上的方位處。
全文摘要
本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面涉及便于確定在離子束與工件之間的相對(duì)方位的測(cè)量部件。測(cè)量部件對(duì)離子輻射是敏感的，并且通過(guò)相對(duì)于離子束移動(dòng)測(cè)量部件而允許準(zhǔn)確地確定測(cè)量部件與離子束之間的相對(duì)方位。測(cè)量部件以相對(duì)于工件的已知關(guān)系定向，使得可以建立工件與波束之間的相對(duì)方位。知道了離子束與工件之間的相對(duì)方位允許將工件定向在相對(duì)于已測(cè)量波束角的特定角度上，以取得更準(zhǔn)確及更精確的工件摻雜而改善半導(dǎo)體的制造。
文檔編號(hào)H01J37/317GK101322219SQ200680045119
公開(kāi)日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2006年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月30日
發(fā)明者B·范德貝爾格, R·雷斯梅爾 申請(qǐng)人:艾克塞利斯技術(shù)公司