專利名稱：通用射束干擾偵測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離子注入系統(tǒng)以及方法，尤指一種解決離子注入期間離子射束差異的方法。
背景技術(shù)：
離子注入系統(tǒng)系用來將雜質(zhì)，即所謂摻雜物元素，提供(impart)至工作件上，例如半導(dǎo)體基板或是晶圓之中。于一典型的離子注入系統(tǒng)中，一離子源會離子化所需的摻雜物元素，而已離子化的雜質(zhì)則會從該離子源中被提取出成為一離子射束。該離子射束會被引導(dǎo)例如掃掠(swept)或掃描(scanned)跨越個別的工作件，以將已離子化的摻雜物注入到該工作件中。該摻雜物離子因而會改變該工作件的組成，使得工作件擁有所需的電氣特性，有助于在基板上成形特殊半導(dǎo)體裝置，例如晶體管。 持續(xù)朝更小型電子裝置發(fā)展的趨勢也推動在個別的工作件上形成更多數(shù)量之更小、功能更強(qiáng)大、且更節(jié)能的半導(dǎo)體裝置的需求。因此，必須謹(jǐn)慎控制半導(dǎo)體制程，例如離子注入，尤其更必須謹(jǐn)慎控制離子注入工作件的均勻度。又，為提高產(chǎn)品良率，半導(dǎo)體裝置會被制作在較大型的工作件上。舉例來說，目前使用直徑為300mm或更大的晶圓，以便能夠在單一晶圓上制作更多的裝置。這種晶圓非常昂貴，因此非常希望能減少浪費(fèi)，例如因離子注入不均勻?qū)е卤仨殎G棄整片晶圓。然而，大晶圓以及高密度的特色卻使均勻的離子注入具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)殡x子射束要被以更大的角度與距離掃描跨越，方能抵達(dá)該等晶圓的周圍，而不會遺漏注入其間的任何區(qū)域。此外，用以供應(yīng)該離子源通常所需的高電壓容易在萃取(extraction)電極與抑制(suppression)電極以及和該電極相結(jié)合的其它組件之間，產(chǎn)生偶發(fā)性的弧光放電(arcing)。此種會產(chǎn)生弧光放電的傾向經(jīng)常會將一個或多個受到影響的高電壓電源供應(yīng)器完全放電，直到供應(yīng)電壓極低的時(shí)候該弧光放電才會以自然方式自動消失?；」夥烹姇r(shí)，射束電流可能會在供應(yīng)電壓恢復(fù)之前變得不穩(wěn)定或是被中斷，于此期間，離子注入可能會經(jīng)歷間歇性的離子注入。此弧光放電以及后續(xù)的間歇性離子注入通常會被稱為“干擾(glitch) ”。在序列式晶圓處理期間，當(dāng)偵測到沿著該離子射束之路徑的干擾時(shí)，在習(xí)知的技術(shù)中，該射束路徑中因受干擾而無法被注入的區(qū)域或部分，會通過以離子射束重新追蹤(re-tracing)該條路徑的各種技術(shù)而被特別地“修補(bǔ)(repair) ”,以便“填補(bǔ)(fill in) ”該未被注入的區(qū)域。此等修補(bǔ)非常耗時(shí)，而且有時(shí)候，尤其是發(fā)生非常短的干擾時(shí)，會因在該干擾區(qū)域中啟動與停止該離子射束而導(dǎo)致其它意想之外的效應(yīng)。據(jù)此，本技術(shù)領(lǐng)域需要在該離子射束中偵測到干擾或不均勻時(shí)動態(tài)決定要采取的適當(dāng)動作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服先前技術(shù)的限制，并提供一種用以在離子注入至一工作件期間，解決離子射束中差異的創(chuàng)新方法。據(jù)此，下面會提出本發(fā)明的簡單摘要說明，以提供對本發(fā)明某些觀點(diǎn)的基本理解。此摘要說明并非本發(fā)明的廣泛說明。其用意并不在確認(rèn)本發(fā)明的關(guān)鍵或重要要件，亦非要界定本發(fā)明的范圍。其目的是要以簡要的形式提出本發(fā)明的某些概念，作為稍后提出之更詳細(xì)說明的引文。本發(fā)明提供一種用以在將離子注入一工作件時(shí)解決離子射束中的電流或電壓差異(亦稱為干擾)的方法。舉例來說，該方法包括提供一離子射束，例如，光點(diǎn)或筆狀射束，其中該離子射束以及工作件中的一或多者會在第一方向(例如沿著第一掃描路徑或是第一軸，亦稱為“快速掃描”軸、路徑、或是方向)以及第二方向(例如沿著第二掃描路徑或是第二軸，亦稱為“慢速掃描”軸、路徑、或是方向)中彼此相互掃描。舉例來說，該離子射束亦可能包括一帶狀射束(ribbon beam)。于其中一示例中，該工作件會在該第二方向中(例如沿著該第二軸)穿過一離子射束而被機(jī)械性掃描，該離子射束會在該第一方向中被靜電式掃描，其中該第二方向(例如該工作件移動的方向)大體上垂直于該第一方向(例如該離子射束的掃描方向)。根據(jù)一項(xiàng)觀點(diǎn)，會先建立忽略該離子射束中干擾的時(shí)間持續(xù)長度，以定義一離子 射束干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值。舉例來說，該離子射束干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值至少部分是以下列之中的一或多者為基礎(chǔ)該工作件上所需的最終劑量均勻度、該工作件穿過該離子射束的通過或移動次數(shù)、該工作件穿過該離子射束的移動速度、以及該離子射束的尺寸。舉例來說，該離子射束的尺寸是以下列之中的一或多者為基礎(chǔ)來決定直接測量、以及以默認(rèn)的系統(tǒng)輸入為基礎(chǔ)所獲知的射束尺寸。在將離子注入至該工作件的期間，一或多項(xiàng)特性，例如該離子射束的電流，會在該工作件移動穿過該離子射束的同時(shí)被重復(fù)測量。于其中一示例中，當(dāng)該離子射束的電流大于預(yù)設(shè)的不正常電流(例如，約為正常操作注入電流的10%)時(shí)，一計(jì)數(shù)器便會被重置(例如設(shè)為零)。所測得的離子射束的電流開始小于該預(yù)設(shè)的離子射束不正常電流時(shí)，該工作件的位置會被儲存，以定義干擾的開始。舉例來說，當(dāng)該計(jì)數(shù)器為零而且所判定的離子射束的電流小于該預(yù)設(shè)的不正常電流時(shí)，該工作件在該第二方向中的位置會被儲存。舉例來說，在該離子射束的電流連續(xù)地被判定為小于該預(yù)設(shè)的離子射束不正常電流的每一次接續(xù)重復(fù)作業(yè)中該計(jì)數(shù)器便會遞增。根據(jù)本發(fā)明，僅當(dāng)在所測得的離子射束電流低于該預(yù)設(shè)的離子射束不正常電流持續(xù)超過該預(yù)設(shè)的干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值時(shí)(例如干擾發(fā)生的時(shí)間周期超過該默認(rèn)的干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值)，才會終止該離子注入。舉例來說，倘若該計(jì)數(shù)器超過該離子射束干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值，該離子射束便會被抑制并且終止該離子注入。舉例來說，接著便會通過下面方式來修補(bǔ)和該干擾相關(guān)聯(lián)的離子注入部分將該工作件重新定位在該已儲存的位置處、重新啟動該離子射束、以及再次移動該工作件穿過該離子射束，以對該工作件中和該干擾相關(guān)聯(lián)的部分進(jìn)行注入。為達(dá)成前面及相關(guān)的目的，本發(fā)明包括下文中完整說明并于申請專利范圍中特別提出的特點(diǎn)。下面的說明以及隨附圖式會詳細(xì)提出本發(fā)明的特定解釋性實(shí)施例。然而，此等實(shí)施例僅表示可以運(yùn)用本發(fā)明之原理的各種方式中的其中幾種。配合該等圖式來討論，便可從下面的本發(fā)明詳細(xì)說明中明白本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點(diǎn)、以及新穎特點(diǎn)。


圖1所示的是根據(jù)本發(fā)明其中一示范性觀點(diǎn)的簡化離子注入系統(tǒng)的方塊圖。
圖2所示的是根據(jù)一示范性觀點(diǎn)的寬射束或帶狀離子射束注入方案。圖3A至3B所示的是根據(jù)另一示范性觀點(diǎn)的掃描或混合式注入方案。圖4所示的是根據(jù)又一示范性觀點(diǎn)，沿著一工作件之中線的劑量累積。圖5A至5C所示的是根據(jù)再一示范性觀點(diǎn)，干擾對一工作件所造成的影響。圖6A至6C所示的是根據(jù)進(jìn)一步示范性觀點(diǎn)，另一干擾對另一工作件所造成的另一種影響。圖7所示的是根據(jù)另一項(xiàng)觀點(diǎn)，多次通過上干擾之影響的稀釋結(jié)果。圖8所示的是根據(jù)再一示范性觀點(diǎn)，損失劑量的深度和干擾時(shí)間持續(xù)長度的關(guān)系圖?！D9所示的是根據(jù)本發(fā)明的一示范性觀點(diǎn)，用以將離子注入至一工作件中并解決潛在的離子射束干擾的方法。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明大體上是關(guān)于離子注入系統(tǒng)以及一種用于解決間歇性離子射束的方法，其中，會在現(xiàn)場作出和適當(dāng)修補(bǔ)作業(yè)有關(guān)的決定。據(jù)此，現(xiàn)在將參考圖式來說明本發(fā)明，其中，在所有圖式中可能會使用相同的組件符號來表示相同的組件。應(yīng)該了解的是，該些觀點(diǎn)的說明僅具解釋性而不應(yīng)該以限制意義來解釋它們。為達(dá)解釋的目的，以下的說明中將提出許多明確的細(xì)節(jié)，以便徹底了解本發(fā)明。然而，熟習(xí)本技術(shù)的人士便會明白，即使沒有該些明確的細(xì)節(jié)仍然可以實(shí)行本發(fā)明。在將離子注入至一工作件，例如半導(dǎo)體晶圓或基板時(shí)，通常會在該工作件上游的各種組件之間遭遇到暫時(shí)性的弧光放電，其中，會暫時(shí)失去離子射束功率或射束電流。在習(xí)知的序列式離子注入機(jī)中，此種離子射束功率或電流的損失(其亦稱為“干擾”)通常會導(dǎo)致必須對正在被處理的工作件進(jìn)行修補(bǔ)。然而此等修補(bǔ)卻可能會在該工作件上造成更嚴(yán)重的問題，并且還得花費(fèi)寶貴的處理時(shí)間來實(shí)施。在此之前，習(xí)知的作法中并未判斷進(jìn)行修補(bǔ)的必要性，所以大部分所有這類的干擾皆被視為要進(jìn)行修補(bǔ)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)則系使用一質(zhì)量臨界值，例如由客戶或是由統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)所提供的質(zhì)量臨界值，來判斷是否應(yīng)該對一干擾進(jìn)行修補(bǔ)。圖1所示是一示范性離子注入系統(tǒng)10，其具有一終端12、一射束線裝配件14、以及一末端站16。舉例來說，該終端12包括一由高電壓電源供應(yīng)器20來供電的離子源18，其中，該離子源會產(chǎn)生一離子射束22并且將其引導(dǎo)穿過該射束線裝配件14，最后到達(dá)該末端站16。舉例來說，該離子射束22的形式可能為點(diǎn)狀射束、筆狀射束、帶狀射束、或是任何其它形狀的射束。該射束線裝配件14進(jìn)一步具有一射束導(dǎo)管24以及一質(zhì)量分析器26，其中，一雙極磁場系被建立用以僅讓具有合宜荷質(zhì)比(charge-to-mass ratio)的離子經(jīng)由該射束導(dǎo)管24之出口端處的穿孔28通往一被定位在該末端站16的工作件30 (例如半導(dǎo)體晶圓、顯不面板等)。根據(jù)其中一不例，一離子射束掃描機(jī)構(gòu)32,例如一靜電式或電磁式掃描儀,會被配置成用于以該工作件30為基準(zhǔn)掃描在至少一第一方向33 (舉例來說，+/_y方向，亦稱為第一掃描路徑或是“快速掃描”軸、路徑、或方向)的離子射束22，并在其中定義一已掃描離子射束34。再者，本實(shí)施例中還會提供一工作件掃描機(jī)構(gòu)36，其中，該工作件掃描機(jī)構(gòu)系被配置成用以在至少一第二方向35中(舉例來說，+/-X方向，其亦可稱為第二掃描路徑或是“慢速掃描”軸、路徑、或方向)選擇性地掃描該工作件30穿過該離子射束22。舉例來說，該離子射束掃描系統(tǒng)32以及該工作件掃描系統(tǒng)36可以分開設(shè)立或是配合彼此來設(shè)立，以便對該工作件進(jìn)行相對于該離子射束22的所需的掃描。舉例來說，該離子射束22大體上會保持靜止(例如并非由該離子射束掃描機(jī)構(gòu)32以靜電式掃描),而該工作件掃描機(jī)構(gòu)36則會被配置成用于在第一方向33以及第二方向35兩個方向中以該離子射束為基準(zhǔn)來掃描該工作件30，因而對該工作件提供相對于該離子射束的二維機(jī)械式掃描。于另一示例中，該離子射束22會在該第一方向33中被靜電式掃描，因而產(chǎn)生該已掃描離子射束34,而該工作件30則會在該第二方向35中被機(jī)械式掃描穿過該已掃描離子射束34。此種對該離子射束22與工作件30進(jìn)行的靜電式掃描與機(jī)械式掃描組合會產(chǎn)生所謂的“混合式掃描(hybridscan) ”。本發(fā)明可應(yīng)用在以該離子射束22為基準(zhǔn)來對該工作件30所進(jìn)行之掃描，或反之亦然，的全部組合。根據(jù)另一示例，會沿著該離子射束22的路徑進(jìn)一步提供一個或多個傳感器38，例如，一個或多個法拉第杯(Faraday cups),以便測量該離子射束的一或多項(xiàng)特性(例如離子射束電流)。該一個或多個傳感器38可被提供在該工作件30的上游(upstream)或下游(downstream)處,其中該一個或多個傳感器會被配置成用以在該離子射束22沒有和該工作件相交時(shí)感測該離子射束的一或多項(xiàng)特性。在另一示例中，該一個或多個傳感器38會與該電源供應(yīng)器20連結(jié)，使該電源供應(yīng)器的一電流或電壓可被判讀。本發(fā)明還進(jìn)一步提供一控制器40，其中該控制器會被配置成用以控制下列的至少一或多者該離子源18、該高電壓電源供應(yīng)器20、該射束導(dǎo)管24、該質(zhì)量分析器26、該尚子射束掃描機(jī)構(gòu)32、該工作件掃描機(jī)構(gòu)36、以及該一個或多個傳感器38。至少部分由于該離子注入系統(tǒng)10的各種組件里面所運(yùn)用到的高電壓的關(guān)系，可能會在非預(yù)期的時(shí)間發(fā)生高壓電弧或產(chǎn)生火花，此等電弧或火花經(jīng)常會在一短時(shí)間持續(xù)長度中導(dǎo)致通常會被稱為離子射束“干擾”的離子射束電流損失。舉例來說，該離子射束干擾的時(shí)間持續(xù)長度會根據(jù)一個或多個導(dǎo)致高壓火花的特定組件、該特殊高電壓的條件、該電壓負(fù)載、以及該電流負(fù)載，而通常介于數(shù)十微秒至數(shù)十毫秒之間。當(dāng)發(fā)生一離子射束干擾時(shí)，該工作件30便不會在該干擾的時(shí)間持續(xù)長度期間從該離子射束22處接收所需的注入劑量，并且因此，該離子射束干擾會影響該工作件上的最終劑量均勻度。該工作件30通常遠(yuǎn)大于該離子射束22的剖面尺寸。本發(fā)明設(shè)計(jì)出用以在該工作件30的整個表面上提供均勻離子劑量的各種方案。其中一種方案運(yùn)用到在該第二方向35(舉例來說，+/-X方向)中對該工作件30進(jìn)行穿過該離子射束22的一維掃描，其中，該離子射束包括一寬帶狀射束42，如圖2中所示。于該一維掃描中，圖1的工作件掃描機(jī)構(gòu)36會以機(jī)械方式掃描該工作件穿過該大體上均勻的帶狀射束，其中該帶狀射束的一寬度44會寬度于該工作件，但是該帶狀射束的厚度46實(shí)質(zhì)上則薄于該寬度。圖3A所示的是一種二維的掃描方案，揭示在兩個方向中以該工作件30和該離子射束22彼此為基準(zhǔn)進(jìn)行掃描。舉例來說，圖3A中所示的二維掃描可通過上面所述的混合式掃描來達(dá)成，其中，在比較快的頻率處(例如約IKHz)對一在該第一方向33 (舉例來說，+/_y方向)中的筆狀或點(diǎn)狀離子射束22所進(jìn)行的“快速掃描”通常是定義為圖1的已掃描離子射束34 ;而在該第二方向35 (例如通常是正交于該已掃描離子射束的第一方向33)中對該工作件30所進(jìn)行的比較慢速的機(jī)械式掃描(例如小于IHz)則是通過讓整個工作件曝露在該點(diǎn)狀離子射束中達(dá)成。舉例來說，圖3A的混合式掃描通常會定義一如圖3B中所示之跨越該工作件30的光柵掃描圖樣48，其中，掃描間距50 (舉例來說，其尺寸約0.1mm)或是介于兩條快速掃描軌跡之間的距離會遠(yuǎn)小于該點(diǎn)狀離子射束22的尺寸(舉例來說，其尺寸約為大于10mm)。現(xiàn)在參考圖4，系揭示沿著圖3B之工作件30的中線54的劑量累積或分布52，其中該劑量累積通常和在圖1中該工作件30曝露在離子射束22的數(shù)量相關(guān)聯(lián)。舉例來說，如圖3A所示在第二方向35 (舉例來說，該慢速掃描方向或X方向)中對該工作件30進(jìn)行的機(jī)械式掃描，會使該離子射束中央位置在每一次該離子射束22于該第一方向33中跨越該工作件進(jìn)行的掃描中，在該第二方向偏移一小段距離(舉例來說，其和圖3B的掃描間距50相關(guān)聯(lián))。所產(chǎn)生的劑量分布52為所有射束輪廓(profile)通過55的迭加結(jié)果，如圖4中所示。舉例來說，為提供足夠的劑量均勻度，并且在圖1的工作件30上增加足夠的最終離 子劑量，該慢速掃描(例如在該第二方向35中的慢速機(jī)械式掃描)會重復(fù)進(jìn)行一或多次，通常該工作件會穿過該離子射束22最少兩次(例如沿著X軸前后推移)。當(dāng)發(fā)生離子射束干擾(舉例來說，離子射束22中有異常)時(shí)，該干擾對于最終劑量分布所產(chǎn)生的效應(yīng)系由數(shù)項(xiàng)因素來決定，其包含該工作件30相對于該離子射束的通過總次數(shù)。本案發(fā)明人考慮到，舉例來說，倘若一次注入包括讓該工作件30在該第二方向35中穿過該已掃描離子射束34—百次，而該等一百次通過中僅其中一次有干擾的話，則對整個工作件來說該干擾對該最終劑量所造成的最大效應(yīng)便會小于或等于1%，如此尚在可接受的注入均勻程度。然而，倘若一特定注入在該第二方向35的總通過次數(shù)很少的話，例如沿著該慢速掃描路徑進(jìn)行一次完整的前后通過，那么發(fā)生干擾的劑量分布便相當(dāng)重要。舉例來說，發(fā)生干擾的劑量分布并不只是一簡單的離子射束下降(dropout)形狀，反而會是多個已偏移的離子射束輪廓及射束下降長度的迭加(或是卷積(convolution))，其中，射束下降長度系由射束下降時(shí)間持續(xù)長度以及慢速掃描速度來給定。舉例來說，圖5A揭示一種情況，其中該離子射束的一電流會在一短周期中下降，其會被視為干擾56。圖5B所示的是多個射束輪廓的迭加結(jié)果57，其雷同于圖4的迭加結(jié)果，然而，在圖5B中，數(shù)個射束輪廓在該干擾56過程中的下降期間損失。一般來說，圖5C揭示圖5B中射束輪廓57迭加結(jié)果所形成的最終劑量分布58，圖中顯示出在干擾56或是射束下降期間該干擾對最終劑量分布所造成的總效更為平緩。干擾對劑量分布58所造成的效應(yīng)，即該已縮減的劑量的深度與寬度，通常會取決于下面三個因素射束下降的長度(干擾持續(xù)時(shí)間)、圖3A中第二方向35 (舉例來說，該慢速掃描方向)上的射束尺寸、以及工作件在該第二方向中的移動速度(例如慢速掃描速度)。在本發(fā)明中，即使該離子射束22的電流在一短時(shí)間持續(xù)長度內(nèi)完全下降至零，穿過的結(jié)果劑量(舉例來說，如圖5C中所示)將難以看到該結(jié)果劑量完全消失。舉例來說，在圖3A中第二方向35上具有寬射束尺寸及較慢掃描速度的短射束下降(例如短干擾時(shí)間持續(xù)長度)中，該效應(yīng)會最小。然而，從圖6A至6C卻可清楚看見，舉例來說，在圖3A中第二方向35上具有窄射束尺寸及較快掃描速度的長射束下降(舉例來說，比較長的干擾時(shí)間持續(xù)長度)中，如圖6C中所示，在該工作件的某些部分中的總最終劑量則可能會變成零。
然而，若有較多沒有任何干擾的通過，干擾對劑量分布58所產(chǎn)生的效應(yīng)便會被稀釋，如圖7中所示。在一特定的注入中，會對下面提供良好的預(yù)測在圖3A中第二掃描方向35上通過的總數(shù)量、在第一方向33以及第二方向上的掃描速度、以及該離子射束22的尺寸與形狀。所以，依照本發(fā)明，可以根據(jù)干擾的時(shí)間持續(xù)長度來適當(dāng)?shù)仡A(yù)測因該干擾所造成的劑量均勻度惡化的程度。圖8所示是一示范性關(guān)系圖60，其進(jìn)一步揭示就圖3A中第二方向35上單次掃描通過中的兩個不同掃描速度，于一干擾期間的損失注入劑量的深度和干擾時(shí)間持續(xù)長度的關(guān)系示例。對一在該第二方向35中具有二或多次通過的注入來說，可以通過除以在該第二方向中的總通過次數(shù)來取得總均勻度惡化值。舉例來說，圖8的關(guān)系圖60顯示出，倘若在該第二方向上速度為10cm/sec的單次通過注入的最大可接受損失劑量為2%的話，干擾便應(yīng)該短于5msec。否則在相同的準(zhǔn)則下，大于5msec的干擾便會造成無法接受的劑量均勻度(例如圖6C的劑量分布58)。從圖8的關(guān)系圖60便會了解，對二次通過的注入來說，由于干擾的效應(yīng)會因該額外的通過而被“稀釋”或者約略減半，干擾時(shí)間持續(xù)長度可能長達(dá)IOmsec0舉例來說，根據(jù)關(guān)系圖60，單次推移注入中，IOmsec的干擾時(shí)間持續(xù)長度會造成約 4%的不均勻度。提供一第二次通過會以和圖7中所示者雷同的方式將該不均勻度約略減半至約2%。在大部分習(xí)知的序列式處理離子注入機(jī)中，當(dāng)記錄到干擾時(shí)，該干擾開始時(shí)的慢速掃描的位置便會被記錄，而且該射束下降會以人為的方式被延長為一固定的長度或是延長至該慢速掃描結(jié)束(即該射束會刻意被抑制)，俾使得該損失的部分可于稍后被精確地填補(bǔ)(其亦稱為“重涂(repainting)”)。一般來說，不論干擾究竟具有短時(shí)間持續(xù)長度或是長時(shí)間持續(xù)長度，只要該干擾被記錄之后，便會完成此重涂作業(yè)。重涂系一常見的特殊“非標(biāo)準(zhǔn)程序”制程，用以填補(bǔ)因一特定干擾所產(chǎn)生的間隙。一般來說，此非標(biāo)準(zhǔn)程序制程會有消耗額外處理時(shí)間的壞處，尤其是當(dāng)有許多短干擾時(shí)。然而，如上面所強(qiáng)調(diào)的，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)到，因干擾所造成的破壞通常會取決于下面多項(xiàng)因素，例如干擾時(shí)間持續(xù)長度、總掃描次數(shù)、掃描速度、離子射束的尺寸、以及其它因素。對一特定的注入來說，工作件穿過該離子射束的總通過次數(shù)、掃描速度、以及射束尺寸/形狀通常是已知的。因此，本發(fā)明針對通常會被忽略的干擾建立干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值，下文中將作進(jìn)一步討論。舉例來說，倘若遭遇到的干擾時(shí)間持續(xù)長度長過該干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值，根據(jù)本發(fā)明，對均勻度所造成的破壞便會被判定為太大而無法忽略，并且會啟動重涂程序?；蛘撸热粼庥龅降母蓴_時(shí)間持續(xù)長度短于該干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值，則根據(jù)本發(fā)明，對均勻度所造成的破壞會被視為可接受，并且不會對該工作件實(shí)施修補(bǔ)或重涂，因此相較于習(xí)知的方法，可節(jié)省寶貴的處理時(shí)間。因此，本發(fā)明提供一種用以在將離子注入至工作件期間發(fā)生干擾時(shí)判斷要如何繼續(xù)進(jìn)行的方法。示例I一在具有l(wèi)Ocm/sec慢速掃描速度的二次通過注入中可接受的最大劑量下降為2%,而且離子射束尺寸被預(yù)測為2cm半高寬(full width at half maximum, FffHM)高斯射束(Gaussian)。在此情況中，根據(jù)圖8的關(guān)系圖60，因其系二次通過注入，且任何長過IOmsec干擾皆需要被重涂，故來自該通過中4%的劑量下降是可接受的。示例2—在具有l(wèi)Ocm/sec慢速掃描速度的十次通過注入中可接受的最大劑量下降為2%，其為2cm FWHM高斯射束。因?yàn)榇藶槭瓮ㄟ^注入，所以在單次通過中，單一干擾造成高達(dá)20%的下降是被允許的，從關(guān)系圖60中，對應(yīng)的最大干擾時(shí)間持續(xù)長度約為50msec，也就是，對此特定的注入來說，長達(dá)50msec的干擾可被允許不需要進(jìn)行重涂就可符合該均勻度要求。然而，因?yàn)橥ǔＴ庥龅降拇蟛糠指蓴_都短于50msec，所以此種注入可能完全不需要進(jìn)行重涂。為判斷是否需要修補(bǔ)或重涂該工作件，根據(jù)本發(fā)明，會判斷該干擾是否長過預(yù)設(shè)的干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值，其中該預(yù)設(shè)的干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值是由下面所算出該注入的均勻度要求、穿過該離子射束的總通過數(shù)、離子射束的掃描速度以及尺寸。然而，因?yàn)樵谝桓蓴_開始時(shí)并無法預(yù)測該干擾的時(shí)間持續(xù)長度，所以當(dāng)該干擾被偵測到時(shí)，該工作件在該干擾開始時(shí)在該第二方向(例如沿著慢速掃描方向35中的機(jī)械式掃描)中的位置便會被記錄。然而，該工作件的掃描卻會持續(xù)進(jìn)行，其中會檢查在短時(shí)間(例如每毫秒)內(nèi)是否存在足夠的離子射束。然而，僅有當(dāng)該離子射束無法在預(yù)設(shè)的時(shí)間持續(xù)長度里面充分地恢復(fù)時(shí)，該干擾才會被視為一需要修補(bǔ)的干擾，并且作出判斷是否要實(shí)施修補(bǔ)程序的決定，其 中該工作件上遭遇到干擾的區(qū)域會被“重涂”或是再次注入。該修補(bǔ)程序會以人為方式將該離子射束的缺少(其亦稱為自動射束回復(fù)的抑制)延長至一默認(rèn)的位置(例如在該第二或慢速掃描方向35上的通過或掃描的終點(diǎn))。根據(jù)本發(fā)明，然而，當(dāng)該離子射束在該預(yù)設(shè)的干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值里面充分地恢復(fù)時(shí)，該干擾對劑量均勻度所造成的影響便會被忽略，并且不會采取任何特殊行動。再者，根據(jù)另一示例，本發(fā)明引入“干擾預(yù)算值(glitch budget)”。舉例來說，在第二方向35中具有多次通過的注入，例如在第二方向中具有十次或更多次通過，會具有大于在第二方向中具有五次或更少次通過之注入的干擾預(yù)算值，因?yàn)榫哂休^多次通過的注入比較能容忍少量的干擾。然而，對一給定工作件所遭遇到的每一個干擾來說，即使干擾時(shí)間持續(xù)長度太短而無法單獨(dú)進(jìn)行重涂，考慮到因其余“無干擾”注入所造成的稀釋效果，仍會從總干擾預(yù)算值中扣除一特定數(shù)額，則該注入會在每一次后續(xù)遭遇到的干擾之后變得比較無法容忍干擾。舉例來說，在前面幾個干擾已經(jīng)被忽略之后所遭遇到的一額外干擾可能讓該干擾預(yù)算值到達(dá)任何其它的干擾都必須對該工作件進(jìn)行修補(bǔ)或重涂的位置點(diǎn)。應(yīng)該注意的是，本發(fā)明可分別套用至圖2的寬射束(帶狀)類型以及圖3A至3B的混合式掃描注入。所以，根據(jù)本發(fā)明的另一項(xiàng)觀點(diǎn)，圖9所示的是一種用以在將離子注入至一工作件中之期間解決差異問題的例示方法。應(yīng)該注意的是，本文中的例示方法雖是以一連串的動作或事件來呈現(xiàn)或描述，不過，可明白的是本發(fā)明并不受限于此等動作或事件的圖解順序，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明，某些步驟可以不同的順序來進(jìn)行及/或可以和本文中所示及所述者以外的其它步驟同時(shí)進(jìn)行。此外，也并非所有圖中所示的步驟皆為必要方可施行本發(fā)明的方法。再者，還要明白的是，該等方法可以配合本文中所示及所述的系統(tǒng)以及配合本文中并沒有顯示的其它系統(tǒng)來施行。圖9的方法100從動作102開始，其會決定一離子射束干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值。該離子射束干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值的決定，至少部分系以下面之中的一或多者為基礎(chǔ)該工作件上所希的最終劑量均勻度最終注入劑量、該工作件穿過該離子射束的移動或通過次數(shù)、移動的速度、以及該離子射束的尺寸。舉例來說，該離子射束的尺寸系以下面之中的一或多者為基礎(chǔ)來決定直接測量、以默認(rèn)的系統(tǒng)輸入為基礎(chǔ)所獲知的射束尺寸、以及以前次離子射束尺寸的高斯分布以及已知的系統(tǒng)輸入為基礎(chǔ)的射束尺寸預(yù)測值。在動作104中，一注入標(biāo)準(zhǔn)程序會被實(shí)施，其中離子會被注入至一工作件中。舉例來說，該注入標(biāo)準(zhǔn)程序包括移動該工作件使其穿過一離子射束。舉例來說，該離子射束包括圖1的已掃描離子射束34，其中該離子射束22會沿著一快速掃描軸(例如第一方向33)被掃描。因此，該工作件會沿著該慢速掃描軸(例如該第二方向)被移動穿過該離子射束，而將離子注入至該工作件中。在動作106中會決定(例如測量)該離子射束的電流并且判斷該電流是否大于一預(yù)設(shè)的數(shù)值(其亦稱為離子射束不正常電流)，以便完成足夠或是令人滿意的注入。舉例來說，在默認(rèn)噪聲位準(zhǔn)(例如正常操作電流的10%)以上的離子射束電流便足以將離子注入至該工作件中。倘若在動作106中判斷有足夠的離子射束電流，則一計(jì)數(shù)器會在動作110中被設(shè)為零，并且同時(shí)將離子注入該工作件中。舉例來說，動作106中的離子射束電流判斷包括在該離子射束未和該工作件相交時(shí)透過一法拉第杯(Faraday cup)來判斷該離子射束的電流。在一替代的示例中，動作106中的離子射束電流判斷包括測量和該離 子射束的來源，例如一高電壓電源供應(yīng)器，)相關(guān)聯(lián)的一或多項(xiàng)屬性。倘若該射束電流不足的話(舉例來說，該離子射束電流低于該默認(rèn)噪聲位準(zhǔn)，例如低于正常操作電流的10%)，在動作112中便會判斷該計(jì)數(shù)器是否為零。倘若在動作112中判斷該計(jì)數(shù)器為零，便會判斷開始遭遇到一干擾，并且在動作114中儲存該工作件在該第二方向上的位置，接著該計(jì)數(shù)器會在動作116中遞增。倘若動作112判斷該計(jì)數(shù)器非零(舉例來說，干擾已經(jīng)正在發(fā)生)，便會在動作118中比較該計(jì)數(shù)器和干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值。倘若該計(jì)數(shù)器少于該干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值，則繼續(xù)進(jìn)行該注入標(biāo)準(zhǔn)程序，并且會在動作106中再次檢查該離子射束電流。根據(jù)本揭露的其中一示例，在一預(yù)設(shè)的時(shí)間區(qū)間(舉例來說，I毫秒的區(qū)間)內(nèi)被實(shí)施動作106至118，以致在每一個預(yù)設(shè)的時(shí)間區(qū)間皆會重復(fù)實(shí)施動作106。因此，該計(jì)數(shù)器不是在動作110中被設(shè)為零就是在動作116中遞增，并且會在每一個預(yù)設(shè)的時(shí)間區(qū)間(例如I毫秒)再次實(shí)施動作106。據(jù)此，在本示例中，在注入期間遭遇的干擾的時(shí)間持續(xù)長度會與該計(jì)數(shù)器的遞增相關(guān)聯(lián)。倘若在動作118中判斷該計(jì)數(shù)器大于該干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值，該注入標(biāo)準(zhǔn)程序便會被終止，并且在動作120中實(shí)施修補(bǔ)或重涂標(biāo)準(zhǔn)程序。于其中一示例中，該修補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)程序包括在動作122中重新計(jì)算該離子射束干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值，其中該重新計(jì)算至少部分是以該工作件少一次移動穿過該離子射束為基礎(chǔ)。舉例來說，該工作件會被送返該第二方向上先前在動作114中所儲存的位置，其中會從動作104中的再次提供該離子射束再次開始實(shí)施該注入標(biāo)準(zhǔn)程序。根據(jù)本示例，倘若在動作118中判斷出該計(jì)數(shù)器少于該干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值，但是該離子射束電流于再度實(shí)施動作106之前重新回到可接受位準(zhǔn)，則該計(jì)數(shù)器便會在動作110中被重設(shè)為零，并且會繼續(xù)進(jìn)行在動作104中所開始的注入。就此來說，該干擾通常會被忽略，因此，通過本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)制程效率，其中時(shí)間、材料、以及其它節(jié)省效果可由上述方法為基礎(chǔ)來選擇性地忽略及/或修補(bǔ)干擾而得證，和習(xí)知技術(shù)中每次遇到干擾便實(shí)施傳統(tǒng)修補(bǔ)不同。本文雖然已經(jīng)配合一個或多個特定的較佳實(shí)施例顯示且說明過本發(fā)明，不過，顯而易見地，熟習(xí)本技術(shù)的人士在閱讀并理解本說明書和隨附圖式之后便可進(jìn)行等效的改變與修正。明確地說，針對由上述組件(裝配件、裝置、電路、…等)所實(shí)施的各項(xiàng)功能來說， 除非特別提及，否則用來說明此等組件的術(shù)語(其包含“手段”的參照引用)即使在結(jié)構(gòu)上沒有等效于在本文所示之本發(fā)明的示范性實(shí)施例中實(shí)施該項(xiàng)功能的已揭結(jié)構(gòu)，仍及于對應(yīng)于實(shí)施所述組件之指定功能的任何組件(也就是，功能方面等效)。此外，本文雖然僅針對數(shù)個實(shí)施例中的其中一實(shí)施例來揭示本發(fā)明的某項(xiàng)特殊特點(diǎn)，不過，必要時(shí)此特點(diǎn)亦可結(jié)合其它實(shí)施例中的一或多項(xiàng)其它特點(diǎn)，其可能系任何給定或特殊應(yīng)用所希并且有利于此等給定或特殊應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種用以在將離子注入至一工作件期間解決干擾的方法，該方法包括 提供一離子射束； 決定一離子射束干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值，其中該離子射束干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值至少部分系以下面之中的一或多者為基礎(chǔ)該工作件穿過該離子射束的移動次數(shù)、移動速度、以及該離子射束的尺寸； 沿著至少一慢速掃描路徑來移動該工作件穿過該離子射束，以將離子注入至該工作件之中； 在該工作件移動期間的復(fù)數(shù)個預(yù)設(shè)時(shí)間區(qū)間反復(fù)地決定該離子射束的電流； 當(dāng)所決定的離子射束電流大于一預(yù)設(shè)數(shù)值時(shí)，將一計(jì)數(shù)器設(shè)為零； 當(dāng)該計(jì)數(shù)器為零且所決定的離子射束電流小于該預(yù)設(shè)數(shù)值時(shí)，儲存該工作件的位置，以定義一干擾的開始； 在每一次重復(fù)所決定的離子射束電流小于該預(yù)設(shè)數(shù)值且該工作件之位置有被儲存時(shí)遞增該計(jì)數(shù)器； 倘若該計(jì)數(shù)器超過該離子射束干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值，則抑制該離子射束；以及將該工作件重新定位在該已儲存的位置，重新啟動該離子射束，并沿著至少該慢速掃描路徑再次移動該工作件穿過該尚子射束，以對該工作件中和該干擾相關(guān)聯(lián)的部分進(jìn)行注入。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在抑制該離子射束之后重新計(jì)算該離子射束干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值，其中該重新計(jì)算至少部分系以該工作件沿著該慢速掃描路徑少一次移動穿過該離子射束為基礎(chǔ)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)離子射束干擾時(shí)間持續(xù)長度小于預(yù)設(shè)最小值時(shí)便終止該離子注入。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該離子射束電流的預(yù)設(shè)數(shù)值約為正常操作離子注入電流的10%。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中提供該離子射束包括沿著一,決速掃描路徑來掃描一筆狀射束，其中該快速掃描路徑大體上垂直于該慢速掃描路徑。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，反復(fù)地決定該離子射束的電流包括當(dāng)該離子射束未沿著一快速掃描路徑與該工作件相交時(shí)，測量該離子射束的電流。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中決定該離子射束的電流包括透過一法拉第杯來測量該離子射束的電流。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，決定該離子射束的電流包括測量和該離子射束之來源相關(guān)聯(lián)的一或多項(xiàng)特性。
9.一種用以解決離子注入不正常的方法，該方法包括 提供一預(yù)設(shè)的干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值； 提供一離子射束； 移動一工作件穿過該離子射束； 在移動的同時(shí)反復(fù)地測量該離子射束的電流； 當(dāng)所測量的離子射束電流小于預(yù)設(shè)離子射束不正常電流時(shí)儲存該工作件的位置，以定義一干擾的開始；以及僅當(dāng)所測量的離子射束電流低于該預(yù)設(shè)的離子射束不正常電流持續(xù)超過該預(yù)設(shè)的干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值時(shí)，終止該離子注入并且修補(bǔ)和該干擾相關(guān)聯(lián)的離子注入。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括在該離子注入終止之后重新定位該工作件，其中當(dāng)開始進(jìn)行該離子注入修補(bǔ)時(shí)該工作件系位于已儲存的位置處。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中移動該工作件穿過該離子射束包括沿著一快速掃描路徑來回移動該工作件及沿著一慢速掃描路徑來移動該工作件，其中該慢速掃描路徑大體上垂直于該快速掃描路徑。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，反復(fù)測量該離子射束的電流包括沿著該快速掃 描路徑在和該工作件之一反方向相關(guān)聯(lián)的偏轉(zhuǎn)(inflection)位置處測量該電流。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，移動該工作件穿過該離子射束包括沿著一快速掃描路徑來回移動該離子射束并且沿著一慢速掃描路徑來移動該工作件，其中該慢速掃描路徑大體上垂直于該快速掃描路徑。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中反復(fù)測量該離子射束的電流包括沿著該快速掃描路徑在和該離子射束之反方向相關(guān)聯(lián)的偏轉(zhuǎn)位置處測量該電流。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括每一次終止及修補(bǔ)該離子注入時(shí)，將該預(yù)設(shè)的干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值減少一預(yù)設(shè)數(shù)額。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，該預(yù)設(shè)數(shù)額和在該離子注入期間沿著一慢速掃描路徑來移動該工作件所花費(fèi)的時(shí)間相關(guān)聯(lián)。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，一旦該預(yù)設(shè)的干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值小于一預(yù)設(shè)最小值，便不修補(bǔ)該離子注入。
18.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，該預(yù)設(shè)的離子射束不正常電流約為正常操作離子注入電流的10%。
19.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，該預(yù)設(shè)的干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值至少部分以下面之中的一或多者為基礎(chǔ)該工作件沿著一慢速掃描路徑穿過該離子射束的移動次數(shù)、沿著該慢速掃描路徑的移動速度、以及該離子射束的尺寸。
全文摘要
本發(fā)明以允許的劑量均勻度、一工作件穿過一離子射束的通過次數(shù)、移動速度、以及射束尺寸為基礎(chǔ)來決定一干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值。一射束下降檢查標(biāo)準(zhǔn)程序會在注入期間重復(fù)地測量射束電流。每一次射束電流足夠時(shí)一射束下降計(jì)數(shù)器便會被重置。在射束下降第一次出現(xiàn)時(shí)，計(jì)數(shù)器會遞增而且該工作件的位置會被記錄。每一次后續(xù)測量時(shí)，倘若射束下降繼續(xù)則該計(jì)數(shù)器便會遞增，或是倘若該射束足夠的話該計(jì)數(shù)器便會被重置。因此，該計(jì)數(shù)器會以和測量時(shí)間區(qū)間相關(guān)聯(lián)的單位來表示每一個下降的長度。該注入標(biāo)準(zhǔn)程序僅在該計(jì)數(shù)器超過該干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值時(shí)才會停止，并且實(shí)施修補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)程序，其包括以該工作件少一次移動穿過該射束為基礎(chǔ)來重新計(jì)算該干擾時(shí)間持續(xù)長度臨界值，并且實(shí)施從該已儲存位置處開始的注入標(biāo)準(zhǔn)程序。
文檔編號H01J37/317GK103026450SQ201180036894
公開日2013年4月3日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者佐藤秀 申請人:艾克塞利斯科技公司