專利名稱：用于離子注入的混合掃描系統(tǒng)及方法
相關(guān)的專利申請這份申請要求在此通過引證如同被完全復(fù)制一樣并入本文的2000年11月22日申請的臨時(shí)專利申請第60/252,549號的優(yōu)先權(quán)的利益。
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及離子注入設(shè)備領(lǐng)域，更明確地說涉及連續(xù)的離子注入設(shè)備。
本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)在離子注入中，高能離子的射束撞擊在材料表面上，使那些離子嵌入或注入材料之中。離子注入過程被分成分批注入過程和連續(xù)注入過程。連續(xù)過程是離子注入過程中最普通的類型，而且與中等劑量注入相關(guān)聯(lián)。連續(xù)過程最經(jīng)常使用在垂直于射束傳播方向的兩條軸線上經(jīng)歷靜電偏轉(zhuǎn)過程的等離子體離子束。靜電偏轉(zhuǎn)過程傾向于在密度和傳播方向方面提供均勻的離子分布，但是在實(shí)踐中離子束在角度方面相對射束的傳播方向變化達(dá)3°之多。這種變化如同在授權(quán)給Pollock的美國專利第4,726,689號中報(bào)告的那樣在離子注入過程中產(chǎn)生不符合要求的影響。
授權(quán)給Brune等人的美國專利第5,406,088和5,229,615號描述一種依據(jù)大晶片直徑日益增加的商業(yè)用途研制的平行射束離子注入裝置。在晶片直徑方面從4英寸到6英寸、然后到8英寸的增長已產(chǎn)生對能夠產(chǎn)生用均勻一致的平行射束撞擊晶片表面同時(shí)還允許傾斜的射束的連續(xù)注入裝置和晶片旋轉(zhuǎn)控制的需要。
授權(quán)給White等人的美國專利第5,350,926號描述一種強(qiáng)調(diào)在單一的橫向上傳播的大的帶狀射束上建立均勻性的射束控制的高電流寬射束的離子注入機(jī)。該離子注入機(jī)使用通過有平行邊的凸面狹縫從中引出來自源等離子體的離子束的Freeman、Bernas或微波源。離子束通過一對分析磁鐵以使射束在垂直于射束傳播方向的兩條軸線上變成平行的。授權(quán)給Berrian等人的美國專利第4,922,106號同樣展示有平行的射束發(fā)生器和使均勻注入變得容易的機(jī)械和電掃描控制的離子束注入裝置。
混合掃描系統(tǒng)是在現(xiàn)代化的連續(xù)加工的離子注入設(shè)備中最經(jīng)常使用的類型。加工是一次一個(gè)晶片。如同在作為中間截面?zhèn)纫晥D的

圖1中展示的那樣，常見的是在一條軸線上借助傳送晶片100通過掃描離子束104(即從源102投射出來的離子束104)機(jī)械地掃描晶片100。水平的離子束104相對于晶片運(yùn)動的垂直軸線108有橫向軸線106。如圖1所示，軸線106是射束軸線的平均表達(dá)。離子束104的某些部分可能些微地是由于諸如在授權(quán)給White等人的美國專利第5,350,926號中展示的那種射束整形場要素略微偏離軸線。通常，作為使離子束均勻地分布在晶片表面上的方法，晶片100沿著軸線108垂直地穿過水平掃描離子束104平移。必要的是為了用這種掃描方法實(shí)現(xiàn)均勻的注入在注入晶片100之前調(diào)整離子束104。這些過程都發(fā)生在射束注入真空室110中。晶片夾具112可以包括臂、直線運(yùn)送裝置、或任何其它類型的晶片夾具。晶片夾具112提交可通過離子束104的作用供離子注入使用的晶片表面114。
如同在作為中間截面的俯視平面圖的圖2中展示的那樣，用于均勻注入的掃描離子束104的調(diào)整是通過用在調(diào)整平面202垂直于射束軸線106的方向上橫越整個(gè)射束寬度W水平移動的法拉第杯200采樣完成的。調(diào)整平面202理想地位于在表面114上發(fā)生晶片注入的地方(看見圖1)。法拉第杯200被配置在眾多采樣站，例如，站204和206，以便在調(diào)整平面202上的所有位置提供射束均勻性的合理的表達(dá)。用法拉第杯200收集的離子束電流被作為法拉第杯位置的函數(shù)進(jìn)行測量。隨后對源102中的離子束光學(xué)要素的調(diào)整是用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行的，以使射束電流統(tǒng)一，例如，如同在授權(quán)給White等人的美國專利第5,350,926號中教導(dǎo)的那樣。射束電流的測量和離子光學(xué)器件的調(diào)整是依照傳統(tǒng)慣例重復(fù)進(jìn)行的，直到射束電流在可接受的限度內(nèi)均勻一致。
如圖3所示，混合注入系統(tǒng)有這樣的加工要求，即如同在授權(quán)給Smick等人的美國專利第5,898,179號中描述的那樣要求在注入期間控制離子束相對于晶片表面114的入射角300。這種控制通常是通過使晶片100在晶片夾具112內(nèi)傾斜完成的。傾斜是相對于離子束104的軌道和機(jī)械掃描軸線108發(fā)生的。這種傾斜在入射的離子束104和晶片表面114之間形成在晶片上處處恒定不變的入射角300。晶片100的機(jī)械平移如前所述沿著軸線108在垂直方向上繼續(xù)。入射角300通常在0°到45°的范圍內(nèi)變動而且是在介于沿著軸線106的離子束軌道和垂直于被注入的晶片表面114的軸線304之間的Y軸平面中測量的。例如，0°注入角發(fā)生在晶片注入表面114相對沿著軸線106的離子束軌道以90°定向的時(shí)候。
使晶片100相對于機(jī)械掃描軸線108傾斜對離子注入的均勻性可能具有有害的影響，因?yàn)榫砻?14的一些區(qū)域在與調(diào)整平面202相同的焦平面中不被注入。這些問題由于目前使用比較大的晶片的趨勢而被惡化，所以在裝置平面202和表面114的平面之間的距離可能是至關(guān)重要的。在晶片100通過相對機(jī)械掃描軸線108旋轉(zhuǎn)被傾斜的場合，晶片的一端306朝入射離子束104旋轉(zhuǎn)，而另一端308朝遠(yuǎn)離的方向旋轉(zhuǎn)。晶片100的中央?yún)^(qū)域310保留在調(diào)整平面中。如果，舉例來說，水平的傾斜軸線完全位于晶片100以下，那么整個(gè)晶片都移出調(diào)整平面202。離子束電流的均勻性除了在它得到精確測量的調(diào)整平面202中之外未得到明確的了解。因此，那注入平面和調(diào)整平面應(yīng)該是共面的。
離子束104包括帶正電荷的等離子體粒子，它們撞擊表面114把凈電荷賦予晶片100。這樣賦予的電荷的影響依照傳統(tǒng)的實(shí)踐是通過利用讀數(shù)電子槍312發(fā)射電子流314消除的。包括供中和累積的等離子體電荷使用的讀數(shù)電子槍的示范的離子注入系統(tǒng)是由Varian Semiconductor Equipment of Glouchester MA生產(chǎn)的VIISta80型離子注入機(jī)，舉例來說，如同Radonov等人在“In SituCharging Potential Monitoring for a High Current Ribbon Beam(aVarian Trade Publication 2001)(對高電流帶狀射束的原地充電電位的監(jiān)視)”中所描述的那樣。電子流314撞擊在晶片100上消除凈電荷。當(dāng)晶片100隨著角度300的大小逐漸增加傾斜的時(shí)候，表面114愈加暴露在電子流314中，于是在來自電子流314的接觸方面隨著晶片100上相關(guān)的凈電荷作用有相應(yīng)的增加。類似地，依靠這種傾斜，表面114隨著晶片104上相關(guān)的凈電荷作用較少地暴露于離子束104之中。在組合中，這些凈電荷作用產(chǎn)生改變隨著角度300的大小變化的離子束104的均勻性和在離子束104的傳播距離方面相關(guān)的差異的棘手的局部的場畸變。
對傾斜-掃描系統(tǒng)的嘗試性改進(jìn)包括對晶片移動系統(tǒng)的調(diào)整以致晶片的平移軸線作為角度300的函數(shù)移動到新的軸線108′。艙室110中的整個(gè)晶片掃描裝置在水平軸線上傾斜以實(shí)現(xiàn)這種效果。平移軸線108到軸線108′的這種傾斜的位移保證不管角度300的大小離子束104的中心都以恒定不變的焦距撞擊表面114上所有的點(diǎn)。因此，該方法以選定的角度300產(chǎn)生平行的掃描注入，而且不在射束的焦平面外面注入。依照這些改進(jìn)方法，離子束104的調(diào)整如圖2所示水平地繼續(xù)。
這些改進(jìn)與許多問題相關(guān)聯(lián)，例如沿著軸線108′增加的掃描行程長度，這導(dǎo)致大大增加質(zhì)量、復(fù)雜性和在真空室110內(nèi)構(gòu)造運(yùn)動系統(tǒng)的費(fèi)用。諸如晶片的分送和排列系統(tǒng)之類晶片操縱結(jié)構(gòu)必須能夠在以各種不同的角度與傾斜的軸線108′合作中工作。讀數(shù)電子槍312通常被放在如此接近晶片100的位置，以致讀數(shù)電子槍干擾晶片操縱和轉(zhuǎn)移系統(tǒng)在注入室110內(nèi)的運(yùn)動。系統(tǒng)的可靠性和重復(fù)性因這些復(fù)雜性而降低，而晶片操作操縱能力也降低。
本發(fā)明的概述本發(fā)明的混合掃描系統(tǒng)和方法通過提供在不使整個(gè)機(jī)械掃描軸線傾斜的情況下使晶片在調(diào)整平面外面傾斜時(shí)實(shí)現(xiàn)均勻性的離子注入系統(tǒng)解決了上面概略說明的問題。扼要地說，該系統(tǒng)故意使晶片在典型的調(diào)整法拉第樣品平面外面傾斜以便提供注入角。雙軸線法拉第以精確的注入角在注入平面中完成射束調(diào)整，從而消除超出焦平面的問題。全部系統(tǒng)與現(xiàn)有的系統(tǒng)相比更簡單、更小巧、更可靠而且使用費(fèi)用更低。
該離子注入系統(tǒng)包括沿著產(chǎn)生離子束(例如有垂直于第一軸線并且一個(gè)尺寸至少如同另一個(gè)尺寸兩倍大的二維橫截面的平行路徑扇形射束)的第一軸線直線掃描的離子源。晶片夾具之類的工件夾具是為了用沿著垂直于第一軸線的運(yùn)動路徑的直線運(yùn)動完成機(jī)械掃描而配置的。例如，這種配置是通過可垂直展開并且能圍繞它的展開軸線旋轉(zhuǎn)的第一驅(qū)動臂的使用實(shí)現(xiàn)的。可有選擇地調(diào)整的旋轉(zhuǎn)控制結(jié)構(gòu)被利用，用來旋轉(zhuǎn)使用可垂直延伸的運(yùn)動路徑的方向作為旋轉(zhuǎn)軸線的工件，以便當(dāng)工件被安裝在工件夾具中的時(shí)候以選定的旋轉(zhuǎn)角度確定工件上的表面的方向。諸如法拉第杯之類射束測量裝置是為了沿著注入表面的預(yù)定位置掃描以提供與預(yù)定位置一致的調(diào)整測量而配置的。因此，當(dāng)工件夾具旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，射束測量的調(diào)整平面并非垂直于離子束的傳播方向。
其它的方面和手段包括使用至少一個(gè)諸如讀數(shù)電子槍或等離子橋之類指向工件夾具用于中和累積的射束電荷的電荷中和裝置?？尚D(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)是為了維持電荷中和裝置與工件夾具成一相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)直線而配置的。例如，電荷中和裝置可以安裝在可垂直展開并且能圍繞其展開軸線旋轉(zhuǎn)的第二驅(qū)動臂上?？尚D(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)與電荷中和裝置相關(guān)聯(lián)而且這樣對準(zhǔn)可垂直展開的第一驅(qū)動臂，以致可旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)能通過旋轉(zhuǎn)線性對準(zhǔn)可有選擇地調(diào)整的旋轉(zhuǎn)控制結(jié)構(gòu)。這種對準(zhǔn)維持角度旋轉(zhuǎn)的取向和電荷中和裝置與工件夾具的間隔。
上述系統(tǒng)是在用于工件的離子注入的方法中使用的，該方法包括下述步驟產(chǎn)生垂直于有X軸和Y軸的第一XY平面的離子束；沿著第一XY平面的X軸橫越工件用射束掃描；通過圍繞著Y軸旋轉(zhuǎn)第一XY平面識別第二平面；在第二平面中沿著一條直線測量有效的離子束強(qiáng)度，以便提供射束強(qiáng)度信號；根據(jù)射束強(qiáng)度信號調(diào)節(jié)離子束以獲得經(jīng)過調(diào)節(jié)在第二平面中沿著該直線具有更均勻的離子束強(qiáng)度的離子束；旋轉(zhuǎn)工件以便呈現(xiàn)對準(zhǔn)第二平面的注入表面；以及沿著與XY平面相伴的Y軸平移工件以便運(yùn)送工件通過經(jīng)過調(diào)節(jié)的離子束在工件上完成離子注入。該方法可以進(jìn)一步包括如下步驟在旋轉(zhuǎn)工件的步驟之前把電荷中和裝置放置在旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)工件的位置；以及在旋轉(zhuǎn)工件的步驟之后把電荷中和裝置再次調(diào)整到旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)的位置。
上述的系統(tǒng)和方法提供一些優(yōu)勢。注入平面和調(diào)整平面是共面的而且不受射束高度和/或注入角的影響。掃描軸線全然不傾斜，所以掃描行程被最小化，而且晶片交換高度是具有代表性的和容易優(yōu)化的。因?yàn)閮A斜是通過旋轉(zhuǎn)小得多的慣性質(zhì)量實(shí)現(xiàn)的，所以使晶片生產(chǎn)量增加到最大限度能夠被迅速地完成。因?yàn)閮A斜運(yùn)動不被用來在注入位置和晶片裝載位置之間移動晶片，所以傾斜軸線必要的運(yùn)動范圍僅僅受注入角的要求(45度而不是90度)的驅(qū)使。這減少交換晶片所需的時(shí)間并因此增加晶片生產(chǎn)量。比較小的慣性質(zhì)量將被傾斜還意味著這種運(yùn)動能用比較小而且較廉價(jià)的欠強(qiáng)大的動力產(chǎn)生。非必選的讀數(shù)電子槍容易被放置在晶片附近，讀數(shù)電子槍-晶片間的幾何關(guān)系在整個(gè)注入角范圍內(nèi)保持不變。這是通過簡單地從注入室的天花板架設(shè)讀數(shù)電子槍并且使它圍繞著掃描軸線旋轉(zhuǎn)到與注入角相配完成的。
附圖簡要說明盡管已經(jīng)展示和描述了目前考慮到的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但是對于熟悉這項(xiàng)技術(shù)的人顯而易見的是不脫離用權(quán)利要求書定義的本發(fā)明的范圍可以作各種不同的變化和修正。
圖1是在現(xiàn)有技術(shù)中使用的離子注入系統(tǒng)的中間截面的側(cè)視圖2是在垂直于掃描離子束的調(diào)整平面上使用法拉第杯的現(xiàn)有技術(shù)采樣系統(tǒng)的中間截面的俯視平面圖；圖3是描繪包括用于調(diào)整注入角的傾斜晶片系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)的離子注入裝置的中間截面的側(cè)視圖；圖4是包括可用來調(diào)節(jié)注入角的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動臂的離子注入系統(tǒng)的中間截面的俯視圖；圖5是展示可以與圖4所示的系統(tǒng)連同使用的離子束調(diào)整采樣系統(tǒng)的中間截面的俯視圖；圖6是圖4所示的系統(tǒng)的中間截面的側(cè)視圖；而圖7A和7B是圖6所示的系統(tǒng)對于不同的工件旋轉(zhuǎn)角的俯視圖。
本發(fā)明的詳細(xì)描述圖4是描繪依照本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方案和手段的離子注入系統(tǒng)400的中間截面的俯視圖。離子束來源402被用來產(chǎn)生離子束404，該離子束可以是任何類型適合離子注入目的的離子束。例如，離子束404可能是扇形射束或平行射束。離子束來源402非必選地射出作為橫越射束寬度W伸展的帶狀射束的離子束404，即離子束404可能橫越射束寬度W進(jìn)行磁性或靜電掃描。通常，離子束404沿著平行于系統(tǒng)400的Z軸408的射束軸線406傳播。X軸410與射束寬度W平行。在優(yōu)選實(shí)施方案中，射束來源402有傳統(tǒng)的可有選擇地調(diào)節(jié)的射束質(zhì)量控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)臂用來調(diào)節(jié)諸如離子密度和離子的粒子方向之類的離子射束404的特征。離子束來源402把離子束404射入離子注入室412。
工件夾具414借助內(nèi)部的真空或夾緊結(jié)構(gòu)(未描繪)夾持晶片416之類的工件。為了離子注入目的，晶片416呈現(xiàn)接受來自的離子束404的撞擊離子的注入表面418。線420垂直于注入表面418。當(dāng)線420平行于射束軸線406的時(shí)候，線422平行于X軸410并且代表在旋轉(zhuǎn)零度的情況下注入表面418將占據(jù)的位置。工件夾具414能在任何z-x軸平面424內(nèi)有選擇地旋轉(zhuǎn)，以致工件夾具414的順時(shí)針方向或反時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)角426。當(dāng)工件414處于未被旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)時(shí)，旋轉(zhuǎn)角426是90°，以致線420與射束軸線406平行，而注入表面418對準(zhǔn)線416。工件夾具414在z-x平面424中可以有任何自由旋轉(zhuǎn)范圍，但是優(yōu)選有-45°到45°的自由旋轉(zhuǎn)范圍，以致旋轉(zhuǎn)角426在從45°到135°的范圍內(nèi)變動。例如，在工件夾具414有0°到45°的自由旋轉(zhuǎn)范圍的情況下，旋轉(zhuǎn)角可以從45°變化到90°。當(dāng)晶片416被放在工件夾具414內(nèi)的時(shí)候，工件夾具414的旋轉(zhuǎn)引起注入表面418相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)。因此，平坦的注入表面418，或者如果需要甚至是彎曲表面，都能依照注入表面418的面積范圍沿著代表注入表面418在離子注入操作期間預(yù)定或?qū)嶋H位置的線428被照射。
法拉第杯430駐留在離子注入室412內(nèi)，用于沿著與線428一致的平面測量離子束404的離子密度的目的。諸如馬達(dá)驅(qū)動的線性軸之類的驅(qū)動臂432控制法拉第杯430平行于X軸410的平移運(yùn)動。離子注入室412包括允許驅(qū)動臂432連同借助壁436平行于Z軸408的滑動變得容易的驅(qū)動臂432的Z軸平移運(yùn)動一起通過的狹縫434。例如，壁436的平移運(yùn)動可能通過馬達(dá)驅(qū)動的線性軸438按箭頭方向440的伸出或縮進(jìn)而變得容易。壁436可以用上下軌道組件(未描繪)保持在真空室412上，其中真空密封件442這樣圍繞著狹縫434，以致離子注入室412內(nèi)部的真空條件由于真空壓力對表面444的作用通過密封件442上的力得到增強(qiáng)。
借助這些手段，法拉第杯430至少有兩個(gè)平移自由度。即在X軸和Z軸兩個(gè)方向上的自由度，以致法拉第杯430可以沿著線428建立與線428和注入操作期間注入表面418的預(yù)定位置一致的調(diào)整平面。工件夾具414可以在裝置操作期間被降低，以便給法拉第杯430騰出空位。圖5描繪法拉第杯430與線428平行存在的行進(jìn)線500有這樣的關(guān)系，以致法拉第杯430的中心橫越通常借助臂432和軸438的動作把中心置于線428上的平面行進(jìn)。法拉第杯沿著行進(jìn)線500在眾多選定的位置(例如位置502和504)獲得來自離子束的測量結(jié)果。
圖6依據(jù)中間截面的側(cè)視圖展示離子注入系統(tǒng)400。工件夾具414被安裝到在Y軸方向602掃描足以使工件416的表面418完全通過離子束404的馬達(dá)驅(qū)動的軸600上。軸600是垂直掃描機(jī)構(gòu)的零部件。伺服控制轉(zhuǎn)向節(jié)604允許工件夾具414和工件416圍繞著軸線605在圖6所示的垂直位置和用于與傳統(tǒng)的晶片轉(zhuǎn)移裝置(未描繪)相互作用的水平位置之間旋轉(zhuǎn)。馬達(dá)612適合軸600圍繞著平行于系統(tǒng)Y軸602的軸線614旋轉(zhuǎn)。工件夾具414和工件416可以被旋轉(zhuǎn)到各種不同的可有選擇地調(diào)節(jié)的固定位置，從而導(dǎo)致不同的旋轉(zhuǎn)角的426，如圖4所示。旋轉(zhuǎn)角426的大小是通過馬達(dá)612的動作調(diào)節(jié)的。
讀數(shù)電子槍618可以通過臂620附著到垂直掃描機(jī)構(gòu)上的套筒622上。讀數(shù)電子槍618為了中和電荷被定位在工件416的前面而且其位置必須避免阻擋離子束404。臂620和套筒622是這樣配置的，以致讀數(shù)電子槍618圍繞著軸線614旋轉(zhuǎn)到與工件夾具414相同的角度。當(dāng)工件夾具414被軸600垂直掃描的時(shí)候，讀數(shù)電子槍618保持在固定的角度。因此，從讀數(shù)電子槍618發(fā)出的電子相對于工件夾具414和工件416按照旋轉(zhuǎn)程度維持一致的取向。
旋轉(zhuǎn)的這種匹配程度保證來自離子束404的離子注入不受電子發(fā)射方面的變化和工件416上相關(guān)聯(lián)的場效應(yīng)的影響。此外，工件416總是把恒定不變的橫截面積呈現(xiàn)給發(fā)射電子的讀數(shù)電子槍618，如圖7A和7B所示。這個(gè)恒定不變的橫截面積避免了針對不同的工件旋轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)讀數(shù)電子槍616的電子輸出的需要。
控制器634提供對所有系統(tǒng)要素的控制，例如根據(jù)來自法拉第杯430的測量結(jié)果對離子束404實(shí)施質(zhì)量控制。應(yīng)該注意這樣的射束控制不同于現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)踐，因?yàn)殡x子束404的特征是根據(jù)在與垂直于射束軸線406的調(diào)整平面相反的包括線428的調(diào)整平面(見圖4)中的測量結(jié)果進(jìn)行調(diào)節(jié)的?？刂破?34還提供控制用于全部依照上述的運(yùn)動原則操縱晶片搬運(yùn)和操作軸600、馬達(dá)612、轉(zhuǎn)向節(jié)604和套筒622的指令。
本發(fā)明在其更寬廣的方面不局限于所展示和描述的這些特定的細(xì)節(jié)、有代表性的裝置和方法和說明性的實(shí)例。因此，在不離開用權(quán)利要求書及其等價(jià)文件定義的一般的發(fā)明概念的精神或范圍的情況下可以違背這樣的細(xì)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種用于離子注入的裝置，其中包括有第一軸線的離子源；為了沿著垂直于第一軸線的運(yùn)動路徑以直線運(yùn)動方式機(jī)械掃描而配置的工件夾具；當(dāng)工件被安裝在工件夾具上的時(shí)候供使用運(yùn)動路徑作為使工件上的注入表面以選定的旋轉(zhuǎn)角取向的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)工件時(shí)使用的可有選擇地調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)控制結(jié)構(gòu)；以及為了沿著注入表面的預(yù)定位置掃描以提供與預(yù)定位置一致的裝置測量結(jié)果而配置的射束測定裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中離子源包括具有一個(gè)尺寸至少是另一個(gè)尺寸兩倍大的垂直于第一軸線的二維橫截面的平行路徑扇形射束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，進(jìn)一步包括至少一個(gè)選自讀數(shù)電子槍和等離子橋指向工件夾具用于中和累積射束電荷的電荷中和構(gòu)件，以及為了維持電荷中和構(gòu)件與工件夾具成一條相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸線而配置的可旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其中可旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)這樣對準(zhǔn)運(yùn)動路徑，以致可旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)能夠通過旋轉(zhuǎn)這樣線性地對準(zhǔn)可有選擇地調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)控制結(jié)構(gòu)，以致它與工件表面的間隔的取向是作為不變的間隔維持的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其中可旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)包括適合保持工件夾具和電荷中和構(gòu)件之間的間隔恒定不變的臂。
6.一種用于工件的離子注入的方法，該方法包括下述步驟產(chǎn)生垂直于有X軸和Y軸的第一XY平面的離子束；通過使第一XY平面圍繞著Y軸旋轉(zhuǎn)識別第二平面；在第二平面中沿著一條直線測量有效的離子束強(qiáng)度，以便提供射束強(qiáng)度信號；根據(jù)射束強(qiáng)度信號調(diào)節(jié)離子束，以便獲得經(jīng)過調(diào)節(jié)在第二平面中沿著一條直線具有預(yù)期的離子束強(qiáng)度的離子束；旋轉(zhuǎn)工件使注入表面對準(zhǔn)第二平面；以及沿著Y軸平移經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的工件，使工件通過經(jīng)過調(diào)整的離子束在工件上完成離子注入。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，進(jìn)一步包括如下步驟將電荷中和裝置放置在與工件成一條旋轉(zhuǎn)直線的位置上。
全文摘要
離子注入系統(tǒng)在離子注入室中包含邊垂直掃描邊使晶片在離子束中以某個(gè)相對于投射軸線偏離垂直取向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角傾斜的工件夾具。在用工件夾具夾持的晶片上進(jìn)入注入表面的注入角是通過工件夾具圍繞著其運(yùn)動路徑有選擇地旋轉(zhuǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)的。法拉第杯沿著注入表面的預(yù)定位置掃描離子束，以形成裝置測量平面。離子束質(zhì)量是為了提高射束均勻性依照這些傾斜角的測量結(jié)果沿著裝置平面進(jìn)行調(diào)整的。諸如讀數(shù)電子槍之類電荷中和裝置是與工件成一操作直線運(yùn)動的。
文檔編號C23C14/48GK1500284SQ01822153
公開日2004年5月26日 申請日期2001年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月22日
發(fā)明者唐納德·W·伯里安, 約翰·D·波洛克, 約翰·W·范德波特, D 波洛克, W 范德波特, 唐納德 W 伯里安 申請人:瓦里安半導(dǎo)體設(shè)備聯(lián)合公司