CN100555551C - 射束均匀度及角度分布测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明可通过在整个离子射束(例如一条带射束的较宽部分)的各种位置处监视射束电流均匀度及入射角，以简化半导体装置制造。在一离子注入系统(例如单晶片式系统及/或多晶片式系统)中可以运用一个或多个均匀度检测器，该均匀度检测器包含多个元件。各元件包含：一孔洞，其可从一入射离子射束选择性地获得一小射束；以及一对传感器，其可测量射束电流，并作为离子射束的进入角度的函数。可通过多对传感器，至少部分地从所测得的射束电流来决定在特定元件处的入射角。因此，可依指示来调整离子射束产生以改善均匀度，并且能够以改良的均匀度以及在更紧密的处理程序的情况下执行离子注入。

Description

射束均匀度及角度分布测量系统

技术领域

本发明一般涉及离子注入装置，特别地涉及离子均匀度及角分布测量系统与方法。

背景技术

相对于化学过程的扩散，离子注入是一个物理过程，其运用在半导体装置制造中，以选择性地将掺杂剂注入到半导体和/或晶片材料内。这样，注入的动作并不依赖于掺杂剂与半导体材料之间的化学反应。对于离子注入，掺杂剂原子/分子会被离子化及隔离，有时会被加速或减速、构成一射束，以及扫过一晶片。掺杂剂离子可物理性地轰击该晶片，进入该晶片表面并保持在该表面下方。

离子注入系统是一组复杂的子系统，各子系统可对掺杂剂离子执行一特定操作。按照气体或固体形式，掺杂剂元素定位在离子化室的内部并用一适当的离子化处理使其离子化。在一示范性过程中，将该室维持在低压(真空)下。一细丝位于该室的内部，并被加热至可从该细丝源产生电子的温度点。带负电的电子可被吸引至同样位于该室内的相反电性的阳极。在电子从细丝吸引到该阳极的过程中，电子撞击于掺杂剂源元素(例如分子或原子)，并从该分子内的元素产生许多带正电的离子。

一般说来，除所需的掺杂剂离子外，也会产生其他的正离子。通过一称为分析、质量分析、选择或离子分离的处理，可从各离子中选出所需的掺杂剂离子。利用一质量分析器来完成选择，该质量分析器会产生一个来自该离子化室的离子行进通过的磁场。离子可以相当高的速度离开该离子化室，并被该磁场弯折成一弧线。该弧线的半径由单个离子的质量、速度及该磁场的强度决定。该质量分析器的出口只允许一种离子，即所需的掺杂剂离子离开该质量分析器。

在一些情况中可采用一种称为线性加速器的加速系统，以将所需的掺杂剂离子加速或减速至一预定动量(例如掺杂剂离子的质量乘上其速度)，以便穿透该晶片表面。为了加速处理，该系统通常是一具有圆形通电电极以及多对沿其轴线的四倍透镜的线性设计。这些四倍透镜是以负性及正性电位而通电。当掺杂剂离子进入其内部时，它们会经此而被通电电极所加速，并由这些四倍透镜(作为一射束)选择性地聚焦及散焦。

然后，掺杂剂离子会被导引向一位于终端站处的目标晶片。作为一射束的掺杂剂离子会以一特定的射束电流冲击该晶片。为了在该目标处获得大致均匀的剂量分布，要求该射束大致均匀，还要求该射束的入射角度大致均匀。从而需要一种用于测量射束均匀度及角分布的适当系统及方法。

发明内容

以下提供了一个可以基本了解本发明的一个或多个方面的简化概要。该概要不是本发明的广泛概述，也不是为识别出本发明的重要或关键要素，或者为了说明其范围。反之，该概要的主要目的是以简化的形式提供本发明的一些概念，作为稍后提供的更详细的说明书的序文。

本发明通过在整个离子射束(例如一条带射束较宽部分)的各位置处监视射束电流的均匀度及入射角以简化半导体装置制造。在一离子注入系统(例如单晶片系统及/或多晶片系统)中可以运用一个或多个均匀度检测器。该检测器可操作成在离子注入前(例如校准)、在离子注入过程中(例如现场)、和/或在离子注入后(例如确认)，提供均匀度测量值。根据均匀度测量值，可调整离子射束的产生，以依指示改善均匀度。从而，能够以改良的均匀度以及在更紧密的处理控制的情况下执行离子注入。

为达到前述的和相关的目标，本发明包含各项如下文详细说明和在权利要求书中特别指出的特性。以下的说明及附图详细陈述了本发明的某些示例性方面与实施。然而，这些说明仅指示出其中运用了本发明原理的各种方式中的一些。当连同附图一起考虑时，可从以下详细说明而充分了解本发明的其他目的、优点及新颖特性。

附图说明

图1是一方框图，说明了根据本发明的一个方面的单一晶片离子注入系统。

图2示出了根据本发明的一个方面的均匀度检测器的一部分。

图3示出了根据本发明的一个方面的均匀度检测器的一部分。

图4示出了根据本发明的一个方面的均匀度检测器的一部分。

图5是一平面图，示出了根据本发明的一个方面的均匀度检测器的结构。

图6是一平面图，示出了根据本发明的一个方面的均匀度检测器的结构。

图7是一平面图，示出了根据本发明的一个方面的均匀度检测器的结构。

图8是一方框图，示出了根据本发明的一个方面的示范性传感器。

图9是一流程图，示出了根据本发明的一个方面执行大体上均匀的离子注入的方法。

图10是一流程图，示出了根据本发明的一个方面监视离子射束均匀度的方法。

图11是一立体图，示出了根据本发明的一个方面的均匀度检测器。

图12是一俯视图，示出了根据本发明的一个方面的均匀度检测器。

图13是一剖面图，示出了根据本发明的一个方面的均匀度检测器。

图14是另一剖面图，示出了根据本发明的一个方面的均匀度检测器。

图15是一详细图，示出了根据本发明的一个方面的均匀度检测器的一部分。

具体实施方式

现在将参照附图说明本发明，在此全篇中相同的标号用于表示相同的元件。本领域技术人员应了解本发明并不受限于该实施例以及以下所举例及说明的各方面。

本发明可通过在整个离子射束(例如一条带射束较宽部分)的各种位置处监视射束电流均匀度及入射角来简化半导体器件制造。在一离子注入系统(例如单晶片式系统及/或多晶片式系统)中可以运用一个或多个均匀度检测器。该检测器可操作成在离子注入前(例如校准)、在离子注入过程中(例如现场)、和/或在离子注入后(例如确认)，提供均匀度测量值。根据均匀度测量值，可调整离子射束的产生，以依指示改善均匀度。从而，能够以改良的均匀度以及在更紧密的处理程序的情况下执行离子注入。

可运用一均匀度检测器来获得射束电流及入射角测量值，该检测器包括一层或多层，各层包含一系列或多个测量元件。各个层可得到在一选定方向上的入射角测量值。各元件可操作成得到用于进入离子射束的入射角和/或一个(多个)射束电流测量值。

现在从图1开始，其中表示了根据本发明的一个方面的简化示范性单一晶片离子注入系统100的方框图。该系统100包含一室体102、一含有一来源的离子注入系统104、一均匀度检测器106，及一模块110(还可以称为基架或终端站)，该模块可保持一单一晶片108。如图1所示系统100是为了说明目的而提供的，而不是为了包含离子注入系统的所有方面、元件与特性。相反地，该系统100是为了协助进一步了解本发明而说明的。

该离子注入系统104可产生一离子射束112，通常是一条带射束，它具有包含掺杂剂种类、剂量、射束电流、入射角、能量等等多个特征。虽然该离子射束112描绘成大致与该晶片108的表面正交，但是该离子射束112可以与该晶片108的表面成另一入射角(例如＞0，其中0为与该表面垂直的射束)。

如前所述，模块110保持晶片108。此外，该模块110可操作成按一受控的速率(依指示)将该晶片移动经过离子射束112，从而达到所需的注入结果。一般说来，会以该晶片108单次通过离子射束112来完成给定的离子注入。这样，可以获得整个该晶片108上的大致均匀的注入结果，因为该晶片108的所有部分或局部都是按大约相同的速率而移动经过该离子射束112。相对地，其他的离子注入系统可使用同样属于本发明的处理碟片。

本范例里的均匀度检测器106放置在模块110下方，而与该离子射束102共线。示出的检测器106处于一个固定位置处。应该了解本发明的替代性方面包含任何适当数量的检测器、位于其他位置处的检测器，以及可移动式的检测器。例如，该检测器106可以是整合于该模块或基架110，且可以与晶片108处于大致相同的平面上。该检测器106会在多个位置处测量整个离子射束112上的射束电流均匀度。此外，该检测器106会在多个位置处取得该离子射束112的入射角度测量值。可利用上述射来电流均匀度及入射角测量值来调整由该离子注入系统104产生的离子射束112，从而改善均匀度。此外，可利用这些测量值以便当各测量值表示出显著的偏离时指示晶片受损。

该检测器106包含一系列分别包含一孔洞及一对射束电流传感器的元件。该孔洞可让仅仅一部分的离子射束112(称之为小射束)通过该对射束电流传感器。由这些传感器所测得的射束电流可以用来表示该小射束的入射角度，因此表示一部分离子射束112的入射角度。从而，可利用各元件以取得入射角测量值，而各元件的测量值可用于确定在整个离子射束112上的入射角均匀度。根据本发明的适当检测器的进一步细节及范例在下文进行说明。

现参照图2，此图说明了根据本发明的一个方面的均匀度检测器200的一部分。该检测器200包含一遮罩206，及一系列确定多个元件的传感器对212(S1及S2)，这些传感器对可操作成获得在第一方向上的入射角测量值与射束均匀度测量值。该均匀度检测器200可在离子射束208的不同部分获得这些均匀度测量值，从而表示该离子射束在射束电流及入射角方面的均匀度。

单个元件包含一孔洞214、一第一射束电流传感器202及一第二射束电流传感器204。该孔洞214由遮罩206所确定，并根据该孔洞214的宽度w而从该离子射束208获得一小射束210。该第一射束电流传感器202及该第二射束电流传感器204对称地放置在该孔洞214下一距离g处，且彼此分开一间隔215。传感器(202及204)可从该小射束210获得射束电流测量值(第一及第二测量值)。由于上述定位方式，第一传感器202及第二传感器204会测量到依该小射束210及该离子射束208的入射角度而定的射束电流量。作为一个范例，与该第一传感器202相比较，如图2所示的小射束210可由该第二传感器204产生一更大的测量射束电流。应该注意到如果入射角A大约为零(例如射束大致垂直于该检测器)，则这些传感器(202及204)的所测射束电流会大约相等。

小射束210的入射角A是该第一测量值及该第二测量值的函数。一可根据本发明用以决定该入射角A的适当公式如下：

A＝((S1-S2)/(S1+S2))*w/2g    (公式1)

其中A为入射角，S1为第一测得射束电流，S2为第二测得射束电流，w为孔洞宽度，而g为传感器位于遮罩206或孔洞214以下的距离。也可采用其他适当的公式以获得入射角及/或入射角表示而仍属本发明的范围内。此外，该第一测得射束电流及该第二测得射束电流可彼此相加(S1+S2)，以提供在该元件处的射束电流的表示。

将来自多个元件的入射角测量值加以分析，以确定该离子射束在整个射束上的入射角均匀度。此外，可分析来自多个元件的射束电流测量值，以确定在整个离子射束上的射束电流。根据这些测量值，可采取修正处理来改善该离子射束208的均匀度。

图3说明了根据本发明的一个方面的均匀度检测器300的一部分。该检测器300包含一第一层350，其可在第一方向上取得射束电流及入射角测量值，以及一第二层352，其可在与该第一方向正交的第二方向上取得射束电流及入射角测量值。该第一层350包含一遮罩306，及一系列传感器对318，它们确定了多个元件，并可操作成获得入射角测量值及射束均匀度测量值。该第二层352也包含一遮罩308，及一系列传感器对310，并布置成正交于且低于该第一层350。该均匀度检测器300可在离子射束312的不同部分及两个方向上(例如“x”和“y”)取得这些均匀度测量值，从而表示该离子射束在射束电流及入射角方面的均匀度。

该第一层350的单个元件包含一孔洞316、一第一射束电流传感器302及一第二射束电流传感器304。该孔洞314由遮罩306所确定，且可按照宽度w1从该离子射束312获得一小射束314。该第一射束电流传感器302及该第二射束电流传感器304对称地放置在该孔洞314之下一距离g1处。这些传感器(302及304)可从该小射束314获得射束电流测量值(第一及第二测量值)。如前所述，该第一传感器302及该第二传感器304会因它们的定位而随该小射束314及该离子射束312在第一方向上的入射角测量出不同的射束电流量。从这些测量值，可决定对该第一方向上的一入射角A1(例如沿该条带射束长度延伸的第一方向)。

该第二层352的单个元件也包含一确定于该遮罩308内的孔洞(未图示)，以及确定于一系列传感器对310内的一第一射束传感器与一第二射束传感器(未图示)。类似地，该第一射束电流传感器及该第二射束电流传感器对称地放置在该孔洞之下一距离g2处。这些传感器会从按照孔洞宽度w2(未图示)所确定的小射束314的部分获得射束电流测量值(第一及第二测量值)。该第一传感器及该第二传感器会测量在该第二方向的离子射束312的入射角上相对彼此改变的第一及第二射束电流。从这些第二层352的测量值，可决定该第二方向上的入射角A2(例如沿该条带射束宽度延伸的第二方向)。

共同地，该第一层350的元件指示出按第一方向整个离子射束312上的角均匀度，而该第二层352的元件指示出按第二方向整个离子射束312上的角均匀度。此外，两个层的元件可操作成提供射束电流测量值(例如由一传感器对所测得的射束电流总和)，以指示在整个离子射束312上的射束电流均匀度或其缺少情况。依据所检测到的均匀度或其缺少情况，可调整和/或校正该离子射束312，从而改善均匀度。

图4说明了根据本发明的一个方面的均匀度检测器400的另一部分。此图与如图3所示的图正交。该检测器400包含一第一层450，此层可获得在第一方向上的射束电流及入射角测量值，以及一第二层452，此层可获得在与该第一方向正交的第二方向上的射束电流及入射角测量值。该第一层450包含一遮罩406及一系列检测器对403，其确定了多个元件，并可操作成获得入射角测量值及射束均匀度测量值。该第二层452也包含一遮罩408及一系列检测器对416，并布置成正交于且低于该第一层450。该均匀度检测器400可在离子射束412的不同部分及两个方向上取得这些均匀度测量值，从而表示该离子射束相对于射束电流及入射角的均匀度。

该第一层450的单个元件包含一孔洞(未图示)、一第一射束电流传感器(未图示)，及一第二射束电流传感器(未图示)。该孔洞由遮罩406所确定，且可按照宽度w1从该离子射束412获得一小射束。该第一射束电流传感器及该第二射束电流传感器对称地放置在该孔洞之下一距离g1处。这些传感器可从该小射束获得射束电流测量值(第一及第二测量值)。由于其定位方式，该第一传感器及该第二传感器会按照该小射束及该离子射束412在第一方向上的入射角测量出不同的射束电流量。从这些测量值，可决定对该第一方向上的一入射角A1。

该第二层452的单个元件也包含一确定于遮罩408内的孔洞420，以及确定于一系列传感器对410内的第一射束传感器409与第二射束传感器410。类似地，该第一射束电流传感器及该第二射束电流传感器对称地放置在该孔洞之下一距离g2处。这些传感器可从按照孔洞宽度w2所确定的小射束414的部分获得射束电流测量值(第一及第二测量值)。该第一传感器409及该第二传感器410会测量在该第二方向的离子射束412的入射角上相对彼此而改变的第一及第二射束电流。从这些第二层452的测量值，可决定对该第二方向上的入射角A2。

对于图3的均匀度检测器，该第一层450的元件指示出在第一方向整个离子射束412上的角均匀度，而该第二层452的元件指示出在第二方向整个离子射束412上的角均匀度。此外，两个层的元件可操作成提供射来电流测量值(例如由一传感器对所测得的射束电流总和)，以指示在整个离子射束412上的射束电流均匀度或其缺少情况。依据所检测到的均匀度或其缺少情况，可调整和/或校正该离子射束412，从而改善均匀度。

现参照图5，它是一平面视图，该图说明了根据本发明的一个方面的均匀度检测器的结构500。该结构500适用于单层式均匀度检测器，如图2所述。

该结构500示出了一遮罩502，以及用于一系列元件的一系列孔洞504。这些孔洞504具有一确定宽度w1，其可选择性地从一离子射束获得一小射束。可运用在该孔洞下的多对传感器来获得沿该“y”方向上的入射角测量值。

现继续到图6，它是另一个平面视图，此图说明了根据本发明的一个方面的均匀度检测器的结构600。该结构600适用于双层式均匀度检测器，如图3及4所述。

该结构600示出了用于第一系列元件的遮罩602及一系列孔洞604。这些孔洞604具有一确定宽度w1，其可选择性地从一离子射束获得一小射束。在该孔洞下的多对传感器(未以图示)可用来获得“y”方向上的入射角测量值。此外，一位于该遮罩602下的第二遮罩(未图示)包含用于第二系列元件的第二系列孔洞606。这些孔洞606具有一确定宽度w2，其可选择性地从一离子射束获得一第二小射束。在这些孔洞606下的多对第二传感器(未图示)可用来获得“x”方向上的入射角测量值，在此结构中该x方向正交于或垂直于“y”方向。一可由此均匀度检测器600所测量的示范性条带离子射束由该长方形区域608表示。从而，此结构600可在“x”及″y″方向上于该离子射束的不同位置处获得入射角测量值。

应该了解此视图是为了进一步说明本发明而提供的，而无需受限于比例大小。此外，孔洞的数量及大小在本发明实施上可大幅改变。下文说明了大概依循图6的示范性实施。一条带离子射束沿“y”方向上延伸，且约为30厘米乘5厘米。一个也是沿“y”方向上延伸的示范性均匀度检测器约为35厘米乘10厘米。在“x”方向或轴线上，孔洞是短的且指向“y”方向或轴线。在此范例里，48个孔洞或10厘米长的槽口，间隔0.62厘米，沿“y”方向排成直线，而其后配置有48对传感器。在正交方向“x”上，18个孔洞或30厘米长的槽口，间隔0.55厘米，而其后配置有18对传感器。

图7是一个平面视图，此图说明了根据本发明的一个方面的均匀度检测器的结构700。在此结构700中，一第一遮罩702具有用于第一方向的多个孔洞，而一第二遮罩704具有用于第二方向的多个孔洞(例如x)。该结构700类似于图6，因为这有助于获得在“x″及″y″两个方向上的入射角测量值。然而，该第二遮罩704并不必然位于第一系列元件及该第一遮罩702下。

该第一遮罩702的孔洞具有一确定宽度w1，其可选择性地从一离子射束获得一第一小射束。在该孔洞下的多对传感器(未图示)可用来获得“y“方向上的入射角测量值。该第二遮罩704的孔洞具有一确定宽度w2，其可选择性地从该离子射束获得一第二小射束，而非该第一小射束。在该第二遮罩704的孔洞下的多对第二传感器(未图示)可用来获得”x“方向上的入射角测量值，在此结构中该x方向正交于或垂直于该”y“方向。从而，此结构700可在”x“及”y“方向上在该离子射束的不同位置处获得入射角测量值。

图8是一方框图，此图说明了根据本发明的一个方面的示范性传感器800。该传感器800可用于对如前所述进入的离子射束进行测量的射束电流及入射角。应该了解可根据本发明采用其他适当的射束传感器。

一第一导体层804形成于一电路板802或其他适当的基板上。该第一导体层包含一例如铜质或铝质的导体材料。该导体层804可操作成接收来自一离子射束或小射束的进入离子，其可在该电路板802上累积电荷。该电荷的累积正比于该离子射束的离子数量或离子射束的射束电流量，并因此可提供一射束电流的表示或测量值。一个或多个间隙810出现在该传感器800内，以隔离单个传感器元件，并可让一离子射束的部分通过到达底层。

鉴于如前及在此所说明的结构及功能特性，可参照图9-10以更好地了解根据本发明各方面的方法。然而，为了简化说明，图9-10的方法虽是按序列方式执行加以描述及说明，但是应该了解及知悉本发明并不限于所述顺序，因为根据本发明的某些方面可以与这里示出和描述的其他方面按不同顺序和/或共同出现。此外，为实施一根据本发明的一个方面的方法，并不需要所有示出的特点。

现参照图9，它是一个流程图，其中说明了根据本发明的一个方面执行离子注入的方法900。该方法900可在注入之前与之后监视并调整离子射束的均匀度，以改善和/或检验在注入处理过程中的均匀度。

该方法900开始于方框902，其中产生一具有多项特征的离子射束，其包含(但不限于)所需的射束电流、所需的射束电流均匀度、入射角及角均匀度。其他的射束特征包括掺杂剂量、掺杂剂类型等等。在方框904，该离子射束被导向一均匀度检测器，其大致位于邻近一目标晶片处。该均匀度检测器包含可测量射束电流及在一个或多个方向上的入射角的一系列元件。该均匀度检测器的适当结构如前所述。

在方框906处，均匀度检测器会测量该离子射束的入射角均匀度及射束电流均匀度，并且如有需要，可对该离子射束执行修正。所获得的测量值可与射束电流及入射角的预期数值相比较，以决定它们是否合宜及适当。此外，可针对均匀度及分布方式来分析这些测量值。通过调整该离子射束产生器(即如线性加速器、质量分析器、离子源抽取等等)的一个或多个参数和/或元件，来完成该离子射束的修正。

继续到方框908，对该目标晶片执行离子注入。一般说来，会在开始对该晶片进行离子注入之前，将该目标晶片移动或定位到该均匀度检测器上。此外，以可控制的方式移动该目标晶片经过离子射束，以达到所需的注入性质(例如掺杂剂浓度、注入深度等等)。在该离子注入之后，该均匀度检测器会再次地测量入射角及射束电流均匀度，以检验该离子射束是否在整个离子注入中维持均匀。

图10是一个流程图，此图说明了根据本发明的一个方面监视离子射束均匀度的方法1000。该方法1000可操作成测量及分析整个离子射束长度上的射束电流与角均匀度。

该方法1000开始于方框1002，其中提供一具有多个测量元件的均匀度检测器。每个检测器元件包含一确定一所获得的小射束宽度的孔洞，以及一对传感器。可以在方框1004处取得各对传感器的单个射束电流测量值。在方框1006，会对于各元件从所测的射束电流产生合成的射束电流测量值。一般说来，该合成的射束电流测量值是该元件内各传感器的测得射束电流的总和，然而，可运用其他适当的机构来获得一合成的射束电流测量值。

接著，在方框1008处，可对各元件从所测得射束电流产生一入射角测量值。该入射角测量值也是单个测得射束电流的函数。一用以取得该入射角测量值的适当示范性公式可参照公式1，如前所述。

继续，在方框1010处，针对均匀度来分析这些合成的射束电流测量值(每个元件一个测量值)。通常，可容允一适当的数量或程度的偏差阀值。超过该阀值的电流偏差或变异视为是不可接受的且要求修正处理。类似地，在方框1012处，针对均匀度和/或角分布来分析各入射角测量值(每个元件一个测量值)。再次地，可对角分布容允一适当数量的偏差阀值。对不可接受的改变进行修正处理。

后述的图11至15是为了说明根据本发明的示范性、适当的均匀度检测器而提供的。应该了解根据本发明可以利用此检测器的变化方式及其他可操作成获得入射角测量值的适当的均匀度检测器。

现开始于图11，它是一个说明了根据本发明的一个方面的均匀度检测器1100的立体图。该均匀度检测器1100包含两层，其可获得不同位置处在第一及第二方向上的入射角测量值。除入射角测量值外，该均匀度检测器1100也可操作成获得在各种位置处的射束电流测量值。

一外壳1102可为该检测器1100提供一大致的支撑及结构。一第一遮罩1104定位于该检测器1100的顶部。图示的多个长方形孔洞1106形成于该第一遮罩内。这些孔洞1106可操作成接收一进入离子射束，并根据如前述的所需宽度及长方形形状选择性地让多个小射束通过。一压缩层1108位于该遮罩1104下，并用于禁止流向或来自传感器的电子电流。该压缩层1108可改善测量值的准确度。一第一电路板1109位于该压缩层1108之下的一个选定距离处。该第一电路板1109含有多个传感器，其可如前所述地获得射束电流测量值，并且可以含有用于控制并分析这些传感器所测得的射束电流的电路。此电路可从该传感器测量值决定入射角及射束电流。一般说来，提供有相对应于该遮罩1104的各孔洞的成对传感器。各对传感器的操作可如前所详述的，但是为了简化说明而在此暂略。各对传感器有助于取得在第一方向上的入射角测量值。

一第二遮罩1110位于该电路板1109下，并含有多个孔洞(未图示)，这些孔洞与那些包含于第一遮罩1104中的孔洞正交。这些孔洞为长方形，具有一特定宽度，并可从通过该第一电路板1109内的间隙的离子射束部分，选择性地取得各第二小射束。第二层并未采用压缩层，但在本发明其他变化方式及方面里可以采用。一第二电路板1112位于该第二遮罩下方的选定距离处，且也含有多对射束电流传感器，其有助于取得在第二方向上的入射角测量值。此外，该第二电路板1112可选择性地含有用于控制及分析各传感器所测得的射束电流的电路。

虽然没有图示，但是该均匀度检测器也可以含有用于组织及报知所测得信息的电路，所述信息可报知给一控制系统(例如处理器式控制系统)，该控制系统可进一步分析所获得的测量值、储存所获得的测量值、将所获得的测量值与所预期的测量值比较等等。

参照图12，它是一个俯视图，该图说明了一个根据本发明的方面的均匀度检测器1100。该俯视图表示该检测器1110的一般形状，且说明了该第一层遮罩1104的结构。截面线A-A及B-B也分别如图13及14所示。

图13是一个截面图，此图说明了根据本发明的一个方面而沿图12的A-A线的均匀度检测器1100。该第一层遮罩1104位于该检测器的顶部且包含多个孔洞1106。由此截面图，可观察到单个孔洞。该压缩层1108位于该第一层遮罩1104之下。继续地，含有多对传感器的第一电路板1109位于该第一层遮罩底下一选定距离(例如g1)处。该第二层遮罩1110位于第一电路板1109之下。该第二电路板1112也是位于第二层遮罩1110底下一选定距离(例如g2)处。一详细区域1500可如图13所示，并进一步参照图15进行描述。

图14是另一个截面图，此图说明了根据本发明的一个方面而沿图12的B-B线的均匀度检测器1110。图14所示的视图类似于如图13所示的，但是它正交于图13。因此，该第二层遮罩1110内的单个孔洞是可见的，而在第一层遮罩1104内的单个孔洞则是不可见的。

图15是一个放大视图1500，此图说明了根据本发明的一个方面的均匀度检测器1100。该视图1500是图13所示区域的放大视图。示出的第一层遮罩1104具有更详细示出的多个孔洞1106。这些孔洞1106是梯形形状1522。应该了解本发明并不限于仅仅是梯形形状的孔洞，还可以包含其他大小/形状的孔洞。该详细示出的压缩层1108显示出可让小射束通过的开口1524。这些开口1524并不是为了限制或选择经该小射束的离子通道，且足够宽阔而不会干涉到小射束。示出的第一电路板1109定位于该压缩层之下。可观察到该电路板1109内的间隙1526，该间隙可用于隔离第一电路板1109内的传感器，并让一些离子或该离子射束的一部分能够通过到达该第二遮罩1110(图15中未示出)。

虽然已经参照一个或多个实施而说明及描述本发明，但是本领域技术人员通过阅读及了解本说明书及各附图后，应该了解可进行等效替代及修改。特别是关于上述各元件(组件、装置、电路、系统等)所执行的各种功能、用于描述上述元件的术语(包含参照“机构”)，除另说明外，对应于任何可执行该所述元件的特定功能的元件(也就是在功能上等效)，即使其在结构上不等同于在所述本发明示范性实施内执行该功能所揭示的结构。此外，尽管已经仅对几个实施方式中的一个公开了本发明的特定特性，但是如果需要该特征可以与其他实施中的一个或多个其他特征结合，并且其对于任何给定的或特殊的应用是有利的。此外，在某种程度上术语“包括”、“具有”、“带有”或其变化可以在详细的说明书或权利要求书中使用，这些术语是为了以类似于术语“包含”的方式进行包括的。

Claims (22)

1.一种射束均匀度测量系统，包括：

孔洞，可选择性地从离子射束获得小射束；以及

均匀度检测器(200)，包括提供射束电流测量值的至少一个传感器对，该传感器对包括：

位于该孔洞下的第一射束电流传感器，用于获得该小射束的第一射束电流测量值；

位于该孔洞下并邻近于该第一射束电流传感器的第二射束电流传感器，用于获得该小射束的第二射束电流测量值，其中该第一射束电流测量值及该第二射束电流测量值产生作为第一射束电流测量值和第二射束电流测量值的函数的关于该离子射束的入射角的信息。

2.如权利要求1所述的系统，其中该第一射束电流传感器及该第二射束电流传感器位于该孔洞之下一定距离处。

3.如权利要求2所述的系统，其中该孔洞具有确定该小射束宽度的选定宽度。

4.如权利要求3所述的系统，其中该入射角是该第一射束电流测量值、该第二射束电流测量值、在该孔洞下的距离及该孔洞宽度的函数。

5.如权利要求4所述的系统，其中该入射角可按如下公式获得：

A＝((S1-S2)/(S1+S2))*w/2g

其中A为入射角，S1为第一射束电流测量值，S2为第二射束电流测量值，w为孔洞宽度，而g为位于该孔洞下的距离。

6.如权利要求1所述的系统，其中该孔洞由一遮罩内的孔缝所确定。

7.如权利要求6所述的系统，其中该遮罩由石墨构成。

8.如权利要求1所述的系统，其中该第一传感器及该第二传感器包括：

上表面上的导电层，可操作成受该小射束的离子撞击并在适当基板上累积电荷。

9.一种射束均匀度测量系统，包含：

第一系列元件，沿第一方向配置，各自包括限定孔洞的遮罩和相应传感器对，其中所述第一系列元件获得离子射束在该第一方向上的入射角测量值；以及

第二系列元件，沿第二方向配置，各自包括限定孔洞的遮罩和相应传感器对，其中所述第二系列元件获得一离子射束在该第二方向上的入射角测量值。

10.如权利要求9所述的系统，其中该离子射束是条带射束。

11.如权利要求10所述的系统，其中该条带射束的宽度部分沿第一方向。

12.如权利要求9所述的系统，其中第二方向与第一方向正交。

13.如权利要求9所述的系统，其中所述第一系列元件与所述第二系列元件可进一步操作成获得射束电流测量值。

14.如权利要求9所述的系统，其中所述第二系列元件位于所述第一系列元件下方。

15.如权利要求9所述的系统，其中所述第一系列元件的单个元件包括：

孔洞，选择性地从离子射束获得小射束；

位于该孔洞下的第一射束电流传感器，用于获得该小射束的第一射束电流测量值；以及

位于该孔洞下并邻近于该第一射束电流传感器的第二射束电流传感器，用于获得该小射束的第二射束电流测量值，其中该第一射束电流测量值及该第二射束电流测量值产生关于该离子射束的入射角的信息。

16.如权利要求9所述的系统，其中所述第一系列元件可从该离子射束获得具有第一宽度的小射束，且所述第二系列元件可从该离子射束获得具有第二宽度的小射束。

17.一种监视离子射束均匀度的方法，包括：

根据所需的入射角及所需的入射角均匀度产生离子射束；

将该离子射束导引向均匀度检测器，均匀度检测器包括限定多个孔洞的遮罩，并具有相应的传感器对；

通过该均匀度检测器，获得整个离子射束上的多个入射角测量值；

针对均匀度分析所述多个入射角测量值；以及

如为非均匀的，则根据所测得的非均匀度调整该离子射束的产生。

18.如权利要求17所述的方法，其中产生该离子射束进一步包括根据所需的射束电流及所需的射束电流均匀度产生该离子射束。

19.如权利要求18所述的方法，进一步包含通过该均匀度检测器，获得整个离子射束上的多个射束电流测量值。

20.如权利要求17所述的方法，其中该均匀度检测器位于邻近一目标晶片处。

21.如权利要求20所述的方法，进一步包含以一选定速率，将该目标晶片移动经过该离子射束，以执行离子注入。

22.如权利要求17所述的方法，其中该均匀度检测器包含多个元件，其可获得在第一方向上的多个入射角测量值。

Images