CN102623289A - 决定用以控制工件离子植入的相对扫描速度 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种决定用以控制工件离子植入的相对扫描速度，要选择使用离子植入设备的离子束，扫描实际工件的相对速度分布特性，首先，模拟一虚拟工件的植入状况。基于一离子束分布特性与一相对速度分布特性，计算虚拟工件上的剂量分布。然后，基于所计算的剂量分布与用于计算该剂量分布的相对速度分布特性，决定一新相对速度分布特性。然后，使用该新相对速度分布特性，计算一新剂量分布。反复决定新相对速度分布特性与计算相应的新剂量分布，直到新剂量分布符合一个或多个预定标准。当新剂量分布符合一个或多个预定标准时，储存新相对速度分布特性作为选定相对速度分布特性。

Description

决定用以控制工件离子植入的相对扫描速度

技术领域

本发明是有关于一种工件的离子植入，特别是有关于借由模拟工件上的剂量分布与修改随后植入所使用的相对扫描速度分布特性，控制工件上的剂量分布。

背景技术

植入工艺是将可改变导电率的杂质，例如，离子，植入工件，例如，硅晶圆、半导体板或玻璃板。用以植入的杂质材料可在离子源被离子化，然后在质量分析器被分离，而形成具有特定荷质比离子的离子束。然后，在转向工件前，该离子束可被加速或以其它方式修改。带电离子撞击工件表面，然后，穿透至工件内，而形成所需导电区域。由于工件表面区域通常显著大于离子束的截面区域，工件、离子束或者其两者，对另一个相对移动，有时以光栅扫描方法移动，使得整个工件表面可借由离子束进行植入，而在工件表面上形成剂量浓度可能不同的剂量分布。剂量浓度可用atoms/cm2(每平方厘米的原子)进行测量。剂量分布通常是离子束分布特性(或离子束电流分布)、工件相对于离子束扫描方式以及工件相对于离子束扫描速度的函数。

对于大量生产而言，最好是整个工件上有接近相同植入剂量浓度的均匀剂量分布。由于剂量分布是离子束分布特性、工件相对于离子束扫描方式以及工件相对于离子束扫描速度的函数，必需仔细控制与调整，借以确保在每一工件上产生所需的剂量分布。

确保均匀剂量分布的方法的一是在使用离子束扫描工件前，仔细调整离子束。离子束通常会进行调整，借以得到预定离子束形状与沿着离子束截面的离子束电流分布，进而增进具有所需剂量分布的适当植入工件的产能，并且简化扫描步骤。例如，类似高斯曲线的离子束形状与电流分布较佳，因此，离子束可进行调整，直到离子束形状与电流分布符合类似高斯曲线的形状与分布的预定门坎值。然而，上述调整受到离子源、质量分析器、加速器、离子植入设备的其它组件的实际能力所限制。因此，有时候难以借由调整离子束，而得到所需形状与电流分布，而且调整离子束所花费的时间不但浪费植入时间也浪费离子植入设备的操作费用。

在某些状况下，离子束被调整为延长的椭圆形或带状，其较长截面尺寸至少是工件的直径，使得整个工件可在离子束的单次扫描植入。然而，这种做法浪费部分离子束，上述部分离子束在圆形工件的范围的外着陆，而没有被植入。因此，降低离子束电流密度，借以避免显著的离子损失，结果造成植入所需时间增加。

在其它状况下，工件在扫描期间旋转，借以减少扫描前所需的离子束调整量。在这些状况下，离子束可能在扫描前完全不进行调整，或者可能只是部分调整。然后，工件以固定或不同速度连续旋转，或者工件逐步地不连续旋转，使得工件旋转而且被离子束多次扫描，其中，工件在每次不连续旋转的后与扫描之前停止旋转。例如，离子束可进行调整，直到离子束具有平滑形状与电流分布，但不一定是类似高斯曲线的形状与分布。然后，工件可以在扫描过程中连续旋转，或者工件可以在数次扫描过程中逐步地旋转，借以在工件上更均匀地植入离子。然而，并不清楚如何有效地决定工件相对于离子束的扫描速度的最佳相对扫描速度分布特性，借以得到所需剂量分布。

由此可见，上述现有的植入工艺在方法、产品结构及使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。因此如何能创设一种新的决定用以控制工件离子植入的相对扫描速度，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的植入工艺存在的缺陷，而提供一种新的决定用以控制工件离子植入的相对扫描速度，所要解决的技术问题是使其基于一离子植入设备的一离子束分布特性以及离子束与虚拟工件之间的一初始相对速度分布特性，计算虚拟工件上的剂量分布，非常适于实用。

本发明的另一目的在于，克服现有的植入工艺存在的缺陷，而提供一种新型结构的决定用以控制工件离子植入的相对扫描速度，所要解决的技术问题是使其基于所计算的剂量分布与用于计算该剂量分布的相对速度分布特性，决定离子束与虚拟工件之间的一新相对速度分布特性，从而更加适于实用。

本发明的还一目的在于，克服现有的植入工艺存在的缺陷，而提供一种新的决定用以控制工件离子植入的相对扫描速度，所要解决的技术问题是使其基于离子束分布特性与新相对速度分布特性，计算一新剂量分布。然后，分析新剂量分布，决定该新剂量分布是否符合一个或多个预定标准，从而更加适于实用。

本发明的再一目的在于，克服现有的植入工艺存在的缺陷，而提供一种新型结构的决定用以控制工件离子植入的相对扫描速度，所要解决的技术问题是使其基于该新相对速度分布特性，计算新剂量分布。使用前次计算结果，反复进行决定新相对速度分布特性与计算相应的新剂量分布的程序。当得到可产生符合一个或多个预定标准的虚拟工件上的剂量分布的新相对速度分布特性时，停止该程序，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种使用一离子植入设备的一离子束，离子植入一实际工件的方法，其中该方法包含：模拟一虚拟工件的离子植入，借以决定一选定相对速度分布特性，该选定相对速度分布特性应用于使用该离子植入设备的该离子束扫描该实际工件，其中，模拟包含：(a)基于至少一离子束分布特性以及该离子束与该虚拟工件之间的一相对速度分布特性，计算该虚拟工件上的一剂量分布；(b)基于至少所计算的该剂量分布与用于计算该剂量分布的该相对速度分布特性，决定该离子束与该虚拟工件之间的一新相对速度分布特性；(c)基于至少该离子束分布特性与步骤(b)所决定的该新相对速度分布特性，计算该虚拟工件上的一新剂量分布；(d)如果步骤(c)的该新剂量分布不符合一个或多个预定标准时，重复步骤(b)与步骤(c)；以及(e)当所计算的该虚拟工件上的该新剂量分布符合该一个或多个预定标准时，储存步骤(b)所决定的该新相对速度分布特性作为该选定相对速度分布特性；以及应用步骤(e)所储存的该新相对速度分布特性，借由使用该离子植入设备的该离子束扫描该实际工件一次或多次，植入该实际工件。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的方法，其中所述的更包含：在步骤(a)-(c)之前，测量该离子植入设备的该离子束，借以得到要用于步骤(a)-(c)的该离子束分布特性，其中，该离子束分布特性包含离子束宽度、离子束高度、离子束强度、离子束功率、离子束形状、离子束电流的至少其中之一。

前述的方法，其中所述的离子植入设备的该离子束分布特性在决定该新相对速度分布特性的仿真期间与扫描该实际工件的植入期间维持固定，没有进行进一步调整。

前述的方法，其中所述的植入该实际工件包含倾斜该实际工件至相对于该离子束的一非垂直角度。

前述的方法，其中所述的一倾斜曲线应用于步骤(a)与步骤(c)的计算该剂量分布，其中，该倾斜曲线是两个或多个该实际工件要被倾斜的不同角度。

前述的方法，其中所述的植入该实际工件包含在大致垂直该离子束的一平面，连续旋转该实际工件，其中，一旋转速度分布特性应用于步骤(a)与步骤(c)的计算该剂量分布，其中，该旋转速度分布特性是该实际工件要被旋转的速度。

前述的方法，其中所述的实际工件以一固定速度被连续旋转，其中，该旋转速度分布特性是该固定速度。

前述的方法，其中所述的实际工件以一变化非零速度被连续旋转，其中，该旋转速度分布特性是该变化非零速度。

前述的方法，其中所述的在步骤(b)，基于至少所计算的该剂量分布与用于计算该剂量分布的该旋转速度分布特性，决定一新旋转速度分布特性，其中，该新旋转速度分布特性用于步骤(c)的计算该剂量分布，其中，该新旋转速度分布特性在步骤(e)储存。

前述的方法，其中所述的在植入过程中，使用在步骤(e)所储存的该新相对速度分布特性与该新旋转速度分布特性，使用该离子植入设备的该离子束扫描该实际工件一次或多次。

前述的方法，其中所述的植入包含使用该离子束扫描该实际工件二次或多次。

前述的方法，其中所述的植入包含旋转该实际工件一或更多离散量，其中，在每次离子束扫描之前，该工件旋转该一或更多离散量，然后，该工件停止旋转，其中，一旋转曲线应用于步骤(a)与步骤(c)的计算该剂量分布，其中，该旋转曲线是该实际工件要被旋转的该一或更多离散量。

前述的方法，其中所述的在步骤(b)，基于至少所计算的该剂量分布与用于计算该剂量分布的该旋转曲线，决定一新旋转曲线，其中，该新旋转曲线用于步骤(c)的计算该剂量分布，其中，该新旋转曲线在步骤(e)储存。

前述的方法，其中所述的在植入过程中，使用在步骤(e)所储存的该新相对速度分布特性与该新旋转曲线，使用该离子植入设备的该离子束扫描该实际工件一次或多次。

前述的方法，其中所述的在植入过程中，当该实际工件移动时，该离子束保持静止，使用该离子束扫描该实际工件。

前述的方法，其中所述的在植入过程中，当该离子束移动时，该实际工件保持静止，使用该离子束扫描该实际工件。

前述的方法，其中所述的一个或多个预定标准包含该虚拟工件上的剂量分布均匀性、该虚拟工件上的一个或多个点的预定剂量浓度、该虚拟工件上的一个或多个点的最小剂量浓度、该虚拟工件上的一个或多个点的最大剂量浓度的至少其中之一。

前述的方法，其中所述的更包含：在步骤(c)之后与步骤(d)之前，如果超过一个或更多预定门坎值，省略步骤(d)，该一个或更多预定门坎值包含最大扫描速度、最低扫描速度、最大剂量浓度、最小剂量浓度、剂量分布计算的最大数量、用以计算剂量分布的最大时间分配、相对速度分布特性的最大变化、两次叠代之间的剂量分布最小改善的至少其中之一。

前述的方法，其中所述的更包含：当超过一个或更多预定门坎值，调整离子束，得到一新离子束分布特性，使用该新离子束分布特性开始步骤(a)。

前述的方法，其中所述的更包含：在步骤(a)-(e)中，当可得到该离子植入设备的该离子束的一新离子束分布特性时，取得该新离子束分布特性，使用该新离子束分布特性开始步骤(a)。

前述的方法，其中所述的更包含：在步骤(a)之后与步骤(b)之前，当步骤(a)所计算的该新剂量分布符合该一个或多个预定标准时，省略步骤(b)-(e)，储存步骤(a)所使用的该相对速度分布特性作为该选定相对速度分布特性。

前述的方法，其中所述的步骤(c)计算的该新剂量分布用于重复步骤(b)，其中，在重复步骤(b)与步骤(c)中，决定一新旋转曲线与计算一新剂量分布。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种借由模拟决定一选定相对速度分布特性，该选定相对速度分布特性应用于使用一离子植入设备的一离子束扫描一实际工件的方法，其中该方法包含：(a)基于至少一离子束分布特性以及该离子束与该虚拟工件之间的一相对速度分布特性，计算该虚拟工件上的一剂量分布；(b)基于至少所计算的该剂量分布与用于计算该剂量分布的该相对速度分布特性，决定该离子束与该虚拟工件之间的一新相对速度分布特性；(c)基于至少该离子束分布特性与步骤(b)所决定的该新相对速度分布特性，计算该虚拟工件上的一新剂量分布；(d)如果步骤(c)的该新剂量分布不符合一个或多个预定标准时，重复步骤(b)与步骤(c)；以及(e)当所计算的该虚拟工件上的该新剂量分布符合该一个或多个预定标准时，储存步骤(b)所决定的该新相对速度分布特性作为该选定相对速度分布特性。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的方法，其中所述的步骤(c)计算的该新剂量分布用于重复步骤(b)，其中，在重复步骤(b)与步骤(c)中，决定一新旋转曲线与计算一新剂量分布。

本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种计算机可读取储存媒体，包含计算机可执行指令，应用于借由模拟决定一选定相对速度分布特性，该选定相对速度分布特性应用于使用一离子植入设备的一离子束扫描一实际工件的方法，其中包含指令应用于：(a)基于至少一离子束分布特性以及该离子束与该虚拟工件之间的一相对速度分布特性，计算该虚拟工件上的一剂量分布；(b)基于至少所计算的该剂量分布与用于计算该剂量分布的该相对速度分布特性，决定该离子束与该虚拟工件之间的一新相对速度分布特性；(c)基于至少该离子束分布特性与步骤(b)所决定的该新相对速度分布特性，计算该虚拟工件上的一新剂量分布；(d)如果步骤(c)的该新剂量分布不符合一个或多个预定标准时，重复步骤(b)与步骤(c)；以及(e)当所计算的该虚拟工件上的该新剂量分布符合该一个或多个预定标准时，储存步骤(b)所决定的该新相对速度分布特性作为该选定相对速度分布特性。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的计算机可读取储存媒体，其中所述的步骤(c)计算的该新剂量分布用于重复步骤(b)，其中，在重复步骤(b)与步骤(c)中，决定一新旋转曲线与计算一新剂量分布。

本发明的目的及解决其技术问题另外再采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种用以植入掺杂物质至一实际工件的离子植入设备，其中包含：一离子源，用以产生一离子束；一对焦系统，用以聚焦该离子束；一目标室，用以定位该实际工件；以及一控制器，使用一选定相对速度分布特性，在目标室内，以该离子束扫描该实际工件，其中，该选定相对速度分布特性借由模拟决定，其中，该模拟包含：(a)基于至少一离子束分布特性以及该离子束与该虚拟工件之间的一相对速度分布特性，计算该虚拟工件上的一剂量分布；(b)基于至少所计算的该剂量分布与用于计算该剂量分布的该相对速度分布特性，决定该离子束与该虚拟工件之间的一新相对速度分布特性；(c)基于至少该离子束分布特性与步骤(b)所决定的该新相对速度分布特性，计算该虚拟工件上的一新剂量分布；(d)如果步骤(c)的该新剂量分布不符合一个或多个预定标准时，重复步骤(b)与步骤(c)；以及(e)当所计算的该虚拟工件上的该新剂量分布符合该一个或多个预定标准时，储存步骤(b)所决定的该新相对速度分布特性作为该选定相对速度分布特性。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的主要技术内容如下：在一范例实施例中，仿真植入一虚拟工件，该虚拟工件模拟要使用离子束植入的实际工件，借以选定使用离子植入设备的离子束，扫描实际工件的相对速度分布特性。首先，基于一离子植入设备的一离子束分布特性以及离子束与虚拟工件之间的一初始相对速度分布特性，计算虚拟工件上的剂量分布。然后，基于所计算的剂量分布与用于计算该剂量分布的相对速度分布特性，决定离子束与虚拟工件之间的一新相对速度分布特性。然后，基于离子束分布特性与新相对速度分布特性，计算一新剂量分布。然后，分析新剂量分布，决定该新剂量分布是否符合一个或多个预定标准，例如，剂量均匀性或最低剂量浓度。如果新计算的剂量分布不符合标准，基于最后计算的剂量分布与相对速度分布特性，决定一新相对速度分布特性。然后，基于该新相对速度分布特性，计算新剂量分布。使用前次计算结果，反复进行决定新相对速度分布特性与计算相应的新剂量分布的程序。当得到可产生符合一个或多个预定标准的虚拟工件上的剂量分布的新相对速度分布特性时，停止该程序。然后，储存该新相对速度分布特性作为选定相对速度分布特性。在一实施例中，该新相对速度分布特性可被用来植入一实际工件，使用离子植入设备的离子束扫描工件一次或多次，其中，使用该新相对速度分布特性控制离子束扫描工件的速度。

借由上述技术方案，本发明决定用以控制工件离子植入的相对扫描速度至少具有下列优点及有益效果：储存该新相对速度分布特性作为选定相对速度分布特性。在一实施例中，该新相对速度分布特性可被用来植入一实际工件，使用离子植入设备的离子束扫描工件一次或多次，其中，使用该新相对速度分布特性控制离子束扫描工件的速度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1显示用以决定选定相对速度分布特性的程序。

图2显示工件上的剂量分布图。

图3显示借由仿真，基于一次叠代决定新相对速度分布特性的工件上的剂量分布图。

图4显示借由仿真，基于二次叠代决定新相对速度分布特性的工件上的剂量分布图。

图5显示借由仿真，基于三次叠代决定新相对速度分布特性的工件上的剂量分布图。

图6显示借由仿真，基于四次叠代决定新相对速度分布特性的工件上的剂量分布图。

图7显示借由仿真，基于五次叠代决定新相对速度分布特性的工件上的剂量分布图。

图8显示借由仿真，基于六次叠代决定新相对速度分布特性的工件上的剂量分布图。

图9显示借由仿真，基于七次叠代决定新相对速度分布特性的工件上的剂量分布图。

图10显示借由仿真，基于八次叠代决定新相对速度分布特性的工件上的剂量分布图。

图11显示初始相对速度分布特性与借由模拟，基于叠代决定的相对速度分布特性。

图12显示一范例离子植入设备。

图13显示一范例扫描系统。

100：决定选定相对速度分布特性的程序

102：计算剂量分布            104：决定新相对速度分布特性

106：计算新剂量分布          108：符合标准

110：储存新相对速度分布特性

1002：晶圆                   1200：离子植入设备

1202：离子源                 1204：萃取光学装置

1206：分析磁铁               1208：对焦系统

1210：控制器                 1212：目标室

1214：机器手臂               1216：机器手臂

1218：负载端口               1300：扫描系统

1304：轴                     1306：滑块

1308：植入离子束             1314：机器手臂

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的决定用以控制工件离子植入的相对扫描速度其具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如后。

决定速度分布特性程序的概述

为详细说明下面程序，图1显示用以决定选定相对速度分布特性的程序100，该选定相对速度分布特性应用于使用离子束扫描一工件。作为一概述，程序100参照图1进行简要说明。

在步骤102中，使用一离子束分布特性与一初始相对速度分布特性，借由模拟计算虚拟工件上的剂量分布，其中，该虚拟工件模拟要使用离子束进行植入的实际工件。该离子束分布特性可以由离子植入设备的离子束进行测量，或者也可以不进行测量，影响因子，例如，倾斜角、旋转曲线、旋转速度分布特性或其它影响因子可以应用于步骤102中的剂量分布计算，或者该等影响因子也可以不应用于步骤102中的剂量分布计算。

在步骤104中，基于至少由步骤102所计算的剂量分布与用于计算该剂量分布的相对速度分布特性，决定离子束与虚拟工件之间的新相对速度分布特性。在步骤106中，如同步骤102，计算新剂量分布，但使用步骤104决定的新相对速度分布特性与用于计算新剂量分布的离子束分布特性。

在步骤106中，计算新剂量分布，然后，在步骤108中，进行分析，借以确定新剂量分布是否符合一个或多个预定标准，例如，剂量均匀性或与其它与所需剂量分布相关的标准。反复进行步骤104与步骤106，直到新剂量分布符合一个或多个预定标准。在一实施例中，反复进行步骤104与步骤106时，使用步骤106所计算的剂量分布与步骤104的前次计算的相应新相对速度分布特性，决定步骤104的新相对速度分布特性。

当步骤106所计算的新剂量分布符合一个或多个预定标准时，在步骤110中，储存借由步骤104的计算所决定的新相对速度分布特性。如同步骤108应用于虚拟工件的模拟，使用步骤110所储存的新相对速度分布特性，进行实际工件的植入时，可在实际工件上生成符合一个或多个预定标准的剂量分布。因此，在步骤110所储存的相对速度分布特性，可被用来植入实际工件，使用所储存的相对速度分布特性作为离子束扫描该工件的速度。

决定速度分布特性的详细过程

如上所述，图1显示决定应用于使用离子束扫描工件的选定相对速度分布特性的范例程序100。参照图1，后续范例程序100的详细描述将进一步说明该范例程序。

在步骤102中，使用一离子束分布特性与一初始相对速度分布特性，借由模拟计算虚拟工件上的剂量分布，该离子束分布特性可以由离子植入设备的离子束进行测量，或者也可以不进行测量，影响因子，例如倾斜角、旋转曲线、旋转速度分布特性或其它影响因子可以应用于步骤102中的剂量分布计算，或者该等影响因子也可以不应用于步骤102中的剂量分布计算。

图2显示工件上的范例剂量分布图。如图所示，一范例工件可以是圆形且该工件表面的直径为300mm。一范例工件的厚度可以是775um。该技术领域的普通技术人员能认知还可以有多种不同工件可用掺杂材料进行植入。例如，可被掺杂材料植入的工件可包含硅晶圆、半导体板、玻璃板。此外，工件可以有不同大小与形状，例如常见的薄圆盘或晶圆，其直径可以是小于100mm、200mm、300mm、450mm或更大。工件的厚度也可以不同，例如，小于275um、275um、375um、525um、625um、675um、725um、775um、925um或更大。植入掺杂材料至一工件上，需要使用具有带电离子或其它掺杂材料的离子束扫描该工件。由于离子源、质量分析器、加速器以及其它离子植入设备组件的限制，工件上的剂量分布可以有很大的变化。如图2所示，图2显示剂量浓度的三维视图，如图所示，在某些情况下，植入掺杂物的常用方法可能导致高掺杂浓度区域与低掺杂浓度的其它区域，在图2中，高掺杂浓度区域以最黑最厚的阴影表示，低掺杂浓度的其它区域以最薄的阴影表示。

掺杂剂量分布，如显示于图2的范例，通常是离子束分布特性(或离子束电流分布)、工件相对于离子束扫描方式以及工件相对于离子束扫描速度的函数。在一范例实施例中，量测离子植入设备的离子束，借以决定离子束分布特性。离子束分布特性可包含一个或多个离子束的特点，例如，离子束截面宽度、离子束截面高度、离子束强度、离子束功率、离子束形状、离子束电流或其它该技术领域已知可能影响植入结果的特点。

在一实施例中，在使用掺杂材料植入工件之前，进行模拟，借以控制工件所产生的剂量分布。在模拟中，基于至少一离子束分布特性以及离子束与虚拟工件之间的一相对速度分布特性，计算虚拟工件上的剂量分布(图1的步骤102)。虚拟工件上的剂量分布可使用下列公式进行计算。

D(x_i，y_i)＝B(x_i1，y_i1)/V(x_i1，y_i1)+B(x_i2，y_i2)/V(x_i2，y_i2)

         +B(x_i3，y_i3)/V(x_i3，y_i3)

         +...+B(x_i(n-1)，y_i(n-1))/V(x_i(n-1)，y_i(n-1))

         +B(x_in，y_in)/V(x_in，y_in)                         (1)

其中，D(xi，yi)是工件在坐标(x，y)的剂量浓度。B(xin，yin)是离子束电流，V(xin，yin)是相对速度分布特性，n是扫描次数，i是晶圆数据点号码。如上所述，离子束分布特性由离子植入设备的离子束量测，相对速度分布特性是离子束扫描虚拟工件的速度。该相对速度分布特性可以是固定速度、随时间变化的速度、随位置变化的速度或其它显示工件如何相对于离子束扫描的速度分布特性。对于初始剂量分布的计算，在计算中使用的相对速度分布特性可以是一预定相对速度分布特性，例如，用以扫描工件的一般相对速度分布特性。另外，用于初始计算的相对速度分布特性可以是一预定固定速度分布特性或其它模拟工件如何植入的初始速度分布特性。

一范例初始剂量分布计算结果以图形显示于图2。然而，该技术领域的普通技术人员应该认知用以控制剂量分布的模拟并不需要以可视化方式显示，而且初始剂量分布计算结果可以用任何有用的方式储存。在一实施例中，接着对初始剂量分布进行分析，借以确定初始剂量分布是否符合一个或多个预定标准。例如，虚拟工件上的初始剂量分布可以和所需剂量分布进行比较，借以确定使用离子束分布特性与相对速度分布特性植入一实际工件时，是否会产生满意的剂量分布。在决定剂量分布是否达到满意的标准时，可使用许多不同标准分析。例如，可计算初始剂量分布的均匀性，借以确定工件上的剂量浓度存在多少差异。所需的均匀性可基于特定工件的要求而决定，然后所计算的初始剂量分布的均匀性和所需的均匀度进行比较，借以确定是否符合标准。在一实施例中，所需的均匀性可以是工件上剂量浓度允许的范围，也可以是由所需的剂量浓度计算的工件的百分比均匀性偏差。

其它可用于决定初始剂量分布是否令人满意的标准包含预定剂量浓度或工件上的一个或多个点的剂量浓度范围、工件上的一个或多个点的最小剂量浓度、工件上的一个或多个点的最大剂量浓度或任何其它该技术领域的普通技术人员认知对于特定应用可确保工件上的所需剂量分布的有用标准。在某些情况下，所需剂量分布可以是工件上不同点的不同剂量浓度。该技术领域的普通技术人员知道如何决定适当标准以及如何分析初始剂量分布，借以确定初始剂量分布是否符合预定标准。该技术领域的普通技术人员应该认知单一标准可用于决定初始剂量分布是否是令人满意的，或者二个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个或更多个标准的组合可用于决定是否初始剂量分布满足特定应用。

在一实施例中，如果初始计算的虚拟工件上的剂量分布对于特定应用被认定是令人满意的，初始计算所使用的相对速度分布特性可被储存作为用于植入一实际工件的选定相对速度分布特性，并且停止模拟。所储存的相对速度分布特性可被用来植入一实际工件，使用离子束以所储存的相对速度分布特性扫描工件。

再次参考图1。如果初步计算的剂量分布的分析被认定是不令人满意的，在步骤104中，基于初始计算的剂量分布与用于计算该初始剂量分布的相对速度分布特性，决定离子束与虚拟工件之间的一新相对速度分布特性。在另一实施例中，初始计算的剂量分布可能没有进行分析，但在步骤104中，仍然可以使用初始计算的剂量分布，借以决定离子束与虚拟工件之间的一新相对速度分布特性。该新相对速度分布特性用以增进虚拟工件上的剂量分布，借以达到或接近符合一个或多个预定标准。该新相对速度分布特性可通过多种方式决定。例如，该新相对速度分布特性可以根据下列公式决定。

V(x)＝Vi(x)*(2-Ji(x)/Jo)                   (2)

其中，V(x)是新相对速度分布特性，Ji(x)是初始计算的剂量分布，Vi(x)是用来计算初始剂量分布Ji(x)的相对速度分布特性，Jo是所需的固定剂量浓度，其中，x是工件上的位置，而且对于任何x，(2*J0)＞Ji(x)＞0。该新相对速度分布特性也可以根据下列公式决定。

V(x)＝Vi(x)*Jo/Ji(x)                       (3)

其中，V(x)是新相对速度分布特性，Ji(x)是初始计算的剂量分布，Vi(x)是用来计算初始剂量分布Ji(x)的相对速度分布特性，Jo是所需的固定剂量浓度，其中，x是工件上的位置，而且对于任何x，(2*J0)＞Ji(x)＞0。虽然公式(2)与公式(3)用以计算可得到所需固定剂量浓度Jo的新相对速度分布特性，但仅是作为范例，应该认知可以计算新相对速度分布特性，而得到随工件上的位置变化的剂量浓度或者得到其它所需的剂量分布。

再次参考图1。在步骤104决定新相对速度分布特性之后，在步骤106中，基于离子束分布特性与前述用于计算初始剂量分布的相同程序的新相对速度分布特性，计算新剂量分布。决定新相对速度分布特性的范例剂量分布计算结果显示于图3。应该认知图3所显示的剂量分布比图2所显示的剂量分布更均匀，其中，图3所显示的剂量分布是基于新决定的相对速度分布特性，图2所显示的剂量分布没有修改相对速度分布特性。值得注意的是，虽然图3的垂直刻度大于图2的垂直刻度，由图2至图3剂量均匀性有明显改善(图2的垂直刻度被加大，用以强调有问题的剂量浓度变化，可使用此处的程序，通过决定与使用新相对速度分布特性，最小化有问题的剂量浓度变化)。

再次参考图1。在步骤106基于新相对速度分布特性，计算新剂量分布之后，在步骤108中，分析新剂量分布，借以决定是否符合如上所述的一个或多个预定的标准。在虚拟工件上的新计算剂量分布可和所需剂量分布进行比较，借以决定使用该离子束分布特性与该相对速度分布特性植入一实际工件时，是否会产生令人满意的剂量分布。如前所述，进行上述决定时，可用许多不同的标准分析。不同的标准包含剂量均匀性、剂量浓度范围、由所需均匀性的偏差百分比、预定剂量浓度或工件上的一个或多个点的剂量浓度范围、工件上的一个或多个点的最小剂量浓度、工件上的一个或多个点的最大剂量浓度或任何其它该技术领域的普通技术人员认知对于特定应用可确保工件上的所需剂量分布的有用标准。在某些情况下，所需剂量分布可以是工件上不同点的不同剂量浓度。该技术领域的普通技术人员知道如何决定适当标准以及如何分析新计算的剂量分布，借以决定新计算的剂量分布是否符合预定标准。该技术领域的普通技术人员应该认知单一标准可用于决定新计算的剂量分布是否是令人满意的，或者二个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个或更多个标准的组合可用于决定是否新计算的剂量分布满足特定应用。

再次参考图1。在步骤108中，如果新计算的虚拟工件上的剂量分布对于特定应用被认定是令人满意的，在步骤110中，最近剂量分布计算所使用的新相对速度分布特性可被储存作为用于植入一实际工件的选定相对速度分布特性，并且停止模拟。所储存的相对速度分布特性可被用来植入一实际工件，使用离子束以所储存的相对速度分布特性扫描工件。

如果新计算的虚拟工件的剂量分布不符合如上所述的一个或多个预定的标准，而且在步骤108中，被认定是不令人满意的，可使用一叠代程序，借以决定新相对速度分布特性，而得到虚拟工件上的所需剂量分布。基于先前计算与分析的剂量分布与用于先前计算剂量分布的相对速度分布特性，决定离子束与虚拟工件之间的每一新相对速度分布特性。如上所述，在步骤104中决定的每一新相对速度分布特性用以进一步增进虚拟工件上的剂量分布，借以达到或接近符合一个或多个预定标准。每一新相对速度分布特性可通过多种方式决定。例如，新相对速度分布特性可以根据下列公式之一决定。

Vm(x)＝Vn(x)*(2-Jn(x)/Jo)，                            (4)

Vm(x)＝Vn(x)*Jo/Jn(x)，                                (5)

其中，在任一公式中，Vm(x)是待决定的新相对速度分布特性，Jn(x)是最近计算的剂量分布，Vn(x)是用来计算剂量分布Jn(x)的相对速度分布特性，Jo是所需的固定剂量浓度，其中，x是工件上的位置，而且对于任何x，(2*J0)＞Jn(x)＞0，m与n代表计算次数，而且m＞n，n＝(m-1)，代表目前计算使用最近计算的数据。

新相对速度分布特性也可以根据下列公式之一决定。

Vm(x)＝Vi(x)*(2-Jn(x)/Jo)，                            (6)

Vm(x)＝Vi(x)*Jo/Jn(x)，                                (7)

其中，在任一公式中，Vm(x)是待决定的新相对速度分布特性，Jn(x)是最近计算的剂量分布，Vi(x)是用来计算初始剂量分布的相对速度分布特性，Jo是所需的固定剂量浓度，其中，x是工件上的位置，而且对于任何x，(2*J0)＞Jn(x)＞0，m与n代表计算次数，而且m＞n，代表目前计算使用最近叠代的数据。

新相对速度分布特性也可以根据下列公式之一决定。

Vm(x)＝Vn(x)*(2-Ji(x)/Jo)，                            (8)

Vm(x)＝Vn(x)*Jo/Ji(x)，                                (9)

其中，在任一公式中，Vm(x)是待决定的新相对速度分布特性，Ji(x)是初始计算的剂量分布，Vn(x)是用于前次叠代的相对速度分布特性，Jo是所需的固定剂量浓度，其中，x是工件上的位置，而且对于任何x，(2*J0)＞Jn(x)＞0，m与n代表计算次数，而且m＞n，代表目前计算使用最近叠代的数据。

新相对速度分布特性也可以根据下列公式之一决定。

Vm(x)＝Vn(x)*(2-Jp(x)/Jo)，                          (10)

Vm(x)＝Vn(x)*Jo/Jp(x)，                              (11)

其中，在任一公式中，Vm(x)是待决定的新相对速度分布特性，Jp(x)是前次叠代的剂量分布，Vn(x)是用于前次叠代的相对速度分布特性，Jo是所需的固定剂量浓度，其中，x是工件上的位置，而且对于任何x，(2*J0)＞Jn(x)＞0，m、n以及p代表计算次数，而且m＞n，m＞p代表目前叠代使用前次叠代的数据。

公式(1)-(11)可单独使用或结合一个或多个其它公式，借以决定新相对速度分布特性。虽然公式(1)-(11)用以计算可得到所需的固定剂量浓度Jo的新相对速度分布特性，但仅是作为范例，应该认知可以计算新相对速度分布特性，而得到随工件上的位置变化的剂量浓度或者得到其它所需的剂量分布。

在叠代的过程中，在步骤104决定每一新相对速度分布特性之后，在步骤106中，基于离子束分布特性与前述用于计算初始剂量分布的相同程序的新相对速度分布特性，计算新剂量分布。第二次叠代决定新相对速度分布特性的范例剂量分布计算结果显示于图4。图4显示使用相对速度分布特性计算的范例剂量分布，相对速度分布特性使用前次叠代的数据决定(前次叠代结果显示于图3)。应该认知图4(第二次叠代)所显示的剂量分布比图3(第一次叠代)所显示的剂量分布更均匀，显示由叠代决定新相对速度分布特性的结果改善。

在步骤106基于步骤104所计算的新相对速度分布特性，计算新剂量分布之后，在步骤108中，分析新剂量分布，借以决定是否符合如上所述的一个或多个预定的标准，如前所述。在一实施例中，如果新计算的虚拟工件的剂量分布对于特定应用被认为是令人满意的，在步骤110中，最近剂量分布计算所使用的新相对速度分布特性可被储存作为用于植入一实际工件的选定相对速度分布特性，并且停止叠代与模拟。然后，所储存的相对速度分布特性可被用来植入一实际工件，使用离子束以所储存的相对速度分布特性扫描工件。

如果新计算的虚拟工件的剂量分布不符合一个或多个预定的标准，而且在步骤108中，被认定是不令人满意的，可继续叠代程序，借以得到虚拟工件上的所需剂量分布。步骤104中决定新相对速度分布特性、步骤106中计算新剂量分布、步骤108中分析新剂量分布的步骤可以依据需要重复数次。例如，在一实施例中，可进行单次叠代决定新相对速度分布特性与相应的新剂量分布。在另一实施例中，可进行二次、三次、四次、五次、六次、七次、八次、九次、十次或更多次叠代，在每次叠代中，决定新相对速度分布特性与相应的新剂量分布。图3至图10显示新相对速度分布特性与相应的新剂量分布的连续叠代结果。应该认知在本范例中，每一次叠代增进虚拟工件上的剂量均匀性。图10显示范例的第八次与最终叠代的结果，其中，剂量分布符合一个或多个预定的标准，停止叠代过程与模拟，并使得新相对速度分布特性储存为选定相对速度分布特性。所储存的相对速度分布特性可被用来植入一实际工件，使用离子束以所储存的相对速度分布特性扫描工件。

图11显示初始相对速度分布特性与经由八次叠代模拟所决定的相对速度分布特性。图标下方的两个部分放大图显示范例曲线的细节以及每次叠代的差异。如图所示，速度分布特性显示范例300mm的工件可以该相对速度扫描。速度分布特性可延伸至工件边界的外，借以得到工件相对于离子束的加速与减速，显示于x轴上左侧-150mm与右侧150mm的区域。

接着，借由比较图11所显示的范例速度分布特性与图2至图10显示的相应的范例剂量分布，进一步说明上述的仿真与叠代程序。例如，图2显示的初始剂量分布以图11所显示的初始速度分布特性进行计算。每一后续范例剂量分布对应每一后续速度分布特性叠代至图10显示的第八次叠代与最终剂量分布，其对应至图11显示的第八次叠代速度分布特性。如图2所示，在工件中心的最初剂量浓度高于工件其它部份的剂量浓度。在借由前述程序，决定新相对速度分布特性的八次叠代之后，如图10所示，在虚拟工件上的剂量浓度变得更加均匀。特别是在速度分布特性的部分放大图，0mm附近的位置，应该认知相较于初始速度分布特性，第八与最终速度分布特性在工件中心附近有较高相对速度。参照虚拟工件的中心，相较于初始剂量分布，这种较高速度分布特性导致剂量浓度下降。增加工件的相对速度会降低掺杂物质沉积于工件上一位置的数量。相对地，降低工件的相对速度会增加掺杂物质沉积于工件上一位置的数量。因此，通过如上所述的范例仿真与叠代程序，可决定改善的速度分布特性，当用来植入实际的工件时，可会产生更均匀的剂量分布。应当认知，图2至图11是作为范例，剂量分布与速度分布特性可以与图2至图11所显示不同。

虽然已提供计算虚拟工件上的剂量分布的参考，然而应当认知简化与近似可应用于上述模拟，而仍然可以通过调整相对速度分布特性，得到所需的剂量分布。例如，16模式扫描可用于近似连续旋转扫描：假设工件使用离子束扫描16次，计算虚拟工件上的剂量，工件在每次扫描之间，旋转一离散量，虽然实际工件植入时可能连续旋转扫描。有些近似可以简化计算、减少处理时间或两者兼具，而仍然可以产生足够精确结果。在一实施例中，四模式扫描可足够准确近似连续旋转扫描：工件仿真使用离子束扫描4次，虽然实际工件植入时可能连续旋转扫描。值得注意的是，图2至图10显示的剂量分布使用16模式扫描计算。然而，范例中的速度分布特性可被用来植入实际工作，使用16模式扫描、连续旋转扫描或某些组合，只要对于特定应用来说，近似是足够准确的。该技术领域的普通技术人员可以认知其它简化与近似可以应用于进行虚拟工件的模拟，而可以简化计算、减少处理时间、简化执行或者改善模拟过程而不致于失去要得到所需实际工件上的剂量分布的准确性。

应该认知前述植入工件的过程可以用各种方式修改，该技术领域的普通技术人员能够为特定的应用选择与实施适当的修改。例如，由于工件，例如，硅晶圆的晶体结构，通常需要相对于离子束倾斜工件进行扫描，使得掺杂材料的穿透深度得到更好的控制。因此，工件可被倾斜，使得离子束以非垂直角度撞击工件表面，倾斜角度可以进行调整，借以改善工件上的剂量分布。在一实施例中，作为上述模拟的一部分，倾斜角度可以进行调整，借以改善工件上的剂量分布。在另一实施例中，一倾斜曲线可被应用作为上述模拟的一部分，其中，倾斜曲线是两个或多个要进行扫描工件的不同倾斜角度，无论是在单一扫描中改变倾斜角度，或是在连续扫描之间改变倾斜角度。在仿真中，决定新相对速度分布特性时，也可修改倾斜曲线。修改后的倾斜曲线可被应用于后续的剂量分布计算。在此实施例中，当剂量分布符合一个或多个标准时，最近计算所使用的倾斜曲线可被储存，并用来扫描一实际工件。

在另一实施例中，旋转速度分布特性可以进行调整，借以改善剂量分布。对于在扫描过程中连续旋转的工件，旋转速度分布特性是工件在扫描过程中，在垂直或接近垂直离子束的平面旋转的速度。旋转平面取决于工件如何倾斜，这可能会随着离子束而不同。例如，旋转平面可以是接近垂直离子束，其角度小于30°、30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°、85°或任何其它相对于离子束的角度，或者垂直于离子束。在一实施例中，旋转速度分布特性可以是一固定的速度，使得工件在扫描过程中以相同速度连续旋转。在另一实施例中，旋转速度分布特性可以是不同的非零速度，使得工件连续旋转且不停止，但在扫描过程中，速度可随时间、位置或两者而变化。在一实施例中，作为上述仿真的一部分，旋转速度分布特性可以进行调整，借以改善工件上的剂量分布。在仿真中，决定新相对速度分布特性时，也可修改旋转速度分布特性。修改后的旋转速度分布特性可被应用于后续的剂量分布计算。在此实施例中，当剂量分布符合一个或多个标准时，最近计算所使用的旋转速度分布特性可被储存，并用来扫描一实际工件。

在另一实施例中，当工件要以离子束扫描两次或两次以上时，旋转曲线可以进行调整。在某些实施例中，工件可以被扫描多次，当掺杂材料植入工件时，工件不旋转。然而，在两次连续扫描之间，工件可旋转一离散量。例如，工件可被扫描而不旋转，然后，停止扫描且工件可旋转一离散量，然后，当掺杂材料植入工件时，工件可再度被扫描而不旋转。工件可被扫描多次，例如，2次、3次、4次、5次、6次、7次、8次、9次、10次、11次、12次、13次、14次、15次、16次、17次、18次、19次、20次或更多次，在每次连续扫描之间旋转或不旋转。在每次连续扫描之间的旋转量可能会有所不同。旋转曲线是每次连续扫描之间，工件要旋转的离散量或数量。在一实施例中，作为上述仿真的一部分，旋转曲线可以进行调整，借以改善工件上的剂量分布。在仿真中，决定新相对速度分布特性时，也可修改旋转曲线。修改后的旋转曲线可被应用于后续的剂量分布计算。在此实施例中，当剂量分布符合一个或多个标准时，最近计算所使用的旋转曲线可被储存，并用来扫描一实际工件。

在另一实施例中，上述模拟与叠代过程可能因为多种原因停止或暂停。例如，如果超过一个或更多预定门坎值，叠代可停止或暂停，最近计算的数据可被储存或者可能不会被储存，而实际工件可被掺杂材料植入，或者可能不会被掺杂材料植入。设定门坎值可有助于避免仿真程序中过度的时间延迟、最佳化操作效能、避免超过机械限制，例如，最大或最小速度，或者有助于该技术领域的普通技术人员能够认知在植入过程中可确保较佳效能的任何其它限制。例如，在一实施例中，一门坎值可设定为限制剂量分布计算最大数量。当达到或超过门坎值，叠代程序与仿真可被终止，而且门坎值状况可被报告至系统操作者或者可引发其它操作，例如，进行新离子束分布特性测量、调整离子束或修改任何植入设定，例如，前述的旋转曲线、旋转速度分布特性以及倾斜曲线。

有许多潜在预定门坎值，对于该技术领域的普通技术人员是显而易见的。预定门坎值可包含其中一项或多项，例如，最大扫描速度、最低扫描速度、最大剂量浓度、最小剂量浓度、剂量分布计算的最大数量、用以计算剂量分布的最大时间分配、相对速度分布特性的最大变化、两次叠代之间的剂量分布最小改善或者其它该技术领域的普通技术人员显而易见的停止叠代或模拟的门坎值。此外，某些有用的预定门坎值可能会随着用于特殊应用的离子植入设备而有所不同，该技术领域的普通技术人员能够针对特殊应用选择合适的门坎值。

在一实施例中，如果超过一个或更多预定门坎值，仿真与叠代程序可停止或暂停，而且离子束可进一步调整，借以得到更理想的离子束分布特性。然后，可以测量新离子束分布特性，并且可以使用新离子束分布特性开始一个新的模拟，借以最佳化剂量分布。另外，调整离子束之后，先前暂停的模拟可继续进行。在一实施例中，当门坎值超过时，与一个或多个门坎值状况的可能原因相关的仿真数据可以被用来调整离子束，避免后续叠代过程的门坎值状况。在另一实施例中，当一个或更多门坎值超过时，该等门坎值可被报告至系统操作者或储存，而且仿真与叠代程序可继续进行。而且虽然符合门坎值状况，仍然可植入实际工件。在又一实施例中，当门坎值超过时，仿真数据可以被用于修改任何其它离子植入设备的设定，并且可植入实际工件，或者，模拟可用更新的离子植入设备的设定继续进行。这些门坎值的例子不应该被视为限制，该技术领域的普通技术人员能够认知特殊应用中改良植入状况的其它的门坎值与反应。

在另一实施例中，如果在仿真程序中的任一点或两不同步骤之间可得到离子植入设备的离子束的新离子束分布特性，可以在得到新离子束分布特性之后，使用新离子束分布特性开始上述模拟。可以得到新离子束分布特性，例如，离子束形状随时间变化，或者，在模拟开始时，离子束仍在调整。另外，离子束可能有热身或初始期间，在此期间离子束容易会有变化。当新离子束分布特性在任何时间可以得到时，仿真程序可暂停并且使用新离子束分布特性再度开始。

在一实施例中，当测量离子植入设备的离子束分布特性与进行上述模拟时，在模拟过程中，离子束保持不变，借以避免改变离子束分布特性。此外，仿真完成后，新相对速度分布特性可被用来以不变的离子束分布特性植入实际工件。离子束可以在测量离子束分布特性的前进行调整。另外，离子束可以在测量离子束分布特性的前进行部份调整。在一实施例中，离子束可以针对特定时间量进行调整，或者离子束可以进行调整直到符合某些离子束分布特性门坎值，然后，可以测量离子束分布特性，并且数据可用来仿真植入虚拟工件，借以得到所需的剂量分布的选定相对速度分布特性。然后，可以使用选定的相对速度分布特性，以调整后的离子束植入实际工件。

关于参考此处的使用离子束植入实际工件，应该认知当工件移动时，离子束保持静止，当离子束移动时，工件保持静止或者移动工件与移动离子束的组合也可以用于扫描工件。这些变化也可用于模拟植入虚拟工件。

离子植入设备

图12显示使用前述的范例程序，植入掺杂材料至一个或多个工件，例如，晶圆1002的范例离子植入设备1200。离子植入设备1200包含离子源1202、萃取光学装置1204、分析磁铁1206、对焦系统1208、控制器1210以及目标室1212。使用机器手臂1214在目标室1212内，夹持、定位、传送单一晶圆1002。晶圆1002使用机器手臂1216在目标室1212与一个或多个负载端口1218之间传输。控制器1210可执行上述过程。对于离子植入设备1200的详细说明，请参阅美国专利7326941号，其内容并入本发明的参考。

扫描系统

图13显示应用于离子植入设备1200的范例扫描系统1300。扫描系统1300包含可绕轴1304旋转的机器手臂1314。机器手臂1314也可以沿着滑块1306移动。因此，结合机器手臂1314的旋转与移动，使得离子束1308可扫描晶圆1002。对于扫描系统的详细说明，请参阅美国专利7057192号，其内容并入本发明的参考。

系统变化

应当认知，可以用移动离子束1308代替移动晶圆1002，或者不但移动晶圆1002，也移动离子束1308。晶圆1002也可以绕着轴1304以外的轴旋转。此外，晶圆1002仅作为范例，也可以是任何其它要被植入掺杂材料的工件。虽然以范例离子植入设备1200与范例扫描系统1300进行说明，应认知上述程序可以使用多种形式的离子植入设备与扫描系统实施。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (27)

1.一种使用一离子植入设备的一离子束，离子植入一实际工件的方法，特其征在于该方法包含：

模拟一虚拟工件的离子植入，借以决定一选定相对速度分布特性，该选定相对速度分布特性应用于使用该离子植入设备的该离子束扫描该实际工件，其中，模拟包含：

(a)基于至少一离子束分布特性以及该离子束与该虚拟工件之间的一相对速度分布特性，计算该虚拟工件上的一剂量分布；

(b)基于至少所计算的该剂量分布与用于计算该剂量分布的该相对速度分布特性，决定该离子束与该虚拟工件之间的一新相对速度分布特性；

(c)基于至少该离子束分布特性与步骤(b)所决定的该新相对速度分布特性，计算该虚拟工件上的一新剂量分布；

(d)如果步骤(c)的该新剂量分布不符合一个或多个预定标准时，重复步骤(b)与步骤(c)；以及

(e)当所计算的该虚拟工件上的该新剂量分布符合该一个或多个预定标准时，储存步骤(b)所决定的该新相对速度分布特性作为该选定相对速度分布特性；以及

应用步骤(e)所储存的该新相对速度分布特性，借由使用该离子植入设备的该离子束扫描该实际工件一次或多次，植入该实际工件。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于更包含：在步骤(a)-(c)之前，测量该离子植入设备的该离子束，借以得到要用于步骤(a)-(c)的该离子束分布特性，其中，该离子束分布特性包含离子束宽度、离子束高度、离子束强度、离子束功率、离子束形状、离子束电流的至少其中之一。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于其中所述的离子植入设备的该离子束分布特性在决定该新相对速度分布特性的仿真期间与扫描该实际工件的植入期间维持固定，没有进行进一步调整。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的植入该实际工件包含倾斜该实际工件至相对于该离子束的一非垂直角度。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于其中所述的一倾斜曲线应用于步骤(a)与步骤(c)的计算该剂量分布，其中，该倾斜曲线是两个或多个该实际工件要被倾斜的不同角度。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的植入该实际工件包含在大致垂直该离子束的一平面，连续旋转该实际工件，其中，一旋转速度分布特性应用于步骤(a)与步骤(c)的计算该剂量分布，其中，该旋转速度分布特性是该实际工件要被旋转的速度。 

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于其中所述的实际工件以一固定速度被连续旋转，其中，该旋转速度分布特性是该固定速度。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于其中所述的实际工件以一变化非零速度被连续旋转，其中，该旋转速度分布特性是该变化非零速度。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于其中所述的在步骤(b)，基于至少所计算的该剂量分布与用于计算该剂量分布的该旋转速度分布特性，决定一新旋转速度分布特性，其中，该新旋转速度分布特性用于步骤(c)的计算该剂量分布，其中，该新旋转速度分布特性在步骤(e)储存。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于其中所述的在植入过程中，使用在步骤(e)所储存的该新相对速度分布特性与该新旋转速度分布特性，使用该离子植入设备的该离子束扫描该实际工件一次或多次。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的植入包含使用该离子束扫描该实际工件二次或多次。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于其中所述的植入包含旋转该实际工件一或更多离散量，其中，在每次离子束扫描之前，该工件旋转该一或更多离散量，然后，该工件停止旋转，其中，一旋转曲线应用于步骤(a)与步骤(c)的计算该剂量分布，其中，该旋转曲线是该实际工件要被旋转的该一或更多离散量。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于其中所述的在步骤(b)，基于至少所计算的该剂量分布与用于计算该剂量分布的该旋转曲线，决定一新旋转曲线，其中，该新旋转曲线用于步骤(c)的计算该剂量分布，其中，该新旋转曲线在步骤(e)储存。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于其中所述的在植入过程中，使用在步骤(e)所储存的该新相对速度分布特性与该新旋转曲线，使用该离子植入设备的该离子束扫描该实际工件一次或多次。

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的在植入过程中，当该实际工件移动时，该离子束保持静止，使用该离子束扫描该实际工件。

16.如权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的在植入过程中，当该离子束移动时，该实际工件保持静止，使用该离子束扫描该实际工件。

17.如权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的一个或多个预定标准包含该虚拟工件上的剂量分布均匀性、该虚拟工件上的一个或多个点的预定剂量浓度、该虚拟工件上的一个或多个点的最小剂量浓度、该虚拟工件上的一个或多个点的最大剂量浓度的至少其中之一。

18.如权利要求1所述的方法，其特征在于更包含：在步骤(c)之后与 步骤(d)之前，如果超过一个或更多预定门坎值，省略步骤(d)，该一个或更多预定门坎值包含最大扫描速度、最低扫描速度、最大剂量浓度、最小剂量浓度、剂量分布计算的最大数量、用以计算剂量分布的最大时间分配、相对速度分布特性的最大变化、两次叠代之间的剂量分布最小改善的至少其中之一。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于更包含：当超过一个或更多预定门坎值，调整离子束，得到一新离子束分布特性，使用该新离子束分布特性开始步骤(a)。

20.如权利要求1所述的方法，其特征在于更包含：在步骤(a)-(e)中，当可得到该离子植入设备的该离子束的一新离子束分布特性时，取得该新离子束分布特性，使用该新离子束分布特性开始步骤(a)。

21.如权利要求1所述的方法，其特征在于更包含：在步骤(a)之后与步骤(b)之前，当步骤(a)所计算的该新剂量分布符合该一个或多个预定标准时，省略步骤(b)-(e)，储存步骤(a)所使用的该相对速度分布特性作为该选定相对速度分布特性。

22.如权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的步骤(c)计算的该新剂量分布用于重复步骤(b)，其中，在重复步骤(b)与步骤(c)中，决定一新旋转曲线与计算一新剂量分布。

23.一种借由模拟决定一选定相对速度分布特性，该选定相对速度分布特性应用于使用一离子植入设备的一离子束扫描一实际工件的方法，其特征在于该方法包含：

(a)基于至少一离子束分布特性以及该离子束与该虚拟工件之间的一相对速度分布特性，计算该虚拟工件上的一剂量分布；

(b)基于至少所计算的该剂量分布与用于计算该剂量分布的该相对速度分布特性，决定该离子束与该虚拟工件之间的一新相对速度分布特性；

(c)基于至少该离子束分布特性与步骤(b)所决定的该新相对速度分布特性，计算该虚拟工件上的一新剂量分布；

(d)如果步骤(c)的该新剂量分布不符合一个或多个预定标准时，重复步骤(b)与步骤(c)；以及

(e)当所计算的该虚拟工件上的该新剂量分布符合该一个或多个预定标准时，储存步骤(b)所决定的该新相对速度分布特性作为该选定相对速度分布特性。

24.如权利要求23所述的方法，其特征在于其中所述的步骤(c)计算的该新剂量分布用于重复步骤(b)，其中，在重复步骤(b)与步骤(c)中，决定一新旋转曲线与计算一新剂量分布。

25.一种计算机可读取储存媒体，包含计算机可执行指令，应用于借 由模拟决定一选定相对速度分布特性，该选定相对速度分布特性应用于使用一离子植入设备的一离子束扫描一实际工件的方法，其特征在于包含指令应用于：

(a)基于至少一离子束分布特性以及该离子束与该虚拟工件之间的一相对速度分布特性，计算该虚拟工件上的一剂量分布；

(b)基于至少所计算的该剂量分布与用于计算该剂量分布的该相对速度分布特性，决定该离子束与该虚拟工件之间的一新相对速度分布特性；

(c)基于至少该离子束分布特性与步骤(b)所决定的该新相对速度分布特性，计算该虚拟工件上的一新剂量分布；

(d)如果步骤(c)的该新剂量分布不符合一个或多个预定标准时，重复步骤(b)与步骤(c)；以及

(e)当所计算的该虚拟工件上的该新剂量分布符合该一个或多个预定标准时，储存步骤(b)所决定的该新相对速度分布特性作为该选定相对速度分布特性。

26.如权利要求25所述的计算机可读取储存媒体，其特征在于其中所述的步骤(c)计算的该新剂量分布用于重复步骤(b)，其中，在重复步骤(b)与步骤(c)中，决定一新旋转曲线与计算一新剂量分布。

27.一种用以植入掺杂物质至一实际工件的离子植入设备，其特征在于包含：

一离子源，用以产生一离子束；

一对焦系统，用以聚焦该离子束；

一目标室，用以定位该实际工件；以及

一控制器，使用一选定相对速度分布特性，在目标室内，以该离子束扫描该实际工件，其中，该选定相对速度分布特性借由模拟决定，其中，该模拟包含：

(a)基于至少一离子束分布特性以及该离子束与该虚拟工件之间的一相对速度分布特性，计算该虚拟工件上的一剂量分布；

(b)基于至少所计算的该剂量分布与用于计算该剂量分布的该相对速度分布特性，决定该离子束与该虚拟工件之间的一新相对速度分布特性；

(c)基于至少该离子束分布特性与步骤(b)所决定的该新相对速度分布特性，计算该虚拟工件上的一新剂量分布；

(d)如果步骤(c)的该新剂量分布不符合一个或多个预定标准时，重复步骤(b)与步骤(c)；以及

(e)当所计算的该虚拟工件上的该新剂量分布符合该一个或多个预定标准时，储存步骤(b)所决定的该新相对速度分布特性作为该选定相对速度分布特性。 

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