CN1244133C - 粒子检测的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种检测粒子的方法和仪器。被检测的粒子可以是带电的或者是不带电的，并且粒子可以根据由于能量从运动粒子向传感器装置传递以及/或者由于传感器装置上带电粒子的累积而产生传感器装置的偏斜而被检测。传感器装置可以是或者包括一个悬臂距，该悬臂距包括一个固定端和一个自由端。粒子在悬臂距上的撞击可以引起自由端的移动。自由端的移动可以通过各种方法检测，包括判断被悬臂距反射的一束光方向的变化，检测由悬臂距的运动而引起的电子开关元件的激活，检测由于悬臂距的运动而引起的电容器上电容量的变化等等。

Description

粒子检测的方法和装置

技术领域

本发明涉及使用带有活动部件的传感器装置来检测运动的粒子。本发明可用于检测离子束中带电粒子，该离子束用于将杂质掺入半导体片中。

背景技术

检测运动的小粒子，例如，这些大小范围可在单个原子到大约0.1微米之间的小粒子，能够有很多不同的应用。一种应用在离子移植系统方面，系统将高能离子移植到相对而言比较大的工作部件中，比如半导体片。那些熟知的娴熟的离子移植术，或者搀杂，工艺，向半导体材料进行离子或其他粒子的移植技术被广泛用于制作半导体设备。

有关离子移植技术的两个重要的因素是在工部件表面上的离子移植技术的均一性以及保证粒子以不变或着接近不变的入射角射到工作部件上。判定移植技术均一性的一种方法是运用法拉第靠模工具机，在移植期间，该靠模工具机沿着一个固定了半导体片的平面扫描，正如由Berrian以及其他人在美国专利4,922,106上公开的，在这儿进行了完全的参照。离子束上的强度变化被靠模工具机检测，这些变化用来在离子束中进行均一性的调整。尽管这些技术给出了令人满意的结果，但是它们的典型特征是慢，并且需要相对来讲比较昂贵的专用设备。这样，为了检测一束光中的粒子，比如一束带电粒子，需要一种更简单并且更经济的技术。

发明内容

本发明为检测粒子，尤其是粒子束中的粒子提供了一种方法和仪器。本发明给出了一种带活动部件的传感器装置，其中当传感器装置被运动粒子所撞击时，带有活动部件的传感器装置发生偏移或者以其他方式运动。粒子可以是带电的或者不带电的粒子，并且可以有不同的大小和能量。例如，粒子可以是单个原子或者是比如高达0.1微米大小的多个原子群。粒子撞击传感器装置的活动部件时，由于来自撞击粒子的能量传递或者电荷转移引起至少传感器装置上的一部分发生偏转。

尽管可以采用其他技术或者较大的传感器装置，但传感器装置优选地采用微型机器设备，该设备是采用传统的影印术制作的。举一个例子来讲，传感器装置可以是一个悬臂距，它包括一个固定在基底上的固定部件，和联结着固定部件的活动部件，但它同基底有一定的间距或者以其它方式不同基底联接。悬臂距的活动部件的设计是为了在一个粒子或多个粒子撞击它时，由于粒子到悬臂距上的能量转移或者一个或多个粒子到悬臂距上的电荷转移而使悬臂距发生偏移。当悬臂距打算检测当前存在的非常小的粒子时，悬臂距要做得有足够的弹性以便可以检测到如此小的粒子的存在。然而，如果悬臂距打算检测较大的粒子，活动部件可以做得更结实些，比如更坚硬些，这样，在可以检测大存在的较大粒子的情况下并不损伤悬臂距。另外，悬臂距这种更结实的结构可阻止或减少较小粒子被检测到的可能性。

悬臂距偏移的检测可以采用各种方法，包括在悬臂距活动部件的反射面引导一束光，比如激光束。被悬臂距反射到的这部分光可以通过光电探测器或者其他光敏感元件被检测。当悬臂距由于一个或者多个粒子的撞击而被发生偏移时，反射光方向的变化可以被检测光电探测器到。通过对反射光方向变化的检测，探测器能输出代表悬臂距偏移量和偏移方向的信号。悬臂距的移动检测可以定标，这样一个给出的移动量表示着撞击到悬臂距上的粒子的具体的大小以及/或者能量，以及存储在悬臂距上的电荷数量等等。

悬臂距的移动也可以通过别的方法检测。本发明的一个特征，悬臂距的移动能够导致电开关闭合，这样可以根据检测开关状态检测悬臂距的移动。举例来讲，一个或多个粒子撞击悬臂距将导致悬臂距向着底层基底方向向下偏移。如果悬臂距的移动范围足够，悬臂距的一个以上部分可以和在基底上的电接触片接触，这样就可以使电开关闭合。电开关的闭合可以通过一个控制器或者其他设备检测，并且这表示已经撞击或者存在于悬臂距上的一个粒子具体大小，粒子数量，电荷总量等等。

悬臂距的移动可以通过其他方法检测，包括检测由悬臂距的一部分或者设备所构成的电容器的电容量的变化，比如安装在基底上的电容器薄片。这样，当一个或者多个粒子的撞击悬臂距以及/或者电荷在悬臂距上累积而导致悬臂距移动时，电容器上电容量的相应变化可以被检测到。当然，在需要的情况下，还可以采用其他的检测技术。

虽然悬臂距优选地用来检测一个或者多个粒子的存在，但也可以采用与本发明一致的其他传感器装置进行检测。举例来讲，作为发明的一个特征，同一种桥式或者薄膜式传感器装置能够用来检测一个或者多个粒子。在桥式传感器装置中，一束柔软光的两端附着在基底上，这样，当它被一个或多个粒子撞击时，光束的中心部位发生移动。中心部位的移动可以通过任何有效的方式进行检测，包括上面所描述的那些方法。在薄膜式传感器装置中，一个圆形盘或者其他形式的大致扁平状的装置安装在基底上，这样，传感器装置的中心部位可以安置在基底中的的凹面之上。这样，当一个或者多个粒子撞击传感器装置时，它的中心部位可以自由移动。中心部位的移动可以通过任何期望的方式检测，包括上面的描述的那些方法。

本发明也包括了不使用活动装置来检测撞击粒子的方法和仪器。本发明的一个特征，半导体衬底包括很多分布在半导体基底上面的金属或者其他传导性电极。电极联结着一个控制器或者其他检测设备，该检测设备检测来自经过控制器或者其他检测设备的电极的电流变化，这电流的变化是粒子撞击基底时，由在半导体基底上的次级电子发射引起的。换句话说，当粒子撞击衬底时，一个以上来自于基底材料上的电子被释放出来，并被吸附到电极上。这些被吸附的电子在电极上形成电流，并通过控制器或者其他检测设备检测。本发明的一个特征，在一个离子移植过程中，相对于较小离子来讲，相对较大的粒子(例如尺寸高达0.1微米)撞击时将引起较大的电流变化。这样，设备能够检测那些也许对离子移植过程产生负面影响的较大粒子。

本发明的这些或者那些特征将在下面的描述中体现和/或者突出。

附图说明

以下对本发明的描述和下面的附图相关联，附图中相同的标码代表相同的元件，其中：

附图1是遵循本发明的实施方案的粒子检测设备原理框图；

附图2是一个典型悬臂距布局的俯视图；

附图3是一个典型悬臂距组的俯视图；

附图4是一个安装在底层基底凹面上方的悬臂距的侧视图；

附图5是一个带有两个自由端的悬臂距的侧视图；

附图6是一个带有两个自由端悬臂距的侧视图，且自由端放置在底层基座里相应的凹面上；

附图7是一个安装在基座凹面上的传感器装置侧视图；

附图8是一个用于检测传感器装置组中移动的激光检测设备原理框图；

附图9是另一个激光检测设备原理框图；

附图10是使用一个电子开关的悬臂距移动的检测器原理框图；

附图11是通过对电容量的变化来检测移动的悬臂移动距检测器原理框图；

附图12是通过次级电子发射检测撞击粒子的一个粒子检测设备原理框图；以及

附图13是检测一束光中粒子方法的步骤流程图。

具体实施方式

依照发明实施方案的一个粒子检测设备100原理框图如附图1所示。在这个例子中，传感器装置10是一个包括一个固定部件11和活动部件12的悬臂距。固定部件11固定在衬垫13上，衬垫13固定在基座14上。传感器装置10优选地由多晶体制成，虽然在需要的情况下也可以使用其他半导体，导体或者绝缘材料。然而，传感器装置10采用优选的材料，该材料可以允许传感器装置10被一个或多个粒子撞击时发生弹性变形。衬垫13优选地由一层绝缘材料制成，比如二氧化硅，也可以是其他材料。基座14采用优选的硅材料，比如单一水晶硅，不过正如其他装置一样，也可以采用其他材料。

传感器装置10采用大家熟知的光刻术，蚀刻术和其他常用于制造微型机器装置的制造技术优选地制成。举例来讲，一个绝缘层沿着一层光阻材料附着在基座14上。光阻材料受到预定模式的电磁辐射并且被蚀刻而形成衬垫13。接着，沿着这层光阻材料，一层以上光阻材料被逐层附着。这些光阻材料层受到一种形式的光照射并被蚀刻形成传感器装置10。当然，也可以采用其他技术来制造传感器装置10。

粒子检测设备100也包括一个控制器20，该控制器控制光束发射器21和检测器22的操作以及/或者接受来自它们的信息。在这个例子中，光束发射器21是一个激光束发射器，虽然在需要的情况下，其他的光源也可以使用。控制器20用来控制光束发射器21的操作，尽管这样的控制并非必须的。换句话说，光束发射器21可以是一个不受控制器20控制的独立设备。另外，在需要的情况下，控制器21不必执行任何控制功能。另外，控制器20可以用做只是接受来自检测器22的信号和处理信号。例如，创建一个显示，储存信号，判定已经移动的传感器装置10，判定引起传感器装置10移动的粒子大小等等。光束发射器21发射放射物的一束放射光23，这束光通过传感器装置活动部件12反射到检测器22。在这个例子中，检测器22是一个摄像机，然而，其他的设备也可以用作检测器22，比如CCD阵列，硅光电二极管，或者其他光敏器件。当传感器装置10移动时，反射光束23相对于检测器22移动。检测器22向控制器20产生一个信号，依据来自检测器22的信号能够决定传感器装置10的活动部件12的偏移量。在这个例子中，控制器20对来自检测器22的信号进行图像分析，并判定活动部件12的偏移量。然而，这样的图像分析不被需求，例如，如果不将摄像仪用做检测器22，探测器22可以包括一个线性或者二维传感器阵列，当一个指定的传感器被光束23照亮时，它将输出一个离散信号的指示，或者以别的方式产生代表反射到检测器22上的反射光束23的移动量的信号。这些信号可以被控制器20使用，来决定光束23关于检测器22的相对位置，并决定活动部件12的偏移量。

控制器20优选地采用通用数据处理系统，它可以是通用计算机，或者通用计算机网络，或者其他的相关设备，包括通讯设备，调制解调器，以及/或者为了实现期望的输入/输出或者其他功能的必要其它电路或者组件。举例来讲，控制器20可以是离子移植设备控制器的一部分。控制器20可以至少是部分地当作一个专用集成电路(比如ASIC)或者一批ASICs实现，每个集成电路都有一个主要或者中央处理部分进行全面的，系统级控制，其他部分用来实现各种不同的特殊计算，功用和在中央处理部分控制下的其他程序。控制器20也可以通过大量的独立专用可编程集成或者电子电路或者设备实现。比如，类似于分立元件电路或者可编程逻辑设备的有电线电子或者逻辑电路。控制器20可以包括其他的元件或者设备，如象监视器，显示器，打印机，键盘，用户指点器，触摸屏等的用户输入/输出设备。

在操作中，如附图1所示的一个粒子光束从附图的顶端向底端传播，它照射到至少传感器装置10的活动部件12上的一个部位。光束中的个别粒子，比如个别原子或者高达或者可能超过0.1微米的原子群，撞击活动部件12。活动部件12在粒子的撞击下能够发生至少两种方式的偏移。一种方式是由于射来的粒子将能量传到活动部件12上，从而使活动部件12随即朝基座14向下弯曲。优选地，当能量从粒子传来时，活动部件12发生弹性偏移。这样，虽然活动部件12在粒子撞击时发生向下的偏移，活动部件12后来可恢复到原来的未偏移状态。从附图1可以看出，从活动部件12的非偏移位置发生的偏移引起光束23在不同的方向被活动部件12反射，并且照射到检测器22上的不同部位。

由于能量传递而引起的活动部件12的移动能够表示撞击活动部件12的一个或多个粒子大小，撞击粒子的动能，特定大小的撞击粒子频率等等。这些信息可以用于不同场合，比如判定在一个离子移植光束中是否以及/或者在什么地方存在不可接受的大粒子以及粒子出现的频率。

第二种方法是由于带电粒子的撞击，比如光束中的离子累积在活动部件12上以及向活动部件12充正电荷或者负电荷，使活动部件12能够朝基座14向下发生偏移或者远离基座14发生偏移。在移动部件12上的电荷能够使活动部件12在静电力的作用下吸引移向或者排斥而远离基座14。当活动部件12在静电力的作用下吸引移向或者排斥而远离基座14时，至少活动部件12的一部分和基座14是优选地被导电以及与电隔离。一般地，由于积累在基座14上的电荷同活动部件12上电荷极性相反，不管在活动部件12上电荷极性如何，活动部件12将被基座14吸引。然而，基座14上的被充的电荷有可能同活动部件12上的电荷极性相同，从而导致活动部件12被基座14排斥而远离之。

当活动部件12在静电力作用下移动时，活动部件12相对于它的静止位置的偏移量表明了撞击活动部件12的粒子数量以及/或者电荷，静止位置比如无电荷的或者中性电荷位置。这样的信息是有用的，比如，用来判定每单位面积上光束的带电粒子密度，在某一期间上在给定区域内存储的带电粒子数，粒子束的均一性，离子束电流等等。举例来讲，一个以上的传感器装置10通过粒子束路径扫描(或者粒子束通过传感器装置10扫描)，根据对传感器装置10偏移的检测测量光束的均一性，比如，光线强度的恒定性。根据检测到的光束特点，可以进行光束或者其他系统操作调整，比如，在一个离子移植系统中薄片的扫描率。

根据被检测粒子特性，检测环境，期望的检测设备灵敏度等等，传感器装置10可以做成多种不同形式。附图2是用于检测一个离子移植设备中带电粒子的传感器装置10的俯视图。在这个例子中，传感器装置10包括一对延伸到固定部件11的悬梁距16。悬梁距16支撑着垫子17。在这个应用中，传感器装置10沿着一个平面被装置，该平面上安装着用于离子移植技术的工作部件，例如硅圆片之类。事实上，传感器装置10可以安装在一个硅圆片上，该硅圆片被装进离子移植系统中并且被安装好象圆片被移植一样。在这种位置上，圆片(现在的粒子检测器)能够用来决定离子束的各种性能，包括光束均一性，粒子大小的均一性，光束中大粒子的存在等等。传感器装置10可以靠近半导体圆片安装，这样，在粒子移植期间，它可以提供关于离子束的实时信息。

悬臂距16的宽度，厚度和长度可以依据实际运用而有所变化。同样的，垫子17的大小和厚度是能够变化的。在优选的实施方案中使用离子束，悬臂距16由多晶硅组成，其宽度2.5-10微米，厚度为0.5-5微米，长度为40-80微米，垫子的整个面积为1000-6250平方微米。当然，在本发明范围内，悬臂距16和垫子17可以有其他尺寸。通常，传感器装置10的设计，包括组成材料，结构和尺寸的选择受活动部件12需求的灵敏度，弹性或者可靠性影响着。比如，如果传感器装置10必须极其灵敏和可靠(比如，能够承受相对大的粒子的撞击)，那么活动部件12可以由高弹性材料制成并且尺寸相对较小，这样，当活动部件12被相对小的粒子撞击时，活动部件移动量可以检测，而且当它被相对较大粒子撞击或者接受到其它猛烈情况时，不会发生塑性变形或者破裂。其他的设计特色也可以使用，比如活动部件12的行程定位机构防止了活动部件12移出它的弹性极限或者其他错误界限。

传感器装置10的另一个装置如附图3所示。在这个例子中，排列了四个传感器装置10阵列，这样，活动部件12从共同的固定部件11向阵列的中心延伸。类似于附图2结构，每个传感器装置10包括一对悬臂距16支撑着三角形垫子17。和附图2布局一样，根据特定的粒子检测要求，传感器装置10应包括仅仅单个或者两个以上的悬臂距16，垫子17可以有任何期望的形状，悬臂距16和垫子17可以有任何期望的尺寸。附图3的布局的一个优点在于对四个传感器装置10的偏移给予平均，这样对撞击传感器装置10的粒子总体电荷或者粒子数量提供了更可能准确的测量。

传感器装置10的另一个布局如附图4所示。在这个例子中，传感器装置10的固定部件11直接固定在基座14上，中间没有任何垫片，且活动部件12安装在基座14上的凹面15之上。对于这种布局，传感器装置10同附图1所示的结构相比侧面更低，这可能避免由于在垫片13同基座14或者固定部件11之间的联结失败而从基座14中分离开。如果传感器装置10要同基座14进行电隔离，可以在固定部件11和基座14之间插入一个绝缘层(没有显示)。另一方面，基座14的顶层可以通过处理或者采用其他措施形成绝缘层，比如在基座14的顶层铺上一层二氧化硅。当然，正如上面讨论的那样，如果需要的话，基座14可以由绝缘材料做成。

附图4显示的传感器装置10的俯视图同附图2所示的装置有很大相似处，或者附图4中的传感器装置10可以有其他侧面。比如，在附图2中，活动部件12可以简化，包括不任何带如附图2中所示的带垫子17的矩形距部分。由于传感器装置10一般地采用影印术技术，传感器装置10并不限制于在这里展示或者描述的任何特定布局。相反，只要传感器装置10的某些部分在光束中粒子撞击时能够发生移动，传感器装置10可以有任何期望的布局。

传感器装置10的另一种布局如附图5所示。在这个例子中，传感器装置10包括一个附着在垫圈13上的固定部件11，该垫圈安装在基座14上。两个活动部件12从固定部件11向相反方向延伸。这样，在这个例子中，传感器装置10能够有两个以上的活动部件12，它们从固定部件11开始延伸。换句话说，传感器装置10可以包括一个射线状结构，该结构包括从固定结构11开始延伸的两个活动部件12。另外，传感器装置10包括多个活动部件12，它们以固定部件11为中心放射状地向外延伸，这同轮辐从车轮上的轮毂扩展开来类似。其他结构可以由在本领域中熟练的技术人员制造。

传感器装置10的另一种布局如附图6所示。除了垫圈13被放置在基座14里的凹面15里而外，这个例子同附图5所示的相似。因此，举例来讲，传感器装置10可以定位在基座14的顶面上。同附图5的例子相同，两个以上的活动部件12能够按照任何期望的布局以固定部件11为中心的或者共同点相外延伸。比如，传感器装置10可以包括不同长度，厚度和宽度的放射状扩展悬臂距等等，因此，它们具有不同的检测灵敏度。这样，一个传感器装置10可以用来检测不同尺寸和电荷的粒子，或者检测有不同带电粒子密度的光束等等。

传感器装置10的另一种布局如附图7所示。在这个例子中，传感器装置10包括两个固定部件11，它们安装在基底14上凹面15的相对面上。从而，活动部件12放置在两个固定部件11之间。当然，传感器装置10可以不必放在凹面15的上方，但取而代之，它可以安装在固定在基底14上的两个垫圈13上。传感器装置10可以有一个射线状布局，例如，带有矩形或者其它任何外形截面的细长光束。例如，传感器装置10可以是一个圆盘片，该盘片放置于在圆形凹面15上面的基座14的外围上。在这个光圈状的布局中，当粒子撞击盘状传感器装置10时，它的中心活动部件12能够向着或者反向基座14移动。在这个光圈状的布局中，传感器装置10并非一定要是圆状，它可以由矩形，规则或不规则的多边形，或者其它形状替代。另外，为了能够满意地提供由于粒子的撞击产生的预期移动，结构传感器10的厚度能够改变。此外，以上描述的传感器装置10不必需用单一材料的制成。反而，传感器装置10由两种以上材料制成，以来获得不同检测粒子的响应特性，耐久性需求等。例如，传感器装置10可以由在预定区域涂上传导材料的绝缘材料制成，预定区域比如传感器装置10上的活动部件12。另外，传感器装置10上可以加工形成齿缝，槽，或者其它物理形状来调节传感器装置10的灵敏度或者其它性能。

如上面所讨论的，传感器装置10的偏移能够通过不同方式检测。附图8展示了一个通过光束发射器21产生的光束23通过多个结构传感器10的扫描来检测传感器10偏移的例子。在这个例子中，光束23从第一位置23-1向第二位置23-2扫描，来检测第一传感器装置10-1和第二传感器装置10-2的移动范围。当结构传感器10-1的活动部件12如附图8中箭头31所指示那样向下移动时，在第一位置23-1中的光束23被反射，这样，它的反射光照射检测器22的部位靠近检测器22的中心。同样的，结构传感器10-2的活动部件12如附图8中箭头32所指示那样向下移动，它将导致在第二位置23-2中的光束23被反射，这样，它的反射光照射到检测器22上的部位靠近检测器22中心的部位。这样，当传感器装置10-1和传感器装置10-2向下移动时，在检测器22上的被照射部位相互靠拢。使用这种布局，在检测器22上被照射部位之间的距离能够用来判定传感器装置10-1和传感器装置10-2的实际或者平均偏移。

检测一对传感器装置10移动的另一种布局如附图9所示。在这个例子中，两个光束发射器21发射光束23-1和23-2。光束23-1和23-2被各自的传感器装置10反射到检测器22上。当传感器装置10处于如附图9所示的未变形的状态，光束23-1和23-2在检测器22上照射于一点。然而，作为对粒子撞击的反应，传感器装置向下偏移，这时，光束23-1和23-2如附图9中的箭头所示那样远离检测器22的中心部位移动。如同在附图8所示的例子，检测器22上被照射部位之间的距离能够用来判定传感器装置10的实际或者平均偏移。除非检测器22是微型机器装置的一部分，比如，是作为传感器装置10制成过程一部分形成的，否则，附图9所示的布局也许实现起来困难。光束23-1和23-2能够从不同角度直接射向活动部件12，比如在不偏移状态下垂直照射到活动部件12。这样，当活动部件12向基座14发生偏移时，检测器22能够仅仅检测到光束23-1和23-2。

附图10展示了一个传感器装置10，当它被粒子撞击时，传感器装置10向下偏移。当传感器经过10向下偏移距离是足够的，传感器装置10激活在基座14中或者上的开关元件25。开关元件25可以由传导材料组成，比如传导金属。这样，如果传感器装置10向下偏移并接触到开关元件25，控制器20检测到由传感器装置10和开关元件25形成的开关处于闭合状态。换句话说，控制器通过传导信号线和开关元件25以及传感器装置10相连接。传感器装置10可以由传导材料或者包括传导材料的其它材料制成，这样，当传感器装置10同开关元件25接触时开关闭合。传感器装置10并不需要同开关元件25进行真实的物理接触来使控制器控制器20能够检测传感器装置的移动。例如，开关元件25可以是一个场效应晶体管，当传感器装置10处于带电状态并且向开关元件移动得足够近时，它相当于门电极并接通晶体管，这样场效应晶体管处于开通状态。控制器20通过和传感器装置10相连接的导线卸掉传感器装置10上的电荷并允许传感器装置10回到原来未变形状态，这样可以使粒子检测设备复位。正如被本领域熟练得技术人员所理解的，开关元件25可以包括被传感器装置10物理地或者电动地激活的其他微开关设备。

检测传感器装置10偏移的另一种布局如附图11所示。在这个例子中，控制器20通过检测在电容元件26和传感器装置10之间电容量的变化来检测传感器装置的移动。电容器元件26可以是第一个电容器板，它是由金属层或者其它传导材料在基座14里或者上加工形成。传感器装置10作为或者包括第二个电容器板。换句话说，传感器装置10或者传感器装置10的一部分可以由传导材料或者包括传导材料的其它材料制成，这样，传感器装置10和电容器元件26可以共同作为一个电容器。很好理解，当传感器装置10移向或者远离电容器远离26，相应的电容量变化可以通过控制器20检测到。检测到的电容量变化能够用来判定传感器装置10的偏移的方向和偏移量，这也代表着撞击传感器装置10的粒子数，粒子大小和带电粒子密度等等。

检测带电粒子的一个另一种布局如附图12所示。一个半导体基座14，比如一个多晶体或者单个晶体硅基座，它包括由金属或者其它比基座14具有更高传导性能的传导材料制成的导体接触片27。当带电粒子撞击基座14时，带电粒子引起来自基座14材料的次级电子发射。发射电子被接触片27收集并被控制器20检测到。如附图12所示，接触片27可以通过控制器20的共同引导而连接到一起。另外，每个接触片27能够分别和控制器连接，这样，控制器20能够检测粒子撞击(次级电子放射)和这些粒子撞击在基座14上的部位。控制器也能设置着来区别相对小的粒子和相对大的粒子的撞击。例如，包括主要是独立离子的离子束将引起接触片27检测由次级电子放射发射出的相对同一级的电子。然而，当相对大的粒子，比如，成千的离子群撞击基座14时，将发射出大量的电子并被接触片27获得。这样，当通过接触片27上的浪涌电流被检测时，一个相对大的粒子已经撞击了基座14。控制器20通过连接接触片27队列中个别的，或者一个以上的接触片组来检测电流的变化，并经过已知的电流感应电路接地。

附图13是检测光束中粒子方法的步骤流程图。在步骤S10中，提供了一个传感器装置。传感器装置能够有如上所描述的那些不同结构。例如，传感器装置可以包括附着在底座上的固定部件和当被粒子撞击时的能够移动的活动部件。根据包括被检测粒子大小以及/或者电荷，传感器装置的灵敏度，传感器装置将要被伸展的预定环境等因素，可以改变传感器装置的特定尺寸和形状。例如，为了检测相对小的粒子的撞击，比如单个原子或原子群，则需要采用相对灵敏的传感器装置。类似地，同传感器装置打算根据向传感器装置上传递和累积电荷来检测离子的存在的这种方式相比，如果是通过一个或多个粒子向传感器装置上的能量传递来检测一个或多个粒子的存在，那么一般地要提供一个更灵敏的传感器装置。

在步骤S20中，一束光射向结构传感器。光束可以是包括带电粒子光束的任何形式光，不带电粒子光束等等。光束直接照射传感器装置一般将引起一个以上的粒子撞击传感器装置。一个以上的粒子对传感器装置的撞击能够引起能量从粒子向传感器装置上传递和/或者电荷向传感器装置的转移。

在步骤S30中，检测根据一个以上的粒子撞击传感器装置而引起传感器装置的移动。传感器装置的移动可以有各种方法检测，包括检测一束光反射方向的变化，比如通过传感器装置反射的激光，检测由传感器装置移动引起的开关设备的闭合和开断，检测由于传感器装置移动引起的电容器中电容量的变化等等。其它可能存在的检测传感器装置移动的方法，包括检测和传感器装置相联系的拉力表的电阻的变化，检测和传感器装置相联系的压电元件产生的输出信号和其它在本领域中熟练的技术人员所能够了解的方法。传感器装置的移动检测能够用来判定撞击装置的粒子数量，撞击装置的粒子具体类型和/或者大小，转移到装置上电荷总数，光束中粒子电荷密度，存在一个离子束中相对大的粒子数等等。

关于本发明的具体实施方案已经描述，它表明对于本领域的熟练技术人员来讲，它有很多可替代，修改和变化的地方。因此，这儿提出的本发明优选实施方案目的是作为例证，没有限制。在不离开本发明的精神范围内可以进行各种修改。

Claims (16)

1.一种检测离子束中离子的方法，包括：

提供至少一个包括相对于底座固定的固定部件和相对于底座可移动的移动部件的悬臂距；

将适宜注入到半导体片的离子束射向悬臂距；以及

检测由于离子束中离子对悬臂距的带电造成的改变而产生的相对于底座的活动部件的移动。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于检测移动这一步包括：

检测由于悬臂距上的弹性变形而产生的悬臂距上活动部件的移动。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于检测移动这一步包括：

检测由于离子向活动部件上的能量传递而引起的悬臂距上活动部件的移动。

4.根据权利要求1至3中任何一项的方法，其特征在于检测移动这一步包括

将光束射向悬臂距上的一个部位；以及

检测反射光的方向的变化。

5.根据权利要求4的方法，其特征在于检测移动这一步包括：

将第一束射向对应的第一悬臂距，将第二束射向对应的第二悬臂距；以及

检测被反射光照射到检测器上的两部位之间的距离变化。

6.根据权利要求1至3中任何一项的方法，其特征在于检测移动这一步包括：

检测开关元件的激活。

7.根据权利要求6的方法，其特征在于检测激活这一步包括：

检测在悬臂距和接触片之间电路的闭合。

8.一种用于离子注入装置的粒子检测器，该粒子检测器的特征包括：

至少一个装置，每个装置包括相对于参考面固定的固定部件和活动部件；以及

传感器，用来检测由于适宜注入半导体片的离子束中的离子造成的带电变化和撞击装置而产生的装置的活动部件的移动。

9.根据权利要求8的粒子检测器，其特征在于装置包括至少一个悬臂距。

10.根据权利要求8的粒子检测器，其特征在于传感器根据装置的活动部件的弹性变形来检测装置的移动。

11.根据权利要求8至10中任何一项的粒子检测器，其特征在于传感器包括：

向装置的一个部位发射一束光的光束发射器；以及

输出指示被装置反射的一束光的方向变化信号的光检测器。

12.根据权利要求8至10中任何一项的粒子检测器，其特征在于传感器包括：

开关元件，它当装置活动部件被激活时输出信号。

13.根据权利要求8至10中任何一项的粒子检测器，其特征在于传感器包括：

电容器元件和装置的一部分一起作为电容器，电容器的电容量随着装置的移动范围而变化。

14.根据权利要求8至10中任何一项的粒子检测器，其特征在于装置包括：

至少两个悬臂距，每个悬臂距包括固定于基底的固定端和自由端；以及

至少由两个悬臂距的自由端支撑着的垫子。

15.根据权利要求8至10中任何一项的粒子检测器，其特征在于装置包括：

基底，该基底顶面上有凹面；以及

在与凹面相对的基底顶面上固定了桥结构。

16.一个离子移植设备，包括：

权利要求8的粒子检测器；以及

离子束发生器；

其特征在于装置靠近一个工作部件平板安置，来检测由离子束发生器产生的离子束中的粒子。

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