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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft die Erkennung von sich bewegenden Partikeln unter
Verwendung einer Sensorstruktur bzw. eines Sensoraufbaus mit einem
beweglichen Abschnitt. Die Erfindung kann nützlich sein, um geladene Partikel
in einem Ionenstrahl zu erkennen, der verwendet wird, um Verunreinigungen in
einen Halbleiter-Wafer einzuführen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
Erkennung kleiner sich bewegender Partikel, z.B. Partikel im Größenbereich
von einem einzigen Atom bis etwa 0,1 Mikrometer, kann in vielen
verschiedenen Anwendungen von Vorteil sein. Eine solche Anwendung
betrifft Ionenimplantiersysteme, die energetische Ionen in relativ
größere Werkstücke, wie
Halbleiter-Wafer, implantieren. Wie dem Fachmann auf dem Gebiet
der Ionenimplantierung oder -dotierung bekannt ist, ist die Implantierung
von Ionen oder anderen Partikeln in ein Halbleitermaterial, um Halbleitergeräte herzustellen,
weit verbreitet.
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Zwei
wichtige Faktoren bei der Ionenimplantation sind die Gleichmäßigkeit
der Ionenimplantierung über
die Werkstückoberfläche und
die Sicherstellung, dass die Ionen in einem konstanten oder nahezu
konstanten Einfallswinkel auf das Werkstück treffen. Ein Verfahren zur
Bestimmung der Implantierungsgleichmäßigkeit verwendet einen Faraday-Profiler,
mit dem eine Ebene abgetastet wird, wo eine Halbleiter-Waferoberfläche während der
Implantierung platziert wird, wie im US-Patent 4,922,106, Berrian
et al., offenbart. Intensitätsschwankungen
im Ionenstrahl werden vom Profiler erfasst und werden verwendet,
um Gleichmäßigkeitsanpassungen
im Strahl vorzunehmen. Obwohl diese Verfahren zufriedenstellende
Ergebnisse liefern, sind sie normalerweise langsam und erfordern
relativ teure Spezialausrüstungen.
Somit besteht ein Bedarf an einem einfacheren und preiswerteren
Verfahren, um Partikel in einem Strahl, wie einem Ladungspartikelstrahl, zu
erkennen.
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DE 4 444 647 offenbart eine
einseitige Mikroblattfeder, die wie ein ballistisches Pendel wirkt,
wodurch der Aufprall von Partikeln auf dem freien Ende des Pendels
dieses ausschlagen lässt.
Die Bewegung des Pendels wird durch eine Änderung der Reflexionsrichtung
eines Lichtstrahls erfasst.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Erfassen von Ionen in einem Ionenstrahl bereitgestellt, welches
folgendes umfaßt:
Bereitstellen mindestens eines Auslegers mit einem stationären Abschnitt,
der an einem Substrat fixiert ist, und einem beweglichen Abschnitt, der
sich relativ zum Substrat bewegen kann; Richten eines Ionenstrahls,
der sich zum Implantieren von Ionen in einen Halbleiterwafer eignet,
auf den Ausleger; gekennzeichnet durch die Erfassung der Bewegung
des beweglichen Abschnitts relativ zum Substrat als Reaktion auf
die Änderung
der elektrischen Ladung mindestens eines Abschnitts des Auslegers durch
die Ionen im Ionenstrahl.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Partikeldetektor
zur Verwendung mit einer Ionenimplantiervorrichtung bereitgestellt,
wobei der Partikeldetektor folgendes umfaßt: mindestens eine Sensorstruktur,
wobei jede Sensorstruktur einen stationären Abschnitt, der bezüglich des
Substrats fixiert ist, und einen beweglichen Abschnitt aufweist;
gekennzeichnet durch einen Sensor, der die Bewegung des beweglichen
Abschnitts der Sensorstruktur ansprechend auf Ionen in einem Ionen strahl,
die zum Implantieren in einen Halbleiterwafer geeignet sind und
die die Sensorstruktur treffen und die elektrische Ladung der Sensorstruktur ändern, erfasst.
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Daraus
geht hervor, dass die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Erfassen von Partikeln, insbesondere von Partikeln in einem
Partikelstrahl, bereitstellt. Die Erfindung stellt eine Sensorstruktur
mit einem beweglichen Abschnitt bereit, der ausschlägt oder
sich anderweitig bewegt, wenn die Struktur von sich bewegenden Partikeln
getroffen wird. Bei den Partikeln kann es sich um geladene Partikel
handeln und diese können
verschiedene Größen und
Energieniveaus aufweisen. Zum Beispiel kann es sich bei den Partikeln
um einzelne Atome oder um Gruppen aus mehreren Atomen handeln, z.B.
mit einer Größe von bis
zu 0,1 Mikrometer oder mehr. Das Aufbetreffen von Partikeln auf
dem beweglichen Abschnitt der Sensorstruktur bewirkt, dass zumindest
ein Teil der Struktur aufgrund einer Ladungsübertragung von den auftreffenden
Partikeln ausschlägt.
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Bei
der Sensorstruktur handelt es sich vorzugsweise um eine mikromechanische
Vorrichtung, die anhand von photolithographischen Verfahren hergestellt
wird, obwohl auch andere Verfahren und größere Sensorstrukturen möglich sind.
Zum Beispiel kann es sich bei der Sensorstruktur um einen Ausleger
handeln, der einen stationären
Abschnitt aufweist, der an einem Substrat fixiert ist, sowie einen beweglichen
Abschnitt, der mit dem stationären
Abschnitt verbunden ist, aber vom Substrat beabstandet und ansonsten
nicht mit diesem verbunden ist. Der bewegliche Abschnitt des Auslegers
ist so aufgebaut, dass dessen freitragender Arm, wenn er von einem
Partikel oder von mehreren Partikeln getroffen wird, aufgrund einer
Ladungsübertragung
von dem Partikel oder den Partikeln auf den Arm ausschlägt. Wenn
der Arm das Vorhandensein von sehr kleinen Partikeln erfassen soll,
wird der Arm ausreichend flexibel geschaffen, so dass das Vorhandensein
von solch kleinen Partikeln erfasst werden kann. Wenn der Arm jedoch
größere Partikel
erkennen soll, kann der bewegliche Abschnitt robuster, d.h. steifer,
geschaffen werden, so dass das Vorhandensein der größeren Partikel
ohne Beschädigung
des Arms erfasst werden kann. Ein robusterer Aufbau des Arms kann
da rüber
hinaus die Wahrscheinlichkeit der Erkennung von kleineren Partikeln
verhindern oder verringern.
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Ein
Ausschlagen des Arms kann auf verschiedene Weise erfasst werden,
einschließlich
des Lenkens eines Strahls, wie eines Laserstrahls, auf eine reflektierende
Oberfläche
des beweglichen Abschnitts des Arms. Teile des Strahls, die vom
Arm reflektiert werden, können
von einem Photodetektor oder einem anderen lichtempfindlichen Element
erfasst werden. Wenn der Arm ausschlägt, wird eine Richtungsänderung
des reflektierten Strahls vom Photodetektor erfasst. Durch Erfassen
der Richtungsänderung
des reflektierten Strahls kann der Sensor ein Signal ausgeben, welches
das Maß und/oder
die Richtung des Armausschlags anzeigt. Die Erfassung der Armbewegung
kann kalibriert werden, so dass ein bestimmtes Maß an erfasster
Bewegung die Gesamtladungsmenge anzeigt, die auf den Arm übertragen
wurde.
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Die
Bewegung eines Arms kann auch auf andere Weisen erfasst werden.
In einem Aspekt der Erfindung kann die Bewegung eines Arms bewirken, dass
ein elektrischer Schalter geschlossen wird, wodurch die Erfassung
der Armbewegung aufgrund des erfassten Schalterstatus möglich ist.
Zum Beispiel kann der Aufprall eines Partikels oder mehrerer Partikel
auf einen Arm bewirken, dass der Arm abwärts in Richtung auf ein darunter
liegendes Substrats ausschlägt.
Falls die Bewegung des Arms ausreicht, können eine oder mehrere Abschnitte
des Arms einen elektrischen Kontakt auf dem Substrat berühren, wodurch
ein elektrische Schalter geschlossen wird. Das Schließen des
elektrischen Schalters kann von einer Steuereinrichtung oder einem
anderen Gerät erfasst
werden und anzeigen, dass eine Anzahl von Partikeln, eine Gesamtladungsmenge
usw. den Arm getroffen hat oder auf diesem vorhanden ist.
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Die
Bewegung des Arms kann auch auf andere Weise erfasst werden, einschließlich einer Änderung
der Kapazität
bzw. Kapazitanz eines Kondensators, der von einem Teil des Arms
und einer auf dem Arm ausgebildeten Einrichtung, wie einer entsprechenden
Kondensatorplatte, gebildet wird. Wenn ein Arm sich als Folge der
Akkumulation einer elektrischen Ladung in dem Arm, möglicherweise
kombiniert mit einer Momentübertragung,
bewegt, kann eine entsprechende Änderung
der Kapazitanz erfasst werden. Natürlich können auch andere Erfassungsmethoden
angewendet werden, falls gewünscht.
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Obwohl
vorzugsweise ein Ausleger verwendet wird, um das Vorhandensein eines
Partikels oder mehrerer Partikel zu erfassen, können auch andere Sensorstrukturen
gemäß der Erfindung
verwendet werden. Zum Beispiel wird in einem Aspekt der Erfindung
eine brückenartige
oder blendenartige Struktur verwendet, um ein oder mehrere Partikel
zu erfassen. In einer brückenartigen
Sensorstruktur sind zwei Enden eines flexiblen Balkens so an einem
Substrat befestigt, dass ein mittlerer Abschnitt des Balkens sich
bewegt, wenn er von einem Partikel oder mehreren Partikeln getroffen
wird. Die Bewegung des mittleren Abschnitts kann auf jede gewünschte Weise
erfasst werden, einschließlich
der oben beschriebenen. In einer blendenartigen Sensorstruktur kann
eine kreisförmige
Scheibe oder eine anders geformte, nahezu flache Struktur so an
einem Substrat befestigt sein, dass der mittlere Abschnitt der Struktur über einem
Hohlraum bzw. einer Mulde angeordnet ist, die in dem Substrat ausgebildet
ist. Somit kann der mittlere Abschnitt der Sensorstruktur sich ungehindert bewegen,
wenn er von einem Partikel oder mehreren Partikeln getroffen wird.
Die Bewegung des mittleren Abschnitts kann auf jede gewünschte Weise
erfasst werden, einschließlich
der oben beschriebenen.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Ionenimplantiervorrichtung bereitgestellt,
welche folgendes aufweist: den Partikeldetektor gemäß dem ersten
oder zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung; und einen Ionenstrahlgenerator;
wobei die Sensorstruktur nahe einer Werkstückebene angeordnet wird, um
Partikel in einem Ionenstrahl zu erfassen, der vom Ionenstrahlgenerator
erzeugt wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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Die
Erfindung ist nachstehend in Verbindung mit der folgenden Zeichnung
beschrieben, worin ähnliche
Bezugszahlen verwendet werden, um ähnliche Elemente zu bezeichnen,
und wobei:
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1 ein
schematisches Blockdiagramm einer Partikelerfassungsvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist;
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2 eine
Draufsicht auf ein Beispiel für eine
Auslegeranordnung ist;
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3 eine
Draufsicht auf ein Beispiel für eine
Auslegergruppe ist;
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4 eine
Seitenansicht eines Auslegers ist, der über einer Mulde in einem darunter
liegenden Substrat angeordnet ist;
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5 eine
Seitenansicht eines Auslegers ist, der zwei freie Enden aufweist;
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6 eine
Seitenansicht eines Auslegers ist, der zwei freie Enden aufweist,
die jeweils über Mulden
in einem darunter liegenden Substrat angeordnet sind;
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7 eine
Seitenansicht einer über
einer Mulde in einem Substrat angeordneten Sensorstruktur ist;
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8 ein
schematisches Blockdiagramm einer Lasererfassungseinrichtung zum
Erfassen einer Bewegung in einer Gruppe von Sensorstrukturen ist;
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9 ein
schematisches Blockdiagramm einer anderen Lasererfassungseinrichtung
ist;
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10 ein
schematisches Diagramm eines Armbewegungsdetektors ist, in dem ein
elektronischer Schalter verwendet wird;
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11 ein
schematisches Diagramm eines Armbewegungsdetektors ist, der eine Änderung
der Kapazitanz verwendet, um eine Bewegung zu erfassen;
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12 ein
schematisches Diagramm einer Partikelerfassungseinrichtung ist,
die einen Partikelaufprall mittels einer sekundären Elektronenemission erfasst;
und
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13 ein
Flussdiagramm von Verfahrensschritten zum Erfassen von Partikeln
in einem Strahl ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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1 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm einer Partikelerfassungseinrichtung 100 gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung. In diesem Beispiel handelt es sich bei einer Sensorstruktur 10 um
einen Ausleger, der einen stationären Abschnitt 11 und
einen beweglichen Abschnitt 12 aufweist. Der stationäre Abschnitt 11 ist
an einem Abstandhalter 13 fixiert, der an einem Substrat 14 fixiert
ist. Die Sensorstruktur 10 besteht vorzugsweise aus Polysilicium,
obwohl auch andere halbleitende, leitende oder isolierende Materialien
verwendet werden können, falls
gewünscht.
Jedoch ist die Sensorstruktur 10 vorzugsweise ein Material,
das es der Sensorstruktur 10 ermöglicht, sich elastisch zu verformen,
wenn sie von einem Partikel oder mehreren Partikeln getroffen wird.
Der Abstandhalter 13 besteht vorzugsweise aus einer Schicht
aus Isoliermaterial, wie Siliciumdioxid, aber es sind auch andere
Materialien möglich.
Bei dem Substrat 14 handelt es sich vorzugsweise um ein
Siliciummaterial, wie einkristallines Silicium, aber wie bei den
anderen Strukturen sind auch andere Materialien möglich.
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Die
Sensorstruktur 10 wird vorzugsweise unter Verwendung von
bekannten Photolithographie-, Ätz-
und anderen Herstellungsverfahren gefertigt, die bei der Herstellung
von mikromechanischen Strukturen üblich sind. Zum Beispiel kann
eine isolierende Schicht zusammen mit einer Schicht aus Photoresist auf
dem Substrat 14 aufgebracht werden. Das Photoresist kann
einem gewünschten
Muster aus elektromagnetischer Strahlung ausgesetzt und geätzt werden,
um den Abstandhalter 13 auszubilden. Dann können eine
oder mehrere Schichten zusammen mit dem Photoresist aufgebracht
werden, und die Schichten können
einem Lichtmuster ausgesetzt und geätzt werden, um die Sensorstruktur 10 auszubilden.
Natürlich
können
auch andere Verfahren angewendet werden, um die Sensorstruktur 10 auszubilden.
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Die
Partikelerfassungseinrichtung 100 schließt auch
eine Steuereinrichtung 20 ein, die den Betrieb eines Strahlensenders 21 und
eines Detektors 22 steuert und/oder Informationen von diesen empfängt. Der
Strahlensender 21 ist in diesem Beispiel ein Laserstrahlensender,
obwohl auch andere Lichtquellen verwendet werden können, falls
gewünscht.
Dargestellt ist, dass die Steuereinrichtung 20 den Betrieb
des Strahlensenders 21 steuert, aber diese Steuerung ist
fakultativ. Das heißt,
der Strahlensender 21 könnte
ein autonomes Gerät
sein, das nicht von der Steuereinrichtung 20 gesteuert
wird. Außerdem
muss die Steuereinrichtung 20 überhaupt keine Steuerfunktionen
ausführen,
falls gewünscht. Stattdessen
konnte die Steuereinrichtung 20 nur dazu dienen, ein Signal
vom Detektor 22 zu empfangen und das Signal zu verarbeiten,
z.B. eine Anzeige zu erzeugen, das Signal zu speichern, zu bestimmen, ob
die Sensorstruktur 10 sich bewegt hat, eine Partikelgröße zu bestimmen,
die eine Bewegung der Sensorstruktur 10 bewirkt hat, usw.
Der Strahlensender 21 sendet einen Strahl 23 einer
Strahlung aus, die vom beweglichen Teil 12 der Sensorstruktur 10 zum Detektor 22 zurückgeworfen
wird. In diesem Beispiel ist der Detektor 22 eine Videokamera,
obwohl auch andere Geräte,
wie CCD-Gruppen, Silicium-Photodioden oder andere lichtempfindliche
Einrichtungen, als Detektor 22 verwendet werden können. Wenn sich
die Sensorstruktur 10 bewegt, bewegt sich der reflektierte
Strahl 23 relativ zum Detektor 22. Der Detektor 22 gibt
ein Signal an die Steuereinrichtung 20 aus, die das Ausmaß der Ablenkung
des beweglichen Abschnitts 12 der Sensorstruktur 10 aufgrund des
Signals vom Detektor 22 bestimmen kann. In diesem Beispiel
führt die
Steuereinrichtung 20 eine Bildanalyse des Signals vom Detektor 22 durch,
um zu bestimmen, wie weit der bewegliche Abschnitt 12 ausschlägt. Jedoch
ist eine solche Bildanalyse nicht erforderlich, falls z.B. keine
Videokamera als Detektor 22 verwendet wird, und stattdessen
kann der Detektor 22 eine lineare oder zweidimensionale
Gruppe von Sensoren einschließen,
die jeweils ein diskretes Signal aussenden, das anzeigt, wenn ein
Partikelsensor vom Strahl 23 beleuchtet wird, oder anderweitig
ein Signal ausgibt, das das Ausmaß der Bewegung des reflektierten
Strahls 23 relativ zum Detektor 22 anzeigt. Diese
Information können
von der Steuereinrichtung 20 verwendet werden, um die relative Position
des Strahls 23 in Bezug auf den Detektor 22 zu
bestimmen und somit das Ausmaß der
Ablenkung des beweglichen Abschnitts 12 zu bestimmen.
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Die
Steuereinrichtung 20 ist vorzugsweise ein Mehrzweck-Datenverarbeitungssystem,
bei dem es sich um einen Mehrzweckrechner oder ein Netz aus Mehrzweckrechnern
und andere zugeordnete Geräte
handeln kann, einschließlich
von Kommunikationseinrichtungen, Modems und/oder anderen Schaltungen
oder Komponenten, die erforderlich sind, um die gewünschten
Eingabe/Ausgabe- und andere Funktionen durchzuführen. Zum Beispiel kann die
Steuereinrichtung 20 Teil einer Ionenimplantiervorrichtungs-Steuereinrichtung
sein. Die Steuereinrichtung 20 kann auch zumindest teilweise
als integrierte Spezialschaltung (z.B. ASIC) oder eine Gruppe von
ASICs verwirklicht sein, die jeweils einen Haupt- oder Zentralrechnerabschnitt
für die
Gesamtsteuerung auf Systemebene und separate Abschnitte, die der
Durchführung
verschiedener unterschiedlicher spezifischer Berechnungen, Funktionen
und anderer Prozesse unter der Steuerung des Zentralrechnerabschnitts
zugeordnet sind, aufweisen. Die Steuereinrichtung 20 kann
auch unter Verwendung einer Vielzahl von separaten programmierbaren
integrierten oder anderen elektronischen Schaltungen und Einrichtungen,
z.B. festverdrahteten elektronischen oder logischen Schaltungen,
wie Schaltungen mit diskreten Elementen oder programmierbaren logischen
Einrichtungen, verwirklicht werden. Die Steuereinrichtung 20 kann
auch beliebige andere Komponenten oder Geräte, wie Benutzer-Eingabe/Ausgabegeräte, beispielsweise
Monitore, Anzeigen, Drucker, eine Tastatur, ein Benutzer-Zeigegerät, einen
Touch Screen usw. einschließen.
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Im
Betrieb trifft ein Partikelstrahl, dessen Verlauf in 1 von
der Oberseite der Figur zur Unterseite hin dargestellt ist, auf
mindestens einen Abschnitt des beweglichen Abschnitts 12 der
Sensorstruktur 10. Einzelne Partikel im Strahl, wie einzelne Atome
oder große
Gruppen von Atomen mit einer Größe von bis
zu 0,1 Mikrometer und möglicherweise darüber hinaus,
treffen auf den beweglichen Abschnitt 12. Der bewegliche
Abschnitt 12 kann von den auftreffenden Partikeln auf mindestens
zwei Arten zum Ausschlagen gebracht werden. Eine erste Möglichkeit
ist, dass die ankommenden Partikel ein Moment auf den beweglichen
Abschnitt 12 übertragen, so
dass der bewegliche Abschnitt 12 sich nach unten in Richtung
auf das Substrat 14 biegt. Vorzugsweise verformt sich der
bewegliche Abschnitt 12 in Folge einer Momentübertragung
von den Partikeln elastisch. Obwohl der bewegliche Abschnitt 12 nach
einem Partikelaufschlag nach unten ausschlägt, nimmt der bewegliche Abschnitt
somit später
wieder die nicht-abgelenkte
Stellung ein. Wie aus 1 ersichtlich, bewirkt der Ausschlag
des beweglichen Abschnitts 12 aus dessen nicht-abgelenkter
Stellung, dass der Strahl 23 durch den beweglichen Abschnitt 12 in
eine andere Richtung gelenkt wird und dass ein anderer Abschnitt
des Detektors 22 beleuchtet wird.
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Eine
Bewegung des beweglichen Abschnitts 12 aufgrund einer Momentübertragung
kann die Größe eines
oder mehrerer Partikel, die auf den beweglichen Abschnitt 12 treffen,
die kinetische Energie des oder der auftreffenden Partikel, die
Frequenz der auftreffenden Partikel einer speziellen Größe usw.
anzeigen. Diese Informationen können
auf verschiedene Weise verwendet werden, beispielsweise zum Bestimmen,
ob und/oder wo unannehmbar große
Partikel in einem Ionenimplantierstrahl vorhanden sind und mit welcher
Häufigkeit
die vorhanden Partikel auftreten.
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Eine
zweite Möglichkeit,
wie der bewegliche Abschnitt 12 entweder nach unten in
Richtung auf das Substrat 14 oder vom Substrat 14 weg
zum Ausschlagen gebracht werden besteht darin, auftreffende geladene
Partikel im Strahl, wie Ionen, auf dem beweglichen Abschnitt 12 zu
akkumulieren und den beweglichen Abschnitt entweder positiv oder
negativ 12 aufzuladen. Diese Ladung auf dem beweglichen Abschnitt 12 kann
bewirken, dass der bewegliche Abschnitt 12 elektrostatisch
vom Substrat 14 angezogen oder von diesem abgestoßen wird.
Wenn der bewegliche Abschnitt 12 elektrostatisch vom Substrat 14 angezogen
oder abgestoßen
wird, ist vorzugsweise zumindest ein Teil des beweglichen Abschnitts 12 und
des Substrats 14 elektrisch leitfähig und elektrisch isoliert.
In der Regel wird der bewegliche Abschnitt 12 vom Substrat 14 unabhängig von
der Polarität
der Ladung auf dem beweglichen Abschnitt 12 angezogen,
da eine Ladung, die der Ladung des beweglichen Abschnitts 12 entgegengesetzt
ist, im Substrat akkumuliert wird. Jedoch ist es möglich, dass
das Substrat 14 mit der gleichen Polarität wie die
Ladung auf dem beweglichen Abschnitt 12 geladen wird, was
bewirken würde,
dass der bewegliche Abschnitt 12 vom Substrat 14 abgestoßen würde.
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Wenn
der bewegliche Abschnitt 12 elektrostatisch bewegt wird,
wird das Ausmaß,
in dem der bewegliche Abschnitt 12 aus seiner Ruhestellung, d.h.
aus seiner ungeladenen oder neutralen Stellung, ausschlägt, ein
Hinweis auf die Zahl und/oder die Ladung der Partikel, die auf den
beweglichen Abschnitt 12 treffen. Solche Informationen
können
beispielsweise zum Bestimmen der Dichte der geladenen Partikel in
einem Strahl pro Flächeneinheit,
der Zahl der geladenen Partikel, die über eine bestimmte Zeitspanne
in einer bestimmten Fläche
abgelegt werden, der Gleichmäßigkeit
des Partikelstrahls, dem Ionenstrahlstrom usw. nützlich sein. Zum Beispiel könnten eine
oder mehrere Sensorstrukturen 10 den Weg eines Partikelstrahls
abtasten (oder der Partikelstrahl könnte über die Sensorstrukturen 10 geführt werden),
und es könnten
Messungen der Gleichmäßigkeit
des Strahls, z.B. der Konstanz der Strahldichte, aufgrund des erfassten
Ausschlags der Sensorstrukturen 10 durchgeführt werden.
Aufgrund der erfassten Strahleigenschaften können Einstellungen des Strahls
oder anderer Systemfunktionen, z.B. der Abtastrate eines Wafers
in einem Ionenimplantiersystem, durchgeführt werden.
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Die
Sensorstruktur 10 kann eine Vielfalt von verschiedenen
Formen aufweisen, abhängig
von der Beschaffenheit der Partikel, die erfasst werden sollen,
der gewünschten
Empfindlichkeit der Erfassungseinrichtung usw. 2 zeigt
eine Draufsicht auf eine Sensorstruktur 10 zur Verwendung
beim Erfassen von geladenen Partikeln in einer Ionenimplantiereinrichtung.
In diesem Beispiel schließt
die Sensorstruktur 10 ein Paar Arme 16 ein, die
vom stationären
Abschnitt 11 ausgehen. Die Arme 16 tragen ein Pad 17.
In dieser Anwendung sind die Sensorstrukturen 10 entlang
einer Ebene angeordnet, wo ein Werkstück, wie ein Siliciumwafer,
für die
Ionenimplantierung angeordnet werden soll. Tatsächlich können die Sensorstrukturen 10 auf
einem Siliciumwafer ausgebildet werden, der in ein Ionenimplantiersystem
eingebracht und so positioniert wird, als ob der Wafer implantiert
werden sollte. In dieser Position kann der Wafer (jetzt der Partikeldetektor)
verwendet werden, um verschiedene Aspekte des Ionenstrahls zu bestimmen,
einschließlich
der Gleichmäßigkeit
des Strahls, der Gleichmäßigkeit
der Partikelgröße, des Vorhandenseins
von relativ großen
Partikeln im Strahl usw. Die Sensorstrukturen 10 können während der
Ionenimplantation auch angrenzend an einen rich tigen Halbleiter-Wafer
angeordnet werden, um Echtzeitinformationen über den Ionenstrahl zu erhalten.
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Breite,
Dicke und Länge
der Arme 16 können je
nach Anwendung variieren. Ebenso können Größe und Dicke des Pads 17 variieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform
zur Verwendung mit Ionenstrahlen bestehen die Arme 16 aus
Polysilicium und weisen eine Breite von 2,5–10 Mikrometer, eine Dicke
von 0,5–5
Mikrometer und eine Länge
von 40–80 Mikrometer
auf, und das Pad weist eine Gesamtfläche von 1000–6250 Mikrometer2 auf. Natürlich können die Arme 16 und
das Pad 17 innerhalb des Umfangs der Erfindung auch andere
Abmessungen haben. Im Allgemeinen wird das Design der Sensorstruktur 10 einschließlich der
Auswahl der Materialien, aus denen sie besteht, ihrer Konfiguration
und Dimensionen von der gewünschten
Empfindlichkeit, Flexibilität
oder Robustheit des beweglichen Abschnitts 12 beeinflusst.
Wenn zum Beispiel eine Sensorstruktur 10 extrem empfindlich
und robust sein (d.h. dem Auftreffen von relativ großen Teilchen standhalten
können)
soll, könnte
der bewegliche Teil 12 aus einem hoch elastischen Material
bestehen und relativ kleine Abmessungen haben, so dass der bewegliche
Teil 12 sich zwar in nachweisbarem Umfang bewegt, wenn
er von relativ kleinen Partikeln getroffen wird, sich aber nicht
plastisch verformt oder bricht, wenn er von relativ großen Partikeln
getroffen wird oder anderweitig einer groben Behandlung ausgesetzt
wird. Es könnten
auch andere Konstruktionsmerkmale verwendet werden, beispielsweise
Stopper in der Bahn des beweglichen Abschnitts, die verhindern,
dass der bewegliche Abschnitt 12 sich über seine Elastizitätsgrenze
oder eine andere Versagensgrenze hinaus bewegt.
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3 zeigt
eine alternative Anordnung der Sensorstruktur 10. In diesem
Beispiel ist eine Gruppe aus vier Sensorstrukturen 10 so
angeordnet, dass die beweglichen Abschnitte von einem gemeinsamen stationären Abschnitt 11 in
Richtung auf die Mitte der Gruppe verlaufen. Ähnlich wie bei der Auslegung
von 2 schließt
jede Sensorstruktur 10 ein Paar aus Armen 16 ein,
die ein wie ein Dreieckig geformtes Pad 17 tragen. Wie
bei der Auslegung der 2 sei darauf hingewiesen, dass
die Sensorstrukturen 10 auch nur einen Arm oder mehr als
zwei Arme 16 einschließen
können,
dass die Pads 17 jede gewünschte Form haben können und
dass die Arme 16 und die Pads 17 jede gewünschte Abmessung
haben können,
je nach der speziellen Partikelerfassungsanwendung. Ein Vorteil
der Auslegung von 3 ist, dass die gemessenen Ausschläge der vier
Sensorstrukturen 10 gemittelt werden können, um eine möglicherweise
genauere Messung der Zahl der Partikel oder der Gesamtladung der
Partikel, die auf die Sensorstrukturen 10 treffen, bereitzustellen.
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4 zeigt
einer alternative Auslegung einer Sensorstruktur 10. In
diesem Beispiel ist der stationäre
Abschnitt 11 der Sensorstruktur 10 ohne einen
dazwischen befindlichen Abstandhalter direkt am Substrat 14 fixiert,
und der bewegliche Abschnitt 12 ist über einer Mulde 15 angeordnet,
die im Substrat 14 ausgebildet ist. Mit dieser Auslegung
kann die Sensorstruktur 10 ein niedrigeres Profil haben
als die in 1 dargestellte Struktur, und
ein Ablösen
vom Substrat 14 aufgrund eines Versagens der Verbindung
zwischen dem Abstandhalter 13 und entweder dem Substrat 14 oder
dem stationären
Abschnitt 11 kann möglicherweise
verhindert werden. Wenn die Sensorstruktur 10 elektrisch
gegen das Substrat 14 isoliert werden soll, kann eine (nicht
gezeigte) dazwischenliegende isolierende Schicht zwischen dem stationären Abschnitt 11 und
dem Substrat 14 bereitgestellt werden. Alternativ dazu
kann der obere Abschnitt des Substrats 14 bearbeitet oder
anderweitig behandelt werden, um eine isolierende Schicht, wie eine
Siliciumdioxidschicht, auf der Oberseite des Substrats 14 auszubilden.
Wie oben erörtert,
kann das Substrat 14 natürlich auch aus einem Isoliermaterial
bestehen, falls gewünscht.
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Wenn
man von oben auf die in 4 dargestellte Sensorstruktur 10 blickt,
kann diese der in 2 dargestellten stark ähneln, oder
die Sensorstruktur 10 kann andere Profile aufweisen. Zum
Beispiel kann der bewegliche Abschnitt 12 einfach einen rechtwinkligen
Armbereich ohne ein Pad 17 einschließen, wie in 2 dargestellt.
Da die Sensorstruktur 10 normalerweise anhand von Photolithographietechniken
hergestellt wird, ist die Sensorstruktur 10 nicht auf eine
der hierin dargestellten oder beschriebenen Auslegungen beschränkt. Stattdessen kann
die Sensorstruktur 10 jede gewünschte Aus legung aufweisen,
solange ein gewisser Abschnitt der Sensorstruktur 10 sich
als Reaktion auf den Aufprall von Partikeln in einem Strahl bewegen
kann.
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5 zeigt
einer anderen Auslegung einer Sensorstruktur 10. In diesem
Beispiel weist die Sensorstruktur 10 einen stationären Abschnitt
auf, der an einem Abstandhalter 13 auf einem Substrat 14 befestigt
ist. Zwei bewegliche Abschnitte 12 verlaufen vom stationären Abschnitt 11 in
entgegengesetzte Richtungen. Somit kann die Sensorstruktur 10 in
diesem Beispiel zwei oder mehr bewegliche Abschnitte 12 aufweisen,
die von einem gemeinsamen stationären Abschnitt 11 ausgehen.
Das heißt,
die Sensorstruktur 10 kann eine balkenähnliche Struktur sein, die
zwei bewegliche Abschnitte 12 aufweist, die vom stationären Abschnitt 11 ausgehen.
Darüber
hinaus kann die Sensorstruktur 10 mehrere bewegliche Abschnitt 12 aufweisen,
die radial von einem zentralen stationären Abschnitt 11 ausgehen, ähnlich wie
Speichen, die von einer Mittelnabe eines Rads ausgehen. Andere Konfigurationen
liegen für
einen Fachmann nahe.
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6 zeigt
eine andere Auslegung einer Sensorstruktur 10. Dieses Beispiel
ist dem in 5 dargestellten ähnlich,
abgesehen davon, dass der Abstandhalter 13 in einer Mulde 15 im
Substrat 14 angeordnet ist. Infolgedessen kann die Sensorstruktur 10 z.B.
mit einer Oberseite des Substrats 14 fluchten. Wie im Beispiel
von 5 können
zwei oder mehr bewegliche Abschnitte 12 von einem zentralen oder
gemeinsamen stationären
Abschnitt 11 in jeder gewünschte Anordnung ausgehen.
Zum Beispiel kann die Sensorstruktur 10 radial verlaufende
Arme unterschiedlicher Länge,
Dicke, Breite usw. einschließen
und kann daher unterschiedliche Nachweisempfindlichkeiten aufweisen.
Somit kann eine einzige Sensorstruktur 10 verwendet werden,
um Partikel verschiedener Größen oder
Ladung zu erfassen, oder um Strahlen mit unterschiedlichen Partikelladungsdichten
usw. zu erfassen.
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7 zeigt
eine weitere Auslegung einer Sensorstruktur 10. In diesem
Beispiel weist die Sensorstruktur 10 zwei stationäre Abschnitte 11 auf,
die an gegenüber
liegenden Seiten einer Mulde 15 an einem Substrat 14 befestigt
sind. Somit befindet sich der bewegliche Abschnitt 12 zwischen
den beiden stationären
Abschnitten 11. Natürlich muss
die Sensorstruktur 10 nicht über einer Mulde 15 angeordnet werden,
sondern kann stattdessen an zwei Abstandhaltern 13 befestigt
werden, die am Substrat 14 fixiert sind. Die Sensorstruktur 10 kann
eine balkenähnliche Anordnung
aufweisen, z.B. die eines länglichen
Balkens mit einem rechtwinkligen Querschnitt oder jede andere Konfiguration.
Zum Beispiel kann die Sensorstruktur 10 eine kreisförmige Scheibe
sein, die an ihrem Umfang über
eine kreisförmige
Mulde 15 mit dem Substrat 14 verbunden ist. In
dieser blendenartigen Anordnung kann sich der mittlere bewegliche Abschnitt 12 der
plattenartigen Sensorstruktur 10 ansprechend auf einen
Partikelaufprall zum Substrat 14 hin und von diesem weg
bewegen. In einer blendenartigen Anordnung muss die Sensorstruktur 10 keine Kreisform
aufweisen, sondern kann stattdessen rechteckig, ein regelmäßiges oder
unregelmäßiges Polygon
sein oder jede andere Form aufweisen. Außerdem kann die Dicke der Sensorstruktur 10 nach Wunsch
variieren, um für
jede gewünschte
Bewegungsantwort auf auftreffende Teilchen zu sorgen. Ferner müssen die
oben beschriebenen Sensorstrukturen 10 nicht aus einem
einzigen Material bestehen. Stattdessen können die Sensorstrukturen 10 aus
zwei oder mehr Materialien bestehen, um verschiedene Partikelerfassungs-Ansprecheigenschaften,
Haltbarkeitsanforderungen usw. zu erreichen. Zum Beispiel kann die
Sensorstruktur 10 aus einem Isoliermaterial bestehen, das
in gewünschten
Bereichen, z.B. im beweglichen Abschnitt 12 der Sensorstruktur 10,
mit einem leitfähigen
Material beschichtet ist. Außerdem
können
Schlitze, Nuten oder andere physische Merkmale in den Sensorstrukturen 10 ausgebildet
werden, um die Empfindlichkeit oder andere Eigenschaften der Strukturen 10 einzustellen.
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Wie
oben erörtert,
kann eine Verformung der Sensorstrukturen 10 auf verschiedene
Weise erfasst werden. 8 zeigt ein Beispiel, wo ein
Strahl 23, der von einem Strahlensender 21 erzeugt
wird, mehrere Sensorstrukturen 10 abtastet, um eine Verformung
der Sensorstrukturen 10 zu erfassen. In diesem Beispiel
tastet der Strahl 23 einen Bereich von einer ersten Position 23-1 zu
einer zweiten Position 23-2 ab, um eine Bewegung einer
ersten Sensorstruktur 10-1 und der zweiten Sensorstruktur 10-2 zu erfassen.
Während
sich der bewegliche Abschnitt 12 der Sensorstruktur 10-1 nach
unten bewegt, wie vom Pfeil 31 in 8 dargestellt,
wird der Strahl 23 in der ersten Position 23-1 reflektiert,
so dass er Abschnitte des Sensors 22, die sich näher am Zentrum
des Sensors 22 befinden, beleuchtet. Ebenso bewirkt eine Abwärtsbewegung
des beweglichen Abschnitts 12 der Sensorstruktur 10-2,
wie vom Pfeil 32 in 8 dargestellt,
dass der Strahl 23 in der zweiten Position 23-2 reflektiert
wird, so dass er Abschnitte des Detektors 22 nahe der Mitte
des Detektors 22 beleuchtet. Mit Hilfe dieser Anordnung
kann die Entfernung zwischen den beleuchteten Teilen auf dem Sensor 22 verwendet
werden, um den aktuellen oder durchschnittlichen Ausschlag der Sensorstrukturen 10-1 und 10-2 zu
bestimmen.
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9 zeigt
eine alternative Anordnung zum Erfassen der Bewegung eines Paars
aus Sensorstrukturen 10. In diesem Beispiel senden zwei
Strahlensender 21 Strahlen 23-1 und 23-2 aus.
Die Strahlen 23-1 und 23-2 werden jeweils von
den Sensorstrukturen 10 reflektiert und fallen auf einem
Sensor 22 ein. Wenn die Sensorstrukturen 10 sich
in einem nicht verformten Zustand befinden, wie in 9 dargestellt,
beleuchten die Strahlen 23-1 und 23-2 einen Punkt
auf dem Detektor 22. Wenn die Sensorstrukturen jedoch ansprechend
auf einen Partikelaufprall nach unten ausschlagen, bewegen sich
die Strahlen 23-1 und 23-2 wie in 9 dargestellt
vom mittleren Abschnitt des Detektors 22 weg. Wie in dem
in 8 dargestellten Beispiel kann der Abstand zwischen den
beleuchteten Abschnitten auf dem Detektor 22 verwendet
werden, um einen aktuellen oder durchschnittlichen Ausschlag der
Sensorstrukturen 10 zu bestimmen. Die in 9 dargestellte
Anordnung kann schwierig zu implementieren sein, da der Detektor 22 Teil
einer mikromechanischen Struktur ist, z.B. im Zuge des Herstellungsverfahrens
für die
Sensorstrukturen 10 ausgebildet wird. Die Strahlen 23-1 und 23-2 können auch
mit verschiedenen Winkeln auf die beweglichen Abschnitte 12 gerichtet
werden, beispielsweise senkrecht zu den beweglichen Abschnitten 12 im
nicht-abgelenkten Zustand. Somit könnte der Sensor 22 die
Strahlen 23-1 und 23-2 nur erfassen, wenn die
beweglichen Abschnitte 12 in Richtung auf das Substrat 14 ausschlagen.
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10 zeigt
einer Sensorstruktur 10, die ansprechend auf einen Partikelaufprall
nach unten ausschlägt.
Wenn die Sensorstruktur 10 ausreichend weit nach unten
ausschlägt,
aktiviert die Sensorstruktur 10 ein Schalterelement 25,
das in oder auf dem Substrat 14 ausgebildet ist. Das Schalterelement 25 kann
aus jedem leitfähigen
Material, wie einem leitfähigen
Metall, gefertigt werden. Falls die Sensorstruktur 10 nach
unten ausschlägt
und das Schalterelement 25 berührt, erfasst somit eine Steuereinrichtung 20,
dass der Schalter, der von der Sensorstruktur 10 gebildet
wird, und das Schalterelement 25 geschlossen sind. Das
heißt,
die Steuereinrichtung 20 ist durch leitfähige Signalleitungen
mit sowohl mit dem Schalterelement 25 als auch der Sensorstruktur 10 verbunden.
Die Sensorstruktur 10 kann aus einem leitfähigen Material
gefertigt werden oder anderweitig ein leitfähiges Material einschließen, so
dass der Schalter geschlossen wird, wenn die Sensorstruktur 10 das
Schalterelement 25 berührt.
Die Sensorstruktur 10 muss das Schalterelement 25 nicht
wirklich physisch berühren,
damit die Steuereinrichtung 20 eine Bewegung der Sensorstruktur 10 erfassen
kann. Zum Beispiel kann das Schalterelement 25 ein Feldeffekttransistor
sein, der eingeschaltet wird, wenn die Sensorstruktur 10 geladen
wird und nahe genug an das Schalterelement 25 kommt, um
als Gate-Elektrode zu wirken und den Transistor einzuschalten. Die Steuereinrichtung 20 kann
die Partikelerfassungseinrichtung durch Entladen der Sensorstruktur 10 über eine
leitfähige
Leitung, die mit der Sensorstruktur 10 kommuniziert, zurücksetzen
und es der Struktur 10 ermöglichen, in den unverformten
Zustand zurückzukehren.
Der Fachmann wird erkennen, dass das Schaltelement 25 andere
Mikroschaltereinrichtungen einschließen kann, die physikalisch
oder elektrisch von der Sensorstruktur 10 aktiviert werden.
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11 zeigt
eine andere Anordnung zum Erfassen des Ausschlags einer Sensorstruktur 10.
In diesem Beispiel erfasst eine Steuereinrichtung 20 die Bewegung
der Sensorstruktur 10 durch Erfassen von Änderungen
der Kapazitanz zwischen einem Kondensatorelement 26 und
der Sensorstruktur 10. Bei dem Kondensatorelement 26 kann
es sich um eine erste Kondensatorplatte handeln, die aus einer Metallschicht
oder einem anderen leitfähigen
Material besteht, die bzw. das auf dem Substrat 14 ausgebildet
ist. Die Sensorstruktur 10 fungiert als zweite Kondensatorplatte
oder schließt
ansonsten eine solche ein. Das heißt, die Sensorstruktur 10 oder
ein Teil der Sensorstruktur 10 kann aus einem leitfähigen Material
bestehen, so dass die Sensorstruktur 10 und das Kondensatorelement 26 zusammen
als Kondensator fungieren. Wenn sich die Sensorstruktur 10 auf
das Kondensatorelement 26 zubewegt oder sich von diesem
weg bewegt, kann die entsprechende Änderung der Kapazitanz bekanntlich
von der Steuereinrichtung 20 erfasst werden. Die erfasste
Kapazitanzänderung
kann verwendet werden, um den Umfang und die Richtung des Ausschlags
der Sensorstruktur 10 zu bestimmen, und kann somit die
Zahl der Partikel, die Größe der Partikel,
Ladungsdichte der Partikel usw., die auf die Sensorstruktur 10 auftreffen,
darstellen.
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12 zeigt
eine andere Anordnung zum Erfassen geladener Partikel. Ein Halbleitersubstrat 14, wie
ein Polysilicium- oder ein Einkristall-Siliciumsubstrat, schließt leitfähige Kontakte 27 ein,
die aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material bestehen können, das
eine höhere
Leitfähigkeit
hat als das Substrat 14. Wenn geladene Partikel das Substrat 14 treffen,
verursachen die geladenen Partikel eine sekundäre Elektronenemission aus dem
Material des Substrats 14. Die emittierten Elektronen werden
von den Kontakten 27 aufgenommen und von einer Steuereinrichtung 20 erfasst.
Wie in 12 dargestellt, können die
Kontakte 27 durch eine gemeinsame Leitung mit der Steuereinrichtung 20 verbunden
sein. Alternativ kann jeder der Kontakte 27 einzeln mit
der Steuereinrichtung verbunden sein, so dass die Steuereinrichtung 20 einen
Partikelaufprall (eine sekundäre
Elektronenemission) ebenso wie die Stelle auf dem Substrat 14,
wo die Partikel auftreffen, erfassen kann. Die Steuereinrichtung 20 kann
auch so ausgelegt sein, dass zwischen dem Aufprall von relativ kleinen
Partikeln und relativ größeren Partikeln
unterschieden werden kann. Zum Beispiel verursacht ein Ionenstrahl,
der hauptsächlich
einzelne Ionen enthält,
dass die Kontakte 27 eine relativ konstante Menge an Elektronen,
die durch sekundäre
Elektronenemission emittiert werden, erfassen. Wenn jedoch ein relativ
größeres Partikel,
z.B. eine Gruppe von Tausenden von Ionen, das Substrat 14 trifft,
wird eine größere Zahl
von Elektronen emittiert und von den Kontakten 27 aufgenommen.
Wenn ein plötzlicher Stromanstieg
durch die Kontakte 27 erfasst wird, hat somit ein relativ
größeres Partikel
das Substrat 14 getroffen. Die Steuereinrichtung 20 erfasst
die Stromschwankungen entweder dadurch, dass die Kontakte 27 einzeln
oder in einer oder mehreren Gruppen anhand von bekannten Stromerfassungsschaltungen geerdet
werden.
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13 ist
ein Ablaufschema von Verfahrensschritten zum Erfassen von Partikeln
in einem Strahl. In Schritt S10 wird eine Sensorstruktur bereitgestellt.
Die Sensorstruktur kann verschiedene Konfigurationen aufweisen wie
oben beschrieben. Zum Beispiel kann die Sensorstruktur einen stationären Abschnitt
aufweisen, der an einem Substrat fixiert ist, und einen beweglichen
Abschnitt, der sich ansprechend auf Partikel, die den beweglichen
Abschnitt treffen, bewegt. Die Partikelgröße und die Form der Sensorstruktur
können
variieren, abhängig
von Faktoren, welche die Größe und/oder
Ladung der zu erfassenden Partikel, die Empfindlichkeit der Sensorstruktur,
die spezielle Umgebung, in der die Sensorstruktur eingesetzt wird,
usw. einschließen.
Zum Beispiel könnte
eine relativ empfindliche Sensorstruktur bereitgestellt werden,
um die Wirkung eines Aufpralls von relativ kleinen Partikeln, wie
einzelner Atome oder Gruppen von Atomen, zu erfassen. Ebenso wird,
wenn das Vorhandensein eines Partikels oder mehrerer Partikel durch
eine Momentübertragung vom
Partikel oder von den Partikeln auf die Sensorstruktur erfasst werden
soll, in der Regel eine im Vergleich zu Anwendungen, wo die Sensorstruktur
Partikel aufgrund einer elektrischen Ladung, die auf die Sensorstruktur übertragen
und dort akkumuliert wird, erfassen soll, empfindlichere Sensorstruktur
bereitgestellt.
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In
Schritt S20 wird ein Strahl auf die Sensorstruktur gerichtet. Der
Strahl kann von jeder Strahlenart sein, einschließlich eines
Strahls von geladenen Partikeln, eines Strahls von ungeladenen Partikeln usw.
Das Ausrichten des Strahls auf die Sensorstruktur bewirkt in der
Regel, dass eines oder mehrere Partikel im Strahl die Sensorstruktur
treffen. Das Auftreffen von einem Partikel oder von mehreren Partikeln
auf der Sensorstruktur kann entweder eine Momentübertragung vom Partikel auf
die Sensorstruktur und/oder eine Übertragung von elektrischer
Ladung auf die Sensorstruktur bewirken.
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In
Schritt S30 wird die Bewegung der Sensorstruktur ansprechend auf
den Aufprall von einem Partikel oder von mehreren Partikeln erfasst.
Eine Bewegung der Struktur kann auf verschiedene Weisen erfasst
werden, einschließlich
der Erfassung einer Richtungsänderung
der Reflexion eines Lichtstrahls, wie eines Laserstrahls, der von
der Sensorstruktur reflektiert wird, der Erfassung der Schließung oder Öffnung einer
Schalt einrichtung, die durch eine Bewegung der Sensorstruktur bewirkt
wird, der Erfassung einer Änderung
der Kapazitanz des Kondensators, die von einer Bewegung der Sensorstruktur bewirkt
wird, usw. Es bestehen auch andere Möglichkeiten zum Erfassen der
Bewegung einer Sensorstruktur, einschließlich der Erfassung einer Änderung des
Widerstands eines Dehnungsmess-Streifens, der an die Sensorstruktur
angeschlossen ist, der Erfassung eines Signals, das von einem piezoelektrischen
Element, das an die Sensorstruktur angeschlossen ist, ausgegeben
wird, sowie anderer Möglichkeiten,
wie der Fachmann erkennt. Die Erfassung einer Bewegung der Struktur
kann verwendet werden, um die Zahl der Partikel, die die Struktur
treffen, den speziellen Typ und/oder die Größe von Partikeln, die die Struktur
getroffen haben, die Gesamtladungsmenge, die auf die Struktur übertragen
wurde, die Ladungsdichte der Partikel im Strahl 5, die
Zahl von relativ großen
Partikeln, die im Ionenstrahl vorhanden sind, usw., zu bestimmen.
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Obwohl
die Erfindung in Verbindung mit bestimmten Ausführungsformen davon beschrieben wurde,
ist es klar, dass viele Alternativen, Modifikationen und Variationen
davon für
einen Fachmann naheliegen können.
Somit sollen bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung, die hierin ausgeführt sind,
lediglich der Erläuterung,
nicht der Beschränkung
dienen.