TW200527574A - Ion beam monitoring arrangement - Google Patents

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200527574 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於用於離子植入機之離子監控配置，其中需 求監控用於植入之離子束的通量及/或剖面輪廓。本發明亦 關於離子植入機製程室與包括此一離子束監控配置之離子 植入機，及監控在離子植入機中之離子束的方法。 【先前技術】 離子植入機係為人已知且大體上符合以下之普遍設 計。一離子源係自一前驅氣體或其類似物產生一被混合之 離子束。通常只有特定種類之離子係需用於植入一基材 内，例如用於植入一半導體晶圓中之特定摻雜劑。所需要 之離子係使用一聯結質量分解狹縫之質量分析磁鐵，從已 混合之離子束中選出。因此，一含有幾乎全部需求離子種 類之離子束會自被傳送至一製程室的質量分解狹縫中出 現’在遠室中離子束會照射在由一基材支承座支承在該離 子束路徑中的一基材。 通常會需要測量在離子植入機中之離子束的通量及/ 或剖面輪廓，以增進植入製程之控制。一存在此需求之實 例是在離子植入機中，其中該離子束尺寸係小於待植入之 基材。為了確保離子植入能遍及整個基材，離子束及基材 係彼此相對地移動，使得離子束掃描整個基材表面。此達 成係藉由（a)偏斜該離子束以掃描過被支承在一固定位置 之基材’（b)機械性地移動基材，而保持離子束路徑固定， 200527574 或（C)偏斜該離子束且移動該基材之組合。大體上，相對運 動係有效使得離子束會循著在基材上的一光柵圖案。 為達到均勻植入，需要知道在至少一維中之離子束通 1及剖面輪廓，且亦需要定期檢查以允許校正任何變異。 · 例如，均勻摻離需要在相鄰掃描線間之適度重疊。換句話 ‘ 說，如果在光柵掃描之相鄰掃描線間之間距太大（相對於離 子束寬度及輪廓），基材之「條紋化」會因增加間隔性條帶 而產生’且降低摻雜層次。在光栅掃描式離子植入機中之 劑量均勻性問題已在WO03/088299中討論過。 · 本發明人之美國專利申請案序號第1〇/1丨92 9〇號描述 一如上述通用設計之離子植入機。一單一基材被支承在一 可移動基材支承座上。雖然離子束的一些操控係可行，該 植入機之操作使得離子束在植入期間係循著固定路徑。反 而是基材支承座係沿著二正交軸移動，以造成該離子束循 著一光栅圖案掃描過該基材。該基材支承座係設有一具有 1平方公分入口孔隙之法拉第（para(Jay)，其係用以取樣該 離子束通量。在該離子束中不同位置取樣係藉由使用該基 參 材支承座移動該法拉第而施行。因此，該離子束通量可在 一位置之陣列處取樣，該等位置係對應於轉移該基材支承 座的二軸，且可聚集該離子束通量之二維輪廓。 ， 此配置在某些應用中會面臨一些缺點。首先，其需要 ^ 將一法拉第置於該基材支承座上。此增加重量至一以懸臂 方式支撐之基材支承座。再者，許多離子植入機至少包含 一置於包括一法拉第之基材支承座下游的光束戴止器 4 200527574 (beamstop)，因而導致重複 性及費用。其次，該法拉第 結果，該孔隙只能收集小信 擷取時間。全部資料收集時 接受之信號對雜訊比所需的 在遍及二維柵格之許多點上 需要在一維中之輪廓則可減 之資料點。然而，必須施行 通過離子束中心，否則無法 【發明内容】 依據本發明第一特點， 測量一離子束通量輪廓之方 一離子束路徑產生一離子束 材支撐件支承在一目標位置 含一位在該目標位置下游之 件，其係由該基材支撐件提 束路徑中時，用以遮蔽該偵 少包含下列步驟： (a)造成在基材支撐件及 的偵測器，以及相關連之複雜 之入口孔隙遠小於該離子束。 號，導致具有雜訊之資料或長 間非常慢，是因為除了產生可 擷取時間加長外，離子束必須 取樣，以提供一輪廓。如果只 少擷取時間，因為只需一單線 離子束之仔細對準，供該孔隙 測量離子束之全寬。 本發明關於在一離子植入機中 法，該離子植入機可操作以沿 ，該離子束係用於植入一由基 之基材，該離子植入機至少包 離子束通量偵測器；及一遮蔽 供，當該遮蔽件係位於該離子 測器阻隔該離子束，該方法至 離子束間的第一相對運動，使 200527574 在一第一方向中之離子束通量輪廓。 至於「輪廓」，應暸解其意指在至少—維中的一别面輸 廓。更普遍的是’測量該離子束通量將至少包含測量藉由 離子照射在一伯測器上產生之電流。 上述配置係具優勢的’因為其允許使用一已提供為， 光束戴止器之法拉第或類似物測量該離子束之剖面輪鄭^ 藉由以一逐漸改變之量阻隔該離子束（即移動該遮蔽件進 入該離子束以造成逐漸阻隔），或移動該遮蔽件離開該離子 束’以逐漸揭露邊離子束’可取得連續的測量值，及自該 等連續測量值中之改變計算出的離子束輪廓。此計算町相 當於取得簡單之差，或可相對於尋找該等連續測量值之推 導值。 使用該基材支撐件以提供遮蔽件係特別具優勢，因為 其除去提供一個另外之組件至離子植入機之需要。其也享 有之益處係該離子束係於一在或靠近目標位置處之j立置被 阻隔，因此可獲得在或靠近該目標位置之離子束輪廓。 ^在第-相對運動中之測量值可加以收集，因此可在進 入相中刖㈣1到離子束通量，用於設定時間間隔。雖然是 :寺間為函數測$，各測量值係對應於該離子束中的一不 同位置且因而提供一空間輪廓而非一時間輪廓。或者是, h第相對運動至少包含在位置間之多次持續運動，當在 各位置靜止時收集測量值。 視需要’該離子植入機至少包含由基材支撐件提供的 另外之忒遮蔽件，且該方法更包含下列步驟：在該基材 6 200527574 支#件及離子束間造成一第二相對運動，因此該另外之遮 蔽件藉由一逐漸改變之量阻隔該離子束；在該第二相對運 動期間以該偵測器測量離子束通量；及藉由使用在已測量 出之離子束通量中的改變，決定在一第二方向中之離子束 通量輪廓。該遮蔽件及另外的遮蔽件可完全分離，或其等 可為相同結構之不同部份。

合宜的是，此允許在二方向收集剖面輪靡。較佳的是， 第一及第二方向係實質上正交，因而在二正交方向提供剖 面輪廓。該遮蔽件及/或另外的遮蔽件可延伸橫越離子束之 全部範圍。或者是，該遮蔽件及/或另外的遮蔽件可只延伸 過該離子束之部份。

從第二特點可見，本發明關於在一離子植入機中測量 一離子束通量輪廓之方法，該離子植入機可操作以沿一離 子束路徑產生一離子束，該離子束係用於植入一由基材支 撐件支承在一目標位置之基材中，該離子植入機至少包含 一位在該目標位置下游之離子束通量偵測器；及一狹縫孔 隙，其係設置在該基材支撐件中，用以當該孔隙係位於該 離子束路徑中時，只讓該離子束的一部份傳播至該偵測 器，該方法至少包含下列步驟：（a)造成一在該基材支撐件 及離子束間的第一相對運動，因此該離子束掃描過該孔 隙；（b)使用該偵測器以在第一相對運動通過離子束期間， 取得離子束通量之測量值；及（c)自該離子束通量測量值決 定一離子束通量輪廓。 此配置允許測量該離子束通量之連續部份，且自其決 7 200527574 定離子束輪廓。其只要求該基材支撐件之極少適應性 可使用通常已出現在光束截止器處之法拉第。 從第二特點中，本發明關於在一離子植入機中測 離子束通量輪廓之方法，該離子植入機可操作以沿一 束路徑產生一離子束，該離子束係用於植入一由基材 件支承在一目標位置之基材，該基材支撐件提供一第 長狹縫離子束通量偵測器；該方法至少包含下列步驟 造成在基材支撐件及離子束間的一第一相對運動 得該離子束掃描過該第一偵測器； 使用該第一偵測器以在該第一相對運動通過離子 間，取得該離子束通量之測量值；及 自該等離子束測量值決定一第一離子束通量輪摩 該「細長狹縫離子束通量偵測器」名詞係意於包 過一細長區域測量離子束通量之偵測器。其等可具有 長有效偵測區域，或該有效偵測區域可座落在一細長 之後。 配合使用一細長狹縫^貞測裔測量離子束通量可改 叶值，因為其只提供一沿該細長方向之平均通量，而 複數個點狀位置離散地取樣該通量。例如，該偵測器 知描該離子束的一線測量該離子束通量。接著，可測 越該離子束之連續條紋的全部通量，以獲得一剖面輪 從第四特點中，本發明關於測量離子束路徑之方 其至少包含：施行上述測量離子束之方法，因此步 與（b)係在沿該假設離子束路徑之第一位置處施行，且 ，且 量一 離子 支撐 一細 ，使 束期 〇 含逯 —細 孔隙 善统 非在 可沿 量横 廓。 法， 驟u) 施行 200527574 步驟⑷’以決定在該第—位置處的-第-離子束通量輪 廓；在沿該假設離子炭政你士 ^ ★ 卞采路後中與該第一位置隔開之第二位 置處重複施行步驟（a) I (h、、 厂、（b)及步驟（c)，以決定在該第二位 置處的一第二離子束if番^V# 亍果通里輪廓；辨識在該第一及第二通量 輪廓中之共同特徵；決定在第一 罘 及第一通里輪廓中共 徵之位置；及自如此決定之仿罢士 f 特 之位置中推測該離子束路徑。 此-方法允許決定該離子束之路徑 制基材及離子束間之照射角時會有用。」“要控 路徑之共同特徵可為例如該離子束之質旦♦:…亥離子束 該共同特徵者以決定離子束路徑。：：。可使用除 個輪廓可在第一及第二位置間映射。 该離子束之整 在該離子束相對丫軸之照射角 植入時尤其重#。此相當於旋轉該支”對於在向傾斜 傾斜（及離子束之較大照射角），使得=造成晶圓之高 寬比結構(如來源延伸晕輪植入)…可被植入高深 軸之需求射束角度的變異，均將改變任何來自相對γ 圍’因而改變被植入之裝置的效能特徵。冑入u之靶 從第五特點中，本發明有關用於一 離子圭龄咖^： 離子束植入機中之 離子束I控配置，該離子植入機可 ^ 作从沿一離子束路徑 座王離子束，該離子束係用於植入一+ 之基材中，該離子束監控配置至少包含 承在 目榇位置 一^材支撐件，其係配置以在該目樑位置支承該基材； 偵測器，其係位在該目標位置下游之離子束路徑 ，可操作以取得照射在該摘測器上之離子束通量的測 9 200527574 量值； 一遮蔽件，其係由該基材支撐件提供在一位置上，以 在介於該基材支撐件與該離子束間的一第一相對運動期 間，藉著逐漸改變之量阻隔該離子束到達該偵測器；及 處理構件，其可操作以藉由使用在該離子束通量測量 值中之改變，決定一在第一方向中的離子束通量輪廓。 此一配置可配合上述方法使用，且因而享有相同利益。

視需要，該基材支撐件至少包含一具有一邊緣之支撐 臂，用於阻隔該離子束。另一配置包括一基材支撐件，其 包括一具有一第一邊緣之炎盤，該第一邊緣係用於在第一 相對運動期間阻隔該離子束。視需要，該基材支撐件係可 繞其縱軸旋轉，且該遮蔽件位於該夾盤上，相對於該縱軸 係偏心。此一配置之優勢是因為該遮蔽件沿離子束路徑之 位置，可藉由旋轉該基材支撐件而改變。因此，可在沿該 假設離子束路徑及已決定之離子束真實路徑中二或以上位 置處，取得離子束通量輪廓。

該邊緣最好是平直的，雖然其他形狀亦屬可行。當使 用一平直邊緣時，該邊緣可實質上有利地垂直於第一相對 運動之方向延伸。此具有優勢是因為其簡化了需要獲得該 輪廓之數學處理。例如，當使用一曲狀邊緣時，該曲線形 狀必須了解，以允許自該離子束通量測量值解該形狀之迴 旋。視需要，該基材支撑件至少包含一爽盤，其具有一用 於容置一基材之第一面，及一具有自其突出之遮蔽件的第 二、相反面。該遮蔽件可具有邊緣以提供該遮蔽件及另外 10 200527574 之遮蔽件。 從第六特點中’本發明有關用於一離子束植入機中之 離子束監控配置’該離子植入機可操作以沿一離子束路徑 產生一離子束，該離子束係用於植入一支承在一目標位置 之基材中，該離子束監控配置至少包含：一基材支撐件， 其係配置以在該目標位置支承該基材；一偵測器，其係位 在該目標位置之離子束路徑下游中，且可操作以取得照射 於其上之離子束通量的測量值；一設置於該基材支撐件一

位置中之狹縫孔隙，以允許該離子束之部份在 件與該離子束間的一第一相對運動期間傳播至該偵測器 及處理構件，其可操作以自該離子束通量測量值決定一 一離子束通量輪廓。從第七特點中，本發明有關用於一 子束植入機中之離子束監控配置，該離子植入 % 1操作 沿一離子束路徑產生一離子束，該離子束係用於 植入一 承在一目標位置之基材中，該離子束監控配置至少包人 一基材支撐件，其係配置以在該目標位 ., 夏支承該

，一由該基材支撐件提供之第一細長狹縫離子束通旦 測益，其可操作以在該基材支撐件與該離子束間的一 :對運動射[取得照射在其上之離子束通量的剛：： 處理構件，其可操作以自該離子束通量測 第一離子束通量輪廓。 值決定. 此一配置可配合上述方法使用，且因而享有 視需要，該第一偵測器可至少包含一位於〜斯 ^ 11 200527574 凹孔偵測元件。有利的是，此限制了該偵測器之接受角度， 且允許收集該離子束輪廓之角度測量值。例如，該偵測器 可相對於該離子束傾斜，以決定沿離子束路徑傳播該離子 束之實際角度。

視需要，該第一偵測器至少包含離散偵測元件之一細 長陣列，係可操作以在第一相對運動期間取得照射於其上 之離子束通量的測量值，且該處理構件係可操作以藉著加 總經由在該陣列中之偵測元件取得的並行離子束通量測量 值，以決定一離子束通量輪廓，且從藉由一偵測元件取得 之離子束通量測量值決定一另外的離子束通量輪廓。 使用離散偵測元件允許同時在二方向中決定剖面輪 廓。較佳的是，該等偵測元件係以一交替鋸齒狀圖案置於 二相鄰、平行的線中。此允許一偵測器陣列的有效偵測區 域可延伸橫越該離子束之全寬，因為在二線間之任何無效 區域將會被重疊（否則沿一單一線需置放不同偵測元件）。

從第八特點中，本發明有關用於一離子束植入機中之 離子束監控配置，該離子植入機可操作以沿一離子束路徑 產生一離子束用於植入一基材中，該離子束監控配置至少 包含（a)第一測量構件，其可操作以在一沿該離子束之假設 路徑的第一位置處測量一第一離子束通量輪廓；（b)第二測 量構件，其可操作以在一沿該離子束之假設路徑中與該第 一位置隔開之第二位置處測量一第二離子束通量輪廓；及 (c)處理構件，其可操作以辨識在該第一及第二通量輪廓中 之共同輪廓，以決定在該第一及第二通量輪廓中之共同特 12 200527574 徵的位置，以自所決定之位置推測該離子束路徑。 本發明也延伸至一包括如上述離子束監控配置之 植入機製程室，以及一包括如上述離子束監控配置之 植入機。 其他較佳但有選擇性之特徵係在隨附申請專利範 提出。 【實施方式】 一離子植入機2 0概要側視圖係顯示於第1 a圖中 沿第1 a圖之AA線之部份剖面圖係顯示於第1 b圖中 子植入機20包括一離子源22，其係配置以產生一離 24。離子束24被導入一質量分析器26中，在該處會 一磁鐵以選擇符合需求質量/電荷比之離子。此等技藝 習此項技術人士已知且將不會進一步說明。應注意的 為了便利，質量分析器2 6在第1 a圖中顯示為在紙張 中將來自離子源22之離子束24彎曲，該紙面平面在 範離子植入機2 0之其他部份的脈絡中係一垂直平面。 上，質量分析器26通常是配置以在一水平面中使此離 2 4多着曲。 離開質量分析器26之離子束28可使該等離子靜 速或減速，此係取決於將被植入之離子型式及需求的 深度。質量分析器26之下游係一含有待植入之晶圓 真空室（以下稱為製程室30)，如第lb圖中可見。在 體實施例中，晶圓3 2將會是一通常直徑為200毫米違 離子 離子 圍中 ，而 。離 子束 使用 係熟 是， 平面 所示 實際 子束 電加 植入 32的 本具 ί 300 13 200527574 毫米之單一半導體晶圓。一至少包含一法拉第之光束截止 器3 4係位於晶圓3 2之下游。 離開質量分析器26之離子束28具有之射束寬度及射 束高度實質上小於待植入之晶圓3 2的直徑。第1 a及1 b 圖之掃描配置（詳述於後）允許晶圓3 2在多方向移動。此意 指離子束2 8在植入期間可保持沿一相對於製程室3 0之固 定路徑。 晶圓3 2係靜電地裝設在一基材支撐件之晶圓支承座 或夾盤36上，該基材支撐件也至少包含一連接夾盤36之 細長支撐臂38。細長支撐臂38以一大體上垂直離子束28 之方向通過製程室30的壁而延伸出。支撐臂38通過在一 旋轉板42中的一狹縫40 (參見第lb圖）。支撐臂38之末 端係經由一橇板44裝設。支撐臂3 8在Y方向相對於橇板 44係實質上固定，如第la及lb圖中所示。支撐臂38在 第1 a及1 b圖中所示Y方向係以一往復運動方式相對於旋 轉板42移動。此允許晶圓3 2在製程室3 0中移動且以往復 運動方式。 為有效在正交之X方向機械性掃描（即進及出第1 a圖 中之紙張平面，及第lb圖中的左至加），支撐臂38係裝設 在一支撐結構中。該支撐結構至少包含一對線性馬達46， 其等係在如第1 a圖中所示的支撐臂3 8之縱軸上與下方隔 開。較佳的是，馬達46係繞著該縱軸裝設，以造成作用力 吻合支撐結構之質量中心。然而，此並非必要，且應當然 可了解能利用單一馬達以減少重量及/或成本。 14 200527574 定地Γ又撐結構也包括一滑座48,其相對於橇板44係 道（未^ % °線性馬達46係沿第1 b圖之左至右方置放的 ·’、、員不於第la或第lb圖中）移動，造成支撐臂π如 b圖中# _ $不同樣地自左至右往復運動。支撐臂38在一 ^ Ιΐ 7?< L , 上相對於滑座48往復運動。 X此配置，晶圓32係可在相對於離子束之軸 D (X與γ)移動，因此整個晶圓3 2可通過固定方 <離子击a 卞束28。 第 1 a圖顯示橇板44在一垂直位置，使得晶圓3 2之 面係垂ί ^ 且於照射離子束2 8之軸。然而，可能會需求以一 度將離子 、 植入晶圓3 2。為此原因，該旋轉板4 2係可繞 1疋通過其中心之軸，相對於製程室3 0之固定壁 褥0換~ Λ 、巧話說，旋轉板42係可在第丨a圖中所示之箭頭 方向旋轅 得’因而造成晶圓32以相同意思旋轉。 以 V* 上配置之進一步細節可在本發明人之共同審理中 國專和丨φ & 甲請案序號1 0/1 1 9290號中發現，其内容係全數 入本文。 ^ 車父佳具體實施例中，夾盤3 6被控制以依據一順 移動，gP > 仕X座標方向橫越離子束2 8之線性移動’各 綠性移 ^ 勒係藉由在γ座標方向之步進式移動所分開。所 成之# > m 田圖案係顯示在第2 a圖中，其中虛線5 〇係晶圓 在'其藉+ 、 士 支撐臂38於X座標方向往復地來回運動時其 心 5 2夕 執跡’且標示出其在往復運動之各行程結束處在 固 軌 第 系

向 表 角 著 旋 R 美 併 序 次 生 32 中 Y 座標方向中向下。 15 200527574 如圖中可見，晶圓3 2之往復掃描動作確保晶圓3 2之 所有部份均暴露至離子束28。晶圓32之移動造成離子束 2 8在晶圓3 2上進行重複掃描，其中該等個別掃描線5 4係 平行且等距地分隔，直到離子束2 8完全通過該晶圓3 2。 雖然第2 a圖中之線5 0代表晶圓3 2在夾盤3 6上相對於靜 止離子束28之運動，線50也是離子束28橫越晶圓32之 掃描的一想像。明顯地，離子束2 8相對於晶圓3 2之運動， 相較於晶圓3 2相對離子束2 8之實際運動係在相反方向。 在第2a圖中所示之實例中，控制器掃描晶圓32，使 得離子束2 8在晶圓3 2上晝出不相交之均勻分布的平行線 5 4的一光柵。各線5 4對應於離子束2 8在晶圓3 2上的一 單一掃描。如所示，此等離子束延伸超過晶圓 3 2的一邊 緣，到達該射束之剖面係完全遠離該晶圓3 2的一位置，使 得當晶圓3 2移動進入一用於次一掃描線5 4之位置時，不 會有離子束通量被晶圓32吸收。 假設待植入之原子種類的離子束係隨時保持固定，藉 由保持晶圓3 2在X座標方向之固定移動速度，傳遞至晶 圓3 2之需求種類的劑量，在掃描線5 4於該方向橫越晶圓 3 2時係維持固定。同時，藉由確使該等掃描線5 4間之間 距均勻，沿Y座標方向之劑量分布也維持實質上固定。然 而，實際上在晶圓 3 2花費時間以施行一完全通過離子束 2 8(即完成第2a圖中所示的掃描線54中之一）期間，在離 子束通量中可能有一些漸次地變異。 為了減少在一掃描線5 4期間此離子束通量變異之影 16 200527574 響，該離子束通量可定期地測量（如以下將詳細說明），且 據以調整晶圓3 2移動經過後續掃描線5 4間之速度。換句 話說，如果該束通量降低時，晶圓3 2會以較慢速度沿後續 掃描線5 4驅動，以維持每單位行經距離之需求原子種類的 植入速率能符合需求，反之亦然。依此方式，在掃描線5 4 期間在離子束通量中之任何變異，只會導致在該掃描線間 隔方向中傳給晶圓3 2之劑量的極微變異。 在以上參考第2 a圖之掃描系統中，晶圓3 2係以一均 勻距離在往復式掃描線5 4間轉移，以產生一鋸齒狀光柵圖 案。然而，掃描可加以控制，使得多重掃描係沿該光柵之 相同掃描線施行。例如，各光柵線5 4可代表晶圓3 2沿掃 描線5 4的一雙重行程或往復運動，只有在各次雙重行程間 在Y座標方向具有一間隔均勻之轉移。所產生之光柵圖案 係顯示於第2b圖中。 再者，第2b圖只顯示離子束28在Y座標方向單次通 過晶圓3 2，但完整之植入程序可包括多次通過。接著該植 入製程的各如此通過可經配置以晝出一間隔均勻之掃描線 5 4的個別光栅。然而，多次通過之掃描線5 4可被組合以 晝出一複合光柵，其係自複數次通過的掃描中有效地推 出。例如，一第二通過之掃描可精確地在該第一通過的掃 描間之中途推出，以產生一具有均勻掃描線間距之複合光 柵，該間距係各通過之連續掃描間之間隔的一半。 橫越多次通過之交錯掃描線 5 4有利於減少由照射離 子束2 8置於晶圓3 2上之熱負荷。因此，如果一特定製程 17 200527574 需求掃描線5 4間之間隔為T以達到需求之劑量，則各掃 描線可進行四次通過，其中在任何特定通過中均由 4Τ分 隔。各次通過被配置以藉由Τ量空間地轉移該通過之掃描 的相位，因此由該等四次通過繪出之複合光柵具有如第2 c 圖所示具間隔Τ之線。依此方式，會減少晶圓3 2之熱負 荷，同時確保該光柵線間隔係維持在需求之間隔Τ。 為了確保在掃描線間隔之方向（沿Υ軸）傳遞至晶圓3 2 的劑量之適當均勻性，此間隔或線距必須小於相同方向中 離子束28之剖面尺寸。此係因為該離子通量在整個離子束 2 8中不均勻，且傾向於自射束邊緣向中心增加。重疊相鄰 掃描線5 4係用以在克服離子束2 8中此均勻性之不足。重 疊之程度（及通過之次數）必須依據該製程之整體劑量要求 而決定。 決定最佳線間隔需要對離子束2 8沿Υ座標方向之離 子束通量輪廓的了解。此係因為需要達成使均勻性落入一 特定容差中之間隔會隨時間改變。一旦測量出該離子束通 量輪廓，會使用傅利葉（Fourier)轉換以決定需求之線間 隔。此程序之進一步細節可在本發明人之共同審理中美國 專利申請案序號1〇/251，780號内發現，其内容係全數併入 本文中。 同時，有利的是測量離子束2 8在X座標方向中之離 子束通量輪廓。此允許調節該射束通量以避免某些問題， 如可能發生在質量分析磁鐵之分散平面中的離子束未對 準，且造成離子束2 8以不正確照射角撞擊晶圓3 2，或造 18 200527574 成在離子束掃描期間的一偏移。此外，在X及Y二座標方 向中之射束輪廓可經調節，以避免諸如在離子束28中之熱 點的問題（其可導致晶圓3 2充電），或使離子植入製程最佳 化（如確保一最佳射束尺寸或最佳射束形狀，以致能以正確 摻雜濃度透過多次掃描中之一達到均勻性）。迅速地獲得射 束輪廓允許使離子束快速地返回，以校正任何問題。 在X及Υ座標方向監控離子束28之照射角度也有用 於確保符合需求之植入條件。離子束2 8所循之路徑可藉由 在 Ζ座標方向分隔的二地點測量該離子束通量輪廓而決 定，如以下將更詳細描述。 在本發明第一組具體實施例中，離子束2 8之輪廓係使 用作用為一光束截止器34之法拉第測量。法拉第34係一 測量照射於其上之離子束電流的單一偵測器。該法拉第3 4 具有一大於離子束尺寸之入口孔隙56，且因此可在一瞬間 測量整個離子束的電流。為了允許測量橫越離子束2 8之通 量輪廓，會藉由將遮蔽件5 8移入離子束2 8而逐漸地阻隔 離子束2 8 ，或藉由將遮蔽件5 8移開離子束2 8而逐漸地 揭露離子束2 8。此可依據被測量之輪廓而在X或Υ座標 方向施行。根據遮蔽件5 8係移入或移出離子束2 8而定， 移動遮蔽件5 8會導致在被測量通量中的漸增或漸減。此配 置係顯示於第3圖中。在連續位置間所測量通量之改變係 出現在正被阻隔或正被揭露之離子束 2 8的部份中之通量 的指標。實施一方案以抽取在所測量通量中的此改變，且 自其決定該離子束通量輪廓係此項技術中很明顯的技術， 19 200527574 且無須在此進一步說明。 現將參考離子束2 8之遂漸阻隔描述基材支撐件之範 例性具體實施例及其等操祚之模式。熟習此項技術人士應 暸解當離子束2 8逐漸露出以致離手束通量穩定地增加 時，以下具體實施例也可行。 使用基材支撐件以移動遮蔽件5 8係合宜的，因為其已 具有沿X及Y座標方向移動之能力。第一具體實施例係顯 示於第4圖中，其中支樓臂38本身是用作遮蔽件58。在 此具體實施例中，支撐臂3 8具有/沿X座標方向延伸之 扁平下緣。因此，夾盤36可被驅動横越製程室30而通過 離子束28，使得支撐臂38之扁平下緣係位於離子束28之 上。在此配置中，離子束28到光束截止器34之路徑未受 阻礙，且法拉第3 4測量全部離子束通量。支撐臂3 8接著 被驅動向下進到離子束2 8中，使得該扁平下緣逐漸地阻隔 離子束28。 離子束28撞擊支撐臂38將造成局部加熱，且也可能 使材料燒蝕。在任一情況中，結果是由於來自支撐臂3 8 之分子及離子污染位於夾盤36上的晶圓32之可能性。因 此，支撐臂3 8用以阻隔離子束之部位係塗布有半導體材 料’使得任何噴濺之負面效應減綾。支撐臂3 8可被塗布或 覆蓋不易嘴錢或不會造成污染之讨料，諸如石墨。 晶圓32之污染影響可藉由使用支撐件3 8之背面阻隔 離子束28而進一步減輕。依此方式，在驅動支撐臂38進 入離子束28前，支撐臂38會旋轉約180度左右，使晶圓 20 200527574 32面對光束截止器34而非離子束28,且支撐臂38之 面對離子束2 8。誠然，在此配置中，支撐臂3 8之背 覆盍或塗布有半導體材料或石墨。 另一選擇是，可使用支撐臂3 8側面阻隔離子束 此優勢是因為當離子束被阻隔時，晶圓3 2不面對離 28及光束截止器34。此進一步減少污染晶圓32之機 因為其減輕來自光束截止器 34之背面被喷濺材料 題。如上述，支撐臂3 8之側面可塗布半導體材料或石 基材支撐件之移動係由一控制器標示且影響。此 器係用以移動支撐臂3 8通過離子束2 8。在一系列之 支撐臂位置中，來自法拉第3 4之讀數係由控制器取得 此，控制器建立位置及離子束通量值的一組資料。如 撐臂3 8被驅動進到離子束2 8中，由於先前之通量測；| 各後續通量將降低之量對應於在被阻隔區域上接收到 量。因為各測量值對應於橫越離子束2 8的一完整片殺 與前述使用1平方公分法拉第孔隙以測量離子束通量 前技術配置比較，本發明之資料收集可更加快速地施 不犧牲任何計算速率。 由於支撐臂38之平直邊緣在X座標方向延伸， 現在X座標方向取得之片段的通量。因此該控制器可 計算且繪出離子束通量相對於位置之圖，據以產生在 標方向之通量輪廓。 有利的是，使用支撐臂3 8以阻隔離子束2 8，確 子束28之輪廓是在通常於植入期間由晶圓32佔用 背面 面可 28 〇 子束 會， 的問 墨。 控制 已知 〇因 果支 I:值， 之通 .，當 之先 行而 可發 用以 Y座 保離 之位 21 200527574 置。當與使用一設置在其本身驅動機構上之專用遮蔽件5 8 相比，此明顯是一優勢，但最可能將會是位於遠離該植入 地點，以避免干擾基材支撐件之操作。

如果支撐臂38之高度（其在Y座標方向之尺寸）係大於 該離子束高度，該輪廓可在支撐臂38的一通過中收集到。 然而，可使用高度少於離子束28的高度，但大於該離子束 28高度之半的支撐臂38。此係因為支撐臂38可先自離子 束2 8上方驅動進入，且接著自下方，允許在二次通過中測 量離子束28的二半部。此可藉由使支撐臂38設置有上方 及下方平直邊緣而更易於達成：可使用只具有一單一平直 邊緣的設計，雖然此需要在二次通過間將支撐臂 3 8旋轉 180度（且或以半導體材料或石墨覆蓋或塗布前及後二 面，因為二面均會暴露至離子束）。如果支撐臂38具有二 平直邊緣，該輪廓可在一次通過中收集。此是因為當支撐 臂3 8被驅動進入離子束2 8時，可藉著逐漸阻隔由前緣收 集該輪廓之第一半部，而當支撐臂 3 8被驅動離開離子束 2 8時，可藉著逐漸揭露離子束2 8而由尾緣收集該輪廓之 第二半部。 雖然第4圖之具體實施例是特別簡單，其只允許決定 在Y座標方向中之離子束28輪廓。第二具體實施例係顯 示在第5圖中，其允許測量在X及Y座標方向中之輪廓。 爽盤3 6經修改以包括設置在其最外及最底端處之平直邊 緣60， 因 此 其 萼及X座標方向延伸。邊緣60可 以半導體材料或石墨（或類似者）覆蓋或塗布，以減少污染 22 200527574 問題。

邊緣60可自離子束28任一側或離子束28上方驅動進 入離子束28，以造成逐漸地阻隔。如在第4圖之每一具體 實施例，該控制器記錄已測量出離子束通量中之改變連同 夾盤36的位置，且自其決定離子束通量輪廇。垂直地驅動 夾盤3 6將會允許Y座標方向中之輪廓被決定出，而水平 地驅動夾盤3 6將會允許X座標方向中之輪廓被決定出。 所示平直邊緣60長度係大於離子束28在X及Y座標方向 中之範圍。平直邊緣60越長，使邊緣60在離子束28置中 以確保平直邊緣60 —直切過離子束 28所需之精確度越 少。然而，邊緣6 0無須比離子束2 8大；在此情況下，仍 可見到在離子束通量測量值中之逐漸改變，而與無法獲得 一零測量值之事實無關。此配置之缺點在於連續測量值間 之差減少，且資料擷取時間必須增加，以便以相同信號對 雜§fL比獲得輪廊。

一進一步的具體實施例係顯示於第6圖，其包括一自 夾盤3 6背面延伸之遮蔽件62，即所設置的一方形遮蔽件 62係自夾盤36之背面直立。當夾盤36旋轉使得晶圓32 面離開離子束28及光束截止器34時（面向上或向下），方 形邊緣6 2呈現二垂直邊緣64及一水平邊緣6 6，其等任何 一者均可被驅動進入離子束28。因此，可在Y或X座標 方向逐漸地阻隔離子束2 8，且如以上決定該離子束輪廓。 遮蔽件 62係以半導體或石墨（或類似物）覆蓋或塗 布，以減輕污染之負面影響。事實上，此具體實施例對於 23 200527574 避免晶圓3 2之污染尤其有利。此是因為晶圓3 2係旋轉離 開離子束28及光束截止器34:離子束28撞擊光束截止器 3 4可造成背面喷濺且因此污染面對光束截止器3 4之晶圓 32 ° 除了使用設置在基材支撐件上之遮蔽件或邊緣藉由一 逐漸改變量阻隔離子束外，可使用一如第7圖中所示的遮 蔽件62收集離子束通量輪廓，該遮蔽件62具有通過其延 伸之狹缝孔隙6 3。 該狹縫孔隙在Y座標方向上延伸，且比離子束2 8之 全寬更寬。遮蔽件62具有之尺寸大於離子束28，因此所 有離子束2 8均被阻隔，與部份通過狹縫6 3不同。如第3 至6圖之每一具體實施例，遮蔽件62被驅動通過離子束 2 8以改變到達設置在光束截止器3 4處之法拉第。在各位 置處，對應於一通過離子束 28之片段的通量會由法拉第 3 4測量。在Y座標方向驅動基材支撐件允許連續片段之離 子束通量被測量。簡單地繪出所測量到之通量，可獲得在 Y座標方向之通量輪廓。 應暸解的是，可使用一在Y座標方向延伸之類似狹縫 6 3，以沿X座標方向收集一通量輪廓。此第二型式之狹縫 可設置在遮蔽件62上，作為一替代或與一第一型式之狹縫 6 3組合。狹縫6 3可位於其他位置（如通過支撐臂），以對 應於第8圖之外觀。 現將說明第二組之具體實施例，其中設置於第1圖之 基材支撐件的一或多個法拉第6 8係用以測量該離子束通 24 200527574 量。此等具體實施例係顯示於第8至丨 中，法；te笛κ M 丁牡尸叮有實例 一徂弟具有之狹縫孔隙70延伸過離子束28之全寬 允淬離子自其通過以由一座落於孔隙7 0後之右 效：：區域加以測量。…第68提供一沿孔隙7。之: 的全料量之測量，因此移動法拉第68通過離子束28允 午、疋該離子束2 8的輪廓。誠然，當繪出該輪廓時，可 接使用各個泪、丨旦. t ^ 、J罝值，此與第3至6圖中需要連續測量值中

，，相二。因為孔隙70延伸橫越離子束28之全部範圍， 十算速率係迨向於使用在前述先前技術中極小❸1平方公 ,、 此允许更快之資料擷取而不犧牲計算速率。該 ：'…、肩延伸通過離子束28之全寬或高度，因為在 續測量# pq & 曰之差仍會被記錄。然而，因為在連貫的通量測 量值中之減少，此等配置非較佳。

圖_示一設置在支撐臂38上之法拉第68，其具 σ又得臂38水平（即在X座標方向）延伸之狹縫孔隙 7〇。與參考第7圖描述之孔隙63不同，此孔隙7〇並不延 伸通過整個支撐臂3 8。支撐臂3 8可接著藉由控制器被驅 動向上或向下進入離子束28中，而後測量出各個位置之通 量。該控制器連結此等測量值與支撐臂3 8之位置，以提供 離子束28在Υ座標方向中之輪廓。 有利的是，可獲得在晶圓3 2於植入時通常佔用之位置 的離子束28輪廓。在一專用驅動臂上提供一法拉第68不 會產生如此有用之輪廓，因為該驅動臂將必須偏離該晶圓 之植入位置，以避免干擾該基材支撐件之操作。 25 200527574 支撐臂3 8圍繞孔隙7〇之面 ^ 買』以牛導體材料或石墨 (或類似物）覆蓋或塗布，以減輕污染問題。 第9圖顯示一對設置在夾盤36背面之法拉第μ。各 法拉第6 8均設置有一狹縫孔隙7〇，一在 π A座私方向延伸， 另-者在Y座標方向延伸。驅動夾盤36水平或垂直地通 過離子束28連同支撐臂38旋轉，使得晶圓32面對光束截 止器34,允許決定在Y及X座標方向二者中之離子束輪

廓。夹盤26之背面㉟以半導體材料或石(或類似物）覆蓋 或塗布，以減輕污染問題。

第ίο圖顯示一進一步的具體實施例，其中夾盤36具 有一扁平結構72自其背面突出，類似第6圖中之遮蔽件 62。第10圖之爲平結構72係設置有一對法拉第68〇各法 拉第68均設置有一狹縫孔隙70，一在X座標方向延伸， 另一者在Y座標方向延伸。驅動該扁平結構72水平或垂 直地通過離子束28，允許快速的決定在γ及χ座標方向 二者中之離子束通量輪廓。能以半導體材料或石墨（或類似 物）覆蓋或塗布爲平結構7 2，以減輕污染問題。對於第6 圖之具體實施例，此具體實施例具有使晶圓32不面對離子 束28且不面對光束截止器34之優勢，因而進一步使污染 問題最小。 第8至1 0圖之具體實施例需要基材支撐件逐漸地移動 通過離子束28，以獲得一輪廓。第π圖顯示一進/步的 具體實施例，其允許自一單一位置獲得完整輪廓。/法拉 第68之陣列係設置在夾盤36之背面，以延伸通過離子束 26 200527574 2 8之全高。法拉第6 8係設置有短狹縫孔隙7 0。該等孔隙 70延伸以覆蓋離子束28之全部範圍，係藉由配置成為二 平行線以形成一如第1 0圖中所示的鋸齒形圖案，使得一孔 隙7 0之末端係對準次一孔隙7 0之開始。

將法拉第68置於離子束28之中央允許在Υ座標方向 中之離子束2 8的輪廓在一時間中被捕捉。在X座標方向 之輪廓可藉由驅動夾盤36水平地通過離子束28而獲得， 且加總在各位置自法拉第6 8取得之測量值。或者是可提供 一依一正交方向配置之第二組法拉第6 8。如前述，能以半 導體材料或石墨（或類似物）塗布夾盤3 6之背面，以減輕污 染影響。

如先前所述，有利的是能決定圍繞植入位置之離子束 2 8的確實路徑。此是因為其可能稍微偏離預設之離子束路 徑2 8，且此可能導致照射晶圓3 2之不正確角度。尋找照 射角之特別簡單方法係沿Ζ座標方向測量二或以上位置處 之離子束通量輪廓，且接著使用該離子束通量輪廓之質量 中心以決定離子束路徑2 8。此外，測量該離子束通量輪廓 顯現出離子束2 8之範圍，且因此也可能決定沿Ζ座標方 向之任何離子束的發散或收斂。 沿Ζ軸測量離子束通量輪廓通量輪廓的一方式，係在 沿Ζ軸之不同位置提供二遮蔽件5 8或二狹縫法拉第6 8 (類 似已描述過者）。二遮蔽件58可用以阻隔離子束28，同時 以一設置在光束截止器 34處之法拉第測量該離子束通 量。遮蔽件58或法拉第68二者均可設置在其等本身之支 27 200527574 撐件上，裝設在一線性驅動器上，以允許在X座標方向中 轉移。或者是，一單一支撐件可被裝設在一附接至一雙軸 平台之線性驅動器上。因此將允許沿Y及X座標方向移動 進入或離開離子束2 8，且也會允許沿Z軸選擇一位置之範 圍。

在使用二分離遮蔽件5 8或法拉第6 8時，該支撐結構 可提供遮蔽件5 8或法拉第6 8中之一，與設置在一分離結 構上之遮蔽件5 8或法拉第6 8組合使用（諸如該等先前描述 中之一）。或者是，現將說明支撐臂 3 8之單一遮蔽件 62 可用以在沿Z軸之二位置處提供通量輪廓。 第12a及12b圖顯示第6圖之配置的修改，其允許在 沿Z軸之二位置處測量Y座標方向中之離子束輪廓。該修 改係將遮蔽件62自支撐臂3 8之旋轉軸74移向夾盤3 6的 一側，如第12b圖中可詳見。

為在一第一位置Z i測量該離子束通量輪廓，支撐臂 38會移動使得遮蔽件62之邊緣66會位於緊靠離子束28 之上。支撐臂3 8接著在Y座標方向下移使得遮蔽件62逐 漸阻隔離子束28，且獲得在Y座標方向之通量輪廓，如第 11a圖中所示。遮蔽件62及夾盤36接著會移離離子束28, 且支撐臂38會旋轉180度。旋轉造成偏移遮蔽件62以移 至一沿Z軸之新位置（Z2)。支撐臂38接著在Y座標方向上 移使得遮蔽件62逐漸阻隔離子束28，且獲得在Y座標方 向之一第二通量輪廓，如第12b圖中所示。 除了獲得在Y座標方向中之離子束通量輪廓外，輪廓 28 200527574 可在X座標方向中二位置z i及z2處獲得。此係藉由驅動 二垂直邊緣64中之一在X座標方向於冗丨位置處橫越離子 束2 8、將支撐臂3 8旋轉1 8 0度、且接著驅動遮蔽件6 2在 X座標方向於Z2位置處橫越離子束28而達成。 因此可獲得二位置Z2處之離子束通量輪廓 及Z2之位置可自基材支撐件之幾何形狀中得知，且因此可 自此等輪廓中外插得到離子束路徑2 8 (假設離子束2 8依循 一直線路徑，對於圍繞該植入位置之短關注距離的一可接 受之逼近）。 第5圖之具體實施例也能以類似方式使用。此是因為 邊緣66係位置靠向夾盤3 6之前面，且因此係偏離支撐臂 3 8之旋轉軸74。因此，支撐臂3 8的1 80度旋轉會沿Z座 標方向移動邊緣60。二邊緣60可用以在Y及X座標二方 向收集輪廓。 第10圖之法拉第配置可被併入剛描述之偏移遮蔽件 設計中。然而，此一設計將會需要法拉第6 8設置在遮蔽件 62之背後，且須考慮在前與後法拉第68間之不均等負荷。 一進一步替代性設計係顯示在第1 3 a及1 3 b圖中。此 等圖式顯示一末端件76，係用於經由一設置在凹孔78中 之耦合件附接至一支撐臂3 8。末端件76係一塊狀，其具 有之頂面8 0係設有一圓形夾盤8 2，用於支承一晶圓3 2。 一對法拉第68係設置於末端件76之前面84後。一法拉第 6 8相當於先前設計，其至少包含一 1平方公分之入口孔隙 8 6。一相鄰之第二法拉第6 8係設置於一深凹孔後，其前方 29 200527574 係一上方狹縫孔隙8 8 a。狹縫8 8在X座標方向延伸，其具 有10毫米X1毫米之尺寸，因此可用以在Y座標方向獲得 離子束通量輪廓，如先前所述。

凹孔8 9具有2 2.5毫米之深度，且終止於一相對應形 狀、尺寸及方向之第二孔隙8 8b。法拉第6 8之有效偵測區 域8 7係位於下方孔隙之後。界定凹孔8 9之該等壁係與有 效偵測區域 8 7電性絕緣以允許其接地。該有效偵測區域 87及下方孔隙88b形成一般設計之法拉第68。 因此，此法拉第6 8之前方是一對作用為準直照射之離 子束的孔隙8 8。此允許該離子束角度被測量出（即自Z軸 離開之實際離子束路徑28的角度）。深度凹下之法拉第68 只允許實質上垂直前孔隙 88a進入之離子行經後孔隙 8 8 b，且在8 7處偵測。任何離軸之離子會撞擊内壁且大多 數可能被吸收。在孔隙8 8 a、b間將壁向後切削，使離軸之 離子可能反射到有效偵測區域 8 7且破壞測量值之機會最 小化。有效偵測區域8 7係受磁性抑制以計入次要電子。

將支撐臂3 8繞其軸旋轉以改變狹縫孔隙8 8之接收角 度，及在X與Y座標方向轉移支撐臂3 8以掃描狹縫孔隙 88橫越整個離子束28，此二者之組合允許決定離子束28 之詳細通量輪廓。該深狹縫孔隙8 8可配合任何先前描述之 狹縫法拉第6 8使用。 如熟習此項技術人士應暸解，可改變以上具體實施例 而不脫離本發明之範疇。 例如，所有以上具體實施例均有關第1圖之離子植入 30 200527574

機2 0的操作，其中離子束2 8沿一固定離子束路徑行進， 且其中夾盤36在一光栅圖案中移動，以允許該離子束28 橫越晶圓3 2掃描。然而，此情況並非必須，因為以上具體 實施例可用於一離子植入機2 0中，其中離子束2 8被掃描 而非該夾盤3 6。因此，當離子束通量輪廓被測量時，夾盤 36可位於製程室30中之離子束28範圍内，而後離子束28 可接著例如使用靜電或磁性偏移掃過一法拉第 6 8之邊緣 60、64、66或孔隙70。依此方式運作之離子植入機20， 會具有偏移板或磁鐵，用於偏移在X及Υ座標方向中操作 之離子束28，且因此對準第4至10圖中所示之邊緣60、 64、66及孔隙70會是適當的。雖然偏移離子束28屬可行 但非較佳，因為偏移過程可能造成整體離子束輪廓的改變。

以上具體實施例可用作替代或可甚至用於組合。例 如，一在X座標方向中的平直邊緣60、64、66可與一在Υ 座標方向中延伸的狹缝孔隙6 3或法拉第孔隙7 0組合。再 者，可包括附加特徵，使得一基材支撐件至少包含邊緣 60、64、66及在X座標方向延伸之一孔隙63或法拉第孔 隙7 0。此一配置將提供一定程度之冗餘。 明顯地，熟習此項技術人士可在於X或Υ座標方向測 量離子束通量輪廓，或甚至在兼具二方向中測量離子束通 量輪廓間作一選擇。此大致將由該特定應用之需求決定。 雖然以上具體實施例已從驅動邊緣60、64、66、狹縫 孔隙63或法拉第孔隙70進入離子束28的脈絡中說明，當 然很明顯的可反轉該情況，且使邊緣60、64、66、狹縫孔 31 200527574 隙63或法拉第孔隙70被驅動離開離子束28。

以上具體實施例描述測量離子束輪廓是藉由記錄一維 輪廓，其沿一直線（在X座標或Y座標方向）有效地積分該 通量強度。此依靠邊緣60、64、66或一平直狹縫孔隙63/ 7 0之使用。然而，雖然此係最佳配置，可進行改變使得平 直邊緣60、64、66或平直孔隙70係在未確實對準X或Y 座標方向使用。再者，也可使用非平直之邊緣或法拉第孔 隙。此外，平直邊緣60、64、66及孔隙70無須被配置成 與運動方向正交，而是可以其他角度設置。 使用一控制器使夾盤3 6之運動有效，且自法拉第偵測 器34、68或偵測器68擷取資料只是本發明的一實作。替 代性實作包括使用該控制器以供應夾盤3 6之位置資訊，給 一另外也收集有關被測量離子束通量的計算構件。此外， 該等計算需要與離子束通量測量值中之差關聯，而產生一 可在硬體或軟體中實施之離子束通量輪廓。

【圖式簡單說明】 現將參考附圖說明本發明之實例，其中： 第1 a圖顯示一離子植入機之概要側視圖，其中一基材係裝 設在一基材支撐件上； 第1 b圖顯示第1 a圖沿AA線之部份剖面； 第2 a至2 c係由第1 a及1 b圖之離子植入機施行的三個掃 描圖案之簡要表示法； 第3圖係顯示一離子束撞擊一法拉第光束截止器前該離子 32 200527574 束之部份阻隔的簡要表示法； 第4圖係顯示在本發明第一具體實施例中如何使用支撐臂 阻隔該離子束的簡要表示法； 第5圖係顯示在本發明第二具體實施例中如何使用設置在 一基材支承座上的二正交螢幕中之一阻隔該離子束 的簡要表示法（該基材支承座係附接至該基材支撐 件的一支撐臂）；

第6圖係顯示在本發明第三具體實施例中如何使用自該基 材支撐件之晶圓支承座突出的遮蔽件阻隔該離子束 的簡要表示法； 第7圖係顯示一自設置有一允許離子束通量一片段自其通 過的一孔隙之晶圓支承座突出的遮蔽件之簡要表示 法； 第8圖係顯示一掃描支撐臂的簡要表示法，其包括一具有 一狹縫入口孔隙之法拉第；

第9圖係顯示一基材支承座的簡要表示法，其包括一對具 有一正交設置之狹縫入口孔隙的法拉第； 第1 0圖係顯示一對具有正交設置之狹縫入口孔隙的法拉 第的簡要表示法，該等狹縫入口孔隙係設置於一自 該晶圓支承座突出之遮蔽件中； 第 11圖係顯示具有依鋸齒狀組成設置之法拉第的一陣列 之基材支承座的簡要表示法； 第1 2a及1 2b圖顯示一類似第6圖之遮蔽件配置，其係用 以在沿該離子束路徑之二不同位置處獲得一離子束 33 200527574 通量輪廓；及 第1 3 a與1 3 b圖係包括一對法拉第偵測器的一基材支撐件 之末端件的二立體圖；及 第1 3 c圖係通過第1 3 a圖之A A線的剖面圖。 【元件代表符號簡單說明】 20 離 子 植 入機 22 離 子 源 24 離 子 束 26 質 量 分 析 器 28 離 子 束 30 製 程 室 32 晶 圓 34 光 束 截 止 器 36 夾 盤 38 支 撐 臂 40 狹 縫 42 旋 轉 板 44 橇 板 46 線 性 馬 達 48 滑 座 50 虛 線 52 晶 圓 中 心 54 掃 描 線 56 入 a 孔 隙 58 遮 蔽 件 60 平 直 邊 緣 62 遮 蔽 件 64 垂 直 邊 緣 66 水 平 邊 緣 68 法 拉 第 70 孔 隙 72 扁 平 結 構 74 旋 轉 軸 76 末 端 件 78 凹 孔 80 頂 面 82 夾 盤 84 前 面 86 入 π 孔 隙 87 有 效 偵 測區域 88 狹 缝

34 200527574 88a 89 上方狹縫孔隙 8 8b下方狹縫孔隙

凹孑L

35

Claims (1)

1. 200527574 拾、申請專利範圍：

   1. 一種在一離子植入機中測量一離子束通量輪廓之方 法，該離子植入機可操作以沿一離子束路徑產生一離子 束，該離子束係用於植入一由基材支撐件支承在一目標 位置之基材，該離子植入機至少包含一位在該目標位置 下游之離子束通量偵測器；及一遮蔽件，其係由該基材 支撐件提供，當該遮蔽件係位於該離子束路徑中時，用 以遮蔽該偵測器阻隔該離子束，該方法至少包含下列步 驟： (a) 造成一在該基材支撐件及該離子束間的第一相 對運動，使得該遮蔽件以一逐漸改變之量阻隔該離子 束； (b) 在該第一相對運動期間，以該偵測器測量該離 子束通量；及 (c) 藉由使用在該被測量到之離子束通量中的改 變，決定在一第一方向中之該離子束通量輪廓。

   2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該離子植入機 至少包含由該基材支撐件另外提供該遮蔽件，且該方法 更包含下列步驟： 在該基材支撐件及該離子束間造成一第二相對運 動，以使該另外提供之遮蔽件以一逐漸改變之量阻隔該 離子束； 在該第二相對運動期間，以該偵測器測量該離子束 36 200527574 通量；及 藉由使用在該被測量到之離子束通量中的改變，決 定在一第二方向中之該離子束通量輪廓。 3 .如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該第—及第二 方向係實質上正交。 4.如申請專利範圍第1項所述之方法，至少包含相對於一 固定離子束移動該基材支撐件之步驟，以造成該第一相 對運動。 5 ·如申請專利範圍第2項所述之方法，至少包含相對於一 固定離子束移動該基材支撐件之步驟，以造成$仿^ %琢第一相 對運動及該第二相對運動。 更包含旋轉該基材 支承座及離子束間 確保該基材實質上 6.如申請專利範圍第1項所述之方法， 支承座之步驟，以致在造成介於基材 之相對運動以逐漸地阻隔該射束前， 面對該偵測器。 7 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含旋轉該基材 支承座之步驟，以致在造成介於基材支承座及離子束間 阻隔該射束之相對運動前’確保該基材面遠離該偵測器 及該離子束之照射方向° 37 200527574 8 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該基材支撐件 至少包含一臂，且該方法至少包含造成在該基材支撐件 及該離子束間之相對運動，使得該臂阻隔該離子束。

   9 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該基材支撐件 至少包含一具有一邊緣之夾盤，且該方法至少包含造成 在該基材支撐件及該離子束間之相對運動，使得該邊緣 阻隔該離子束。

   1 0· —種測量一離子路徑之方法，其包括如申請專利範圍第 1項所述的方法，該方法至少包含：在一沿該假設離子 束路徑之第一位置處施行步驟（a)及（b)、及步驟（c)，以 在該第一位置處決定一第一離子束通量輪廓；在一沿該 假設離子束路徑中與該第一位置隔開之第二位置處重 複步驟（a)及（b)、及步驟（c)，以在該第二位置處決定一 第二離子束通量輪廓；辨識一在該第一及第二通量輪廓 中之共同特徵；決定在該第一及第二通量輪廓中該共同 特徵之位置；及自因此決定之該等位置推測該離子束路 徑。 1 1 . 一種測量一離子路徑之方法，其包括如申請專利範圍第 9項所述的方法，該方法至少包含：在一沿該假設離子 束路徑之第一位置處施行步驟（a)及（b)、及步驟（c)，以 38 200527574

   在該第一位置處決定一第一離子束通量輪廓；在一沿該 假設離子束路徑中與該第一位置隔開之第二位置處重 複步驟（a)及（b)、及步驟（c)，以在該第二位置處決定一 第二離子束通量輪廓；辨識一在該第一及第二通量輪廓 中之共同特徵；決定在該第一及第二通量輪廓中該共同 特徵之位置；及自因此決定之該等位置推測該離子束路 徑，且其中該邊緣係相對於該基材支撐件的一軸偏心地 定位，且該方法至少包含旋轉該基材支撐件，以將該邊 緣自該第一位置移至該第二位置。

   12. —種在一離子植入機中測量一離子束通量輪廓之方 法，該離子植入機可操作以沿一離子束路徑產生一離子 束，該離子束係用於植入一由基材支撐件支承在一目標 位置之基材中，該離子植入機至少包含一位在該目標位 置下游之離子束通量偵測器；及一狹縫孔隙，其係設置 在該基材支撐件中，當該孔隙係位於該離子束路徑中 時，用以只使該離子束的一部份傳播至該俏測器，該方 法至少包含下列步驟： (a) 造成一在該基材支撐件及該離子束間的第一相 對運動，使得該離子束掃描通過該孔隙； (b) 使用該偵測器以在該第一相對運動通過該離子 束期間測量該離子束通量；及 (c) 藉由上述測量該離子束通量，決定一離子束通 量輪廓。 39 200527574

   1 3 .如申請專利範圍第1 2項所述之方法，其中該狹縫孔隙 係細長的，且一另外之細長狹縫孔隙係設置在該基材支 撐件中，該方法更包含：造成一在該基材支撐件及該離 子束間的第二相對運動，使得該離子束掃描通過該另外 之孔隙；使用該偵測器以在第二相對運動通過該離子束 期間，另外測量該離子束通量；及藉由上述另外測量該 離子束通量，決定一第二離子束通量。 1 4. 一種在一離子植入機中測量一離子束通量輪廓之方 法，該離子植入機可操作以沿一離子束路徑產生一離子 束，該離子束係用於植入一由基材支撐件支承在一目標 位置之基材，該基材支撐件提供一第一細長狹縫離子束 通量偵測器，該方法至少包含下列步驟： (a) 造成一在該基材支撐件及該離子束間的第一相 對運動，使得該離子束掃描通過該第一偵測器；

   (b) 使用該第一偵測器以在該第一相對運動通過該 離子束期間，測量該離子束通量；及 (c) 藉由上述測量該離子束通量，決定一第一離子 束通量輪廓。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項所述之方法，其中該離子植入 機至少包含一第二細長狹縫離子束通量偵測器，且該方 法更包含： 40 200527574 造成一在該基材支撐件及該離子束間的第二相對 運動，使得該離子束掃描通過該第二偵測器； 使用該第二偵測器以在該第二相對運動通過該離 子束期間，另外測量該離子束通量；及 藉由上述另外測量該離子束通量，決定一第二離子 束通量輪廓。

   1 6 ·如申請專利範圍第1 5項所述之方法，其中該第一及第 二輪廓係沿實質上正交方向。 1 7.如申請專利範圍第1 4項所述之方法，其中該方法至少 包含相對於一固定離子束移動該基材支撐件，藉以造成 該第一相對運動。

   1 8.如申請專利範圍第1 5項所述之方法，其中該方法至少 包含相對於一固定離子束移動該基材支撐件，藉以造成 該第一相對運動及該第二相對運動。 1 9, 一種測量一離子路徑之方法，其包括如申請專利範圍第 1 2或第1 4項所述的方法，該方法至少包含：在一沿該 假設離子束路徑之第一位置處施行步驟（a)及（b)、及步 驟（c)，以在該第一位置處決定一第一離子束通量輪廓； 在一沿該假設離子束路徑中與該第一位置隔開之第二 位置處重複步驟（a)及（b)、及步驟（c)，以在該第二位置 41 200527574 處決定一第二離子束通量輪廓；辨識一在該第一及第二 通量輪廓中之共同特徵；決定在該第一及第二通量輪廓 中該共同特徵之位置；及自因此決定之該等位置推測該 離子束路徑。 2 0. —種測量一離子束的路徑之方法，其至少包含： (a) 在一沿該離子束的假設路徑之第一位置處測量 一第一離子束通量輪廓； (b) 在一沿該離子束的假設路徑中與該第一位置隔 開之第二位置處測量一第二離子束通量輪廓； (c) 辨識一在該第一及第二通量輪廓中之共同特 徵； (d) 決定在該第一及第二通量輪廓中之該共同特徵 的位置；及 (e) 自步驟（d)中之該等位置推測該離子束路徑之路 徑。 2 1.如申請專利範圍第20項所述之方法，其中步驟（a)及（b) 至少包含：使用可位於該第一及第二位置處之至少一細 長狹縫離子束通量偵測器，測量通量輪廓。 22. —種用於一離子束植入機中之離子束監控配置，該離子 植入機可操作以沿一離子束路徑產生一離子束，該離子 束係用於植入一被支承在一目標位置之基材中，該離子 42 200527574 束監控配置至少包含： 一基材支撐件，其係配置以在該目標位置支承該基 材； 一偵測器，其係位在該目標位置下游之該離子束路 徑中，且可操作以測量照射在該偵測器上之該離子束通 量；

   一遮蔽件，其係由該基材支撐件提供在一位置上， 以在介於該基材支撐件與該離子束間的一第一相對運 動期間，以一逐漸改變量對該偵測器阻隔該離子束；及 處理構件，其可操作以藉由使用在該等離子束通量 測量中之改變，決定在一第一方向中的一離子束通量輪 廓。

   23.如申請專利範圍第22項所述之離子束監控配置，其中 由該基材支撐件在一位置另外提供該遮蔽件，以在一介 於該基材支撐件與該離子束間之第二相對運動期間，以 一逐漸改變之量，對該偵測器阻隔該離子束，該偵測器 係可操作以另外測量照射在該偵測器上之該離子束通 量，且該處理構件係可操作以藉由使用在上述另外測量 之離子束通量中之改變，決定在一第二方向中之該離子 束通量輪廓。 2 4.如申請專利範圍第23項所述之離子束監控配置，其中 該第一及第二方向係實質上正交。 43 200527574 2 5 .如申請專利範圍第22項所述之離子束監控配置，其中 該基材支撐件係可相對於一固定離子束移動，以造成該 第一相對運動。 2 6 .如申請專利範圍第2 3項所述之離子束監控配置，其中 該基材支撐件係可相對於一固定離子束移動，以造成該 第一相對運動及該第二相對運動。 2 7.如申請專利範圍第22項所述之離子束監控配置，其中 該基材支撐件至少包含具有一邊緣的一臂，其係配置以 在該相對運動期間阻隔該離子束。 2 8.如申請專利範圍第2 2項所述之離子束監控配置，其中 該基材支撐件至少包含一具有一第一邊緣之夾盤，其係 配置以在該第一相對運動期間阻隔該離子束。 2 9 ·如申請專利範圍第2 8項所述之離子束監控配置，其中 該第一邊緣係平直且實質上以垂直該第一相對運動之 方向延伸。 3 0.如申請專利範圍第28項所述之離子束監控配置，其中 該基材支承座係可繞其縱軸旋轉，且該遮蔽件係位於該 夾盤上且相對於該縱軸係偏心。 44 200527574 3 1 .如申請專利範圍第2 3項所述之離子束監控配置，其中 該基材支承座至少包含一夾盤，其具有一第一邊緣，係 配置用以在該第一相對運動期間阻隔該離子束；及一第 二邊緣，係配置用以在該第二相對運動期間阻隔該離子 束，該第二邊緣係設置成與該第一邊緣實質上正交。

   3 2.如申請專利範圍第22項所述之離子束監控配置，其中 該基材支承座至少包含一夾盤，其具有一用於容置一基 材之第一面；及一第二、相反面，其具有自其中突出之 該遮蔽件。

   3 3 .如申請專利範圍第22項所述之離子束監控配置，其中 該基材支承座至少包含一夾盤，其具有一用於容置一基 材之第一面；及一具有自其突出之該遮蔽件的第二、相 反面，且其中該遮蔽件至少包含設置成實質上正交配置 之二周邊邊緣，使得一邊緣在該第一相對運動期間阻隔 該離子束，且該第二邊緣在該第二相對運動期間阻隔該 離子束。 3 4.如申請專利範圍第3 2項所述之離子束監控配置，其中 該基材支承座係可繞其縱軸旋轉，且該遮蔽件係位於該 夾盤上且相對於該縱軸係偏心。 45 200527574 3 5 ·如申請專利範圍第22項所述之離子束監控配置，其中 該基材支承座係一單一晶圓基材支撐件。 36. —種用於一離子束植入機中之離子束監控配置，該離子 植入機可操作以沿一離子束路徑產生一離子束，該離子 束係用於植入一支承在一目標位置之基材中，該離子束 監控配置至少包含：

   一基材支撐件，其係配置以在該目標位置支承該基 材； 一偵測器，其係位在該目標位置下游之該離子束路 徑中，且可操作以測量照射於其上之該離子束通量； 一狹縫孔隙，其係設置在該基材支撐件内一位置 中，以在一介於該基材支撐件與該離子束間之第一相對 運動期間，允許該離子束之部份傳播至該偵測器；及 處理構件，其可操作以藉由測量該離子束通量，決 定一第一離子束通量輪廓。

   3 7.如申請專利範圍第3 6項所述之離子束監控配置，其中 該狹缝孔隙係細長的，且其方向係實質上與該第一相對 運動之方向正交。 3 8 ·如申請專利範圍第3 6項所述之離子束監控配置，更包 含一在該基材支撐件内一位置中的第二細長狹縫孔 隙，以在一在該基材支撐件與該離子束間之第二相對運 46 200527574 動期間，允許該離子束之部份傳播至該偵測器；且其中 該處理構件係可操作以從由該偵測器在該第二相對運 動期間，藉由另外測量離子束通量，決定一第二離子束 通量輪廓。 3 9.如申請專利範圍第3 8項所述之離子束監控配置，其中 該第一及第二相對運動方向係實質上正交。

   40.如申請專利範圍第3 8項所述之離子束監控配置，其中 該基材支撐件至少包含一支撐臂，且該狹縫孔隙被設置 通過該支撐臂。 4 1 .如申請專利範圍第3 6項所述之離子束監控配置，其中 該基材支承座至少包含一夾盤，其係用於容置該基材， 且狹縫孔隙被設置通過該夾盤。

   4 2.如申請專利範圍第36項所述之離子束監控配置，其中 該基材支承座至少包含一夾盤，其用於在其一第一面上 容置該基材，及一第二、相反面，一直立元件係自其中 突出，該狹縫孔隙係通過該直立元件設置。 43 .如申請專利範圍第3 6項所述之離子束監控配置，其中 該基材支撐件係可相對於一固定離子束移動，以造成該 第一相對運動。 47 200527574 44.如申請專利範圍第3 8項所述之離子束監控配置，其中 該基材支撐件係可相對於一固定離子束移動，以造成該 第一相對運動及該第二相對運動。

   45. —種用於一離子束植入機中之離子束監控配置，該離子 植入機可操作以沿一離子束路徑產生一離子束，談離子 束係用於植入一被支承在一目標位置之基材，該離子束 監控配置至少包含： 一基材支撐件，其係配置以在該目標位置支承該基 材； 一藉由該基材支撐件設置之第一細長狹縫離子束 通量偵測器，其可操作以在一介於該基材支撐件與該離 子束間之第一相對運動期間，測量照射在其上之該離子 束通量；及

   處理構件，其可操作以藉由測量該離子束通量，決 定一第一離子束通量輪廓。 4 6.如申請專利範圍第45項所述之離子束監控配置，其中 該第一偵測器包括一細長孔隙或一細長偵測元件，且該 細長之方向係實質上與該第一相對運動之方向正交。 4 7.如申請專利範圍第45項所述之離子束監控配置，更包 含一第二該細長狹縫離子束通量偵測器，其可操作以在 48 200527574 一介於該基材支撐件與該離子束間之第二相對運動期 間，另外測量照射於其上之該離子束通量，且其中該處 理構件係可操作以藉由上述另外測量該等離子束通 量，決定一第二離子束通量輪廓。 4 8.如申請專利範圍第47項所述之離子束監控配置，其中 該第一及第二相對運動之方向係實質上正交。

   49.如申請專利範圍第45項所述之離子束監控配置，其中 該第一偵測器至少包含一法拉第（Faraday)，其具有一細 長入口孔隙。 5 0.如申請專利範圍第47項所述之離子束監控配置，其中 該第一偵測器至少包含一具有一細長入口孔隙之法拉 第，且該第二偵測器至少包含一具有一細長入口孔隙之 法拉第。

   5 1 .如申請專利範圍第45項所述之離子束監控配置，其中 該基材支撐件更包含一支撐臂，且該第一偵測器及任何 第二偵測器係設置在該臂上。 52.如申請專利範圍第45項所述之離子束監控配置，其中 該基材支承座更包含一夾盤，用於在其一第一面上容置 該基材，且其中該第一偵測器及任何第二偵測器係設置 49 200527574 在該夾盤的一第二、相反面上。 5 3 .如申請專利範圍第4 5項所述之離子束監控配置，其中 該基材支承座更包含一夾盤，用於在其一第一面上容置 該基材，及一第二、相反面，一直立元件自其中突出， 該第一偵測器及任何第二偵測器係設置在該直立元件

   5 4.如申請專利範圍第45項所述之離子束監控配置，其中 該基材支撐件係可相對於一固定離子束移動，以造成該 第一相對運動。 5 5 ·如申請專利範圍第47項所述之離子束監控配置，其中 該基材支撐件係可相對於一固定離子束移動，以造成該 第一相對運動及該第二相對運動。

   5 6.如申請專利範圍第45項所述之離子束監控配置，其中 該第一偵測器至少包含一凹孔偵測元件，其係位於一深 凹孔之後。 5 7 ·如申請專利範圍第5 6項所述之離子束監控配置，其中 該凹孔前方係一具有一第一短尺寸及一第二長尺寸之 細長孔隙，且其中該凹孔之深度係比該短尺寸大至少五 倍。 50 200527574 5 8 .如申請專利範圍第5 7項所述之離子束監控配置，其中 該凹孔之深度係比該短尺寸大至少十倍。 5 9.如申請專利範圍第5 7項所述之離子束監控配置，其中 該凹孔之深度係比該短尺寸大至少二十倍。

   6 0.如申請專利範圍第45項所述之離子束監控配置，其中 該第一偵測器至少包含一離散偵測元件之細長陣列，其 係可操作以在該第一相對運動期間，測量照射於其上之 該離子束通量，且該處理構件係可操作以藉著加總經由 在該陣列中之偵測元件取得的並行離子束通量測量 值，以決定一離子束通量輪廓，且從藉由一偵測元件測 量該離子束通量，以決定一另外的離子束通量輪廓。

   6 1 .如申請專利範圍第6 0項所述之離子束監控配置，其中 該等偵測元件係以一交替鋸齒狀圖案置於二相鄰平行 線中。 62. 如申請專利範圍第45項所述之離子束監控配置，其中 該基材支撐件係一單一晶圓基材支撐件。 63. —種用於一離子植入機中之離子束監控配置，該離子植 入機可操作以沿一離子束路徑產生一用於植入一基材 51 200527574 中之離子束，該離子束監控配置至少包含： (a) 第一測量構件，其可操作以在一沿該離子束之 假設路徑的第一位置處測量一第一離子束通量輪廓； (b) 第二測量構件，其可操作以在一沿該離子束之 假設路徑中與該第一位置隔開之第二位置處測量一第 二離子束通量輪廓；及

   (c) 處理構件，其可操作以辨識在該第一及第二通 量輪廓中之共同輪廓，以決定在該第一及第二通量輪廓 中之共同特徵的位置，且以因此決定之該位置推測該離 子束路徑 6 4.如申請專利範圍第63項所述之離子束監控配置，其中 一單一測量構件提供該第一及第二測量構件。

   65 .如申請專利範圍第63項所述之離子束監控配置，其中 該第一及/或第二測量構件至少包含一遮蔽件，其可操 作以一逐漸改變量阻隔該離子束；及一偵測器，其係位 於該離子束中該遮蔽件之下游。 66.如申請專利範圍第63項所述之離子束監控配置，其中 該第一及/或第二測量構件至少包含一細長狹縫離子束 通量偵測器。 6 7. —種離子植入機製程室，其包括如申請專利範圍第 52 200527574 22、36、45或63項中任一項所述之離子束監控配置。 6 8 . —種離子植入機，其包括如申請專利範圍第 2 2、3 6、 45或63項中任一項所述之離子束監控配置。

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