TW202336798A - 即時光阻除氣控制的離子植入系統以及離子植入方法 - Google Patents

Abstract

一種用於對由將離子植入到設置在工件上的光阻中引起的除氣量進行控制的系統及方法。除了其他影響之外，除氣量是基於被植入的物質、光阻的類型、植入的能量及已經植入的劑量。通過對有效束電流進行控制，可使除氣量維持低於預定閾值。通過開發及利用有效束電流、完成劑量及除氣速率之間的關係，可更精確地對有效束電流進行控制，以在維持低於預定除氣閾值的同時以最高效的方式對工件進行植入。

Description

即時光阻排氣控制系統以及方法

本申請主張在2022年1月24日提出的申請號為17/582,655的美國專利申請的優先權，所述美國專利申請的公開內容全文併入本文供參考。

本公開的實施例涉及一種用於對由將物質植入到設置在工件上的光阻中引起的除氣進行控制的系統及方法。

離子植入是一種將雜質引入到工件中以影響此工件的部分的導電性的常用技術。舉例來說，可使用包含III族中的元素（例如，硼、鋁及鎵）的離子在矽工件中產生P型區。可使用包含V族中的元素（例如，磷及砷）的離子在矽工件中產生N型區。

為了將這些離子植入到工件的所選擇部分中，通常將光阻施加到工件的表面的其中將不植入離子的區。此製程可被稱為對工件進行圖案化。光阻通常會減少能夠植入位於光阻之下的工件的離子的數目。以此種方式，只有未被光阻覆蓋的區被植入離子。

然而，在某些實施例中，將離子植入到光阻中的製程可能導致除氣。在某些系統中，可能存在可允許的最大容許除氣速率（maximum allowable outgassing rate）。為了維持低於此最大容許除氣速率，使束電流減小。此會導致更低的利用率及減小的通量。

因此，如果存在一種以更高效的方式將離子植入到圖案化工件中的系統及方法，則將是有利的。

一種用於對由將離子植入到設置在工件上的光阻中引起的除氣量進行控制的系統及方法。除了其他影響之外，除氣量是基於被植入的物質、光阻的類型、植入的能量及已經植入的劑量。通過對有效束電流進行控制，可使除氣量維持低於預定閾值。通過開發及利用有效束電流、完成劑量及除氣速率之間的關係，可更精確地對有效束電流進行控制，以在維持低於預定除氣閾值的同時以最高效的方式對工件進行植入。

根據一個實施例，公開一種離子植入方法，將某一物質的離子植入到塗布有光阻材料的工件中以使除氣速率維持低於閾值。所述方法包括：確定有效束電流、完成劑量及除氣速率之間的關係；基於完成劑量而使用關係來確定將在工件被植入時用於一次或多次通過的有效束電流；在所述一次或多次通過期間使用有效束電流植入離子；以及重複多次所述使用及植入。在一些實施例中，離子是從離子源提取，且重複所述使用及植入直到有效束電流等於或大於能夠從離子源提取的最大束電流。在一些實施例中，在有效束電流等於或大於最大束電流之後，所述方法還包括使用最大束電流植入離子，直到已經植入所期望劑量。在某些實施例中，離子是從離子源提取且在每次通過之後使有效束電流發生變化，直到有效束電流等於或大於能夠從離子源提取的最大束電流。在一些實施例中，離子是從離子源提取且在不改變離子源的操作參數的情況下改變有效束電流。在一些實施例中，工件設置在可移動工件固持器上，且通過修改可移動工件固持器的工件掃描速度來使有效束電流發生變化。在一些實施例中，阻擋器被配置成使得阻擋器能夠移動以進入離子的路徑，且通過將阻擋器移動到離子的路徑中以阻擋離子中的一些或所有離子來使有效束電流發生變化。在一些實施例中，使用掃描器來從點束產生帶狀離子束，且通過修改掃描器的束掃描頻率來使有效束電流發生變化。在一些實施例中，所述關係是使用校準製程來確定。在某些實施例中，校準製程包括：將某一物質的離子束植入到工件中，工件塗布有光阻材料；其中離子束包括束電流；在植入期間對工件處的壓力進行測量，其中壓力指示除氣速率；在離子束的每次通過之後對工件的植入劑量進行計算；對多個工件重複進行引導、測量及計算，所述多個工件各自使用不同的束電流進行植入；以及基於所計算的植入劑量、壓力及每一離子束的束電流來確定有效束電流、完成劑量及除氣速率之間的關係。

根據另一實施例，公開一種離子植入系統。離子植入系統包括：離子源；質量分析器；質量分辨元件；準直器；可移動工件固持器；以及控制器；其中控制器包括包含指令的記憶體元件，指令在由控制器執行時使得離子植入系統能夠：使用有效束電流、除氣速率及完成劑量之間的先前所確定關係來確定將在使用光阻材料進行塗布的工件被植入時用於一次或多次通過的有效束電流；在所述一次或多次通過期間使用有效束電流植入某一物質的離子；以及重複多次所述確定及植入。在一些實施例中，控制器重複所述確定及植入，直到有效束電流等於或大於能夠從離子源提取的最大束電流。在某些實施例中，在有效束電流等於或大於最大束電流之後，控制器使用最大束電流植入離子，直到已經植入所期望劑量。在一些實施例中，控制器在每次通過之後使有效束電流發生變化，直到有效束電流等於或大於能夠從離子源提取的最大束電流。在一些實施例中，工件設置在可移動工件固持器上，且控制器通過修改可移動工件固持器的工件掃描速度來使有效束電流發生變化。在某些實施例中，離子源產生點束且離子植入系統包括掃描器，以從點束產生帶狀離子束；且控制器通過修改掃描器的束掃描頻率來使有效束電流發生變化。在一些實施例中，離子植入系統還包括阻擋器，阻擋器被配置成使得阻擋器能夠移動以進入離子的路徑，且控制器通過將阻擋器移動到離子的路徑中以阻擋離子中的一些或所有離子來使有效束電流發生變化。在一些實施例中，先前所確定關係是由控制器通過實行校準製程來確定。在一些實施例中，校準製程包括：將某一物質的離子束引導工件，工件塗布有光阻材料；其中離子束包括束電流；在植入期間對工件處的壓力進行測量，其中壓力指示除氣速率；在離子束的每次通過之後對工件的植入劑量進行計算；對多個工件重複進行引導、測量及計算，所述多個工件各自使用不同的束電流進行植入；以及基於所計算的植入劑量、壓力及每一離子束的束電流來確定有效束電流、完成劑量及除氣速率之間的關係。在一些實施例中，控制器在不改變離子源的操作參數的情況下使有效束電流發生變化。

為更好地理解本公開，參照併入本文中供參考的附圖。

圖1繪示根據一個實施例的點束離子植入系統，所述點束離子植入系統可用於使用點束將離子植入到經圖案化工件中。

點束離子植入系統包括離子源100，離子源100包括對離子源腔室進行界定的多個腔室壁。在某些實施例中，離子源100可為射頻（radio frequency，RF）離子源。在此實施例中，RF天線可抵靠介電窗（dielectric window）設置。此介電窗可包括腔室壁中的一者的部分或全部。RF天線可包含例如銅等導電材料。RF電源與RF天線電進行通信。RF電源可向RF天線供應RF電壓。由RF電源供應的功率可在0.1 kw與10 kw之間，且可為任何適合的頻率，例如在1 MHz與100 MHz之間。此外，由RF電源供應的功率可經歷脈衝調製（pulsed）。

在另一實施例中，在離子源腔室內設置有陰極。在陰極後面設置有絲極（filament），且所述絲極被激勵以發射電子。這些電子被吸引到陰極，陰極繼而將電子發射到離子源腔室中。由於所述陰極是通過從絲極發射的電子間接地加熱，因而此陰極可被稱為間接加熱式陰極（indirectly heated cathode，IHC）。

其他實施例也是可能的。舉例來說，電漿可例如通過伯納斯離子源（Bernas ion source）、電容耦合電漿（capacitively coupled plasma，CCP）源、微波或電子迴旋共振（electron-cyclotron-resonance，ECR）離子源以不同的方式產生。產生電漿的方式不受此公開所限制。

被稱為提取板的一個腔室壁包括提取開孔。提取開孔可為開口，在離子源腔室中產生的離子1經由所述開口被提取且被朝向工件10引導。提取開孔可為任何適合的形狀。在某些實施例中，提取開孔可被造型為卵形或矩形，具有被稱為寬度（x尺寸）的一個尺寸，所述尺寸可比被稱為高度（y尺寸）的第二尺寸大得多。

設置在離子源100的提取開孔外部及所述提取開孔附近的是提取光學元件110。在某些實施例中，提取光學元件110包括一個或多個電極。每一電極可為其中設置有開孔的單個導電元件。作為另外一種選擇，每一電極可包括間隔開的兩個導電元件，以在所述兩個元件之間形成開孔。電極可為例如鎢、鉬或鈦等金屬。電極中的一者或多者可電連接到地（ground）。在某些實施例中，電極中的一者或多者可使用電極電源進行偏壓。電極電源可用於使電極中的一者或多者相對於離子源偏壓，以經由提取開孔吸引離子。提取開孔與提取光學元件中的開孔對準，使得離子1通過兩個開孔。

位於提取光學元件110下游的是質量分析器120。質量分析器120使用磁場來導引所提取的離子1的路徑。磁場根據離子的質量及電荷影響離子的飛行路徑。在質量分析器120的輸出或遠端處設置有具有分辨開孔131的質量分辨元件130。通過恰當選擇磁場，只有具有所選擇質量及電荷的那些離子1將被引導穿過分辨開孔131。其他離子將撞擊質量分辨元件130或者質量分析器120的壁，且將不會在系統中行進得更遠。穿過質量分辨元件130的離子可形成點束。

然後點束可進入設置在質量分辨元件130下游的掃描器140。掃描器140使點束散開成多個發散的細束。掃描器140可為靜電的或磁性的。在某些實施例中，準直器150然後將這些發散的細束轉換成被朝向工件10引導的多個平行細束。在其他實施例中，可不採用準直器150。

工件10設置在可移動工件固持器160上。

在某些實施例中，離子束的方向被稱為Z方向，與此方向垂直且為水平的方向可被稱為X方向，而與Z方向垂直且為垂直的方向可被稱為Y方向。在此實例中，假設掃描器140在X方向上對點束進行掃描，而可移動工件固持器160在Y方向上平移。可移動工件固持器160在Y方向上移動的速率可被稱為工件掃描速度。掃描器140在X方向上對點束進行掃描的速率可被稱為束掃描頻率。

可移動工件固持器160在Y方向上從第一位置移動到第二位置，第一位置可處於離子束上方，第二位置可處於離子束下方。可移動工件固持器160然後從第二位置移動回到第一位置。因此，在第一位置及第二位置中，工件可能不會受到離子束的衝擊。然而，當可移動工件固持器160在這兩個位置之間移動時，工件10受到衝擊。

通過（pass）可被定義為其中可移動工件固持器160從第一位置移動到第二位置或者從第二位置移動到第一位置的時間段。換句話說，通過被定義為整個工件10被暴露於離子束一次的時間段。

控制器180也用於對系統進行控制。控制器180具有處理單元181及相關聯的記憶體元件182。此記憶體元件182包含指令183，指令183在由處理單元執行時使得系統能夠實行本文中闡述的功能。此記憶體元件182可為包括非易失性記憶體（例如閃速唯讀記憶體（read-only memory，ROM）（FLASH ROM）、電可擦除ROM或其他適合的元件）在內的任何非暫時性儲存媒體。在其他實施例中，記憶體元件182可為例如隨機存取記憶體（random access memory，RAM）或動態隨機存取記憶體（dynamic random access memory，DRAM）等易失性記憶體。在某些實施例中，控制器180可為通用電腦、嵌入式處理器或專門設計的微控制器。控制器180的實際實施方式不受此公開所限制。控制器180可與離子源100、掃描器140及可移動工件固持器160進行通信，且可被配置成修改這些元件的操作參數。

圖2繪示使用帶狀離子束的離子植入系統。具有與圖1中所示功能相同的功能的元件被給予一致的元件符號。離子源100用於產生離子。可利用參照圖1闡述的任何離子源。與圖1不同，離子源100的提取開孔可為細長的狹槽，所述狹槽的寬度遠大於其高度。以這種方式，所提取離子2處於帶狀離子束的形式。設置在離子源100的提取開孔外部及所述提取開孔附近的是提取光學元件110。

位於提取光學元件110下游的是質量分析器120。質量分析器120使用磁場來導引所提取離子2的路徑。磁場根據離子的質量及電荷影響離子的飛行路徑。在質量分析器120的輸出或遠端處設置有具有分辨開孔131的質量分辨元件130。質量分辨元件130放置在帶狀離子束的交叉點處。通過恰當選擇磁場，只有具有所選擇質量及電荷的那些所提取離子2將被引導穿過分辨開孔131。其他離子將撞擊質量分辨元件130或者質量分析器120的壁，且將不會在系統中行進得更遠。

準直器150可設置在質量分辨元件130的下游。準直器150接受穿過分辨開孔131的所提取離子2，且產生由多個平行或幾乎平行的細束形成的帶狀離子束。質量分析器120的輸出或遠端與準直器150的輸入或近端可相隔固定的距離。質量分辨元件130設置在這兩個元件之間的空間中。

位於準直器150下游的可為加速/減速級190。加速/減速級190可被稱為能量純度模組。能量純度模組是配置成獨立地控制離子束的偏轉、減速及聚焦的束線透鏡元件。舉例來說，能量純度模組可為垂直靜電能量篩檢程式（vertical electrostatic energy filter，VEEF）或靜電篩檢程式（electrostatic filter，EF）。位於加速/減速級190下游的是可移動工件固持器160。

控制器180也用於對系統進行控制。控制器180具有處理單元181及相關聯的記憶體元件182。此記憶體元件182包含指令183，指令183在由處理單元執行時使得系統能夠實行本文中闡述的功能。控制器180可與離子源100及可移動工件固持器160進行通信，且可被配置成修改這些元件的操作參數。

已經發現：對於每一類型的工件而言，除氣速率、有效束電流及完成劑量之間關係存在，其中工件塗布有某一光阻材料且植入有某一物質。換句話說，除氣速率隨著完成劑量、有效束電流、光阻材料及被植入的物質而變化。

換句話說，除氣速率與光阻材料及被植入到光阻材料中的物質相關。附加地，隨著更多的劑量已經完成，除氣速率通常降低，因為在待除氣的光阻材料中剩餘較少的陷獲（trapped）氣體。因此，如果建立最大除氣速率，則可創建代表可使用的最大有效束電流與完成劑量之間的關係的曲線圖。

圖3中繪示一個此種曲線圖。在此特定實例中，硼束被植入到塗布有光阻的工件中。束能量被設定為130 kV且硼以0°的角度植入。

水平軸代表已經完成的劑量，而垂直軸指示以毫安培為單位的有效束電流。線300指示在不超過最大除氣速率的情況下可利用的最大有效束電流。

在一個實施例中，這些關係可通過實行校準製程來創建。在校準製程中，壓力感測器可設置在工件附近。可利用具有光阻塗層的一個或多個工件。離子植入系統可被配置成供應具有某些參數（例如所期望物質、束能量及植入角度）的離子束。然後使用具有所述某些參數及不同束電流的離子束對所述一個或多個工件進行植入。當離子束撞擊光阻時，氣體被發射，此可被壓力感測器檢測到。此外，隨著工件被植入，完成劑量被確定。使用束電流、完成劑量及壓力感測器的讀數，可確定在特定束電流及劑量下的除氣量。

使用多個工件及束電流實行此過程會提供資料，所述資料繪示對於不同的束電流，除氣量隨著成劑量而變化。然後，可對此資料進行插值，以在不超過此植入的每一劑量下的除氣極限的情況下確認可利用的最大有效束電流。

注意，除氣速率也隨著上面設置有光阻材料的工件的百分比而變化。舉例來說，如果光阻覆蓋工件的25%，則除氣速率可為其中50%的表面被光阻覆蓋的工件所經歷的除氣速率的約50%。在某些實施例中，光阻覆蓋百分比與除氣速率之間的關係大致是線性的。在其他實施例中，基於其他影響（例如低溫泵回應及其他因素），不同的關係可能存在。

在另一實施例中，這些參數之間的關係可從理論上進行計算。舉例來說，可收集大量資料，此使得能夠創建可用於估計有效束電流、完成劑量及除氣速率之間的關係的理論模型。

一旦創建類似於圖3中所示的曲線圖，便可實行離子植入製程。在一個實施例中，所述曲線圖用於創建方程式，所述方程式計算出針對特定植入物質、植入角度、光阻覆蓋百分比及光阻材料而言的有效束電流對於（versus）完成劑量。此取線圖可使用最小平方擬合或另外的技術來創建。控制器180然後可使用此曲線圖或方程式來控制植入系統。在另一實施例中，所述資料用於創建方程式，而不產生曲線圖。

可以多種方式來控制有效束電流。舉例來說，對於IHC離子源，可由控制器180使被供應給陰極或絲極的功率發生變化，以改變離子源內的電漿的密度。對於RF離子源，可由控制器180使被供應給天線的功率發生變化，以改變離子源內的電漿的密度。此適用於圖1中或圖2中所示的植入系統。

在某些實施例中，為了將用於對離子源進行調諧的時間最小化，離子源100的操作參數保持不變。相反，使用不涉及改變離子源的操作參數的其它技術來使有效束電流發生變化。

舉例來說，可通過改變可移動工件固持器160的工件掃描速率來使有效束電流發生變化。此適用於圖1中或圖2中所示的植入系統。舉例來說，更快的工件掃描速率會使得每次通過期間被植入的離子更少。此會有效地減小束電流。相反，更慢的工件掃描速率會使得每次通過期間被植入的離子更多。此會有效地增大束電流。

作為另外一種選擇或附加地，可通過改變掃描器140的束掃描頻率來使有效束電流發生變化。舉例來說，更快的束掃描頻率會使得每次通過期間被植入的離子更少。此會有效地減小束電流。相反，更慢的束掃描頻率會使得每次通過期間被植入的離子更多。此會有效地增大束電流。此適用於圖1中所示的植入系統。

作為另外一種選擇或附加地，阻擋構件可被配置成使得阻擋構件可在離子束的路徑中移動。在某些實施例中，如圖1中所示，阻擋構件171可設置在質量分析器120的入口附近。在其他實施例中，例如圖2中所示，阻擋構件171可設置在束線的端部附近，例如在準直器150的輸出處。在其他實施例中，阻擋構件可設置在分辨開孔131附近，例如緊接在分辨開孔131之前或之後。為了使有效束電流發生變化，可將阻擋構件171移動到離子的路徑中，以阻擋路徑中的離子中的一些或所有離子。注意，儘管圖1繪示阻擋構件171位於離子源100附近，但是阻擋構件171可設置在其他位置中。類似地，儘管圖2繪示阻擋構件171位於束線的端部附近，但是阻擋構件171可設置在其他位置中。

除了在實體上阻擋離子束之外，離子束還可被電轉向。舉例來說，在加速/減速級190中可設置有轉向器。此轉向器可用於通過施加交流（alternating current，AC）電壓而將離子束轉向成遠離工件10。此轉向器可設置在束線的其他元件中，或者可為單獨的元件。

在一個實施例中，控制器180可對離子源100進行配置以提取最大量的束電流。此種最大量的束電流可能導致在工件的早期通過期間的不可接受的除氣速率。因此，在較早的通過期間，控制器180可通過實行以下中的一者或多者來減小有效束電流，從而實現可接受的除氣速率：操縱工件掃描速度，操縱束掃描頻率，使用轉向器，和/或插入阻擋構件。

圖5繪示植入系統的操作的流程圖。此操作由控制器180執行，控制器180執行設置在記憶體元件182中的指令183。

首先，如方框500中所示，確定出針對特定的植入物質、植入角度、光阻材料及植入能量而言的有效束電流、完成劑量及除氣速率之間的關係。在某些實施例中，所述關係是通過實行上述校準製程來確定。在其他實施例中，此關係是基於先前收集的資料在理論上進行確定。

注意，在某些實施例中，校準製程由與實行植入製程的植入系統相關聯的控制器180實行。然而，在其他實施例中，可使用不同的控制器來實行校準製程。舉例來說，校準製程可由系統供應商或使用參考系統來實行。在此實施例中，在校準製程期間確定的關係被供應給與實行植入製程的植入系統相關聯的控制器180。在另一實施例中，預定關係可在理論上被確定並提供給控制器180。因此，在每一實施例中，控制器180利用有效束電流、完成劑量及除氣速率之間的預先所確定關係。

接下來，如方框510中所示，控制器180使用此關係來確定將不超過容許除氣速率的適當有效束電流。作為實例，最初，尚未有離子被植入，因此完成劑量被設定為零。控制器180然後確定適當的束電流，以不超過允許除氣速率。

接下來，如方框520中所示，然後控制器180使用有效束電流實行對工件的植入。此有效束電流可用于單次通過或多次通過（例如2次通過、4次通過、10次通過、25次通過、50次通過、100次通過或更多次通過）。如上所述，通過被定義為其中可移動工件固持器160從第一位置移動到第二位置，或者從第二位置移動到第一位置，使得整個工件暴露於離子束一次的時段。

在每次通過或每組通過之後，系統返回到方框510，其中控制器180然後可基於已經完成的劑量來確定新的有效束電流，此實現可接受的除氣速率。控制器180然後通過實行以上列出的動作中的一個或多個動作來對有效束電流進行調整。

在確定出新的有效束電流之後，控制器然後使用新的有效束電流實行另一通過或另一組通過，如方框520中所示。在一些實施例中，在每次通過之後改變有效束電流。在其他實施例中，在2次通過、4次通過、10次通過、25次通過、50次通過、100次通過或更多次通過之後改變有效束電流。可重複進行此種確定及植入的製程，直到從離子源提取的最大量的束電流引起可接受的除氣速率。換句話說，控制器180可重複方框510及520，直到基於關係確定的有效束電流超過植入系統可供應的最大束電流。如方框530中所示，控制器180然後可在不對有效束電流進行任何進一步的操縱的情況下簡單地容許植入製程繼續完成。如方框540中所示，重複進行此製程，直到已經植入所期望劑量。因此，在某些實施例中，在植入製程期間，有效束電流至少被改變兩次。在其他實施例中，在植入製程期間，有效束電流至少被改變三次。

此操作的實例如圖4中所示。在圖4中，線400代表當工件被植入時所施加的有效束電流。直到時間401，由控制器180使用上述技術中的一者或多者或者另一技術來約束有效束電流。然而，在時間401之後，將可從離子源100提取的最大束電流植入到工件中。在此實例中，假設最大提取電流為12 mA。如果實際最大提取電流較小，則時間401將向左移動。如果實際最大提取電流較大，則時間401將向右移動，且線400將遵循線300的輪廓直到時間401。

本申請中的上述實施例可具有許多優點。在許多傳統的植入系統中，整個植入是在較低的束電流下實行，因此束電流絕不會使除氣速率超過閾值。

圖6是繪示使用此傳統方法及本文中公開的方法的針對各種劑量的通量利用率的比較的圖。線600繪示使用本方法的通量利用率。在此實例中，束電流遵循圖3所示曲線圖，直到容許束電流達到來自離子源的最大提取電流。線601代表傳統方法的通量利用率。在此圖例中，假設傳統方法以可從離子源提取的最大電流的50%實行植入，使得除氣速率不超過預定閾值。

注意，對於其中期望濃度處於1E+15與2E+15之間或小於2E+15的植入，與線601相比，本方法實現至少15%到30%的通量利用率的改善。

此外，在某些實施例中，本公開在不改變離子源的操作參數的情況下使有效束電流發生變化。此容許通過之間非常快速的過渡。相比之下，改變離子源的操作參數之後通常是調諧製程，此可能花費幾秒鐘甚至幾分鐘。

本公開的範圍不受本文中所述的具體實施例限制。實際上，通過以上說明及附圖，對所屬領域中的普通技術人員來說，除本文中所述實施例及修改之外，本公開的其他各種實施例及對本公開的各種修改也將顯而易見。因此，這些其他實施例及修改均旨在落於本公開的範圍內。此外，儘管在本文中已出於特定目的而在特定環境中在特定實施方式的上下文中闡述了本公開，然而所屬領域中的普通技術人員將認識到，本公開的效用並不僅限於此且可出於任何數目的目的而在任何數目的環境中有益地實施本公開。因此，應考慮到本文中所述本公開的全部範疇及精神來理解以上所述的申請專利範圍。

1:離子 2:所提取離子 10:工件 100:離子源 110:提取光學元件 120:質量分析器 130:質量分辨元件 131:分辨開孔 140:掃描器 150:準直器 160:可移動工件固持器 171:阻擋構件 180:控制器 181:處理單元 182:記憶體元件 183:指令 190:加速/減速級 300,400,600,601:線 401:時間 500,510,520,530,540:方框

圖1是根據一個實施例的利用點束的離子植入機。 圖2繪示根據一個實施例的利用帶狀離子束的離子植入機。 圖3繪示用於實現容許除氣速率的束電流與完成劑量之間的關係的曲線圖。 圖4繪示使用圖3所示曲線圖來植入工件的束電流。 圖5繪示根據一個實施例的可用於對覆蓋有光阻材料的工件進行植入的流程圖。 圖6繪示用於各種植入方法的通量利用率的比較。

500,510,520,530,540:方框

Claims (20)

1. 一種離子植入方法，將某一物質的離子植入到塗布有光阻材料的工件中以使除氣速率維持低於閾值，所述方法包括： 確定有效束電流、完成劑量及所述除氣速率之間的關係； 基於完成劑量而使用所述關係來確定將在所述工件被植入時用於一次或多次通過的有效束電流； 在所述一次或多次通過期間使用所述有效束電流植入所述離子；以及 重複多次所述使用及所述植入。
2. 如請求項1所述的離子植入方法，其中所述離子是從離子源提取，且其中重複所述使用及所述植入直到所述有效束電流等於或大於能夠從所述離子源提取的最大束電流。
3. 如請求項2所述的離子植入方法，其中在所述有效束電流等於或大於所述最大束電流之後，所述方法還包括使用所述最大束電流植入所述離子，直到已經植入所期望劑量。
4. 如請求項1所述的離子植入方法，其中所述離子是從離子源提取，且其中在所述一次或多次通過中的每次通過之後使所述有效束電流發生變化，直到所述有效束電流等於或大於能夠從所述離子源提取的最大束電流。
5. 如請求項1所述的離子植入方法，其中所述離子是從離子源提取且在不改變所述離子源的操作參數的情況下改變所述有效束電流。
6. 如請求項1所述的離子植入方法，其中所述工件設置在可移動工件固持器上，且通過修改所述可移動工件固持器的工件掃描速度來使所述有效束電流發生變化。
7. 如請求項1所述的離子植入方法，其中阻擋器被配置成使得所述阻擋器能夠移動以進入所述離子的路徑，且通過將所述阻擋器移動到所述離子的所述路徑中以阻擋所述離子中的一些或所有離子來使所述有效束電流發生變化。
8. 如請求項1所述的離子植入方法，其中使用掃描器來從點束產生帶狀離子束，且通過修改所述掃描器的束掃描頻率來使所述有效束電流發生變化。
9. 如請求項1所述的離子植入方法，其中所述關係是使用校準製程來確定。
10. 如請求項9所述的離子植入方法，其中所述校準製程包括： 將所述某一物質的離子束植入到工件中，所述工件塗布有所述光阻材料；其中所述離子束包括束電流； 在所述植入期間對所述工件處的壓力進行測量，其中所述壓力指示所述除氣速率； 在所述離子束的所述一次或多次通過中的每次通過之後對所述工件的植入劑量進行計算； 對多個工件重複進行所述引導、所述測量及所述計算，所述多個工件各自使用不同的束電流進行植入；以及 基於所計算的所述植入劑量、所述壓力及所述離子束中的每一離子束的所述束電流來確定有效束電流、完成劑量及所述除氣速率之間的所述關係。
11. 一種離子植入系統，包括： 離子源； 質量分析器； 質量分辨元件； 準直器； 可移動工件固持器；以及 控制器； 其中所述控制器包括包含指令的記憶體元件，所述指令在由所述控制器執行時使得所述離子植入系統能夠： 使用有效束電流、除氣速率及完成劑量之間的先前所確定關係來確定將在使用光阻材料進行塗布的工件被植入時用於一次或多次通過的有效束電流； 在所述一次或多次通過期間使用所述有效束電流植入某一物質的離子；以及 重複多次所述確定及所述植入。
12. 如請求項11所述的離子植入系統，其中所述控制器重複所述確定及所述植入，直到所述有效束電流等於或大於能夠從所述離子源提取的最大束電流。
13. 如請求項12所述的離子植入系統，其中在所述有效束電流等於或大於所述最大束電流之後，所述控制器使用所述最大束電流植入所述離子，直到已經植入所期望劑量。
14. 如請求項11所述的離子植入系統，其中所述控制器在所述一次或多次通過中的每次通過之後使所述有效束電流發生變化，直到所述有效束電流等於或大於能夠從所述離子源提取的最大束電流。
15. 如請求項11所述的離子植入系統，其中所述工件設置在所述可移動工件固持器上，且所述控制器通過修改所述可移動工件固持器的工件掃描速度來使所述有效束電流發生變化。
16. 如請求項11所述的離子植入系統，其中所述離子源產生點束且所述離子植入系統包括掃描器，以從所述點束產生帶狀離子束；且所述控制器通過修改所述掃描器的束掃描頻率來使所述有效束電流發生變化。
17. 如請求項11所述的離子植入系統，還包括阻擋器，所述阻擋器被配置成使得所述阻擋器能夠移動以進入所述離子的路徑，且所述控制器通過將所述阻擋器移動到所述離子的所述路徑中以阻擋所述離子中的一些或所有離子來使所述有效束電流發生變化。
18. 如請求項11所述的離子植入系統，其中所述先前所確定關係是由所述控制器通過實行校準製程來確定。
19. 如請求項18所述的離子植入系統，其中所述校準製程包括： 將所述某一物質的離子束引導工件，所述工件塗布有所述光阻材料；其中所述離子束包括束電流； 在所述植入期間對所述工件處的壓力進行測量，其中所述壓力指示所述除氣速率； 在所述離子束的所述一次或多次通過中的每次通過之後對所述工件的植入劑量進行計算； 對多個工件重複進行所述引導、所述測量及所述計算，所述多個工件中各自使用不同的束電流進行植入；以及 基於所計算的所述植入劑量、所述壓力及所述離子束中的每一離子束的所述束電流來確定有效束電流、完成劑量及所述除氣速率之間的關係。
20. 如請求項11所述的離子植入系統，其中所述控制器在不改變所述離子源的操作參數的情況下使所述有效束電流發生變化。

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