A7 552629 B7 --'"- - --—---— 五、發明說明（ί ) 相關申請案之交互參遐· 本申請案自主張2001年4月η日申請之臨時申請案 序號60/283,044之利益，該申請案係藉此被整體納入作爲 參考。 本發明之領域 本發明係有關於用於摻雜材料進入半導體晶圓的離子 植入之系統及方法，並且更特定地有關於用在低能量之下 ，植入摻雜材料進入半導體晶圓以形成超淺接面之系統及 方法。 本發明之背景 離子植入已經變成一種用於導入改變導電率的雜質進 入半導體晶圓之標準的技術。一種所要的雜質材料係在一 個離子源中被離子化’離子係被加速以形成一個具有規定 的能量之離子束，並且該離子束係被導引到晶圓的表面。 在該束中之高能的離子係貫穿進入半導體材料的主體之中 ，並且被肷入到半導體材料的晶格之中，以形成一個具有 所要的導電率之區域。 在半導體產業中之一眾所周知的趨勢是朝向更小、更 高速的元件。尤其，在半導體元件中之特徵的橫向尺寸以 及深度都正在降低。目前的半導體元件需要接面深度小於 1000埃，並且可能最後需要接面深度在200埃的程級或更 小。 -___ 4 表紙張尺度適用f國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) f !丨
訂---------線I 552629 A7 __B7___ 五、發明說明（/ ) 摻雜材料的被植入深度係至少部分地由被植入到半導 體晶圓中之離子的能量所決定。淺接面係以低植入能量來 加以獲得。離子植入器係典型地被設計用於有效率的運作 在相當高的植入能量之下，例如在50 keV至400 keV的範 圍中，因而在淺接面的植入所需的能量下，可能不會有效 率地運作。在低植入的能量下，例如2 keV以及更低的能 量，被傳送至晶圓的離子電流係遠低於所要的電流，並且 在某些情形中可能是接近零。於是，達到一個指定的劑量 需要極長的植入時間，因而產量係受到不利的影響。此種 在產量上之降低係增加了製造成本，因而是半導體元件的 製造商所不能接受的。 在離子植入器中之另一種趨勢是朝向單一晶圓的植入 器，其中一次一個晶圓被植入。批次(batch)離子植入器已 經被利用來達到高產量，但卻是龐大且昂貴的，因而給多 個極昂貴的晶圓帶來風險。 單一晶圓的離子植入之一種解決方式是利用一種所謂 的帶狀(ribbon)離子束。該帶狀離子束具有一個至少與晶圓 的直徑一樣大之寬度，並且該晶圓係機械地被掃描在一個 垂直於該帶狀束之長度的維度方向上，以分布離子在晶圓 的表面之上。此種解決方式係提供令人高度滿意的效能， 但卻遭遇到某些缺點。尤其，該帶狀束必須在橫跨它的寬 度上是高度均勻的。相較於未施加均勻度的限制條件之下 ，產生一均勻的離子束是較爲昂貴的。 單一晶圓的離子植入之另一種眾所周知的解決方式是 _ 5 本、紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） ~ ---- --------------------訂--------- ΜΦ. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 552629 A7 _____B7 五、發明說明（> ) 利用離子束之二維的掃描在晶圓的表面之上。該掃描可以 是靜電、磁性、或是兩者的組合。此種解決方式也提供了 高度令人滿意的效能。然而，爲了容許掃描大的晶圓，相 當長的束線是必須的。在超低能量下，長的束線是不利的 ，因爲該束係隨著空間電荷的擴展而擴展。 於是，對於新穎且改良之尤其是用於在超低能量下之 半導體晶圓的離子植入之方法及裝置有所需求。 本發明之槪要 用於摻雜材料的離子植入至例如是半導體晶圓的工件 中之系統及方法係被提供。一種離子植入器係包含一個用 於產生一離子束的離子源、一個用於在離子植入的期間支 撐一個半導體晶圓的晶圓支撐平台、一個用於相對於該離 子束來掃描該半導體晶圓的驅動機構、以及一個用於在至 少一部分的晶圓掃描的期間阻擋至少一部分的離子束而不 讓其到達該半導體晶圓的阻擋器。該阻擋器係影響入射在 該晶圓上之空間的離子電流分布。該驅動機構係產生晶圓 掃描的兩個構成要素，其係包含該晶圓繞著一個旋轉軸之 旋轉以及該晶圓相對於該離子束之線性平移，該旋轉軸可 以是位在該晶圓的中心、或是靠近中心之處。較佳的是， 該線性平移係使得該離子束通過該旋轉的晶圓之旋轉軸。 該驅動機構可以包含一個旋轉馬達以及一個線性平移器。 一個阻擋器之平移器可以被設盧用於在晶圓掃描的期間平 移該阻擋器。 6 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 552629 A7 ____B7__ 五、發明說明（> ) 根據本發明的第一特點，一種離子植入器係被提供。 該離子植入器係包括一個用於產生一離子束的離子源、一 個用於在離子植入的期間支撐一個工件的支撐平台、一個 用於相對於該離子束來掃描該工件的掃描機構、一個用於 在至少一部分的工件掃描的期間阻擋至少一部分的離子束 而不讓其到達該工件的阻擋器、以及一個用於在工件掃描 的期間平移該阻擋器的阻擋器之平移器。 該阻擋器係被設置在該離子源以及該晶圓之間，並且 係與該晶圓間隔開。較佳的是，該阻擋器係被設置在該晶 圓的相當上游之處，以限制經由該阻擋器之因爲離子束的 噴濺之晶圓污染。該阻擋器的映像係藉由該離子束投射到 該晶圓（亦即，阻擋器的影子係被離子反映在晶圓之上）。 該阻擋器係在離子植入的期間相對於該離子束被平移。較 佳的是，該阻擋器係與晶圓平移是同步地被平移，使得該 阻擋器的映像保持固定在該晶圓表面之上，此係將晶圓旋 轉的影響排除在外。將理解的是，阻擋器平移係包含線性 平移，但不包含旋轉。 該阻擋器可以是一片被設置在該離子源以及晶圓之間 的板，以便於阻擋某些或是全部的離子束而不讓其到達該 晶圓、或者是沒有離子束被阻擋，此係依據晶圓以及阻擋 器相對於離子束的位置而定。該阻擋器之一目的是控制被 植入的摻雜材料在半導體晶圓的表面之上的劑量分布。更 明確地說，該阻擋器之一目的是控制靠近旋轉的晶圓之旋 轉中心的劑量均勻度。在一實施例中，該阻擋器係包括一 7 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 552629 B7 五、發明說明（< ) 片具有一個直的邊緣之板。該直的邊緣係朝向垂直於晶圓 平移的方向，並且可以通過旋轉的晶圓之旋轉軸。在另一 實施例中，該阻檔器係包括一片具有兩個交會在〜頂點的 邊緣之板。在一個例子中’該等邊緣係構成一個9〇。的角 度。該阻擋器之一或多個邊緣可以是直的、彎曲的或是任 意構形的。在一實施例中，藉由阻擋器的邊緣所界定之頂 點可以位在該旋轉的晶圓之旋轉軸之上。在另~實施例中 ，該頂點以及/或是該阻擋器之一邊緣可以相對於該旋轉的 晶圓之旋轉軸位移以控制均勻度。在另一實施例中，該阻 擋器具有一個通過全部或是部分的離子束之洞。 該離子植入器最好是包含一個均勻度控制系統。該均 勻度控制系統係包含一個均勻度監視器，該監視器耦接至 一個均勻度控制器，該控制器可以被結合到一個系統控制 器中。該均勻度監視器係量測劑量爲一個在該晶圓上之徑 向位置的函數，並且提供該等量測到的値至該均勻度控制 器。該均勻度控制器係根據該等量測到的値來判斷均勻度 誤差，並且計算出平移速度的校正以產生一個所要的均勻 度。該均勻度控制器係提供速度控制信號至在該晶圓掃描 機構中之線性平移器以達到該所要的均勻度。該平移速度 可以在一個特定的徑向位置處被增加，以降低在該徑向位 置處之被植入的劑量、或是可以被減小以便於增加在該徑 向位置處之被植入的劑量。 在一實施例中，該平移速度係接近Ι/r，其中r是在該 離子束以及旋轉的晶圓之旋轉軸之間的距離。在另一實施 8 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公Θ --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 552629 __ _ B7_ 五、發明說明（匕） 例中，該阻擋器的配置可以被選擇來降低在掃描範圍上之 平移速度的變動，並且尤其被選擇來容許有一個固定或是 幾乎固定的平移速度。該晶圓相對於離子束被阻擋的影像 之平移的速度係控制了被傳送至該晶圓的劑量之空間的均 勻度。緩和該取決於均勻度的平移的速度曲線(profile)可會g 是有利的，尤其是其中1/r的影響是佔主要地位之靠近該 晶圓的中心之處。有數個緩和靠近晶圓的中心之所要的平 移速度曲線之因素：1)離子束在晶圓表面上之斑點的大小 ;2)阻擋器的形狀；以及3)阻擋器在晶圓的表面之映像的 模糊（半影(prenumbral)或是其它）。 根據本發明之另一項特點，一種用於工件的離子植入 之方法係被提供。該方法係包括設置一個工件在一離子束 的路徑中、繞著一個旋轉軸來旋轉該工件、相對於該離子 束來平移該旋轉的工件、並且在至少一部分的相對於該離 子束來平移該工件之步驟的期間阻擋至少一部分的離子束 而不讓其到達該工件的步驟。 圖式之簡要說明 爲了更加理解本發明，本發明係參考所附的圖式，該 圖式係被納入於此作爲參考，並且其中： 圖1是根據本發明之一實施例的離子植入器之槪要方 塊圖； 圖2是描繪如同沿著離子束軸所見之旋轉的晶圓以及 阻擋器的一個第一實施例之槪要圖； 9 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) " --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 552629 __B7____ 五、發明說明（1 ) 圖3是描繪如同沿著離子束軸所見之旋轉的晶圓以及 阻擋器的一個第二實施例之槪要圖； 圖4是描繪如同沿著離子束軸所見之旋轉的晶圓以及 阻擋器的一個第三實施例之槪要圖； 圖5是描繪如同沿著離子束軸所見之旋轉的晶圓以及 阻擋器的一個第四實施例之槪要圖； 圖6是描繪如同沿著離子束軸所見之旋轉的晶圓以及 一個相對於旋轉的晶圓之旋轉軸位移的阻擋器之槪要圖； 圖7是描繪對於一個在阻擋器以及晶圓平面之間的第 一間隔，該離子束邊緣的模糊(blmring)之槪要圖； 圖8是描繪對於一個在阻擋器以及晶圓平面之間的第 二間隔，該離子束邊緣的模糊之槪要圖； 圖9是適合用於圖1的離子植入器中之均勻度監視器 的一個實施例之俯視圖； 圖10A是對於非均勻的劑量之情形，平移速度與劑量 爲徑向位置的函數之圖；並且 圖10B是其中平移速度係被校正以提供均勻的劑量下 ’平移速度與劑量爲徑向位置的函數之圖。 代表符號之簡要說明 Μ離子束產生器 U離子源 汲取電極 16汲取電源 ___ 10 _ 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------Ψ------- 丨訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 552629 A7 _ B7 五、發明說明（S ) 18氣體源 20離子束 32分析器磁鐵 34遮罩 36解析孔 50終端站 52平台 54半導體晶圓 60驅動系統 64阻擋器 66阻擋器之平移器 70均勻度監視器 72系統控制器 80旋轉馬達 82旋轉軸 84線性平移器 90邊緣 92、94、96離子束的位置 1〇〇阻擋器 102、104 邊緣 106頂點 110阻擋器 112、114、116 邊緣 120阻擋器 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 552629 A7 ___B7______ 五、發明說明（f ) 122、124 邊緣 126頂點 128晶圓平移的方向 152、154模糊的區域 200 ' 202、264、206、210 法拉第杯 230平移速度曲線 232劑量均勻度曲線 234區域 240校正後的平移速度曲線 242劑量均勻度曲線 詳細說明 根據本發明之一實施例的離子植入器之槪要方塊圖係 被顯示在圖1中。一個離子束產生器10係包含一個用於產 生具有所要的摻雜材料之離子的離子源12、一個位在鄰近 離子源12中之一個孔的汲取電極14、一個用於相對於離 子源12來負向偏壓汲取電極14之汲取電源16、以及一個 用於供應一種將被離子化的氣體至離子源12之氣體源18 。離子係由汲取電極14而從離子源12中汲取出，以形成 一離子束20。一個可以包含一分析器磁鐵32以及具有一 解析孔36的遮罩34之質量分析器30係從藉由該離子束產 生器12所產生的粒子中選出一種所要的離子種類。 該離子植入器更包含一個終端站50，其係在離子束 20的路徑上具有一個用於支撐半導體晶圓54或是其它的 12 本、纸張尺^適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱- --------------------訂 *-------1 (請先閱讀背面之注t事項再填寫本頁) 552629 A7 _ B7 ___ 五、發明說明（） 工件之平台52,使得所要的種類之離子被植入半導體晶圓 54之中。一個驅動系統60係產生晶圓掃描，即如在以下 詳細所述者。 該離子植入器更包含一個阻擋器64用於在至少一部分 的晶圓掃描的期間，阻擋全部或是一部分的離子束而不讓 其到達晶圓54。阻擋器64最好是與晶圓54間隔開，以限 制由阻擋器64的噴濺所引起之晶圓污染。該阻擋器64可 以用一種容許阻擋器64的映像被投射到晶圓54之上的離 子光學配置，而沿著該離子束20被設置在晶圓54以及離 子源12之間。一個阻擋器之平移器66係產生阻擋器64垂 直於離子束20的路徑之線性平移，即如下所述。 一個均勻度監視器70係用於量測並且調整摻雜材料在 晶圓表面之上的劑量分布。一個系統控制器72係控制離子 植入器的組件以達成所要的動作。 該離子植入器可以包含熟習該項技術者所知的額外的 組件。例如，終端站50係典型地包含自動化的晶圓處理設 備用於導入晶圓進入該離子植入器以及用於在離子植入之 後移出晶圓。將理解到的是，在離子植入的期間，該離子 束所穿過的整個路徑係被抽真空。不同的離子植入器配置 都可以在本發明的範疇中被利用，並且圖1的配置只是被 給作爲範例而已。 該驅動系統60係包含一個旋轉馬達80用於繞著一個 旋轉軸82來旋轉平台52以及晶圓54。該旋轉軸82係平 行於離子束20，並且垂直於晶圓54的表面。驅動系統60 13 _ 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 552629 A7 __B7____ 五、發明說明（I丨） 更包含一個線性平移器84，該線性平移器84可以藉由一 個軸86被耦接至旋轉馬達80。該線性平移器84係產生旋 轉晶圓54的線性平移，使得離子束20通過旋轉的晶圓54 之旋轉軸82。該驅動系統60係藉此產生該旋轉的晶圓54 相對於離子束20之徑向平移。 如上所指出，驅動系統60係產生包含晶圓旋轉以及線 性平移之相對於離子束20的晶圓掃描。將理解的是，掃描 可以藉由晶圓54的移動、藉由離子束20的移動、或是藉 由晶圓移動與束移動的結合來加以產生。在一較佳實施例 中，該離子束20是靜止的，因而掃描係藉由晶圓54的移 動來加以產生。在此種配置中，束掃描不是必要的，因而 可以利用相當短的束線。 如上所指出，晶圓掃描係包含一個旋轉組件以及一個 平移組件。爲了達到所要的劑量均勻度，平移速度相較於 旋轉速度應該是較慢的。較佳的是，該平移速度以及旋轉 速度係被控制以使得當該旋轉的晶圓相對於離子束平移時 ，離子束係相當均勻地分布在該旋轉的晶圓之環狀或是幾 乎爲環狀的區域附近。較佳的是，晶圓的旋轉速度是在一 個大約100至10,000 rpm的範圍中，並且晶圓的平移速度 是在一個每秒大約50至500毫米的範圍中。較佳的是，旋 轉的晶圓54之旋轉軸82係位在或是靠近晶圓54的中心， 以便於在旋轉的期間平衡被施加在晶圓54之上的力。 該阻擋器之平移器66係在晶圓掃描的期間產生阻擋器 64的線性平移，以達到所要的劑量分布。該離子束20係 __ _ 14 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 552629 —____ B7___ 五、發明說明（γ ) 投射阻擋器64的映像到旋轉晶圓54之上。較佳的是，系 統控制器72係同步化線性平移器84以及阻擋器之平移器 66的動作，使得在晶圓掃描的期間，阻擋器64的映像係 在旋轉的晶圓54之上保持固定的位置。此係藉由沿著平行 的路徑’在相同的方向上平移阻擋器64以及晶圓54而達 成的。阻擋器64以及晶圓54的平移速度可以是不同的， 以便於確保至少在該阻擋器阻擋全部或是部分的離子束期 間，阻擋器64的映像係保持固定在晶圓54之上。在另一 實施例中，阻擋器64以及晶圓54的平移速度係被調整， 使得阻擋器64的映像移動在晶圓54之上，以便於達成所 要的劑量分布。 對於一個具有零直徑的離子束而言，可被證明的是， 在一個成比例於Ι/r的速率下，從晶圓的邊緣到晶圓的中 心掃描該離子束係產生均勻的劑量分布，其中r是在離子 束以及旋轉的晶圓之旋轉軸之間的距離。然而，具有零直 徑的離子束並不存在。實際的離子束具有一定的橫截面的 尺寸，因而控制有關大小以及形狀上是有些困難的。對於 具有一定尺寸的離子束而言，在一個接近Ι/r的掃描速率 下，對於任意的束斑點分布並不存在有產生均勻度的解決 方案。一般而言，接近Ι/r的掃描速率係在靠近晶圓.的中 心之環狀的區域中產生劑量的誤差。晶圓的中心可以被正 確地給予劑量，但是如此的做法下，一個具有不同劑量的 環狀區域係在靠近晶圓的中心處被形成。 根據本發明之一項特點，該阻擋器64係被設置來控制 15 各紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 552629 -—___ B7__ 五、發明說明（丨;j ) 被植入的摻雜材料在晶圓表面之上的劑量分布。更明確地 說’阻擋器64係容許在一個靠近旋轉的晶圓54之旋轉軸 82的區域之中有著劑量均勻度的控制。 參考圖2，旋轉的晶圓54以及阻擋器64的一個第一 實施例之槪要圖係被顯示。在圖2的實施例中，阻擋器64 係被裝配成一片具有一邊緣90的板。邊緣90是一條直線 ’其係垂直於晶圓平移的方向並且通過旋轉的晶圓54之旋 轉軸82。邊緣90可以被裝配成一個刀刃，即如同在離子 束孔的技術中所知者。 阻擋器64在控制劑量均勻度上的動作係參考圖2來加 以描述。如圖所示，旋轉的晶圓54以及阻擋器64係相對 於離子束20被平移。因此，旋轉的晶圓54係移動以產生 離子束20相對於晶圓54的徑向平移。在圖2中，離子束 2〇係在相對於旋轉晶圓54以及阻擋器64的位置92、94 以及96處被描繪。如圖所示，對於大部分的晶圓平移而言 ’離子束20的整個截面都入射在旋轉晶圓54之上，即如 同在位置94處所指出者。當晶圓54被平移使得離子束20 靠近旋轉軸82時，即如同在位置96處所指出者，一部分 的離子束係被阻擋器64所阻擋。因此，相較於原本在沒有 阻擋器64之下將會被植入的劑量，被植入在晶圓54中之 气 離子劑量係被減少。因而在離子束20入射(至少部分地)在 阻擋器64之上的晶圓54的區域中，阻擋器64具有減少離 子劑量的效果。藉由控制阻擋器64在晶圓表面之上阻擋離 子束20的程度，劑量分布可加以控制。 16 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 552629 A7 _ B7__ 五、發明說明（斗） 一些因素係影響在圖1中所示以及在以上所述的離子 植入器中之劑量均勻度。一項影響劑量均勻度的因素是旋 -轉的晶圓54相對於離子束20之平移速度係爲離子束2〇在 晶圓54之上的徑向位置之函數。作爲第一種近似法的是， 該平移速度可以是接近Ι/r ’其中r代表離子束20在旋轉 的晶圓54之上相對於旋轉軸82的徑向位置。可以利用對 於平移速度的調整來調整劑量均勻度，即如以下所述者。 同時，該阻擋器的配置可以被選擇來提供所要的平移速度 曲線以及劑量均勻度，即如以下所述者。 額外影響劑量均勻度的因素是離子束的大小以及形狀 。將理解的是，對於不同的離子種類以及不同的離子能量 而言，離子束的大小以及形狀是很可能不同的。相信在此 所述的利用一個阻擋器結合晶圓的旋轉以及平移之配置係 對於束的大小以及形狀是相當不敏感的。 與該阻擋器相關的參數也影響到劑量均勻度。如以下 所述，該阻擋器可以具有不同的邊緣配置，其包含單一邊 緣、交會在一個頂點的兩個邊緣、或是大於兩個的邊緣。 一或是多個邊緣可以是直的或是彎曲的。該邊緣配置係影 響到劑量均勻度，因而可以被利用來達到所要的結果。在 另一實施例中，該阻擋器具有至少〜個洞或是孔，該洞或 是孔係通過全部或是部分的離子束以控制在該晶圓表面之 上的劑量分布。在此實施例中，該洞的大小以及形狀係影 響到劑量均勻度。此外，在晶圓掃描的期間，劑量均勻度 係受到該阻擋器相對於晶圓的位置之影響，該位置係包含 17 ____ 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 552629 A7 ____B7__ 五、發明說明（i< ) 該阻擋器在一個平行於該晶圓平面的平面上之位置、以及 在該阻擋器與晶圓之間的間隔。再者，在晶圓掃描的期間 ，劑量均勻度係受到該阻擋器的映像相對於晶圓的任何移 動之影響。 該阻擋器配置係被選擇來產生所要的劑量分布，並且 最好是選擇來限制束的阻擋。典型地，均勻的劑量分布是 所要的。作爲一項大略的論點的是，該些利用有限的束阻 擋以達到所要的均勻度之阻擋器配置是應該被利用的。此 種解決方式係使得到達晶圓的離子電流最大化，並且因而 使得產量最大化。舉例而言，具有一個小孔的阻擋器可以 增進均勻度，但卻是在減少的產量之代價下。 在圖1的離子植入器中，該離子束20最好是垂直於晶 圓54的表面，以便於在晶圓旋轉的期間，避免相對於半導 體晶圓的晶體結構有多變的入射角度。 一種形式爲一片具有直的邊緣90之板的阻擋器配置係 顯示在圖2中。在不同的束大小以及形狀之下，相信圖2 的阻擋器配置可以在各種的應用中被利用，以在晶圓54的 表面上達到劑量均勻度。其它的阻擋器配置係被描繪在圖 3至6中。在圖2至6中之相似的元件係具有相同的參考 圖號。 阻擋器的一個第二實施例係顯示在圖3中。一個阻擋 器100係被配置成一片具有邊緣102以及104的板，邊緣 102與104係交會在一個頂點1〇6。在圖3的實施例中，頂 點106係位在旋轉軸82之上，並且邊緣102以及104構成 _ 18 __ 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 费------- —訂---------線* (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 552629 A7 _____B7___ 五、發明說明（/ 1 ) 一個90。的角度。邊緣102與104最好是相對於晶圓平移 的方向而朝向+45。以及-45。的角度。 阻檔器的一個第二實施例係顯示在圖4中。一個阻檔 器110係被配置成一片具有彎曲的邊緣112與114以及一 個直的邊緣116之板，該直的邊緣116係連接彎曲的邊緣 112與114。較佳的是，邊緣116的中心係位在旋轉軸82 之上。在晶圓平移的期間，彎曲的邊緣112與114係提供 爲徑向位置的函數之離子束20之可變的阻擋。將理解的是 ，可以利用不同的曲率，並且邊緣112與114的其中之一 或是兩者都可以是直的或是彎曲的。再者，邊緣U6可以 是直的或是彎曲的，並且可以具有任何適合的長度。 阻擋器的一個第四實施例係顯示在圖5中。一個阻擋 器120係被配置成一片具有邊緣122與124的板，邊緣 122與124係交會在一個頂點126。較佳的是，邊緣122與 124係分別朝向在一個相對於一個晶圓平移的方向128之 角度α下。該角度α可以小於90°或是大於90°，此係依據所 要的束阻擋爲一個在旋轉的晶圓54之上的離子束位置之函 數而定。再者，邊緣122與124可以是直的或是彎曲的。 在圖2的實施例中，阻擋器64的邊緣90係被設置在 旋轉軸82之上。在圖3與5的實施例中，頂點106以及 126係被設置在旋轉的晶圓之旋轉軸82之上。在圖4的實 施例中，邊緣Π6的中心係位在旋轉軸82之上。現在參考 圖6，一種其中阻擋器64的邊緣90係相對於旋轉軸82被 位移一段距離d的配置係被顯示出。邊緣90的位移可以被 19 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 552629 ____B7___ 五、發明說明（以） 使用來在晶圓平移的期間達到所要的束阻擋，藉以達到所 要的劑量均勻度。邊緣90相對於旋轉軸82的位移可以被 利用來補償阻擋器的映像模糊以及/或是在一個特定的情況 中調整劑量均勻度的曲線。該位移d相對於旋轉軸82可以 是正或是負的。再者，對於具有邊緣交會在一個頂點的阻 擋器而言，該頂點可以相對於旋轉軸82被位移在一個正或 是負的方向上，以達到所要的劑量均勻度。 較佳的是，該阻擋器邊緣的配置係相對於晶圓對於離 子束的平移路徑爲對稱的。因此，例如在圖5中，阻擋器 120的邊緣122與124係相對於晶圓平移的方向128對稱 地被設置。在圖2至4中所示之阻擋器也具有對稱的配置 〇 被投射在晶圓54之上的阻擋器的映像之模糊係被描繪 在圖7與8中，針對於在阻擋器64以及晶圓54之間不同 的間距。在圖7中，阻擋器64係與晶圓54間隔開一段距 離Si。該阻擋器64的映像係被投射在晶圓54之上。阻擋 器64在晶圓54之上的映像係具有一個寬度h之模糊的區 域152。在模糊的區域152之左側的區域係完全被阻擋器 64所阻擋，而在模糊的區域152之右側的區域係完全未被 阻擋。現在參考圖8，阻擋器64係與晶圓54間隔開一段 大於在圖7中所示的距離Sl之距離s2。一個模糊的區域 154係具有一個大於該在圖7中之模糊的區域152之寬度 h的寬度b2。因此，可以看出映像的模糊是一個在阻擋器 64以及晶圓54之間的間隔之函數。 20 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱1 --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 552629 __B7__ 五、發明說明（β ) 對於不同的離子種類以及不同的離子能量，離子束20 典型地在大小、形狀以及強度上變化。不同的離子束參數 係易於在被植入晶圓中產生不同的劑量均勻度之曲線。於 是，離子植入器最好是包含一個均勻度控制系統。如在圖 1中所示，該均勻度控制系統係包含一個耦接至系統控制 器72的均勻度監視器70，系統控制器72係包含一個均勻 度控制器。對於一個特定的離子束，該均勻度監視器70係 量測劑量爲一個在該晶圓之上的徑向位置之函數，並且提 供該量測到的値至該均勻度控制器。該均勻度控制器係根 據該量測到的値來判斷出均勻度的誤差，並且計算出平移 速度的校正以產生所要的均勻度。該均勻度控制器係提供 速度控制信號至該線性平移器84以達到所要的均勻度。平 移速度可以在一個特定的徑向位置被增快，以降低在該徑 向位置之被植入的劑量、或者是可以被減慢，以便增加在 該徑向位置之被植入的劑量。 均勻度監視器70的一個實施例係顯示在圖9中，如同 沿著離子束20的方向所見。均勻度監視器70係被安裝在 軸86之上用於藉由線性平移器84(圖1)之平移。均勻度監 視器70係包含複數個劑量杯、或是法拉第杯，用於量測離 子束電流。如同在圖9中所示，均勻度監視器70係包含弧 形的法拉第杯200、202、204與206以及一個半圓形的法 拉第杯210。法拉第杯200、202、264、206與210全都具 有一個共同的曲率中心212。在一較佳實施例中，法拉第 杯200、202、264、206與210係具有相等的面積之入口孔 21 私紙張尺度適用中賴家標準（CNS)A4規格C 297公爱） ' 一 --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 552629 A7 _____^____ 五、發明說明（/；〇 。每個法拉第杯在一個垂直於晶圓平移的方向之方向上的 寬度係至少與離子束的尺寸一樣大。由於均勻度監視器70 是藉由線性平移器84相對於離子束20來被平移，因此法 拉第杯200、202、264、206與210係接收離子束電流爲代 表在離子植入的期間被植入到晶圓54中的離子束電流。劑 量監視器70的一種實際的做法可以具有比在圖9中所示者 更多個弧形的法拉第杯，以增加均勻度量測之空間的解析 度。來自每個法拉第杯的輸出電流係被供應至系統控制器 72(圖1)中之均勻度控制器。從每個法拉第杯量測到的電流 係提供作爲在晶圓54中之被植入的摻雜材料之劑量均勻度 的代表。 如上所指出，法拉第杯200、202、264、206與210 最好具有相等的面積之入口孔。此種配置是獨特的，因爲 該幾何係執行數學運算，以從離子束的物理量測轉換成爲 掃描速率的判定。每個法拉第杯的輸出係成比例於在掃描 中之該點所要的掃描速率。該法拉第係輸出一個一'維的信 號，該信號的値係成比例於在該旋轉的晶圓系統中之晶圓 劑量。在另一實施例中，法拉第杯的入口孔具有不同的面 積’並且該些面積的比率係在計算劑量均勻度中被列入考 量。 利用該均勻度控制系統之劑量均勻度的調整係參考圖 10Α與10Β而被描述。在圖10Α中，該均勻度監視器70 係以一個平移速度曲線230被掃描，該曲線230係隨著半 徑的減少而增加，因而產生一條劑量均勻度曲線232，該 22 本、紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 552629 A7 _ -- __ B7__ 五、發明說明（汐） 曲線232具有一個其中劑量係大於所要的値之區域234。 該均勻度控制系統係檢測該區域234以及對應的半徑値， 並且決定出一個平移速度的校正以提供均勻的劑量。如同 在圖10B中所示，一個校正後的平移速度曲線240係提供 增快的平移速度給在其中劑量係高於所要的値之區域234 中之半徑値，以便於降低被植入的劑量並且提供均勻的劑 量均勻度曲線242。類似地，對於所選的半徑値，被植入 的劑量可以藉由減慢在該半徑處的平移速度而被增加。在 平移速度已經被調整來提供所要的均勻度曲線之後，晶圓 的離子植入便可以進行。 如同以上所指出，對於具有小的截面尺寸的離子束而 言，在旋轉的晶圓之上達到均勻的劑量之晶圓平移速度可 以大致是Ι/r。根據本發明的另一項特點，阻擋器的配置可 以被選擇來提供一指定的平移速度曲線，而同時達到所要 的劑量分布。例如’阻擋器的配置可以被選擇來降低在掃 描範圍之上的平移速度變動，並且尤其來容許有固定或是 接近固定的平移速度。此係放鬆了對於線性平移器84(圖 1)以及阻擋器之平移器66的要求，因而容許較嚴格的控制 迴圏被利用。舉例而言，一個具有Ι/r邊緣配置的阻撞器 可以和一個具有相對於一個均勻的橫斷面帶狀離子束之固 定的平移速度之旋轉的晶圓一起被利用。 晶圓相封於離子束之被阻檔的映像之平移的速度係控 制被傳送至該晶圓的劑重之空間的均勻度。緩和均句度相 依之平移的速度曲線是重要的，尤其是靠近其中l/r的影 23 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) '-- --------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 552629 A7 ___B7_ 五、發明說明（〆丨） 響是佔主要地位之晶圓的中心之處。有數個緩和靠近晶圓 的中心之所要的平移速度曲線之因素：1)離子束在晶圓表 面上之斑點的大小；2)阻擋器的形狀；以及3)阻擋器在晶 圓的表面之映像的模糊(半影或是其它）。。 應該理解的是，在圖式中所示且在說明書中所述的實 施例之各種的變化與修改都可以在本發明的精神以及範疇 中被完成。因此，所希望的是，所有內含在以上的說明與 顯示在所附的圖式中之內容都被解釋爲舉例的性質，而不 是限制的意味。本發明係僅限於如同以下的申請專利範圍 所界定以及該些申請專利範圍之均等項。 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） --------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)