TW571351B - Method and apparatus for tuning ion implanters - Google Patents

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571351 A7 ---— _B7__ 五、發明說明（；） 本發明 本發明係有關於帶電粒子束系統，並且更明確地有關 於用於調諧帶電粒子束系統之方法及裝置，該系統係包含( 但不限於)離子植入器。 離子植入是一種用於引進改變導電率的雜質到半導體 晶圓中之標準的、商業上所接收的技術。在習知的離子植 入器中，一種所要的雜質材料係在離子源中被離子化，該 些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。在束中之高能的離子 係貫穿進入到該半導體材料的主體中，並且被嵌入半導體 材料的晶格中，以形成一個具有所要的導電率之區域。 有關於被植入到晶圓中之累計的離子劑量、植入深度 、整個晶圓表面的劑量均勻度、表面損壞以及非所要的污 染之嚴格的要求係被加諸在牽涉到離子植入的半導體製程 上。被植入的劑量以及深度係決定被植入的區域之電氣活 動’而劑量均句度則是被要求來確保在半導體晶圓之上之 所有的兀件都具有在所指定的範圍內之操作特性。 爲了在半導體晶圓上形成元件，將雜質植入在不同的 深度通常是必要的。在束中之離子能量係決定離子在嵌入 半導體晶格之前，在半導體晶圓中行進的深度。對於一特 定的電子元件之特定的製法可能會需要數個利用不同的離 子物種、不同的能量以及不同的劑量之離子植入的步驟。 每次離子束的一或多個參數被改變時，例如當離子束的能 _____________4_ _________ 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---------^---------*5^' A7 571351 五、發明說明（> ) 量被改變時，調諧該離子植入器來最佳化束的運輸與傳送 至晶圓是必要的。 調諧習知的離子植入器是相當耗時的過程。最初，控 制離子植入器的動作之電腦係被程式化以擷取和新的束分 布(profile)有關之一般的調諧參數，並且施加該些參數至該 離子植入器。一旦離子植入器的各種組件都被提供有關於 該特定的束製法之近似値的該些一般的調諧參數後，操作 者係最佳化設定來完成該調諧過程。其可能花費有經驗的 操作者五到三十分鐘或是更長的時間來手動地調諧該束至 可接受的程度，以便於離子植入器可以被用來植入離子到 晶圓之中。此段相當長的調諧時間是必須的，至少部分是 因爲該離子植入器的一或多個組件，例如，大型的磁性組 件，可能具有相當長的穩定化時間，並且可能呈現磁滯現 象（hysteresis)。自動的調諧（自動調諧（autotune))技術也已 經被利用。然而，習知技術的自動調諧技術並不快於手動 調諧的技術。因此，調諧習知的離子植入器是一項耗時的 工作。由於離子植入器只有被調諧之後才能被用來植入離 子在晶圓之中，因此，該調諧過程代表著一種增加離子植 入器的生產量之障礙。 此外，習知的調諧程序可能需要明確地知道藉由磁鐵 所產生的磁場強度。因此，高靈敏度的高斯(Gauss)探針在 ；習知的離子植入器之調諧過程中可能被使用到。然而，高 靈敏度的高斯探針典型上是非常昂貴的，在數萬美元計的 等級。於是，不採用這些高斯探針、或是用較不昂貴之低 ___5_— 一 本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) Ψ :!#--------訂---------線 1·----------------------- 571351 A7 _B7_________ 五、發明說明（—） 靈敏度的高斯探針來取代之將是所期望的。 於是，對於改良的用於調諧包含（但不限於）離子植入 器的帶電粒子束系統之方法及裝置係有著需求。 本發明之槪要 本發明係藉由提出用於自動地調諧一個帶電粒子束系 統的一或多個組件之方法及裝置來克服這些以及其它的缺 點，因而縮短了調諧該系統所需的時間，並且至少邰分地 除去在調諧過程中對於人工專業之需求。 根據本發明之第一特點，一種方法係被提出用於評估 在一個帶電粒子束系統中之一個目標組件的一個目標參數 之調諧，其中一個帶電粒子束係被傳輸通過該目標組件。 該方法係包括步驟有(a)改變一個位在該目標組件的上游之 控制組件的一個控制參數，其中該控制參數對於該目標組 件係具有一種預先決定的關係，（b)當該控制參數被改變時 ，量測該目標組件下游的束電流，並且（c)根據該束電流的 量測以及介於該目標組件與控制參數之間預先決定的關係 來評估該目標參數的調諧。若該評估後的調諧並不符合一 項預先決定的標準時，則該目標參數可以被調整。在一個 較佳的實施例中，該帶電粒子束系統係包括一個離子植入 器。 該目標組件可以包括一個磁鐵，該磁鐵係回應於一磁 ^鐵電流來產生一個磁場。調整該目標參數的步驟可以包括 調整該磁鐵電流。該控制組件可以包括一個靜電的組件， 該靜電的組件係回應於一控制電壓來產生一電場。該控制 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） f (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·# 一 δτ · n ·ϋ n -ϋ n ϋ I ϋ ϋ n n I— ·1 n n I n ϋ I— n n n ·ϋ 11 n n n n ▲ 571351 a7 五、發明說明（* ) 組件可以改變該帶電粒子束的能量、或是可以改變該帶電 粒子束到該磁鐵中之進入角度。改變該控制參數的步驟可 以包括改變該控制電壓。該目標組件典型是一種緩慢響應 的組件。 評估該目標參數的調諧之步驟可以包括分析該束電流 的量測以決定目標參數的調整。該目標參數可以藉由該決 定出的目標參數之調整而被調整。分析該束電流的量測之 步驟可以包括決定一個目標參數的調整方向與大小’以移 動一個峰値束電流朝向該控制參數之一個所要的値。 該方法更可以包括執行兩次或是多次步驟（a)、（b)與 (c)、接著是該目標參數的調整之迭代(iteration)的步驟’直 到量測到的束電流符合一項預先決定的標準爲止。 根據本發明的另一項特點，一種方法係被提供用於調 諧在一個帶電粒子束系統中之一個目標組件的一個目標參 數，其中一個帶電粒子束係被傳輸通過該目標組件。該方 法係包括步驟有⑷決定一個標稱的(nominal)目標參數値， 其中該目標參數係包括饋送該目標組件的一個電源輸出之 近似値，（b)量測該電源輸出的一個標稱的回讀（readback) 値，（c)以一種有關該標稱的目標參數値之預先決定的模式 來改變該目標參數，（d)當該目標組件被改變時，量測該目 標組件在該帶電粒子束系統中之下游的束電流、以及該電 ；源輸出的目標參數之回讀値，（e)在藉由一個包括該目標參 數之回讀値之至少一個量測的集合的極限成員所界定之範 圍的値之中決定一個最佳的回讀値，該目標參數之回讀値 本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) · n n n n I n I^OJI n n ϋ n n ·1 n I I n 1 n n ϋ I I n n ϋ n n I n I ϋ I n n I -ϋ < 571351 a7 ^_ B7 ___ 五、發明說明（、） 係幾乎與峰値所觀測到的束電流之至少一個預先決定的分 數之束電流的至少一個量測同時被記錄，（f)藉由介於該標 稱的回讀値以及該最佳的回讀値之間的帶正負號的差値之 一種預先決定的函數來調整該標稱的目標參數値，並且（g) 執行兩次或是多次至少步驟(b)、（c)、（d)與（e)的迭代，直 到該等束電流的量測符合一項預先決定的標準爲止。 根據本發明的另一項特點，一種方法係被提供用於評 沽在一個帶電粒子束系統中之一個目標組件的一個目標參 數之調諧，其中一個帶電粒子束係被傳輸通過該目標組件 ，並且該目標參數係決定該帶電粒子束大約的下游焦點。 該方法係包括步驟有(a)決定一個標稱的目標參數値，其中 該目標參數係決定該帶電粒子束在一個位在該目標組件下 游之束電流感測元件的平面上大約的位置，（b)以一種有關 該標稱的控制參數値之預先決定的模式來改變該目標參數 ’使得該帶電粒子束係交替地入射在該束電流感測元件之 上、以及不入射在該束電流感測元件之上，（c)當該目標參 數被改變時，用該束電流感測元件來量測該束電流，（d)決 定介於入射在該束電流感測元件之上以及不入射在該束電 流感測元件之上的帶電粒子束之間的轉變之銳利度 (sharpness)，並且（e)至少部分地根據該轉變的銳利度來評 估該目標參數的調諧。 根據本發明的另一項特點，一種裝置係被提供用於評 估在一個帶電粒子束系統中之一個目標組件的一個目標參 數之調諧，其中一個帶電粒子束係被傳輸通過該目標組件 __________ 8____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CiMS)A4規格（210 X 297公釐） ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 馨--------訂---------線#----------------------- A7 571351 五、發明說明（b ) 。該裝置係包括用於改變一個位在該目標的組件上游之控 制組件的一個控制參數之機構，其中該控制參數對於該目 標組件係具有一種預先決定的關係、用於在該控制參數被 改變時，量測在該目標組件下游之束電流的機構、以及用 於根據該束電流的量測以及介於該目標組件以及該控制參 數之間預先決定的關係來評估該目標參數的調諧之機構。 根據本發明的另一項特點，一種帶電粒子束裝置係被 提供。該帶電粒子束裝置係包括一個藉由一目標參數加以 控制的目標組件、一個藉由一控制參數加以控制並且位在 該目標組件的上游之控制組件、一個位在該目標組件下游 之用於感測一個被傳輸通過該控制組件以及該目標組件的 帶電粒子束之束感測器、以及一個用於改變該控制參數並 且根據介於該目標組件以及該控制參數之間一種預先決定 的關係，回應於從該束感測器所接收之束電流的量測來評 估該目標參數的調諧之控制器。 根據本發明的另一項特點，一種帶電粒子束系統係被 提供。該帶電粒子束系統係包括一帶電粒子束被傳輸通過 的一或多個束線組件、一個用於控制該系統之集中式 (centraHzed)控制器、以及至少一個包含一調諧演算法用於 回應於一個來自該集中式控制器的調諧命令以自動地調諧 該等束線組件中之一個所選的束線組件之局部的控制器。 ' 根據本發明的另一項特點，一種方法係被提供用於調 整一帶電粒子束的焦點。該方法係包括步驟有(a)偏轉該帶 電粒子束橫越一個孔的一邊緣、（b)當該束被偏轉橫越該孔 本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) 宭 _| · n Βϋ n ί ϋ n n—, i n Hi 1^1 •線丨-- A7 571351 五、發明說明（） 的邊緣時，判斷出該孔下游的束電流之變化速率、（C)重複 步驟（a)與（b)用於該帶電粒子束之不同的焦點設定、並且 (d)選擇當該束被偏轉橫越該孔的邊緣時，產生該孔下游的 束電流之最高的變化速率之焦點設定。 根據本發明的另一項特點，一種調諧方法係被提供用 於一個帶電粒子束系統，該系統包括一帶電粒子束被傳輸 通過的複數個束線組件、一個集中式控制器以及一或多個 用於控制個別的束線組件之電源控制器。該方法係包括步 驟有：該集中式控制器係傳送一個調諧命令至該等電源介 面中之一所選的電源介面，並且該所選的電源控制器係回 應於該調諧命令來自動地執行一個調諧演算法。 圖式之簡蚩說明 本發明可以藉由當結合附圖一起考量時來參考以下的 詳細說明而更加能夠理解。在該圖式中，被描繪在各個圖 中之每個相同或是幾乎相同的組件都是藉由一個相同的圖 號來表示。爲了簡化起見，並不是每個組件都可以在每個 圖中被標示出。在該圖式中： 圖1是適合用於本發明的實施之離子植入器的一個實 施例之方塊圖； 圖2是在圖1的離子植入器中之控制系統的一個實施 例之方塊圖； ' 圖3是圖2的電源介面之一個實施例的方塊薗； 圖4是可以被實施在圖2的中央控制器以及電源介面 中之控制程式的一個實施例之狀態圖；.' ___ 10_____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4 &格（210 X 297公爱1 " ~~' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

I n n 1 n ϋ ϋ I 1 n ϋ n I 1 1 I I 1 i I -- - n ϋ- an —Hi n n ϋ 11_# n I A7 571351 B7 - _ """ ----------- 五、發明說明（/ ) 圖5是與根據本發明的一項特點之調諧程序有關的束 線組件之方塊圖； 圖6是在圖5中所示之目標以及控制組件的一個實例 之槪要的方塊圖； 圖7是解析狹縫下游的束電流爲在圖6的配置中之磁 場B的一個函數之圖； 圖8是解析狹縫下游的束電流爲在圖6的配置中之束 能量E的一個函數之圖； 圖9是根據本發明的一項特點之一種用於調諧一個目 標組件的調諧程序之一個實例的流程圖； 圖10是電壓爲時間的一個函數之圖’其係顯示當該控 制參數被調變時所量測到的回讀電壓之一個實例； 圖11是在圖1的離子植入器中之一個第一電源介面以 及一個第一子集合的組件之一個實施例的方塊圖； 圖12是用於藉由圖11的電源介面執行之一程式的一 個實施例之流程圖； 圖13是在圖1的離子植入器中之一個第二電源介面以 及一個第二子集合的組件之一個實施例的方塊圖； 圖14是用於藉由圖13的電源介面執行之一程式的一 個實施例之流程圖； 圖15是在圖1的離子植入器中之一個第三電源介面以 ' 及一個第三子集合的組件之一個實施例的方塊圖； 圖16是用於藉由圖15的電源介面執行之一程式的一 個實施例之流程圖； _____11__ 本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) n n n n n n 一一 · n n ί ·ϋ I n ϋ I I n n ϋ n n n n ϋ n n ϋ ffn in n - ϋ n ϋ n Ha I— A7 571351 _B7_ 五、發明說明（〃） 圖17是在圖1的離子植入器中之一個第四電源介面以 及一個第四子集合的組件之一個實施例的方塊圖； 圖18是用於藉由圖17的電源介面執行之一程式的一 個實施例之流程圖；並且 圖19是電壓爲時間的一個函數之圖，其係描繪對於不 同的束尺寸而言，當束相對於一個孔被偏轉時之法拉第 (Faraday)回讀電壓。 主要部份代表符號之簡要說明 10離子植入器 12離子源 14離子束 16質量分析器 18四極器 20加速器 22四極器 23電荷狀態解析磁鐵 24掃描器 26平行化磁鐵 27晶圓 28端站 29控制系統 ; 30中央控制器 32第一串列鏈路 33第二串列鏈路 本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) --------訂---------線—· 571351 A7 五、發明說明（K ) 34質量分析器之電源介面 36低能量之四極器的電源介面 38高能量之四極器的電源介面 40平行化磁鐵之電源介面 58低能量之法拉第束感測器 62高能量之法拉第 68分析法拉第之束感測器 106孔 10 8掃描器入口板 150處理器 152隨機存取記憶體 154唯讀記憶體 156匯流排 160中央控制器之介面 162類比至數位轉換器 164數位至類比轉換器 166數位I/O介面 300控制組件 310目標組件 312束感測器 314電源介面 ^ 332磁鐵 334解析遮罩 336磁鐵電源 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - — — — III—^OJ*11— — — — — — I — — — — — — — — — — — , 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 571351 A7 _____B7_ 五、發明說明（.，） 338解析狹縫 340電弧室 342引出電極 346引出電源 350法拉第束感測器 詳細說明 本發明係提供用於帶電粒子束系統（包含(但不限於)離 子植入器）之自動化的調諧之方法及裝置。當藉由該離子植 入器所產生的離子束之參數，例如，離子物種以及/或是離 子能量被改變時，調諧是必須的。此外，調諧在動作期間 的每隔一段時間可能是必須的，以補償漂移以及其它可能 會影響該離子束的變化。相較於習知技術之手動與自動的 調諧技術，本發明係提供具有增快速度的用於調諧之方法 及裝置。對於例如是磁性組件之緩慢響應的組件之調諧， 本發明尤其是有用的，但是並不限於緩慢響應的組件。一 種適合用於施行本發明的離子植入器係描述於下。然而， 本發明是可以應用到任何的離子植入器，並且更大體地說 ’可以應用到任何帶電粒子束系統，例如，帶電粒子加速 器或是質譜儀(mass spectrometer)。 如在圖1中所示，一種離子植入器10係包含一個離子 源12。來自該離子源12的離子係藉由一個引出電壓的施 ；加而被加速以形成一個正離子束14。在此級的離子束係包 含該離子化的原始材料之多種元素以及多種同位素 (isotope)。一種特定的同位素係藉由一個質量分析器16加 _____14___ 本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) 一· ί ϋ ϋ— —ϋ «ϋ #^1 ϋ I ϋ ϋ ϋ— H ϋ *^1 ϋ ·ϋ ϋ m I ί n n m n In n n >1— n I— A7 571351 五、發明說明（C) 以選出。該離子束14係接著在一個低能量之磁性四極器 (quadi*uP〇le)l8中被調整，該四極器18係聚焦該束並且在 進入一個加速器20之前集中該束。該離子束14係藉由加 速器20而被加速至一個所要的能量。 在離子束14離開加速器20之後，其再次藉由一個高 能量之磁性四極器22加以調整，該四極器22係聚焦該束 14在一個掃描器24的入口上。該束14係經由一個電荷狀 態解析磁鐵23，從高能量之四極器22通過至掃描器24， 5亥解析鐵23係移除具有非所要的電荷狀態之離子。該掃 描器24係掃描該束遍及在一個端站28中之晶圓27的表面 。一個平行化磁鐵26係被提供以在該束14入射在端站28 中的晶圓27上之前平行化該束，以確保該束14在晶圓27 整個表面都是固定的角度下，入射在該晶圓27之上。可移 動的法拉第杯係沿著該束路徑被設置以促進該離子束14的 調諧。 控制系統 一個控制系統29係被設置以控制該離子植入器的每個 組件 12、16、18 ' 20、22、23、24、26。如在圖 2 中所示 ，該控制系統29可以包含一個中央控制器30以及一或多 個分散的電源介面。該中央控制器30可以結合該等分散的 電源介面而被利用，以設定例如是操作電壓與電流之一般 ^的參數，用於這些組件並且調諧個別的組件以最佳化該離 子束。 在一實施例中，該中央控制器30是一個電腦系統的硬 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I I I I I I I ·11111111 II — — — — — — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 571351 五、發明說明（Λ ) 體、韌體以及軟體組件之組合，其係被配置來從離子植入 器的使用者接收輸入，並且使用該輸入來控制並且調諧該 離子植入器。該電腦系統在此例子中可以被配置來獨立自 主地運行’以使得離子植入器能夠產生一個所要的束輪廓 ’除了最初輸入所要的束參數之外，不需要使用者明顯的 干預。本發明並不限於所揭露的實施例，並且可以依據控 制系統的特殊要求、離子植入器的組件之實際的相5聯繫 、以及所用的電腦設備之類型而採用許多種不同的型式。 例如’該控制系統可以隨意地（但不是必須的）執行額外的 功能’例如，追蹤個別的晶圓、調整在植入動作的期間被 施加至晶圓的劑量程度、以及任何一般藉由與離子植入器 有關的控制系統所執行其它的功能。 一種合適的控制系統的一個實例之方塊圖係被顯示在 圖2之中。該離子植入器控制系統29係包含中央控制器 3〇以及與該離子植入器之個別的組件或是群組的組件有關 之電源介面。中央控制器30係藉由一第一串列鏈路32以 及一第二串列鏈路33耦接至一個質量分析器之電源介面 34、一個低能量之四極器的電源介面36、一個高能量之四 極器的電源介面38以及一個平行化磁鐵之電源介面40。 每條串列鏈路32以及33係連接該等電源介面成爲一個迴 路。該控制系統29可以包含額外的電源介面，如同藉由串 列鏈路32以及33的虛線部分所表示者。兩條以相反方向 連接至該等電源介面的串列鏈路是爲了重複被利用。串列 鏈路32以及33可以利用光纖通訊並且可以利用SDLC串 ---Ιβ------- 本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) A__w · i n ·ϋ In ι_ϋ ·ϋ m I —ϋ n> In m an n I I m an I— m —I ϋ— «ϋ m i flu m n n n n A7 571351 五、發明說明（A ) 列通訊協定，即如同在該項技術中已知者。該等電源介面 34至40係如下所述地與該離子植入器的各個組件以及中 央控制器30通訊。 將會瞭解到的是，不同的控制系統架構也可以被利用 。例如，串列鏈路32及33可以利用光學或是電氣的發信 號（signalmg)。再者，串列鏈路32及33可以被並列匯流排 或是任何其它合適的通訊技術所取代。中央控制器30可以 直接連接至每個電源介面，而不是透過迴路的配置。 控制系統的功能可以用不同的方式被分割。在一個較 佳的實施例中，該電源介面34至40係如下所述地具有足 夠的智慧來執行調諧演算法。此種架構具有增進調諧速度 之優點，其中該中央控制器30係相對很少與個別的電源介 面通訊。在另一種架構中，該等電源介面大多數或是所有 的功能都被納入該中央控制器30中。此種方式有增加在中 央控制器30中之複雜度的缺點。 該中央控制器30可以是一部一般的電腦，其係包含一 個微處理器、例如是RAM、ROM以及碟片儲存的記憶體 裝置、一個使用者介面以及一個用於與電源介面34至4〇 通訊的通訊埠。使用者介面可以包含一個影像監視器、一 個鍵盤以及一個指向裝置，即如同在該項技術中已知者。 該電腦系統也可以用特別程式化的特殊用途的硬體、特殊 ^應用的積體電路、或是硬體與軟體組件之任何其它種組合 而被實施。 質量分析器之電源介面34的一個實施例之方塊圖係顯 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) - *-_ 9 n —me ϋ 1· ϋ «ϋ I —ϋ am n J 1 I I in i··— ·ϋ —ϋ m m ia-n 1 n· Hal m ϋ A7 571351 五、發明說明（：；） 示在圖3中。一般的硬體配置可以被利用，並且電源介面 36至40可以具有相同的硬體配置。電源介面34係包含藉 由一條匯流排156互連的一個處理器(CPU)l5〇、一個隨機 存取記憶體（RAM)152以及一個唯讀記憶體(R〇M)154。一 個中央控制器之介面160係提供一個介面在串列鏈路32、 33以及匯流排156之間。一個類比至數位轉換器162係從 該離子植入器的組件接收類比輸入，並且提供對應的數位 信號至匯流排156。一個數位至類比轉換器164係接收在 匯流排156之上的數位信號，並且提供類比輸出至該離子 植入器的組件。一個耦接至匯流排156的數位I/O介面 166係從離子植入器接收數位輸入，並且提供數位輸出至 離子植入器。該電源介面係被程式化用於執行各種的操作 、設定以及診斷功能，並且尤其是用於如下所述地執行調 諧演算法。將會理解的是該電源介面並不限於圖3的實施 例’並且各種一般的以及特殊用途的處理器配置都可以被 利用在本發明的範疇中。 控制過程 由圖2的離子植入器控制系統所施行之控制過程的一 個實例係描繪在圖4之中。在一實施例中，該過程步驟的 一個子集合是藉由中央控制器30所施行，並且該過程步驟 之其匕的子集合是藉由電源介面34至40所施行。在所描 '繪的實施例中，此種介於中央控制器30以及電源介面34 至40之間的控制過程的分開係有利地釋放該中央控制器 30能夠從事額外的工作。此外，此種配置係使得該中央控 _ 18__ 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ' ---- (請先閱讀背云之-意事項再填寫本頁) •

n n n n K n n 一-o, f n n n n I n n 1 n I A7 571351 五、發明說明（、Λ ) 制器30能夠授權對於局部的子群組之組件的控制給該等電 源介面，藉以最小化電腦所需之通訊通道的數目。再者， 相較於其中電腦在一個1〇 Hz至20 Hz等級的速率下從電 源介面接收更新之習知技術的離子植入器架構，藉由置放 部分的控制功能在電源介面34至40中，離子植入器的調 諧速度可以被增進。在圖4中所描繪的實施例中，步驟 200至216以及220至224係藉由中央控制器30來執行， 並且步驟218以及226至238係藉由一或多個電源介面34 至40來執行。然而，本發明並不限於此方面，因爲任何介 於中央控制器30以及電源介面34至40之間的控制過程之 適合的分開都可以被利用。當然，本發明並不限於利用以 此種方式之控制過程的分開之系統，因爲中央控制器30可 以被配置來執行該控制過程所有的步驟，若這是所要的話 。藉由每個電源介面進行以實施該等程序之過程係在以下 詳細地加以論述。 在圖4中所示的實施例中，該中央控制器30最初在步 驟200中等待輸入。當中央控制器30在步驟208中從使用 者接收有關一個將藉由離子植入器10加以產生之所要的束 輪廓之輸入時，該中央控制器30係在步驟210中從一個資 料庫擷取對應於該所要的束輪廓之資訊。該中央控制器3〇 接著在步驟212中輸出最初的參數値至電源介面34至40 以建立一個束，並且在步驟214與216中藉由傳送一個調 諧命令至電源介面來指示該第一電源介面34來調諧一個相 關的組件。當中央控制器30在步驟218中從該等電源介面 _ __ _ _____ 1Q ________ 本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) -------訂---------線丨▲ A7 571351 B7____ 五、發明說明（’） 34至40中之一介面接收到一個響應係指示該電源介面已 經調諧離子植入器10之其個別的組件時，該中央控制器 30係在步驟220中檢查以判斷是否所有的電源介面都已經 調諧其個別的組件。在步驟222中，若所有的組件尙未被 調諧，則中央控制器30係在步驟214與216中傳送一個調 諧命令至電源介面34至40中之下一個電源介面。當所有 的組件都已經調諧後，該中央控制器30在步驟224中返回 ，以在步驟200中等待額外的輸入。一個離子植入器係典 型地從離子源開始，並且朝向晶圓向下游前進地被調諧。 然而，本發明並不限於此方面。 離子植入器10的操作者可以隨意地在此過程的期間之 一或多個時間間隔更新之。較佳地，離子植入器10的操作 者係至少在離子植入器已經被調諧後的步驟224中被通知 〇 在步驟216中收到一個調諧命令之際，個別的電源介 面係在步驟2%中輸出最初的控制電壓至離子植入器1〇中 ，該電源介面擁有控制權之一或多個的組件。爲了使得組 件的調譜能夠發生，電源介面也在步驟226中輸出一個調 變信號至一個控制組件，即如以下詳細論述者。爲了監視 一個目標組件在離子束上之影響’並且藉以決定要如何調 整一個影響該目標組件的目標參數，該調變信號係被用來 '調變一個控制參數，例如，一個控制組件的一個操作電壓 或是電流。 在設定最初的控制電壓之後，該電源介面係調變該控 本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) •--------訂 ί! •線丨-- A7 571351 ___B7_,___ 五、發明說明（d ) 制參數，並且在步驟228中，在調變的期間接收一個回讀 信號，該回讀信號係代表束電流或是另一個所關注的束參 數。該電源介面係在步驟230中利用該回讀信號來判斷該 目標組件是否充分被調諧，以及是否該目標參數的改變有 可能改善該目標組件的調諧。該目標組件是否充分被調諧 之判斷係在以下被描述。由於該回讀信號係反映調變信號 在離子束上之效果，因此該電源介面係在一個範圍的値之 上監視離子植入器10的動作，並且從該回讀信號推斷目標 參數應該被調整的方向以達成目標組件的調諧。 若在步驟232中，該目標組件未充分被調諧，則電源 介面係在步驟234中輸出一個新的目標參數。該新的目標 參數可以利用任何適當的演算法而被計算出，例如，藉由 從目前的目標參數加上或是減去一固定的或是可變的量。 若將被加上或是減去的量改變時，則該特定的量可以例如 是藉由電源介面，利用一種內插演算法、積分演算法、或 是其它可能以一種有效率的方式使得目標參數收斂至最佳 的値之演算法而被決定，即如以下所論述者。 一旦目標參數已經在步驟234中被輸出，則電源介面 係在步驟228中接收回讀信號，並且再次在步驟230中判 斷該組件是否充分被調諧。電源介面係重複步驟228、230 、232以及234的調諧過程，直到其在步驟236中判斷該 ^目標組件是充分被調諧的爲止，即如以下所論述者。一旦 電源介面已經完成該調諧程序後，其係在步驟238中終止 該調變信號，並且在步驟218中輸出一個調諧後的響應至 _____21_______- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) V · ϋ n n n n n n^OJ· n n ϋ ·1 n n ϋ I I I n n I I n ϋ I n I n A7 571351 ___B7_____ 五、發明說明（』） 中央控制器30。一個電源介面可以負責調諧一或多個組件 、或是‘特定的組件之一或多個參數，在此例子中，電源 介面係執行步驟228、230、232以及234的調諧過程用於 每個將被調諧的組件或是參數。 調諧過程 §亥§周諧過程的一'個目標是達成所要的離子物種通過該 離子植入器束線之最大的離子束電流。對於磁性組件’例 如，質量分析器16與平行化磁鐵26而言，典型所涉及之 習知技術的調諧過程係在一個範圍的値上改變磁鐵電流’ 並且監視束電流。該磁鐵電流係被設定在產生最大的束電 流之値。然而，在離子植入器以及其它的帶電粒子束系統 中所用之磁性組件典型是大的，並且對於磁鐵電流上的變 化原本有著緩慢的響應。於是，該調諧過程原本就是緩慢 的。 請參考圖5，相對於習知技術的調諧過程，根據本發 明的一項特點之調諧過程的速度係被增進，其係藉由調變 一個控制組件300的一個控制參數並且觀察在目標組件下 游的離子束上之影響。該調變實際上是在一個範圍的値上 ，連續或是以步階地產生一連串的控制參數。該調變可以 例如是一個週期性的波形或是一串不連續的値。當控制參 數被改變或是調變時，該目標組件310典型地在離子束上 ；具有多變的效果，這是因爲介於控制組件300以及目標組 件310之間的一種特殊關係之緣故。 在圖5中，目標組件310是需要調諧的組件，而控制 本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) -------訂---------線署------ A7 571351 五、發明說明（/ ) 組件300是一個被用來協助目標組件310的調諧之組件。 該離子束電流可以例如是藉由一個位在目標組件310的下 游之束感測器312(例如，一個法拉第束感測器)來觀測之。 該控制參數以及目標參數係藉由一個電源介面314而被產 生，並且一個來自束感測器312的束電流回讀係藉由電源 介面314來加以監視。 調變後的控制參數在目標組件310的下游之離子束上 之效果係被用來評估對於該目標組件310的一個目標參數 •之調整的需要。在其中目標組件310的調諧之評估係指出 一種調諧不當(mistimed)之情形的例子中，該目標參數可以 被調整以改進調諧。典型地，目標組件310是一個緩慢響 應的組件，例如，一個磁性組件，而控制組件300是一個 快速響應的組件，例如，一個靜電的束加速器或是一個靜 電的束偏轉器。該調諧程序係依據介於控制組件300與目 標組件310之間已知的關係，並且依據該目標組件310下 游的離子束電流是該目標參數與控制參數兩者的一個函數 之事實。 如上所指，該離子束電流可以藉由一個法拉第束感測 器而被監視。在其它的實施例中，該離子束電流可以藉由 例如是皮爾生(Pearson)線圈的感測線圏而被監視。在一個 特定的實施例中，該離子束電流可以藉由Bergoz所販售之 模組化參數變流器（current transformer)來加以監視。一般 而言，任何能夠感測離子束電流的裝置都可以被利用。 電源介面314’係根據一個調諧演算法來調變該控制參 _23____ 本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)

^OJ· n n n I n I n n n n I— n n ϋ ϋ ϋ ϋ n ϋ n n ϋ ili I n n I n I I A7 B7 571351 五、發明說明（“） 數，並且回應於束電流回讀來評估目標參數的調諧。若一 種調諧不當之情形被觀察到’則該0標參數可以被調整。 該電源介面314係從一個中央控制器接收調諧命令’並且 可以回應於該調諧命令’獨立自主地執行調諧演算法。 在圖5的實施例中，一種在此稱爲“影像”方法的調諧 方法係利用目標組件310、以及位在目標組件310上游的 控制組件300。在另一實施例中’一種在此稱爲“搜尋”方 法的調諧方法並不利用一個別的控制組件，並且調諧的評 估係藉由調變該目標參數並且監視此種調變在該目標組件 下游的離子束電流之上的效果而被執行。在另一個實施例 中，該離子束的斑點(spot)尺寸係藉由橫越一個孔的邊緣掃 描該束，並且評估束焦點的銳利度(sharpness)而被評估。 對於任何束線組件，例如，目標組件310而言，有一 個將該組件之一個目標參數關聯至束電流的函數F1。此函 數可以被表示成一個圖，其中目標參數在X軸上，而束電 流在Y軸上。當正確的調諧對應到最大的束電流時(此對於 大多數的束線組件都爲真），該調諧程序的一個目標是在此 圖之上找出一個總體的峰値，並且調整該目標參數以達到 最大的束電流。 在許多情形中，一個第二組件，例如，控制組件300 ，係對於目標組件310具有一種特殊的關係。明確地說， ^當系統在一個特定的狀態中時，藉由調整目標組件310的 目標參數至一個値A、或是藉由調整控制組件300的控制 參數至一個値B來對於該束造成相同的變化是可能的。若 -- -_____2A____ — 本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) 一 I II ^^1 βϋ 11 Hi n n I fl— I I Hi n n tl —i ϋ in i^i n —II I i In n n« ϋ an HI ^^1 ϋ < A7 571351 ___B7___ 五、發明說明（：A ) 調整控制組件300的控制參數比調整目標組件310的目標 參數來得容易時，這是有用的，因爲類似的調諧資訊可以 藉由調整任一種參數而加以獲得。數學上，此係被表示爲 一個將目標組件310的目標參數以及控制組件300的控制 參數相關聯之轉換函數T，使得調整控制組件300的控制 參數至該値B將會產生與調整目標組件310的目標參數至 値A相同的束電流。實際上，目標組件310可能的設定範 圍係對映到控制組件300之一個可能的設定範圍。此係表 示有關目標組件310的目標參數之正確的設定之資訊可以 藉由改變控制組件300的控制參數來加以獲得。 有利地，若該轉換函數T係一個單調函數，則得知該 轉換函數T之明確的形狀是不必要的。明確地說，該關係 可以被利用，只要介於目標組件310以及控制組件300之 間方向的關係是已知的即可。因此，判斷調整控制組件 300的控制爹數在其底線値之上或是之下來產生最佳的束 電流，其係提供有關目標組件310的目標參數必須被調整 的方向之資訊(假設控制組件300的控制參數係回到其底線 値）。 舉例而言’藉由一個偏轉磁鐵所造成之帶電粒子束的 偏轉是藉由該磁鐵所產生的磁場以及在該帶電粒子束中之 帶電粒子的能量之一個函數。用於從離子束選擇一種所要 的物種之質量分析器16係槪要地被顯示在圖6中。質量分 析器16係包含一個磁鐵332、一個解析遮罩334以及一個 磁鐵電源336。磁鐵332係包含間隔開的磁極片(polepiece) 1----------25_______ 本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) n n u ϋ n n 一-^« am* MM I MM MM I MW 雅 I ϋ ϋ n n n ϋ n it n n —i n n n ·ϋ n ϋ n n I— n 571351 A7 B7 五、發明說明（A ) 、以及一個磁鐵線圈（未顯示），該些磁極片係在其間具有 一個間隙用於供離子束14通過。該磁鐵電源336係提供一 磁鐵電流至該磁鐵線圏，用於在該些磁極片之間的間隙中 產生一磁場B。解析遮罩334係包含一個解析狹縫338用 於通過所要的離子物種。 該離子源12係包含一個電弧室340、一個引出電極 342以及一個引出電源346。電弧室340係產生離子束14 ，並且引出電極342係加速離子束14至所要的能量。離子 束14的能量係藉由一個由引出電源346施加至引出電極 342的引出電壓所決定。 當質量分析器16被適當地調諧時，在離子束14中之 所要的離子物種係藉由磁鐵332被偏轉一個已知的角度， 並且通過解析狹縫338。非所要的離子物種係被偏轉不同 的角度並且被解析遮罩334所攔截。所要的離子物種之藉 由磁鐵332之偏轉是在磁極片之間的間隙中之磁場B的一 個函數，於是，此爲藉由磁鐵電源336所供應的磁鐵電流 之一個近似的函數。此外，離子束14藉由磁鐵332的偏轉 是離子束能量的一個函數，於是，此爲被施加至離子源12 的引出電極342之引出電壓的一個函數。 在此實例中，該磁場B對於在磁鐵電流上的變化係呈 現一個緩慢的響應，而該束能量對於引出電壓上的變化係 ；呈現一個快速的響應。爲了快速地調諧緩慢響應的磁鐵 332，該磁鐵係被指定爲目標組件，並且離子源12的引出 電極342係被指定爲控制組件。該引出電壓(控制參數)係 _____2^____ 本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) 訂---------線」 A7 571351 __B7 五、發明說明（外） 相關一個所要的底線値被調變，並且解析狹縫338下游的 束電流係典型地藉由一個法拉第束感測器350而被監測° 法拉第束感測器350最好包含一個回應於感測到的束電流 而提供一個法拉第回讀電壓之電流至電壓轉換器。因此’ 該回讀電壓係代表離子束電流。 該電源介面係獲得一組成對的控制參數以及對應的束 電流之値。該控制參數値可以是預先決定的調變値或是量 測到的値。該些成對的値是同時或是幾乎同時地被獲得。 該些組之成對的値係被使用來評估該目標組件的調諧。 如在圖7中所示，一條曲線360係代表解析狹縫338 下游的束電流I爲藉由磁鐵332產生的磁場B之一個函數 。該束電流對於磁場I具有一個峰値。假設該磁場具有一 個最初的値B〇，並且所要的束能量是Ei，如同由植入製程 的要求所建立者。該調諧過程的目標是調整磁場至一個値 I ’使得解析狹縫338下游的峰値束電流I發生在所要的 能量Ei之下。如在圖8中所示，解析狹縫338下游的束電 流也是束能量E的一個函數。一條曲線362係代表束電流 爲束能量的一個函數，對於一種其中該磁場是B〇，而峰値 束電流並不出現在能量Ei處之調諧不當的情形。曲線364 係代表束電流爲束能量的一個函數，對於一種其中該磁場 是Βι，而峰値束電流出現在能量Ei處之調諧的情形。 一種用於快速地調諧質量分析器磁鐵332以確保在磁 場h的動作在能量El之下係產生峰値束電流之方法的一 個實例係參考圖9的流程圖而被描述。該緩慢的響應磁鐵 ----- -22_____ 各紙張尺度適玥啦國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------訂---------線— 一 571351 A7 ___B7___ 五、發明說明（/7 ) 332係被指定爲目標組件，並且離子源12之快速響應的弓丨 出電極342係被指定爲控制組件。在步驟370中，對於所 要的値，該控制參數（引出電壓）係藉由調變被供應至引出 電源346的引出控制電壓而被調變。在圖6至8的實例中 ，該引出電壓係被調變以便於對於所要的束能量Ei來調變 該束能量，如同錯由在圖8中之箭頭366所指示者。 在步驟372中，當該控制參數被調變時，在目標組件 下游的束電流係被量測。在圖6至8之實例中，解析狹縫 338下游的束電流係藉由法拉第束感測器350而被量測。 因此，在一個所要的偏轉角度之束電流係被量測。圖10是 電壓爲時間的函數之圖，並且其係描繪在該控制參數的調 變期間，法拉第回讀電壓爲時間的函數之一個實例。在圖 10中，曲線390係代表調變後的控制參數，而曲線392係 代表被取樣到的法拉第回讀電壓。控制參數的調變中心係 出現在時間^，而峰値回讀電壓係出現在時間t2，此係指 出一種調諧不當之情形。該束電流的量測係在步驟374中 被分析，並且尤其該峰値束電流可以和在所要的束能量Ei 之束電流做比較。介於峰値束電流以及在能量Ei的束電流 之間的差異係指出該目標組件是調諧或是調諧不當的。換 固之’在峰値束電流以及在能量E i的束電流不同的情況中 ，該目標組件是被不當調諧。 ^ 在步驟376中係做出一項針對該目標參數是否足夠接 近一個代表最佳的調諧之所要的値之判斷。判斷該目標參 數是否足夠接近所要的値係在以下論述。然而，該項判斷 _28 __ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -----------------線 — ---- A7 571351 ___ B7 _ 五、發明說明（头） 可以是根據在能量E!的束電流是否在該峰値束電流的一個 指定的範圍內之判斷。 當目標參數在步驟376中被判斷爲不足夠接近所要的 値時，目標參數的調整係在步驟378中被決定。調整方向 以及增量大小兩者都與目標參數的調整有關。調整方向典 型地是根據曲線362(圖8)距離能量Ei的位移方向以及控 制組件與目標組件的操作特性而知道的。該調整方向可以 回應於在步驟372中所獲得之束電流的量測而預先被程式 化到該控制器中。目標參數調整的大小也可以是根據對於 控制組件與目標組件的瞭解以及介於峰値束電流與在能量 Ei的束電流之間的差異。然而，精確的調整大小是不必要 的，因爲調整可以在調諧過程的一或多次迭代中被完成。 在一種解決方式中，調整的增量在調諧過程的開始時較大 ，而在後續的迭代中減小。在步驟380中，該目標參數係 在所選的方向上被調整所選的調整增量。於是該過程回到 步驟370以執行調諧過程的另一次迭代。若在步驟376中 所做的判斷是該目標參數足夠接近所要的値時，則對於該 目標組件的調諧過程係完成。 電源介面 個別的電源介面34至40以及受到該等個別的電源介 面34至40影響之組件係被描繪在圖11、13、15以及Π ;中。離子植入器10的組件之控制係關聯到電源介面34至 40來加以討論，電源介面34至40係實施在此所述的調諧 演算法。藉由電源介面34至40所執行的調諧過程之實施 ____22___________ 本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) -------訂---------線— · A7 571351 五、發明說明（) 例的流程圖係分別顯示在圖12、1·4、16以及18中。 在圖11、13、15以及17中，離子植入器之個別的組 件之動作所需的電源係內含在個別的方塊中，並且該些電 源介面係提供控制信號至個別的電源。因此，例如在圖11 中，離子源12係包含引出電源346(圖6)，並且質量分析 器16係包含磁鐵電源336。 如在圖11中所示，該質量分析器之電源介面(PSI)34 係界接離子源12、質量分析器16以及一個低能量之法拉 第束感測器58。如在此技術中已知者，該法拉第束感測器 是一種回應於離子束來產生電流的裝置。該法拉第束感測 器58最好包含一個電流至電壓的轉換器用於回應於所感測 到的束電流來產生一個法拉第回讀電壓。該PSI 34係在線 72之上輸出一個引出控制電壓以控制在離子源12中之引 出電源，並且輸出一個質量分析器之控制電壓在線74之上 以控制在質量分析器16中之質量分析器電源。該PSI 34 係經由在線82之上的一個控制輸出信號與電腦32通訊。 該PSI 34也在線76之上從電腦32接收一個控制輸入信號 ，在線78之上接收一個引出回讀電壓並且在線80之上接 收一個低能量之法拉第回讀電壓作爲輸入。該引出回讀電 壓係代表引出電源的輸出，而該法拉第回讀電壓係代表質 量分析器16下游的束電流。 ' 在動作中，如在圖12中所示，該中央控制器30係在 步驟400中設定離子植入器用於質量分析器的調諧。此係 包含移動低能量之法拉第束感測器58到恰當的位置。在步 ^__30 ___ #^尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公复) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線— 一 A7 571351 五、發明說明（ 驟402中，該中央控制器30係傳送一個調諧命令至該質量 分析器的PSI 34。用於所選的束輪廓之控制電壓的近似値 係在一個系統資料庫中藉由中央控制器30而被存取，並且 係被傳送至該質量分析器的PSI 34。該質量分析器的PSI 34係在步驟404中利用該等近似値來設定最初的控制電壓 。尤其，該質量分析器的PSI 34係在線72之上設定最初 的引出控制電壓並且在線74之上設定最初的質量分析器的 控制電壓。該質量分析器34接著在步驟406中執行一個質 量分析器之調諧演算法。在圖5至10中顯示並且在以上所 述的調諧演算法係被利用。該質量分析器的PSI 34係調變 被供應至離子源12的引出控制電壓，並且監視該低能量之 法拉第回讀電壓。如以上詳細所述地，該回讀電壓値係被 分析以決定對於質量分析器的控制電壓之所要的調整。要 達成所要的調諧可能需要數次調諧演算法的迭代。在質量 分析器的調諧已經完成之後，一個調諧的響應係在步驟 408中被傳送至該中央控制器30。 藉由調變在線74之上的質量分析器之控制電壓來調諧 該質量分析器16將會是耗費時間的，因爲當在線74之上 的控制電壓被改變時，在質量分析器16中之磁鐵可能會花 費數秒至超過一分鐘來穩定化。 爲了達成更快的調諧，該質量分析器16係藉由調變在 ^線72之上的引出控制電壓並且在低能量之法拉第束感測器 58監視質量分析器16下游的離子束而被調諧。調變在線 72之上的引出控制電壓以便於改變離子束能量係等效於調 ___ϋ______ 本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) — — — — — ------— II 1 A7 571351 _B7_ 五、發明說明（ '彳） 變在質量分析器16中之磁鐵的磁場，並且使得PSI 34能 夠判斷出較強或是較弱的磁場在離子束14之上的效果。 低能量之磁性四極器18的調諧現在係關聯到圖13與 I4來加以描述。如在圖13中所示，低能量之磁性四極器 的電源介面(PSI)36係界接低能量之磁性四極器18以及一 個高能量之法拉第62。明確地說，該PSI 36係在線84之 上輸出低能量之磁性四極器的控制電壓。在此實施例中的 低能量之磁性四極器18具有數對的電極，每一對的電極係 從一個電源接收其本身的操作電壓。於是，在線84之上的 控制電壓係被使用來控制低能量之磁性四極器18的多個參 數’包含左/右平衡、上/下平衡、強度以及調整。 該PSI 36也在線86之上接收低能量之磁性四極器的 回讀電壓，在線88之上接收一個高能量之法拉第的回讀電 壓’並且在線90之上接收一個控制器輸入作爲輸入。該低 能量之四極器的回讀電壓係代表低能量之四極器電源的輸 出’而該高能量之法拉第的回讀電壓係代表電荷狀態解析 磁鐵23下游的束電流。當該低能量之磁性四極器18被充 分調諧時，該PSI 36在線92之上輸出一個調諧後的響應 〇 在動作中，如在圖14中所示，該中央控制器係在步驟 500中設定該離子植入器用於低能量之四極器的調諧。該 •設定係包含移動該高能量之法拉第束感測器62到恰當的位 置。在一實施例中，高能量之法拉第束感測器62係位在掃 描器24的偏轉板之間。在另一實施例中，高能量之法拉第 —------22___ 本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) --------訂---------線！ A7 571351 五、發明說明（Y) 束感測器62係位在一個用於平行化磁鐵26的束收集器 (dump)處。在此實施例中，平行化磁鐵26係被關閉以便於 用高能量之法拉第束感測器62來進行束電流的量測。在步 驟502中，該中央控制器30係傳送一個調諧命令至低能量 之四極器的PSI 36。用於所選的束輪廓之控制電壓的近似 値係在該系統資料庫中藉由中央控制器30而被存取，並且 被傳送至PSI 36。在步驟504中，PSI 36係利用該等近似 値來設定用於所選的束輪廓之最初的控制電壓。尤其，PSI 36係在線84之上設定低能量之四極器的控制電壓用於低 能量之四極器18的每一組電極。PSI 36接著在步驟506中 爲了峰値束電流而調整一個所選的組之電極的控制電壓。 此項調整可以藉由調變所選的電極之控制電壓並且觀察提 供峰値束電流的控制電壓値而被達成。該控制電壓係接著 被設定在提供峰値束電流的値。在步驟508中，該調整過 程係對於低能量之四極器18的每一組電極而重複之。在所 有組電極都爲了峰値束電流而被調整之後，一個調諧後的 響應係在步驟510中被傳送至中央控制器30。 若需要時，該高能量之法拉第束感測器62接著可以從 離子束的路徑移走，或是留在適當的位置以供其它調|皆後 續的例如是電荷狀態解析磁鐵23或是高能量之磁性四極g 22之束線元件的電源介面使用。 爲了調諧低能量之磁性四極器18，該P SI 3 6係疊加一 交流成分在一條所選的線84之直流控制電壓之上，以形成 一個調變後的控制電壓。出現在該低能量之磁性四極器18 _____^3____ 本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) -------I ^---------^ I ί A7 571351 五、發明說明（V ) 的電極之上的實際電壓係經由在線86之上的低能量之磁性 四極器的回讀電壓而被輸入至該PSI 36。該PSI 36係在線 8.8之上接收高能量之法拉第的回讀電壓樣本’將該些電壓 樣本關聯到在低能量之磁性四極器18的電極處之電壓，並 且決定提供最大的束電流之控制電壓。相同的過程係接著 對於低能量之磁性四極器18的每一組電極施行之。 高能量之磁性四極器22的調諧係類似於用於調諧低能 量之磁性四極器的過程。同樣地，調諧電荷狀態解析磁鐵 23在槪念上係類似於如上關聯到圖11與12所論述之用於 調諧質量分析器14的過程。這兩個組件的調諧現在關聯到 圖15與16來加以描述。 如在圖15中所示，該高能量之磁性四極器的電源介面 (PSI)38係界接高能量之磁性四極器22、電荷狀態解析磁 鐵23、以及高能量之法拉第束感測器62。如上所指出地， 高能量之法拉第束感測器62可以位在掃描器24中、或是 可以位在平行化磁鐵26的下游。該PSI 38係在線94之上 輸出高能量之磁性四極器的控制電壓，並且在線96之上輸 出一個電荷狀態解析磁鐵的控制電壓。在此實施例中之高 能量之磁性四極器就像是該低能量之磁性四極器18，其具 有數對電極，每一對的電極係從一個電源接收其本身的操 作電壓。在此例子中，高能量之磁性四極器22的電極係分 '別控制數個束參數中的一個，例如，左/右平衡以及上/下 平衡。若需要的話，該高能量之磁性四極器22可以控制額 外的束參數，例如，強度以及調整。 _-__34____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公t ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -^1· ϋ— n —ϋ n \^^οτ · d I emaee n ϋ —ϋ f ϋ m ϋ— n n I n in n n n —.1 n 111 c^i «IV ·ϋ n ala— m ·1>— ϋ n A7 571351 五、發明說明（、> ) 該PSI 38係在線98之上接收高能量之磁性四極器的 回讀電壓，在線1〇〇之上接收一個高能量之法拉第的回讀 電壓，並且在線102之上接收一個控制輸入作爲輸入。該 高能量之四極器的回旨賣電壓係代表高能量之四極器電源的 輸出，而高能量之法拉第的回讀電壓係代表電荷狀態解析 磁鐵23下游的束電流。在高能量之磁性四極器22以及電 荷狀態解析磁鐵23都已經被調諧之後，該PSI 38係在線 104之上輸出一個調諧後的響應。 在動作中，如在圖16中所示，中央控制器30係在步 驟600中設定離子植入器用於高能量之四極器的調諧以及 電荷狀態解析磁鐵的調諧。該設定係牽涉到移動高能量之 法拉第束感測器62到恰當的位置用於束的感測。在步驟 602中，該中央控制器30係傳送一個調諧命令至高能量之 四極器的PSI 38。用於所選的束輪廓之控制電壓的近似値 係在該系統資料庫中被存取並且被傳送至PSI 38。在步驟 604中，PSI 38係根據從中央控制器30傳送來的近似値以 設定最初的控制電壓。尤其，PSI 38係在線94之上設定高 能量之四極器的控制電壓以及在線96之上設定一個電荷狀 態解析磁鐵的控制電壓。在步驟606中，爲了峰値束電流 ，該PSI 38係調整高能量之四極器22的一個所選的組之 電極的控制電壓。如以上關聯到低能量之四極器18所述者 ^ ’該PSI 38係疊加一個交流成分在一所選的組之電極的直 流控制電壓之上以提供一個調變後的控制電壓。當該四極 器的控制電壓被調變時，該高能量之法拉第的回讀電壓係 _______ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · t II ·ϋ in 11 ϋ— ϋ— ι_ϋ I 11 I— He n 11 n n vn ϋϋ m n m HI I m Hi m ϋ m n In In m A7 571351 五、發明說明（G ) 被監測，並且該控制電壓係被調整至提供峰値束電流的値 。在步驟608中，該調整係對於高能量之四極器22的每一 組電極都重複之。 在步驟610中，一個電荷狀態解析磁鐵的調諧演算法 係被執行。該電荷狀態解析磁鐵23係藉由根據電荷狀態來 產生離子不同的偏轉以分開具有不同電荷狀態的離子。用 於該電荷狀態解析磁鐵23的調諧演算法係對應於以上關聯 到圖5與9所述之調諧演算法。在此演算法中，該目標組 件是該電荷狀態解析磁鐵23，該目標參數是該電荷狀態解 析磁鐵的控制電壓，該控制組件是高能量之四極器22的一 個所選的組之電極，並且該控制參數是高能量之四極器之 該所選的組之電極的控制電壓。該高能量之四極器22係被 設計使得該所選的組之電極回應於控制電壓來產生離子束 的偏轉。該偏轉係使得離子束在一個爲束偏轉的函數之進 入角度下進入該電荷狀態解析磁鐵23。離子束進入電荷狀 態解析磁鐵23之不同的角度係使得離子束在不同的位置從 電荷狀態解析磁鐵23離開。束電流是依據進入角度的函數 來變化。若峰値束電流出現在一個進入角度不同於所要的 進入角度時，則一項對於電荷狀態解析磁鐵的控制電壓之 調整係被決定。該決定出的調整係被施加至該電荷狀態解 析磁鐵，並且量測係被重複進行。該調諧過程係被持續直 ^到峰値束電流出現在所要的束進入角度爲止。在此調諧演 昇法中’離子束進入電何狀態解析磁鐵2 3的進入角度是該 調變後的控制參數。 ____ 36_______ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 "" 一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---訂------ 線丨# A7 571351 五、發明說明（W) 藉由調變在線96之上的控制電壓來調諧該電荷狀態解 析磁鐵23將會是相當耗時的，因爲磁鐵23具有一段相當 長的響應時間，並且一旦已經對於在線96之上的控制電壓 做出改變後，其可能花費相當大量的時間來穩定化。 爲了快速地調諧該電荷狀態解析磁鐵23，被供應至該 高能量之四極器的控制電壓中之一電壓係被調變以模擬電 荷狀態解析磁鐵的控制電壓之調變。高能量之四極器的控 制電壓之調變係造成離子束的偏轉以及離子束進入電荷狀 態解析磁鐵23的進入角度之變化。高能量之磁性四極器 22的控制電壓之調變係使得psi 38能夠在調變的過程期間 成像該離子束，並且能夠使用該成像來如上所論述地調諧 該電荷狀態解析磁鐵23。在本文中，該高能量之磁性四極 器在線94之上的控制電壓之調變可以被當作等效於調變該 電荷狀態解析磁鐵23的磁場，因爲任一種調變都使得PSI 38能夠判斷一個較強或是較弱的磁場是如何影響該離子束 Μ °若該PSI 38判斷出電荷狀態解析磁鐵未被調諧，則其 決定出在線96之上的控制電壓應該被調整的方向，並且進 行適當的調整。 在步驟612中，一個用於聚焦高能量之四極器22的 聚焦演算法係被執行。該聚焦演算法係涉及一個調變後的 控制電壓至高能量之四極器22的一個所選的組之電極的施 ^加。該調變係使得該離子束能夠緩慢地掃過一個介於掃描 器入口板108之間的孔1〇6。 該高能量之法拉第束感測器62係位在孔106之後， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) n ϋ n n n 1 n ϋ— ϋ in i^i ϋ an I fl— Bn n m n n n n n .ϋ n n I- n n ·( ϋ n HI n n i A7 571351 五、發明說明（β ) 並且因此只有當該束未被掃描器入口板108阻擋時才偵測 到該束Η。本案申請人係判斷出將法拉第回讀電壓的變化 速率關聯到離子束14在孔1〇6的斑點尺寸是可行的。明確 地說，本案申請人係判斷出假設在固定的掃描速率下，具 有較小的直徑之離子束係比具有較大的直徑之離子束更快 地橫越該孔的邊緣106。於是，藉由搜尋當該束掃描橫越 該法拉第束感測器62時之回讀電壓最大的第一階導數，調 諧高能量之磁性四極器22的控制電壓來最小化斑點尺寸， 並且因而將束聚焦在掃描器24的入口是可行的。 當離子束掃描橫越孔106時之對於不同的斑點尺寸之 法拉第回讀電壓爲時間的函數之例子係描繪在圖19之中。 曲線630、632以及634係分別代表大、中以及小的束直徑 。如圖所繪，代表小的束直徑之曲線634係快速地橫越孔 106的邊緣，因而具有最大的回讀電壓之第一階導數。

在聚焦演算法已經在步驟612中被執行之後，該PSI 38係在步驟6Μ中傳送一個調諧後的響應至中央控制器30 〇 平行化磁鐵26的調諧以及高能量之磁性四極器22的 运擇性之最後的gjf i皆現在係爹考圖17與18來加以描述。 如在圖17中所示，該平行化磁鐵之電源介面40係在線 Π0之上接收一個控制輸入，並且在線112之上輸出控制 .電壓至高能量之磁性四極器22，在線114之上輸出一個控 制電壓至掃描器24，並且在線116之上輸出一個控制電壓 至平行化磁鐵26。該PSI 40也在線118之上接收高能量之 _____38 __ 本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) 一-01 n n ϋ ·ϋ in 1_1 I I i flu n It βϋ n n flu ϋ ϋ ϋ I 1 - - I 1 ϋ .^1 II ϋ n A7 571351 五、發明說明（# ) 磁性四極器的回讀電壓並且在線120之上接收一個分析 (profiling)法拉第之回讀電壓。該高能量之四極器的回讀電 壓係代表高能量之四極器的電源之輸出，並且該分析法拉 第的回讀電壓係代表平行化磁鐵26下游的束電流。一個分 析法拉第之束感測器68係位在端站28之中，並且最好是 位在其行進的中心。 該PSI 40係藉由用掃描器24來偏轉離子束並且監視 偏轉在分析法拉第的回讀電壓之上的效果來調諧該平行化 磁鐵26。明確地說，相較於掃描器24的響應時間，該平 行化磁鐵26對於在線116之上的控制電壓上之變化係相當 緩慢地響應。於是，用掃描器24來偏轉離子束14以模擬 平行化磁鐵的控制電壓之調變是較快的。該PSI 40係利用 來自分析法拉第之束感測器68的回讀電壓以決定平行化磁 鐵的控制電壓應該被調整的方向。 在動作中，如在圖18中所示，該中央控制器30係在 步驟700中設定該離子植入器用於平行化磁鐵26的調諧。 此係包含移動該分析法拉第之束感測器68至其行進的中心 。在步驟702中，該中央控制器30係傳送一個帶有用於所 選的束輪廓之控制電壓的近似値之調諧命令至平行化磁鐵 PSI 40。在步驟704中，該PSI 40係設定最初的控制電壓 對應於從中央控制器30傳送來的近似値。尤其，PSI 40係 ^在線112之上設定最初的高能量之四極器的控制電壓，在 線114之上設定一個掃描器的控制電壓，並且在線丨16之 上設定一個平行化磁鐵的控制電壓。該PSI 40係接著在步 ____39____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ϋ I ϋ n n n n^OJ· n ·_ϋ n ϋ ϋ «ϋ n I I I— I n n n n ϋ n n n n n n n ϋ I n ϋ ϋ ϋ n n _ A7 571351 五、發明說明（〜]) 驟706中執行一個平行化磁鐵的調諧演算法。尤其，在線 114之上的掃描器的控制電壓係被調變以產生離子束η的 偏轉。此係使得離子束進入平行化磁鐵26的進入角度係根 據該偏轉而改變。在進入角度上的變化係在離子束於平行 化磁鐵26的輸出處之位置上產生變化。當該束係藉由掃描 器24而被偏轉時，該分析法拉第之束感測器68係感測該 束並且提供一個法拉第之回讀電壓至PSI 40。產生峰値束 電流的偏轉角度係被用來決定對於平行化磁鐵之控制電壓 116所要的調整。該過程係被重複直到該峰値束電流係針 對於該離子束藉由掃描器24之所要的偏轉而被獲得爲止。 該平行化磁鐵的調諧演算法係類似於如以上所述的用 於調諧該電荷狀態解析磁鐵23之演算法。尤其，該磁鐵是 目標組件，並且該磁鐵的控制電壓是目標參數。該控制組 件是掃描器24，其係回應於掃描器的控制電壓之調變來產 生離子束的偏轉。在此演算法中，離子束進入平行化磁鐵 26的進入角度之變化係均等於改變平行化磁鐵26的磁場 。然而，該進入角度可以遠快於磁場地被改變，因此容許 更快的調諧。在步驟706中平行化磁鐵的調諧演算法完成 之後，該PSI 40係在步驟708中傳送一個調諧後的響應至 中央控制器30。 先前的說明已經專注於一種離子植入器以及一種用於 '調諧一個離子植入器的方法及裝置。然而，本發明並不限 於此方面，因爲本發明可以被更廣泛地應用來調諧任何的 帶電粒子束系統。 _____ 40_____ 本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)

I ϋ n n n n 一 t n n n n I— I ϋ I I n ϋ n n 1" ϋ ϋ n i n n n I n n ϋ ϋ n X n i I A7 571351 五、發明說明（νΠ 調諧程序 調諧程序的一個實施例現在係更詳細地加以說明。顯 示在圖2中之控制系統係依據被調諧的組件之類型來施行 一個特定的程序。然而，藉由該控制系統所施行的調諧程 序一般可以被分組成三種方法：影像、搜尋以及斑點尺寸 的調諧。 該影像方法係被用來調諧緩慢響應的組件，例如是磁 鐵。在此種方法中，當磁鐵或是其它緩慢響應的組件被調 整至正確的設定時(參見圖12)，一個靜電的組件係被調變 以使得該束有效地連續“被成像”。 不範性的影像之一實施例係被闡述在圖10之中。如在 圖10中所示，在該影像調諧方法中，被施加至一個例如是 靜電的組件之控制組件的控制電壓係被改變，並且藉由回 讀電壓所代表、典型地藉由法拉第束感測器所取得的響應 係在調變的期間被記錄。此係構成被呈現給磁性組件的束 之空間分布的一個“影像，，。磁性組件的控制電壓可以被調 整來用該磁性組件導引該束最強的部分進入正確的對準。 該搜尋方法可以被用來調諧快速響應之靜電的組件。 在此方法中，被調諧的組件係被調變以有效地“成像，，圍繞 目前的値之區域，並且調變的中心點係被調整朝向該峰値 。此係提供健全性(robustness)來對抗束的變動，並且可以 用與該影像方法相同的調諧演算法而被實施。 这王點尺寸的調諧可以被用來調諧高能量之磁性四極器 22以及任何其它影響束焦點的組件。然而，該搜尋以及影 ------4]____ 本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) — — — — — — — ·1111111! I j A7 571351 五、發明說明（4 ) 像方法係尋求最大化束電流，此步驟也監視束斑點尺寸。 此參數的調諧係藉由評估束焦點的銳利度而達成的，如同 由束電流的第一階導數爲束位置的函數所指示者。 在此廣義的架構中’該控制系統必須進行特定的量測 並且從這些量測得到有關用於調諧該束14之最佳的參數的 結論。該控制系統達到其結論所用的方式之數個方面現在 係加以描述。 進入條| 該控制系統係藉由建立某些最初的條件來開始調諧過 程。例如，當沒有束、或是當束係由於上升的溫度或是改 變了物種而爲不穩定的時候，調諧便無法進行。一般而言 ，假設該植入器正在運行一穩定的束，並且該控制系統已 經初始化束線的控制參數至對於將被影響之給定的植入製 程大致是正確的値。 當然，並不會期待控制系統可以初始化束線至完全調 諧的値。在那樣的例子中，調諧將會是不必要的。因此， 在本文中，該用語“大致是正確的”係表示對於每一個被調 諧的組件都有某個俘獲（capture)範圍；若介於最初的値以 及調諧的値之間的差異是在此範圍中時，則調諧可以被達 成。一般而言，該控制系統係接受被調整來產生一個適當 的俘獲範圍之參數。 ;韋刃體參數 在此所揭示的調變調諧程序是一種迭代(iterative)過程 ’其中一個核心演算法係被重複直到調諧完成爲止。每次 _ ___42 ______—— 本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) ϋ ·ϋ Ha n I I I I n an an i flu in i^i I I I I n n lag n n ϋ n n ϋ —i 1— n ϋ« ·ϋ I m I 11 I l A7 571351 五、發明說明（.〆） 迭代實質上是一個獨立的過程。在每次迭代的期間，該過 程係收集資料，分析該資料，並且調整該調諧。明確地說 ’ 一個控制參數係透過一連串的步階(在一個標稱(nominal) 値之上以及之下）而被改變，該束電流係被監測，並且有關 的資料係被儲存。在該週期結束時，被儲存的資料係被分 析來決定該目標參數應該如何加以調整。最後，該目標參 數係被調整朝向其調諧後的値。 在每次迭代中各種情況都必須加以考慮。例如，在某 些硬體中有相位落後，最明顯的是該些電源。這些相位落 後可能會擾亂演算法的純度(purity)，其中來自一個週期的 一個控制參數調變實際上可能會落入之後的週期期間內。 此通常是一個不重要的問題，因爲所有的週期都牽涉到此 種調變，並且演算法係取決於回讀（而非命令）來決定一個 電源實際上要如何運作。 同樣地，來自單一週期的資料可能不足以宣告該裝置 是被最佳調諧的。因此，可以收集來自一些週期的資料， 並且將其與先前的一或多個週期或是緊接之先前的一或多 個週期關聯以確認出暫時性的成功。 最後，當調諧過程進行時，該目標組件係被調整來更 靠近調諧後的情況。在一實施例中，週期層級的參數係在 此階段被改變。在此實施例中，早期的週期係具有一個廣 ；的俘獲範圍以能夠區別假的峰値，並且只是嘗試要將峰値 置於一個中央區域使得被檢視的區域可以縮小。在此實施 例中’之後的週期係具有一個較小的俘獲範圍，此係取決 __43 ______ 本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) 訂------ 線丨· 571351 A7 ---—-----B7___ 五、發明說明（d ) $—種其中該目標組件是幾乎調諧的輸入情況而定，並且 特別要注意指出最佳的調諧之情況。 影響資料收集階段的主要因素係包含控制參數調變的 形狀=速度。假設在韌體的限制下，束電流以及控制參數 之真貫値的回讀係儘可能頻繁地被進行時，因而不需要任 回讀參數從中央控制器30被傳送到電源介面，儘管若 需要時，一個回讀頻率參數可以被內含在內。 一…一般而言，任何所要的波形都可以關聯到控制參數的 g周變而被利用。然而，由於在任何參數上產生快速的變化 一般都是非所要的，因此在標稱値附近之逐步來回的變化 疋較佳的。此可以是一種正弦波、一種三角波、或是—種 類似的波形。三角波目前被認爲是最佳的，因爲其最小化 控制參數之最大的變化速率。 由於並沒有對於特殊的波形有著特殊的需求，因此在 一實施例中，在給定控制參數調變之所要的振幅下，軟髀 係被配置來產生其本身之控制參數電壓的順序。在另一窗 施例中，爲了在不帶來大量的參數之下最大化彈性，一個 P周整參數係藉由列舉而被用來從一個預先決定組的選項中( 正弦、二角、鋸園、等等）指明何種一般類型的曲線形狀是 所要的。 ^ 然而，控制參數調變的速度係不同於形狀，其通常是 重要的。若有關於振幅的調變是過快的，則驅動該控制參 數的電源可能無法跟上。若有關於控制參數變化可以有多 ____ _ 44 本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) - -------^---------^ — ----------------------- A7 571351 __B7________ 五、發明說明u>) 快速地被命令的韌體限制之調變是過快的，則該命令參數 曲線可能會是鋸齒狀的(ragged)。若有關於束電流的回讀有 多快速地被取樣之調變是過快的，則在所產生的束影像上 可能有間隙，此導致資料收集漏掉真實的峰値。相反地， 若調變是過於緩慢的，則整個調諧過程可能是不能接受地 緩慢的。 兩種類型的速度變數係牽涉在內。一個變數是一整個 週期的持續期間，而另一個變數是介於控制參數命令之間 的間距。若假設命令可以在韌體要求的限制下被傳送，則 在給定一個所要的週期下，該演算法可以自動地產生一個 具有適虽的粗細度（granularity)的步階之序列。在此例子中 ，唯一的速度參數是該週期。某些限制可接受的値之因素 係取決於韌體的操作速度（例如，回讀速率），而其它的因 素係取決於實際的時間(例如，電源）。 資料分析 在資料分析的階段中，該PSI係判斷目標參數是過高 、過低、或是在一個可以接受的範圍中。該資料分析階段 的各種觀點，例如，最佳化、判斷該目標參數是否夠接近 、以及錯誤檢測，現在係加以描述。 最佳化 最初，PSI必須決定一個値用於最佳的控制參數設定 J 。一種方式是記錄對應於被觀察到之最高的束電流之控制 參數回讀。 此種方式之一項潛在的問題是其可能達不到結束情況 __________ 本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) -

n II -ϋ n n 一-eJ· n ϋ i i n n n I I n I n n n n n n n n n n n I I ·ϋ n ·ϋ ϋ m n I I A7 571351 五、發明說明（A ) 的辨別。峰値可能不是在單一組之定義的控制參數之設定 中，可能有在一段範圍上都具有最佳的束電流之一個平:白勺 高原（plateau)，因而調諧程序可以是使得找到該範圍的中 心爲所期望的。在每個週期上只是選擇最佳觀察到的束胃 流會將該過程帶往在此局原中之一個隨機的點。若該丨寅算^ 法在觀察到一個高原的情形中被要求調諧在一種精細程度 下’則這些捉摸不定的費力前進係使得該演算法進入〜個 朝向在該高原上之不斷移動的“最佳”點之無盡的微調追逐 中。 在一實施例中，爲了解決此種問題，來自所有顯示出 接近最佳的束電流之讀數的控制參數之回讀係被平均。止匕 方法的目標是朝向該高原的中心。此需要一個參數宣告何 者是構成接近最佳的，其係爲在該週期的期間之被觀測到 的峰値束電流之一個分數(fraction)。槪念上，此參數可以 被視爲一個有關於該高原高度的臨界値。而要回到驅動朝 向單一最佳的束電流觀測之簡單情形，此參數可以被設定 爲百分之百，因而只有該峰値讀數係被利用。 當該高原的部分(而不是全部）是可見的（因爲該控制參 數調變將該束帶離高原的一個邊緣，但是未帶離另一個邊 緣），該平均的技術仍然會產生有關目標參數之最佳的設定 方向之正確的結果。明確地說，若高原只有一個邊緣是可 ^見的，則該目標明顯地並未調諧至峰値的中心，因爲控制 參數對稱的變化只到達該高原的一個邊緣而已。在此情形 中，中心點係偏離該高原之可見的邊緣。 ______^_______ 本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} J^T. •線· A7 571351 五、發明說明（〜） 一旦最佳的控制參數設定已經被決定之後，判斷該目 標參數是過高或是過低是必要的。此係取決於一個指出介 於控制參數的變化以及在束之上對應的效果之間的正負號 (sign)關係之極性。 判斷“足夠接沂” 有關決定最佳的控制參數，判斷該目標參數是否足夠 接近正確的調諧是必要的。若介於控制參數與束電流之間 有一種直接且可靠的關係時，則一個參數係足以指出多接 近是足夠接近。例如，此可以被提供爲控制參數變化之單 位的計數或是爲整個控制參數的調變範圍之一個分數。 然而’其存在著複雜的因素。第一，束電流是有雜訊 的，因而證明在目標參數不變之下的數個週期中，該“足夠 接近”的條件是可靠的，此可能是必要的。第二，如上所指 出’可能有一個在一範圍上都具有最佳的束電流之平的高 原。第三，在某些參數下，著陸(land)在峰値的中心之上確 實不是理想的，而是移動朝向峰値的一側是較佳的。這些 問題中的第一個問題係意味著某些統計上驅使的參數，而 第二以及第三個問題需要某些有關可能遭遇到之可能的曲 線形狀之假設。 對於該統計上的問題之最簡單的解決方式是需要一系 列不斷的讀數都指出“足夠接近”。較複雜的方法可以容許 偶爾的讚數洛在此窗(window)之外(例如，4個中有3個的 表決(voting)規則）。然而，容許有一個週期之出界的結果 之方法係有一種複雜的情形。明確地說，若一個週期顯示 _____£Z_____ 本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) --------^-------------------------------- A7 571351 五、發明說明（J ) 出不夠接近，則此演算法正常的響應是命令一項對於該目 標參數的調整。由於該目標組件現在被不同地加以調諧， 先前的讀數不再直接相關於新的調諧之正確性的統計上的 判斷。因此，考慮到該“足夠接近，，範圍之外的讀數之統計 上的解決方式必須在表決正在進行中時禁止調諧的動作。 連系買的§買數之解決方式可以被視爲此種表決方法之一 基本例子，就像是3個中有3個的規則。在此種解決方式 下，單一出界的週期係使得調諧重新開始。因此，將一個 表決方法納入韌體以容許有最大的彈性可能是有利的。 錯誤檢測 一些類型的錯誤可以被考量來阻止之(trappmg)。例如 ，在某些情況中，一個假的峰値可能出現在該回讀電壓之 中。一個假的峰値係代表在束電流上之一個峰値，這是由 於帶電粒子束系統被調諧至一種非所要的同位素或是元素 。若真正的峰値高於假的峰値(超過足夠的邊界，該邊界爲 假的峰値是在高原高度的臨界値之下），則假的峰値係完全 被忽略。但是，若真正的峰値低於假的峰値，則消除假的 峰値就需要某種方式。選擇性地，參數以及開始條件的明 智選擇可能可以防止假的峰値被PSI偵測到。然而，在其 它的情況中，消除假的峰値需要更複雜的程序。 在一實施例中，假的峰値係藉由觸發對於一個帶有一 '嚴重地出界的結果之週期的表決之早期結束而加以移除。 此係爲上述的基本方法之一延伸，其係忽略來自每個週期 的結果之大小；而只是判斷該結果是否在界內、或是界外 ______4R __ 本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) I · ϊ ϋ ϋ n ϋ n * - · n n -i-i n n I m I ϋ ϋ ϋ ϋ -n n I i n n n n n *1 Hi i l ί ϋ n n n - I _ A7 571351 --- -B7__ 五、發明說明（> ) 。爲了實施此方法，一個參數(具有類似於該“足夠接近，，臨 界値參數的單位)係被提供來指明若一個週期是一特定的範 圍之外時，表決係終止並且該過程回復至調諧。 在另一實施例中，曲線的形狀(束電流相對於控制參數 )係與額外的定義一起被提供，兩者都有關可能遭遇到的曲 線之類型，並且在於該演算法是如何回應於這些情況以有 效率且正確地調諧該植入器。明確地說，在此種狀況中， 正確的調諧可能不是朝向最佳的束電流或在一個高原的中 心’而是偏離此位置。 調諧調蔓 一旦該資料分析階段已經決定目標參數應該如何(並且 若)被調整時，則最後的步驟是實際地調整該目標參數朝向 一個正確的調諧。一項議題是變化的大小應該被命令之。 從可用的資料計算出必要的調諧變化之大小可能不是 容易的，或甚至是不可能的。然而，決定調整目標參數之 方向以逼近其最佳的値通常是快速且可行的。 在調諧過程中之一個特定的點-例如，在一個特定的週 期時-介於控制參數掃過的範圍以及目標參數所期待之補償 的調整大小之間通常有一種關係。此項認知可以被儲存在 外部，並且通常不需要被傳送到韌體。於是，在一實施例 中，該韌體係被提供該目標參數所要的步階尺寸。若調諧 ^係藉由資料分析來指出時，則該目標參數係在所指定的方 向上被調整該步階尺寸。 然而，本發明並不限於使用所設定的步階尺寸’因爲 _____49 ______— 本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)

n 一 I—^OJ1 ϋ ϋ n ϋ ϋ n I n n ϋ n I n ϋ n n I n n n n n n n n n n ϋ n n I 571351 A7 ____B7 _______ 五、發明說明（。） 某些更高程度的智慧可以被利用。例如，若該資料分析指 出該目標剛好在該“足夠接近”範圍之外，則在該目標參數 上一個較小的變化可能是所要的。此種預估有兩種基本的 解決方法。一種是具有數個帶有不同的値之“箱(bin)，，用於 該目標參數被調整的大小；另一種是具有一個線性或是多 項式的函數，大小係藉由該函數而被計算出。若是所期望 的，兩種方法都可以被做成是可用的。在任何這些方法中 ，正與負變化的大小不需要是對稱的。 目標參數的轉變（Slew)速度 先前的章節係專注於該目標參數變化的大小，而未針 對這些變化被命令的速度。如同控制參數，目標參數可以 被調整的速度有一個上限。 對於控制參數而言，繼續循環整個調諧過程以最小化 例如是在電源中之延遲的隨時間而變的影響是所要的。此 外，若有相移時，一種陡峭地開始與停止之調變波形可能 是不適合利用的。再者，電源可能對於此種輸入反應不良 〇 由於該演算法係利用來自一個週期的資訊以瞭解目標 參數必須如何加以調整’因此假設該目標參數是每週期一 次地被調整。若此爲過快的’則一項解決方法就只是減慢 該週期，使得調整花費較長時間。較慢的週期之一項不利 ;的後果是調諧花費較長時間。然而’若速度受限的原因是 目標參數可以被調整的速度上有限制時’則此不應該是一 限制性的考量。因此’在一個較佳的實施例中’包含一個 50 _ 用中國國 ii?(cNs)A4 規格（210 χ 297ϋ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 嫌 -------訂---------線— 一 A7 571351 五、發明說明（4 ) 針對於目標參數被調整的速度之獨立的參數是不必斯％ 棚周期 勺。 以上的考量已經針對個別的調諧週期之層級。然_ 完整的調諧是一種橫跨許多週期之反覆的過程。源:θ ^ 柯期層級 的參數可能在一連串的調諧之期間變化，因爲更細的_,、 度係被使用。如上所論述，由中央控制器30所發出的 命令係起始一個多週期的調諧過程，在該過程的期間 PSI中之朝體實質上是自動的。因此，決定用於每:階^

的調諧之適當的週期層級之參數對於該韌體而言是必二X 的 〇 在一個較佳的實施例中，調諧是一連串不連續的階段 ’每個階段都是根據一個進入條件、一個離開條件、以= 一項調諧策略。該進入條件係有關於所需的“俘獲範圍，，在 該階段的開始時，該目標組件可能會有多需要被調諧。該 離開條件係有關於在該階段所要的調諧準確度(先前的階段 只需要是在下一個階段的俘獲範圍中即可，而最後的 必須是選擇性地令人滿意的）。該策略是以被選擇來從該進 入狀態進行至該離開狀態的參數之範圍來表示的。 在一實施例中，預期有小數目的階段，亦即，介於大 約一到十之間，該韌體可以是一個參數陣列，其中每個階 段各有一個元素。 ; 失效的回應 調諧的嘗試有時會失效。該系統係能夠偵測失效，以 第一次s周諧的嘗試來適當地回應，並且若該束並非最佳時 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X ------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} --. --------I ---------------------- 571351 A7 BZ-----^ 五、發明說明（Μ ) ’則將失效報告給中央控制器30。 即使該束被找到，調諧過程仍然可能會因爲一些原因 而失效： 1) 電源可能無法輕易地加以穩定化。於是，一調諧的 束可能在一次調諧“成功”後的數秒鐘之內漂移成不調諧的 。在此例子中，該調諧過程應該被做成較慢的，例如’藉 由加長週期時間、或是變化應該被做成較不極端的，亦即 ’控制參數調變的振幅應該被縮小，或是目標參數調整的 大小應該被縮減。 2) 該演算法可能會因爲某些原因而偏離該束。若該演 算法是在目前的粗細度之“俘獲範圍，，之內，則再次俘獲該 束一般是可能的。然而，若該束已經離開俘獲範圍，則該 系統將會反應爲該束好像未被找到。 3) 該演算法可能會過早地宣告調諧完成。在此例子中 ’用於結束最後的調諧迭代之“終止條件參數，，是不適當的 〇 4) δ亥系統可能找到假的峰値並且最佳化至該峰値。 在一實施例中，一個預期之最小的束電流參數係被用 來降低找到假的峰値或是調諧在雜訊之內的風險。該最小 的電流參數係告訴演算法要預期何種類型的信號。若最小 的束電流未被偵測到，則某方面是相當有問題的，進而防 礙到調諧。機器之最初的狀態可能是在調諧演算法的“俘獲 範圍”之外，或者該束可能根本不存在。 爲了容許對於沒有束電流有某種反應，在一實施例中 本張尺度適用中國國家標準（C]ms)a4規格（210 X 2975^釐） " C請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂------- ——線」 571351 A7 ------- B7____ 五、發明說明（f ) ’該調諧演算法可以在此情形中嘗試一個較寬的調諧掃描 ’因爲此類型的錯誤通常係指出該東是在目前的調諧階段 之範圍外。由於此種錯誤可能會在任何階段都會遭遇到， 因此最合理的就是(只有除了在第一階段之外，當此爲不可 能的時候）回復到第一調諧階段。此係容許該系統能夠採取 較廣的觀察，並且在該較寬的搜尋期間適當地控制系統的 運轉狀態。選擇性地，若此錯誤出現在第一階段中，則一 個帶有特殊地寬的範圍之通常跳過的“零階段”可以被嘗試 Ο 在一個替代的實施例中，評估離子束目前的調諧之步 驟(在圖4中之步驟230)可以包括該束電流回讀的傅立葉分 析。該控制參數的調變係引起該控制參數下游的束電流之 調變。若束線被正確地調諧，則束電流波形將會在控制參 數調變的頻率處具有規律的峰値。然而，若束線被不正確 地調諧，則束電流波形將會具有一種“雙重凸起(dump)”模 式，此將會把雜訊帶入束電流回讀的頻譜中，其係包含藉 由介於這兩個峰値之間的間隔所產生之一高頻成份。這些 頻率雜訊係指出目標參數不正確的調諧。這些雜訊的頻率 分析、結合對於所利用之特定的波形之認識，可以被用來 決定目標參數應該被增加或是減少以改進調諧。 調諧命冷1 ' 調諧過程係藉由包含上述的參數之單一命令被起始， 該些參數係使得.PSI調諧該束。在一個示範性的調諧命令 中，一第一資料結構係被傳送，其係包括數個與週期無關 ________ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . n I I I *ΓΊ· n ·1 n n i i an I I - 二：0 矣 A7 571351 五、發明說明（η ) 的參數，例如： 1) 最小的束電流； 2) 目標參數-最小値； 3) 目標參數-最大値； 4) 控制參數-最小値；以及 5) 控制參數-最大値。 此外，作爲第六項元素的是，該第一資料結構可以包 含一個陣列的第二資料結構，其中對於每個調諧階段都有 一個陣列元素。此第二資料結構可以包括的參數例如爲： 1) 控制參數調變的振幅。 2) 控制參數調變波形的類型。 3) 控制參數調變週期。 4) 被用來判斷所要的調諧之正負號的關係之極性。 5) 高原高度的臨界値，用於選擇被用來找出峰値的平 均中心之資料。 6) “足夠接近”的臨界値’用於判斷足夠的調諧以終止 一個階段。 7) 對於極正的偏離峰値的情形之目標調整的大小。 8) 對於接近中心的情形之目標調整的大小。 9) 對於極負的偏離峰値的情形之目標調整的大小。 1〇)表決終止的臨界値，用於不可靠的資料之檢測以宣 告是否成功。 11) 必須爲“足夠接近”之嘗試的次數以宣告成功。 12) 其中先前的値必須被達成之嘗試的次數。 ------54 ________ 本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) -------訂---------線— 一 A7 571351 _______ B7 _ _-------- 五、發明說明（〇) 這些參數的表列並非全部的，因爲依據控制系統的協 定或是配置以及所使用的特殊硬體或是韌體，額外的參數 可能是所要的或是必要的。例如，可能需要額外的參數來 指定I/O線、或是使得介於硬體與籾體之間的相互關係變 爲有彈性的。 調諧確認 在離子植入器之一種標準的應用中，矽晶圓被相繼地 .提呈到束線成爲離子植入製程的晶圓27(圖υ。經過一段 長期間，在束線組件中之漂移可能使得一正確調諧的束變 成稍微調諧不當的。爲了確保適當的品質，週期性地評估 束的調諧可能是所要的，以在處理其它的晶圓之前偵測出 任何發展中的調諧不當。 在不開始一個標準的調諧過程下，評估束的調諧可能 是所要的。束的評估可以遠快於束的調諧地加以進行，並 且因此評估可以在晶圓處理的期間更頻繁地加以進行，而 不會影響到晶圓的生產量。若束被發現是足夠調諧不當的 ，則警告操作者、暫停晶圓處理、並且選擇性地起始一個 完整的束調諧程序是所要的。 爲了此目的來評估該束，該完整的調諧方法之一部份 可以被利用。明確地說，目標參數可以相關其最初的値加 以調變，並且接著被回復到該値，而同時束電流係在控制 ^組件的下游被取樣。在調諧過程的結束時，被用來確認該 束是否正確地被調諧之標準的束評估程序可以被用來評估 該束的品質。 _________55_______ 本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) -------訂---------*^1 一 571351 A7 _______B7 ______五、發明說明（A) 應該瞭解的是顯示在圖式之中並且描述在說明書之中 的實施例之各種變化與修改都可以在本發明的精神與範疇 內被完成。於是，所期望的是所有內含在以上的說明之中 以及顯示在所附的圖式之中的內容都用一種作例證的意義 加以解釋，而不是用一種限制性的意義。本發明僅限於如 以下的申請專利範圍及其均等項所界定者。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I · -^1 *^1 ϋ I ϋ n n^-OJ· m 1· n ϋ ί I n n ϋ I ϋ n ϋ I n ϋ I n ϋ n I I I n I I n I _ ------56 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱）

Claims (1)

1. 571351 ah B8 C8 ___ D8 六、申請專利範圍 ι· 一種用於評估在一個帶電粒子束系統中之一個目標 組件的一個目標參數之調諧的方法，其中一個帶電粒子束 係被傳輸通過該目標組件，其包括步驟有： (a) 改變一個位在該目標組件的上游之控制組件的一個 控制參數，其中該控制參數對於該控制組件具有一種預先 決定的關係； (b) 當該控制參數被改變時，量測該目標組件在該帶電 粒子束系統中之下游的束電流；並且 (c) 根據該束電流的量測以及介於該目標組件與該控制 參數之間預先決定的關係來評估該目標參數的調諧。 2.如申請專利範圍第1項之方法，其中該評估該目標 參數的調諧之步驟係包括判斷當該控制參數是在其最初値 時，該束電流是否爲最大觀測到的束電流之至少一個預先 決定的分數。 3·如申請專利範圍第2項之方法，其更包括執行兩次 或是多次所有的步驟之迭代，直到一項預先決定的表決標 準被達到爲止的步驟。 4.如申請專利範圍第3項之方法，其中該預先決定的 表決標準係包括在至少一預先決定的數目之迭代中，該束 電流超過該最大觀測到的束電流之一預先決定的分數。 5·如申請專利範圍第1項之方法，其中該評估該目標 ^參數的調諧之步驟係包括判斷當該控制參數偏離其最初的 値之上或是之下時，最大的束電流是否被量測到。 6·如申請專利範圍第1項之方法，其中該評估該目標 ___1____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 、II: 線 571351 頜 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 參數的調諧之步驟係包括根據該束電流的量測以及介於該 目標組件以及該控制參數之間預先決定的關係，決定該目 標參數係被調諧至一個比將會產生在該目標參數下游量測 到之最大的束電流更高或是更低的値。 7. 如申請專利範圍第1項之方法，其更包括根據該目 標參數的調諧之評估來調整該目標參數的步驟。 8. 如申請專利範圍第7項之方法，其更包括執行兩次 或是多次所有的步驟之迭代，直到該量測到的束電流符合 一項預先決定的標準爲止的步驟。 9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中在一次迭代的 期間，該控制參數的變化在大小上是小於在一先前的迭代 中之變化。 10. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該預先決定的 標準係構成當該控制參數是在其最初的値時，該束電流是 最大觀測到的束電流之至少一預先決定的分數。 11. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該調整該目標 參數的步驟係包括分析該束電流的量測以決定一項目標參 數的調整，並且藉由該決定出的目標參數的調整來調整該 目標參數。 12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該分析該束 電流的量測之步驟係包括決定一個目標參數的調整方向以 ^及大小，以將一峰値束電流移動朝向該控制參數之一個所 要的値。 13. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該目標組件係 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） A8B8C8D8 571351 六、申請專利範圍 包括一個磁鐵，該磁鐵係回應於一電流來產生一磁場，並 且其中該目標參數係包括被供應至該磁鐵之大約的電流。 14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該控制組件 係包括一個靜電的組件，該靜電的組件係回應於一控制電 壓來產生一電場，並且其中該改變該控制參數的步驟係包 括改變該控制電壓。 ： 15. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該控制參數 係包括該帶電粒子束進入該磁鐵之大約的進入角度。 16. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該控制參數 係包括該帶電粒子束進入該磁鐵之大約的進入速度。 17. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該目標組件 係包括一個質量分析器的一個彎曲磁鐵。 18. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該目標組件 係包括一個電荷狀態解析磁鐵。 19. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該目標組件 係包括一個用於轉換該束的軌道成爲實質平行的軌道之平 行化磁鐵。 20_如申請專利範圍第1項之方法，其中該目標組件係 包括一個靜電的組件，該靜電的組件係回應於一電壓來產 生一電場，並且其中該目標參數係包括被施加至該靜電的 組件之大約的電壓。 ; 21·如申請專利範圍第1項之方法，其中該控制參數係 包括饋送該控制組件的一個電源輸出之近似値。 22.如申請專利範圍第21項之方法，其更包括在該控 ___3___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 、\έ 線 098895 ABCD 571351 六、申請專利範圍 制參數的變化期間量測該電源輸出之値的步驟。 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 23·如申請專利範圍第22項之方法，其更包括在藉由 一個集合的極限成員所界定的値之範圍中決定該電源的一 個次要的値之步驟，該集合係包括該控制參數回讀的至少 一個量測，該量測係幾乎與該峰値的被觀測到的束電流之 至少一個預先決定的分數之束電流的至少一個量測同時地 被記錄。 24·如申請專利範圍第23項之方法，其更包括在起始 該控制參數的變化之前讀取一個標稱的控制參數之回讀値 ;並且藉由介於該電源之次要的値與該標稱的控制參數之 回讀値之間帶正負號的差値之一個預先決定的函數，從該 目標參數最初的値來調整該目標參數的步驟。 25. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該改變該控制 參數的步驟係包括用一個週期性的波形來調變該控制參數 線-▲ 〇 26. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該改變該控制 參數的步驟係包括逐步變化該控制參數在一預先決定之模 式的離散値之間。 27·如申請專利範圍第1項之方法，其中該控制參數係 包括饋送該控制組件的一個電源輸出之近似値。 28·如申請專利範圍第27項之方法，其中該改變該控 *制參數的步驟係包括比該電源輸出可以回應於每組設定而 穩定化更快速地逐步變化該控制參數在一預先決定之模式 的離散値之間。 --- -4_____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公爱） 571351 - C8 D3 六、申請專利範圍 29. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該量測束電流 的步驟係包括用一個位在該目標組件的下游之法拉第束感 測器來量測束電流。 30. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該量測束電流 的步驟係包括用一個位在該目標組件的下游之參數變流器 來量測束電流。 31·如申請專利範圍第1項之方法，其中該量測束電流 的步驟係包括對於不同的控制參數値量測束電流樣本。 32.如申請專利範圍第1項之方法，其更包括回復該控 制參數至其最初的値之步驟。 3 3 ·如申請專利範圍第1項之方法’其中該控制梦數係 比該目標組件回應調整更快速地回應調整。 34.如申請專利範圍第1項之方法，其中該評估該目標 參數的步驟係包括在該量測到的束電流之波形上執行傅立 某分析。 35·如申請專利範圍第1項之方法，其中該帶電粒子束 系統係包括一個離子植入器。 36. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該帶電粒子束 系統係包括一個粒子加速器。 37. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該帶電粒子束 系統係包括一個質譜儀。 ^ 38· —種用於調諧在一個帶電粒子束系統中之一個目標 組件的一個目標參數之方法；其中一帶電粒子束係被傳輸 通過該目標組件，該方法包括步驟有： _________________ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 、-u 線 A8B8C8D8 571351 六、申請專利範圍 (a) 決定一個標稱的目標參數値； (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) (b) 里測該目標爹數的一個標稱的回讀値； (c) 以一種預先決定的模式，相關於該標稱的目標參數 値來改變該目標參數； (d) 當該目標參數被改變時，量測在該帶電粒子束系統 中之目標組件下游的束電流、以及該電源輸出之目標參數 的回讀値； (e) 在藉由一個集合的極限成員所界定的値之範圍中決 定一個最佳的回讀値，該集合包括該目標參數的回讀値之 至少一個量測，該量測係幾乎與該峰値的被觀測到的束電 流之至少一個預先決定的分數之束電流的至少一個量測同 時地被記錄； 線 ⑴藉由介於該標稱的回讀値以及最佳的回讀値之間帶 正負號的差値之一個預先決定的函數來調整該標稱的目標 參數値；並且 (g)執行兩次或是多次至少步驟(b)、（c)、（d)及(e)的迭 代，直到該束電流的量測符合一項預先決定的標準爲止。 39·如申請專利範圍第38項之方法，其中在一次迭代 的期間，該目標參數的變化在大小上是等於或是小於在一 先前的迭代中之變化。 40·如申請專利範圍第38項之方法，其中該預先決定 '的標準係構成當介於該最佳的回讀値以及該標稱的回讀値 之間的絕對値差異在大小上是小於一個預先決定的臨界値 時，束電流是最大觀測到的束電流之至少一預先決定的分 本紙張尺庋通用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 571351 益 C8 D8 六、申請專利範圍 數。 41.如申請專利範圍第38項之方法，其中該目標組件 係包括一個靜電的組件，該靜電的組件係回應於一電壓來 產生一電場，並且其中該目標參數係包括被施加至該靜電 的組件之大約的電壓。 42·如申請專利範圍第38項之方法，其中該改變該目 標參數的步驟係包括用一個週期性的波形來調變該目標參 數。 43. 如申請專利範圍第38項之方法，其中該改變該目 標參數的步驟係包括逐步變化該目標參數在一連串的離散 値之間。 44. 如申請專利範圍第38項之方法，其中該目標參數 係包括饋送該目標組件的一個電源輸出之近似値。 45. 如申請專利範圍第44項之方法，其中該改變該目 標參數的步驟係包括比該電源輸出可以回應於每組設定而 穩定化更快速地逐步變化該目標參數在一連串的離散値之 間。 46·如申請專利範圍第38項之方法，其中該量測束電 流的步驟係包括用一個位在該目標組件下游的法拉第束感 測器來量測束電流。 47·如申請專利範圍第38項之方法，其中該量測束電 J流的步驟係包括用一個位在該目標組件下游的參數變流器 來量測束電流。 48·如申請專利範圍第38項之方法，其中該量測束電 ___— -__ _7______ 中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、\έ 571351 韶 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 流的步驟係包括對於該目標參數不同的値來量測束電流的 樣本。 49. 如申請專利範圍第38項之方法’其中該評估該目 標參數的步驟係包括在該量測到的束電流之波形上執行傅 1茱分析。 50. 如申請專利範圍第38項之方法，其中該帶電粒子 束系統係包括一個離子植入器。 51. 如申請專利範圍第38項之方法’其中該帶電粒子 束系統係包括一個粒子加速器。 52. 如申請專利範圍第38項之方法’其中該帶電粒子 束系統係包括一個質譜儀。 線 53. —種用於評估在一個帶電粒子束系統中之一個目標 組件的一個目標參數之調諧的方法，其中一個帶電粒子束 係被傳輸通過該目標組件，並且該目標參數係決定該帶電 粒子束之大約的下游焦點，該方法係包括步驟有： (a) 決定一個標稱的目標參數値，其中該目標參數係決 定該帶電粒子束在一個位在該帶電粒子束系統中之目標組 件下游的束電流感測元件的平面上之大約的位置； (b) 以一種有關該標稱的控制參數値之預先決定的模式 來改變該目標參數，使得該帶電粒子束係交替地入射在該 束電流感測元件之上以及不入射在該束電流感測元件之上 (c) 當該目標參數被改變時，用該束電流感測元件來量 測束電流； ________8____ 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） 、 571351 益 C8 D8 六、申請專利範圍 (d) 判斷出介於該帶電粒子束入射在該束電流感測元件 之上以及不入射在該束電流感測元件之上之間轉變的銳利 度；並且 (e) 至少部分地根據該銳利度來評估該目標參數的調諧 〇 54·如申請專利範圍第53項之方法，其中該判斷出銳 利度的步驟係構成當該帶電粒子束橫越該束電流感測機構 的一個邊緣時，判斷出束電流的導數爲該目標參數的一個 函數。 55·如申請專利範圍第53項之方法，其中該評估該目 標參數的調諧之步驟係更包括評估一個預先決定的函數， 其係至少將該銳利度以及最大觀察到的束電流作爲輸入。 56·如申請專利範圍第53項之方法，其包括執行兩次 或是多次至少步驟(b)、（c)、（d)以及⑷的迭代，直到該目 標組件之評估後的調諧係符合一項預先決定的標準爲止。 57·如申請專利範圍第56項之方法，其中在一次迭代 的期間，該控制參數的變化在大小上是等於或是小於一次 先前的迭代。 58·如申請專利範圍第56項之方法，其中該預先決定 的標準係構成當介於該最佳的回讀値以及該標稱的回讀値 之間的絕對値差異在大小上是小於一個預先決定的臨界値 ^時’束電流是最大觀測到的束電流之至少一預先決定的分 -數。 59·如申請專利範圍第53項之方法，其中該目標組件 -------Q _ _____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) -έ ABCD 571351 六、申請專利範圍 係包括一個靜電的組件，該靜電的組件係回應於一電壓來 產生一電場，並且其中該目標參數係包括被施加至該靜電 的組件之大約的電壓。 60.如申請專利範圍第53項之方法，其中該改變該目 標參數的步驟係包括用一個週期性的波形來調變該目標參 數。 61·如申請專利範圍第53項之方法’其中該改變該目 標參數的步驟係包括逐步變化該目標參數在一連串的離散 値之間。 62. 如申請專利範圍第53項之方法，其中該改變該目 標參數的步驟係包括比該目標參數可以回應於每組設疋而 穩定化更快速地逐步變化該目標參數在一連串的離散値之 間。 63. 如申請專利範圍第53項之方法，其中該量測束電 流的步驟係包括用一個位在該目標組件的下游之法拉第束 感測器來量測束電流。 64. 如申請專利範圍第53項之方法，其中該量測束電 流的步驟係包括用一個位在該目標組件的下游之參數變流 器來量測束電流。 65. 如申請專利範圍第53項之方法，其中該量測束電 流的步驟係包括對於該目標參數不同的値來量測束電流的 ^樣本。 66·如申請專利範圍第53項之方法，其中該帶電粒子 束系統係包括一個離子植入器。 —----— _U)_____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 、-T-rtlr I I 線乂 571351 g 六、申請專利範圍 67. 如申請專利範圍第53項之方法，其中該帶電粒子 束系統係包括一個粒子加速器。 68. —種用於g平估在一*個帶電粒子束系統中之一個目標 組件的一個目標參數之調諧的裝置，其中一帶電粒子束係 被傳輸通過該目標組件，該裝置係包括： 用於改變一個位在該目標組件的上游之控制組件的一 個控制參數之機構，其中該控制參數對於該目標組件具有 一種預先決定的關係； 用於當該控制參數被改變時，量測該目標組件下游的 束電流之機構；以及 用於根據該束電流的量測以及介於該目標組件以及該 控制參數之間預先決定的關係來評估該目標參數的調諧之 機構。 69. —種帶電粒子束裝置，其係包括： 一個藉由一目標參數加以控制的目標組件； 一個藉由一控制參數加以控制並且位在該目標組件的 上游之控制組件； 一個位在該目標組件的下游之束感測器’其係用於感 測一被傳輸通過該控制組件以及該目標組件的帶電粒子束 :以及 一個控制器，其係用於改變該控制參數並且回應於從 ^該束感測器所收到之束電流的量測，根據介於該目標組件 以及該控制參數之間預先決定的關係來評估該目標參數的 調諧。 _ _1 1 ______ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 x 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項存填寫本頁) 、\έ 線 571351 Bs8 C8 D8 六、申請專利範圍 70. —種帶電粒子束系統，其係包括： (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 一帶電粒子束被傳輸通過其間的一或多個束線組件； 一個用於控制該系統的集中式控制器；以及 至少一個包含一調諧演算法之局部的控制器，其係用 於回應於一個來自該集中式控制器的調諧命令以自動地調 諧該一或多個束線組件之一個所選的束線組件。 71. —種用於調整一帶電粒子束的焦點之方法，其係包 括步驟有： (a) 偏轉該帶電粒子束橫越一個孔的一邊緣； (b) 當該束被偏轉橫越該孔的邊緣時，判斷出該孔下游 的束電流之變化速率； (c) 針對該帶電粒子束不同的焦點設定來重複步驟(a)與 (b);並且 線Η (d) 選擇當該束被偏轉橫越該孔的邊緣時’產生最筒的 該孔下游的束電流之變化速率的焦點設定。 72. —種在一帶電粒子束系統中的調諧方法’該系統係 包括一帶電粒子束被傳輸通過其間的複數個束線組件、一 個集中式控制器以及一或多個用於控制個別的束線組件之 電源控制器，該方法係包括步驟有： 該集中式控制器係傳送一個調諧命令至該等電源介面 之一個所選的電源介面；並且 ; 該所選的電源控制器係回應於該調諧命令而自動地執 行一個調諧演算法。 _______J2-_ ^紙張尺度適用帽國家群(CNS) A4規格(210 公愛）