TWI382460B - 離子束角度處理控制的技術 - Google Patents

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Description

離子束角度處理控制的技術
本揭露內容大體關於半導體設備，且更明確地說，關於離子束角度處理控制的技術。
離子植入是藉由以受激離子直接轟擊基板而將化學物質沉積至基板上的處理。在半導體製造中，離子植入機主要用於改變目標材料之傳導率之類型及位準的摻雜處理。一積體電路(IC)基板及其薄膜結構中之精確摻雜分佈通常對適當IC效能至關重要。為了達成一所要摻雜分佈，可以不同劑量及不同能階植入一或多種離子物質。離子物質、劑量及能量之規格被稱作離子植入配方。
圖1描繪一先前技術之離子植入機系統100。如對於多數離子植入機系統而言為典型之，系統100置於一高度真空的環境中。離子植入機系統100可包括一離子源102及一離子束10穿過之一複雜連串的組件。連串組件可(例如)包含一提取操縱器104、一過濾器磁石106、一加速或減速柱108、一分析器磁石110、一旋轉質量狹縫112、一掃描器114以及一修正器磁石116。與操縱一光束之一連串光學透鏡很相似，離子植入機組件可在將離子束10朝向一目標基板118引導前過濾且聚焦離子束10。出於說明的目的，此等組件通常被稱作“光束線元件”。
在生產中，通常以一離子束掃描半導體晶圓。舉例而言，如圖2中所說明，當一連串晶圓204沿線20流動且穿過帶狀離子束202時，帶狀離子束202可保持為靜止。或者，如圖3中所說明，可在形成一光束路徑30之兩個端點308與310之間來回掃描一點束302，同時一連串晶圓304可沿線32流過光束路徑30。如下文中所使用，一離子束之“掃描”意指一離子束相對於一晶圓或基板表面的相對運動。
在一傳統離子植入機系統中，一離子束通常經調諧以在一基板表面上具有一指定入射角，且通常最小化或簡單地忽略單一離子束之入射角的任何分佈。然而，實際上，離子束並非總以指定角度精確地撞擊一目標基板，且離子束通常具有一不可忽略的有限角度擴散。如圖4a所示，一帶狀離子束400通常包括多個細光束(beamlet)404。歸因於光束發射度及/或散度，細光束404可以不同入射角撞擊一基板表面402。因此，基板表面402暴露於離子束入射角的一固有分佈中。另外，舉例而言，如圖4b所示，歸因於空間電荷效應，每一細光束404亦可具有入射角的一固有分佈。意即，形成細光束之離子在一平均方向上行進，但根據一類似高斯(Gaussian)之分佈圍繞平均方向散開。類似地，一典型點束亦可具有一固有角度擴散，且歸因於光束引導誤差，點束可能無法以精確之指定入射角撞擊其目標。
離子束入射角及固有角度擴散可引起離子植入處理中的角度變化。通常存在三種類型之角度變化，其原因及結果分別說明於圖5至圖7中。
圖5a及圖5b說明晶圓至晶圓(或晶圓間)角度變化，其中晶圓502及504是基於同一離子植入機系統中之同一配方進行獨立處理的不同晶圓。歸因於離子植入機系統之配置中的小差異及/或光束引導誤差，晶圓502可植入有一以第一角度θ入射之離子束50，而晶圓504可植入有一以第二角度θ'入射之離子束52，其中θ'≠θ。θ及θ'是相對於晶圓表面之標稱方向所量測的“角度誤差”。在以下描述中，角度誤差展示為相對於晶圓表面之正入射角而進行量測的。然而，一般而言，此種角度誤差可相對於任何預定角度進行量測。角度誤差通常影響晶圓502及504上之所有結構，且角度差異可引起裝置效能之晶圓至晶圓變化。離子束50及52亦可具有可引起兩個晶圓之間之額外摻雜變化的不同固有角度擴散。
圖6說明晶圓內部(或晶圓內)角度變化，其中，舉例而言，歸因於離子束60內部之固有角度擴散，晶圓602之不同部分可經歷不同之離子束入射角(θ1 、θ2 及θ3 等)。或者，具有一不規則表面(例如，凹或凸表面)之一晶圓可具有顯著的晶圓內角度變化，甚至當其暴露於一完全平行的離子束(意即，具有零角度擴散之一離子束)中時。儘管(例如)藉由掃描離子束穿過晶圓而將光束電流非均一性加以平均，但是基板之不同部分中之離子束入射角可保持為未受控制的，以使得角度擴散局部地變窄(意即，在基板之任何部分處)，但仍隨著位置的不同而變化。對於位於同一晶圓之不同部分中之裝置而言，此種晶圓內角度變化可引起顯著的效能變化。
圖7說明裝置位準的角度變化。如圖所示，具有或並不具有一角度誤差之第一離子束70及第二離子束72可引起渠溝702或凸台704查看到入射角之分佈。結果，渠溝702之底部可具有一與其側壁不同的摻雜劑分佈。且渠溝702之每一側壁可具有一與另一者不同的摻雜劑分佈。類似地，凸台704之一側的摻雜可較重於一相對側的摻雜。對於某些應用而言，此種不對稱摻雜劑分佈可能為不可接受的。
若並未在植入及摻雜處理中適當控制離子束入射角及/或角度擴散，則上述角度變化可引起若干問題。
在具有不規則表面佈局之一基板中需要均一摻雜劑分佈之“保形摻雜”的情況下可出現一此種問題。保形摻雜之先前方法開始於在基板表面上沉積一含摻雜劑的薄膜。接著，要求一些諸如熱擴散之後植入處理將摻雜劑驅動至基板。為了達成均一摻雜劑分佈，先前方法通常聚焦於改良熱驅動處理中的均一性。由於此等方法依賴於熱擴散，因此此等方法受限於處理序列中之每一摻雜步驟的熱預算約束。
圖8a及圖8b說明可由離子束角度變化引起的另一問題。圖8a描繪一具有零角度誤差及小角度擴散的離子束80。離子束80用以摻雜一基板表面802，其之一部分由一具有垂直側壁之結構804(例如，一閘堆疊)遮蔽。由於離子束80與側壁對準，所以結構804之任一側上之所得摻雜劑分佈82及84是對稱的。然而，若離子束80具有一如圖8b所示之小角度誤差，則來自結構804之遮蔽效應引起所得摻雜劑分佈86及88高度不對稱，以使得遮蔽側變得無用的。
注意，結構804可為基板802中之裝置中之僅僅一者，其佈局使其對離子束角度變化(例如，光束引導誤差及角度擴散)敏感。若並未適當控制離子束80之角度誤差及/或角度擴散，則穿過基板802之不同部分或穿過不同晶圓可查看到類似但有所變化的效應。由於裝置特徵尺寸持續變小，因此若不加以控制，則裝置位準、晶圓位準及晶圓至晶圓角度變化可引起更大效能變化及其他有害效應。
離子束角度變化亦可引起離子植入機系統中的處理反覆性問題。如上所述，未受控制的離子束入射角及角度擴散可引起在同一植入機中加以處理之不同晶圓間的顯著效能變化。配置一離子植入機系統之現有方法已聚焦於植入劑量之反覆性。就離子束入射角而言，現有方法僅受限於平均入射角之修正。並無已知方法設法達成相對於離子束入射角以及植入劑量的正確處理反覆性。
鑒於上述內容，需要提供一克服上述不足及缺點之離子束植入控制的解決方案。
本發明揭露一種離子束角度處理控制的技術。在一特定例示性實施例中，技術可實現為一離子植入機系統中之離子束角度處理控制的方法。方法可包括將一或多個離子束導向一基板表面處。方法可亦包括判定一或多個離子束撞擊基板表面之入射角的一平均擴散。方法可更包括至少部分地基於入射角之平均擴散調整一或多個離子束以產生離子束入射角的一所要擴散。
根據此特定例示性實施例之其他態樣，方法可更包括量測一或多個離子束中之每一者的入射角及固有角度擴散。
根據此特定例示性實施例之進一步態樣，方法可更包括基於光束線元件參數之一理論模型估計入射角的平均擴散。
根據此特定例示性實施例之額外態樣，方法可包括藉由原位計量法量測入射角的平均擴散。
根據此特定例示性實施例之另一態樣，方法可包括在植入處理期間實質上即時地量測入射角的平均擴散。方法亦可包括基於即時量測動態地調整一或多個離子束。
在另一特定例示性實施例中，技術可藉由實施於用以傳輸指令之一電腦程式之至少一個載波中的至少一個訊號而實現，指令之一電腦程式經組態以可藉由至少一個處理器讀取以便指令至少一個處理器執行一用以執行上文所引用之方法的電腦處理。
在又一特定例示性實施例中，技術可藉由用以儲存指令之一電腦程式之至少一個處理器可讀載體而實現，指令之一電腦程式經組態以可藉由至少一個處理器讀取以便指令至少一個處理器執行一用以執行上文所引用之方法的電腦處理。
在另一特定例示性實施例中，技術可藉由一用於一離子植入機系統中之離子束角度處理控制的系統而實現。系統可包括用以將一或多個離子束導向一基板表面處的構件。系統亦可包括用以判定一或多個離子束撞擊基板表面之入射角之一平均擴散的構件。系統可更包括用以至少部分地基於入射角之平均擴散調整一或多個離子束以產生離子束入射角之一所要擴散的構件。
根據此特定例示性實施例之其他態樣，系統可包括用以量測一或多個離子束中之每一者之入射角及固有角度擴散的構件。
根據此特定例示性實施例之進一步態樣，系統可包括用以基於光束線元件參數之一理論模型估計入射角之平均擴散的構件。
根據此特定例示性實施例之額外態樣，系統可包括用以藉由原位計量法量測入射角之平均擴散的構件。
根據此特定例示性實施例之另一態樣，系統可包括用以在植入處理期間實質上即時地量測入射角之平均擴散的構件。系統亦可包括用以基於即時量測動態地調整一或多個離子束的構件。
現將參看如附圖所示之本發明之例示性實施例更詳細描述本揭露內容。儘管下文參看例示性實施例描述本揭露內容，但應瞭解，本揭露內容並不限制於此。可使用本文之教示之一般熟習此技藝者應認識到屬於本文所述之本揭露內容之範疇的額外實施、修改、實施例以及使用之其他領域，且本揭露內容相對於此等額外實施、修改、實施例以及使用之其他領域可具有顯著效用。
為了減少或克服現有離子植入機系統中之上文所識別及其他不足，離子束入射角之受控擴散可引入至或保持於離子植入處理中，或者可基於具體應用在其他方面控制離子束角度變化。根據本揭露內容之實施例，可使一或多個離子束以兩個或兩個以上不同入射角撞擊一基板表面，藉此使基板表面暴露於離子束入射角的一受控擴散中。如下文所使用，“角度擴散”意指可由一基板表面之一部分(例如，一或多個裝置或結構)、單一晶圓或多個晶圓查看出之離子束入射角的分佈。
圖9說明根據本揭露內容之一實施例之離子束角度擴散控制的方法。可以一如波形902所說明之具有一小角度誤差(或平均入射角)－Φ及一預定角度擴散的第一離子束92掃描基板表面。可以一如波形904所說明之具有一小角度誤差(或平均入射角)＋φ及一預定角度擴散的第二離子束94掃描基板表面。藉由出於說明之目的繪製為獨立離子束，第一離子束92及第二離子束94可表示同一離子束的兩個狀態。意即，可以單一離子束或多個離子束且在單一掃描通道或多個掃描通道中達成具有兩個入射角的基板表面掃描。舉例而言，可使單一離子束多次掃描基板表面，其中可在每一掃描通道後在入射角－Φ與＋φ間切換子束入射角。或者，單一離子束可僅在一個掃描通道中掃描基板表面。在單一掃描通道期間，光束角度可以實質上快於掃描速度之頻率在入射角－Φ與＋φ之間交替，以使得其模擬以具有兩個不同入射角之兩個離子束同時掃描基板表面。在另一實施例中，分別保持為兩個入射角－Φ與＋φ的兩個獨立離子束可用以掃描基板表面。
第一離子束92與第二離子束94之組合效應可等效於一如波形906所說明之具有一較小平均入射角及/或一較廣角度擴散之離子束96的效應。意即，已經受兩個入射角之基板表面可合計為經歷一減小的角度誤差及/或一較大、較受控制的角度擴散。儘管圖9僅說明兩個離子束，但應注意，多個離子束可用以達成一所要角度擴散。
一較大角度擴散之一個優點可參見圖10，其說明與圖8a及圖8b所示之相同基板表面802及結構804。圖10中之一離子束100可具有如圖8b中之離子束80相同的小角度誤差。唯一的差異可能在於，離子束100具有一較大於離子束80的角度擴散。如角度分佈1002及1004所說明，較大角度擴散減小了遮蔽效應(由於角分佈之一較大部分現在可用於植入)，且因此使所得摻雜劑分佈較為對稱。較大、較受控制之角度擴散之結果為，圍繞結構804之區域的摻雜處理已變得對角度誤差或光束引導誤差較少敏感。
一較大角度擴散之另一優點說明於圖19中，其中基於具有不同入射角及角度擴散之離子束對所得之裝置效能的效應將離子束相比較。圖19中所比較之效能參數為一電晶體裝置之源極－汲極電流偏斜，其中電晶體裝置之源極及汲極區域植入有具有不同光束角度條件的離子束。源極－汲極電流偏斜界定為由兩個電流之平均值所除之源極至汲極電流與汲極至源極電流之間之差。曲線1902展示具有零角度擴散之離子束所產生的電流偏斜值。曲線1904展示具有2度之角度擴散之離子束所產生的電流偏斜值。曲線1906展示具有5度之角度擴散之離子束所產生的電流偏斜值。曲線1908展示具有10度之角度擴散之離子束所產生的電流偏斜值。此等曲線展示出兩個值得注意的趨勢：(1)電流偏斜隨著角度誤差單調增大；以及(2)對於每一給定角度誤差，當裝置位準角度擴散增大時，電流偏斜降低。意即，一較大角度擴散可有助於遮蔽光束角度誤差的效應。
受控角度擴散亦可改良晶圓內及晶圓間植入均一性。舉例而言，對於一高度不規則之基板表面的保形摻雜，較大、較受控制之角度擴散可在基板表面上之非平坦結構中產生摻雜劑的一較均勻分佈。
若干技術可用以控制且變化離子束入射角。根據一方法，可藉由光束路徑中之一或多個光束線元件將離子束偏轉至所要角度。可藉由改變一或多個靜電場、或一或多個磁場，或其之一組合而達成離子束之偏轉。
圖11說明一具有多個光束線元件的例示性離子植入機系統1100。一離子源1104可藉由一電源1102而固持於一所要植入電位。當一提取操縱器1106自離子源牽引離子時，可產生一離子束11。離子束11可藉由一90°分析器磁石1108加以純化。離子束11可隨後穿過一第一抑制台1110及一第一減速器台1112，且可藉由一70°修正器磁石1114而成形。最終，離子束11可在撞擊一固持於地面電位之基板1120之前穿過一第二抑制台1116及一第二減速器台1118。與提取操縱器1106或光束線操縱器(例如，第一抑制台1110)相關聯之靜電場可經變化以修整離子束角度。若離子植入機系統1100裝備有靜電掃描器板(圖11中未圖示)，則掃描器板之形狀或幾何結構可經變化以達成不同離子束角度。
或者，在70°修正器磁石1114內部之磁場可經變化以使離子束11偏轉於其之標稱入射角。舉例而言，一隨時間變化的電流可提供至修正器磁石1114內部的多磁極(未圖示)，以便控制改變帶狀光束之不同部分處之入射角的局部磁場。類似地，成形修正器磁石1114內部之磁場之一或多個鋼條(未圖示)的位置可經改變以控制離子束角度。
根據本揭露內容之實施例，可連續或增量地改變離子束入射角。舉例而言，若修正器磁石1114用以偏轉離子束11，則調變磁場之電流可具有一連續波形或一具有階梯式變化之波形。另外，當前波形可為緩慢變化或快速振盪。
根據另一方法，可藉由將目標基板相對於入射離子束傾斜至一或多個角度而實現所要離子束入射角。圖12a至圖12c說明一根據本揭露內容之一實施例的多位置基板固持器1200。圖12a為基板固持器1200之側視圖，圖12b為基板固持器1200之俯視圖，且圖12c為基板固持器1200上之一晶圓1202之簡化透視圖。基板1202可緊固地附著至晶圓固持器1200。當基板1202處於其並未傾斜的位置時，離子束1208可具有一至基板表面的正入射角。為了改變離子束1208之入射角，基板1202可圍繞垂直穿過紙之第一軸1204上下傾斜(如圖12a所示)。舉例而言，若基板1202向上傾斜一角度θx ，則離子束1208之入射角將處於相對於基板1202之正入射角的θx 。基板1202亦可圍繞垂直穿過紙之第二軸1206左右傾斜(如圖12b中所示)。舉例而言，若基板1202向左傾斜角度θy ，則離子束1208之入射角將處於相對於基板1202之正入射角的θy 。視需要，舉例而言，一機械制動器1210可經提供以限制基板1202之橫向傾斜。根據一些實施例，參照離子束1208旋轉基板1202可能是有益的。可在部分植入後開始旋轉以使得對角度變化具有一平均效應且旋轉可改良摻雜劑分佈之均一性。旋轉可圍繞一如圖12c所示之垂直於基板表面之z軸。旋轉可連續或增量地改變基板定向。舉例而言，可在考慮基板1202之晶格定向的情況下判定旋轉角度。根據本揭露內容之實施例，可每次實施基板1202之傾斜及/或旋轉中之一者或可相互配合地實施傾斜及/或旋轉。
控制且改變離子束入射角之一進一步方法可涉及以磁場或靜電場偏轉離子束之上述方法與傾斜或旋轉基板之方法的一組合。如熟習此技藝者應瞭解，亦可使用根據本揭露內容之實施例之控制且改變離子束入射角的其他方式。
對於進階應用而言，離子束劑量及能量可隨不同入射角變化，以便達到所要的角度－劑量及/或角度－能量分佈。此種離子束角度－劑量及/或角度－能量分佈可導致一具有一不規則表面之基板中之精確控制的摻雜劑分佈。舉例而言，如此獲得之摻雜劑分佈可不受熱預算限制，且可結合進階之無擴散退火處理而使用。
圖13說明根據本揭露內容之一實施例之用於進階應用之離子束角度擴散控制的例示性方法。圖13展示一具有一複雜佈局之類似FinFET結構1300。為了達成一精確控制的摻雜劑分佈，結構1300可經受處於不同入射角的若干離子束狀態。舉例而言，可以角度1將一具有能量1之離子束1301導向結構1300處且離子束1301傳遞一離子劑量1；可以角度2將一具有能量2之離子束1302導向結構1300處且離子束1302傳遞一離子劑量2；可以角度3將一具有能量3之離子束1303導向結構1300處且離子束1303傳遞一離子劑量3等。可藉由數學模擬及/或基於經驗資料判定每一入射角之適當離子能量及劑量。注意，儘管在圖13中將離子束1301、1302及1303等描繪為獨立離子束，但其可為單一離子束的不同表示。且不同離子束狀態可提供於單一掃描通道或多個通道中。
一受控角度－能量分佈可對一具有一不規則表面之基板的保形摻雜尤其有用。圖14說明離子束入射角與投射離子範圍之間的例示性關係。本文所使用之離子為10 keV(千電子伏)、20 keV及30 keV之砷(As)離子。在10 keV離子之狀況下，當離子入射角自正入射角(意即，入射角為零)改變至掠入射角(Glancing Incidence)(意即，入射角為90°)時，可看出投射離子範圍自高達130埃(angstrom)穩步降低至低於40埃。對於20 keV及30 keV離子而言，顯而易見類似趨勢。意即，當入射角增大時，離子在基板材料中的穿透性變得較差。結果，為了確保自所有角度均勻地摻雜基板表面結構，可能需要增大較大入射角處的離子能量。在目標為具有一垂直於基板之均一摻雜側壁的具體狀況下，摻雜劑分佈均一性可受到來自側壁之頂部部分之歸因於離子之反射及濺鍍等的劑量損失的影響。可以一較大離子束入射角(無法查看到底部)但減少的能量補償此等劑量損失。或者，若頂部處存在過多摻雜劑，則可植入一反摻雜物質以平衡結構側壁中之淨摻雜。
圖15說明一垂直渠溝結構1500，其摻雜劑分佈可得益於一受控角度－能量分佈及/或角度－劑量分佈。渠溝1500之共形摻雜可要求一在側壁表面以及渠溝底部下的均一摻雜區域1600。意即，對於渠溝側壁或渠溝底部而言，摻雜劑之深度及濃度應並無不同。基於共形摻雜之要求，可估計且模擬離子束之角度－能量分佈及角度－劑量分佈。可要求一對稱之平均角度擴散以確保側壁中之摻雜劑對稱性。儘管沉積摻雜劑至側壁中可能需要一或多個大角度離子束(例如，光束1504及1506)，但平均入射角可垂直於渠溝底部。大角度離子束可具有高於正入射光束(例如，離子束1502)之能量的能量，以便在側壁及渠溝底部中達成同一穿透深度。應注意，由於晶圓之頂部表面(若未遮蔽)暴露於所有入射角之離子束中，所以與渠溝1500之內部表面相比較，晶圓之頂部表面通常被較重度地摻雜。
不同入射角之離子劑量可以若干方式加以控制。基板之一特定部分所接收之離子劑量可與其暴露於一掃描離子束之量成比例。因此，離子束掃描速度之改變可在某種程度上改變有效離子劑量。加速掃描可降低離子劑量且減慢掃描可增大離子劑量。或者，可調諧離子提取處理或者可調整光束線元件，其亦可引起離子劑量的一所要改變。
根據本揭露內容之實施例，調適光束角度以使其適合於基板表面佈局通常是有益的。圖18展示一實例，其中一離子束1802可向上傾斜一入射角θi 以使得可查看到渠溝結構1800的全部側壁。最大入射角θi 可藉由渠溝之縱橫比H/L而判定。為了補償渠溝1800之頂部與底部部分之間之前述離子劑量差，可利用與離子束1802相比入射角較大(例如，θj )但能量較少之一或多個額外離子束(例如，離子束1804)。在基於渠溝幾何結構及離子劑量損失調適離子束角度及能量後，渠溝之底部處以及側壁上可達成一所要摻雜劑分佈。
為了最小化自晶圓至晶圓或自配置至配置之角度變化，離子束入射角之受控擴散可看作一可用於離子束配置及/或即時調整中的關鍵處理參數，以便保持處理反覆性。一旦已判定及/或測試一所要角度擴散，則可根據所要角度擴散配置每一隨後的植入操作。
圖16說明根據本揭露內容之一實施例之離子束角度處理控制的例示性方法。在步驟1602中，可判定一當前離子束角度擴散。步驟1602可包含可個別或組合實施之一或多個子步驟。如上所述，藉由具有不同入射角及固有角度擴散之一或多個離子束可引起離子束角度擴散。在子步驟1604中，可分別量測每一個別離子束角度及其固有角度擴散。個別光束角度(或組件光束角度)之效應可經合計以判定當前離子束角度擴散。或者，在子步驟1606中，可由光束線參數之理論模型估計個別入射角。或者，在子步驟1608中，可使用原位計量法直接量測當前離子束角度擴散。隨後在步驟1610中，可將當前角度擴散與一所要角度擴散相比較。所要角度擴散可藉由反映一先前測試之角度擴散之一組確立的處理參數而界定。若在步驟1612中判定已達成所要角度擴散，則在步驟1614中可以所要角度擴散繼續進行植入。否則在步驟1616中，個別光束角度或角度擴散可經調整以產生所要角度擴散。調整可涉及引入或移除一或多個個別光束角度以改變總體角度分佈，且可藉由在穿過離子束之一或多個掃描期間調諧光束線元件及/或調整基板定向而達成調整。可重複步驟1616、1602(包含子步驟1604、1606及1608中之一或多者)及1610直至已達成所要角度擴散為止。
可在一離子植入機系統之初始配置期間或在離子植入期間實質上即時地執行圖16所說明的方法步驟。在即時植入中，可確立一反饋迴路以便有效地控制且保持離子束角度擴散。
圖17為說明根據本揭露內容之一實施例之離子束角度擴散控制及/或處理控制的例示性系統1700的方塊圖。系統1700可包括一處理器單元1702，處理器單元可為一微處理器、微控制器、個人電腦(PC)或任何其他處理裝置。系統1700亦可包括一光束角度控制器1706，其根據自處理器單元1702接收之指令調整離子植入機系統1704。系統1700可更包括一量測介面1708，經由介面1708處理器單元1702可接收來自離子植入機系統1704的量測資料。
在操作中，處理器單元1702可基於理論模擬或歷史角度擴散資料判定一所要離子束角度擴散。隨後，處理器單元1702可指令光束角度控制器1706在離子植入機系統1704中執行一或多個測試掃描，且可經由量測介面1708接收離子束角度量測。處理器單元1702可判定一當前角度擴散且識別光束角度控制器1706所採取之調整行動以便達成所要角度擴散。隨後，光束角度控制器1706可執行調整行動， 且所得量測資料可由處理器單元1702檢查以便判定是否必須進一步調整。除了角度調整之外，光束角度控制器1706亦可引起離子能量及離子劑量隨入射角變化，藉此實現如處理器單元1702所指定的所要角度－能量分佈及角度－劑量分佈。
此處應注意到，如上所述之根據本揭露內容之離子束角度處理控制的技術在某種程度上通常涉及輸入資料之處理及輸出資料之產生。此輸入資料處理及輸出資料產生可以硬體或軟體實施。舉例而言，可在離子植入機系統、或類似或相關電路中使用具體電子組件以實施與如上所述之根據本揭露內容之離子束角度處理控制相關聯的功能。或者，根據所儲存之指令操作的一或多個處理器可實施與如上所述之根據本揭露內容之離子束角度處理控制相關聯的功能。若為此種狀況，則其屬於本揭露內容之範疇，意即，此等指令可儲存於一或多個處理器可讀載體(例如，磁碟)上，或經由一或多個訊號傳輸至一或多個處理器。
本揭露內容並不受限於本文所述之具體實施例的範疇。實際上，通過前述描述及附圖，一般熟習此技藝者顯而易見除本文所述之彼等實施例之外之本揭露內容的其他多種實施例及修改。因此，吾人意欲此等其他實施例及修改屬於本揭露內容之範疇。另外，儘管出於一特定目的本文已在一特定環境中之一特定實施內容中描述本揭露內容，但一般熟習此技藝者應認識到，其之效用並不受限於此處且可出於任何目的在任何環境中有益地實施本揭露內容。因此，下文所提出之申請專利範圍應理解為鑒於本文所述之本揭露內容的全部寬度及精神。
10．．．離子束
11．．．離子束
20．．．線
30．．．光束路徑
32．．．線
50．．．離子束
52．．．離子束
60．．．離子束
70．．．第一離子束
72．．．第二離子束
80．．．離子束
82．．．摻雜劑分佈
84．．．摻雜劑分佈
86．．．摻雜劑分佈
88．．．摻雜劑分佈
92．．．第一離子束
94．．．第二離子束
96．．．離子束
100．．．離子植入機系統(圖1)/離子束(圖10)
102．．．離子源
104．．．提取操縱器
106．．．過濾器磁石
108．．．加速或減速柱
110．．．分析器磁石
112．．．旋轉質量狹縫
114．．．掃描器
116．．．修正器磁石
118．．．目標基板
202．．．帶狀離子束
204．．．晶圓
302．．．點束
304．．．晶圓
308．．．端點
310．．．端點
400．．．帶狀離子束
402．．．基板表面
404．．．細光束
502．．．晶圓
504．．．晶圓
602．．．晶圓
702．．．渠溝
704．．．凸台
802．．．基板表面
804．．．結構
902．．．波形
904．．．波形
906．．．波形
1002．．．角度分佈
1004．．．角度分佈
1100．．．離子植入機系統
1102．．．電源
1104．．．離子源
1106．．．提取操縱器
1108．．．分析器磁石
1110．．．第一抑制台
1112．．．第一減速器台
1114．．．修正器磁石
1116．．．第二抑制台
1118．．．第二減速器台
1120．．．基板
1200．．．基板固持器
1202．．．基板
1204．．．第一軸
1208．．．離子束
1210．．．機械制動器
1300．．．結構
1301．．．離子束
1302．．．離子束
1303．．．離子束
1500．．．渠溝
1502．．．離子束
1504．．．光束
1506．．．光束
1600．．．均一摻雜區
1602~1616．．．步驟
1700．．．系統
1702．．．處理器單元
1704．．．離子植入機系統
1706．．．光束角度控制器
1708．．．量測介面
1800．．．渠溝
1802．．．離子束
1804．．．離子束
1902．．．曲線
1904．．．曲線
1906．．．曲線
1908．．．曲線
為了有助於更全面瞭解本揭露內容，現參考附圖，其中相同元件參考為相同數字。此等圖式不應理解為限制本揭露內容，而是僅意欲為例示性的。
圖1為說明一先前技術之離子植入機系統的圖。
圖2說明用以掃描具有一帶狀離子束之晶圓的先前技術方法。
圖3說明用以掃描具有一點束之晶圓的先前技術方法。
圖4a及圖4b說明帶狀光束及細光束的固有角度擴散。
圖5a及圖5b說明例示性晶圓至晶圓角度變化。
圖6說明例示性晶圓內角度變化。
圖7說明例示性裝置位準角度變化。
圖8a及圖8b說明離子束角度變化所引起的遮蔽效應。
圖9說明根據本揭露內容之一實施例之離子束角度擴散控制的例示性方法。
圖10說明根據本揭露內容之一實施例之一受控離子束角度擴散的例示性效應。
圖11說明根據本揭露內容之一實施例之一用以控制離子束入射角的例示性方法。
圖12a至圖12c說明根據本揭露內容之一實施例之用以控制離子束入射角的另一例示性方法。
圖13說明根據本揭露內容之一實施例之用於進階應用之離子束角度擴散控制的例示性方法。
圖14說明根據本揭露內容之一實施例之離子束入射角與一基板內之投射離子範圍之間的例示性關係。
圖15說明根據本揭露內容之一實施例之藉由一受控離子束角度－能量分佈及角度－劑量分佈摻雜一渠溝結構的例示性方法。
圖16為說明根據本揭露內容之一實施例之離子束角度處理控制之例示性方法的流程圖。
圖17為說明根據本揭露內容之一實施例之離子束角度擴散控制及/或處理控制之例示性系統的方塊圖。
圖18說明根據本揭露內容之一實施例之以多個離子束摻雜一渠溝結構的例示性方法。
圖19說明根據本揭露內容之一實施例之離子束角度擴散對裝置效能的影響。
92．．．第一離子束
94．．．第二離子束
96．．．離子束
902．．．波形
904．．．波形
906．．．波形

Claims (12)

  1. 一種用於離子植入機系統中之離子束角度處理控制的方法，包括：將多個離子束導向基板表面處；判定所述離子束撞擊所述基板表面之離子束角度擴散，所述離子束角度擴散由撞擊所述基板表面的每一所述離子束的入射角以及固有角度擴散所引起；以及將所述離子束角度擴散與所要的離子束角度擴散相比較，若判定未達成所述所要的離子束角度擴散，調整所述離子束角度擴散以產生所述所要的離子束角度擴散。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之用於離子植入機系統中之離子束角度處理控制的方法，更包括量測所述離子束中之每一者的所述入射角及所述固有角度擴散。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之用於離子植入機系統中之離子束角度處理控制的方法，更包括基於光束線元件參數之理論模型估計所述入射角的平均擴散。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之用於離子植入機系統中之離子束角度處理控制的方法，更包括藉由原位計量法量測所述入射角的平均擴散。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之用於離子植入機系統中之離子束角度處理控制的方法，更包括：在植入處理期間，實質上即時地量測所述入射角的平均擴散；以及基於即時量測，動態地調整所述離子束。
  6. 一種實施於至少一個載波中的個訊號，用以傳輸指令之電腦程式，所述指令之電腦程式經組態以可藉由至少一個處理器讀取，以便指令至少一個所述處理器執行用以執行如申請專利範圍第1項所述之用於離子植入機系統中之離子束角度處理控制的方法的電腦處理。
  7. 一種用以儲存指令之電腦程式的處理器可讀載體，所述指令之電腦程式經組態以可藉由至少一個處理器讀取，以便指令至少一個所述處理器執行用以執行如申請專利範圍第1項所述之用於離子植入機系統中之離子束角度處理控制的方法的電腦處理。
  8. 一種用於離子植入機系統中之離子束角度處理控制的系統，包括：用以將多個離子束導向基板表面處的構件；用以判定所述離子束撞擊所述基板表面之離子束角度擴散的構件，所述離子束角度擴散由撞擊所述基板表面的每一所述離子束的入射角以及固有角度擴散所引起；以及根據將所述離子束角度擴散與所要的離子束角度擴散相比較的結果用以調整所述離子束角度擴散以產生所述所要的離子束角度擴散的構件。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之用於離子植入機系統中之離子束角度處理控制的系統，更包括：用以量測所述離子束中之每一者之所述入射角及所述固有角度擴散的構件。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之用於離子植入機系 統中之離子束角度處理控制的系統，更包括用以基於光束線元件參數之理論模型估計所述入射角之平均擴散的構件。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之用於離子植入機系統中之離子束角度處理控制的系統，更包括用以藉由原位計量法量測所述入射角之平均擴散的構件。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之用於離子植入機系統中之離子束角度處理控制的系統，更包括：用以在植入處理期間實質上即時地量測所述入射角之平均擴散的構件；以及用以基於即時量測動態地調整所述離子束的構件。
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