TWI389162B - 調校離子植入裝置系統離子束之方法與系統與電腦程式產品 - Google Patents

調校離子植入裝置系統離子束之方法與系統與電腦程式產品 Download PDF

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Description

調校離子植入裝置系統離子束之方法與系統與電腦程式產品
本發明一般涉及離子植入裝置系統，尤為特別地涉及利用估計的植入電流調校離子植入裝置系統使離子束植入電流最大化以及利用點束中心沿離子束預定路徑放置離子束的方法、系統與程式產品。
典型的離子植入方法要求植入半導體晶圓的離子劑量或數量均勻一致。劑量一般是離子束電流密度與離子束植入晶圓的時間的函數。參見圖1，典型的傳統單一晶圓離子植入裝置提供在水準方向上為靜電掃描點束4的離子束。掃描晶圓6的傳統方法是垂直移動晶圓6(如圖1所示的晶圓6的三個位置)，而離子束4前後水準掃描晶圓6。為了在該過程中達到均勻劑量，粒子束4必須完全掃過晶圓6的邊緣，這導致在晶圓每一側形成過掃寬度d。由於過掃尺寸d與離子束4在掃描方向上的寬度成正比，所以離子束4在晶圓平面的束寬顯著影響粒子束4的可用數量，也即粒子束的植入電流。特別地，過掃導致整個離子束僅部分可用的問題發生，因而影響離子植入裝置的生產能力。
為了解決這個問題，使離子束植入電流最大化則較為有利，這由總離子束電流與離子束點寬確定。“植入電流”系指離子束撞擊晶圓的電流量，它不同於總離子束電流，總離子束電流僅指可用離子束在一掃程中的累積電流。植 入電流是總離子束電流與離子束點寬的函數，當總離子束電流與離子束點寬增加時，植入電流增加。另一方面，離子束點寬是總離子束電流的函數，當總離子束電流增加時，離子束點寬增加。因此，必須同時使總離子束電流與離子束點寬最優化以使植入電流最大化。然在傳統單一晶圓離子植入裝置中，總離子束電流調校與束點寬成形是分別完成的。特別地，總離子束電流通過能移進移出離子束路徑的調定的法拉第杯(Faraday cup)進行調校，離子束點寬由移動的法拉第杯成形器在晶圓平面測量，如例如第4,922,106號美國專利所揭露之。離子束從調定的法拉第杯到晶圓的傳遞沒有受到控制。
就控制離子植入裝置而考慮離子束寬度的一種方法揭露於第6,614,027號Iwasawa美國專利。Iwasawa揭露一種當控制裝置考慮掃描帶電粒子束在掃描方向上的寬度以調節靜電透鏡時能夠阻止掃描帶電粒子束變得小於規定值的方法與裝置。Iwasawa考慮束寬與電流產生統一的估計值，然後控制透鏡調焦電壓Vf(n)使該值最大化。特別地，選擇使總離子束電流增加並使離子束寬度偏離理想束寬最小化的透鏡調焦電壓Vf(n)，以使該統一的估計值最大化。換言之，Iwasawa試圖在保持盡可能小的束寬偏離條件下達到規定大的掃描總離子束電流。因此，Iwasawa使總離子束電流與離子束點寬接近其較佳狀態，但卻不能試圖使總離子束電流與離子束點寬最優化。更明確地講，Iwasawa不可能使植入電流最大化，因為它不能同時使總離子束電 流與離子束點寬最優化從而不能達到該目標。
Iwasawa還受限於對這些參數的影響能力，因為它只控制一個透鏡。也就是說，必須同時控制離子植入裝置系統的多個離子束光學元件使總離子束電流與離子束點寬最優化以使植入電流最大化。結果，Iwasawa不能充分地解決過掃引起的離子束利用不足的問題。
優化離子植入裝置生產能力的另一難題就是使離子束設定時間最小化。在傳統離子植入裝置中，設定需要執行若干測量與隨後的調校步驟，例如，如上所述的離子束植入電流調校，平行度調校以及一致性調校。這使難度增加，因為通常重複使用同組離子束植入不同的晶圓。結果在連續生產過程中卻需要重複設定同一離子束。在很多設定過程中，每一離子束最好具有不變的幾何圖形以提供一致的半導體器件性能。
綜上所述，業界需要使離子束植入電流最大化而使離子束設定時間最小化的技術，從而改進離子植入裝置生產效率。
本發明提供一種用來調校離子植入裝置系統的離子束調校方法、系統以及程式產品。本發明例如將離子束掃過離子植入室內的成形器而得到離子束輪廓，並根據該離子束輪廓調校離子植入裝置系統使估計植入電流最大化以同時使總離子束電流與離子束點寬最優化，從而使植入電流最大化。另外，調校還可沿離子束預定路徑放置離子束， 這在每一離子束的很多設定過程中減少了離子束設定時間並提供可重複束角性能，因而改善了離子植入裝置系統的生產效率與性能。特就減少離子束設定時間而言，本發明降低了對平行度與一致性調校的要求，因為在很多設定過程中如果每一離子束的點寬與點束中心位置保持相同，則貯備的校正器磁鐵位置與一致性掃描波形斜坡排列不變。
本發明第一特徵系指調校離子植入裝置系統離子束的方法，該方法包括如下步驟：獲得離子束輪廓；根據成形器回饋，調校離子植入裝置系統使估計的植入電流最大化以同時使總離子束電流與離子束點寬最優化，從而使植入電流最大化。
本發明第二特徵系指用來在離子植入裝置系統中調校離子束的系統，該系統包括用來獲得離子束輪廓的裝置，以及用來根據成形器回饋調校離子植入裝置系統使估計的植入電流最大化以同時使總離子束電流與離子束點寬最優化從而使植入電流最大化的裝置。
本發明第三特徵系指一種電腦程式產品，它包括記錄有電腦可讀程式碼的電腦可用媒介，該程式碼用來調校離子植入裝置系統的離子束。該電腦程式產品包含：用來獲得離子束輪廓的程式碼，以及用來根據成形器回饋調校離子植入裝置系統使估計的植入電流最大化以同時使總離子束電流與離子束點寬最優化從而使植入電流最大化的程式碼。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
離子植入裝置系統總論
參照所附圖式，圖2A描述本發明離子植入裝置系統100的第一實施例。植入裝置系統100包括離子束發生器102，用來在植入室108中產生離子束104，並將其傳送到靶106。離子束發生器102可以是任何現知的或將來研製的離子束發生器，例如Varian半導體儀器會社(Varian Semiconductor Equipment Associates)提供的離子束發生器。典型地，靶106包括一個或多個安裝到保持器114的半導體晶圓。使靶106(即晶圓106)旋轉的保持器驅動組件116與控制靶106垂直位置的靶垂直掃描系統位置控制器118可以控制靶106的特徵。保持器驅動組件116與靶垂直掃描系統位置控制器118均回應於系統控制器120。
除以上所述部件外，離子束發生器102可包括氣流140；包含源磁鐵144與源偏壓控制器146的離子源142；抑制電極148、萃引電極150以及抑制電極148、萃引電極150所用的一個或多個執行機構馬達152；分析器磁鐵154；加速器聚焦電極156；加速器抑制電極158；品質狹縫160；預掃描抑制電極162；水準掃描板164；後掃描抑制電極166；氮氣泄放孔168；校正器磁鐵170以及限制孔172。離子植入裝置系統100還可包括劑量控制法拉第杯173，成形器174以及取樣法拉第杯陣列180。成形器174 包括一個或多個用來確定離子束輪廓(即離子束電流密度作為離子束位置的函數)運動的法拉第杯。儘管為了清晰起見而沒有在圖中顯示，但以上所述每一部件被系統控制器120監控並回應於該系統控制器。
圖2B顯示離子植入裝置系統第二實施例，該離子植入裝置系統特別包括移動的法拉第杯302以及預分析磁鐵306，而圖2C顯示離子植入裝置系統第三實施例，該離子植入裝置系統特別包括磁性掃描器300以及電荷選擇磁鐵308。圖2B-2C中之其他離子植入裝置系統雖以不同方式表示，但類似於圖2A的離子植入裝置系統，但至少相關於本發明申請案。
除非特別需要，以下描述將只參照圖2A。然應當明白，本發明原則適用於任何離子植入裝置系統。
調校系統
參見所附圖式，圖3所示為系統控制器120的方框圖，此系統控制器120包括調校系統210，其用來調校本發明離子植入裝置系統離子束。此調校系統210可以作為離子植入裝置系統100(圖2A)的系統控制器120(圖2A)整體中的一部分，也可以獨立系統的方式提供。若為單獨系統，調校系統210包括記憶體212，處理器(PU)214，輸入/輸出裝置(I/O)216以及匯流排218。也可提供資料庫220以存儲與處理任務相關的資料。記憶體212包括程式產品222，此程式產品222由PU214執行，且其包含將在以下詳細描述的多種功能。記憶體212(與資料庫220) 可包含任何已知類型的資料存儲系統與/或傳遞媒介，包括磁媒介、光學媒介、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、資料體等。此外，記憶體212(與資料庫220)可駐留於包括一種或多種類型的資料記憶體的單一物理位置，也可分佈於若干物理系統。同樣地，PU214包括單一處理器，或若干分佈於一個或多個位置的處理器。I/O216可包括任何已知類型的輸入/輸出裝置，例如網路系統、數據機、鍵盤、滑鼠、掃描器、聲音識別系統、陰極射線管(CRT)、印表機、磁碟機等。其他部件例如高速緩衝記憶體，通訊系統，系統軟體等也可包括在系統210中。
如圖3所示，程式產品222可包括掃描控制器224，束成形器226，調諧器228，位置控制器230以及其他系統部件232。其他系統部件232包括任何調校系統210操作所需功能，此處未特別清楚地描述，例如通訊協定等。
現參見圖4，連同圖2A與圖3，描述本發明一實施例操作方法的流程圖。
步驟S1-S2代表獲得離子束輪廓的步驟。在一實施例中，第一步驟S1在掃描控制器224的控制下使離子束104掃過植入室108中的成形器174。在一實施例中，掃描發生比較緩慢，例如大約在100Hz左右。如圖5所示，掃描控制器224將成形器174基本定位於植入室108中心處。校準在掃描控制器224控制下的束掃描器，以確定橫掃成形器174的離子束104的位置。也可以使用取樣法拉第杯陣列180中的一隻或多隻取樣杯代替成形器174。該束掃 描器可以是離子植入裝置系統100中任意能夠掃描離子束104的元件。在一實施例中，束掃描器可以是離子植入裝置系統100水準掃描板164與校正器磁鐵170其中之一(以較低頻率)。在這些包括磁性掃描器300的離子植入裝置系統(圖2C)中，可以使用掃描器300。在另一實施例中，這些包括可移動法拉第杯302的離子植入裝置系統(圖2B)中，則可使用可移動法拉第杯302。換言之，成形器可以移動穿過離子束104，而不是移動離子束104。
在步驟S2中，根據成形器174的回饋結果，由束成形器226確定離子束輪廓。如圖6所示，離子束輪廓包括與植入室108位置相對的離子束電流密度(安培/毫米)。這裡應當可以理解的是，此處以長度單位而不是面積單位來測量密度，因為測量是在離子束104點的寬度間隔上進行的。圖6所示的輪廓還表示寬度W上的離子束點寬。儘管以上業已描述一獲得離子束輪廓的實施例，然應當明白也可以使用其他技術，例如，成形器不必放置在植入室內。
繼續參照圖6，輪廓曲線下的面積表示“總離子束電流”，就是在離子束104的一個掃描週期即如圖7所示從完全掃描位置A到第二完全掃描位置B中可用的總電流。“植入電流(Iimp)”就是用來植入靶106(圖2A)的可用總離子束電流量，即衝擊靶106的量。根據如下方程，基於離子束輪廓，束成形器226還用來確定估計植入電流： 其中Iest為估計植入電流(安培)，Ibeam為總離子束電流(安培)，tarwidth為暴露於離子束的靶(晶圓)寬，m與n為常數，a為靶(晶圓)與劑量控制法拉第杯173之間的距離，以及W為點束寬。另外，基於離子束輪廓，束成形器226用來確定點束中心。特別地，點束中心由離子束輪廓下方面積之水準幾何中心確定。
返回圖4，第二步驟S3中，調諧器228基於成形器174的回饋而調校離子植入裝置系統100，以使估計植入電流Iest最大化。換言之，將估計植入電流Iest當作植入電流的閉環控制回路回饋來調校離子植入裝置系統100。估計植入電流Iest的最大化，會導致總離子束電流Ibeam與離子束點寬W同時最優化，以及使植入電流Iimp最大化。在一實施例中，回饋包括在步驟S2確定的估計植入電流與點束中心。調校則包括使估計植入電流Iest最大化。然應當明白，也可能使用成形器174的其他回饋例如總離子束電流Ibeam與離子束點寬W，來調校離子植入裝置系統100。
離子植入裝置系統100的調校實際上包括實際調整任何系統元件，其至少包括以下其中之一：氣流140；包括源磁鐵144與源偏離電壓(通過源偏壓控制器146)的離子源142；抑制電極148；萃引電極150以及抑制電極148與萃引電極150所用一個或多個執行馬達152；分析器磁鐵154；加速器聚焦電極156；加速器抑制電極158；品質狹縫160；預掃描抑制電極162；水準掃描板164；後掃描抑制電極166；氮氣泄放孔168；校正器磁鐵170；以及限 制孔172。在這些包括預分析磁鐵306(圖2B)與/或電荷選擇磁鐵308(圖2C)的離子植入裝置系統100中，還可包括調整預分析磁鐵306(圖2B)與/或電荷選擇磁鐵308(圖2C)。調校的目的旨在使估計植入電流Iest最大化，這導致總離子束電流Ibeam與離子束點寬W同時最優化，以使植入電流Iimp最大化。
在可選擇的第四步驟S4中，調校系統210的位置控制器228，其是根據成形器174的回饋來調控離子束，使其能在離子束最佳路徑上。位置調校包括利用點束中心的回饋來確定離子束相對於理想離子束路徑的位置。於是位置調校還包括調整離子植入裝置系統100的元件，而得到點束中心的理想回饋，從而基於此點束中心回饋而將離子束放置在其預定路徑上。結果，在每一離子束的很多設定過程中保持離子束點寬與點束中心不變。在這方面，在每一離子束的很多設定過程中，調校會減少了離子束設定時間並提供可重複的束角性能(repeatable beam angle performance)，因而改善了離子植入裝置系統100的生產效率與性能。就以上所述使估計植入電流最大化的調校方法中，調校以將離子束放置在理想離子束路徑上而言，為了將離子束放置在理想離子束路徑上，可調整以下至少一種元件：限制孔172，(旋轉)品質狹縫160，執行機構152，源磁鐵144與分析器磁鐵154。另外，在這些包括預分析磁鐵306(圖2B)與/或電荷選擇磁鐵308(圖2C)的離子植入裝置系統中，也可調整預分析磁鐵306(圖2B) 與/或電荷選擇磁鐵308(圖2C)以將離子束放置在理想離子束路徑上。一旦已知這些離子束特性與離子植入裝置系統100元件參數設定的詳細條件，則可恢復這些設定以重複此條件。
上述發明完成離子束調校，以使植入電流最大化，這改善了單一晶圓植入裝置的生產效率。本發明還完成離子束調校使離子束位於其最佳路徑，這在每一離子束的很多設定過程中，保持離子束點寬與點束中心不變，從而減少離子束設定時間，並提供可重複的束角性能，因而改善了離子植入裝置系統的生產效率與性能。
結論
在上述討論中，應當明白，所論述之方法步驟由處理器例如系統210的PU214執行，程式產品222的執行指令存貯在記憶體中。不言自明，這裏所述各種裝置、模組、機構以及系統可以由硬體、軟體或硬體與軟體的結合來實現，並可以非所示方式劃分。它們可以由任意合適類型的電腦或其他裝置執行完成此述方法。硬體與軟體的典型組合可能是裝有電腦程式的通用電腦系統，在該通用電腦系統中裝入並執行該程式，控制該電腦系統以執行此述方法。選擇性地，可以使用含有專門用來執行本發明一個或多個功能任務的硬體之特殊用途電腦。本發明還可嵌入電腦程式產品，該程式產品包含執行此述方法與功能的所有特徵，一旦載入電腦系統，就能完成這些方法與功能。電腦程式，軟體程式，程式，程式產品，或軟體，在本上下 文中代表以任意語言、代碼或符號，來對一組旨在使具有資訊處理能力的系統直接地執行，或以轉換成另一語言與/或以不同工具的複製方式，來執行特定指令的功能。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
a‧‧‧靶與劑量控制法拉第杯之間的距離
d‧‧‧過掃寬度
D‧‧‧離子束在掃描方向上的寬度
Iimp‧‧‧植入電流
m、n‧‧‧常數
W‧‧‧離子束點寬
4‧‧‧離子束
6‧‧‧晶圓
100‧‧‧離子植入裝置系統
102‧‧‧離子束發生器
104‧‧‧離子束
106‧‧‧靶
108‧‧‧植入室
114‧‧‧保持器
116‧‧‧保持器驅動組件
118‧‧‧靶垂直掃描系統位置控制器
120‧‧‧系統控制器
140‧‧‧氣流
142‧‧‧離子源
144‧‧‧源磁鐵
146‧‧‧源偏壓控制器
148‧‧‧抑制電極
150‧‧‧萃引電極
152‧‧‧執行機構馬達
154‧‧‧分析器磁鐵
156‧‧‧加速器聚焦電極
158‧‧‧加速器抑制電極
160‧‧‧品質狹縫
162‧‧‧預掃描抑制電極
164‧‧‧水準掃描板
166‧‧‧後掃描抑制電極
168‧‧‧氮氣泄放孔
170‧‧‧校正器磁鐵
172‧‧‧限制孔
173‧‧‧劑量控制法拉第杯
174‧‧‧成形器
180‧‧‧取樣法拉第杯陣列
210‧‧‧調校系統
212‧‧‧記憶體
214‧‧‧處理器
216‧‧‧輸入/輸出裝置
218‧‧‧匯流排
220‧‧‧資料庫
222‧‧‧程式產品
224‧‧‧掃描控制器
226‧‧‧束成形器
228‧‧‧調諧器
230‧‧‧位置控制器
232‧‧‧其他系統部件
300‧‧‧磁性掃描器
302‧‧‧可移動法拉第杯
306‧‧‧預分析磁鐵
308‧‧‧電荷選擇磁鐵
將參照以下圖式，詳盡描述本發明實施例，其中相同的標號代表相同的元件。其中：圖1顯示傳統離子植入裝置系統中離子束相對於晶圓運動的運動。
圖2A顯示本發明包括植入電流與點束位置調校系統的離子植入裝置系統的第一實施例。
圖2B-2C顯示本發明包括植入電流與點束位置調校系統的離子植入裝置系統的其他實施例。
圖3顯示圖2A-2C調校系統的方框圖。
圖4顯示圖2A-2C調校系統的操作流程圖。
圖5顯示本發明離子束掃描。
圖6顯示圖2A-2C調校系統所用離子束輪廓。
圖7顯示離子植入裝置系統離子束路徑的示意圖。
100‧‧‧離子植入裝置系統
102‧‧‧離子束發生器
104‧‧‧離子束
106‧‧‧靶
108‧‧‧植入室
114‧‧‧保持器
116‧‧‧保持器驅動組件
118‧‧‧靶垂直掃描系統位置控制器
120‧‧‧系統控制器
140‧‧‧氣流
142‧‧‧離子源
144‧‧‧源磁鐵
146‧‧‧源偏壓控制器
148‧‧‧抑制電極
150‧‧‧萃引電極
152‧‧‧執行機構馬達
154‧‧‧分析器磁鐵
156‧‧‧加速器聚焦電極
158‧‧‧加速器抑制電極
160‧‧‧品質狹縫
162‧‧‧預掃描抑制電極
164‧‧‧水準掃描板
166‧‧‧後掃描抑制電極
168‧‧‧氮氣泄放孔
170‧‧‧校正器磁鐵
172‧‧‧限制孔
173‧‧‧劑量控制法拉第杯
174‧‧‧成形器
180‧‧‧取樣法拉第杯陣列
210‧‧‧調校系統

Claims (25)

  1. 一種調校離子植入裝置系統離子束之方法，該方法包括下列步驟：獲得離子束輪廓；以及基於該離子束輪廓，來調校該離子植入裝置系統，使估計的植入電流最大化，並同時使總離子束電流與離子束點寬最優化，從而使植入電流最大化。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之調校離子植入裝置系統離子束之方法，還包括步驟：基於該離子束輪廓估計植入電流；以及基於該離子束輪廓確定該離子束點寬與點束中心。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之調校離子植入裝置系統離子束之方法，其中該調校步驟還包括：基於該點束中心回饋調整該離子植入裝置系統元件，將離子束放置在其預定路徑上，該離子植入裝置系統元件包括限制孔、品質狹縫、執行機構、源磁鐵、預分析磁鐵、電荷選擇磁鐵，以及分析器磁鐵中的至少一種元件。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之調校離子植入裝置系統離子束之方法，其中根據 確定該估計植入電流，其中Iest為該估計植入電流，Ibeam為該總離子束電流，tarwidth為暴露於該離子束的靶寬，m與n為常數，a為該 靶與劑量控制法拉第杯之間的距離，以及W為該離子束點寬。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之調校離子植入裝置系統離子束之方法，其中該調校步驟包括調整該離子植入裝置系統的氣流、離子源、源磁鐵、源偏壓電壓、抑制電極、萃引電極、執行機構馬達、預分析磁鐵、電荷選擇磁鐵、分析器磁鐵、加速器聚焦電極、加速器抑制電極、品質狹縫、預掃描抑制電極、水準掃描板、後掃描抑制電極、氮氣泄放孔、校正器磁鐵和限制孔中的至少一種。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之調校離子植入裝置系統離子束之方法，其中該獲得之步驟包括：以橫過植入室內的成形器掃描該離子束。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之調校離子植入裝置系統離子束之方法，其中掃描該離子束的步驟包括：使用束掃描器掃描該離子束，該束掃描器選自離子植入裝置系統的水準掃描板、校正器磁鐵以及磁性掃描器其中之一。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之調校離子植入裝置系統離子束之方法，還包括校準該束掃描器，以橫過該成形器掃描該離子束的步驟。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之調校離子植入裝置系統離子束之方法，其中掃描該離子束的步驟包括將該成形器基本放置在該植入室的中心。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之調校離子植入裝置系統離子束之方法，其中該成形器包括一法拉第杯。
  11. 一種系統，用來調校離子植入裝置系統離子束，該系統包括：用來獲得離子束輪廓的成形裝置，以及基於該離子束輪廓，來調校該離子植入裝置系統使估計植入電流最大化，以同時使總離子束電流與離子束點寬最優化，從而使植入電流最大化的裝置。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之系統，其中該成形裝置還具有下列功能：確定該離子束輪廓；基於該離子束輪廓，估計該植入電流；以及基於該離子束輪廓，確定該離子束點寬與點束中心。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之系統，其中該調校裝置還包括：基於該點束中心，來回饋調整該離子植入裝置系統元件以將該離子束放置在其預定路徑上的裝置，該離子植入裝置系統元件包括限制孔、品質狹縫、執行機構、源磁鐵、預分析磁鐵、電荷選擇磁鐵，以及分析器磁鐵中的至少一種元件。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之系統，其中根據 確定該估計植入電流，其中Iest為該估計植入電流，Ibeam為該總離子束電流，tarwidth為暴露於該離子束的靶寬，m與n為常數，a為該靶與劑量控制法拉第杯之間的距離，以及W為該離子束點 寬。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之系統，其中該獲得裝置包括：用來控制以橫過植入室內的該成形裝置掃描離子束的裝置。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之系統，其中該成形裝置放置在該植入室的中心。
  17. 一種電腦程式產品，包括嵌入用來調校離子植入裝置系統離子束的電腦可讀程式碼之電腦可用媒介，該程式產品包括：用來獲得離子束輪廓的程式碼；以及基於該離子束輪廓，來調校該離子植入裝置系統，以使估計的植入電流最大化，並同時使總離子束電流與離子束點寬最優化，從而使植入電流最大化的程式碼。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之電腦程式產品，其中回饋包括該離子束輪廓，以及還包括基於該離子束輪廓，來估計該植入電流的程式碼；以及基於該離子束輪廓，來確定該離子束點寬與點束中心的程式碼。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之電腦程式產品，還包括：基於該點束中心，來回饋調整該離子植入裝置系統元件，以將該離子束放置在其預定路徑上的程式碼，該離子植入裝置系統元件包括限制孔、品質狹縫、執行機構、源磁鐵、預分析磁鐵、電荷選擇磁鐵，以及分析器磁鐵中的至少一種元件。
  20. 如申請專利範圍第17項所述之電腦程式產品，其 中根據 確定該估計植入電流，其中Iest為該估計植入電流，Ibeam為該總離子束電流，tarwidth為暴露於該離子束的靶寬，m與n為常數，a為該靶與劑量控制法拉第杯之間的距離，以及W為該離子束點寬。
  21. 如申請專利範圍第17項所述之電腦程式產品，其中該調校程式碼調整該離子植入裝置系統的氣流、離子源、源磁鐵、源偏壓電壓、抑制電極、萃引電極、執行機構馬達、預分析磁鐵、電荷選擇磁鐵、分析器磁鐵、加速器聚焦電極、加速器抑制電極、品質狹縫、預掃描抑制電極、水準掃描板、後掃描抑制電極、氮氣泄放孔、校正器磁鐵和限制孔中的至少一種。
  22. 如申請專利範圍第17項所述之電腦程式產品，其中該獲得程式碼包括：控制橫過植入室內的成形器掃描該離子束的程式碼。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之電腦程式產品，其中該掃描控制程式代碼控制束掃描器，來掃描該離子束，該束掃描器選自離子植入裝置系統的水準掃描板、校正器磁鐵以及磁性掃描器其中之一。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之電腦程式產品，還包括程式碼，其用來校準該束掃描器，以使該束掃描器讓 該離子束穿過該成形器。
  25. 如申請專利範圍第22項所述之電腦程式產品，其中該掃描控制程式代碼將該成形器放置在該植入室的中心。
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7547460B2 (en) * 2000-09-15 2009-06-16 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Ion implanter optimizer scan waveform retention and recovery
DE10121657B4 (de) 2001-05-03 2010-02-11 Qimonda Ag Mikroelektronische Struktur mit Wasserstoffbarrierenschicht
GB2409926B (en) * 2004-01-06 2006-11-29 Applied Materials Inc Ion beam monitoring arrangement
US7663125B2 (en) * 2006-06-09 2010-02-16 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Ion beam current uniformity monitor, ion implanter and related method
US7498590B2 (en) * 2006-06-23 2009-03-03 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Scan pattern for an ion implanter
US7521691B2 (en) * 2006-12-08 2009-04-21 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Magnetic monitoring of a Faraday cup for an ion implanter
JP4784544B2 (ja) * 2007-04-03 2011-10-05 日新イオン機器株式会社 イオンビームのビーム幅、発散角の測定方法およびイオン注入装置
US20080245957A1 (en) * 2007-04-03 2008-10-09 Atul Gupta Tuning an ion implanter for optimal performance
JP5212465B2 (ja) * 2008-03-31 2013-06-19 富士通セミコンダクター株式会社 半導体装置の製造方法、イオンビームの調整方法及びイオン注入装置
US9387454B2 (en) 2008-06-18 2016-07-12 Xyleco, Inc. Processing material with ion beams
US8278634B2 (en) * 2009-06-08 2012-10-02 Axcelis Technologies, Inc. System and method for ion implantation with improved productivity and uniformity
US8138484B2 (en) * 2010-04-28 2012-03-20 Axcelis Technologies Inc. Magnetic scanning system with improved efficiency
US8330125B2 (en) * 2010-09-21 2012-12-11 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Ion beam tuning
CN102956425A (zh) * 2011-08-22 2013-03-06 北京中科信电子装备有限公司 一种快速寻找束流最大值的方法
JP5808706B2 (ja) * 2012-03-29 2015-11-10 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入装置及びその制御方法
US9490185B2 (en) * 2012-08-31 2016-11-08 Axcelis Technologies, Inc. Implant-induced damage control in ion implantation
US8853653B1 (en) * 2013-05-03 2014-10-07 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Apparatus and techniques for controlling ion implantation uniformity
US9870896B2 (en) * 2013-12-06 2018-01-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. System and method for controlling ion implanter
JP6415090B2 (ja) * 2014-04-23 2018-10-31 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入装置及びイオン注入方法
JP6220749B2 (ja) 2014-07-30 2017-10-25 株式会社日立ハイテクノロジーズ イオンガン及びイオンミリング装置、イオンミリング方法
JP6294182B2 (ja) * 2014-07-30 2018-03-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ イオンガン及びイオンミリング装置、イオンミリング方法
JP6242314B2 (ja) * 2014-09-11 2017-12-06 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入装置及びイオンビームの調整方法
JP6831245B2 (ja) * 2017-01-06 2021-02-17 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入方法およびイオン注入装置
US10431421B2 (en) * 2017-11-03 2019-10-01 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc Apparatus and techniques for beam mapping in ion beam system
CN110556281B (zh) * 2018-06-01 2024-01-23 日新离子机器株式会社 离子束照射装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4346301A (en) 1979-07-30 1982-08-24 Hughes Aircraft Company Ion implantation system
US4421988A (en) 1982-02-18 1983-12-20 Varian Associates, Inc. Beam scanning method and apparatus for ion implantation
US4922106A (en) 1986-04-09 1990-05-01 Varian Associates, Inc. Ion beam scanning method and apparatus
US5132544A (en) 1990-08-29 1992-07-21 Nissin Electric Company Ltd. System for irradiating a surface with atomic and molecular ions using two dimensional magnetic scanning
EP0604011A1 (en) 1992-12-23 1994-06-29 Advanced Micro Devices, Inc. Ion implantation apparatus and method
JP3257206B2 (ja) * 1993-12-15 2002-02-18 日新電機株式会社 イオン注入装置
JPH08250062A (ja) 1995-03-07 1996-09-27 Nissin Electric Co Ltd イオンビームのスキャン幅調整方法
US5811823A (en) 1996-02-16 1998-09-22 Eaton Corporation Control mechanisms for dosimetry control in ion implantation systems
JP3567749B2 (ja) * 1998-07-22 2004-09-22 日新電機株式会社 荷電粒子ビームの分布測定方法およびそれに関連する方法
JP3414337B2 (ja) 1999-11-12 2003-06-09 日新電機株式会社 電磁界レンズの制御方法およびイオン注入装置
US6437350B1 (en) 2000-08-28 2002-08-20 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Methods and apparatus for adjusting beam parallelism in ion implanters
US7547460B2 (en) 2000-09-15 2009-06-16 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Ion implanter optimizer scan waveform retention and recovery
US7282721B2 (en) 2001-08-30 2007-10-16 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Method and apparatus for tuning ion implanters
JP3692999B2 (ja) * 2001-10-26 2005-09-07 日新イオン機器株式会社 イオン注入方法およびその装置
DE10329383B4 (de) * 2003-06-30 2006-07-27 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Ionenstrahldetektor für Ionenimplantationsanlagen, Faraday-Behälter dafür und Verfahren zur Steuerung der Eigenschaften eines Ionenstrahls mittels des Ionenstrahldetektors
US7166854B2 (en) * 2003-12-09 2007-01-23 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Uniformity control multiple tilt axes, rotating wafer and variable scan velocity
US20060113489A1 (en) * 2004-11-30 2006-06-01 Axcelis Technologies, Inc. Optimization of beam utilization

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