TWI421915B - 在使用快速離子束控制的固定束離子柨植製程中的故障回復的方法與及裝置 - Google Patents

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Description

在使用快速離子束控制的固定束離子柨植製程中的故障回復的方法與及裝置
本描述是針對用於在半導體晶圓(semiconductor wafer)之離子柨植(ion implantation)期間、尤其是在採用平面或所謂的“帶狀”(ribbon)束之固定束離子柨植器(stationary－beam ion implanter)內回復離子束之“故障”(glitch)的方法與裝置。故障為束電流(beam current)中之突然瞬變，其可不利地影響晶圓上之柨植種類的劑量均一性(dose uniformity)。在過去已經常且的是，當偵測到故障時，藉由熄滅離子束來中斷柨植傳遞(implantation pass)或掃描，從而使晶圓僅具有來自傳遞之部分柨植(partial implantation)。藉由在來源反應室(source chamber)內去能電漿電弧(plasma arc)而熄滅離子束。隨後，在已重建離子束之後，開始第二柨植傳遞(稱作“回復”傳遞)，其沿晶圓而在相反方向中進行且正好在第一傳遞被中斷處之位置終止，使得晶圓已跨越其表面而接收到單均一劑量。
先前故障回復技術的一個問題為在回復傳遞(recovery pass)期間發生第二故障的可能性，使得晶圓的中央部分(central section)仍尚未接收到所要劑量(尤其是在最後的傳遞上)。在帶狀束離子柨植器內通常仍不可能的是如正好在第一傳遞被中斷或第二傳遞被中斷處的點開始第三傳遞(第二回復傳遞)所需快速地重建離子束。在某些情況下，必須將晶圓廢棄，或採用其他不良措施。存在其他情況，其中需要具有快速地建立離子束以便在晶圓上的精確位置處繼續柨植之能力。
本發明揭露一種離子柨植器以及操作方法，其中一旦發生故障時就快速地再引導固定平面離子束遠離正常離子束路徑(normal ion beam path)，且接著一旦在精確的柨植繼續位置(implantation－resuming position)處繼續柨植時就返回至正常路徑。所揭露的技術可用於多種故障情形中，包括回復在回復第一故障之回復期間發生的第二故障。
所揭露的方法包括藉由跨越正常束路徑而機械地掃描晶圓來執行離子柨植傳遞，正常束路徑是由固定平面離子束所行進，如由多個束線組件(beamline component)之個別操作參數(operating parameter)的個別第一值所判定。束線組件為可影響離子束在柨植器內之行進路徑的束線組件，包括(例如)提取電源(extraction power supply)。
回應於在柨植傳遞期間離子束中之故障的偵測，實質上立刻將束線組件中之至少一者之至少一操作參數改變至個別第二值，其有效於引導離子束遠離正常束路徑且藉此在晶圓上的柨植轉變位置(implantation transition location)處停止晶圓之柨植。例如，將提取電源電壓再程式化至第二值，其可為(例如)其正常(第一)值的大約95%，此值足以引導離子束遠離分析器之質量解析狹縫(mass resolving slit)且因此遠離晶圓。
當引導離子束遠離正常束路徑時，將晶圓移動至柨植繼續位置，其中晶圓上的柨植轉變位置直接位於離子束的正常路徑上。當晶圓到達柨植繼續位置時，實質上立刻將至少一束線組件的至少一操作參數返回至其個別第一值，以藉此沿正常束路徑而引導離子束且在晶圓上的柨植轉變位置處繼續離子柨植。
所揭露的技術可應用於諸如平板玻璃顯示面板(flat glass display panel)之替代性柨植基板(implanted substrate)。
圖1展示離子柨植器10，其包括來源模組(source module)12、分析器模組(analyzer module)14、修正器模組(corrector module)16以及終端站(end station)18。緊鄰於終端站18的是晶圓處理器(wafer handler)20。亦包括控制電路(control circuitry,CNTL)22與電源(power supply,PWR SUPPS)24，儘管將其展示於圖1的個別獨立方塊中，但是其實際上分佈於整個離子柨植器10內，此為熟習此項技術者所知。
在柨植操作(implantation operation)期間，將來源模組12饋入有氣態化合物(gaseous compound)，包括待柨植於半導體晶圓內的元素。例如，為柨植硼(B)，向來源模組12供應氣態氟化硼(BF3 )。來源模組12採用電激勵(electrical excitation)來形成電漿，其通常包括許多由來源化合物之分餾所產生的離子種類，包括待柨植的所要種類(例如B＋)。當將來源模組12偏壓至相對正的電位時，藉由加速超過地面電位(其相對於正偏壓之來源模組12為負)而自來源模組12提取帶正電的離子種類。所提取的離子種類形成進入分析器模組14之離子束。
分析器模組14包括磁體(magnet)，其使來自來源模組12的離子束彎曲。視電荷狀態、電位以及質量而定，彎曲量對於離子束的不同離子種類而稍微改變。因此，當離子束經由分析器模組14而向修正器模組16行進時，其歸因於不同離子種類的不同軌跡而稍微展開。在出口端(exit end)處，分析器模組14具有僅通過所關心之種類(例如B＋)之窄的解析狹縫或開口(圖1中未圖示)，而其他種類則藉由圍繞解析開口的導電板(conductive plate)來收集。因此，在分析器模組14的出口處，離子束幾乎專門由所要的離子種類組成。
當所要種類的離子束進入修正器模組16時，離子束可發散。因此，修正器模組16的作用是調節離子束，使其適於柨植操作。對於採用平面或“帶狀”束之柨植器(下文進一步描述)而言，修正器模組16使離子束變平以給予帶狀形狀。在一實施例中，終端站18包括機械晶圓掃描裝置(mechanical wafer scanning apparatus)(未圖示)，其跨越離子束(其為固定的)而掃描晶圓以實現柨植。晶圓處理器20為潔淨的機器人機械系統(robotic mechanical system)，其用於在系統的人工操作員與掃描裝置之間轉移晶圓。
圖2說明在終端站18內沿離子束26之軸線所觀察的柨植。將觀察到離子束26具有扁平或帶狀橫截面。如所述，離子束26在終端站18內為固定的，意即，不存在作為柨植操作之一部分以控制方式使離子束偏轉之機制。相反，跨越離子束26之路徑而機械地掃描每一晶圓28，諸如在圖2中所指示的向上方向中。對於一給定柨植通常採用多重傳遞。應瞭解，選擇束能量(beam energy)以達成所要的怖植深度，且選擇束電流以及晶圓掃描速度以達成所要的劑量率(dose rate)，使得整個操作在晶圓28上得到均一的所要劑量。
如上文所述，可發生離子束瞬變或不穩定性(稱作“故障”)，在無補救措施的情況下，其有害地影響晶圓28之柨植(定量)。當在柨植給定晶圓28期間發生故障時，常見的是採用補救回復製程而設法以可接受地均一的整體分佈來完成柨植。首先，當偵測到故障時，快速地停止正在進行中的柨植，因此在晶圓28上定位柨植區域的邊界。接著可(例如)自相反方向掃描晶圓28，且在當發生故障時熄滅離子束處的相同位置處快速地熄滅離子束。然而，如上文所述，此等措施可具有有限的效用，且在處理單一晶圓期間對於一給定柨植傳遞發生多重故障時不能被使用。
圖3展示特定多重故障情形下之處理結果。以側橫截面展示晶圓28。假定最初自右向左掃描晶圓28，使得在故障發生之前在操作的初始部分期間形成第一柨植區域(implanted region)30。將觀察到區域30具有相當陡峭的後邊緣側壁(trailing－edge side wall)31。此可在現有離子柨植器內藉由快速地熄滅離子束來達成，諸如藉由突然切斷在來源模組12內饋入電漿之電源。因此在圖3中，側壁31表示歸因於故障發生之非均一定量之位置。
隨後，自左向右移動晶圓28，且形成第二柨植區域32。理想地，區域32具有與區域30之劑量相同的劑量，且正好在區域30之側壁31的位置處停止柨植，使得兩區域30與32彼此鄰接以形成一在整個晶圓28上為具有可接受地均一的整體區域。然而，圖3說明在第二柨植32完成之前發生第二故障時的結果，從而留下間隙33。若要填充間隙33，則要求當在離子束之路徑內掃描晶圓28時突然接通與切斷離子束。此不同於前兩次傳遞，其中在掃描開始之前已經建立離子束，且柨植自晶圓的個別側向內進行。雖然在來源12處快速“切斷”離子束是可能的，但是快速“開啟”通常是不可能的。撞擊具有足以重建所要離子束電流之強度之電漿的製程是緩慢的，因此通常不可能以正常晶圓掃描速度在晶圓28之非常短的時間間隔內達成經調節的束電流。因而，在圖3之情形下，通常情況為晶圓28不可用且必須被廢棄。
圖4說明在離子柨植器10內所使用的若干電源。提取電位(extraction potential)是藉由耦接在來源模組12與終端站18之間的提取電源(extraction supply)EX來建立，其連接至地面電位。束能量的第一變化可藉由耦接在分析器模組14與終端站18之間的第一減速電源(deceleration power supply)D1來實現。束能量的第二變化可藉由耦接在修正器模組16與終端站18之間的第二減速電源D2來實現。個別電源SS、D1S與D2S連接於個別抑制電極(suppression electrode)34、36以及38與個別模組14、16或18之間。圖6中未展示通常在離子柨植器10內不同點處用於保護目的之各種二極體。在一實施例中，各種電源的典型值如下表中所示。應瞭解，在替代實施例中可使用其他電源電壓(supply voltage)與電源。
圖5說明用於快速地再程式化提取電源EX之裝置。類比開關(analog switch)40是用於在柨植期間所使用的第一程式化電壓(programming voltage)V1與如下文所述的後故障回復(post－glitch recovery)期間所使用的第二程式化電壓V2之間進行選擇。選擇是受來自控制電路22(圖1)之控制訊號(control signal)42的控制。開關40之輸出用作提供至提取電源EX的程式化電壓，其藉由將其輸出電壓設定至相應值來回應於程式化電壓的值。例如，當程式化電壓V1存在於開關40之輸出上時，自提取電源EX所輸出的提取電壓可為＋10 kV，且當程式化電壓V2存在於開關40之輸出上時，自提取電源EX所輸出的提取電壓可大約低5%或為＋9.5 kV。
如下文所述，來自提取電源EX之提取電壓使用開關40在兩值之間的切換用以快速地改變柨植器10內離子束所行進的路徑。應瞭解，每一柨植種類所需之V1與V2的值可基於實驗資料與模型化來決定。若離子柨植器10是用於涉及不同離子種類的多種柨植操作，則可能方便的是使用一檢查表(look－up table)來選擇待用於任一特定操作之程式化電壓組。
圖6展示處理晶圓之方法，其倂八用於故障回復之快速束切換。在步驟44中，藉由跨越正常束路徑而機械地掃描晶圓28來執行離子柨植傳遞，正常束路徑為固定離子束26所行進之如藉由一組束線組件之操作參數的一組個別第一值而判定的路徑。通常，束線組件為彼等分佈於整個離子柨植器10內影響離子束26之路徑的組件。此等組件包括來源12內的提取柵格(extraction grid)、藉由電源D1與D2而饋電的減速透鏡(deceleration lens)、分析器磁體(analyzer magnet)14，等等。某些此等組件(例如，提取柵格與減速透鏡)的操作參數包括圖4中所示之各種電源的值。此等參數的第一值組使得在正常束路徑上建立離子束26，以使得可藉由跨越固定離子束26而掃描晶圓28來進行柨植傳遞。在所說明的實施例中，第一值包括用於提取電源程式化電壓之值V1，其經由圖5之開關40而向提取電源EX提供。
在步驟46中，控制電路22回應於在柨植傳遞期間離子束內之故障的偵測，以實質上立刻將至少一束線組件的至少一操作參數改變至個別第二值，其有效於引導離子束遠離正常束路徑。離子柨植在晶圓上被稱作晶圓上之“柨植轉變位置”的位置處停止。在所說明的實施例中，在控制訊號42之控制下藉由開關40來執行此步驟。改變開關40之設定，使得向提取電源EX提供作為程式化電壓之電壓V2，提取電源EX藉由將其輸出電壓降低約5%而回應。如下文所示，提取電壓之此變化足以改變離子束26之路徑實質上遠離正常束路徑，使得實質上立刻停止晶圓處的柨植。
在所說明的實施例中，儘管發生故障，但是晶圓28之機械掃描仍繼續一段時間。可能需要允許機械掃描正常地完成或中斷掃描。但即使中斷掃描，亦應瞭解，晶圓28將移動，使得柨植轉變位置將移動遠離正常束路徑。因此，在步驟48中，將晶圓移動至柨植繼續位置，其中晶圓上的柨植轉變位置直接位於離子束之正常路徑上。當仍引導離子束26遠離正常束路徑時執行此步驟。
在步驟50中，當晶圓28到達柨植繼續位置時，至少一束線組件之至少一操作參數實質上立刻返回至其個別第一值。因此，再次沿正常束路徑而引導離子束28，且離子柨植在晶圓上的柨植轉變位置處繼續。
圖7－15說明在發生兩故障的操作情形下圖6之製程，第二故障發生於第一故障所需要的回復傳遞期間。如上文所述，此對於已知的固定束柨植器而言為困難的情形，因為固定束柨植器不能在晶圓28上的精確位置處快速地重建離子束，而快速地重建離子束在此兩故障情形下為必需的。
圖7展示離子束28經由分析器14之路徑，其為自來源12(在左側)至通向晶圓之解析器開口(resolver opening)(在右側)的弧形路徑。此為柨植期間的正常操作條件。假定在柨植傳遞期間偵測到第一故障，且接著自晶圓的另一側起始第一回復傳遞。圖8中展示此情況。已完成先前傳遞N，以相應劑量留下晶圓28之中央部分52。第一故障已中斷晶圓28之頂部54處之下一傳遞N＋1的第一部分。因此，藉由在自底部56向上至傳遞N＋1處之第一嘗試被中斷處的位置58的相反方向中掃描晶圓來執行回復傳遞。
現假定在此回復傳遞期間發生第二故障。作為回應，如上文所述立刻再程式化提取電源EX，使得離子束26現行進遠離其正常路徑之路徑。圖9中展示此情況，其中離子束26在分析器14內遵循大體上更直的軌跡，使得實質上無離子束電流自解析開口發射至晶圓28。
圖10展示當在回復傳遞期間發生故障時晶圓28上的結果。晶圓28之上部54與下部56已接收到所要的劑量，但是中央部分52並未接收到所要的劑量。上部54是以第一柨植轉變位置58為邊界，且下部56是以第二柨植轉變位置60為邊界。
圖11展示晶圓28被移至柨植繼續位置，其中將第二柨植轉變位置60與離子束26之正常路徑對準，仍引導離子束26遠離正常路徑，如圖9中所示。當晶圓28到達圖11所示的位置時，將提取電源EX再程式化至其原始值，使得將離子束26沿其正常路徑而快速地再引導。圖12中展示此情況。在此點處，柨植傳遞N＋1繼續，如圖13中所示。
圖14展示當晶圓28到達第一柨植轉變位置58位於離子束26之路徑內處之點時之柨植傳遞N＋1的完成。在此點處，可藉由再引導離子束26遠離正常路徑(如圖9中所示)或藉由完全移除離子束26(諸如藉由淬滅來源12內的電弧)來停止柨植。若需要額外傳遞來完成整個柨植操作，則現可以通常方式來執行此等額外傳遞。
在所說明的實施例中，藉由改變提取電壓而使其他操作參數(尤其是分析器磁體電流)保持不變而改變束能量來改變離子束26的路徑。有可能在沿束線的其他位置處改變束能量。此可(例如)藉由改變減速電源D1或D2的輸出來達成。改變減速電源電壓將藉由改變束能量而改變束路徑，而改變磁體電流將改變束線而使束能量保持不變。在替代實施例中，尤其是高能量離子柨植器，可藉由改變驅動束加速組件而非束減速組件(諸如減速透鏡)之電源的輸出來改變束能量。
通常較快的是減小電源電壓，因此減小電壓為較佳的。可存在污染物可能到達晶圓的情況，因此在此等情況下增加電源電位可能為較佳的。使磁體內束能量與曲率半徑(radius of curvature)相關的數學關係已為吾人所熟知。亦應注意，圖4中所示的特定電源配置僅為可在離子柨植器內使用的許多可能配置中之一者，且本文所述的技術同樣適用於具有其他電源配置的柨植器。例如，可存在在離子源與分析器磁體之間建立電位差(potential difference)的單一電源，且可切換此電源的電壓以快速地改變束能量且藉此引導離子束朝向或遠離被處理的晶圓。
上文所述之技術可單獨使用或結合其他機制(例如，電弧淬滅及/或束偏轉技術)而使用。另一替代方法是使用“分裂”(split)減速透鏡來操縱離子束。通常，一減速透鏡為具有供應至其之單一電壓的單一電子元件(electrical element)。若實際上將其建構為兩獨立元件，則其可用於典型減速(以相同電壓來驅動兩元件)與束操縱(以不同電壓來驅動元件)。
在晶圓處快速地接通與切斷束電流的另一方法是採用主動式束操縱組件(active beam steering component)。例如，可沿束路徑置放操縱磁體，且使用操縱磁體來垂直地或水平地偏轉離子束。此操縱磁體可位於(例如)解析器磁體的入口或出口處。在正常柨植操作期間，磁體允許離子束行進正常束路徑至晶圓。當偵測到故障時，激發磁體以將離子束垂直地或水平地偏轉足夠量，使得將晶圓處的束電流實質上減少至零。在隨後的回復傳遞期間，當劑量供給不足區域(under－dosed region)之邊緣接近束路徑時，可快速地去能磁體以使離子束返回至其正常路徑。亦可使用此相同機制來在劑量供給不足區域的另一端處使離子束再偏轉遠離晶圓。
有可能使用通常為聚焦離子束而提供的磁體來操縱離子束，以替代上述方法。在正常操作期間，以通常方式來控制此等磁體以獲得所要的束聚焦(beam focus)。一旦發生故障時，可向磁體提供更大振幅的輸入，以便對離子束施加足夠大的影響來操縱其遠離晶圓。
圖16展示填充諸如晶圓28之中央區域52(例如圖10)之劑量供給不足區域的替代方法，其涉及減小束電流且控制(或“分佈”(profiling))晶圓被掃描的速度。此方法具有無需快速切換離子束26之益處。
在步驟62中，將離子束電流自其正常值In減小至減小值Ir，其可為(例如)In的約1%至5%。當晶圓28不在正常束路徑時進行此步驟，且可以多種方式來完成此步驟，如下文所述。在任一特定實施例中，束電流的減小量將通常部分地取決於正常劑量以及通常為柨植所需的掃描或傳遞的數目。
在步驟64中，將晶圓以正常掃描速度或以更高掃描速度而掃描至劑量供給不足區域之開始，接著在步驟66中，與束電流的減少成比例地減少掃描速度。例如，若將束電流減小至正常的1%，則亦將晶圓掃描速度減小至其正常值的大約1%。在步驟68中，柨植以減小的掃描速度下進行，直至到達劑量供給不足區域的末端。在步驟70中，將掃描速度增加回至正常(或更高)掃描速度，且在步驟72中，以正常掃描速度來完成掃描。應瞭解，對於減速掃描的持續時間，晶圓所接收到的劑量與在正常操作期間晶圓所接收到的劑量相同(雖然更慢一些)。可選擇束電流與掃描速度，使得初始與回復傳遞的整體所得劑量為均一的。應注意，可將晶圓儲存起來，且可立即以更低的離子電流傳遞來處理以減小對柨植器生產力(implanter productivity)的影響。
有許多元件進行束電流控制與調整。在離子源內，控制變數為氣體流量(gas flow)、磁場、由陰極所發射之電子的能量(稱作電弧電壓)、以及陰極溫度(其調節來自陰極與電弧反應室內電離氣體之熱離子式發射的電子的量以產生離子)。陰極溫度是藉由使電流通過陰極(直接加熱)或藉由利用高能電子撞擊陰極(間接加熱)來控制。
藉由在電弧反應室之開口處的提取柵格上的相對負電壓所產生的電場而自電漿提取離子。控制系統包括將提取電流調節至恆定值(諸如藉由調節陰極溫度)之控制迴路。徑由提供電流之電源(包括提取電源EX)而監控所提取的電流。
束線內的束電流可使用法拉第杯(Faraday cup)來量測，法拉第杯為經由電流量測電子設備(current measuring electronics)而接地的杯狀浮動導體(floating conductor)。通常調整束線內可被調整的要素(諸如來源磁體場(source magnet field)、提取操作器位置(extraction manipulator position)、分析器磁體電流(analyzer magnet current)、聚焦電極(focusing electrode)上的電壓，等等)以最大化在法拉第杯內所偵測到的電流。利用法拉第杯來量測均一性與角度，此法拉第杯為機械化的且可跨起離子束而平移以將束電流作為位置的函數來量測。
如上文所述，可以多種方式來減小束電流以用於回復傳遞。在一方法中，可重複正常的束設定製程(beam set－up process)，但將減小的束電流作為目標。或者，可使來自來源的束電流保持於其正常值，但可藉由縮小沿束線的機械孔徑(mechanical aperture)而減小流至晶圓的束電流，此機械孔徑可位於(例如)質量解析狹縫附近。作為又一替代方法，可將稀釋氣體引入於來源反應室內，從而減小來源氣體濃度，使得離子種類之提取程度減小。對離子束的此調整可藉由操作員、柨植器之控制電路內的自動序列或二者的某組合來完成。在開始回復傳遞之前檢查束電流是重要的。又，在諸如本文所述之寬束柨植器上，可能需要檢查離子束是否均一且平行，且檢查相對於晶圓的束角度(beam angle)是否正確。
應注意，圖16之方法同樣適用於固定束晶圓掃描柨植器，諸如採用靜態“點”(spot)束的柨植器，意即，其有非常小於晶圓28之大體上圓形橫截面的離子束。此等柨植器在柨植操作期間通常採用晶圓28在水平方向與垂直方向中的機械掃描。
雖然本發明已參照其較佳實施例而得以特定地展示與描述，但是熟習此項技術者應瞭解，在不脫離如所附申請專利範圍所界定的本發明之精神與範疇的情況下，可在其中做出形式與細節上的各種改變。
例如，雖然將所揭露的方法與裝置特定地展示為結合半導體晶圓之處理而使用，但是應瞭解，所揭露的技術可應用於將接收離子柨植的其他基板。一顯著類型的柨植基板為平板玻璃顯示面板。所揭露的技術亦可用於其他類型的替代性柨植基板。
10．．．離子柨植器
12．．．來源模組
14．．．分析器模組
16．．．修正器模組
18．．．終端站
20．．．晶圓處理器
22．．．控制電路
24．．．電源
26．．．離子束
28．．．晶圓
30．．．第一柨植區域
31．．．側壁
32．．．第二柨植區域
33．．．間隙
34．．．抑制電極
36．．．抑制電極
38．．．抑制電極
40．．．類比開關
42．．．控制訊號
52．．．中央部分/中央區域
54．．．頂部/上部
56．．．底部/下部
58．．．第一柨植轉變位置
60．．．第二柨植轉變位置
本發明之前述以及其他目標、特徵以及優勢將自如隨附圖式中所說明之本發明之特定實施例的以上描而變得顯而易見，在隨附圖式中，在所有不同的視圖中，相同的參考字符是指相同的部分。圖式未必按照比例繪製，而其重點在於說明本發明之原理。
圖1為根據本發明之離子柨植器的方塊圖。
圖2為此項技術中已知的經由固定平面或“帶狀”離子束來機械掃描晶圓之示意性說明。
圖3為此項技術中已知的可在離子柨植期間發生之半導體晶圓之特定劑量供給不足類型的示意性說明。
圖4為展示圖1之離子柨植器內所包括之若干電源的方塊圖。
圖5為類比開關之示意圖，經由此類比開關，可在正常值與用於如(例如)圖3中回復劑量供給不足之發生的降低值之間切換自圖4之提取電源所輸出之電壓。
圖6為用於操作圖1之離子柨植器之方法的流程圖，其包括偵測劑量供給不足之發生以及回復此劑量供給不足。
圖7－15為展示圖6之方法中離子束之行為與晶圓之處理的圖。
圖16為在圖1之離子柨植器內使用減速掃描來填充劑量供給不足區域之方法的流程圖。
10．．．離子柨植器
12．．．來源模組
14．．．分析器模組
16．．．修正器模組
18．．．終端站
20．．．晶圓處理器
22．．．控制電路
24．．．電源

Claims (43)

  1. 一種操作固定束離子柨植器之方法，以在半導體晶圓內執行離子柨植，包括：藉由跨越正常束路徑而機械地掃描所述半導體晶圓來執行柨植傳遞，所述正常束路徑是由固定平面離子束所行進，如藉由多個束線組件之個別操作參數的個別第一值而判定；回應於在所述柨植傳遞期間偵測到所述離子束內的故障，實質上立刻將所述束線組件中之至少一者的至少一操作參數改變至個別第二值，有效於引導所述離子束遠離所述正常束路徑且藉此在所述半導體晶圓上的柨植轉變位置處停止所述半導體晶圓的柨植；當引導所述離子束遠離所述正常束路徑時，將所述半導體晶圓移動至柨植繼續位置，其中所述半導體晶圓上的所述柨植轉變位置直接位於所述離子束的所述正常路徑上；以及當所述半導體晶圓到達所述柨植繼續位置時，實質上立刻將所述至少一束線組件的所述至少一操作參數返回至所述個別第一值，以藉此沿所述正常路徑而引導所述離子束，且在所述半導體晶圓上的所述柨植轉變位置處繼續離子柨植。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之操作固定束離子柨植器之方法，其中所述束線組件中之至少一者的所述至少一操作參數包括作為電源之輸出電壓而建立的操作電壓電位。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之操作固定束離子柨植器之方法，其中所述電源為提取電源。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之操作固定束離子柨植器之方法，其中所述電源之所述輸出電壓的第二值為零與所述電源之所述輸出電壓的第一值之間的中間值。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之操作固定束離子柨植器之方法，其中所述電源之所述輸出電壓的所述第二值為所述電源之所述輸出電壓的所述第一值的大約95%。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之操作固定束離子柨植器之方法，其中所述電源為提取電源。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之操作固定束離子柨植器之方法，其中所述電源之所述輸出電壓的第二值為大於所述電源之所述輸出電源的第一值的更高值。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之操作固定束離子柨植器之方法，其中所述電源為減速電源。
  9. 如申請專利範圍第2項所述之操作固定束離子柨植器之方法，其中所述電源為加速電源。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之操作固定束離子柨植器之方法，其中所述束線組件中之至少一者之所述至少一操作參數包括供應至分裂減速透鏡之個別部分之個別電壓。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之操作固定束離子柨植器之方法，其中所述束線組件中之至少一者的所述至少一操作參數包括供應至個別聚焦方格之個別電壓。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之操作固定束離子柨植器之方法，其中所述束線組件中之至少一者之所述至少一操作參數為分析器磁體內的電流。
  13. 一種操作固定束離子柨植器之方法，以填充半導體晶圓之劑量供給不足區域，所述劑量供給不足區域在所述半導體晶圓上的第一柨植轉變位置與第二柨植轉變位置之間，所述操作固定束離子柨植器之方法包括：將離子束之電流減少至等於正常離子束電流之預定部分之減小的離子束電流；跨越減小電流的所述離子束而以正常或更高的掃描速度來機械地掃描所述半導體晶圓的第一正常劑量區域，直至到達所述第一柨植轉變位置；當到達所述第一柨植轉變位置時，將所述晶圓的所述機械掃描速度減小至實質上等於所述正常掃描速度之所述預定部分之減小的掃描速度；跨越減小電流的所述離子束而以減小的所述掃描速度自所述第一柨植位置至所述第二柨植轉變位置來掃描所述半導體晶圓；以及當到達所述第二柨植轉變位置時，將所述半導體晶圓的所述掃描速度增加至正常的所述掃描速度或更高，且跨越所述半導體晶圓的第二正常劑量區域而遠離所述第二柨植轉變位置並跨越減小電流的所述離子束而以正常或更高的所述掃描速度來機械地掃描所述半導體晶圓。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之操作固定束離子柨植器之方法，其中所述離子束為平面離子束，且所述半導體晶圓的機械掃描是在正交於所述離子束之平面的方向中。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之操作固定束離子柨植器之方法，其中所述離子束為點束，且所述半導體晶圓的機械掃描是在兩正交方向中之一者中，在所述正交方向中，可在所述固定束離子柨植器內機械地掃描所述半導體晶圓。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之操作固定束離子柨植器之方法，其中減小所述離子束之電流包括將稀釋氣體引入於所述離子束之來源內。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之操作固定束離子柨植器之方法，其中減小所述離子束的電流包括減小所述離子束所通過之機械孔徑的大小。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之操作固定束離子柨植器之方法，其中所述機械孔徑位於鄰近所述離子柨植器之質量解析狹縫處。
  19. 如申請專利範圍第13項所述之操作固定束離子柨植器之方法，其中減小所述離子束的電流包括藉由改變供應至所述離子束所通過之聚焦方格的控制電壓來散焦所述離子束。
  20. 如申請專利範圍第13項所述之操作固定束離子柨植器之方法，其中減小所述離子束之電流包括引導所述離子束稍微遠離所述離子束所行進的正常離子束路徑，以便稍微消減所述離子束的一側部分。
  21. 一種固定束離子柨植器，操作以在半導體晶圓內執行離子柨植，包括：固定平面的離子束之來源；多個束線組件，操作以操縱所述離子束沿藉由所述束線組件之個別操作參數之個別第一值而判定的正常束路徑；終端站，操作以跨越所述正常束路徑而機械地掃描所述半導體晶圓；以及控制電路，回應於在所述柨植傳遞期間偵測到所述離子束內的故障而可操作以：實質上立刻將所述束線組件中之至少一者之至少一操作參數改變至個別第二值，有效於引導所述離子束遠離所述正常束路徑且藉此在所述半導體晶圓上的柨植轉變位置處停止所述半導體晶圓的柨植；當引導所述離子束遠離所述正常束路徑時，將所述半導體晶圓移動至柨植繼續位置，其中所述半導體晶圓上的所述柨植轉變位置直接位於所述離子束之所述正常路徑上；以及當所述半導體晶圓到達所述柨植繼續位置時，實質上立刻將所述至少一束線組件之所述至少一操作參數返回至所述個別第一值，以藉此沿所述正常束路徑而引導所述離子束且在所述半導體晶圓上的所述柨植轉變位置處繼續離子柨植。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之固定束離子柨植器，其中所述束線組件中之至少一者之所述至少一操作參數包含作為電源之輸出電壓而建立的操作電壓電位。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之固定束離子柨植器，其中所述電源為提取電源。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之固定束離子柨植器，其中所述電源之所述輸出電壓的第二值為零與所述電源之所述輸出電壓的第一值之間的中間值。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之固定束離子柨植器，其中所述電源之所述輸出電壓的所述第二值為所述電源之所述輸出電壓的所述第一值的大約95%。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之固定束離子柨植器，其中所述電源為提取電源。
  27. 如申請專利範圍第22項所述之固定束離子柨植器，其中所述電源之所述輸出電壓的第二值為大於所述電源之所述輸出電壓的第一值之更高值。
  28. 如申請專利範圍第22項所述之固定束離子柨植器，其中所述電源為減速電源。
  29. 如申請專利範圍第22項所述之固定束離子柨植器，其中所述電源為加速電源。
  30. 如申請專利範圍第21項所述之固定束離子柨植器，其中所述束線組件中之至少一者之所述至少一操作參數包括供應至分裂減速透鏡之個別部分的個別電壓。
  31. 如申請專利範圍第21項所述之固定束離子柨植器，其中所述束線組件中之至少一者之所述至少一操作參數包括供應至個別聚焦方格之個別電壓。
  32. 如申請專利範圍第21項所述之固定束離子柨植器，其中所述束線組件中之至少一者之所述至少一操作參數為分析器磁體內的電流。
  33. 一種固定束離子柨植器，操作以填充半導體晶圓之劑量供給不足區域，包括：離子束之來源；終端站，操作以跨越所述離子束之路徑而機械地掃描所述半導體晶圓；以及控制電路，操作以：將所述離子束之電流減小至等於正常離子束電流的預定部分之減小的離子束電流；跨越減小電流的所述離子束而以正常或更高的掃描速度來機械地掃描所述半導體晶圓的第一正常劑量區域，直至到達第一怖植轉變位置；當到達所述第一柨植轉變位置時，將所述半導體晶圓的所述掃描速度減小至實質上等於正常掃描速度之預定部分之減小的掃描速度；跨越減小電流的所述離子束而以減小的所述掃描速度自所述第一柨植轉變位置至第二柨植轉變位置來掃描所述半導體晶圓；以及當到達所述第二柨植轉變位置時，將所述半導體晶圓的所述掃描速度增加至所述正常掃描速度或更高，且跨越所述半導體晶圓的第二正常劑量區域而遠離所述第二柨植轉變位置並跨越減小電流的所述離子束而以正常或更高的所述掃描速度來機械地掃描所述半導體晶圓。
  34. 如申請專利範圍第33項所述之固定束離子柨植器，其中所述離子束為平面離子束，且所述半導體晶圓之機械掃描是在正交於所述離子束之平面的方向中。
  35. 如申請專利範圍第33項所述之固定束離子柨植器，其中所述離子束為點束，且所述半導體晶圓的機械掃描是在兩正交方向中之一者中，在所述正交方向中，可在所述固定束離子柨植器內機械地掃描所述半導體晶圓。
  36. 如申請專利範圍第33項所述之固定束離子柨植器，其中減小所述離子束之電流包括將稀釋氣體引入於所述離子束之來源內。
  37. 如申請專利範圍第33項所述之固定束離子柨植器，其中減小所述離子束之電流包括減小所述離子束所通過之機械孔徑的大小。
  38. 如申請專利範圍第37項所述之固定束離子柨植器，其中所述機械孔徑位於鄰近所述固定束離子柨植器之質量解析狹縫處。
  39. 如申請專利範圍第33項所述之固定束離子柨植器，其中減小所述離子束之電流包括藉由改變供應至所述離子束所通過之聚焦方格的控制電壓來散焦所述離子束。
  40. 如申請專利範圍第33項所述之固定束離子柨植器，其中減小所述離子束之電流包括引導所述離子束稍微遠離所述離子束所行進之正常離子路徑，以便稍微消減所述離子束之一側部分。
  41. 一種操作固定束離子柨植器之方法，以在工件內執行離子柨植，包括：藉由跨越正常束路徑而機械地掃描所述工件來執行柨植傳遞，所述正常束路徑是由固定平面離子束所行進，如藉由多個束線組件之個別操作參數的個別第一值而判定；回應於在所述柨植傳遞期間偵測到所述離子束內的故障，實質上立刻將所述束線組件中之至少一者的至少一操作參數改變至個別第二值，有效於引導所述離子束遠離所述正常束路徑且藉此在所述工件上的柨植轉變位置處停止所述工件的柨植；當引導所述離子束遠離所述正常束路徑時，將所述工件移動至柨植繼續位置，其中所述工件上的所述柨植轉變位置直接位於所述離子束的所述正常路徑上；以及當所述工件到達所述柨植繼續位置時，實質上立刻將所述至少一束線組件的所述至少一操作參數返回至所述個別第一值，以藉此沿所述正常路徑而引導所述離子束且在所述工件上的所述柨植轉變位置處繼續離子柨植。
  42. 如申請專利範圍第41項所述之操作固定束離子柨植器之方法，其中所述工件為半導體晶圓。
  43. 如申請專利範圍第41項所述之操作固定束離子柨植器之方法，其中所述工件為平板顯示面板。
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White, N.R. et. al., The ion beam optics of a single wafer high current ion implanter., Ion Implantation Technology. Proceedings of the 11th International Conference, 16-21 Jun 1996, p.396 - 399 *

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