TWI425548B - 離子植入系統、電弧熄滅方法、離子束再製方法以及該系統之電弧熄滅電路 - Google Patents

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Description

離子植入系統、電弧熄滅方法、離子束再製方法以及該系統之電弧熄滅電路
大致地，本發明係關於離子植入系統，且更特別地，係關於一種用以熄滅係形成於離子植入系統內的高壓電極間之電弧的電弧熄滅電路，以及一種再製離子束以回復此一電弧期間之任何劑量損失以獲得更均勻的離子植入之方法。
離子植入系統係使用來給與熟知為摻雜物元素之雜質至一般稱為工件的半導體基板或晶圓之內。在該等系統中，離子源游離所欲的摻雜物元素，且經游離之雜質被提取自離子源來做為離子束。該離子束被導引(例如掃過)橫越個別的工件以植入游離之摻雜物至工件內。該等摻雜之離子改變工件的組成而使該等工件擁有所欲的電氣特性，此可有用於做成諸如電晶體之特殊半導體裝置於基板上。
朝向更小電子裝置之連續趨勢已顯現“包裝”大量更小、更有力及更具能量效率的半導體製程上，且更特別地在所植入進入晶圓之離子的均勻性上仔細的控制。再者，半導體裝置現正製造於更大的工件上，以增加產能，例如使用具有300毫米(mm)以上之直徑的晶圓，使得可生產更多裝置於單一晶圓之上。該等晶圓係昂貴的，且因此極企望於減輕諸如由於非均勻的離子植入而必須丟棄整個晶圓之浪費。然而，更大的晶圓及高密度的特性正挑戰均勻的離子植入，因為離子束必須掃描橫越更大的角度和距離來抵達晶圓之周邊，才不會遺漏其間任何區域的植入。
此外，供應此一離子束之離子源所需的高壓係遭遇到各式各樣提取電極與抑制電極及其他附近部件之間偶發的電弧。此電弧之傾向常完全地放電一或多個受影響的HV(高壓)供電，直至電弧自然地自行熄滅於極低的供應電壓時為止。當發生電弧時，射束電流係變成嚴重的不規律或者係中斷，直至供應電壓恢復為止，而在此時間之期間，離子植入係經歷間歇性的離子植入。因此，存在有需要於減輕與離子植入器之離子源或電極相關聯的HV電弧效應，而在離子束之該等大的植入角度和距離上提供均勻的植入。
下文將呈現簡明的概述，以提供本發明之一或多個觀點的基本瞭解。此概述並未延伸本發明之概觀，且不打算用來確定本發明之關鍵或重要元件，亦非定出本發明範疇之界限。而是，此概述之主要目的在於以簡明的形式來表達本發明之一些觀念，以做為稍後所提供之更詳細說明的序文。
本發明有關一種電路，用以熄滅係形成於與離子植入系統之離子源相關聯的高壓(HV)電極之間的電弧，以便例如縮短電弧的期間，減輕不規律的離子束電流，及減輕不均勻的離子植入。若干高壓高速(HVHS)切換電路的設置係揭示為，各結合HVHS開關，而該HVHS開關係串聯添加於與離子源相關之各個高壓供應器與其個別電極(例如抑制或提取電極)之間，用以快速地熄滅有害的電弧。在該等區域中所形成的電弧具有實質放電例如用於離子源或提取電極供應電壓(Vext)，或抑制電極供應電壓(Vsup)之該等HV電源供應器內之高壓電容器的傾向。因此，離子束電流係急劇地由離子束電流(I射束 )中的該等“故障”所影響，且因而，隨後將耗費相當多的時間來回復供應電壓和射束電流。所以，本發明之電弧熄滅電路可減輕離子束破壞及加速射束電流的回復。
進一步地，該電路及方法亦助成其中在該處偵測出電弧之該等區域上之離子束的再製，以回復在該電弧之期間的任何劑量損失。該電路亦包含移動控制系統，係可操作以控制由離子植入器所植入之晶圓的水平和垂直掃描移動，監測與電弧之偵測相關聯的水平和垂直掃描位置，以及開始沿著與電弧之偵測相關聯的掃描而返回初始之位置。
本發明之觸發控制電路亦可進一步地操作以接收來自移動控制系統之再製命令，以及驅使HV開關開啟或閉合來回應於該再製命令，以便再製該離子束於沿著與電弧之偵測相關聯的掃描之初始位置和與該電弧之偵測相關聯的最後位置之間，藉以回復在該電弧期間之任何劑量損失。
根據本發明之一或多個觀點，揭示一種用於離子植入系統之離子源的電弧熄滅電路，適於使用以植入離子進入一或多個工件之內。在本發明之一觀點中，該系統包含一或多個高壓高速(HS)開關，其係與用於離子源之HV電源供應器(HVPS)(或數個HV提取或抑制電極之一)串聯連接，該等高壓高速(HVHS)開關可操作以中斷HV電源供應電流至離子源或電極而使電弧熄滅，且進一步可操作以重新建立電源供應電流。可自離子源提取之離子的數量係以具有射束電流之離子束的形式。該系統亦包含觸發控制電路，以偵測與離子源或HV電極相關聯之電流或電壓改變，且依據該電流或電壓改變之偵測而控制一或多個HVHS開關來開啟或閉合。一或多個保護電路亦被包含以保護個別的HVHS開關，且係可操作以吸收來自個別HV開關之外部的電抗元件之能量，及箝位係橫跨該開關而產生之過量電壓。
在本發明之另一觀點中，該系統另包含同步電路，可操作以使兩個以上的電弧熄滅電路之觸發控制電路同步及計時該等觸發控制電路，用以開啟及閉合兩個以上的高壓開關。
在又另一觀點中，與離子源相關聯之電流或電壓改變之偵測包含偵測HV電源供應器中之電流突波，離子束電流中之減少，抑制電極電壓中之下降，及提取電極電壓中之下降的其中之一。
在又一觀點中，該等保護電路之一係與其所保護的HV開關串聯連接。
在再一觀點中，該等保護電路之一係與其所保護的HV開關並聯連接。
在本發明之又再一觀點中，該系統另包含提取抑制電極，係設置靠近該離子源。
在又另一觀點中，電流或電壓之偵測係完成於離子植入過程之期間，以促進對離子源電流或電壓之回授或閉路調整。
在又另一觀點中，電流或電壓之偵測係完成於離子植入過程之前，以促進對離子源電流或電壓之開路調整。
在又另一觀點中，電流或電壓之偵測係完成於離子植入過程之期間，以促進對離子束電流之回授或閉路調整。
根據本發明之一或多個其他的觀點，亦揭示一種用於離子植入系統之高壓電源供應器的電弧熄滅電路，包含高壓開關，其係與用於與植入器相關聯之電極的高壓電源供應器串聯連接，該高壓開關可操作以中斷電流至電極而使產生於離子植入系統內之電弧熄滅，以及可操作以重新建立電流至電極。該系統亦包含觸發控制電路，可操作以偵測與該電極相關聯之電流或電壓改變，且依據該偵測而控制一或多個HV開關來開啟或閉合。最後，該系統包含一或多個保護電路，各個保護電路係與該等高壓開關之一相關聯，且可操作以吸收來自個別HV開關之外部的電抗元件之能量，及限制橫跨該開關之過量電壓。
根據本發明之另一觀點，一種使用與離子植入系統之電極的高壓供應器相關聯之電弧熄滅電路來熄滅離子植入系統中的電弧及再製離子束以回復該電弧期間的任何劑量損失之方法包含：水平地掃描在該離子束之前的晶圓，垂直地掃描在該離子束之前的該晶圓，偵測與電弧相關聯的電流或電壓改變於電極處，監測與電弧之偵測相關聯的水平及垂直掃描位置，以及監測與電弧之偵測相關聯的期間。該方法另包含：當偵測出一電弧時，控制連接於該高壓供應器與該電極之間的一HV開關開啟，以便中斷電弧電流至該電極且熄滅該電弧；當未偵測出該電弧時，控制該HV開關閉合，以便連接該高壓供應器至該電極且建立該離子束；以及在電弧之後，再製該離子束。
在本發明之另一觀點中，該再製過程包含：移動該晶圓至一與該電弧之初始偵測相關聯的第一水平及垂直掃描位置，且閉合該HV開關以致能該離子束；以及水平及垂直地掃描該晶圓於該離子束之前，直至遭遇到與該電弧之最後偵測相關聯的第二水平及垂直掃描位置為止，且開啟該HV開關，以使該離子束失能。
在本發明之又一觀點中，該方法另包含：使得使用來熄滅用於離子植入器之兩個以上的個別高壓電源供應器之該等電極間的電弧之具有兩個以上的高壓開關之兩個以上的電弧熄滅電路同步；以及在從該等電極偵測出電弧之後，再製該離子束。
在本發明之又一觀點中，若所偵測之電弧的期間比預定的時隔更長時，則僅完成該再製過程。
在再一觀點中，使該再製過程延遲，直至該離子束掃描返回至該晶圓之裝載及卸載位置為止。
在又再一觀點中，使該再製過程延遲，直至該離子束掃描完成目前的水平掃描移動為止。
在仍再一觀點中，在電弧之偵測後，該水平及垂直掃描持續著。
在另再一觀點，使該再製過程延遲，直至離子束掃描結束為止，其中在一個以上的連續掃描移動之期間，可共同地再作一個以上的電弧偵測。
為達成上述及相關之目的，下文說明及附圖將詳細地敘述本發明之若干描繪性的觀點和實施例，該等僅指出其中可使用本發明原理之各式各樣方式的些許方式。當結合該等圖式而考慮時，本發明之其他觀點，優點及新穎性將從下文本發明之詳細說明而變得明顯。
現將參照圖式來敘述本發明，其中相同的參考符號係完全地使用來表示相同的元件。實際上，該等圖式和以下的說明僅係代表性且非限制的；因此，將理解的是，所描繪之系統及方法的變化例以及除了本文中所描繪之實施例外之其他的實施例係視為涵蓋於本發明及附錄申請專利範圍的範疇之內。
本發明有關熄滅係形成於例如與離子植入系統之離子源相關聯的高壓提取或抑制電極之間的電弧。所討論之電弧熄滅電路可縮短電弧之期間，藉以例如減輕不規律離子束電流的期間及使離子植入的不均勻能最小化。
進一步地，該電路及方法亦助成再製離子束於其中在該處偵測出電弧之該等區域上，以回復在該電弧之期間的任何劑量損失。在一觀點中，該電路亦可包含移動控制系統或與該移動控制系統通訊，該移動控制系統係可操作以控制由離子植入器所植入之晶圓的水平和垂直掃描移動，監測與電弧之偵測相關聯的水平和垂直掃描位置，及使得沿著與電弧之偵測相關聯的掃描返回初始位置能初始化。
根據本發明，包含HVHS開關(例如65KV，達200MHz之MOSFET開關之高壓高速(HVHS)切換電路係與高壓供應器串聯地添加於例如抑制及/或提取電極，或接地電極，以熄滅有害的電弧。當此HV電弧發生時，該等HV電源供應器之高壓電容器係實質地放電，此深度的放電係急劇地影響離子束電流且隨後需要相當多的時間來恢復電源供應電壓和離子束電流I射束 ，該等高壓高速開關已於最近變成可製造的項目，且因而獲得即時使用於結合本發明之電弧熄滅電路的應用中。
有利地，該等HVHS開關亦提供離子植入器能隨意地以開關而手動地或經由來自植入器控制系統、其電腦、或由外部輸入的其中之一的命令，而簡單地使離子束開(ON)或關(OFF)。因為離子植入器係花費相當多的時間來透過開機及暖機而順序地至有效於植入之穩定的離子束位準，所以在此一暖機之後，例如在當裝載或卸載新的晶圓時，在各個晶圓掃描之開始/結束時，及視需要地，甚至在晶圓之各列掃描的部分之過量行進區之中時，能使射束開(ON)/關(OFF)係極有利的。因此，本發明之系統將助成此有益的特性，亦即，所謂“射束工作因子”，其係離子束之開(ON)對關(OFF)時間的比例。藉由具有降低此射束工作因子之能力，本系統之發明人亦期望降低晶圓上的粒子數，因為該射束一般係較大百分比地使用於晶圓上，而較小百分比地使用於鄰接於該晶圓的週邊表面上。
該等高壓開關係由觸發電路所控制，該等觸發電路可偵測HV供應器至電極之電流或電壓改變，此等改變係與該等電極之一處的電弧之形成相關聯。該電弧熄滅電路亦包含用於該等HV開關之一或多個保護電路，用以吸收來自HVHS開關周圍之電抗元件的過多能量，及箝位來自該等HVHS開關的過量電壓。該等保護電路可以與個別的HVHS開關並聯及/或串聯連接。本發明之電弧熄滅電路另可包含同步電路，用以使得與離子植入系統相關聯之三個電極和高壓供應器電路之各者的電流和電壓之重新建立順序化及同步。
為協助使離子束再製於其中在該處已發生電弧的該等區域之上，本發明之電路亦與離子植入器的移動控制系統通訊。尤其，在典型的植入掃描期間，一般係由移動控制系統來監測離子束(或射束相對於晶圓)之前的晶圓之水平(例如，列)和垂直移動。當電弧發生時，例如與電弧偵測相關聯的初始及最後的水平和垂直位置係儲存以供隨後的再製過程用；然後，在特殊之列掃描結束時，或晶圓掃描結束時，例如在晶圓裝載/卸載位置附近，該移動控制過程開始再製過程。
在再製過程中，首先，離子束係藉由開啟HVHS開關而使失能，且晶圓被移動至與該電弧之初始偵測相關聯的第一水平和垂直掃描位置。選用地，若植入器協助此類型之掃描時，可掃描射束於該晶圓上。選擇性地，該再製過程可使晶圓之移動回返至其中初始地偵測出電弧之列(水平)掃描的開始處，其中在該處，掃描移動可在初始之電弧偵測的位置之前照常地開始列掃描。此變化例可為較佳的，因為掃描移動將接著完全地被加速至與存在於當初始地偵測出電弧時之速度相同的速度。之後，當離子束係在初始之電弧偵測的位置時，該射束係由閉合HVHS開關來予以致能，而水平及垂直地掃描晶圓，直至遭遇到與電弧之最後偵測相關聯的第二水平和垂直掃描位置為止。當到達此最後的偵測點時，則開啟該HVHS開關而使離子束失能。
雖然本發明之HVHS電弧熄滅電路係就離子源及離子植入器的情況來敘述，但熟習本項技藝之該等人士可理解的是，此等高壓高速電弧熄滅電路亦可使用於需要HV及高速電弧熄滅之其他應用中，例如X光設備，加速器，或其他的離子源應用。在此方式中，可在高壓電源供應器已大量地放電且具有機係來影響相關連系統之輸出(例如離子植入器之離子束)之前，熄滅使高壓供應器短路之所不欲的電弧。
首先，該參閱第1圖，第1圖係以方塊圖形式來說明適於實施本發明之一或多個觀點之用於離子源之高壓供應器的代表性電弧熄滅電路100。該電路100包含：高壓電源供應器102；高壓高速HVHS開關104；變流器(CT)106，用以偵測供應器102中至離子源120之電流的改變，以供產生以以離子束130的形式而提取之離子數量用。至離子源120之供應器電流的改變係由CT 106及觸發控制電路108所偵測，當偵測出電流突波時，該觸發控制電路108可開啟HVHS開關104。
HVHS開關104係分別地由並聯及串聯保護電路110及115所保護，以吸收來自開關104周圍之電抗組件的能量及保護開關免於遭受過量電壓所損壞。該等保護電路110及115亦藉由阻尼由切換之暫態及在HVHS開關104外部的電抗組件所感應之任何振鈴而保護開關104及離子植入器之其他組件。該電弧熄滅電路100可使用於任何離子植入器，或其他之諸如會使用到接受電弧放電於供應器之輸出的高壓供應器之應用中。
例如，電弧熄滅電路100可在當電弧發生於於離子源120之內時，藉由在CT 106中偵測提取電極處或離子源輸出處之例如在離子束電流中的電流突波而操作，觸發控制電路108接收來自CT 106之電流突波偵測且依序地控制HVHS開關104開啟；當HVHS開關104開啟時，穿過CT 106之電弧電流係降下至幾乎零，且電弧係毁滅或“熄滅”。
本發明之發明人已進一步地發現到，在該HVHS開關再閉合之前，或來自電弧而殘留於此區域中之多餘的導電性氣體副產物將使電弧重產生之前，電弧必須維持熄滅於有限的期間。所以，在觸發控制電路內或在同步電路(例如第7圖之740)內的延遲時間可提供此一延遲，且將進一步地討論於下文。選擇性地，可使該開關重複地開啟及閉合，直至電弧不再重產生為止。
第2圖描繪本發明之例如可使用相似於第1圖的電弧熄滅電路100之電弧熄滅電路的代表性離子植入系統200。例如，離子植入系統200包含離子源120，該離子源120具有若干提取電極208，用以提供做為離子系統200之離子束130的離子來源。在離子束230內的離子係藉由使用磁偏向來濾除所不欲之質量或能量的離子之質量解析磁鐵212而初始地解析於第一區210之中，該質量解析磁鐵212操作而提供橫跨射束路徑130的磁場，以便根據質量(例如電荷質量比)而使來自離子束130的離子偏向於不同的軌道。穿過磁場而行進的離子係遭遇一受力，使所欲質量之個別離子沿著射束路徑130而指向，及使所不欲質量之離子遠離射束路徑而偏向。
接著，使具有所欲質量及能量之離子束130的該等離子加速及減速於第二區220中，由分解孔徑及減速板232所聚焦，由裝置法拉第杯234所測量，及由電漿簇射236所調節，以供空間電荷中和於區域230中用。最後，離子束209進入終點站240，用以植入於晶圓242中以及由碟形法拉第杯244來加以測量。
在離子植入之期間，電弧205係發生於例如與離子源相關聯的高壓提取、抑制、或接地電極之間。在習知之植入系統中，此電弧具有在電弧自行熄滅之前使高壓供應器完全放電的趨勢。例如，第1圖之電弧熄滅電路100係設計來避免此問題。
例如，第3圖描繪當電弧發生於與第2圖的離子植入系統相似之離子植入器的高壓提取及抑制電壓之中時，所造成之射束電流中的改變之圖形300。
例如，第3圖的圖形300描繪電弧以大約0毫秒之時間315自大約2.2 KV來放電提取電壓310至幾乎0 V。在大約相同的時間，抑制電壓320自大約－9.3 KV降下至幾乎0 V，而射束電流I射束 330降下至幾乎0 V。當提取及抑制電壓310和320分別地掉落至幾乎0伏特時，電弧係自行地熄滅，因此，使該等電壓能朝向其原始的電壓位準來重充電。如340處所示地，提取電壓310係過衝此原始的電壓，且會不利地延遲射束電流I射束 330的恢復，直至其中提取電壓310已大致地回復之大約67毫秒時間345處為止。從圖形300可觀察到的是，電極電壓的改變在射束電流上具有相當大且持久的影響。因此，第3圖顯示出，在HV供應器具有大量放電機會之前，快速地開啟用於離子束的電極與用於電極的高壓供應器之間的高壓電流路徑係極具益處的，而本發明之HVHS開關正好可完成此目標。
第4圖描繪具有高的正壓提取供應器403以供電提取裂隙404，及高的負壓抑制供應器406以供電鄰近接地電極409之抑制電極408的代表性離子植入系統400之一部分。HV抑制供應器406具有習知之電弧抑制或保護電路410而使用限流電阻器412來限制電弧電流至抑制電極408，電容器414來濾波及安定供應器的電壓，及返馳二極體416來限制電弧開/關循環期間由電路之電抗元件所產生的任何反向電壓。然，就本發明而言，亦可使用電弧保護板410來與本發明之HVHS開關(例如，第1圖之104)相結合而保護HVHS開關免於損壞。
第5圖描繪根據本發明之與諸如可使用於離子植入系統中的離子源之高壓供應器相關聯所使用的代表性電弧熄滅電路500。例如，電弧熄滅電路500包含：高壓負供應器(Vb)503，其係與HVHS開關504(例如串聯堆疊之MOSFET電晶體)串聯連接；以及串聯開關保護電路510，其驅動負載(例如離子源120)。電弧熄滅電路500另包含變流器CT 506，其偵測供應器503中至離子源120之電流改變，以使用於例如產生可以以離子束之形式(例如第1圖之離子束130)來予以提取之離子數量。
電路500亦包含觸發控制單元508，用以偵測供應器電流(Iext)509中至離子源120之電流的改變。若表示電弧之電流突波係由CT 506偵測出於供應器電流(Iext)509之中時，則觸發控制電路508控制HVHS開關504開啟及熄滅電弧。因此，在負載(例如離子源120)內的電容C1 518，及在負載之電壓(Va)係由HVHS開關504而隔離自高壓供應器503的電壓Vb；所以，在負載之C1 518處之Va係由於電弧之發生而放電，但負的供應器電壓Vb將大致地維持充電於適當電壓，此係因為受到HVHS開關504所隔離之故。
再者，該HVHS開關504係分別地由並聯及串聯保護電路510及515所保護，以吸收來自開關外部之電抗組件的能量，且藉以保護開關免於遭受於遭受過量電壓所損壞。本發明之電弧熄滅電路500可使用於任何離子植入器，或其他之諸如會使用到接受電弧放電於供應器之輸出的高壓供應器之應用中。
第6A及6B圖描繪的是，在與離子源相關聯之提取電極的發弧期間，開啟及閉合分別測試於空氣中(例如第6A圖之600)及真空中(例如第6B圖之650)之本發明電弧熄滅電路的HVHS開關之電弧熄滅效應。例如，將由該等圖形所顯示的是，如第6B圖之圖形650中所示的電弧係比在空氣中所測試的電弧更加容易地熄滅於實際的真空環境中，此係因為相對於實際真空環境中的電弧，會有過多的熱量產生於空氣中所產生之電弧周圍所游離的空氣中。然而，第6A圖之圖形係有用於描繪HVHS開關電路具有在維持Vb負供應器電壓上之安定效應，即使是在此更困難之空氣所充填的環境中。
例如，第6A圖描繪如在空氣中所測試之在與離子源(例如第1及5圖之120)相關聯的提取電極(例如第2圖之208)之發弧期間，開啟及閉合610本發明電弧熄滅電路(例如第5圖之500)的HVHS開關(例如第5圖之504)之電弧熄滅效應的圖形600。例如，第6A圖描繪當閉合時610a及當開啟時610b之橫跨HVHS開關504的電壓610，在供應器503之高壓供應Vb 630，以及例如在負載(例如120)處所觀察之高壓Va 620。
在時間0.0之前，高壓供應Vb 630約在－6 KV，以及在負載之高壓供應Va 620亦約為－6 KV。在時間0.0，電弧發生於負載處之高壓供應Va 620上，且電壓快速地自620a處之大約6 KV降下至620b處之大約1.6 KV。回應的是，由CT 506所偵測出的電流係由觸發控制電路508所接收，且如在610b處所示地控制HVHS開關504來開啟。在大約0.6毫秒(ms)之後，因為HVHS開關開啟，所以電弧開始熄滅，且在負載處之供應電壓開始恢復一些，如Va 620所示，及如開開電壓610c所示。因為電弧並未完全地散逸，且目前之HVHS開關係閉合，所以電弧會自行重建，且開始再牽引足夠的電流來重開啟開關504，如在大約時間0.7至1.2毫秒間之開關電壓610b及Va 620所示。
而且，在大約另一個0.6毫秒之後，在時間1.2毫秒，因為該HVHS開關開啟，所以電弧開始熄滅，且在負載處之供應電壓開始恢復一些，如Va 620b所示，及當開關504重閉合時之開關電壓610d所示。惟，在此時，Va 620並未獲得機會來完全地恢復，所以當開關在610d重閉合時，Va 620電弧係放電至大約0 V。該電弧熄滅電路再藉由開啟HVHS開關504於大約時間1.3毫秒在610b處，且Va 620d維持在大約1.6 KV於620b處，直到大約時間1.75毫秒當HVHS開關504再閉合(由開關電壓610a所示)及Va 620重充電至大約6 KV於620a處時為止。因為HV供應器503之高壓Vb 630維持相當地穩定，所以藉由例如由本發明弧熄滅電路500所控制之HVHS開關504的快速切換動作所隔離之Va 620的快速恢復係可行的。
相似地，第6B圖描繪如在實際真空環境中所測試之在與例如離子植入器之離子源(例如第1及5圖之120)相關聯的提取電極(例如第2圖之208)之發弧期間，由根據本發明之電弧熄滅電路(例如第5圖之500)所提供的信號之相對振幅位準的圖形650。第6B圖進一步描繪在HVHS開關(第5圖之504)之開啟及閉合期間，當測量於由高的正供應電壓所供電之提取電極電壓Vex 670處時，且當由Vex電源供應器中之電流(例如來自506)所導出的Vex觸發控制信號680所觸發時，且具有由高的負供應電壓所供電之抑制電壓Vsup 690時，所偵測出之法拉第電流660。第6B圖另描繪當開關係閉合於670a時及當開關係開啟於670b時之橫跨HVHS開關504的電壓670，在供應器503之高壓供應Vb 630，以及例如在負載(例如120)處所觀察之高壓Va 620。
在時間0.0之前，當電弧發生時，所偵測出之法拉第電流I－法拉第660係在高位準660a，用於電極電壓Vex 670之高的正電源供應電壓係在高的正電壓位準670a，用於電極電壓Vsup 690之高的負電源供應電壓係在高的正電壓位準690a，以及Vex觸發控制信號680係在高位準680a。在時間0.0，電弧發生於例如在Vex電極處之高壓供應(例如Va 620)上，且Vex 670和Vsup 690電壓快速地降下至低位準電壓，例如分別地在670b及690b處所示。回應的是，例如由CT 506所偵測出的電流係由觸發控制電路508所接收，且提供低位準680b於Vex觸發控制信號680上，以控制HVHS開關504來開啟，如670b所示。此外，所偵測出之法拉第電流I－法拉第660降下至低電流位準660b。以目前之HVHS開關之開啟，且在大約0.3毫秒之後，Vex觸發控制信號680係返回至680a位準而表示該電弧已熄滅，以及該Vex觸發控制信號680控制HVHS開關來重閉合，且回應的是，Vex 670返回至670a位準。
之後，在大約0.6毫秒處，以及藉由該電弧熄滅，在負載處的供應電壓開始充分地恢復用於Vsup 690，以再恢復至Vsup 690a位準，且隨後很快地，在大約0.65毫秒至0.7毫秒處，射束電流恢復如I－法拉第660所示地恢復回到660a位準。因此，所顯示的是，本發明之電弧熄滅電路能在例如離子植入器的高壓電極中熄滅電弧，且使離子束故障的長度最小化至大約0.7毫秒。
第7圖描繪根據本發明若干觀點之使用於離子植入器之代表性電弧熄滅電路700的簡略示意圖。電弧熄滅電路700在若干方式中係與第1，4及5圖之電弧熄滅電路相似，且因此，為簡明起見，無需完全地再予以敘述。電路700使用HVHS開關(A，B，及C)704(例如串聯堆疊之MOSFET電晶體)於離子植入器之三個分離的高壓電源供應器(Vext 703，－Vsup1 731，及－Vsup2 732)中，電弧熄滅電路700亦包含變流器(CT 1，2，及3)，用以偵測各個個別的高壓供應器中之電流突波，且由觸發控制電路708所接收，而當偵測出表示電弧725的電流突波於例如提取電極或電弧裂隙720，抑制電極721及722，或接地電極724之個別的離子束電極處時，控制開關A，B，C 704來控制開關A，B，C 704開啟。如圖示且根據本發明之一觀點，各個獨立的電極供應器(例如Vext 703，－Vsup1 731，及－Vsup2 732)可獨立地發弧至接地或另一電極，因此，各個HV供應器可由另一個該HVHS開關所保護。
電弧熄滅電路700另包含電弧保護電路715，該電弧保護電路715具有限流電阻器(R1，2，及3)712，濾波電容器(C1，2，及3)714，及返馳二極體(D1，2，及3)716，以保護該等HVHS開關704免於遭受切換暫態，及由與各個HV供應器相關聯之該等電路的電抗組件所感應之其他的過量電壓損壞。
電路700亦使用同步電路740，以使得至該三個個別的高壓電極720，721，及722之各個電極的供應電壓之再施加能順序化及同步。例如，可決定的是，該同步電路740應在重閉合開關A之前重閉合開關B及C 704。進一步地，同步電路740可提供適於再施加各個個別的HV供應器之時間延遲。在該等供應器之間的任何其他的順序或時序關係係可預為準備的，包含以任何數目之HVHS開關相互地或與各個HV供應器串聯或並聯所連接之多重開關的再施加及/或重開啟。
將理解的是，可使用自行適應性之切換及同步控制來為在本發明之情況內的同步電路740之變化例，其中係監測及使用改變的電流，電壓，紅外線或其他波長之光能量，或與電弧725相關聯或表示該電弧725之其他此等改變，而調整同步的順序及/或時序，以補償或進一步減輕該等電弧所感應之供應器的變化例。
而且，將理解的是，該等HVHS開關可切換於一或多個特別的頻率調變或提供若干電極電壓及/或射束電流之動態脈波寬度控制，以回應於電弧之偵測。除了電極電弧的偵測及熄滅之外，亦可提供HV電源供應調變以回應系統中之一些已知的非均勻性(例如其中特殊的射束電流所造成之可預期的非均勻性)。同時，可理解的是，雖然此調變之一用途在於獲得均勻的劑量於晶圓上，但亦可使用來獲得其中均勻性僅係一般情況之子集的任何預定之摻雜物輪廓。
進一步地，可理解的是，本發明之電弧熄滅電路可使用於植入之前，以及使用於植入之期間。
選擇性地，可監測射束電流，而當電極發弧產生時，控制電弧熄滅電路，或調節相對恆定的射束電流，以回應於HV供應之變化。
第8圖描繪根據本發明之一或多個觀點的代表性保護電路810，例如可使用來跨接HVHS開關804或與HVHS開關804串聯，以吸收來自個別HV開關804之外部的電抗元件之能量，及限制橫跨該開關的過量電壓。該保護電路810亦可藉由阻尼來自HVHS開關804之由切換暫態所感應之任何振鈴。保護電路810係與第1圖110及第5圖510之保護電路相似，該保護電路810包含串聯電容器Cs，其係與串聯二極體Ds及串聯電阻器Rs之並聯組合串聯地連接，該保護電路810係與HVHS開關804並聯地配線。該HVHS開閞804包含HVHS開關(例如串聯堆疊之MOSFET電晶體)以及與該開關並聯連接之二極體Dp。例如，該HVHS開關804可配置有並聯二極體Dp，或無需該並聯二極體Dp而設置。
將理解的是，就本發明之情況而言，兩個以上之此等HVHS開關可相互地或與HV供應器串聯地或並聯地連接，以熄滅與離子源，離子植入器，或例如使用高壓電源供應器之任何其他裝備相關聯所產生之電弧。
第9A及9B圖分別地描繪代表性離子束130與晶圓910間之相對掃描移動的晶圓掃描之簡化圖900及950，其中該晶圓910係由移動控制系統而同時地移動於垂直方向920和水平方向930之中。所描繪之該垂直掃描移動920係比水平掃描移動930更緩慢發生，由該代表性之移動控制系統所提供之所造成的掃描移動產生橫跨晶圓910之稍許的對角掃描向量936的混合移動，該等掃描重複於各個水平列且各自水平掃描地過量掃描該晶圓910的邊緣，直到在垂直掃描920之一末端處通過晶圓910之邊緣而達到裝載/卸載位置935為止。點線937表示該離子束130到達垂直掃描920之下端的裝載/卸載位置935之後的下一掃描937之代表性路徑。當電弧係沿著掃描而遭遇到時，離子束130係被破壞而簡短地產生故障孔940(短的破壞)，或長期間地產生故障條960，各個故障具有對應的劑量損失。然後，該等劑量損失的區域可根據本發明之一或多個觀點而再製。
例如，當電弧發生於植入之期間時，由移動控制系統所驅動之水平和垂直馬達的編碼器位置可予以監測，使得與該電弧相關聯的初始偵測位置940a和最後偵測位置940b可被記錄。該電弧熄滅電路將如上文所述地作用以熄滅初始偵測位置940a與最後偵測位置940b之間的電弧，而在該電弧偵測及熄滅之後，晶圓掃描和離子植入可照常地持續著。然後，在垂直掃描920之結束時，例如在裝載/卸載位置935處，或在特別的列掃描936結束時，例如可藉由如上述之修正的觸發控制電路(例如第5圖之508，或第7圖之708)或修正的同步電路(例如第7圖之740)來開始再製過程。此一修正將進一步地使觸發控制電路可操作以接收來自移動控制系統或植入器電腦的命令(參閱第10A圖之508，及第11圖之1108)，而開始製過程。
首先，該再製過程初始地包含經由例如用於離子源(例如第5圖之120)和提取/抑制電極720，722的HVHS開關(例如504，704)來關(OFF)離子束130；然後，例如藉由先使射束回到其中初始地偵測出電弧之列(水平)掃描936的開始處，再移動或重掃描945該離子束130或晶圓910至其中在該處初始地偵測出電弧的第一水平和垂直掃描位置(例如940a或960a)。在此方式中，掃描移動可在遭遇初始電弧偵測的位置(例如940a或960a)之前照常地開始列掃描。因此，該晶圓將接著加速直至與當初始地偵測電弧時所存在之速度的速度，一旦在初始電弧偵測的位置(940a，960a)，使離子束130由閉合HVHS開關(例如504，704)來予以致能，而在離子束130之前分別地水平及垂直掃描930及920晶圓910。當遭遇到與電弧之最後偵測相關聯的第二水平和垂直掃描位置(例如940b或960b)時，則再開啟HVHS開關504，704以使離子束130失能。
選擇性地，該離子束可以以初始掃描方向的相反方向而重掃描945，例如起始自最後偵測位置940b或960b，及以針對初始偵測位置940a或960a之掃描方向而進行。而且，此方向可如藉由以相同於原始掃描方向之方向(參閱由用於短故障孔940及長故障條960之箭頭所示的原始方向)來再製離子束130所獲得的該第一樣精確地，並不會再產生劑量之損失。
第10A圖描繪根據本發明之與諸如可使用於離子植入系統(例如第2圖之200)中之離子源120的高壓供應器503相關聯所使用之代表性電弧熄滅電路。觸發控制電路508具有外部觸發輸入1010，用於例如以使用做為離子束電流(I射束 )之取樣的法拉第杯電流(I法拉第 )輸入而外部地控制HVHS開關504之觸發。
第10B圖描繪例如可使用來提供用於外部觸發輸入1010之觸發電壓1070至諸如可根據本發明之一或多個觀點而使用的第10A圖代表性電弧熄滅電路1000的法拉第杯電流(I法拉第 )之波形1060。例如在既定的時間瞬間，若期望離子束130產生高位準的法拉第電路1060a，及所期望之低位準的觸發電壓1070a時；然而，若取代地，電弧正在進行之中時，該法拉第電流1070將僅產生於低位準之法拉第電流1060b處，且造成高位準的觸發電壓1070b，當將其供應至外部觸發電路1010時，可關(OFF)該HVHS開關504而熄滅該電弧。
第11圖描繪具有電弧熄滅電路1102之代表性電弧熄滅控制器1100，其係使用於離子植入器(例如第2圖之200)中，而使用HVHS開關504於植入器200之高壓供應器503與電極(未顯示)之間。該電弧熄滅控制器1100係與第5，7及10A圖的電弧熄滅電路相似，且因此，針對簡明之緣故，無需完全地再加以敘述。該電弧熄滅控制器1100係根據本發明之一或多個觀點而使用開關控制電路1108以使得來自其他開關1110至一或多個電極之電流及電壓的重建能順序化、受到控制、及同步化，及由長故障偵測器1120來決定電弧損失之期間，且協調來自移動控制系統1150的再製命令1130或來自離子植入系統的驅使開關之控制命令1140。
選用地，其他開關1110可來自同一離子植入器之其他的電極供應器，或可來自未顯示之其他相似的電弧熄滅電路(AQCS)之其他HVHS開關。該等開關需予以同步，以確保用以開啟及閉合該等開關1110所企望的順序及時序。如上述，故障之期間，或離子束之損失可由長故障偵測器1120所偵測，以決定該故障是否足夠長而需要如上述之再製程序。相反地，若故障係充分地短時，則可作成忽略該損失之決定。此一決定位準例如可由離子植入系統之末端使用者所設定，若偵測出長的故障(例如第9B圖之960)且需要離子束130的再製時，將在該故障之期間驅使該HVHS開關504關(OFF)，以熄滅該電弧。
進一步地，當長故障960係由長故障偵測器1120所偵測時，則可於一旦確定來自掃描移動控制系統1150之再製命令時開始該再製過程。在此再製過程之期間，將驅使該HVHS開關開/關(ON/OFF)以回應於再製命令1130，及回應於由移動控制系統1150所達到的位置，以及回應於如先前所述的。
此外，因為該等HVHS開關504係存在於本發明的電路中以使電弧熄滅，所以植入器系統亦配置有能力而能隨意地以開關而手動地，或經由來自植入器控制系統、其電腦、或由外部輸入的其中之一的命令1140，而簡單地使離子束130開(ON)或關(OFF)。此係特別地有利，因為在實質的暖機之後，例如能在當裝載或卸載新的晶圓910時，在其他類型之晶圓交換期間，在各個晶圓掃描936之開始/結束時，或在晶圓910之各列掃描936的過量行進區965之中時，使射束開(ON)/關(OFF)。因此，本發明之電弧熄滅控制器110助成的是，降低“射束工作因子”應減少晶圓上的粒子數，因為該射束一般係較大百分比地使用於晶圓910上，而較小百分比地使用於鄰接於該晶圓910之植入器的其他表面上(例如在過量行進區965之中)。
雖然本發明之電弧熄滅電路和電弧熄滅控制器已與用於離子源及提取電極之高壓電源供應器相關聯地予以描繪，但將理解的是，該等電路亦可以與離子植入器之其他高壓供應器和電極，或其他離子源及加速器，包含會受到高壓電弧之其他高壓的應用相關聯地使用，且亦預期於本發明的情況中。
本發明之一觀點提供一種熄滅電弧及再製離子束的方法，本發明之一實施例藉由開啟高壓高速開關而有效地熄滅產生於離子植入器之電極的高壓電弧，而該高壓高速開關係串聯連接於電極與提供電極電位以控制離子束的高壓供應器之間。當接著熄滅電弧時，電極電位係在高壓供應已具有機會來完全放電之前回復。
之後，在該電弧期間所經歷之任何的劑量損失，可藉由使離子束/晶圓至其中在該處發生電弧的位置，再製該離子束於該等區域上，以及在該再製操作之期間利用相同的HVHS開關來捺跳離子束開/關(ON/OFF)而予以回復。
一種此方法1200係描繪於第12圖之中，顯示根據本發明若干觀點之一種利用本發明之電弧熄滅電路(例如第5圖之500，第7圖之700，及第10A圖之1000，或第11圖之電弧熄滅控制器1100)來熄滅電弧於離子植入器中之方法。雖然該實例方法1200係在下文中描繪及敘述成為一序列之動作或事件，但將理解的是，本發明並未受限於所描繪之該等動作或事件之順序。關於此點，根據本發明，除了此處所描繪及/或敘述之該等順序之外，一些動作可以以不同的順序來發生及/或與其他的動作或事件同時地發生。此外，並非需要所有所描繪的步驟來實施根據本發明之方法。進一步應注意的是，根據本發明之方法可以與本文中所描繪及所敘述之晶圓，晶圓匣，晶圓感測器，晶圓操縱系統，及模型系統相關聯地實施，以及與並未予以描繪之其他設備及結構相關聯地實施。
方法1200包含一種使用相似於第10A圖之電路1000的電弧熄滅電路之例示電弧熄滅方法，而可使用來熄滅係發生於離子植入器(例如第2圖之200)之離子束控制電極處的電弧。例如，選用地，在1210的過程中，晶圓910可以以離子束130來予以水平地930及垂直地920掃描(藉由晶圓移動或離子束移動)。在1220處，偵測與該電弧相關聯之電流或電壓改變(例如第6A圖之Va620)於植入器200的電極處(例如第2圖之提取電極208)(例如藉由第5，10A及11圖之CT506，或藉由法拉第杯244以提供與離子束電流I射束 相關聯之第10B圖的I－法拉第1060)。
接著，當電弧發生於植入之期間時，可選用地在1230處監測由植入器200之移動控制系統(例如第11圖之1150)所驅動之水平和垂直馬達的編碼器位置，使得與該電弧相關聯之初始偵測位置940a和最後偵測位置940b可予以記錄來供選用的再製操作用(例如第13圖之方法)。在1240處，此一電弧的期間可選用地加以偵測(例如由第11圖之偵測器1120)，且予以使用來決定是否需要隨後的再製。在電弧之偵測後，藉由開啟連接於植入器200之高壓供應器503與電極208間的HVHS開關504，藉以中斷電弧電流至電極208且熄滅電弧，而熄滅該電弧於1250處。當不再偵測出電弧時，則在1260處再閉合該HVHS開關504，而再連接該高壓供應器至電極，且重建該離子束。
選用地，晶圓掃描和離子植入可照常地持續著，直至例如列掃描936之結束，或垂直掃描920之結束(例如在裝載/卸載位置935處)為止，或直至針對晶圓910所預期之所有掃描結束為止。然後，可例如藉由如上述之開關控制單元1108，或修正之同步電路(例如第7圖之740)來開始再製過程。該開關控制電路1108可操作以接收來自移動控制系統1150或植入器電腦之命令而開始再製過程。
第13圖描繪根據本發明之一或多個觀點之例如使用第11圖的電弧熄滅控制器1100來再製離子束130以回復由於離子植入器2000中之電弧所造成的劑量損失之代表性方法1300。
方法1300包含一種使用第11圖之代表性電弧熄滅控制器1100的例示離子再製方法，而可使用來回復由於離子植入器(例如第2圖之200)中之電弧所造成的離子劑量損失。在已熄滅電弧之後，且例如在水平掃描930之結束或在垂直掃描920之結束時，可開始再製過程。首先，在1310處，再利用至離子源(例如第5圖之120)及例如提取/抑制電極720，722的HVHS開關(例如504，704)來關掉(OFF)該離子束。
然後，在1320處，移動或重掃描945離子束130或晶圓至其中在該處初始地偵測出電弧的第一水平和垂直掃描位置(例如940a或960a)。此至初始掃描位置940a/960a之移動可由首先使射束回返至其中初始地偵測出電弧之列(水平)掃描的開始處。在此方式中，掃描移動可在遭遇到初始電弧偵測位置(例如940a或960a)之前照常地開始列掃描。因此，晶圓將接著完全地被加速至與存在於當初始地偵測出電弧時之速度相同的速度。一旦在初始電弧偵測之位置940a、960a時，離子束130亦在1320處藉由閉合HVHS開關(例如504，704)來予以致能。在1330處，晶圓910係分別水平和垂直930和920地掃描於離子束130之前，直至遭遇到與電弧之最後偵測相關聯的第二水平和垂直掃描位置為止，且再開啟該HVHS開關504，704而使離子束130失能。
之後，亦可以相似的方式，視需要地分別以多重掃描或集合性地以單一掃描來再製發生於離子植入期間之其他的電弧偵測孔940或條960。
將理解的是，本文中所敘述之該等觀點係可等效地應用於“軟性游離”離子源中之主電子束電流，RF或微波離子源之RF或微波功率，以及應用於無電弧放電源。
雖然本發明已相對於若干觀點及實施例而描繪及敘述於上文，但將理解的是，等效的改變及修正將產生於當熟習本項技藝其他人士研讀及瞭解此說明書及附圖時。特別地，關於由上述組件(組合，裝置，電路，系統等)所執行之各式各樣的功能，使用來描述該等組件之術語(包含“機構”之引用)，除非另有所述，否則該等用語係打算對應於可執行所述組件之特定功能的任何組件(亦即，在功能上係等效的)，即使該等任何組件在結構上並未相同於執行本文中之本發明代表性實施例所描繪功能之所揭示的結構。此外，雖然本發明之特殊的特性已相對於數個實施例之其中一實施例而揭示，但可視需要地及當有利於任何既定或特殊應用時，可結合該特性與其他實施例之一或多個其他的特性。再者，在使用術語“包含”，“含”，“具有”，“具”，“具備”及其變化例於詳細說明或申請專利範圍中的範圍內，係打算以相似於術語“其特徵包括”之方式來涵蓋該等術語。同時，如本文中所使用之“代表性例示”僅係意指實例而非最精確的實施者。
100,500,700‧‧‧電弧熄滅電路
102‧‧‧高壓電源供應器
104,504,610,704,804‧‧‧高壓高速HVHS開關
106,506‧‧‧變流器(CT)
108,508‧‧‧觸發控制電路
110,115,510,515,715,810‧‧‧保護電路
120‧‧‧離子源
130,209‧‧‧離子束
200,400‧‧‧離子植入系統
208‧‧‧提取電極
210‧‧‧第一區
212‧‧‧質量解析磁鐵
220‧‧‧第二區
230‧‧‧區域
232‧‧‧分解孔徑及減速板
234‧‧‧裝置法拉第杯
236‧‧‧電漿簇射
240‧‧‧終點端
242,910‧‧‧晶圓
244‧‧‧碟形法拉第杯
205‧‧‧電弧
300,600,650‧‧‧圖形
310‧‧‧提取電壓
315,345‧‧‧時間
320‧‧‧抑制電壓
330‧‧‧射束電流
300,600,650‧‧‧圖形
403‧‧‧高的正壓提取供應器
404‧‧‧提取裂隙
406‧‧‧高的負壓抑制供應器
408‧‧‧抑制電極
409‧‧‧接地電極
410‧‧‧習知電弧抑制或保護電路
412,712‧‧‧限流電阻器
414,714‧‧‧電容器
416,716‧‧‧返馳二極體
503‧‧‧高壓負供應器電壓(Vb)
509‧‧‧供應器電流(Iext)
518‧‧‧電容C1
740‧‧‧同步電路
720,721,722‧‧‧高壓電極
704‧‧‧開關
920‧‧‧垂直方向
930‧‧‧水平方向
935‧‧‧裝載/卸載位置
937‧‧‧下一掃描
936‧‧‧對角掃描向量
940‧‧‧故障孔
960‧‧‧故障條
1100‧‧‧電弧熄滅控制器
1110‧‧‧開關
1120‧‧‧長故障偵測器
1130‧‧‧再製命令
1140‧‧‧開關控制命令
1150‧‧‧移動控制系統
1102,1000‧‧‧電弧熄滅電路
1108‧‧‧開關控制電路
1010‧‧‧外部觸發輸入
1070‧‧‧觸發電壓
第1圖係示意方塊圖，描繪根據本發明之一或多個觀點的離子植入系統的組件；第2圖係代表性離子植入系統之簡略方塊圖；第3圖係射束電流以及提取及抑制電壓中之改變的圖形；第4圖係代表性抑制電極高壓供應器電路之簡略示意圖；第5圖係代表性電弧熄滅電路之簡略方塊圖；第6A及6B圖係電弧熄滅電路的HVHS開關之電弧熄滅效應的圖形；第7圖係使用於離子植入器中之代表性電弧熄滅電路的簡略示意圖；第8圖係代表性保護電路的示意圖； 第9A及9B圖係代表性之離子束與晶圓間之相對掃描移動的簡略圖；第10A圖係代表性電弧熄滅電路之另一簡略方塊圖；第10B圖描繪法拉第杯電流之波形；第11圖係代表性電弧熄滅控制器之簡略示意圖；第12圖係用以熄滅離子植入器中之電弧的代表性方法之流程圖；以及第13圖係用以再製離子束以回復例如由於離子植入器中之電弧的劑量損失之代表性方法的流程圖。

Claims (26)

  1. 一種熄滅離子植入系統中的電弧及再製離子束之方法，以使用與離子植入系統之電極的高壓供應器相關聯之電弧熄滅電路，以回復該電弧期間的任何劑量損失，該方法係包含：水平掃描在該離子束之前的一晶圓；垂直掃描在該離子束之前的該晶圓；於該電極處偵測與電弧相關聯的電流或電壓改變；監測水平及垂直掃描移動，以獲得與該電弧之偵測相關聯的初始及最後掃描位置；當偵測出該電弧時，控制連接於該高壓供應器與該電極之間的一高壓(HV)開關來開啟，以便中斷一電弧電流至該電極，且熄滅該電弧；當未偵測出該電弧時，控制該高壓開關以閉合，以便連接該高壓供應器至該電極，且建立該離子束；以及在電弧之後，再製該離子束，該再製過程包含：移動該晶圓至與該電弧之偵測相關聯的該初始掃描位置，且閉合該高壓開關以致能該離子束；以及水平及垂直地掃描該晶圓於該離子束之前，直至遭遇到與該電弧之偵測相關聯的該最後掃描位置為止，且開啟該高壓開關以使該離子束失能。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，另包含使得使用來熄滅用於離子植入器之兩個以上的個別高壓電源供應器之該等電極間的電弧之具有兩個以上的高壓開關之兩個以上的 電弧熄滅電路同步；以及在從該等電極偵測出電弧之後，再製該離子束。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，另包含監測所偵測之電弧的一期間，且其中若所偵測之該電弧的期間比一預定的時隔更長時，則僅完成該再製過程。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中使該再製過程延遲，直至該離子束掃描返回至該晶圓之一裝載及卸載位置為止。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中使該再製過程延遲，直至該離子束完成一目前的水平掃描移動為止。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中在該電弧之偵測後，該水平及垂直掃描持續著。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中使該再製過程延遲，直至離子束掃描結束為止，其中在一個以上的連續掃描移動之期間，可共同地再作一個以上的電弧偵測。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該離子束係由該高壓開關來驅使為開(on)或關(off)。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中監測與該電弧之偵測相關聯的水平及垂直掃描位置包含監測耦接於水平及垂直掃描馬達之移動編碼器，以及儲存與該電弧之初始偵測及該電弧之最後偵測的相關聯的編碼器位置資料。
  10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中驅使該離子束開(on)或關(off)以回應於來自該離子植入系統或一移動控制系統之射束工作因子之命令，以使該離子束在抵達一晶 圓裝載或卸載位置，手動射束關(OFF)之開關操作，及晶圓交換的其中之一的期間失能，以及在手動射束開(ON)之開關操作，晶圓交換之後，裝載操作之後，及當命令植入另一晶圓時的其中之一的期間致能該離子束。
  11. 一種熄滅離子植入系統中之電弧的方法，該離子植入系統具有一電弧熄滅電路，該電弧熄滅電路係與用於該離子植入系統之電極的高壓供應器相關聯而使用，該方法包含：於該電極處偵測與一電弧相關聯之一電流或電壓改變；當偵測出該電弧時，控制連接於該高壓供應器與該電極之間的一高壓(HV)開關來開啟，以便中斷一電弧電流至該電極，且熄滅該電弧；當未偵測出該電弧時，控制該高壓開關來閉合，以便連接該高壓供應器至該電極，且建立該離子束；以及監測由該離子植入器所掃描之與該離子束及一晶圓相關聯的水平及垂直掃描移動，以獲得與該電弧之偵測相關聯的初始及最後掃描位置。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中在該電弧之偵測後，該水平及垂直掃描持續著。
  13. 如申請專利範圍第11項之方法，其中監測與該電弧之偵測相關聯的水平及垂直掃描位置包含監測耦接於水平及垂直掃描馬達之移動編碼器，以及儲存與該電弧之初始偵測及該電弧之最後偵測相關聯的編碼器位置資料。
  14. 如申請專利範圍第11項之方法，另包含使得使用來熄滅用於離子植入器之兩個以上的個別高壓電源供應器之該等電極間的電弧之具有兩個以上的高壓開關之兩個以上的電弧熄滅電路同步；以及在從該等電極偵測出電弧之後，再製該離子束。
  15. 一種用於離子植入系統之高壓電源供應器的電弧熄滅電路，包含：一高壓開關，係與用於與植入器相關聯之一電極的高壓電源供應器串聯連接，該高壓開關係可操作以使至該電極之一電流中斷及重建，及使產生於該離子植入系統內之一電弧熄滅；一觸發控制電路，係可操作以偵測與該電弧相關聯之一電流或電壓改變，且依據該偵測而控制該高壓開關開啟或閉合；一或多個保護電路，與該高壓開關相關聯，可操作以吸收來自個別的高壓開關之外部的電抗元件之能量，及限制橫跨該開關之一過量電壓；以及一同步電路，該同步電路係可操作以使兩個以上的電弧熄滅電路之兩個以上的觸發控制電路同步及計時該等觸發控制電路，用以開啟及閉合用於該離子植入系統之兩個以上的高壓開關。
  16. 如申請專利範圍第15項之電路，其中與該電極相關聯之該電流或電壓改變之偵測包含偵測至該電極之一電流突波、在該高壓電源供應器中之一電流突波、在一離子束 電流中之一減少、在一抑制電極電壓中之一下降、及在一提取電極電壓中之一下降的其中之一。
  17. 如申請專利範圍第15項之電路，其中該等保護電路之一係與其所保護之該高壓開關串聯連接。
  18. 如申請專利範圍第15項之電路，其中該等保護電路之一係與其所保護之該高壓開關並聯連接。
  19. 如申請專利範圍第15項之電路，其中該電極包含一提取抑制電極，該提取抑制電極係設置靠近該離子植入系統中所使用之一離子源。
  20. 如申請專利範圍第19項之電路，其中該高壓電源供應器係使用於該離子源，且其中該電弧熄滅電路係可操作以熄滅與該離子源相關聯之一電弧。
  21. 如申請專利範圍第15項之電路，其中該電流或電壓偵測係完成於該離子植入過程之期間，以促進對該電極電流或電壓之回授或閉路調整。
  22. 如申請專利範圍第15項之電路，其中該電流或電壓偵測係完成於該離子植入過程之前，以促進對該電極電流或電壓之開路調整。
  23. 如申請專利範圍第15項之電路，另包含：一種移動控制系統，係可操作以控制由離子植入器所植入之一晶圓的水平和垂直掃描移動，監測與該電弧之偵測相關聯的一掃描而返回一初始之位置；且其中該觸發控制電路可進一步地操作以接收來自該移動控制系統之再製命令，以及驅使該高壓開關開啟或閉合 來回應於該再製命令，以便再製該離子束於沿著與該電弧之偵測相關聯的掃描之初始位置和與該電弧之偵測相關聯的最後位置之間，藉以回復在該電弧期間之任何劑量損失。
  24. 如申請專利範圍第23項之電路，另包含一同步電路，係可操作以使兩個以上的電弧熄滅電路之兩個以上的觸發控制電路同步及計時該等觸發控制電路，用以開啟及閉合該離子植入系統之兩個以上的高壓開關。
  25. 如申請專利範圍第15項之電路，其中該觸發控制電路可進一步地操作以接收來自該離子植入系統或移動控制系統之一射束工作因子之命令，以使該高壓開關在抵達一晶圓裝載或卸載位置，手動射束關(OFF)之開關操作，及晶圓交換的其中之一的期間失能，以及在手動射束開(ON)之開關操作，晶圓交換之後，裝載操作之後，及當命令植入另一晶圓時的其中之一的期間致能該高壓開關。
  26. 一種離子植入系統，包含：一離子源，用以產生一數量之離子而可以以一離子束的形式來提取，該離子束具有一射束電流；一高壓開關，係與用於與植入器相關聯之一電極的高壓電源供應器串聯連接，該高壓開關係可操作以使至該電極之一電流中斷及重建，而使產生於該離子植入系統內之一電弧熄滅；一觸發控制電路，係可操作以偵測與該電極相關聯之一電流或電壓改變，且依據該偵測而控制一或多個高壓開關開啟或閉合； 一或多個保護電路，各個保護電路係與該等高壓開關之一相關聯，且可操作以吸收來自個別的高壓開關之外部的電抗元件之能量，及限制橫跨該開關之一過量電壓；以及一同步電路，該同步電路係可操作以使兩個以上的電弧熄滅電路之兩個以上的觸發控制電路同步及計時該等觸發控制電路，用以開啟及閉合用於該離子植入系統之兩個以上的高壓開關。
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