TWI428935B - 用於設定離子束相對於晶圓之方位及修正角度誤差之裝置 - Google Patents

用於設定離子束相對於晶圓之方位及修正角度誤差之裝置 Download PDF

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Description

用於設定離子束相對於晶圓之方位及修正角度誤差之裝置
本發明普遍地與離子植入系統有關,並且更特別地與設定離子束相對於工件之方位及修正角度誤差的機制架構有關。
離子植入系統是在積體電路製造時用來將摻雜劑或是雜質摻入半導體基板的機制。在這種系統內,將一種摻雜劑材料離子化然後從其產生離子束。將離子束導引到半導體晶圓表面使摻雜元件植入晶圓。例如在晶圓裡電晶體元件的製程中,使離子束穿入晶圓的表面以形成所要求傳導性的區域。一個典型的離子植入器包括一個產生離子束的離子源、一個包括質量分析儀器的束線組件,其使用磁場用以導引磁體以及/或是過濾(也就是質量解析)束線中的離子、以及一個目標腔體包含一或多個半導體晶圓或是工件以使用離子束進行植入。
離子植入器具優點是因為其允許有關矽中摻雜物的劑量以及位置精確度。為了在特定應用中達到要求的植入,植入的離子劑量以及能量可能變化。離子劑量控制特定半導體材料的植入離子濃度。通常,高電流植入器應用於高劑量植入,而中電流植入器應用於較低劑量應用。離子能量控制半導體中元件的接面深度,其中離子束的能量準位決定離子植入的程度或是離子植入的深度。
市場上可買到的離子植入系統使用一個包含來源腔體的離子源,來源腔體與植入腔體隔開,在植入腔體中以來自來源的離子處理一或多個工件。來源腔體的出口允許離子離開來源,然後將其成形、分析並且加速形成離子束。離子束沿著通向離子植入腔體的真空束線路徑撞擊在植入腔體裡的一或多個工件,工件通常為圓形的半導體晶圓。離子束的能量足夠使撞擊晶圓的離子進入植入腔體中的晶圓。因此這種選擇性植入允許積體電路的製作。
可以理解在電子工業中電子元件的趨勢是持續製造更小尺寸但是更具能力的元件(例如行動電話、數位相機等等)其可以以較少的電力執行更多更複雜的功能,因此在這些元件中使用的半導體及積體電路(也就是電晶體等等)尺寸繼續降低。把多個這些元件"封裝"到單一半導體基板或是其一部份(也稱為晶粒)的能力也改進了製造效率及產量。為了增加封裝密度,在半導體製程中晶圓裡及晶圓上形成的線寬可以降低。可以理解將摻雜劑加入在半導體基板之選定位置的準確度扮演了成功增加封裝密度的關鍵角色。例如,在給定的更小線寬中,針對半導體基板選定位置植入的摻雜劑離子只能有很小的誤差邊際。因此,方便使離子更精確植入的機制及技術是需要的。
下面說明本發明的簡要摘要以提供一些本發明觀點的基本理解。摘要並非本發明的廣泛概述。其目的不是為了辨識本發明的關鍵或是重大要素,也不是為了敘述本發明的範圍。相反的,其主要目的僅僅是以簡化的形式說明本發明的一或多個概念,以作為下面更詳細描述的序幕。
本發明的一或多個觀點與測量構件有關,其方便離子束以及工件之間相對方位的確定,離子透過離子束在該方位植入。測量構件對於離子照射是敏感的,因此在測量構件以及離子束之間的相對方位可以透過測量構件相對於離子束的移動而精確地確定。測量構件以相對於工件的一個已知關係設定方位,因此可以設定工件以及束線之間的相對方位。知道了離子束以及工件之間的相對方位可以得到更準確及更精確的工件摻雜,這提昇了半導體的製作。
根據本發明的一或多個觀點,揭露了輔助離子植入的一個裝置。裝置包括一個測量構件,其可操作地與末端站關聯,末端站架構為使工件相對於離子束放置,使離子束中的離子運動可以撞擊工件選定位置。該測量構件方便一個相對於離子束與工件之間方位的確定,特別是透過得到一個相對於工件的已知方位以及偵測離子束何時在特定方位撞擊構件。
為了完成上述的及相關的目的,下面的描述及附圖詳細闡述本發明的特定說明性觀點以及實施例。這些只是本發明一或多個觀點中各種可使用方法的說明。本發明的其他觀點、優點以及新奇特點從以下本發明詳細描述配合伴隨附圖一起考慮時將變得明顯。
現在參考附圖一起描述本發明的一或多個觀點,其中相似數字廣泛地用來指出全文的相似元件,而且其中各種架構不一定按比例描繪。為了解釋的目的,在下列描述中闡述了很多特定的細節以提供本發明之一或多個觀點的徹底理解。不過,對熟悉該項技術者本發明的一或多個觀點顯然可以以較小程度的這些特定細節來實施。在其他範例裡,習知的架構以及裝置以區塊圖形式顯示以方便本發明一或多個觀點的描述。
例如在上面間接提到,在半導體製程中,半導體晶圓或是工件由帶電粒子或是離子植入。由於離子的正或負淨電荷而展現出它們的要求電性。當與半導體相關製程一起使用時,這種離子化材料稱為摻雜劑,因為他們”摻入”或是改變了植入基板或其他膜層的電特性,產生具有要求而且可預測電性的膜層。
基層或是基板通常由矽的結晶形式組成。當材料的原子以規律的三維模式安排時,他們稱作晶格結構。作為範例,圖1說明了具有普遍立方構結之一部分的一般晶格結構100。尤其,在說明的範例中,晶格結構100具有27個(也就是3乘3乘3)外形上普遍為立方體的單元102。晶體的晶格結構存在於平面110內,而這些平面110在展示的範例中實質上是彼此垂直的(也就是在x、y以及z方位裡)。不過,可以理解晶格結構可以有多種不同的構型並且具有任意數量的單元,該單元具有任意數量的不同形狀,例如鑽石、金字塔、六角形等形狀。
在半導體製程中使用的矽基層稱為晶圓或是在某種程度上稱為基板,因為它們從一大塊矽中切割出來。尤其是,非常特定型態的單晶矽稱為晶塊,其成長為很長的長度然後從它們切割出薄片(也就是晶圓)。
半導體摻雜過程的一個重要參數為離子束與半導體材料內部晶格結構之間的入射角,其中離子束用來在基板中將摻雜離子植入。除了其他原因,入射角是重要的因為它扮演一個稱為通道效應現象的角色。特別是,如在圖1裡說明的,如果摻雜離子束104的方位係實質上與晶格結構的平面110平行(垂直)時,束線可以以每單位長度很少的能量損失穿過其中,因為離子在與晶格原子平面間較少碰撞的空間中運動。
因此,除了其他原因,離子可以深深地植入基板(也就是在圖1的中央通道內)。可以理解其他觀點也會影響通道效應,例如基板的非晶質化程度、基板的原子質量以及束線中離子的能量以及/或是質量。例如,在束線104內的離子能量越大,離子可以更深地植入基板。
例如,在圖2裡束線104的方位不實質上平行於晶格結構100的(垂直)平面110。這樣離子束104中的一些離子將可能撞擊晶格結構的多個部分106,然後改變(也就是損壞)晶格結構。這個時候,離子可能失去能量並且變慢以及/或是如以箭頭108指示的散射離開原先的方位,因此在工件的較淺部分停下。於是,使離子束朝向相對於晶格結構之特別方位是需要的,這樣可以減輕通道效應以及/或是局域摻雜。
除通道效應之外,遮蔽效應也要求植入須在已知方位進行。遮蔽通常起因於在電子工業中電子元件的趨勢持續製造更小的線寬但更有能力的元件。不過,在特定實例中,當線寬之間的間距降低而線寬的高度可能不降低。通常固定的線寬高度加上線寬間距的縮小導致遮蔽效應增加,使將摻雜的部份晶圓接收到很少甚至沒有摻雜離子。這種遮蔽效應可以在離子植入角度增加的地方變得更嚴重,例如在通道縮小的地方。
轉到圖3,舉例來說半導體基板或是晶圓300的部分截面圖具有在其上形成的複數個線寬302、304、306、308並且在其間定義個別間距310、312、314。線寬302、304、306、308由光阻材料形成,因此全部實質上具有一個均勻的高度。
由間距310、312、314暴露的基板300區域320、322、324將以離子植入來摻雜。因此,將一或多個離子束330導入基板300以進行摻雜。不過,舉例來說束線330以朝向相對於基板300表面340的一個角度來減輕通道效應。因此束線330的一些離子被線寬302、304、306、308的一部分(例如角落)阻擋。這樣,基板區域320、322、324內的區域350、352、354收到比打算摻雜更少量的離子。這種遮蔽效應可以使裝置的一些區域不恰當地摻雜。
因此,與遮蔽有關的不利效應因植入角度而變得嚴重。因此,可以理解知道植入方位以調節遮蔽效應及通道效應是希望的。
上面討論的通道效應以及遮蔽效應可以用來表現控制離子束對晶圓表面及晶格平面的角度對於得到較佳的製程控制是很重要的。因此一種可以測量入射離子角度的方法是重要的,並且如果可能的話測量技術應該要相對於晶圓的晶格平面進行校驗。可以理解矽晶圓上的植入效果可以使用探針進行電性測量而得到,其測量晶圓上多點的電阻或是表面電阻,或是Billerica,MA之QC Solutions股份有限公司提供的表面光電壓技術進行測量。替代地,可以由一種例如Fremont,CA 94539之Therma-Wave股份有限公司建造的Thermo-probe光學模組技術進行測量。雖然這些的每一個公司都可以顯示通道效應最強的地方,但後者的測量技術對於晶格的損壞特別敏感,因此對於決定在晶圓的那個位置離子較平行於晶格平面運動是很有用的。
圖4說明一個離子植入系統400,其可以實現本發明的一或多個觀點。系統400包括模組化的氣瓶404、輔助氣瓶406以及氣瓶遠端沖放控制面板410。此外,氣瓶404、406包含一或多種摻雜物質氣體,並且氣瓶404、406方便氣體選擇性地傳送到系統400內的壽命延長離子源412中,在其中可以將選擇性地帶進系統400之氣體離子化,以產生適合植入晶圓或是工件的離子。氣瓶遠端沖放控制面板410在需要的或是要求的基礎下方便通氣或沖放氣體或是其他物質排放到系統400之外。
包含高壓終端動力分配416以及高電壓絕緣變壓器418,以電性激發及將能量付與到摻雜氣體而從氣體中產生離子。包含一個離子束抽出組件420以從離子源412抽出離子並且使他們加速進入束線組件424,束線組件包括質量分析磁體426。可操作質量分析磁鐵426以分類出或是拒絕不適當電荷質量比的離子。尤其是,質量分析磁體426包括具有側壁板的束線導管428,不想要質量質量比之離子在它們通過束線導管428時,質量分析磁體426產生一或多個磁場使它們撞擊側壁板。
掃描器429將束線小角度左右偏折而使束線在大直徑目標中散發。掃描角修正透鏡430以固定的倍數將束線加速,並且消除發散的速度分量,因此通過透鏡之後離子實質上平行地運動。可以包括一加速/減速欄柱432以協助速度的控制及調整,以及/或是將離子聚焦在離子束內。可操作一個構件434以濾出污染粒子,例如系統400也可以包含最終能量過濾器。
將晶圓或是工件440裝載到終端腔體442以選擇性地將離子植入。在腔體442中一個機械掃描驅動器444操縱晶圓使它容易與束線相撞擊。例如,掃描驅動器可以操縱一個工件支架446以固定(利如用於連續植入的)一或多個晶圓440而使它對一個軸旋轉以方便得到無限數量的植入角度。晶圓處理系統448將晶圓或是工件440移動進入終端腔體442,其可以包括例如一或多個機械或是機器人手臂450。
透過選擇性地控制系統400的一或多個組件,操作控制台452可以允許操作者調節植入處理。最後,包含電力配電箱454以將動力提供到整個系統400。授予Ray的4,975,586號美國專利揭露一個範例終端442及其構件的更多細節,其中終端具有可機動性對多軸遶行的晶圓支撐或是支架。整體這項專利因此以引用方式納入本文中。
根據本發明的一或多個觀點,一個測量構件460可操作地與系統400關聯,以方便離子束以及工件440之間相對方位的確定,其中離子束將離子植入工件中。尤其是,測量構件460與終端442中的構件有關,例如該構件為將工件固定在其上以進行離子植入的掃描臂。將測量構件460裝載在與工件相對的已知方位,使得一旦設束線及測量構件之間的方位確了後,可以馬上設定束線以及工件之間的方位。
轉到圖5、6及7,以更徹底解釋根據本發明一或多個觀點之測量構件的操作及構造。圖5係範例終端500的截面剖視圖,其根據本發明的一或多個觀點將測量構件502放置在終端500中。圖6係終端500的相似截面剖視圖,但是其僅僅對本發明之一或多個觀點的更重要部分說明。圖7示意地說明根據本發明一或多個觀點安裝在終端500中的範例測量構件502。
如圖5及6所示,在植入工件之前,特別是離子束為水平帶狀或是掃描帶狀束線時,將平行離子束504共同彎曲使得到例如大約15度的垂直彎曲角θ 506。例如束線可以彎曲使得能量污染物不撞擊工件。通常使用靜電以及/或是磁力技術將離子束彎曲。不過,束線的實際彎曲量可以稍微從要求量中改變。但是,使用例如在此描述的測量構件502,透過晶圓與束線相對方位的精確確定可以允許消除這些改變,不論束線504的軌道為何。
測量構件502安裝在終端500中的構件上,例如構件為其上面放置有工件512以進行離子植入的掃描臂510。如此測量構件502係放置在相對工件512的已知方位。例如,測量構件502的表面514可以與工件512表面518以相對角度θ ' 516放置。相似地,測量構件502可以定向使得垂直於測量構件502之表面514的方位520,相對工件512的表面518有一個已知角θ " 522。在任何狀況中,測量構件502對工件512的方位係已知的,因此一旦束線504對於測量構件502的方位決定後束線504對於工件512的方位可以決定。
可以理解測量構件502係確實地固定的,因此它相對於工件512的方位不會變化,特別是當操縱掃描臂510、工件512以及/或是測量構件502時不會變化。測量構件502可以例如以一或多個堅固的托架526安裝到掃描臂510。不過,測量構件502相對於工件512的方位是可調的,例如將螺母、螺栓或是夾住機制(不顯示)弄鬆,然後一旦測量構件502調整完成後再重新將其固定。
為了決定測量構件502相對於射線504的方位,將測量構件502相對於射線操縱,例如使掃瞄手臂510繞一個水平軸530旋轉,其中測量構件502附著在掃瞄手臂上。這導致手臂的上部532和下部534末端來回擺動或在相反方位536和538中傾斜,因此導致測量構件502通過離子射線504,因為測量構件502固定附著在掃瞄手臂510上。測量構件502對離子照射是敏感的,因此偵測出與射線和測量構件之間與方位相關的各種離子量。
如在圖7見到的,測量構件502包括一個遮罩540,例如其可以由石墨形成,並且包含例如由槽孔544分開的複數個尖叉542。一個離子敏感部份546例如可以由法拉第杯構成,將它放置於遮罩540的後面或下游。複數個尖叉542具有長度L 550並且由距離D 552分開,使得當離子射線504不與槽孔544或是測量構件502表面的垂直垂線520同軸時,尖叉542會將一些射線阻擋,因此不能到達照射敏感部份546。在一個範例中,尖叉542大約在5到50毫米之間的長度L 550並且尖叉542由大約在1到15毫米之間的距離D 552分開。
測量構件502的照射敏感部份546可以輸出一個電流以指示衝擊在此的離子射線量。相應地,因為允許離子射線504通過遮罩540的離子束504變化量取決於遮罩540與(穩定)離子束504之間的相對方位,測量構件502、更特別地照射敏感構件546的電流輸出,隨著束線504相對於測量構件502的對準函數而變化(也就是束線角度)。峰值電流因此係束線與遮罩540對準或是替代地平行於測量構件502垂線520的指示。
由於測量構件502對工件512的方位(角)係已知,束線504對工件512的方位可以很容易確定,例如只要加上或是減掉一個補償角θ’。可以理解,質量中心的計算以及/或是曲線的調整,也可以在束線直接撞擊測量構件502時,由測量構件502通過束線504運動,在多重電流讀出的地方實施。
知道束線504相對於工件512的方位之後,在考慮例如通道以及/或是遮蔽效應時可以調整工件512以得到所要求的摻雜。例如工件512可以使掃描臂510滑上560以及滑下562以及/或是可以對一個水平軸在方位536以及538在軸點530旋轉或是傾斜,因此工件如要求的與束線504對準以及/或是得到一或多個要求的植入角度,使選擇性的離子植入到工件512的各種位置。此外,工件可以對一個垂直於工件表面中心566的一個軸"扭轉",以得到工件相對於離子束的要求方位。可以理解工件512的這種運動通常可以由細密調諧機制精確地執行。
雖然本發明已經針對一或多個實施例顯示及描述,對於其它熟悉該項技術的人在閱讀以及理解這個說明書及附圖之後,可以產生等價的改變化及修改。本發明包含所有這種修改及變化並且只以下列申請專利範圍來限定。特別針對上述構件(組件、元件、電路等等)所執行的功能,用來描述這種構件的術語(包括對"裝置"的參考)除非另外表示,是意圖對應於任何執行所描述特定功能之構件(也就是功能上相等的),即使結構上不等同於在此揭露以執行本發明範例實施之功能的結構。另外,雖然本發明的特定特點僅僅針對幾個實施例中的一個揭露,這些特點可以與其它實施例的一或多個特點結合,而得到任何給定或是特定應用中想要得到的優點。而且,到一個程度上,術語“包括”、“具有”、“有”、“含有”或是其變形可以在詳細描述或申請專利範圍中使用,這些術語態度上係隱含類似於術語"包含"的。而且在此使用的“範例”僅僅表示一個範例。
100...晶格結構
102...立方單元
104...離子束
106...晶格結構部分
108...箭頭
110...平面
300...晶圓
302、304、306、308...線寬
310、312、314...間距
320、322、324...基板區域
330、332、334...離子束
350、352、354...區域
400...離子植入系統
404...氣瓶
406...輔助氣瓶
410...氣瓶遠端沖放控制面板
412...離子源
416...高壓終端動力分配
418...高電壓絕緣變壓器
420...離子束抽出組件
424...束線組件
426...質量分析磁體
428...束線導管
429...掃描器
430...掃描角修正透鏡
432...加速/減速欄柱
434...構件
440...工件
442...終端腔體
444...掃描驅動器
446...工件支架
448...晶圓處理系統
450...機器人手臂
452...控制台
454...電力配電箱
460...測量構件
500...終端
502...測量構件
504...平行離子束
506...彎曲角θ
510...掃描臂
512...工件
514...表面
516...角θ '
518...表面
520...方位
522...角θ "
526...托架
530...水平軸
532...上部
534...底部
536...方位
538...方位
540...遮罩
542...尖叉
544...槽孔
546...離子敏感部份
550...長度L
552...距離D
560...滑上
562...滑下
564...扭轉
566...工件表面中心
圖1係部分晶格結構的範例透視圖,其中離子束在晶格結構中以實質上平行於晶格結構平面的方位導引。
圖2係如圖1描繪之部分晶格結構範例透視圖,其中離子束在晶格結構中以實質上不平行於晶格結構平面的方位導引。
圖3係部分半導體基板的截面視圖,基板具有在其上形成的線寬,線寬由不同的距離分開並且在離子植入期間受到不同程度的遮蔽效應。
圖4說明一個範例離子植入系統,其可以實現本發明的一或多個觀點。
圖5係說明一個末端站的概要視圖,其可以實現本發明的一或多個觀點。
圖6係說明一個如圖5之末端站的概要視圖,但是其中僅說明根據本發明一或多個觀點的更重要觀點。
圖7係根據本發明之一或多個觀點說明測量構件的示意圖。
400...離子植入系統
404...氣瓶
406...輔助氣瓶
410...氣瓶遠端沖放控制面板
412...離子源
416...高壓終端動力分配
418...高電壓絕緣變壓器
420...離子束抽出組件
424...束線組件
426...質量分析磁體
428...束線導管
429...掃描器
430...掃描角修正透鏡
432...加速/減速欄柱
434...構件
440...工件
442...終端腔體
444...掃描驅動器
446...工件支架
448...晶圓處理系統
450...機器人手臂
452...控制台
454...電力配電箱
460...測量構件

Claims (18)

  1. 一種協助離子植入的裝置,包括:一個測量構件,可操作地與末端站關聯,其組構以為工件相對於離子束放置,使得離子束中運行的離子在選定位置撞擊工件,其中測量構件方便決定離子束以及工件之間的方位,測量構件緊緊地附接至末端站的構件,工件在植入期間存在於末端站上,使得測量構件的表面或向著其之垂直方向以相對於工件的表面的已知角度而放置。
  2. 如申請專利範圍第1項的裝置,其中測量構件包括:一個隨遮罩及離子束之間相對方位的不同而允許通過之離子束數量變化的遮罩;以及一個放置在遮罩後面的離子敏感部份,在穿過這個遮罩之後衝擊在其上面的離子束數量會改變。
  3. 如申請專利範圍第2項的裝置,其中遮罩包括:由各別槽孔分開的複數個尖端,倚賴於尖端及離子束之間的相對方位而允許不同數量的離子束通過。
  4. 如申請專利範圍第2項的裝置,其中離子束係水平帶狀或是掃描帶狀束線,其中該裝置係用來測量帶狀物的垂直彎曲角度。
  5. 如申請專利範圍第4項的裝置,其中至少一個槽孔將尖端分開在大約1到10毫米之間;以及尖端具有大約5以及50毫米之間的長度。
  6. 如申請專利範圍第4項的裝置,其中至少一個裝置係便於將工件相對於水平軸傾斜,以基於測量構件相對於工 件的已知關係,將工件設定在相對於垂直彎曲帶狀離子束的一個欲求方位,該裝置係便於將工件對與工件表面中心垂直的一個軸扭轉,以另外設定工件相對於彎曲帶狀離子束的欲求方位,以及基於測量構件相對於工件的已知關係,裝置方便帶狀離子束的垂直彎曲角度調整,以設定工件相對於離子束的要求方位。
  7. 如申請專利範圍第5項的裝置,其中至少一個裝置基於測量構件相對於工件的已知關係,對水平軸傾斜,以方便工件設定在一個相對於垂直彎曲帶狀離子束的要求方位,該裝置方便工件對一個與工件表面中心垂直的一個垂直軸扭轉,以另外設定工件相對於彎曲帶狀離子束的要求方位,以及基於測量構件相對於工件的已知關係,裝置方便帶狀離子束垂直彎曲角度的調整,以將工件設定在相對於離子束的一個要求方位。
  8. 一種離子植入系統,其包括:用來產生離子的離子源;用來從離子中產生離子束的束線組件,其由離子源產生離子並且沿著運行路徑導引離子;將工件相對於運行路徑放置的末端站,使得在離子束中運行的離子在選擇位置撞擊工件;以及一測量構件,其緊緊地附接至末端站的構件,工件在 植入期間存在於末端站上,使得測量構件的表面或向著其之垂直方向以相對於工件的表面的已知角度放置,其中當末端站構件被移動時,離子束於測量構件上撞擊。
  9. 如申請專利範圍第8項的系統,其中測量構件測量在其上衝擊的離子束強度做為離子束相對於測量構件的方位函數,使得測量構件與離子束之間的特定方位可以透過測量工具相對於衝擊束線移動而設定。
  10. 如申請專利範圍第8項的系統,其中測量構件包括:一遮罩,其允許不同數量的離子束通過,通過量倚賴於遮罩與離子束之間的相對方位;以及一離子敏感部分,其放置於遮罩後面,通過遮罩後衝擊其上的離子束數量產生變化。
  11. 如申請專利範圍第10項的系統,其中遮罩包括:由個別槽孔分開的複數個尖端,倚賴於尖端以及離子束之間的相對方位,允許通過的離子束數量產生變化。
  12. 如申請專利範圍第11項的系統,其中離子敏感部分輸出一個電流以顯示在其上衝擊之離子束量。
  13. 如申請專利範圍第12項的系統,其中至少一個尖端包含石墨,槽孔將尖端分開在大約1到10毫米之間,並且尖端具有在大約5到50毫米之間的長度。
  14. 如申請專利範圍第9項的系統,其中至少一個工件對水平軸傾斜,以基於測量構件相對於工件的已知關係,來設定工件相對於垂直彎曲帶狀離子束的要求方位,使工 件對一個軸扭轉,以另外設定工件相對於垂直彎曲帶狀離子束的要求方位,並且基於測量構件相對於工件的已知關係調整帶狀離子束的垂直彎曲角度,以設定工件相對於離子束的一個要求方位。
  15. 一種設定離子束與工件之間相對方位的方法,離子由離子束植入工件中以方便工件的更準確摻雜,其包括:在測量構件緊緊地附接至構件,工件在植入期間存在於構件上,測量構件的表面或向著其之垂直方向以相對於工件的表面的已知角度放置,導引束線;將測量構件移動直到離子束撞擊於其上;並且基於已知角度且當離子撞擊到測量構件之上,設定離子束和工件之間相對方位。
  16. 如申請專利範圍第15項的方法,其進一步包括:在給定工件與測量構件之間的已知關係後,將工件相對於離子束定向。
  17. 如申請專利範圍第16項的方法,其進一步包括:以下列至少一項方法將工件相對於離子束定向:將工件對水平軸傾斜,將工件對垂直軸扭轉,以及調整離子束的垂直彎曲角度。
  18. 如申請專利範圍第17項的方法,其進一步包括:設定離子植入系統的零角度,其為束線直接撞擊工件的方位。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7239755B1 (en) * 1997-07-30 2007-07-03 Lg Electronics Inc. Method of reducing a blocking artifact when coding moving picture
US7683348B2 (en) * 2006-10-11 2010-03-23 Axcelis Technologies, Inc. Sensor for ion implanter
JP5233012B2 (ja) * 2008-10-03 2013-07-10 日新イオン機器株式会社 イオン注入装置
US8378318B1 (en) * 2011-11-18 2013-02-19 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Fixed mask design improvements
US9455116B2 (en) * 2014-04-30 2016-09-27 Axcells Technologies, Inc. Angular scanning using angular energy filter
JP6403485B2 (ja) * 2014-08-08 2018-10-10 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イオン注入方法
US9711328B2 (en) * 2014-12-26 2017-07-18 Axcelis Technologies, Inc. Method of measuring vertical beam profile in an ion implantation system having a vertical beam angle device
US20210398772A1 (en) 2020-06-17 2021-12-23 Axcelis Technologies, Inc. Tuning apparatus for minimum divergence ion beam

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5583427A (en) * 1992-12-28 1996-12-10 Regents Of The University Of California Tomographic determination of the power distribution in electron beams
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
GB2355337B (en) 1999-10-12 2004-04-14 Applied Materials Inc Ion implanter and beam stop therefor
US6437350B1 (en) * 2000-08-28 2002-08-20 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Methods and apparatus for adjusting beam parallelism in ion implanters
US6690022B2 (en) * 2001-01-17 2004-02-10 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Ion beam incidence angle and beam divergence monitor
US6528768B1 (en) * 2001-10-26 2003-03-04 Branimir Simic-Glavaski Electron source for food treating apparatus and method
KR100407579B1 (ko) * 2001-11-22 2003-11-28 삼성전자주식회사 이온 주입 시스템의 웨이퍼 홀딩 장치
KR100444201B1 (ko) * 2002-04-18 2004-08-16 삼성전자주식회사 이온빔 경사각 측정방법 및 장치
US6828572B2 (en) * 2003-04-01 2004-12-07 Axcelis Technologies, Inc. Ion beam incident angle detector for ion implant systems
DE10329388B4 (de) * 2003-06-30 2006-12-28 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Faraday-Anordnung als Ionenstrahlmessvorrichtung für eine Ionenimplantationsanlage und Verfahren zu deren Betrieb

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