TWI479532B - 帶狀射束之離子束角校準及發射測量系統 - Google Patents

Description

帶狀射束之離子束角校準及發射測量系統

本發明通常有關於將離子植入一工件中的離子植入系統，而更特別是有關於帶狀射束之離子射束角校準及發射測量系統。

在離子射束植入期間的射束角度控制已經顯露一個僅次於劑量控制的臨界參數之問題。透過具有高長寬比(亦即深度對寬度)的遮罩之孔隙所進行的植入行為易受植入於工件表面上的離子入射角影響。重要的是，離子角度的分佈要儘可能對稱，藉以於工件之所有區域中產生均勻劑量。取得均勻入射角度要求準確地測量以及控制離子射束的角度分佈。此外，需要於工件平面上測量在x與y兩方向上離子射束之發射。知悉測量平面上的離子射束之發射允許某人預測自由漂移區域中任何一點上的離子射束包跡。

離子射束強度為一種在離子射束橫截面的所給定位置上每單位時間內之分子數目測量。離子射束之發射為一種該射束於位置上的角度擴展之測量。

期望知悉離子射束強度及跨於離子射束範圍的離子射束之發射。如果摻雜問題發生，射束的強度與發射輪廓便能用於診斷這些問題。此外，此一資訊在調諧離子射束以確保連續工件摻雜週期之間的一致性時乃是有用的。

所期望實質上以”即時”為基礎簡易利用離子射束輪廓資訊，致使監控離子植入器性能的技術人員能基於離子射束輪廓進行調整。射束輪廓資訊的快速更新允許進行這些調整且考慮並重新評估該調整對射束輪廓所達到的效應。

因此，期望提供一種改良的離子射束角校準以及發射測量之系統。

藉由提供明顯改善離子射束的離子射束角校準及發射測量之系統，本發明克服習知技術之限制。

在本發明的實施例中為一種離子射束角校準及發射測量系統。該系統包含在其中包括一延伸狹縫之一板，其中該延伸狹縫設置在板之轉動中心上且配置用以容許第一射束部分由之穿過。射束電流檢測器位於板之下游，其中的射束電流檢測器在其中包含一狹縫，其配置用以允許第一射束部分的第二射束部分由之穿過，其中的射束電流檢測器配置用以測量與第一射束部分相關連的第一射束電流。射束角度檢測器位於射束電流檢測器之下游，並且配置用以檢測與第二射束部分相關連的第二射束電流。其中的板、電流射束檢測器以及射束角度檢測器配置用以共同轉動於該板的轉動中心。

在本發明的另一實施例為一種離子束角校準及發射測量系統。其系統包含一射束電流檢測系統，包含一具有延伸狹縫所構成的面部之外殼，延伸狹縫具有大於所選工件直徑之長度，此延伸狹縫配置用以充當外殼之轉動中心。靜電抑制器位於延伸狹縫之下游，其中具有背部狹縫的輪廓法拉第杯位於靜電抑制器之下游，其配置用以測量第一方向及正交第一方向的第二方向之射束輪廓。角度法拉第杯位於背部狹縫之下游，經配置用以得到第一方向以及第二方向之離子束角度分佈。准許離子束之第一片段在通過保護板狹縫與正面延伸狹縫之後進入輪廓法拉第杯。准許離子束之第二片段進入角度法拉第杯。

在本發明之另一實施例中為一種相對於離子束平面進行測量且校準工件表面平面之系統，包含具有感測頭部平面之一感測器組件。感測器組件包含一具有延伸狹縫的面部之外殼，而靜電抑制器位於狹縫下游。位於靜電抑制器上游的輪廓法拉第杯配置用以測量x與y軸之射束輪廓。輪廓法拉第杯具有一背部狹縫，其容許一部份的離子束通過背部狹縫而進入角度法拉第杯。感測頭部平面及測量平面為重合，且沿著感測頭部平面以測量離子束之發射。

為實現前述以及相關的目標，本發明包含此後所要說明以及申請專利範圍中所點出的特徵。以下的說明以及所附的圖式詳細地提出本發明確實的闡述實施例。然而，這些實施例指示本發明的原理可利用的各種不同方法其中之少數。在結合圖式時，經由以下的本發明細節說明，本發明其他的目的、優點以及新穎特徵將顯而易見。

本發明通常指向改善離子射束之離子束角校準與發射測量系統。所以，此時將參照附圖來說明本發明，其中相似的數字可以用來指稱各相似的構件。應該了解到這些觀點之說明僅為闡述之用，而且不應將之解釋為限制之意。在以下的說明中，就解釋之目的而言，提出諸多特定細節，藉以提供本發明之徹底了解。對熟知該項技術者而言顯然的是，可以實行本發明而不需這些細節。

此時參照圖式，根據本發明示範觀點，圖1闡述一種示範性離子植入系統100，其中離子植入系統可操作用以相對於離子束104掃描一工件102(例如，半導體基板或工件)來將離子植入工件102中。如以上所敘述，可結合任何一種型式的離子植入裝置來實現本發明各種不同觀點，包含而不受限於圖1的示範系統100。示範離子植入系統100包含一終端106、一射束線組件108、及一通常形成/包含一處理室112之末端站110，其中離子束104通常指向位於工件位置114上的工件102。藉由電源供應器118供應終端106中的離子源116之電源以提供一萃取離子束104(例如，一種未分化的離子束)予射束線組件108，其中離子源116包含一個或更多萃取電極122以從來源116萃取出離子，且藉此用以將已萃取之離子束104指向於射束線組件108。

射束線組件108包含例如射束導引124，具有鄰近於來源116之一入口126以及一出口128。射束導引124包含例如一質譜分析儀130(例如，一種質譜分析磁體)，其接收已萃取之離子束104並且產生一偶極磁場以僅使適當能量對質量比或其範圍之離子通過解析孔隙132而至工件102。通過質譜分析儀130並且退出解析孔隙132的離子通常會界定一已進行質譜分析後、或者所需的離子束134，其具有所需能量對質量比或範圍之離子。可以進一步提供與射束線組件108相關連的各種不同射束形成以及塑型架構(並無顯示)，以便在離子束順著所需的射束路徑136輸送至工件102之時，維持並且束縛離子束104。

在一範例中，將所需離子束134指向工件102，其中的工件102通常透過一末端站110與相關連的工件掃描系統138來放置。圖1中所闡述的末端站110可包含例如一種”序列”型的末端站，其在排空的處理室112內提供工件之機械式掃描，於其中透過工件掃描系統138以一個或多個方向且經由射束路徑136以機械式轉移工件102(例如，一種半導體工件、顯示面板或其他工件)。根據本發明一示範觀點，離子植入系統100提供所需通常為靜態的離子束134(例如，同樣指稱為一種”聚點射束”或”筆形射束”)，其中的工件掃描系統138通常相對於靜態離子束而以兩個通常正交的軸來轉移工件102。射束電流檢測系統140能夠位於解析孔隙132及工件102之間。然而應該了解，例如，可以交替利用帶狀射束及批次或其他型式之末端站，並且涵蓋於本發明的範疇之內。例如，系統100可包含一種靜電射束掃描系統(並無顯示)，可操作用以沿著相對於工件102的一個或多個掃描平面來掃描離子束104。所以，本發明考量任何一種掃描或者非掃描離子束104涵蓋於本發明之內。根據本發明一示範觀點，離子植入系統100可包含於2005年4月5日所提申之共有的美國專利第7,135,691號中所說明之離子植入系統及掃描裝置，在此參照合併其內容。離子植入系統100同樣也可包含其他的系統，諸如麻州Beverly的Axcelis Technologies所製造的Optima HD掃描系統。

圖2中所闡述的是射束電流檢測系統200簡化的剖視圖。發射輪廓儀法拉第射束電流檢測系統200包含一外殼230、一輪廓法拉第杯202、一解析狹縫204，例如大約0.88mm寬、185mm長，位於輪廓法拉第杯202(例如，石墨)之前面。在射束電流檢測系統200中，能夠將保護屏蔽224置於初始離子束201之前面，其具有屏蔽解析狹縫226，用以限制擊打在射束電流檢測系統200外殼正面220的離子束214之離子。准許第一射束部分213進入測量第一射束電流的輪廓法拉第杯202。射束214穿過狹縫204及一抑制器212以形成第一離子束部分。輪廓法拉第杯202位於狹縫204的下游，輪廓法拉第杯202於其中包含一狹縫208，其允許第一射束部分213的第二射束部分215穿過。輪廓法拉第杯202配置用以測量與第一射束部分213相關連的第一射束電流。角度法拉第杯206位於輪廓法拉第杯202之下游且配置用以檢測與第二射束部分215相關連的第二射束電流。外殼正面220、輪廓法拉第杯202及角度法拉第杯206配置用以共同轉動於外殼正面220之轉動中心。

靜電抑制器212避免電極穿越僅容許活躍射束離子通過之平面，從而藉由法拉第系統200之輪廓法拉第杯202依序產生離子射束電荷準確的測量。大約0.88mm寬、160mm長的背部解析狹縫208形成於輪廓法拉第杯202中，而角度法拉第杯206則位於輪廓法拉第杯202之下游。輪廓法拉第杯202及角度法拉第杯206所取樣的電流總和除以0.88mm孔隙寬度為一維劑量率dI/dx或 dI/dy。一般而言，准許通過外殼狹縫204的總射束通量之部分遠大於准許通過輪廓法拉第杯狹縫208之總射束通量。第一解析狹縫204表面及背部狹縫208之間的軸距為40mm，而造成2x0.88/40或44mrad或+/-1.26度之角度不確定性。儘管法拉第系統200透過較小的角度增量進行掃視，然此測量為校直孔隙之解析度，但不限制系統的差動解析。所產生的測量為+/-1.26度視窗與離子束的角度分佈函數之摺積。儘管不需要將此一測量解摺積，但熟知該項技術者仍可從事之。

能夠利用控制器240來判斷離子束之發射以及角度為平面或3D空間中不同位置的擺動角度、第一射束電流以及第二射束電流之函數。能夠使用控制器240用以利用這些測量來調諧離子束。換言之，基本上能夠依”即時”基礎來容簡取用離子束的輪廓資訊，致使監視離子植入器效能的技術人員能夠基於該離子束輪廓而進行調整。射束輪廓資訊的快速更新容許該類調整之進行，而且必須細察以及重新估算在射束輪廓上的調整效果。

應該察知的是，熟知該項技術者能夠組裝射束電流檢測系統200，而不需外殼230。換言之，系統200能夠包含一具有延伸狹縫之金屬板，其中的延伸狹縫則是設置在金屬板的轉動中心。輪廓與角度法拉第杯兩者皆能夠以熟知該項技術者所知悉的任何型式之射束電流檢測器來替代之。能夠配置金屬板、射束電流檢測器以及射束角度檢測器，用以共同轉動於金屬板的轉動中心。

射束電流檢測系統能與麻州Beverly的Axcelis Technologies所製造的Opima HD掃描系統一起使用，例如圖1所繪製顯示之系統。

圖2中所闡述的射束電流檢測系統200能夠架置於一機械手臂系統、一線性驅動系統、及其相似者，例如其中的機械手臂(並無顯示)會致使射束電流檢測系統200以正交於狹縫204的第一方向(掃描運動)進行直線或掃描運動之方式移動。能夠以甚快的速率而與掃描運動同時進行轉動運動216，藉以每次直線掃描動作產生諸多角掃描動作。准許第一射束部分213進入輪廓法拉第杯202，如所闡述。根據射束強度相對10秒測量週期中的馬達位置，准許進入角度法拉第杯206的第二射束部分能夠與馬達位置同時且以每秒1000個樣本來取樣來產生一4x10,000樣本陣列。

該陣列包含相對於角度的角度法拉第杯讀值、及相對於掃描位置的輪廓法拉第杯讀值。熟知該項技術者應該察知：能夠利各種不同的其他取樣速率、測量週期、維度等，而不違反本發明之範疇，亦不以任何方式來限制本發明。

在一實施例中，射束電流檢測系統200依附於圖3與4所示的機械手臂系統300之機械手臂302。機械手臂系統300為一種特殊用途的機器，其利用諸如三個馬達致使狹縫204以x與y方向移動。圖3所示的驅動手臂步進馬達304會在停放位置500(圖5)、x掃描預備位置600(圖6)、以及y掃描預備位置1000(圖10)三個位置之間移動驅動馬達306。掃描步進馬達308(圖4)會掃過射束電流檢測系統200，而橫跨於離子束302，同時具有擺動驅動曲柄313的DC伺服擺動軸馬達312會以每次擺動往返多次增減12度來轉動射束電流檢測系統200。轉動的擺動軸約為外殼狹縫204的中心。能夠將光學編碼器依附於每個偏向軸314、316與318(亦即x、y與z)，藉以準確地判斷射束電流檢測系統200之位置。射束電流檢測系統之偏向級能夠提供0.05度的角度準確度或者更好而大至3Hz的連續掃描。

熟知該項技術者應察知移動射束電流檢測系統200的機械手臂系統300能夠是任何一種機電系統，例如一線性促動系統、一傳動帶/馬達驅動系統等。該系統能以每次掃描大約10秒或更快地於水平或垂直方向掃描射束電流檢測系統200。該系統能在小於1秒的時間內停止機械手臂系統300，以不同於離子束302之方式移動系統300。圖7、8與9闡述機械手臂系統300，其中射束電流檢測系統200於第一方向(例如，水平)以掃描運動掃視180mm最大射束直徑602之最左邊600，例如在水平掃描中心位置800而持續至射束直徑602的水平掃描最右邊位置900。圖10、11與12闡述機械手臂系統300，其中射束電流檢測系統200以例如正交於第一方向的第二方向(例如，垂直)之掃描運動掃視至一最上方位置1000，經由工件直徑602的垂直掃描中心位置1100持續至射束直徑602垂直掃描最下方位置1200。

x x’或y y’發射為二維相空間之圖示，說明離子束強度I_(x,x’) 以及I_(y,y’) 。當以x-y形貌格式繪製時，x軸通常具有毫米或者米之單位，同時y軸通常具有毫弧度或者弧度之角度單位。強度之分佈表示為等強度之等高線，相似於形貌圖中的立視等高線。等高線的區間之選擇可定義為2-D柱狀圖，包含總射束之片段，或者其可以是強度片段之等高線區間。在技術上，其應該是一個包圍著總射束片段之區間。發射標繪圖之示範形狀為橢圓形。因其代表以大略相同的速度(vz)一起行進的粒子之整體或聚集，此乃是由於標繪圖之本質，其中的速度(vz)具有指定給每個粒子之橫切速度(vx與vy)成分。發射標繪圖垂直軸代表橫切角度之正切，同時由水平軸來表示其空間位置x或y。

再次參照圖3，例如，透過離子束214以一電弧掃視在驅動手臂306上方的射束電流檢測系統200同時利用一DC伺服擺動軸馬達312來多次相對於擺動軸314轉動射束電流檢測系統200，以產生角度與位置兩者之同時掃描。

圖3-10所闡述的射束電流檢測系統200准許外殼狹縫204和角度法拉第杯210端視射束電流檢測系統200的空間與角度位置所選擇之離子束21部分及其所給定位置和方位為一時間函數。例如，在射束電流檢測系統200受到移動的同時，藉由伴隨著法拉第組件的角度與位置之輪廓法拉第杯202與角度法拉第杯210對射束電流進行取樣。取樣速率為1000赫茲等級，以致能射束強度相對位置與角度而言的一大型高解析度陣列。所產生的資料陣列D_(i,j) 具有i列j行。就一x發射掃描而言，D_(i,1) 為包含第一解析狹縫204中心之位置行，D_(i,3) 為包含由輪廓法拉第杯202所取得的射束電流樣本之行，而D_(i,4) 則為包含由角度法拉第杯210所取得的射束電流樣本之行。運用並且呈現資料陣列D_(i,j) 中所包含的資訊如下，藉以完整了解本發明之用途。

首先，藉由針對每個資料點第一次計算dI/dx數值且之後繪製所產生的數值對比相應x位置來產生射束電流dI/dx對x之標繪圖。如果假設第一狹縫204之狹縫寬度為S，則以下的方程式1表示射束電流每個樣本之dI/dx數值。

樣本之間的x區間為：

Δx_i =D_i,2 -D_i-1,2 　(2)

樣本之間大約的總射束電流為：

所要測量的射束中所包含的總電流為：

資料陣列D_i,j 中的三個資料行包含發射測量與標繪圖所需的資訊。行D_i,1 、D_i,2 以及D_i,4 包含來自角度法拉第杯210的x位置、x’角度以及電流樣本。以相應於x位置的k、相應於x’角度的l、以及來自D_i,4 的數值來產生新的陣列D_k,1 。藉由產生射束強度對x與x’之二維等高線標繪圖來製作射束發射之標繪圖。使用方程式4的總電流將矩陣D_k,1 中所包含的電流樣本正規化如下：

其中K為正規化因數，用以將角度法拉第杯加上角度法拉第杯中所取樣的電流之總和正規化。因數K需將維度加至數值dI/dx’與dI/dy’，且為熟知該項技術者所週知。

來自角度法拉第210樣本之已正規化電流(Inorm)為：

(dI/dx對x)以及(dI/dx’對x’)的一維輪廓1400之映射闡述於圖14，而二維輪廓1500之映射則闡述於圖15。繪製橫跨D_k,l 每一列所加總的資料對比相應於該列的x位置之關係以產生(dI/dx對x)之標繪圖。繪製橫跨每一行所加總的資料對比相應於該列的x’角度之關係以產生(dI/dx’對x’)之標繪圖。這些型式的輪廓為熟知該項技術者所週知的。

應該提及的是，儘管已經針對某一/某些較佳實施例顯示且說明了本發明，但顯然基於閱讀與了解本說明書與附圖，對其他熟知該項技術者而言將會產生等效替代物及修改。特別考慮到以上所說明的構件(組件、裝置、電路等)所執行之各種功能來說明如此構件之專有名詞(包含對一個”構件”之關係)。除非另有指示，否則意指相應於執行所說明的構件載明的功能之任何構件(亦即其為功能等效的)，即使非架構上等效於執行在此所闡述的本發明示範實施例之功能所揭露的架構亦然。此外，儘管針對數種實施例中僅一者可能已經揭露了本發明一特別特徵，然而根據可能為任何所給定或為特殊應用所需與有利益而言，此等特徵可組合於其他實施例中一個或多個其他特徵。

100．．．離子植入系統

102．．．工件

104．．．離子束

106．．．終端

108．．．射束線組件

110．．．末端站

112．．．處理室

114．．．工件位置

116．．．離子源

118．．．電源供應器

122．．．萃取電極

124．．．射束導引

126．．．入口

128．．．出口

130．．．質譜分析儀

132．．．解析孔隙

134．．．離子束

136．．．射束路徑

138．．．工件掃描系統

140．．．射束電流檢測系統

200．．．射束電流檢測系統

201．．．初始離子束

202．．．輪廓法拉第杯

204．．．解析狹縫/外殼狹縫

206．．．角度法拉第杯

208．．．狹縫

212．．．靜電抑制器

213．．．第一射束部分

214．．．離子束

215．．．第二射束部分

216．．．轉動運動

220．．．外殼面部

224．．．保護屏蔽

226．．．屏蔽解析狹縫

230．．．外殼

240．．．控制器

300．．．機械手臂系統

302．．．機械手臂

304．．．驅動手臂步進馬達

306．．．驅動手臂

308．．．掃描步進馬達

312．．．DC伺服擺動軸馬達

313．．．擺動驅動曲柄

314．．．偏向軸/擺動軸

316/318．．．偏向軸

500．．．停放位置

600．．．x掃描預備位置/第一方向最左邊

602．．．晶圓/射束直徑/工件直徑

800．．．水平掃描中心位置

900．．．水平掃描最右邊位置

1000．．．y掃描預備位置/最上方位置

1100．．．垂直掃描中心位置

1200．．．垂直掃描最下方位置

1400．．．一維輪廓

圖1闡述根據本發明至少一觀點之示範離子植入系統；

圖2闡述根據本發明另一觀點中具有延伸狹縫的示範射束電流檢測系統之剖面圖；

圖3闡述根據本發明另一示範觀點的示範離子束角校準及發射測量系統之立體圖；

圖4闡述根據本發明另一觀點的離子束角校準及發射測量系統之另一示範立體圖；

圖5闡述根據本發明另一示範觀點中示範離子束角校準及發射測量系統在停佇位置中之另一立體圖；

圖6為一示範離子束角校準及發射測量系統根據本發明另一示範觀點所闡述之側視圖；

圖7闡述根據本發明另一觀點的離子束角校準及發射測量系統之示範立體圖；

圖8闡述根據本發明另一示範觀點的離子束角校準及發射測量系統之另一側視圖；

圖9闡述根據本發明另一觀點的離子束角校準及發射測量系統之另一示範側視圖；

圖10闡述根據本發明另一觀點的示範離子束角校準及發射測量系統之側視圖；

圖11為根據本發明另一示範觀點的離子束角校準及發射測量系統之另一側視圖；

圖12闡述另一示範離子束角校準與發射測量系統其根據本發明另一觀點所闡述的側視圖；

圖13為射束發射的二維座標圖之說明圖；以及

圖14為該射束發射的二維座標圖中兩個一維座標圖(dI/dx vs. x)與(dI/dx’ vs. x’)投影之說明圖。

100．．．離子植入系統

102．．．工件

104．．．離子束

106．．．終端

108．．．射束線組件

110．．．末端站

112．．．處理室

114．．．工件位置

116．．．離子源

118．．．電源供應器

122．．．萃取電極

124．．．射束導引

126．．．離子源入口

128．．．離子源出口

130．．．質譜分析儀

132．．．解析孔隙

134．．．離子束

136．．．射束路徑

138．．．工件掃描系統

140．．．射束電流檢測系統

Claims (18)

1. 一種離子束角校準及發射測量系統，其包含：一板，其中包含一延伸狹縫，其中的延伸狹縫設置在該板之一轉動中心上，並且配置用以容許一第一射束部分由之穿過；一射束電流檢測器，其位於該板下游，其中的射束電流檢測器在其中包含一狹縫，配置用以允許該第一射束部分的一第二射束部分由之穿過，其中的射束電流檢測器配置用以測量與該第一射束部分相關連的一第一射束電流；一射束角度檢測器，其位於該射束電流檢測器下游且配置用以檢測與該第二射束部分相關連的第二射束電流；其中的板、電流射束檢測器以及射束角度檢測器則是配置用以共同轉動於該板的轉動中心。
2. 如申請專利範圍第1項之離子束角校準及發射測量系統，其中配置一控制器，用以計算在平面或三維空間中離子束發射與一離子束角度為擺動角度、第一射束電流與第二射束電流位置之函數，其中該離子束發射與該離子束角度之計算數值被用來調整離子束。
3. 如申請專利範圍第1項之離子束角校準及發射測量系統，其中的電流射束檢測器以及射束角度檢測器共同封閉於一外殼中，其中一前置外殼面對用以替代該板的一延伸狹縫；以及其中外殼的一第一末端依附於一可轉動掃描手臂之一第一末端。
4. 如申請專利範圍第2項之離子束角校準及發射測量系統，其中一靜電抑制器緊接位於面對一延伸狹縫的前置外殼之下游，且其配置用以避免電子橫跨於抑制器平面。
5. 如申請專利範圍第1項之離子束角校準及發射測量系統，其中的掃描手臂配置用以轉動於一掃描手臂軸；其中的掃描手臂連接至一轉動機械驅動手臂；其中配置該掃描手臂以藉由一掃描步級馬達而驅動於該掃描手臂軸；以及其中配置該機械驅動手臂以藉由一驅動手臂步級馬達而驅動於一驅動手臂軸。
6. 如申請專利範圍第3項之離子束角校準及發射測量系統，其中可轉動的掃描手臂以及可轉動的驅動手臂共同形成一機械手臂組件；以及其中配置該機械手臂組件用以順著正交於狹縫的一方向之一直線或掃描運動來移動外殼。
7. 如申請專利範圍第3項之離子束角校準及發射測量系統，其中一發射輪廓儀法拉第系統之轉動運動係與該直線或掃描運動同時實行。
8. 如申請專利範圍第1項之離子束角校準及發射測量系統，進一步包含一DC伺服擺動馬達，其依附於一擺動驅動曲柄；其中的擺動驅動曲柄依附於外殼，並且在負12與正12度之間轉動外殼面部。
9. 如申請專利範圍第1項之離子束角校準及發射測量系統，其中的組合測量係產生兩個3-D輪廓：I(x,x’)與I(y,y’)以及四個2-D輪廓：I(x)、I(x’)、I(y)與I(y’)。
10. 如申請專利範圍第1項之離子束角校準及發射測量系統，其中每一個資料點之射束電流定義為： 其中：[dI/dx]_i =每一個資料點之射束電流；S=狹縫寬度，以英吋為單位；D(i,j)=所產生的資料陣列，具有i列與j行；D_(i,3) 為包含由該輪廓法拉第杯所取得的射束電流樣本之行；以及D_(i,4) 為包含由該角度法拉第杯所取得的射束電流樣本之行。
11. 如申請專利範圍第1項之離子束角校準及發射測量系統，其中樣本之間的x區間：Δx_i =D_i,2 -D_i-1,2 其中：Δx_i =樣本之間的x區間；D_i,2 =所產生的資料陣列，具有i列與2行；以及D_i-1,2 =所產生的資料陣列，具有i-1列與2行。
12. 如申請專利範圍第1項之離子束角校準及發射測量系統，其中大約在樣本之間的總射束電流為： 其中：ΔI_i =大約在樣本之間的總射束電流；D_i,2 =所產生的資料陣列，具有i列與2行；以及D_i-1,2 =所產生的資料陣列，具有i-1列與2行。
13. 如申請專利範圍第1項之離子束角校準及發射測量系統，其中所要測量的射束中所包含的總電流為： I_t =所要測量的射束中所包含的總電流；以及=總射束電流從I_i 列等於零至i等於n之總和。
14. 如申請專利範圍第1項之離子束角校準及發射測量系統，其中使用方程式4的總電流將矩陣D_k,1 中所包含的電流樣本正規化如下： 其中K為正規化因數，用以將角度法拉第杯加上角度法拉第杯中所取樣的電流之總和正規化。因數K需要將維度加至數值dI/dx’與dI/dy’，而且此因數為熟知該項技術者所週知的；以及I_t =所要測量的射束中所包含的總電流。
15. 如申請專利範圍第1項之離子束角校準及發射測量系統，其中來自角度法拉第樣本之已正規化電流(Inorm)為： 其中K為正規化因數，用以將角度法拉第杯加上角度法拉第杯中所取樣的電流之總和正規化。因數K需要將維度加至數值dI/dx’與dI/dy’，而且此因數為熟知該項技術者所週知的；以及I_norm =來自角度法拉第樣本之已正規化電流(I_norm )。
16. 如申請專利範圍第1項之離子束角校準及發射測量系統，其中將離子束角校準及發射測量系統整個移出用以擊打所選擇工件之離子束的路徑；以及其系統進一步包含線性促動器、線性驅動裝置、以及齒條與小齒輪驅動裝置。
17. 一種用以相對於離子束平面進行測量以及校準一工件表面平面之系統，包含：一感測器組件，其具有一感測頭部平面；其中的感測器組件包含一具有一延伸狹縫的面部之外殼，而一靜電抑制器位於該狹縫上游；一輪廓法拉第杯，其位於靜電抑制器上游，經配置用以測量x與y軸之射束輪廓；其中的輪廓法拉第杯具有一背部狹縫，其容許一部份的離子束通過該背部狹縫而進入該角度法拉第杯；其中的感測頭平面以及測量平面為重合的；以及沿著該感測頭部平面來測量離子束發射。
18. 如申請專利範圍第17項之系統，其中相對於工件平面之離子束發射測量包含I(x,x’)、I(y,y’)、I(x)、I(x’)、I(y)與I(y’)的獨立輪廓；以及其中的I(x,x’)與I(y,y’)為3-D輪廓；其中的名稱I(x)、I(x’)、I(y)與I(y’)為2-D輪廓。