[发明专利]离子植入机的剂量准确性监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体制程设备，特别涉及用以植入离子于集成电路单元的离子植入机，更特别是涉及离子植入机的剂量准确性监测系统。

背景技术

在现代的集成电路制程中，离子植入技术是最常见的技术之一。在离子植入过程中，离子可植入于晶片中。晶片可借由暴露预设区域来进行离子植入，且利用光掩膜来遮蔽部分晶片，而达到图案化效果。通常，可借由离子植入机来进行离子植入，以加速并形成一离子束。

图1概略绘示部分离子植入机2，其包括有旋转轮10和机械臂12，其中机械臂12设置于旋转轮10上。多个晶片14设置于机械臂12的末端。在离子植入过程中，旋转轮10是以高速来进行旋转，其转速可高达每分钟1250转(亦即1250rpm)，因而晶片14可绕着旋转轮10的中心来进行旋转。离子植入机2更包括有开口16，借以使离子束18通过开口16来进行射入，其中离子束18的离子束电流实质上地呈稳定状态。

旋转轮10可延着箭头20所指示的方向来往复移动，当离子植入过程刚开始时，晶片14是以高速来朝离子束18的左侧来进行旋转。当旋转轮10向右移动时，离子束18可撞击晶片14。值得注意的是，旋转轮10左右移动的速度小于晶片14的转速，因此，当晶片14旋转一循环时，每一此些晶片14上的一小部分(Slot)可被离子束18来扫过，每一次旋转即形成一新的小部分于晶片14上来被离子束18所扫过。此时，整个晶片14可由许多的小部分来扫过。接着，旋转轮10开始朝左移动来回到初始位置，此时，晶片14可再次被扫过。在整个过程中，旋转轮10的一次往返可视为一个扫掠过程，而离子植入过程可包括有多个扫掠过程。

正如一般所知，在离子植入区域中的掺杂浓度的准确性可大幅地影响集成电路的性能。因此，离子束18的剂量或离子束电流需进行精确地控制。为了监测离子束电流，感测器26是放置于离子束18的射入路径上，且位于晶片14之后。在一扫掠过程的初始时和结束时，晶片14并未挡住离子束18来射入感测器26，因而感测器26可接收全部的离子束18，故可量测在扫掠过程的初始时和结束时的离子束电流，以决定离子束18的稳定性。因此，晶片14所接受的剂量可以被监测。

以下对剂量监测方法进行讨论，然而，是针对剂量监测方法的缺点。由于在每次扫掠过程中，仅在初始时和结束时的离子束电流可被量测，若离子束电流在过程初始和结束之间产生误差，此误差则无法被测得。离子束电流的误差可造成二个问题，第一，晶片14所接受的总剂量会不同于原先的预设值，导致集成电路的性能下降。第二，在晶片14上的不同区域可能接收到不同的剂量，严重地影响晶片14的均匀性。

在扫掠过程的初始和结束之间，晶片14会挡住离子束18，且离子束18被晶片14挡住的量值是随着旋转轮10的位置而改变，因而难以得知离子束电流在扫掠过程的初始和结束之间是否为稳定状态。因此，需要一种新的方法来更准确地监测离子束电流。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术存在的缺陷，而提供一种新型的离子植入机的剂量准确性监测系统，所要解决的技术问题是借以使离子束电流的偏差可在任何扫掠点上测得，因而无法使用的晶片可在起初的步骤中被废弃，避免耗费更多的晶片。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种装置，用以监测一离子植入机的离子束电流，其中该装置至少包含：一离子束感测单元，用以感测至少一离子来电流值；一位置量测单元，用以测得至少一扫掠位置；以及一电脑单元，用以接收由该离子束感测单元所感测的离子束电流值和由该位置量测单元所测得的扫掠位置，并决定该离子植入机的离子束电流的多个偏差状态，其中该电脑单元是周期性地在该离子植入机的一扫掠过程的一初始时间和一结束时间之间，来接收离子束电流值和扫掠位置，以计算出多个通道系数，并根据一预设可允许通道系数范围和该些通道系数来决定该离子植入机的该些偏差状态。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的装置，其更至少包含：一即时监测器，用以储存已进行过的离子束电流的过去离子束电流范围和由过去离子植入过程中发现的已进行过的扫掠位置，其中在决定该离子植入机的离子束电流的该些偏差状态时，该电脑单元更用以比较离子束电流值和过去离子束电流范围。

前述的装置，其中所述的电脑单元更用以分析扫掠位置和过去离子束电流范围之间的一相对关系，以及用以比较在一扫掠位置上的一离子束电流和其对应的过去离子束电流范围。