[发明专利]离子植入机与用于控制其中离子束的系统

说明书

相关申请交叉参考

本申请主张于2013年5月3日提申的美国临时专利申请案第61/819,080号的优先权。

技术领域

本实施例是关于一种离子植入装置，更特别的是，关于离子植入装置中的离子束均匀度控制。

背景技术

现今用于半导体电子、太阳电池与其他技术的工业是仰赖用于掺杂或者调整硅与其他类型的基板的离子植入系统。典型的离子植入系统通过产生离子束且将其导向至基板内，使得离子保持在基板下方来进行掺杂。在许多应用中，在基板上方扫描具有经定义的形状与离子束区域(诸如点束或带束)的离子束，以将物种植入大于离子束区域的基板区域内。或者，可相对于固定束来扫描基板，或基板与束两者可彼此相对扫描。在此些情况中的任一中，许多应用需要在基板的大部分的上方均匀地植入。

一种可由离子束产生的不均一性的类型称作“微不均一性(micrononuniformity)”，且其表示基板上的不同离子剂量的规则图案的存在。此种图案可显现为(例如)当基板沿着特定方向扫描时，观察到的不同离子剂量的条纹。例如，当扫描基板时，若离子束展现束电流中的周期性变化，可得到由低离子剂量区域与高离子剂量区域交替组成的微不均一性图案。此种束电流中的周期性变化可能产生自离子植入机中的不同来源。例如，束制程组件(例如透镜)内的机械来源(诸如震动)可能会诱发束电流的变动(调变)。尤其，束线组件(例如静电组件、磁性组件或机械组件)内的变动可能导致基板处的离子束强度改变。在一些情况下，在离子束传播通过束线时，束位置、束尺寸及/或束散度(beam divergence)与方向可能会变动。

此外，相对于基板之给定扫描速度而需要“平均掉(average out)”束电流变化的频率而言，与束电流中的周期性变化相关的所述频率通常相对低。对于沿着给定方向的基板之通用扫描速度而言，离子束的横截面尺寸通常太小而无法平均掉此种束电流变化，因而导致在扫描期间基板上产生微不均一性条纹图案。

其他不均一性可能归因于离子束性质的高频率变化，其也与离子束中的离子电流密度中的急剧改变相关，例如“热点(hot spot)”。一般而言，直到已经处理基板后，可能不会检测到此种不均一性。此外，依据给定应用的需求，低至数个千分之一或更低的离子剂量的不均一性可能无法被接受。未被检测到的微不均一性可能因此在不慎生产中导致不可用的产品。关于这些与其他考虑因素，需要本发明的改进。

发明内容

实施例是关于一种用于控制离子束的装置与方法。在一实施例中，一种控制离子植入机中的离子束的系统包括检测系统与分析组件。所述检测系统用于检测在第一频率的离子束的多个束电流量测。所述分析组件用于判定基于多个束电流量测的离子束的变化，所述变化对应于在不同于第一频率的第二频率的离子束之束电流变化。所述系统亦包括回应于分析组件的输出而调整离子束的调整组件，以减少所述变化。其中当离子植入机中产生离子束时，所述分析组件与所述调整组件经设置以动态地将离子束的变化减少至低于阀值(threshold value)。

在另一实施例中，一种离子植入机包括产生离子束的离子源与检测系统。所述检测系统用于检测在第一频率的离子束的多个束电流量测。所述离子植入机亦包括控制器，所述控制器包括至少一电脑可读取的存储媒体，包括一指令，是当执行时使所述控制器基于多个束电流量测而判定离子束的变化，所述离子束的变化对应于在不同于第一频率的第二频率的离子束的束电流变化，且当离子束变化在阀以上时，会产生用于进行离子植入机中参数调整的信号。

附图说明

图1A描绘示例性离子植入机。

图1B描绘示例性控制系统。

图2为使用与本实施例一致的控制系统的基板处理结果的平面图。

图3A描绘第一示例性傅立叶转换光谱。

图3B描绘第二示例性傅立叶转换光谱。

图4A表示被导向通过孔隙的离子束与检测器的排列，以检测离子束位置及/或离子束尺寸中的调变的一情况。

图4B示出由图4A的排列产生的示例性束电流曲线。

图5A与图5B表示被导向通过孔隙的离子束与检测器的排列，以检测离子束位置及/或离子束尺寸中的调变的另一情况。

图5C示出由描绘于图5A与图5B的情况所产生的示例性离子束电流曲线。

图6表示第一示例性逻辑流程图。

附图标记说明：

102：离子植入机

104：系统