通用射束幹擾偵測系統的製作方法

2023-07-28 01:49:11

專利名稱：通用射束幹擾偵測系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及離子注入系統以及方法，尤指一種解決離子注入期間離子射束差異的方法。
背景技術：
離子注入系統系用來將雜質，即所謂摻雜物元素，提供(impart)至工作件上，例如半導體基板或是晶圓之中。於一典型的離子注入系統中，一離子源會離子化所需的摻雜物元素，而已離子化的雜質則會從該離子源中被提取出成為一離子射束。該離子射束會被引導例如掃掠(swept)或掃描(scanned)跨越個別的工作件，以將已離子化的摻雜物注入到該工作件中。該摻雜物離子因而會改變該工作件的組成，使得工作件擁有所需的電氣特性，有助於在基板上成形特殊半導體裝置，例如電晶體。 持續朝更小型電子裝置發展的趨勢也推動在個別的工作件上形成更多數量之更小、功能更強大、且更節能的半導體裝置的需求。因此，必須謹慎控制半導體製程，例如離子注入，尤其更必須謹慎控制離子注入工作件的均勻度。又，為提高產品良率，半導體裝置會被製作在較大型的工作件上。舉例來說，目前使用直徑為300mm或更大的晶圓，以便能夠在單一晶圓上製作更多的裝置。這種晶圓非常昂貴，因此非常希望能減少浪費，例如因離子注入不均勻導致必須丟棄整片晶圓。然而，大晶圓以及高密度的特色卻使均勻的離子注入具有挑戰性，因為離子射束要被以更大的角度與距離掃描跨越，方能抵達該等晶圓的周圍，而不會遺漏注入其間的任何區域。此外，用以供應該離子源通常所需的高電壓容易在萃取(extraction)電極與抑制(suppression)電極以及和該電極相結合的其它組件之間，產生偶發性的弧光放電(arcing)。此種會產生弧光放電的傾向經常會將一個或多個受到影響的高電壓電源供應器完全放電，直到供應電壓極低的時候該弧光放電才會以自然方式自動消失。弧光放電時，射束電流可能會在供應電壓恢復之前變得不穩定或是被中斷，於此期間，離子注入可能會經歷間歇性的離子注入。此弧光放電以及後續的間歇性離子注入通常會被稱為「幹擾(glitch) 」。在序列式晶圓處理期間，當偵測到沿著該離子射束之路徑的幹擾時，在習知的技術中，該射束路徑中因受幹擾而無法被注入的區域或部分，會通過以離子射束重新追蹤(re-tracing)該條路徑的各種技術而被特別地「修補(repair) 」,以便「填補(fill in) 」該未被注入的區域。此等修補非常耗時，而且有時候，尤其是發生非常短的幹擾時，會因在該幹擾區域中啟動與停止該離子射束而導致其它意想之外的效應。據此，本技術領域需要在該離子射束中偵測到幹擾或不均勻時動態決定要採取的適當動作。

發明內容
本發明克服先前技術的限制，並提供一種用以在離子注入至一工作件期間，解決離子射束中差異的創新方法。據此，下面會提出本發明的簡單摘要說明，以提供對本發明某些觀點的基本理解。此摘要說明並非本發明的廣泛說明。其用意並不在確認本發明的關鍵或重要要件，亦非要界定本發明的範圍。其目的是要以簡要的形式提出本發明的某些概念，作為稍後提出之更詳細說明的引文。本發明提供一種用以在將離子注入一工作件時解決離子射束中的電流或電壓差異(亦稱為幹擾)的方法。舉例來說，該方法包括提供一離子射束，例如，光點或筆狀射束，其中該離子射束以及工作件中的一或多者會在第一方向(例如沿著第一掃描路徑或是第一軸，亦稱為「快速掃描」軸、路徑、或是方向)以及第二方向(例如沿著第二掃描路徑或是第二軸，亦稱為「慢速掃描」軸、路徑、或是方向)中彼此相互掃描。舉例來說，該離子射束亦可能包括一帶狀射束(ribbon beam)。於其中一示例中，該工作件會在該第二方向中(例如沿著該第二軸)穿過一離子射束而被機械性掃描，該離子射束會在該第一方向中被靜電式掃描，其中該第二方向(例如該工作件移動的方向)大體上垂直於該第一方向(例如該離子射束的掃描方向)。根據一項觀點，會先建立忽略該離子射束中幹擾的時間持續長度，以定義一離子 射束幹擾時間持續長度臨界值。舉例來說，該離子射束幹擾時間持續長度臨界值至少部分是以下列之中的一或多者為基礎該工作件上所需的最終劑量均勻度、該工作件穿過該離子射束的通過或移動次數、該工作件穿過該離子射束的移動速度、以及該離子射束的尺寸。舉例來說，該離子射束的尺寸是以下列之中的一或多者為基礎來決定直接測量、以及以默認的系統輸入為基礎所獲知的射束尺寸。在將離子注入至該工作件的期間，一或多項特性，例如該離子射束的電流，會在該工作件移動穿過該離子射束的同時被重複測量。於其中一示例中，當該離子射束的電流大於預設的不正常電流(例如，約為正常操作注入電流的10%)時，一計數器便會被重置(例如設為零)。所測得的離子射束的電流開始小於該預設的離子射束不正常電流時，該工作件的位置會被儲存，以定義幹擾的開始。舉例來說，當該計數器為零而且所判定的離子射束的電流小於該預設的不正常電流時，該工作件在該第二方向中的位置會被儲存。舉例來說，在該離子射束的電流連續地被判定為小於該預設的離子射束不正常電流的每一次接續重複作業中該計數器便會遞增。根據本發明，僅當在所測得的離子射束電流低於該預設的離子射束不正常電流持續超過該預設的幹擾時間持續長度臨界值時(例如幹擾發生的時間周期超過該默認的幹擾時間持續長度臨界值)，才會終止該離子注入。舉例來說，倘若該計數器超過該離子射束幹擾時間持續長度臨界值，該離子射束便會被抑制並且終止該離子注入。舉例來說，接著便會通過下面方式來修補和該幹擾相關聯的離子注入部分將該工作件重新定位在該已儲存的位置處、重新啟動該離子射束、以及再次移動該工作件穿過該離子射束，以對該工作件中和該幹擾相關聯的部分進行注入。為達成前面及相關的目的，本發明包括下文中完整說明並於申請專利範圍中特別提出的特點。下面的說明以及隨附圖式會詳細提出本發明的特定解釋性實施例。然而，此等實施例僅表示可以運用本發明之原理的各種方式中的其中幾種。配合該等圖式來討論，便可從下面的本發明詳細說明中明白本發明的其它目的、優點、以及新穎特點。


圖1所示的是根據本發明其中一示範性觀點的簡化離子注入系統的方塊圖。
圖2所示的是根據一示範性觀點的寬射束或帶狀離子射束注入方案。圖3A至3B所示的是根據另一示範性觀點的掃描或混合式注入方案。圖4所示的是根據又一示範性觀點，沿著一工作件之中線的劑量累積。圖5A至5C所示的是根據再一示範性觀點，幹擾對一工作件所造成的影響。圖6A至6C所示的是根據進一步示範性觀點，另一幹擾對另一工作件所造成的另一種影響。圖7所示的是根據另一項觀點，多次通過上幹擾之影響的稀釋結果。圖8所示的是根據再一示範性觀點，損失劑量的深度和幹擾時間持續長度的關係圖。·圖9所示的是根據本發明的一示範性觀點，用以將離子注入至一工作件中並解決潛在的離子射束幹擾的方法。
具體實施例方式本發明大體上是關於離子注入系統以及一種用於解決間歇性離子射束的方法，其中，會在現場作出和適當修補作業有關的決定。據此，現在將參考圖式來說明本發明，其中，在所有圖式中可能會使用相同的組件符號來表示相同的組件。應該了解的是，該些觀點的說明僅具解釋性而不應該以限制意義來解釋它們。為達解釋的目的，以下的說明中將提出許多明確的細節，以便徹底了解本發明。然而，熟習本技術的人士便會明白，即使沒有該些明確的細節仍然可以實行本發明。在將離子注入至一工作件，例如半導體晶圓或基板時，通常會在該工作件上遊的各種組件之間遭遇到暫時性的弧光放電，其中，會暫時失去離子射束功率或射束電流。在習知的序列式離子注入機中，此種離子射束功率或電流的損失(其亦稱為「幹擾」)通常會導致必須對正在被處理的工作件進行修補。然而此等修補卻可能會在該工作件上造成更嚴重的問題，並且還得花費寶貴的處理時間來實施。在此之前，習知的作法中並未判斷進行修補的必要性，所以大部分所有這類的幹擾皆被視為要進行修補。本發明的優點則系使用一質量臨界值，例如由客戶或是由統計數據所提供的質量臨界值，來判斷是否應該對一幹擾進行修補。圖1所示是一示範性離子注入系統10，其具有一終端12、一射束線裝配件14、以及一末端站16。舉例來說，該終端12包括一由高電壓電源供應器20來供電的離子源18，其中，該離子源會產生一離子射束22並且將其引導穿過該射束線裝配件14，最後到達該末端站16。舉例來說，該離子射束22的形式可能為點狀射束、筆狀射束、帶狀射束、或是任何其它形狀的射束。該射束線裝配件14進一步具有一射束導管24以及一質量分析器26，其中，一雙極磁場系被建立用以僅讓具有合宜荷質比(charge-to-mass ratio)的離子經由該射束導管24之出口端處的穿孔28通往一被定位在該末端站16的工作件30 (例如半導體晶圓、顯不面板等)。根據其中一不例，一離子射束掃描機構32,例如一靜電式或電磁式掃描儀,會被配置成用於以該工作件30為基準掃描在至少一第一方向33 (舉例來說，+/_y方向，亦稱為第一掃描路徑或是「快速掃描」軸、路徑、或方向)的離子射束22，並在其中定義一已掃描離子射束34。再者，本實施例中還會提供一工作件掃描機構36，其中，該工作件掃描機構系被配置成用以在至少一第二方向35中(舉例來說，+/-X方向，其亦可稱為第二掃描路徑或是「慢速掃描」軸、路徑、或方向)選擇性地掃描該工作件30穿過該離子射束22。舉例來說，該離子射束掃描系統32以及該工作件掃描系統36可以分開設立或是配合彼此來設立，以便對該工作件進行相對於該離子射束22的所需的掃描。舉例來說，該離子射束22大體上會保持靜止(例如並非由該離子射束掃描機構32以靜電式掃描),而該工作件掃描機構36則會被配置成用於在第一方向33以及第二方向35兩個方向中以該離子射束為基準來掃描該工作件30，因而對該工作件提供相對於該離子射束的二維機械式掃描。於另一示例中，該離子射束22會在該第一方向33中被靜電式掃描，因而產生該已掃描離子射束34,而該工作件30則會在該第二方向35中被機械式掃描穿過該已掃描離子射束34。此種對該離子射束22與工作件30進行的靜電式掃描與機械式掃描組合會產生所謂的「混合式掃描(hybridscan) 」。本發明可應用在以該離子射束22為基準來對該工作件30所進行之掃描，或反之亦然，的全部組合。根據另一示例，會沿著該離子射束22的路徑進一步提供一個或多個傳感器38，例如，一個或多個法拉第杯(Faraday cups),以便測量該離子射束的一或多項特性(例如離子射束電流)。該一個或多個傳感器38可被提供在該工作件30的上遊(upstream)或下遊(downstream)處,其中該一個或多個傳感器會被配置成用以在該離子射束22沒有和該工作件相交時感測該離子射束的一或多項特性。在另一示例中，該一個或多個傳感器38會與該電源供應器20連結，使該電源供應器的一電流或電壓可被判讀。本發明還進一步提供一控制器40，其中該控制器會被配置成用以控制下列的至少一或多者該離子源18、該高電壓電源供應器20、該射束導管24、該質量分析器26、該尚子射束掃描機構32、該工作件掃描機構36、以及該一個或多個傳感器38。至少部分由於該離子注入系統10的各種組件裡面所運用到的高電壓的關係，可能會在非預期的時間發生高壓電弧或產生火花，此等電弧或火花經常會在一短時間持續長度中導致通常會被稱為離子射束「幹擾」的離子射束電流損失。舉例來說，該離子射束幹擾的時間持續長度會根據一個或多個導致高壓火花的特定組件、該特殊高電壓的條件、該電壓負載、以及該電流負載，而通常介於數十微秒至數十毫秒之間。當發生一離子射束幹擾時，該工作件30便不會在該幹擾的時間持續長度期間從該離子射束22處接收所需的注入劑量，並且因此，該離子射束幹擾會影響該工作件上的最終劑量均勻度。該工作件30通常遠大於該離子射束22的剖面尺寸。本發明設計出用以在該工作件30的整個表面上提供均勻離子劑量的各種方案。其中一種方案運用到在該第二方向35(舉例來說，+/-X方向)中對該工作件30進行穿過該離子射束22的一維掃描，其中，該離子射束包括一寬帶狀射束42，如圖2中所示。於該一維掃描中，圖1的工作件掃描機構36會以機械方式掃描該工作件穿過該大體上均勻的帶狀射束，其中該帶狀射束的一寬度44會寬度於該工作件，但是該帶狀射束的厚度46實質上則薄於該寬度。圖3A所示的是一種二維的掃描方案，揭示在兩個方向中以該工作件30和該離子射束22彼此為基準進行掃描。舉例來說，圖3A中所示的二維掃描可通過上面所述的混合式掃描來達成，其中，在比較快的頻率處(例如約IKHz)對一在該第一方向33 (舉例來說，+/_y方向)中的筆狀或點狀離子射束22所進行的「快速掃描」通常是定義為圖1的已掃描離子射束34 ;而在該第二方向35 (例如通常是正交於該已掃描離子射束的第一方向33)中對該工作件30所進行的比較慢速的機械式掃描(例如小於IHz)則是通過讓整個工作件曝露在該點狀離子射束中達成。舉例來說，圖3A的混合式掃描通常會定義一如圖3B中所示之跨越該工作件30的光柵掃描圖樣48，其中，掃描間距50 (舉例來說，其尺寸約0.1mm)或是介於兩條快速掃描軌跡之間的距離會遠小於該點狀離子射束22的尺寸(舉例來說，其尺寸約為大於10mm)。現在參考圖4，系揭示沿著圖3B之工作件30的中線54的劑量累積或分布52，其中該劑量累積通常和在圖1中該工作件30曝露在離子射束22的數量相關聯。舉例來說，如圖3A所示在第二方向35 (舉例來說，該慢速掃描方向或X方向)中對該工作件30進行的機械式掃描，會使該離子射束中央位置在每一次該離子射束22於該第一方向33中跨越該工作件進行的掃描中，在該第二方向偏移一小段距離(舉例來說，其和圖3B的掃描間距50相關聯)。所產生的劑量分布52為所有射束輪廓(profile)通過55的迭加結果，如圖4中所示。舉例來說，為提供足夠的劑量均勻度，並且在圖1的工作件30上增加足夠的最終離 子劑量，該慢速掃描(例如在該第二方向35中的慢速機械式掃描)會重複進行一或多次，通常該工作件會穿過該離子射束22最少兩次(例如沿著X軸前後推移)。當發生離子射束幹擾(舉例來說，離子射束22中有異常)時，該幹擾對於最終劑量分布所產生的效應系由數項因素來決定，其包含該工作件30相對於該離子射束的通過總次數。本案發明人考慮到，舉例來說，倘若一次注入包括讓該工作件30在該第二方向35中穿過該已掃描離子射束34—百次，而該等一百次通過中僅其中一次有幹擾的話，則對整個工作件來說該幹擾對該最終劑量所造成的最大效應便會小於或等於1%，如此尚在可接受的注入均勻程度。然而，倘若一特定注入在該第二方向35的總通過次數很少的話，例如沿著該慢速掃描路徑進行一次完整的前後通過，那麼發生幹擾的劑量分布便相當重要。舉例來說，發生幹擾的劑量分布並不只是一簡單的離子射束下降(dropout)形狀，反而會是多個已偏移的離子射束輪廓及射束下降長度的迭加(或是卷積(convolution))，其中，射束下降長度系由射束下降時間持續長度以及慢速掃描速度來給定。舉例來說，圖5A揭示一種情況，其中該離子射束的一電流會在一短周期中下降，其會被視為幹擾56。圖5B所示的是多個射束輪廓的迭加結果57，其雷同於圖4的迭加結果，然而，在圖5B中，數個射束輪廓在該幹擾56過程中的下降期間損失。一般來說，圖5C揭示圖5B中射束輪廓57迭加結果所形成的最終劑量分布58，圖中顯示出在幹擾56或是射束下降期間該幹擾對最終劑量分布所造成的總效更為平緩。幹擾對劑量分布58所造成的效應，即該已縮減的劑量的深度與寬度，通常會取決於下面三個因素射束下降的長度(幹擾持續時間)、圖3A中第二方向35 (舉例來說，該慢速掃描方向)上的射束尺寸、以及工作件在該第二方向中的移動速度(例如慢速掃描速度)。在本發明中，即使該離子射束22的電流在一短時間持續長度內完全下降至零，穿過的結果劑量(舉例來說，如圖5C中所示)將難以看到該結果劑量完全消失。舉例來說，在圖3A中第二方向35上具有寬射束尺寸及較慢掃描速度的短射束下降(例如短幹擾時間持續長度)中，該效應會最小。然而，從圖6A至6C卻可清楚看見，舉例來說，在圖3A中第二方向35上具有窄射束尺寸及較快掃描速度的長射束下降(舉例來說，比較長的幹擾時間持續長度)中，如圖6C中所示，在該工作件的某些部分中的總最終劑量則可能會變成零。
然而，若有較多沒有任何幹擾的通過，幹擾對劑量分布58所產生的效應便會被稀釋，如圖7中所示。在一特定的注入中，會對下面提供良好的預測在圖3A中第二掃描方向35上通過的總數量、在第一方向33以及第二方向上的掃描速度、以及該離子射束22的尺寸與形狀。所以，依照本發明，可以根據幹擾的時間持續長度來適當地預測因該幹擾所造成的劑量均勻度惡化的程度。圖8所示是一示範性關係圖60，其進一步揭示就圖3A中第二方向35上單次掃描通過中的兩個不同掃描速度，於一幹擾期間的損失注入劑量的深度和幹擾時間持續長度的關係示例。對一在該第二方向35中具有二或多次通過的注入來說，可以通過除以在該第二方向中的總通過次數來取得總均勻度惡化值。舉例來說，圖8的關係圖60顯示出，倘若在該第二方向上速度為10cm/sec的單次通過注入的最大可接受損失劑量為2%的話，幹擾便應該短於5msec。否則在相同的準則下，大於5msec的幹擾便會造成無法接受的劑量均勻度(例如圖6C的劑量分布58)。從圖8的關係圖60便會了解，對二次通過的注入來說，由於幹擾的效應會因該額外的通過而被「稀釋」或者約略減半，幹擾時間持續長度可能長達IOmsec0舉例來說，根據關係圖60，單次推移注入中，IOmsec的幹擾時間持續長度會造成約 4%的不均勻度。提供一第二次通過會以和圖7中所示者雷同的方式將該不均勻度約略減半至約2%。在大部分習知的序列式處理離子注入機中，當記錄到幹擾時，該幹擾開始時的慢速掃描的位置便會被記錄，而且該射束下降會以人為的方式被延長為一固定的長度或是延長至該慢速掃描結束(即該射束會刻意被抑制)，俾使得該損失的部分可於稍後被精確地填補(其亦稱為「重塗(repainting)」)。一般來說，不論幹擾究竟具有短時間持續長度或是長時間持續長度，只要該幹擾被記錄之後，便會完成此重塗作業。重塗系一常見的特殊「非標準程序」製程，用以填補因一特定幹擾所產生的間隙。一般來說，此非標準程序製程會有消耗額外處理時間的壞處，尤其是當有許多短幹擾時。然而，如上面所強調的，本發明發現到，因幹擾所造成的破壞通常會取決於下面多項因素，例如幹擾時間持續長度、總掃描次數、掃描速度、離子射束的尺寸、以及其它因素。對一特定的注入來說，工作件穿過該離子射束的總通過次數、掃描速度、以及射束尺寸/形狀通常是已知的。因此，本發明針對通常會被忽略的幹擾建立幹擾時間持續長度臨界值，下文中將作進一步討論。舉例來說，倘若遭遇到的幹擾時間持續長度長過該幹擾時間持續長度臨界值，根據本發明，對均勻度所造成的破壞便會被判定為太大而無法忽略，並且會啟動重塗程序。或者，倘若遭遇到的幹擾時間持續長度短於該幹擾時間持續長度臨界值，則根據本發明，對均勻度所造成的破壞會被視為可接受，並且不會對該工作件實施修補或重塗，因此相較於習知的方法，可節省寶貴的處理時間。因此，本發明提供一種用以在將離子注入至工作件期間發生幹擾時判斷要如何繼續進行的方法。示例I一在具有lOcm/sec慢速掃描速度的二次通過注入中可接受的最大劑量下降為2%,而且離子射束尺寸被預測為2cm半高寬(full width at half maximum, FffHM)高斯射束(Gaussian)。在此情況中，根據圖8的關係圖60，因其系二次通過注入，且任何長過IOmsec幹擾皆需要被重塗，故來自該通過中4%的劑量下降是可接受的。示例2—在具有lOcm/sec慢速掃描速度的十次通過注入中可接受的最大劑量下降為2%，其為2cm FWHM高斯射束。因為此為十次通過注入，所以在單次通過中，單一幹擾造成高達20%的下降是被允許的，從關係圖60中，對應的最大幹擾時間持續長度約為50msec，也就是，對此特定的注入來說，長達50msec的幹擾可被允許不需要進行重塗就可符合該均勻度要求。然而，因為通常遭遇到的大部分幹擾都短於50msec，所以此種注入可能完全不需要進行重塗。為判斷是否需要修補或重塗該工作件，根據本發明，會判斷該幹擾是否長過預設的幹擾時間持續長度臨界值，其中該預設的幹擾時間持續長度臨界值是由下面所算出該注入的均勻度要求、穿過該離子射束的總通過數、離子射束的掃描速度以及尺寸。然而，因為在一幹擾開始時並無法預測該幹擾的時間持續長度，所以當該幹擾被偵測到時，該工作件在該幹擾開始時在該第二方向(例如沿著慢速掃描方向35中的機械式掃描)中的位置便會被記錄。然而，該工作件的掃描卻會持續進行，其中會檢查在短時間(例如每毫秒)內是否存在足夠的離子射束。然而，僅有當該離子射束無法在預設的時間持續長度裡面充分地恢復時，該幹擾才會被視為一需要修補的幹擾，並且作出判斷是否要實施修補程序的決定，其 中該工作件上遭遇到幹擾的區域會被「重塗」或是再次注入。該修補程序會以人為方式將該離子射束的缺少(其亦稱為自動射束回復的抑制)延長至一默認的位置(例如在該第二或慢速掃描方向35上的通過或掃描的終點)。根據本發明，然而，當該離子射束在該預設的幹擾時間持續長度臨界值裡面充分地恢復時，該幹擾對劑量均勻度所造成的影響便會被忽略，並且不會採取任何特殊行動。再者，根據另一示例，本發明引入「幹擾預算值(glitch budget)」。舉例來說，在第二方向35中具有多次通過的注入，例如在第二方向中具有十次或更多次通過，會具有大於在第二方向中具有五次或更少次通過之注入的幹擾預算值，因為具有較多次通過的注入比較能容忍少量的幹擾。然而，對一給定工作件所遭遇到的每一個幹擾來說，即使幹擾時間持續長度太短而無法單獨進行重塗，考慮到因其餘「無幹擾」注入所造成的稀釋效果，仍會從總幹擾預算值中扣除一特定數額，則該注入會在每一次後續遭遇到的幹擾之後變得比較無法容忍幹擾。舉例來說，在前面幾個幹擾已經被忽略之後所遭遇到的一額外幹擾可能讓該幹擾預算值到達任何其它的幹擾都必須對該工作件進行修補或重塗的位置點。應該注意的是，本發明可分別套用至圖2的寬射束(帶狀)類型以及圖3A至3B的混合式掃描注入。所以，根據本發明的另一項觀點，圖9所示的是一種用以在將離子注入至一工作件中之期間解決差異問題的例示方法。應該注意的是，本文中的例示方法雖是以一連串的動作或事件來呈現或描述，不過，可明白的是本發明並不受限於此等動作或事件的圖解順序，因為根據本發明，某些步驟可以不同的順序來進行及/或可以和本文中所示及所述者以外的其它步驟同時進行。此外，也並非所有圖中所示的步驟皆為必要方可施行本發明的方法。再者，還要明白的是，該等方法可以配合本文中所示及所述的系統以及配合本文中並沒有顯示的其它系統來施行。圖9的方法100從動作102開始，其會決定一離子射束幹擾時間持續長度臨界值。該離子射束幹擾時間持續長度臨界值的決定，至少部分系以下面之中的一或多者為基礎該工作件上所希的最終劑量均勻度最終注入劑量、該工作件穿過該離子射束的移動或通過次數、移動的速度、以及該離子射束的尺寸。舉例來說，該離子射束的尺寸系以下面之中的一或多者為基礎來決定直接測量、以默認的系統輸入為基礎所獲知的射束尺寸、以及以前次離子射束尺寸的高斯分布以及已知的系統輸入為基礎的射束尺寸預測值。在動作104中，一注入標準程序會被實施，其中離子會被注入至一工作件中。舉例來說，該注入標準程序包括移動該工作件使其穿過一離子射束。舉例來說，該離子射束包括圖1的已掃描離子射束34，其中該離子射束22會沿著一快速掃描軸(例如第一方向33)被掃描。因此，該工作件會沿著該慢速掃描軸(例如該第二方向)被移動穿過該離子射束，而將離子注入至該工作件中。在動作106中會決定(例如測量)該離子射束的電流並且判斷該電流是否大於一預設的數值(其亦稱為離子射束不正常電流)，以便完成足夠或是令人滿意的注入。舉例來說，在默認噪聲位準(例如正常操作電流的10%)以上的離子射束電流便足以將離子注入至該工作件中。倘若在動作106中判斷有足夠的離子射束電流，則一計數器會在動作110中被設為零，並且同時將離子注入該工作件中。舉例來說，動作106中的離子射束電流判斷包括在該離子射束未和該工作件相交時透過一法拉第杯(Faraday cup)來判斷該離子射束的電流。在一替代的示例中，動作106中的離子射束電流判斷包括測量和該離 子射束的來源，例如一高電壓電源供應器，)相關聯的一或多項屬性。倘若該射束電流不足的話(舉例來說，該離子射束電流低於該默認噪聲位準，例如低於正常操作電流的10%)，在動作112中便會判斷該計數器是否為零。倘若在動作112中判斷該計數器為零，便會判斷開始遭遇到一幹擾，並且在動作114中儲存該工作件在該第二方向上的位置，接著該計數器會在動作116中遞增。倘若動作112判斷該計數器非零(舉例來說，幹擾已經正在發生)，便會在動作118中比較該計數器和幹擾時間持續長度臨界值。倘若該計數器少於該幹擾時間持續長度臨界值，則繼續進行該注入標準程序，並且會在動作106中再次檢查該離子射束電流。根據本揭露的其中一示例，在一預設的時間區間(舉例來說，I毫秒的區間)內被實施動作106至118，以致在每一個預設的時間區間皆會重複實施動作106。因此，該計數器不是在動作110中被設為零就是在動作116中遞增，並且會在每一個預設的時間區間(例如I毫秒)再次實施動作106。據此，在本示例中，在注入期間遭遇的幹擾的時間持續長度會與該計數器的遞增相關聯。倘若在動作118中判斷該計數器大於該幹擾時間持續長度臨界值，該注入標準程序便會被終止，並且在動作120中實施修補或重塗標準程序。於其中一示例中，該修補標準程序包括在動作122中重新計算該離子射束幹擾時間持續長度臨界值，其中該重新計算至少部分是以該工作件少一次移動穿過該離子射束為基礎。舉例來說，該工作件會被送返該第二方向上先前在動作114中所儲存的位置，其中會從動作104中的再次提供該離子射束再次開始實施該注入標準程序。根據本示例，倘若在動作118中判斷出該計數器少於該幹擾時間持續長度臨界值，但是該離子射束電流於再度實施動作106之前重新回到可接受位準，則該計數器便會在動作110中被重設為零，並且會繼續進行在動作104中所開始的注入。就此來說，該幹擾通常會被忽略，因此，通過本發明可以實現製程效率，其中時間、材料、以及其它節省效果可由上述方法為基礎來選擇性地忽略及/或修補幹擾而得證，和習知技術中每次遇到幹擾便實施傳統修補不同。本文雖然已經配合一個或多個特定的較佳實施例顯示且說明過本發明，不過，顯而易見地，熟習本技術的人士在閱讀並理解本說明書和隨附圖式之後便可進行等效的改變與修正。明確地說，針對由上述組件(裝配件、裝置、電路、…等)所實施的各項功能來說， 除非特別提及，否則用來說明此等組件的術語(其包含「手段」的參照引用)即使在結構上沒有等效於在本文所示之本發明的示範性實施例中實施該項功能的已揭結構，仍及於對應於實施所述組件之指定功能的任何組件(也就是，功能方面等效)。此外，本文雖然僅針對數個實施例中的其中一實施例來揭示本發明的某項特殊特點，不過，必要時此特點亦可結合其它實施例中的一或多項其它特點，其可能系任何給定或特殊應用所希並且有利於此等給定或特殊應用。
權利要求
1.一種用以在將離子注入至一工作件期間解決幹擾的方法，該方法包括 提供一離子射束； 決定一離子射束幹擾時間持續長度臨界值，其中該離子射束幹擾時間持續長度臨界值至少部分系以下面之中的一或多者為基礎該工作件穿過該離子射束的移動次數、移動速度、以及該離子射束的尺寸； 沿著至少一慢速掃描路徑來移動該工作件穿過該離子射束，以將離子注入至該工作件之中； 在該工作件移動期間的複數個預設時間區間反覆地決定該離子射束的電流； 當所決定的離子射束電流大於一預設數值時，將一計數器設為零； 當該計數器為零且所決定的離子射束電流小於該預設數值時，儲存該工作件的位置，以定義一幹擾的開始； 在每一次重複所決定的離子射束電流小於該預設數值且該工作件之位置有被儲存時遞增該計數器； 倘若該計數器超過該離子射束幹擾時間持續長度臨界值，則抑制該離子射束；以及將該工作件重新定位在該已儲存的位置，重新啟動該離子射束，並沿著至少該慢速掃描路徑再次移動該工作件穿過該尚子射束，以對該工作件中和該幹擾相關聯的部分進行注入。
2.如權利要求1所述的方法，進一步包括在抑制該離子射束之後重新計算該離子射束幹擾時間持續長度臨界值，其中該重新計算至少部分系以該工作件沿著該慢速掃描路徑少一次移動穿過該離子射束為基礎。
3.如權利要求2所述的方法，進一步包括當離子射束幹擾時間持續長度小於預設最小值時便終止該離子注入。
4.如權利要求1所述的方法，其中，該離子射束電流的預設數值約為正常操作離子注入電流的10%。
5.如權利要求1所述的方法，其中提供該離子射束包括沿著一,決速掃描路徑來掃描一筆狀射束，其中該快速掃描路徑大體上垂直於該慢速掃描路徑。
6.如權利要求1所述的方法，其中，反覆地決定該離子射束的電流包括當該離子射束未沿著一快速掃描路徑與該工作件相交時，測量該離子射束的電流。
7.如權利要求5所述的方法，其中決定該離子射束的電流包括透過一法拉第杯來測量該離子射束的電流。
8.如權利要求1所述的方法，其中，決定該離子射束的電流包括測量和該離子射束之來源相關聯的一或多項特性。
9.一種用以解決離子注入不正常的方法，該方法包括 提供一預設的幹擾時間持續長度臨界值； 提供一離子射束； 移動一工作件穿過該離子射束； 在移動的同時反覆地測量該離子射束的電流； 當所測量的離子射束電流小於預設離子射束不正常電流時儲存該工作件的位置，以定義一幹擾的開始；以及僅當所測量的離子射束電流低於該預設的離子射束不正常電流持續超過該預設的幹擾時間持續長度臨界值時，終止該離子注入並且修補和該幹擾相關聯的離子注入。
10.如權利要求9所述的方法，進一步包括在該離子注入終止之後重新定位該工作件，其中當開始進行該離子注入修補時該工作件系位於已儲存的位置處。
11.如權利要求9所述的方法，其中移動該工作件穿過該離子射束包括沿著一快速掃描路徑來回移動該工作件及沿著一慢速掃描路徑來移動該工作件，其中該慢速掃描路徑大體上垂直於該快速掃描路徑。
12.如權利要求11所述的方法，其中，反覆測量該離子射束的電流包括沿著該快速掃 描路徑在和該工作件之一反方向相關聯的偏轉(inflection)位置處測量該電流。
13.如權利要求9所述的方法，其中，移動該工作件穿過該離子射束包括沿著一快速掃描路徑來回移動該離子射束並且沿著一慢速掃描路徑來移動該工作件，其中該慢速掃描路徑大體上垂直於該快速掃描路徑。
14.如權利要求13所述的方法，其中反覆測量該離子射束的電流包括沿著該快速掃描路徑在和該離子射束之反方向相關聯的偏轉位置處測量該電流。
15.如權利要求9所述的方法，進一步包括每一次終止及修補該離子注入時，將該預設的幹擾時間持續長度臨界值減少一預設數額。
16.如權利要求15所述的方法，其中，該預設數額和在該離子注入期間沿著一慢速掃描路徑來移動該工作件所花費的時間相關聯。
17.如權利要求15所述的方法，其中，一旦該預設的幹擾時間持續長度臨界值小於一預設最小值，便不修補該離子注入。
18.如權利要求9所述的方法，其中，該預設的離子射束不正常電流約為正常操作離子注入電流的10%。
19.如權利要求9所述的方法，其中，該預設的幹擾時間持續長度臨界值至少部分以下面之中的一或多者為基礎該工作件沿著一慢速掃描路徑穿過該離子射束的移動次數、沿著該慢速掃描路徑的移動速度、以及該離子射束的尺寸。
全文摘要
本發明以允許的劑量均勻度、一工作件穿過一離子射束的通過次數、移動速度、以及射束尺寸為基礎來決定一幹擾時間持續長度臨界值。一射束下降檢查標準程序會在注入期間重複地測量射束電流。每一次射束電流足夠時一射束下降計數器便會被重置。在射束下降第一次出現時，計數器會遞增而且該工作件的位置會被記錄。每一次後續測量時，倘若射束下降繼續則該計數器便會遞增，或是倘若該射束足夠的話該計數器便會被重置。因此，該計數器會以和測量時間區間相關聯的單位來表示每一個下降的長度。該注入標準程序僅在該計數器超過該幹擾時間持續長度臨界值時才會停止，並且實施修補標準程序，其包括以該工作件少一次移動穿過該射束為基礎來重新計算該幹擾時間持續長度臨界值，並且實施從該已儲存位置處開始的注入標準程序。
文檔編號H01J37/317GK103026450SQ201180036894
公開日2013年4月3日 申請日期2011年7月27日 優先權日2010年7月29日
發明者佐藤秀 申請人:艾克塞利斯科技公司