测量二维离子束轮廓的装置及其方法

专利名称：测量二维离子束轮廓的装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种用于离子植入(ion implantation)的系统及其方法，特 别是涉及一种用于测量离子束的二维轮廓的方法及其装置。
背景技术：
离子植入是一种用于将导电率改变杂质引入至半导体晶圆中的标准技 术。将所要的杂质材料在一离子源中离子化，使离子加速以形成一具有规 定能量的离子束，且将该离子束导引至晶圓的表面处。离子束中的高能离 子(energetic ion)穿透至半导体材料的主体中且嵌入至该半导体材料的 晶格中以形成一具有所要导电率的区域。离子植入系统通常包括一用于将气体或固体材料转换成界限分明的离 子束的离子源。对该离子束进行质量分析以消除不需要的离子种类，使该离 子束加速至所要能量，且将该离子束导引至目标平面上。该离子束是借由 离子束扫描(beam scanning),借由目标移动(target movement)或借由 离子束扫描与目标移动的组合而分布于目标面积上。在一先前技术方法中，高电流宽离子束的植入器(implanter)釆用一 高电流密度离子源、 一用以导引所要种类穿过解析缝(resolving slit) 的分析^兹体、以及一用以使所得离子束偏转同时使得该离子束沿其宽度尺 寸平行且均一的角度校正器磁体。将一带状离子束传递至一目标，且使该 目标垂直于该带状离子束的长尺寸移动以将该离子束分布于该目标上。在大多数应用中，在半导体晶圓的表面上均一植入离子是一种重要的 需求。随着半导体装置(semiconductor device)的几何形状在尺寸上减 小且晶圆直径增加，装置制造商要求在大的表面面积上作最小剂量的改变。 均一性部分地是借由用于离子植入的离子束的轮廓来判定。离子束轮廓是 离子束强度在垂直于离子束传输方向的平面中的映像(map)。离子束电流 可在离子束的横截面面积上(尤其是在诸如带状离子束的大面积离子束的 情况下)改变。此外，离子束轮廓可随诸如掺杂物种类、能量及电流的植 入条件且随时间而改变。因此，需要测量且必要时调整离子束轮廓，以增强 离子植入器的效能。 .-1988年6月14日颁予Corey, Jr.等人的美国专利第4， 751， 393号中 揭露了 一种用于帛子植入的剂量测量及均一性监测系统，其包括一具有感 测缝隙以及一与该等缝隙对准的环形法拉第杯(Faraday cup)的遮罩板
(maskplate)。 1985年l月15日颁予Shibata等人的美国专利第4,494， 005 号中揭露了一种用于离子植入的离子束扫描控制装置，其包括多个固定离 子束侦测器。E. P. EerNisse等人在Rev. Sci. Instrum. (Vol. 46, No. 3 (1975年3月)，第266-268页)中揭露了一种离子束轮廓监测器，其包括 一置放于离子束中的二维样本点阵列。1999年12月25日颁予Berrian等 人的美国专利第4,980,562号中揭露了一种用于在一离子植入器中进行高 效率扫描的方法及其装置，其包括单一个緩慢移动的法拉第侦测器。先前 技术的所有离子束测量技术均具有一或多个缺点，包括(但不限于)低解 析度、不精确性以及慢运作。因此，需要一种用于测量离子束轮廓的改良式方法及其装置。发明内容根据本发明的第一态样，提供用于测量离子束的轮廓的装置。该装置 包含 一离子束电流感测器阵列，每一离子束电流感测器回应于前述离子 束的入射离子而产生一感测器讯号； 一移动机构，其用以使前述离子束电 流感测器阵列相对于前述离子束沿一移动路径移动；以及一控制器，其用以 获取由前述离子束电流感测器在沿前述移动路径的多个位置处所产生的感 测器讯号。所获取的感测器讯号表示前述离子束的二维轮廓。根据本发明的第二态样， 一离子植入器包含 一离子束产生器，其用以 产生一离子束； 一目标站，其用于支持一离子植入的目标；以及一用于测量 前述离子束的系统。用于测量前述离子束的系统包含 一离子束电流感测 器阵列； 一移动机构，其用以使前述阵列相对于前述离子束沿一移动路径 移动；以及一控制器，其用以获取由前述离子束电流感测器在沿前述移动 路径的多个位置处所产生的感测器讯号。根据本发明的第三态样，提供一种用于测量一离子束的方法。该方法 包括提供一离子束电流感测器阵列，每一离子束电流感测器回应于前述 离子束的入射离子而产生一感测器讯号；使前述离子束电流感测器阵列相 对于前述离子束沿 一移动路径移动；以及在沿前述移动路径的多个位置处 获取由前述离子束电流感测器所产生的感测器讯号。


为让本发明的上迷和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举 较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。 图l是一离子植入器的一实施例的简化示意图。图2是才艮据本发明的一实施例的用于测量离子束的二维轮廓的装置的 示意性方块图。
图3是根据本发明的 一 实施例的 一 离子束感测总成的前视图。 图4是离子束感测总成沿图3的线4-4所取的横截面图。 图5是根据本发明的另一实施例的一具有抑制电极的离子束电流感测 器的示意性;湊截面图。图6说明一带状离子束的^黄截面。 图7说明一经扫描离子束的横截面。 图8说明一点离子束的横截面。
具体实施方式
图1中展示一离子植入器的一实施例的方块图。离子源IO产生离子并 提供离子束12。离子源IO可包括一离子腔室(ion chamber)以及一含有 待离子化的气体的气体箱(gas box)。将该气体提供给该离子腔室，在该 处使该气体离子化。自该离子腔室提取所形成的离子以形成离子束12。将 离子束12导引至解析磁体32的极(pole)之间。第一电源14连接至离子 源IO的一提取电极(extraction electrode)且提供正的第一电压V。。例 如，第一电压V。可自约0, 2至80kV作调整。因此，来自离子源10的离子 可借由第一电压V。而加速至约0. 2至80 KeV的能量。离子束12穿过抑制电极(suppression electrode) 20及接地电极 (ground electrode) 22到达质量分析器(mass analyzer) 30。质量分析 器30包括解析》兹体32以及具有解析缝隙36的遮罩电极34。解析磁体32 使离子束12中的离子偏转，使得所要的离子种类的离子穿过解析缝隙36,且 不需要的离子种类并不穿过解析缝隙36，而是由遮罩电极34所阻挡。在一 实施例中，解析磁体32使所要种类偏转90° 。所要的离子种类的离子穿过解析缝隙36到达一位于质量分析器30下 流的第一减速平台(deceleration stage) 50。减速平台50可包括一上流 电极52、 一抑制电极54及一下流电极56,离子束中的离子可借由减速平 台50而减速且接着穿过角度校正器磁体60。角度校正器磁体60使所要的 离子种类的离子偏转且将离子束自发散离子束转换成具有实质上平行离子 轨道的带状离子束62。在一实施例中，角度校正器磁体60使所要的离子种 类的离子偏转70°。末端台(end station) 70支持带状离子束62的路径中的诸如晶圆72 的一或多个半导体晶圓，使得所要种类的离子植入至该半导体晶圓中。末 端台70可包括一冷却静电压板以及一扫描器(未图示)以用于垂直于带状 离子束62的横截面的长尺寸移动晶圆72,以便将离子分布于晶圆72的表 面上。该带状离子束可至少与晶圆72—样宽。离子植入器可包括一位于角度校正器磁体60的下流的第二减速平台80。减速平台80可包括一上流电极82、 一抑制电极84以及一下流电极86。 离子植入器可包括熟习此技艺者已知的额外组件。例如，末端台70通 常包括用于将晶圓引入至离子植入器中且用于在离子植入之后将晶圆移除 的自动化晶圆装卸设备(automated wafer handling equipment )。末端台 70亦可包括一剂量测量系统、 一电子泛射枪(electron flood gun)以及其他 已知组件。应了解，由离子束所横越的整个路径在离子植入期间被排空。图1的离子植入器可以若千模式中的一个进行运作。在一被称作漂移 模式(drift mode)的第一运作模式中，減速平台50及80连接至地面，且 离子束12以在自离子源10提取之后所建立的最终离子束能量而传输穿过 离子束线(beamline)。在一被称作增强型漂移模式的第二运作模式中，离 子束12在穿过质量分析器30之前在电极22处加速至一中间能量，且接着 借由第一减速平台50而减速至最终离子束能量。在一^皮称作双减速才莫式的 第三运作模式中，离子束在穿过质量分析器30之前在电极22处加速至第 一中间能量，在其穿过角度校正器60时借由第一减速平台50而减速至第 二中间能量，且接着借由第二减速平台80而减速至最终离子束能量。 一第 四运作模式以中间能,将离子束传输穿过至第二减速平台80，且第一减速 平台50处的间隙是接由一短路分路(short circuit shunt)而运作。借由以 更高能量将离子束传输穿过该离子束线的一部分，空间电荷膨胀(space charge expansion)与用于给定的最终离子束能量的漂移模式相比可减小。根据本发明的一特征，末端台70可包括一如图l所示的离子束轮廓测 绘器(profiler) 100。图2中展示根据本发明的一实施例的离子束轮廓测 绘器100的方块图。离子束轮廓测绘器100用以通常在垂直于离子束传输 方向的平面中获取离子束62的横截面的轮廓。该离子束传输方向垂直于图 2的平面。通常，在晶圆72的平面的中或附近的离子束轮廓是所关注的。 然而，离子束轮廓测绘器100可在任何所要平面中获取离子束轮廓。离子束轮廓测绘器测量离子束的横截面面积上递增面积中的离子束电 流，以获取呈二维离子束电流密度映像的离子束轮廓。该二维映像可用成 一 X-Y像素阵列，每一像素在离子束横截面的递增面积中含有经测量的离 子束电流密度值。可如下文所描述来测量像素值。二维离子束电流密度映 像可用于确认离子束轮廓在规格范围内。若离子束轮廓不在规格范围内，则 可调整该离子束轮廓且可获取经更新的离子束轮廓以确认该调整。对二维 离子束轮廓的其他使用可涵盖于本发明的范畴内。参看图2，离子束轮廓测绘器100可包括离子束感测总成110、移动机 构112以及控制器114。离子束轮廓测绘器100用以测量离子束62的二维 轮廓。如下文所论述，离子束轮廓测绘器可用以测量具有任意横截面形状 及尺寸的离子束。 离子束感测总成110包括安装至框架或外壳126的离子束电流感测器 124的阵列122。离子束电流感测器124可为回应于截取离子束而产生电讯 号的法拉第杯。如此技艺中已知，感测器讯号的量值为截取离子束电流的 函数。每一离子束电流感测器可为一具有一面向离子束的缝隙的杯状导体。 该缝隙的尺寸判定该离子束的由该离子束电流感测器所取样的面积。在图2的实施例中，阵列122为沿Y方向均等间隔的离子束电流感测 器124的线性阵列。如下文所述，可在本发明的范畴内使用其他阵列组态。离子束感测总成110借由移动机构112而在X方向上沿移动路径140 移动以覆盖离子束62的整个横截面面积。在离子束感测总成110沿移动路 径140移动时，自每一离子束电流感测器124获取离子束电流测量。当感 测总成110沿移动路径140正移动时或在感测总成110沿移动路径140每 次停止的逐步移动的情况下，可获取该等离子束电流测量。可连续地测量 由离子束电流感测器124所产生的感测器讯号或可以所要间隔对该等感测 器讯号进行取样。将电流测量提供给控制器114以用于储存于记忆体130 中及/或传输至一主机电脑。当离子束感测总成110在整个离子束62上移 动时所获得的测量组表示离子束62的二维离子束电流密度映像。电流测量 组可用于产生离子束轮廓的显示或印出(printout )。离子束轮廓测绘器100的参数取决于离子束62的特征，诸如离子束电 流以及横截面尺寸及形状，且取决于所要解析度及测量速度。在图2中阵 列122包括沿Y方向的离子束电流感测器124的实施例中，阵列122的长 度应至少与离子束62的最大期望高度一样大。离子束感测总成110的移动 路径140的长度应至少与离子束62的最大期望宽度一样大。阵列122中的 离子束电流感测器124的尺寸取决于离子束轮廓的所要解析度，且取决于 该感测器产生可接受的讯号位准的能力。个别离子束电流感测器124可感 测邻接区域，以^更提供整个离子束的连续轮廓。离子束感测总成110沿移动路径140的移动可为连续的或以不连续步 调(discrete step)进行。在一实施例中，离子束感测总成110以等于离子 束电流感测器124中的缝隙的宽度的一半的步骤进行移动。在该实施例中， 离子束轮廓测绘器100获取一包括像素列与像素行的二维离子束轮廓，每 一像素含有一经测量的电流值。离子束电流感测器124的阵列122界定一 像素行，且像素列是借由每一离子束电流感测器124在其沿移动路径140移 动时来界定。例如，移动4几构112可使用齿轨(rack)及小齿轮驱动机构。其他合 适的移动机构包括珠与螺杆总成、线性马达以及空气活塞。如图2所示，控制器114可向移动才几构112提供位置控制讯号以控制 离子束感测总成110沿移动路径140的移动。例如，控制器114可控制移
动机构112，以使离子束感测总成110逐步地在整个离子束62上移动，并记 录由每一离子束电流感测器124在每一位置处所感测到的离子束电流。所 测量的电流值以及相应位置形成一表示二维离子束轮廓的资料组。该资料 组可储存于记忆体130中及/或传输至一主机电脑。在图2的实施例中，离子束感测总成110包括沿Y方向定位的离子束电 流感测器124，且离子束感测总成IIO在X方向上移动。在其他实施例中，离 子束电流感测器124可沿X方向定位，且该离子束感测总成可沿Y方向移 动。此外，离子束感测总成110未必与X方向或Y方向对准。图3及图4展示根据本发明的一实施例的离子束感测总成的一实施例。 在图3及图4的实施例中，离子束感测总成210包括外壳226、离子束电流 感测器224的阵列222以及单一个延长的离子束电流感测器228。阵列222 包括离子束电流感测器224的第一子阵列250及离子束电流感测器224的 第二子阵列252。第一子阵列250及第二子阵列252各包括一线性离子束电 流感测器配置，其中子阵列252的离子束电流感测器相对于第一子阵列250 在Y方向上偏移了一偏移量0Y。该阵列組态允许沿离子束62的连续带测量 离子束。如图4所示，离子束电流感测器224及228安装于外壳226中。外壳 226被一具有缝隙262及264的封盖(cover) 260封闭，该等缝隙界定离 子束62的由各自离子束电流感测器所感测到的递增面积。详言之，缝隙262 界定一由离子束电流感测器224所感测到的面积，且缝隙264为一延长的 狹缝,其界定由离子束电流感测器228所感测到的面积。在获取二维离子束轮廓中、尤其是在测量低离子束电流时所遇到的若 干困难之一是确保仅测量归因于离子束的电流。轮廓测绘器在离子植入器 亦存在电子及低能量离子的区域中运作，该等电子及该等低能量离子均是 借由离子束与背景气体的碰撞以及借由自用于中和晶圆上的电荷的电子泛 射枪的引入而产生。泛射枪可直接位于离子束线中轮廓测绘器的上流。离 子束轮廓测绘器可具备用于抑制电子及低能量离子进入离子束电流感测器 中的抑制元件。离子束感测总成可包括磁体，该等磁体用以阻止低能量电子与成束离 子一起进入离子束电流感测器，或一旦该等离子已进入，则阻止该等低能 量电子离开该等离子束电流感测器。再次参看图4,离子束感测总成210可 包括位于离子束电流感测器224及228的相对侧上的,兹体270、 272、 274 及276。在图4的实施例中，》兹体270、 272、 274及276可与其各自的彼此 面对的北极与南极对准以在至离子束电流感测器224及228的入口处产生 偶极场。选择该等磁体以在每一离子束电流感测器的中心处产生磁场，该等 磁场垂直于离子束传输方向且具有约500-600高斯(Gauss)的量值。应了
解，此等参数仅是借由实例而给出，且并非为关于本发明的范畴的限制。离子束感测总成210亦可包括正偏压板280，其位于离子束电流感测器 前面以阻止低能量离子(尤其是由泛射枪所产生的离子)与成束离子一起 进入该等离子束电流感测器并经测量作为离子束电流的一部分。借由实例， 可将板280偏压于约+ 20伏特的电压。图5展示一包括用于电子及低能量离子抑制的抑制元件的离子束电流 感测器的另一实施例。离子束电流感测器284可用成一法拉第杯。电子及 低能量离子可借由一包括接地板286、负抑制板288、正抑制板290以及负 抑制板292的配置来抑制。在图5的实施例中，接地板286连接至地面，负 抑制板288及292偏压于-20Q伏特，且正抑制板290偏压于+400伏特。阻 止低能量离子进入离子束电流感测器的正抑制板290是借由阻止离子束线 中的电子进入法拉第杯且阻止电子离开该法拉第杯的负偏压板而与该离子 束线隔开且与该离子束电流感测器隔开。在没有抑制》兹体的情况下，正偏压 板单独将阻止低能量离子进入法拉第杯，但亦将扭曲电子流。在图3及图4的实施例中，每一离子束电流感测器224具有高度H及 宽度W，且邻近的离子束电流感测器在Y方向上间隔分离一等于高度H的间 距SY。子阵列250及252在X方向上间分离一间距SX。离子束电流感测器 的两个间隔分离式子阵列的配置避免了任何测量间隙，其否则将会由配置 于单一个线性阵列中的个别离子束电流感测器的壁厚度引起。沿离子束62 的连续带的离子束电流测量包括借由子阵列252在指定X位置处的第一测 量、离子束感测总成210在X方向上移动一等于宽度W加上间距SX的距离 的移动、以及借由子阵列250在相同X位置处的第二测量。组合两组测量 以在给定的X位置处提供沿离子束的连续带的离子束轮廓。实际上，借由子 阵列250及252在不同的X位置处同时获取测量，且离子束感测总成210 沿X方向移动以提供完成的资料组。所获取的电流值经适当处理以在X及Y 方向上提供连续资料值。因此，由子阵列250及252在相同的X位置处所 获取的电流值经组合以提供单一行轮廓资料组。离子束感测总成可包括离 子束电流感测器的单一个阵列或离子束电流感测器的两个或两个以上的子 阵列。在一实施例中，每一离子束电疼感测器具有一为6 mm (毫米)的 高度H及一为6隨的宽度W，且每一行中的感测器之间的间距SY为6 mm。 子阵列250与252之间的偏移量OY为6 mm,且子阵列250与252之间的间 距SX为12咖。例如，离子束感测总成110可以增量3 mm沿X方向移动。 在此实例中，子阵列250及252中的每一者可包括12个离子束电流感测器 以用于一为144 mm的总测量高度。在所关注的应用中选择离子束电流感测 器224的高度H及宽度W以收集可接受的讯号位准并提供所要解析度。移
动路径140的长度可等于或大于离子束60的宽度，且在一实例中为400 mm。 在此实例中，可在两秒内获取二维离子束轮廓。应了解，此等参数仅是借 由实例而给出，且并非为关于本发明的范畴的限制。离子束电流感测器228可用成具有等于阵列222中的离子束电流感测 器224的总面积的面积的单一个离子束电流感测器。更特定言之，离子束 电流感测器228可具有等于离子束电流感测器224的宽度W的宽度V,且可 具有等于阵列222沿Y方向的总长度的长度。离子束电流感测器228可用 于确认执行阵列222中的感测器224的运作。由离子束电流感测器228在 特定X位置处所测量的离子束电流应等于由子阵列250及252在相同的X 位置处所测量的总电流。离子束电流感测器228将离子束电流密度沿Y方 向的变化平均以产生用于每一X位置的单一个经测量的电流值。因此，离子 束电流感测器228提供一维离子束轮廓。图3及图4的实施例包括测量离子束的连续带的两个子阵列。在其他 实施例中，离子束电流感测器沿Y方向间隔分离，且使用内插法来估计感 测器之间的位置处的离子束电流。图2中所示及上文所述的阵列112为间 隔分离式离子束电流感测器124的一实例。在另外的实施例中，离子束电流 感测器具有重迭的测量面积。不同的离子束类型可借由本文所示及所述的离子束轮廓测绘器进行轮 廓测绘。参看图6，带状离子束300通常具有特征为离子束高度BH及离子束 宽度BW的延长的横截面。选择离子束感测器阵列在Y方向上的长度以使其 等于或大于离子束高度BH，且选择移动路径140在X方向上的长度以使其等 于或大于离子束宽度BW。通常最为实际的是沿离子束橫截面的长尺寸移动 离子束感测总成。然而，本发明不限于此方面。因此，例如，离子束电流感 测器的一水平阵列可在垂直方向上移动以获取带状离子束300的轮廓。参阅图7,本发明的离子束轮廓测绘器可用于获取经扫描离子束的轮 廓。在图7中，沿扫描方向314扫描离子束310以提供扫描图案316。该离 子束轮廓测绘器可用于沿扫描方向314获取扫描图案316的轮廓。在图7 的实例中，离子束感测总成沿扫描方向314移动，且移动路径具有等于或 大于扫描图案316的宽度的长度。该离子束感测总成的移动速度与离子束 扫描速度相比较慢，以确保离子束310在沿移动路径的每一位置处被测量 至少一次。图8展示一点离子束320。为获取点离子束320的轮廓，离子束电流感 测器阵列的高度及移动路径的长度均等于或大于离子束320的最大期望直 径。应了解，点离子束320未必具有圓形横截面，且通常具有不规则的横 截面形状。对于任何离子束类型而言，离子束电流感测器阵列的长度及移动路径的长度较佳稍微大于最大期望的离子束尺寸或扫描图案尺寸，以适应异常 的离子束条件。离子束电流感测器阵列可具有个别离子束电流感测器的任何所要组态，且可在X方向上、在Y方向上或在任意方向上移动。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上 的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明， 任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上 述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是 未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作 的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内.。
权利要求
1、一种用于测量离子束的轮廓的装置，其特征在于该装置包含一离子束电流感测器阵列，每一离子束电流感测器回应于前述离子束的入射离子而产生一感测器讯号；一移动机构，其用以使前述离子束电流感测器阵列相对于前述离子束沿一移动路径移动；以及一控制器，其用以获取由前述离子束电流感测器在沿前述移动路径的多个位置处所产生的前述感测器讯号，其中前述所获取的感测器讯号表示前述离子束的一个二维轮廓。
2、 根据权利要求l所述的用于测量离子束的轮廓的装置，其特征在于 其中所述的控制器用以控制前述离子束电流感测器阵列沿前述移动路 径的移动。
3、 根据权利要求l所述的用于测量离子束的轮廓的装置，其特征在于 其中所述的移动机构用以使前述离子束电流感测器阵列以不连续步调 沿前述移动路径移动。
4、 根据权利要求l所述的用于测量离子束的轮廓的装置，其特征在于 其中所述的移动机构用以使前述离子束电流感测器阵列沿前述移动路 径连续地移动。
5、 根据权利要求l所述的用于测量离子束的轮廓的装置，其特征在于 其中所述的移动机构用以使前述离子束电流感测器阵列实质上垂直于 一离子束传输方向而移动。
6、 根据权利要求l所述的用于测量离子束的轮廓的装置，其特征在于 其中所述的离子束电流感测器阵列包含 一 线性阵列。
7、 根据权利要求l所述的用于测量离子束的轮廓的装置，其特征在于 其中所述的离子束电流感测器阵列包含 一 法拉第杯阵列。
8、 根据权利要求l所述的用于测量离子束的轮廓的装置，其特征在于 其中所述的离子束电流感测器阵列包含第一及第二法拉第杯子阵列，其 中前述第一及第二法拉第杯子阵列彼此间在前述移动方向上偏移，且 卩波此间垂直于前述移动方向而偏移。
9、 根据权利要求l所述的用于测量离子束的轮廓的装置，其特征在于 其中所述的控制器用以回应于沿前述移动路径的前述多个位置处的前 述所获取的感测器讯号而产生一表示前述离子束的前述二维轮廓的资 料组。
10、 根据权利要求9所述的用于测量离子束的轮廓的装置，其特征在 于其中所述的资料组的每一组员包括一经测量的电流值以及一相应位 置。
11、 根据权利要求1所述的用于测量离子束的轮廓的装置，其特征在 于其用以测量一具有一长尺寸的横截面的带状离子束，且其中前述移 动机构用以使前述离子束电流感测器阵列沿前述带状离子束的横截面 的前述长尺寸移动。
12、 根据权利要求1所述的用于测量离子束的轮廓的装置，其特征在 于其用以测量一具有一扫描方向的经扫描离子束，其中前述移动机构 用以使前述离子束电流感测器阵列沿前述扫描方向移动。
13、 根据权利要求12所述的用于测量离子束的轮廓的装置，其特征在于其中所述的离子束电流感测器阵列的移动与前述离子束的扫描相比 是较慢的。
14、 根据权利要求1所述的用于测量离子束的轮廓的装置，其特征在 于其用以测量一点离子束的 一轮廓，其中前述移动机构用以使前述离 子束电流感测器阵列相对于前述点离子束移动。
15、 根据权利要求1所述的用,于测量离子束的轮廓的装置，其特征在 于其更包含单一个法拉第杯，其具有一实质上等于前述阵列中的前述离子束 电流感测器的面积总和的面积，其中前述单一个法拉第杯与前述离子 束电流感测器阵列 一 起移动且产生 一 感测器讯号。
16、 根据权利要求1所述的用于测量离子束的轮廓的装置，其特征在 于其中所述的离子束电流感测器用以感测前述离子束在一垂直于前述 移动路径的方向上的一连续带。
17、 根据权利要求1所述的用于测量离子束的轮廓的装置，其特征在 于其中所述的离子束电流感测器在一垂直于前述移动路径的方向上间 隔分离。
18、 根据权利要求1所述的用于测量离子束的轮廓的装置，其特，在于 其更包括用以抑制电子及低能量离子进入前述离子束电流感测器中的 一或多个抑制元件。
19、 根据权利要求18所述的用于测量离子束的轮廓的装置，其特征在 于其中所述的抑制元件包括用以抑制电子进入前述离子束电流感测器 中的磁体、以及一用以抑制低能量离子进入前述离子束电流感测器中 的正偏压板。
20、 根据权利要求18所述的用于测量离子束的轮廓的装置，其特征在 于其中所述的抑制元件包括一用以抑制低能量离子进入前述离子束电 流感测器中的正偏压板、以及用以抑制电子进入前述离子束电流感测 器中的一或多个负偏压板。
21、 一种离子植入器，其特征在于其包含 一离子束产生器，其用以产生一离子束； 一目标站，其用于支持一离子植入的目标；以及 用于测量前述离子束的装置，其包含 一离子束电流感测器阵列；一移动机构，其用以使前述离子束电流感测器阵列相对于前述离子束 沿一移动路径移动；以及一控制器，其用以获取由前述离子束电流感 测器在沿前述移动路径的多个位置处所产生的前述感测器讯号。
22、 根据权利要求21所述的离子植入器，其特征在于其中所述的控制 器用以控制前述离子束电流感测器阵列沿前述移动路径的移动。
23、 根据权利要求21所述的离子植入器，其特征在于其中所述的移动 机构用以使前述离子束电流感测器阵列以不连续步调沿前述移动路径 移动。
24、 根据权利要求21所述的离子植入器，其特征在于其中所述的移动 机构用以使前述离子束电流感测器阵列沿前述移动路径连续地移动。
25、 根据权利要求21所述的离子植入器，其特征在于其中所述的移动 机构用以使前述离子束电流感测器阵列实质上垂直于一离子束传输方 向而移动。
26、 根据权利要求21所述的离子植入器，其特征在于其中所述的离子 束电流感测器阵列包含第 一及第二法拉第杯子阵列，其中前述第 一及 第二法拉第杯子阵列彼此间在前述移动方向上偏移，且彼此间垂直于前述移动方向而偏移。
27、 根据权利要求21所述的离子植入器，其特征在于其中所述的控制 器用以回应于前述离子束电流感测器在沿前述移动路径的前述多个位 置处所产生的前述感测器讯号而产生一表示前述离子束的一个二维轮 廓的资料组。
28、 根据权利要求27所述的离子植入器，其特征在于其中所述的资料 组的每一组员包括一经测量的电流值以及一相应位置。
29、 根据权利要求21所述的离子植入器，其特征在于其用以测量一具 有一长尺寸的横截面的带状离子束，且其中前述移动机构用以使前述 离子束电流感测器阵列沿前述带状离子束的横截面的前述长尺寸移 动。
30、 一种用于测量离子束的方法，其特征在于其包括提供 一 离子束电流感测器阵列，每 一 离子束电流感测器回应于前 述离子束的入射离子而产生一感测器讯号；使前述离子束电流感测器阵列相对于前述离子束沿一移动路径移 动；以及获取由前述离子束电流感测器在沿前述移动路径的多个位置处所 产生的前述感测器讯号。
31、 根据权利要求30所述的用于测量离子束的方法，其特征在于其 中所述的移动前述阵列包括使前述离子束电流感测器阵列以不连续步 调沿前述移动路径移动。
32、 根据权利要求30所述的用于测量离子束的方法，其特征在于其 中所述的移动前述阵列包括使前述离子束电流感测器阵列沿前述移动 路径连续地移动。
33、 根据权利要求30所述的用于测量离子束的方法，其特征在于其 中所述的移动前述阵列包括使前述离子束电流感测器阵列实质上垂直 于一离子束传输方向而移动。
34、 根据权利要求30所述的用于测量离子束的方法，其特征在于其 更包括回应于前述离子束电流感测器在沿前述移动路径的前述多个位 置处所产生的前述感测器讯号而产生一表示前述离子束的一个二维轮 廓的资料组。
35、 根才^k利要求34所述的用于测量离子束.的方法，其特征在于其 中所述的资料组的每一组员包括一经测量的电流值以及一相应位置。
36、 根据权利要求30所述的用于测量离子束的方法，其特征在于其 中所述的提供一 离子束电流感测器阵列包括提供一 阵列，用以感测前述 离子束在一垂直于前述移动路径的方向上的一连续带。
37 、根据权利要求30所述的用于测量离子束的方法，其特征在于其中 所述的提供一 离子束电流感测器阵列包括提供间隔分离式离子束电流 感测器，前述方法更包括内插前述所获取的感测器讯号，以沿前述离子 束在一垂直于前述移动路径的方向上的一带提供一离子束电流估计。
38、根据权利要求30所述的用于测量离子束的方法，其特征在于其 更包括抑制电子及低能量离子进入前述离子束电流感测器中。
全文摘要
本发明提供用于测量一离子束的一轮廓的方法及其装置。该装置包括一离子束电流感测器(124)的阵列(22)，每一离子束电流感测器回应于前述离子束的入射离子而产生一感测器讯号；一移动机构(112)，其用以使前述离子束电流感测器阵列相对于前述离子束沿一移动路径移动；以及一控制器(114)，其用以获取由前述离子束电流感测器在沿前述移动路径的多个位置处所产生的感测器讯号，其中前述所获取的感测器讯号表示前述离子束的一个二维轮廓。
文档编号H01J37/30GK101167153SQ200580044926
公开日2008年4月23日 申请日期2005年11月3日 优先权日2004年11月5日
发明者汤玛斯·A·夏德福, 爱德华·D·梅克英特, 葛登·C·恩吉尔 申请人:瓦里安半导体设备公司