专利名称：使用法拉第探针的罩幕状态监控的制作方法
技术领域：
本发明涉及元件制造领域，尤其涉及经由罩幕(mask)的离子植入(ion implantation)与一种在离子植入期间所使用的罩幕的状态监控装置及系统。
背景技术：
离子植入是一种将变动导电率的杂质(conductivity-altering impurities)导入至基板(substrates)的标准技术。基板中精确的掺杂浓度(doping profile)及相关的薄膜结构(thin film structure)对于适当的元件效能有关键影响。通常，在离子源中离子化想要的杂质材料，将离子加速以形成具有指定能量的离子束(ion beam)，并且将离子束指向基板的表面。离子束中具有能量的离子穿入基板材料的本体且嵌入基板材料的晶格 (crystalline lattice)以形成具有想要的导电率的区域。此种离子植入机(ion implanter)可用以将想要的掺质(dopants)植入硅基板以形成太阳能电池(solar cells)。这些太阳能电池利用再生的自然资源提供无污染、公平使用(equal-access)的能量。由于环境品质考量及渐增的能量成本，太阳能电池在全球都变得更为重要。高效能太阳能电池的任何制造成本降低或产量增加或者高效能太阳能电池的任何效率改善将对于举世普遍采用太阳能电池具有正面影响。这将使得这种洁净能源科技具备更广泛的效益。太阳能电池可能需要掺杂以改善效率。图1是一种选择性射极(selective emitter)太阳能电池的截面图。此电池可更有效地掺杂射极200且在触点(contacts) 202 的下方提供额外的掺质给区域201。在区域201掺杂得较浓改善了导电率，而在触点202之间掺杂得较淡则改善了电荷收集(charge collection)。触点202只可相隔大约2_3毫米 (mm)。区域201只可宽大约100-300微米(μ m)。图2是一种指叉背接触(interdigitated back contact, IBC)太阳能电池的横截面图。在指叉背接触(IBC)太阳能电池中，接面(junction)位于太阳能电池的背面。在此特定的实施例中，掺杂图案是交替的P型及η型掺质区域。可掺杂ρ+射极203及η+背面电场(back surface field) 204。这掺杂可使指叉背接触(IBC)太阳能电池的接面得以运作或增进效率。在过去，已经利用含掺质的玻璃来掺杂太阳能电池或加热浆料(paste)以使掺质扩散至太阳能电池。这样无法精确地掺杂太阳能电池的各区域，而且若出现空洞(voids)、 气泡或污染物，则可能发生不均勻的掺杂。因为离子植入能精确地掺杂太阳能电池，所以太阳能电池可受惠于离子植入。然而，太阳能电池的离子植入可能需要某种掺质图案或离子只植入至太阳能电池基板的某些区域。在此之前，已经利用光阻剂(photo-resist)及离子植入来达成只植入基板的某些区域。然而，因为包含额外的制程步骤，所以使用光阻剂对于太阳能电池生产将增添额外的成本。其他像太阳能电池表面上的硬罩幕(hard masks)同样昂贵且需要额外的步骤。因此，所属技术领域需要经由罩幕的植入的改良方法，特别是需要离子植入时所使用的罩幕的状态监控。
发明内容
本发明是有关于一种在离子植入机中测定罩幕的对准(alignment)的装置及方法。本发明提供一种方法，此方法经由罩幕的多个孔径(apertures)来引导离子束朝向用以支撑靶材基板(target substrate)的平台(platen)。离子电流测量装置(ion current measurement device)配置于罩幕的后方且与靶材基板处于实质上共平面(co-planar)的关系，有如基板位于该平台上。离子电流测量装置平移而跨越离子束。当离子电流测量装置平移而跨越离子束时记录其位置。在记录位置利用离子电流测量装置来测量经由罩幕的多个孔径所引导的离子束的电流。产生电流讯号以响应于在每一个记录位置离子电流测量装置所测量的离子束电流。传送电流讯号到控制器(controller)，然后控制器产生控制讯号且根据控制讯号来定位离子束或罩幕的至少一个，使得平均离子束角度(mean ion beam angle)集中于罩幕的多个孔径的位于中央的一个孔径。本发明提供一种离子植入机系统，包括离子源、束线组件(beam line assembly), 罩幕、离子电流测量装置以及控制器。束线组件被组态成用以由离子源取出离子以形成离子束且引导离子束朝向· 平台。罩幕配置在平台的前面。罩幕具有多个孔径使离子束的个别分束得以经由罩幕而朝向该平台。离子电流测量装置配置成与靶材基板的表面实质上共平面，有如靶材基板位于平台上。离子电流测量装置用以与靶材基板的表面共平面地平移而跨越离子束。当离子电流测量装置平移而跨越离子束时，离子电流测量装置也用以产生与经由孔径接收的离子电流成正比的讯号。控制器用以从离子电流测量装置接收讯号， 并且测定罩幕相对于靶材基板的方位使经由罩幕的多个孔径的一个或多个的离子束的角度得以对准。
图1是一种选择性射极太阳能电池的横截面图。图2是一种指叉背接触太阳能电池的横截面图。图3A是依照本发明的一实施例的一种代表性离子植入机的方块图。图;3B是依照本发明的一实施例的一种经由罩幕的植入的横截面图。图4是依照本发明的一实施例的一种利用法拉第探针经由罩幕的植入的前视图。图5A是依照本发明的一实施例的一种利用法拉第探针经由罩幕的植入的透视图。图5B是依照本发明的一实施例的一种利用法拉第探针经由罩幕的植入的俯视横截面图。图6是依照本发明的一实施例的一种罩幕-离子束角度对准的第一俯视横截面图。图7是依照本发明的一实施例的一种罩幕-离子束角度对准的第二俯视横截面图。图8是依照本发明的一实施例的一种罩幕-基板对准的第一俯视横截面图。图9是依照本发明的一实施例的一种罩幕-基板对准的第二俯视横截面图。图9A绘示一种与罩幕与基板或平台的间的大缝隙有关的特征轮廓。
图9B绘示一种覆盖在具有非磨损孔径的罩幕的讯号轮廓上的具有磨损孔径的罩幕的讯号轮廓。图10是依照本发明的一实施例的一种测试罩幕侵蚀的法拉第探针实施例的前视透视图。图11至图13是图10的测试罩幕侵蚀的法拉第探针实施例在法拉第探针的平移期间的前视透视图。
具体实施例方式以下将参考附图更完整地说明本发明，图中绘示本发明的较佳实施例。然而，本发明能以许多不同的形式来实施，因此不应视为局限于此处所述的实施例。更确切地说，提供这些实施例将使本发明的揭示更齐全，且将更完整地传达本发明的观念给任何所属技术领域中具有通常知识者。在图中，相同的参考数字皆表示相同的元件。图3A是包含离子源室(ion source chamber) 120的离子植入机115的方块图。 电源供应器(power supply) 121供应所需的能量给离子源室120，用以产生特定种类的离子。所产生的离子经由一连串的电极(electrodesUH而从离子源取出，并且形成通过质量分析器磁铁(mass analyzer magnet) 116的离子束103。为了达成经由质量解析狭缝 (mass resolving slit) 117的最大传输，质量分析器将设定为具有特定的磁场使得只有具有想要的质荷比(mass-to-charge ratio)的离子能够行经分析器。想要的种类的离子从质量解析狭缝117经由减速台(deceleration stage) 118而前进到修正器磁铁(corrector magnet) 119。为了提供瞄准位于支撑物(例如平台)102上的工件(work piece)或基板的带状离子束，将供给能量给修正器磁铁119使小离子束(ion beamlets)根据所施加的磁场的强度及方向而转向。在某些实施例中，可配置第二减速台122于修正器磁铁119与支撑物 102之间。当离子与基板中的电子及原子核相撞时将丧失能量，并且根据加速能量停留在基板内想要的深度。罩幕104及离子电流测量装置106(绘示于图4)配置于容纳平台102的处理室的附近。图;3B是利用罩幕的基板100的植入的分解横截面图。若想要特定的基板100的离子植入图案，则可放置罩幕104在基板100的前面且位于离子束103的路径中。这罩幕 104可以是遮蔽式罩幕(shadow mask)或近接式罩幕(proximity mask)。基板100可以是例如放置在平台102上的太阳能电池，平台102可使用静电力或物理力来保留基板100于其上。罩幕104具有与想要的基板100表面的离子植入图案相对应的孔径105。罩幕104的使用不考虑其他的离子植入技术所需的制程步骤，例如丝网法 (silkscreening)或微影术(lithography)。然而，难以相对于基板100来适当地放置罩幕 104以达成想要的离子植入图案。罩幕104、离子束103以及平台102都具有线性以及角度的容许度(tolerance)变化，这可导致罩幕104的未对准或错放位置。图4是使用法拉第探针(Faraday probe)的包含罩幕的植入组件的前视图，其位置与基板100平行或共平面，有如基板位于图3A所示的示范的离子植入机的平台102上。 罩幕104包括多个孔径105且配置在基板100 (部分以罩幕104后面的虚线来描绘)的前面。孔径105也可设定为用以允许离子束的分束经由罩幕的洞孔、狭缝或其他的几何图形。 罩幕104可利用平移机构(translation mechanism) 108多轴地平移或定位。这平移机构108可以是用以可变地定位罩幕的伺服马达(servo motor)，其位置与基板100相隔一距离且与在ζ方向上经由孔径的离子束传输相夹一角度。在一实施例中，可在罩幕104的后方扫描基板100以获得均勻的植入区域图案。此植入区域可类似于在X方向及Y方向上跨越基板100的表面的“条纹(stripes)”。为了适当地操作，罩幕104必须对准(如下所述) 基板100以及经由孔径105而植入的离子束。随着时间推进，罩幕104可能受到侵蚀且孔径105可能变成大小不正确或具有不正确的尺寸，因而危及想要的植入轮廓。法拉第探针106配置于罩幕104的后方且用以当基板100不位于平台102上时依 X方向移动而跨越离子束103。法拉第探针与基板100的表面IOOa位于相同的平面(亦即Z方向)上，有如基板位于平台102上。法拉第探针106或法拉第杯(Faraday cup)用以测量入射在与表面IOOa相同的平面上的离子束103的电流，以便模拟对准罩幕104的孔径105的基板100的区域的植入，有如基板100位于平台102上。另一方面，可在法拉第探针106上包含多重法拉第杯或者也可运用多重法拉第探针106。法拉第探针106位于罩幕 104的后方且与基板100的表面IOOa共平面，代替基板100去模拟基板中离子束的植入。 法拉第探针106组态成藉由可以是例如一个或多个伺服马达的平移机构107而依X方向移动。法拉第探针106连接到电流测量装置109。以此方式，法拉第探针106接收入射的离子束103的电流，有如其本身是基板100，并且测量装置109测量从法拉第探针106行进到地 (ground)的电流。这电流将转换成供应给控制器110的控制讯号。控制器110从电流测量装置109读取控制讯号且测定罩幕104或离子束103是否需要修正位置。控制器Iio可发送讯号到平移机构108、平移机构107或其他的系统或元件以修正罩幕的定位或平移法拉第探针。在一实施例中，可使用独立的运动控制系统来处理想要的新定位需求及驱动各种的机构、系统以及元件。控制器110也可调整离子束或基板 100。使用法拉第探针106能够更精确地放置罩幕104、基板100以及离子束，并且当基板位于平台102上时藉由最佳化地使该罩幕104的孔径105与基板100对准来改善基板100的植入。图5A是离子束103的透视图，其分束经由罩幕104的孔径而行进。如图所示，罩幕 104与离子束103的行进方向(亦即Z方向)正交。因为离子束103经由罩幕104的孔径而行进，所以当基板位于平台上时离子束103” . . 10 的分束将形成跨越基板的表面的掺质植入的“条纹”。离子束103的其他分束的入射被孔径之间的罩幕区域阻挡。法拉第探针 106位于罩幕104的后方且依X方向平移而跨越离子束分束103” . . 10；\。法拉第探针106 被绘示成位于离子束103的顶端(在Y方向上)。然而，这是为了解释的缘故且探针106可位于沿着离子束103的Y轴的任何地方。然而，法拉第探针106最好是在ζ方向上与表面 IOOa(绘示于图4)平行或实质上共平面，以便当探针依X方向平移而跨越离子束103时探针将接收原本由基板100接收的实质上相同的离子束分束103” . . 10 ，有如基板接收离子束103的植入。以此方式，法拉第探针测量经由孔径而行进的离子束分束的离子电流。此外，探针106的位置受到监控使得探针所侦测的离子束电流变化可与罩幕104的多个孔径的特定一个或多个相关联。例如，随着时间推进，罩幕104的孔径的边缘可能因持续地暴露于离子束103而受到侵蚀。这可能使一个或多个孔径的宽度扩大到超过已知的植入及对准容许度准位。藉由在探针平移而跨越离子束分束103” . . 10 时监控其位置，可测定在一个特定孔径测量的离子束电流是否超过已知的容许度准位。因此，可监控罩幕104的情况，特别是此罩幕的孔径的情况。已知可容许增加孔径105的宽度多达大约20%而不会危及太阳能电池的植入轮廓的完整性。这是由于事实上遮蔽的区域(亦即未配置在孔径105之一的后方的基板区域)通常掺杂得较浓，而射极电池(cell)的位于孔径105后方的基板部分则掺杂得较淡。当孔径105的边缘受到侵蚀时，射极区域变成掺杂得比所设计的浓。这可能危及太阳能电池效能。图5B是经由罩幕104的图5A所示的离子束以及相对于罩幕及基板100的法拉第探针106的定位(有如基板存在)的俯视横截面图。如上所述，法拉第探针106在罩幕 104的后方依X方向平移，如箭头111所示。当法拉第探针106在罩幕104的后方平移时， 将产生与离子束103的暴露电流成正比的讯号。这电流及法拉第探针106的已知位置用来监控罩幕104的状态或情况。法拉第探针106可用以例如适当地定位罩幕104 ；最佳化罩幕104与基板100在Z方向上的间隔；监控罩幕104的过度磨损或侵蚀；监控罩幕104的破裂；或监控罩幕104的热控制。探针106所产生的讯号与当探针依箭头111所指示的X方向平移而跨越离子束时入射在探针上的离子束电流成正比，并且提供相对于离子束103及罩幕104的对准资讯。尤其，若罩幕104对准离子束使得从罩幕104的孔径105发射的离子束103的角度导致离子束分束103”. 103N(绘示于图5A)落在想要的植入区域内，则探针106可侦测表示罩幕104 对准离子束103的发散角度(divergent angles)的想要的离子束电流范围。因为离子束 103是由似充电分子(like-charged molecules)构成的，所以离子束103将自然地发散而导致发散的离子束角度。然而，若探针106测量到从特定一个或多个孔径105发射的离子束电流不在想要的范围内，则这表示罩幕104与离子束103未对准或至少未最佳化地对准以满足预期的基板100的植入区域需求。图6是一种罩幕-离子束角度对准的第一俯视横截面图。法拉第探针106可用于罩幕104与离子束103之间的对准。可相对于离子束103来定位罩幕104，以便孔径105所产生的离子束角度将植入预期基板100的适当区域。此外，藉由对准罩幕104与离子束103 的现存离子束发散角度，罩幕104可最佳化离子束103的有效电流。通过孔径105的离子束103的角度是固定的，因而当离子束103的角度与罩幕104的角度对准时法拉第探针106 所测量的离子束103的振幅是最佳的。换言之，因为经由罩幕104的孔径105的进入角度是固定的(亦即经由遍及罩幕的特定位置来定位多个孔径)，所以若离子束发散角度与罩幕角度对准，则当探针106依X方向平移而跨越离子束时其所测量的离子束电流是最佳的。 因此，利用探针106来提供经由孔径104所侦测的离子束电流数量的回授，当离子束103经由罩幕100而行进时，使罩幕104与离子束103的发散角度对准可最佳化入射在预期基板 100上的有效离子束电流。因此，藉由最大化入射在预期基板100上的离子束电流的数量， 可最佳化植入机的生产量。为了清楚起见将夸大图6及图7的离子束103的角度。在图6中，罩幕104绘示成未对准离子束103。在此特定例子中，峰值离子束角度并未集中于罩幕104的中点。相反地，离子束103的平均离子束角度600偏离罩幕104的中央。为了修正这种状况，可利用某种角度或距离来平移罩幕104以集中平均离子束角度 600来符合罩幕104的中心。在另一例子中，将调整离子束103以集中平均离子束角度600 来符合罩幕104的中心。图7是一种罩幕-离子束角度对准的第二俯视横截面图。在此实施例中，平均离子束角度600符合罩幕104的中心。
图8是一种罩幕-基板对准的第一俯视横截面图。图8绘示离子束103对准罩幕 104且离子束最佳地通过孔径105的理想实例。所产生的植入区域匹配孔径105的大小(χ 方向的宽度及1方向的长度)。然而，如上所述，因为离子束103是由似充电分子或原子构成的，所以此离子束将少量地发散。图9是一种罩幕-基板对准的第二俯视横截面图。图9绘示离子束发散。通过孔径105的离子束103位于平台102时的尺寸不同于其离开孔径105时的尺寸。这种发散将根据离子束103的情况而改变。罩幕104与平台102或平台102上的基板100之间的小缝隙可最小化离子束发散的效果。最小化罩幕104与平台102或平台102上的基板100之间的这缝隙可确保实际的植入区域将类似于想要的植入区域，其方式为最小化罩幕与基板之间的距离(在此距离内离子束103可有效地发散)。然而，罩幕104与平台102或平台102 上的基板100之间的缝隙可由于加工容许度、组件容许度、系统负载或其他原因而变更。预知离子束行进时的发散特性对于使Z方向上罩幕104与基板100之间的缝隙维持尽可能小是很重要的。若此缝隙太大，则所植入的区域将超出基板上的预期靶材区域。此外，罩幕 104可包括有在基板100上形成二维图案的另外设定的洞孔、狭缝等等(如上所述)。在此实施例中，X方向及Y方向的角度用来测定植入图案保真度。为了使罩幕104与平台102或平台102上的基板100之间的缝隙最佳化，法拉第探针106在罩幕104的后方产生一种特征轮廓测量。例如，图9A绘示罩幕104与平台102 或基板100之间存在大缝隙的特征轮廓。如图所示，罩幕104与平台102或平台102上的基板100之间的缝隙较大将使法拉第探针106所产生的轮廓尺寸较宽且峰值振幅较低。在一实施例中，可藉由伺服马达来调整罩幕104与平台102或平台102上的基板100之间的缝隙，然后法拉第探针106可确定轮廓是在基板100的规格内。随着时间推进，离子束103将侵蚀罩幕104的材料，尤其是孔径105的边缘。 这种侵蚀的起因至少部分是由于表面溅击(surface sputtering)及热循环(thermal cycling)。最后因为孔径105已经受到侵蚀超过特定的容许度或具有不正确的尺寸，所以将需要更换罩幕104。法拉第探针106可在罩幕104的后方扫描以监控这种侵蚀。在一实例中，受到侵蚀的罩幕104将显示具有高振幅及大线宽度的讯号轮廓。图9B绘示覆盖在具有非磨损孔径(如中间部分10 所示)的罩幕的讯号轮廓上的具有磨损孔径105(阴暗的区域105a)的罩幕的讯号轮廓。尤其，相较于与具有非磨损孔径的罩幕有关的讯号，阴暗的区域的电流讯号轮廓显示其讯号具有较高的振幅及较大线宽度。因为离子束103的高度可变更，所以罩幕104的侵蚀从孔径105的某一边到孔径105的另一边可能不均勻。在一特定实施例中，法拉第探针106的位置与罩幕104相夹一角度。图10是一种测试罩幕侵蚀的法拉第探针实施例的前视透视图。因为法拉第探针 106与罩幕104相夹一角度，所以法拉第探针106在扫描时只暴露于一部分的孔径105。图 11至图13是图10的测试罩幕侵蚀的法拉第探针实施例在法拉第探针的平移期间的前视透视图。罩幕104的轮廓将指示孔径105的尺寸是否不均勻。除了侵蚀以外，离子束103可导致罩幕104的沈积或涂布。在此例中，孔径105将在尺寸上收缩或变窄，即，孔径105未在尺寸上增大。与侵蚀一样，孔径105的这种收缩或变窄从孔径105的某一边到孔径105的另一边以及沿着孔径的长度都可能变更。法拉第探针106可在罩幕104的后方扫描以监控涂布。在一实例中，相较于图9B所示的讯号轮廓，具有变窄或收缩的孔径105的已涂布的罩幕104将显示具有低振幅及小线宽度的讯号轮廓。罩幕104可能是由机械性质脆弱的材料或特征构成的。因此，罩幕104的破裂值得关切。这种破裂可能由例如热负载(thermal loads)、振动或侵蚀所导致。若罩幕104破裂，则法拉第探针106将侦测探针的遗失(missing)部分。罩幕104的损坏或遗失部分将由显示离子束103电流位于非预期区域中的讯号清楚得知。如发生此情况，在一实施例中， 法拉第探针106将指示系统已经发生严重错误且需要修理。此外，藉由侦测此种破裂的罩幕可避免不当的植入。罩幕104在其使用期间暴露于离子束103的撞击。进入罩幕104的功率量取决于离子束103的参数(parameters)，例如总电压或离子束电流。进入罩幕104的这功率将在罩幕104上产生热负载。所产生的罩幕104的构成材料的热膨胀可能导致罩幕104或孔径105的定位错误。因为罩幕104的这种材料的膨胀率与罩幕104的热偏离(thermal excursion)成正比，所以法拉第探针106可估计罩幕104的温度以确保罩幕104保持在任何的功能极限内。讯号的间距将随着罩幕104的温度而变更。因此，当孔径105由于热负载而改变大小或尺寸时，法拉第探针106可测量这些变化。虽然上述实施例使用法拉第探针106，但是也可单独使用或与法拉第探针106 — 起共用例如光学数位摄影系统(optical digital imagingsystem)的其他测量系统。在此特定实施例中，在植入的后将检查基板100。所产生的影像将予以撷取及处理。对于法拉第探针106所进行的每一种情况或测试，基板100的植入区域将显示上述的相同讯号变化。 在其他的实施例中，可藉由光学摄影和撷取及处理所产生的影像来检查罩幕104。对于法拉第探针106所进行的每一种情况或测试，罩幕104的特征应显示上述的相同讯号变化。罩幕104的定期检视应匹配法拉第探针106的结果。本发明并未局限于在此所述的特定实施例。实际上，除了在此所述的内容以外，任何所属技术领域中具有通常知识者可从上述说明及附图明了本发明的其他各种实施例及修改。因此，此种其他的实施例及修改应隶属于本发明的范畴。此外，虽然在此已经为了特定用途而在特定环境下以特定实施方式来说明本发明，但是任何所属技术领域中具有通常知识者将明了其可用性并未局限于此且本发明可为了各种用途而在各种环境下有益地实施。因此，本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种离子植入机的罩幕对准方法，包括引导离子束经由罩幕的多个孔径以朝向用以支撑靶材基板的平台； 配置离子电流测量装置于所述罩幕的后方且与所述靶材基板处于实质上共平面的关系，有如所述基板位于所述平台上；平移所述离子电流测量装置而跨越所述离子束； 当所述离子电流测量装置平移而跨越所述离子束时记录其位置； 在记录位置利用所述离子电流测量装置测量经由所述罩幕的所述多个孔径所引导的所述离子束的电流；产生电流讯号以响应于在每一个所述记录位置由所述离子电流测量装置测量的所述离子束的电流；传送所述电流讯号到控制器；以及藉由所述控制器产生控制讯号，根据所述控制讯号来定位所述离子束或所述罩幕的至少一者，使得平均离子束角度集中于所述罩幕的所述多个孔径的位于中央的一个孔径。
2.根据权利要求1所述的离子植入机的罩幕对准方法，其中控制所述罩幕的位置更包括发送讯号到罩幕平移机构；以及根据所述罩幕平移机构所接收的所述讯号以相对于所述靶材基板来移动所述罩幕。
3.根据权利要求2所述的离子植入机的罩幕对准方法，其中相对于所述靶材基板来移动所述罩幕包括利用与所述平台相隔一距离的线性关系而可变地定位所述罩幕。
4.根据权利要求2所述的离子植入机的罩幕对准方法，其中相对于所述平台来移动所述罩幕包括利用与所述平台相夹一角度的关系而可变地定位所述罩幕。
5.根据权利要求1所述的离子植入机的罩幕对准方法，其中平移所述离子电流测量装置更包括利用相连的平移机构来平移所述离子电流测量装置，所述平移机构包括用以移动所述离子电流测量装置以跨越所述离子束的伺服马达。
6.根据权利要求1所述的离子植入机的罩幕对准方法，其中在所述记录位置利用所述离子电流测量装置来测量经由所述罩幕的所述多个孔径所引导的所述离子束的电流更包括当所述电流从所述离子电流测量装置流到地时测量所述电流。
7.根据权利要求1所述的离子植入机的罩幕对准方法，其中所述离子电流测量装置是法拉第探针。
8.根据权利要求1所述的离子植入机的罩幕对准方法，其中所述离子电流测量装置包括多个法拉第探针，其组态成用以提供与经由所述罩幕的所述多个孔径的每一个所引导的所述离子束的分束有关的多个离子电流测量。
9.一种离子植入机系统，包括 离子源；束线组件，其组态成用以由所述离子源取出离子以形成离子束且弓I导所述离子束朝向平台；罩幕，配置在所述平台的前面，所述罩幕具有多个孔径使所述离子束的个别分束可经由所述罩幕而朝向所述平台；离子电流测量装置，配置成与靶材基板的表面实质上共平面，有如所述靶材基板位于所述平台上，所述离子电流测量装置组态成用以平移而跨越所述离子束，并且当所述测量装置平移而跨越所述离子束时产生多个与经由所述孔径接收的离子电流成正比的讯号；以及控制器，用以从所述离子电流测量装置接收所述讯号，并且测定所述罩幕的方位，使得经由所述罩幕中的所述多个孔径的一个或多个的所述离子束的角度对准所述靶材基板。
10.根据权利要求9所述的离子植入机系统，其中所述控制器组态成用以将所述罩幕的位置与接收到的所述讯号进行比较，所述离子植入机系统更包括连接到所述罩幕且连通地耦合所述控制器的平移机构，所述平移机构组态成用以修正所述罩幕的定位以响应于来自所述离子电流测量装置的所述讯号。
11.一种离子植入机所使用的罩幕的情况测定方法，包括引导离子束使经由罩幕的多个孔径而朝向组态成用以支撑靶材基板的平台，所述罩幕的位置与所述离子束正交，每一个所述孔径具有个别的长度及宽度；配置离子电流测量装置于所述罩幕的后方且与所述靶材基板共平面，有如所述靶材基板位于所述平台上且与所述离子束正交；利用与所述罩幕的所述孔径相夹一角度以平移所述离子电流测量装置而跨越所述离子束；当所述离子电流测量装置平移而跨越所述离子束时侦测入射在其上的离子束电流，使得侦测到的所述离子束电流是与每一个所述孔径的所述长度的一部分有关； 当所述离子电流测量装置平移而跨越所述离子束时记录其位置及角度； 在记录位置利用所述离子电流测量装置来测量经由所述罩幕的所述多个孔径所引导的所述离子束的电流；产生电流讯号以响应于在每一个所述记录位置及角度由所述离子电流测量装置所测量的所述离子束的电流；根据当所述离子电流测量装置平移而跨越所述离子束时产生的所述电流讯号而产生每一个所述孔径的电流轮廓；以及测定与每一个所述孔径的所述长度的所述一部分相对应的每一个所述孔径的宽度。
12.根据权利要求11所述的离子植入机所使用的罩幕的情况测定方法，更包括改变所述离子电流测量装置与所述罩幕的所述孔径相夹的所述角度。
13.一种离子植入机的离子束的入射角测量方法，包括定位具有多个电流感测器的离子束侦测器组件，使其在靶材基板位于平台上时与所述靶材基板处于实质上共平面的关系；提供入射在所述侦测器组件上的离子束；侦测与所述多个电流感测器的每一个有关的离子束电流；利用侦测到的所述离子束电流来计算所述多个电流感测器的每一个的入射角；分析所述入射角以测定所述离子束的均勻度；以及根据计算出的所述入射角来调整所述离子束电流。
14.一种离子植入机系统，包括 离子源；束线组件，用以由所述离子源取出离子以形成离子束，并且引导所述离子束朝向用以支撑靶材基板的平台；罩幕，配置在所述平台的前面，所述罩幕具有多个孔径使所述离子束的个别分束得以经由所述罩幕而朝向所述平台；离子电流测量装置，配置成与所述靶材基板实质上共平面，有如所述靶材基板位于所述平台上，所述离子电流测量装置组态成用以平移而跨越所述离子束，并且当所述测量装置平移而跨越所述离子束时产生与经由所述孔径所接收的离子电流成正比的讯号；以及控制器，其组态成用以从所述离子电流测量装置接收所述讯号，并且测定所述罩幕的方位使得经由所述罩幕中的所述多个孔径的一个或多个的所述离子束的角度对准所述靶材基板，有如所述靶材基板位于所述平台上。
全文摘要
一种离子植入机，其中离子电流测量装置配置于罩幕的后方且与靶材基板的表面共平面，有如该靶材基板位于平台上。离子电流测量装置平移而跨越离子束。经由罩幕的多个孔径而引导的离子束的电流利用离子电流测量装置予以测量。以此方式，可根据离子电流测量装置所测量的离子电流轮廓来测定罩幕相对于离子束的位置以及罩幕的情况。
文档编号H01L21/266GK102576640SQ201080032799
公开日2012年7月11日 申请日期2010年7月30日 优先权日2009年7月30日
发明者威廉·T·维弗, 尼可拉斯·P·T·贝特曼, 班杰明·B·里欧登, 罗素·J·洛 申请人:瓦里安半导体设备公司