射束电流测量器件和带电粒子束照射装置的制作方法

示例性实施例涉及用于执行射束电流(beamcurrent)的测量的射束电流测量器件以及装配有该射束电流测量器件的带电粒子束(chargedparticlebeam)照射装置。

背景技术：

用于照射目标以执行对目标的处理的带电粒子束照射装置是已知的。带电粒子束照射装置的具体示例包括诸如离子注入装置之类的使用离子束的类型以及诸如电子束光刻装置和电子束照射装置之类的使用电子束的类型。

在这类装置中，对于测量用于对目标进行处理的带电粒子束的测量器件，采用了由杯形收集电极构成的法拉第杯(faradaycup)。在使用法拉第杯的射束电流处理中，仅可以使用一个法拉第杯来测量任意位置处的射束电流，而在一些情况下，使用多个法拉第杯来测量任意方向上的射束电流分布。

图6图示了现有技术的射束电流测量器件，该射束电流测量器件具有通过使用多个法拉第杯来测量任意方向上的射束电流分布的构造。

图6中的y方向表示斑点形离子束ib的扫描方向，且z方向表示离子束ib的传播方向。x方向表示与y方向和z方向正交的方向。

多个法拉第杯fc沿着y方向并排地布置在绝缘支撑板2上，且未图示的电流计连接到法拉第杯fc。遮挡部21和被施加有负电压的次级电子(secondaryelectron)抑制电极22之中的每一者形成有多个开口h，每个开口h对应于相应的一个法拉第杯fc。因而，允许离子束ib通过相应的一个开口h进入法拉第杯fc，从而能够测量y方向上的射束电流分布。遮挡部21、电极22、法拉第杯fc和其它部件被容纳在未图示的外壳中，且构成一个组件，例如，可安装/可拆卸的组件。

在图6所示的现有技术的射束电流测量器件中，法拉第杯fc布置在y方向上，且相邻的法拉第杯fc之间具有一定间隔，并且因此，导致了由于在间隔区域中不存在法拉第杯fc而不能够测量间隔区域中的射束电流的缺点。

技术实现要素：

根据一个方面，提供了一种能够无缝隙地且连续地执行对射束电流分布的测量的射束电流测量器件。

根据各种示例性实施例，提供了一种用于测量带电粒子束的射束电流分布的射束电流测量器件。射束电流测量器件包括多个收集电极，收集电极的测量区域在收集电极的布置方向上无缝隙地连续。

多个收集电极处于在物理上相对彼此非接触的状态，从而能够如同现有技术执行对射束电流分布的测量。另外，检测区域(即，用于检测射束电流的区域)无缝隙地连续，从而能够在收集电极的布置方向上无缝隙地且连续地测量带电粒子束的射束电流。

当从相对于收集电极的射束接收侧观看收集电极时，收集电极之中的相邻收集电极可彼此部分地重叠。

根据这个特征，能够更精确地测量倾斜地照射每个收集电极的射束分量。

上述射束电流测量器件还可包括转接电路，转接电路被构造成选择性地转接收集电极之中的一个或多个目标收集电极，以将目标收集电极用于测量。

根据这个特征，能够以共用的方式使用电流计。

射束电流测量器件还可包括射束成形遮挡部(beamformingmask)和次级电子抑制电极，射束成形遮挡部和次级电子抑制电极均位于相对于收集电极的射束接收侧，射束成形遮挡部和次级电子抑制电极之中的每一者形成有单个开口，当从相对于遮挡部和抑制电极的射束接收侧观看时，开口对应于所述多个收集电极。

根据各种示例性实施例，射束电流测量器件包括多个收集电极，收集电极的检测区域在收集电极的布置方向上无缝隙地连续，使得射束对收集电极之中的相邻收集电极之间的间隔的照射导致所述相邻收集电极之间的短路的可能性低。因而，仅需要在均位于相对于收集电极的射束接收侧的射束成形遮挡部和次级电子抑制电极之中的每一者中形成与所述多个收集电极相对应的单个开口，而不需要在它们中形成分别与收集电极之中的相应一者相对应的多个开口。

根据各种示例性实施例，还提供了一种带电粒子束照射装置，带电粒子束照射装置包括上面的射束电流测量器件、射束传送路径和目标处理室，其中，射束电流测量器件设置在射束传送路径或目标处理室中。

多个收集电极可在物理上相对彼此非接触的状态，使得能够如同现有技术执行对射束电流分布的测量。另外，检测区域(即，用于检测射束电流的区域)无缝隙地连续，从而能够在收集电极的布置方向上无缝隙地且连续地测量带电粒子束的射束电流。

附图说明

图1a和1b是根据一个或多个示例性实施例的射束电流测量器件的示意性截面图，其中，图1a沿y-z平面图示了射束电流测量器件，且图1b沿x-平面图示了射束电流测量器件；

图2a和2b是根据一个或多个示例性实施例的使用转接电路的射束电流测量的说明性示图，其中，图2a图示了用于测量由多个收集电极测量的射束电流的总和的电路构造示例，且图2b图示了用于在顺序地转接收集电极中的目标收集电极以用于测量的同时测量射束电流的电路构造示例；

图3是根据一个或多个示例性实施例的使用多个电流计的射束电流测量的说明性示图；

图4是根据一个或多个示例性实施例的包括射束电流测量器件的带电粒子束照射装置的示意俯视图。

图5是根据一个或多个示例性实施例的多个收集电极的另一布置构造的说明性示图；以及

图6是图示了现有技术的射束电流测量器件的示意截面图。

具体实施方式

目标的被离子束照射的照射区域部分地包括不能被如图6所示的射束电流测量器件测量的区域。当不能被该射束电流测量器件测量的区域中的离子束的射束电流极大或极小时，与其余照射区域中的离子束的射束电流相比，缺点在于，即使当所测量的电流或射束电流分布具有正常值，对目标的处理/处置变坏。在这一点上，使用电子束的射束电流测量器件也是如此。

参照图1a和1b，现在将描述根据一个或多个示例性实施例的射束电流测量器件bd的基本构造，且重点关注其与图6所示的现有技术的射束电流测量器件的区别。

如同图6所示的常规射束电流测量器件的构造，将要被图1a和1b所示的射束电流测量器件bd测量的目标是被在y方向上扫描的离子束ib的射束电流分布。x、y和z轴的定义以及由与图6中相同的附图标记表示的元件或部件的构造和结合图6说明的定义以及元件或部件相同。

图1a沿y-z平面图示了射束电流测量器件bd，且图1b沿z-x平面图示了射束电流测量器件bd。

多个收集电极1沿着y方向布置。每个收集电极1通过还充当固定螺栓的测量端子5被固定在绝缘支撑板2上。未图示的电流计连接至测量端子5以经由每个收集电极1执行对射束电流的测量。

当从相对于收集电极1的射束(离子束ib)接收侧观看收集电极1时，收集电极1之中的在y方向上相邻的收集电极在由图1a中的d表示的区域中彼此部分地重叠，从而各个收集电极1中的用于检测射束电流的区域(检测区域)形成为在收集电极1的布置方向上无缝隙地连续。

这里提到的术语“检测区域”等同于收集电极1接收离子束ib的区域，即，收集电极1的被暴露于离子束ib的区域。

射束电流测量器件bd装备有以上述方式构造的收集电极1，从而能够在相邻的收集电极之间的不能够由现有技术的射束电流测量器件测量的间隔中执行射束电流测量。

对于相邻的收集电极1之间的重叠区域d，当作为测量目标的离子束ib在与z方向大致平行的方向上照射相邻的收集电极1之中的每一者时，重叠区域d可以为零。

即使在这种构造中，收集电极1的检测区域形成为在y方向上无缝隙地连续。

另一方面，取决于每个收集电极1在z方向上的厚度，当离子束ib的传播方向相对于z方向倾斜时，离子束ib的一部分可能不期望地照射绝缘支撑板2的位于相邻的收集电极1之间的一部分。考虑到这方面，期望将收集电极1构造成使得重叠区域d变得大于零，即，使得相邻的收集电极1的检测区域彼此部分地重叠。

如同常规技术，遮挡部4和次级电子抑制电极3之中的每一者可被构造成使得其形成有多个与收集电极1相对应的开口。然而，在这种构造中，离子束ib的被遮挡部4和电极3之中的每一者的非开口部分遮蔽的部分没有照射收集电极1的特定区域，并由此不能够测量特定区域中的射束电流。

为此，如图1a和1b所示，期望将遮挡部4和次级电子抑制电极3之中的每一者构造成使得其形成有与所有收集电极1相对应的单个开口h，以通过单个开口h在宽范围内检测离子束ib的射束电流。

遮挡部4接地，并且次级电子抑制电极3被施加有相对于地电位的负电压。

在对射束电流的测量中，可例如设置具有与收集电极1的数量相同的数量的电流计。然而，考虑到随着电流计的数量的增加装置成本同时变高，可以使用转接电路以允许多个收集电极1共用一个电流计。

作为一个示例，图2a和2b图示了被三个收集电极1共用的一个电流计。例如，转接电路s被构造成转接收集电极1之中的目标收集电极，以将目标收集电极用于由电流计执行的测量。

如图2a所示，与相应的收集电极1连接的三个转接电路s之中的所有转接电路能够被设定成接通状态，以测量由三个收集电极1检测的射束电流的总和。

代替地，如图2b所示，与相应的收集电极1连接的三个转接电路s之中的一个转接电路以及其余转接电路s能够分别被设定成接通状态和关断状态，以测量由三个收集电极1之中的任一者检测的射束电流。替代地，转接电路s之中的将被设定成接通状态的目标转接电路能够被顺序地转接，以通过收集电极1之中的每一者来执行对射束电流的测量，从而知晓射束电流分布。

尽管图2a和2b图示了针对多个收集电极1使用一个电流计的构造，当电流计的数量不限于此。另外，可以使用两个电流计。

图3图示了使用两个电流计的示例，其中，收集电极1被划分成与相应的电流计相对应的两组。在对射束电流分布的测量中，在每个组中，转接电路s之中的将被设定成接通状态的目标转接电路被顺序地转接，以通过每个收集电极1来执行对射束电流的测量。通过使用这种技术能够缩短对射束电流分布的测量所需的时间。

当在带电粒子束照射装置中使用上述的射束电流测量器件bd时，可以预想到能够构建如图4所示的装置构造。

图4图示了典型的离子注入装置im，离子注入装置im被构造成通过引出电极(extractionelectrode)12、质量分析电磁体(massanalysiselectromagnet)13以及分析狭缝(analysisslit)14将来自离子源11的离子束ib传送到处理室16，并利用离子束ib照射处理室16内的在一个方向上被扫描的目标15。

在离子注入装置im中，射束电流测量器件bd布置在离子束ib的传送路径或处理室16中。

在需要时，射束电流测量器件bd可以以能够移动的方式通过未图示的移动装置支撑，使得射束电流测量器件bd能够相对于离子束ib的传送路径移入或移出。移动装置可被构造成使射束电流测量器件bd在两个正交的方向以及一个方向上移动，以便在任意位置执行对射束电流的测量。

以与传送路径中的支撑相同的方式，射束电流测量器件bd也可被构造成通过移动装置被支撑在处理室16中。替代地，射束电流测量器件bd可被固定在离子束ib的照射位置的相对于目标15的下游侧。

在上述实施例中，收集电极1布置成一条直线。然而，收集电极1的布置图案不限于此。例如，收集电极1可布置成十字交叉图案，或在分割测量区域的情况下可以布置成多条线(例如，两条线或三条线)。此外，收集电极1可形成为不同的形状。

作为收集电极形成为不同形状的示例，如图5所示，多个收集电极1可布置成具有同心地展开的图案。图5图示了在从相对于射束电流测量器件的射束接收侧观看时的射束电流测量器件，其中，省略了图1a和1b中的遮挡部4和次级电子抑制电极3的图示。

尽管针对对离子束的射束电流的测量描述了上述实施例，当测量目标可以是电子束或可以是广义上的带电粒子束。

离子束的形状不限于斑点形状，且可以是在一个方向上具有长边的板形状或者是带形状。

此外，在离子源的附近区域中使用射束电流测量器件bd以用于抑制对目标的充电或抑制离子束的发散的情况下，被施加有相对于地电位的正电压的抑制电极可被添加在图1a和1b的遮挡部4与次级电子抑制电极3之间。

每个收集电极1的形状不限于图1a和1b中披露的形状。在此情况下，重要的是，收集电极1的检测区域在收集电极1的布置方向上无缝隙地连续。因而，例如，收集电极1的相对于绝缘支撑板2的平面水平地或垂直地延伸的部分可以被修改成相对于该平面倾斜地延伸。

鉴于射束电流分布，不需要每个收集电极1中的对射束电流的精确测量。即，只要每个收集电极1具有相同的测量精确度等级，就能够计算出射束电流分布的大致准确值，这是因为射束电流分布是以由收集电极1测量的各个射束电流之间的比率的形式获得的。考虑到这种情况，可以采用从收集电极1的杯形部分跃出少量次级电子的构造。在极端情况下，每个收集电极1的构造可不具有杯形或凹形部分。