CN105723247B - 离子注入***、确定离子束的轮廓的方法和执行剂量控制的方法 - Google Patents

离子注入***、确定离子束的轮廓的方法和执行剂量控制的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105723247B
CN105723247B CN201480062577.3A CN201480062577A CN105723247B CN 105723247 B CN105723247 B CN 105723247B CN 201480062577 A CN201480062577 A CN 201480062577A CN 105723247 B CN105723247 B CN 105723247B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ion beam
ion
beam current
profile
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201480062577.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105723247A (zh
Inventor
佐藤秀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Axcelis Technologies Inc
Original Assignee
Axcelis Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Axcelis Technologies Inc filed Critical Axcelis Technologies Inc
Publication of CN105723247A publication Critical patent/CN105723247A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105723247B publication Critical patent/CN105723247B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/304—Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/245—Detection characterised by the variable being measured
    • H01J2237/24507—Intensity, dose or other characteristics of particle beams or electromagnetic radiation
    • H01J2237/24514—Beam diagnostics including control of the parameter or property diagnosed
    • H01J2237/24535—Beam current
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/245—Detection characterised by the variable being measured
    • H01J2237/24507—Intensity, dose or other characteristics of particle beams or electromagnetic radiation
    • H01J2237/24514—Beam diagnostics including control of the parameter or property diagnosed
    • H01J2237/24542—Beam profile
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/304—Controlling tubes
    • H01J2237/30472—Controlling the beam

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

提供了一种离子注入***和方法，其中，离子源产生离子，质量分析器对离子束进行质量分析。束轮廓确定装置在预定时间内沿轮廓确定平面平移通过离子束，其中，束轮廓确定装置与所述平移并发地横跨离子束的宽度来测量束电流，其中限定离子束的与时间和位置相关的束电流轮廓。束监测装置被配置为测量所述预定时间内在离子束的边缘处的离子束电流，其中限定与时间相关的离子束电流，以及控制器通过将离子束的与时间和位置相关的束电流轮廓除以与时间相关的离子束电流来确定与时间无关的离子束轮廓，其中抵消离子束电流在所述预定时间内的波动。

Description

离子注入***、确定离子束的轮廓的方法和执行剂量控制的 方法
技术领域
本发明总体上涉及离子注入***，更具体地，涉及用于测量与时间无关的离子束电流轮廓的剂量***方法。
背景技术
在半导体器件的制造中，使用离子注入对半导体掺杂杂质。离子注入***通常被用于利用来自离子束的离子对诸如半导体晶圆的工件进行掺杂，以在集成电路的制造期间产生n型或p型材料掺杂或者形成钝化层。当被用于掺杂半导体晶圆时，离子注入***将所选择的离子种类注入工件以产生期望的非本征材料。例如，注入从诸如锑、砷或磷的源材料所产生的离子导致“n型”非本征材料晶圆，而“p型”非本征材料晶圆通常产生自利用诸如硼、镓或铟的源材料所产生的离子。
典型离子注入***包括用于从电离源材料产生带电离子的离子源。所产生的离子在强电场的帮助下被形成为高速束，并且沿预定束路径被引导到注入端站。离子注入器可以包括：在离子源和端站之间延伸的束形成与成形结构。束形成与成形结构保持离子束，并且界定离子束前往端站所通过的细长内腔或通道。在操作期间，该通道通常是真空的，以降低离子由于与气体分子碰撞而从预定束路径偏离的可能性。
在离子注入***中，通常被注入的工件尺寸远大于离子束尺寸的半导体晶圆。在大多数离子注入应用中，注入的目标是在工件或晶圆的表面的整个区域之上均匀地递送量精确受控的掺杂物。为了利用尺寸显著小于工件区域的离子束实现掺杂的均匀性，一种广泛使用的技术是所谓的混合扫描***，其中，小尺寸的离子束沿一个方向快速地来回扫过或扫描，并且工件沿扫描的离子束的正交方向机械地移动。例如，混合扫描的一种特殊形式是所谓的DC带状束扫描***，其中，理论上无限升高扫描频率以形成通常连续的DC束。
在典型混合扫描离子注入器中，按照与传统CRT电视屏幕上的光栅扫描类似的方式，两个正交方向的扫描频率极大不同。例如，在混合扫描离子注入器的机械运动方向上，以通常将0.5Hz作为最大重复率的子Hz频率来重复扫描运动，而在离子束扫描方向上，扫描频率高达1KHz。
混合扫描***有吸引力的一个方面在于，在两个正交方向上独立地控制工件上的最终掺杂均匀性。一旦束扫描方向上的束电流密度是均匀的，则沿正交方向以恒定速度简单移动工件将提供期望的二维或2D均匀性。假设束扫描方向上的均匀性保持在可接受的范围内，则即使离子束电流在工件运动期间波动，工件的速度也可以相应地改变，以产生期望均匀性。
束扫描方向上的非均匀性产生于束扫描和与离子束形成机制相关联的光学的非均匀性。一种类比情况是位于距离墙壁固定点处的喷漆罐，其中，喷雾罐可以以恒定角速度左右转动。以恒定角速度，远离喷雾罐的墙壁区域比直接在喷雾罐前方的区域接收更薄的油漆覆盖。在这种类比情况下，从喷雾罐到墙壁区域的变化距离是油漆覆盖中非线性的源。
为了在离子注入***的离子束扫描方向上获得均匀的束分布，必须首先测量均匀性的程度，然后，进行适当校正以校正非均匀性。在喷漆类比中，一旦油漆的非均匀性已知，则随着从中心喷得更远，修改喷雾罐的角速度，使得喷雾慢下来。
然而，由于离子注入的均匀性的目标是小于非均匀性的百分之一，因此达到均匀性存在许多困难方面。一项困难是，在存在束电流随时间波动的情况下，可靠地测量束扫描方向上的均匀性。由于测量束均匀性意在沿束位置建立束强度的与时间无关的变化，因此束随时间的波动带来了实质困难。
发明内容
本公开目前认识到，为了适当地建立与时间无关的离子束轮廓，测量的轮廓不仅取决于空间中的强度分布，而且更经常取决于总离子束电流在时间上的变化，其中，所述变化可以发生在轮廓的连续测量期间。
因此，本公开通过提供一种用于确定离子束的与时间无关的轮廓的***、装置和方法而克服了现有技术的局限。因此，以下呈现了本发明的简单概括以便提供对本发明的一些方面的基本理解。发明内容不是本发明的广泛概述。其既不意在确定本发明的关键或必要元素，也不意在勾画本发明的范围。其目的是，以简化形式呈现本发明的一些构思，作为稍后呈现的更详细描述的前言。
本发明总体上指向一种用于确定离子束的与时间无关的轮廓的离子注入***和方法。根据一个示例性方面，离子注入***包括：离子源，被配置为产生具有与离子束相关联的离子束电流的离子束。例如，离子束包括点状束、笔状束、扫描笔状束或带状束。如果进一步提供质量分析器，则质量分析器被配置为对离子束进行质量分析。
根据一个示例，束轮廓确定装置被配置为在预定时间内沿轮廓确定平面平移通过离子束。束轮廓确定装置还被配置为与平移并发地横跨离子束的宽度来测量离子束电流，其中限定离子束的与位置相关的束电流轮廓。例如，沿束线(beamline)(例如，在束轮廓确定装置的上游)进一步放置束电流监测装置，其中，束监测装置被配置为与束轮廓确定测量的持续时间并发地测量离子束的边缘处离子束电流，其中限定在固定点处的与时间相关的离子束电流。
例如，这两个电流测量(一个在束轮廓确定装置上，另一个来自束监测装置)被同步并同时被采样。因此，根据本公开，随着束轮廓确定装置横穿离子束的宽度，可以针对每个采样时间从束轮廓确定装置和束监测装置获得束电流。因此，可以通过由来自束监测装置的对应数据将来自束轮廓确定装置的束电流数据序列归一化，来接近地近似与时间无关的离子束轮廓。在一个示例中，可以通过针对每个采样时间将从束轮廓确定装置获得的电流除以从束监测装置获得的电流，来获得与时间无关的离子束轮廓。因此，抵消了离子束电流在预定时间内的波动，其中提供了与时间无关的离子束轮廓。本公开涉及归一化的各种其他方法，例如利用函数拟合来自束监测装置的一系列读数并且将来自束轮廓确定装置的数据归一化到所拟合的曲线。
因此，为了完成前述和相关目的，本发明包括：在下文中完全描述且在权利要求中具体指出的特征。以下描述和附图详细阐述了本发明的特定说明性实施例。然而，这些实施例指示可以采用本发明原理的各种方式中的一些方式。在结合附图考虑时，根据下面对本发明的详细说明，本发明的其他目的、优点和新颖性特征将变得清楚。
附图说明
图1示出了根据本公开的一个示例性方面的离子注入***的框图。
图2A示出了根据本公开的若干方面的示例性的束电流密度波动。
图2B示出了根据本公开的若干方面的示例性的束轮廓测量波动。
图2C示出了根据本公开的若干方面的示例性的束监测测量波动。
图2D示出了根据本公开的若干方面的示例性的与时间无关的束轮廓。
图3是示出了根据本公开的用于确定离子束轮廓的示例性方法的框图。
具体实施方式
本发明总体上针对一种用于确定离子束的与时间无关的轮廓的***、装置和方法。因此，现在将参照附图描述本发明，其中，相似的参考标号可以用于始终表示相似的元件。应当理解，对这些方面的描述仅是说明性的，它们不应当被解释为限制意义。在下文的描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体细节，以便提供对本发明的彻底理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是：可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明。
为了适当地建立离子束的与时间无关的轮廓，本公开认识到，测量的轮廓不仅取决于空间中的强度分布，而且经常更取决于总离子束电流在时间上的变化，其中，所述变化可以发生在轮廓的连续测量期间。不管如何准确地控制离子束，离子束电流通常由于各种因素而不是恒定的。离子束的变化可以涵盖宽频谱，从非常高的频率(例如，高达几百KHz)、低到振幅变化高达百分之几十的子Hz频率的非常慢的变化(通常叫做“漂移”)。
一种用于测量束扫描方向上的非均匀性的传统方法是，机械地横穿窄宽度的法拉第杯(也叫做行进的法拉第杯)，以针对扫描的离子束的整个宽度沿束扫描方向测量束密度变化(所谓的“束轮廓”)，如D.W.Berrian等的美国专利No.4,922,106中所述。虽然利用行进法拉第杯的这种方法被广泛或几乎完全地用在具有混合扫描***的离子注入器中，但是当离子束强度随时间波动时，这种方法在提取与时间无关的非均匀性信息上遇到了困难。
由于束电流一直存在的波动，针对所谓的“积分时间”(通常是几十毫秒)平均束电流测量。由于该积分时间，半周期短于积分时间的任何束电流波动被衰减。例如，对于20毫秒的积分时间，可以安全地忽略25Hz以上的束波动。
然而，利用行进的法拉第杯，离子束均匀性的变化表现为随着行进的法拉第杯从扫描的离子束的一端行进到另一端而引起的时间序列读数的变化。目前认识到的一个问题是，如果束电流强度也在该时间段期间改变，则没有办法通过束的位置区分束电流在时间上的变化与想要的“与时间无关”的变化。作为一个示例，假设行进的法拉第杯以10cm/sec移动，如果离子束强度以10Hz波动，则该10Hz波动将表现为离子束强度在1cm时段中的增加和减小，即使“与时间无关”的离子束分布是理想均匀的也是如此。
迄今，区分这两种类型的变化的方式是，在时间变化分量不与行进法拉第杯的运动同步的假设下，重复若干次测量，以抵消时间变化分量。然而，在生产率压力下，重复若干次这种测量通常不是期望的选项。
因此，本公开涉及在不需要重复轮廓测量的情况下在时间变化离子束电流条件下提供真正的“与时间无关”的离子束轮廓。
现在参照附图，图1示出了具有终端102、束线组件104和终端站106的示例性离子注入***100。终端102例如包括由高压电源110供电的离子源108，其中，该离子源产生并引导离子束112通过束线组件104，并最终到达端站106。离子束112例如可以采用点状束、笔状束、带状束或任何其他形状束的形式。束线组件104进一步具有束导(beamguide)114和质量分析器116，其中，建立双极磁场以仅使具有适当电荷质量比的离子在束导114的出口端通过孔径118以到达位于端站106中的工件120(例如，半导体晶圆、显示面板等)。
根据一个示例，诸如静电或电磁扫描器(一般被称为“扫描仪”)的离子束扫描机制122被配置为沿相对于工件120的至少第一方向123(例如，+/-y方向，也叫做第一扫描路径或者“快速扫描”轴、路径或方向)扫描离子束112，其中限定带状离子束或扫描的离子束124。此外，在本示例中，提供了工件扫描机制126，其中，该工件扫描机制被配置为沿至少第二方向125(例如，+/-x方向，也叫作第二扫描路径或者“慢速扫描”轴、路径或方向)选择性地扫描工件30通过离子束112。例如，离子束扫描***122和工件扫描***126可以被单独设立或者彼此结合地设立，以提供工件相对于离子束112的期望扫描。在另一示例中，沿第一方向123静电扫描离子束112，其中产生扫描的离子束124，并且通过扫描的离子束124沿第二方向125机械地扫描工件120。离子束112和工件120的这种静电和机械扫描的组合产生了所谓的“混合扫描”。本发明适用于相对于离子束112扫描工件120的所有组合，反之亦然。
根据另一示例，沿离子束112的路径设置束轮廓确定装置128，以沿第一方向123测量离子束的一个或多个属性(例如，离子束电流)的分布。束轮廓确定装置128可以设置在工件120的上游或下游，其中，束轮廓确定装置被配置为当离子束没有与工件相交时感测离子束112的一个或多个属性(例如，离子束电流)。例如，束轮廓确定装置128被配置为在预定时间t内沿轮廓确定平面130(例如，沿第一方向123)平移通过离子束，其中，束轮廓确定装置被配置为与平移并发地横跨离子束112的宽度132来测量束电流分布，其中限定离子束的被确定轮廓的束电流IP(例如，与时间和位置相关的束电流轮廓)。
束轮廓确定装置128例如包括法拉第杯136(也叫作“轮廓杯”)，其中，一个示例中的法拉第杯包括指向上游(例如，面向离子束112)的窄缝138，并被配置为横跨离子束的整个宽度沿第一方向123横穿法拉第杯，以获得离子束的被确定轮廓的束电流IP。相应地，法拉第杯136因而被配置为向控制器140提供与时间和位置相关的被确定轮廓的束电流IP。例如，控制器140被配置为针对离子源108、高压电源110、束导114、质量分析器116、离子束扫描机制122、工件扫描机制126和束轮廓确定装置128中的至少一个或多个控制和/或发送并接收信号。
根据本公开的另一方面，束监测装置142(例如，一个或多个法拉第杯)被进一步设置在束轮廓确定装置128的上游或下游，其中，该束监测装置被配置为在预定时间t内(例如，连续地、同步地和/或与法拉第杯136的平移并发地)测量离子束电流，其中限定被监测束电流IM(例如，与时间相关的离子束电流轮廓)。例如，束监测装置142被配置为测量离子束112(例如，扫描的离子束124)的边缘144处的离子束电流。束监测装置142一般设置在与工件120相交的离子束112的路径外部，同时仍然可进行操作以提供在离子束的边缘144处的离子束的相关电流。束监测装置142例如包括位于离子束112的相对边缘144处的一个或多个窄法拉第杯(也叫作“监测杯”)，并被配置为测量离子束的各个边缘处的被监测束电流IM。可选地，束监测装置142被预期包括位于离子束扫描***122的上游的DC钳位计(clampmeter)，因而不会扰乱离子束112的流动。
例如，在束监测装置142测量的被监测束电流IM的频率带宽与在束轮廓确定装置128测量的被确定轮廓的束电流IP的频率带宽类似地或以相同方式配置。例如，经由束轮廓确定装置128的被确定轮廓的束电流IP与经由束电流监测装置142的被监测束电流IM的测量被同步并同时被采样。例如，对于每个采样时间n，来自束轮廓确定装置128的被确定轮廓的束电流IP可以被表示为“IPn”，来自束监测装置的被监测束电流IM可以被表示为“IMn”。因此，根据本公开，当束轮廓确定装置128横穿离子束112的宽度132时，对于每个采样时间n，可以从束轮廓确定装置128和束监测装置142获得数据(例如，{(IP1，IM1)，(IP2，IM2)，...(IPn，IMn)})。
因此，根据本公开，通过由来自束监测装置142的对应被监测束电流IM将来自束轮廓确定装置128的被确定轮廓的束电流IP的序列进行归一化，将与时间无关的离子束轮廓ID接近地进行近似。在简化示例中，可以通过将IP除以IM以产生如{(IP1/IM1)，(IP2/IM2)，...(IPn/IMn)}的序列来获得与时间无关的离子束轮廓ID。因此，抵消了离子束电流在预定时间t内的波动，其中提供了与时间无关的离子束轮廓ID。本公开涉及归一化的各种其他方法，例如利用函数拟合来自束监测装置的一系列读数并且将来自束轮廓确定装置的数据归一化到所拟合的曲线。
现在将参照图2A至2D来描述一个示例。在图2A中，例如，离子束电流I的总量随时间波动(例如，由轨迹150A、150B和波动152表示)，而整体束轮廓形状(由平均轨迹150C表示)基本保持不变。这种波动152通常被称为“漂移”。根据本公开，例如，图1的束轮廓确定装置128横穿扫描离子束124的宽度132，并且以相等的时间步长n测量被确定轮廓的束电流IPn，如图2B所示。在不存在总束电流波动(例如，与离子源108等相关联的波动)的情况下，如果束轮廓确定装置128的运动速度已知，则还可以转换所获得的数据序列IPn以表示束电流沿离子束112的宽度132的分布。然而，至少部分由于总束电流I的波动，对被确定轮廓的束电流IPn进行调制，如图2B所示。
与被确定轮廓的束电流IPn的测量同时地，由束监测装置142测量的束电流IMn如图2C所示波动，表示图1的离子束112的总波动。在图2C中所示没有来自束监测装置142的被监测束电流IMn的情况下，只有图2B的来自束轮廓确定装置128的被确定轮廓的束电流IPn不能区分总束电流波动与图2B的“与时间无关”的束轮廓波动的影响。
相应地，由此图1的控制器140还被配置为同步地收集与来自束轮廓确定装置128的被确定轮廓的束电流IPn和来自束监测装置142的被监测束电流IMn相关联的数据，并确定图2D所示的与时间无关的离子束轮廓ID。例如，通过将离子束的与时间和位置相关的束电流轮廓(图2B的被确定轮廓的束电流IPn)除以与时间相关的离子束电流轮廓(图2C的被监测束电流IMn)来确定或归一化图2D的与时间无关的离子束轮廓ID，其中抵消了离子束电流在预定时间t内的波动。本公开还涉及归一化的各种其他方法，例如利用函数拟合来自束监测装置142的一系列读数并且将来自束轮廓确定装置128的数据归一化到所拟合的曲线。
根据本发明的另一方面，图3示出了用于确定离子束的与时间无关的轮廓ID的示例性方法200。应当注意的是，根据本发明，尽管示出了示例性方法并且本文中将示例性方法描述为一系列动作或事件，但是将认识到，本发明不受这些动作或事件的所示出的顺序限制，一些步骤可以按不同顺序发生和/或与除本文中示出并描述的步骤之外的其他步骤同时发生。另外，并非所示出的所有步骤都是实施根据本发明的方法所需的。此外，将认识到，可以与本文中示出并描述的***相关联地以及与未示出的其他***相关联地实现所述方法。
如图3所示，方法200开始于动作202，其中，通过在预定时间t内将束轮廓确定装置平移通过离子束，横跨离子束的宽度来测量被确定轮廓的束电流IPn，其中限定离子束的与时间和位置相关的轮廓。在动作204中，经由束监测装置，在预定时间t内测量离子束的边缘处的被监测束电流IMn，其中限定与时间相关的离子束电流。在一个示例中，经由束监测装置，在预定时间t内测量离子束的第一边缘处和第二边缘处的被监测束电流IMn。在优选实施例中，同步地和/或同时地执行动作202和204。
在动作206中，通过利用被监测束电流IMn对被确定轮廓的束电流IPn进行归一化(诸如通过将被确定轮廓的束电流IPn的与时间和位置相关的轮廓除以与时间相关的被监测束电流IMn)来确定与时间无关的离子束轮廓ID，其中抵消了离子束电流在预定时间t内的波动。
虽然已经参照特定优选实施例示出并描述了本发明，但是显然的是，在阅读和理解本说明书和附图后本领域技术人员将能够进行等同替换和修改。具体地，关于由以上描述的元件(组件、设备、电路等)执行的各种功能，除非另外指示，否则用于描述这些元件的术语(包括对“装置”的引用)意在与执行所描述的元件的指定功能的任何元件相对应(即，功能上等同)，即使结构上与本文中示出的本发明示例性实施例中的执行所述功能的公开结构不等同。另外，虽然可能仅参照多个实施例中的一个实施例来公开本发明的具体特征，但是只要对于任何给定或具体应用而言是想要的和有利的，这种特征可以与其他实施例的一个或多个其他特征组合。

Claims (18)

1.一种离子注入***，其特征在于包括：
离子源，被配置为产生离子束，所述离子束具有与其相关联的离子束电流；
质量分析器，被配置为对离子束进行质量分析；
束轮廓确定装置，被配置为在预定时间内沿轮廓确定平面平移通过离子束，其中，束轮廓确定装置还被配置为与所述平移并发地横跨离子束的宽度来测量束电流，其中限定离子束的与时间和位置相关的束电流轮廓；
束电流监测装置，其中，束监测装置被配置为在所述预定时间内测量离子束的离子束电流，其中限定与时间相关的离子束电流；以及
控制器，被配置为在同步时间收集来自束轮廓确定装置和束电流监测装置的束电流数据，并通过将离子束的与时间和位置相关的束电流轮廓除以与时间相关的离子束电流来确定与时间无关的离子束轮廓，其中抵消离子束电流在所述预定时间内的波动。
2.根据权利要求1所述的离子注入***，其特征在于，束轮廓确定装置包括法拉第杯。
3.根据权利要求1所述的离子注入***，其特征在于，法拉第杯包括窄缝，所述窄缝允许离子束的一部分通过以进入。
4.根据权利要求1所述的离子注入***，其特征在于，束电流监测装置包括具有窄缝的法拉第杯，其中，法拉第杯位于离子束的边缘处并被配置为测量所述离子束的边缘处的离子束电流。
5.根据权利要求4所述的离子注入***，其特征在于，束电流监测装置包括分别位于离子束的相对边缘处的一对法拉第杯，其中，所述一对法拉第杯被配置为测量离子束的相应边缘处的离子束电流。
6.根据权利要求1所述的离子注入***，其特征在于还包括：扫描器，位于质量分析器的下游，并被配置为扫描离子束，其中形成带状扫描的离子束。
7.根据权利要求6所述的离子注入***，其特征在于，束监测装置被配置为测量所述带状扫描的离子束的边缘处的离子束电流。
8.根据权利要求6所述的离子注入***，其特征在于，束电流监测装置包括位于带状离子束的第一横向边缘处的第一法拉第杯以及位于带状离子束的第二横向边缘处的第二法拉第杯。
9.根据权利要求1所述的离子注入***，其特征在于，控制器被配置为接收来自第一法拉第杯的第一离子束电流测量、来自第二法拉第杯的第二离子束电流测量，并根据第一离子束电流测量和第二离子束电流测量来计算平均离子束电流，其中，通过将离子束的与时间和位置相关的束电流轮廓除以所述平均离子束电流来实现与时间无关的离子束轮廓的确定。
10.根据权利要求1所述的离子注入***，其特征在于，束电流监测装置位于束轮廓确定装置的上游。
11.一种用于确定离子束的与时间无关的轮廓的方法，其特征在于所述方法包括：
通过在预定时间内将束轮廓确定装置平移通过离子束，横跨离子束的宽度来测量离子束电流，其中限定离子束的与时间和位置相关的轮廓；
经由束电流监测装置，测量所述预定时间内在离子束的边缘处的离子束电流，其中限定与时间相关的离子束电流；以及
通过将离子束电流的与时间和位置相关的轮廓除以与时间相关的离子束电流来计算与时间无关的离子束轮廓，其中，抵消离子束电流在所述预定时间内的波动。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，束电流监测装置位于束轮廓确定装置的上游。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，测量离子束的边缘处的离子束电流包括：经由束电流监测装置测量所述预定时间内在离子束的第一边缘处和第二边缘处的离子束电流，其中，通过对在离子束的第一边缘处和第二边缘处测量的离子束电流求平均来限定所述与时间相关的离子束电流。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，束电流监测装置包括具有在其中限定了窄缝的一个或多个法拉第杯，其中，所述一个或多个法拉第杯被配置为测量离子束的一个或多个边缘处的离子束电流。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于还包括：静电地扫描离子束，其中限定带状束。
16.一种在离子注入***中执行剂量控制的方法，其特征在于所述方法包括：
产生离子束；
对离子束进行质量分析；
扫描经质量分析的离子束以形成带状离子束；
通过在预定时间内将束轮廓确定装置平移通过离子束，横跨所述带状离子束的宽度来测量离子束电流，其中限定离子束的与时间和位置相关的轮廓；
在所述预定时间内测量所述带状离子束的边缘处的离子束电流，其中限定与时间相关的离子束电流；以及
通过将离子束电流的与时间和位置相关的轮廓除以与时间相关的离子束电流来计算与时间无关的离子束轮廓，其中，抵消离子束电流在所述预定时间内的波动。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，横跨所述带状离子束的宽度来测量离子束电流包括：将法拉第杯从所述带状离子束的第一横向边缘处平移到所述带状离子束的第二横向边缘处，并经由法拉第杯测量束电流。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，测量所述带状离子束的边缘处的离子束电流还包括：将第一法拉第杯置于所述带状离子束的第一横向边缘处，将第二法拉第杯置于所述带状离子束的与第一横向边缘相对的第二横向边缘处，并分别测量第一横向边缘处和第二横向边缘处的第一束电流和第二束电流，其中，与时间相关的离子束电流还被限定为第一束电流和第二束电流的平均值。
CN201480062577.3A 2013-11-21 2014-11-20 离子注入***、确定离子束的轮廓的方法和执行剂量控制的方法 Active CN105723247B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/086,578 US8933424B1 (en) 2013-11-21 2013-11-21 Method for measuring transverse beam intensity distribution
US14/086,578 2013-11-21
PCT/US2014/066516 WO2015077400A1 (en) 2013-11-21 2014-11-20 Method for measuring transverse beam intensity distribution

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105723247A CN105723247A (zh) 2016-06-29
CN105723247B true CN105723247B (zh) 2018-11-23

Family

ID=52247748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480062577.3A Active CN105723247B (zh) 2013-11-21 2014-11-20 离子注入***、确定离子束的轮廓的方法和执行剂量控制的方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8933424B1 (zh)
JP (1) JP6526661B2 (zh)
KR (1) KR102356512B1 (zh)
CN (1) CN105723247B (zh)
TW (1) TWI651751B (zh)
WO (1) WO2015077400A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150228445A1 (en) * 2014-02-13 2015-08-13 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Method and apparatus for three dimensional ion implantation
US10395889B2 (en) 2016-09-07 2019-08-27 Axcelis Technologies, Inc. In situ beam current monitoring and control in scanned ion implantation systems
JP2019121465A (ja) * 2017-12-28 2019-07-22 株式会社アルバック イオン注入装置、ファラデーカップ集合装置
KR102441670B1 (ko) * 2022-04-20 2022-09-08 큐알티 주식회사 지능형 빔 세기 계산 시스템, 및 이의 계산 방법
US20240071719A1 (en) * 2022-08-29 2024-02-29 Applied Materials, Inc. Closed loop faraday correction of a horizontal beam current profile for uniform current tuning

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62269083A (ja) * 1986-05-19 1987-11-21 Mitsubishi Electric Corp イオンビ−ムプロフアイルモニタ
US6670624B1 (en) * 2003-03-07 2003-12-30 International Business Machines Corporation Ion implanter in-situ mass spectrometer
JP3730666B2 (ja) * 1996-07-15 2006-01-05 ダイアモンド セミコンダクタ グループ インコーポレイテッド 大電流リボンビーム注入装置
JP2007095693A (ja) * 2005-09-27 2007-04-12 Axcelis Technologies Inc イオンビームプロファイラー
CN101080802A (zh) * 2004-10-18 2007-11-28 艾克塞利斯技术公司 用于离子束聚焦的***和方法
CN101421814A (zh) * 2006-04-10 2009-04-29 艾克塞利斯科技公司 用于离子植入均匀度的离子束扫描控制方法及***
CN101501812A (zh) * 2006-08-14 2009-08-05 艾克塞利斯科技公司 扫描束离子注入器的产量提高
CN101675494A (zh) * 2007-04-30 2010-03-17 艾克塞利斯科技公司 用于确定离子束轮廓的方法和***
TW201205634A (en) * 2010-07-22 2012-02-01 Advanced Ion Beam Tech Inc Apparatus and method for measuring ion beam current

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0697280B2 (ja) 1988-02-05 1994-11-30 富士写真フイルム株式会社 放射線像変換パネル
JP3362525B2 (ja) * 1994-09-26 2003-01-07 日新電機株式会社 イオン注入装置
JPH1186775A (ja) * 1997-09-12 1999-03-30 Sony Corp イオン注入装置及びイオン注入方法
US7611975B2 (en) * 2002-09-23 2009-11-03 Applied Materials, Inc. Method of implanting a substrate and an ion implanter for performing the method
TW200506358A (en) * 2003-08-15 2005-02-16 Axcelis Tech Inc Symmetric beamline and methods for generating a mass-analyzed ribbon ion beam
GB2427508B (en) * 2004-01-06 2008-06-25 Applied Materials Inc Ion beam monitoring arrangement
US20060113489A1 (en) * 2004-11-30 2006-06-01 Axcelis Technologies, Inc. Optimization of beam utilization
US7663125B2 (en) * 2006-06-09 2010-02-16 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Ion beam current uniformity monitor, ion implanter and related method
US7615763B2 (en) * 2006-09-19 2009-11-10 Axcelis Technologies, Inc. System for magnetic scanning and correction of an ion beam
US7755066B2 (en) * 2008-03-28 2010-07-13 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for improved uniformity tuning in an ion implanter system
US8071964B2 (en) * 2008-05-01 2011-12-06 Axcelis Technologies, Inc. System and method of performing uniform dose implantation under adverse conditions
US8835882B2 (en) * 2009-02-12 2014-09-16 Advanced Ion Beam Technology, Inc. Real time monitoring ion beam
TWI452595B (zh) * 2010-10-22 2014-09-11 Advanced Ion Beam Tech Inc 用於加速或減速離子束之電極組、離子植入系統及減速點狀或帶狀離子束之方法
JP5808706B2 (ja) * 2012-03-29 2015-11-10 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入装置及びその制御方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62269083A (ja) * 1986-05-19 1987-11-21 Mitsubishi Electric Corp イオンビ−ムプロフアイルモニタ
JP3730666B2 (ja) * 1996-07-15 2006-01-05 ダイアモンド セミコンダクタ グループ インコーポレイテッド 大電流リボンビーム注入装置
US6670624B1 (en) * 2003-03-07 2003-12-30 International Business Machines Corporation Ion implanter in-situ mass spectrometer
CN101080802A (zh) * 2004-10-18 2007-11-28 艾克塞利斯技术公司 用于离子束聚焦的***和方法
JP2007095693A (ja) * 2005-09-27 2007-04-12 Axcelis Technologies Inc イオンビームプロファイラー
CN101421814A (zh) * 2006-04-10 2009-04-29 艾克塞利斯科技公司 用于离子植入均匀度的离子束扫描控制方法及***
CN101501812A (zh) * 2006-08-14 2009-08-05 艾克塞利斯科技公司 扫描束离子注入器的产量提高
CN101675494A (zh) * 2007-04-30 2010-03-17 艾克塞利斯科技公司 用于确定离子束轮廓的方法和***
TW201205634A (en) * 2010-07-22 2012-02-01 Advanced Ion Beam Tech Inc Apparatus and method for measuring ion beam current

Also Published As

Publication number Publication date
KR102356512B1 (ko) 2022-01-27
TWI651751B (zh) 2019-02-21
CN105723247A (zh) 2016-06-29
JP6526661B2 (ja) 2019-06-05
WO2015077400A1 (en) 2015-05-28
JP2016537789A (ja) 2016-12-01
TW201528318A (zh) 2015-07-16
US8933424B1 (en) 2015-01-13
KR20160088415A (ko) 2016-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105723247B (zh) 离子注入***、确定离子束的轮廓的方法和执行剂量控制的方法
JP7050053B2 (ja) 走査イオン注入システムにおけるインサイチュでのイオンビーム電流の監視および制御
CN1667791B (zh) 离子注入剂量控制
JP5074480B2 (ja) イオンビーム走査制御方法、及びイオンを均一に注入するためのシステム
CN102460629B (zh) 在不利条件下执行均匀的剂量注入的***和方法
CN105280467B (zh) 射束照射装置及射束照射方法
TW201820421A (zh) 離子植入方法及離子植入裝置
CN103582927A (zh) 利用动态束成形进行改善均匀度控制的方法和装置
JP6484247B2 (ja) 走査されたビームイオン注入におけるビームの利用を向上させるための方法
KR101849387B1 (ko) 스캔빔 이온 주입장치에 있어서의 스루풋 증대
JP6741667B2 (ja) ハイブリッド走査型イオンビーム注入器の生産性を向上させるためのシステムおよび方法
JP6779880B2 (ja) 走査ビーム注入器のためのビームプロファイリング速度の向上
JPH1186775A (ja) イオン注入装置及びイオン注入方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant