在掃描離子植入期間改進(jìn)的劑量均勻度的制作方法

專利名稱：在掃描離子植入期間改進(jìn)的劑量均勻度的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般而言涉及半導(dǎo)體處理系統(tǒng)、更具體講，涉及在離子植 入期間控制基板相對于離子束的移動。
技術(shù)背景在半導(dǎo)體工業(yè)里，各種的生產(chǎn)程序典型地在一個基板(例如半導(dǎo) 本工件)上進(jìn)行，以在基板上取得各種結(jié)果。例如可以進(jìn)行離子植入， 以在基板上或是基板內(nèi)獲得特定的特性，例如透過植入特定類型的離 子來限定基板介電層的擴(kuò)散率。傳統(tǒng)上，離子植入程序或是以批次處 理來進(jìn)行或是以序列程序來進(jìn)行，其中批次程序同時處理多個基板， 而在序列程序中分別處理單一基板。例如，可操作傳統(tǒng)的高能或高電 流的批次離子植入器，以得到一個短離子束線，在其中大量的工件可 以置于一個輪子或是碟片上，并且輪子同時旋轉(zhuǎn)及徑向地穿越離子 束，因此在整個程序期間的不同時間暴露所有基板表面區(qū)域于束線 中。不過，以這樣的批次基板處理通常使離子植入器的尺寸相當(dāng)大。另一方面，在一個典型的序列植入程序中，通常離子束多次經(jīng)過 工件來回掃描，其掃描路徑的長度超過工件的直徑，以使得離子植入 或是對所有工件進(jìn)行摻雜變得容易。每一次束線經(jīng)過工件時束線有效 地"涂"工件的一部分或是一 "條，，?？梢岳斫?，通常最好是以離子 均勻地將工件摻雜。依此，必需控制植入程序，更具體講，需要晶片 相對于束線移動，以使離子均勻植入工件?？刂乒ぜ囊苿右彩切枰?的，以使得在其上形成的掃描圖案與工件的尺寸以及形狀相似。以這 種方式，"過沖"，或是束線"離開"工件(通常為圓形)的時間量 將減少，因而程序?qū)⒏行?。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明克服了已有技術(shù)的限制。因此，以下說明本發(fā)明的概括內(nèi) 容，以提供對本發(fā)明一些觀點(diǎn)的基本理解。此概括內(nèi)容不是本發(fā)明的 深入概述。即不在于指出本發(fā)明的關(guān)鍵或是重要要素，也不在于說明 本發(fā)明的范圍。相反，它的主要目的僅僅是要以一個簡化的形式說明 本發(fā)明的一個或更多概念，作為稍后說明的更詳細(xì)描述的序言。
本發(fā)明是關(guān)于將離子植入工件的序列植入程序，以便離子被均勻 的植入，同時也節(jié)省資源及增加產(chǎn)量或是產(chǎn)能。工件以一受控制的方 式來回經(jīng)過基本上固定的離子束，以減少"過沖"。更具體講，當(dāng)工 件沿著一個基本上垂直的慢速掃描路徑移動時，工件沿著一個快速掃 描路徑擺動，以在工件上產(chǎn)生一個大小接近工件尺寸以及/或是形狀的 掃描圖案。這種方式減少了過沖，因?yàn)檠刂焖賿呙杪窂降南鄳?yīng)掃描 在相應(yīng)移動范圍發(fā)生，這些移動范圍在沿著快速掃描路徑的相應(yīng)擺動 期間對應(yīng)于被掃描工件的相應(yīng)大小。這樣，植入程序以一種有效率的 方式進(jìn)行。更進(jìn)一步控制工件對離子束的相對移動，以在工件上產(chǎn)生 一個或更多其他的掃描圖案，而該圖案是被疊插在現(xiàn)存的掃描圖案 中。這使得在整個工件的均勻離子植入變得容易。
為了完成上述以及相關(guān)的目的，本發(fā)明包括一些將在下面完全描 述以及特別地在權(quán)利要求的范圍中指出的特征。下列描述以及附圖用 于詳細(xì)闡述本發(fā)明的說明性實(shí)施例。不過，這些實(shí)施例僅表示可使用 本發(fā)明原理的各種方式其中的一些方式。由以下本發(fā)明配合附圖的詳 細(xì)描述，將可更清楚地了解其他本發(fā)明的目的、優(yōu)點(diǎn)以及新穎特征。


圖l是工件的俯視圖，在該工件上方具有常規(guī)的掃描圖案。
圖2A是工件的俯視圖，在該工件上方具有一個或更多掃描圖案， 該圖案可以根據(jù)本發(fā)明的一個或更多方面由移動工件經(jīng)過離子束而產(chǎn) 率，其中掃描圖案大約與工件的形狀相當(dāng)，并且被疊插以提供均勻的 覆蓋。
圖2B是工件的另一俯視圖，在該工件上方具有一個或更多掃描圖 案，該圖案可以根據(jù)本發(fā)明的一個或更多方面由移動工件經(jīng)過離子束 而產(chǎn)生，其中掃描圖案大約與工件的形狀相當(dāng)，并且被疊插以提供均 勻的覆蓋。
圖2C是工件的又一俯視圖，在該工件上方具有一個或更多的鋸齒 形圖案，該圖案可以根據(jù)本發(fā)明的一個或更多方面由移動工件經(jīng)過離 子束而產(chǎn)生，其中掃描圖案大約與工件的形狀相當(dāng)，并且被疊插以提 供均勻的覆蓋。
圖3是掃描頻率對距離的圖形，其被掃描用來產(chǎn)生掃描圖案，諸 如根據(jù)本發(fā)明一個或更多方面的在圖2C中所描繪的。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一個或更多方面的經(jīng)由離子束掃描工件的范例 方法流程圖。圖5是說明范例離子植入系統(tǒng)的一個示意方塊圖，該系統(tǒng)適于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個或更多方面。圖6是范例掃描設(shè)備的平面圖，該設(shè)備適于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個或 更多方面。圖7A-7L是圖6范例掃描設(shè)備的旋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在各種操作位置的平 面圖。圖8是圖7A-7L之旋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的平面圖，說明沿著第一掃描路徑 的一個范例移動范圍。圖9是圖6的掃描設(shè)備的平面圖，說明沿著第二掃描路徑的一個 范例移動范圍。圖IO是范例掃描設(shè)備的系統(tǒng)方塊圖，該系統(tǒng)適于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一 個或更多方面。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明關(guān)于相對基本上固定的離子束移動的一個工件或是基板， 以在基上產(chǎn)生相似于工件形狀的一個掃描圖案，并且因此在工件上產(chǎn) 生的掃描圖案是相互疊插的，以使均勻的離子植入變得容易。本發(fā)明 的一個或更多方面現(xiàn)在將參考附圖來描述，其中相似的標(biāo)號表示全文 中的相似元件。應(yīng)該理解附圖以及接下來的描述僅僅是說明性的并且 不應(yīng)該作為限定的方式看待。在下列描述中，為了解釋的目的，闡述 了許多特定的細(xì)節(jié)，以便于對本發(fā)明的徹底理解。不過，本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員應(yīng)清楚地了解，本發(fā)明可以不以這些特定的細(xì)節(jié)實(shí)現(xiàn)。因 此應(yīng)該理解，不同于在此i兌明以及描述的說明性系統(tǒng)及方法的變4匕可 以存在，并且這些變化是屬于本發(fā)明以及所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的一個或更多方面，當(dāng)工件相對于基本上固定的離子 束移動時，可以通過疊插形成于工件上的掃描圖案而獲得更均勻的離 子植入。這減少一些在各掃描路徑之間的工件部分接收很少甚至沒有 摻雜原子的狀況。另外，通過選擇性控制工件沿著一條快速掃描路徑 移動，同時工件亦沿著一條慢速掃描路徑移動，而使產(chǎn)量得到提升以 及效率改良，使得沿著快速掃描路徑的各移動范圍對應(yīng)于在各快速掃 描期間工件掃描部分的大小。這樣的控制優(yōu)點(diǎn)是工件相對于離子束的 位置是工件和離子束的尺寸的函數(shù)。以這種方式掃描工件至少可以通 過不必要"過沖，，的減少而改變效率。本發(fā)明的一個或更多優(yōu)點(diǎn)可以透過參考例如圖1已有技術(shù)與圖2A 之間差異的說明而理解。在已有技術(shù)的圖1中，工件10與在工件10 上面的范例(單一)掃描圖案12 —起被描繪出來。掃描圖案12透過 沿著第一或是"快速"掃描路徑14來回掃描離子束的方式產(chǎn)生，其中 快速掃描路徑14對應(yīng)于工件10的最寬部分26加上一些過沖16。過沖 16進(jìn)而對應(yīng)于幾個距離，其為束線掃描通過工件10并且不再碰觸工件 IO的距離。當(dāng)束線沿著第一掃描路徑14擺動時，束線也沿著第二或是 "慢速，，掃描路徑18移動。可以理解，掃描圖案12基本上與工件10 的形狀的尺寸以及/或是形狀無關(guān)，而只有考慮工件10的最寬部分26， 使掃描圖案12足夠大以蓋住工件10的最寬部分26。因此，在掃描圖 案12內(nèi)存在實(shí)質(zhì)的過沖16，特別是在工件10最寬部分26以外的區(qū)域。另外，位于掃描圖案12各掃描路徑之間的工件10的部分40可能 收到很少甚至沒有離子的植入，其中例如離子束的大小(例如截面形 狀以及/或是區(qū)域)太小，以及/或是在各掃描路徑(有時稱為節(jié)距42) 之間的距離太大(例如，沿著快掃描路徑通過離子束的次數(shù)不足，以 及/或是沿著慢速掃描路徑的移動太多)可以理解，不太可能有工件IO 的任何部分都將不被離子植入，而其中的工件io卻經(jīng)過離子束移動了 很多次，在其上產(chǎn)生很多掃描圖案12以及/或是在(至少一些)掃描路 徑之間限定很小的節(jié)距。不過即使通過離子束多次，各掃描圖案的掃描路徑不以在此提供 的相等間距隔開，摻雜不足的部分訓(xùn)可能在其中持續(xù)存在。這也可能 導(dǎo)致工件的一些部分變得過分摻雜。例如，在一些掃描路徑的節(jié)距可 能較小，使得一些離子多次撞擊在工件的相同部分上，因此在這些區(qū) 域內(nèi)植入過高量的摻雜原子。類似地，在其他掃描路徑之間的節(jié)距保 持較大，使得摻雜不足的部分40出現(xiàn)在這些區(qū)域。盡管如此，可以理 解這種非均勻的離子植入是不想要的，因?yàn)樗赡軐ψ罱K半導(dǎo)體元件 的性能以及/或是可靠性有不良的影響，而這些元件是在這工件外面以 及/或是上方制造，因?yàn)橹踩牍ぜ?0的摻雜原子改變工件10的電特性 以及/或是在植入?yún)^(qū)域的表現(xiàn)。如在圖2A說明的，本發(fā)明的一個或更多方面使工件IIO相對于基 本上固定的離子束(不顯示)的移動控制變得容易，因此在工件上方產(chǎn)生的掃描圖案112對應(yīng)于工件110的尺寸以及/或是形狀。另外，多 重掃描圖案112、 113根據(jù)本發(fā)明一個或更多方面是疊插的或是平均分 配在工件110上方，以使在工件110整體上方的更均勻離子植入變得 容易?？梢岳斫?，雖然在此說明的范例只描繪兩種掃描圖案，任何數(shù) 量的掃描圖案可以根據(jù)本發(fā)明一個或更多方面來疊插。至于制作對似于工件no的尺寸以及/或是形狀的各掃描圖案 112、 113，控制工件110的移動，使得它沿著第一或是快速掃描路徑 114通過各移動范圍移動，其中各移動范圍對應(yīng)于工件IIO在沿著第一 掃描路徑114的各擺動期間被掃描的大小。在圖2A的說明范例中，工 件也沿著第二或是慢速掃描路徑118、在沿著第一掃描路徑114的各擺 動之間標(biāo)記一個增量。以這種方式，根據(jù)本發(fā)明之一個或更多方面， 過沖116可以顯著降低。不過，可以根據(jù)本發(fā)明一個或更多方面保持各相對少量的過沖 116,以當(dāng)工件110改變方向、速度以及/或是加速度時受到的慣性效應(yīng) 時(例如，在沿著第一掃描路徑114各擺動之間以及/或是當(dāng)沿著笫二 掃描路徑118移動時)，調(diào)適工件IIO。應(yīng)該理解，因?yàn)楣ぜǔ閳A形的，掃描通常在工件110的最狹 窄部分122開始，并且在工件110相對的最狹窄部分124結(jié)束，而工件 110的最寬部分126大約在二者之間中間掃描。這通常是真的除非掃描 并且植入不到工件110的全部(例如工件的一半)，在這種情況下掃 描可以在工件110較寬的部分開始并且在工件110上任何其他想要的 位置結(jié)束。如在圖2B所說明的，也應(yīng)該理解工件IIO可以在各過沖期間，重復(fù)且增量地沿著第一掃描路徑1"以及第二掃描路徑118移動，使得 掃描圖案112的"移動"部分130在過沖時期更相似于工件110的形狀(例如，曲率)。以這種方式，更進(jìn)一步減少過沖的量。也應(yīng)該理解，雖然在此很多討論屬于針對一些關(guān)于范例的細(xì)節(jié)， 在其中工件沿著快速掃描路徑114的各擺動之間，工件110沿著慢速 掃描路徑118移動，本發(fā)明的一個或更多的方面也考慮工件110當(dāng)工 件沿著快速掃描路徑擺動時同時沿著慢速掃描路徑118移動。圖2C說 明這種情況，其中掃描圖案112看起來為經(jīng)過工件110的鋸齒形狀，
但是透過過沖116的降低量，仍然相似于工件110的形狀。在這種配 置下，工件110可以例如沿著慢速掃描路徑118以一個相對的固定速 率移動，而沿著快速掃描路徑114的擺動頻率是動態(tài)調(diào)整的(例如， 根據(jù)有關(guān)工件對束線的相對取向的取向數(shù)據(jù)，以及有關(guān)工件以及/或是 離子束的尺寸以及/或是形狀，以及測得的或是預(yù)期的離子束電流漂 移)。圖3是以圖表途述說明頻率(f)對距離(d)的曲線200 ，該距離為工件 110沿著快速掃描路徑114移動的距離，其中工件110沿著慢速掃描路 徑118的速度保持相對固定。顯然工件110沿著快掃描路徑114的頻率 在掃描的開始122以及結(jié)束124是最高的，并且在掃描中間126是最低 的。當(dāng)然，這相當(dāng)于工件最狹窄部分122被首先掃描的情況，接著為 工件的最寬部分126并且在工件110的相反的最狹窄的部分124結(jié)束。 不過，應(yīng)該理解本發(fā)明也考慮到了調(diào)整沿著慢速掃描路徑的工件速 度。例如，當(dāng)工件110的最狹窄部分122、 124被掃描時，可增加沿著 慢速掃描路徑118的速度，以及當(dāng)工件最寬部分126被掃描時，可以 減少沿著慢速掃描路徑118的速度。應(yīng)該理解， 一個動態(tài)地調(diào)整工件 100沿著慢速118以及快速114掃描路徑的調(diào)整組合也被考慮過了 ，并 且應(yīng)落入本發(fā)明的范圍中?；氐綀D2A、 2B以及2C，本發(fā)明的一個或更多方面透過疊插或是 在工件110上平均分配掃描圖案，也使更均勻的離子植入變得容易。 更具體講，選擇性控制工件110的移動，使得后來形成的掃描圖案的 各掃描路徑為疊插的或是在原掃描圖案的掃描路徑之間等距離隔開。 以另一種方法說明，在第一掃描圖案的掃描路徑之間的各別節(jié)距或是 距離是由后來形成的掃描圖案的幾個掃描路徑平均分配的。因?yàn)樵谔?出的范例里只說明了兩個掃描圖案112、 113，在第一掃描圖案112的 掃描路徑之間的各節(jié)距142由第二掃描圖案113的掃描路徑對分(以 虛線說明)。以這種方式，原始掃描圖案112的各節(jié)距142的一半位 于隨后掃描圖案113掃描路徑的任意一邊。當(dāng)工件經(jīng)過離子束移動時， 這使更均勻的離子植入變得容易，因此工件110的每個部分相等地暴 露于離子束中。不過，應(yīng)該理解，任何數(shù)量的掃描圖案可以根據(jù)本發(fā) 明的一個或更多方面在工件110上產(chǎn)生，并且這樣的掃描圖案將類似 地均勻分布在工件110上。例如，如果三個掃描圖案產(chǎn)生越過工件110， 原始掃描圖案的各別節(jié)距將被第二以及第三掃描圖案的掃描路徑切成三分之一。類似地，如果四個掃描圖案越過工件110顯現(xiàn)，原始掃描圖案的各節(jié)距將由第二、第三以及第四掃描圖案的掃描路徑切為四個 相等部分。應(yīng)該理解可操作與這此相關(guān)的任何類型的掃描系統(tǒng)以及/或是控制，以實(shí)行這些對工件iio相對于離子束的移動的控制，這些考慮屬 于本發(fā)明范圍之內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的一個或更多方面所對工件110的移 動的動態(tài)控制，可以基于例如工件110相對于離子束的一個已知的取 向，以及工件110的一個或是更多尺度觀點(diǎn)上的知識(例如尺寸形狀)以及/或是離子束(例如截面形狀以及/或是區(qū)域)，以及檢測到或是預(yù) 期的離子束電流漂流。類似地，可以利用束線檢測器(例如位于工件稍后方)指示出何時束線不再撞擊工件110，以及何時一個過沖條件發(fā)生以及/或是何時掃描圖案已經(jīng)完成。例如，沿著快速掃描路徑114通過工件110、用來曝照工件110每 一部分所需的次數(shù)，可以由工件直徑或是寬度除以離子束的寬度來決 定(例如，假定束線具有圓或是橢圓的橫截面)。然后可以在掃描圖 案的各掃描路徑之間的節(jié)距或是距離為已知情況下，決定用來完成均 勻摻雜所需要的掃描圖案總數(shù)。另一種方案，如果掃描圖案的數(shù)量是 固定的或是預(yù)先規(guī)定的，可以確定掃描圖案的節(jié)距。這允許通過掃描 圖案的離子植入程序取得最小數(shù)量而最佳化，而這最小數(shù)量是整個工 件110達(dá)成所要求的摻雜程度必需的?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，說明了 一個根據(jù)本發(fā)明一個或更多方面通過離子束 掃描工件來進(jìn)行離子植入工件的范例方法400。雖然方法400在下文以 一系列動作或是事件說明及描述，應(yīng)該理解本發(fā)明不因?yàn)檫@種動作或 是事件的說明順序而被限定。例如，有些動作可以在不同的順序發(fā)生 以及/或是與不同于在此說明以及/或是描述的其他動作或是事件同時 發(fā)生。另外，并非所有說明的動作是實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明一個或更多方面 的方法所需要的。甚且， 一個或更多動作可以在一個或更多分開的動 作或是階段完成。應(yīng)該理解才艮據(jù)本發(fā)明一個或更多方面完成的方法， 可以與在此描述并且iC明的系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)，也可以、不在此 說明并且描述的其他系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)。如在圖4里說明的，方法400在405開始，移動工件于基本上固定
的離子束前面，以產(chǎn)生工件上的第一掃描圖案，該圖案大約為工件的尺寸以及/或是形狀。然后在410，工件再次經(jīng)過離子束移動，以在工 件上產(chǎn)生一個或更多隨后的掃描圖案，該圖案也大約為工件的尺寸以 及/或是形狀近似。該一個或更多的掃描圖案接續(xù)在工件上形成，因而 與第一掃描圖案疊插，其中將掃描圖案疊插使在整個工件上的均勻離 子植入變得容易。方法在此后結(jié)束。在一個范例中，工件沿著第一掃 描路徑在一個少于大約10赫茲的頻率擺動。圖5說明適于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明一個或更多方面的一個范例離子植入系 統(tǒng)500。植入系統(tǒng)500包括一個離子原512、 一個束線組件514、以及 一個靶或是終端516。離子源512包括一個離子產(chǎn)生室520以及一個離 子抽取(以及/或是抑制)組件522。 一種待離子化的摻雜材料(圖中 未示出)(等離子體)氣體位于產(chǎn)生室520。摻雜氣體可以例如從一個 氣體源(圖中未示出)饋入產(chǎn)生室520。能量可以經(jīng)由電源(圖中未示 出)給予摻雜氣體，以便于在產(chǎn)生室520內(nèi)產(chǎn)生離子。應(yīng)該理解，離 子源512也可以利用任何數(shù)量的合適機(jī)制(都未顯示)，以在離子產(chǎn) 生室520內(nèi)激發(fā)自由電子，例如RF或是微波激發(fā)源、電子束注入源、 電磁源以及/或是例如在產(chǎn)生室內(nèi)產(chǎn)生電弧放電的陰極。激發(fā)的電子在 產(chǎn)生室520里與摻雜氣體分子相撞因此產(chǎn)生離子。通常產(chǎn)生正的離子， 雖然本發(fā)明也可以應(yīng)用于由源512產(chǎn)生負(fù)離子的系統(tǒng)。離子由離子抽 出組件522可控制地經(jīng)由產(chǎn)生室520里的縫518抽出，其包括多個抽出 以及/或是抑制電極524。應(yīng)該理解，抽出組件522可以包括，例如抽 出電源(現(xiàn)在顯示)以將抽出以及/或是抑制電極524偏壓，而加速從 源512來的離子，沿著一個在束線組件內(nèi)、導(dǎo)引到離子質(zhì)量分析 磁鐵528的軌跡加速。因此，離子抽出組件522作用為從等離子室520中抽出離子束526 并且加速抽出的離子進(jìn)入束線組件514，并且更特別地進(jìn)入束線組件 514中的質(zhì)量分析磁鐵528。質(zhì)量分析磁鐵528大約以90度角形成，并 且在其中產(chǎn)生一個磁場。當(dāng)束線526進(jìn)入磁鐵528時，它相應(yīng)地由磁 場彎曲，使得不適當(dāng)電荷質(zhì)量比的離子被拒絕。更具體講，具有太大 或是太小電荷質(zhì)量比的離子被530偏折到磁鐵528的側(cè)壁532里。以這 種方式，磁鐵528只允許那些在束線526內(nèi)、具有期望的電荷質(zhì)量比 的離子完全穿越其中。尤其可以包括控制電子或是控制器534以調(diào)整磁場的電源以及方向。透過流經(jīng)磁鐵528之場繞組所調(diào)節(jié)的電流量可 以控制例如磁場。應(yīng)該理解控制器534可以包括可編程微控制器、處 理器以及其他類型的計算機(jī)制以全面控制系統(tǒng)500 (例如，由一位操作 者預(yù)先以及/或是即時取得數(shù)據(jù)以及/或是程序)。束線組件514也可以包括加速器536，例如包括配置以及偏壓用來 加速以及/或是減速離子以及聚焦、彎曲以及/或是凈化離子束526的多 個電極538。更進(jìn)一步，應(yīng)該理解離子束與其他粒子相撞降低了束線的 完整性，因此從來源512到終端516的整個束線組件514，包括質(zhì)量分 析磁鐵528可以由一或更多個泵(未顯示)抽真空。加速器536的下 游為終端516，其接收從束線組件514已經(jīng)過質(zhì)量分析的離子束526。 終端516包括一個掃描系統(tǒng)540，其可以包括一個支撐或是末端效應(yīng)器 542，在其上裝栽要處理的工件544以進(jìn)行其中的選擇性移動。末端效 應(yīng)器542以及工件544位于目標(biāo)平面，該平面通常與526離子束的方向 垂直。根據(jù)本發(fā)明的一個或更多方面，工件544沿著第一或是"快速" 掃描路徑574 (例如沿著x軸)在方向554、 564來回移動(例如經(jīng)由 末端效應(yīng)器542),使得在工件544沿著第一掃描路徑574的各擺動期 間，工件544沿著第一掃描路徑574的各移動范圍，相當(dāng)于工件544 在各擺動期間被掃描部分的各大小。當(dāng)工件544沿著第一掃描路徑574 擺動時，工件544也沿著第二或是"慢速"掃描路徑578 (例如沿著y 軸)，在慢速掃描方向558或是568移動。以這種方式，所產(chǎn)生的一 個或更多掃描圖案接近工件544的形狀。以范例觀點(diǎn)，在圖5中說明 的系統(tǒng)500里，工件544剛剛完成在方向554的一個快速掃描，并且準(zhǔn) 備通過快速掃描方向5"移動回來(例如，工件544已經(jīng)沿著慢速掃 描路徑578被標(biāo)記一次)。另外，根據(jù)一個或更多本發(fā)明的方面，在其上形成起始掃描圖案 之后，隨后的掃描圖案可以在工件544形成。隨后的掃描圖案與第一 掃描圖案疊插，以使均勻的離子植入變得容易。例如，這可以透過將 工件5"沿著第二掃描路徑移動回來而完成，其中沿著第二掃描 路徑578的每次回移是根據(jù)相位調(diào)整而完成的，相位調(diào)整與節(jié)距相等 或第一掃描圖案的相鄰掃描路徑間的距離除以要在工件上形成掃描圖 案的次數(shù)的值相等。例如，如果第一掃描圖案(或是相關(guān)的任何掃描
圖案，因?yàn)橥ǔＫ袙呙鑸D案以相等的節(jié)距形成)具有1亳米的節(jié)距，并且將在工件上形成總共4個掃描圖案，那么沿著第二掃描路徑578 的工件的每個隨后移動可以以四分之一亳米偏移。以這種方式，不同 掃描圖案的掃描路徑將以基本上相等的距離分開(例如四分之一毫 米)，以使均勻的離子植入變得容易。工件544沿著第一掃描路徑5"移動的各范圍，以及工件沿著第 二掃描路徑578移動回來的次數(shù)以及沿著第二掃描路徑578回來，在不同移動之中的相位差，如果有的話就可以是取向數(shù)據(jù)的函數(shù)，該數(shù) 據(jù)為有關(guān)于工件544相對離子束526的取向，以及離子束的尺寸、掃 描圖案的節(jié)距、測得的或是預(yù)期的離子束電流漂移以及/或是例如在工 件544上形成的掃描圖案的目前數(shù)量。例如控制器534可以利用這種 取向數(shù)據(jù)以及尺寸數(shù)據(jù)，以控制工件544的選擇性移動。例如，可以 控制工件544沿著快速掃描路徑574的各移動范圍(例如由控制器 534)，在各擺動期間以稍微超過工件544被掃描部分的相應(yīng)尺寸來調(diào) 適慣性效應(yīng)，而慣性效應(yīng)是當(dāng)工件544改變方向以及/或是速度時不可 避免的。在工件544與離子束526相交處外邊，調(diào)適這樣的慣性效應(yīng)， 使更均勻的離子植入變得容易，因?yàn)楫?dāng)工件544經(jīng)過離子束526時普 遍地將以固定的速度移動。類似地，可以控制工件544的移動(例如由控制器534)，使得工 件544如所需的朝向相對于給定的特定束線526的離子束取向。例如， 離子束526可以不是圓形的，而改為具有最寬尺寸以及最窄尺寸的橫 斷面。束線526的高寬比可以例如在大約1 (對圓形的束線來說)到大 約3 (對拉長的束線來說)之間改變。這可以包括在尺寸數(shù)據(jù)內(nèi)，并且 可以用來使得束線的最窄尺寸在第一或是快速掃描路徑574里，而最 寬尺寸在第二或慢速掃描路徑578里。另外，例如可以通過跟蹤工件544相對于離子束526的位置(例 如以控制器534)來確定以及/或是預(yù)期掃描末端(例如，通過預(yù)先了 解工件544最初相對于離子束526的取向，了解工件以及/或是離子束 的尺寸并且例如由末端效應(yīng)器542跟蹤工件544的移動，以保持經(jīng)常 性地"觀看"工件544相對于束線526的位置)。 一旦慣性效應(yīng)已經(jīng) 調(diào)適，工件544可以在此后沿著快掃描路徑574以相反方向移動回來。 類似地， 一旦完整的掃描圖案已經(jīng)在工件上產(chǎn)生，工件544可以沿著
第二掃描路徑578移動回來。一個測量零部件580 (例如， 一個法拉第杯)也可以整合到終端 516。測量零部件580是可操作以偵測束線電流，例如可以位于在工件 544后面(例如不會因而干擾離子植入處理)?？梢岳缬檬€電流之 一個檢測電平來識別掃描末端。例如，當(dāng)測量零部件580檢測到離子 束526的全強(qiáng)度時，它可以給控制器534提供一個信號，以指示工件 544正好完全通過離子束526。例如，了解了工件544的速度以及/或是 工件544沿著第二掃描路徑578必須傳送的距離增量，控制器534可以 調(diào)節(jié)相應(yīng)過沖的持續(xù)時間以調(diào)適慣性效應(yīng)。類似地，如果工件544太 快地開始回到離子束(例如，工件仍然沿著第二掃描路徑578移動)， 可以進(jìn)行一個或更多對工件544移動的調(diào)整。在這種情況下，測量零 部件可以例如比期望的更快檢測到束線電流。這樣的情況能導(dǎo)致工件 544的周邊或是邊緣部分變得例如太過分摻雜。更進(jìn)一步，當(dāng)工件沿著 第一掃描路徑擺動回來、離子束的全部強(qiáng)度繼續(xù)由測量零部件580檢 測到時，可以確認(rèn)掃描圖案的末端或是已完成(例如，顯示出工件544 已經(jīng)完全通過慢速掃描路徑578)。應(yīng)該理解也可以利用測量零部件580來"映射，，離子植入。例如， 在試運(yùn)轉(zhuǎn)期間可以以一個法拉第杯代替工件580。當(dāng)束線電流保持不 變，然后法拉第杯可以相對于526離子束移動。以這種方式，可以偵 測離子劑量的變化?？梢砸虼俗R別束線電流強(qiáng)度對掃描位置的波形或 是圖案(例如，通過將法拉第杯送回控制器534的讀數(shù))。然后可以 利用檢測到的波形來調(diào)整在實(shí)際植入期間的束線電流。更進(jìn)一步，等 離子源(未顯示)也可以包含于終端516以將束線526浸于中性等離 子中，使正電荷數(shù)量減少，否則其將在目標(biāo)工件544上累積。例如一 個等離子浴可以使電荷中性化，否則這些電荷將因?yàn)閹щ婋x子束526 的植入而在目標(biāo)工件544上累積?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖6，說明了一個適于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之一個或更多方面的范 例掃描機(jī)構(gòu)600。掃描機(jī)構(gòu)600可以例如包含在圖5里參考的掃描系統(tǒng) 540內(nèi)，以選擇性地相對于穩(wěn)定的離子束調(diào)動工件，以使植入離子進(jìn)入 工件變得容易。掃描機(jī)構(gòu)600包括一個基底部分605，可操作地連接到 一個旋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)610。基底部分605可以例如相對于束線(未顯示)是 穩(wěn)定的或是可以進(jìn)一步操作以相對于束線移動，這將在以下討論。旋
轉(zhuǎn)子系統(tǒng)610包括在其中相關(guān)聯(lián)的第一連接615以及笫二連接620，其 中例如，旋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)610可以操作使一個基板或是工件(未顯示)通 過第一連接615以及第二連接620的移動以相對于基底部分605線性地 傳送。在1個范例中，第一連接615是通過第一接頭625可旋轉(zhuǎn)地連接于 基底部分605，第一連接615可操作以繞著第一軸627在第一旋轉(zhuǎn)方向 628旋轉(zhuǎn)(例如，第一連接615可相對于第一接頭625順時針或是逆時 針旋轉(zhuǎn)操作)。第二連接620進(jìn)一步通過第二接頭630可旋轉(zhuǎn)地連接 于第一連接615，其中第二接頭630以一段預(yù)先決定的距離L與第一接 頭625隔開。第二連接620更進(jìn)一步操作以一個第二旋轉(zhuǎn)方向633繞著 第二軸632旋轉(zhuǎn)(例如，第二連接620可相對于第二接頭630順時針或 是逆時針旋轉(zhuǎn)操作)。第一連接615以及第二連接620，例如更進(jìn)一步 可操作單獨(dú)旋轉(zhuǎn)，但通常分別平行于第一以及第二平面(未顯示)， 其中第一以及第二平面通常垂直于各第一以及第二軸627以及632。第一連接615以及第二連接620可操作但是不一定在相應(yīng)的第一 旋轉(zhuǎn)路徑634以及第二旋轉(zhuǎn)路徑635繞相應(yīng)的第 一接頭625以及第二接 頭630旋轉(zhuǎn)360度。不過，第一旋轉(zhuǎn)方向628通常與第二旋轉(zhuǎn)633反向， 其中一個與第二連接620相關(guān)聯(lián)的末端效應(yīng)器640可操作以沿著第一 掃描路徑642線性地傳送，其與第一連接615以及第二連接620的移動 相關(guān)聯(lián)。例如，末端效應(yīng)器640透過與第二連接620相關(guān)聯(lián)的第三接 頭645，可操作地連接到第二連接620，其中第三接頭645以預(yù)先決定 的距離L與第二接頭。0隔開。例如，可操作第三接頭645以提供末 端效應(yīng)器"0圍線第三軸648的旋轉(zhuǎn)647。甚且，根據(jù)另一個范例，第 三接頭645可操作以提供末端效應(yīng)器640的一個傾斜(未顯示)，其 中，在一個范例中，末端效應(yīng)器640可操作以對一個或更多軸(未顯 示)傾斜，該軸通常平行于第二平面(未顯示)。例如，末端效應(yīng)器640更進(jìn)一步可操作以在其中固定基板(未顯 示)，其中末端效應(yīng)器640的移動通常限定基板的移動。例如，末端 效應(yīng)器640可以包括一個靜電夾盤(ESC)，其中可操作ESC以基本 上夾住或是保持基板相對于末端效應(yīng)器630的一個特別位置或是取 向。應(yīng)當(dāng)注意，盡管ESC描述成末端效應(yīng)器640的一個范例，但末端 效應(yīng)器640也可以包括各種其他元件以保持負(fù)載(例如基板)的緊握， 并且所有這種的元件的考慮都應(yīng)落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，第一連接615以及第二連接620的移動可以更進(jìn)一步受控 制，以沿著第一掃描路徑642線性地擺動末端效應(yīng)器640,其中基板(未 顯示)可以以預(yù)定的方式相對于離子束移動(例如離子束與第一軸627 一致)。例如，可以更進(jìn)一步控制第三接頭645的旋轉(zhuǎn)，其中末端效 應(yīng)器640保持相對于第一掃描路徑642為通常固定的旋轉(zhuǎn)。應(yīng)當(dāng)注意， 當(dāng)在各接頭之間測量時，分開第一接頭625以及第二接頭630的預(yù)定 距離L，以及分開第二接頭630以及第三接頭645的預(yù)定距離L提供 一個連接長度的普遍一致性。這種第一連接615以及第二連接620在 長度上的一致性普遍地提供各種動態(tài)優(yōu)點(diǎn)，例如末端效應(yīng)器640沿著 第一掃描路徑642的一個更固定的速度。圖7A-7L說明圖6中以各種行進(jìn)位置的旋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)610，其中在說 明的范例內(nèi)，第一旋轉(zhuǎn)方向628對應(yīng)一個順時針移動并且第二旋轉(zhuǎn)方 向633在呈現(xiàn)的范例里對應(yīng)一個逆時針移動。在圖7A里，末端效應(yīng)器 640在沿著第一掃描路徑642的第一位置650，其中第三接頭645以一 個大約兩倍預(yù)定距離L的距離與第一接頭625隔開，如此限定末端效 應(yīng)器640的一個最大位置655。當(dāng)?shù)谝贿B接615以及第二連接620圍繞 相應(yīng)的第一以及第二接頭625以及630，如在圖7B;L里說明的，在相 應(yīng)的第一旋轉(zhuǎn)方向628以及第二旋轉(zhuǎn)方向633旋轉(zhuǎn)時，末端效應(yīng)器640 可以沿著第一掃描路徑642以一個通常為直線的方式移動。例如，在 圖7G里，末端效應(yīng)器640是在沿著第一掃描路徑642的另一個最大位 置660，其中第三接頭645再次隔開一個大約距離第一接頭625的兩倍 預(yù)定距離L。例如，在圖7H里，應(yīng)當(dāng)注意末端效應(yīng)器640正從第一位 置650移動回來，而第一旋轉(zhuǎn)方向628以及第二旋轉(zhuǎn)方向6:33保持不 變。跟隨在圖7L里說明的位置，旋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)610可操作再次移動到圖 7A的第一位置650，而仍然保持固定的旋轉(zhuǎn)方向628以及633，在其中 可以繼續(xù)線性的擺動。圖8說明旋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)610在圖7A-7L的各種位置，其中一個工件 或是基板665 (以虛線說明)更進(jìn)一步位于末端效應(yīng)器640上。應(yīng)當(dāng)注 意旋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)610沒有按比例描繪，并且為了明了的目的末端效應(yīng)器 640被顯示為基本上小于基板。例如， 一個范例末端效應(yīng)器640可以大 約是基板665的大小，其可以提供對基板665的足夠支撐。不過，應(yīng) 該理解在此說明的末端效應(yīng)器640以及其他特征可以具有各種形狀以 及尺寸，并且所有這種形狀以及尺寸考慮都應(yīng)為在本發(fā)明范圍內(nèi)。如 在圖8i兌明的，掃描機(jī)構(gòu)600可操作以沿著第一路徑642、在末端效應(yīng) 器640的最大位置655以及660之間的任何地方線性地擺動掃描基板 665。在基板665的相反二端667傳送的最大掃描距離666與末端效應(yīng) 器640的最大位置655以及660有關(guān)。在一個范例中，最大掃描距離 666稍微比距離668大，而距離668等于基板665直徑D的兩倍。因此， 即使當(dāng)工件的最寬部分經(jīng)過離子束來回掃描時，工件或是基板665可 以"過沖"或是稍微地移動通過以調(diào)適慣性效應(yīng)。例如，末端效應(yīng)器640 (并且因此，基板665)的方向變化與末端 效應(yīng)器640以及基板665的速度及加速度的變化有關(guān)。例如，在離子 植入處理中，對末端效應(yīng)器640來說，當(dāng)基板665通過離子束(未顯 示)時沿著掃描路徑6"保持基本上固定速度是普遍需要的，這離子 束為例如一個通常與第一軸627 —致的離子束。這種固定速度使基板 665在通過離子束的整個移動期間普遍均勻地暴露于離子束。不過，由 于末端效應(yīng)器640的擺動移動，末端效應(yīng)器640的加速度以及減速度 在線性擺動的任一末端是不可避免的。例如，在基板665暴露于離子 束期間，末端效應(yīng)器640在速度上的變化(例如在掃描期間路徑回轉(zhuǎn) 時)，可以導(dǎo)致跨于基板665的非均勻離子植入。因此，工件665在 它沿著第一掃描路徑642通過離子束掃描時，在移動的相應(yīng)范圍內(nèi)需 要普遍固定的速度。依此，當(dāng)基板665通過離子束時，末端效應(yīng)器640 的加速度以及減速度基本不會影響離子植入處理或是跨過基板665的 劑量均勻度。根據(jù)如圖9描繪的另一個范例的方面，掃描機(jī)構(gòu)的600的基底部 分605可更進(jìn)一步操作以在一個或更多方向傳送。例如，基底部分605 可操作地連接到傳送機(jī)構(gòu)670,其中該傳送機(jī)構(gòu)可操作以沿著第二掃描 路徑675傳送基底部分605以及旋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)610，其中第二掃描路徑675 基本上與第一掃描路徑642垂直。例如，第一掃描路徑642可以說是 與基板665的快速掃描相關(guān)，并且第二掃描路徑675可以與基板665 的慢速掃描相關(guān)，在一個范例中，對每一個沿著第一掃描路徑642的 基板665的傳送，基板665可以沿著第二掃描路徑675標(biāo)記一個或更多 的增量?；撞糠?05的總傳送676是例如大約等于(例如正好大于)
兩部基板665的直徑D。以這種方式，當(dāng)工件665沿著慢速掃描路徑 675移動時可以用離子植入整個工件665。傳送機(jī)構(gòu)670可以例如，包 括一棱柱接頭以及/或是滾珠螺桿系統(tǒng)(未顯示)，其中基底605部分 可以平滑地沿著第二掃描路徑6"通過。這樣的傳送機(jī)構(gòu)670，例如可 操作以通過末端效應(yīng)器640沿著第一掃描路徑642在相應(yīng)擺動期間讓 基板665通過離子束，以"涂，，放置在末端效應(yīng)器640的基板665，因 此使整個基板665均勻地植入離子。應(yīng)該理解，當(dāng)工件665根據(jù)本發(fā)明的一個或更多方面移動時，第 一連接615以及第二連接620的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)方向628以及633在到達(dá)最大 位置655 (圖7A以及8 )或是660 (圖7G以及8 )之前通常會反轉(zhuǎn)。 以范例觀點(diǎn)，為了掃描工件655的一部分，第一連接615以及第二連 接620可以僅僅旋轉(zhuǎn)而使得末端效應(yīng)器640 (以及由此附在其上的工 件)在圖7C-7E里描繪的位置間傳送。第一連接615以及第二連接620 然后反轉(zhuǎn)方向以再次移動末端效應(yīng)器640回來，以在傳送機(jī)構(gòu)670沿 著第二掃描路徑675標(biāo)記基底部分605以及旋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)610之后，進(jìn)行 沿著第一掃描路徑642的另外掃描。擺動末端效應(yīng)器640通過少于圖 7A以及7G圖描繪的如傳統(tǒng)進(jìn)行(圖1)的最大位置，增加了產(chǎn)量并且 節(jié)約資源，因?yàn)榇罅拷档土斯ぜ慌c離子束"接觸"的時間量。圖IO以方塊圖說明一個適用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明一個或更多方面的掃描 系統(tǒng)800。掃描系統(tǒng)800可以例如對應(yīng)于在圖5描繪的離子植入系統(tǒng)500 內(nèi)包含的掃描系統(tǒng)540，其中掃描設(shè)備600的至少一些部分以及在圖6 至圖9里說明的組成部分是包括在掃描系統(tǒng)800中的。例如，第一旋 轉(zhuǎn)致動器805與第 一接頭625相關(guān)聯(lián)，并且第二旋轉(zhuǎn)致動器810與第二 接頭630相關(guān)聯(lián)，其中第一致動器805以及第二致動器810可操作以提 供分別到第一以及第二連接615以及620的旋轉(zhuǎn)力。例如，第一以及 第二旋轉(zhuǎn)致動器805以及810包括一個或更多伺服馬達(dá)或是其他旋轉(zhuǎn) 設(shè)備，其可操作以在圖6的第一旋轉(zhuǎn)方向628以及第二旋轉(zhuǎn)方向633 分別旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的第一連接615及第二連接620。例如，圖10的掃描系統(tǒng)800更進(jìn)一步包括一個與相應(yīng)的第一以及 二致動器805以及810相關(guān)的第一傳感元件815以及第二傳感元件 820，其中第一傳感元件815以及第二傳感元件820更進(jìn)一步可操作以 感知相應(yīng)的第一以及第二連接615及620的位置，或是其他的動態(tài)參 數(shù)，例如速度或是加速度。甚且，控制器825 (例如多軸移動控制器) 可操作地連接到第一及第二旋轉(zhuǎn)致動器805及810的驅(qū)動器以及/或是 放大器(未顯示)，以及第一及第二傳感元件815及820，其中控制器 825可操作以控制提供給相應(yīng)的第 一旋轉(zhuǎn)致動器805以及第二旋轉(zhuǎn)致動 器810的電源830以及835的量(例如驅(qū)動信號)，以進(jìn)行相關(guān)聯(lián)的控 制占空比(例如在圖8里說明，末端效應(yīng)器640在最大位置655以及 660之間的任何地方移動)。圖10中的第一以及第二傳感元件815以 及800 (例如編碼器或是分解器)可更進(jìn)一步操作以提供相應(yīng)的反饋信 號840以及845到控制器825，其中例如到相應(yīng)致動器805以及810的 驅(qū)動信號830以及835是實(shí)時計算的。驅(qū)動信號830以及835的這種實(shí) 時計算通常使電源的被準(zhǔn)確調(diào)整，其中電源以預(yù)定的時間增量提供到 每一個相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)致動器805以及810。移動控制的通常提供末端效應(yīng)器640的移動平滑度，并且可以因 此減少在其中相關(guān)的速度錯誤。根據(jù)另一個范例，控制器825更進(jìn)一 步包括一個反轉(zhuǎn)移動模型(未顯示)，其中在每個占空周期從每一個 接頭625以及630得到末端效應(yīng)器640的關(guān)節(jié)連接移動。例如，末端效 應(yīng)器640 (因此附在上面的晶片或是工件)的位置，可以連續(xù)地確定或 是被"跟蹤"，其中工件以及離子束的大小以及/或是其他尺寸方面， 以及沿著工作對離子束的最初方向是已知的。工件對束線的方向可以 更新(或是甚至預(yù)測)，例如作為第一接頭625以及第二接頭630以 及/或是第一連接615以及第二連接620之移動的函數(shù)，其本身可以由 第一感測元件815以及第二感測元件820所提供的信號確定。了解了工件對束線的相對位置，就設(shè)定了沿著第一掃描路徑642 的相應(yīng)傳送長度或移動范圍，因此控制了相應(yīng)的過沖量(例如，在大 約IO到大約IOO亳米之間以調(diào)適與工件反轉(zhuǎn)相關(guān)的慣性效應(yīng))。這也 完成了掃描圖案完成的認(rèn)定以及/或是預(yù)測，并且使多重掃描圖案彼此 疊插。此外，知道束線大小以及/或是(截面)的尺寸，以及沿著第一 以及第二掃描路徑的速度，它們可以例如是束線電流以及/或是束線強(qiáng) 度(可以或可以不變動)的函數(shù)，這樣就決定沿著第二掃描路徑675 的距離以及通過沿著第一掃描路徑的次數(shù)以均勻地蓋住整個晶片。例 如，鉛筆狀束線具有大約IO到大約IOO亳米之間的截面直徑，可以使 得工件在大約1到大約IO亳米之間的移動，例如在沿著第一掃描路徑 642之間擺動，而沿著第二掃描路徑675的移動。這樣的束線也需要經(jīng) 過工件幾千遍以實(shí)現(xiàn)均勻的離子植入。數(shù)據(jù)可以放入最佳化算法以決 定一些在工件上形成的掃描圖案，以及例如在圖案之間需要用來取得均勻覆蓋的偏移。
如在上述范例里討論的，分別提供到第一以及第二旋轉(zhuǎn)致動器805 以及810之電源830以及835的量，至少部分基于由相應(yīng)的第一以及第 二感測元件815以及820感知到的位置。因此，掃描機(jī)構(gòu)600之末端效 應(yīng)器640的位置可以通過電源量的控制而控制，該電源提供到第一以 及第二致動器805以及810，其中電源量更進(jìn)一步與沿著圖6的第一掃 描路徑642的末端效應(yīng)器速度以及加速度有關(guān)。例如，圖10的控制器 825更進(jìn)一步可操作以控制圖9的傳送機(jī)制670，其中可以進(jìn)一步控制 沿著第二掃描路徑675之基底部分605的移動。根據(jù)一個范例，傳送 機(jī)制670的一個增量移動(例如"慢速掃描"移動)與沿著掃描路徑 642 (例如"快速掃描"移動)之末端效應(yīng)器的移動是同步的，因此傳 送機(jī)制在基板665經(jīng)過離子束的每一次之后增量地移動(例如在工件 沿著快速掃描路徑的方向改變期間)。
根據(jù)本發(fā)明的一個或更多方面， 一個測量零部件880可操作地連 接到掃描系統(tǒng)800。測量零部件880使掃描末端的檢測變得容易，并且 更特別地，在掃描末端的"過沖"狀態(tài)的檢測變得容易。例如，雖然 不顯示，測量零部件880可以位于工件665后面，直接與離子束的路 徑在同一行。如此，因?yàn)楣ぜ刂谝粧呙杪窂?42通過相應(yīng)的移動 范圍移動，束線將撞擊在掃描末端的測量零部件(例如， 一個法拉第 杯)。由測量零部件測量到的束線量，例如可以回饋到控制器825，其 可以使用這個數(shù)據(jù)以控制工件的移動(例如透通致動器805、 810)。 例如，如果工件大小為已知，控制器可以將工件過沖到一個足夠的程 度，使得工件當(dāng)沿著第二掃描方向675 (圖9)被標(biāo)記時不會遇到離子 束。當(dāng)工件沿著第二掃描路徑標(biāo)記時，例如如果測量零部件記錄到被 檢測束線的量減少，這可以標(biāo)志為當(dāng)工件沿著第二掃描路徑標(biāo)記時(圓 形)工件與束線相交。因此，工件可以更進(jìn)一步沿著第一掃描路徑移 動，使得當(dāng)工件沿著第二掃描路徑標(biāo)記時，工件的外圍部分不會如不 想要的變得(過度)摻雜。類似地，如果當(dāng)工件的方向反轉(zhuǎn)以沿著第 一掃描路徑642 (圖6)擺動工件回來時，測量零部件880記錄到太少
的束線電流，或是如果束線電流檢測到為足夠量，但是時間太少，那 么這個相應(yīng)的移動范圍可能太短(例如過沖將不足以調(diào)適與工件回轉(zhuǎn) 相關(guān)的慣性效應(yīng))，其可以導(dǎo)致非均勻的離子植入，特別是位于掃描路徑上、在工件的外圍或是邊緣部分。因此，控制器825可以對這個 特定掃描擴(kuò)大相應(yīng)的移動范圍，以建立足夠但不浪費(fèi)或過分夸大的過 沖。以這種方式，掃描路徑有效地得以即時調(diào)整，以產(chǎn)生相似于工件 大小與形狀的掃描圖案，這使得均勻的離子植入變得容易。也可以利用測量零部件880以檢測掃描圖案的完成。例如，如果 在工件沿著第一或是快速掃描路徑642移動回來之后，測量零部件繼 續(xù)檢測到離子束的全部強(qiáng)度，那么這將表示工件已經(jīng)完全通過第二掃 描路徑675的長度，并且顯示掃描圖案已經(jīng)完全形成。因此，工件然 后可以沿著第二掃描路徑移動回來，以在工件上進(jìn)行后續(xù)的掃描圖 案，而這種后續(xù)的掃描圖案是與先前的掃描圖案相移一個適合的量， 以實(shí)現(xiàn)均勻覆蓋。雖然本發(fā)明已經(jīng)針對于某些優(yōu)選實(shí)施例來表示及描述，但是應(yīng)該 理解，熟悉本項(xiàng)技術(shù)的普通技術(shù)人員在閱讀并且理解本說明書以及附 圖后可進(jìn)行等同替換以及修改。特別是針對各種由上述元件(組件、 裝置、電路等等)所描述的各種功能、用來描述這種元件的用語(包 括對"裝置，，的稱謂)，除非另外表明，是對應(yīng)于任何可以實(shí)行已描 述特定功能(例如功能上等同)的元件，即使不是結(jié)構(gòu)上等同于執(zhí)行 本說明的本發(fā)明范例實(shí)施例功能的所揭示的架構(gòu)。另外，雖然已經(jīng)針 對幾個實(shí)施例的其中一個而揭示本發(fā)明的特征，然而這種特征可視需 要且對任何給定或是特定應(yīng)用有利的話而與其它實(shí)施例的一個或更多 特征結(jié)合。此外，在此使用的范例用語是作為范例，但不是最佳的范 例。
權(quán)利要求
1. 一種將離子植入工件的方法，包括移動該工件經(jīng)過基本上固定的離子束，以在其上產(chǎn)生接近該工件 形狀的第一掃描圖案；以及移動工件經(jīng)過該離子束，以在其上產(chǎn)生一個或更多接近該工件形 狀的后續(xù)的掃描圖案，該后續(xù)的掃描圖案與該第一掃描圖案疊插。
2. 如權(quán)利要求l的方法，更進(jìn)一步包括利用至少一個有關(guān)該工件相對于該離子束的取向的取向數(shù)據(jù)以及 有關(guān)該工件至少一個尺寸、該離子束尺寸、該掃描圖案的節(jié)距的尺寸 數(shù)據(jù)以及該掃描圖案的預(yù)定數(shù)量，以在該工件沿著第一掃描路徑擺動 時，控制該工件沿著第一掃描路徑的移動以及該工件沿著第二掃描路 徑的移動，以產(chǎn)生該掃描圖案。
3. 如權(quán)利要求2的方法，更進(jìn)一步包括利用至少一個取向數(shù)據(jù)以及尺寸數(shù)據(jù)以決定數(shù)個掃描圖案其中至 少一個，以在該工件上產(chǎn)生相應(yīng)掃描圖案和相應(yīng)掃描圖案的節(jié)距。
4. 如權(quán)利要求3的方法，其中該取向數(shù)據(jù)在該工件沿著第一掃描 路徑相應(yīng)擺動之前更新，并且用來決定該工件沿著第一掃描路徑擺動 的相應(yīng)的移動范圍。
5. 如權(quán)利要求4的方法，其中在該工件沿著第一掃描路徑的相應(yīng) 擺動期間，該工件沿著第一掃描路徑的相應(yīng)移動范圍對應(yīng)于該工件在 相應(yīng)擺動期間被掃描部分的相應(yīng)大小。
6. 如權(quán)利要求5的方法，其中使該工件沿著第一掃描路徑擺動的 相應(yīng)移動范圍超過該工件在沿著第一掃描路徑相應(yīng)擺動期間被掃描部 分的相應(yīng)大小，該超過量足以調(diào)適由該工件在方向改變或是速度改變 時承受到的慣性效應(yīng)。
7. 如權(quán)利要求6的方法，其中該相應(yīng)范圍超過該工件在相應(yīng)擺動 期間被掃描部分相應(yīng)大小在大約IO到大約100毫米之間。
8. 如權(quán)利要求3的方法，其中該工件相對于該離子束取向，使得 該工件最狹窄部分的至少一個首先經(jīng)由該離子束掃描并且該離子束的 最狹窄尺寸是在第一掃描路徑中，并且離子束的最寬尺寸在第二掃描 路徑中。
9. 如權(quán)利要求8的方法，其中該工件基本上是圓的，并且相對于 離子束取向，使得工件的另一個最狹窄部分最后被掃描。
10. 如權(quán)利要求3的方法，更進(jìn)一步包括 得到尺寸數(shù)據(jù)；以及得到取向數(shù)據(jù)。
11. 如權(quán)利要求3的方法，其中第一掃描路徑對應(yīng)于一個快速掃 描，而第二掃描路徑對應(yīng)于一個慢速掃描。
12. 如權(quán)利要求11的方法，其中第一以及第二掃描路徑基本上是 彼此垂直的。
13. 如權(quán)利要求3的方法，其中該工件沿著第一掃描路徑以少于大 約IO赫茲的頻率擺動。
14. 如權(quán)利要求3的方法，其中該離子束是一個剖面直徑大約在10 到大約100毫米之間的鉛筆形束線，并且在其中沿著第二掃描路徑移 動該工件對應(yīng)于沿著第二掃描路徑在大約l到大約IO亳米之間移動該 工件。
15. 如權(quán)利要求3的方法，其中該工件何時沿著第一掃描路徑反轉(zhuǎn)是基于一個測量零部件檢測到足夠量的離子束而決定。
16. 如權(quán)利要求15的方法，其中該離子束的全部強(qiáng)度對應(yīng)于足夠引起該工件方向反轉(zhuǎn)的離子束量。
17. 如權(quán)利要求15的方法，其中當(dāng)該工件沿著笫一掃描路徑擺動 回來時，該測量零部件繼續(xù)檢測到該離子束的全部強(qiáng)度時，便確定已 經(jīng)產(chǎn)生了完整的掃描圖案。
18. 如權(quán)利要求17的方法，更進(jìn)一步包括在確定已經(jīng)完成完整的掃描圖案之后，沿著第二掃描路徑使該工 件移動回來，以產(chǎn)生一個后續(xù)的掃描圖案。
19. 如權(quán)利要求18的方法，其中該掃描圖案是有相移的，以便于 均勻覆蓋。
20. —種將離子植入工件的方法，包括沿著第一掃描路徑經(jīng)過一離子束擺動該工件并且當(dāng)該工件沿著第 一掃描路徑擺動時，沿著第二掃描路徑移動該工件，以在工件上形成 接近該工件形狀的掃描圖案；沿著第二掃描路徑一次或更多次移動工件回來，以在工件上形成 一或更多個疊插的掃描圖案，該圖案接近該工件的形狀，直到該工件 以離子均勻植入為止。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于以一序列植入程序?qū)㈦x子直接植入于工件中，使得在工件上產(chǎn)生一個或更多掃描圖案，該圖案相似于工件大小、形狀以及其他尺寸方面。更進(jìn)一步，掃描圖案為相互疊插的并且可以連續(xù)產(chǎn)生，直到整個工件均勻地以離子植入為止。
文檔編號H01L21/687GK101124649SQ200580043499
公開日2008年2月13日 申請日期2005年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月8日
發(fā)明者A·芮, M·葛瑞夫 申請人:艾克塞利斯技術(shù)公司