使用像素化法拉第传感器的系统的制作方法

本公开的实施例涉及用于控制离子束品质且更具体来说用于调整离子束的位置以使离子束在高度方向上居中及聚焦的系统及方法。

背景技术：

1、半导体装置的制作涉及多个离散且复杂的工艺。一种这样的工艺可为其中将掺杂剂材料植入到工件中的植入工艺。

2、为沿着所需路径引导离子，可使用具有多个组件(例如电极、质量分析仪、四极透镜及加速/减速级)的束线系统。与光学器件系统非常相似，束线系统通过使离子的路径弯曲及对离子进行聚焦来操纵离子。

3、在一些实施例中，形成带状离子束(ribbon ion beam)。带状离子束是宽度比高度大得多的离子束。换句话说，带状离子束的纵横比(其被定义为在工件处测量的带状离子束的宽度除以高度)可为非常高的，例如大于20。在一些实施例中，带状束的宽度比正被处理的工件的直径宽。

4、当利用带状离子束时，存在受关注的多个参数。这些参数包括所关注区(regionof interest，roi)之上的束流(beam current)、束流在roi之上的均匀度、带状离子束中离子束的水平角分布(horizontal angular distribution)、带状离子束的水平位置及垂直位置以及其他参数。

5、在一些实施例中，带状离子束在离开质量分析仪时的垂直位置可能会影响其在工件处的形状及密度轮廓。

6、因此，如果存在一种用于调整带状离子束以使带状离子束的密度及位置被优化的系统及方法将是有益的。

技术实现思路

1、公开了一种用于在束线植入系统中对带状离子束进行优化的系统及方法。所述系统包括设置在质量分析仪之后的束线中的校准传感器。校准传感器既能够测量带状离子束的总电流又能够提供关于带状离子束的垂直位置的信息。然后控制器可利用来自校准传感器的信息来调整各种参数，以改善密度以及垂直位置。在一些实施例中，校准传感器可包括多个法拉第传感器，其中可确定离子束的总电流及垂直位置二者。此外，可基于电流在高度方向上的分布来估计离子束的焦点。

2、在一个实施例中，公开了一种束线离子植入系统。所述束线离子植入系统包括：离子源，用于产生离子；提取光学器件，接近离子源而设置以从离子源提取离子；质量分析仪，用于从离子源接收离子；质量分辨装置，设置在质量分析仪的输出之后；准直器，设置在质量分辨装置之后；以及校准传感器，其被引入到质量分辨装置之后及准直器之前的离子的路径中，其中校准传感器被配置成提供关于总电流及离子在高度方向上的位置的信息。在一些实施例中，校准传感器提供关于离子在高度方向上的焦点的信息。在一些实施例中，校准传感器提供关于离子的高度的信息。在一些实施例中，所述系统包括控制器，其中控制器基于来自校准传感器的位置信息而对提取光学器件及质量分析仪中的至少一者进行调谐。在一些实施例中，所述系统包括设置在离子源与质量分辨装置之间的至少一个四极透镜，其中控制器基于来自校准传感器的位置信息而对所述至少一个四极透镜进行调谐。在某些实施例中，校准传感器包括在高度方向上在中心中具有狭槽的外部法拉第传感器及设置在狭槽后面的内部法拉第传感器。在一些实施例中，关于离子在高度方向上的位置的信息包括由内部法拉第传感器收集的电流对由校准传感器收集的总电流的比率。在某些实施例中，校准传感器包括在高度方向上堆叠的多个法拉第传感器，其中在高度方向上在每一侧上的至少一个外部法拉第传感器之间夹置有内部法拉第传感器。在一些实施例中，关于离子在高度方向上的位置的信息包括由内部法拉第传感器收集的电流对由校准传感器收集的总电流的比率。

3、在另一实施例中，公开了一种束线离子植入系统。所述束线离子植入系统包括：离子源，用于产生离子；提取光学器件，接近离子源而设置以从离子源提取离子；质量分析仪，用于从离子源接收离子；质量分辨装置，设置在质量分析仪的输出之后以生成小束；准直器，设置在质量分辨装置之后；校准传感器，其被引入到质量分辨装置之后及准直器之前的离子的路径中，其中校准传感器被配置成提供关于总电流及小束在高度方向上的位置的信息；以及控制器，其中控制器被配置成基于来自校准传感器的信息而确定小束的一个或多个特性，其中所述一个或多个特性包括小束的高度、小束在高度方向上的位置及小束的焦点。在某些实施例中，校准传感器包括在高度方向上在中心中具有狭槽的外部法拉第传感器及设置在狭槽后面的内部法拉第传感器。在一些实施例中，控制器通过移动提取光学器件以使小束在高度方向上移动来确定小束的高度，并且其中所述高度是基于内部法拉第传感器在其收集到电流的提取光学器件的位置而确定的。在一些实施例中，控制器使用由内部法拉第传感器收集的电流对由校准传感器收集的总电流的比率来确定离子在高度方向上的焦点。在某些实施例中，校准传感器包括在高度方向上堆叠的多个法拉第传感器，其中在高度方向上在每一侧上的至少一个外部法拉第传感器之间夹置有内部法拉第传感器。在一些实施例中，控制器基于哪些法拉第传感器收集电流而确定小束的高度。在一些实施例中，控制器基于哪一法拉第传感器收集最大量的电流而确定小束在高度方向上的位置。在一些实施例中，控制器基于由内部法拉第传感器收集的收集对由校准传感器收集的总电流的比率而确定小束在高度方向上的焦点。

4、根据另一实施例，公开了一种校准传感器。所述校准传感器包括在高度方向上在中心中具有狭槽的外部法拉第传感器及设置在狭槽后面的内部法拉第传感器。

技术特征：

1.一种束线离子植入系统，包括：

2.根据权利要求1所述的束线离子植入系统，其中所述校准传感器提供关于所述离子在所述高度方向上的焦点的信息。

3.根据权利要求1所述的束线离子植入系统，其中所述校准传感器提供关于所述离子的高度的信息。

4.根据权利要求1所述的束线离子植入系统，进一步包括控制器，其中所述控制器基于来自所述校准传感器的位置信息而对所述提取光学器件及所述质量分析仪中的至少一者进行调谐。

5.根据权利要求4所述的束线离子植入系统，进一步包括设置在所述离子源与所述质量分辨装置之间的至少一个四极透镜，其中所述控制器基于来自所述校准传感器的位置信息而对所述至少一个四极透镜进行调谐。

6.根据权利要求1所述的束线离子植入系统，其中所述校准传感器包括在所述高度方向上在中心中具有狭槽的外部法拉第传感器及设置在所述狭槽后面的内部法拉第传感器。

7.根据权利要求6所述的束线离子植入系统，其中关于所述离子在所述高度方向上的所述位置的所述信息包括由所述内部法拉第传感器收集的电流对由所述校准传感器收集的总电流的比率。

8.根据权利要求1所述的束线离子植入系统，其中所述校准传感器包括在所述高度方向上堆叠的多个法拉第传感器，其中在所述高度方向上在每一侧上的至少一个外部法拉第传感器之间夹置有内部法拉第传感器。

9.根据权利要求8所述的束线离子植入系统，其中关于所述离子在所述高度方向上的所述位置的所述信息包括由所述内部法拉第传感器收集的电流对由所述校准传感器收集的总电流的比率。

10.一种束线离子植入系统，包括：

11.根据权利要求10所述的束线离子植入系统，其中所述校准传感器包括在所述高度方向上在中心中具有狭槽的外部法拉第传感器及设置在所述狭槽后面的内部法拉第传感器。

12.根据权利要求11所述的束线离子植入系统，其中所述控制器通过移动所述提取光学器件以使所述小束在所述高度方向上移动来确定所述小束的所述高度，并且其中所述高度是基于所述内部法拉第传感器在其收集到电流的所述提取光学器件的位置而确定的。

13.根据权利要求11所述的束线离子植入系统，其中所述控制器使用由所述内部法拉第传感器收集的电流对由所述校准传感器收集的总电流的比率来确定所述离子在所述高度方向上的焦点。

14.根据权利要求10所述的束线离子植入系统，其中所述校准传感器包括在所述高度方向上堆叠的多个法拉第传感器，其中在所述高度方向上在每一侧上的至少一个外部法拉第传感器之间夹置有内部法拉第传感器。

15.根据权利要求14所述的束线离子植入系统，其中所述控制器基于哪些法拉第传感器收集电流而确定所述小束的所述高度。

16.根据权利要求14所述的束线离子植入系统，其中所述控制器基于哪一法拉第传感器收集最大量的电流而确定所述小束在所述高度方向上的所述位置。

17.根据权利要求14所述的束线离子植入系统，其中所述控制器基于由所述内部法拉第传感器收集的收集对由所述校准传感器收集的总电流的比率来确定所述小束在所述高度方向上的所述焦点。

18.一种用于离子植入系统的校准传感器，包括：

技术总结公开了一种用于在束线植入系统中对带状离子束进行优化的系统及方法。所述系统包括设置在质量分析仪之后的束线中的校准传感器。校准传感器既能够测量带状离子束的总电流又能够提供关于带状离子束的垂直位置的信息。然后控制器可利用来自校准传感器的信息来调整各种参数，以改善密度以及垂直位置。在一些实施例中，校准传感器可包括多个法拉第传感器，其中可确定离子束的总电流及垂直位置二者。此外，可基于电流在高度方向上的分布来估计离子束的焦点。技术研发人员：艾立克·D·赫尔曼森,尼文·克雷,安东尼勒·可雀帝,菲力浦·莱恩,苏达卡尔·马哈林甘,迈克尔·西蒙斯受保护的技术使用者：应用材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25