[发明专利]测量射束角的方法

说明书

[技术领域]

本发明通常涉及离子注入系统，更具体地，涉及一种用以测量离子束的两个入射角的系统、装置及方法。

[背景技术]

在半导体器件及其它产品的制造中，离子注入系统被用来将称为掺杂物元素的杂质施加至半导体晶片、显示器面板或其它工件中。典型的离子注入系统或离子注入机是利用离子束来处理工件，以产生n型或p型掺杂区，或者在该工件内形成钝化层。当被用于掺杂半导体时，该离子注入系统注入所选的离子种类以产生想要的非本征材料。典型地，掺杂剂原子或分子被离子化及隔离，有时被加速或减速，并形成为射束而扫过晶片。例如，可控制该离子束来“扫描”该晶片，或者，该晶片可相对于通常固定不动的离子束而被平移。掺杂离子然后实体轰击并进入该晶片表面，并接着停在该表面之下。

典型的离子注入系统通常是各复杂子系统的集合体，其中，每一个子系统对掺杂离子执行特定的动作。掺杂物元素可以气体形式或以接着会被气化的固体形式来引入，其中，掺杂物元素实施放置在电离室内并以适合的离子化过程来进行离子化。例如，电离室被维持在低压下(例如，真空)，其中，一灯丝位于电离室内并被加热至可从灯丝源中产生电子。来自该灯丝源的带负电的电子接着被吸引至电离室内一带相反电荷的阳极处，其中，由灯丝前进至阳极的行进过程中，该些电子与掺杂物来源元素(例如，分子或原子)碰撞，并从来源元素中产生多个带正电的离子。

通常，除了产生想要的掺杂离子外，同时也产生其它不想要的正离子。有鉴于此，这些想要的掺杂离子是利用称之为分析、质量分析、选择或离子分离的过程自上述多个离子中进行选取。例如，选择过程是利用质量分析器产生磁场来完成的，其中，来自电离室的离子穿越该磁场。这些离子通常以相当高的速度离开电离室，其中，这些离子因此被磁场弯曲成电弧。电弧的半径是由单个离子的质量、速度及磁场强度所决定。有鉴于此，分析器的出口只允许一种离子种类(例如，想要的掺杂离子)离开质量分析器。

接着，这些想要的离子可被传送通过以控制这些离子进行聚焦或影响这些离子的轨迹为目的的离子光学元件，其中，离子光学元件大致使得离子轨迹的角度符合注入的需求。可选地，可改变离子能量以满足注入的需求，或者使离子偏转以涵盖相当大尺寸的工件。这些控制效应的其中任一或全部可被离子注入系统用来对工件实现想要的注入。

有鉴于此，掺杂离子接着被导引朝向位于终端站内的目标工件。结果，掺杂离子(例如，以“笔状”或点状射束形式)利用特定的射束强度及发射度来撞击该工件，其中，射束强度通常是作为工件上的位置的函数的每单位时间撞击工件的粒子数的量度，而发射度是作为位置的函数的离子束的角度分布(例如，入射角)。一般而言，所要的是射束强度及发射度基本均匀且为期望或想要的值。

典型地，所要的是确定在相对于工件表面的水平和垂直两方向上的离子束的发射度。然而，可测量水平及垂直两方向发射度的传统发射度测量设备基上很复杂(因而增加了离子注入系统的复杂度)，和/或通常需要将该测量设备在水平及垂直两方向上移动以确定离子束的水平和垂直两角度。有鉴于此，目前需要一种用以确定离子束发射度的改进型系统和方法，其中，该系统和方法提供了测量设备的复杂度较小的单轴移动以达到可接受的发射度的测量。

[发明内容]

本发明通过提供一种用以确定离子注入系统中离子束的两个入射角的系统、装置及方法来克服现有技术的限制。结果，以下提出本发明的简单概述以提供本发明的一些方面的基本理解。此概述不是本发明的详尽综述。其并非要指出本发明的关键点或关键性元素，也不是要描述本发明的范围。其目的是要以简化形式呈现本发明的一些概念以做为稍后所示的更详细说明的序幕。

本发明大致是指一种离子注入系统和一种测量射入工件的离子束角度的测量装置。根据本发明的一个示范性方面，该离子注入系统包括可运作以形成离子束的离子注入机和测量装置，其中，该测量装置又包括与该装置的平面相关的第一细长传感器和第二细长传感器。第一细长传感器例如在沿着测量装置的平面的第一方向延伸，其中第一细长传感器可运作以感测离子束的一个或多个特性。第二细长传感器沿着平面以相对于第一细长传感器倾斜一角度延伸，其中，第二细长传感器进一步可运作以感测离子束的该一个或多个特性。