[发明专利]离子注入机的法拉第杯的磁性监控

说明书

技术领域

本发明通常涉及工件的离子注入，尤其涉及对离子注入工艺中所用法拉第杯(Faraday Cup)的性能的监控。

背景技术

离子注入是一种用于像诸如半导体晶片等工件中引入能改变导电率的杂质的标准技术。在传统的束线式离子注入机中，由离子源产生离子束并由提取电极(extraction electrode)自离子源中提取离子束。在提取之后，由分析器磁铁(analyzer magnet)接收离子束并自离子束中过滤出所选离子物质。穿过分析器磁铁的离子束随后进入包括多个电极的静电透镜(electrostaticlens)，此静电透镜中界定有使离子束能从中穿过的开孔。通过对此多个电极施加不同的电位组合，静电透镜可操纵离子能量。然后，修正磁铁(correctmagnet)将静电透镜所产生的离子束定形为正确的形状，以便沉积至工件上。包括减速透镜(deceleration lens)的减速阶段可自修正磁铁接收离子束，并在其撞击工件之前进一步操纵离子束的能量。当离子束撞击工件时，离子束中的离子会穿透工件表面而静止在工件表面下方，从而形成具有所需导电率的区域。

在传统离子注入机的运作中，通常需要测量注入于工件中的累加离子剂量以及晶片表面区域上的剂量均匀度。法拉第杯即为一种用于测量注入于工件中的离子剂量及晶片表面区域上的剂量均匀度的装置。在运作中，置于目标工件附近的法拉第杯以所选的离子注入间隔接收离子束。离子束进入法拉第杯，并形成代表离子束电流的电流。法拉第杯将电流提供至电子剂量处理器，由电子剂量处理器将电流对时间进行积分以确定累加离子剂量。剂量处 理器可为离子注入机中用于控制离子剂量的回馈回路的一部分。法拉第杯也可用于沿离子束线在其它位置监控离子束电流。

一种用于离子注入机的法拉第杯具有界定有腔室的杯体，此腔室具有用以接收离子束的入口孔。此种法拉第杯具有抑止电极(suppressionelectrode)，此抑止电极设置于入口孔附近，以形成电场来阻止杂散离子进入腔室。此外，法拉第杯还具有设置用于产生磁场的磁铁组合(magnetassembly)，所述磁场不仅能阻止在腔室中所产生的电子逸出，且也能阻止杂散电子进入腔室。

在离子注入机中使用法拉第杯可能产生的问题在于，当磁铁组合阻止或抑止杂散电子逸出腔室的能力受损时，离子剂量会出现偏差。离子剂量的偏差(shift)可使所形成的工件不具有所需的导电率，且有时可导致工件作废。若磁抑止受损，则也可能使所监控离子束电流出现误差。若监控法拉第杯中与磁铁组合相关联的磁场，则可较早地检测到离子剂量的偏差及所监控离子束电流的误差，并在出现需要将工件作废的严重掺杂问题之前加以修正。由于在典型的离子注入机中存在多个磁场，且某些磁场要大于法拉第杯磁场并随配方(recipe)而异，因而很难区分由磁铁组合所引起的磁场与由分析器磁铁、修正磁铁及附近可能会形成磁场的其它源所引起的杂散磁场。因此，目前尚不能提供一种用于监控法拉第杯中与磁铁组合相关联的磁场的可靠方法。

发明内容

因此，需要一种可监控与法拉第杯相关联的磁场的可靠方法。在某些情形中，需要一种能灵敏地区分与法拉第杯相关联的磁场与任何杂散磁场的监控器。

在一实施例中，提供一种用于对离子注入工艺进行远程(remote)磁性监控的系统。此实施例包括：真空室及位于真空室内的法拉第杯，此法拉第杯用以在进入真空室的离子束路径内移动；磁性监控器放置于真空室周围，用以区分与法拉第杯相关联的磁场与杂散磁场；其中所述法拉第杯配置成在所述真空室内自缩回位置移动至伸出位置，其中所述法拉第杯在所述缩回位置上靠近所述磁性监控器，且所述法拉第杯在所述伸出位置上远离所述磁性监控器。