[发明专利]测量粒子束特性的装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种粒子处理，尤其涉及一种侦测粒子束特性的装置及方法。

背景技术

离子植入是在制造半导体装置中所执行的特性改变制程。在其他工具中，可以使用束线离子植入机。图1显示为现有的离子植入机的示意图。现有的离子植入机可以包括可以被电源供应器101偏置的离子源102。离子源102通常包含在真空室(称为源壳体(source housing))(未示出)中。离子植入系统100也可以包括一系列的离子10通过的束线构件。一系列的束线构件可以包括诸如萃取电极104、90°磁分析器106、第一减速(D1)台108、70°磁校正器110以及第二减速(D2)台112。与操纵光束的一系列的光学透镜极相似，在将离子束10导向靶工件前，束线构件可以操纵且聚焦离子束10。在离子植入期间，晶圆114通常固定在平台116上，平台116可以通过有时被称为“转动平台(roplat)”(未示出)的装置进行一维或多维的移动(诸如转移、转动以及倾斜)。

在操作中，在离子源102中产生离子且通过萃取电极104萃取离子。所萃取的离子10以似粒子束的形式沿着束线构件移动且植入晶圆114。

如上述，离子植入步骤是特性改变制程。举例来说，诸如硼离子与磷离子的离子可以植入至一部分的硅晶圆中以改变晶圆的电性。场效应晶体管是使用上述植入的一种装置。如本领域所周知，这样的植入可以加强晶圆的电性。

离子植入制程也可以用来加强其他特性，诸如光学与机械特性。举例来说，离子植入制程可以用来破坏结晶基板的结晶，藉此限制基板的晶滑动(crystalline slips)与加强基板的机械强度。此外，制程可以用来减少植入至基板中的离子的扩散速率或移动速率。

由于最终产品的特性可能取决于特性改变离子植入制程的参数，因此较佳为控制植入制程的参数。离子导向至晶圆的角度可以是此参数之一。由于角度可以决定植入区域的尺寸及/或位置，所以离子角度很重要。此外，离子角度可以影响植入的深度。举例来说，以垂直于晶圆的角度所导向的离子相较于以其他角度导向的离子以较大的深度植入。当离子以多且不一致的角度导向基板，离子可以不同的深度植入且植入可以是不一致的。此外，由于三维装置基板可以包括以不同角度排列的表面(诸如垂直与水平表面)，因此离子的角度是重要的参数。以一角度导向至基板的离子可能到达一表面，但可能不会到达另一个表面。

离子剂量是另一个重要的参数。较佳为控制离子剂量以使处理过的产品可以具有所需的电性。控制离子剂量对于制造一致的装置而言也是重要的。举例来说，较佳为控制离子剂量以使由单一半导体基板所制造的多个装置具有一致的特性。此外，较佳为控制离子剂量，使得由不同基板所制造的装置可以有一致的特性。

用来测量与控制离子剂量的工具之一为如图2所显示的法拉第杯(Faraday cup)200。现有的法拉第杯200可以包括法拉第杯主体22，其定义了空区域24。法拉第杯主体22包括端壁22a与侧壁22b。法拉第杯200可以还包括包围法拉第杯主体22的壳体26。壳体26可以包括具有开口的前板28，其中开口定义室24的入射孔30。法拉第杯主体22可以连接剂量处理器。

法拉第杯主体22可以接收离子且产生代表离子剂量的电流。电流接着输入至剂量处理器中。通过测量剂量，可以调整离子植入机的构件以产生符合想要的特性的离子。

即使图2所显示的法拉第杯200可以侦测离子剂量，但法拉第杯200无法测量粒子束的其他特性。因此，仍需要新的装置。

发明内容

揭示一种侦测粒子束特性的装置与方法。在一特定实施例中，侦测粒子束特性的方法可以通过一装置来实现，所述装置包括：主体，其包括定义腔体的侧壁、第一端以及接近第一端以接收多个粒子且连通腔体的入射孔；以及至少一侦测器，其配置在腔体内且构造成侦测至少一部分的粒子。

在另一特定实施例中，侦测粒子束特性的方法可以通过基板处理系统来实现。基板处理系统可以包括：构造成产生多个粒子的粒子产生器；基板；以及粒子束侦测装置，其构造成接收多个粒子中的至少一粒子、构造成侦测至少一粒子、以及具有至少一维的转动自由度。

在另一特定实施例中，侦测粒子束特性的方法可以包括：产生粒子束且沿着粒子束路径导向所述粒子束；将粒子束侦测系统配置在粒子束路径上以接收至少一部分的产生粒子，其中粒子束侦测器包括至少一侦测器；转动粒子束侦测系统；以及侦测至少一部分的接收粒子。