[发明专利]通用射束干扰侦测系统

说明书

技术领域

本发明涉及离子注入系统以及方法，尤指一种解决离子注入期间离子射束差异的方法。

背景技术

离子注入系统系用来将杂质，即所谓掺杂物元素，提供(impart)至工作件上，例如半导体基板或是晶圆之中。于一典型的离子注入系统中，一离子源会离子化所需的掺杂物元素，而已离子化的杂质则会从该离子源中被提取出成为一离子射束。该离子射束会被引导【例如扫掠(swept)或扫描(scanned)】跨越个别的工作件，以将已离子化的掺杂物注入到该工作件中。该掺杂物离子因而会改变该工作件的组成，使得工作件拥有所需的电气特性，有助于在基板上成形特殊半导体装置，例如晶体管。

持续朝更小型电子装置发展的趋势也推动在个别的工作件上形成更多数量之更小、功能更强大、且更节能的半导体装置的需求。因此，必须谨慎控制半导体制程，例如离子注入，尤其更必须谨慎控制离子注入工作件的均匀度。又，为提高产品良率，半导体装置会被制作在较大型的工作件上。举例来说，目前使用直径为300mm或更大的晶圆，以便能够在单一晶圆上制作更多的装置。这种晶圆非常昂贵，因此非常希望能减少浪费，例如因离子注入不均匀导致必须丢弃整片晶圆。然而，大晶圆以及高密度的特色却使均匀的离子注入具有挑战性，因为离子射束要被以更大的角度与距离扫描跨越，方能抵达该等晶圆的周围，而不会遗漏注入其间的任何区域。

此外，用以供应该离子源通常所需的高电压容易在萃取(extraction)电极与抑制(suppression)电极以及和该电极相结合的其它组件之间，产生偶发性的弧光放电(arcing)。此种会产生弧光放电的倾向经常会将一个或多个受到影响的高电压电源供应器完全放电，直到供应电压极低的时候该弧光放电才会以自然方式自动消失。弧光放电时，射束电流可能会在供应电压恢复之前变得不稳定或是被中断，于此期间，离子注入可能会经历间歇性的离子注入。此弧光放电以及后续的间歇性离子注入通常会被称为“干扰(glitch)”。在序列式晶圆处理期间，当侦测到沿着该离子射束之路径的干扰时，在习知的技术中，该射束路径中因受干扰而无法被注入的区域或部分，会通过以离子射束重新追踪(re-tracing)该条路径的各种技术而被特别地“修补(repair)”，以便“填补(fill in)”该未被注入的区域。此等修补非常耗时，而且有时候，尤其是发生非常短的干扰时，会因在该干扰区域中启动与停止该离子射束而导致其它意想之外的效应。据此，本技术领域需要在该离子射束中侦测到干扰或不均匀时动态决定要采取的适当动作。

发明内容

本发明克服先前技术的限制，并提供一种用以在离子注入至一工作件期间，解决离子射束中差异的创新方法。据此，下面会提出本发明的简单摘要说明，以提供对本发明某些观点的基本理解。此摘要说明并非本发明的广泛说明。其用意并不在确认本发明的关键或重要要件，亦非要界定本发明的范围。其目的是要以简要的形式提出本发明的某些概念，作为稍后提出之更详细说明的引文。

本发明提供一种用以在将离子注入一工作件时解决离子射束中的电流或电压差异（亦称为干扰）的方法。举例来说，该方法包括提供一离子射束，例如，光点或笔状射束，其中该离子射束以及工作件中的一或多者会在第一方向（例如沿着第一扫描路径或是第一轴，亦称为“快速扫描”轴、路径、或是方向）以及第二方向（例如沿着第二扫描路径或是第二轴，亦称为“慢速扫描”轴、路径、或是方向）中彼此相互扫描。举例来说，该离子射束亦可能包括一带状射束(ribbon beam)。于其中一示例中，该工作件会在该第二方向中（例如沿着该第二轴）穿过一离子射束而被机械性扫描，该离子射束会在该第一方向中被静电式扫描，其中该第二方向（例如该工作件移动的方向）大体上垂直于该第一方向（例如该离子射束的扫描方向）。

根据一项观点，会先建立忽略该离子射束中干扰的时间持续长度，以定义一离子射束干扰时间持续长度临界值。举例来说，该离子射束干扰时间持续长度临界值至少部分是以下列之中的一或多者为基础：该工作件上所需的最终剂量均匀度、该工作件穿过该离子射束的通过或移动次数、该工作件穿过该离子射束的移动速度、以及该离子射束的尺寸。举例来说，该离子射束的尺寸是以下列之中的一或多者为基础来决定：直接测量、以及以默认的系统输入为基础所获知的射束尺寸。