[發明專利]一種離子植入機用離子束監測裝置

無效

• 申請號: 201110038837.1
• 申請日: 2011-02-16
• 公開（公告）號: CN102646567A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 陳雪峰;王冬晶
• 申請（專利權）人: 和艦科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: H01J37/244
• 分類號: H01J37/244;H01J37/317
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 王光輝

技術領域

本發明涉及一種集成電路的監測系統，特別是涉及一種離子植入機用離子束監測裝置。

背景技術

隨著集成電路(IC)制程線寬越來越小，晶圓的直徑越來越大，晶圓對離子植入的均勻性要求越來越高。因而，對離子植入過程中的離子束密度(beam?density)有更高的要求。

現有技術中常通過法拉第杯(Faraday)來監測離子束的大小。法拉第杯量測原理如圖1所示，當離子束中的一個正離子達到法拉第杯時，由于法拉第杯需要保持電中性，于是會上傳一個電子來進行中和。通過計算電子的數量就可以監測正離子的數量。

但是目前均采用單個法拉第杯獨立進行監測，其不能及時發現在植入過程中離子束的分布情況，也不能計算離子束密度。如下圖2A所示：植入之前，通過移動法拉第杯來確定離子束在晶圓的X方向上面電流大小是均勻的，然后晶片(wafer)在Y方向移動可以保證整面均勻植入。在植入過程中，如圖2B所示，把法拉第杯放在旁邊監測單個位置的離子束大小，從而來推斷晶圓平面上整個X方向上離子束的大小。這樣監測不能實時的知道晶圓上面實際的離子束大小。而且晶圓上的離子束均勻性變化了，旁邊監測的法拉第也不能知道。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺點和不足，本發明的目的是提供一種離子植入機用離子束監測裝置，可以全面地進行離子束的監測。

本發明的離子植入機用離子束監測裝置，包括有法拉第杯，所述法拉第杯有多個，形成規則排列的矩陣，用以監測離子植入機腔體(chamber)內多個位置的離子束。

作為上述技術方案的優選，所述矩陣的水平方向和垂直方向分布有相同數量的法拉第杯，形成N×N矩陣，優選形成16×16矩陣。

作為上述技術方案的優選，所述離子植入機用離子束監測裝置用于確定離子束的高度和寬度。

作為上述技術方案的優選，所述離子植入機用離子束監測裝置用于確定離子束在水平方向上的分布。

本發明通過多個法拉第杯組成法拉第杯矩陣，可以實時監測離子植入機腔體內多個位置的離子束大小，從而可以控制植入過程中的離子均勻度。此外，通過法拉第杯矩陣的聯合監測，能夠量測到離子束的高度和寬度，并可以便捷地確定離子束密度，顯著地改善了離子植入制程。

附圖說明

圖1是現有技術的法拉第杯原理圖；

圖2A是現有技術法拉第杯在植入之前的X方向檢查圖；

圖2B是現有技術法拉第杯在植入時的實時量測圖；

圖3是本發明監測裝置量測帶狀離子束高度的示意圖；

圖4是本發明監測裝置量測束狀離子束高度和寬度的示意圖；

圖5是在本發明監測裝置上裝入晶片后離子束的示意圖；

圖6是在本發明監測裝置上移出晶片后離子束的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明的具體實施方式作進一步的詳細說明。對于所屬技術領域的技術人員而言，從對本發明的詳細說明中，本發明的上述和其他目的、特征和優點將顯而易見。

圖3-6顯示了本發明一優選實施例的離子植入機用離子束監測裝置。如圖3所示，其中每個方框代表一個法拉第杯。在圖中表示了形成16×16矩陣的法拉第杯矩陣。但本領域技術人員應當清楚，本發明還可以使用其它多種可能的矩陣，包括水平方向和垂直方向數量相同的N×N矩陣，以及水平方向和垂直方向數量不同的M×N矩陣，本發明并不受限于此。

圖3所示為法拉第杯矩陣量測帶狀離子束高度的示意圖。當具有一定寬度的帶狀離子束打到該法拉第杯矩陣上時，本實施例中通過各法拉第杯聯合進行監測，可以根據感應到離子強度的區域和未感應到離子強度的區域，確定離子束的寬度。圖中圓圈表示離子束垂直打入的區域。從圖3所示的矩陣可知，在垂直方向上，帶狀的正離子束打到了從(N，7)到(N，11)的區域，而其它區域沒有感應到離子束，因此其寬度相當于5個法拉第杯的高度。

圖4所示為法拉第杯矩陣量測束狀離子束高度和寬度的示意圖。當離子束只有局部打到法拉第杯矩陣上時，也可以根據感應到離子強度的區域和未感應到離子強度的區域，確定離子束的高度和寬度。在圖4中，在垂直方向上，束狀離子束的范圍從(N，6)到(N，12)，因此其高度相當于7個法拉第杯的高度；而在水平方向上，束狀離子束的范圍從(7，N)到(11，N)，因此其寬度相當于5個法拉第杯的寬度。