[发明专利]离子束浓度的检测方法及离子束检测系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及离子注入技术，尤其涉及一种离子束浓度的检测方法，还涉及一种离子束检测系统。

【背景技术】

在半导体制造的离子注入过程中，离子注入高电流机台通过对离子源、电场加速以及磁场的一系列调节，得到带状离子束(ribbon beam)。通过将晶圆(wafer)垂直于带状离子束的发射方向移动，使得晶圆能整片被离子注入。带状离子束是离子注入高电流机台生成的离子束，其特征是离子束的截面呈带状，有一定的高度和宽度，因此整个带状离子束各部分的电流均匀性难以检测。

一种传统的检测方法是机台通过探测器(profiler)在离子束上沿带状的长度方向取若干个样点，例如每隔3mm取一个，将探测器所采集的数据点绘制成电流浓度——采样点位置曲线(Beam Profile)，如图1所示，以体现离子束品质(beam quality)。

然而，该传统的检测方法，每两个采样点之间的间隔实际上是检测的盲区，因此检测结果不准确。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种能够准确、全面地体现离子束品质的离子束浓度的检测系统。

一种离子束检测系统，包括探测器，还包括二维驱动模块、控制器以及处理器，所述控制器与所述二维驱动模块电连接，用于向所述二维驱动模块发送控制指令；所述二维驱动模块连接所述探测器，用于根据控制指令驱动所述探测器在二维平面内移动；所述探测器用于测量离子束形成的电流；所述处理器连接所述探测器，用于根据所述探测器检测到的离子束的电流浓度信息和采样点位置信息，计算得到离子束横截面的面积，再根据所述电流浓度信息将电流大小除以离子束面积得到离子浓度。

优选的，所述二维驱动模块包括用于驱动所述探测器在第一方向运动的第一电机和驱动所述探测器在第二方向运动的第二电机，所述第一方向垂直于所述第二方向。

还有必要提供一种离子束浓度的检测方法。

一种离子束浓度的检测方法，包括下列步骤：通过探测器在带状离子束横截面的长度方向上连续采样，获取所述带状离子束的长度信息和电流浓度信息；通过探测器在带状离子束横截面的宽度方向上连续采样，获取所述带状离子束的宽度信息；根据所述长度信息和宽度信息，将离子束长度乘以离子束宽度得到离子束横截面的面积；根据所述电流浓度信息将电流大小除以离子束横截面的面积得到离子浓度。

优选的，所述通过探测器在带状离子束宽度方向上连续采样的步骤，是在所述带状离子束横截面的两端和中间分别采样。

上述离子束浓度的检测方法，当出现离子束偏移(beam shift)时，计算出的离子浓度会有明显的变化，因此可以有效、准确地检测出离子束形状及离子束品质(beam quality)，使得工艺人员能够及时有效地控制在线工艺，及时发现离子束缺陷，采取措施预防并避免异常报废。且减少了设备人员维护和保养机台的频次，降低了成本。

【附图说明】

图1是离子束长度方向上的电流浓度——取样点位置的关系曲线；

图2是一种传统的离子束浓度的检测方法中探测器的采样点示意图；

图3是一实施例中离子束浓度的检测方法的流程图；

图4是离子束宽度方向上的电流浓度——取样点位置的关系曲线；

图5是一实施例中探测器的采样点示意图；

图6是一实施例中离子束检测系统的结构图。

【具体实施方式】

为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

离子注入工艺是半导体制程中的重要工艺。为便于使用和控制，离子注入中的离子源大多采用气态源。掺杂原子被离化、分离、加速形成离子束，对晶圆进行轰击，打入晶圆内部。注入的杂质离子会使晶圆表面的方块电阻发生改变。

离化过程发生在低压(例如约10^-3Torr)且通有蒸汽状态的离子源的离化反应腔中。反应腔包括作为阳极的金属极板和作为阴极的灯丝，灯丝相对于金属极板而言维持一个大的负电位，其表面被加热到可以发射电子的温度。反应腔内部的气体从金属极板(阳极)和热灯丝(阴极)之间通过。电子被阳极所吸引而向金属极板加速运动，过程中与作为离子源的分子发生碰撞，产生大量离子，并经分离、加速后形成离子束。