专利名称：在光阻释气期间用于改进注入均匀性的方法
技术领域：
本发明总体涉及离子注入系统，且更具体地，涉及一种在光阻释气期间用于改进离子注入系统的注入均匀性的方法和装置。
背景技术：
在制造半导体装置中常使用离子注入对半导体工件(例如，硅晶片)掺杂杂质。例如，离子注入机或离子注入系统可使用离子束处理工件，以产生η型或P型掺杂区或在该工件上形成钝化层。当用于掺杂半导体时，离子注入系统注入选定的离子物种以产生所需的非本征材料。典型地，离子束注入机包括被构造成由可离子化源材料产生带正电离子的离子源。由所产生的离子形成离子束，且沿着射束路径引导该离子束至离子注入站。离子注入机可包括在离子源与注入站之间延伸的束形成及成形结构(例如，束校正磁体)。束形成及成形结构在至离子站途中保持离子束的完整性。由于工件的尺寸通常大于离子束的尺寸，因此通常使用混合扫描离子注入机来使离子束能够在工件的表面上扫描。通常，扫描系统可包括被定位成偏转离子束的一对扫描板(或用于电磁扫描的扫描电磁体)、以及被构造成将与扫描波形相关的电压施加至扫描板(或将电流施加至扫描电磁体以用于电磁扫描)的扫描波形产生器。所述电压在所述板之间产生时变电场或磁场，以在扫描路径上来回偏转或扫描束(例如，笔形束)(例如，使其成为带状束)，从而使束有效地展开，同时在正交方向上移动工件。通常需要提供在工件的表面上的均匀注入。不幸地是在实际应用中，离子注入系统通常经受晶片上的非均匀性。如果这些非均匀性未得到校正，则工件可能被非均匀地注入且产品收率可能受到损害。
发明内容
本发明涉及一种用于在注入过程期间改进经历真空压力变化(例如，由于光阻释气)的离子注入系统的注入均匀性的方法及装置。尽管已存在用以改进在慢速机械运动方向上经受光阻释气的系统的注入均匀性的多个现有技术，但尚未有在光阻释气期间在离子束扫描方向(即，快速扫描方向)上校正注入非均勻性的成功方法。本发明克服了根据快速改变的光阻释气状态在束扫描方向上进行校正(例如，诸如修改快速扫描波形，通常为IKHz的重复)的困难。通常，该方法包括产生以基本上恒定的速度移动离子束的主扫描波形(例如，三角形波形)。还产生具有固定高度和波形(即，形状)的补偿波形(例如，二次波形)，且将该补偿波形与主扫描波形相加以形成提供至离子束扫描装置的束扫描波形。通过根据光阻释气状态所引起的改变的压力来调节主扫描波形与补偿波形之间的混合比率，可提供具有非恒定斜率的束扫描波形，该束扫描波形被构造成在该离子束横越晶片移动时改变该离子束的速度。可非常快速地且平滑地获得主扫描波形与补偿波形的混合比率的修改，以符合快速改变的条件。更具体地，在许多串联的离子注入机结构上，沿着离子束扫描方向(即，快速扫描方向)的光阻释气所引起的非均匀性趋向于线性剂量变化。由于工件上一点处的瞬时剂量与该点处的束电流和束写入速度成比例，因此可通过束扫描方向(即，快速扫描方向)上的离子束写入速度的线性变化来获得线性剂量变化的校正。就束扫描波形而言，主扫描波形的二次变分可提供线性剂量变化的校正，这是由于写入速度为束位置在时间上的时间导数。因此，在一个具体实施例中，可根据释气状态(例如，通过从真空计读取的基本上瞬时的真空)来调节具有二次波形的补偿波形与具有基本上恒定的斜率(例如，具有基本上分段恒定的斜率，其中主扫描波形的范围的各子集具有不同恒定斜率)的主扫描波形的混合比。在一个实例中，通过二次补偿波形来修改主扫描波形以形成束扫描波形，该束扫描波形在压力大时引起沿着束扫描方向的大的写入速度变化，而在压力小时引起几乎恒定的速度(即，二次分量与几乎纯三角形波形的零混合)。因此，具有非恒定斜率的所获得的束扫描波形能够解决沿着快速扫描方向上由于压力改变而产生的剂量的非均匀性问题。为实现上述及相关目的，本发明包括下文充分描述且在权利要求中特定指出的特征。以下说明及附图详细阐述了本发明的某些说明性方面及实施方案。然而，这些方面及实施方案仅指示可使用本发明的原理的各种方式中的几种。当结合附图来考虑时，本发明的其他目的、优点及新颖性特征将从本发明的以下详细说明变得显而易见。
图1是显示例示性离子注入机的示意性方框图；图2A显示横越工件的离子束的例示性扫描路径；图2B显示工件的一部分的特写，其中离子束在工件的路径上扫描；图3A为例示性主扫描波形；图3B为显示离子束的不同部分之间的路径长度差的束线的示意图；图3C为显示沿着快速扫描方向的剂量的非均匀性的离子剂量与位置的曲线图；图3D为显示针对多个晶片而沿着快速扫描方向上的剂量的周期性非均匀性的离子剂量与时间的曲线图；图4为用于在光阻释气期间改进注入均匀性的方法的一个实施例；图5为被构造成在光阻释气期间改进注入均匀性的扫描系统的一个实施例；图6A显示如图5中所提供的振幅调节装置的一个实施例；图6B显示如图5中所提供的振幅调节装置的一个可选实施例；图7A为显示由第一波发生器产生的用于沿着图6A中所示的束路径的快速方向偏转离子束的例示性主扫描波形的电压与时间的曲线图；图7B显示图7A中所产生的主扫描波形的导数；图7C为显示由如本文中所提供的第二波发生器产生的二次补偿波形的电压与时间的曲线图；图8A显示主扫描波形与二次补偿波形的相加；图8B为显示主扫描波形与二次波形的相加的导数的电压与时间的曲线图；以及
图9显示可实施本文中所述提供的一个或多个的例示性计算环境。
具体实施例方式现参看图式来描述本发明，其中相同的附图标记用以贯穿全文表示相同的元件。图1显示根据本发明的一个方面的例示性离子注入系统110。出于说明性目的而呈现系统110，且应了解到:本发明的多个方面不限于所述离子注入系统，且也可使用其他适当的离子注入系统。系统110具有终端112、束线组件114和终端站116。终端112包括由高压电源122供电的离子源120，离子源120产生离子束124并引导离子束124至束线组件114。束线组件114包括质量分析器126。在此实例中，质量分析器126以约九十度角度形成且包括用于在该质量分析器中建立(偶极)磁场的一个或多个磁体(图中未示)。当束124进入质量分析器126时,束124由于磁场而相应弯曲以使得具有不适当的质能乘积(mass-energyproduct)的离子被滤除(例如，具有过大或过小质能乘积的离子被偏转至束导向器132的侧壁127中)。以此方式，质量分析器126允许束124中具有所需质能乘积的离子通过质量分析器126且经由解析孔隙134退出。在质量选择之后，通过加速器(或减速器)部分138中的进一步加速(或减速)来调节选定离子的能量。由于离子束与其他粒子的碰撞可使束完整性下降，因此可包括一个或多个泵(图中未示)以至少抽空束导向器132和终端站 116。在系统110中所说明的扫描系统135包括两个相对的静电扫描器电极151。控制系统154耦接至扫描器电源149，扫描器电源149在操作上被构造成将由电源149施加的电压波形(也称为扫描波形)提供至扫描器电极151。在此实例中，扫描波形形成来回扫描束124(例如，使束124成为带状束)的时变静电场。角度校正磁体160将来自扫描器136的成扇形展开的离子束改变成并行移位离子束，从而进入终端站116中。在混合扫描注入机中，在电运动控制系统165的帮助下，工件130机械式地上下移动(进出纸面)。终端站116接收朝向工件130 (例如，晶片)引导的离子束124。将了解的是可在注入机110中使用不同类型的终端站116。图3A显示包括三角形波形的例示性扫描波形(例如，用于沿着快速扫描方向Λ轴的束扫描)。波形的各个‘段(piece) ’具有基本上恒定的斜率(例如，+m、-m)，该斜率被构造成使离子束以基本上恒定的速度沿着工件的表面扫描。例如，当波形从h上升至t1/2时，离子束将以基本上恒定的速度对晶片从工件的左边缘302扫描至工件的相对的右边缘304。类似地，当波形从t1/2上升至&时，离子束将以基本上恒定的速度从右向左扫描工件。图2A显示横越工件204的混合离子束202的扫描路径，从而将离子束202施加到施加到工件204的整个暴露表面上。在混合系统的所述扫描路径中，可在第一 Y(慢速扫描)方向上机械地平移工件，同时在第二 X (快速扫描)方向上扫描离子束以将束施加到整个工件上。因此，经由自左向右的多次离子束扫描，工件的整个表面得到注入。图2Β显示工件204的一部分的特写206，其中离子束202在沿着工件的路径上扫描。当工件204开始在第一(Y或慢速扫描)方向上移动时，该工件进入离子束202的带中，且离子束开始与覆盖工件204的光致抗蚀剂接触。当光致抗蚀剂受离子束202撞击时，光阻层的一部分开始在离子束辐射下破裂且开始发出释气，该释气引起终端站的压力升高。当离子束202处于工件204的中心时，释气将处于峰值，且当工件204随后移出离子束202时，释气将减少且真空水平提高。关于正常注入过程，诸如半导体晶片的工件多次移入和移出束以确保沿着机械运动方向均勻地注入。在束接触工件表面的较大面积时，光阻释气(photoresistoutgassing)增加，直至晶片超过一半穿过束时，则在晶片接触工件的较小面积时释气减少。此周期性扫描运动导致真空压力水平的周期性变化。这种压力改变引起沿着慢速机械扫描方向的注入剂量不均匀的效果在本领域中是众所周知的。然而，发明人已了解到，这些压力改变(例如，由于光阻释气)也引起快速扫描方向上的剂量不均匀。具体地，离子束的不同部分之间的路径差异引起不同的离子剂量到达工件130。例如，如图3B中所示，用于将成扇形展开的束310转换成平行束(包括312,314及316)的典型角度校正磁体308结构产生以下情形:自扫描器至工件318的束路径长度取决于工件上的最终束位置。例如，在图3B中，离子束312的外侧边缘到达工件318的路径长度比离子束314的内侧边缘到达工件318的路径长度长。在良好的真空状态下，这种路径长度差异并不引起工件318处的剂量不同。然而在不良真空状态下，电荷交换与背景气体的碰撞可能由于变化的路径长度而导致不同剂量(例如，312的较长路径长度将比314的较短路径长度经受更多电荷交换碰撞)。这种剂量非均匀性改变沿着快速扫描方向的工件的剂量分布。图3C显示剂量(y轴)与沿着快速扫描方向(X轴)的位置的曲线图320。如图3C中所示，压力改变(例如，由于光阻释气)引起剂量分布从快速扫描方向上的相对均匀的分布322(例如，在良好真空压力状态下)改变成沿着快速扫描方向的剂量分布324，剂量分布324具有自左向右降低的明显线性斜率(例如，在不良真空压力状态下)。发明人已进一步了解到，慢速机械扫描速度的补偿仅提供对每快速扫描的平均剂量的补偿，从而校正离子束的一部分，例如离子束316的中心。这会导致如图3D中所示的束电流326，其中离子束328的一个边缘提供过量剂量，而离子束330的另一边缘提供不足剂量。此外，由于在注入期间的真空压力改变速度，基于变化的真空状态的主扫描波形的连续改变由于计算限制所造成的固有延迟而在技术上难以实施。因此，发明人提供一种用于在光阻释气期间改进快速扫描方向上的注入均匀性的方法及装置。该方法包括产生具有基本上恒定斜率的主扫描波形，该恒定斜率使离子束以基本上恒定的速度在工件上移动。也产生具有固定高度及波形的补偿波形(例如，自左向右的线性剂量变化的二次波形)，且将该补偿波形添加至(例如，通过可变混频器)主扫描波形以形成提供至扫描装置的束扫描波形。可响应于基本上瞬时的真空压力信号来调节主扫描波形与补偿波形之间的混合比率。与连续修改主扫描波形相比较，该调节可以以高出很多的速度来执行且具有更大的简易性。将补偿(例如，二次)波形添加至主扫描波形提供了包括非恒定斜率的束扫描波形，该非恒定斜率在离子束横越晶片移动时改变离子束的速度。在一个具体实施例中，将二次补偿波形添加至具有基本上恒定的斜率的主扫描波形以产生束扫描波形(即，该添加改变具有二次波形的补偿波形与具有基本上恒定的斜率的主扫描波形之间的混合比率)，该束扫描波形解决压力改变的问题。具体地，通过根据测量的压力状态混合主扫描波形与变化量的二次补偿波形来修改束扫描波形，以在压力大时产生自左向右增大的扫描速度变化(例如，自左向右从较低速度至较高速度移动离子束)及在压力小时产生减小的速度变化(即，恒定的扫描速度)。因此，具有非恒定斜率的所得束扫描波形能够解决沿着快速扫描方向由于压力改变而造成的剂量的不均匀问题。图4显不用于响应于压力改变(例如，由于光阻释气)而改进快速扫描方向上的注入均匀性的例示性方法400。该方法通过将补偿波形(例如，二次波形)与主扫描波形相加或混合来改变主扫描波形的基本上线性的斜率，从而产生包括主扫描波形与补偿波形之间的可变混合比率的束扫描波形(具有非线性斜率)。虽然在下文将方法400显示及说明为一系列动作或事件，但将了解不应以限制意义来解释这种动作或事件的所述排序。例如，一些动作可以以不同顺序发生和/或与除本文中所示和/或说明的动作或事件之外的其他动作或事件同时发生。另外，并不需要所有所述的动作来实施本文中本发明的一个或多个方面或实施例。另外，可在一个或多个单独动作及/或阶段中执行本文所述的动作中的一个或多个。在402处产生主扫描波形。主扫描波形为包括电压或电流的波形，所述电压或电流被施加至扫描装置(例如，扫描板)，以在离子束在工件上扫描时控制离子束的运动(例如，瞬时位置)。在一个实施例中，主扫描波形可包括诸如三角形波形的分段线性函数(例如，具有主扫描波形的具有不同恒定斜率的范围的各段或子范围的函数)，其中该函数的所有段包括具有相等量值的斜率(例如，+m、-m)。具有恒定斜率的这种主扫描波形被构造成产生以基本上一致的速度横移过工件的离子束，从而导致在整个工件上基本上均匀的注入剂量。在一个实施例中，主扫描波形可包括轻微补偿以使束扫描方向(即，快速扫描方向)上的注入均匀性均匀，但通常由于真空状态的变化，该主扫描波形在整个注入期间将不改变其振幅或波形。在404处产生补偿波形。该补偿波形可包括具有以下形状(例如，多项式形状)的波形:该形状将允许该补充波形补偿沿着束线(例如，由于光阻释气沿着终端站处的离子束的扫描路径)的压力改变的有害效果。在一个实施例中，补偿波形可包括具有固定高度及波形的二次波形(例如，具有ax2+bx+c的形状的波形)。二次补偿波形可被构造成在每次离子束横越晶片扫描时周期性地重复二次波形，从而解决由于光阻释气而产生的周期性压力改变问题(例如，周期性压力改变如图3A中所示)。在可选实施例中，补偿波形可包括被构造成提供对主扫描波形的校正的高阶多项式函数(例如，四次、五次、六次等)。这种高阶多项式函数可允许沿着束线测量的压力非均匀性的更精确校正。可通过各种方式来产生补偿波形。在一个实施例中，可通过不同于产生主扫描波形的波发生器的波发生器来产生补偿波形。在可选实施例中，一个或多个计算机可被构造成产生主扫描波形和补偿波形，其中该一个或多个计算机根据软件程序(例如，储存于计算机可读取介质上的软件程序)来混合主扫描波形与补偿波形。在406处调节补偿波形的振幅。在一个实施例中，可响应于基本上瞬时的真空压力测量值(例如，对应于存在于处理室中的释气水平的压力测量值)将补偿波形的振幅调节成较大或较小振幅。在一个实施例中，可以与主扫描波形的振幅成比例地调节补偿波形的振幅，使得补偿波形的最大混合比率保持恒定而与主扫描波形的振幅无关(例如，可针对不同离子能及电荷状态值来调节主扫描波形的振幅，以获得恒定扫描宽度)。在一个实施例中，其中沿着快速束扫描的非均匀性的斜率为相反的(即，在较长路径长度上的剂量较高)，可使补偿波形的极性反转。在408处将主扫描波形与调节的补偿波形加到一起(也即，混合在一起)以形成束扫描波形。主扫描波形与可变补偿波形的相加允许调节所述波形之间的混合比率，从而产生可容易控制的束扫描波形。在一个实施例中，补偿波形与主扫描波形的总和产生包括对主扫描波形的线性斜率校正的束扫描波形。换句话说，二次补偿波形可减小针对晶片的一部分的波形的斜率(例如，引起离子束在扫描的该部分期间减速)，并增加针对晶片的另一部分的波形的斜率(例如，引起离子束在扫描的该部分期间加速)。因此，由补偿波形提供的线性斜率校正解决沿着快速扫描方向的剂量的线性非均匀问题。在一个实例中，补偿波形被构造成在测量到大的压力时(即，当光致抗蚀剂释气的量大时)引起沿着束扫描方向的大的写入速度变化。可选地，补偿波形可被构造成在测量到小的压力时(例如，二次分量与几乎纯三角波形的零混合)提供几乎恒定的速度。在一个实施例中，可通过瞬时真空压力信号来调节混合比率，与连续修改扫描波形相比较，该调节可以以高很多的速度执行且简单。调节补偿波与主扫描波形之间的混合比率引起所获得的束扫描波形的斜率成为非线性，从而产生以非恒定速度横越工件前进的离子束。例如，补偿波形可被构造成使离子束在开始缓慢且接着逐渐加速的运动中横越晶片(例如，自右向左)移动，从而允许离子束通过在扫描的一侧提供较少剂量而在另一侧提供过多剂量来补偿压力改变。因此，补偿波形引入对主扫描波形的补偿，此情形允许补偿波形解决压力改变的问题。在410处，将束扫描波形提供至束扫描装置。在一个实施例中，扫描装置可利用束扫描波形将电压施加至两个或更多个扫描板，所述扫描板被定位成使用电场来偏转离子束。可以以基于释气压力而调谐束电流的方式来反复地执行动作402至410。例如将了解，在方法400中，可在离子注入束的操作期间动态地调节补偿波形。补偿波形的动态调节允许扫描系统解决光阻释气改变的问题(当发生改变时)，从而允许扫描系统在整个工件的表面上保持恒定的离子束电流。例如，如果未检测到压力改变，则保持补偿波形的振幅。然而，如果检测到压力改变，则可增加或减少补偿波形的振幅，从而调节混合比率及改变束扫描特性(例如，速度)且解决压力改变的问题。因此，通过动态地调节补偿波形的振幅，可修改扫描波形以解决压力的动态改变而无需改变扫描波形。图5显示如本文中所提供的扫描系统的实施例。如图5中所示，扫描系统500可包括第一波发生器502和第二波发生器504。加法器508被构造成将第一波发生器与第二波发生器的输出相加，以产生输出至扫描装置510的束扫描波形。第一波发生器502被构造成产生主扫描波形。该主扫描波形可包括诸如三角形波形的分段线性函数，其中该函数的所有段包括具有相等量值的斜率(例如，+m、-m)。在一个实施例中，该主扫描波形可包括必要校正，以解决慢速扫描方向上的局部均匀性不规则的问题。第二波发生器504被构造成产生补偿波形。在一个实施例中，补偿波形包括具有固定高度的二次波形。二次补偿波形可被构造成在基本上等于扫描波形的周期的时间内周期性地重复二次波形两次。例如，三角形波形将具有允许离子束横越工件两次(一次自左向右，一次自右向左)的周期。二次补偿波形可在该周期内重复两次，从而允许二次补偿波形补偿在每一个方向上驱动离子束的扫描波形。
在一个实施例中，振幅调节装置506耦接至第二波发生器504。振幅调节电路被构造成以混合比率k来增加补偿(例如，二次)波形。可在混合扫描波形与补偿波形之前先使补偿波形的混合比率k变化。输出至扫描装置的束扫描波形因此等于Vstl (t) +k*VCl (t)，其中Vstl为扫描波形且Vc1为补偿波形。在一个实施例中，混合比率k可在-1与I之间变化，大部分非常接近O左右，且对于I %补偿典型地在-0.01与0.01之间。由于k实时改变，因此可通过离子的能量和种类来预先确定k的正负号(这是由于在高能下，k的正负号可能倒转且k的量值实时获得)。如图5中所示，在一个实施例中，振幅调节装置506可包括耦接至压力监视器的可变补偿衰减器。可变补偿衰减器可被构造成在将补偿波形与扫描波形相加之前先对补偿波形作用。在图6A中所示的替代实施例中，振幅调节装置可通过利用第一边缘法拉第杯602和第二边缘法拉第杯604测量扫描的束宽度的两端处的束电流来确定混合比率k。如图6A中所示，可将边缘法拉第杯602和604放置于角度校正磁体606的最近出口处。在一个实施例中，可将两个杯的束电流相加到一起(例如，在608处)以用于慢速机械扫描速度(正交于束扫描方向)，而将两杯之间的差用于导出混合比率k的值。在另一个可选实施例中，如图6B中所示，振幅调节装置可通过以下步骤来确定混合比率k:使用压力传感器616测量沿着束线的压力以及使用所测量的压力导出混合比率k的值。如图6B中所示，压力传感器616位于终端站610处，然而将了解可将压力传感器放置于沿着束线的各个位置处。可实时调节主扫描信号与补偿信号之间的混合比率，从而允许根据不同真空状态来连续改变束扫描波形。例如，当不存在释气时，振幅调节装置可将补偿波形的振幅减少至零，从而引起补偿波形对扫描波形不提供补偿。可选地，当释气增加时，振幅调节装置可增加补偿波形的振幅，从而引起补偿波形对扫描波形提供增加的补偿。图7A至8B显示本文中所提供的本发明的具体实例。更具体地，图7A至图8B显示如由如本文中所提供的方法及装置提供的主扫描波形、补偿波形和束扫描波形。图7A为显示例示性主扫描波形的电压与时间曲线图702，该主扫描波形包括产生(例如，由图4的第一波发生器产生)以沿着快速扫描方向来回操控离子束的三角形分段函数。从时间h至时间t1/2，主扫描波形具有在第一方向上(例如，自左向右)驱动离子束的正斜率。从时间t1/2至时间h，主扫描波形具有在与第一方向相反的第二方向上(例如，自右向左)驱动离子束的负斜率。图7B为显示图7A中所示的主扫描波形的导数的dV/dt与时间曲线图704。图7B显示电压的斜率在主要线性恒定正斜率与主要线性恒定负斜率之间变化。将了解，dV/dt曲线图中所示的斜率值表示离子束横越工件扫描的速度。例如，在一时间周期内的恒定斜率表示离子束在该时间周期期间以恒定速度移动。因此，如图7B中所示，具有恒定斜率的主扫描波形被设计成在工件表面上提供均等的扫描速率。例如，主扫描波形从时间h至t1/2具有恒定正斜率，从而导致将离子束从工件的左侧向工件的右侧引导的电场的恒定改变率。从时间t1/2至h，主扫描波形具有恒定负斜率，从而导致将离子束从工件的右侧向工件的左侧引导的电场的恒定改变率。图7C为显示由第二波发生器产生的用以补偿沿着离子束线的压力变化的二次补偿波形的电压与时间曲线图。二次补偿波形具有固定高度h和基于二次波形变化的振幅。如图7C中所示，二次补偿波形具有以下形式:V2 (t) = at* (t_t1/2)其中t为时间，且t1/2为原始扫描波形的半周期(例如，对于IKHZ扫描为500微秒)。图8A显示图7A和图7C中所示的主扫描波形与二次补偿波形的相加。二次补偿波形与主扫描波形的相加产生具有不同于主扫描波形的线性斜率(dV/dt)的束扫描波形。换言之，二次补偿波形804改变主扫描波形802的斜率，使得提供至扫描系统(例如，至扫描板)的束扫描波形806包括对真空水平的任何改变的补偿。例如，可在沿着束线(例如，在处理室中)的真空水平由于光阻释气的增加而下降时修改主扫描波形802的线性斜率，以减慢离子束在工件的第一侧上的扫描速度(例如，因此增加第一侧上的注入离子的密度)，且增加离子束在工件的第二相对侧上的扫描速度(例如，因此降低第二侧上的注入·离子的密度)。可选地，可在由于光阻释气的减少而提高真空时修改主扫描波形802的线性斜率，以通过使用离子束的均匀扫描速度来使横越工件的注入密度均衡。图8B为显示主扫描波形802与二次补偿波形804的相加的导数的束扫描波形808的电压与时间曲线图。如图SB中可见，束扫描波形808的斜率不再为线性，且因此离子束将不以恒定速度横越工件前进。事实上如图8B中所示，束扫描波形808的时间导数为倾斜。因此，从h至t1/2，离子束将在横越工件开始缓慢且接着逐渐加速的运动中横越工件自右向左移动(显示为束扫描波形电压随着时间增加)。类似地，从时间〖1/2至&，束扫描波形将使离子束在开始迅速且接着逐渐减速的运动中横越工件自左向右移动(显示为扫描电压随着时间减小)。因此，如图7A至图8B中所示的实例中所提供，二次补偿波形已引入对主扫描波形的补偿，该补偿允许所获得的束扫描波形解决压力改变的问题。随着处理室内的压力的增加或减少，二次补偿波形的振幅可增加或减少，从而导致扫描电压的较大改变(和扫描离子束的速度的较大改变)。图9显示可选实施例，其中计算机系统被构造成改进光阻释气期间的注入均匀性。该计算机系统被构造成产生主扫描波形和补偿波形。接着将主扫描波形与补偿波形相加或混合，以产生提供至束扫描装置的束扫描波形。将了解的是计算机系统以软件执行所述操作，且因此并不需要实体波发生器。如图9中所示，系统910包括计算装置912，计算装置912被构造成操作软件(例如，储存于存储器中或作为计算机可读取指令储存于一个或多个计算机可读取介质上)，以产生如本文中所提供的一个或多个实施例中所提供的主扫描波形和补偿波形。在一个构造中，计算装置912包括至少一个处理单元916和存储器918。该结构在图9中由虚线914显
/Jn ο装置912也可以包括输入装置924(例如，键盘、鼠标和/或任何其他输入装置)、输出装置922 (例如，一个或多个显示器、扬声器、打印机和/或任何其他输出装置)、以及被构造成经由网络928通信至其他计算装置930的通信装置926。尽管已将本发明描述为一种用于产生补偿波形以补偿由于释气而产生的压力改变的方法，但将了解的是本文中所提供的方法和装置可用于广泛范围的应用中。此外，尽管已关于特定发面及实施方案显示和说明本发明，但将了解的是本领域的普通技术人员在阅读及理解本说明书及附图后将会想到等效替换形式及修改。具体地关于由上述部件(组件、装置、电路、系统等)执行的各种功能而言，用于描述这种部件的术语(包括对“方法”的参考)意指对应于(除非另外提及)执行所述部件的指定功能的任何部件(即，在功能上等效)，即使在结构上并不等效于执行本文中经说明为本发明的例示性实施方案的功能的所揭示结构也如此。就此而言，也将认识到，本发明包括具有用于执行本发明的各种方法的步骤的计算机可执行指令的计算机可读介质。另外，虽然已关于多个实施方案中的仅一个揭示本发明的特定特征，但这种特征可与其他实施方案的一个或多个其他特征组合，使其对于任何给定或特定应用而言可为所需要的且有利的。此外，就术语“包括”、“具有”及其变形用于说明书和权利要求书中的范围而言，所述术语意指以类似于术语“包含”的方式而为包括性的。
权利要求
1.一种离子注入系统，包括: 第一波发生器，所述第一波发生器被构造成产生具有基本上线性的斜率的主扫描波形； 第二波发生器，所述第二波发生器被构造成产生补偿波形；和 加法器，所述加法器被构造成通过将所述主扫描波形与所述补偿波形相加而提供束扫描波形； 其中，所述补偿波形被选择成具有波形和振幅，所述波形和所述振幅被设置成以解决沿着快速扫描方向的离子束的剂量的非均匀性的方式来修改所述主扫描波形的斜率。
2.按权利要求1所述的离子注入系统，其中，所述束扫描波形包括引起所述离子束在该离子束横越工件移动时逐渐增加或减小所述离子束的速度的斜率。
3.按权利要求1所述的离子注入系统，其中，所述补偿波形包括二次波形。
4.按权利要求1所述的离子注入系统，其中，所述主扫描波形基本上不受所述离子注入系统中的压力改变的影响。
5.按权利要求1所述的离子注入系统，还包括调节装置，所述调节装置耦接至所述第二波发生器并被构造成以混合比率来调节所述补偿波形的振幅。
6.按权利要求5所述的离子注入系统，其中，所述调节装置包括可变补偿衰减器。
7.按权利要求5所述的离子注入系统，其中，所述混合比率基于从位于所述离子束的相对侧的第一边缘法拉第杯和第二边缘法拉第杯所获得的测量结果来确定。
8.按权利要求5所述的离子注入系统，其中，所述混合比率基于从沿着束线定位的压力传感器所获得的测量结果来确定。
9.按权利要求5所述的离子注入系统，其中，所述调节装置被构造成基于在终端站处所测量的压力来动态地修改所述补偿波形的振幅。
10.按权利要求1所述的离子注入系统，其中，所述补偿波形的波形和振幅能够响应于所述第二波发生器所接收的基本上瞬时的压力测量值来调节。
11.一种用于改进离子注入系统的注入均匀性的方法，包括以下步骤: 产生具有分段线性斜率的主扫描波形； 产生补偿波形；和 将所述补偿波形与所述主扫描波形相加，以产生用于引导离子注入束的束扫描波形； 其中，所述补偿波形被选择成具有波形和振幅，所述波形和所述振幅被构造成以解决沿着快速扫描方向的离子束的剂量的非均匀性的方式来修改所述主扫描波形的斜率。
12.按权利要求11所述的方法，还包括以下步骤: 调节所述补偿波形的振幅以使所述主扫描波形与所述补偿波形之间的混合比率变化。
13.按权利要求12所述的方法，其中，所述补偿波形包括二次波形。
14.按权利要求13所述的方法，其中，所述二次波形具有V2(t)=at*(t-l1/2)的形式。
15.按权利要求12所述的方法，其中，所述混合比率基于从位于所述离子束的一个边缘处的第一边缘法拉第杯和位于所述离子束的一个相对边缘处的第二边缘法拉第杯所获得的测量结果来确定。
16.按权利要求12所述的方法，其中，所述补偿波形的振幅能够以与所述主扫描波形的振幅成比例的方式来调节， 使得所述补偿波形的最大混合比率保持恒定而与所述主扫描波形的振幅无关。
17.按权利要求12所述的方法，其中，所述混合比率基于从沿着束线定位的压力传感器获得的测量结果来确定。
18.按权利要求12所述的方法，其中，所述方法体现于计算机可读介质上。
19.按权利要求11所述的方法，其中，所述束扫描波形包括引起所述离子束在该离子束横越工件移动时逐渐增加或减小所述离子束的速度的斜率。
20.一种离子注入系统，包括: 第一波发生器，所述第一波发生器被构造成产生具有基本上分段线性的斜率的主扫描波形，所述主扫描波形被构造成在工件上提供基本上一致的离子束扫描速度； 第二波发生器，所述第二波发生器被构造成产生补偿波形；和 加法器，所述加法器被构造成将束扫描波形提供至束扫描装置，其中所述束扫描波形通过将所述主扫描波形与所述补偿波形相加而形成； 其中: 所述补偿波形被选择成具有波形和振幅，所述波形和所述振幅被设置成响应于所述第二波发生器所接收的基本上瞬时的压力测量值来修改所述主扫描波形的斜率；以及 所述束扫描波形包括引起离子束在该离子束横越所述工件移动时增加或减小所述离子束的速度的非线性 斜率。
全文摘要
本发明提供一种用于改进经历沿着束线的压力增加的离子束的注入均匀性的方法及装置。该方法包括产生以基本上恒定的速度横越工件来移动离子束的主扫描波形。也产生具有固定高度和波形的补偿波形(例如，二次波形)，且将该补偿波形与主扫描波形混合(例如，通过可变混频器)以形成束扫描波形。可通过瞬时真空压力信号来调节混合比率，与连续修改扫描波形相比较，该调节可以以高很多的速度执行且更简单。该混合提供包括非恒定斜率的束扫描波形，该非恒定斜率在离子束横越工件移动时改变离子束的速度。因此，具有非恒定斜率的所获得的束扫描波形能够解决沿着快速扫描方向的剂量中的压力非均匀性问题。
文档编号H01J37/244GK103098167SQ201180012345
公开日2013年5月8日 申请日期2011年3月4日 优先权日2010年3月4日
发明者佐藤秀 申请人:艾克塞利斯科技公司