专利名称：用于离子注入的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于半导体晶片和其它工件的离子注入的系统和方法，更具体地说，涉及用于离子注入的系统和方法，其中扫描线有可变的空间频率被用来控制剂量准确性而且剂量均匀性。
本发明的背景技术离子注入是用来把改变导电率的杂质引入半导体晶片的标准技术。在离子源中预期的杂质材料被离子化，离子被加速成有规定能量的离子束，而且离子束对准晶片的表面。束中的高能离子刺入半导体材料的主体并且嵌入半导体材料的晶格，形成导电率符合要求的区域。
离子注入系统通常包括用来把气体或固体材料转换成定义明确的离子束的离子源。离子束首先通过质谱分析，除去不符合要求的离子种类，然后被加速到预期的能量并且被引导到目标平面上。大多数离子注入机使用在两个尺寸方面都比晶片小得多的离子束，而且通过用电子方法让离子束扫过、通过机械地移动晶片或通过束扫描和晶片移动的组合使来自离子束的剂量分布在晶片上。利用电子束扫描和晶片机械运动的组合的离子注入机是在1990年5月1日授权给Berrian等人的揭露在美国专利第4,922,106号和1990年12月25日授权给Berrian等人的美国专利第4,980,562号中揭示的。这些专利描述在这样的系统中用于扫描和剂量学控制的技术。
离子注入机中的扫描和剂量控制系统的重要目标是剂量准确性和剂量均匀性。换言之，离子注入机需要把规定剂量的搀杂原子注入晶片并且在晶片的表面上实现规定的剂量均匀性。为了实现剂量均匀性和剂量准确性，现有技术的离子注入机已利用可变的电子扫描速度和几乎不变的机械平移速度，从而导致在晶片表面上间隔均匀的扫描线。晶片的完全注入可能涉及在晶片上完全经过几次直到实现预期的总剂量。扫描线之间的间隔通常小于射束在机械平移方向上的高度，以保证扫描线的重叠和实现剂量均匀性。
如同人们注意到的那样，典型的注入方案可能涉及在晶片上多次完全通过。射束在注入期间按某种时间间隔测量束电流的法拉第杯上被电子扫描。剂量测量结果被用来产生被注入晶片的剂量图。因为剂量图以实测的束电流为基础，所以束电流的变化被考虑进去。剂量控制系统是通过把剂量图与规定的剂量图进行比较对它进行评估的。在实际剂量小于规定剂量的区域，剂量修正扫描被完成。
然而，在某些条件下，利用现有技术的剂量控制算法，剂量修正可能是不可能的。具体地说，扫描系统可能以能够被施于晶片的最小剂量修正为特色。最小的修正来源于下述事实，即离子束电流在给定的注入期间实质上是固定的，而电子扫描速度具有基于扫描放大器特性的最大值。因此，能够被施于晶片的剂量修正有下限。如果必要的剂量修正小于最小的修正，用现有的扫描技术，不能实现预期的剂量。如果最小的修正在这种情况下被施于晶片，则实际的剂量将超过预期的剂量。如果最小的修正不被施于晶片，则实际的剂量仍然小于预期的剂量。
因此，需要有一种改进的离子注入方法和装置。
本发明的概述本发明连同离子注入机一起予以描述，其中离子束在一个方向上通常被水平地电子扫描，而晶片或其它工件在第二方向上通常被垂直地机械平移，以使离子束分布在晶片表面上。离子束的电子扫描产生扫描线，而晶片的机械平移使扫描线分布在晶片的表面上。扫描线在晶片上的空间频率是受控的，以便控制剂量和剂量均匀性。
依照本发明的第一方面，提供一种用于工件的离子注入的方法。该方法包括产生阴离子束；让离子束在第一方向上扫过工件以产生扫描线；相对于离子束在第二方向上这样平移工件，以致扫描线分布在工件上；以及依照预期的剂量图控制扫描线在工件上的空间频率。
依照本发明的另一方面，提供一种用于工件的离子注入的方法。该方法包括产生离子束，让离子束在第一方向上扫过工件以产生扫描线，相对于离子束在第二方向上这样平移工件，以致扫描线以标准的空间频率分布在工件上；获取工件的剂量图；以及如果已取得的剂量图不在技术要求范围之内，而且必要的剂量修正小于用扫描线的标准空间频率能够获得的最小剂量修正，则开始剂量修正注入并且在剂量修正注入期间控制扫描线的空间频率。
控制扫描线的空间频率的步骤可能包括(a)选择一组具有标准的空间频率的n条扫描线，其中n代表在这组中扫描线的数目；(b)确定最小剂量修正除以数目n是否小于或等于必要的剂量修正；(c)如果最小剂量修正除以数目n小于或等于必要的剂量修正，则在被选定的扫描线组上开始离子束的扫描；以及(d)如果最小剂量修正除以数目n不小于或等于必要的剂量修正而且在被选定的扫描线组中扫描线的数目n小于最大值，则在扫描线组中扫描线数目n加一并且重复步骤(b)-(d)。当在被选定的扫描线组中扫描线的数目n等于最大值而最小剂量修正除以数目n不小于或等于必要的剂量修正的时候，或在扫描之后，下一组n条扫描线以相同的方式被选择和评估。这个程序在整组扫描线或其子集上重复，然后整个程序可能被重复，直到剂量图在技术要求范围之内。
依照本发明的第三方面，提供离子注入装置。该离子注入装置包括用来产生离子束的离子束发生器；用来使离子束在第一方向上扫过工件以产生扫描线的扫描器；用来使工件相对于离子束在第二方向上平移使扫描线按标准的空间频率分布在工件上的机械平移装置；用来获得工件的剂量图的剂量测量系统；以及用来在已取得的剂量图不在技术要求范围之内而且必要的剂量修正小于用扫描线的标准空间频率能够获得的最小量剂量修正的情况下开始剂量修正注入并且在剂量修正注入期间控制扫描线的空间频率的控制器。
附图简要说明为了更好地理解本发明，参阅通过引证被并入的附图，其中
图1是适合实现本发明的离子注入机的示意俯视图2是图1的离子注入机的示意侧视图；图3A是在离子束在晶片中央附近被中断的情况下施加剂量(百分比)随扫描线变化的曲线图；图3B是在现有技术的剂量控制算法被用来修正图3A所示的剂量分布的情况下施加剂量(百分比)随扫描线变化的曲线图；图3C是在依照本发明的实施方案的剂量控制算法被用来修正图3A所示的剂量分布的情况下施加剂量(百分比)随扫描线变化的曲线图；图4是依照本发明的实施方案用于包括剂量控制的离子注入的程序的流程图；而图5是图4所示的可变空间频率剂量修正算法的实施方案的流程图。
本发明的详细说明适合与本发明合并的离子注入机的实施方案的方框图被示于图1和图2。图1是俯视图，而图2是侧视图。在图1和图2中相似的要素具有相同的参考数字。
离子束发生器10产生所需物种的离子束，把离子束中的离子加速到预期的能量，完成离子束的质谱/能谱分析以除去能量和质量污染和提供具有低水平的能量和质量污染的高能离子束12。包括扫描器20、角度修正器24和扫描发生器26的扫描系统16使离子束偏转，以产生具有平行或几乎平行的离子轨道的经扫描的离子束50。
终端站32包括把半导体晶片34或其它工件这样支撑在扫描离子束30的路径中的台板36上，以致所需物种的离子被注入半导体晶片34。终端站32可能包括用来监视离子束的剂量和剂量均匀性的法拉第杯38。
如图2所示，离子注入机包括用来在垂直方向机械地移动台板36和晶片34的机械平移系统40。机械平移系统40包括与台板36机械耦合的平移驱动器42和用来测知台板36的垂直位置的位置传感器44。系统控制器50接收来自法拉第杯38和位置传感器44的信号并且把控制信号提供给扫描发生器36和平移驱动器42。例如，系统控制器50可能是作为有适当的存储器和其它外设装置的编程的通用微处理器被实现的。系统控制器50优选包括剂量控制系统。
离子束发生器10可能包括离子束源60、源过滤器62、加速/减速柱64和质谱分析器70。源过滤器2优选被放在靠近离子束源60的位置。加速/减速柱64被放置在源过滤器62和质谱分析器70之间。质谱分析器70包括偶极分析磁体72和有分辨孔76的孔板74。
扫描器20(它可能是静电扫描器)使离子束12偏转，以产生轨道从扫描原点80发散的扫描离子束。扫描器20可能包括与扫描发生器26相连的被隔开的扫描板。扫描发生器26施加扫描电压波形(例如三角形的波形)，以便依照扫描板之间的电场扫描离子束。离子束通常是在水平平面中扫描的。
角度修正器24被设计成使扫描离子束中的离子偏转，以产生离子轨道平行的扫描离子束30，从而使扫描离子束集中。具体地说，角度修正器24可能包括为了定义间隙而被隔开的磁极靴和与电源耦合的励磁线圈(未示出)。扫描离子束穿过磁极靴之间的间隙并且依照间隙中的磁场偏转。磁场可以通过改变经过励磁线圈的电流得到调整。
在操作中，扫描系统16使离子束12在水平方向上扫过晶片34，而机械平移系统40相对于扫描离子束30垂直地平移台板36和晶片34。扫描系统16在晶片34的表面上产生扫描线。离子束12的电子扫描和晶片34的机械平移的组合使扫描线分布在晶片34的表面上。当台板36处于被降低的位置的时候，用法拉第杯38测量离子束电流，而且把代表离子束电流的信号提供给系统控制器50。在另一个实施方案中，法拉第杯位置与晶片34毗连并且被间歇地扫描。电子扫描速度能够随着射束的水平位置变化，以实现剂量均匀。
对于给定的束电流和扫描方案，为了达到预期的剂量，典型的半导体晶片注入包括在晶片上多次完全通过。例如，为了达到规定的剂量可能需要在晶片上完全通过十次，而为了达到更高的剂量水平可能需要通过更多的次数。“通过”指的是使离子束分布在晶片上的组合的电子扫描和机械平移。在一个例子中，离子束被电子扫描和机械平移，以产生每英寸大约40条扫描线的标准空间频率。因此，大的晶片可能需要数百条扫描线才能完全通过。通常，离子束在机械平移方向有大约1厘米以上的高度。因此，空间频率为每英寸40条扫描线的扫描方案将造成扫描线重叠而且促进剂量均匀性。在注入期间，剂量图是依据离子束电流的测量结果产生的。剂量图代表在晶片的表面区域上的离子剂量，因此提供晶片的剂量分布曲线，包括剂量和剂量均匀性两者。当注入继续进行和在晶片上完成每次通过的时候，更新剂量图，而且将剂量水平在晶片上的多个位置与预期的剂量水平进行比较。当预期的剂量水平到达的时候，注入结束。
偏离预期的剂量图可能起因于许多的来源，包括离子束瞬态干扰和离子束漂移。除此之外，离子注入机通常被互锁，以便在注入室中的压力由于(例如)光刻胶除气作用超出规定的极限的情况下关掉离子束。当压力超出规定的极限的时候，离子束在预期的压力被恢复之前被关掉。因此，给定的注入受离子束电流变化(包括关掉离子束)的支配。这样的离子束电流变化对剂量图产生不利的影响。
参照图3A，剂量图被展示，其中用预期剂量的百分比表示的施加剂量中作为扫描线数目的函数被绘制成曲线。在图3A的例子中，注入有600条扫描线，其中扫描线0代表晶片的底部，而扫描线600代表晶片的顶端。剂量曲线100图解说明离子束从扫描线0到200被中断，然后在扫描线200和400之间被逐渐恢复的例子。人们能够看到在晶片的下半部分剂量大大低于预期的剂量。
依照现有技术的剂量控制算法对图3A的束电流中断的响应被展示在图3B中。剂量控制系统通过将用剂量图表示的实际剂量与预期剂量进行比较确定剂量在晶片的下半部分处于技术要求范围以下。为了把晶片下半部分中的剂量增加到100％的规定剂量，剂量修正注入被执行。这是这样进行的，即用具有标准空间频率的扫描线扫描晶片的下半部分，直到实际剂量尽可能接近规定剂量为止。
如图3B所示，剂量曲线110在晶片中心附近呈现实际剂量低于预期剂量的区域112。造成区域112中剂量降低的原因如下。区域112的位置与图3A中剂量略低于预期剂量的区域114相对应。因此，在区域114中比较小的剂量修正是必要的。然而，现有技术的剂量控制系统是以可能施加的最小剂量修正为特色的。最小的修正起因于离子束电流和那扫描方案是固定的这一事实。
在上述的例子中标准空间频率为每英寸40条扫描线的扫描方案被用来保证晶片表面上的剂量均匀性。剂量修正能通过增加电子扫描速度借此减少单位面积注入的离子数目而被减少。然而，电子扫描速度具有由扫描发生器26(图2)的特性确定的最大值。因此，现有技术的剂量控制系统受用扫描线的标准空间频率可能获得的最小剂量修正的限制。最小剂量修正随注入处方变化，但是可能高5％到10％。如果在区域114之类的最小剂量修正大于必要的剂量修正的区域中使用最小剂量修正扫描晶片，则实际的剂量将超过预期的剂量。为了避免超过预期的剂量，剂量控制系统通常是编程的。因此，在最小的剂量修正大于必要的剂量修正的情况下，最小剂量修正不被应用，因此区域112是剂量不足的。这样的剂量不足对于半导体制造商可能是无法接受的。
依照本发明的特征，为了获得预期的剂量分布曲线，扫描线的空间频率是受控的。具体地说，扫描线的空间频率在需要的剂量修正小于用扫描线的标准空间频率能获得的最小剂量修正的晶片区域中降低。一组具有标准空间频率的扫描线可能是用单一的扫描线扫描的。因此，例如，具有标准空间频率的三条扫描线(每条需要三分之一最小剂量修正)是用横过三条扫描线的中心的单一的扫描修正的。对于横过整个晶片表面或晶片表面的某个选定部份的数组扫描线，这个程序可能被重复。这项技术依赖下述事实，即在机械平移方向离子束的高度大于对应于扫描线的标准空间频率的扫描线间隔。一组扫描线被定义为具有扫描方案的标准空间频率的两条以上邻近的扫描线。组中的扫描线数目是依照必要的剂量修正的大小确定的。组中扫描线数目的最大值取决于在机械平移方向离子束的高度。这项技术产生预期的剂量图，例如，如同在图3C中用剂量曲线120图解说明的那样。在利用本发明的时候，能够用扫描线的标准空间频率获得的最小剂量修正不再设置关于剂量修正的下限。
在一组扫描线中具有标准空间频率的扫描线的数目n可以通过用扫描线的标准空间频率可获得的最小剂量修正除以必要剂量修正被选定。因此，例如，在最小剂量修正是10％，而必要的剂量修正是2％的情况下，组中扫描线的数目n是10/2＝5。如果最小剂量修正除以必要的剂量修正得到的数目n不是整数值，那么n的数值被圆整到下一个较高的整数。在在下面描述的等价程序中，一组具有小扫描线数目n的扫描线被选定，而且数目n被加一，直到最小剂量修正除以数目n小于或等于必要的剂量修正为止。组中扫描线的数目n可以依照剂量图在晶片的表面上随着必要的剂量修正改变而改变。组中扫描线的最大数目n_max可以通过在机械扫描方向的离子束高度除以扫描线之间的标准间隔确定。这保证扫描线组中单一的扫描覆盖组中所有的扫描线。
用于包括依照本发明的实施方案的剂量控制的离子注入机的程序的流程图被示于图4。该程序是在系统控制器50(图2)中用软件实现的并且被用来控制扫描发生器26和平移驱动器42。
参照图4，离子束在步骤200中产生。离子束可以用图1所示的上述的离子束发生器10产生。在步骤202中，离子束借助扫描系统16在第一方向上扫过半导体晶片或其它工件，而且晶片借助机械平移系统40相对于扫描离子束在第二方向上平移。注入依照规定的注入处方被完成，从而在晶片上提供规定剂量的搀杂离子。必要的剂量准确性和剂量均匀性通常优于1％。
在步骤204中，晶片的剂量图被获得。剂量图是借助系统控制器50作为对在注入期间用法拉第杯38实测的离子束电流的响应产生的。剂量图代表半导体晶片的剂量分布曲线，它包括剂量和剂量均匀性。剂量图可能是随着注入继续进行逐渐累积而成的。注入可能需要在晶片表面上完全通过一次以上。
在步骤206中，做出关于剂量修正是否必要的决定。已取得的剂量图通常是通过在剂量图中的多个位置把来自处方的规定剂量与实测的剂量进行比较进行评估的。关于剂量修正是否必要的决定可以以剂量图是否满足有关于剂量和剂量均匀性的预定的标准为基础。在一个实施方案中，如果(1)已取得的剂量图的均匀性小于规定值(这种情况在注入期间随时可能发生)，或(2)预期的剂量和实测的剂量之间的差异小于最小的剂量修正，不论已取得的剂量图是否是均匀的(这种情况发生在快结束注入的时候)，则剂量修正是必要的。如果剂量修正不是必要的，那么注入继续进行，直到预期的剂量被注入为止。
如果在步骤206中确定剂量修正不是必要的，那么在步骤208中确定注入是否完成。如果就剂量和剂量均匀性而论注入已完成，那么程序在步骤210中结束。如果在步骤208中确定注入尚未完成，则程序返回步骤202，再一次让离子束扫过工件和平移晶片。典型的注入可能需要在半导体晶片上完全扫描或通过多次。
如果在步骤206中确定剂量修正是必要的，程序进入步骤212。在步骤212中，确定必要的剂量修正是否小于用扫描线的标准空间频率能获得的最小剂量修正。通常作为已知量的最小剂量修正是离子束电流、离子束横截面积、最大的扫描速度和扫描线的标准空间频率的函数。如果在步骤212中确定必要的剂量修正不小于最小的剂量修正，则在步骤214中利用传统的剂量修正算法。为了获得预期的剂量分布，传统的剂量修正算法可以包括调整扫描波形。更明确地说，在需要增加剂量的区域中可以降低扫描速度，而在需要减少剂量的区域中可以增加扫描速度。然后，程序返回步骤202，用经过修正的波形在半导体晶片上完成一次通过。
如果在步骤212中确定必要的剂量修正小于最小的剂量修正，则程序进入步骤216。在步骤216中，可变空间频率剂量修正算法被利用。可变空间频率剂量修正算法通常是在快结束注入时被利用的。例如，假定用扫描线的标准空间频率能获得的最小剂量修正是10％，而且从已取得的剂量图确定的当前已注入晶片的剂量是预期剂量的95％。在这种情况下，利用最小剂量修正的传统剂量修正算法将在晶片中产生5％的剂量过量。因此，利用可变空间频率剂量修正算法。下面结合图5描述可变空间频率剂量修正算法的实施方案。继步骤216之后，程序可能返回步骤206，确定附加的剂量修正是否必要。作为替代，注入程序可以被认为是继步骤216之后完成的。
可变空间频率剂量修正算法的实施方案的流程图被展示在图5中。在步骤250中选择一组具有标准空间频率的扫描线，其中n代表组中扫描线的数目。最初选定的一组扫描线通常在或靠近需要剂量修正的区域的一个边缘。需要剂量修正的区域可以包括晶片的一部份或整个的晶片。在图3B的例子中，需要修正的区域112位置靠近晶片的中心。在步骤250中选定的最初的扫描线组可以包括两条毗连的扫描线。
在步骤252中，确定用扫描线的标准空间频率能获得的最小剂量修正除以扫描线组中扫描线的数目n是否小于或等于必要的剂量修正。因此，例如，如果那组包括两条扫描线(n＝2)，最小的剂量修正是10％，而必要的剂量修正是2％，则最小的剂量修正除以n不小于或等于必要的剂量修正。如果上述的例子这样改变，以致必要的剂量修正是5％，那么最小剂量修正除以n小于或等于必要的剂量修正。在步骤252中最小的剂量修正除以数目n小于或等于必要的剂量修正被确定下来的时候，那组n条扫描线在步骤254中优选使用单一的扫描线在或靠近被选定的一组n条扫描线的中心被扫描。
如果在步骤252中确定最小剂量修正除以数目n不小于或等于必要的剂量修正，则在步骤256中确定组中扫描线的数目n是否等于最大值n_max。组中扫描线的最大数目n_max可能以在机械平移方向离子束的高度为基础。典型的离子束高度是1厘米以上。因此，扫描线的最大数目n_max就每英寸40条扫描线的标准空间频率而言可能是15以上。如果扫描线的数目等于最大值n_max，则不进行剂量修正，程序进入步骤260。为了避免超过预期的剂量，在这种情况下不进行剂量修正。
如果在步骤256中确定扫描线的数目小于最大数目n_max，则在步骤258中将组中扫描线的数目n增加，通常增加1条扫描线，而且程序返回到步骤252。在步骤252中，确定就新选定的扫描线组而言最小剂量修正除以数目n的新数值是否小于或等于必要的剂量修正。组中扫描线的数目n被加一，直到最小剂量修正除以数目n的新数值小于或等于必要的剂量修正，或直到达到组中扫描线的最大数目n_max为止。如果最小剂量修正除以组中扫描线的数目n小于或等于必要的剂量修正，在步骤254中，优选在或靠近那个扫描线组的中心用单一的扫描线扫描那组n条扫描线。在或靠近那组扫描线的中心扫描可以是这样完成的，即通过相对于晶片的机械平移延迟扫描线的起点，把扫描线定位在或靠近扫描线组的中心。
在上述的必要的剂量修正为2％、最小的剂量修正为10％的例子中，一组5条邻近的扫描线被可变空间频率剂量修正算法利用。在这种情况下，剂量修正可以用单一的扫描线在或靠近那个5条扫描线组中央进行的，离子束在组中所有的扫描线上展开。
在步骤260中，确定当前的扫描线组是否是需要剂量修正的最后一组。如果当前的一组不是最后一组，程序返回到步骤250，并且选择新的一组有标准空间频率的n条扫描线。新的一组可能与先前的一组毗连，以便横越需要剂量修正的区域有条不紊地继续进行。作为替代，新的一组可能在晶片的另一个需要剂量修正的区域中。上述的程序对每个选定的扫描线组重复多次，直到该区域所需要剂量修正完成为止。每组中扫描线的数目被加一，直到最小剂量修正除以组中扫描线的数目n小于或等于必要的剂量修正。在利用可变空间频率剂量修正算法扫描晶片的时候，用法拉第杯38(图2)获得更新的剂量图。
如果在260步骤中当前的一组扫描线被确定是需要修正的最后一组，那么程序可以返回步骤206(图4)。在步骤206中，确定是否需要进一步的剂量修正。因此，该程序检验可变空间频率剂量修正算法是否已实现预期的剂量图。作为替代，注入可能被视为在没有进一步检验剂量图的情况下继步骤260之后完成的。
所揭示的技术有相对于扫描线的标准空间频率降低空间频率和与用扫描线的标准空间频率可能获得的最小剂量修正相比减少可能施加给晶片的剂量修正的作用。为了提供必要的剂量修正，通过改变每个扫描线组中扫描线的数目，扫描线的空间频率和剂量修正得到调整。因此，比较低的扫描线空间频率被用来获得小的剂量修正。反之，比较高的扫描线空间频率被用来获得比较大的剂量修正。
可变空间频率剂量修正算法可能在快结束注入时被用来完成剂量修正。剂量修正可以在晶片选定的区域中或在整个晶片表面上完成。在另一个实施方案中，扫描线的空间频率的控制可以被用来完成低剂量注入。这种途径可以在使用标准扫描方案在晶片上通过一次将导致剂量超过规定剂量的情况下被利用。因此，扫描线的空间频率的控制可以提供用来完成低剂量注入的技术。
在图5的例子中，组中扫描线的最大数目n-max是固定的。在另一个实施方案中，在一组扫描线中扫描线的最大数目可以依照离子束在机械平移方向的高度被调整或编程。在离子束的高度比较大的情况下，在扫描线组中扫描线的最大数目n_max可以增加，借此增加可能的剂量修正的范围。
尽管已展示和描述了目前考虑到的本发明的优选实施方案，但是对于熟悉这项技术的人在不脱离权利要求书定义的本发明的范围显然可以有各种不同的变化和修改。
权利要求
1.一种适合工件的离子注入的方法，其中包括产生离子束；让离子束在第一方向扫过的工件，以产生扫描线；在第二方向相对于离子束平移工件，以致使扫描线分布在工件上，以及依照预期的剂量图控制工件上的扫描线的空间频率。
2.根据权利要求1的方法，其中控制扫描线的空间频率的步骤包括降低扫描线的空间频率，以实现小于用扫描线的标准的空间频率能够获得的最小的剂量修正的必要的剂量修正。
3.根据权利要求1的方法，其中控制扫描线的空间频率的步骤包括用单一的扫描线扫描一组扫描线具有标准的空间频率的n条扫描线，其中那组扫描线的数目n等于或大于用扫描线的标准的空间频率能够获得的最小剂量修正除以必要的剂量修正。
4.根据权利要求3的方法，其中那组扫描线在工件平移方向上具有小于或等于离子的束横截面尺寸的宽度。
5.根据权利要求1定义的方法，控制扫描线的空间频率的步骤包括获得工件的剂量图；评估剂量图以确定必要的剂量修正；和改变工件上扫描线的空间频率以实现必要的剂量修正。
6.根据权利要求1的方法，控制扫描线空间频率的步骤是在接近注入结束时被利用的。
7.根据权利要求1的方法，控制扫描线的空间频率的步骤是在工件注入的一些或全部过程中利用的。
8.一种用于工件离子注入的方法，其中包括产生离子束；让离子束在第一方向扫过工件以产生扫描线；在第二方向相对离子束平移工件，以致扫描线以标准的空间频率分布在工件上；获得工件的剂量图；以及如果已取得的剂量图不在技术要求范围之内而且必要的剂量修正小于用扫描线的标准空间频率修正能够获得的最小剂量修正，则开始剂量修正注入并且在剂量修正注入期间控制扫描线的空间频率。
9.根据权利要求8的方法，其中控制扫描线空间频率的步骤包括(a)选择一组具有标准空间频率的n条扫描线，其中n代表在那组中扫描线的数目；(b)确定最小剂量修正除以数目n是否小于或等于必要的剂量修正；(c)如果最小剂量修正除以数目n小于或等于的必要的剂量修正，则让离子束在那组选定的扫描线上扫描；以及(d)如果最小剂量修正除以数目n不小于或等于必要的剂量修正，而且那组扫描线中的扫描线的数目n小于最大值，则加一那扫描线中的扫描线的数目n并且重复步骤(b)-(d)。
10.根据权利要求9的方法，其中那组扫描线中扫描线的数目n至少是二。
11.根据权利要求9的方法，其中那组扫描线中扫描线的数目n的最大值以离子束在第二方向上的高度为基础。
12.根据权利要求9的方法，进一步包括依照离子束在第二个方向上的高度调整在那组扫描线中扫描线数目n的最大值的步骤。
13.根据权利要求8的方法，其中控制扫描线空间频率的步骤包括降低小于标准空间频率的扫描线空间频率。
14.根据权利要求8的方法，其中控制扫描线空间频率的步骤包括相对于工件在第二方向的平移控制扫描线的起点。
15.根据权利要求8的方法，其中控制扫描线空间频率的步骤是在接近完成工件注入时完成的。
16.一种离子注入装置，其中包括用来产生离子束的离子束发生器；用来使离子束在第一方向扫过工件的以产生扫描线的扫描器；用来使工件在第二方向相对离子束的平移使扫描线以标准的空间频率分布在工件上的机械式平移装置；用来获得工件的剂量图的剂量测量系统，以及用来在已取得的剂量图不在技术要求范围之内而且必要的剂量修正小于用扫描线的标准空间频率能够获得的最小的剂量修正的情况下开始剂量修正注入并且在剂量修正注入期间控制扫描线空间频率的控制器。
17.根据权利要求16的离子注入装置，其中所述的控制器包括用来选择一组具有标准空间频率的n条扫描线的装置，其中n代表那组扫描线的数目；用来确定最小剂量修正除以数目n是否小于或等于必要的剂量修正的装置；用来在最小剂量修正除以数目n是否小于或等于必要的剂量修正的时候让离子束在那组选定的扫描线上扫描的装置；以及用来在最小量剂量修正除以数目n不小于或等于必要的剂量修正而且在那组选定的扫描线中扫描线的数目n小于最大值的时候那组扫描线中扫描线的数目加一并且重复确定、扫描和加一的操作的装置。
18.根据权利要求17的离子注入装置，其中所述的用来选择一组扫描线的装置包括用来选择至少有两条扫描线的一组扫描线的装置。
19.根据权利要求17的离子注入装置，其中在那组选定的扫描线中扫描线的数目n的最大值以离子束在第二方向上的高度为基础。
20.根据权利要求19的离子注入装置，其中所述的控制器进一步包括用来依照离子束在第二方向上的高度调整在那组选定的扫描线中扫描线的数目n的最大值的装置。
全文摘要
这项发明提供用于诸如半导体晶片之类的工件的受控的离子注入的方法和装置。这种方法包括产生离子束，让离子束在第一方向扫过工件以产生扫描线，在第二方向相对于离子束这样平移工件，以致扫描线以及标准的空间频率分布在工件上，从而获得工件的剂量图，以如果所获得的剂量图不在技术要求范围之内而且必要的剂量修正少于能用扫描线的标准空间频率获得的最小剂量修正则开始剂量修正注入并且在剂量修正期间控制扫描线的空间频率。
文档编号H01L21/265GK1575503SQ02814496
公开日2005年2月2日 申请日期2002年5月23日 优先权日2001年5月25日
发明者杰伊·T·舒尤尔, 格雷戈里·R·杰比拉热 申请人:瓦里安半导体设备联合公司