二维离子束角度测量的方法及其装置的制作方法

专利名称：二维离子束角度测量的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于用于离子植入(ion implantation )的系统以及方法，且更 明确地说，是关于二维测量离子束的入射角(incidence angle )及/或平行度 (parallelism )的方法以及装置。
背景技术：
离子植入为用于将导电率改变(conductivity-altering)的杂质引入至半 导体晶圓中的标准技术。在离子源(ion source)中使所要杂质材料离子化， 将离子加速以形成指定能量的离子束，且在晶圓的表面处导引离子束。离 子束中的高能离子穿透至半导体材料的主体中且嵌入至半导体材料的晶格 (crystalline lattice )中以形成所要导电率的区域。
离子植入系统通常包括用于将气体或固体材料转换为良好界定的离子 束的离子源。对离子束进行质量分析以消除不需要的离子种类、加速至所 要能量且导引至目标平面上。通过离子束扫描、通过目标移动或通过离子 束扫描与目标移动的组合，可使离子束分布于目标区域上。
在一先前技术方法中，高电流宽束离子植入器(ion implanter)使用高 电流密度离子源、用以经由解析用狭缝而导引所要种类的分析磁体 (analyzing magnet)以及用以使所得离子束偏转同时使离子束沿着其宽度维 度而平行且均匀的角度修正器磁体(angle corrector magnet )。将带形离子束 传递至目标(target)，且垂直于带形离子束的长维度来移动目标以在目标上 分布离子束。
在许多离子植入应用中，以已知入射角传递至平行离子束的半导体晶 圓为重要的需求。平行离子束为在半导体晶圆的表面上具有平行离子轨道 的离子束。在离子束被扫描的情况下，需要经扫描的离子束在晶圓表面上 维持平行度。平行离子束防止入射离子在半导体晶圓的晶体结构中的取道 (channeling),或在需要取道的情况下容许均匀取道。此外，在倾斜植入应 用中需要以已知入射角的平行离子束以确保均匀结果。此等需求已使得有 必要测量离子束的平行度以及方向且调整此等参数(若有必要)。用于调整 离子植入器中的离子束平行度的技术揭露于2002年8月20日颁予Olson 等人的美国专利第6,437,350号中。
用以测量离子束角度之一已知方法揭露于2004年9月14日颁予Olson 等人的美国专利第6,791,094号中。将对象置放于离子束中，且测量由对象
所投射的阴影的大小以及相对位置。Larsen等人在2002年9月5日公开的 美国专利公开案第2002/0121889 Al号中揭露了离子束入射角以及离子束发 散监视器。测量装置使用孑L(aperture)以及可变电阻器来测量植入角度。所 揭露的技术皆具有其能够提供仅在一维度中的角度信息的限制。移动此装 置跨越离子束容许仅在运动方向中的测量。为了在另 一方向中进行测量， 必需额外的或较复杂的机构来在所要方向中驱动对象或狭缝。
用于测量离子束角度的额外技术揭露于1991年8月13曰颁予Swenson 的美国专利第5,039,861号、1993年1月19日颁予Isobe的美国专利第 5,180,918号以及1999年4月27日颁予Smick等人的美国专利第5,898,179 号中。所有已知的先前技术离子束角度测量技术皆已具有一或多个缺点， 包括有限的角度测量能力、缺乏准确性以及高成本。
因此，存在对用于测量离子束入射角的新且改良的方法以及装置的需要。

发明内容
根据本发明的第一态样，提供一种用于离子束的角度测量系统。角度 测量包括界定第一特征以及第二特征的旗标(flag),其中第二特征具有 自第一特征的可变间距(variable spacing),其作为第二特征上的位置的函 数；用以沿着平移路径(translation path)而平移旗标以使得旗标截取离子 束的至少 一部分的机构；以及用以沿着平移路径而侦测不同旗标位置的离 子束且回应于经侦测的离子束而产生感应器信号(sensor signal)的感应装 置(sensing device )，其中感应器信号以及旗标的对应位置表示垂直平面中 离子束的垂直离子束角度。
根据本发明的另一态样，提供一种方法。此方法包括提供界定第一 特征以及第二特征的旗标，其中第二特征具有自第一特征的可变间距，其 作为第二特征上的位置的函数；沿着平移路径而平移旗标，使得旗标截取 离子束的至少一部分；沿着平移路径而侦测不同旗标位置的离子束；以及 回应于经侦测的离子束而产生感应器信号，其中感应器信号以及旗标的对 应位置表示垂直平面中离子束的垂直离子束角度。
可将所测量的离子束角度与预定标准比较。若所测量的离子束角度满 足预定标准，则可进行离子植入。若所测量的离子束角度不满足预定标准， 则可调整离子束角度，或可相对于离子束而倾斜基板。


为了对本发明的较好理解， 并入本文中。
参看随附图式，此等图式是以引用的方式
图1为并有根据本发明的实施例的角度测量系统的离子植入器的简化 示意图。
图2为根据本发明的实施例的角度测量系统的示意图。
图3为图2的角度测量系统的透^L图。
图4为图2的角度测量系统中所使用的多像素感应器数组的实施例的
前视图。
图5说明图2的角度测量系统中所使用的旗标的第一实施例。 图6说明作为旗标位置的函数的感应器信号的实例。 图7A为图2的角度测量系统的部分示意性俯视图。 图7B为图2的角度测量系统的部分示意性侧视图。 图8为对于离子束的不同水平角而言作为旗标位置的函数的感应器信 号的曲线图。
图9为对于离子束的不同垂直角而言作为旗标位置的函数的感应器信 号的曲线图。
图IO说明根据本发明的旗标的第二实施例。
图11说明根据本发明的旗标的第三实施例。
图12说明根据本发明的旗标的第四实施例。
图13为图4的感应器数组的部分截面示意图。
图14为根据本发明的另一实施例的角度测量系统的示意图。
图15为图14的角度测量系统的透视图。
图16说明可用于图14以及图15的角度测量系统中的根据本发明的旗
标的第五实施例。
图17为图15的角度测量系统的若干组份的分解透视图。
图18为屏蔽处于第二位置中时图14的屏蔽以及孔板的前示意图。
图19为屏蔽处于第一位置中时图14的屏蔽以及孔板的前示意图。
图20为对于图14的实施例而言作为旗标位置的函数的感应器信号的曲线。
图21为根据本发明的实施例的操作的流程图。
10离子源12离子束
14第一电源20抑制电极
22接地电极30质量分析器
32解析磁体34屏蔽电极
36解析孔50第一减速平台
52上游电^L54抑制电极
56下游电^f及60角度修正器磁体
62带形离子束70终端站72:晶圓80:第二减速平台
82:上游电^L84:抑制电极
86:下游电^L100:角度测量系统
110:基4反平面120:旗标
122:平移才几构123:感应装置
124:多像素感应器数组130:处理器
140:第一特征142:第二特征
144:垂直狭槽146:角形边缘
146a:边缘146上的位置146b:边缘146上的位置146c:边缘146上的位置150:致动器
152:连接杆154:支撑块
162:离子束电流感应器162a:离子束电流感应器164:外壳166:行170:平移路径/箭头180:感应器信号184:最大值188:凸块l卯'细射束192:轨道194轨道196:轨道200感应器信号200a:凸块200b:过渡部分202感应器信号
204感应器信号220:轨道
222轨道224:轨道
300感应器信号300a:凸块300b:过渡部分302感应器信号
304感应器信号楊旗标
402垂直外边缘404角形狭槽
420旗标422孑匕
424垂直边缘426角形边缘
440旗标444垂直边缘
446角形边缘448柱体
500离子束电流感应器502离子束电流感应器
510孔板512孑匕
514孑匕520集光器杯
522集光器杯524电流感应器
526电流感应器530支撑板
540.第一静电抑制电极542第二静电抑制电极
544:第三静电抑制电极1400:角度测量系统 1420 1423 1425
旗标
感应装置 屏蔽
1425b:屏蔽1425的另一部》

1422:外垂直边缘
1424:外角形边缘
1425a:屏蔽1425的一部分
1425c:屏蔽1425的又一部分
1430 1434 1460 1470
平移机构 连接器杆
容头
月'j
法拉第杯
1432 1436 1462
致动器
腔室
孔板
1470-1、 1470-2、 1470-3、 1470-4、 1470-5、 1470-6、 1470-7:法拉第感
应器
1473:空腔
1484:伸长孔
1706:屏蔽1425的孔
1710:屏蔽1425的孔
2004:最大值
2104:操作
2108:才喿作
S、 Sl、 S2、 S3、 S4、 S5、
Wb:凸块宽度
xl、 x2、 x3: x位置
xpx: X坐标
ypx: Y坐标
△xb:细射束窗宽度
Ayb:细射束窗高度
eh:水平离子束角度
Ol: 4兌角
cpv:垂直离子束角度扩展
具体实施例方式
1483:伸长孔 1485:伸长孔 1708:屏蔽1425的孔 2000:感应器信号 2102:操作 2106:操作
S6:
间距 Wr: Xbc: ybc:
过渡部分宽度 X坐标 Y坐标 Z坐标〃巨离 px. X方向尺寸 △ypx: Y方向尺寸 ev:垂直离子束角度 (ph:水平离子束角度扩展 Q:边缘146的角度
Zpx△X.
离子植入器的实施例的方块图展示于图1中。离子源IO产生离子且供 应离子束12。离子源IO可包括离子腔室(ion chamber)以及包括待离子化 的气体的气体箱(gasbox)。将气体供应至使其离子化处的离子腔室。自离 子腔室提取因此形成的离子以形成离子束12。在解析磁体(resolving magnet) 32的极之间导引离子束12。第一电源(power supply) 14连接至 离子源10的提取电极且提供正第一电压VQ。第一电压Vo可能为可调整的， 例如，自约0.2 kV至80 kV。因此，来自离子源10的离子通过第一电压
Vo而加速至约0.2 keV至80 keV的能量。
离子束12穿过抑制电极(suppression electrode )20以及接地电极(ground electrode) 22到达质量分析器(mass analyzer) 30。质量分析器30包括解 冲斤石兹体32以及具有解才斤孑L (resolving aperture) 36的屏蔽电才及(masking electrode ) 34。解析磁体32使离子束12中的离子偏转，使得所要的离子种 类的离子穿过解析孔36，且不需要的离子种类不穿过解析孔36，而是受到 屏蔽电极34的阻塞。在一实施例中，解析磁体32使所要种类的离子偏转 90。。
所要的离子种类的离子穿过解析孔36达到位于质量分析器30的下游 的第一减速平台(deceleration stage) 50。减速平台50可包括上游电极 (upstream electrode ) 52、 #卩制电才及54以及下游电才及(downstream electrode ) 56。离子束中的离子可通过减速平台50来减速且接着穿过角度修正器磁体 60。角度修正器磁体60使所要的离子种类的离子偏转且将离子束自发散离 子束转换为具有实质上平行离子轨道的带形离子束(ribbon ion beam ) 62。 在一实施例中，角度修正器磁体60使所要的离子种类的离子偏转70°。
终端站(end station) 70在带形离子束62的路径中支撑一或多个半导 体晶圓(诸如晶圓72)，使得将所要种类的离子植入至半导体晶圆内。终端 站70可包括用于垂直于带形离子束62截面的长维度来移动晶圆72的冷却 静电压板(electrostatic platen )以及扫描仪(未图示)，以便在晶圆72的表 面上分布离子。带形离子束可至少与晶圓72—样宽。
离子植入器可包括位于角度修正器磁体60的下游的第二减速平台80。 减速平台80可包括上游电极82、抑制电极84以及下游电极86。
离子植入器可包括熟习此项技术者已知的额外组份。举例而言，终端 站70通常包括用于将晶圆引入至离子植入器内且用于在离子植入之后移除 晶圆的自动化晶圆处理设备(automated wafer handling equipment )。终端站 70亦可包4舌剂量测量系统(dose measuring system )、电子泛射器才念(electron flood gun )以及其它已知的组份。应理解，在离子植入期间抽空离子束所越 过的整个^^径。
图1的离子植入器可以若干模式中的一个而操作。在第一操作模式(称 为漂移模式)中，减速平台50以及80连接至地面，且以自离子源10的提 取之后所建立的最终离子束能量而经由束线(beamline)来输送离子束12。 在第二操作模式(称为增强型漂移模式)中，离子束12在穿过质量分析器 30之前在电极22处经减速至中间能量且接着通过第一减速平台50而减速 至最终离子束能量。在第三操作模式(称为双减速模式)中，离子束在穿 过质量分析器30之前在电极22处经减速至第一中间能量、在其穿过角度 修正器60时通过第一减速平台50而减速至第二中间能量且接着通过第二
减速平台80而减速至最终离子束能量。第四操作模式以中间能量来输送离
子束直至第二减速平台80，且通过短路分流器(short circuit shunt)来操作 第一减速平台50处的间隙。与用于给定最终离子束能量的漂移模式相比， 通过以较高能量来输送离子束通过束线的部分，可减少空间电荷膨胀。
根据本发明的态样，终端站70可包括如图1所示的角度测量系统100。 角度测量系统100经配置以测量在两个正交方向中之一或两个中的离子束 角度。通常，相对于基板平面(substrate plane ) 110的离子束角度为所关注 的。然而，角度测量系统100可测量相对于任一所要平面的离子束角度。 有用的是界定坐标系统，其中原点处于基板平面110中的经定位用于离子 植入的晶圓的中心，X轴为水平的且在基板平面110中，Y轴为垂直的且 在基板平面UO中，且Z轴垂直于基板平面110。
根据本发明的实施例的角度测量系统100的方块图展示于图2中。角 度测量系统100的透视图展示于图3中。角度测量系统100包括旗标120、 用以在X方向中平移旗标120的平移才几构122以及定位于Z方向中自旗标 120的下游处的感应装置123。在图2以及图3的实施例中，感应装置123 为多像素感应器数组(array)124。处理器130储存及/或处理由感应器数组124 所产生的感应器信号。
旗标120可为包括第一特征140以及第二特征142之板，此等特征容 许如下文所述来测量离子束角度。下文结合图5来描述特征140以及142。 如下文所述，旗标120选择性地阻塞离子束62。
平移机构122可包括通过连接杆(connecting rod) 152以及支撑块 (support block) 154而耦接至旗标120的致动器150。平移机构122在基板 平面110中于X方向中沿着平移路径170而平移旗标120。
多像素感应器数组124在Z方向中与基板平面110间隔，且在图2的 实施例中，包括二维数组的离子束感应器，诸如法拉第杯(Faraday cup) 离子束电流感应器(beam current sensor )。多像素感应器数组124沿着平移 路径170而感应不同旗标位置的带形离子束62。回应于经感应的离子束电 流，多像素感应器数组124提供感应器信号。将感应器信号供应至处理器 130用于处理以判定离子束角度，如下文所描述。处理器130可供应位置控 制信号至致动器150。
参看图4，多像素感应器数组124可包括安装至外壳164的多个离子束 电流感应器162。离子束电流感应器162中的每一个可为法^i第杯(Faraday cup)，其回应于经截取的离子束而产生电信号。如此项技术中已知，感应器 信号的量值为经截取的离子束电流的函数。每一离子束电流感应器可为具 有面向离子束的孔(aperture)的杯形导体。孔的大小判定由离子束电流感应 器所取样的离子束的面积。在一实施例中，利用9平方毫米的孔。
在图4的实施例中，感应器数组124为包括离子束电流感应器的七个 间隔分离行166的二维数组的离子束电流感应器162。每一行内的个别离子 束电流感应器在Y方向中相等地间隔，且行166在X方向中相等地间隔。 邻近行在Y方向中偏移以避免各种测量间隙。
在其它实施例中，感应装置123可包括单一离子束电流感应器、线性 数组的离子束电流感应器或任意排列的离子束电流感应器。如下文所述， 每一个别离子束电流感应器可用以测量每一离子束电流感应器的位置处的 水平离子束角度、垂直离子束角度或此两者。具有两个或两个以上离子束 电流感应器(诸如离子束电流感应器数组)的感应装置123可用以测量基 板平面110中的两个或两个以上位置处的水平离子束角度、垂直角度或此 两者。离子束电流感应器的排列视特定应用所需要的离子束角度信息而定。 因此，感应装置123可包括相对于基板平面110的所关注的选定位置处的 离子束电流感应器。
旗标120的第一实施例展示于图5中。在图5中，旗标120是在负Z 方向(亦即，离子束的上游方向)中得以检视。旗标120可为具有容许离 子束角度的测量的特征的板。举例而言，此板可由石墨制成。在图5的实 施例中，第一特征140为具有平行于Y方向的长维度的垂直狭槽144，且 第二特征142为旗标120的角形边缘146。较佳地，使界定狭槽144以及角 形边缘146的板的边缘倾斜以限制因离子束的賊镀。旗标120可为阻塞离 子束且包括容许如本文中所述来测量离子束角度的特征的任何组件。
第二特征142具有自第一特征140的可变间距，其作为第二特征142 上的位置的函数。在图5的实施例中，角形边缘146具有自狭槽144的可 变间距，其作为边缘146上的位置的函数。因此，举例而言，边缘146以 及狭槽144在边缘146上的位置146a处具有间距Sl;边缘146以及狭槽 144在边缘146上的位置146b处具有间距S2;且边缘146以及狭槽144在 边缘146上的位置146c处具有间距S3。第一特征140以及第二特征142可 为直的，但不必需为直的。在一实施例中，第一特征140以及第二特征142 皆为直的，且此等特征中的一个正交于旗标120的平移方向。可以锐角Q 来定向第一特征140以及第二特征142。较佳地，第一特征与第二特征之间 的角度Q处于约20度至45度的范围内。
如下文所-论述，可利用旗标120的不同实施例。旗标120的每一特征 是通过提供阻塞离子束与传递离子束之间的过渡部分的边缘或狭槽而加以 特性化。特征140以及142的排列容许测量水平以及垂直离子束角度。如 本文中所使用，水平离子束角度为在X-Z平面中的离子束角度，且垂直离 子束角度为在Y-Z平面中的离子束角度。
在^J喿作中，旗标120通过平移^L构122在X方向中沿着平移路径170
(图2)而平移，使得旗标120沿着平移路径170的至少一部分而截取离子 束62。通常，跨越离子束62的整个宽度或(在经扫描的离子束的情况下) 跨越整个扫描宽度而平移旗标120。对于沿着平移路径170的不同旗标位置， 自多像素数组124中的离子束电流感应器162获得离子束电流测量。当旗 标120在移动时，或在每当旗标120沿着平移路径而停止时的逐步移动的 情况下，可获得离子束电流测量。由离子束电流感应器162所产生的感应 器信号可加以连续地测量或可以所要时间间隔来取样。将电流测量供应至 处理器130以便储存在存储器中。对于旗标120的不同位置的电流测量集 合表示二维离子束角度。可处理电流测量集合以提供如下文所论述的角度 值。
角度测量系统100的参数视离子束62的特性(诸如离子束电流以及截 面尺寸与形状)以及所要的角度测量分辨率与测量速度而定。多像素感应 器数组124的高度以及宽度应大于离子束62的最大预期高度以及宽度，以 便截取自标称位置被移位的离子束。数组160中的离子束电流感应器162 的大小视角度测量的所要分辨率以及感应器产生可接受信号位准的能力而 定。在Y方向中旗标120的高度应至少与感应器数组124的高度一样大。
沿着平移路径170的旗标120的平移可为连续的或处于离散步幅中。 在一实施例中，以等于离子束电流感应器162中的孔的宽度的一半的步幅 来平移旗标120。举例而言，平移机构122可利用齿条与小齿轮驱动机构 (rack and pinion drive mechanism )。其它合适的平移才几构包4舌〉衮3求与螺才干总 成、线性马达以及气动活塞(air piston )。
沿着X方向的平移旗标120描述于本文中。在其它实施例中，可沿着 Y方向或沿着使旗标120截取离子束的至少一部分的任意方向而平移旗标 120。
如图2所示，处理器130可提供位置控制信号至致动器150以控制沿 着平移路径no的旗标120的平移。举例而言，处理器130可控制致动器 150以跨越离子束62而逐步地平移旗标120且记录旗标120的每一位置处 由多像素数组124中的每一离子束电流感应器162所感应的离子束电流。 所测量的电流值以及旗标120的对应位置形成表示离子束62中不同位置处 的离子束角度的数据集。此数据集可由处理器130储存。
当沿着平移路径170而平移旗标120时的感应器信号180的实例展示 于图6中。将感应器信号180标绘为沿着平移路径170的旗标120的位置 的函数。感应器信号180可表示由感应器数组124中的位置(xpx,ypx)处离 子束电流感应器162a所产生的信号。旗标120可自正X方向中的X的负值 移动。最初，旗标120不阻塞离子束62到达电流感应器162a，且离子束电 流感应器162a产生最大值184的感应器信号。当旗标120在正X方向中移
动时，角形边缘146阻塞离子束62到达电流感应器162a，且感应器信号 180自最大值184降低至零，如过渡部分186所指示。当旗标120在正X 方向中更远地移动时，离子束62保持由旗标120阻塞其到达电流感应器 162a，直至穿过狭槽144的离子束62的一部分(称为细射束(beamlet) 190 ) 由离子束电流感应器162a所截取。细射束190可经界定为由感应器数组124 中的离子束电流感应器162 (诸如离子束电流感应器162a)所截取的离子 束62的一部分。细射束190可由具有角度范围的离子形成，此视离子束62 的特性而定。离子束电流感应器162a在旗标120的X位置处(其中细射束 190穿过狭槽144且由离子束电流感应器162a所截取)产生感应器信号180 中的"凸块"(bump) 188。凸块188为感应器信号180中的峰值，此峰值视 狭槽144的宽度、离子束电流感应器162a的孔以及离子束角度扩展而定。 当旗标120在正X方向中继续时，感应器信号180保持为零。应理解，可 在负X方向中平移旗标120，且产生相同感应器信号。
凸块188为感应器信号180的第一组份，其表示旗标120的第一特征 140(狭槽144)，且过渡部分186为感应器信号180的第二组份，其表示旗 标120的第二特征142 (角形边缘146)。如下文所述，凸块188的X位置 指示离子束62的水平角度，且过渡部分186与凸块188之间的间距S表示 离子束62的垂直角度。
参看图5、图6、图7A以及图8来描述水平离子束角度0h的测量。角 度测量系统的示意性俯视图展示于图7A中。离子束电流感应器162a经展 示为截取不同水平离子束角度的离子束62。如图7A所示，水平离子束角 度0h为水平(X-Z)平面中的Z方向与离子束62之间的角度。细射束190 穿过旗标120中的狭槽144且由感应器数组124中的离子束电流感应器162a 所截取。当细射束190由离子束电流感应器162a所截取时，离子束电流感 应器162a具有X坐标xpx,且狭槽144具有X坐标xbe。感应器数组124在 Z方向中与旗标120间隔距离zpx。对于此几何形状，可将水平离子束角度 0h表达为
tan eh = (XpX - xbc)/zpx( 1 )
细射束190由离子束电流感应器162a所截取处的狭槽144的X坐标 Xbc随着水平离子束角度变化而变化。因此，对于具有零水平离子束角度的 离子束的实例，细射束l卯沿着轨道192而输送至离子束电流感应器162a。 对于具有负水平离子束角度的离子束，细射束190沿着轨道194而输送至 离子束电流感应器162a;且对于具有正水平离子束角度的离子束，细射束 190沿着轨道196而输送至离子束电流感应器162a。相对于离子束电流感 应器的移位的方向指示水平离子束角度的符号。
参看图8,对于不同水平离子束角度9h而展示由离子束电流感应器182
所产生的感应器信号，其中垂直角度保持恒定。感应器信号200表示水平
离子束角度的中间值，感应器信号202表示水平离子束角度的较小值，且 感应器信号204表示水平离子束角度的较大值。在每一情况下，感应器信 号中的凸块(诸如凸块200a)的X位置表示水平离子束角度的值。当细射 束190由离子束电流感应器162a所截取时，感应器信号200、 202以及204 中的凸块的X位置对应于狭槽144的X坐标。可能会观测到，在垂直角度 保持恒定的情况下，归因于狭槽120的边缘142的感应器信号中的过渡部 分(诸如过渡部分200b)移动与各别凸块相同的量。
参看图6，当细射束l卯穿过狭槽144且在Z坐标Xpx处由离子束电流 感应器162a所截取时，凸块188的X位置表示旗标120中的狭槽144的X 坐标xbc。由于离子束电流感应器162a的X坐标xpx以及Z坐标zpx为已知 且固定的，且狭槽144的X坐标Xk是自凸块188的位置而加以判定，所以 水平离子束角度eh可自上文的等式(1 )来判定。应理解，感应器数组124 的不同行中的离子束电流感应器162具有不同的X坐标x『凸块188的中 心用以判定细射束190的X坐标。凸块188的中心被界定为整合电流的一 半处于凸块的任一侧上处的点。此位置实体上在狭槽中心已交叉于晶圆平 面处的细射束区域的质心之处。
参看图5、图6、图7B以及图9来描述垂直离子束角度0v的测量。角 度测量系统的示意性侧视图展示于图7B中。离子束电流感应器162a经展 示成截取不同垂直离子束角度的细射束190。如图7B所示，垂直离子束角 度ev为在垂直(Y-Z )平面中的Z方向与离子束之间的角度。旗标120的角 形边缘146展示于图7B中。具有零垂直离子束角度的细射束190沿着轨道 220而输送至离子束电流感应器162a且截取位置146b处旗标120的边缘 146。具有负垂直离子束角度的细射束190沿着轨道222而输送至离子束电 流感应器162a且截取位置146a处旗标120的边缘146。具有正垂直离子束 角度的细射束190沿着轨道224而输送至离子束电流感应器162a且截取位 置146c处旗标120的边缘146。
如图5所示，位置146a、 146b以及146c分别对应于自狭槽144之间距 Sl、 S2以及S3。边缘146上的位置与狭槽144之间的间距是通过凸块188 与过渡部分186之间的间距S而指示于图6所示的感应器信号180中。因 此，零垂直离子束角度0v是通过感应器信号180中对应于(例如)图5中 的间距S2的间距S来指示。类似地，正垂直离子束角度是通过对应于(例 如)图5中的间距Sl的间距S的较小值而指示于感应器信号180中；且负 垂直离子束角度是通过对应于(例如)图5中的间距S3的间距S的较大值 而指示于感应器信号180中。凸块188与过渡部分186之间的间距S界定 细射束190经交叉处的在边缘146上的位置且用以判定细射束190的Y坐
标。如上文所述来判定凸块188的X坐标。边缘146的中心经判定为发生 感应器信号的一半处的位置。此位置实体上在旗标120的边缘146已遮蔽 晶圆平面处的细射束区域的 一半之处。
垂直离子束角度0v的不同值的感应器信号的实例展示于图9中。在图 9中，假定水平离子束角度6h恒定。感应器信号300可对应于零垂直离子 束角度，感应器信号302可对应于负垂直离子束角度，且感应器信号304 可对应于正垂直离子束角度。每一感应器信号包括表示旗标120中的狭槽 144的凸块(诸如凸块300a)以及表示旗标120的边缘146的过渡部分(诸 如过渡部分300b)。对于恒定水平离子束角度，凸块300a的X位置保持固 定。在每一情况下，凸块300a与表示边缘146的过渡部分之间的间距对应 于垂直离子束角度的值。因此，相对较小的间距(诸如间距Sl )对应于负 垂直离子束角度，且相对较大的间距(诸如间距S3)对应于正垂直离子束 角度。
如图7B所示，离子束电流感应器162a具有Y坐标ypy,且离子束与边 缘146在Y坐标ybc处相交。离子束电流感应器162a在Z方向中与旗标120 间隔距离z，对于此几何形状，可将垂直离子束角度0v表达为
tan 0V = (ypx - ybc)/zpx( 2 )
离子束电流感应器162a的Y坐标y^以及Z坐标z^为已知且固定的， 且细射束190交叉于边缘146处的Y坐标ybe是自感应器信号180中的凸块 188与过渡部分186之间的间距S来判定。举例而言，间距S与Y坐标ybc 之间的关系可自表中获取。因此，可自上文的等式(2)来判定垂直离子束 角度0v。应理解，感应器数组124的不同列中的离子束电流感应器162具 有不同的Y坐标y，
图6、图8与图9以及随附的描述涉及由感应器数组124中的单一离子 束电流感应器162a所产生的感应器信号。离子束电流感应器162a产生容许 分别根据等式(1)以及等式(2)来判定离子束中的一位置处的水平以及 垂直离子束角度的感应器信号。感应器数组124中的每一离子束电流感应 器产生类似的感应器信号作为旗标位置的函数。离子束62的水平离子束角 度以及垂直离子束角度可作为基板平面110中的位置的函数而变化。感应 器数组124测量基板平面110中的多个位置处的水平以及垂直离子束角度。 因此，感应器数组中的位置(xpx, ypx)处的每一像素(离子束电流感应器 162)获得水平离子束角度的测量以及垂直离子束角度的测量。举例而言， 在完全平行的离子束的情况下，离子束电流感应器皆测量相同的水平以及 垂直离子束角度。在发散离子束的情况下，感应器数组124中的不同位置 处的离子束电流感应器162测量不同的水平以及垂直离子束角度。感应器 数组124中的离子束电流感应器162所获得的测量因此组成作为基板平面110中的位置的函数的水平以及垂直离子束角度的图。
来自感应器数组124中的一些或所有离子束电流感应器162的感应器 信号可经处理以提供额外信息。对于宽离子束(带形离子束或经扫描的离 子束)的情况，在跨越离子束的各种水平位置处的水平或垂直离子束角度 改变为所关注的。此是因为晶圆上的点自离子束内的一水平位置截取离子 束，但在此水平位置处，归因于植入器的垂直机械扫描，晶圓垂直地截取 离子束的每一部分。
因此，在同一水平位置处来自所有离子束电流感应器的感应器信号可 经处理以提供水平及/或垂直角度测量的加权平均值，以获取此水平位置处 的平均水平及/或垂直角度。每一离子束电流感应器的角度测量可通过在此 离子束电流感应器处所侦测的离子束电流来进行加权。对于具有七个垂直 行的像素数组的实例，此操作产生七个平均水平角度以及七个平均垂直角 度。由于通常使离子束均匀作为水平位置的函数，所以七个测量的相等加 权平均值界定离子束的总体平均方向。可将七个平均值内的变化界定为发 散离子束的离子束角度扩展。结果可为零水平离子束角度(在中间)、正水 平离子束角度(在晶圆的负侧)以及负水平离子束角度(在晶圆的正侧)。
本文中所揭露的角度测量系统可用以测量离子束角度扩展以及离子束 角度。离子束角度扩展为包括于离子束62中的角度范围。在细射束190的 情形下，离子束角度扩展为由单一离子束电流感应器所截取的离子的角度 范围。感应器数组124可用以评估离子束62中的不同位置处的离子束角度 扩展，其中离子束角度扩展测量是通过感应器数组124中的每一离子束电 流感应器来进行。每一离子束电流感应器可进行水平离子束角度扩展cph的 测量以及垂直离子束角度扩展(Pv的测量。定性地看，水平离子束角度扩展 (Ph是通过感应器信号180中的凸块188的宽度来指示。因此，较宽的凸块 188指示较大的水平离子束角度扩展。类似地，垂直离子束角度扩展cpv是 通过180中的感应器信号中的过渡部分186的斜度来指示。较平緩的过渡 部分186指示较大的垂直离子束角度扩展。
可如下判定水平离子束角度扩展(Ph。
(Ph s (Axb-Axpx)/Zpx ( 3 )
s (Wb-2Ws-Axpx)/zpx (4)
其中，Axb为细射束窗宽度，亦即，细射束l卯可穿过狭槽144且由离 子束电流感应器162a截取的X位置的范围；Axpx为离子束电流感应器162a 中的孔的X方向尺寸；Zp为旗标120与离子束电流感应器162a之间的Z 方向间距；Wb为(例如)在最大振幅的0.01下所测量的感应器信号180中 的凸块的宽度；且Ws为狭槽144的宽度。在等式(4)中，凸块宽度Wb 为给定配置的唯一变量。因此，将水平离子束角度扩展cph表达为凸块宽度
Wb的函凄丈。
可如下判定垂直离子束角度扩展(IV (pv S (Ayb-Aypx)/Zpx (5)
s [Wr画厶Xb]tanO 一 Aypx]/zpX (6)
其中，Ayb为细射束窗高度；Aypx为离子束电流感应器162a中的孔的Y 方向尺寸；\^为(例如)自全振幅至全振幅的0.01所测量的过渡部分186 的宽度；Axb为如上文所述的细射束窗宽度；且Q为边缘146的角度。在等 式(6)中，过渡部分宽度Wr以及细射束窗宽度Axb (由Wb-2Ws给出)为 -给定的配置的仅有的变量。
离子束角度测量可经评估以判定可能的动作。举例而言，可为离子束 角度参数来建立可接受的标准。若离子束角度参数满足可接受的标准，则 可进行离子植入。若离子束角度参数不满足可接受的标准，则可调整离子 植入器以使离子束角度参数在可接受的标准内。在另一方法中，可倾斜晶 圆(如美国专利第6,437,350号中所描述，其是以引用的方式并入本文中)， 以使离子束角度参数在可接受的标准内。
其它合适的旗标配置展示于图IO至图12中。如图IO所示，旗标400 包括呈垂直的外边缘402的形式的第一特征以及呈角形狭槽404的形式的 第二特征。在图10的实施例中，自狭槽404所产生的感应器信号中的凸块 的位置作为垂直离子束角度的函数而移动，且由边缘402所产生的过渡部 分的位置作为水平离子束角度的函数而移动。
如图11所示，旗标420包括呈垂直边缘424的形式的第一特征以及呈 角形边缘426的形式的第二特征，两者皆为旗标420中的孔422的内边缘。 垂直边缘424产生用以判定水平离子束角度的感应器信号中的过渡部分， 且角形边缘426产生用以测量垂直的离子束角度的感应器信号中的过渡部 分。
如图12所示，旗标440包括呈垂直边缘444的形式的第一特征以及呈 角形边缘446的形式的第二特征，两者皆为旗标440中的外边缘。垂直边 缘444产生用以测量水平离子束角度的感应器信号中的过渡部分，且角形 边缘446产生用以测量垂直的离子束角度的感应器信号中的过渡部分。旗 标440可由柱体448支撑以用于沿着平移路径的平移。
不同的离子束类型可通过本文中所揭露的角度测量系统来测量。带形 离子束通常具有通过离子束高度与离子束宽度而加以特性化的伸长截面。 在Y方向中感应器数组124的高度经选择为大于离子束高度，以容许在最 大预期垂直离子束角度下的离子束角度测量。在X方向中平移路径170的 长度经选择为等于或大于离子束宽度。最实用的是沿着离子束截面的长维 度而平移旗标120。然而，本发明不限于此方面。
可利用本发明的角度测量系统来获得经扫描的离子束的角度测量。在 扫描方向中扫描离子束以提供扫描图案。可利用角度测量系统来获取扫描 图案的区域上的离子束角度测量。在扫描方向中平移旗标120，且平移路径
170具有等于或大于扫描图案的长度。与离子束扫描速度相比，旗标120的 平移速度较慢，以确保在沿着平移路径的每一位置处至少一次测量离子束 角度。
可利用本发明的角度测量系统来获得固定光点离子束的角度测量。感 应器数组124的高度与宽度皆大于光点离子束的直径，以容许在最大预期 离子束角度下的离子束角度测量。光点离子束未必具有圓形截面且通常具 有不规则的截面形状。
感应器数组124的部分截面示意图展示于图13中。感应器数组124的 离子束电流感应器500以及502得以展示。具有孔512以及514的孔板510 界定由各别离子束电流感应器所感应的离子束62的面积。详言之，孔512 界定离子束电流感应器500的感应器面积，且孔514界定离子束电流感应 器502的感应器面积。每一孔具有如图7A以及图7B所示的尺寸(Axpx, △ypx)。离子束电流感应器500以及502分别还包括安装至支撑板530的集 光器杯(collector cup ) 520以及522。集光器杯520以及522分别经由电流 感应器524以及526而连接至地面。
测量离子束角度时(尤其是当测量低离子束电流时)的一困难在于确 保仅测量归因于离子束的电流。角度测量系统在离子植入器的亦存在电子 以及低能量离子(经由离子束与背景气的碰撞以及通过自用以中和晶圆上 的电荷的电子泛射器枪的引入而产生)处的区域中操作。感应器数组124 可具备用于抑制电子以及低能量离子进入离子束电流感应器中的抑制组 件。
在图13的实施例中，感应器数组124包括定位于孔板510与集光器杯 520以及522之间的第一静电抑制电极540、第二静电抑制电极542以及第 三静电抑制电极544。抑制电极540、 542以及544中的每一个包括与孔板 510中的孔对准的孔。通过实例，可将孔板510接地。第一抑制电极540以 及第三抑制电极544可偏压于-50伏特至-1000伏特，且第二抑制电极542 可偏压于+50伏特至+500伏特。在一实例中，电极540以及544偏压于-500 伏特，且电极542偏压于+100伏特。应理解，此等值是仅通过实例来给定， 且并不限制本发明的范畴。
图13的实例包括静电抑制组件。在其它实施例中，可利用磁性抑制组 件或静电与磁性抑制组件的组合。在一实施例中，可利用单一静电抑制电极。
图14说明根据本发明的另一实施例的角度测量系统1400的方块图。
角度测量系统1400的透视图展示于图15中。类似于先前的图(诸如图2) 来标注图14与图15的相似零件，且因此为了清晰起见而在本文中省略了 任何重复的描述。 一般而言，角度测量系统1400可包括旗标1420、用以在 X方向中平移旗标1420的平移机构122以及定位于Z方向中自旗标1420 的下游处的感应装置1423。
在图14的实施例中，旗标1420可具有结合图16而进一步详述的第一 特征以及第二特征，以容许测量离子束角度。感应装置1423可包括屏蔽1425 以及用以在第一与第二位置之间平移屏蔽1425的平移机构1430。在图14 的实施例中，平移方向是在X方向中(如由箭头1460所指示)，但本文中 同样地预期其它平移方向。在一实施例中，屏蔽1425的第一位置可为延伸 位置，且第二位置可为收缩位置且稍后可如本文中所指示而加以参考。
感应装置1423亦可包括定位于Z方向中自屏蔽1425的更下游处的多 个法拉第感应器(Faraday sensor) 1470。腔室1436可支撑法拉第感应器 1470。腔室1470亦可附着至界定相关联的法拉第感应器的伸长孔的孔板 1462。可将空腔1473界定于腔室1436与孔板1462之间以辅助支撑该屏蔽 1425。空腔1473亦可具有足够的大小以致能该屏蔽1425在空腔1473内的 平移。
可利用任何多个法拉第感应器，且在图14的实施例中，可存在七个法 拉第感应器1470-1、 1470-2、 1470-3、 1470-4、 1470-5、 1470-6以及1470-7。 每一法拉第感应器可回应于经截取的离子束而产生电信号，此在此项技术 中已知。感应器信号的量值可为经截取的离子束电流的函数。每一法拉第 感应器可经配置为法拉第杯且稍后可如本文中所指而加以参考。
平移机构1430可包括通过连接器杆1434或其它紧固装置而耦接至屏 蔽1425的致动器1432，以在第一与第二位置间平移屏蔽。当在第一位置中 时，屏蔽1425可经配置以界定相关联的法拉第感应器的一部分上的离子束 电流感应器。举例而言，在一实施例中，屏蔽可界定每一法拉第感应器 1470-3、 1470-4以及1470-5上的一离子束电流感应器。
图16说明可用于图14与图15的实施例以及其它实施例中的合适旗标 配置的另一实施例。旗标1420可包括第一特征以及第二特征，其中第二特 征具有自第一特征的可变间距，其作为第二特征上的位置的函数。第一特 征可呈外垂直边缘1422的形式，且第二特征可呈外角形边缘1424的形式。 外角形边缘1424可具有自垂直边缘1422的可变间距，其作为外角形边缘 1424上的位置的函数，如由间距S4、 S5以及S6所说明。
当如箭头170所示在正X方向中平移旗标时，垂直边》彖1422可处于旗 标1420的前边缘上，且角形边缘1424可处于旗标1420的后边缘上，如图 14以及图15中的进一步说明。垂直边缘1422可产生用以测量水平离子束
角度的感应器信号中的过渡部分，而角形边缘1424可用以测量垂直的离子 束角度。在图16的实施例中，垂直边缘1422以及角形边缘1424可为直的 且可以相对于彼此而形成的锐角Ol来定向。锐角Ol可处于约20度至45 度的范围内，且在一实施例中，可为约22.5度。
图17为图14与图15的角度测量系统1400的分解透视图，其说明腔 室1436、屏蔽1425以及孔板1462。亦说明法拉第杯1470。空腔1473可形 成于腔室1436的一部分中以支撑该屏蔽1425且致能该屏蔽1425在空腔 1473内的平移。当屏蔽经平移至第一位置中时，屏蔽可包括用以界定相关 联的法拉第杯上的离子束电流感应器的至少 一孔。
图18说明当屏蔽处于第二位置中时孔板1462以及屏蔽1425 (以幻影 来说明)的前示意图，且图19说明当屏蔽处于第一位置中时孔板1462以 及屏蔽1425的示意性前视图，以便界定相关联的法拉第杯的一部分上的离 子束电流感应器。屏蔽1425可为可包括多种材料(包括(但不限于)石墨) 的板，以便在第一位置中时选择性地阻塞离子束62。在图18的位置中，可 收缩此实施例中的屏蔽1425,使得屏蔽1425的伸长孔对准于孔板1462的 相关联的伸长孔1485、 1484以及1483。换言之，屏蔽1425可不阻塞图18 的位置中的离子束电流。
图19说明当将屏蔽平移至第一位置中时如由离子束所见的孔板1462 以及屏蔽1425的前示意图，以便界定相关联的法拉第杯的一部分上的离子 束电流感应器。在此实施例中，可在正X方向中将屏蔽1425相对于其在图 19中的位置而延伸。在此第一位置中，屏蔽1425的孔1706、 1708以及1710 可容许经由此等孔而传输离子束62的一部分，但屏蔽1425的其它部分可 阻塞离子束62。
同样地，屏蔽1425可选择性地阻塞来自法拉第杯1470的离子束62， 以界定一法拉第杯1470的一部分上的至少 一 离子束电流感应器。举例而言， 对于第三法拉第感应器1470-3，屏蔽1425的一部分1425a可阻塞孔板1462 的孔1483中的离子束，而对于第四法拉第感应器1470-4，屏蔽1425的另 一部分1425b可阻塞孔板1462的孔1484中的离子束，而对于第五法拉第 感应器1470-5,屏蔽1425的又一部分1425c可阻塞孔板1462的孔1485中 的离子束。
可在Y轴方向中偏移各孔1706、 1708以及1710，如图18以及图19 中所详述者。孔1710可经配置以界定第三法拉第杯1470-3的一部分上的离 子束电流感应器。孔1708可经配置以界定第四法拉第杯1470-4的一部分上 的离子束电流感应器。最后，孔1706可经配置以界定第五法拉第杯1470-5 的一部分上的离子束电流感应器。形成于相关联的法拉第杯的一部分上的 每一离子束电流感应器可具有由屏蔽1425的孔1706、 1708以及1710的大
小所界定的几何形状。在一实施例中，孔1706、 1708以及1710可具有小 于90 mn^的正方形几何形状，例如，在一实例中，为9mm乘9mm平方 或81mm2。然而，可利用任何多个变化的几何形状的孔以在各种位置中形 成一或多个法拉第杯上之一或多个离子束电流感应器。
在才喿作中，旗标1420可通过平移机构122在正X方向中沿着平移路径 170 (图14)而平移，使得旗标1420沿着平移路径170的至少一部分而截 取离子束62。最初，屏蔽1425可处于图18的第二位置中，使得屏蔽1425 不阻塞经由孔板1462的孔而导引的离子束的任何部分。可自多个法拉第杯 1470中的每一个获得离子束电流测量。可连续地测量或可以所要时间间隔 来取样来自每一法拉第杯的感应器信号。
可类似于较早地参看图5、图6、图7A以及图8而详述的水平角度来 判定水平角度。 一般而言，当旗标1420沿着平移路径170而平移且阻塞来 自法拉第感应器的离子束时，旗标1420的垂直前边缘1422截取离子束。 当法拉第感应器感应离子束信号中的中断时，法拉第感应器的位置以及旗 标1420的前边缘1422的位置为已知的。由于在Z方向中自法拉第感应器 至基板平面110的距离亦为已知的，所以可判定水平角度0h。举例而言， 水平角度可为当离子束经截取时旗标1420的前边缘1422与由Z方向中自 法拉第感应器至基板平面110的距离所分割的法拉第感应器的x位置的x 坐标的差的反正切。
接着，可将屏蔽1425平移至第一位置(诸如图19中所说明)，以便界 定相关联的法拉第杯的一部分上的至少一离子束电流感应器。可如图19的 实施例中所说明来配置屏蔽1425，以界定第三法拉第杯1470-3上的一离子 束电流感应器、第四法拉第杯1470-4上的一离子束电流感应器以及第五法 拉第杯1470-5上的一离子束电流感应器。可忽略第一法拉第杯1470-1、第 二法拉第杯1470-2、第六法拉第杯1470-6以及第七法拉第杯1470-7的输出。
当沿着平移路径170而平移旗标1420时，由屏蔽1425在法拉第杯 1470-3、 1470-4以及1470-5上所界定的每一离子束电流感应器可提供感应 器信号输出，如图20中所说明。接着，可类似于较早地参看图5、图6、 图7B以及图9而详述的垂直角度来判定垂直角度。换言之，旗标1420的 角形边缘1424具有自垂直边缘1422的可变间距，其作为角形边缘1424上 的位置的函数，如由间距S4、 S5以及S6 (图16)所说明，其类似于图5 的间距S1、 S2以及S3。因此，视离子束的垂直角度而定，离子束的垂直 角度可与旗标的角形边缘1424在边缘1424上的不同位置处相交。
图20说明在x, y位置处来自由屏蔽1425在法拉第杯1470-3、 1470-4 以及1470-5中的一个上所界定之一离子束电流感应器的感应器信号2000 的实例。将感应器信号2000标绘为沿着平移路径170的旗标1420的位置
的函数。旗标1420可自正X方向中的X的负值移动。最初，旗标1420可 能不阻塞离子束62到达离子束电流感应器，且感应器信号2000处于最大 值2004。旗标1420的垂直边缘1422可能会首先阻塞离子束，且感应器信 号2000在x位置xl处可能会降低至零。旗标1420的后角形边缘1424将 最终被平移得足够远以不阻塞离子束，且感应器信号可能会自位置x2处的 零值增加回至位置x3处的最大值。
感应器信号2000可能因此具有表示前边缘1422的第一组份以及表示 后边缘1424的第二组份。第一与第二组份之间的距离或间距S表示垂直的 离子束角度。举例而言，间距S界定离子束经交叉处的在角形边缘1424上 的位置，任何可用以判定离子束的Y坐标。
图21说明根据本发明的另一实施例的操作2100。操作2102可包括提 供界定第一特征以及第二特征的旗标，其中第二特征具有自第一特征的可 变间距，其作为第二特征上的位置的函数。操作2104可包括沿着平移路径 而平移旗标，使得旗标截取离子束的至少一部分。操作2106可包括沿着平 移路径而侦测不同旗标位置的离子束。最后，操作2108可包括回应于经侦 测的离子束而产生感应器信号，其中感应器信号以及旗标的对应位置表示 垂直平面中离子束的垂直的离子束角度。
因此在描述了本发明的至少一说明性实施例后，熟习此项技术者将容 易想到各种改变、修改以及改良。此等改变、修改以及改良意欲在本发明 的范畴内。因此，前述描述仅通过实例且并不意欲为限制性的。本发明仅 是如下列权利要求书以及其等效物中所界定而受到限制。
权利要求
1.一种角度测量系统，包括界定第一特征以及第二特征的旗标，其中所述第二特征具有自所述第一特征的可变间距，其作为所述第二特征上的位置的函数；用以沿着平移路径而平移所述旗标以使得所述旗标截取离子束的至少一部分的机构；以及用以沿着所述平移路径而侦测不同旗标位置的所述离子束且回应于所述经侦测的离子束而产生感应器信号的感应装置，其中所述感应器信号以及所述旗标的对应位置表示垂直平面中所述离子束的垂直离子束角度。
2、 根据权利要求1所述的角度测量系统，其特征在于，所述感应装置 包括屏蔽；以及用以在第一与第二位置之间平移所述屏蔽的机构，在所述第一位置中 的所述屏蔽经配置以界定相关联的法拉第感应器的一部分上的离子束电流 感应器，所述离子束电流感应器经配置以产生所述感应器信号。
3、 根据权利要求2所述的角度测量系统，其特征在于，所述的一部分 具有正方形几何形状，所述正方形几何形状具有小于约90平方毫米的表面 积。
4、 根据权利要求2所述的角度测量系统，其特征在于，所述屏蔽包括 至少一孔，所述至少一孔经配置以界定当所述屏蔽处于所述第一位置中时 的所述离子束电流感应器。
5、 根据权利要求2所述的角度测量系统，其特征在于，所述屏蔽包括 多个孔，所述孔经配置以界定当所述屏蔽处于所述第一位置中时相关联的 多个法拉第感应器上的相关联的离子束电流感应器。
6、 根据权利要求5所述的角度测量系统，其特征在于，所述多个孔包 括第一孔，其经配置以界定当所述屏蔽处于所述第一位置中时第一法拉 第感应器的一部分上的第一离子束电流感应器；第二孔，其经配置以界定 当所述屏蔽处于所述第一位置中时第二法拉第感应器的一部分上的第二离 子束电流感应器；以及第三孔，其经配置以界定当所述屏蔽处于所述第一 位置中时第三法拉第感应器的一部分上的第三离子束电流感应器。
7、 根据权利要求2所述的角度测量系统，其还包括处理装置，所述处 理装置响应于所述感应器信号而判定在所述离子束电流感应器处的所述垂 直平面中的所述垂直离子束角度以及水平平面中的水平离子束角度。
8、 根据权利要求2所述的角度测量系统，其特征在于，所述感应信号 具有表示所述第一特征的第一信号组份以及表示所述第二特征的第二信号 组份，其中所述第 一与所述第二信号组份之间的距离表示所述垂直离子束 角度。
9、 根据权利要求1所述的角度测量系统，其特征在于，所述第一以及 所述第二特征包括所述旗标的外边缘。
10、 根据权利要求9所述的角度测量系统，其特征在于，所述第一以 及所述第二特征为直的且是以锐角来定向。
11、 根据权利要求IO所述的角度测量系统，其特征在于，所述锐角为 约22.5度。
12、 根据权利要求IO所述的角度测量系统，其特征在于，所述第一特 征正交于所述平移路径，且所述第二特征包括所述旗标的角形外边缘。
13、 一种方法，包括提供界定第一特征以及第二特征的旗标，其中所述第二特征具有自所 述第 一特征的可变间距，其作为所述第二特征上的位置的函数；沿着平移路径而平移所述旗标，使得所述旗标截取离子束的至少一部分；沿着所述平移路径而侦测不同旗标位置的所述离子束；以及 回应于所述经侦测的离子束而产生感应器信号，其中所述感应器信号 以及所述旗标的对应位置表示垂直平面中所述离子束的垂直离子束角度。
14、 根据权利要求13所述的方法，其还包括在第一与第二位置之间平移屏蔽，在所述第一位置中的所述屏蔽经配 置以界定相关联的法拉第感应器的一部分上的离子束电流感应器，所述离 子束电流感应器经配置以产生所述感应器信号。
15、 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述屏蔽包括多个孔， 所述孔经配置以界定当所述屏蔽处于所述第一位置中时相关联的多个法拉 第感应器上的相关联的离子束电流感应器。
16、 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述多个孔包括第 一孔，其经配置以界定当所述屏蔽处于所述第一位置中时第一法拉第感应 器的一部分上的第一离子束电流感应器；第二孔，其经配置以界定当所述 屏蔽处于所述第一位置中时第二法拉第感应器的一部分上的第二离子束电 流感应器；以及第三孔，其经配置以界定当所述屏蔽处于所述第一位置中 时第三法拉第感应器的 一部分上的第三离子束电流感应器。
17、 根据权利要求14所述的方法，其还包括处理所述感应器信号以判 定在所述离子束电流感应器处的所述垂直平面中的所述垂直离子束角度以 及水平平面中的水平离子束角度。
18、 根据权利要求17所述的方法，其还包括 将所述经监视的垂直角度与所要垂直角度比较；以及若所述经监视的垂直角度不处于所述所要垂直角度的指定界限内，则 通过调整所述离子束或相对于所述离子束而倾斜基板来调整所述垂直角 度。
全文摘要
一种用于离子束的角度测量系统，此角度测量系统包括界定第一以及第二特征的旗标，其中第二特征具有自第一特征的可变间距；用以沿着平移路径而平移旗标以使得旗标截取离子束的至少一部分的机构；以及用以沿着平移路径而侦测不同旗标位置的离子束且回应于经侦测的离子束而产生感应器信号的感应装置。感应器信号以及旗标的对应位置表示垂直平面中离子束的垂直离子束角度。感应装置可包括一屏蔽以及一用以平移屏蔽以便界定相关联的法拉第感应器的一部分上的离子束电流感应器的机构。
文档编号H01J37/244GK101371328SQ200780002667
公开日2009年2月18日 申请日期2007年1月17日 优先权日2006年1月20日
发明者亚瑟·H·克雷福, 保罗·J·墨菲, 约瑟·欧尔森, 罗扎里欧·马雷卡, 艾立克·赫尔曼森, 詹姆斯·J·康米斯, 马克·多拿赫 申请人:瓦里安半导体设备公司