TWI904781B - 處理系統及確定離子束的入射角的方法 - Google Patents

Abstract

揭露一種處理系統及確定離子束的入射角的方法，其包括 用於將離子束指向工件的離子源和角度測量系統。角度測量系統包括電流測量裝置，例如一個或多個法拉第感測器(Faraday sensors)，其可以在至少兩個正交方向上移動。電流測量裝置在第一方向掃描，尋求最大電流測量值。電流測量裝置然後移動到第二方向的第二位置並重複掃描程序。基於在第二方向上的兩個不同位置收集的數據，可以確定入射離子束的入射角。

Description

處理系統及確定離子束的入射角的方法

本申請主張2023年8月22日提交的美國專利申請號18/236,711的優先權，所述申請的揭露內容以全文引用的方式併入本文中。本揭露的實施例涉及一種使用可移動電流測量裝置計算離子束的入射角的處理系統。

許多製程利用朝工件（例如半導體晶圓）方向射出的離子束來對工件執行某些製程。在這些製程中，有些離子束垂直於工件表面。然而，在其他實施例中，可能希望使離子束以不垂直於工件的角度撞擊工件。

此外，某些製程可以有利地以不同於垂直的特定角度來執行。這在某些製程中，例如蝕刻、離子植入等，可能有用。對於這些製程，可能需要確定離子束撞擊工件的確切角度。這些資訊可以用於調校或表徵目的。

因此，如果有一種包括離子源和角度測量系統的處理系統會有益處，其中角度測量系統適用於測量入射離子束的入射角。此外，如果這種角度測量系統適用於大入射角，那將是有利的。

公開了一種處理系統，其包括用於將離子束射向工件的離子源和角度測量系統。角度測量系統包括電流測量裝置，例如一個或多個法拉第感測器（Faraday sensors），其可以在至少兩個正交方向上移動。電流測量裝置在第一方向掃描，尋求最大電流測量值。電流測量裝置然後移動到第二方向的第二位置並重複掃描程序。基於在第二方向上的兩個不同位置收集的數據，可以確定入射離子束的入射角。

根據一實施例，揭露一種處理系統。處理系統包括離子源，用於產生具有寬度和高度的離子束；電流測量裝置，其中離子束被引導朝向電流測量裝置，並以不同於垂直角度的角度撞擊電流測量裝置；掃描馬達，用於在與離子束的寬度正交的方向（稱為掃描方向）上移動電流測量裝置，其中電流測量裝置在掃描方向的位置稱為掃描位置；Z方向馬達，用於在與電流測量裝置的表面正交的方向上移動電流測量裝置；以及控制器，其配置為：使用Z方向馬達將電流測量裝置移動到Z方向的第一位置，稱為第一Z位置（Z1）；確定第一掃描位置（Y1），第一掃描位置在電流測量裝置位於第一Z位置（Z1）時導致最大檢測電流；使用Z方向馬達將電流測量裝置移動到Z方向的第二位置，稱為第二Z位置（Z2）；確定第二掃描位置（Y2），第二掃描位置在電流測量裝置位於第二Z位置（Z2）時導致最大檢測電流；以及使用Y1、Y2、Z1和Z2來確定離子束的入射角。在一些實施例中，控制器透過致動掃描馬達使電流測量裝置在掃描方向移動，並在電流測量裝置移動時記錄多個掃描位置的檢測電流，來確定導致最大檢測電流的掃描位置。在一些實施例中，入射角是基於（Y2-Y1）與（Z2-Z1）的比率計算。在一些實施例中，控制器配置為：使用Z方向馬達將電流測量裝置移動到Z方向的至少一個額外位置（Z3）；確定至少第三掃描位置（Y3），第三掃描位置（Y3）在電流測量裝置位於至少一個額外位置時導致最大檢測電流；以及使用Z1、Z2、Z3、Y1、Y2和Y3的值創建最佳擬合線，其中最佳擬合線的斜率用於確定入射角。在一些實施例中，處理系統包括配置在離子源抽取開口外的抽取光學器件，控制器使用入射角移動抽取光學器件以達到期望的入射角。在一些實施例中，處理系統包括用於旋轉離子源至少一部分的馬達，控制器使用入射角旋轉離子源至少一部分以達到期望的入射角。在一些實施例中，控制器配置為：當電流測量裝置位於第一Z位置（Z1）和第二Z位置（Z2）時，收集在多個掃描位置採取的多個電流測量值；以及基於多個電流測量值計算離子束的角展度。在一些實施例中，控制器配置為：確定第三和第四掃描位置（Y3、Y4），其中當電流測量裝置位於第一Z位置（Z1）時，第三和第四掃描位置導致等於總束電流的兩個預定百分比的檢測電流；確定第五和第六掃描位置（Y5、Y6），其中當電流測量裝置位於第二Z位置（Z2）時，第五和第六掃描位置導致等於總束電流的兩個預定百分比的檢測電流；並基於Y3、Y4、Y5、Y6、Z1和Z2計算離子束的角展度。在一些實施例中，電流測量裝置包括沿離子束的寬度方向排列的法拉第感測器陣列。在一些實施例中，離子源是束線離子佈植器的一部分。在一些實施例中，入射角定義為90°減去離子束與掃描方向之間的角度。在一些實施例中，處理系統包括與掃描馬達和Z方向馬達連通的工件固持器，其中電流測量裝置固定在工件固持器上。

根據另一實施例，揭露一種確定離子束的入射角的方法。此方法包括當電流測量裝置位於第一Z位置（Z1）時，確定電流測量裝置檢測到的電流為最大值的第一掃描位置（Y1）；當電流測量裝置位於第二Z位置（Z2）時，確定由電流測量裝置檢測到的電流為最大值的第二掃描位置（Y2）；以及使用Y1、Y2、Z1和Z2來確定離子束的入射角。在一些實施例中，入射角是基於（Y2-Y1）與（Z2-Z1）的比率計算。在一些實施例中，Z方向是與電流測量裝置的表面正交的方向。在一些實施例中，此方法包括：當電流測量裝置位於第三Z位置（Z3）時，確定由電流測量裝置檢測到的電流為最大值的第三掃描位置（Y3）；以及使用Y1、Y2、Y3、Z1、Z2和Z3確定最佳擬合線，其中最佳擬合線的斜率用於確定離子束的入射角。在一些實施例中，確定第一掃描位置包括：使用Z方向馬達將電流測量裝置移動到第一Z位置（Z1）；致動掃描馬達使電流測量裝置在第一Z位置（Z1）時沿掃描方向移動；以及當電流測量裝置移動時，記錄多個掃描位置的檢測電流；其中確定第二掃描位置包括：使用Z方向馬達將電流測量裝置移動到第二Z位置（Z2）；致動掃描馬達使電流測量裝置在第二Z位置（Z2）時沿掃描方向移動；以及在電流測量裝置移動時記錄多個掃描位置的檢測電流。在一些實施例中，此方法還包括使用電流測量裝置在第一Z位置（Z1）和第二Z位置（Z2）的多個掃描位置所採取的電流測量值來確定離子束的角展度。

圖1示出處理系統，其包括能夠測量入射離子束角度的電流測量裝置。

處理系統包括離子源100。在一實施例中，離子源100包括外殼，可以是矩形，也可以是其他形狀。外殼可由鋁或其他適當材料構成。外殼內有天線，此天線可以被保護罩包圍。天線可由如金屬的導電材料製成並且可以為U形。天線塗覆或同軸於保護罩內，保護罩可以是陶瓷材料以保護天線免受離子源100內產生的等離子體影響。外殼包括抽取開口101，離子束102通過此抽取開口101離開離子源100並朝向工件121。在操作中，處理氣體被引入由外殼定義的體積中。天線使用射頻（RF）電源供電。此能量在離子源100內產生等離子體。離子然後通過抽取開口101離開離子源100。

在另一實施例中，離子源100可將天線配置在外殼的外部。天線使用RF電源供電。例如，靠近天線的壁可以是介電材料，使天線的能量通過壁進入外殼定義的體積中。處理氣體被引入這個體積中，當供電時，產生等離子體。等離子體中的離子然後通過抽取開口101離開離子源100。

其他類型的裝置可用於離子源100。例如，可使用間接加熱陰極（indirectly heated cathode，IHC）離子源。或者，可使用伯納斯（Bernas）源。在另一實施例中，可使用感應耦合等離子體（inductively coupled plasma，ICP）或電容耦合等離子體（capacitively coupled plasma，CCP）源。因此，離子源100不限於圖1和圖2A及圖2B中所示的那些。

抽取光學器件110，其可以包括抑制電極111和接地電極112，抽取光學器件110可以配置在抽取開口101的外部。抑制電極111可相對於離子源100負偏壓，以便從離子源100內吸引正離子並產生離子束102。在一些實施例中，抽取光學馬達115用於沿轉向方向116移動抽取光學器件110。此方向可以對應於離子束102的高度方向。

離開離子源100的離子束102可以是帶狀束，其寬度遠大於其高度。例如，離子束102的寬度可以大於其撞擊的工件121的直徑。在其他實施例中，離子束102可以是點束。在圖1和圖2A及圖2B中，寬度方向稱為X方向並延伸到頁面內。

在離子束102指向的區域中，有一個台板120，工件121被夾持在台板120上。工件121由離子束102處理。工件121可以是半導體工件，例如矽晶圓、氮化鎵晶圓（GaN wafer）、碳化矽晶圓（SiC wafer）或其他半導體材料。此外，工件121可以是不同類型的材料，例如玻璃基板。因此，處理系統可用於處理各種類型的工件，且工件的類型不受本揭露限制。台板120可配置為至少在一個方向上移動，此方向對應於離子束102的高度。

此外，如圖2A至圖2B所示，在台板120附近有電流測量裝置130。在一些實施例中，電流測量裝置130可固定在台板120上，使電流測量裝置130隨台板120移動。以這種方式，可使用相同的馬達來移動台板120和電流測量裝置130。在另一實施例中，台板120可以移動到非操作位置，電流測量裝置130可以配置在操作時台板120所佔據的位置。在這個實施例中，電流測量裝置130的方向與台板120的方向相同。換句話說，當工件121處於操作位置時，電流測量裝置130的前表面可以與工件121共面。在另一實施例中，台板120的前表面（當處於操作位置時）和電流測量裝置130的前表面可以彼此平行。

此外，電流測量裝置130可以電連接到與台板120相同的偏壓。例如，如果在正常操作期間，台板120接地，電流測量裝置130也接地。如果在正常操作期間，台板120在抽取電壓下偏壓，電流測量裝置130也可連接到這個抽取電壓。

如圖3所示，電流測量裝置130可以包括多個電流感測器131，其可以是法拉第感測器（Faraday sensors）。這些電流感測器131可以佈置在與離子束102的寬度相對應的方向上。以這種方式，每個電流感測器131接收離子束102的一部分，並且可以測量離子束102沿其寬度的均勻性。在一些實施例中，可以沿離子束102的寬度方向分佈二十個或更多電流感測器131。電流感測器131的數量和每個電流感測器131的寬度影響寬度方向上的數據的解析度。電流感測器在掃描方向151上的尺寸改變了在掃描方向可獲得的數據的解析度（參見圖4A至圖4B）。

電流測量裝置130可以配置為至少在兩個方向上可移動。首先，電流測量裝置130能夠在與離子束102的寬度正交的方向移動。這個方向可稱為掃描方向151。掃描方向151可以平行於電流測量裝置130的前表面。掃描馬達150與電流測量裝置130連通，以便沿著掃描方向151移動電流測量裝置130，同時電流測量裝置130測量作為掃描位置的函數的束電流。在一些實施例中，這個掃描馬達150也用於在掃描方向151上平移台板120。此外，掃描馬達150可以包括編碼器152或另一類似組件，其確定掃描方向151的位置，此位置也稱為掃描位置。在一些實施例中，編碼器152可以具有小於0.1mm的解析度。然而，對於一些實施例，在掃描方向151上以0.5mm的間隔收集的數據可能足夠。當然，可使用更大或更小的間隔。

此外，電流測量裝置130配置為在第二方向移動，其可以垂直於掃描方向151和對應於離子束102的寬度的方向。在一些實施例中，這個方向垂直於電流測量裝置130的表面和待處理的工件121。這個方向可稱為Z方向161。Z方向馬達160用於在Z方向161上移動電流測量裝置130。此外，Z方向馬達160可以包括編碼器162或另一類似組件，其確定Z方向161的位置，也稱為Z位置。編碼器162的解析度可類似於上述編碼器152的解析度。

此外，處理系統包括控制器170。控制器170可與掃描馬達150、Z方向馬達160、電流測量裝置130、抽取光學馬達115和編碼器連通。控制器170可以包括處理單元，例如微控制器、個人電腦、特殊用途控制器或其他合適的處理單元。控制器170還可以包括非暫態存儲元件，例如半導體記憶體、磁性記憶體或其他合適的記憶體。這個非暫態存儲元件可以包含允許控制器170執行本文所述的功能的指令和其他數據。

圖2A顯示電流測量裝置130配置在Z方向161上的第一Z位置，標記為Z1。離子束102朝向電流測量裝置130。然後電流測量裝置130藉由掃描馬達150在掃描方向151上移動。如上所述，離子束102的高度可能遠小於其寬度。此外，掃描馬達150在掃描方向151上的範圍遠大於離子束102的高度。因此，當電流測量裝置130在掃描方向151上移動時，它可以配置在離子束102不撞擊電流感測器131的掃描位置。然而，電流測量裝置130可以繼續移動並到達離子束102撞擊電流感測器131的掃描位置。此外，當電流測量裝置130繼續沿掃描方向151移動時，它可以再次配置在電流感測器131不被離子束102撞擊的掃描位置。

圖4A顯示當電流測量裝置130在第一Z位置時的代表性輸出。在圖4A至圖4B中，水平軸表示掃描方向151的位置（即掃描位置），垂直軸表示在該掃描位置檢測到的電流。檢測到的電流可以是所有的電流感測器131檢測到的電流總和，可以是每個電流感測器131檢測到的電流的平均值，或者以以不同方式計算。在每個實施例中，這個值代表電流測量裝置130在該掃描位置檢測到的電流。注意，如上所述，當離子束102沒有撞擊電流感測器131時，所測量的電流幾乎為零，然後當離子束102的一部分撞擊電流感測器131時增加。當電流感測器131和離子束102之間存在最大重疊時，測量的電流達到其最大值。當電流測量裝置130繼續在掃描方向151移動時，其遠離離子束102並且測量的電流再次減少。請注意在這個示例中，當在第一Z位置時，最大電流在定義為Y1的掃描位置處觀察到，其中Yi定義為當電流測量裝置130在位置Zi時具有最大電流的掃描位置。注意，Yi和Zi都可能以毫米（mm）為單位測量。

圖2B顯示電流測量裝置130配置在Z方向161的第二Z位置，標記為Z2。作為參考，第一Z位置，Z1，也被標記。然後在這個第二Z位置重複上述掃描程序。注意，由於第二Z位置距離離子源100更遠，因此離子束102行進更遠，並且在掃描方向151的不同位置撞擊電流測量裝置130。

圖4B是一個類似圖4A的圖表，其顯示當電流測量裝置130在第二Z位置（Z2）時測量的電流作為掃描位置的函數。注意，如上所述，最大測量電流發生在掃描方向151上的不同位置。在這個示例中，最大電流是在Y2的掃描位置測量到。

這個資訊可用於確定離子束102撞擊電流測量裝置130（以及類似地工件121）的角度。

圖5顯示包括離子束102、在第一Z位置的電流測量裝置130A以及在第二Z位置的電流測量裝置130B的示意圖。注意，形成了一個三角形，其具有第一支腳300、第二支腳301和斜邊302，其中斜邊是離子束102。注意，第一支腳300的長度可定義為Z位置的差異（Z2-Z1）。類似地，第二支腳301的長度定義為與產生最大電流的每個Z位置相關聯的掃描位置，被定義為Y2-Y1。入射角通常是相對於垂直於工件的線來測量的。換句話說，入射角被定義為90°減去離子束102和掃描方向151之間的角度。這個角度可以定義如下：或

控制器170用於確定此入射角的程序如圖6所示。首先，如框600所示，控制器170指示Z方向馬達160移動電流測量裝置130到第一Z位置，稱為Z1。一旦到達位置Z1，控制器170然後指示掃描馬達150在掃描方向151上沿其運動範圍移動，如框610所示。在一些實施例中，掃描馬達可以從其範圍的一端移動到相反端並停止。在其他實施例中，掃描馬達150可以沿其運動範圍移動多次。在這種情況下，可以對每個掃描位置的每次掃描期間測量的電流進行平均。控制器170使用掃描位置（可能來自編碼器152）和來自電流測量裝置130的電流測量值來確定具有最大檢測電流的掃描位置。這個掃描位置稱為Y1。控制器170然後指示Z方向馬達160移動電流測量裝置130到第二Z位置，稱為Z2，如框620所示。接著，如框630所示，控制器170指示掃描馬達150在掃描方向掃描以確定具有最大檢測電流的掃描位置，稱為Y2。最後，控制器170使用Y2和Y1之間的差異以及Z2和Z1之間的差異來計算入射角，如框640所示並如上解釋。

注意，可以使用此程序的變體。雖然圖6依賴於恰好2個不同的Z位置來計算離子束102的斜率，但在其他實施例中，可執行額外的測量。圖7顯示了這樣的一種變體。在這個程序中，控制器170使用Z方向馬達160將電流測量裝置130移動到第一Z位置，如框700所示。控制器170然後確定導致最大檢測電流的掃描位置，如框710所示。這可使用上述描述的技術來完成。這個序列重複至少3次，從而得到多個掃描位置Yi，其中每個掃描位置對應於對應Z位置Zi處的最大檢測電流。然後可使用這組點來找到最佳擬合線，如框720所示。確定最佳擬合線的技術是眾所周知的，在此不詳細描述。在一些實施例中，使用線性回歸找到最佳擬合線。如框730所示，一旦確定了這條最佳擬合線，可使用該線的斜率來確定入射角，使用上述描述的正切關係。這種方法可提高計算的準確性。

這個測量的入射角可以以多種方式使用。在一個實施例中，可在對工件執行特定處理之前或之後測量這個測量的入射角。這可用於驗證或確認使用了適當的角度。在另一個實施例中，可使用這個測量的入射角來旋轉離子源100直到達到期望的角度。這個旋轉118（見圖1）可以是手動或自動的。例如，可使用馬達119來旋轉離子源100的至少一部分及其相關聯的抽取光學器件110，以改變入射角。在一個實施例中，整個離子源被旋轉。在另一個實施例中，離子源的抽取開口101被旋轉。在又一個實施例中，控制器170可以使用測量的入射角來調整離子源100的抽取光學器件110。具體來說，可以有抽取光學馬達115。這個馬達被配置為在與離子束102高度相對應的方向上移動抽取光學器件110，該方向稱為轉向方向116。從圖2A至圖2B可以容易看出，抽取光學器件110在轉向方向116上的移動將改變離子束102的路徑，導致入射角增加或減少。因此，在某些實施例中，可以有控制迴路，其中控制器170使用測量的入射角來透過抽取光學馬達115調整抽取光學器件110。在一些實施例中，這可能是一個開環控制迴路，其中測量的入射角與期望的入射角之間的差異用於確定抽取光學器件110的移動量。在另一個實施例中，這可以是一個閉環控制迴路，其中抽取光學器件110基於測量的入射角與期望的入射角之間的差異移動，然後重複圖6或圖7所示的程序。這導致更新的測量的入射角，然後將其用於進一步調整抽取光學器件110的位置。如果需要，這可以重複多次。在另一個實施例中，這個控制迴路可用於控制離子源100的旋轉118。

這個方法的其他變化也是可能的。例如，雖然圖3顯示電流測量裝置130包括多個電流感測器131，但即使電流測量裝置130具有單一電流感測器131，也可執行此程序。

在另一個實施例中，電流測量裝置130可被配置為使得存在沿掃描方向151布置的一列電流感測器131。如果電流測量裝置130在掃描方向上足夠大，則可以在不沿掃描方向151移動電流測量裝置130的情況下檢測最大測量電流。在這種情況下，電流測量裝置130可以是一列電流感測器131，或可以是允許在寬度方向和掃描方向上進行測量的電流感測器131的二維陣列。

上述電流測量裝置130也可用於其他應用。例如，兩個或更多不同Z位置的結果可用來確定離子束102的角展度。在一個實施例中，執行圖6中描述的測量。然而，並非僅比較具有最大電流的掃描位置的Y值，還在其他點進行計算。例如，可分析圖4A至圖4B的圖形以確定第10百分位數、第20百分位數、第80百分位數、第90百分位數和其他百分位數。在一個實施例中，這可通過計算每個圖表下方的總面積，然後找到Y位置來完成，其中曲線下直到該Y位置的面積等於總面積預定百分比。作為範例，可確定兩個圖表中達到曲線下總面積10%的掃描位置。然後可使用上述計算來測量第10百分位數的入射角。可以遵循相同順序找到其他百分位數的入射角。基於這些結果，可以確定角度的擴散，而不僅僅是中心角度。例如，第10百分位和第90百分位的掃描位置可以被確定在兩個不同的Z位置。在另一個實施例中，所選的百分位數可以是第20和第80、第25和第75，或一些其他組合。使用這四個掃描位置和兩個Z位置，可計算離子束的角展度。例如，可以比較每個Z位置兩個百分位數的掃描位置之間的差異以確定角展度。或者，可以計算兩個百分位數的入射角以確定角展度。在其他實施例中，可以使用更多百分位數，例如每10個百分位數，以開發離子束102的角展度的更準確的模型。因此，通過使用在每個Z位置的多個掃描位置處採取的多個電流測量，可以計算離子束102的角展度。

此外，還可以有其他實施例。圖1、圖2A和圖2B顯示離子源100，其具有配置在台板120附近的抽取光學器件110。然而，離子束102可使用其他類型的離子源生成。例如，在一個實施例中，離子源100可以不包括抽取光學器件110。在這個實施例中，電流測量裝置130可以被偏壓到與台板所使用的電壓相同的電壓，以模擬在正常操作中生成的離子束。在另一個實施例中，離子束102可以是來自束線離子佈植器的輸出，束線離子佈植器包含質量分析器、質量解析開口和用於將離子束102引導朝向台板120的一個或多個束線組件。因此，在這個實施例中，離子源100是束線離子佈植器的一部分。

本申請中上述描述的實施例可能具有許多優點。在某些製程中，測量離子束的實際入射角可能是期望的。在許多系統中，這種方法不需要使用任何新硬體；因為電流測量裝置130以及掃描馬達150和Z方向馬達160已經存在。注意，只要離子束以不垂直於電流測量裝置的角度撞擊電流測量角度，這種方法也能夠測量入射角。此外，這種方法能夠測量非常大的入射角。具體來說，在這種方法中，束角越大，測量越準確。這種準確度的提高是由於隨著束角增加， Z位置相同的變化時掃描位置會發生較大變化的結果。這種方法對於使用其他技術難以測量的較大束角可以是理想的。此外，如上所述，這種方法還可用於確定離子束102的角展度。

此外，這種方法可以非常準確。在圖4A至圖4B所示的示例中，離子束102被設定為60°角。上述描述的技術計算出這個角度為59.7°，表示誤差小於1%。

本揭露不應被限制在此處描述的特定實施例的範圍內。事實上，除了此處描述的實施例外，所屬技術領域中具有通常知識者從前述描述和附圖中將明顯看出本揭露的其他各種實施例和修改。因此，這些其他實施例和修改旨在落入本揭露的範圍內。此外，雖然本揭露在此是在特定環境中為特定目的的特定實施中描述的，但所屬技術領域中具有通常知識者將認識到其用途並不限於此，本揭露可在任意數量的環境中為任意數量的目的有益地實施。因此，下面所列的請求項應根據此處描述的本揭露的全部廣度和精神來解釋。

100:離子源101:抽取開口102:離子束110:抽取光學器件111:抑制電極112:接地電極115:抽取光學馬達116:轉向方向118:旋轉119:馬達120:台板121:工件130、130A、130B:電流測量裝置131:電流感測器150:掃描馬達151:掃描方向152、162:編碼器160:Z方向馬達161:Z方向170:控制器300:第一支腳301:第二支腳302:斜邊X、Y、Z:方向Y1:第一掃描位置Y2:第二掃描位置Z1:第一Z位置Z2:第二Z位置θ:夾角

為更好地理解本揭露，參考附圖，這些附圖通過引用併入本文並在其中：圖1顯示可使用本文所述的電流測量裝置的處理系統；圖2A顯示電流測量裝置配置在第一位置的處理系統；圖2B顯示電流測量裝置配置在第二位置的處理系統；圖3顯示根據一實施例的電流測量裝置；圖4A及圖4B示出了作為掃描方向上的位置的函數的電流測量裝置的輸出；圖5顯示一起顯示的在第一位置和第二位置進行的測量的表示；圖6示出了根據一實施例的控制器可以執行以確定離子束的入射角的過程；及圖7示出了根據另一實施例的控制器可以執行以確定離子束的入射角的過程。

100:離子源

101:抽取開口

102:離子束

110:抽取光學器件

111:抑制電極

112:接地電極

115:抽取光學馬達

116:轉向方向

118:旋轉

119:馬達

130:電流測量裝置

150:掃描馬達

151:掃描方向

152、162:編碼器

160:Z方向馬達

161:Z方向

170:控制器

X、Y、Z:方向

Y1:第一掃描位置

Z1:第一Z位置

Claims (17)

1. 一種處理系統，包括：離子源，用於產生具有寬度和高度的離子束；電流測量裝置，其中所述離子束被引導朝向所述電流測量裝置，並以不同於垂直角度的角度衝擊所述電流測量裝置；掃描馬達，用於在與所述離子束的所述寬度正交的方向（稱為掃描方向）上移動所述電流測量裝置，其中所述電流測量裝置在所述掃描方向上的位置被稱為掃描位置；Z方向馬達，用於在與所述電流測量裝置的表面正交的方向上移動所述電流測量裝置；以及控制器，配置為：使用所述Z方向馬達將所述電流測量裝置移動到Z方向上的第一位置，稱為第一Z位置（Z1）；確定第一掃描位置（Y1），所述第一掃描位置在所述電流測量裝置位於所述第一Z位置（Z1）時導致最大檢測電流；使用所述Z方向馬達將所述電流測量裝置移動到所述Z方向上的第二位置，稱為第二Z位置（Z2）；確定第二掃描位置（Y2），所述第二掃描位置在所述電流測量裝置位於所述第二Z位置（Z2）時導致最大檢測電流；以及使用所述第一掃描位置（Y1）、所述第二掃描位置（Y2）、所述第一Z位置（Z1）和所述第二Z位置（Z2）來確定所述離子束的入射角。
2. 如請求項1所述的處理系統，其中所述控制器透過致動所述掃描馬達使所述電流測量裝置在所述掃描方向上移動，並在所述電流測量裝置移動時記錄多個掃描位置的檢測電流，來確定導致所述最大檢測電流的掃描位置。
3. 如請求項1所述的處理系統，其中所述入射角是基於（所述第二掃描位置（Y2）-所述第一掃描位置（Y1））與（所述第二Z位置（Z2）-所述第一Z位置（Z1））的比率計算。
4. 如請求項1所述的處理系統，其中所述控制器配置為：使用所述Z方向馬達將所述電流測量裝置移動到所述Z方向上的至少一個額外位置（Z3）；確定至少第三掃描位置（Y3），所述第三掃描位置在所述電流測量裝置位於所述至少一個額外位置時導致最大檢測電流；以及使用所述第一Z位置（Z1）、所述第二Z位置（Z2）、所述額外位置（Z3）、所述第一掃描位置（Y1）、所述第二掃描位置（Y2）和所述第三掃描位置（Y3）的值創建最佳擬合線，其中所述最佳擬合線的斜率用於確定所述入射角。
5. 如請求項1所述的處理系統，還包括配置在所述離子源的抽取開口外的抽取光學器件，其中所述控制器使用所述入射角來移動所述抽取光學器件以達到期望的入射角。
6. 如請求項1所述的處理系統，還包括用於旋轉所述離子源的至少部分的馬達，其中所述控制器使用所述入射角來旋轉所述離子源的至少部分以達到期望的入射角。
7. 如請求項1所述的處理系統，其中所述控制器配置為：當所述電流測量裝置位於所述第一Z位置（Z1）和所述第二Z位置（Z2）時，收集在多個掃描位置採取的多個電流測量值；以及基於所述多個電流測量值計算所述離子束的角展度。
8. 如請求項1所述的處理系統，其中所述控制器配置為：確定第三和第四掃描位置（Y3、Y4），其中當所述電流測量裝置位於所述第一Z位置（Z1）時，所述第三和第四掃描位置導致等於總束電流的兩個預定百分比的檢測電流；確定第五和第六掃描位置（Y5、Y6），其中當所述電流測量裝置位於所述第二Z位置（Z2）時，所述第五和第六掃描位置導致等於所述總束電流的所述兩個預定百分比的檢測電流；以及基於所述第三掃描位置（Y3）、所述第四掃描位置（Y4）、所述第五掃描位置（Y5）、所述第六掃描位置（Y6）、所述第一Z位置（Z1）和所述第二Z位置（Z2）計算所述離子束的角展度。
9. 如請求項1所述的處理系統，其中所述電流測量裝置包括沿所述離子束的寬度方向排列的法拉第感測器（Faraday sensors）陣列。
10. 如請求項1所述的處理系統，其中所述離子源是束線離子佈植器的一部分。
11. 如請求項1所述的處理系統，其中所述入射角被定義為90°減去所述離子束與所述掃描方向之間的角度。
12. 如請求項1所述的處理系統，還包括與所述掃描馬達和所述Z方向馬達連通的工件固定器，其中所述電流測量裝置固定在所述工件固定器上。
13. 一種確定離子束的入射角的方法，包括：當電流測量裝置位於第一Z位置（Z1）時，沿掃描方向移動所述電流測量裝置以確定所述電流測量裝置檢測到的電流為最大值的第一掃描位置（Y1）；當所述電流測量裝置位於第二Z位置（Z2）時，沿所述掃描方向移動所述電流測量裝置以確定由所述電流測量裝置檢測到的電流為最大值的第二掃描位置（Y2）；以及使用所述第一掃描位置（Y1）、所述第二掃描位置（Y2）、所述第一Z位置（Z1）和所述第二Z位置（Z2）來確定離子束的入射角。
14. 如請求項13所述的方法，其中所述入射角是基於（所述第二掃描位置（Y2）-所述第一掃描位置（Y1））與（所述第二Z位置（Z2）-所述第一Z位置（Z1））的比率計算。
15. 如請求項13所述的方法，其中Z方向是與所述電流測量裝置的表面正交的方向。
16. 如請求項13所述的方法，還包括：當所述電流測量裝置位於第三Z位置（Z3）時，確定由所述電流測量裝置檢測到的電流為最大值的第三掃描位置（Y3）；以及使用所述第一掃描位置（Y1）、所述第二掃描位置（Y2）、所述第三掃描位置（Y3）、所述第一Z位置（Z1）、所述第二Z位置（Z2）和所述第三Z位置（Z3）來確定最佳擬合線，其中所述最佳擬合線的斜率用於確定所述離子束的所述入射角。
17. 如請求項13所述的方法，還包括使用所述電流測量裝置在所述第一Z位置（Z1）和所述第二Z位置（Z2）的多個掃描位置所採取的電流測量值來確定所述離子束的角展度。