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Dokumentenidentifikation DE69724310T2 01.07.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0000795888
Titel Abtastverfahren und -vorrichtung für ein Ionenimplantationsgerät
Anmelder Applied Materials, Inc., Santa Clara, Calif., US
Erfinder Edwards, Peter I.T., Horsham, West Sussex RH13 6GQ, GB;
Wright, Christopher P., Findon, West Sussex DN14 0UD, GB;
Kindersley, Peter T., Horsham, West Sussex RH13 7AT, GB
Vertreter v. Füner Ebbinghaus Finck Hano, 81541 München
DE-Aktenzeichen 69724310
Vertragsstaaten DE, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 11.03.1997
EP-Aktenzeichen 973016215
EP-Offenlegungsdatum 17.09.1997
EP date of grant 27.08.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.07.2004
IPC-Hauptklasse H01J 37/317
IPC-Nebenklasse H01L 21/265   

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Ionenimplantiervorrichtungen für das Implantieren von Ionen auf einem Targetsubstrat und insbesondere auf Ionenimplantierworrichtungen, bei denen während der Ionenimplantation wenigstens der Ionenstrahl und/oder das Targetsubstrat relativ zueinander überstrichen werden.

Diskussion des Stands der Technik

Ionenimplantiervorrichtungen werden allgemein bei der Herstellung von Halbleiterund Metallprodukten für das Implantieren von Ionen in Halbleiter- oder Metallsubstrate verwendet, um die Leitfähigkeit des Materials in vorbestimmten Regionen zu ändern. Ionenimplantiervorrichtungen umfassen im allgemeinen einen Ionenstrahlgenerator für das Erzeugen eines Strahls von Ionen, eine Massenanalysator für das Auswählen einer speziellen Art von Ionen im Ionenstrahl und eine Einrichtung, um den Ionenstrahl auf ein Targetsubstrat zu richten. Die Querschnittsfläche des Ionenstrahls hängt von solchen Faktoren wie der Konfiguration des Strahlverlaufs, dem Grad des Fokussierens, der auf den Ionenstrahl angewandt wird, dem Gasdruck entlang des Strahlsverlaufs, der Energie des Ionenstrahls und der Masse der Ionen ab. Häufig ist die Querschnittsfläche des Ionenstrahls beim Zielsubstrat kleiner als die Fläche der Oberfläche des Substrats, was eine Querung des Strahls über das Substrat in einer ein- oder zweidimensionalen Überstreichung erforderlich macht, so dass der Strahl die ganze Oberfläche des Substrats bedeckt. Die drei zweidimensionalen Überstreichtechniken, die allgemein bei der Ionenimplantation verwendet werden, sind (i) elektrostatische und/oder magnetische Ablenkung des Ionenstrahls relativ zu einem statischen Substrat, (ii) mechanische Überstreichung des Targetsubstrats in zwei Dimensionen relativ zu einem statischen Ionenstrahl, und (iii) eine gemischte Technik, die die magnetische oder elektrostatische Ablenkung des Ionenstrahls in einer Richtung und die mechanische Überstreichung des Targetsubstrats in einer anderen im allgemeinen rechtwinkligen Richtung einschließt.

Eine wichtige Aufgabe bei der Herstellung von Halbleiterwafern besteht darin, die Verarbeitungszeit zu minimieren und den Waferdurchsatz zu maximieren. Eine übliche Aufgabe bei Ionenimplantationsverfahren besteht darin, zu gewährleisten, dass für eine ausgewählte Art von Ionen die Wafer mit der korrekten Ionendosis implantiert werden, und dass die Dosis über dem Wafer gleichmäßig ist. Zur Zeit fordert die Halbleiterindustrie häufig eine Gleichförmigkeit der Dosis von ungefähr 1% oder besser.

Im allgemeinen verbraucht das Überstreichen einen wesentlichen Teil der gesamten Zeit, die es braucht, um einen einzigen Wafer zu verarbeiten, und es ist somit wichtig, zu gewährleisten, dass ein effizienter Gebrauch vom Ionenstrahl während des Überstreichverfahrens gemacht wird. Eine Anzahl von Techniken für das Verbessern der Effizienz des Überstreichens wurden vorgeschlagen.

Die US-A-4,421,988 von Robertson et al. offenbart eine Vorrichtung für eine Überstreichung eines Ionenstrahls in zwei Dimensionen über die Oberfläche eines einzelnen statischen Wafers durch das elektrostatische Ablenken des Strahls durch zwei Paare zueinander rechtwinklig angeordneter Elektroden. Von einer gegebenen Position in der vertikalen Überstreichung oder y-Überstreichung wird die Länge der Überstreichung in der horizontalen Überstreichung oder x-Überstreichung so gesteuert, dass sie im wesentlichen mit der Abmessung des Wafers zusammenfällt, um somit das Maß, um das der Ionenstrahl den Rand des Wafers überfährt, zu minimieren. Die x-Überstreichung wird durch das Anlegen einer Spannung an die Elektroden, die eine dreieckige Wellenform aufweist, deren Frequenz die Länge der Überstreichung bestimmt, erzeugt. Die y-Überstreichung schreitet schrittweise fort und wird am Ende jeder x-Überstreichung initiiert, so dass der Strahl den Wafer in einer Serie von parallelen Überstreichungen überquert. Das Muster des Überstreichens wird in einem ROM gespeichert, der die Frequenz der dreieckigen Wellenform steuert. Der ROM kann mit einer Anzahl von Überstreichmustern, die für die unterschiedlichen Größen der Wafer geeignet sind, programmiert werden.

Die US-A-4,736,107 und die US-A-4,761,559, beide von Miron, offenbaren eine Überstreichvorrichtung für eine Ionenimplantiervorrichtung, bei welcher der Ionenstrahl elektrostatisch gleichzeitig in den x- und y-Richtungen mit derselben Geschwindigkeit zum Überstreichen gebracht wird, was Linien der Überstreichung liefert, die eine Ausrichtung von 45° aufweisen. Das Muster der Überstreichung ist ähnlich dem, das in der US-A-4,421,988 offenbart ist, und es werden vorbestimmte Muster der Überstreichung gemäß der Größe des Wafers in einem programmierbaren Nur-Lese-Speicher (PROM) gespeichert. Der Strom des Ionenstrahls kann als eine Funktion der Strahlposition durch das Anlegen der Steuerspannungen der Elektrode für das Überstreichen an die horizontale Ablenkung einer Kathodenstrahlröhre und das Anlegen eines Signals eines Faradaybechersensors, der den Strom des Ionenstrahls, der auf den Wafer trifft, misst, an die vertikale Ablenkung, überwacht werden. Es wird eine Verzögerung in das Signal von den Elektroden für das Überstreichen eingefügt, um die Flugzeit des Ionenstrahls von den Elektroden für das Überstreichen bis zum Wafer zu berücksichtigen. Die Anzeige der Kathodenstrahlröhre ermöglicht es einer Bedienperson den Ionenstrahl zu fokussieren und zu zentrieren und die Länge der Überstreichung einzustellen, um die Größe eines übermäßigen Überstreichens zu minimieren.

Die US-A-4,260,897 von Bakker et al. beschreibt auch eine Überstreichvorrichtung für eine Ionenimplantiervorrichtung, die eine elektrostatische Ablenkung des Ionenstrahls über der Oberfläche eines einzelnen Wafers verwendet, wobei das Muster der Überstreichung eine Serie von parallelen Linien der Überstreichung beschreibt, die sich in einer festen Distanz voneinander befinden, wie das in den oben angegebenen Referenzen offenbart ist. Um die Größe, um die der Ionenstrahl eine Überstreichung über den Rand eines kreisförmigen Wafers hinaus ausführt, zu steuern, werden zwei gekrümmte, elektrisch leitende Streifen nahe dem Rand des Wafers für das Erfassen des Strahlstroms angeordnet. Wenn der Ionenstrahl einen der gekrümmten Streifen trifft, wird ein Spannungspuls erzeugt und an eine RS-Kippstufe geliefert, die den Zustand wechselt und eine Erhöhung oder Erniedrigung des y-Überstreichens und eine Umkehr der Richtung des x-Überstreichens bewirkt. In ähnlicher Weise sind einander direkt entgegengesetzte Sensoren nahe den extremen oberen und unteren Rändern des Wafers für das Messen des Strahlstroms und das Steuern der Umkehrung der Richtung der y-Überstreichung angeordnet.

Die US-A-4,633,138 von Tokiguchi et al. und die US-A-4,980,562 von Berrian et al. offenbaren beide eine Überstreichvorrichtung des gemischten Typs, in welcher der Ionenstrahl durch eine magnetische Ablenkung horizontal über den Wafer zum Überstreichen gebracht wird, und bei der der Wafer mechanisch durch den Ionenstrahl in der vertikalen Richtung überstrichen wird. Im ersten Dokument umfasst die mechanische Überstreichanordnung einen Träger, auf dem eine Vielzahl von Wafern montiert sind und aufeinanderfolgend entlang einer geraden Linie in den Ionenstrahl eingeführt werden. Die Breite des kreisförmigen Wafers an der Position des Ionenstrahls wird durch das Überwachen der Breite des Wafers direkt darüber an einer entsprechenden vertikalen Position unter Verwendung einer horizontalen Anordnung von LEDs und von Photodioden, die an jeder Seite des Wafers platziert sind, überwacht. Für eine gegebene vertikale Position bei der mechanischen Überstreichung wird durch einen Signalwandler, der das Signal, das durch die Photodetektoren erzeugt wird, interpretiert, die Strahlablenkungsbreite so gesteuert, dass sie ungefähr der Breite des Wafers entspricht. Die mechanische Überstreichanordnung umfasst ferner eine Steuerung für die Geschwindigkeit des Trägers, die die Geschwindigkeit des Trägers umgekehrt proportional zur erfassten Breite des Wafers variiert.

Das letztere Dokument beschreibt eine Überstreichanordnung, bei der ein einzelner Wafer mechanisch in der vertikalen und magnetisch in der horizontalen Richtung überstrichen wird. Ein Faraday-Detektor ist nahe einem Rand des Trägers, der den Wafer trägt, für das Überwachen der Ionendosis, die verwendet wird, um die Geschwindigkeit des mechanischen Überstreichens zu steuern, um eine gleichförmige Dosis über dem Wafer zu erhalten, angeordnet. Beim horizontalen schnellen Überstreichen wird der Ionenstrahl über den Rand des Targetwafers um eine Distanz in der Größenordnung einer Hälfte des Strahldurchmessers zum Überstreichen gebracht, um eine Genauigkeit der Dosis nahe den Rändern des Targetwafers zu gewährleisten. Der Ionenstrahl wird zum Faraday-Detektor weniger häufig als es die horizontale Frequenz des Überstreichens angibt, in übermäßiger Weise zum Überstreichen gebracht, um die Reduktion der Strahlungsnutzungseffizienz bei der Überwachung der Dosis während des Implantierens zu mildern. Die Überstreicheftizienz wird sowohl durch die Beschleunigung als auch die Verzögerung, wenn das mechanische Überstreichen seine Richtung ändert, erhöht und das übermäßige Überstreichen beim mechanischen Überstreichen reduziert. Dies wird durch das Variieren der horizontalen Überstreichgeschwindigkeit in Relation zur Position des Wafers bei der vertikalen Überstreichung erzielt.

Die EP-A-0686995 von Hirokawa et al. offenbart eine Überstreichvorrichtung, bei der das Wafersubstrat durch einen stationären Ionenstrahl mechanisch in zwei Richtungen überstrichen wird. Die Überstreichvorrichtung umfasst eine Platte, auf der eine Vielzahl von Targetwafern nahe deren Umfang montiert sind, und die mit hoher Geschwindigkeit zur Rotation gebracht wird, so dass die Wafer nacheinander und zyklisch durch den Ionenstrahl entlang einer gekrümmten Überstreichungsbahn überstrichen werden. Die Platte ist auf einer Haltevorrichtung montiert, die die Platte in der vertikalen Richtung bewegt, so dass die Wafer langsam in der radialen Richtung überstrichen werden. Regionen der Platte zwischen den Wafern werden entfernt, um es zu ermöglichen, dass der Ionenstrahl durch einen Faradaybecher, der stromabwärts der Platte angeordnet ist, detektiert werden kann. Die Strahldosis wird durch den Faraday-Detektor während der Ionenimplantation überwacht, und die vertikale Überstreichgeschwindigkeit wird gemäß dem Strahlstrom variiert, um eine Gleichförmigkeit der Ionendosis über den Wafern zu gewährleisten.

Die US-A-4,672,210 von Armstrong et al. offenbart eine mechanische Überstreichvorrichtung, die eine sich schnell drehende Platte einschließt, in welcher ein Ionenstrahl, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist, relativ zur radialen Überstreichrichtung schräg ausgerichtet ist, um eine übermäßige Überstreichung zu reduzieren und um zur selben Zeit eine Streifenbildung zu vermeiden.

Die EP-A-0542560 von Toshiaki offenbart ein Überstreichsteuersystem für das Verhindern eines übermäßigen Überstreichens, das in einer Ionenimplantiervorrichtung mit einer elektrostatischen X-Überstreichung und einer mechanischen Y-Überstreichung eingeschlossen ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Überstreichvorrichtung zu liefern, die eine verbesserte Überstreicheffizienz aufweist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Ionenimplantiervorrichtung für das Implantieren von Ionen in ein Substrat vorgesehen, wobei sie einen Ionenstrahlgenerator für das Erzeugen eines Strahls von Ionen, eine Halteeinrichtung für das Tragen eines oder mehrerer mit den Ionen des Strahls zu implantierenden Substrate, und eine Überstreicheinrichtung für das Überstreichen wenigstens des Substrats und/oder des Ionenstrahls bezüglich einander derart, dass der Strahl den Wafer entlang einer vorbestimmten Bahn überquert, umfasst. Eine Überwachungseinrichtung ist angeordnet, um die Änderungen im Anteil der Querschnittsfläche des Ionenstrahls, der auf das Substrat einfällt, zu überwachen, wenn der Ionenstrahl den Rand des Substrats von einer Position beim Überstreichen, bei dem der Ionenstrahl auf das Substrat einfällt, zu einer Position, an dem kein Teil des Ionenstrahls auf das Substrat einfällt, quert. Die Erfindung umfasst weiter einen Detektor, der auf die Überwachungseinrichtung anspricht, um den Moment zu erfassen, an dem der Anteil der Querschnittsfläche, die auf das Substrat einfällt, null erreicht, wenn der Ionenstrahl den Rand des Substrats kreuzt, und eine Funktionseinrichtung, die auf die Detektoreinrichtung, die diesen Moment erfasst, anspricht, um einen darauf folgenden Vorgang in der Ionenimplantiervorrichtung durchzuführen.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Überwachungseinrichtung eine Einrichtung für das Überwachen des Stroms des Ionenstrahls, wie einen Faradaybecher.

Die Funktionseinrichtung kann eine Steuerung für das Steuern der Änderungen in der Übstreichrichtung umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Funktionseinrichtung einen Prozessor für das Speichern eines gemessenen Parameters des Ionenstrahls, wie den Strahlstrom oder die Dosis, in einem elektronischen Speicher umfassen.

Somit liefert ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Überführungsvorrichtung, bei der ein Signal in dem Moment erzeugt wird, zu dem der Ionenstrahl sich gerade jenseits des Targetsubstrats befindet, wenn der Strahl den Rand des Substrats quert, so dass ein weiterer Vorgang in der Ionenimplantiervorrichtung, wie eine Umkehr des Überstreichens, initiiert werden kann. Vorteilhafterweise erlaubt es diese Vorrichtung, den tatsächlichen Moment, zu dem sich der Ionenstrahl vollständig außerhalb des Trägers befindet, exakt zu bestimmen, ohne irgendwelche Annahme über die Strahlbreite, die Größe des Wafers oder die Position des Wafers zu treffen, wie das in den Vorrichtungen des Stands der Technik der Fall war. Somit kann die Vorrichtung verwendet werden, um zu gewährleisten, dass es keine Ungenauigkeit bei der Ionendosis am Rand des Wafers gibt, die sich ansonsten aus einer unkorrekten Annahme in Bezug auf die Größe oder die Position des Wafers oder die Breite des Strahls ergeben könnte, und die auch verwendet werden kann, um die Zeit zu minimieren, während der sich der Ionenstrahl außerhalb des Wafers befindet, um so wesentlich die Strahlnutzungseffizienz zu erhöhen.

Die vorliegende Erfindung liefert auch eine Ionenimplantiervorrichtung und eine Vorrichtung, wie sie in den Ansprüchen 13, 23, 39 und 41 definiert ist, und ein Verfahren, wie es in Anspruch 42 definiert ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Beispiele der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben:

1 ist eine schematische Ansicht einer Ionenimplantiervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

2 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform einer Überstreichdetektionsvorrichtung zeigt;

3 zeigt die Vorderansicht einer Überstreichvorrichtung;

4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der in 3 gezeigten Vorrichtung;

5 zeigt die Vorderansicht der in 3 gezeigten Überstreichvorrichtung mit einem tangential zu den Rändern zweiter benachbarter Targetsubstrate ausgerichteten Ionenstrahl;

6 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der in 5 gezeigten Überstreichposition;

7 zeigt die drei verschiedenen horizontalen Überstreichpositionen der Speichenrad-Überstreichvorrichtung relativ zum Strahlverlauf;

8 zeigt eine andere Ausrichtung der in 7 gezeigten Speichenradvorrichtung;

9 zeigt eine andere Ausführungsform der Speichenrad-Überstreichvorrichtung;

10 zeigt die Speichenradvorrichtung der 9, die in einer anderen Position der Überstreichung ausgerichtet ist;

11 zeigt eine Vorderansicht der in 9 gezeigten Speichenradvorrichtung in zwei unterschiedlichen Positionen relativ zur Strahllinie;

12 zeigt die Speichenradvorrichtung der 11, wie sie in eine andere Position relativ zur Strahllinie gedreht ist;

13 zeigt ein Blockschaltungsdiagramm einer Ausführungsform einer Überwachungsschaltung;

14 ist ein Schaubild, das die Variation des Ausgangssignals der Überwachungsschaltung der 13 zeigt, wenn der Strahlstrom zwischen zwei benachbarten Targetsubstraten abgetastet wird; und

15 zeigt das differentielle Ausgangssignal der Schaltung der 13 des Strahlstroms, der an zwei Positionen im Überstreichen abgetastet wird.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Betrachtet man die 1, so umfasst eine Ionenimplantiervorrichtung, die allgemein mit 1 bezeichnet ist, einen Ionenstrahlgenerator 3 für das Erzeugen eines Strahls von Ionen, einem Massenanalysator 5 (beispielsweise einen Magnet) für das Auswählen einer speziellen Art von Ionen für die Implantierung und eine Ionenstrahlsteuerung 7, die räumliche Filter für das Herausfiltern unerwünschter Arten von Ionen, eine Vorrichtung für das Fokussieren des Ionenstrahls und eine Vorrichtung für das Steuern der Energie des Ionenstrahls umfassen kann. Unter Bezug auf die 1 und 3 umfasst die Ionenimplantiervorrichtung 1 weiter eine Halteeinrichtung 9 für das Targetsubstrat für das Tragen einer Vielzahl von Targetsubstraten 14, beispielsweise Halbleiterwafer. Die Halteeinrichtung 9 umfasst ein Drehrad 11, das eine Vielzahl von Substratträgern 13 aufweist, die radial im Abstand zueinander angeordnet und mit einer zentralen Nabe 15 durch jeweilige Arme oder Speichen 17 verbunden sind. Das Speichenrad 11 ist drehbar an einem Ende eines Überstreicharms 19 montiert und kann sich frei um eine zentrale Achse 21 drehen. Der Überstreicharm 19 ist im allgemeinen nach oben stehend, und sein anderes Ende ist drehbar auf einer Überstreichantriebsvorrichtung 23 montiert, die den Überstreicharm um eine Achse 25 dreht.

Ein Faradaybecher oder ein Faradayeimer 27 ist stromabwärts des Drehrads angeordnet, und er ist so angeordnet, dass er den ganzen Ionenstrahl, der über das Speichenrad 11 hinaus geht, empfängt. Eine Strahlstromüberwachungsvorrichtung 29 ist mit dem Faradaybecher 27 für eine Überwachung des Strahlstroms und das Erzeugen eines Signals, das die Amplitude des Strahlstroms an ihrem Ausgang anzeigt, verbunden. Eine Überstreichsteuervorrichtung 31 empfängt Signale von der Strahlstromüberwachungsvorrichtung 29 und steuert die Überstreichantriebsvorrichtung 23, wie das weiter unten detaillierter beschrieben wird.

Während der Ionenimplantation wird das Rad mit relativ hoher Geschwindigkeit, beispielsweise mit 1200 U/min gedreht, so dass jeder Wafer nacheinander und zyklisch in den Ionenstrahl entlang einer gekrümmten Bahn 33 eingeführt wird. Zur selben Zeit wird der Überstreicharm 19 durch die Überstreichantriebsvorrichtung 23 um seine Antriebsachse 25 gedreht und treibt das Rad 11 entlang eines Bogens 35, dessen Zentrum die Achse 25 ist, an, so dass die Targetsubstrate 14 durch den Ionenstrahl in der radialen Richtung 37 überstrichen werden. Während einer einzigen Implantation können die Wafer durch den Strahl zurück und nach vorn in der radialen Richtung 37 beispielsweise zwischen 10 und 200 Mal überstrichen werden. Am Ende der Implantation werden die bearbeiteten Wafer vom Rad entfernt und es werden neue Wafer für das nächste Implantationsverfahren geladen.

Während der Ionenimplantation ist es wichtig, die aufsummierte Implantationsdosis zu überwachen, so dass passende Maßnahmen während des Implantationsverfahren vorgenommen werden können, um zu gewährleisten, dass die Ionen bis zur korrekten endgültigen Dosis implantiert werden. Die aufsummierte Dosis kann am Ende jedes nach außen gerichteten Überstreichen (das heißt wenn sich das Rad 11 aus dem Strahl heraus bewegt) durch das Messen des vollen Strahlstroms, der durch den Faradaybecher 27 gesammelt wurde, wenn sich das Rad 11 und die Substrate 14 vollständig außerhalb der Strahllinie befinden, überwacht werden. Traditionellerweise wird der volle Strahlstrom gemessen, wenn der Überstreicharm zu seiner anfänglichen Überstreichposition zurückgekehrt ist, wo sogar bei einem Strahl mit der maximal möglichen Breite mit Sicherheit gesagt werden kann, dass sich das Rad vollständig außerhalb der Strahllinie befindet. Das Verfahren gewährleistet, dass sich das Rad vollständig außerhalb des Strahls befindet, bevor der Strahlstrom gemessen wird, so dass die Dosis genau gemessen wird, und die Schwierigkeiten beim Messen der Strahlbreite, die von solchen Faktoren, wie der Strahlenergie, dem Gasdruck der Strahllinie, der speziellen Art der Ionen im Strahl und dem Grad der Fokussierung abhängen, umgangen werden. Ein optischer Positionssensor oder ein anderer Positionssensor wird verwendet, um zu erfassen, wann der Übstreicharm zu seiner anfänglichen Überstreichposition zurückgekehrt ist und um den Überstreichantrieb zu stoppen. Der Strahlstrom wird dann gemessen, während sich der Überstreicharm in Ruhe an seiner anfänglichen Überstreichposition befindet, und der Strahlstrom oder die aufsummierte Dosis wird aufgezeichnet, bevor die nächste Überstreichung nach innen beginnt.

Weiterhin ist es in der mechanischen Überstreichvorrichtung, die in den 1 und 3 gezeigt ist, wichtig, dass die korrekte radiale Überstreichgeschwindigkeit über der gesamten Breite des Wafersubstrats aufrecht gehalten wird. Das Umkehren der Richtung des Überstreichens braucht durch die Trägheit des Rades und des Überstreicharms ein endliches Zeitintervall. Somit ist es wichtig, zu gewährleisten, dass sich das Rad vollständig außerhalb des Ionenstrahls befindet, bevor die Richtung der Überstreichung umgekehrt wird. Wenn die Überstreichung zu früh umgekehrt wird, das heißt wenn der Ionenstrahl immer noch auf den Rand des Wafers auftrifft, so würde die radiale Überstreichgeschwindigkeit unter die korrekte Überstreichgeschwindigkeit reduziert, da der Arm abbremst, so dass der letztere Teil des Wafers mehr Zeit im Ionenstrahl verbringt als er sollte und somit eine größere Dosis empfängt. Wiederum wurde, da es schwierig ist, die präzise Position des Rands des Strahls im Vorhinein zu kennen, das Rad zu einer extremen Position bewegt, wo mit Sicherheit gesagt werden kann, dass sich das Rad für die maximal mögliche Strahlbreite vollständig außerhalb des Ionenstrahls befindet. Die Strahlbreite ist jedoch, wie das oben erwähnt wurde, von einer Anzahl unterschiedlicher Parameter abhängig, und sie kann typischerweise von 1 mm bis zu 10 cm variieren. Somit würden für alle Werte der Strahlbreite, bei denen es sich nicht um den maximalen Wert handelt, die Wafer am Ende jeder Überstreichung mehr Zeit als notwendig außerhalb des Strahls verbringen. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft das Reduzieren der Umkehrzeit der Überstreichung, um eine effizientere Nutzung des Ionenstrahls zu erzielen.

Gemäß einem Aspekt verwendet die vorliegende Erfindung eine Überwachungsvorrichtung für das Überwachen von Änderungen im Anteil der Querschnittsfläche des Ionenstrahls, die auf ein Substrat fällt, wenn der Ionenstrahl den Rand des Substrats quert, und einen Detektor, der auf die Überwachungsvorrichtung anspricht, für das Erfassen des Moments, an dem der Anteil der Querschnittsfläche des Ionenstrahls, der auf das Substrat fällt, null erreicht, das heißt des Moments, zu dem sich der Wafer gerade aus dem Strahl bewegt hat oder umgekehrt. Die Erfassung dieses Moments durch den Detektor wird dann verwendet, um einen darauf folgenden Vorgang in der Ionenimplantiervorrichtung zu initiieren und er kann insbesondere vorteilhafterweise verwendet werden, um die Umkehrung der Überstreichung zu initiieren oder um die Aufzeichnung der Parameter des Ionenstrahls, wie des Strahlstroms für die Dosismessungen und die Messungen der Strahlstabilität, zu initiieren.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann der Detektor angeordnet werden, um den Moment zu erfassen, an dem der Anteil der Querschnittsfläche des Strahls, der auf ein Substrat fällt, einen maximalen Wert erreicht, der unter gewissen Umständen eine Anzeige liefern könnte, wann der Ionenstrahl auf das Substrat fällt und sich gerade am Rand des Substrats befindet. Vorzugsweise umfasst die Überwachungsvorrichtung eine Vorrichtung für das Messen des Strahlstroms. Vorteilhafterweise kann die Überwachungsvorrichtung so ausgelegt sein, dass sie den Strahlstrom, der nicht auf das Substrat fällt, misst, so dass die Überwachungsvorrichtung nicht nur die primäre Funktion der Überwachung von Änderungen in dem Anteil der Querschnittsfläche des Ionenstrahls, der auf das Substrat fällt, ausführt, sondern auch ein direktes Maß des Strahlstroms für die Berechnungen der Dosis ergibt. Alternativ kann die Überwachungsvorrichtung ausgelegt sein, um den Strahlstrom, der auf das Substrat fällt, zu überwachen. In anderen Ausführungsformen kann die Überwachungsvorrichtung jedes Mittel umfassen, das auf das Vorhandensein des Ionenstrahls reagiert, und das gegenüber Änderungen in der Querschnittsfläche des Strahls, der darauf fällt, empfindlich ist.

Eine Ausführungsform der Vorrichtung für das Erfassen des Moments, zu dem sich der Ionenstrahl vollständig außerhalb des Targetsubstrats befindet, ist in 2 gezeigt. Die Vorrichtung umfasst eine Überwachungsvorrichtung 29 für das Überwachen von Änderungen im Anteil der Querschnittsfläche des Strahls, die auf das Targetsubstrat fällt, wenn der Strahl über den Rand des Substrats läuft. Die Überwachungsvorrichtung 29 kann beispielsweise angeordnet sein, um den Ionenstrahlstrom zu überwachen, und sie kann ausgelegt sein, um den Ionenstrahlstrom zu überwachen, der entweder auf das Targetsubstrat auffällt oder nicht auffällt. Die Überwachungsvorrichtung 29 kann ein Ausgangssignal erzeugen, das die Größe des gemessenen Strahlstroms anzeigt. Ein Detektor 39 ist mit dem Ausgang der Überwachungsvorrichtung für das Erfassen des Moments, zu dem die Querschnittsfläche, die auf das Substrat fällt, null erreicht, wenn der Strahl über den Rand des Substrats läuft, verbunden. Wenn die Überwachungsvorrichtung 29 angeordnet ist, um den Strahlstrom, der nicht auf das Targetsubstrat fällt, zu überwachen, kann der Moment, zu dem der Anteil der Querschnittsfläche des Strahls, der auf das Substrat fällt, null erreicht, durch den überwachten Strahlstrom, der einen maximalen Wert erreicht, bezeichnet werden. Somit kann der Detektor angeordnet sein, um den Moment zu erfassen, zu dem der überwachte Strahlstrom seinen maximalen Wert erreicht.

Alternativ kann, wenn die Überwachungsvorrichtung 29 ausgelegt ist, um den Strahlstrom zu überwachen, der auf das Targetsubstrat fällt, der Moment, zu dem der Anteil des Strahlstroms, der auf das Substrat auftrifft, null erreicht, durch den überwachten Strahlstrom, der null oder einen minimalen Wert erreicht, bezeichnet werden. In diesem Fall würde der Detektor 39 ausgelegt sein, um den Moment zu erfassen, zu dem der überwachte Strahlstrom einen solchen Wert erreicht.

Bei der Erfassung des Moments, zu dem der Strahlstrom, der auf ein Targetsubstrat fällt, null erreicht, erzeugt der Detektor 39 ein Ausgangssignal, das verwendet werden kann, um ein weiteres Verfahren in der Ionenimplantiervorrichtung zu steuern oder zu initiieren. In der speziellen in 2 gezeigten Ausführungsform ist eine Steuerung 41 mit dem Ausgang des Detektors 39 verbunden, um sowohl das Überstreichen als auch das Aufzeichnen verschiedener Parameter des Ionenstrahls, wie den Strahlstrom und die Strahlstabilität zu steuern. Somit sind eine Überstreichantriebsvorrichtung 43 und eine Aufzeichnungsvorrichtung 45 beide operativ mit der Steuerung 41 verbunden. Die Aufzeichnungsvorrichtung 45 empfängt Messungen von einem oder mehreren Detektoren 47 für das Messen von Parametern in der Ionenimplantiervorrichtung und sie kann die Überwachungsvorrichtung 29 einschließen.

Die Prinzipien, die in der in 2 gezeigten Vorrichtung verkörpert sind, können auf jede Ionenimplantiervorrichtung, die eine Überstreichung verwendet, angewandt werden, wobei Ionenimplantiervorrichtungen eingeschlossen sind, die ein Überstreichen durch das Ablenken des Ionenstrahls relativ zur einem stationären oder sich bewegenden Targetsubstrat verwenden, oder solche, die das Substrat relativ zu einem stationären Ionenstrahl überstreichen.

Betrachtet man wieder 2, so kann die Vorrichtung weiter eine Ausblendvorrichtung 49 für das Ausblenden des Ausgangssignals von der Überwachungsvorrichtung 29 umfassen, so dass der Detektor 39 das Signal, das von der Überwachungsvorrichtung 29 ausgegeben wird, nicht auf einer kontinuierlichen Basis empfängt. Die Frequenz der Ausblendung kann durch andere Parameter in der Ionenimplantiervorrichtung gesteuert werden.

In einer Ausführungsform umfasst die Ausblendvorrichtung 49 einen Positionssensor 51 für das Erfassen der Position eines Targetsubstrats relativ zu einer Referenzposition, und eine Abtastvorrichtung 53 für das Abtasten des Ausgangssignals der Überwachungsvorrichtung 29 in Erwiderung auf ein Ausgangssignal vom Positionssensor 51, das anzeigt, das ein Targetsubstrat sich an einer vorbestimmten Position befindet oder diese erreicht hat. Diese Ausführungsform kann vorteilhafterweise in eine Ionenimplantiervorrichtung eingefügt werden, in welcher das Targetsubstrat mechanisch durch den Strahl überstrichen wird, und insbesondere in eine Ionenimplantiervorrichtung, bei welcher das Targetsubstrat mechanisch relativ schnell durch den Strahl auf einer ersten vorbestimmten Bahn und relativ langsam entlang einer zweiten vorbestimmten Bahn überstrichen wird, beispielsweise im radial überstrichenen Speichenrad oder der Scheibenanordnung, die in 1 gezeigt ist. Die Art, in der die Vorrichtung der 2 in einer solchen Ionenimplantiervorrichtung verwendet werden kann, ist unten unter Bezug auf die 3 bis 15 beschrieben.

In der speziellen Ausführungsform umfasst die Überstreichvorrichtung eine Rad 11, das sich mit einer relativ hohen Geschwindigkeit um seine zentrale Achse 21 drehen kann, das auf einem Überstreicharm 19 montiert ist, der das Rad 11 durch einen Bogen mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit verschiebt. Eine Vielzahl von kreisförmigen Halbleiterwafern 14 sind um den Umfang des Rades 11 montiert, und sie werden nacheinander und zyklisch in den Ionenstrahl eingeführt, wenn sich das Rad 11 dreht. Zur selben Zeit werden die Halbleiterwafer 14 durch den Überstreicharm 19, der das Rad 11 entlang eines Bogens zurück und nach vorn bewegt, radial durch den Ionenstrahl überstrichen.

Zu Beginn eines Implantierverfahrens befindet sich der Überstreicharm 19 an einer Position, an der sich das Rad 11 vollständig außerhalb des Ionenstrahls 4 befindet, und das Rad 11 wird beschleunigt, bis es die korrekte Rotationsgeschwindigkeit erreicht, die beispielsweise gemäß der geforderten Implantierdosis ausgewählt wird. Der Überstreicharm 19 wird dann auf die anfängliche radial nach innen gerichtete Überstreichgeschwindigkeit beschleunigt, die gefordert wird, wenn der Ionenstrahl gerade auf die äußeren Ränder 16 des Wafers 14 trifft. Es wird erkennbar, dass für eine gleichförmige Implantierdosierung über den Wafern 14 die radiale Überstreichgeschwindigkeit um einen Faktor erhöht werden muss, der proportional der umgekehrten Distanz zwischen dem Ionenstrahl und der Rotationsachse 21 des Rades 11 ist, so dass die Ionendosis für eine vorgegebene einfache radiale Überstreichung durch den Ionenstrahl unabhängig von der Position des Rades 11 in der radialen Überstreichung ist.

Nachdem die Wafer 14 gerade durch die andere Seite des Ionenstrahls 4 hindurch gegangen sind, verlangsamt sich der Überstreicharm 19, kehrt seine Richtung um und beschleunigt zur anfänglichen radial nach außen gerichteten Überstreichgeschwindigkeit, die passend für den Ionenstrahl ist, der auf die innere Ränder 18 der Wafer 14 trifft. Die Wafer 14 werden wieder gerade durch den Ionenstrahls 4 von ihren inneren Rändern 18 zu ihren äußeren Rändern 16 mit einer Geschwindigkeit überstrichen, die variieren kann, das heißt sich erniedrigt, so dass die Implantierdosis über den Wafern 14 gleichförmig ist. Nachdem sich das Rad 11 vollständig außerhalb des Ionenstrahls 4 befindet, wird das Rad 11 in der radialen Überstreichung verlangsamt, seine Richtung wird umgekehrt, und das Rad 11 wird wieder auf die korrekte anfängliche nach innen gerichtete radiale Überstreichgeschwindigkeit für einen dritten Durchgang durch den Strahl 4 beschleunigt. Die radiale Überstreichung geht zurück und vor, wie das oben beschrieben wurde, bis die gewünschte Implantierdosis erreicht ist.

Betrachtet man die 3 und 4, so ist ein Faradaybecher 27 stromabwärts der Wafer 14 angeordnet, um den ganzen Strahlstrom, der nicht durch die Targetwafer 14 abgefangen wird, zu sammeln.

Die 3 bis 6 zeigen ein Beispiel, wie die Vorrichtung der 2 verwendet werden kann, um den vollen Strahlstrom zu messen und aufzuzeichnen, bevor das Rad 11 den Ionenstrahl 4 verlassen hat. Die 3 und 4 zeigen eine Position des Rades 11 bei der rotierenden Überstreichung, bei welcher sich der Ionenstrahl 4 in der Mitte zwischen zwei benachbarten Wafersubstraten A und B befindet. Die Radposition in der radialen Überstreichung ist derart, dass die Wafersubstrate A, B ungefähr halb durch die radiale Überstreichung hindurch gegangen sind. Die benachbarten Substrate A, B sind um eine minimale Distanz voneinander entfernt, die kleiner als die maximalen Abmessung über den Ionenstrahl 4 ist, wenn dieser in derselben Richtung wie die minimale Distanz gemessen wird, so dass in dieser Überstreichposition ein Teil des Ionenstrahl auf beide benachbarte Substrate A, B gleichzeitig auftrifft, wobei der Ionenstrahl 4 auf den unteren Teil des oberen Wafers A und den oberen Teil des unteren Wafers B auftrifft, wie das durch die gestrichelten Flächen 20, 22 in 3 gezeigt ist. Der Anteil der Querschnittsfläche des Ionenstrahls, der durch die Lücke zwischen den benachbarten Wafern A, B fließt und auf die Rückseite 28 (Strahlstop) des Faradaybechers 27 auftrifft, ist als gestrichelte Fläche 30 in 4 gezeigt. Der Faradaybecher 27 wird einen Strom ausgegeben, der den Anteil des Strahlstroms anzeigt, der nicht auf die Targetsubstrate auftrifft. Für dieselbe Position der Targetsubstrate A, B bei der Rotationsüberstreichung variiert die Form der Lücke zwischen benachbarten Substraten, durch die den Ionenstrahl fließen kann, wenn das Rad durch die Radialüberstreichung verschoben wird, und der Strahlstrom, der auf die Rückseite 30 des Faradaybechers 27 auftrifft, variiert entsprechend. Wenn sich das Rad 11 durch die Radialüberstreichung für dieselbe Position in der Rotationsüberstreichung aus dem Ionenstrahl 4 hinaus, das heißt nach rechts, wie das durch den Pfeil 32 in 4 angezeigt ist, bewegt, erreicht das Rad 11 schließlich eine Position in der Radialüberstreichung, an der sich der Ionenstrahl 4 außerhalb beider Ränder 24 der zwei benachbarten Wafer A, B befindet, und der vollen Ionenstrahl wird durch den Faradaybecher 27 gesammelt.

Betrachtet man die 2, so kann der Detektor 39 ausgelegt sein, um den Moment zu erfassen, zu dem der Anteil der Querschnittsfläche des Strahls, der gleichzeitig auf zwei benachbarte Substrate A, B auftrifft, Null erreicht, woraufhin die Steuerung 41 die Aufzeichnungsvorrichtung 45 steuert, um den Strahlstrom, der durch den Faradaybecher 27 gesammelt wird, aufzuzeichnen. In einer Ausführungsform kann der Strahlstrom, der durch den Faradaybecher 27 überwacht wird, nur dann abgetastet werden, wenn die Wafersubstrate 14 sich an einer speziellen Position in der Rotationsüberstreichung befinden, wie dies durch den Positionssensor 51 überwacht wird. Insbesondere kann das Strahlstromsignal, das an den Detektor 39 geliefert wird, mit der Rotationsüberstreichposition, an der zwei ausgewählte Targetsubstrate A, B nebeneinander liegen und sich im wesentlichen in gleichen Abständen vom Zentrum des Ionenstrahls befinden, wie das in den 3 bis 6 gezeigt ist, synchronisiert werden. Das Strahlstromsignal von der Überwachungsvorrichtung kann einmal pro Umdrehung des Rades oder häufiger oder weniger oft abgetastet werden.

Vorteilhafterweise erlaubt das Erfassen der Zeit oder der Zeiten, zu denen kein Teil des Ionenstrahls auf die Targetsubstrate fällt, sogar obwohl sich das Rad noch im Ionenstrahl befindet, dass der volle Strahlstrom für Dosismessungen aufgezeichnet werden kann, bevor das Rad den Strahl verlässt. Weiterhin können, wenn ein ausreichendes Zeitintervall zwischen dem Moment, zu dem der ganze Ionenstrahl durch den Faradaybecher "gesehen" werden kann, und dem Moment, zu dem das Rad gerade den Ionenstrahl vollständig verlässt, eine Vielzahl von Messungen des vollen Strahlstroms durchgeführt werden, was ein Maß für die Stabilität des Ionenstrahls liefert. Beispielsweise kann der vollen Strahlstrom an anderen Positionen in der Rotationsüberstreichung, beispielsweise zwischen anderen Substraten während einer Umdrehung des Rades abgetastet werden, und der Strahlstrom kann zwischen nur einigen Substraten oder allen Substraten abgetastet werden. Somit können Strahlparameter, wie die Ionendosis und die Stabilität, vor dem Ende jeder Überstreichung gemessen werden, so dass die Zeit, die benötigt wird, um solche Messungen durchzuführen, aus der Periode, während der sich das Rad während der Umkehrung der Überstreichung außerhalb des Strahls befindet, herausgenommen werden kann, so dass die Umkehrzeit für die Überstreichung verkürzt und die Effizienz der Strahlverwendung erhöht werden kann.

Es sei angemerkt, dass für die spezielle Geometrie, die in den 3 bis 6 gezeigt ist, bei welcher der Strahlquerschnitt und die Wafer kreisförmig sind, die ausgewählte Rotationsüberstreichposition diejenige ist, bei der der volle Strahlstrom zuerst durch den Faradaybecher 27 detektiert werden kann, wenn sich das Rad entlang der Radialüberstreichung bewegt. Mit anderen Worten, diese Rotationsüberstreichposition liefert die früheste Gelegenheit, den vollen Strahlstrom während des radialen Überstreichens zu messen und aufzuzeichnen. Im allgemeinen sollte die Rotationsüberstreichposition, an der der Strahlstrom überwacht wird, vorzugsweise so gewählt werden, dass der volle Strahlstrom zur frühesten Gelegenheit während der Radialüberstreichung empfangen werden kann, obwohl sich die optimale Rotationsposition für andere Strahl- und Substratgeometrien unterscheiden kann.

Die 7 und 8 zeigen wie die Vorrichtung der 2 verwendet werden kann, um den Moment zu erfassen, zu dem das Rad gerade den Strahl am Ende der nach außen gerichteten Radialüberstreichung verlässt. Die 7 und 8 zeigen drei verschiedene Positionen des Rades relativ zum Ionenstrahl bei der Radialüberstreichung für zwei unterschiedliche Position bei der Rotationsüberstreichung. Die 7 zeigt eine Position in der Rotationsüberstreichung, an der zwei benachbarte Wafer A, B an jeder Seite der Strahlzentrumslinie liegen und von dieser gleichweit entfernt sind, wie das in den 3 bis 6 gezeigt ist, und 8 zeigt eine Rotationsüberstreichposition, an der sich ein einzelner Wafer A am nächsten zur Strahllinienachse befindet. In diesem Beispiel ist der Strahlquerschnitt größer als die Wafergröße, obwohl er in der Praxis gewöhnlicherweise kleiner als der Wafer ist.

Betrachtet man die 7, so wird, wenn sich das Rad 11 nach rechts bewegt, wie das durch den Pfeil 32 bezeichnet ist, das Rad 11 entlang der Radialüberstreichung von einer Position 53, an der der Ionenstrahl auf zwei benachbarte Wafer gleichzeitig auftrifft, zu einer Zwischenposition 55, an der sich die beiden benachbarten Wafer A, B gerade außerhalb des Ionenstrahls befinden, was der Position entspricht, die in den 5 und 6 gezeigt ist, an der der volle Strahlstrom gemessen und aufgezeichnet werden kann, verschoben.

Betrachtet man die 8, so bewegt sich, wenn das Rad 11 durch die Radialüberstreichung nach rechts verschoben wird, der Wafer A, der sich am nächsten der Strahlachse befindet, von einer Position 53, an welcher der Ionenstrahl 4 im wesentlichen auf den Wafer A fällt, durch eine Zwischenposition 55, die der Zwischenradialüberstreichposition 55, die in 7 gezeigt ist (an der der volle Strahlstrom durch den Faradaybecher detektiert werden kann), entspricht, zu einer Position 57, an welcher der Wafer A, der sich dem Ionenstrahl 4 am nächsten befindet, sich gerade außerhalb des Strahls befindet.

Die Vorrichtung, die in 2 gezeigt ist, kann angeordnet werden, um den Moment zu erfassen, an welchem das Rad gerade den Ionenstrahl verlässt, indem beispielsweise der Strahlstrom, der auf den Faradaybecher 27 fällt, überwacht und der Moment erfasst wird, zu dem der Ionenstrahlstrom einen maximalen Wert unabhängig von der Position der Rotationsüberstreichung erreicht. Alternativ kann die Ausblendvorrichtung 49 verwendet werden, so dass der Strahlstrom vom Faradaybecher 27 nur in einer Position in der Rotationsüberstreichung abgetastet wird, an der sich ein einzelner Wafer am nächsten zum Ionenstrahl befindet, und vorzugsweise an welcher der Extrempunkt 40 auf dem äußeren Rand 16 des Wafers A auf einem Radius 42 des Rads 11 liegt, der sich zum naheliegendsten Punkt 44 auf dem Rand des Ionenstrahls von der Radachse 21 erstreckt, wie das in 8 gezeigt ist, um zu gewährleisten, dass, sobald der Strahlstrom einen Maximalwert erreicht, man sagen kann, dass sich die Wafer vollständig außerhalb des Strahls befinden. Die Steuerung 41 kann dann die Umkehr der Überstreichung in Erwiderung auf ein Signal vom Detektor 39, das anzeigt, dass das Rad gerade den Strahl verlassen hat, initiieren. Somit erfasst die Vorrichtung unabhängig von der Form oder der Breite des Querschnitts des Ionenstrahls aktiv den Moment, zu dem sich das Rad tatsächlich außerhalb des Strahls befindet, so dass der Moment, zu dem die Überstreichrichtung umgekehrt werden kann, genau bestimmt werden kann, und so dass die Umkehrzeit der Überstreichung minimiert werden kann. Alternativ können die Strahlstrommessungen an beiden Rotationsüberstreichpositionen, die in den 7 und 8 gezeigt sind, verwendet werden, um den Moment zu erfassen, zu dem das Rad gerade den Strahls verlässt, wie das unten in Bezug auf die 13 und 15 angegeben ist.

Die 9 und 10 zeigen eine andere Ausführungsform eines Rades für das Tragen einer Vielzahl von Substraten, das modifiziert ist, um die Erfassung des Moments, zu dem das Rad am Ende einer nach außen gerichteten Radialüberstreichung gerade den Strahl verlässt, zu unterstützen, und um die Erfassung des Moments, zu dem die inneren Ränder des Wafers während der nach innen gerichteten Radialüberstreichung gerade den Strahl verlassen, zu ermöglichen. In dieser Ausführungsform umfasst das Rad eine Maske 59, die zwischen zwei benachbarten Speichen 60, 62, die einen Außenrand 61 aufweisen, der an einem Ort liegt, der durch die Extrempunkte 40 auf den äußeren Rändern 16 des Wafers 14 beschrieben wird, wenn das Rad um seine Rotationsachse 21 gedreht wird, angeordnet ist. In ähnlicher Weise weist die Maske 59 einen inneren Rand 63 auf, der an dem Ort liegt, der durch die am weitesten innen liegenden Punkte 46 auf den inneren Rändern 18 des Wafers 14 beschrieben wird, wenn das Rad um seine Rotationsachse 21 gedreht wird.

9 zeigt zwei Positionen des Rades 11 in der Radialüberstreichung für eine Position in der Rotationsüberstreichung, an der zwei benachbarte Wafer A, B an beiden Seiten des Ionenstrahls 4 liegen. Wenn sich das Rad 11 entlang seiner nach außen gerichteten Radialüberstreichung bewegt, so erreicht das Rad 11 eine erste Position 53, an welcher der volle Ionenstrahl zwischen zwei benachbarten Wafern A, B hindurchgeht, obwohl sich das Rad immer noch im Strahl befindet. Diese Position 53 entspricht der Position, die in den 5 und 6 gezeigt ist, an welcher der volle Strahlsstrom zuerst gemessen werden kann.

10 zeigt auch die zwei unterschiedlichen Positionen des Rades 11 in der Radialüberstreichung, aber für eine Position in der Rotationsüberstreichung, an der die Maske 59 auf dem Radius 42 des Rades liegt, der an den Punkt 44 auf dem Rand des Ionenstrahls 4, der am nächsten der Radachse 21 liegt, angrenzt. Die Vorrichtung der 2 kann durch das Überwachen des Strahlstroms an einer oder mehreren Positionen in der Rotationsüberstreichung, an der oder denen sich die Maske 59 am nächsten den Ionenstrahl befindet oder auf dem kürzesten Radius 42 des Rades, der an den Rand des Ionenstrahls 4 anschließt, liegt, den Moment erfassen, an dem das Rad 11 gerade den Strahl verlässt. Die Maske 59 dient dazu, wirksam die Länge des extremen äußeren Rands des Wafers entlang der kreisförmigen Bahn, die von den Wafern beschrieben wird, wenn sich das Rad dreht, zu erhöhen, so dass die Rotationsposition, an welcher der Strahlstrom überwacht wird, wenn die Maske durch den Ionenstrahl hindurch geht, nicht zu kritisch ist, und wobei der Ionenstrahlstrom, der vom Faradaybecher gesammelt wird, über eine lange Zeitdauer konstant bleibt, um scharfe, wohl definierte Strahlstromminima zu liefern, wenn sich das Rad dreht. Weiterhin können, obwohl die Ränder der Wafer vorzugsweise über die Ränder der jeweiligen Träger vorstehen, wie das in 1 gezeigt ist, die Träger eine Klemmeinrichtung oder einen einfach Puffer, der jenseits der Ränder des Wafers an radialen Außenteilen des Rads angeordnet ist, aufweisen, so dass der extreme Außenrand der kreisförmigen Bahn, die durch das Rad beschrieben wird, nicht durch den Rand der Wafer sondern durch die Klemm- oder Puffereinrichtung gebildet wird. In diesem Fall kann, da die Maske den tatsächlichen Außenrand der Wafer bildet, der Moment, zu dem die Wafer gerade den Strahl verlassen, durch das Überwachen des Strahlstroms in der "Maskenposition" statt in einer "Waferposition" (das heißt, dort wo sich die Maske statt einem Wafer am nächsten dem Ionenstrahl befindet), dennoch genau bestimmt werden.

Eine oder mehrere zusätzliche Masken 65 können zwischen den Speichen 19 hinzugefügt werden, so dass der Strahlstrom in anderen Rotationspositionen überwacht werden kann, um den Moment zu erfassen, zu dem das Rad den Ionenstrahl vollständig verlässt. In der Ausführungsform, die in den 9 und 10 gezeigt ist, ist eine weitere Maske wahlweise direkt entgegengesetzt der ersten Maske 59 hinzugefügt, wobei sie auch dazu dient, das Rad 11 auszubalancieren. Vorzugsweise wird jedoch die Fläche der Masken über dem Rad auf einem Minimum gehalten, um eine mögliche Kontamination des Ionenstrahls mit Maskenmaterial zu verhindern. Somit wird vorzugsweise nur eine Maske verwendet, und das Rad wird durch das Modifizieren des Rads ohne ein Erhöhen der Oberfläche des Rades nahe den Wafern ausbalanciert.

Die 11 und 12 zeigen das Rad 11 an verschiedenen Positionen in der Radialüberstreichung, wenn sich das Rad 11 nach innen in und durch den Ionenstrahl bewegt, wobei sich die Rotationsachse 21 des Rads 11 zum Ionenstrahl 4 zur linken Seite hin bewegt, wie das durch den Pfeil 34 bezeichnet ist. In der Anordnung, die in den 11 und 12 gezeigt ist, ist die Querschnittsfläche des Strahls klein genug und der Raum zwischen zwei benachbarten Speichen groß genug, um die volle Querschnittsfläche des Ionenstrahls aufzunehmen. Wenn sich das Rad durch die Radialüberstreichung nach links bewegt, wird eine Position 67 erreicht, wo an einer Position in der Rotationsüberstreichung, wo der Ionenstrahl im wesentlichen mitten zwischen zwei Wafern A, B liegt, wie das in 11 gezeigt ist, der Ionenstrahl sich gerade außerhalb der Ränder der beiden Wafern A, B befindet, und der volle Strahlstrom auf den Faradaybecher 27 fällt. Die Detektoreinrichtung der 2 kann den Moment erfassen, an dem für die Rotationsüberstreichposition, die in 11 gezeigt ist, der Anteil der Querschnittsfläche des Strahls, der gleichzeitig auf zwei benachbarte Wafer A, B auftrifft, null erreicht, so dass der volle Ionenstrahlstrom gemessen und aufgezeichnet werden kann, bevor die inneren Ränder 18 des Wafers 14 den Strahl vollständig verlassen haben. Wenn natürlich der Querschnitt des Ionenstrahls zu groß ist, um zwischen den Speichen hindurch zu gehen, wird es nicht möglich sein, gleichzeitig den vollen Strahlstrom zu erfassen.

12 zeigt, wie die Maske 59 verwendet wird, um den Moment zu erfassen, an dem die inneren Ränder 18 der Wafer 14 gerade den Strahl verlassen. Wenn sich das Rad 11 weiter durch den Ionenstrahl entlang der nach innen gerichteten Radialüberstreichung bewegt, erreicht das Rad 11 eine Position 69, an welcher der innere Rand 63 der Maske 59 gerade den Ionenstrahl 4 verlässt, wobei der volle Ionenstrahl zwischen zwei benachbarten Speichen hindurch geht. Der Moment, zu dem der Anteil der Querschnittsfläche des Strahls, der auf die Wafer auftrifft, null erreicht, wird durch den Strahlstrom, der auf dem Faradaybecher 27 gemessen wird, der einen maximalen Wert erreicht, bezeichnet. Die Detektoreinrichtung der 2 kann den Strahlstrom auf dem Faradaydetektor an einer Position in der Rotationsüberstreichung abtasten, an der sich die Maske 59 dem Ionenstrahl am nächsten befindet oder auf dem Radius 42 des Rades liegt, der an den äußersten Punkt 70 auf dem Rand des Strahls anschließt, wie das beispielsweise in 12 gezeigt ist.

Alternativ kann der Moment, an dem das Rad 11 eine Position bei der nach innen gerichteten Radialüberstreichung erreicht, an der die inneren Ränder 18 des Wafers 14 gerade den Strahls 4 verlassen, durch das Erfassen des Moments, zu dem der äußere Rand 72 des Ionenstrahls mit dem äußeren Rand 61 der Maske 59 zusammenfällt, durch das Erfassen des Moments, zu dem der Strahlstrom, der auf den Faradaybecher 27 auftrifft, null erreicht, gemessen werden. Da die Zeit, die das Rad 11 benötigt, um sich entlang der nach innen gerichteten Radialüberstreichung um eine Distanz zu bewegen, die gleich der Breite des Wafers ist, aus der Kinetik des Rades bei der Radialüberstreichung berechnet werden kann, so kann der Moment, zu dem die inneren Ränder des Wafers gerade den Rand des Strahls verlassen, vorhergesagt werden. Die Genauigkeit dieses Verfahrens hängt jedoch von gewissen Annahmen über den Durchmesser des Wafers und die kinetischen Parameter, die die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Rades entlang der Radialüberstreichung beschreiben, ab, was Fehler einführen kann. Somit wird das oben beschriebene direkte Erfassungsverfahren bevorzugt.

Der Moment, zu dem der Ionenstrahl gerade die innersten Ränder des Wafers verlässt, kann unabhängig von der Strahlgröße, sogar dann wenn der Ionenstrahl zu groß ist, um zwischen den Paaren benachbarter Speichen hindurch zu gehen, gemessen werden. Dies kann erreicht werden, indem die Strahlüberwachungsausgangssignale für zwei verschiedene Positionen in der Rotationsüberstreichung, wobei sich eine an einer Position befindet, an der die Maske sich dem Strahl am nächsten befindet, und die andere an einer Position ist, wo beispielsweise eine Lücke zwischen benachbarten Wafern am nächsten zur Strahllinie liegt, verglichen werden, wie das unten beschrieben wird.

13 zeigt eine Ausführungsform der Detektoreinrichtung der 2, die insbesondere für die oben beschriebene mechanische Überstreichvorrichtung gestaltet ist. Die Vorrichtung 101 umfasst eine Überwachungsvorrichtung 103 für das Überwachen des Strahlstroms, die einen Faradaybecher 105, der mit einem Stromrichter 107 für das Umwandeln des Stroms, der vom Faradaybecher 105 ausgegeben wird, in eine Ausgangsspannung, verbunden ist, umfasst. Ein Positionssensor 109 für das Erfassen der Position eines Punktes auf dem Rad 11 relativ zu einem festen Referenzpunkt (beispielsweise einem Punkt auf dem Querschnitt des Ionenstrahls) umfasst einen (nicht gezeigten) Radkodierer für das Erzeugen eines Ausgangssignals, das der Winkelposition des Rads 11 entspricht. Der Radkodierer kann beispielsweise einen optischen Positionssensor oder einen Resolver umfassen, der ein analoges oder digitales Signal erzeugt, das die Winkelposition des Rades anzeigt. In einer Ausführungsform umfasst der Radkodierer eine Anordnung von Lichtquellen, beispielsweise LEDs, und eine entgegengesetzte Anordnung von Photodetektoren für das Erfassen des Lichts von den Lichtquellen, wobei beide in einer stationären Position relativ zum Rad 11 befestigt sind. Eine optische kodierte Scheibe ist angeordnet, um sich mit dem Rad zu drehen und zwischen der Anordnung der Lichtquellen und den Photodetektoren hindurch zu gehen, wenn sich das Rad dreht. Wenn sich das Rad 11 dreht, so empfangen ausgewählte Photodetektoren Licht in Abhängigkeit von der Position der optisch kodierten Scheibe und erzeugen einen digitalen Kode, beispielsweise einen Gray-Skalenkode. Der Kode wird an einen Binärwandler 111 geliefert, der den Gray-Kode oder einen andere Kode in einen Binärkode von beispielsweise 12 bis 16 Bit umwandelt, der die Radposition relativ zum Überstreicharm 19 anzeigt. Die Binärwandler 111 kann es auch ermöglichen, den Binärkode zu versetzen, so dass der Kode auf eine spezielle Radposition kalibriert werden kann.

Da das Rad 11 sich durch die Radialüberstreichung zwischen den extremen Überstreichpositionen bewegt, durchläuft der Überstreicharm einen Bogen von typischerweise ungefähr 20°, so dass die Position des Rades relativ zu einem festen Referenzpunkt, wie dem Ionenstrahl, nicht nur von der Winkelposition des Rades relativ zum Überstreicharm sondern auch von der Position des Überstreicharms selbst abhängt. Somit muss bei der Bestimmung der präzisen Position eines Punktes auf dem Rad relativ zu einem festen Referenzpunkt die Position des Überstreicharms ebenfalls berücksichtigt werden. Die Position des Überstreicharms wird durch einen Positionssensor gemessen, der ein Signal erzeugt, das die Position des Arms relativ zu einem festen Referenzpunkt anzeigt. Der Positionssensor 109 umfasst weiter ein EPROM 112, das Radpositionsdaten in Form von Tabellen für eine Reihe von Positionen des Überstreicharms über der Radialüberstreichung speichert. Das Signal, das durch den Positionssensor des Überstreicharms erzeugt wird, wird auch dem EPROM 112 zugeführt, um die passende Tabelle für eine gegebene Position des Überstreicharms auszuwählen. Das EPROM 112 kann programmiert werden, um ein Signal für jede Radposition relativ zu einem Fixpunkt zu erzeugen.

In dieser Ausführungsform wird der Strahlstrom, wenn sich das Rad durch die Radialüberstreichung bewegt für einzelne Positionen des Wafers in der Rotationsüberstreichung relativ zum Ionenstrahl abgetastet. In der Drehradüberstreichvorrichtung wird, um den Moment zu erfassen, zu dem der Strahlstrom, der gleichzeitig auf zwei benachbarte Wafer fällt, in der Radialüberstreichung zuerst null erreicht, so dass der volle Strahlstrom vor dem Ende einer Radialüberstreichung gemessen werden kann, der Strahlstrom an einer Position in der Rotationsüberstreichung abgetastet, an der die Strahlachse mitten zwischen zwei benachbarten Wafern liegt, wie das in den 3 bis 6 gezeigt ist. Für die Bestimmung des Moments, zu dem die extrem äußeren Ränder des Wafers gerade den Strahl verlassen haben, um die Umkehr der Überstreichung zu initiieren, kann der Strahlstrom an einer Position in der Rotationsüberstreichung überwacht werden, an der sich ein einzelner Wafer dem Ionenstrahl am nächsten befindet, oder an der der extrem äußere Rand eines einzelnen Wafers auf dem Radius des Rades liegt, der den Punkt am Rand des Ionenstrahls schneidet, der der Rotationsachse 21 des Rades am nächsten liegt, wie das in 8 gezeigt ist. Alternativ kann in Ausführungsformen, in welchen das Rad eine Maske einschließt, die zwischen benachbarten Speichen angeordnet ist, die die extremen inneren und äußeren Ränder des Wafers definiert, der Strahlstrom in einer Position in der Rotationsüberstreichung überwacht werden, in der sich die Maske 59 dem Ionenstrahl am nächsten befindet oder den kürzesten Radius des Rades, der sich an den Rand des Strahls anschließt, kreuzt, wie das in 10 gezeigt ist. Diese letztere Position der Maske in der Rotationsüberstreichung wird auch für das Bestimmen des Moments, zu dem die extremen inneren Ränder des Wafers gerade den Strahls verlassen haben, verwendet, wie das in 12 gezeigt ist.

Kehrt man zu 13 zurück, so wird der EPROM 12 programmiert, um ein Ausgangssignal an einer Position der Rotationsüberstreichung zu erzeugen, an der zwei ausgewählte benachbarte Wafer, die dem Strahl am nächsten liegen, auf jeder Seite der Strahllinie in einer im wesentlichen gleichen Distanz liegen, was als "Halbsynchronisationssignal" bezeichnet wird, und um ein anderes Signal zu erzeugen, das einer anderen Position in der Rotationsüberstreichung entspricht, an der entweder ein ausgewählter Wafer oder eine Maske zwischen benachbarten Speichen dem Ionenstrahl am nächsten oder auf dem kürzesten Radius des Rads, verbunden mit einem Punkt auf dem Rand des Ionenstrahls liegt, wobei dieses als "Vollsynchronisationssignal" bezeichnet wird.

Eine Abtastvorrichtung 113 umfasst zwei Abtast- und Haltevorrichtungen 115 und 117. Der Ausgang des Stromwandlers 107 ist mit den Eingängen jeder der Abtast- und Haltevorrichtungen 115, 117 über einen Anstiegsgeschwindigkeitsbegrenzer 119 und einen Tiefpassfilter 121, der unerwünschte hohe Frequenzkomponenten aus dem Strahlstromsignal unterdrückt oder eliminiert, verbunden. Eine der Abtast- und Haltevorrichtungen 115 ist mit dem Halbsynchronisationssignalausgang des EPROM 112 verbunden, und die andere Abtast- und Halteschaltung 117 ist mit dem Vollsynchronisationssignalausgang des EPROM 112 verbunden. Die Abtast- und Haltevorrichtungen 115, 117 tasten das Strahlstromsignal vom Stromwandler 107 in Erwiderung auf die Halb- und Vollsynchronisationssteuersignale vom EPROM 112 ab und geben die jeweiligen Signale A, B, die der der Strahlstromamplitude an den vorher erwähnten Rotationsüberstreichpositionen entsprechen, aus. Ein Multiplexer 123 entweder analog oder digital, empfängt die Ausgangssignale A, B von den Abtast- und Haltevorrichtungen 115, 117 und er empfängt auch direkt das rohe (das heißt ungefilterte) Ausgangssignal vom Stromrichter 107. Die Strahlsstromsignale A, B von den Abtast- und Haltevorrichtungen 115, 117 werden auch den Eingängen eines Differenzverstärker 125 zugeführt, der ein Differenzsignal (A-B) erzeugt. Das Differenzsignal und das momentane Strahlstromsignal B an der Vollsynchronisationsposition von der Abtast- und Halteschaltung 117 werden an die Eingänge eines analogen Teilers 127 gegeben, in welchem das Differenzsignal (A-B) durch das Strahlstromsignal B an der Vollsynchronisationsposition normiert wird, so dass das sich ergebende Signal unabhängig von der absoluten Strahlstromamplitude ist. Somit stellt das Ausgangssignal des Teilers den Prozentsatz oder die bruchteilsmäßige Differenz zwischen den beiden Abtastpositionen dar und es ist unabhängig vom Strahlpegel. Das Ausgangssignal vom analogen Teiler 127 wird an einen Detektor 128, der einen Prozessor 129 umfasst, über ein Tiefpassfilter 131 und einen Analog-Digital-Wandler 133, bei dem es sich beispielsweise um einen 8-Bit A/D-Wandler handelt, geliefert. Der rohe Strahlstrom und die Signale A, B bei den Halb- und Vollsynchronisationspositionen werden dem Prozessor 129 auch vom Multiplexer über einen A/D-Wandler 130 zugeführt. Das Ausgangssignal vom Multiplexer wird durch den Prozessor 129 gesteuert. Der Prozessor 129 ist programmiert, um den Moment zu erfassen, zu dem der volle Strahlstrom bei der Radialüberstreichung zuerst detektiert wird, und um das Aufzeichnen gewisser Parameter des Ionenstrahls in Erwiderung auf den erfassten Moment zu steuern, und um auch den Moment zu erfassen, zu dem die inneren und äußeren Ränder des Wafers den Strahl sowohl bei den nach innen als auch nach außen gerichteten Radialüberstreichungen zu erfassen, und um die Umkehr der Überstreichung in Erwiderung darauf zu steuern, wie das unten detaillierter beschrieben wird. Der Prozessor kann ein Signal erzeugen und an eine Überstreichsteuerung 137 senden, bei der Erfassung des Endes einer Radialüberstreichung, um eine Überstreichantriebsvorrichtung 139 zu steuern, die Überstreichung umzukehren. Der Prozessor 129 kann auch andere Signale erzeugen, um andere Vorrichtungen am Ende einer Radialüberstreichung zu steuern. Das rohe Strahlstromsignal vom Stromrichter 107, die augenblicklichen Strahlstromsignale A, B bei den Halb- und Vollsynchronisationspositionen, über den Multiplexer 123, und das normierte Differenzsignal (A-B)/B vom analogen Teiler 127 können an eine visuelle Anzeige 135, wie ein Kathodenstrahlröhrenoszilloskop (CRO) geliefert werden, so dass die Signale direkt überwacht werden können.

Die 14 zeigt eine Oszilloskopspur H des augenblicklichen Strahlstromsignals A, gemessen an der Halbsynchronisationsrotationsüberstreichposition, wenn sich das Rad nach außen entlang der Radialüberstreichung bewegt. 14 zeigt auch eine Spur V der Ausgabe des rohen Strahlstromsignals vom Stromrichter 107, das gleichzeitig überwacht wird. Die linke Seite der Spuren H, V entspricht einer Position in der Radialüberstreichung, an der sich der Ionenstrahl neben den inneren Rändern des Wafers befindet, und die rechte Seite der Spuren H, V entspricht einer Position in der Radialüberstreichung, an der sich der Ionenstrahl nahe den äußeren Rändern des Wafers befindet. Betrachtet man die Spur H des Halbsynchronisationspositionsstrahfstroms, so nimmt der Strahlstrom, der auf den Faradaybecher 27 auftrifft stetig auf einen minimalen Wert ab, da sich die Fläche der Lücke zwischen den zwei ausgewählten, benachbarten Wafern, durch die der Ionenstrahl hindurchgeht, auch einen Minimum nähert, wenn sich das Rad durch die Radialüberstreichung bewegt. Das Halbsynchronisationsstrahlstromsignal nimmt dann stetig zu, da die Lücke zwischen den Wafern, durch die der Ionenstrahl hindurchgeht, größer wird, wenn sich das Rad aus dem Strahl hinaus bewegt, bis das Strahlstromsignal einen maximalen Wert zu einer Zeit T1, die dem Moment entspricht, zu dem man den vollen Strahlstrom zuerst durch die Lücke zwischen zwei benachbarten Wafern sieht, wenn das Rad sich aus dem Ionenstrahl bewegt, erreicht, was der Situation entspricht, die beispielsweise in den 5 und 6 gezeigt ist, und der Zwischenposition 55, wie sie in 7 gezeigt ist, an der sich die Ränder der zwei benachbarten Wafer, die sich dem Ionenstrahl am nächsten befinden, gerade außerhalb des Rands des Strahls befinden.

Die Spur V stellt die Variation im Strahlstromsignal dar, das durch den Faradaybecher gemessen wird, wie es durch die Wafersubstrate moduliert wird, wenn sie sich durch die Rotationsüberstreichungen und Radialüberstreichungen bewegen. Die Hochfrequenzmodulation wird durch die Wafer verursacht, die sich durch die Rotationsüberstreichung bewegen, wobei die Spitzenamplituden dem maximalen Strahlstrom für eine vorgegebenen Position in der Radialüberstreichung entsprechen, das heißt wenn sich die Strahllinie mitten zwischen zwei Wafern befindet. Somit entsprechen diese Spitzen den Punkten auf der Halbsynchronisationspositionsspur H. Andererseits entsprechen die Hochfrequenzminima den Positionen in der Rotationsüberstreichung, an denen für eine gegebene Position in der Radialüberstreichung der Anteil der Querschnittsfläche des Strahls, der auf die Wafer fällt, ein Maximum darstellt, was im allgemeinen einer Position entspricht, an der sich ein vorgegebener Wafer am nächsten zum Ionenstrahl oder in Linie mit dem Ionenstrahl befindet. Wenn sich das Rad nach außen durch die Radialüberstreichung bewegt, so läuft der modulierte Strahlstrom durch ein Minimum und erhöht sich dann zu einem stetigen Maximum, das zur Zeit T2 erreicht wird. Dies entspricht dem Moment, zu dem das Rad gerade den Rand des Ionenstrahls verlässt, wie das beispielsweise durch die Position 57 in den 7, 8, 9 und 10 gezeigt ist.

Im spezifischen Beispiel, das in 14 gezeigt ist, tritt der Moment T1, an dem der volle Strahlstrom zwischen den beiden benachbarten Wafern zuerst gemessen werden kann, 0,43 Sekunden vor dem Moment T2 auf, zu dem das Rad den Ionenstrahl vollständig verlässt. Der Moment T1, an dem der Strahlstrom einen maximalen Wert erreicht, was anzeigt, dass augenblicklich der volle Strahlstrom auf den Faradaybecher fällt, wird durch den Prozessor 129, der in 13 gezeigt ist, detektiert, der das Aufzeichnen des Strahlstroms für Dosismessungen initiiert. Während des Zeitintervalls zwischen T1 und T2 können eine Vielzahl von Messungen des Strahlstroms entweder einmal pro Umdrehung des Rades oder öfter oder weniger oft durchgeführt und verwendet werden, um die Stabilität des Strahls zu bestimmen. Das Aufzeichnen der verschiedenen Strahlparameter und der Ionendosis kann im Zeitintervall zwischen T1 und T2 aufgezeichnet werden, so dass die Messungen aufgezeichnet werden, bevor das Rad den Strahl verlässt, und die Zeit, die gebraucht wird, um diese Messungen aufzunehmen, keinen Teil der Zeit bildet, die für die Umkehr der Überstreichung notwendig ist.

15 zeigt eine Spur des normierten Differenzsignals (A-B)/B vom analogen Teiler 127, wenn sich das Rad nach außen durch die Radialüberstreichung von einer Position, an der sich der Strahl neben den inneren Rändern des Wafers befindet, zu einer Position, an der sich das Rad außerhalb des Strahls befindet, bewegt. Das rohe Strahlstromsignal am Ausgang des Stromrichters 107 ist zum Vergleich ebenfalls gezeigt. Wenn sich das Rad durch die Radialüberstreichung bewegt, so dass der Strahl die äußeren Ränder des Wafers überquert, so nimmt das normierte Differenzsignal stetig auf null hin ab, wobei null zur Zeit T2 erreicht wird, was anzeigt, dass das Rad den Strahl gerade verlassen hat. Der Moment, zu dem das Rad gerade den Strahl verlassen hat, kann man auch aus der Spur V des kontinuierlich abgetasteten Strahlstroms und aus dem Stromrichter 107 sehen, wenn das Signal ein stabiles Maximum erreicht. Das normierte Differenzsignal (A-B)/B wird an den Prozessor 129 weitergegeben, der das Differenzsignal mit einem vordefinierten Wert, wie Y2 in Abhängigkeit von der Auflösung des Differenzsignals vergleicht. Sobald das Differenzsignal den vordefinierten Wert erreicht oder sich unter diesen erniedrigt (was anzeigt, dass das Rad den Strahl gerade verlassen hat), erzeugt der Prozessor ein Steuersignal und sendet dieses an die Überstreichantriebsvorrichtung, um eine Umkehr der Überstreichung zu initiieren. Die Überstreichantriebsvorrichtung reagiert durch ein sofortiges Abbremsen, Umkehren und Beschleunigen des Überstreicharms zur gewünschten anfänglichen Geschwindigkeit, so dass die Umkehrzeit für die Überstreichung minimiert wird.

Der Moment, an dem die inneren Ränder des Wafers den Ionenstrahl gerade am andere Ende der Überstreichung verlassen, kann auch unter Verwendung des normierten Differenzsignals gemessen werden. In diesem Fall wird das Strahlstromsignal A an der Halbsynchronisationsposition, wie sie beispielsweise in 11 gezeigt ist, abgetastet, und das Strahlstromsignal B wird durch das Abtasten des Strahlstroms, wenn das Rad mit der Maske 59 sich am nächsten zum Ionenstrahl oder in Linie mit dem Ionenstrahl befindet, wie das beispielsweise in 12 gezeigt ist, gewonnen. Das Strahlstromsignal A, das an der Halbsynchronisationsposition, die in 11 gezeigt ist, abgetastet wird, wird einen maximalen Wert vor dem Strahlstromsignal B, das an der Vollsynchronisationsposition, die in 12 gezeigt ist, abgetastet wird, erreichen. Die Differenz zwischen den beiden Signalen A, B erniedrigt sich jedoch, wenn der innere Rand der Maske 59 sich nach innen durch den Ionenstrahl nach rechts bewegt, bis der innere Rand der Maske gerade den Rand des Wafers verlässt, wobei an diesem Punkt beide synchronisierten Strahlstromsignale A, B gleich sind, und die Differenz null ist. Wieder wird der Moment, zu dem das Differenzsignal null ist, wenn sich das Rad nach innen entlang der Radialüberstreichung bewegt, durch den Prozessor 129 erfasst, worauf dieser ein passendes Signal erzeugt und es an die Überstreichantriebsvorrichtung sendet, um die Überstreichung umzukehren.

Obwohl der Querschnitt des Ionenstrahls und der Abstand zwischen benachbarten Speichen, der in den 11 und 12 gezeigt ist, ausreicht, um es zu ermöglichen, dass der volle Ionenstrahlstrom durch das Rad zum Faradaybecher hindurch fließt, kann das Differenzsignal verwendet werden, um den Moment zu erfassen, zu dem die inneren Ränder des Wafers am Ende der nach innen gerichteten Überstreichung den Strahls gerade verlassen. Beispielsweise wird, wenn der Querschnitt des Strahls ausreichend groß ist, so dass es keine Position in der nach innen gerichteten Radialüberstreichung gibt, an der der volle Strahlstrom durch das Rad fließen kann, ein Teil des Strahlstroms immer auf eine oder mehrere Speichen auftreffen. Solange die Fläche des Spaltes zwischen den Speichen, durch die der Ionenstrahl hindurch gehen kann, dieselbe zwischen zwei verschiedenen Paaren von Speichen für eine Position in der Radialüberstreichung ist, an der der innere Rand der Maske sich gerade außerhalb des Ionenstrahls befindet, wird sich das Differenzsignal auf null erniedrigen, wenn dieser Zustand erreicht ist.

Wie oben erwähnt wurde, können, wenn der Querschnitt des Ionenstrahls ausreichend klein ist, so dass er zwischen den Speichen aufgenommen werden kann, bevor die inneren Ränder des Wafers sich bei der nach innen gerichteten Radialüberstreichung vollständig aus dem Ionenstrahl entfernt haben, die Strahlparameter vor dem Ende der nach innen gerichteten Überstreichung durch die Vorrichtung, die in 13 gezeigt ist, gemessen und aufgezeichnet werden, wie das oben in Bezug auf das Messen der Strahlparameter während der nach außen gerichteten Überstreichung beschrieben wurde.

In anderen Ausführungsformen kann der Moment, an dem der Strahl gerade ein Targetsubstrat vollständig verlässt, durch das Überwachen der Maxima oder Minima des Strahlstroms und das Vergleichen der Werte der Maxima und der Minima mit vordefinierten Werten oder durch das Vergleichen der Amplituden der aufeinanderfolgenden Maxima und/oder Minima, bis sich beispielsweise die Amplituden nicht ändern oder sie sich nicht außerhalb vordefinierter Grenzen ändern, gemessen werden.

Andere Ausführungsformen können andere Vorrichtungen für das Überstreichen der Wafer relativ zum Ionenstrahl umfassen, wobei beispielsweise die Wafer in den Ionenstrahl entlang einer linearen Bahn eingeführt werden können, und der Ionenstrahl über der linearen Bahn durch elektrostatische oder magnetische Vorrichtungen abgelenkt wird. Alternativ können die Wafer auf einer individuellen Basis bearbeitet werden, wobei man den Ionenstrahl wiederum durch elektrostatische oder magnetische Ablenkvorrichtungen über den Wafer in zwei Richtungen streichen lässt.

Da die Änderungen in der Querschnittsfläche des Strahls, der auf das oder die Substrate fällt, direkt gemessen wird, kann die Überstreichungsdetektorvorrichtung für Targetsubstrate jeglicher Form oder Größe, beispielsweise bei kreisförmigen, quadratischen, rechteckigen als auch anderen Formen und mit Strömen geladener Teilchen jeglicher Querschnittsfläche oder Form, beispielsweise bei kreisförmigen, elliptischen, rechteckigen, quadratischen als auch anderen Geometrien, verwendet werden.

Weitere Modifikationen der hier beschriebenen Ausführungsformen sind für den Fachmann augenscheinlich.


Anspruch[de]
  1. Ionenimplantiervorrichtung (1) zum Implantieren von Ionen in ein Substrat (14)

    – mit einem Ionenstrahlgenerator (3) zum Erzeugen eines Strahls von Ionen (4),

    – mit Halteeinrichtungen (9) zum Tragen eines mit den Ionen des Strahls zu implantierenden Substrats, und

    – mit Überstreicheinrichtungen (5, 7, 23) für ein Überstreichen wenigstens des Substrats und/oder des Ionenstrahls bezüglich einander derart, dass der Strahl das Substrat längs einer vorgegebenen Bahn überquert,

    dadurch gekennzeichnet, dass die Ionenimplantiervorrichtung weiterhin

    – Überwachungseinrichtungen (29), die zum Überwachen von Änderungen im Anteil der Ionenstrahlquerschnittsfläche angeordnet sind, der auf das Substrat einfällt, wenn der Ionenstrahl den Rand (16, 18) des Substrats aus einer Position in der Überstreichung, bei der der Anteil endlich ist, bis zu einer Position überquert, bei der der Anteil null ist,

    – auf die Überwachungseinrichtungen ansprechende Detektoreinrichtungen (39) zum Erfassen des Zeitpunkts, an dem der Anteil von einem endlichen Wert aus null erreicht, wenn der Ionenstrahl und/oder das Substrat sich längs der vorgegebenen Bahn bewegen/bewegt, und

    – auf die Detektoreinrichtungen zum Erfassen des Zeitpunkts ansprechende Funktionseinrichtungen (31) für ein Ausführen eines Vorgangs in der Ionenimplantiervorrichtung aufweist.
  2. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei welcher die Überwachungseinrichtungen (29) Einrichtungen zum Überwachen des Stroms für den Ionenstrahl aufweisen.
  3. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei welcher die Überwachungseinrichtungen (29) zum Prüfen wenigstens eines Teils des Ionenstrahlquerschnitts angeordnet sind, der nicht auf das Substrat (14) einfällt.
  4. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei welcher die Überwachungseinrichtungen (29) angeordnet sind, um im Wesentlichen den gesamten Ionenstrahlquerschnitt im Wesentlichen gleichzeitig zu dem genannten Zeitpunkt zu prüfen.
  5. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 1, welche Messeinrichtungen (27) zum Messen des Werts eines Parameters des Ionenstrahls aufweist und bei welcher die Funktionseinrichtungen (31) Aufzeichnungseinrichtungen (45) aufweisen, die so angeordnet sind, dass sie den Wert des Parameters ansprechend auf die Detektoreinrichtungen (39) zur Erfassen des Zeitpunkts aufzeichnen.
  6. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei welcher die Funktionseinrichtungen (31) Steuereinrichtungen (41) aufweisen, die so angeordnet sind, dass sie eine Änderung der Richtung des Überstreichens ansprechend auf die Detektoreinrichtungen (39) zum Erfassen des Zeitpunkts steuern.
  7. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei welcher die Überwachungseinrichtungen (29) Fühleinrichtungen (51) zum Messen des Stroms für den Ionenstrahl aufweisen, der durch das Substrat (14) fließt.
  8. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 1, welche weiterhin Detektoreinrichtungen (39) zum Erfassen des Zeitpunkts aufweist, zu dem der Anteil einen Maximalwert erreicht, wenn sich der Ionenstrahl (4) und/oder das Substrat (14) längs der vorgegebenen Bahn bewegen/bewegt, und bei welcher die Funktionseinrichtungen (31) auf die Detektoreinrichtungen zum Erfassen des Zeitpunkts ansprechen, zu welchem der Anteil ein Maximum oder einen anderen vorgegebenen Wert für die Durchführung eines darauf folgenden Vorgangs in der Ionenimplantiervorrichtung erreicht.
  9. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 8, welche weiterhin Vorhersageeinrichtungen (101) zum Vorhersagen des Werts eines Parameters, bei welchem der Anteil, basierend auf dem Wert des Parameters zu dem Zeitpunkt null erreicht, zu dem der Anteil ein Maximum oder einen anderen vorgegebenen Wert erreicht, sowie Einrichtungen zum Erfassen des Parameters aufweist, und bei welcher die Funktionseinrichtungen (31, 137) auf die Fühleinrichtungen (51, 109) ansprechen, die den vorhergesagten Wert erfassen, um einen darauf folgenden Vorgang in der Ionenimplantiervorrichtung auszuführen.
  10. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 9, bei welcher der Parameter wenigstens einen der folgenden aufweist, nämlich

    (i) die Position des Ionenstrahls (4),

    (ii) die Position des Substrats (14),

    (iii) die Geschwindigkeit des Ionenstrahls,

    (iv) die Geschwindigkeit des Substrats,

    (v) den Änderungswert der Ionenstrahlgeschwindigkeit,

    (vi) den Änderungswert der Substratgeschwindigkeit, und

    (vii) die Zeit.
  11. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 10, bei welcher die Funktionseinrichtungen (31, 137) Aufzeichnungseinrichtungen (45) zum Aufzeichnen des Werts eines Parameters des Ionenstrahls (4) ansprechend auf die Fühleinrichtungen (51, 109) aufweisen, die den vorhergesagten Wert erfassen.
  12. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 10, bei welcher die Funktionseinrichtungen (31, 137) Steuereinrichtungen zum Steuern einer Änderung in der Richtung des Überstreichens ansprechend auf die Position der Fühleinrichtungen (51, 109) aufweisen, die den vorhergesagten Wert erfassen.
  13. Ionenimplantiervorrichtung (1)

    – mit einem Ionenstrahlgenerator (3) zum Erzeugen eines Strahls von Ionen (4),

    – mit Halteeinrichtungen (9), die für das Tragen einer Vielzahl von Substraten (14) ausgerüstet sind,

    – wobei benachbarte Substrate mit einem minimalen Abstand voneinander angeordnet sind, der kleiner ist als der maximale Abstand quer über den Ionenstrahlquerschnitt gemessen in der gleichen Richtung wie der minimale Abstand, und

    – mit Überstreicheinrichtungen (5, 7, 23) zum Überstreichen der Vielzahl von Substraten und/oder des Ionenstrahl bezüglich einander längs einer ersten vorgegebenen Bahn,

    – wobei die Halteeinrichtungen dafür angepasst sind, aufeinanderfolgend die Substrate in den Ionenstrahl längs einer zweiten vorgegebenen Bahn einzuführen, die sich von der ersten vorgegebenen Bahn unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionenimplantiervorrichtung weiterhin

    – Überwachungseinrichtungen (29), die für das Überwachen von Änderungen des Anteils der Querschnittsfläche des Ionenstrahls angepasst sind, der gleichzeitig auf zwei benachbarte Substrate einfällt, die sich durch den Ionenstrahl bewegen, und

    – Detektoreinrichtungen (39) aufweist, die so angeordnet sind, dass sie den Zeitpunkt messen, bei welchem der Anteil null erreicht, wenn der Ionenstrahl die Substrate von einer Überstreichposition aus überquert, bei der der Strahl gleichzeitig auf zwei benachbarte Substrate einfällt.
  14. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 13, bei welcher die Überwachungseinrichtungen (29) Einrichtungen zum Überwachen des Stroms für den Ionenstrahl aufweisen.
  15. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 14, bei welcher die Überwachungseinrichtungen (29) so angeordnet sind, dass sie wenigstens einen Teil des Querschnitts des Ionenstrahls prüfen, der nicht auf die Substrate einfällt.
  16. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 15, bei welcher die Überwachungseinrichtungen (29) so angeordnet sind, dass im Wesentlichen der gesamte Ionenstrahlquerschnitt im Wesentlichen gleichzeitig zu dem genannten Zeitpunkt geprüft wird.
  17. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 13, welche weiterhin Funktionseinrichtungen (31) aufweist, die auf die Detektoreinrichtungen (29) zum Erfassen des Zeitpunkts ansprechen, um einen darauf folgenden Vorgang in der Ionenimplantiervorrichtung auszuführen.
  18. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 17, welche weiterhin Messeinrichtungen (27) zum Messen des Werts eines Parameters des Ionenstrahls (4) aufweist und bei welcher die Funktionseinrichtungen (31) Aufzeichnungseinrichtungen (45) aufweisen, die so angeordnet sind, dass sie den Wert des Parameters ansprechend auf die Detektoreinrichtungen (39) zum Erfassen des Zeitpunkts aufzeichnen.
  19. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 18, bei welcher die Messeinrichtungen (27) so angeordnet sind, dass sie den vollen Strahlquerschnitt wenigstens einmal in dem Zeitraum prüfen, zu dem der Anteil null ist, wenn der Ionenstrahl (4) von einem Substrat aus zu einem benachbarten Substrat quert, wenn sich die Substrate längs der zweiten vorgegebenen Bahn bewegen.
  20. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 18, bei welcher die Aufzeichnungsvorrichtungen (45) so angeordnet sind, dass sie den Wert des Parameters nach dem genannten Zeitpunkt und bevor der Wert des Anteils sowohl null erreicht als auch unabhängig von der Position der Substrate auf der zweiten vorgegebenen Bahn wird, aufzeichnen, wenn der Ionenstrahl und/oder die Substrate längs der ersten vorgegebenen Bahn überstrichen werden.
  21. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 18, bei welcher die Aufzeichnungseinrichtungen (45) einen elektronischen Speicher aufweisen.
  22. Ionenimplantierworrichtung (1) nach Anspruch 13, welche weiterhin Positionsfühleinrichtungen (51) zum Erfassen der Position der Substrate auf der zweiten vorgegebenen Bahn aufweist, und bei welcher die Überwachungseinrichtungen (29) so angeordnet sind, dass sie den Anteil ansprechend auf die Positionsfühleinrichtung (51) prüfen, die erfassen, dass ein Substrat (14) eine vorgegebene Position auf der zweiten vorgegebenen Bahn erreicht hat.
  23. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 22, bei welcher die Übenwachungseinrichtungen (29) so angeordnet sind, dass sie den Anteil prüfen, wenn zwei benachbarte Substrate auf gegenüberliegenden Seiten des Ionenstrahls so angeordnet sind, dass der Anteil einen im Wesentlichen minimalen Wert für eine gegebene Position auf der ersten vorgegebenen Bahn hat.
  24. Ionenimplantiervorrichtung (1)

    – mit einem Ionenstrahlgenerator (3) zum Erzeugen eines Strahls von Ionen (4),

    – mit Halteeinrichtungen (9), die für das Tragen einer Vielzahl von Substraten (14) ausgerüstet sind, und

    – mit Überstreicheinrichtungen (5, 7, 23) zum Überstreichen der Vielzahl von Substraten und/oder des Ionenstrahls bezüglich einander längs einer ersten vorgegebenen Bahn,

    – wobei die Halteeinrichtungen dafür angepasst sind, aufeinanderfolgend die Substrate in den Ionenstrahl längs einer zweiten vorgegebenen Bahn einzuführen, die sich von der ersten vorgegebenen Bahn unterscheidet,

    dadurch gekennzeichnet, dass die Ionenimplantiervorrichtung weiterhin

    – Überwachungseinrichtungen (29), die für das Überwachen von Änderungen des Anteils der Querschnittsfläche des Ionenstrahls angepasst sind, der auf die Bahn einfällt, die von den Substraten beschrieben wird, die sich längs der zweiten vorgegebenen Bahn bewegen, und

    – Detektoreinrichtungen (39) aufweist, die so angeordnet sind, dass sie den Zeitpunkt erfassen, zu dem der Anteil null erreicht, wenn der Ionenstrahl die Bahn von einer Überstreichposition aus überquert, bei der der Strahl auf die Bahn einfällt.
  25. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 24, bei welcher die Überwachungseinrichtungen (29) Einrichtungen zum Überwachen des Stroms für den Ionenstrahl aufweisen.
  26. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 25, bei welcher die Überwachungseinrichtungen (29) so angeordnet sind, dass sie wenigstens einen Teil des Querschnitts des Strahls prüfen, der nicht auf die Bahn einfällt.
  27. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 26, bei welcher die Übenwachungseinrichtungen (29) so angeordnet sind, dass sie im Wesentlichen den gesamten Ionenstrahlquerschnitt im Wesentlichen gleichzeitig zu dem genannten Zeitpunkt prüfen.
  28. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 24, welche weiterhin Funktionseinrichtungen (31) aufweist, die auf die Detektoreinrichtungen (39) zum Erfassen des Zeitpunkts ansprechen, um einen darauf folgenden Vorgang in der Ionenimplantiervorrichtung auszuführen.
  29. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 28, bei welcher die Funktionseinrichtungen (31) Steuereinrichtungen (41) aufweisen, die so angeordnet sind, dass sie eine Änderung in der Richtung des Überstreichens ansprechend auf die Detektoreinrichtungen zum Erfassen des Zeitpunkts steuern.
  30. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 24, welche weiterhin Maskiereinrichtungen (59) aufweist, die zwischen dem Ionenstrahlgenerator (3) und den Überwachungseinrichtungen (29) angeordnet sind, um den Ionenstrahl zu blockieren und um wenigstens einen von zwei Rändern (61, 63) der Bahn zu bilden, die von den Substraten beschrieben wird, die sich längs der zweiten vorgegebenen Bahn bewegen.
  31. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 30, bei welcher die Maskiereinrichtungen (59) zwischen zwei benachbarten Substraten und für ein Bewegen in Phase zu den Substraten längs der zweiten vorgegebenen Bahn angeordnet sind.
  32. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 31, bei welcher die Halteeinrichtungen (9) ein Drehrad mit einer zentralen Nabe (15) und einer Vielzahl von gesonderten beabstandeten Substratträgern (13) aufweisen, die sich radial von ihr aus erstrecken, und bei welcher die Maskiereinrichtungen (59) in dem Spalt zwischen zwei benachbarten Substratträgern angeordnet sind.
  33. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 24, welche weiterhin Positionsfühleinrichtungen (51) zum Erfassen der Position eines Substrats auf der zweiten vorgegebenen Bahn aufweist, und bei welcher die Überwachungseinrichtungen (29) so angeordnet sind, dass sie den Anteil ansprechend auf die Positionsfühleinrichtungen prüfen, die erfassen, dass das Substrat (14) eine vorgegebene Position auf der zweiten vorgegebenen Bahn erreicht hat.
  34. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 33, bei welcher die Überwachungseinrichtungen (29) so angeordnet sind, dass sie den Anteil bei einer Position prüfen, auf der sich ein einzelnes Substrat (14) im Wesentlichen am nächsten zu dem Ionenstrahl (4) befindet.
  35. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 30, welche weiterhin Positionsfühleinrichtungen (51) zum Erfassen der Position der Maskiereinrichtungen (59) auf der zweiten vorgegebenen Bahn aufweist und bei welcher die Überwachungseinrichtungen (29) so angeordnet sind, dass sie den Anteil ansprechend auf die Positionsfühleinrichtungen prüfen, die erfassen, dass die Maskiereinrichtungen sich an einer Position auf der zweiten vorgegebenen Bahn befinden, die zum Ionenstrahl (4) im Wesentlichen am nächsten liegt.
  36. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 24, bei welcher die Überwachungseinrichtungen (29) so angeordnet sind, dass sie ein Signal erzeugen, das den Anteil der Querschnittsfläche des Strahls kennzeichnet, der nicht auf die Substrate einfällt, und dass sie den Anteil an einer ersten Position, an der sich ein einzelnes Substrat auf der zweiten vorgegebenen Bahn im Wesentlichen am nächsten zum Ionenstrahl (4) befindet, und auf einer zweiten Position auf der zweiten vorgegebenen Bahn prüfen, bei der zwei benachbarte Substrate auf gegenüberliegenden Seiten des Ionenstrahls angeordnet sind, und bei welcher die Detektoreinrichtungen (39) so angeordnet sind, dass sie den Zeitpunkt erfassen, zu dem die von den den Anteil an der ersten und zweiten Position überwachenden Überwachungseinrichtungen erzeugten Signale im Wesentlichen gleich werden.
  37. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 30, bei welcher die Überwachungseinrichtungen (29) so angeordnet sind, dass sie ein Signal erzeugen, das den Anteil der Querschnittsfläche des Strahls kennzeichnet, der nicht auf die Substrate (14) oder die Maskiereinrichtungen (59) einfällt, und dass sie den Anteil an einer Position, an der die Maskiereinrichtungen sich im Wesentlichen am nächsten zum Ionenstrahl (4) befinden, und an einer zweiten Position auf der zweiten vorgegebenen Bahn prüfen, bei der zwei benachbarte Substrate auf gegenüberliegenden Seiten des Ionenstrahls angeordnet sind, und bei welcher die Detektoreinrichtungen (39) so angeordnet sind, dass sie den Zeitpunkt erfassen, zu dem die Signale, die von den Überwachungseinrichtungen erzeugt werden, die den Anteil an der ersten und zweiten Position überwachen, im Wesentlichen gleich werden.
  38. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 36 oder 37, welche weiterhin Dividiereinrichtungen (125, 127) aufweist, um beide Signale, die an den beiden Positionen auf der zweiten vorgegebenen Bahn erzeugt werden, durch eines der Signale zu teilen.
  39. Ionenimplantiervorrichtung (1)

    – mit einem Ionenstrahlgenerator (3) zum Erzeugen eines Strahls von Ionen (4),

    – mit Halteeinrichtungen (9) zum Tragen eines mit Ionen des Strahls zu implantierenden Substrats (14), und

    – mit Überstreicheinrichtungen (5, 7, 23) zum Überstreichen des Substrats und/oder des Ionenstrahls bezüglich einander, so dass der Strahl das Substrat längs einer vorgegebenen Bahn überquert,

    dadurch gekennzeichnet, dass die Ionenimplantiervorrichtung weiterhin

    – Überwachungseinrichtungen (29), die so angeordnet sind, dass Änderungen im Anteil der Querschnittsfläche des Ionenstrahls überwacht werden, der auf das Substrat einfällt, wenn der Ionenstrahl den Rand (16, 18) des Substrats von einer Überstreichposition aus, bei der der Anteil null ist, bis zu einer Position überquert, bei der der Anteil endlich ist,

    – auf die Überwachungseinrichtungen ansprechende Detektoreinrichtungen (39) zum Erfassen des Zeitpunkts, zu dem der Anteil einen vorgegebenen Wert von null aus erreicht, und

    – Vorhersageeinrichtungen (101) zum Vorhersagen des Werts eines Parameters aufweist, bei welchem der Anteil, basierend auf dem Wert dieses Parameters zu dem Zeitpunkt null erreicht, bei dem der Anteil den vorgegebenen Wert erreicht.
  40. Ionenimplantiervorrichtung (1) nach Anspruch 39, welche weiterhin Fühleinrichtungen (51, 109) zum Erfassen des Parameters sowie Funktionseinrichtungen (31, 137) aufweist, die auf die Fühleinrichtungen ansprechen, die den vorhergesagten Wert erfassen, um einen darauf folgenden Vorgang in der Ionenimplantiervorrichtung auszuführen.
  41. Vorrichtung zum Steuern eines Vorgangs in einer Ionenimplantiervorrichtung (1), die

    – einen Ionenstrahlgenerator (3) zum Erzeugen eines Strahls von Ionen (4),

    – Halteeinrichtungen (9) zum Tragen eines Substrats (14), das mit Ionen des Strahls implantiert werden soll, und

    – Überstreicheinrichtungen (5, 7, 23) zum Überstreichen des Substrats und/oder des Ionenstrahls bezüglich einander aufweist, so dass der Strahl das Substrat längs einer vorgegebenen Bahn überquert,

    dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung

    – Überwachungseinrichtungen (29), die so angeordnet sind, dass sie Änderungen in dem Anteil der Querschnittsfläche des Ionenstrahls überwacht, der auf das Substrat einfällt, wenn der Ionenstrahl den Rand (16, 18) des Substrats von einer Überstreichposition aus, bei der der Anteil endlich ist, bis zu einer Position überquert, bei der der Anteil null ist,

    – auf die Überwachungseinrichtungen ansprechende Detektoreinrichtungen (39) zum Erfassen des Zeitpunkts, zu dem der Anteil von einem endlichen Wert aus null erreicht, wenn sich der Ionenstrahl und/oder das Substrat längs der vorgegebenen Bahn bewegen/bewegt, und

    – auf die Detektoreinrichtungen zum Erfassen des Zeitpunkts ansprechende Funktionseinrichtungen (31) aufweist zum Ausführen eines Vorgangs in der Ionenimplantiervorrichtung.
  42. Verfahren zum Überstreichen in einer Ionenimplantiervorrichtung, welches die Schritte aufweist:

    – Erzeugen eines Strahls von Ionen,

    – Richten des Ionenstrahls zu einem Targetsubstrat, das mit den Ionen des Strahls implantiert werden soll, und

    – Überstreichen des Substrats und/oder des Ionenstrahls bezüglich einander, so dass der Ionenstrahl das Substrat längs einer vorgegebenen Bahn überquert, gekennzeichnet durch

    – Überwachen von Änderungen in dem Anteil der Querschnittsfläche des Ionenstrahls, der auf das Substrat einfällt, wenn der Ionenstrahl den Rand des Substrats von einer Überstreichposition aus, bei der der Anteil endlich ist, bis zu einer Position überquert, bei der der Anteil null ist,

    – Erfassen des Zeitpunkts, zu dem der Anteil von einem endlichen Wert aus null erreicht, wenn sich der Ionenstrahl und/oder das Substrat längs der vorgegebenen Bahn bewegen/bewegt, und

    – Steuern eines Vorgangs in der Ionenimplantiervorrichtung ansprechend auf das Erfassen des Zeitpunkts.
  43. Verfahren nach Anspruch 42, bei welchem der Schritt des Steuerns eines Vorgangs das Ändern der Überstreichrichtung aufweist.
  44. Verfahren nach Anspruch 43, bei welchem der Schritt des Steuerns eines Vorgangs das Aufzeichnen des Werts eines Parameters des Ionenstrahls aufweist.
Es folgen 9 Blatt Zeichnungen






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