JP7366997B2 - 効率を向上させた走査磁石設計 - Google Patents
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Description
本出願は2018年8月21日に出願された「効率を向上させた走査磁石設計(SCANNING MAGNET DESIGN WITH ENHANCED EFFICIENCY)」というタイトルの米国特許出願第16/106,745号の利益を主張し、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、概してイオン注入システムに関する。より具体的には、イオンビームの走査の効率を向上させるように構成された走査磁石構成要素を有する走査装置に関する。
半導体デバイスの製造および他のイオン注入処理において、イオン注入システムは、半導体ウェハ、ディスプレイパネル、または他の種類のワークピースにイオンを付与するために使用される。半導体の場合、典型的なイオン注入システムまたはイオン注入装置は、n型ドープ領域もしくはp型ドープ領域を生成するために、またはワークピース内にパッシベーション層を形成するなどの他のバルク特性を修正するために、公知のレシピまたはプロセスを利用して、ワークピースにイオンビームを衝突させる。
本開示は、イオン注入システムのための磁気スキャナを提供することによって、従来技術の様々な制限を克服する。これにより、磁気スキャナのサイズおよび効率が有利に改善される。したがって、本開示は、より効率的な走査磁石を提供することによって、電力要件および動作コストを有利に低減する。したがって、以下では、本開示のいくつかの態様の基本的な理解を提供するために、本開示の簡略化された概要を提示する。本概要は、本発明の広範な概要ではない。この要約は、本発明の主要な点または重要な要素を特定することを意図しているわけでもないし、本発明の範囲を規定することを意図しているわけでもない。本概要の目的は、後述するより詳細な説明の序文として、本開示のいくつかの概念を簡略化された形式で提示することにある。
図1は、本開示の様々な態様による例示的なイオン注入システムを示す。
本開示は、概して、イオンビームのイオン注入および走査に関する。より詳細には、改善された走査磁石が、イオンビームの走査の効率を高めるために提供される。以下、図面を参照して本開示を説明する。図面において、同様の参照番号は、全体を通して同様の要素を指すために使用される。これらの態様の説明は単に例示的なものであり、限定的な意味で解釈されるべきではないことを理解されたい。以下の説明において、説明の目的で、本開示の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細が記載される。しかしながら、本開示は、これらの特定の詳細なしに実施されてもよいことは当業者には明らかであろう。
Claims (16)
- イオンビームを磁気によって走査するための走査磁石であって、
前記走査磁石は、ヨークと、スキャナコイルとを備え、
前記ヨークは、前記ヨーク内に画定されるチャネルを有しており、前記ヨークは、前記チャネルをビーム経路に沿って通過する前記イオンビームの入口を規定する第1面および出口を規定する第2面を有しており、前記ヨークは、前記第1面から前記第2面まで積み重ねられる複数のラミネーションを含み、前記ヨークにおいて、前記第1面および前記第2面と関連する前記複数のラミネーションの少なくとも一部は、1つ以上のスロット付きラミネーションを含み、前記1つ以上のスロット付きラミネーションは、前記チャネルに向かって延びる複数の歯を有しており、複数のスロットは前記複数の歯の間で画定されており、
前記スキャナコイルは、前記ヨークの周りに巻き付けられた第1ワイヤを含み、
前記走査磁石は、前記チャネル内に配置された1つ以上のライナを含み、前記1つ以上のライナは、グラファイトで構成され、前記ヨークおよび前記スキャナコイルを前記イオンビームから隔離し、
前記1つ以上のライナは、当該ライナ内に規定される1つ以上のライナスロットをさらに含み、前記1つ以上のライナスロットは、前記ビーム経路に垂直に延び、前記1つ以上のライナ内の渦電流を低減するようにさらに構成される、走査磁石。 - 前記複数の歯は、前記複数のスロットに関連するスロット間隔およびスロット深度を規定し、前記スロット間隔および前記スロット深度は、前記複数の歯を介した前記ヨークからの磁束を、前記イオンビームが通過する領域に向かって導くように構成される、請求項1に記載の走査磁石。
- 前記複数のラミネーションは、当該ラミネーション間に配置される絶縁層によって互いに電気的に絶縁され、前記スロット間隔は、前記絶縁層の厚さよりも大きいかまたは前記絶縁層の厚さと等しい、請求項2に記載の走査磁石。
- 前記スロット間隔は、前記複数のラミネーションのうちの1つの厚さに等しい、請求項2に記載の走査磁石。
- 前記ヨークは、第1半体および第2半体を含み、前記第1半体および第2半体は、互いに鏡像である、請求項1に記載の走査磁石。
- 前記複数のスロットを含む前記複数のラミネーションの少なくとも一部は、前記ヨークの1つ以上の磁極エッジに関連する、請求項1に記載の走査磁石。
- 前記磁極エッジに関連する前記複数のラミネーションの所定の部分はスロット付きラミネーションを含み、前記複数のラミネーションの残りの部分は前記複数のスロットに関連する平面領域を有する平面ラミネーションを含み、前記平面ラミネーションにおいて、前記平面領域はスロットを含まない、請求項6に記載の走査磁石。
- 前記複数のスロットは、前記ヨークからの磁束を磁極ギャップに導くように構成されたスロット長を有しており、これにより、前記スロット長は、前記ヨークの加熱を緩和するように構成される、請求項1に記載の走査磁石。
- 前記複数のラミネーションは、櫛形構造を規定する、請求項1に記載の走査磁石。
- イオンビームを形成するように構成されるイオン源と、
質量分析器と、
前記イオンビームを磁気によって走査するように構成される走査磁石とを備え、
前記走査磁石は、ヨークと、スキャナコイルとを備え、
前記ヨークは、前記ヨーク内に規定されるチャネルを有しており、前記ヨークは、前記チャネルをビーム経路に沿って通過する前記イオンビームの入口を規定する第1面および出口を規定する第2面を有しており、前記ヨークは、前記第1面から前記第2面まで積み重ねられる複数のラミネーションを含み、前記ヨークにおいて、前記第1面および前記第2面と関連する前記複数のラミネーションの少なくとも一部は、1つ以上のスロット付きラミネーションを含み、前記1つ以上のスロット付きラミネーションは、前記チャネルに向かって延びる複数の歯を有しており、複数のスロットは前記複数の歯の間で規定されており、
前記スキャナコイルは、前記ヨークの周りに巻き付けられた第1ワイヤを含み、
前記走査磁石は、前記チャネル内に配置された1つ以上のライナを含み、前記1つ以上のライナは、グラファイトで構成され、前記ヨークおよび前記スキャナコイルを前記イオンビームから隔離し、
前記1つ以上のライナは、当該ライナ内に規定される1つ以上のライナスロットをさらに含み、前記1つ以上のライナスロットは、前記ビーム経路に垂直に延び、前記1つ以上のライナ内の渦電流を低減するようにさらに構成される、イオン注入システム。 - 前記複数の歯は、前記複数のスロットに関連するスロット間隔およびスロット深度を規定し、前記スロット間隔および前記スロット深度は、前記複数の歯を介した前記ヨークからの磁束を、前記イオンビームが通過する領域に向かって導くように構成される、請求項10に記載のイオン注入システム。
- 前記複数のラミネーションは、当該ラミネーション間に配置される絶縁層によって互いに電気的に絶縁され、前記スロット間隔は、前記絶縁層の厚さよりも大きいかまたは前記絶縁層の厚さと等しい、請求項11に記載のイオン注入システム。
- 前記スロット間隔は、前記複数のラミネーションのうちの1つの厚さに等しい、請求項11に記載のイオン注入システム。
- 前記複数のスロットを含む前記複数のラミネーションの少なくとも一部は、前記ヨークの1つ以上の磁極エッジに関連する、請求項10に記載のイオン注入システム。
- 前記磁極エッジに関連する前記複数のラミネーションの所定の部分はスロット付きラミネーションを含み、前記複数のラミネーションの残りの部分は前記複数のスロットに関連する平面領域を有する平面ラミネーションを含み、前記平面ラミネーションにおいて、前記平面領域はスロットを含まない、請求項14に記載のイオン注入システム。
- 前記複数のスロットは、前記ヨークからの磁束を磁極ギャップに導くように構成されたスロット長を有しており、これにより、前記スロット長は、前記ヨークの加熱を緩和するように構成される、請求項10に記載のイオン注入システム。
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