JP2003513419A - 広いダイナミックレンジのイオンビームスキャナー - Google Patents
広いダイナミックレンジのイオンビームスキャナーInfo
- Publication number
- JP2003513419A JP2003513419A JP2001534181A JP2001534181A JP2003513419A JP 2003513419 A JP2003513419 A JP 2003513419A JP 2001534181 A JP2001534181 A JP 2001534181A JP 2001534181 A JP2001534181 A JP 2001534181A JP 2003513419 A JP2003513419 A JP 2003513419A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning
- scan
- charged particle
- particle beam
- scanning element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 title claims description 120
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 81
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 12
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 29
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 19
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 15
- 241000894007 species Species 0.000 description 8
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 240000006829 Ficus sundaica Species 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011982 device technology Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/147—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
- H01J37/1472—Deflecting along given lines
- H01J37/1474—Scanning means
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
- G21K1/08—Deviation, concentration or focusing of the beam by electric or magnetic means
- G21K1/087—Deviation, concentration or focusing of the beam by electric or magnetic means by electrical means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/147—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
- H01J37/15—External mechanical adjustment of electron or ion optical components
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
- H01J2237/304—Controlling tubes
- H01J2237/30472—Controlling the beam
- H01J2237/30483—Scanning
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】荷電粒子ビームを走査するための方法及び装置が与えられる。該装置は走査エレメント及び走査原点を有する走査パターンで荷電粒子ビームを走査するための走査信号を生成するための走査信号生成器を含む。ひとつの実施例において、装置はエネルギーのような荷電粒子ビームのパラメータに基づいて走査エレメントを配置するための位置制御器を含む。走査エレメントは異なるビームエネルギーに対して走査原点の固定位置を達成するよう配置される。他の実施例において、装置は走査エレメントの第１及び第２セット並びにエネルギーのような荷電粒子ビームのパラメータに基づいて走査エレメントのセットに供給される走査信号を制御するための走査信号制御器を含む。走査信号制御器は走査エレメントのセットに印加される走査信号の比率を制御するか、または装置を通過して伝達されるビームを減少させる荷電粒子ビームに対する空間電荷力を最小化するために走査エレメントのセットを消勢する。
Description
【０００１】
発明の分野
本発明は、イオンビームのような荷電粒子ビームを走査するための方法及び装
置に関し、特に、荷電粒子ビームエネルギーの広範囲にわたって動作するスキャ
ナーに関する。特に発明はイオン注入装置において有用であるが、その使用に限
定されない。
置に関し、特に、荷電粒子ビームエネルギーの広範囲にわたって動作するスキャ
ナーに関する。特に発明はイオン注入装置において有用であるが、その使用に限
定されない。
【０００２】
発明の背景
イオン注入は、半導体ウエハ内に導電率を変化させる不純物を導入するための
標準的な技術となった。所望の不純物材料はイオンソース内でイオン化され、該
イオンは所定のエネルギーのイオンビームを形成するべく加速され、該イオンビ
ームはウエハの表面に向けられる。イオンビーム内の高エネルギーイオンは半導
体材料のバルク内に入り込み、所望の導電率の領域を形成するべく半導体材料の
結晶格子内に埋め込まれる。
標準的な技術となった。所望の不純物材料はイオンソース内でイオン化され、該
イオンは所定のエネルギーのイオンビームを形成するべく加速され、該イオンビ
ームはウエハの表面に向けられる。イオンビーム内の高エネルギーイオンは半導
体材料のバルク内に入り込み、所望の導電率の領域を形成するべく半導体材料の
結晶格子内に埋め込まれる。
【０００３】
通常、イオン注入装置は気体若しくは固体材料を良く画成されたイオンビーム
に変換するためのイオンソースを含む。イオンビームは不所望のイオン種を除外
するために質量解析され、所望のエネルギーに加速され、ターゲット面に向けら
れる。ビームはビーム走査、ターゲット移動若しくはビーム走査及びターゲット
移動の組み合わせによってターゲット領域にわたって分配される。
に変換するためのイオンソースを含む。イオンビームは不所望のイオン種を除外
するために質量解析され、所望のエネルギーに加速され、ターゲット面に向けら
れる。ビームはビーム走査、ターゲット移動若しくはビーム走査及びターゲット
移動の組み合わせによってターゲット領域にわたって分配される。
【０００４】
イオン注入装置は注入されているウエハの面に対してイオンビームを偏向する
ための静電若しくは磁気スキャナーを含む。スキャナーはシステムの設計によっ
て、一次元若しくは二次元でイオンビームを偏向する。静電及び磁気スキャナー
の両方は当業者に周知である。
ための静電若しくは磁気スキャナーを含む。スキャナーはシステムの設計によっ
て、一次元若しくは二次元でイオンビームを偏向する。静電及び磁気スキャナー
の両方は当業者に周知である。
【０００５】
静電スキャナーはひとつ若しくはそれ以上のセットの走査プレートを含む。各
セットの走査プレートはギャップを画成するよう離隔され、イオンビームは該ギ
ャップを通じて方向付けられる。のこぎり波形を有する走査電圧が走査プレート
に印加される。走査電圧は走査電圧波形にしたがってイオンビームを偏向する電
場を走査プレート間に生成する。静電スキャナーはBerrianらによる1990年5月1
日発行の米国特許第4,922,106号及びCorey,Jrらによる1988年6月14日発行の米国
特許第4,751,393号に開示されている。
セットの走査プレートはギャップを画成するよう離隔され、イオンビームは該ギ
ャップを通じて方向付けられる。のこぎり波形を有する走査電圧が走査プレート
に印加される。走査電圧は走査電圧波形にしたがってイオンビームを偏向する電
場を走査プレート間に生成する。静電スキャナーはBerrianらによる1990年5月1
日発行の米国特許第4,922,106号及びCorey,Jrらによる1988年6月14日発行の米国
特許第4,751,393号に開示されている。
【０００６】
典型的に、磁気スキャナーは電磁石を構成する磁極片及びコイルを含む。磁極
片はギャップを形成するべく離隔され、イオンビームは該ギャップを通じて方向
付けられる。コイルに印加された走査電流はイオンビームを偏向する磁場をギャ
ップ内に生成する。所望の走査波形にしたがってコイルに供給される電流を変化
させることによって、ビームは磁気的に走査される。磁気スキャナーはHanleyら
による1983年1月4日発行の米国特許第4,367,411号に開示されている。
片はギャップを形成するべく離隔され、イオンビームは該ギャップを通じて方向
付けられる。コイルに印加された走査電流はイオンビームを偏向する磁場をギャ
ップ内に生成する。所望の走査波形にしたがってコイルに供給される電流を変化
させることによって、ビームは磁気的に走査される。磁気スキャナーはHanleyら
による1983年1月4日発行の米国特許第4,367,411号に開示されている。
【０００７】
従来のビームスキャナーはビームエネルギーの所定の範囲にわたって動作する
ための固定走査プレート若しくは固定電磁石を有していた。静電スキャナーにお
いて、走査プレート間隔は最大ビームエネルギーにおいて所望の偏向を生成する
ように選択される。低いビームエネルギーにおいて、ビームは空間電荷効果のた
めに拡張し、ビームの一部のみが走査プレート間を通過する。結果として、ウエ
ハに到達するビーム電流は減少し、しばしば許容できない程度まで注入時間は増
大する。或る場合、ビーム電流はごくわずかなレベルにまで減少し、注入は実行
不可能になる。典型的に、固定走査プレートを利用する従来の静電スキャナーは
、例えば40keVから400keVまでのほぼ１オーダーの大きさのエネルギー範囲にわ
たって動作する。
ための固定走査プレート若しくは固定電磁石を有していた。静電スキャナーにお
いて、走査プレート間隔は最大ビームエネルギーにおいて所望の偏向を生成する
ように選択される。低いビームエネルギーにおいて、ビームは空間電荷効果のた
めに拡張し、ビームの一部のみが走査プレート間を通過する。結果として、ウエ
ハに到達するビーム電流は減少し、しばしば許容できない程度まで注入時間は増
大する。或る場合、ビーム電流はごくわずかなレベルにまで減少し、注入は実行
不可能になる。典型的に、固定走査プレートを利用する従来の静電スキャナーは
、例えば40keVから400keVまでのほぼ１オーダーの大きさのエネルギー範囲にわ
たって動作する。
【０００８】
ドーパント材料の注入深さは、少なくとも部分的には半導体ウエハ内に注入さ
れるイオンのエネルギーによって決定される。より小さく、より高速なデバイス
の半導体産業のトレンドにしたがって、半導体デバイスの横寸法及び深さの両方
が減少している。半導体デバイスの技術段階は1000オングストローム以下の接合
深さを要求し、ついには200オングストローム若しくはそれ以下のオーダーの接
合深さを要求するかもしれない。1〜10keVのオーダーの非常に低い注入エネルギ
ーがそのような浅い接合を達成するために要求される。エネルギー範囲の反対端
において、1MeV若しくはそれ以上のオーダーの高エネルギーがシリコン基板から
の電気的分離のようなデバイス特徴に対して要求される。したがって、注入エネ
ルギーの広い範囲が要求される。
れるイオンのエネルギーによって決定される。より小さく、より高速なデバイス
の半導体産業のトレンドにしたがって、半導体デバイスの横寸法及び深さの両方
が減少している。半導体デバイスの技術段階は1000オングストローム以下の接合
深さを要求し、ついには200オングストローム若しくはそれ以下のオーダーの接
合深さを要求するかもしれない。1〜10keVのオーダーの非常に低い注入エネルギ
ーがそのような浅い接合を達成するために要求される。エネルギー範囲の反対端
において、1MeV若しくはそれ以上のオーダーの高エネルギーがシリコン基板から
の電気的分離のようなデバイス特徴に対して要求される。したがって、注入エネ
ルギーの広い範囲が要求される。
【０００９】
広範囲のイオンエネルギーにわたって動作するイオン注入装置を与えることが
所望され、そうすればひとつの注入装置が半導体処理におけるすべて若しくはほ
とんどの注入に対して利用され得る。しかし、従来のビームスキャナーは上記理
由により広範囲のエネルギーにわたって動作することができなかった。低エネル
ギーにおいてビーム伝達は容認できないほど低く、高エネルギーにおいてビーム
偏向は不十分である。したがって、高いビーム伝達及び必要なビーム偏向を有す
る広範囲のビームエネルギーにわたって動作する改良されたビームスキャナーが
要求される。
所望され、そうすればひとつの注入装置が半導体処理におけるすべて若しくはほ
とんどの注入に対して利用され得る。しかし、従来のビームスキャナーは上記理
由により広範囲のエネルギーにわたって動作することができなかった。低エネル
ギーにおいてビーム伝達は容認できないほど低く、高エネルギーにおいてビーム
偏向は不十分である。したがって、高いビーム伝達及び必要なビーム偏向を有す
る広範囲のビームエネルギーにわたって動作する改良されたビームスキャナーが
要求される。
【００１０】
発明の要旨
発明の最初の態様にしたがって、荷電粒子ビームを走査するための装置が与え
られる。装置は、荷電粒子ビームが通過するためのギャップによって離隔された
走査エレメント、走査原点を有する走査パターン内で荷電粒子ビームを走査する
ための走査信号を生成するための走査エレメントに結合された走査信号生成器及
び荷電粒子ビームの少なくともひとつのパラメータに基づいて走査エレメントを
配置するための位置制御器から成る。例えば、走査エレメントは荷電粒子ビーム
のエネルギーに基づいて配置される。
られる。装置は、荷電粒子ビームが通過するためのギャップによって離隔された
走査エレメント、走査原点を有する走査パターン内で荷電粒子ビームを走査する
ための走査信号を生成するための走査エレメントに結合された走査信号生成器及
び荷電粒子ビームの少なくともひとつのパラメータに基づいて走査エレメントを
配置するための位置制御器から成る。例えば、走査エレメントは荷電粒子ビーム
のエネルギーに基づいて配置される。
【００１１】
ひとつの実施例において、走査エレメントは荷電粒子ビームの静電偏向用の静
電走査プレートから成り、走査信号生成器は走査電圧生成器から成る。他の実施
例において、走査エレメントは磁極片及び該磁極片を付勢するための磁気コイル
から成り、走査信号生成器は磁気コイルを付勢するための走査電流生成器から成
る。
電走査プレートから成り、走査信号生成器は走査電圧生成器から成る。他の実施
例において、走査エレメントは磁極片及び該磁極片を付勢するための磁気コイル
から成り、走査信号生成器は磁気コイルを付勢するための走査電流生成器から成
る。
【００１２】
位置制御器は荷電粒子ビームの付与のパラメータ値に対して走査原点の所望の
位置を達成するべく走査エレメントを配置するための手段から成る。走査エレメ
ントは荷電粒子ビームの異なるエネルギーのような異なるパラメータ値に対して
走査原点の固定位置を達成するよう配置される。走査エレメントが静電走査プレ
ートである場合、走査原点の固定位置は走査プレート間の間隔が増加するように
荷電粒子ビームに関して走査プレートを上流側に移動することによって達成され
る。特に、走査プレートは荷電粒子ビームの軸線に関して等しくかつ反対の角度
で配置された直線経路に沿って平行移動される。他のアプローチにおいて、走査
プレートは走査プレート間隔が変更されるに従い回転される。走査プレートは連
続範囲の位置を有するか、２つ若しくはそれ以上の不連続の位置を有する。
位置を達成するべく走査エレメントを配置するための手段から成る。走査エレメ
ントは荷電粒子ビームの異なるエネルギーのような異なるパラメータ値に対して
走査原点の固定位置を達成するよう配置される。走査エレメントが静電走査プレ
ートである場合、走査原点の固定位置は走査プレート間の間隔が増加するように
荷電粒子ビームに関して走査プレートを上流側に移動することによって達成され
る。特に、走査プレートは荷電粒子ビームの軸線に関して等しくかつ反対の角度
で配置された直線経路に沿って平行移動される。他のアプローチにおいて、走査
プレートは走査プレート間隔が変更されるに従い回転される。走査プレートは連
続範囲の位置を有するか、２つ若しくはそれ以上の不連続の位置を有する。
【００１３】
発明の他の態様にしたがって、荷電粒子ビームを走査するための装置が与えら
れる。装置は、荷電粒子ビームを通過させるための第１ギャップによって離隔さ
れた第１走査エレメント、荷電粒子ビームを通過させるための第２ギャップによ
って離隔された第２走査エレメント、走査原点を有する走査パターン内で荷電粒
子ビームを走査するための走査信号を生成するための第１走査エレメント及び第
２走査エレメントに結合された走査信号生成器と、荷電粒子ビームの少なくとも
一つのパラメータに基づいて走査信号生成器から第１走査エレメント及び第２走
査エレメントへ供給された走査信号を制御するための走査信号制御器と、から成
る。例えば、走査信号は荷電粒子ビームのエネルギーに基づいて制御される。
れる。装置は、荷電粒子ビームを通過させるための第１ギャップによって離隔さ
れた第１走査エレメント、荷電粒子ビームを通過させるための第２ギャップによ
って離隔された第２走査エレメント、走査原点を有する走査パターン内で荷電粒
子ビームを走査するための走査信号を生成するための第１走査エレメント及び第
２走査エレメントに結合された走査信号生成器と、荷電粒子ビームの少なくとも
一つのパラメータに基づいて走査信号生成器から第１走査エレメント及び第２走
査エレメントへ供給された走査信号を制御するための走査信号制御器と、から成
る。例えば、走査信号は荷電粒子ビームのエネルギーに基づいて制御される。
【００１４】
ひとつの実施例において、第１走査エレメント及び第２走査エレメントはそれ
ぞれ荷電粒子ビームの静電偏向用の走査プレートから成り、走査信号生成器は走
査電圧生成器から成る。他の実施例において、第１走査エレメント及び第２走査
エレメントはそれぞれ磁極片及び該磁極片を付勢するための磁気コイルから成り
、走査信号生成器は磁気コイルを付勢するための走査電流生成器から成る。
ぞれ荷電粒子ビームの静電偏向用の走査プレートから成り、走査信号生成器は走
査電圧生成器から成る。他の実施例において、第１走査エレメント及び第２走査
エレメントはそれぞれ磁極片及び該磁極片を付勢するための磁気コイルから成り
、走査信号生成器は磁気コイルを付勢するための走査電流生成器から成る。
【００１５】
走査信号制御器は荷電粒子ビームの付与のパラメータ値に対して走査原点の所
望の位置を達成するよう第１走査エレメント及び第２走査エレメントに供給され
る走査信号を制御するための手段から成る。ひとつの構成において、第１及び第
２走査エレメントに供給される走査信号は、荷電粒子ビームの異なるエネルギー
のような異なるパラメータ値に対して走査原点の固定位置を達成するよう制御さ
れる。他の構成において、第１及び第２走査エレメントに供給される走査信号は
第１及び第２走査エレメントの実効長を変化させるよう制御される。走査信号制
御器は第１走査エレメント及び第２走査エレメントに供給される走査信号の比率
を調節する。
望の位置を達成するよう第１走査エレメント及び第２走査エレメントに供給され
る走査信号を制御するための手段から成る。ひとつの構成において、第１及び第
２走査エレメントに供給される走査信号は、荷電粒子ビームの異なるエネルギー
のような異なるパラメータ値に対して走査原点の固定位置を達成するよう制御さ
れる。他の構成において、第１及び第２走査エレメントに供給される走査信号は
第１及び第２走査エレメントの実効長を変化させるよう制御される。走査信号制
御器は第１走査エレメント及び第２走査エレメントに供給される走査信号の比率
を調節する。
【００１６】
発明の他の態様にしたがって、荷電粒子ビームを走査するための方法が与えら
れる。該方法は、離隔された走査エレメント間に荷電粒子ビームを方向付ける工
程と、走査原点を有する走査パターンで荷電粒子ビームを走査するために走査エ
レメントを付勢する工程と、荷電粒子ビームの少なくともひとつのパラメータに
基づいて走査エレメントの位置を制御する工程と、から成る。
れる。該方法は、離隔された走査エレメント間に荷電粒子ビームを方向付ける工
程と、走査原点を有する走査パターンで荷電粒子ビームを走査するために走査エ
レメントを付勢する工程と、荷電粒子ビームの少なくともひとつのパラメータに
基づいて走査エレメントの位置を制御する工程と、から成る。
【００１７】
発明のさらに他の態様にしたがって、荷電粒子ビームを走査するための方法が
与えられる。該方法は、離隔された第１走査エレメントと離隔された第２走査エ
レメントとの間に荷電粒子ビームを方向付ける工程と、走査原点を有する走査パ
ターンで荷電粒子ビームを走査するために第１走査エレメント及び第２走査エレ
メントへ走査信号を印加する工程と、荷電粒子ビームの少なくとも一つのパラメ
ータに基づいて第１走査エレメント及び第２走査エレメントに供給される走査信
号を制御する工程と、から成る。
与えられる。該方法は、離隔された第１走査エレメントと離隔された第２走査エ
レメントとの間に荷電粒子ビームを方向付ける工程と、走査原点を有する走査パ
ターンで荷電粒子ビームを走査するために第１走査エレメント及び第２走査エレ
メントへ走査信号を印加する工程と、荷電粒子ビームの少なくとも一つのパラメ
ータに基づいて第１走査エレメント及び第２走査エレメントに供給される走査信
号を制御する工程と、から成る。
【００１８】
発明のさらに他の態様にしたがって、イオンビームを走査するための装置が与
えられる。装置は、イオンビームを走査するための２つ若しくはそれ以上の対の
走査プレート及び高エネルギービームを走査するべく２つ若しくはそれ以上の対
の走査プレートに走査電圧を印加するための及び低エネルギービームを走査する
べく２つ若しくはそれ以上のセットの走査プレートのサブセットへ走査電圧を印
加するための走査生成器から成る。使用されない走査プレートは電気的に接地さ
れる。電場がイオンビームに印加されるところの実効長は低エネルギービームを
走査するために短縮される。
えられる。装置は、イオンビームを走査するための２つ若しくはそれ以上の対の
走査プレート及び高エネルギービームを走査するべく２つ若しくはそれ以上の対
の走査プレートに走査電圧を印加するための及び低エネルギービームを走査する
べく２つ若しくはそれ以上のセットの走査プレートのサブセットへ走査電圧を印
加するための走査生成器から成る。使用されない走査プレートは電気的に接地さ
れる。電場がイオンビームに印加されるところの実効長は低エネルギービームを
走査するために短縮される。
【００１９】
詳細な説明
本発明の第１実施例に従うイオンビーム装置の単純化されたブロック図が図１
に示される。イオンビーム生成器10は所望のイオン種のイオンビームを生成し、
イオンビーム内のイオンを所望のエネルギーに加速し、エネルギー及び質量の混
入物を除去するべくイオンビームの質量／エネルギー解析を実行し、高エネルギ
ーイオンビーム12を供給する。スキャナー20は走査原点34を有する扇形ビームエ
ンベロープ30を有する走査イオンビームを生成するようイオンビーム12を偏向す
る。スキャナー20は以下に説明するようにビーム操作装置の一部である。所望の
イオン種のイオンが半導体ウエハ32内に注入されるように、半導体ウエハ32若し
くは他の被処理体が走査イオンビームの経路内に配置される。走査されたイオン
ビーム内のイオンを平行な軌道に沿って方向付けるために角度補正器（図示せず
）が使用される。
に示される。イオンビーム生成器10は所望のイオン種のイオンビームを生成し、
イオンビーム内のイオンを所望のエネルギーに加速し、エネルギー及び質量の混
入物を除去するべくイオンビームの質量／エネルギー解析を実行し、高エネルギ
ーイオンビーム12を供給する。スキャナー20は走査原点34を有する扇形ビームエ
ンベロープ30を有する走査イオンビームを生成するようイオンビーム12を偏向す
る。スキャナー20は以下に説明するようにビーム操作装置の一部である。所望の
イオン種のイオンが半導体ウエハ32内に注入されるように、半導体ウエハ32若し
くは他の被処理体が走査イオンビームの経路内に配置される。走査されたイオン
ビーム内のイオンを平行な軌道に沿って方向付けるために角度補正器（図示せず
）が使用される。
【００２０】
図１に示されるイオンビーム装置はイオン注入装置を表す。イオン注入装置は
当業者に周知の付加的部品を含む。例えば、典型的に半導体ウエハ32は自動ウエ
ハハンドリング器具、ドーズ量測定装置、電子銃等を含むエンドステーション内
で支持される。イオンビーム生成器10はイオンソース、ビーム加速器及び質量解
析器を含む。イオンビームによって横切られる全経路はイオン注入中に排気され
ることが理解されるであろう。
当業者に周知の付加的部品を含む。例えば、典型的に半導体ウエハ32は自動ウエ
ハハンドリング器具、ドーズ量測定装置、電子銃等を含むエンドステーション内
で支持される。イオンビーム生成器10はイオンソース、ビーム加速器及び質量解
析器を含む。イオンビームによって横切られる全経路はイオン注入中に排気され
ることが理解されるであろう。
【００２１】
スキャナー20は第１走査エレメント40及び第２走査エレメント42を含む。走査
エレメント40及び42は離隔され、イオンビーム12が通過するところのギャップ44
を画成する。ひとつの実施例において、スキャナー20は静電スキャナーであり、
走査エレメント40及び42は静電走査プレートである。イオンビーム12は静電プレ
ート間のギャップ44を通過し、ギャップ44内の電場によって偏向される。静電走
査の場合、イオンビーム12は走査プレート間の電場の方向に偏向される。したが
って、水平ビーム走査を実行するために水平に離隔された走査プレートが利用さ
れる。
エレメント40及び42は離隔され、イオンビーム12が通過するところのギャップ44
を画成する。ひとつの実施例において、スキャナー20は静電スキャナーであり、
走査エレメント40及び42は静電走査プレートである。イオンビーム12は静電プレ
ート間のギャップ44を通過し、ギャップ44内の電場によって偏向される。静電走
査の場合、イオンビーム12は走査プレート間の電場の方向に偏向される。したが
って、水平ビーム走査を実行するために水平に離隔された走査プレートが利用さ
れる。
【００２２】
他の実施例において、スキャナー20は典型的に電磁石として実施される磁気ス
キャナーである。電磁石は走査エレメント40及び42に対応する磁極片及び該磁極
片を付勢する磁気コイルを含む。イオンビーム12は磁極片間のギャップ44を通過
し、ギャップ44内の磁場によって偏向される。磁気走査の場合、イオンビームは
磁極片間の磁場の方向に垂直に偏向される。したがって、水平ビーム走査を実施
するために垂直に離隔された磁極片が利用される。
キャナーである。電磁石は走査エレメント40及び42に対応する磁極片及び該磁極
片を付勢する磁気コイルを含む。イオンビーム12は磁極片間のギャップ44を通過
し、ギャップ44内の磁場によって偏向される。磁気走査の場合、イオンビームは
磁極片間の磁場の方向に垂直に偏向される。したがって、水平ビーム走査を実施
するために垂直に離隔された磁極片が利用される。
【００２３】
さらに図１のビーム走査装置は、走査信号を走査エレメント40及び42に与える
走査信号生成器50を含む。静電スキャナーの場合、走査信号生成器50は走査プレ
ートに走査電圧を供給する。のこぎり波形から成る走査電圧はイオンビームを走
査するために走査エレメント40及び42間に電場を生成する。磁気スキャナーの場
合、走査信号生成器50は磁気スキャナーを構成する電磁石の磁気コイルへ走査電
流を供給する。走査信号生成器50はユーザーが選択したビームパラメータ及び他
の注入パラメータに応答してシステム制御器64によって制御される。
走査信号生成器50を含む。静電スキャナーの場合、走査信号生成器50は走査プレ
ートに走査電圧を供給する。のこぎり波形から成る走査電圧はイオンビームを走
査するために走査エレメント40及び42間に電場を生成する。磁気スキャナーの場
合、走査信号生成器50は磁気スキャナーを構成する電磁石の磁気コイルへ走査電
流を供給する。走査信号生成器50はユーザーが選択したビームパラメータ及び他
の注入パラメータに応答してシステム制御器64によって制御される。
【００２４】
さらに図１のビーム走査装置は、走査エレメント40を配置するための走査エレ
メントポジショナー60及び走査エレメント42を配置するための走査エレメントポ
ジショナー62を含む。走査エレメントポジショナー60及び62はそれぞれモーター
及び該モーターと走査エレメント間の機械的結合のような機械的駆動システムを
含む。走査エレメントポジショナー60及び62はイオンビームエネルギー及びイオ
ンビーム種のようなユーザー選択ビームパラメータに応答してシステム制御器64
によって制御される。以下で説明するように、走査エレメントポジショナー60及
び62は走査エレメント40及び42間の間隔を調節し、走査エレメント40及び42をイ
オンビーム12に関して軸方向にイオンビーム生成器10方向若しくは反対方向へ移
動し、走査エレメント40及び42を回転し、またはシステム制御器64の下でこれら
の移動の組み合わせを与える。走査エレメントポジショナー60及び62は走査エレ
メント40及び42の連続範囲の位置を確立し若しくは走査エレメント40及び42の２
つ若しくはそれ以上の不連続位置を確立する。
メントポジショナー60及び走査エレメント42を配置するための走査エレメントポ
ジショナー62を含む。走査エレメントポジショナー60及び62はそれぞれモーター
及び該モーターと走査エレメント間の機械的結合のような機械的駆動システムを
含む。走査エレメントポジショナー60及び62はイオンビームエネルギー及びイオ
ンビーム種のようなユーザー選択ビームパラメータに応答してシステム制御器64
によって制御される。以下で説明するように、走査エレメントポジショナー60及
び62は走査エレメント40及び42間の間隔を調節し、走査エレメント40及び42をイ
オンビーム12に関して軸方向にイオンビーム生成器10方向若しくは反対方向へ移
動し、走査エレメント40及び42を回転し、またはシステム制御器64の下でこれら
の移動の組み合わせを与える。走査エレメントポジショナー60及び62は走査エレ
メント40及び42の連続範囲の位置を確立し若しくは走査エレメント40及び42の２
つ若しくはそれ以上の不連続位置を確立する。
【００２５】
ひとつの実施例において、走査エレメント40及び42はイオンビーム12に関して
それぞれ角度＋α及び−αで傾斜した経路70及び72に沿って移動される。特に、
走査エレメント40及び42の間隔が増加するに従い、走査エレメント40及び42はイ
オンビーム12に関して上流へイオンビーム生成器10方向へ移動される。以下に説
明するように、経路70及び72は走査エレメント40及び42が移動されるとき走査原
点34が固定位置にとどまることを保証するよう選択される。
それぞれ角度＋α及び−αで傾斜した経路70及び72に沿って移動される。特に、
走査エレメント40及び42の間隔が増加するに従い、走査エレメント40及び42はイ
オンビーム12に関して上流へイオンビーム生成器10方向へ移動される。以下に説
明するように、経路70及び72は走査エレメント40及び42が移動されるとき走査原
点34が固定位置にとどまることを保証するよう選択される。
【００２６】
図１のイオンビーム装置内で使用するための静電スキャナーの第１の実施例が
図２及び３を参照して説明される。静電スキャナー100はギャップ114によって離
隔された走査プレート110及び112を含む。走査プレート110及び112は図１の走査
エレメント40及び42に対応する。走査プレート110及び112は、一定若しくは下流
方向にわずかに発散する間隔Sを有する上流プレート部110a及び112a並びに発散
する下流プレート部110b及び112bを含む。走査プレートはイオンビーム12を走査
するのに適した電場を与えるよう成形されかつ配置される。走査イオンビームの
扇形ビームエンベロープ116は走査プレート110及び112を通じて下流方向へ幅が
増加する。典型的に、走査プレート110及び112の開度はビームエンベロープ116
の形状に対応する。
図２及び３を参照して説明される。静電スキャナー100はギャップ114によって離
隔された走査プレート110及び112を含む。走査プレート110及び112は図１の走査
エレメント40及び42に対応する。走査プレート110及び112は、一定若しくは下流
方向にわずかに発散する間隔Sを有する上流プレート部110a及び112a並びに発散
する下流プレート部110b及び112bを含む。走査プレートはイオンビーム12を走査
するのに適した電場を与えるよう成形されかつ配置される。走査イオンビームの
扇形ビームエンベロープ116は走査プレート110及び112を通じて下流方向へ幅が
増加する。典型的に、走査プレート110及び112の開度はビームエンベロープ116
の形状に対応する。
【００２７】
走査プレート110及び112は一次元でイオンビーム12を偏向する。ある場合にお
いて、完全なスキャナーはウエハ32の全表面を覆うべく二次元でイオンビーム12
を偏向するための走査プレートの第２セットを含む。他の場合において、二次元
の走査はウエハ32の機械的移動によって達成される。
いて、完全なスキャナーはウエハ32の全表面を覆うべく二次元でイオンビーム12
を偏向するための走査プレートの第２セットを含む。他の場合において、二次元
の走査はウエハ32の機械的移動によって達成される。
【００２８】
走査プレート110及び112は図１に示されるようにそれぞれ走査エレメントポジ
ショナー60及び62並びに走査信号生成器50に結合される。走査信号生成器50はイ
オンビーム12を偏向するために走査プレート110及び112へ走査電圧を印加する。
走査電圧は異なる振幅、周波数及び波形を有する。典型的にのこぎり走査波形が
利用されるが、波形は半導体ウエハに当てられるイオンドーズ量の均一性を調節
するよう修正される。走査電圧の振幅は走査プレート110及び112の長さ及び間隔
ばかりでなくイオン種及びエネルギーに依存する。例として、走査電圧波形の周
波数は１KHzのオーダーである。
ショナー60及び62並びに走査信号生成器50に結合される。走査信号生成器50はイ
オンビーム12を偏向するために走査プレート110及び112へ走査電圧を印加する。
走査電圧は異なる振幅、周波数及び波形を有する。典型的にのこぎり走査波形が
利用されるが、波形は半導体ウエハに当てられるイオンドーズ量の均一性を調節
するよう修正される。走査電圧の振幅は走査プレート110及び112の長さ及び間隔
ばかりでなくイオン種及びエネルギーに依存する。例として、走査電圧波形の周
波数は１KHzのオーダーである。
【００２９】
発明の態様にしたがって、走査プレート110及び112間の間隔Sはイオンビーム
エネルギーのようなひとつ若しくはそれ以上のイオンビームパラメータの関数と
して調節される。図２は比較的高いイオンビームエネルギーの場合を示す。高イ
オンビームエネルギーに対して、イオンビームを偏向するのに強力な電場が要求
される。したがって、走査電圧振幅は比較的高くなければならず、また走査プレ
ート110及び112の間の領域に強力な電場を形成するために走査プレート110及び1
12間の間隔Sは比較的小さくなければならない。低イオンビームエネルギーに対
して、走査プレート110及び112に印加される走査電圧の振幅は減少される。しか
し上記したように、低エネルギーのイオンビームは空間電荷効果によって広がる
傾向があり、イオンビームの多くの破片は小さい間隔Sを有する走査プレート110
及び112の間を通過できない。結果として、ウエハに伝達されるイオンビーム電
流は大きく減少する。これによって注入時間が増加しかつスループットが減少す
る。従来、スキャナーは付与のイオンビーム及びスキャナーパラメータに対して
スキャナーを通過するイオンビームの破片を表すビーム受容量によって特徴づけ
られる。図３に示されるように、低エネルギーにおいて減少したビーム受容量は
走査プレート110及び112間の間隔Sを増加することによって少なくとも部分的に
克服される。走査電圧は走査プレート110及び112間の選択された間隔において所
望のビーム偏向を与えるよう調節される。
エネルギーのようなひとつ若しくはそれ以上のイオンビームパラメータの関数と
して調節される。図２は比較的高いイオンビームエネルギーの場合を示す。高イ
オンビームエネルギーに対して、イオンビームを偏向するのに強力な電場が要求
される。したがって、走査電圧振幅は比較的高くなければならず、また走査プレ
ート110及び112の間の領域に強力な電場を形成するために走査プレート110及び1
12間の間隔Sは比較的小さくなければならない。低イオンビームエネルギーに対
して、走査プレート110及び112に印加される走査電圧の振幅は減少される。しか
し上記したように、低エネルギーのイオンビームは空間電荷効果によって広がる
傾向があり、イオンビームの多くの破片は小さい間隔Sを有する走査プレート110
及び112の間を通過できない。結果として、ウエハに伝達されるイオンビーム電
流は大きく減少する。これによって注入時間が増加しかつスループットが減少す
る。従来、スキャナーは付与のイオンビーム及びスキャナーパラメータに対して
スキャナーを通過するイオンビームの破片を表すビーム受容量によって特徴づけ
られる。図３に示されるように、低エネルギーにおいて減少したビーム受容量は
走査プレート110及び112間の間隔Sを増加することによって少なくとも部分的に
克服される。走査電圧は走査プレート110及び112間の選択された間隔において所
望のビーム偏向を与えるよう調節される。
【００３０】
ビームエンベロープ116は走査原点120によって特徴付けられる。走査原点120
はビームエンベロープ116内のイオン軌道が交わるところの点である。走査プレ
ート110及び112間の間隔Sが異なるイオンビームパラメータを収容するよう調節
される際、走査原点120はイオンビーム12の軸線に沿って移動する。図２及び３
に示されるように、走査プレート110及び112間の間隔がイオンビーム12に垂直に
走査プレートを移動することによって増加するに従い、走査原点120は距離122だ
けイオンビーム生成器10から離れて下流方向へ移動する。走査原点120のシフト
はイオン注入器構成に問題を生じさせる。例えば、典型的にイオン注入器はスキ
ャナーの下流に配置された角度補正器を利用する。該角度補正器はスキャナーに
よって生成された発散イオン軌道を半導体ウエハ32上に入射するための平行なイ
オン軌道に変換する。角度補正器は走査原点の特定の位置に基づいて設計されか
つ配置される。走査原点がシフトする際、角度補正器から出力されるイオン軌道
はもはや平行ではない。
はビームエンベロープ116内のイオン軌道が交わるところの点である。走査プレ
ート110及び112間の間隔Sが異なるイオンビームパラメータを収容するよう調節
される際、走査原点120はイオンビーム12の軸線に沿って移動する。図２及び３
に示されるように、走査プレート110及び112間の間隔がイオンビーム12に垂直に
走査プレートを移動することによって増加するに従い、走査原点120は距離122だ
けイオンビーム生成器10から離れて下流方向へ移動する。走査原点120のシフト
はイオン注入器構成に問題を生じさせる。例えば、典型的にイオン注入器はスキ
ャナーの下流に配置された角度補正器を利用する。該角度補正器はスキャナーに
よって生成された発散イオン軌道を半導体ウエハ32上に入射するための平行なイ
オン軌道に変換する。角度補正器は走査原点の特定の位置に基づいて設計されか
つ配置される。走査原点がシフトする際、角度補正器から出力されるイオン軌道
はもはや平行ではない。
【００３１】
発明のさらなる態様にしたがって、走査プレート110及び112の移動は横成分及
び軸成分の両方を含む。横成分はイオンビーム12に垂直であり、軸成分はイオン
ビーム12に平行である。特に、走査プレート110及び112間の間隔が増加するに従
い走査プレート110及び112は経路70及び72に沿ってイオンビーム12に関して上流
に移動される。図１に示されるように、経路70及び72はイオンビーム12の軸線に
関してそれぞれ＋α及び−αの角度で方向付けられる。間隔Sの変化を生じさせ
る走査プレートの横成分は所望のビーム偏向及びビーム受容を与えるべく選択さ
れる。走査プレート移動の軸成分は走査原点120の所望の位置を与えるよう選択
される。好適実施例において、走査プレート間の間隔Sが変化するに従いビーム
エンベロープ116の走査原点120を固定位置に維持するよう軸方向移動が選択され
る。
び軸成分の両方を含む。横成分はイオンビーム12に垂直であり、軸成分はイオン
ビーム12に平行である。特に、走査プレート110及び112間の間隔が増加するに従
い走査プレート110及び112は経路70及び72に沿ってイオンビーム12に関して上流
に移動される。図１に示されるように、経路70及び72はイオンビーム12の軸線に
関してそれぞれ＋α及び−αの角度で方向付けられる。間隔Sの変化を生じさせ
る走査プレートの横成分は所望のビーム偏向及びビーム受容を与えるべく選択さ
れる。走査プレート移動の軸成分は走査原点120の所望の位置を与えるよう選択
される。好適実施例において、走査プレート間の間隔Sが変化するに従いビーム
エンベロープ116の走査原点120を固定位置に維持するよう軸方向移動が選択され
る。
【００３２】
例として、図２の構成は1.55MeVのエネルギーを有するイオンビームに対して1
2mmの走査プレート110及び112間の間隔Sを利用する。図３の構成は750keVのビー
ムエネルギーに対して40mmの走査プレート110及び112間の間隔Sを利用する。こ
の例において、走査原点120は37mmの走査プレート移動の軸成分を要求してほぼ3
7mmだけイオンビーム12に沿ってシフトする。
2mmの走査プレート110及び112間の間隔Sを利用する。図３の構成は750keVのビー
ムエネルギーに対して40mmの走査プレート110及び112間の間隔Sを利用する。こ
の例において、走査原点120は37mmの走査プレート移動の軸成分を要求してほぼ3
7mmだけイオンビーム12に沿ってシフトする。
【００３３】
走査プレート配置の一例に対する走査原点(mm)とプレート間隔(mm)との関数の
グラフが図４に示される。線140は付与の走査プレート配置に対する走査プレー
ト間隔の関数として走査原点120のシフトを表す。図４のグラフは特定の走査プ
レート配置を表し、他の走査プレート配置は異なる線で表されることが理解され
るであろう。
グラフが図４に示される。線140は付与の走査プレート配置に対する走査プレー
ト間隔の関数として走査原点120のシフトを表す。図４のグラフは特定の走査プ
レート配置を表し、他の走査プレート配置は異なる線で表されることが理解され
るであろう。
【００３４】
図１のイオンビーム装置内で使用するための静電スキャナーの第２の実施例が
図５及び６を参照して説明される。静電スキャナー148はギャップ154だけ離隔さ
れた走査プレート150及び152を含む。図１に示される走査エレメント40及び42に
対応する走査プレート150及び152は、イオンビーム12の下流方向に発散する間隔
Sを有する。図５は比較的高いエネルギーのイオンビームに適した構成を表し、
図６は比較的低いエネルギーのイオンビームに適した構成を表す。図６に示され
るように、低いエネルギーのイオンビームに対して、走査プレート150及び152間
の間隔Sが増加し、走査プレート150及び152の下流部分はイオンビーム12から離
れて回転する。走査プレート150及び152の回転と組み合わせられた間隔Sの増加
はビーム受容量の増加及び走査原点シフト制御の組み合わせ効果を生む。特に、
走査プレート150及び152の回転はビームエンベロープの走査原点の固定位置を達
成するよう間隔Sの付与の変更に対して選択される。
図５及び６を参照して説明される。静電スキャナー148はギャップ154だけ離隔さ
れた走査プレート150及び152を含む。図１に示される走査エレメント40及び42に
対応する走査プレート150及び152は、イオンビーム12の下流方向に発散する間隔
Sを有する。図５は比較的高いエネルギーのイオンビームに適した構成を表し、
図６は比較的低いエネルギーのイオンビームに適した構成を表す。図６に示され
るように、低いエネルギーのイオンビームに対して、走査プレート150及び152間
の間隔Sが増加し、走査プレート150及び152の下流部分はイオンビーム12から離
れて回転する。走査プレート150及び152の回転と組み合わせられた間隔Sの増加
はビーム受容量の増加及び走査原点シフト制御の組み合わせ効果を生む。特に、
走査プレート150及び152の回転はビームエンベロープの走査原点の固定位置を達
成するよう間隔Sの付与の変更に対して選択される。
【００３５】
異なる走査プレート間隔に対する走査プレート角度と走査原点位置の関数のグ
ラフが図７に示される。特に、線160は29mmの走査プレート150及び152間隔に対
する走査プレート角度と走査原点位置の関数を表す。同様に、線162、164、166
及び168はそれぞれ30mm、43mm、57mm及び77mmのプレート間隔に対する走査プレ
ート角度と走査原点位置との関数を表す。図７のグラフは特定の走査プレート配
置を表し、他の走査プレート配置は異なる線の組み合わせで表されることが理解
されよう。上記したような走査エレメント位置の制御は手動若しくは自動である
。制御が自動の場合には、システム制御器64（図１）はイオンビームのユーザー
選択パラメータに基づいて走査エレメント40及び42の要求された位置を決定する
。そのようなパラメータはイオンビーム種及びエネルギーを含む。システム制御
器64は選択されたビームパラメータに基づいて走査エレメント40及び42の要求さ
れた位置を決定し、位置制御信号を走査エレメントポジショナー60及び62へ与え
る。続いて、走査エレメントポジショナー60及び62は走査エレメント40及び42の
位置を調節する。手動モードにおいて、ユーザーは所望の走査エレメント位置を
システム制御器64へ与え、システム制御器64は対応する位置制御信号を走査エレ
メントポジショナー60及び62へ与える。典型的に、走査エレメント40及び42の位
置はイオンビーム生成器10がオフされた状態で注入用のセットアップ時間中に調
節されることが理解されよう。
ラフが図７に示される。特に、線160は29mmの走査プレート150及び152間隔に対
する走査プレート角度と走査原点位置の関数を表す。同様に、線162、164、166
及び168はそれぞれ30mm、43mm、57mm及び77mmのプレート間隔に対する走査プレ
ート角度と走査原点位置との関数を表す。図７のグラフは特定の走査プレート配
置を表し、他の走査プレート配置は異なる線の組み合わせで表されることが理解
されよう。上記したような走査エレメント位置の制御は手動若しくは自動である
。制御が自動の場合には、システム制御器64（図１）はイオンビームのユーザー
選択パラメータに基づいて走査エレメント40及び42の要求された位置を決定する
。そのようなパラメータはイオンビーム種及びエネルギーを含む。システム制御
器64は選択されたビームパラメータに基づいて走査エレメント40及び42の要求さ
れた位置を決定し、位置制御信号を走査エレメントポジショナー60及び62へ与え
る。続いて、走査エレメントポジショナー60及び62は走査エレメント40及び42の
位置を調節する。手動モードにおいて、ユーザーは所望の走査エレメント位置を
システム制御器64へ与え、システム制御器64は対応する位置制御信号を走査エレ
メントポジショナー60及び62へ与える。典型的に、走査エレメント40及び42の位
置はイオンビーム生成器10がオフされた状態で注入用のセットアップ時間中に調
節されることが理解されよう。
【００３６】
発明の第２の実施例にしたがうイオンビームシステムの単純化されたブロック
図が図８に示される。イオンビーム生成器210は所望のイオン種のイオンビーム
を生成し、イオンビーム内のイオンを所望のエネルギーに加速し、エネルギー及
び質量の混入物を除去するべくイオンビームの質量／エネルギー解析を実行し、
高エネルギーイオンビーム212を供給する。スキャナー220は走査原点232を伴う
ビームエンベロープ230を有する走査イオンビームを生成するようイオンビーム2
12を偏向する。スキャナー220は以下に説明するようにビーム走査装置の一部で
ある。半導体ウエハ234若しくは他の被処理体はイオンビーム212の経路内に配置
される。
図が図８に示される。イオンビーム生成器210は所望のイオン種のイオンビーム
を生成し、イオンビーム内のイオンを所望のエネルギーに加速し、エネルギー及
び質量の混入物を除去するべくイオンビームの質量／エネルギー解析を実行し、
高エネルギーイオンビーム212を供給する。スキャナー220は走査原点232を伴う
ビームエンベロープ230を有する走査イオンビームを生成するようイオンビーム2
12を偏向する。スキャナー220は以下に説明するようにビーム走査装置の一部で
ある。半導体ウエハ234若しくは他の被処理体はイオンビーム212の経路内に配置
される。
【００３７】
スキャナー220は走査エレメント240及び242の第１セット及び走査エレメント2
50及び252の第２セットを含む。走査エレメント240及び242は離隔され、イオン
ビーム212が通過するところのギャップ244を画成する。走査エレメント250及び2
52は離隔され、イオンビーム212が通過するところのギャップ254を画成する。走
査エレメント240及び242並びに走査エレメント250及び252は、イオンビームに関
して直交して配置されイオンビームの二次元走査を実行する走査プレートのセッ
トと区別されて、一次元でイオンビーム212を偏向するために配置される。スキ
ャナー220は２セット以上の走査プレートを含んでも良いことが理解されよう。
一つの実施例において、スキャナー220は静電スキャナーであり、走査エレメン
ト240、242、250、252は静電走査プレートである。上記したように、各セット内
の走査プレートは水平ビーム走査用に水平に離隔されている。他の実施例におい
て、スキャナー220は磁気スキャナーであり、走査エレメント240及び242は第１
電磁石の磁極片であり、走査エレメント250及び252は第２電磁石の磁極片である
。上記したように、各電磁石の磁極片は水平ビーム走査用に垂直に離隔されてい
る。
50及び252の第２セットを含む。走査エレメント240及び242は離隔され、イオン
ビーム212が通過するところのギャップ244を画成する。走査エレメント250及び2
52は離隔され、イオンビーム212が通過するところのギャップ254を画成する。走
査エレメント240及び242並びに走査エレメント250及び252は、イオンビームに関
して直交して配置されイオンビームの二次元走査を実行する走査プレートのセッ
トと区別されて、一次元でイオンビーム212を偏向するために配置される。スキ
ャナー220は２セット以上の走査プレートを含んでも良いことが理解されよう。
一つの実施例において、スキャナー220は静電スキャナーであり、走査エレメン
ト240、242、250、252は静電走査プレートである。上記したように、各セット内
の走査プレートは水平ビーム走査用に水平に離隔されている。他の実施例におい
て、スキャナー220は磁気スキャナーであり、走査エレメント240及び242は第１
電磁石の磁極片であり、走査エレメント250及び252は第２電磁石の磁極片である
。上記したように、各電磁石の磁極片は水平ビーム走査用に垂直に離隔されてい
る。
【００３８】
図８のビーム走査装置はさらにシステム制御器260、走査信号生成器262及び走
査信号制御器264を含む。システム制御器260はユーザーによって選択されたビー
ムパラメータを受信し、走査信号生成器262及び走査信号制御器264へ制御信号を
与える。走査信号生成器262は、静電スキャナーの場合には走査電圧であり、磁
気スキャナーの場合には走査電流である走査信号を生成する。走査信号制御器26
4は第１走査エレメント240及び242並びに第２走査エレメント250及び252へ走査
信号を与える。走査信号生成器262及び走査信号制御器264は走査生成器266を構
成する。第１走査エレメント240及び242並びに第２走査エレメント250及び252に
与えられた走査信号は別々に制御される。したがって、走査信号制御器264は、
第１走査エレメント240及び242並びに第２走査エレメント250及び252に与えられ
た走査信号を所望の結果を達成するべくゼロと最大値との間で変化させる。ひと
つの例において、走査エレメント240及び242並びに走査エレメント250及び252へ
供給される走査信号の比率は走査原点232の位置を制御するために調節される。
他の例において、走査エレメント240及び242のような走査エレメントの１セット
は低エネルギーのイオンビームが利用される際に電気的に接地される。
査信号制御器264を含む。システム制御器260はユーザーによって選択されたビー
ムパラメータを受信し、走査信号生成器262及び走査信号制御器264へ制御信号を
与える。走査信号生成器262は、静電スキャナーの場合には走査電圧であり、磁
気スキャナーの場合には走査電流である走査信号を生成する。走査信号制御器26
4は第１走査エレメント240及び242並びに第２走査エレメント250及び252へ走査
信号を与える。走査信号生成器262及び走査信号制御器264は走査生成器266を構
成する。第１走査エレメント240及び242並びに第２走査エレメント250及び252に
与えられた走査信号は別々に制御される。したがって、走査信号制御器264は、
第１走査エレメント240及び242並びに第２走査エレメント250及び252に与えられ
た走査信号を所望の結果を達成するべくゼロと最大値との間で変化させる。ひと
つの例において、走査エレメント240及び242並びに走査エレメント250及び252へ
供給される走査信号の比率は走査原点232の位置を制御するために調節される。
他の例において、走査エレメント240及び242のような走査エレメントの１セット
は低エネルギーのイオンビームが利用される際に電気的に接地される。
【００３９】
図８のビーム走査装置はさらに、走査エレメント240に接続された走査エレメ
ントポジショナー270、走査エレメント242に接続された走査エレメントポジショ
ナー272、走査エレメント250に接続された走査エレメントポジショナー280及び
走査エレメント252に接続された走査エレメントポジショナー282を含む。走査エ
レメントポジショナー270、272、280及び282はシステム制御器260の制御の下で
それぞれの走査エレメントの位置を調節する。システム制御器260はイオン種及
びエネルギーのようなビームパラメータの関数として位置制御信号を与える。走
査エレメントポジショナー270及び272はそれぞれギャップ244を調節するために
イオンビーム212に関して走査エレメント240及び242を移動する。走査エレメン
トポジショナー280及び282はそれぞれギャップ254を調節するためにイオンビー
ム212に関して走査エレメント250及び252を移動する。
ントポジショナー270、走査エレメント242に接続された走査エレメントポジショ
ナー272、走査エレメント250に接続された走査エレメントポジショナー280及び
走査エレメント252に接続された走査エレメントポジショナー282を含む。走査エ
レメントポジショナー270、272、280及び282はシステム制御器260の制御の下で
それぞれの走査エレメントの位置を調節する。システム制御器260はイオン種及
びエネルギーのようなビームパラメータの関数として位置制御信号を与える。走
査エレメントポジショナー270及び272はそれぞれギャップ244を調節するために
イオンビーム212に関して走査エレメント240及び242を移動する。走査エレメン
トポジショナー280及び282はそれぞれギャップ254を調節するためにイオンビー
ム212に関して走査エレメント250及び252を移動する。
【００４０】
図８のイオンビーム装置内で使用するための静電スキャナーの第１実施例が図
９を参照して説明される。静電スキャナー300はギャップ314によって離隔された
走査プレート310及び312の第１セット及びギャップ324によって離隔された走査
プレート320及び322の第２セットを含む。走査プレート310及び320はイオンビー
ム212の一方側に配置され、互いに電気的に分離されている。走査プレート312及
び322はイオンビーム212の反対側に配置され、互いに電気的に分離されている。
走査プレート310及び312並びに走査プレート320及び322は下流方向に発散する間
隔を有し、走査電圧に応答して一次元でイオンビーム212を走査するのに適した
電場を生成する。走査原点332を有する扇形ビームエンベロープ330の幅はスキャ
ナー300を通じて下流方向に増加する。
９を参照して説明される。静電スキャナー300はギャップ314によって離隔された
走査プレート310及び312の第１セット及びギャップ324によって離隔された走査
プレート320及び322の第２セットを含む。走査プレート310及び320はイオンビー
ム212の一方側に配置され、互いに電気的に分離されている。走査プレート312及
び322はイオンビーム212の反対側に配置され、互いに電気的に分離されている。
走査プレート310及び312並びに走査プレート320及び322は下流方向に発散する間
隔を有し、走査電圧に応答して一次元でイオンビーム212を走査するのに適した
電場を生成する。走査原点332を有する扇形ビームエンベロープ330の幅はスキャ
ナー300を通じて下流方向に増加する。
【００４１】
スキャナー300は、走査プレートのひとつ若しくは両方のセット内の走査プレ
ートの位置を調節することによって、若しくは走査プレートのセットに印加され
る相対的な走査電圧を調節することによってまたはその両方によって制御される
。例えば、低エネルギービームを収容するべく、走査プレート310と312との間隔
は増加され、走査プレート320と322との間隔は増加される。さらに、走査プレー
ト310及び312並びに走査プレート320及び322に印加される走査電圧の比率は、走
査プレート間隔が調節されるに従い走査原点332の位置を制御するよう調節され
る。特に、上流の走査プレート310及び312に印加される走査電圧は、走査プレー
ト間隔が増加するに従い下流の走査プレート320及び322に印加される走査電圧に
関して増加される。走査プレートのひとつ若しくは両方のセット内の走査プレー
トの位置を調節することによって及び走査プレートのセットに印加される相対的
走査電圧を調節することによって、広いダイナミックレンジ及び高度のフレキシ
ビリティが得られることが理解されよう。走査プレート位置の調節及び相対的走
査プレート電圧の調節は別々に若しくは組み合わせて利用される。
ートの位置を調節することによって、若しくは走査プレートのセットに印加され
る相対的な走査電圧を調節することによってまたはその両方によって制御される
。例えば、低エネルギービームを収容するべく、走査プレート310と312との間隔
は増加され、走査プレート320と322との間隔は増加される。さらに、走査プレー
ト310及び312並びに走査プレート320及び322に印加される走査電圧の比率は、走
査プレート間隔が調節されるに従い走査原点332の位置を制御するよう調節され
る。特に、上流の走査プレート310及び312に印加される走査電圧は、走査プレー
ト間隔が増加するに従い下流の走査プレート320及び322に印加される走査電圧に
関して増加される。走査プレートのひとつ若しくは両方のセット内の走査プレー
トの位置を調節することによって及び走査プレートのセットに印加される相対的
走査電圧を調節することによって、広いダイナミックレンジ及び高度のフレキシ
ビリティが得られることが理解されよう。走査プレート位置の調節及び相対的走
査プレート電圧の調節は別々に若しくは組み合わせて利用される。
【００４２】
図８のイオンビーム装置内で使用するための静電スキャナーの第２の例が図１
０を参照して説明される。静電スキャナー400は、ギャップ414によって分離され
た走査プレート410及び412の第１セット、ギャップ424によって分離された走査
プレート420及び422の第２セット及びギャップ434によって分離された走査プレ
ート430及び432の第３セットを含む。走査プレート410、420及び430はイオンビ
ーム212の一方側に配置され、走査プレート412、422及び432はイオンビーム212
の反対側に配置される。走査プレートは下流方向に発散する間隔を有し、一次元
でイオンビーム212を走査するのに適した電場を生成する。走査原点442を有する
扇形ビームエンベロープ440の幅は下流方向へ増加する。上記したように、走査
プレートのひとつ若しくは両方のセット内の走査プレート間隔が調節され、また
走査プレートのセットに印加された相対的走査電圧が所望の動作を達成するよう
調節される。
０を参照して説明される。静電スキャナー400は、ギャップ414によって分離され
た走査プレート410及び412の第１セット、ギャップ424によって分離された走査
プレート420及び422の第２セット及びギャップ434によって分離された走査プレ
ート430及び432の第３セットを含む。走査プレート410、420及び430はイオンビ
ーム212の一方側に配置され、走査プレート412、422及び432はイオンビーム212
の反対側に配置される。走査プレートは下流方向に発散する間隔を有し、一次元
でイオンビーム212を走査するのに適した電場を生成する。走査原点442を有する
扇形ビームエンベロープ440の幅は下流方向へ増加する。上記したように、走査
プレートのひとつ若しくは両方のセット内の走査プレート間隔が調節され、また
走査プレートのセットに印加された相対的走査電圧が所望の動作を達成するよう
調節される。
【００４３】
高エネルギー動作に対して、走査プレートは小さい間隔で配置され、同一極性
のすべての走査プレートが一緒に接続される。低エネルギー動作に対して、走査
プレート間隔は増加され、比較的大きい直径のイオンビームが通過することがで
きる。走査プレート410及び412並びに走査プレート430及び434は電気的に接地（
ゼロ走査電圧）され、走査プレート420及び422のみが使用される。走査プレート
配置の適当な選択によって、高エネルギー及び低エネルギー動作に対する走査原
点位置は同一となる。すなわち、比較的大きな間隔を有する走査プレート420及
び422に対する走査原点位置は、比較的小さい間隔を有する走査プレート410、41
2、420、422、430及び432に対する走査原点位置と同一である。
のすべての走査プレートが一緒に接続される。低エネルギー動作に対して、走査
プレート間隔は増加され、比較的大きい直径のイオンビームが通過することがで
きる。走査プレート410及び412並びに走査プレート430及び434は電気的に接地（
ゼロ走査電圧）され、走査プレート420及び422のみが使用される。走査プレート
配置の適当な選択によって、高エネルギー及び低エネルギー動作に対する走査原
点位置は同一となる。すなわち、比較的大きな間隔を有する走査プレート420及
び422に対する走査原点位置は、比較的小さい間隔を有する走査プレート410、41
2、420、422、430及び432に対する走査原点位置と同一である。
【００４４】
スキャナー400の実効長は走査プレートのひとつ若しくはそれ以上のセットが
接地されるとき短縮することが観測される。スキャナーの実効長のこの短縮はウ
エハへのビーム伝達を減少させる空間電荷力を弱めるように作用する。好適実施
例は低エネルギーで正イオンビームを走査するために電気的に接地されるか若し
くは負にバイアスされた走査プレートのみを使用する。このことがビームへの空
間電荷力を最小化し、大きいプレート間隔及びウエハへの高ビーム伝達を与える
。そのような空間電荷力はビームサイズを増加させ、続いてウエハへのビーム伝
達を減少させるという不所望な効果を有する。
接地されるとき短縮することが観測される。スキャナーの実効長のこの短縮はウ
エハへのビーム伝達を減少させる空間電荷力を弱めるように作用する。好適実施
例は低エネルギーで正イオンビームを走査するために電気的に接地されるか若し
くは負にバイアスされた走査プレートのみを使用する。このことがビームへの空
間電荷力を最小化し、大きいプレート間隔及びウエハへの高ビーム伝達を与える
。そのような空間電荷力はビームサイズを増加させ、続いてウエハへのビーム伝
達を減少させるという不所望な効果を有する。
【００４５】
現時点で考えられる発明の好適実施例について示しかつ説明してきたが、特許
請求の範囲に記載された発明の態様から離れることなくさまざまな変更及び修正
が可能であることは当業者の知るところである。
請求の範囲に記載された発明の態様から離れることなくさまざまな変更及び修正
が可能であることは当業者の知るところである。
【図１】
図１は、本発明の第１実施例に従うビーム走査装置のブロック図である。
【図２】
図２は、高エネルギーイオンビームを走査するために配置された走査プレート
を有する図１の装置内で使用するための静電走査プレート配置の第１実施例を示
す。
を有する図１の装置内で使用するための静電走査プレート配置の第１実施例を示
す。
【図３】
図３は、低エネルギーイオンビームを走査するために配置された走査プレート
を有する図２の走査プレート配置を示す。
を有する図２の走査プレート配置を示す。
【図４】
図４は、走査原点位置と走査プレート間隔との関数のグラフである。
【図５】
図５は、高エネルギーイオンビームを走査するために配置された走査プレート
を有する図１の装置内で使用するための静電走査プレート配置の第２実施例を示
す。
を有する図１の装置内で使用するための静電走査プレート配置の第２実施例を示
す。
【図６】
図６は、低エネルギーイオンビームを走査するために配置された走査プレート
を有する図５の走査プレート配置を示す。
を有する図５の走査プレート配置を示す。
【図７】
図７は、異なる走査プレート間隔に対する走査原点位置とプレート角度との関
数のグラフである。
数のグラフである。
【図８】
図８は、本発明の第２の実施例に従うビーム走査装置のブロック図である。
【図９】
図９は、図８の装置に対する走査プレート配置の第１実施例を示す。
【図１０】
図１０は、図８の装置に対する走査プレート配置の第２実施例を示す。
10 イオンビーム生成器
12 イオンビーム
20 スキャナー
30 エンベロープ
32 半導体ウエハ
34 走査原点
40 第１走査エレメント
42 第２走査エレメント
44 ギャップ
50 走査信号生成器
60 走査エレメントポジショナー
62 走査エレメントポジショナー
64 システム制御器
70 直線経路
72 直線経路
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年１２月２０日（２００１．１２．２０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
Claims (40)
- 【請求項１】荷電粒子ビームを走査するための装置であって、 荷電粒子ビームが通過するためのギャップによって離隔された走査エレメント
と、 走査原点を有する走査パターンで荷電粒子ビームを走査するための走査信号を
生成するための前記走査エレメントに接続された走査信号生成器と、 荷電粒子ビームの少なくともひとつのパラメータに基づいて前記走査エレメン
トを配置するための位置制御器と、 から成る装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の装置であって、前記走査エレメントは荷電粒
子ビームの静電偏向用の静電走査プレートから成り、前記走査信号生成器は走査
電圧生成器から成る、ところの装置。 - 【請求項３】請求項１に記載の装置であって、前記走査エレメントは磁極片
及び前記磁極片を付勢するための磁気コイルから成り、走査信号生成器は前記磁
気コイルを付勢するための走査電流生成器から成る、ところの装置。 - 【請求項４】請求項１に記載の装置であって、前記位置制御器は荷電粒子ビ
ームの付与のパラメータ値に対して走査原点の所望の位置を達成するよう前記走
査エレメントを配置するための手段から成る、ところの装置。 - 【請求項５】請求項１に記載の装置であって、前記位置制御器は荷電粒子ビ
ームの異なるパラメータ値に対して走査原点の固定位置を達成するよう前記走査
エレメントを配置するための手段から成る、ところの装置。 - 【請求項６】請求項１に記載の装置であって、前記位置制御器は荷電粒子ビ
ームのエネルギーが変化するに従い走査原点の所望の位置を達成するよう前記走
査エレメントを配置するための手段から成る、ところの装置。 - 【請求項７】請求項２に記載の装置であって、前記位置制御器は走査プレー
ト間隔が増加するに従い荷電粒子ビームに関して上流側に前記走査プレートを移
動するための手段から成る、ところの装置。 - 【請求項８】請求項２に記載の装置であって、前記位置制御器は荷電粒子ビ
ームの軸線に関して或る角度をなした直線経路に沿って上流側に前記走査プレー
トを移動するための手段から成る、ところの装置。 - 【請求項９】請求項２に記載の装置であって、前記位置制御器は前記走査プ
レート間隔が増加するに従い前記走査プレートを回転するための手段から成る、
ところの装置。 - 【請求項１０】請求項２に記載の装置であって、前記位置制御器は荷電粒子
ビームの軸線に関して反対の角度で配置された直線経路に沿って前記走査プレー
トを平行移動するための手段から成る、ところの装置。 - 【請求項１１】請求項１に記載の装置であって、前記位置制御器は荷電粒子
ビームのパラメータに基づいて前記走査エレメントを自動的に配置するための手
段から成る、ところの装置。 - 【請求項１２】請求項２に記載の装置であって、前記位置制御器は荷電粒子
ビームのエネルギーに基づいて２つ若しくはそれ以上の不連続な位置へ前記走査
プレートを移動するための手段から成る、ところの装置。 - 【請求項１３】請求項２に記載の装置であって、前記位置制御器は荷電粒子
ビームのエネルギーに基づいて連続範囲の位置に沿って前記走査プレートを移動
するための手段から成る、ところの装置。 - 【請求項１４】荷電粒子ビームを走査するための装置であって、 荷電粒子ビームが通過するための第１のギャップによって離隔された第１走査
エレメントと、 荷電粒子ビームが通過するための第２のギャップによって離隔された第２走査
エレメントと、 走査原点を有する走査パターンで荷電粒子ビームを走査するための走査信号を
生成するための前記走査エレメントに接続された走査信号生成器と、 荷電粒子ビームの少なくともひとつのパラメータに基づいて前記走査信号生成
器から前記第１走査エレメント及び前記第２走査エレメントへ供給される走査信
号を制御するための走査信号制御器と、 から成る装置。 - 【請求項１５】請求項１４に記載の装置であって、前記第１走査エレメント
及び前記第２走査エレメントはそれぞれ荷電粒子ビームの静電偏向用の静電走査
プレートから成り、前記走査信号生成器は走査電圧生成器から成る、ところの装
置。 - 【請求項１６】請求項１４に記載の装置であって、前記第１走査エレメント
及び前記第２走査エレメントはそれぞれ磁極片及び前記磁極片を付勢するための
磁気コイルから成り、前記走査信号生成器は前記磁気コイルを付勢するための走
査電流生成器から成る、ところの装置。 - 【請求項１７】請求項１４に記載の装置であって、前記走査信号制御器は荷
電粒子ビームの付与のパラメータ値に対して走査原点の所望の位置を達成するよ
う前記第１走査エレメント及び前記第２走査エレメントに供給される走査信号を
制御するための手段から成る、ところの装置。 - 【請求項１８】請求項１４に記載の装置であって、前記走査信号制御器は荷
電粒子ビームの異なるパラメータ値に対して走査原点の固定位置を達成するよう
前記第１走査エレメント及び前記第２走査エレメントに供給される走査信号を制
御するための手段から成る、ところの装置。 - 【請求項１９】請求項１４に記載の装置であって、前記走査信号制御器は荷
電粒子ビームのエネルギーが変化するに従い走査原点の所望の位置を達成するよ
う前記第１走査エレメント及び前記第２走査エレメントに供給される信号を制御
するための手段から成る、ところの装置。 - 【請求項２０】請求項１４に記載の装置であって、前記走査信号制御器は前
記第１走査エレメント及び前記第２走査エレメントの実効長を変化させるよう前
記第１走査エレメント及び前記第２走査エレメントに供給される走査信号を制御
するための手段から成る、ところの装置。 - 【請求項２１】請求項１４に記載の装置であって、前記走査信号制御器は前
記第１走査エレメント及び前記第２走査エレメントに供給される走査信号の比率
を調節するための手段から成る、ところの装置。 - 【請求項２２】請求項１４に記載の装置であって、さらに荷電粒子ビームの
前記少なくとも一つのパラメータに基づいて前記第１走査エレメント及び前記第
２走査エレメントの一方若しくは両方を配置するための位置制御器から成る装置
。 - 【請求項２３】請求項１４に記載の装置であって、前記走査信号制御器は高
エネルギー荷電粒子ビームを走査するために第１及び第２走査エレメントへ走査
信号を印加するための手段と、第１走査プレートに走査信号を印加しかつ低エネ
ルギー荷電粒子ビームを走査するために第２走査プレートを接地するための手段
とから成り、電場が荷電粒子ビームに印加されるところの実効長が低エネルギー
ビームを走査するために短縮される、ところの装置。 - 【請求項２４】請求項２３に記載の装置であって、荷電粒子ビームは正イオ
ンビームから成り、走査信号生成器は低エネルギービームを走査するために第１
及び第２走査エレメントに対して負電圧若しくは接地電圧のみを印加する、とこ
ろの装置。 - 【請求項２５】荷電粒子ビームを走査するための方法であって、 荷電粒子ビームを離隔された走査エレメント間に方向付ける工程と、 走査原点を有する走査パターンで荷電粒子ビームを走査するために前記走査エ
レメントを付勢する工程と、 荷電粒子ビームの少なくとも一つのパラメータに基づいて前記走査エレメント
の位置を制御する工程と、 から成る方法。 - 【請求項２６】請求項２５に記載の方法であって、荷電粒子ビームを方向付
ける工程が荷電粒子ビームを離隔された静電走査プレート間に方向付けることか
らなり、前記走査エレメントを付勢する工程が走査電圧を前記走査プレートに接
続することから成る、ところの方法。 - 【請求項２７】請求項２５に記載の方法であって、荷電粒子ビームを方向付
ける工程が走査磁極片の間に荷電粒子ビームを方向付けることから成り、前記走
査エレメントを付勢する工程が走査磁極片の磁気コイルに走査電流を接続するこ
とから成る、ところの方法。 - 【請求項２８】請求項２５に記載の方法であって、前記走査エレメントを配
置する工程が荷電粒子ビームの異なるパラメータ値に対して走査原点の固定位置
を達成するよう前記走査エレメントを配置することから成る、ところの方法。 - 【請求項２９】請求項２５に記載の方法であって、前記走査エレメントを配
置する工程が荷電粒子ビームの異なるエネルギーに対して走査原点の固定位置を
達成するよう前記走査エレメントを配置することから成る、ところの方法。 - 【請求項３０】請求項２６に記載の方法であって、前記走査エレメントを配
置する工程が荷電粒子ビームに関して上流側に前記走査プレートを移動しかつ走
査プレート間隔を増加させることから成る、ところの方法。 - 【請求項３１】請求項２６に記載の方法であって、前記走査エレメントを配
置する工程が前記走査プレート間のギャップを変化させかつ前記走査プレートを
回転させることから成る、ところの方法。 - 【請求項３２】請求項２５に記載の方法であって、前記走査エレメントを配
置する工程が荷電粒子ビームの付与のパラメータ値に対して走査原点の所望の位
置を達成するよう前記走査エレメントを配置することから成る、ところの方法。 - 【請求項３３】請求項２６に記載の方法であって、前記走査エレメントを配
置する工程が荷電粒子ビームのエネルギーに基づいて２つ若しくはそれ以上の不
連続な位置へ前記走査プレートを移動することから成る、ところの方法。 - 【請求項３４】請求項２６に記載の方法であって、前記走査エレメントを配
置する工程が荷電粒子ビームのエネルギーに基づいて連続範囲の位置に沿って前
記走査プレートを移動することから成る、ところの方法。 - 【請求項３５】荷電粒子ビームを走査するための方法であって、 離隔された第１走査エレメント及び離隔された第２走査エレメントの間に荷電
粒子ビームを方向付ける工程と、 走査原点を有する走査パターンで荷電粒子ビームを走査するために前記第１走
査エレメント及び前記第２走査エレメントへ走査信号を印加する工程と、 荷電粒子ビームの少なくともひとつのパラメータに基づいて前記第１走査エレ
メント及び前記第２走査エレメントに印加される走査信号を制御する工程と、 から成る方法。 - 【請求項３６】請求項３５に記載の方法であって、走査信号を制御する工程
が荷電粒子ビームの付与のパラメータ値に対して走査原点の所望の位置を達成す
るよう前記第１走査エレメント及び前記第２走査エレメントへ印加される走査信
号を制御することから成る、ところの方法。 - 【請求項３７】請求項３５に記載の方法であって、さらに荷電粒子ビームの
前記少なくともひとつのパラメータに基づいて前記第１走査エレメント及び前記
第２走査エレメントの一方若しくは両方の位置を制御する工程から成る方法。 - 【請求項３８】イオンビームを走査するための装置であって、 イオンビームを走査するための２つ若しくはそれ以上の対の走査プレートと、 高エネルギーのイオンビームを走査するために前記２つ若しくはそれ以上の対
の走査プレートへ走査電圧を印加し、低エネルギーのイオンビームを走査するた
めに前記２つ若しくはそれ以上のセットの走査プレートのサブセットへ走査電圧
を印加するための走査生成器と、 から成り、 不使用の走査プレートは電気的に接地され、イオンビームに電場が印加される
ところの実効長が低エネルギービームを走査するために短縮される、ところの装
置。 - 【請求項３９】請求項３８に記載の装置であって、イオンビームは正イオン
ビームであり、前記走査生成器は低エネルギーのイオンビームを走査するために
前記２つ若しくはそれ以上の対の走査プレートへ負電圧若しくは接地電圧のみを
印加する、ところの装置。 - 【請求項４０】請求項３８に記載の装置であって、さらにイオンビームのエ
ネルギーに基づいて前記２つ若しくはそれ以上の対の走査プレートを配置するた
めの位置制御器から成る装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/425,123 | 1999-10-22 | ||
| US09/425,123 US6521895B1 (en) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | Wide dynamic range ion beam scanners |
| PCT/US2000/026345 WO2001031679A1 (en) | 1999-10-22 | 2000-09-26 | Wide parameter range ion beam scanners |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003513419A true JP2003513419A (ja) | 2003-04-08 |
| JP4730932B2 JP4730932B2 (ja) | 2011-07-20 |
Family
ID=23685259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001534181A Expired - Lifetime JP4730932B2 (ja) | 1999-10-22 | 2000-09-26 | 広いダイナミックレンジのイオンビームスキャナー |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6521895B1 (ja) |
| EP (1) | EP1224682A1 (ja) |
| JP (1) | JP4730932B2 (ja) |
| KR (1) | KR100716092B1 (ja) |
| TW (1) | TW472280B (ja) |
| WO (1) | WO2001031679A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006156236A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Sumitomo Eaton Noba Kk | ビーム偏向走査方法及びビーム偏向走査装置並びにイオン注入方法及びイオン注入装置 |
| JP2009038031A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Axcelis Technologies Inc | ハイブリッド結合及び二重機械式走査構造を有するイオン注入システム及び方法 |
| WO2012077554A1 (ja) * | 2010-12-06 | 2012-06-14 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置及び荷電粒子線照射方法 |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6710359B2 (en) * | 2001-03-23 | 2004-03-23 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Methods and apparatus for scanned beam uniformity adjustment in ion implanters |
| US20040063782A1 (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-01 | Westheim Raymond J.H. | Bicalutamide forms |
| US6879109B2 (en) | 2003-05-15 | 2005-04-12 | Axcelis Technologies, Inc. | Thin magnetron structures for plasma generation in ion implantation systems |
| US6881966B2 (en) | 2003-05-15 | 2005-04-19 | Axcelis Technologies, Inc. | Hybrid magnetic/electrostatic deflector for ion implantation systems |
| US6903350B1 (en) | 2004-06-10 | 2005-06-07 | Axcelis Technologies, Inc. | Ion beam scanning systems and methods for improved ion implantation uniformity |
| US6992310B1 (en) | 2004-08-13 | 2006-01-31 | Axcelis Technologies, Inc. | Scanning systems and methods for providing ions from an ion beam to a workpiece |
| US6992309B1 (en) | 2004-08-13 | 2006-01-31 | Axcelis Technologies, Inc. | Ion beam measurement systems and methods for ion implant dose and uniformity control |
| TWI435378B (zh) * | 2006-04-26 | 2014-04-21 | Axcelis Tech Inc | 劑量均勻性校正方法 |
| US7507978B2 (en) * | 2006-09-29 | 2009-03-24 | Axcelis Technologies, Inc. | Beam line architecture for ion implanter |
| US20080116390A1 (en) * | 2006-11-17 | 2008-05-22 | Pyramid Technical Consultants, Inc. | Delivery of a Charged Particle Beam |
| US7750320B2 (en) | 2006-12-22 | 2010-07-06 | Axcelis Technologies, Inc. | System and method for two-dimensional beam scan across a workpiece of an ion implanter |
| US20100065761A1 (en) * | 2008-09-17 | 2010-03-18 | Axcelis Technologies, Inc. | Adjustable deflection optics for ion implantation |
| DE102010047331B4 (de) | 2010-10-01 | 2019-02-21 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Ionenstrahlgerät und Verfahren zum Betreiben desselben |
| US9502213B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-11-22 | Nissin Ion Equipment Co., Ltd. | Ion beam line |
| KR102490143B1 (ko) | 2017-01-09 | 2023-01-18 | 텔 에피온 인크 | 보상된 위치에 따른 처리 장치 및 방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62119846A (ja) * | 1985-11-20 | 1987-06-01 | Fujitsu Ltd | 静電型偏向器 |
| JPH08241689A (ja) * | 1995-03-03 | 1996-09-17 | Jeol Ltd | 荷電粒子線装置のビームブランキング装置 |
| JP2000133183A (ja) * | 1998-10-20 | 2000-05-12 | Hitachi Ltd | 荷電粒子線装置 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3688203A (en) * | 1970-11-10 | 1972-08-29 | Kev Electronics Corp | Scanning system for ion implantation accelerators |
| US4063103A (en) | 1975-04-11 | 1977-12-13 | Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd. | Electron beam exposure apparatus |
| US4367411A (en) | 1979-06-04 | 1983-01-04 | Varian Associates, Inc. | Unitary electromagnet for double deflection scanning of charged particle beam |
| US4587432A (en) | 1984-08-03 | 1986-05-06 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for ion implantation |
| US4922106A (en) | 1986-04-09 | 1990-05-01 | Varian Associates, Inc. | Ion beam scanning method and apparatus |
| US4751393A (en) | 1986-05-16 | 1988-06-14 | Varian Associates, Inc. | Dose measurement and uniformity monitoring system for ion implantation |
| JPS632239A (ja) | 1986-06-20 | 1988-01-07 | Fujitsu Ltd | 静電偏向器 |
| US4745281A (en) | 1986-08-25 | 1988-05-17 | Eclipse Ion Technology, Inc. | Ion beam fast parallel scanning having dipole magnetic lens with nonuniform field |
| JP2706471B2 (ja) | 1987-09-30 | 1998-01-28 | 日本真空技術株式会社 | 静電掃引型イオン注入機用平行掃引装置 |
| JPH0389440A (ja) | 1989-08-31 | 1991-04-15 | Nec Corp | 線源線状電子ビーム装置 |
| US5907158A (en) | 1997-05-14 | 1999-05-25 | Ebara Corporation | Broad range ion implanter |
-
1999
- 1999-10-22 US US09/425,123 patent/US6521895B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-09-26 WO PCT/US2000/026345 patent/WO2001031679A1/en not_active Application Discontinuation
- 2000-09-26 EP EP00968408A patent/EP1224682A1/en not_active Withdrawn
- 2000-09-26 JP JP2001534181A patent/JP4730932B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2000-09-26 KR KR1020027005093A patent/KR100716092B1/ko active IP Right Grant
- 2000-10-04 TW TW089120644A patent/TW472280B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62119846A (ja) * | 1985-11-20 | 1987-06-01 | Fujitsu Ltd | 静電型偏向器 |
| JPH08241689A (ja) * | 1995-03-03 | 1996-09-17 | Jeol Ltd | 荷電粒子線装置のビームブランキング装置 |
| JP2000133183A (ja) * | 1998-10-20 | 2000-05-12 | Hitachi Ltd | 荷電粒子線装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006156236A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Sumitomo Eaton Noba Kk | ビーム偏向走査方法及びビーム偏向走査装置並びにイオン注入方法及びイオン注入装置 |
| US7138641B2 (en) | 2004-11-30 | 2006-11-21 | Sumitomo Eaton Nova Corporation | Beam deflecting method, beam deflector for scanning, ion implantation method, and ion implantation system |
| JP2009038031A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Axcelis Technologies Inc | ハイブリッド結合及び二重機械式走査構造を有するイオン注入システム及び方法 |
| WO2012077554A1 (ja) * | 2010-12-06 | 2012-06-14 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置及び荷電粒子線照射方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2001031679A1 (en) | 2001-05-03 |
| JP4730932B2 (ja) | 2011-07-20 |
| US6521895B1 (en) | 2003-02-18 |
| EP1224682A1 (en) | 2002-07-24 |
| TW472280B (en) | 2002-01-11 |
| KR20020047256A (ko) | 2002-06-21 |
| KR100716092B1 (ko) | 2007-05-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4730932B2 (ja) | 広いダイナミックレンジのイオンビームスキャナー | |
| US6777695B2 (en) | Rotating beam ion implanter | |
| KR100226381B1 (ko) | 자기이온빔 스캐닝 및 침착 시스템 | |
| USRE40009E1 (en) | Methods and apparatus for adjusting beam parallelism in ion implanters | |
| US6207963B1 (en) | Ion beam implantation using conical magnetic scanning | |
| US11037754B2 (en) | Scan and corrector magnet designs for high throughput scanned beam ion implanter | |
| KR100654873B1 (ko) | 이온 빔을 스캐닝하고 포커싱하기 위한 방법 및 장치 | |
| US6992308B2 (en) | Modulating ion beam current | |
| TW201635326A (zh) | 在具有射束減速的離子植入器中用於射束角度調整的系統及方法 | |
| KR101440413B1 (ko) | 가변 주사 주파수를 구비하는 이온 주입기 | |
| US20030122088A1 (en) | Scan methods and apparatus for ion implantation | |
| US20060145095A1 (en) | Methods and apparatus for ion implantation with control of incidence angle by beam deflection | |
| US6897457B1 (en) | Apparatus and method for monitoring and tuning an ion beam in ion implantation apparatus | |
| US7279691B2 (en) | Ion implantation apparatus and method for implanting ions by using the same | |
| KR20240043766A (ko) | 혼합형 에너지 이온 주입 | |
| EP0066175B1 (en) | Ion implanter | |
| KR102438708B1 (ko) | 만곡된 포스트 스캔 전극 | |
| JPH0746591B2 (ja) | イオン打込装置 | |
| JPH025344A (ja) | イオン注入装置 | |
| JPH01315938A (ja) | イオン注入装置 | |
| JPH01252774A (ja) | イオン注入装置 | |
| JPH07153415A (ja) | イオン打ち込み方法及びその実施装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20070920 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070920 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20080515 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101203 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101208 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110302 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110418 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110418 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140428 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4730932 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |