JP2011512627A5

JP2011512627A5 -

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Publication number: JP2011512627A5
Application number: JP2010546894A
Authority: JP
Filing date: 2009-02-12
Publication date: 2012-03-01
Anticipated expiration: 2029-02-12

Description

従来のイオン注入システムを示すブロック図である。従来のファラデーカップを示すブロック図である。 a及びbは、本開示の一実施形態に従う、粒子ビームの特性を測定するための装置を示すブロック図である。本開示の他の実施形態に従う、粒子ビームの特性を測定するための装置を示すブロック図である。 a及びbは、本開示の他の実施形態に従う、粒子ビームの特性を測定するための装置を示すブロック図である。図6aは、本開示の他の実施形態に従う、粒子ビームの特性を測定するための装置を示すブロック図である。図6bは、本開示の他の実施形態に従う、粒子ビームの特性を測定するための装置を示すブロック図である。図6cは、本開示の他の実施形態に従う、粒子ビームの特性を測定するための装置を示すブロック図である。

検出システム300は、入口アパーチャ308の反対側の、第2の端部に配置される出口アパーチャ314を随意含むことができる。あるいは、検出システム300は、点線302aで示すように、第2の端部に配置される壁302aを含み、出口アパーチャ314はなくてもよい。しかし、他の例では、第2の壁302aは出口アパーチャ314を画定する開口を有し、検出システム300が第2の壁302aと、少し小さい出口アパーチャ314とを有することができる。本開示は、出口アパーチャ314を有しない検出システムをも意図するにも関らず、本開示は、明瞭化の目的のために、出口アパーチャ314を含む検出システムに焦点をあてる。

一実施形態（図示せず）において、本開示のイオン注入装置は、イオン源、引出電極、90°マグネットアナライザ、第1の減速(D1)ステージ、70°磁気コリメータ、及び第2の減速(D2)ステージ、及びロプラットを含む。加えて、この注入装置は、基板平面上に配置する基板を支持するプラテンを備えることができる。

イオン注入装置は、第1から第3のビーム検出システムのうちの少なくとも1つを備えることもできる。あるならば、第1の検出システムは基板平面の前方に配置することができ、第2の検出システムは、基板平面上、又はその近くに配置することができ、第3の検出システムは基板平面の後方に配置することができる。あるならば、1つ以上の第1の検出システム、1つ以上の第2の検出システム、及び1つ以上の第3の検出システムがあってもよい。本明細書では、少なくとも1つの第1の検出システム、少なくとも1つの第2の検出システム、及び少なくとも1つの検出システムを備えるイオン注入装置に焦点をあてて説明する。

各検出システムは、上述の検出システム300、400、500及び600のいずれかと同様のものとすることができる。例えば、各検出システムは、システム本体部のキャビティ内に1つ以上の検出器(図示せず)を有することもできる。加えて、各検出システムは、1つ以上の磁界抑制アセンブリを有することもできる。各検出システムは、1つ以上の並進及び回転の自由度を有することもできる。さらに、各検出システム自身が、1つ以上の検出器をアレイで備えることができる。

動作において、粒子ビームを生成して、検出システムの方へ向けることができる。各検出システムは最小の透過状態にすることができ、検出システムは粒子のドーズ量を決定することができる。

検出システムは、例えば、ビーム角度又はビームの平行度などの、他のビーム特性を決定することができる。例えば、ビームは、固定又は可動式とすることができ、且つ最大未満の透過状態にすることができる、第1の検出システムへ向けることができる。可動式とする場合には、第1の検出システムは、ビーム経路を横切って動くことができる。固定又は可動式の第1の検出システムは、粒子ビームの一部を阻止して、陰を生成することができる。陰は、固定又は可動式の第2及び/又は第3の検出システムによって検出することができる。そして、陰に基づいて、ビームの強度、角度、均一性、及び他の特性を決定することができる。ビームの陰に基づいて、ビーム特性を測定する方法の詳細な説明は、米国特許第6,791,094号で見ることができ、その内容は本明細書に完全に組み込むものとする。

ビームの角度、平行度、及び粒子の角度分布も、検出システムのいずれか1つの透過状態を第1の最小から最大透過状態まで、及び/又は第2の最小から最大透過状態まで変えつつ、粒子を検出することによって決定することができる。多数の検出システムを異なる位置に配置する場合、あるいは、検出システムのいずれか1つを、ビームを横切って並進させる場合は、異なる位置のビームの均一性及び他の特性を決定することもできる。ビームの特性が必要とされる仕様に適合しない場合には、ビームを調整することができる。

一実施形態（図示せず）において、検出システムは、上述のシステム400、500、及び600の1つとすることができる。一方で、回転は、y軸及びz軸のうちの1つとすることができる。さらに、ビームは、イオンリボンビームとすることができる。しかしながら、他のタイプのビームも同様に適用できることを意図する。

最初は、検出システムは、第1の最小透過状態（状態A）にある。その後、検出システムを、y軸及びz軸の1つに対して回転させて、第1の中間透過状態（状態B）にすることができる。検出システムは、粒子のごく一部しか検出されない、最大透過状態（状態C）にまで回転し続けることができる。その後、システムは、同じ方向に回転し、第2の中間透過状態（状態D）、及び第2の最小透過状態（状態E）に達するまで回転し続けることができる。あるいは、システムは、反対方向へ回転して、第1の中間及び最小透過状態に戻ることができる。先に述べたように、本開示の検出システムは、この検出システムを回転させるか又は並進させながら、粒子を検出することができる。

上述の測定値は、ビームに関する多くの情報を与えるものである。例えば、状態A及びEの電流値、すなわち、最小透過状態の間に検出される粒子の量は、粒子のドーズ量を表す。一方で、状態B及びDの傾きは、粒子の角度分布を表す。システムをｚ軸に対して回転させる場合は、2つの状態の傾きは、垂直方向の角度分布を表す。しかしながら、システムをｙ軸に対して回転させる場合は、状態B及びDの傾きは、水平方向の角度分布を表す。システムが垂直及び水平角度分布のうちの1つのみの粒子の角度分布を検出できるように、検出システムの検出器を構成する場合には、システムを例えば、x軸に対して90°回転させることができる。その後、システムは垂直及び水平方向の角度分布のうちの他の1つを測定することができる。先に述べたように、例えば、ビームの平行度のような、追加のビームの特性を測定値から得ることができる。

本開示においては、粒子ビームの特性を検出するための装置及び方法のいくつかの実施形態を示した。当業者は、本開示が本明細書において記載した特定の実施形態による範囲内に限定されないと理解されよう。実際、本明細書において記載したものに加えて、本開示の他の様々な実施形態及び変更例が、前述の説明及び添付の図面から当業者にとって明らかであろう。例えば、検出システム600は、静電抑制装置を用いて、粒子の正味の偏向及び正味の変位を抑制することができる。あるいは、本開示に記載されているシステムは、起こり得る角度エラーを考慮するソフトウェア補正を用いることができる。他の例では、本開示の検出システムは、当該システムを最初に最大透過状態にして、最大から最小透過状態まで回転させながら、ビームの特性を測定することができる。従って、かような他の実施形態及び変更例も、本開示の範疇である。さらに、本開示を、特定の目的のための特定の環境での特定の実装の文脈で、本明細書において記載したが、当業者は、その有用性がそれに限定されるものでなく、本開示が任意数の目的のために、任意数の環境においても有益に実装することができると理解されよう。従って、以下に記載する請求項は、本明細書にて記載した本開示の全範囲及び精神を考慮して解釈すべきである。