JP2018506134A - 複合型の多極磁石および双極子走査磁石 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、「複合型の多極磁石および双極子走査磁石」(COMBINED MULTIPOLE MAGNET AND DIPOLE SCANNING MAGNET)というタイトルが付された米国仮出願No.62/096,968(2014年12月26日出願)の優先権およびその利益を主張する。当該出願の全体の内容は、本明細書中において完全に開示されるように、参照によって本明細書に組み込まれる。
本発明は、一般的にはイオン注入システムおよびイオン注入方法に関し、より具体的には、イオンビームを制御するための複合型の多極集束磁石およびビーム走査磁石に関する。
従来より、ワークピース内または半導体ウェハの内部に、特定の量のドーパントまたは不純物を位置させるために、イオン注入器が使用されている。標準的なイオン注入システムにおいて、ドーパント材料をイオン化および加速させることにより、イオンビームが生成される。半導体ウェハの内部にイオンを注入するために、イオンビームは当該半導体ウェハの表面に向けられる。そして、イオンがウェハの表面を貫通し、当該イオンはウェハ内に所望の導電性の領域を形成する。例えば、イオン注入は、半導体ワークピースにおけるトランジスタの製造に特に利用される。標準的なイオン注入器は、(i)イオンビームを発生させるためのイオン源と、(ii)ビーム内にイオンを向かわせるための、および/または、ビーム内においてイオンをフィルタリングする(例:質量分解する)ための、質量分析装置を有するビームラインアセンブリと、(iii)処理の対象となる1つまたは複数のウェハまたはワークピースを収容するターゲットチャンバと、を備えている。
本開示は、複合型の走査・集束磁石(走査磁石および集束磁石)を用いた、イオンビームの走査および集束をともに制御するシステム、装置、および方法を提供することによって、従来技術の制約を克服する。そこで、以下では、本発明の複数の態様に対する基本的な理解を提供するために、簡略的な本開示の概要を示す。本概要は、本発明の広い範囲での概要ではない。本発明の主要な点または重要な部材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、簡略化された形態によって、本開示の複数のコンセプトを示すことにある。
図1は、本開示の様々な態様に基づく、例示的なイオン注入システムを示すブロック図である。
本開示は、ワークピースにイオンを注入するためのイオン注入システムおよび方法を全般的に対象としている。本開示では、複合型の多極・双極の走査・集束磁石(走査磁石および集束磁石)によって、イオンビームは、概ね同時に磁気的に走査および集束される。以降、本発明は、図面を参照して説明される。同様の参照番号は、同様の部材を一貫して参照するために用いられてよい。様々な態様についての説明は単なる例示であると理解されるべきであり、限定を意図したものと解釈されるべきではない。以下の記載では、説明のために、様々な具体的な詳細が、本開示に対する十分な理解を与えるために開示されている。但し、本開示はこれらの具体的な詳細がなくとも実施されてよいことは、当業者にとって明白であろう。
Claims (22)
- 高い透磁率を有するヨークと、
上記ヨークに動作可能に接続された1つまたは複数の走査コイルと、
上記ヨークに動作可能に接続された1つまたは複数の集束コイルと、を備えており、
上記ヨークは、イオンビームが通過する穴を規定し、
上記1つまたは複数の走査コイルは、電源に電気的に接続された場合に、時間変化する主に双極子の磁界を発生させ、
上記1つまたは複数の集束コイルは、主に多極の磁界を発生させ、
上記主に多極の磁界は、静磁界または時間変化する磁界の一方であることを特徴とする複合型の走査磁石および集束磁石。 - 上記ヨークは、概ね矩形の鋼鉄ヨークを含んでいることを特徴とする請求項1に記載の複合型の走査磁石および集束磁石。
- 上記ヨークは、複数の積層された鉄のシートを含んでいることを特徴とする請求項1に記載の複合型の走査磁石および集束磁石。
- 交流電源をさらに備え、
上記1つまたは複数の走査コイル、および、上記1つまたは複数の集束コイルは、
上記交流電源から電力を取得することを特徴とする請求項1に記載の複合型の走査磁石および集束磁石。 - 直流電源をさらに備え、
上記1つまたは複数の走査コイル、および、上記1つまたは複数の集束コイルは、
上記直流電源から電力を取得することを特徴とする請求項1に記載の複合型の走査磁石および集束磁石。 - 上記1つまたは複数の集束コイルは、パノフスキー(Panofsky)型の多極コイルを含んでいることを特徴とする請求項1に記載の複合型の走査磁石および集束磁石。
- 上記1つまたは複数の集束コイルは、1つまたは複数のベッドステッドコイルを含んでいることを特徴とする請求項1に記載の複合型の走査磁石および集束磁石。
- 上記1つまたは複数の走査コイルは、1つまたは複数のベッドステッドコイルを含んでいることを特徴とする請求項1に記載の複合型の走査磁石および集束磁石。
- 上記集束磁石のリード線は、
上記集束磁石と上記走査磁石との間の相互インダクタンスを除去するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の複合型の走査磁石および集束磁石。 - 上記1つまたは複数の集束コイルに接続された、1つまたは複数の補助コイルをさらに備え、
上記1つまたは複数の補助コイルが、上記1つまたは複数の走査コイルに関連するフリンジ磁界領域に配置されることにより、
上記1つまたは複数の集束コイルと上記1つまたは複数の走査コイルとの間の相互インダクタンスが概ね除去されることを特徴とする請求項9に記載の複合型の走査磁石および集束磁石。 - 調整可能な補助ヨークをさらに備え、
1つまたは複数の補助コイルは、上記補助ヨークの周りに巻き付けられており、
上記1つまたは複数の補助コイルが、上記1つまたは複数の走査コイルに関連するフリンジ磁界領域に配置されることにより、
上記1つまたは複数の集束コイルと上記1つまたは複数の走査コイルとの間の相互インダクタンスが概ね除去されることを特徴とする請求項9に記載の複合型の走査磁石および集束磁石。 - イオンビームを発生させるイオン源と、
上記イオンビームを質量分解する質量分解磁石と、
上記質量分解磁石の下流に配置された質量分解開口と、
上記質量分解磁石の下流に配置された複合型の走査磁石および集束磁石と、を備えており、
上記質量分解開口は、上記イオンビームから好ましくない種類をフィルタリングし、
上記イオンビームは、上記質量分解開口を通過した後に概ね発散し、
上記複合型の走査磁石および集束磁石において、上記イオンビームの経路が電磁的に走査されるとともに、上記イオンビームが集束されることを特徴とするイオン注入システム。 - 上記複合型の走査磁石および集束磁石は、
高い透磁率を有するヨークと、
上記ヨークに動作可能に接続された1つまたは複数の走査コイルと、
上記ヨークに動作可能に接続された1つまたは複数の集束コイルと、を備えており、
上記ヨークは、イオンビームが通過する穴を規定し、
上記1つまたは複数の走査コイルは、電源に電気的に接続された場合に、時間変化する主に双極子の磁界を発生させ、
上記1つまたは複数の集束コイルは、主に多極の磁界を発生させ、
上記主に多極の磁界は、静磁界または時間変化する磁界の一方であることを特徴とする請求項10に記載のイオン注入システム。 - 上記ヨークは、概ね矩形の鋼鉄ヨークを含んでいることを特徴とする請求項13に記載のイオン注入システム。
- 上記ヨークは、複数の積層された鉄のシートを含んでいることを特徴とする請求項13に記載のイオン注入システム。
- 上記1つまたは複数の集束コイルは、パノフスキー型の多極コイルを含んでいることを特徴とする請求項13に記載のイオン注入システム。
- 上記1つまたは複数の集束コイルは、1つまたは複数のベッドステッドコイルを含んでいることを特徴とする請求項13に記載のイオン注入システム。
- 上記1つまたは複数の走査コイルは、1つまたは複数のベッドステッドコイルを含んでいることを特徴とする請求項13に記載のイオン注入システム。
- 上記イオン源と、上記質量分解磁石と、上記複合型の走査磁石および集束磁石とに動作可能に接続された制御器をさらに備え、
上記制御器は、ワークピースの内部に注入されるイオンの所望の注入量および分布に少なくとも部分的に基づいて、上記イオン源と、上記質量分解磁石と、上記複合型の走査磁石および集束磁石との少なくとも1つの動作を制御することを特徴とする請求項12に記載のイオン注入システム。 - 交流電源をさらに備え、
上記制御器は、上記1つまたは複数の走査コイル、および、上記1つまたは複数の集束コイルに、選択的に交流電流を供給することを特徴とする請求項19に記載のイオン注入システム。 - 直流電源をさらに備え、
上記制御器は、上記1つまたは複数の走査コイル、および、上記1つまたは複数の集束コイルに、選択的に直流電流を供給することを特徴とする請求項19に記載のイオン注入システム。 - 上記イオンビームの1つまたは複数の特性を判定する測定部材をさらに備え、
上記制御器は、上記測定部材に動作可能にさらに接続されており、
上記制御器は、上記イオンビームの判定された1つまたは複数の特性に少なくとも部分的に基づいて、上記イオン源と、上記質量分解磁石と、上記複合型の走査磁石および集束磁石との少なくとも1つの動作をさらに制御することを特徴とする請求項12に記載のイオン注入システム。
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