JP2019139909A - イオン注入装置およびイオン注入方法 - Google Patents
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- ウェハに照射されるイオンビームを輸送するビームライン装置と、前記ビームライン装置の下流に設けられるスリットと、前記スリットからビーム進行方向に離れた位置に設けられるビーム電流測定装置と、制御装置と、を備え、
前記ビームライン装置は、前記イオンビームに電場または磁場の少なくとも一方を印加してビーム進行方向と直交する第1方向に偏向させる偏向装置を含み、
前記スリットは、前記第1方向がスリット幅方向と一致するように配置され、
前記ビーム電流測定装置は、前記第1方向の位置が異なる複数の測定位置でビーム電流を測定可能となるよう構成され、
前記制御装置は、前記偏向装置により前記イオンビームの前記第1方向の偏向量を変化させながら、前記ビーム電流測定装置により前記第1方向の位置が異なる複数の測定位置で測定される複数のビーム電流値を取得し、前記イオンビームの前記第1方向の角度情報を算出することを特徴とするイオン注入装置。 - 前記制御装置は、前記イオンビームの前記第1方向の偏向量と、前記第1方向の位置が異なる複数の測定位置で測定される複数のビーム電流値とに基づいて、前記イオンビームのビーム束全体の前記第1方向の角度分布を算出することを特徴とする請求項1に記載のイオン注入装置。
- 前記制御装置は、前記イオンビームの前記第1方向の偏向量と、前記第1方向の位置が異なる複数の測定位置で測定される複数のビーム電流値とに基づいて、前記イオンビームの前記第1方向の位相空間分布を算出することを特徴とする請求項1に記載のイオン注入装置。
- 前記第1方向の位相空間分布は、前記イオンビームに含まれるビーム成分の前記第1方向の位置情報と前記第1方向の角度情報の相関を示すものであり、
前記制御装置は、前記偏向装置の印加電場または印加磁場の値から前記スリットを通過するビーム成分の前記第1方向の位置情報を決定し、前記ビーム電流測定装置による前記第1方向の測定位置を前記偏向装置の印加電場または印加磁場の値に応じて補正することにより前記スリットを通過するビーム成分の前記第1方向の角度情報を決定することを特徴とする請求項3に記載のイオン注入装置。 - 前記制御装置は、算出した前記イオンビームの前記第1方向の角度情報に基づいて、前記ウェハに前記イオンビームを照射するときの前記イオンビームの前記第1方向の偏向量を調整することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
- 前記ウェハを保持するプラテン駆動装置をさらに備え、前記プラテン駆動装置は、ウェハ主面の法線と前記ビーム進行方向との間の前記第1方向のチルト角を調整するチルト角調整機構を含み、
前記制御装置は、算出した前記イオンビームの前記第1方向の角度情報に基づいて、前記ウェハに前記イオンビームを照射するときの前記第1方向のチルト角を調整することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のイオン注入装置。 - 前記スリットは、前記第1方向のスリット幅が可変となるよう構成されることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
- 前記スリットは、前記ビーム電流測定装置によりビーム電流が測定されるときの測定時スリット幅と、前記ウェハに前記イオンビームが照射されるときの注入時スリット幅とが異なるよう構成されることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
- 前記測定時スリット幅は、前記注入時スリット幅よりも小さいことを特徴とする請求項8に記載のイオン注入装置。
- 前記スリットは、前記第1方向に移動可能な二つの遮蔽体の間の隙間として構成され、前記二つの遮蔽体は、それぞれ独立して前記第1方向に移動可能となるよう構成されることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
- 前記第1方向のスリット幅が異なる複数のスリットを備え、前記複数のスリットのいずれかに切り替えることにより前記第1方向のスリット幅を変化させることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
- 前記イオンビームの前記第1方向の偏向量を第1範囲内で変化させながら前記第1方向の位置が異なる複数の測定位置で測定される複数のビーム電流値を取得する第1モードと、前記イオンビームの前記第1方向の偏向量を固定したまま、又は、前記第1方向の偏向量を前記第1範囲よりも小さい第2範囲内で変化させながら前記第1方向の位置が異なる複数の測定位置で測定される複数のビーム電流値を取得する第2モードと、を備えることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
- 前記第2モードで測定した前記イオンビームの角度情報と、過去に前記第1モードで測定した前記イオンビームの角度情報とを比較し、比較結果が所定条件を満たす場合に前記イオンビームをウェハに照射することを特徴とする請求項12に記載のイオン注入装置。
- 前記第2モードで測定した前記イオンビームの角度情報と、過去に前記第1モードで測定した前記イオンビームの角度情報とを比較し、比較結果が所定条件を満たさない場合にアラートを出力することを特徴とする請求項12または13に記載のイオン注入装置。
- 前記第2モードで測定した前記イオンビームの角度情報と、過去に前記第1モードで測定した前記イオンビームの角度情報とを比較し、比較結果が所定条件を満たさない場合に前記第1モードで前記イオンビームの角度情報を再測定し、前記第1モードでの再測定結果に基づいて前記ビームライン装置の動作パラメータを調整することを特徴とする請求項12から14のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
- 前記ビームライン装置は、前記イオンビームを前記ビーム進行方向および前記第1方向に直交する第2方向に往復走査させるスキャナと、前記第2方向に往復走査されたイオンビームを平行化する平行化装置と、を含み、
前記ビーム電流測定装置は、前記第2方向に往復走査されるイオンビームの前記第1方向の角度情報を測定することを特徴とする請求項1から15のいずれか一項に記載のイオン注入装置。 - 前記ビーム電流測定装置は、前記第1方向の位置が異なる複数の測定位置のそれぞれに設けられる複数の電極を有することを特徴とする請求項1から16のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
- 前記ビーム電流測定装置は、少なくとも一つの電極と、前記少なくとも一つの電極を前記第1方向の位置が異なる複数の測定位置に移動させる移動機構とを有することを特徴とする請求項1から16のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
- 前記ビーム電流測定装置は、前記イオンビームの前記第1方向の偏向量に応じて、前記第1方向の位置が異なる複数の測定位置のうち測定対象とする測定位置を変化させることを特徴とする請求項1から18のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
- 前記制御装置は、前記ビーム電流測定装置の前記第1方向の位置が異なる複数の測定位置のうち測定対象外とした測定位置にて測定される電流値が所定の閾値以上となる場合にアラートを出力することを特徴とする請求項19に記載のイオン注入装置。
- 前記制御装置は、前記ビーム電流測定装置の前記第1方向の位置が異なる複数の測定位置のうち前記第1方向の両端のそれぞれに位置する第1端部測定位置および第2端部測定位置の少なくとも一方で測定される電流値が所定の閾値以上となる場合にアラートを出力することを特徴とする請求項1から20のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
- イオン注入装置を用いるイオン注入方法であって、前記イオン注入装置は、ウェハに照射されるイオンビームを輸送するビームライン装置と、前記ビームライン装置の下流に設けられるスリットと、前記スリットからビーム進行方向に離れた位置に設けられるビーム電流測定装置と、を備え、
前記ビームライン装置は、前記イオンビームに電場または磁場の少なくとも一方を印加してビーム進行方向と直交する第1方向に偏向させる偏向装置を含み、
前記スリットは、前記第1方向がスリット幅方向と一致するように配置され、スリット幅が可変となるように構成され、
前記ビーム電流測定装置は、前記第1方向の位置が異なる複数の測定位置でビーム電流を測定可能となるよう構成され、
当該イオン注入方法は、
前記偏向装置により前記イオンビームの前記第1方向の偏向量を変化させながら、前記ビーム電流測定装置により前記第1方向の位置が異なる複数の測定位置で測定される複数のビーム電流値を取得し、前記イオンビームの前記第1方向の角度情報を算出することと、
前記算出された前記第1方向の角度情報に基づいて前記ウェハに照射するイオンビームの注入角度を調整し、調整された注入角度で前記ウェハにイオンビームを照射することと、を備えることを特徴とするイオン注入方法。
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