JP5004318B2 - Ion implanter - Google Patents
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Description
本発明は、イオン注入装置に係り、特に、二方向のイオンビームの高精度平行化を可能としたイオン注入装置の改良に関する。 The present invention relates to an ion implantation apparatus, and more particularly to an improvement of an ion implantation apparatus that enables high-precision parallelization of ion beams in two directions.
イオン源からのイオンを所望のエネルギーに加速し、半導体等の固体表面に注入する種々のタイプのイオン注入装置が実用に供されている(特許文献1乃至4参照)。
以下、従来のイオン注入装置の全体構成の一例について、図8を用いて説明する。
図8は、従来のイオン注入装置の概略構成を示す平面図である。
Various types of ion implantation apparatuses for accelerating ions from an ion source to a desired energy and implanting the ions on a solid surface such as a semiconductor have been put to practical use (see Patent Documents 1 to 4).
Hereinafter, an example of the entire configuration of a conventional ion implantation apparatus will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a plan view showing a schematic configuration of a conventional ion implantation apparatus.
イオン注入装置100の主要構成は、図8に示すように、イオン源110、質量分離器120、質量分離スリット130、加速管140、四重極レンズ150、走査器160、平行化装置170である。
なお、同図中180は、図示しないエンドステーションに配置されたイオンを注入するターゲットとなる半導体デバイス基板であり、以下、単に「基板」とのみいう場合がある。
また、Bは基板180に注入されるイオンであるが、以下、「イオンビーム」又は「ビーム」という場合がある。
As shown in FIG. 8, the main configuration of the
In the figure,
B is an ion implanted into the
イオン源110は、原子や分子から電子を剥ぎ取ってイオンを生成する装置である。
質量分離器120は、イオンや電子等の荷電粒子が磁場又は電場中で偏向される性質を利用して、磁場、或いは、電場、又は、その双方を発生して、基板180に注入したいイオン種を特定するための装置である。
The
The
加速管140は、質量分離スリット130を通過した所望のイオン種を加速又は減速する装置であるが、図8に示すように、通常は軸対象で、複数の電極対を等間隔に並べ、それらの電極対に等しい高電圧を印加して、静電界の作用により、イオンビームBを所望の注入エネルギーに加速又は減速する。
The
走査器160は、イオンビームBの進行方向と直交する方向に一様な外部電界を発生させ、この電界の極性や強度を変化させることにより、イオンの偏向角度を制御し、図8に示すように、基板180の注入面の所望の位置にイオンBを走査し、均一に注入する。
また、図8では、簡略化のため水平方向にイオンビームBを偏向する走査器160の1対の電極を示したが、この走査器160は、後述するように、垂直方向に偏向するもう1対の電極も有している。
The
Further, in FIG. 8, a pair of electrodes of the
平行化装置170は、荷電粒子であるイオンBが磁場中で偏向される性質を利用して、イオンビームBを構成する各イオンの経路の違いによって、ビームの広がりを抑えて、ビームBを基板180に平行に入射させる電磁石である。
従って、以下、適宜、「平行化電磁石」という場合がある。
The
Therefore, hereinafter, it may be referred to as “parallelizing electromagnet” as appropriate.
なお、図示は省略したが、高真空に保持されたチャンバーが、イオン源110から基板180まで配設され、イオンビームBは、このチャンバー内をイオン源110から基板180まで進行する。
Although not shown, a chamber maintained at a high vacuum is disposed from the
以上の構成において、次に、従来のイオン注入装置100の基本動作を図8を用いて説明する。
従来のイオン注入装置100では、基板180のイオンBの注入全面に渡って、一様な密度で所定のイオン種を所定のエネルギーでイオン注入を行うために、イオン源110から、例えば、30keV程度のエネルギーで引き出されたイオンビームBは、質量分離器120で偏向され、質量分離スリット130で所定のイオン種のみが選別される。
Next, the basic operation of the conventional
In the conventional
選別されたイオンビームBは、加速管140で10〜500keV程度のエネルギーに加速又は減速され、上記した水平、垂直方向にイオンビームBを走査する2対の電極を有する静電タイプの走査器160で、例えば1kHz程度の周期の外部電界を印加し、基板180の走査面に走査される。
なお、ここでは、説明のため、イオンビームBは水平面内で走査されるとしている。
また、外部電界によりイオンビームBをスキャンする静電タイプの走査器160を取り上げたが、走査器160には静電タイプの代わりに磁気タイプのものが用いられる場合がある。
The selected ion beam B is accelerated or decelerated to an energy of about 10 to 500 keV by the
Here, for the sake of explanation, the ion beam B is assumed to be scanned in a horizontal plane.
Further, the
また、図8に示すように、イオンビームBの基板180上でのビーム形状を調整するために、加速管140と走査器160との間に四重極レンズ150等の調整装置を設置する場合が一般的である。
In addition, as shown in FIG. 8, in order to adjust the beam shape of the ion beam B on the
走査器160の下流側には、図8に示すように、ビームBを平行にするための平行化装置170を設置する。
また、基板180は、イオンビームBの光軸と走査面にそれぞれ直交する面内で、1Hz程度の速度で機械的に走査される。
As shown in FIG. 8, a
The
ところで、半導体デバイスの微細化が進むにつれ、半導体デバイス上の3次元構造による構造物壁の幅に対する高さ比率も増大し、同一半導体基板面内における、入射イオンビームの2次元的な平行性向上が求められている。 By the way, as the miniaturization of the semiconductor device progresses, the height ratio to the width of the structure wall due to the three-dimensional structure on the semiconductor device also increases, and the two-dimensional parallelism of the incident ion beam in the same semiconductor substrate surface is improved. Is required.
従来のイオン注入装置では、上述したように、半導体基板がイオンビームに対して平行にメカニカルにスキャンされているが、メカニカルスキャンされている方向におけるイオンビームの角度は不問にされている。
電磁石を用いたコリメータレンズでは、レンズ内の水平方向におけるイオンビームスキャン軌道に対して、垂直方向のレンズ作用が異なるため、実際には、垂直方向のイオンビーム角度がイオンビームスキャン位置において変化しているという問題を備えている。
In the conventional ion implantation apparatus, as described above, the semiconductor substrate is mechanically scanned in parallel to the ion beam, but the angle of the ion beam in the mechanical scanning direction is not questioned.
In a collimator lens using an electromagnet, the vertical lens action is different from the ion beam scan trajectory in the horizontal direction in the lens. Have the problem of being.
半導体基板に対して、高精度に角度制御したイオンビームを注入するためには、ハイブリッドスキャン方式を例にとるならば、イオンビームをスキャンしている方向と、半導体基板をスキャンしている方向の両方向のイオンビーム角度(平行度)を管理し、平行度からのズレを最小とする必要があるが、従来装置では、制御、管理されていない。 In order to inject an ion beam whose angle is controlled with high accuracy into a semiconductor substrate, if the hybrid scan method is taken as an example, the ion beam scanning direction and the semiconductor substrate scanning direction are Although it is necessary to manage the ion beam angle (parallelism) in both directions and minimize the deviation from the parallelism, it is not controlled and managed by the conventional apparatus.
また、従来技術の特許文献1乃至3の問題についても説明する。
先ず、特許文献1の発明では、イオンビームを平行にスキャンするための偏向レンズ内における磁場の均一領域に応じて、イオンビームのスキャン幅に対して、イオンビームのスキャン軸に対する平行度ズレが生じている。
この平行度ズレを小さくするには、広い領域に渡って偏向レンズの磁場が均一になる大型偏向レンズを使用すれば良いが、イオン注入装置が巨大化することになる。
Also, the problems of Patent Documents 1 to 3 of the prior art will be described.
First, in the invention of Patent Document 1, a deviation in parallelism with respect to the scan axis of the ion beam occurs with respect to the scan width of the ion beam in accordance with the uniform region of the magnetic field in the deflection lens for scanning the ion beam in parallel. ing.
In order to reduce the deviation in parallelism, a large deflection lens in which the magnetic field of the deflection lens is uniform over a wide area may be used. However, the ion implantation apparatus becomes enormous.
次に、特許文献2の発明は、制限マスクを設け、イオンビームスキャンを微小角度とすることで、平行スキャンビームを得ることを目的としている。
ウェーハ面内を均一に注入するために、マスク開口領域のビームを相当数の重ね合わせ(塗り重ね)をしなければならず、メカニカルスキャンのみでは注入処理に時間が多く必要となり、生産性に欠けたものとなる。
Next, the invention of Patent Document 2 aims to obtain a parallel scan beam by providing a limiting mask and setting the ion beam scan to a minute angle.
In order to uniformly implant the wafer surface, a considerable number of beams must be superimposed (coated) in the mask opening area, and mechanical injection alone requires a lot of time for the implantation process, resulting in poor productivity. It will be.
次に、特許文献3の発明は、イオンビームはスキャンされずに固定として、基板をXYメカニカルスキャンするものであり、先の特許文献2と同様、ウェーハ面内の注入均一性を維持するためには注入処理時間が多く必要で、生産性に欠けている。 Next, in the invention of Patent Document 3, the ion beam is fixed without being scanned, and the substrate is XY mechanically scanned, and in the same manner as in Patent Document 2, in order to maintain the implantation uniformity within the wafer surface. Requires a lot of processing time and lacks productivity.
本発明は、上記従来の課題を解決し、二方向でのイオンビームの平行化が可能となるイオン注入装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems and to provide an ion implantation apparatus capable of collimating an ion beam in two directions.
本発明のイオン注入装置は、請求項1に記載のものでは、イオンを生成するイオン源から所望のイオン種を引き出し、所望のエネルギーに加速又は減速し、走査器により基板の注入面にイオンビームを少なくとも一次元の面内で走査し、平行化装置により平行化して注入するイオン注入装置において、前記イオンビームの進行方向に対して所定の角度傾斜した端面を有し、前記イオンビームの進行方向に沿って磁極の極性が変わる1対の電磁石を、前記イオンビームの軌道を挟んで極性の異なる磁極が向き合うように対向配置してなる磁場型レンズを、前記平行化装置の下流側に配置した構成とした。 In the ion implantation apparatus according to the present invention, a desired ion species is extracted from an ion source for generating ions, accelerated or decelerated to a desired energy, and an ion beam is applied to an implantation surface of a substrate by a scanner. In an ion implantation apparatus that scans at least in a one-dimensional plane and collimates and implants by a collimator, and has an end face inclined at a predetermined angle with respect to the traveling direction of the ion beam, and the traveling direction of the ion beam a pair of electromagnets polarity of the magnetic pole changes along the opposed to a magnetic field type lens formed by such that different magnetic poles polarities facing across the trajectory of the ion beam, and located downstream of the collimating device The configuration.
請求項2に記載のイオン注入装置は、イオンを生成するイオン源から所望のイオン種を引き出し、所望のエネルギーに加速又は減速し、走査器により基板の注入面にイオンビームを少なくとも一次元の面内で走査して、平行化装置により平行化して注入するイオン注入装置において、前記イオンビームを挟んで対称に配置された1対の電極を、前記イオンビームの進行方向に対して順に配置してなる第1乃至第3の3対の電極を有し、前記第1及び第3の2対の電極は接地電位とし、前記第2の1対の電極は制御可能な電位とした静電レンズを前記平行化装置の下流側に配置した構成とした。 The ion implantation apparatus according to claim 2, wherein a desired ion species is extracted from an ion source for generating ions, accelerated or decelerated to a desired energy, and an ion beam is applied to an implantation surface of a substrate by a scanner at least one-dimensional surface. by scanning an inner, in an ion implantation apparatus for injecting in parallel by collimating device, a pair of electrodes disposed referred pairs across the ion beam, and arranged in order relative to the traveling direction of the ion beam has first to third three pairs of electrodes consisting Te, wherein the first and third two pairs of electrodes to a ground potential, said second pair of electrodes an electrostatic lens with a controllable potential Is arranged on the downstream side of the parallelizing device.
請求項3に記載のイオン注入装置は、前記平行化装置と、前記磁場型レンズ、又は、前記静電レンズにより合成される前記イオンビームの走査面に垂直な平面での入射側焦点に、その偏向中心を一致させるように第2の走査器を配置した構成とした。 The ion implantation apparatus according to claim 3, wherein the ion implantation apparatus has a focal point on a plane perpendicular to a scanning plane of the ion beam synthesized by the collimation apparatus and the magnetic field type lens or the electrostatic lens. The second scanner is arranged so that the deflection centers coincide with each other.
本発明のイオン注入装置は、上述のように構成したために、以下のような優れた効果を有する。
(1)請求項1及び2に記載したように構成すると、半導体デバイス基板上での照射位置に関わり無く、二方向において平行なイオン注入が実現できる。
Since the ion implantation apparatus of the present invention is configured as described above, it has the following excellent effects.
(1) When configured as described in claims 1 and 2, ion implantation parallel in two directions can be realized regardless of the irradiation position on the semiconductor device substrate.
(2)請求項3に記載したように構成すると、半導体デバイス基板上での照射位置に関わり無く、二方向において±0.2°程度以下の一層高精度の平行なイオン注入が実現できる。
(3)また、これにより、半導体デバイス上の三次元構造による構造物壁の幅に対する高さの比率が増大しても、同一の半導体デバイス基板におけるすべての領域にわたって、半導体デバイスの内壁にイオンビームの不要な照射をすることなく、必要なイオン注入を行うことが可能となる。
(2) When configured as described in claim 3, parallel ion implantation with higher accuracy of about ± 0.2 ° or less in two directions can be realized regardless of the irradiation position on the semiconductor device substrate.
(3) Further, even if the ratio of the height to the width of the structure wall due to the three-dimensional structure on the semiconductor device is increased, the ion beam is applied to the inner wall of the semiconductor device over the entire region of the same semiconductor device substrate. Necessary ion implantation can be performed without unnecessary irradiation.
本発明のイオン注入装置の特徴は、イオンビームの二方向での平行化の実現にあるので、各実施の形態のイオン注入装置の説明の前に、イオンビームを平行にするための一般的な原理について、図7を用いて説明しておき、次に、本発明のイオン注入装置の第1及び第2の各実施の形態について、図1乃至図6を用いて説明するものとする。 Since the feature of the ion implantation apparatus of the present invention is the realization of parallelization of the ion beam in two directions, before the explanation of the ion implantation apparatus of each embodiment, a general ion beam for collimation is used. The principle will be described with reference to FIG. 7, and then the first and second embodiments of the ion implantation apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.
先ず、イオンビームを平行にするための一般的な原理について、図7を用いて説明する。
図7は、イオンビームを平行にするための原理を説明するため、イオン注入装置の一部構成を示す側面図である。
First, a general principle for making the ion beam parallel will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a side view showing a partial configuration of an ion implantation apparatus in order to explain the principle for making the ion beams parallel.
イオンビームBを広い範囲にわたって平行にしながら基板180に照射するためには、従来のイオン注入装置100の構成の他に、原理的に図7のように構成することにより実現される。
図7において、20は走査器、F1は走査器20の偏向中心、30はイオンビームに対して凸レンズ作用を持つ光学素子、180は半導体デバイス基板である。
ここで凸レンズ作用を持つ光学素子30としては、平行化電磁石又は静電レンズなどが相当する。
In order to irradiate the
In FIG. 7, 20 is a scanner, F1 is a deflection center of the
Here, the
図7に示すように、凸レンズ作用を持つ光学素子30の入射側焦点を、走査器20の偏向中心F1に一致させ、かつ偏向中心F1にフォーカスするようなイオンビームBを入射させることにより、走査器20での偏向角に依存せずに、基板180上にイオンビームBが平行に照射される。
As shown in FIG. 7, the incident side focal point of the
第1の実施の形態
次に、本発明のイオン注入装置の第1の実施の形態を図1及び図2を用いて説明する。
図1は、本発明のイオン注入装置の第1の実施の形態に用いられる磁場型レンズ40の構造を示す側面図である。
図2は、本発明のイオン注入装置の第1の実施の形態に用いられる磁場型レンズ40の構造を示す平面図である。
First Embodiment Next, a first embodiment of an ion implantation apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a side view showing the structure of a magnetic
FIG. 2 is a plan view showing the structure of the magnetic
本実施の形態のイオン注入装置の構成上の特徴は、従来のイオン注入装置100(図8参照)において、平行化装置170の下流側に、図1及び図2に示した磁場型レンズ(以後、「可変縁磁場型レンズ」と呼ぶ)40を配置した点にある。
そこで、以下、この可変縁磁場型レンズ40の説明を中心に行い、それ以外の他の構成については、従来のイオン注入装置100と同一構成のものを用いる関係上、その説明は割愛する。
The configuration of the ion implantation apparatus according to the present embodiment is characterized in that, in the conventional ion implantation apparatus 100 (see FIG. 8), the magnetic field type lens (hereinafter referred to as “lens”) shown in FIG. 1 and FIG. , Referred to as a “variable edge magnetic field type lens”) 40.
Therefore, the variable edge magnetic
先ず、可変縁磁場型レンズ40の基本構成について、図1及び図2を用いて説明する。
図1及び図2では、イオンビームの進行方向をZ軸、水平方向をX軸、垂直方向をY軸とする座標系を用いている。
First, the basic configuration of the variable edge magnetic
1 and 2, a coordinate system is used in which the traveling direction of the ion beam is the Z axis, the horizontal direction is the X axis, and the vertical direction is the Y axis.
可変縁磁場型レンズ40の基本構成は イオンビームBの進行方向(Z軸)に沿って、磁極41、42、45、46の極性が変わる電磁石43、47を、イオンビームBの軌道を挟んで極性の異なる磁極41、45及び磁極42、46が向き合うように対向配置したものである。
また、図2に示すように、可変縁磁場型レンズ40の端面(縁)40a、40bは、イオンビームBの進行方向に対して、所定の角度傾斜した形状を有している。
なお、図1において、44、48は、それぞれ一式の電磁石43、47を励磁するコイル、Pは、イオンビームBの軌道を含む基準面である。
The basic configuration of the variable edge magnetic
As shown in FIG. 2, the end faces (edges) 40 a and 40 b of the variable edge magnetic
In FIG. 1, 44 and 48 are coils for exciting the set of
即ち、図1に示すように、励磁コイル44により、電磁石43を励磁し、イオンビームBの上流側の磁極41がN極とした場合、下流側の磁極42はS極となる。
また、この電磁石43に対向配置された電磁石47の上流側磁極45はS極、下流側磁極46はN極となる。
That is, as shown in FIG. 1, when the
In addition, the upstream
以上の構成で、次に、可変縁磁場型レンズ40のレンズ作用について説明する。
可変縁磁場型レンズ40を励磁することにより発生する磁場は、図1で矢印で示すように、A、B、C、Dのような成分を持つ。
ここで、成分AとBは強さが等しくかつ向きが逆なので、ここを通過するイオンビームBは、軌道が若干ずれるが角度は変化しない。
従って、XZ面でのレンズ作用は小さい。
Next, the lens action of the variable edge magnetic
The magnetic field generated by exciting the variable edge magnetic
Here, since the components A and B are equal in intensity and opposite in direction, the ion beam B passing there is slightly deviated in its trajectory but the angle is not changed.
Therefore, the lens action on the XZ plane is small.
これに対して、成分CとDはその対称性から基準面P上ではゼロであり、基準面Pから離れるに従って強くなる。
第1近似としては、基準面Pからの距離に比例する。
また、成分CもしくはDと通過するイオンビームBとなす角度をΦとすると、発生するローレンツ力はcosΦに比例する。
従って、可変縁磁場型レンズ40の端面(縁)40a、40bの形状を図2のようにイオンビームBの進行方向に対して所定の角度傾斜させることにより、YZ面でのレンズ作用を持たせることができる。
On the other hand, the components C and D are zero on the reference plane P due to their symmetry, and become stronger as the distance from the reference plane P increases.
The first approximation is proportional to the distance from the reference plane P.
Further, when the angle between the component C or D and the ion beam B passing through is Φ, the generated Lorentz force is proportional to cos Φ.
Therefore, the end face (edge) 40a, 40b of the variable edge magnetic
第2の実施の形態
次に、本発明のイオン注入装置の第2の実施の形態を図3及び図4を用いて説明する。
図3は、本発明のイオン注入装置の第2の実施の形態に用いられる静電レンズ50の構造を示す側面図である。
図4は、本発明のイオン注入装置の第2の実施の形態に用いられる静電レンズ50の構造を示す平面図である。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the ion implantation apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a side view showing the structure of the
FIG. 4 is a plan view showing the structure of the
本実施の形態のイオン注入装置の構成上の特徴は、上述した第1の実施の形態と同様に、従来のイオン注入装置100(図8参照)において、平行化装置170の下流側に、図3及び図4に示した静電レンズ(以後、「二次元アインツェルレンズ」と呼ぶ)50を配置した点にある。
そこで、以下、この二次元アインツェルレンズ50の説明を中心に行い、それ以外の他の構成については、従来のイオン注入装置と同一構成のものを用いる関係上、その説明は割愛する。
The structural features of the ion implantation apparatus of the present embodiment are similar to those of the first embodiment described above, in the conventional ion implantation apparatus 100 (see FIG. 8), on the downstream side of the
Accordingly, the description of the two-
先ず、二次元アインツェルレンズ50の基本構成について、図3及び図4を用いて説明する。
図3及び図4では、図1、図2と同様、イオンビームBの進行方向をZ軸、水平方向X軸、垂直方向をY軸とする座標系を用いている。
First, the basic configuration of the two-
3 and 4, as in FIGS. 1 and 2, a coordinate system is used in which the traveling direction of the ion beam B is the Z axis, the horizontal X axis, and the vertical direction is the Y axis.
二次元アインツェルレンズ50の基本構成は イオンビームBの軌道を挟んで対称に、順に、第1乃至第3の3対の電極52、54、56を配置し、第1及び第3の2対の電極52、56は接地電位とし、間の第2の1対の電極54は電位が制御できるように構成されている。
The basic configuration of the two-
請求項3に記載のイオン注入装置は、前記平行化装置と、前記磁場型レンズにより合成される前記イオンビームの走査面に垂直な平面での入射側焦点に、その偏向中心を一致させるように第2の走査器を配置した構成とした。
請求項4に記載のイオン注入装置は、前記平行化装置と、前記静電レンズにより合成される前記イオンビームの走査面に垂直な平面での入射側焦点に、その偏向中心を一致させるように第2の走査器を配置した構成とした。
The ion implanter according to claim 3, said collimating device, the incident-side focal point of a plane perpendicular to the scanning plane of the ion beam synthesized from the magnetic lens, so as to match the deflection center The second scanner is arranged in the configuration.
5. The ion implantation apparatus according to claim 4, wherein the deflection center is made to coincide with the incident side focal point in a plane perpendicular to the scanning surface of the ion beam synthesized by the collimating device and the electrostatic lens. The second scanner is arranged.
次に、可変縁磁場型レンズ40若しくは二次元アインツェルレンズ50を追加することにより、二方向でのイオンビームBの平行化が実現される原理を、図5及び図6を用いて説明する。
図5及び図6は、二方向でのイオンビームBの平行化が実現される原理を説明するための図で、図5が側面図、図6が平面図である。
図5において、平行化装置170と基板180の間に設けられた本発明による可変縁磁場型レンズ40もしくは二次元アインツェルレンズ50による補正レンズ40(50)とする。
Next, the principle of realizing the parallelization of the ion beam B in two directions by adding the variable edge magnetic
5 and 6 are views for explaining the principle of parallelization of the ion beam B in two directions, FIG. 5 is a side view, and FIG. 6 is a plan view.
In FIG. 5, the correction lens 40 (50) is formed by the variable edge magnetic
(2)請求項3又は4に記載したように構成すると、半導体デバイス基板上での照射位置に関わり無く、二方向において±0.2°程度以下の一層高精度の平行なイオン注入が実現できる。
(3)また、これにより、半導体デバイス上の三次元構造による構造物壁の幅に対する高さの比率が増大しても、同一の半導体デバイス基板におけるすべての領域にわたって、半導体デバイスの内壁にイオンビームの不要な照射をすることなく、必要なイオン注入を行うことが可能となる。
(2) When configured as described in claim 3 or 4 , parallel ion implantation with higher accuracy of about ± 0.2 ° or less in two directions can be realized regardless of the irradiation position on the semiconductor device substrate. .
(3) Further, even if the ratio of the height to the width of the structure wall due to the three-dimensional structure on the semiconductor device is increased, the ion beam is applied to the inner wall of the semiconductor device over the entire region of the same semiconductor device substrate. Necessary ion implantation can be performed without unnecessary irradiation.
しかし、これに伴って平行化電磁石170はYZ平面に対してもレンズ作用を持つ。
従来のイオン注入装置100においては、このレンズ作用は考慮されていなかった。
図5に示したように、本発明による補正レンズ40(50)と平行化電磁石170による合成されたYZ平面での凸レンズの入射側焦点に、第2の走査器22の偏向中心F2を一致させ、YZ面に関してここにフォーカスするイオンビームBを入射させることにより、YZ平面でのイオンビームBを平行にすることができる。
従って、このような構成にすることにより、XZ面およびYZ面での二方向において平行なイオンビームBが得られる。
However, along with this, the
In the conventional
As shown in FIG. 5, the deflection center F2 of the
Accordingly, with such a configuration, an ion beam B parallel in two directions on the XZ plane and the YZ plane can be obtained.
従来のイオン注入装置100では、上記したように、イオンビームBの平行度については一方向についてしか考慮されていなかった。
しかし、本発明によれば、基板180上での照射位置に関わり無く、二方向において±0.2°程度以下の平行なイオン注入が実現できる。
これにより、半導体デバイス上の三次元構造による構造物壁の幅に対する高さの比率が増大しても、同一の半導体基板180におけるすべての領域にわたって、半導体デバイスの内壁にイオンビームBの不要な照射をすることなく、必要なイオン注入を行うことが可能となる。
In the conventional
However, according to the present invention, parallel ion implantation of about ± 0.2 ° or less in two directions can be realized regardless of the irradiation position on the
Thereby, even if the ratio of the height to the width of the structure wall due to the three-dimensional structure on the semiconductor device is increased, unnecessary irradiation of the ion beam B on the inner wall of the semiconductor device is performed over the entire region of the
20:走査器
22:第2の走査器
40:磁場型レンズ
40a、40b:電磁石の端面
41、42、45、46:磁極
43、47:電磁石
44、48:コイル
50:静電レンズ
52、54、56:第1乃至第3の電極
100:イオン注入装置
110:イオン源
170:平行化装置(平行化電磁石)
180:基板
B:イオンビーム
20: Scanner
22: Second scanner
40:
43, 47: Electromagnet
44, 48: Coil
50:
100: Ion implanter
110: Ion source
170: Parallelizing device (parallelizing electromagnet)
180: Substrate
B: Ion beam
Claims (4)
前記イオンビームの進行方向に対して所定の角度傾斜した端面を有し、前記イオンビームの進行方向に沿って磁極の極性が変わる1対の電磁石を、前記イオンビームの軌道を挟んで極性の異なる磁極が向き合うように対向配置してなる磁場型レンズを、前記平行化装置の下流側に配置したことを特徴とするイオン注入装置。 A desired ion species is extracted from an ion source that generates ions, accelerated or decelerated to a desired energy, and an ion beam is scanned in an at least one-dimensional plane on a substrate implantation surface by a scanner, and is collimated by a collimator. In an ion implantation apparatus
A pair of electromagnets having end faces inclined at a predetermined angle with respect to the traveling direction of the ion beam and changing the polarity of the magnetic pole along the traveling direction of the ion beam have different polarities across the trajectory of the ion beam. An ion implantation apparatus characterized in that a magnetic field type lens formed so as to face each other so that magnetic poles face each other is arranged on the downstream side of the parallelizing device.
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WO2019100663A1 (en) * | 2017-11-21 | 2019-05-31 | Focus-Ebeam Technology (Beijing) Co., Ltd. | Scanning electron microscope objective lens system and method for specimen observation |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7807986B1 (en) * | 2009-05-27 | 2010-10-05 | Advanced Ion Beam Technology, Inc. | Ion implanter and method for adjusting ion beam |
TWI619138B (en) * | 2012-11-13 | 2018-03-21 | Sumitomo Heavy Industries Ion Technology Co Ltd | Ion implantation device, beam parallelization device and ion implantation method |
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Family Cites Families (6)
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---|---|---|---|---|
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JPH0371545A (en) * | 1989-08-08 | 1991-03-27 | Nec Corp | Ion implanter |
US5132544A (en) * | 1990-08-29 | 1992-07-21 | Nissin Electric Company Ltd. | System for irradiating a surface with atomic and molecular ions using two dimensional magnetic scanning |
US5177366A (en) * | 1992-03-06 | 1993-01-05 | Eaton Corporation | Ion beam implanter for providing cross plane focusing |
JPH07105901A (en) * | 1993-10-08 | 1995-04-21 | Nissin Electric Co Ltd | Ion implanting device |
JP3729604B2 (en) * | 1997-06-16 | 2005-12-21 | 住友イートンノバ株式会社 | Ion implanter |
-
2005
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019100663A1 (en) * | 2017-11-21 | 2019-05-31 | Focus-Ebeam Technology (Beijing) Co., Ltd. | Scanning electron microscope objective lens system and method for specimen observation |
US10777382B2 (en) | 2017-11-21 | 2020-09-15 | Focus-Ebeam Technology (Beijing) Co., Ltd. | Low voltage scanning electron microscope and method for specimen observation |
US11075056B2 (en) | 2017-11-21 | 2021-07-27 | Focus-Ebeam Technology (Beijing) Co., Ltd. | Scanning electron microscope objective lens system and method for specimen observation |
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