JP5101303B2 - ビームグリッチを回復するための高速ビーム偏向部を有するウェハ走査イオン注入器 - Google Patents
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Claims (18)
- イオン注入器であって、
ビームパスに沿って移動するとともに、注入動作の間に静止したイオンビーム端部を有するイオンビームの線源と、
前記イオンビームのイオンビーム線源部が有する種を空間的に分離して前記イオンビームの前記イオンビーム端部を生成する、磁石を有する分析器と、
前記注入動作の間に、前記イオンビームの前記静止イオンビーム端部を横切る半導体ウェハを走査するエンドステーションと、
(1)第1動作状態における第1ビーム偏向電圧に応えて、前記半導体ウェハに前記イオンビーム端部を照射させるように前記ビームパスの方向に前記イオンビームを導き、(2)第2動作状態における第2ビーム偏向電圧に応えて、前記半導体ウェハに対して前記イオンビーム端部を照射させないように前記ビームパスの方向から前記イオンビームを逸らすビーム偏向部と、
前記第2動作状態の間に、前記第2ビーム偏向電圧から前記第1ビーム偏向電圧へと迅速に切り替えて、前記第1動作状態に前記イオン注入器を遷移させるビーム制御回路と
を備え、
前記分析器は、前記第1動作状態において、前記イオンビーム端部が出射する分解口を含み、
前記ビーム偏向部は前記分析器の前記分解口に隣接し、(1)前記第1ビーム偏向電圧に応えて、適応種を本質的に含む前記イオンビーム端部が存在するように、前記分解口の方向に前記イオンビーム線源部の前記分離種を向けるとともに、(2)前記第2ビーム偏向電圧に応えて、前記イオンビーム端部が実質的に消滅するように、前記分解口から前記イオンビーム線源部の前記分離種を逸らす、イオン注入器。 - 前記ビーム制御回路は、前記第1動作状態の間に、前記ビーム偏向電圧を第1値から第2値へと迅速に切り替えることによって、前記イオン注入器を前記第2動作状態に遷移させる請求項1に記載のイオン注入器。
- 前記ビーム制御回路は、前記イオンビームの品質に影響を与える潜在的なグリッチを検出するグリッチ検出回路を有し、
前記グリッチの前記検出に応えて、前記第1値から前記第2値への前記ビーム偏向電圧の前記切り替えが起る請求項2に記載のイオン注入器。 - 前記グリッチ検出回路は、前記イオン注入器の内部における1または複数の電源の動作パラメータにおける突然の変位として前記グリッチを検出する電源監視回路を含む請求項3に記載のイオン注入器。
- 前記電源は、種抑圧供給および減速供給を有する請求項4に記載のイオン注入器。
- 前記グリッチ検出回路は、前記エンドステーションにおいて前記ビームの一部を受け取るようにファラデーカップを含む請求項3から5のいずれか1項に記載のイオン注入器。
- 前記ビーム偏向部は、一対の空間伝導板を含む請求項1から6のいずれか1項に記載のイオン注入器。
- 前記板の最初の一枚は、固定電位に接続され、前記板の次の一枚は、前記固定電位に対して、前記ビーム偏向電圧の前記第1および第2値を供給するためのスイッチと接続されている請求項7に記載のイオン注入器。
- 前記ビーム偏向電圧の前記第1値は、前記固定電位と等しく、前記ビーム偏向電圧の前記第2値は、前記固定電位に対して負の電位となる請求項8に記載のイオン注入器。
- 前記空間伝導板のそれぞれは、それぞれのスイッチを介して2つの電源のうちそれぞれ1つと接続され、前記電源は、前記ビーム偏向電圧が前記電源の大きさの合計となるような反対の両極性を有する請求項7から9のいずれか1項に記載のイオン注入器。
- 前記空間伝導板は、平面的であるとともに、実質的に互いに平行である請求項7から10のいずれか1項に記載のイオン注入器。
- 前記空間伝導板は、平面的であるとともに、前記分解口に近接する側がより狭くなるように平行から若干傾いている請求項7から10のいずれか1項に記載のイオン注入器。
- 前記イオンビーム端部は、前記エンドステーションの半導体ウェハの位置で、前記半導体ウェハを実質的に横切って伸びる水平横断面を有し、前記エンドステーションは、前記イオンビームの前記水平横断面に垂直な第1軸だけに沿ってウェハを走査する請求項1から12のいずれか1項に記載のイオン注入器。
- 前記イオンビーム端部は、前記エンドステーションで前記半導体ウェハの位置において実質的な円形横断面を有し、前記エンドステーションは、互いに垂直な第1および第2の軸に沿って、前記イオンビーム端部の軸に前記半導体ウェハを走査する請求項1から12のいずれか1項に記載のイオン注入器。
- 前記第1ビーム偏向電圧の値は、プログラム制御される請求項1から14のいずれか1項に記載のイオン注入器。
- イオン注入器の動作方法であって、
(A)前記イオン注入器の線源モジュールにおいて、注入動作の間静止するとともに、ビームパスに沿って照射されるイオンビーム端部を有するイオンビームを生成する工程と、
(B)イオン注入動作の間に、注入が起る第1動作状態において、
(i)前記イオン注入器のエンドステーションにおいて、半導体ウェハに前記イオンビームの前記静止イオンビーム端部が照射されて前記注入を生じるように、前記ビームパスを横切る前記半導体ウェハを走査する工程と、
(ii)前記イオンビームの品質に潜在的に影響を与えるグリッチを検出する工程と、
(iii)前記グリッチの検出に応えて、前記半導体ウェハ上の終端位置において、前記注入が中止されるように、前記イオンビーム端部を迅速に消滅する形で前記ビームパスの方向から前記イオンビームを逸らす工程と、
(C)続く第2動作状態において、注入が起っておらず、前記グリッチが発見されない場合に、
(i)前記ビームパスを横切る前記ウェハを再走査する工程と、
(ii)前記ビームパスと交差する前記ウェハ上の前記終端位置において、実質的に前記半導体ウェハ上の前記終端位置を開始位置として前記注入が再開されるように、前記イオンビーム端部が迅速に構築される形で、前記ビームパスの方向に前記イオンビームを向ける工程とを含み、
前記イオン注入器は、前記イオンビームの前記イオンビーム端部を生成するように、前記イオンビームのイオンビーム線源部内の種を空間的に分離する、磁石を有する分析器を含み、
前記分析器は、前記第1動作状態において、前記イオンビーム端部を出射する分解口を含み、
前記イオンビームの前記方向は、前記分析器の前記分解口に近接するビーム偏向部が(1)第1ビーム偏向電圧に応えて、本質的に適応種を含む前記イオンビーム端部が存在するように、前記分解口の方向に前記イオンビーム線源部の前記分離種を向け、(2)第2ビーム偏向電圧に応えて、前記イオンビーム端部が実質的に消滅するように、前記分解口の方向から前記イオンビーム線源部の前記分離種を逸らす、
イオン注入器の動作方法。 - 前記ビーム偏向部は、前記第1および第2のビーム偏向電圧が印加される一対の空間伝導板を含む請求項16に記載のイオン注入器の動作方法。
- 前記グリッチの検出は、前記グリッチを示す動作パラメータの突然の変位に対して、前記イオン注入器内の電源を監視する工程を含む請求項16または17に記載のイオン注入器の動作方法。
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