JP6632994B2 - 角度エネルギフィルタを用いた角度スキャン - Google Patents
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Description
本出願は、2014年4月30日出願の米国仮出願第61/986,350号、発明の名称「ANGULAR SCANNING USING ANGULAR ENERGY FILTER」の権利を主張し、本米国仮出願の内容は、内容全体を参照によって組み込まれる。
本開示は、おおむね、被加工物(workpiece)中へイオンを注入するための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、イオンビームを被加工物に対して相対的に第1方向にスキャン(scan)すると同時に、スキャンされたイオンビームの角度を第2方向に被加工物に対して相対的に選択的に変化させるためのシステムおよび方法に関する。
イオン注入システムは、集積回路の製造において半導体に不純物をドープするために用いられている。このようなシステムにおいて、イオン源は、所望のドーパント元素をイオン化し、ドーパント元素は、イオン源から所望のエネルギのイオンビームの形で引き出される。そして、イオンビームは、ドーパント元素を被加工物に注入するために、被加工物の表面に方向付けられる。イオンビームのイオンは、(例えば、半導体ウエハーにトランジスタデバイスを制作するのに望まれる)所望の伝導率の領域を形成するように、被加工物の表面を浸透する。典型的なイオン注入機は、イオンビームを発生するイオン源、磁場を用いてイオンビームを質量分解するための質量分析装置を含むビームラインアセンブリ、およびイオンビームによって注入される被加工物を収容する標的チャンバを含む。
本開示は、被加工物へのイオンビームの入射角度を選択的に変化させることができる新規性があるアプローチを提示する。これによって、イオンビームが進む角度は、選択された角度で被加工物に当たるように、変化させられる。故に、本開示は、システムと関連する処理能力を最大化し、所有コストを最小化すると共に、被加工物中にイオンを注入するためのシステム,装置,および方法を提示する。より詳細には、本開示は、イオン注入中に非加工物をスキャンすると同時に、小さな角度範囲で注入角度を連続的に変化させることを提示する。したがって、最終ドーパントプロファイルは、複数の離散的角度注入ステップを用いる従来の方法と対照的に、三次元トレンチ様(three-dimensional trench-like)構造にとってより均等になることができる。
〔図面の簡単な説明〕
図1は、本開示の様々な態様に係る典型的な三次元被加工物を示す。
本開示は、おおむね、被加工物中へイオンを注入するための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、イオンビームを被加工物に対して相対的に第1方向にスキャンすると同時に、スキャンされたイオンビームの角度を第2方向に被加工物に対して相対的に選択的に変化させるためのシステムおよび方法に関する。したがって、本発明は図面を参照して以下に説明されるであろう。図面中で、類似の参照符号は、全体に渡って類似要素を参照スルタンに用いられることがある。なお、これらの態様の説明は例示に過ぎず、限定的意味に判断されるべきでない。以下の説明において、例示の目的のために、多数の具体的な詳細は、本発明の理解を十分に深めるために陳述される。ただし、これらの具体的な詳細なく、本発明が実施されてもよいことは、当業者にとって明白である。さらに、発明の範囲は、添付の図面を参照して以下に説明される実施形態または実施例によって、限定されることを意図されておらず、添付の請求項および請求項と等価なものによってのみ限定されることを意図されている。
従来行われていたように、被加工物を回転させことと分離注入スキャンを実行することとを必要とせずに、1回の注入スキャン中に構造134の反対側壁140に注入することが可能である。例えば、本開示の注入は、詳細には、被加工物118の表面136が、傾き角無し(例えば、いわゆる“ゼロ度注入(zero-degree implant))でイオンビーム112の公称中心線144に垂直であるとき、有用であることができる。この場合、イオンビームは、例えば+/−10度のスキャン等、上述のようにAEF128を用いてスキャンされる。このようなAEFによるイオンビーム112のスキャンは、例えば、有利に、1回の衝突サイクルで反対側壁140の両側に衝突する。さらに、スクウェアトレンチ注入(square trench implant)のためのこのアプローチ(例えば、三次元構造138の底面および側壁)を用いて、従来の“クワッド注入”は、有利に、被加工物支持部120によって、および、イオンビーム112をスキャンするためにAEFを活用して、被加工物118の1回の九十度回転によって複写されることが可能である。このため、三次元構造134の4つの側面140全ては、従来は互いから九十度回転されていた4つの分離スキャンパスなしで、注入されることができる。
Claims (18)
- イオンビームを形成するように構成されたイオン源と、
前記イオンビームを質量分析するように構成された質量分析器と、
前記イオンビームを第1軸に沿ってスキャンするように構成された、これによってスキャンされたイオンビームを規定するイオンビームスキャナと、
その上に被加工物を支持し、当該被加工物が、前記第1軸に垂直な第2軸に沿ってスキャンされるように構成された被加工物支持部と、
角度注入装置と、
前記角度注入装置を制御するように構成された制御器と、を備え、
前記角度注入装置は、前記スキャンされたイオンビームの入射角度を前記第2軸に沿って前記被加工物に対して相対的に変化せるように構成されており、
前記制御器は、前記スキャンされたイオンビームが前記被加工物に衝突するのと同時に、前記スキャンされたイオンビームの入射角度を前記被加工物に対して相対的に変化させるように構成され、
前記角度注入装置は、前記イオンビームスキャナの下流に位置する角度エネルギフィルタを備え、
前記制御器は、前記角度エネルギフィルタへの入力を変化させるように構成されており、
前記スキャンされたイオンビームの入射角度を前記被加工物に対して相対的に変化させることは、前記スキャンされたイオンビームが前記被加工物に衝突するのと同時であることを特徴とするイオン注入システム。 - 前記角度エネルギフィルタは、1つ以上の磁気偏向モジュールと1つの静電気偏向モジュールとを備えることを特徴とする請求項1に記載のイオン注入システム。
- 前記角度注入装置は、さらに、前記被加工物支持部に結合可能な機械的装置を備え、
前記機械的装置は、さらに、前記スキャンされたイオンビームの入射角度を前記被加工物に対して相対的にさらに変化させるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のイオン注入システム。 - 前記制御器は、さらに、前記機械的装置および前記角度エネルギフィルタを制御するように構成されていることを特徴とする請求項3に記載のイオン注入システム。
- 前記機械的装置は、前記被加工物を前記イオンビームについて回転させるように構成されていることを特徴とする請求項3に記載のイオン注入システム。
- 前記角度注入装置は、前記被加工物支持部に結合可能な機械的装置を備え、
前記機械的装置は、さらに、前記スキャンされたイオンビームの入射角度を前記被加工物に対して相対的にさらに変化させるように構成されており、
前記制御器は、さらに、前記スキャンされたイオンビームが前記被加工物に衝突するのと同時に、前記機械的装置を制御するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のイオン注入システム。 - さらに、前記被加工物を前記イオンビームに対して相対的にスキャンするように構成された被加工物スキャナを備えることを特徴とする請求項1に記載のイオン注入システム。
- 複数の入射角度で被加工物にイオンを注入するための方法であり、
被加工物支持部上に被加工物を準備し、当該被加工物を、第1軸に垂直な第2軸に沿ってスキャンすることと、
イオンビームを、前記第1軸に沿って前記被加工物に対して相対的にスキャンすることと、
前記スキャンされたイオンビームが前記被加工物に衝突するのと同時に、前記スキャンされたイオンビームの入射角度を、前記第2軸に沿って前記被加工物に対して相対的に角度注入装置によって変化させることと、を含み、
前記スキャンされたイオンビームの入射角度を前記被加工物に対して相対的に角度注入装置によって変化させることは、角度エネルギフィルタへの入力を変化させることを含み、
前記スキャンされたイオンビームの入射角度を前記被加工物に対して相対的に変化させることは、前記スキャンされたイオンビームが前記被加工物に衝突するのと同時であることを特徴とする方法。 - 前記角度エネルギフィルタは、1つ以上の磁気偏向モジュールと1つの静電気偏向モジュールとを備えることを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記スキャンされたイオンビームの入射角度を前記被加工物に対して相対的に変化させることは、さらに、前記被加工物支持部の角度を前記スキャンされたイオンビームについて機械的に変化させることを含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記被加工物支持部の角度を機械的に変化させることは、前記スキャンされたイオンビームが前記被加工物に衝突するのと同時に、行われることを含むことを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記スキャンされたイオンビームの入射角度を前記被加工物に対して相対的に変化させることは、前記スキャンされたイオンビームが前記被加工物に衝突するのと同時に、前記被加工物支持部の角度を前記スキャンされたイオンビームについて機械的に変化させることを含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。
- イオンビームを形成するように構成されたイオン源と、
前記イオンビームを質量分析するように構成された質量分析器と、
前記イオンビームを第1軸に沿ってスキャンするように構成された、これによってスキャンされたイオンビームを規定するイオンビームスキャナと、
その上に被加工物を支持し、当該被加工物が、前記第1軸に垂直な第2軸に沿ってスキャンされるように構成された被加工物支持部と、
角度エネルギフィルタと、
前記角度エネルギフィルタを制御するように構成された制御器と、を備え、
前記角度エネルギフィルタは、前記スキャンされたイオンビームの入射角度を前記第2軸に沿って前記被加工物に対して相対的に変化せるように構成されており、
前記制御器は、前記スキャンされたイオンビームが前記被加工物に衝突するのと同時に、前記スキャンされたイオンビームの入射角度を前記被加工物に対して相対的に変化させるように構成されていることを特徴とするイオン注入システム。 - 前記角度エネルギフィルタは、前記イオンビームスキャナの下流に位置し、
前記制御器は、前記角度エネルギフィルタへの入力を変化させるように構成されており、
前記スキャンされたイオンビームの入射角度を前記被加工物に対して相対的に前記第2軸に沿って変化させることは、前記スキャンされたイオンビームが前記被加工物に衝突するのと同時であ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。 - 前記角度エネルギフィルタは、1つ以上の磁気偏向モジュールと1つの静電気偏向モジュールとを備えることを特徴とする請求項14に記載のイオン注入システム。
- 前記被加工物支持部は、さらに、前記被加工物支持部に結合されることが可能な機械的装置を備え、
前記機械的装置は、さらに、前記スキャンされたイオンビームの入射角度を前記被加工物に対して相対的にさらに変化させるように構成されており、
前記制御器は、さらに、前記機械的装置を制御するように構成されて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。 - 前記機械的装置は、前記被加工物を前記イオンビームについて回転させるように構成されていることを特徴とする請求項16に記載のイオン注入システム。
- 前記制御器は、前記角度エネルギフィルタおよび前記機械的装置の制御によって、前記被加工物の表面上に配置された三次元構造の複数の側面を一様に暴露するように構成されていることを特徴とする請求項17に記載のイオン注入システム。
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