TW202018756A

TW202018756A - 離子植入裝置及射束駐留裝置

Info

Publication number: TW202018756A
Application number: TW108136362A
Authority: TW
Inventors: 八木田貴典
Original assignee: 日商住友重機械離子科技股份有限公司
Priority date: 2018-11-13
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2020-05-16
Also published as: US11017978B2; US20200152409A1; JP2020080242A; KR20200055661A; TWI812791B; CN111180301B; JP7132828B2; CN111180301A

Abstract

本發明抑制射束駐留裝置中的粒子的飛散。本發明的射束駐留裝置(24)具備：一對駐留電極(25a、25b)，隔著射束線路(A)而對置；及射束阻尼器，在比一對駐留電極(25a、25b)更靠射束線路(A)的下游側在一對駐留電極(25a、25b)的對置方向上遠離射束線路(A)而設置。一對駐留電極(25a、25b)中的至少一個包含在與射束線路(A)所延伸之方向及對置方向這兩個方向均正交之規定方向上隔開間隔而配置之複數個電極體(73a～73f)。複數個電極體(73a～73f)各自從射束線路的上游側朝向下游側延伸。

Description

離子植入裝置及射束駐留裝置

本申請主張基於2018年11月13日申請之日本專利申請第2018-212925號的優先權。該日本申請的全部內容藉由參閱援用於本說明書中。本發明係有關一種離子植入裝置及射束駐留裝置。

半導體製造步驟中，出於改變半導體的導電性之目的、改變半導體的晶體結構之目的等，標準性地實施向半導體晶圓植入離子之步驟(亦稱為離子植入步驟)。離子植入步驟中，可以使用沿朝向植入對象的半導體晶圓延伸之射束線路傳輸離子束之離子植入裝置。有時在射束線路的中途設置有用於使離子束從射束線路暫時退避以防對半導體晶圓照射離子束的射束駐留裝置。射束駐留裝置例如具備隔著射束線路而對置之一對駐留電極，利用施加於駐留電極之間之電場來使離子束偏轉(例如，參閱專利文獻1)。 (先前技術文獻) (專利文獻) 專利文獻1：日本專利第5242937號公報

(本發明所欲解決之課題) 有時在傳輸離子束之真空腔室內因各種因素而產生粒子，且有時在上述駐留電極的表面亦附著粒子。依發明人等的見解，可知若在駐留電極的表面附著有粒子之狀態下為了離子束的退避而對駐留電極施加高電壓，則在駐留電極的表面產生放電，進而可能在放電時使駐留電極表面的粒子飛散。粒子朝向射束線路飛散時，可能對半導體晶圓進行的離子植入處理造成影響。本發明的一樣態的例示性目的之一為，提供一種抑制射束駐留裝置內的粒子的飛散之技術。 (用以解決課題之手段) 本發明的一樣態的離子植入裝置在朝向晶圓傳輸離子束之射束線路的中途具備射束駐留裝置。射束駐留裝置具備：一對駐留電極，隔著射束線路而對置；及射束阻尼器，在比一對駐留電極更靠射束線路的下游側在一對駐留電極的對置方向上遠離射束線路而設置。一對駐留電極中的至少一個包含在與射束線路所延伸之方向及對置方向這兩個方向均正交之規定方向上隔開間隔而配置之複數個電極體。複數個電極體各自從射束線路的上游側朝向下游側延伸。本發明的另一樣態為配置於射束線路的中途之射束駐留裝置。該裝置具備：一對駐留電極，隔著射束線路而對置；及射束阻尼器，在比一對駐留電極更靠射束線路的下游側在一對駐留電極的對置方向上遠離射束線路而設置。一對駐留電極中的至少一個包含在與射束線路所延伸之方向及對置方向這兩個方向均正交之規定方向上隔開間隔而配置之複數個電極體。複數個電極體各自從射束線路的上游側朝向下游側延伸。另外，在方法、裝置、系統等之間相互置換以上的構成要件的任意組合、本發明的構成要件和表現形式者，作為本發明的樣態亦有效。 (發明之效果) 依本發明，能夠抑制射束駐留裝置中的粒子的飛散。

以下，參閱圖面對用於實施本發明的形態進行詳細說明。另外，圖式說明中對相同要件標註相同符號，並適當省略重複說明。又，以下所述之構成為例示，對本發明的範圍不做任何限定。對實施形態進行詳述之前說明概要。本實施形態為在朝向晶圓傳輸離子束之射束線路的中途設置有射束駐留裝置之離子植入裝置。射束駐留裝置具備：一對駐留電極，隔著射束線路而對置；及射束阻尼器，在比一對駐留電極更靠射束線路的下游側在一對駐留電極的對置方向上遠離射束線路而設置。射束駐留裝置利用施加於駐留電極之間之電場來使離子束偏轉以對偏離射束線路之射束阻尼器入射離子束，藉此防止離子束通過比射束駐留裝置更靠下游側。有時在傳輸離子束之真空腔室內因各種因素而產生粒子，且有時在上述駐留電極的表面亦附著粒子。依發明人等的見解，可知若在駐留電極的表面附著有粒子之狀態下為了離子束的退避而對駐留電極施加高電壓，則在駐留電極的表面產生放電，進而可能在放電時使駐留電極表面的粒子飛散。粒子朝向射束線路飛散時，可能對下游側的半導體晶圓進行的離子植入處理造成影響。因此，本實施形態中將駐留電極的表面形狀設為粒子不易附著的形狀。具體而言，由將駐留電極沿規定方向隔開間隔而配置之複數個電極體構成，以使粒子落在電極體之間的間隙中。藉此，在能夠產生放電之駐留電極的電極面上殘留粒子之可能性低，進而能夠抑制因放電產生之粒子的飛散。圖1係概略地表示實施形態之離子植入裝置10之頂視圖，圖2係表示離子植入裝置10的概略構成之側視圖。離子植入裝置10構成為對被處理物W的表面進行離子植入處理。被處理物W例如為基板，例如為半導體晶圓。為了便於說明，本說明書中有時將被處理物W稱為晶圓W，但這不表示將植入處理的對象限定於特定的物體。離子植入裝置10構成為使射束沿1個方向往返掃描，並使晶圓W沿與掃描方向正交之方向往返運動，藉此對整個晶圓W的處理面照射離子束。本說明書中，為了便於說明，將沿設計上的射束線路A行進之離子束的行進方向定義為z方向，將與z方向垂直的面定義為xy面。在離子束對被處理物W進行掃描時，將射束的掃描方向視為x方向，將與z方向及x方向垂直的方向視為y方向。因此，射束的往返掃描沿x方向進行，晶圓W的往返運動沿y方向進行。離子植入裝置10具備離子源12、射束線路裝置14、植入處理室16及晶圓傳送裝置18。離子源12構成為將離子束提供給射束線路裝置14。射束線路裝置14構成為從離子源12向植入處理室16傳送離子束。植入處理室16中收容有成為植入對象之晶圓W，並進行將從射束線路裝置14提供之離子束照射到晶圓W之植入處理。晶圓傳送裝置18構成為將植入處理前的未處理晶圓搬入到植入處理室16，並將植入處理後的處理完的晶圓從植入處理室16搬出。離子植入裝置10具備用於對離子源12、射束線路裝置14、植入處理室16及晶圓傳送裝置18提供所期望的真空環境的真空排氣系統(未圖示)。射束線路裝置14從射束線路A的上游側依次具備質譜分析部20、射束駐留裝置24、射束整形部30、射束掃描部32、射束平行化部34及角度能量過濾器(AEF；Angular Energy Filter)36。另外，射束線路A的上游是指靠近離子源12的一側，射束線路A的下游是指靠近植入處理室16(或射束阻擋器46)的一側。質譜分析部20設置於離子源12的下游，構成為藉由質譜分析對從自離子源12引出之離子束中選擇必要的離子種。質譜分析部20具有質譜分析磁鐵21、質譜分析透鏡22及質譜分析狹縫23。質譜分析磁鐵21對從離子源12引出之離子束施加磁場並使離子束依據離子的質量電荷比M=m/q(m為質量，q為電荷)的值向不同的路徑偏轉。質譜分析磁鐵21例如對離子束施加y方向(例如-y方向)的磁場，使離子束向x方向偏轉。質譜分析磁鐵21的磁場強度以具有所期望的質量電荷比M之離子種通過質譜分析狹縫23之方式被調整。質譜分析透鏡22設置於質譜分析磁鐵21的下游，且構成為調整對於離子束之收斂/發散力。質譜分析透鏡22調整通過質譜分析狹縫23之離子束的射束行進方向(z方向)的焦點位置，並調整質譜分析部20的質量分辨度M/dM。另外，質譜分析透鏡22不是必備構成，在質譜分析部20中亦可以不設置質譜分析透鏡22。質譜分析狹縫23設置於質譜分析透鏡22的下游，且設置於遠離質譜分析透鏡22之位置。質譜分析狹縫23，係構成為使基於質譜分析磁鐵21的射束偏轉方向(x方向)成為狹縫寬度，且具有x方向相對短且y方向相對長的形狀的開口23a。質譜分析狹縫23可以構成為為了調整質量分辨度而狹縫寬度為可變。質譜分析狹縫23由能夠沿狹縫寬度方向移動的兩片屏蔽體構成，且構成為狹縫寬度能夠藉由改變兩片屏蔽體之間的間隔而調整。質譜分析狹縫23可以構成為狹縫寬度藉由被切換成狹縫寬度不同的複數個狹縫中的任一個而可變。射束駐留裝置24構成為使離子束暫時從射束線路A退避，以阻斷朝向下游的植入處理室16(或晶圓W)之離子束。射束駐留裝置24能夠配置於射束線路A中途的任意位置，例如能夠配置於質譜分析透鏡22與質譜分析狹縫23之間。質譜分析透鏡22與質譜分析狹縫23之間需要保持一定的距離，因此藉由在其之間配置射束駐留裝置24，與配置於其他位置之情況相比能夠縮短射束線路A的長度，進而能夠實現離子植入裝置10的整體的小型化。射束駐留裝置24具備一對駐留電極25(25a、25b)及射束阻尼器26。一對駐留電極25a、25b隔著射束線路A而對置，且在與質譜分析磁鐵21的射束偏轉方向(x方向)正交之方向(y方向)上對置。射束阻尼器26設置於比駐留電極25a、25b更靠射束線路A的下游側，且從射束線路A沿駐留電極25a、25b的對置方向分開設置。第1駐留電極25a係配置於比射束線路A更靠近重力方向上側，第2駐留電極25b係配置於比射束線路A更靠近重力方向下側。射束阻尼器26係設置於比射束線路A更遠離重力方向下側之位置，且配置於質譜分析狹縫23的開口23a的重力方向下側。射束阻尼器26例如由質譜分析狹縫23的未形成有開口23a的部分構成。射束阻尼器26亦可以與質譜分析狹縫23分開構成。射束駐留裝置24利用施加於一對駐留電極25a、25b之間之電場使離子束偏轉，以使離子束從射束線路A退避。例如，以第1駐留電極25a的電位為基準對第2駐留電極25b施加負電壓，藉此使離子束從射束線路A向重力方向下方偏轉而入射於射束阻尼器26。圖2中，用虛線表示朝向射束阻尼器26之離子束的軌跡。又，射束駐留裝置24將一對駐留電極25a、25b設為相同的電位，藉此使離子束沿射束線路A通過下游側。射束駐留裝置24構成為能夠切換使離子束通過下游側之第1模式與使離子束入射於射束阻尼器26之第2模式而動作。在質譜分析狹縫23的下游設置有植入器法拉第杯28。植入器法拉第杯28構成為藉由植入器驅動部29的動作能夠出入射束線路A。植入器驅動部29使植入器法拉第杯28沿與射束線路A所延伸之方向正交之方向(例如y方向)移動。如圖2中的虛線所示，植入器法拉第杯28配置於射束線路A上時，屏蔽朝向下游側之離子束。另一方面，如圖2中的實線所示，植入器法拉第杯28從射束線路A上退離時，解除對朝向下游側之離子束的屏蔽。植入器法拉第杯28構成為計測藉由質譜分析部20進行質譜分析之離子束的射束電流。植入器法拉第杯28一邊改變質譜分析磁鐵21的磁場強度，一邊測定射束電流，藉此能夠計測離子束的質譜分析光譜。利用所計測之質譜分析光譜，能夠計算出質譜分析部20的質量分辨度。射束整形部30具備四極收斂/發散裝置(Q透鏡)等收斂/發散透鏡，且構成為將通過質譜分析部20之離子束整形為所期望的截面形狀。射束整形部30例如由電場式的三級四極透鏡(亦稱為三極Q透鏡)構成，且具有三個四極透鏡30a、30b、30c。射束整形部30藉由使用三個透鏡裝置30a～30c能夠分別獨立地調整x方向及y方向上的離子束的收斂或發散。射束整形部30可以包含磁場式的透鏡裝置，亦可以包含利用電場和磁場這兩者來對射束進行整形之透鏡裝置。射束掃描部32構成為提供射束的往返掃描，且為沿x方向掃描經整形之離子束之射束偏轉裝置。射束掃描部32具有在射束掃描方向(x方向)上對置之掃描電極對。掃描電極對連接於可變電壓電源(未圖示)，藉由週期性地改變施加於掃描電極對之間之電壓來改變在電極之間產生之電場，以使離子束向各個角度偏轉。其結果，離子束在x方向的整個掃描範圍進行掃描。圖1中，用箭頭X例示射束的掃描方向及掃描範圍，用單點鏈線示出掃描範圍內的離子束的複數個軌跡。射束平行化部34構成為使經掃描之離子束的行進方向與設計上的射束線路A的軌道平行。射束平行化部34具有在中央部設置有離子束的通過狹縫之圓弧形狀的複數個平行化透鏡電極。平行化透鏡電極連接於高壓電源(未圖示)，將藉由電壓的施加而產生之電場施加於離子束，使離子束的行進方向平行地對齊。另外，射束平行化部34可以被替換成其他射束平行化裝置，射束平行化裝置亦可以作為利用磁場之磁鐵裝置而構成。可以在射束平行化部34的下游設置有用於使離子束加速或減速的AD(Accel/Decel)管柱(未圖示)。角度能量過濾器(AEF)36構成為對離子束的能量進行分析並使所需能量的離子向下方偏轉而導入到植入處理室16。角度能量過濾器36具有電場偏轉用AEF電極對。AEF電極對連接於高壓電源(未圖示)。圖2中，藉由對上側的AEF電極施加正電壓，對下側的AEF電極施加負電壓，使離子束向下方偏轉。另外，角度能量過濾器36可以由磁場偏轉用磁鐵裝置構成，亦可以由電場偏轉用AEF電極對與磁場偏轉用磁鐵裝置的組合構成。如此，射束線路裝置14將應照射於晶圓W之離子束供給至植入處理室16。植入處理室16從射束線路A的上游側依次具備能量狹縫38、電漿噴淋裝置40、側杯42、中心杯44及射束阻擋器46。如圖2所示，植入處理室16具備保持1片或複數片晶圓W之壓板驅動裝置50。能量狹縫38設置於角度能量過濾器36的下游側，與角度能量過濾器36一起進行入射於晶圓W之離子束的能量分析。能量狹縫38係由在射束掃描方向(x方向)為橫長的狹縫構成之能量限制狹縫(EDS；Energy Defining Slit)。能量狹縫38使所期望的能量值或能量範圍的離子束朝向晶圓W通過，屏蔽除此以外的離子束。電漿噴淋裝置40位於能量狹縫38的下游側。電漿噴淋裝置40依據離子束的射束電流量向離子束及晶圓W的表面(晶圓處理面)供給低能量電子，抑制因離子植入而產生之晶圓處理面的正電荷的充電。電漿噴淋裝置40例如包括離子束所通過之噴淋管及向噴淋管內供給電子之電漿產生裝置。側杯42(42R、42L)構成為在進行對晶圓W離子植入的處理時測定離子束的射束電流。如圖2所示，側杯42R、42L相對於配置於射束線路A上之晶圓W左右(x方向)呈錯開配置，配置於離子植入時不屏蔽朝向晶圓W之離子束的位置。離子束超過晶圓W所在之範圍而沿x方向進行掃描，因此即使在離子植入時，掃描之射束的一部分亦會入射於側杯42R、42L。藉此，進行離子植入處理時的射束電流量藉由側杯42R、42L來計測。中心杯44構成為測定晶圓處理面上的射束電流。中心杯44，係構成為藉由驅動部45的動作成為可動，離子植入時係從晶圓W所在之植入位置退避，且晶圓W不在植入位置時被插入到植入位置。中心杯44一邊沿x方向移動一邊測定射束電流，藉此能夠測定x方向的整個射束掃描範圍的射束電流。中心杯44可以是複數個法拉第杯沿x方向排列形成為陣列狀，以便能夠同時計測射束掃描方向(x方向)的複數個位置上的射束電流。側杯42及中心杯44中的至少一個可以具備用於測定射束電流量的單一的法拉第杯，亦可以具備用於測定射束的角度資訊的角度計測器。角度計測器例如具備狹縫和在射束行進方向(z方向)上遠離狹縫設置之複數個電流檢測部。例如，利用沿狹縫寬度方向排列之複數個電流檢測部來計測通過狹縫之射束，藉此能夠測定狹縫寬度方向的射束的角度成分。側杯42及中心杯44中的至少一個可以具備能夠測定x方向的角度資訊的第1角度測定器及能夠測定y方向的角度資訊的第2角度測定器。壓板驅動裝置50包括晶圓保持裝置52、往返運動機構54、扭轉角調整機構56及傾斜角調整機構58。晶圓保持裝置52包括用於保持晶圓W的靜電吸盤等。往返運動機構54藉由使晶圓保持裝置52沿著與射束掃描方向(x方向)正交之往返運動方向(y方向)進行往返運動來使被晶圓保持裝置52保持之晶圓沿y方向進行往返運動。第2圖中，以箭頭Y例示出晶圓W的往返運動。扭轉角調整機構56為調整晶圓W的旋轉角之機構，藉由以晶圓處理面的法線為軸而使晶圓W旋轉來調整設置於晶圓的外周部之對準標記與基準位置之間的扭轉角。在此，晶圓的對準標記是指設置於晶圓的外周部之凹槽(Notch)或定向平面，且是指成為晶圓的結晶軸方向或晶圓的周方向的角度位置的基準之標記。扭轉角調整機構56設置於晶圓保持裝置52與往返運動機構54之間，且與晶圓保持裝置52一起往返運動。傾斜角調整機構58為調整晶圓W的斜度之機構，其調整朝向晶圓處理面之離子束的行進方向與晶圓處理面的法線之間的傾斜角(Tilt angle)。本實施形態中，作為傾斜角對晶圓W的傾斜角中以x方向的軸為旋轉的中心軸之角度進行調整。傾斜角調整機構58設置於往返運動機構54與植入處理室16的壁面之間，且構成為藉由使包括往返運動機構54之壓板驅動裝置50整體沿R方向旋轉來調整晶圓W的傾斜角。壓板驅動裝置50保持晶圓W，使得晶圓W能夠在離子束照射於晶圓W之植入位置與在與晶圓傳送裝置18之間搬入或搬出晶圓W之傳送位置之間移動。圖2表示晶圓W位於植入位置之狀態，壓板驅動裝置50以射束線路A與晶圓W交叉之方式保持晶圓W。晶圓W的傳送位置，係對應於藉由設置於晶圓傳送裝置18之傳送機構或傳送機器人而通過傳送口48而搬入或搬出晶圓W時的晶圓保持裝置52的位置。射束阻擋器46設置於射束線路A的最下游，例如安裝於植入處理室16的內壁。晶圓W不在射束線路A上時，離子束入射於射束阻擋器46。射束阻擋器46位於連接植入處理室16與晶圓傳送裝置18之間之傳送口48的附近，且設置於比傳送口48更靠鉛垂下方的位置。離子植入裝置10具備中央控制裝置60。中央控制裝置60控制離子植入裝置10的整體動作。中央控制裝置60硬體上藉由以電腦的CPU和記憶體為代表之元件和機械裝置來實現，軟體上藉由電腦程式等來實現，中央控制裝置60提供之各種功能可藉由硬體及軟體的配合而實現。接著，對射束駐留裝置24的構成進行詳述。圖3為詳細地示出射束駐留裝置24的構成之側視圖。圖3中，紙面的上下方向(y方向)與重力方向G平行。因此，第1駐留電極25a配置於重力方向上側，第2駐留電極25b配置於重力方向下側。圖3表示在上述第1模式下動作之射束駐留裝置24，通過駐留電極25a、25b之間之離子束B係通過質譜分析狹縫23的開口23a而朝向射束線路A的下游側。質譜分析狹縫23的基部23b由不鏽鋼和鋁等材料構成。在與射束駐留裝置24對置之質譜分析狹縫23的上游側的表面23c及開口23a設置有由石墨等構成之蓋部件23d。藉由設置蓋部件23d，質譜分析狹縫23的至少一部分能夠較佳地作為射束阻尼器26而發揮功能。第1駐留電極25a及第2駐留電極25b各自相對於基底板80而被固定。基底板80配置於第1駐留電極25a及第2駐留電極25b的重力方向下側。第1駐留電極25a藉由從基底板80沿重力方向上側延伸之第1支撐部件82支撐。第2駐留電極25b藉由從基底板80沿重力方向上側延伸之第2支撐部件84支撐。第1支撐部件82及第2支撐部件84的安裝位置並沒有特別限制，例如能夠將第1支撐部件82設置於射束線路A的下游側的位置，並將第2支撐部件84設置於射束線路A的上游側的位置。第1駐留電極25a由石墨或鋁等導電性部件的平板62構成，且構成為與第2駐留電極25b對置之第1電極面64成為平坦面。平板62以第1電極面64沿射束線路A的方式配置。平板62可以配置成第1電極面64與射束線路A嚴格平行，亦可以配置成第1電極面64與射束線路A大致成為平行，以便相對於射束線路A之第1電極面64的傾斜角成為5度以下等之較小的角度。為了防止第1駐留電極25a與第2駐留電極25b之間的放電，平板62的邊緣或角被實施R倒角。第2駐留電極25b由石墨或鋁等導電性部件構成。第2駐留電極25b構成為，與第1駐留電極25a對置之第2電極面74的至少一部分相對於射束線路A傾斜，且遠離射束線路A而靠近位於質譜分析狹縫23的開口23a的下方之射束阻尼器26。第2電極面74的傾斜角θ2係與使離子束B朝向射束阻尼器26退避時的射束偏轉角θ1相同，例如設定為10度～30度左右的角度，較佳地設定為15度～25度的角度。另一方面，第2駐留電極25b的底面75與射束線路A平行。在第2駐留電極25b的底面75的上游側的位置設置有用於連接第2支撐部件84的安裝部79。第2駐留電極25b具有主體部70、上游側連接部71及下游側連接部72。主體部70為具有相對於射束線路A傾斜之電極面之部分。主體部70由複數個電極體73(後述之圖4的電極體73a～73f)構成。上游側連接部71設置於主體部70的上游側，且連接複數個電極體73各自的上游端。下游側連接部72設置於主體部70的下游側，且連接複數個電極體73各自的下游端。在第2駐留電極25b的外周面76安裝有電源連接部86。電源連接部86從第2駐留電極25b的外周面76沿x方向延伸之後(參閱圖4)，朝向射束線路A的上游側延伸。電源連接部86經由切換開關87連接於電源88或地面(ground)89。切換開關87使射束駐留裝置24在第1模式下動作時連接於地面89，使射束駐留裝置24在第2模式下動作時連接於電源88的負極。電源88的正極連接於地面89。第1駐留電極25a、基底板80及第1支撐部件82構成為成為相同的電位，例如連接於地面89。另一方面，第2駐留電極25b相對於第1駐留電極25a施加負電壓。因此，需要確保第2駐留電極25b與基底板80之間的電絕緣，第2支撐部件84包含絕緣體(Insulator)等絕緣部件84a。因此，第2駐留電極25b與基底板80之間經由絕緣部件84a連接。在絕緣部件84a的周圍設置有內側絕緣蓋84b及外側絕緣蓋84c。內側絕緣蓋84b從基底板80朝向第2駐留電極25b延伸，外側絕緣蓋84c從第2駐留電極25b朝向基底板80延伸。絕緣蓋84b、84c例如為圓筒形狀，在軸向(y方向)上局部重疊的同時在徑向上分開設置。絕緣蓋84b、84c防止因污染物的附著引起之絕緣部件84a的絕緣性下降。圖4為詳細地示出了射束駐留裝置24的構成之主視圖。圖4係在質譜分析狹縫23的位置，自射束線路A的下游側朝向上游側觀察射束駐留裝置24之圖。第1駐留電極25a藉由配置於第2駐留電極25b的左右之第1支撐部件82L、82R支撐。同樣地，第2駐留電極25b藉由在其左右配置之第2支撐部件84L、84R支撐。在第2駐留電極25b的底面75的左右設置有安裝部79L、79R。在第2駐留電極25b的外周面76安裝有電源連接部86。電源連接部86沿與外周面76正交之方向(x方向)延伸。第2駐留電極25b的主體部70具有複數個電極體73a、73b、73c、73d、73e、73f(亦統稱為電極體73)。複數個電極體73在紙面的左右方向(x方向)上隔開間隔而配置。亦即，複數個電極體73在與射束線路A所延伸之方向(z方向)及駐留電極25a、25b的對置方向(y方向)這兩個方向均正交之規定方向(x方向)上隔開間隔而排列。複數個電極體73各自從射束線路A的上游側朝向下游側延伸，例如沿與排列有複數個電極體73之規定方向(x方向)正交之方向(沿yz平面之方向)延伸。在複數個電極體73各自之間設置有從第2電極面74朝向底面75貫穿主體部70之間隙77。第2駐留電極25b的第2電極面74的邊緣或角部被實施R倒角，且構成第2電極面74之上游側連接部71、下游側連接部72及電極體73的表面的至少一部分係由凸曲面構成。例如，構成第2電極面74之上游側連接部71及下游側連接部72的表面的至少一部分，係由沿x方向延伸之圓筒面構成。又，構成第2電極面74之電極體73的表面的至少一部分，係由沿與x方向正交之規定方向(沿yz平面之方向)延伸之圓筒面構成。圖5係表示第2駐留電極25b的構成之剖視圖，其與圖4的主視圖相對應。圖5表示複數個電極體73a～73f各自的截面形狀。如圖所示，構成第2電極面74之各電極體73a～73f的上表面係由凸曲面構成，圖5中成為圓弧狀的截面形狀。另一方面，構成底面75之各電極體73a～73f的下表面係成為平坦面。又，與各電極體73a～73f中相鄰之電極體對置之側面78亦成為平坦面。例如，與相鄰之第1電極體73a對置之第2電極體73b的側面78係由平坦面構成。複數個電極體73a～73f各自具有能夠進行適當的R倒角加工的程度大小的寬度w為較佳，例如具有5mm以上，較佳為具有10mm以上的寬度w為較佳。複數個電極體73a～73f各自的間隔d(亦即，間隙77的寬度)具有容易使粒子掉落之程度大小的間隔d為較佳，例如具有5mm以上，較佳為具有10mm以上的間隔d為較佳。複數個電極體73a～73f中的R倒角加工的曲率半徑，例如為5mm以上30mm以下。圖示之例子中，複數個電極體73a～73f的寬度w大於複數個電極體73a～73f的間隔d。例如，複數個電極體73a～73f的寬度w為10mm～30mm左右，複數個電極體73a～73f的間隔d為5mm～15mm左右。藉由將各電極體73的寬度w設為大於各電極體73的間隔d，能夠對離子束B施加更均勻的偏轉電場。另外，各電極體73的寬度w可以與各電極體73的間隔d相同，亦可以小於各電極體73的間隔d。圖示之例子中，複數個電極體73a～73f各自的排列方向(x方向)的寬度w彼此相等。另外，亦可以將複數個電極體73a～73f的寬度w設為不等。例如可以將靠近射束線路A的中央附近的電極體(例如，第3電極體73c及第4電極體73d)的寬度設成相對較小，將位於遠離射束線路A的左右端之電極體(例如，第1電極體73a及第6電極體73f)的寬度設成相對較大。圖示之例子中，複數個電極體73a～73f各自的間隔d亦彼此相等。另外，亦可以將複數個電極體73a～73f的間隔d設為不等。例如可以將靠近射束線路A的中央附近的電極體(例如，第3電極體73c及第4電極體73d)的間隔設成相對較大，將位於遠離射束線路A之左右之電極體(例如，第1電極體73a和第2電極體73b或第5電極體73e和第6電極體73f)的間隔設成相對較小。圖6為表示第2駐留電極25b的構成之頂視圖，示出從第1駐留電極25a的位置觀察之第2電極面74的形狀。圖6中為了便於理解圖面，對第2電極面74所佔之範圍加了陰影。如圖示所示，第2電極面74構成為梯子狀。又，第2駐留電極25b的外周面76具有角部被實施R倒角之形狀。又，包圍複數個電極體73a～73f的間隙77之側面78(或內周面)亦具有角部被實施R倒角之形狀。依以上構成，能夠較佳地抑制粒子附著於第2駐留電極25b的第2電極面74。圖7係示意地表示抑制粒子P的附著之機制，其與圖5的剖視圖相對應。射束線路裝置14的內部中，可能在各處產生粒子，例如在質譜分析狹縫23的開口23a的周圍或射束阻尼器26堆積有構成離子束之離子，或者堆積因離子束使得蓋部件23d等被濺射而升華之石墨等，藉此可能使堆積物的一部分剝落而產生粒子。如此產生之粒子可能朝向重力方向下側的駐留電極25的第2電極面74掉落。第2電極面74的主體部70、上游側連接部71及下游側連接部72全部由凸曲面構成，因此到達第2電極面74之粒子P可能沿該凸曲面掉落。在第2駐留電極25b設置有從第2電極面74朝向底面75貫穿之間隙77，因此沿凸曲面掉落之粒子P如用虛線D所示，通過間隙77掉落到第2駐留電極25b的下方。如此，能夠抑制粒子P附著(殘留)於第2駐留電極25b的第2電極面74上。其結果，能夠防止因附著於第2電極面74之粒子而引起在駐留電極25a、25b之間產生放電，進而能夠防止因放電使粒子飛散而使粒子沿射束線路A向下游側移動。以上，參閱上述各實施形態對本發明進行了說明，但本發明並不限定於上述各實施形態，適當組合或替換各實施形態的構成者亦屬於本發明。又，依據本領域技術人員的知識，還能夠適當改變各實施形態的組合或處理順序或者對實施形態加以各種設計變更等變形，且加以該種變形之實施形態亦包括在本發明的範圍內。上述實施形態中，示出了第2駐留電極25b具有主體部70、上游側連接部71及下游側連接部72之情況，但亦可以不設置上游側連接部71及下游側連接部72中的至少一個。圖8係表示變形例之第2駐留電極125b的構成之頂視圖，其與上述圖6相對應。本變形例之第2駐留電極125b具有上游側連接部171、複數個電極體173a、173b、173c、173d、173e、173f(亦統稱為電極體173)。第2駐留電極125b如圖示所示構成為梳齒狀，複數個電極體173的上游端藉由上游側連接部171而連接，另一方面，複數個電極體173的下游端172未彼此連接。複數個電極體173的下游端172構成為具有凸曲面。在本變形例中，亦能夠發揮與上述實施形態相同的效果。上述實施形態中，示出了第2駐留電極25b的第2電極面74全部由凸曲面構成之情況，但第2電極面74的一部分亦可以由平坦面構成。上述實施形態中，示出了第2駐留電極25b的側面(外周面76和內周面78)由平坦面構成之情況，但第2駐留電極25b的側面的至少一部分可以由凸曲面構成。例如，複數個電極體73各自可以構成為圓柱狀、長圓柱狀或橢圓柱狀。與複數個電極體73的延伸方向正交之截面可以是圓形、長圓形或橢圓形。圖9係表示變形例之射束駐留裝置224的構成之主視圖，其與上述圖4相對應。本變形例之第2駐留電極225b具有複數個電極體273a、273b、273c、273d、273e、273f(亦統稱為電極體273)，不具有上游側連接部或下游側連接部。各電極體273構成為圓柱狀、長圓柱狀或橢圓柱狀，各電極體273的上游端271及下游端272構成為具有凸曲面。各電極體273例如藉由與圖3及圖4中示出之安裝部79及第2支撐部件84類似之結構，相對於基底板80等結構體而被固定。又，各電極體的側面276、278構成為成為凸曲面。本變形例中亦能夠發揮與上述實施形態相同的效果。上述實施形態中，示出了配置於重力方向上側之第1駐留電極25a由平板62構成之情況，但第1駐留電極亦可以具有在規定方向(x方向)上隔開間隔而配置之複數個電極體。亦即，第1駐留電極可以構成為梯子狀或梳齒狀，亦可以僅由在規定方向上隔著間隔而配置之複數個電極體構成。上述實施形態中，示出了使複數個電極體73沿與規定方向(x方向)正交之方向延伸之情況。變形例中，可以使複數個電極體沿與規定方向(x方向)交叉之傾斜的方向延伸。圖10(a)及圖10(b)係示意地表示變形例之第2駐留電極325b的構成之頂視圖，其與上述圖6相對應。如圖10(a)所示，可以使複數個電極體373a相對於射束線路A從上游側連接部371a朝向下游側連接部372a傾斜延伸，並且使複數個電極體373a彼此平行地延伸。又，如圖10(b)所示，可以使複數個電極體373b的一部分相對於射束線路A從上游側連接部371b朝向下游側連接部372b傾斜地延伸，另一方面，使剩餘的電極體373b沿射束線路A延伸。又，亦可以設為複數個電極體373b的間隔從上游側朝向下游側逐漸變大。相反地，亦可以設為複數個電極體373b的間隔從上游側朝向下游側逐漸變小。上述實施形態中，示出了複數個電極體73的寬度w(粗細)從上游端至下游端均勻之情況。變形例中，亦可以將複數個電極體73的寬度w設為從上游端朝向下游端逐漸變大，或者相反地逐漸變小。上述實施形態中，示出了第1駐留電極25a由平板62構成且第1駐留電極25a的第1電極面64為平坦之情況。變形例中，亦可以構成為第1駐留電極25a並非由平板構成，而第1電極面64成為彎曲形狀或階梯形狀。上述實施形態中，示出了使射束駐留裝置24在第2模式下動作以使離子束退避時，使離子束向重力方向下側偏轉之構成。變形例中，亦可以構成為離子束退避時，使離子束向重力方向上側偏轉。此時，施加相對正電壓之第1駐留電極係配置於重力方向下側，施加相對負電壓之第2駐留電極則配置於重力方向上側。此時，配置於重力方向下側之第1駐留電極構成為具有在規定方向(x方向)上隔開間隔而配置之複數個電極體，且與第2駐留電極對置之第1電極面可以由凸曲面構成。另一方面，配置於重力方向上側之第2駐留電極可以構成為與具有複數個電極體之第1駐留電極對置之第2電極面係由平坦面構成，第2電極面亦可以不具有複數個電極體。此外，第1駐留電極及第2駐留電極各自可以具有複數個電極體。

10:離子植入裝置 21:質譜分析磁鐵 23:質譜分析狹縫 24:射束駐留裝置 25:駐留電極 25a:第1駐留電極 25b:第2駐留電極 26:射束阻尼器 64:第1電極面 71:上游側連接部 72:下游側連接部 73:電極體 74:第2電極面 A:射束線路 B:離子束 W:晶圓

圖1係表示實施形態之離子植入裝置的概略構成之頂視圖。圖2係表示圖1的離子植入裝置的概略構成之側視圖。圖3係詳細地示出射束駐留裝置的構成之側視圖。圖4係詳細地示出圖3的射束駐留裝置的構成之主視圖。圖5係表示第2駐留電極的構成之剖視圖。圖6係表示第2駐留電極的構成之頂視圖。圖7係示意地表示抑制粒子的附著之機制之圖。圖8係表示變形例之第2駐留電極的構成之頂視圖。圖9係表示變形例之射束駐留裝置的構成之主視圖。圖10中，圖10(a)及圖10(b)係表示變形例之第2駐留電極的構成之頂視圖。

24:射束駐留裝置

25a:駐留電極

25b:駐留電極

62:平板

64:第1電極面

70:主體部

71:上游側連接部

72:下游側連接部

73a:電極體

73b:電極體

73c:電極體

73d:電極體

73e:電極體

73f:電極體

74:第2電極面

75:底面

76:外周面

77:間隙

79R:安裝部

79L:安裝部

80:基底板

82L:第1支撐部件

82R:第1支撐部件

84b:內側絕緣蓋

84c:外側絕緣蓋

84R:第2支撐部件

84L:第2支撐部件

86:電源連接部

A:射束線路

B:離子束

Claims

一種離子植入裝置，係在朝向晶圓傳輸離子束之射束線路的中途具備射束駐留裝置，該離子植入裝置的特徵為，前述射束駐留裝置具備：一對駐留電極，隔著前述射束線路而對置；及射束阻尼器，係在比前述一對駐留電極更靠近前述射束線路的下游側且在前述一對駐留電極的對置方向上遠離前述射束線路而設置，前述一對駐留電極中的至少一個係包含複數個電極體，該複數個電極體係在與前述射束線路所延伸之方向及前述對置方向這兩個方向均正交之規定方向上隔開間隔而配置，前述複數個電極體各自從前述射束線路的上游側朝向下游側延伸。
如申請專利範圍第1項所述之離子植入裝置，其中前述複數個電極體中的至少一個沿與前述規定方向正交之方向延伸。
如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中前述複數個電極體中的至少一個相對於前述規定方向傾斜地延伸。
如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中前述一對駐留電極的前述對置方向為重力方向，前述複數個電極體至少設置於重力方向下側的駐留電極。
如申請專利範圍第4項所述之離子植入裝置，其中前述射束阻尼器設置於從前述射束線路向重力方向下側遠離之位置。
如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中前述一對駐留電極中的一個包含前述複數個電極體，前述一對駐留電極中的另一個具有隔著前述射束線路與前述複數個電極體對置之平坦面。
如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中前述一對駐留電極分別包含前述複數個電極體。
如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中前述複數個電極體各自的朝向隔著前述射束線路而對置之駐留電極露出之部分的至少邊緣被實施R倒角。
如申請專利範圍第8項所述之離子植入裝置，其中前述複數個電極體各自的前述露出之部分的表面具有平面及被實施R倒角之曲面。
如申請專利範圍第8項所述之離子植入裝置，其中前述複數個電極體各自的前述R倒角的曲率半徑為5mm以上30mm以下。
如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中，前述複數個電極體中的至少一個側面且在前述規定方向上與相鄰之電極體對置之側面為平坦面。
如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中與前述複數個電極體中的至少一個延伸方向正交之截面為圓形、長圓形或橢圓形。
如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中包含前述複數個電極體之駐留電極，係還包含沿前述規定方向延伸而連接前述複數個電極體各自的上游端之上游側連接部，前述上游側連接部的朝向隔著前述射束線路而對置之駐留電極露出之部分被實施R倒角。
如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中包含前述複數個電極體之駐留電極，係還包含沿前述規定方向延伸而連接前述複數個電極體各自的下游端之下游側連接部，前述下游側連接部的朝向隔著前述射束線路而對置之駐留電極露出之部分被實施R倒角。
如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中前述一對駐留電極中的一個沿前述射束線路而設置，前述一對駐留電極中的另一個相對於前述射束線路傾斜地設置，以便隨著朝向前述射束線路的下游側，在前述對置方向上遠離前述射束線路而靠近前述射束阻尼器。
如申請專利範圍第15項所述之離子植入裝置，其中相對於前述射束線路傾斜設置之駐留電極的傾斜角為10度以上30度以下。
如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中前述射束駐留裝置能夠切換第1模式和第2模式來進行動作，前述第1模式中將前述一對駐留電極設為相同的電位，藉此使前述離子束沿前述射束線路通過下游側，前述第2模式中對前述一對駐留電極之間施加規定的電壓，藉此將前述離子束入射於前述射束阻尼器。
如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其還具備：質譜分析磁鐵，係配置於比前述射束駐留裝置更靠近前述射束線路的上游側；及質譜分析狹縫，係配置於比前述射束駐留裝置更靠近前述射束線路的下游側，且用於對因前述質譜分析磁鐵而偏轉之離子束進行質譜分析。
如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其還具備：植入器法拉第杯，配置於前述射束駐留裝置的下游側，且插入於前述射束線路上而能夠屏蔽離子束。
一種射束駐留裝置，係配置於射束線路的中途，該射束駐留裝置的特徵為，具備：一對駐留電極，隔著前述射束線路而對置；及射束阻尼器，係在比前述一對駐留電極更靠近前述射束線路的下游側且在前述一對駐留電極的對置方向上遠離前述射束線路而設置，前述一對駐留電極中的至少一個係包含複數個電極體，該複數個電極體係在與前述射束線路所延伸之方向及前述對置方向這兩個方向均正交之規定方向上隔開間隔而配置，前述複數個電極體各自從前述射束線路的上游側朝向下游側延伸。