TWI460760B - 離子植入設備及離子植入方法 - Google Patents

離子植入設備及離子植入方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI460760B
TWI460760B TW097113024A TW97113024A TWI460760B TW I460760 B TWI460760 B TW I460760B TW 097113024 A TW097113024 A TW 097113024A TW 97113024 A TW97113024 A TW 97113024A TW I460760 B TWI460760 B TW I460760B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
ion beam
ion
dose
mass analysis
wafer
Prior art date
Application number
TW097113024A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200906474A (en
Inventor
Mitsukuni Tsukihara
Takanori Yagita
Hiroshi Sogabe
Toshio Yumiyama
Mitsuaki Kabasawa
Original Assignee
Sen Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sen Corp filed Critical Sen Corp
Publication of TW200906474A publication Critical patent/TW200906474A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI460760B publication Critical patent/TWI460760B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
    • H01J37/045—Beam blanking or chopping, i.e. arrangements for momentarily interrupting exposure to the discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/304—Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/02—Details
    • H01J2237/0203—Protection arrangements
    • H01J2237/0213—Avoiding deleterious effects due to interactions between particles and tube elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/15—Means for deflecting or directing discharge
    • H01J2237/151—Electrostatic means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/304—Controlling tubes
    • H01J2237/30455—Correction during exposure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/317—Processing objects on a microscale
    • H01J2237/31701—Ion implantation
    • H01J2237/31703—Dosimetry

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Description

離子植入設備及離子植入方法
本申請案根據2007年4月10日提出申請之日本專利申請案No.2007－103194，並主張其優先權，該專利揭示之全文併入本文參考。
本發明與離子植入設備有關，更明確地說，本發明與離子植入設備及離子植入方法有關，其具有藉由質量分析磁鐵設備來提取包含具有所想要質量之離子的離子射束，之後，視需要藉由使該離子射束偏離射束軌跡線以抽離該離子射束的機制。
做為在半導體晶圓處形成n型或p型導電層的方法，有使用所謂的離子植入技術，用以加速由即將要被植入於晶圓之離子源所產生的離子成為離子射束。按照離子植入技術，包含具有所想要質量的離子之離子射束係藉由質量分析磁鐵設備而被提取出，之後，通過質量分析狹縫之該離子射束照射到晶圓(見專利參考文件1：JP－A－2006－156259)。
按照該離子植入技術，供應至離子源之所需離子物種的氣體在電漿室被離子化藉以產生電漿，並施予提取電極一預定的電壓以從該電漿中提取出離子射束。不過，即使當預定的電壓被施加到該提取電極時，不常見地，提取電 極之電位與電漿室之電位間的電位差，基於某些原因而變得等於或小於預定值，或因各種不同的原因而使得電漿的產生變得不穩定。當產生此現象時，在一種情況中是由於很難從該電漿中提取出離子射束，因此，無法提供離子植入所需的離子射束，或即使當可從該電漿室中提取出離子射束時，該離子射束也無法抵達晶圓。此現象通常被稱為"放電"、或"短路"、或"離子源的不穩定"，且在以下的解釋中將這些稱為"放電現象"。
當產生放電現象時，即很難確保離子射束的均勻性及確保所想要的劑量，且因此，必須停止對晶圓的離子植入。因此，離子植入設備係設置有測量機構，用以監視照射離子射束之區域中鄰近於晶圓之部分中的離子射束。當藉由測量機構偵測到無法提供所想要的離子射束時，即藉由大幅地偏轉該離子射束離開射束軌跡線，或在射束線中插入一射束測量構件或遮斷器(shutter)，以防止該離子射束抵達晶圓。做為用以監視的測量機構，例如，可以使用離子射束入射類型的劑量杯。
在藉由偏轉該離子射束離開射束軌跡線以防止該離子射束抵達晶圓之期間，亦即，在抽離該離子射束的期間，有瞬間偏轉離子射束的高速抽離，以及保持抽離狀態一短時間周期(稱為射束停駐(beam park))的暫時抽離。在這兩種情況中，按照例如在該離子植入設備中包括有射束掃描器的離子植入設備，藉由將該離子射束偏轉到遠超過該射束掃描器之正常掃描範圍的一側以實施高速抽離， 以及藉由保持該抽離狀態一段短時間周期以實施暫時的抽離。
圖1為解釋在射束掃描器中抽離離子射束的平面剖視圖。雖然在稍後會有解釋，但射束掃描器200係藉由配置在掃描器外殼210內之掃描電極對220－1及220－2的靜電偏轉掃描以往復掃描離子射束。在圖1中，離子射束B1的掃描範圍以點鏈線來予以表示。此外，編號230表示一平行透鏡。平行透鏡230係用來再偏轉在水平方向上相對於該離子射束在入射到射束掃描器200前之中央軌跡(在圖中以粗線表示)偏轉一角度之離子射束以與該中央軌跡平行，且稍後將對其加以描述。
按照上述的抽離方法，當離子射束的有效直徑係相對較小時，對於確保抽離空間或對周邊構件幾乎沒有影響。不過，當離子射束的有效直徑係相當大時，射束掃描器的掃描電極必須建構成特殊的形狀，以便離子射束在被抽離時不會撞擊到掃描電極上。此外，由於為確保抽離該離子射束之位置的設計困難，且照射大直徑離子射束濺擊周邊構件或類似物的影響也很難處理。在此指出，具有橢圓形或平剖面形狀，特別是在橫向方向上具有較大直徑，都是做為具有大有效直徑之離子射束的例子。
另一方面，在未設置有射束掃描器之離子射束固定式之離子植入設備的情況中，在植入離子中，離子射束是由 承載晶圓之圓盤背側上的射束測量設備來測量。在此情況中，當射束測量裝置偵測到放電現象或類似之離子射束的不適條件時，藉由將用來測量離子射束的注入器旗標法拉第杯插入到射束線中來截斷該離子射束以抽離該離子射束。按照該方法，注入器旗標法拉第杯被機械式地插入到該射束線中，且因此，很難實現離子射束的高速抽離與在極短時間周期內暫時抽離。
有鑑於此類問題而完成本發明，且本發明之目的在於提供一離子植入設備及離子植入方法，不論離子射束的直徑或剖面形狀，都能夠實現該離子射束的高速抽離與暫時抽離，且不會對周邊構件產生影響。
按照本發明之態樣的離子植入設備，包括藉由將自離子源提取出之離子射束經由質量分析磁鐵設備及配置在其下游側之質量分析狹縫而照射於晶圓以植入離子的射束線。該離子植入設備另包含偏轉設備，係配置在該射束線從該質量分析磁鐵設備之出口到該質量分析狹縫之前側或該質量分析狹縫之後側的段處，用以藉由電場的操作而使該離子射束偏轉於偏離射束軌跡線的預定方向上。該偏轉設備被組構以便實施從該射束軌跡線抽離離子射束的高速抽離操作，以及包含該高速抽離操作與一段預定時間周期之抽離狀態保持操作的暫時抽離操作。
按照本發明的離子植入設備，當該偏轉設備進入偏轉操作狀態時，藉由偏轉離開射束軌跡線，使該離子射束被帶入被抽離的狀態。藉此，該離子射束不會前進到該質量 分析狹縫的下游側，且因此，例如，當偵測到所產生的放電現象時，在該離子射束被抽離的情況中，可避免由於放電現象所引起之不均勻離子射束的離子被植入到該晶圓。之後，當該放電現象不產生時，被抽離的該離子射束被解除，離子植入可重新開始。
按照本發明的離子植入設備，另包含射束掃描器，用以在該質量分析狹縫之下游側的水平方向上或除了該水平方向上的特定方向上周期性地往復掃描該離子射束。
在按照本發明的離子植入設備中，該離子射束在該質量分析狹縫處於該水平方向上被收歛，且在通過該質量分析狹縫之後，被該質量分析磁鐵設備所發散，並在該射束掃描器之前側，該離子射束在該水平方向上被發散，並在垂直方向上被收歛。在此情況中，該偏轉設備係配置於在水平方向上從發散被導向收歛之中間處理的中間位置處，或在該射束軌跡線上從收歛被導向發散之中間處理的中間位置處。
在按照本發明的離子植入設備中，吾人所想要的偏轉設備包括一對偏轉電極，係配置成藉由插入該離子射束以便彼此面對，並在該離子射束前進的方向上延伸，且該對偏轉電極的其中一者，在該離子射束之前進方向上的中途，在離開該等偏轉電極之另一者的方向上被彎曲，且該離子射束在被彎曲的該方向上被偏轉。在此情況中，吾人所想要的該偏轉電極對與該質量分析狹縫係容納於一外殼中，且在該質量分析狹縫之上游側的表面與該外殼的內壁上 配置包含一材料的離子射束接收構件，因抽離被偏轉的該離子射束撞擊在該材料上，且藉由該材料，經由碰撞該離子射束而產生較少的濺擊。
按照本發明的離子植入設備，可另包含用以測量藉由該離子射束之入射而到達該晶圓之劑量的劑量測量部，；用以決定所測量的劑量是否正確的決定部；以及當在植入該離子期間該所測量的劑量被決定為不正確時，用以藉由該偏轉設備來實施該離子射束之暫時抽離操作的控制部。
按照本發明的離子植入設備，還可另包含當該劑量被決定為不正確時，用以儲存該晶圓之位置資訊的記錄部；以及用以將該晶圓抽離到照射該離子射束之區域的外側的晶圓抽離部。在此情況中，當該預定的時間周期過去後，該控制部藉由停止該暫時抽離操作以將該離子射束恢復到該射束軌跡線上，且當由該劑量測量部所再次測量之該劑量被該決定部決定為正確時，該控制部再次執行該暫時抽離操作，且該晶圓抽離部將該晶圓恢復到儲存於該記錄部中的位置，連續地，該控制部藉由停止該暫時抽離操作而重新從該所儲存的位置開始照射該離子射束。
藉由如此之構造及操作，當該劑量被決定為不正確時，該晶圓的位置資訊被儲存，且因此，當該放電現象大概被產生時，即使在該晶圓被從植入該離子之位置抽離的情況中，在一預定的時間周期之後，當其決定該劑量為正確時，該晶圓可根據該所儲存的位置資訊恢復到被抽離前的位置。因此，即使在植入該離子之該中途產生該放電現象 時，該離子植入仍可從當產生該放電現象時的該植入位置重新開始該離子植入。
在按照本發明的離子植入設備中，可配置注入器旗標法拉第杯，以便能夠在該射束掃描器的上游側被送入該射束線中或從該射束線中取出。在此情況中，當該重新測量的劑量被決定為不正確時，該注入器旗標法拉第杯被插入到該射束線，且該控制機構解除該暫時抽離操作。
按照本發明另一態樣的離子植入方法，係藉由將提取自離子源之離子射束經由質量分析磁鐵設備及配置在其下游側之質量分析狹縫而照射於晶圓以植入離子。當在該離子射束處產生一有害條件時，該離子植入方法在該質量分析磁鐵設備與該質量分析狹縫間之射束線區帶或在該質量分析狹縫之後側，藉由在偏離該射束軌跡線的預定方向上，以電場之操作來偏轉該離子射束，並藉由保持該偏轉一段預定的時間周期，藉以使該離子射束不照射於該晶圓上一段預定的時間周期。
在按照本發明的離子植入方法，在該質量分析狹縫之下游側係配置有一射束掃描器，用以在水平方向上或除了該水平方向上的特定方向上，周期性地往復掃描該離子射束。在此情況中，在植入該離子期間測量該晶圓的劑量，且決定該所測量到的劑量是否正確，且當於所測量的劑量被決定為不正確時，該暫時抽離操作被執行。
在按照本發明的離子植入方法，當該劑量被決定為不正確時，除了該暫時抽離操作以外，當該劑量被決定為不 正確時之該晶圓的位置資訊被儲存，且該晶圓被抽離到照射該離子射束之區域的外側。在此情況中，當該預定的時間周期過去時，藉由停止該暫時抽離操作以使該離子射束重新恢復到該射束軌跡線，該劑量被再測量，且決定該劑量是否正確，且當決定該被重新測量的劑量係正確時，該暫時抽離操作再度被執行，該晶圓返回到該所儲存的位置，之後，該暫時抽離操作被停止，且從該所儲存的位置處重新開始照射該離子射束。
在按照本發明的離子植入方法，吾人想要注入器旗標法拉第杯能夠在該射束掃描器的上游側被送入該射束線中或從該射束線中取出。在此情況中，當該方法決定該重新測量的劑量被決定為不正確時，該注入器旗標法拉第杯被插入到該射束線，且該暫時抽離操作被解除。
按照本發明，不論該離子射束的射束直徑或射束剖面形狀，都能夠實現離子射束的高速抽離與暫時抽離，且不會對在該射束線上的周邊構件產生影響。
現將參考以下各圖式來解釋按照本發明之離子植入設備的實施例。圖2A及2B為當本發明應用於單晶圓式離子植入設備時的示意視圖，特別是，圖2A為平面視圖，而圖2B為側視圖。現將從由離子源10為起點所構成之射束線的最上游側來解釋離子植入設備1之構造。離子源10的出口側設置有用以從離子室內部所產生之電漿提取 出離子射束的提取電極12。提取電極12的下游側附近設置有抑制電極14，用以抑制包括在從提取電極12所提取出之離子射束中的電子流回提取電極12。離子源10與離子源高電壓源16相連接，且提取電源20係連接於提取電極12與終端18之間。
提取電極12的下游側配置有質量分析磁鐵設備22，藉由從入射的離子射束中分離出所想要的離子以提取出包含所想要離子的離子射束。質量分析磁鐵設備22的下游側配置有一用以在縱向(垂直)方向上聚焦或收歛離子射束的第一四極垂直聚焦電磁鐵24，一用以將離子射束偏離射束軌跡線的停駐(park)電極26，一供該離子射束中包含有所要質量之離子之離子射束通過的質量分析狹縫28，以及一用以在縱向方向上聚焦或收歛離子射束的第二四極垂直聚焦電磁鐵30。停駐電極26與質量分析狹縫28係容納在由一材料所構造成的停駐外殼27內，在其中，很難出現鋁或類似物的交叉污染。此外，至於質量分析狹縫28，除了固定型式的單一狹縫之外，也可使用複數級的切換式質量分析狹縫。按照複數級的切換式質量分析狹縫，例如，用於高射束流的橢圓/或卵形狹縫、用於低射束流之長且窄的圓形狹縫、以及用於確認射束軌跡軸之直徑極小之狹縫的3級狹縫尺寸被機械式地切換。
第二四極垂直聚焦電磁鐵30的下游側配置有用來視需要截斷離子射束及測量射束流的注入器旗標法拉第杯32、用來在與離子射束前進方向垂直之水平方向上周期性 地往復掃描該離子射束的射束掃描器36。射束掃描器36的上游側與下游側分別設置有掃描器抑制電極34及38，具有能夠限制離子射束之剖面尺寸大小，抑制該離子射束之發散及遮蔽四周以保護掃描電場的開口。此外，注入器旗標法拉第杯32被做成能夠藉由驅動機構在上與下的方向上插入該射束線中或從該射束線中取出，此情況在稍後解釋。此外，注入器旗標法拉第杯32、射束掃描器36、及掃描器抑制電極34及38都容納在由鋁所製成的掃描器外殼37中。
位在從提取電極12至掃描器外殼37之射束線上的各個構件都容納在終端18中。終端18與終端電源19相連接。因此，停駐外殼27與掃描器外殼37的電位與終端18的電位相同，以構成終端電源19的電位。
在射束掃描器36的下游側配置平行透鏡40，用於將在水平方向上被偏轉到相對於中央軌跡(在離子射束被射束掃描器36掃描前的中央軌跡)具有一角度的離子射束，再偏轉到與該中央軌跡平行，以及用以加速或減速該離子射束加速/減速柱42。平行透鏡40係由複數個圓弧形且其中央鑽有供該離子射束通過之孔的電極所組成。從平行透鏡40之上游側開始的第一電極被保持在該終端電位。第二電極被稱為抑制電極，藉由與抑制電源44相連接以抑制電子流入。第三電極與平行透鏡電源46相連接，因此，在第二電極與第三電極之間產生電場，且在水平方向偏轉的離子射束，變為與在被偏轉前的中央軌跡平行。平 行透鏡40係藉由利用該電場之結構建構而成，且該離子射束被第二電極與第三電極之間的電位差減速。亦即，被射束掃描器36偏轉的離子射束在被第二電極與第三電極間之電場偏轉及被減速之前，其軌跡先在與中央軌跡平行的方向上被修正。
加速/減速柱42係由一或多個直線形的電極所構成。從加速/減速柱42之上游側開始的第一電極與平行透鏡電源46相連接，與平行透鏡40的第三電極類似。第二及第三電極分別與第一加速/減速柱電源48及第二加速/減速柱電源50連接。藉由調整這些電源的電壓，離子射束被加速或減速。此外，第四電極被接地到接地電位。加速/減速柱42的下游側配置有混合式的角能量過濾器(在後文中稱為AEF)52。AEF 52為一用來選擇到達目標加速能量之離子射束的能量過濾器。AEF 52包括用於磁場偏轉的磁性偏轉電磁鐵，以及用於靜態偏轉的靜態偏轉電極。磁性偏轉電磁鐵係配置在AEF室54的四周，且係由包圍AEF室54之上、下、左、及右側的軛鐵構件及纏繞於軛鐵構件周圍的線圈組所構成。此外，磁性偏轉電磁鐵係與直流電壓電源相連接(未圖示說明)。
另一方面，靜態偏轉電極係由上與下AEF電極對56所組成，且配置成使離子射束從上與下的方向插入。在AEF電極對56中，分別對上側的AEF電極56施以正電壓及對下側的AEF電極56施以負電壓。在被磁場偏轉中，離子射束被來自磁性偏轉電磁鐵的磁場向下側偏轉大約 20度，且僅具有目標能量的離子射束被選擇。另一方面，在被磁場與電場或僅電場偏轉中，離子射束被來自磁性偏轉電磁鐵之磁場與AEF電極對56間所產生之電場的結合操作或電場的偏轉操作而向下側偏轉大約20度，且僅具有目標能量的離子射束被選擇到。
按此方式，AEF 52係視需要而使用磁場、電場、及磁場與電場兩者的混合型式，且因此，在輸送低能量的射束中，可主要使用電子限制效果佳的磁場，以及在輸送高能量的射束中，除了使用磁場偏轉與靜態偏轉兩者之外，也可使用僅只電場的偏轉操作。此外，由離子源10之氣體的能量或種類來區分何時一直使用磁場，或何時使用磁場及電場兩者，或僅使用電場的偏轉操作。
AEF 52係設置有AEF電漿噴灑器60，藉由供應電子來限制離子射束的發散，以提升將離子射束輸送至晶圓58的效率。此外，AEF 52在AEF電漿噴灑器60的上游側與下游側分別配置AEF抑制電極62及64。AEF抑制電極62及64主要用來限制電子障及離子射束之剖面形狀的尺寸。
AEF室54的壁係配置有複數個永久磁鐵66，用以形成一尖形磁場。藉由形成尖形磁場，電子被限制在AEF室54的內部。各個永久磁鐵66被配置成使得其磁極指向AEF室54的內部，且鄰接的磁極具有相反的磁極。此外，在AEF室54的出口側設置有撞擊板68，用以接收未被AEF 52偏轉而直進之離子因中和所構成的中性粒子或類 似物。
處理室(真空處理室)70與AEF室54相連接。在處理室70的內部配置可選擇的能量狹縫(在後文中稱為SES)72。可選擇的能量狹縫72被配置成離子射束從上及下的方向插入。上與下可選擇的狹縫每一個包括4個狹縫面，在選擇了狹縫面之後，藉由進一步在上與下的方向中調整上與下可選擇狹縫的軸，並轉動該等軸，即可提供所要的狹縫寬度。藉由按照離子的物種連續選擇4個狹縫面，即可降低交叉污染。
電漿噴灑器74供應低能量電子，與離子射束一起到達晶圓58的正面，以中和及限制由於離子植入所產生之正電荷的充電。在電漿噴灑器74的左與右端分別配置用來測量劑量的劑量杯76。特別是，劑量杯與電流測量電路相連接，並藉由測量該離子射束入射到其上的射束流來測量劑量。
射束剖面儀78包括用以測量離子植入位置處之射束流的射束剖面儀杯(未圖示說明)，以及用以測量射束形狀及射束X－Y位置的垂直剖面杯(未圖示說明)。在植入離子或類似動作之前，當在水平方向移動之同時，射束剖面儀78測量離子植入位置處的離子射束密度。當測量該射束剖面之結果為離子射束之預測的非均勻性(PNU)不滿足處理的要求時，施加於射束掃描器36的電壓或類似物被自動地調整，以滿足處理條件。垂直剖面儀杯藉由測量離子植入位置處的射束形狀以確認射束寬度與射束中 央位置。
在射束線的最下游側配置具有與法拉第杯類似之射束流測量功能的3面式射束收集器(TSBD)80，用以測量最終設定射束(final setup beam)。3面式射束收集器80藉由按照離子源10的氣體種類而切換三角柱的3個面以減少交叉污染。此外，射束線係自然地保持在高真空中。
圖3的視圖係用以解釋配置在從質量分析磁鐵設備22之出口到質量分析狹縫28前之射束線段處之偏轉設備的原理，其構成按照本實施例之特徵部分的其中之一。雖然本實施例可使用藉由電場偏轉或者藉由磁場偏轉的偏轉設備，但在以下將按照使用包含一對電極之停駐電極的電場系統來解釋偏轉設備。
如圖3所示，停駐電極係由配置在上與下側的一對電極102及104所組成，以使離子射束從上與下的方向插入。如圖2A及圖2B所解釋者，停駐外殼27的電位與終端18的相同，且按照在終端電位的停駐電極，在上側的電極102施以零電壓(或施以正電壓)，且該電極因此被稱為正電極，而在下側的電極104施以負電壓，且該電極因此被稱為負電極。當正電極102被施以零電壓(或施以正電壓)且負電極104被施以負電壓時，等位線係藉由分別連續連接提供於正電極102之兩端部間與負電極104之兩端部間之具有相同電位之點所構成。在此也可提供與等位線正交，且方向是從正電極102至負電極104之用於指示電場方向的電力線。不過，在圖3中，所繪製的等位線與 電力線都被誇大以便於瞭解。此外，當停駐外殼27係配置在終端18的外部時，停駐外殼27的電位被設定到相對於接地電位的任意電位。
圖4的側視圖顯示當離子射束通過正電極102與負電極104之間時的行為。如圖4所示，當上側電極保持在零電位(或施加以預定的正電壓)及下側電極被施加以預定的負電壓時，則在正電極102與負電極104之間產生從正電極102指向負電極104的電場。從此，當離子射束通過兩電極之間時，該離子射束被電場偏轉到從射束軌跡線到負電極104的較低側(以雙點鏈線指示)。
離子射束被電場按此方式而從射束軌跡線偏轉到較低側，且因此，需要藉由預測被偏轉到較低側的角度(或距離)來決定兩電極分開的距離。不過，在兩電極間之電位差為固定的情況中，當兩電極分開的距離被拉長時，電場強度被減弱。因此，按照本發明，採用藉由在沿著離子射束前進的方向上，將其中一個電極在中途彎曲到該離子射束偏轉的預定角度(或距離)而使兩電極間之間距漸擴張的構造。
在藉由使得正電極102在零電壓(亦即終端電位)而對負電極104施加負電壓的構造中，與對正電極102施加正電壓的構造相較，二次電子不會被吸引到正電極102，且因此，在正電極102中因二次電子之電流流動的機率可被限制。另一方面，按照藉由參考終端電源38之電位，另施加正電壓於正電極102，並施加負電壓於負電極104 之構造，雖然偏轉離子射束的力道大，但撞擊到停駐外殼27內部壁表面或類似物而產生的二次電子，有可能被正電極102所吸附，且有電流在正電極102中流動。此外，在後者的構造中，需要對正電極102施加正電壓電源及對負電極104施加負電壓電源。不過，在前者的構造中，停駐外殼27的電位與正電極102相同，且因此，僅藉由準備施加於負電極104的負電壓電源，停駐電極的電源即可被確保。因此，從確保電源的觀點及從確保不同電位間之絕緣的觀點來看，前者的構造可被視為更優於後者構造的構造。
圖5A及5B係顯示做為按照本發明之偏轉設備來操作之停駐電極的垂直剖視圖及橫剖面視圖。如圖5A所示，停駐電極26係由對應於正電極102的正電極26－1及對應於負電極104的負電極26－2所構成。正電極26－1係在水平方向延伸的電極，而負電極26－2係沿著離子射束前進的方向延伸，且從其中途開始朝向離開正電極26－1的方向被彎曲。特別是，負電極26－2在離開正電極26－1的方向上，以實質上與偏轉離子射束之曲率半徑相同的曲率半徑被彎曲。其結果是即使當離子射束被停駐電極26所產生的電場偏轉時，該離子射束也不會撞擊到負電極26－2上。此外，圖5B係圖5A的橫剖面視圖，顯示在從如圖2A中所示質量分析磁鐵設備22到達質量分析狹縫28的段中，離子射束在停駐電極部之水平方向上的收歛。
圖6A的垂直剖視圖顯示停駐電極與質量分析狹縫， 以及容納該兩者的停駐外殼。在圖6A中，停駐電極26被配置在前側，亦即，在質量分析狹縫28的上游側，由雙點鏈所指示的射束軌跡線處。停駐電極26與質量分析狹縫28被容納在以鋁或類似物為材料所構成的停駐外殼27內，在該外殼內，交叉污染幾乎不存在。圖6B係沿著圖6A之b－b線所取出的剖視圖。如圖6B所示，質量分析狹縫28的中央設置一孔120，以供包含有該離子射束中預定質量之離子的離子射束通過。此外，質量分析狹縫28之上游側的面、孔120的壁表面、停駐外殼27對應於負電極26－2下游側的內壁表面，都被石墨(離子射束接收構件)122所覆蓋。與鋁或類似材料相較，即使當離子射束撞擊於其上時，石墨122都很難被濺飛，且很難被片狀剝落。此外，當晶圓58為矽晶圓時，石墨(碳的同素異性體)122為同性質的元素，且因此，即使當石墨122的顆粒被意外地植入到晶圓58，其對晶圓特性所造成的影響也極小。此外，在未設置石墨122壁的情況中，當被抽離之離子射束撞擊在停駐外殼27期間的時間周期長時，被濺擊之鋁的表面會有相當大的改變，且因此，暫時抽離離子射束的時間周期必須減至最短。
在圖7A中，當停駐電壓未施加於停駐電極26，正電極26－1與負電極26－2間沒有電位差，且在停駐電極26處不存在有電場時，來自質量分析磁鐵設備22的離子射束沿著射束軌跡線通過停駐電極26。在通過停駐電極26的離子射束中，由預定質量之離子所組成的離子射束通過 質量分析狹縫28的孔120。通過質量分析狹縫28之孔120的離子射束前進到配置在下游側的射束掃描器36(參考圖2A)。
另一方面，當藉由施加停駐電壓而使電場出現於由正電極26－1與負電極26－2所組成的停駐電極26時，來自質量分析磁鐵設備22的離子射束被停駐電極26偏轉到負電極26－2之側的較下側，如圖7A中的粗線所示。在離子源10處之提取電壓等於或高於數10kV的情況中，施加於負電極26－2的電壓以約為其的10%為較佳。以此種偏轉來抽離離子射束，遠快於(微秒等級)以機械方式實施的偏轉，並將其稱為高速抽離。被偏轉的離子射束保持在撞擊到質量分析狹縫28上游側之面上，或撞擊到停駐外殼27內壁之石墨122上的狀態。該狀態通常持續一段大約數秒的短時間周期，且被稱為離子射束的暫時抽離。此狀態中，當電位差因使施加於停駐電極26之電源關閉而消失時，則進入電場不存在於停駐電極26的狀態，且被偏轉的離子射束回復到沿著由雙點鏈線所指示的射束軌跡線。因而，包含離子射束中通過停駐電極26之預定質量之離子的離子射束通過質量分析狹縫28的孔120。此外，通過質量分析狹縫28之孔120的離子射束前進到配置於下游側的射束掃描器36。
圖7B顯示消除當離子射束被抽離時對周邊構件之影響的另一例。按照本例，在停駐外殼27之內壁對應於負電極26－2的下游側處，豎立一指向射束軌跡線側的射束 撞擊板123。自然地，射束撞擊板123的高度被建構成在正常時間不會被離子射束撞擊到。射束撞擊板123的上游側表面上設置有石墨122，且可由石墨的單一構件來實現。當為了抽離而偏轉離子射束時，被偏轉的離子射束因撞擊在射束撞擊板123上而停止，且因此，不需要在停駐外殼27內之射束撞擊板123下游側的內壁上設置石墨122。
在圖7A及圖7B的任一例中，即使當離子射束的剖面為一般圓形、橢圓形或在橫向方向上或縱向方向上拉長之平直形的任何形狀，該離子射束都可在停駐外殼27的內部被極佳地抽離，而不會受到該剖面形狀的影響。此外，離子射束被帶至暫時抽離狀態而撞擊到的區域上，覆蓋以很難被離子射束濺飛的石墨構件，且因此，在質量分析狹縫28的下游側不會造成被濺飛之顆粒污染或類似情形的不利影響。
此外，雖然如前所述，停駐電極26被配置在從質量分析磁鐵設備22之出口至質量分析狹縫28之前側的射束線段處，但配置的位置可按如下來定義。離子射束被質量分析磁鐵設備22在一個方向上收歛，且其在四極垂直聚焦電磁鐵24處的橫向方向上變為最小，且其在縱向方向上的尺寸變為最大。此外，離子射束在縱向方向上被四極垂直聚焦電磁鐵24所收歛，且在四極垂直聚焦電磁鐵30的位置處，其尺寸在橫向方向上變為最大，在縱向方向上的尺寸變為最小。當設置有四極垂直聚焦電磁鐵24及30 時，在射束線上配置停駐電極26的位置，以在該離子射束構成收歛與發散的中間狀態為較佳。
接下來將解釋在按如上述所構成的離子植入設備1中，當由於產生放電現象而無法提供所想要之離子射束時的操作，且在該解釋前，先簡單解釋在正常時間時的離子植入。
圖8的例示性視圖顯示當離子被植入到晶圓58時的行為。如圖8所示，抬升設備130包括用以支撐晶圓58的平台(未顯示出)，且藉由在上與下的方向中上下移動平台以上下移動晶圓58。
此外，抬升設備130包括用以實施控制的CPU(中央處理單元)132，及用以儲存晶圓58在上與下方向中之位置資訊及視需要而儲存之晶圓58之位置資訊的RAM(隨機存取記憶體)134。一對劑量杯140配置在照射離子射束之區域內部的固定位置，在此情況中，係配置在抬升設備130之左與右的位置，用以測量劑量並輸出測量值。劑量決定部142根據來自該對劑量杯140的測量值來決定該劑量是否正確，並輸出決定的結果做為決定信號。特別是，當該劑量等於或大於預定值時，該劑量決定部142輸出一指示該劑量正確的決定信號(在後文中稱為正確的決定信號)。另一方面，當該劑量小於該預定值時，劑量決定部142輸出一指示該劑量不正確的決定信號(在後文中稱為不正確的決定信號)。
如虛線的箭頭標記(在橫向方向上的箭頭標記)所指 示，離子射束被射束掃描器36橫過該對劑量杯140往復地掃描。當晶圓58在相對於離子射束往復掃描之水平方向的上與下方向中移動(實線箭頭標記所指示)時，晶圓58的整個表面都被該離子射束所掃描。結果，離子射束的離子被植入晶圓58的整個表面。特別是，在晶圓58從最下位置移動到最上位置或從最上位置移動到最下位置的時間周期期間，離子被植入到晶圓58的整個表面。
同時，當按此方式將離子植入晶圓58時，在由於放電現象而無法提供所想要之離子射束的情況中，劑量杯140所測量到的劑量減少。此外，當劑量變得少於預定值時，劑量決定部142輸出一不正確的決定信號。當接收到該不正確的決定信號，停駐電源控制部(控制機構)114控制施加於停駐電極26的停駐電壓。當施加停駐電壓時，停駐電極26藉由將該離子射束從射束軌跡線偏轉到較下側而將該離子射束瞬間抽離，並保持該狀態一預定的時間(例如2秒)。結果，離子射束撞擊到質量分析狹縫28的石墨122上，或位於停駐外殼27內部的石墨122上。因此，質量分析狹縫28或停駐外殼27可被用來做為抽離處所。此外，離子射束被偏轉到位於質量分析狹縫28或停駐外殼27內部的石墨122，且因此，該離子射束無法抵達晶圓58，且無法植入到晶圓58。
此外，當接收到不正確的決定信號時，抬升設備130的CPU 132將晶圓58在上與下方向中之位置的資訊儲存到RAM 134中，為了謹慎的緣故，並將晶圓58抽離到離 子無法向其植入的位置(照射離子射束之區域的外部)。特別是，當發生放電現象時，在離子植入晶圓58之位置是在高於晶圓58中央之上側的情況中，藉由將晶圓58向上移動到最上的位置，以將晶圓58從離子射束照射區抽離。另一方面，當發生放電現象時，在離子植入晶圓58之位置是在低於晶圓58中央之下側的情況中，藉由將晶圓58向下移動到最下的位置，以將晶圓58從離子射束照射區抽離。在此，抬升設備130與CPU 132被當成晶圓抽離機構來操作。
接下來，在接收到該不正確的決定信號後，當其決定晶圓58被抽離到最高位置或最低位置一預定的時間周期過去後時，停駐電源控制部144停止對停駐電極26供應停駐電壓。結果，被帶入抽離狀態的離子射束瞬間恢復到射束軌跡線。當離子射束恢復到射束軌跡線時，由射束掃描器36實施周期性的往復掃描，且因此，離子射束的劑量被劑量杯140測量。當測量的結果是該劑量等於或大於預定值時，劑量決定部142輸出正確的決定信號。當接收到正確的決定信號時，停駐電源控制部144對停駐電極26施加停駐電壓。當停駐電壓被施加時，停駐電極26藉由瞬間偏轉離子射束到射束軌跡線的下側以抽離該離子射束。此外，當接收到正確的決定信號時，CPU 132從RAM 134讀取晶圓58的位置資訊，並藉由驅動抬升設備130將晶圓58恢復到偵測到放電現象時的位置。
接下來，當其決定在接收到正確的決定信號後一段預 定的時間周期消逝，且晶圓58被恢復到抽離前的位置(當偵測到放電現象時的位置)時，停駐電源控制部144停止對停駐電極26施加停駐電壓。當停止對停駐電極26施加停駐電壓時，離子射束的偏轉被停止，且該離子射束瞬間恢復到射束軌跡線。結果，傳送通過質量分析狹縫28之孔120的離子射束前進到射束掃描器36，且該離子射束被射束掃描器36在水平方向上周期性地往復掃描。在此時刻，晶圓58恢復到當放電現象被偵測到時的位置，且因此，離子植入可從當離子植入被中斷時的中途位置再開始。因此，即使當意外地產生放電現象時，只要該現象持續的時間在預定的時間周期之內，都不難確保離子射束的均勻性，或使得劑量均勻，且離子能被均勻地植入晶圓58。
圖9顯示將注入器旗標法拉第杯32送入及帶離射束線之機構的概要。在此情況，在掃描器外殼37上方設置驅動機構32－1，以便向上及向下移動要被送入及帶離射束線的注入器旗標法拉第杯32，如圖中的雙點鏈線所指示。驅動軸32－2從驅動機構32－1伸入掃描器外殼37內。驅動軸32－2的下端附接注入器旗標法拉第杯32。為保持掃描器外殼37內部的真空狀態(低壓狀態)，驅動機構32－1容納於保持氣密狀態的殼32－3內，且因此，穿過掃描器外殼37之驅動軸32－2的四周也被密封。
雖然注入器旗標法拉第杯32被用來測量離子射束流且通常存在於抽離位置(如圖9中的粗線所示)，但測量 中的注入器旗標法拉第杯32被向下移動置於射束軌跡線上，如圖中的虛線所示。
藉由設置上述結構的注入器旗標法拉第杯32，當在接收到指示劑量不正確的不正確決定信號後消逝了一段預定的時間周期(例如2秒)之時，並再次測量該劑量，如果無法接收到指示劑量正確的正確決定信號，則藉由將注入器旗標法拉第杯32前進到掃描器外殼37的射束軌跡線上，以使離子射束被注入器旗標法拉第杯32截斷。當然，暫時抽離的離子射束被解除。藉由此操作，設置在質量分析狹縫28或停駐外殼27處的石墨122可抑制濺擊，不會拖長藉由偏轉設備抽離離子射束的時間周期。驅動機構32－1的控制可藉由停駐電源控制部144來予以實現。
按照前文解釋的實施例，可實現離子射束的高速抽離及暫時抽離，而不會對周邊構件造成影響，且不會對離子射束的直徑或剖面造成影響。此外，當經由結合劑量測量機構、劑量決定機構、做為晶圓抽離機構的移動機構(抬升機構)，CPU與RAM、以及停駐電源控制機構無法提供所想要的離子射束時，經由結合離子射束的暫時抽離操作及晶圓的抽離操作，可防止不均勻的離子射束照射到該晶圓，且離子可以總是被均勻地植入到晶圓。
此外，上述的實施例也可按如下的修改來予以實現。
按照上述實施例，雖然停駐電極26係配置在質量分析磁鐵設備22與射束掃描器36之間，特別是在離子射束之水平方向上從發散導向收歛之中間處理的中間位置處， 但停駐電極26也可配置在從收歛導向發散之中間處理的中間位置處。另一方面，按照未設置有射束掃描器36的離子植入設備，亦即離子射束固定的離子植入設備，停駐電極26可配置在質量分析磁鐵設備22與質量分析狹縫28之間，或質量分析狹縫28的後側(下游側)。
按照上述實施例，雖然建構成藉由停駐電極26以電場向下偏轉該離子射束的構造，但也可建構成在除了向下以外的方向上偏轉該離子射束，例如，藉由停駐電極26以電場向上偏轉。在此情況中，石墨122自然要設置在停駐外殼27上被離子射束撞擊到的部分。
按照上述實施例，雖然被建構成在與離子射束之前進方向垂直的方向上周期性地往復掃描該離子射束的構造，但本發明也可應用於其構造為離子射束不往復掃描的離子植入設備來取代。
在上述的實施例中，雖然被建構成在與離子射束之前進方向垂直的水平方向上周期性地往復掃描該離子射束的構造，但也可建構成在除了水平方向的特定方向上(例如垂直方向上)周期性地往復掃描該離子射束。
按照上述實施例，雖然被建構成當接收到指示劑量不正確的不正確決定信號時，抬升設備130的CPU 132將晶圓58在上與下方向中之位置的資訊儲存到RAM 134中的構造，但也可建構成藉由用來控制離子植入設備1之操作的CPU(未顯示)將晶圓58在上與下方向中之位置的資訊儲存到RAM 134中來控制抬升設備130的構造。
按照上述實施例，雖然被建構成將晶圓58在上與下方向中之位置的資訊儲存到RAM 134中的構造，但也可構造成將晶圓58的位置資訊(例如在水平方向中的位置、上與下方向、晶圓58之傾斜、或類似資訊等)儲存到RAM 134中的構造。
按照上述的實施例，雖然被建構成將晶圓58在上與下方向中之位置的資訊儲存到RAM 134的構造，但也可建構成儲存離子植入位置做為位置資訊的構造，亦即，在晶圓58不在上與下之方向中向上或向下移動之構造中，亦即，在離子射束從晶圓58之上端掃描到下端之構造中，將離子射束植入到晶圓58的位置。
按照上述的實施例，雖然本發明被應用到單晶圓型的離子植入設備，但本發明也可應用於批量類型的離子植入設備來取代。
200‧‧‧射束掃描器
210‧‧‧掃描器外殼
220‧‧‧掃描電極
B1‧‧‧離子射束
230‧‧‧平行透鏡
1‧‧‧離子植入設備
10‧‧‧離子源
12‧‧‧提取電極
14‧‧‧抑制電極
16‧‧‧離子源高電壓源
18‧‧‧終端
20‧‧‧提取電源
22‧‧‧質量分析磁鐵設備
24‧‧‧第一四極垂直聚焦電磁鐵
26‧‧‧停駐電極
28‧‧‧質量分析狹縫
30‧‧‧第二四極垂直聚焦電磁鐵
27‧‧‧停駐外殼
32‧‧‧注入器旗標法拉第杯
36‧‧‧射束掃描器
34‧‧‧掃描器抑制電極
38‧‧‧掃描器抑制電極
37‧‧‧掃描器外殼
19‧‧‧終端電源
40‧‧‧平行透鏡
42‧‧‧加速/減速柱
44‧‧‧抑制電源
46‧‧‧平行透鏡電源
48‧‧‧第一加速/減速柱電源
50‧‧‧第二加速/減速柱電源
52‧‧‧角能量過濾器
54‧‧‧角能量過濾器室
56‧‧‧AEF電極對
58‧‧‧晶圓
62‧‧‧AEF抑制電極
64‧‧‧AEF抑制電極
66‧‧‧永久磁鐵
68‧‧‧撞擊板
70‧‧‧處理室
72‧‧‧可選擇的能量狹縫
74‧‧‧電漿噴灑器
76‧‧‧劑量杯
78‧‧‧射束剖面儀
80‧‧‧3面式射束收集器
102‧‧‧正電極
104‧‧‧負電極
26‧‧‧停駐電極
26－1‧‧‧正電極
26－2‧‧‧負電極
120‧‧‧孔
122‧‧‧石墨
123‧‧‧射束撞擊板
130‧‧‧抬升設備
132‧‧‧中央處理單元
134‧‧‧隨機存取記憶體
140‧‧‧劑量杯
142‧‧‧劑量決定部
144‧‧‧停駐電源控制部
32－1‧‧‧驅動機構
32－2‧‧‧驅動軸
32－3‧‧‧密封殼
圖1係用來解釋在相關技術之離子植入設備中由射束掃描器所實施之離子射束抽離的平面剖視圖；圖2A係示意顯示當本發明被應用於單晶圓類型之離子植入設備時的構造之平面圖；圖2B係概示從其側面顯示圖2A所示之離子植入設備的視圖；圖3係用以解釋本發明中所使用之停駐電極的原理之視圖； 圖4係用以解釋當離子射束通過圖3中所示之停駐電極時的行為的側視圖；圖5A係顯示按照本發明之停駐電極的垂直剖視圖；圖5B係圖5A的剖視圖；圖6A的側剖視圖顯示停駐電極(偏轉設備)及質量分析狹縫以及容納這些按照本發明之離子植入設備之基本構成部分的外殼；圖6B係沿著圖6A之b－b線所取出的前視剖面圖；圖7A的側視剖面圖用以解釋當離子射束在停駐電極處不存在電場之情況下及在停駐電極處存在有電場之情況下通過該停駐電極時的行為；圖7B的側視剖面圖顯示設置在停駐外殼之內部之質量分析狹縫與石墨的另一例；圖8的視圖用以解釋在按照本發明之離子植入設備中當離子被植入到晶圓時的行為；以及圖9的剖視圖用以解釋在按照本發明之離子植入設備中，注入器旗標法拉第杯與藉由停駐電極之離子射束之暫時抽離操作的合作操作。
27‧‧‧停駐外殼
28‧‧‧質量分析狹縫
26－1‧‧‧正電極
26－2‧‧‧負電極
26‧‧‧停駐電極
120‧‧‧孔
122‧‧‧石墨

Claims (11)

  1. 一種離子植入設備，包括藉由將自離子源提取出之離子射束經由質量分析磁鐵設備及配置在其下游側之質量分析狹縫而照射於晶圓以植入離子的射束線，該離子植入設備包含：偏轉設備，係配置在該射束線從該質量分析磁鐵設備之出口到該質量分析狹縫之前側或該質量分析狹縫之後側的段處，用以藉由電場的操作而使該離子射束偏轉於偏離射束軌跡線的預定方向上；其中，該偏轉設備被組構以便實施從該射束軌跡線抽離離子射束的高速抽離操作，以及包含該高速抽離操作與一段預定時間周期之抽離狀態保持操作的暫時抽離操作。
  2. 如申請專利範圍第1項的離子植入設備，更包含：射束掃描器，用以在該質量分析狹縫之下游側的水平方向上或除了該水平方向上的特定方向上周期性地往復掃描該離子射束。
  3. 如申請專利範圍第2項的離子植入設備，其中，該離子射束在該質量分析狹縫處於該水平方向上被收歛，且在通過該質量分析狹縫之後，被該質量分析磁鐵設備所發散，並在該射束掃描器之前側，該離子射束在該水平方向上被發散，並在垂直方向上被收歛；以及其中，該偏轉設備係配置於在水平方向上從發散被導向收歛之中間處理的中間位置處，或在該射束軌跡線上從 收歛被導向發散之中間處理的中間位置處。
  4. 如申請專利範圍第1項的離子植入設備，其中，該偏轉設備包括一對偏轉電極，係配置成藉由插入該離子射束以便彼此面對，並在該離子射束前進的方向上延伸，該對偏轉電極的其中一者，在該離子射束之前進方向上的中途，在離開該等偏轉電極之另一者的方向上被彎曲，且該離子射束在被彎曲的該方向上被偏轉。
  5. 如申請專利範圍第4項的離子植入設備，其中，該偏轉電極對與該質量分析狹縫被容納於一外殼中，且在該質量分析狹縫之上游側的表面與該外殼的內壁上配置包含一材料的離子射束接收構件，因抽離被偏轉的該離子射束撞擊在該材料上，且藉由該材料，經由碰撞該離子射束而產生較少的濺擊。
  6. 如申請專利範圍第1項的離子植入設備，更包含：劑量測量機構，用以測量該離子射束入射到該晶圓內的劑量；決定機構，用以決定所測量的劑量是否正確；以及控制機構，當在植入該離子期間該所測量的劑量被決定為不正確時，藉由該偏轉設備實施該離子射束的暫時抽離操作。
  7. 如申請專利範圍第6項的離子植入設備，更包含：記錄機構，當該劑量被決定為不正確時，用以儲存該晶圓的位置資訊；以及晶圓抽離機構，用以將該晶圓抽離 到照射該離子射束之區域的外側；其中當該預定的時間周期過去後，該控制機構藉由停止該暫時抽離操作以將該離子射束恢復到該射束軌跡線上；以及其中當由該劑量測量機構所再次測量之該劑量被該決定機構決定為正確時，該控制機構再次執行該暫時抽離操作，且該晶圓抽離機構將該晶圓恢復到儲存於該記錄機構中的位置，連續地，該控制機構藉由停止該暫時抽離操作而重新從該所儲存的位置開始照射該離子射束。
  8. 如申請專利範圍第7項的離子植入設備，其中，配置注入器旗標法拉第杯，以便能夠在該射束掃描器的上游側被送入該射束線中或從該射束線中取出；且其中當該重新測量的劑量被決定為不正確時，該注入器旗標法拉第杯被插入到該射束線，且該控制機構解除該暫時抽離操作。
  9. 一種離子植入方法，係藉由將提取自離子源之離子射束經由質量分析磁鐵設備及配置在其下游側之質量分析狹縫而照射於晶圓以植入離子，在該質量分析狹縫之下游側係配置有射束掃描器，用以在水平方向上或除了該水平方向上的特定方向上，周期性地往復掃描該離子射束；其中，當在該離子射束處產生有害條件時，該該離子射束係藉由用於暫時抽離操作之電場的操作而從該射束軌跡線暫時偏轉至偏離該射束軌跡線之垂直方向上以及下側，在該質量分析磁鐵設備與該質量分析狹縫之間的該射束 線區域上或者在該質量分析狹縫之後的該射束線區域上，並藉由保持該離子射束之該偏轉一段預定的時間周期，藉以使該離子射束不照射於該晶圓上一段預定的時間周期，或者當該晶圓的劑量被測量於植入該離子的期間，且決定該所測量到的劑量是否正確時，或當該所測量的劑量被決定為不正確，而且該暫時抽離操作也被執行時。
  10. 如申請專利範圍第9項的離子植入方法，其中，當該劑量被決定為不正確時，除了該暫時抽離操作以外，當該劑量被決定為不正確時之該晶圓的位置資訊被儲存，且該晶圓被抽離到照射該離子射束之區域的外側，其中，當該預定的時間周期過去時，藉由停止該暫時抽離操作以使該離子射束重新恢復到該射束軌跡線，該劑量被再測量，且決定該劑量是否正確；以及當決定該被重新測量的劑量係正確時，該暫時抽離操作再度被執行，該晶圓返回到該所儲存的位置，之後，該暫時抽離操作被停止，且從該所儲存的位置處重新開始照射該離子射束。
  11. 如申請專利範圍第10項的離子植入方法，其中，使得注入器旗標法拉第杯能夠在該射束掃描器的上游側上被送入該射束線中或從該射束線中取出；以及其中，當該方法決定該重新測量的劑量被決定為不正確時，該注入器旗標法拉第杯被插入到該射束線，且該暫時抽離操作被解除。
TW097113024A 2007-04-10 2008-04-10 離子植入設備及離子植入方法 TWI460760B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007103194A JP5242937B2 (ja) 2007-04-10 2007-04-10 イオン注入装置及びイオン注入方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200906474A TW200906474A (en) 2009-02-16
TWI460760B true TWI460760B (zh) 2014-11-11

Family

ID=39651033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW097113024A TWI460760B (zh) 2007-04-10 2008-04-10 離子植入設備及離子植入方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7851772B2 (zh)
EP (1) EP1981058B1 (zh)
JP (1) JP5242937B2 (zh)
KR (1) KR101453093B1 (zh)
TW (1) TWI460760B (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5204421B2 (ja) * 2007-04-10 2013-06-05 株式会社Ｓｅｎ イオン注入装置
JP5289721B2 (ja) * 2007-04-10 2013-09-11 株式会社Ｓｅｎ イオン注入装置
JP2011086643A (ja) * 2009-10-13 2011-04-28 Panasonic Corp 不純物注入方法及びイオン注入装置
US8669539B2 (en) * 2010-03-29 2014-03-11 Advanced Ion Beam Technology, Inc. Implant method and implanter by using a variable aperture
JP5373702B2 (ja) 2010-06-07 2013-12-18 株式会社Ｓｅｎ イオンビームスキャン処理装置及びイオンビームスキャン処理方法
JP5767983B2 (ja) * 2012-01-27 2015-08-26 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入方法及びイオン注入装置
JP5808706B2 (ja) * 2012-03-29 2015-11-10 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入装置及びその制御方法
JP5904895B2 (ja) 2012-07-12 2016-04-20 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入方法およびイオン注入装置
JP5941377B2 (ja) * 2012-08-31 2016-06-29 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入方法およびイオン注入装置
JP6086819B2 (ja) * 2013-05-29 2017-03-01 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 高エネルギーイオン注入装置
JP6207413B2 (ja) * 2014-01-29 2017-10-04 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入装置及びイオン注入装置の制御方法
JP6257411B2 (ja) * 2014-03-27 2018-01-10 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入装置、最終エネルギーフィルター、及びイオン注入方法
EP3324421A4 (en) * 2015-07-15 2019-04-24 National University corporation Nara Institute of Science and Technology ELECTROSTATIC LENS, AND PARALLEL BEAM GENERATING DEVICE, AND PARALLEL BEAM CONVERGENCE DEVICE USING THE ELECTROSTATIC LENS AND A COLLIMATOR
CN115663515A (zh) 2016-05-16 2023-01-31 莫列斯有限公司 插座及连接器组件
US20180247800A1 (en) * 2017-02-28 2018-08-30 International Business Machines Corporation Gallium implantation cleaning method
JP6814081B2 (ja) * 2017-03-29 2021-01-13 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入装置及びイオン注入方法
US11164722B2 (en) 2018-07-31 2021-11-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Ion implantation method
JP7132828B2 (ja) * 2018-11-13 2022-09-07 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入装置およびビームパーク装置
WO2024116746A1 (ja) * 2022-12-02 2024-06-06 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入装置およびイオン注入方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5751002A (en) * 1995-01-31 1998-05-12 Nihon Shinku Gijutsu Kabushiki Kaisha Ion implantation apparatus
TW444237B (en) * 1998-04-15 2001-07-01 Nippon Electric Co Ion implantation apparatus
TW544711B (en) * 1999-12-28 2003-08-01 Nissin Electric Co Ltd Ion-implanting method and ion-implanting apparatus
TW544712B (en) * 2000-12-06 2003-08-01 Ulvac Inc Ion implantation system and ion implantation method
TW571352B (en) * 2001-12-10 2004-01-11 Nissin Electric Co Ltd Ion implanting apparatus and ion implanting method
US7005657B1 (en) * 2005-02-04 2006-02-28 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Wafer-scanning ion implanter having fast beam deflection apparatus for beam glitch recovery

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2098793A (en) * 1981-05-18 1982-11-24 Varian Associates Method of and apparatus for deflecting an ion beam of an ion implantater onto an ion absorbing target
US4980562A (en) * 1986-04-09 1990-12-25 Varian Associates, Inc. Method and apparatus for high efficiency scanning in an ion implanter
JPH01273312A (ja) * 1988-04-25 1989-11-01 Fuji Electric Co Ltd イオン注入装置の注入量制御方法
JPH0233846A (ja) * 1988-07-22 1990-02-05 Hitachi Ltd 電源遮断復帰装置
JP3084299B2 (ja) * 1991-03-20 2000-09-04 日本真空技術株式会社 イオン注入装置
JPH1064462A (ja) * 1996-08-23 1998-03-06 Nec Yamagata Ltd イオン注入装置
US5898179A (en) * 1997-09-10 1999-04-27 Orion Equipment, Inc. Method and apparatus for controlling a workpiece in a vacuum chamber
JP4417446B2 (ja) * 1998-04-02 2010-02-17 株式会社アルバック イオン注入装置
JP4691347B2 (ja) * 2004-10-14 2011-06-01 株式会社アルバック イオン注入装置
JP5100963B2 (ja) * 2004-11-30 2012-12-19 株式会社Ｓｅｎ ビーム照射装置
JP2007103194A (ja) 2005-09-06 2007-04-19 Toto Ltd 固体酸化物形燃料電池を備えた電源
KR20140018392A (ko) * 2006-06-13 2014-02-12 세미이큅, 인코포레이티드 이온 빔 장치와 자기 스캐닝을 채용한 방법
JP5289721B2 (ja) * 2007-04-10 2013-09-11 株式会社Ｓｅｎ イオン注入装置
JP5204421B2 (ja) * 2007-04-10 2013-06-05 株式会社Ｓｅｎ イオン注入装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5751002A (en) * 1995-01-31 1998-05-12 Nihon Shinku Gijutsu Kabushiki Kaisha Ion implantation apparatus
TW444237B (en) * 1998-04-15 2001-07-01 Nippon Electric Co Ion implantation apparatus
TW544711B (en) * 1999-12-28 2003-08-01 Nissin Electric Co Ltd Ion-implanting method and ion-implanting apparatus
TW544712B (en) * 2000-12-06 2003-08-01 Ulvac Inc Ion implantation system and ion implantation method
TW571352B (en) * 2001-12-10 2004-01-11 Nissin Electric Co Ltd Ion implanting apparatus and ion implanting method
US7005657B1 (en) * 2005-02-04 2006-02-28 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Wafer-scanning ion implanter having fast beam deflection apparatus for beam glitch recovery

Also Published As

Publication number Publication date
EP1981058A3 (en) 2008-12-24
US20080251713A1 (en) 2008-10-16
EP1981058A2 (en) 2008-10-15
KR20080092297A (ko) 2008-10-15
KR101453093B1 (ko) 2014-10-27
JP5242937B2 (ja) 2013-07-24
TW200906474A (en) 2009-02-16
US7851772B2 (en) 2010-12-14
EP1981058B1 (en) 2011-07-20
JP2008262756A (ja) 2008-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI460760B (zh) 離子植入設備及離子植入方法
TWI466135B (zh) 離子植入設備
JP2961326B2 (ja) イオン注入装置
JP3680274B2 (ja) イオンビームの電荷中和装置とその方法
US6777696B1 (en) Deflecting acceleration/deceleration gap
TWI486992B (zh) 離子佈植系統、用於其中的一束線中的電氣偏折裝置及佈植離子之方法
US7304319B2 (en) Wafer charge compensation device and ion implantation system having the same
TWI242788B (en) Electrostatic trap for particles entrained in an ion beam
JP2000195462A (ja) イオン注入装置及びイオンを注入する方法
US6723998B2 (en) Faraday system for ion implanters
KR20070003977A (ko) 이온 빔 전류 변조
KR20110008271A (ko) 고 전류 이온 주입을 위한 저 오염, 저 에너지 비임라인 구성물
JPH08212965A (ja) イオン注入装置
JP5276325B2 (ja) イオン注入機の加速減速コラムの焦点効果低減
JP2006156137A (ja) ビーム空間電荷中和装置及びこれを備えたイオン注入装置
JPH11329316A (ja) 傾斜ディセル装置とそのイオンビームの形成方法
US7459692B2 (en) Electron confinement inside magnet of ion implanter
JPH07201301A (ja) 不純物注入装置及び不純物注入方法
JPS6314867A (ja) イオン注入装置
JPH06196122A (ja) 負イオン注入装置