离子注入方法以及离子注入装置制造方法及图纸

技术编号:18447256 阅读:38 留言:0更新日期:2018-07-14 11:19
离子注入方法以及离子注入装置,以高精度迅速调整线性加速器的透镜参数。离子注入装置具备:多级线性加速单元(110),包含多级高频谐振器和多级收敛透镜;第1射束测量部(160),设置于多级线性加速单元(110)的中途,构成为使射束轨道(Z)的中心附近的射束部分通过,另一方面测量在射束轨道(Z)的中心附近的外侧被电极体(164)屏蔽的其他射束部分的电流量;第2射束测量部(170),设置于多级线性加速单元(110)的下游,构成为测量从多级线性加速单元(110)射出的离子束的电流量;以及控制装置,构成为根据第1射束测量部(160)以及第2射束测量部(170)的测量结果调整多级收敛透镜的控制参数。

【技术实现步骤摘要】
离子注入方法以及离子注入装置
本申请主张基于2017年1月6日申请的日本专利申请第2017-000903号的优先权。该申请的所有内容通过参考援用于本说明书中。本专利技术涉及一种离子注入方法以及离子注入装置。
技术介绍
能够输出高能量(例如,1MeV以上)的离子束的离子注入装置中,使用多级式的高频线性加速器(LINAC)对离子束进行加速。高频线性加速器中,对各级的电压振幅、频率及相位等高频参数进行最佳化计算,以便得到所希望的能量。在各级高频谐振器之间配置有用于调整被输送的射束的轮廓的收敛发散透镜,对收敛发散透镜的参数也进行最佳化计算(例如,参考专利文献1)。专利文献1:日本专利第3448731号公报由于收敛发散透镜对射束的输送效率、能量精度、注入角度精度、起因于偏离射束轨道的射束的污染、颗粒的产生等带来影响,因此要求精度较高的调整。近年来,要求输出射束的高能量化,需要增加高频线性加速器的级数。在该情况下,配置于各级高频谐振器之间的收敛发散透镜的级数也增加,因此若欲以高精度调整透镜参数,则最佳化计算需要相当的时间。
技术实现思路
本专利技术的一方式的例示性的目的之一在于提供一种用于以高精度迅速调整线性加速器的透镜参数的技术。为了解决上述问题,本专利技术的一方式的离子注入装置具备:多级线性加速单元,其包含多级高频谐振器和多级收敛透镜,所述多级高频谐振器沿着设计上的射束轨道配置,构成为使沿着射束轨道输送的离子束加速,所述多级收敛透镜配置于各级高频谐振器之间,构成为使离子束在与射束轨道正交的x方向以及y方向中的至少一个方向上收敛,并整理被输送的离子束的在与射束轨道正交的平面中观察时的射束轮廓;第1射束测量部,其设置于多级线性加速单元的中途,包含在与射束轨道正交的平面中观察时至少避开射束轨道的中心附近而配置的电极体,构成为使射束轨道的中心附近的射束部分通过,另一方面测量在射束轨道的中心附近的外侧被电极体屏蔽的其他射束部分的电流量;第2射束测量部,其设置于多级线性加速单元的下游,构成为测量从多级线性加速单元射出的离子束的电流量;以及控制装置,其构成为根据第1射束测量部以及第2射束测量部的测量结果调整多级收敛透镜的控制参数,以便从多级线性加速单元射出的射束电流量成为目标值。本专利技术的另一方式为离子注入方法。该方法使用离子注入装置,离子注入装置具备:多级线性加速单元,其包含多级高频谐振器和多级收敛透镜,所述多级高频谐振器沿着设计上的射束轨道配置,构成为使沿着射束轨道输送的离子束加速,所述多级收敛透镜配置于各级高频谐振器之间,构成为使离子束在与射束轨道正交的x方向以及y方向中的至少一个方向上收敛,并整理被输送的离子束的在与射束轨道正交的平面中观察时的射束轮廓;第1射束测量部,其设置于多级线性加速单元的中途,包含在与射束轨道正交的平面中观察时至少避开射束轨道的中心附近而配置的电极体,构成为使射束轨道的中心附近的射束部分通过,另一方面测量在射束轨道的中心附近的外侧被电极体屏蔽的其他射束部分的电流量;第2射束测量部,其设置于多级线性加速单元的下游,构成为测量从多级线性加速单元射出的离子束的电流量;以及控制装置,其构成为根据第1射束测量部以及第2射束测量部的测量结果调整多级收敛透镜的控制参数,以便从多级线性加速单元射出的射束电流量成为目标值。离子注入方法具备:以第1射束测量部测量的电流量降低且第2射束测量部测量的电流量增加的方式调整多级收敛透镜的控制参数;以及使用从根据调整了的控制参数进行动作的多级线性加速单元射出的离子束向晶片注入离子。另外,在方法、装置、系统等之间将以上构成要件的任意组合、或本专利技术的构成要件或表达相互进行替换,也作为本专利技术的方式而有效。专利技术的效果根据本专利技术,能够以高精度迅速调整线性加速器的透镜参数。附图说明图1是概略地表示实施方式所涉及的离子注入装置的顶视图。图2是表示包括图1所示的高能量多级线性加速单元的概略结构的整体布局的俯视图。图3是用于说明图1所示的高能量多级线性加速单元的控制部的功能及结构的方块图。图4是表示实施方式所涉及的多级线性加速单元的概略结构的剖视图。图5中的(a)~(f)是概略地表示电极体的结构的平面图。图6是例示实施方式所涉及的离子注入方法的流程图。图7是示意地表示根据初始参数测量离子束的例子的图。图8是示意地表示在调整中途测量离子束的例子的图。图9是示意地表示在调整之后测量离子束的例子的图。图10是示意地表示在调整中途测量离子束的另一例子的图。图11是概略地表示在调整透镜参数时测量的电流量的图。图12中(a)以及(b)是概略地表示变形例所涉及的电极体的结构的平面图。图13是概略地表示变形例所涉及的电极体的结构的平面图。图14是概略地表示变形例所涉及的电极结构的立体图。图15是概略地表示变形例所涉及的电极结构的立体图。图16是表示变形例所涉及的多级线性加速单元的概略结构的剖视图。符号的说明14a-高频谐振器,15a-第1线性加速器,15b-第2线性加速器,100-离子注入装置,110-多级线性加速单元,111-第1线性加速器,112-第2线性加速器,160-第1射束测量部,164-电极体,166-开口,170-第2射束测量部。具体实施方式以下,参考附图对用于实施本专利技术的方式进行详细说明。另外,在附图说明中,对同一要件标注同一符号,并适当省略重复的说明。并且,以下叙述的结构为例示,并不对本专利技术的范围进行任何限定。图1是概略地表示一实施方式所涉及的离子注入装置100的顶视图。离子注入装置100适合于所谓的高能量离子注入装置。高能量离子注入装置是具有高频线性加速方式的离子加速器和高能量离子输送用射束线的离子注入装置,对由离子源10产生的离子进行加速,将如此得到的离子束B沿着射束线输送至被处理物(例如基板或晶片40),并将离子注入被处理物中。图1中示有离子注入装置100的射束线部的构成要件的布局。离子注入装置100的射束线部具备离子源10和用于对被处理物进行离子注入处理的处理室21,且构成为从离子源10朝向被处理物输送离子束B。如图1所示,高能量离子注入装置100具备:离子束生成单元12,生成离子并进行质量分离;高能量多级线性加速单元14,对离子束进行加速而使其成为高能量离子束;射束偏转单元16,进行高能量离子束的能量分析、基准轨道修正、能量分散的控制;射束输送线单元18,将经分析的高能量离子束输送至晶片40;及基板处理供给单元20,将被输送的高能量离子束均匀地注入至半导体晶片中。离子束生成单元12具有离子源10、引出电极11及质量分析装置22。离子束生成单元12中,射束在从离子源10通过引出电极11而被引出的同时被加速,被引出加速的射束通过质量分析装置22进行质量分析。质量分析装置22具有质量分析磁铁22a及质量分析狭缝22b。质量分析狭缝22b有时也会配置于质量分析磁铁22a的紧后方,但实施例中配置于作为其下一个结构的高能量多级线性加速单元14的入口部内。由质量分析装置22进行质量分析的结果,仅挑选出注入所需的离子种类,被挑选出的离子种类的离子束被引导至下一个高能量多级线性加速单元14。图2是表示包括高能量多级线性加速单元14的概略结构的整体布局的平面图。高能量多级线性加速单元14具备进行离子束本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子注入装置,其特征在于,具备:多级线性加速单元,其包含多级高频谐振器和多级收敛透镜,所述多级高频谐振器沿着设计上的射束轨道配置,构成为使沿着所述射束轨道输送的离子束加速,所述多级收敛透镜配置于各级高频谐振器之间,构成为使离子束在与所述射束轨道正交的x方向以及y方向中的至少一个方向上收敛,并整理被输送的离子束的在与所述射束轨道正交的平面中观察时的射束轮廓;第1射束测量部,其设置于所述多级线性加速单元的中途,包含在与所述射束轨道正交的平面中观察时至少避开所述射束轨道的中心附近而配置的电极体,构成为使所述射束轨道的中心附近的射束部分通过,另一方面测量在所述射束轨道的中心附近的外侧被所述电极体屏蔽的其他射束部分的电流量;第2射束测量部,其设置于所述多级线性加速单元的下游,构成为测量从所述多级线性加速单元射出的离子束的电流量;以及控制装置,其构成为根据所述第1射束测量部以及所述第2射束测量部的测量结果调整所述多级收敛透镜的控制参数,以便从所述多级线性加速单元射出的射束电流量成为目标值。

【技术特征摘要】
2017.01.06 JP 2017-0009031.一种离子注入装置,其特征在于,具备:多级线性加速单元,其包含多级高频谐振器和多级收敛透镜,所述多级高频谐振器沿着设计上的射束轨道配置,构成为使沿着所述射束轨道输送的离子束加速,所述多级收敛透镜配置于各级高频谐振器之间,构成为使离子束在与所述射束轨道正交的x方向以及y方向中的至少一个方向上收敛,并整理被输送的离子束的在与所述射束轨道正交的平面中观察时的射束轮廓;第1射束测量部,其设置于所述多级线性加速单元的中途,包含在与所述射束轨道正交的平面中观察时至少避开所述射束轨道的中心附近而配置的电极体,构成为使所述射束轨道的中心附近的射束部分通过,另一方面测量在所述射束轨道的中心附近的外侧被所述电极体屏蔽的其他射束部分的电流量;第2射束测量部,其设置于所述多级线性加速单元的下游,构成为测量从所述多级线性加速单元射出的离子束的电流量;以及控制装置,其构成为根据所述第1射束测量部以及所述第2射束测量部的测量结果调整所述多级收敛透镜的控制参数,以便从所述多级线性加速单元射出的射束电流量成为目标值。2.根据权利要求1所述的离子注入装置,其特征在于,所述控制装置以所述第1射束测量部测量的电流量降低且所述第2射束测量部测量的电流量增加的方式调整所述多级收敛透镜的控制参数。3.根据权利要求2所述的离子注入装置,其特征在于,所述控制装置以所述第1射束测量部测量的电流量降低且所述第2射束测量部测量的电流量增加的方式调整比所述电极体靠上游侧的收敛透镜的控制参数。4.根据权利要求3所述的离子注入装置,其特征在于,所述控制装置在以所述第1射束测量部测量的电流量增加的方式调整比所述电极体靠上游侧的收敛透镜的控制参数之后,以所述第1射束测量部测量的电流量降低并且所述第2射束测量部测量的电流量增加的方式调整比所述电极体靠上游侧的收敛透镜的控制参数。5.根据权利要求1至4中任一项所述的离子注入装置,其特征在于,所述控制装置在调整比所述电极体靠上游侧的收敛透镜的控制参数之后,以所述第2射束测量部测量的电流量增加的方式调整比所述电极体靠下游侧的收敛透镜的控制参数。6.根据权利要求1至5中任一项所述的离子注入装置,其特征在于,所述控制装置根据由所述第1射束测量部以及第2射束测量部同时测量的作为所述第1射束测量部的测量结果的第1电流量与作为所述第2射束测量部的测量结果的第2电流量之比调整所述多级收敛透镜的控制参数。7.根据权利要求1至6中任一项所述的离子注入装置,其特征在于,所述电极体具有用于使所述中心附近的射束部分通过的开口。8.根据权利要求7所述的离子注入装置,其特征在于,所述电极体的开口为圆形、椭圆形或矩形。9.根据权利要求7或8所述的离子注入装置,其特征在于,所述电极体的开口的所述x方向的尺寸与所述y方向的尺寸不同。10.根据权利要求7至9中任一项所述的离子注入装置,其特征在于,所述控制装置以在所述多级线性加速单元内输送的离子束在与所述射束轨道正交的平面中观察时具有设计上的理想射束轮廓的方式调整所述多级收敛透镜,所述电极体的开口具有与所述电极体的位置处的所述理想射束轮廓对应的形状。11.根据权利要求10所述的离子注入装置,其特征在于,所述电极体的开口与所述电极体的位置处的所述理想射束轮廓的尺寸相同或者小于所述电极体的位置处的所述理想射束轮廓的尺寸。12.根据权利要求10或11所述的离子注入装置,其特征在于,沿着所述射束轨道的方向的所述电极体的位置设置于所述理想射束轮廓的极小尺寸的位置。13.根据权利要求8至12中任一项所述的离子注入装置,其特征在于,所述第1射束测量部具备具有开口尺寸不同的多个开口的单一的电极体,或者具备分别具有开口尺寸不同的开口的多个电极体,构成...

【专利技术属性】
技术研发人员:佐佐木玄
申请(专利权)人:住友重机械离子科技株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1