离子注入装置及离子注入方法制造方法及图纸

一种离子注入装置及离子注入方法，实现离子束的角度分布的评价的高速化。射束线装置包括对离子束(B)施加电场或磁场中的至少一种而使其向与射束行进方向正交的第1方向偏转的偏转装置。狭缝(52)配置成使第1方向与狭缝宽度方向一致。射束电流测定装置(54)构成为能够在第1方向的位置不同的多个测定位置测定射束电流。控制装置(50)一边通过偏转装置改变离子束在第1方向的偏转量，一边获取通过射束电流测定装置(54)在第1方向的位置不同的多个测定位置测定的多个射束电流值，并计算出离子束的第1方向的角度信息。

Ion Implantation Device and Ion Implantation Method

【技术实现步骤摘要】
离子注入装置及离子注入方法本申请主张基于2018年2月8日申请的日本专利申请第2018-020945号的优先权。其申请的全部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装置及离子注入方法。
技术介绍
半导体制造工序中，出于改变半导体的导电性的目的、改变半导体的晶体结构的目的等，标准性地实施向半导体晶片注入离子的工序(也称为离子注入工序)。已知根据照射至晶片的离子束的角度，离子束与晶片的相互作用的方式发生变化，并影响离子注入的处理结果，因此在离子注入前测定离子束的角度分布。例如，利用沿狭缝宽度方向排列的多个电极来测定通过狭缝的射束的电流值，由此能够获得狭缝宽度方向的角度分布(例如，参考专利文献1)。专利文献1：日本特开2016-4614号公报为了准确掌握离子束的角度信息，不仅获得射束截面内的特定位置的角度分布，还优选获得遍及射束捆束整体的角度分布。然而，为了测定遍及射束捆束整体的角度分布，需要一边使狭缝沿横切射束的方向移动一边在射束截面内的多个位置测定角度，且至测定结束为止需要时间。为了提高半导体制造工序的吞吐量，优选能够在更短的时间内评价射束的角度分布。
技术实现思路
本专利技术的一方式的例示性目的之一为，提供一种高速评价离子束的角度分布的技术。本专利技术的一方式的离子注入装置具备：射束线装置，输送向晶片照射的离子束；狭缝，设置于射束线装置的下游；射束电流测定装置，设置于从狭缝沿射束行进方向分离的位置；及控制装置。射束线装置包括对离子束施加电场或磁场中的至少一种而使其向与射束行进方向正交的第1方向偏转的偏转装置。狭缝配置成使第1方向与狭缝宽度方向一致，射束电流测定装置构成为能够在第1方向的位置不同的多个测定位置测定射束电流，控制装置一边通过偏转装置改变离子束的第1方向的偏转量，一边获取通过射束电流测定装置在第1方向的位置不同的多个测定位置测定的多个射束电流值，并计算离子束的第1方向的角度信息。本专利技术的另一方式为使用离子注入装置的离子注入方法。离子注入装置具备：射束线装置，输送向晶片照射的离子束；狭缝，设置于射束线装置的下游；及射束电流测定装置，设置于从狭缝沿射束行进方向分离的位置。射束线装置包括对离子束施加电场或磁场中的至少一种而使其向与射束行进方向正交的第1方向偏转的偏转装置。狭缝配置成使第1方向与狭缝宽度方向一致，且构成为狭缝宽度可变，射束电流测定装置构成为能够在第1方向的位置不同的多个测定位置测定射束电流。该方法具备：一边通过偏转装置改变离子束在第1方向的偏转量，一边获取通过射束电流测定装置在第1方向的位置不同的多个测定位置测定的多个射束电流值，并计算出离子束的第1方向的角度信息；及根据计算出的第1方向的角度信息调整向晶片照射的离子束的注入角度，并以所调整后的注入角度向晶片照射离子束。另外，以上的构成要件的任意组合、在方法、装置、系统等之间相互置换本专利技术的构成要件和表现的形式，作为本专利技术的方式也有效。专利技术效果根据本专利技术，能够实现离子束的角度分布的评价的高速化。附图说明图1是概略地表示实施方式的离子注入装置的俯视图。图2是详细表示基板传送处理单元的结构的侧视图。图3的(a)、(b)是示意地表示注入时及测定时的狭缝的动作的侧视图。图4的(a)、(b)是示意地表示测定时改变离子束的偏转量的状态的侧视图。图5的(a)、(b)是示意地表示与离子束的偏转量相应的角度分布的校正的图。图6是示意地表示射束捆束整体的相位空间轮廓的图。图7是示意地表示射束捆束的局部相位空间轮廓的图。图8是示意地表示射束偏转量与实效相位空间轮廓的关系的图。图9是示意地表示晶片的倾斜角与实效相位空间轮廓的关系的图。图10是表示实施方式的离子注入方法的流程的流程图。图11是示意地表示基于变形例的射束电流测定装置的射束的角度分布的测定例的侧视图。符号说明W-晶片，18-射束输送线路单元，38-最终能量过滤器，40-台板驱动装置，48-倾斜角调整机构，50-控制装置，52-狭缝，54-射束电流测定装置，56-屏蔽体，60-注入处理室，64-AEF电极，66-AEF电源，100-离子注入装置。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，在附图的说明中对相同要件标注相同符号，并适当省略重复说明。并且，以下所述的结构为示例，并不对本专利技术的范围进行任何限定。图1是概略地表示本专利技术的一实施方式的离子注入装置100的俯视图。离子注入装置100为所谓高能量离子注入装置。高能量离子注入装置为具有高频直线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，对在离子源10产生的离子进行加速，将如此获得的离子束B沿射束线输送至被处理物(例如基板或晶片W)，并对被处理物注入离子。高能量离子注入装置100具备：离子束生成单元12，生成离子并进行质谱分析；高能量多级直线加速单元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、轨道校正、能量分散的控制；射束输送线路单元18，将经过分析的高能量离子束输送至晶片W；基板传送处理单元20，将输送来的高能量离子束注入半导体晶片；及控制装置50。离子束生成单元12具有离子源10、引出电极11及质谱分析装置22。离子束生成单元12中，射束从离子源10通过引出电极11被引出的同时被加速，被引出加速后的射束通过质谱分析装置22被质谱分析。质谱分析装置22具有质谱分析磁铁22a、质谱分析狭缝22b。质谱分析狭缝22b有时还配置于质谱分析磁铁22a的紧后方，但实施例中，配置于其下一个结构即高能量多级直线加速单元14的入口部内。通过质谱分析装置22进行的质谱分析的结果，只选出注入所需的离子种类，被选的离子种类的离子束被导入下一个高能量多级直线加速单元14。高能量多级直线加速单元14具备进行离子束的加速的多个直线加速装置即隔着一个以上的高频共振器的加速间隙。高能量多级直线加速单元14能够通过高频(RF)电场的作用来对离子进行加速。高能量多级直线加速单元14具备具有高能量离子注入用的基本的多级的高频共振器的第1直线加速器15a。高能量多级直线加速单元14也可以额外具备具有超高能量离子注入用的附加的多级的高频共振器的第2直线加速器15b。通过高能量多级直线加速单元14而进一步被加速的离子束的方向通过射束偏转单元16而发生变化。从将离子束加速至高能量的高频方式的高能量多级直线加速单元14出来的高能量离子束具有一定范围的能量分布。因此，为了在高能量多级直线加速单元14的下游对高能量的离子束进行射束扫描及射束平行化而使其照射至晶片，需要预先实施高精度的能量分析、轨道校正及射束会聚发散的调整。射束偏转单元16进行高能量离子束的能量分析、轨道校正、能量分散的控制。射束偏转单元16具备至少两个高精度偏转电磁铁、至少一个能量宽度限制狭缝、至少一个能量分析狭缝、至少一个横向会聚设备。多个偏转电磁铁构成为进行高能量离子束的能量分析、离子注入角度的精密的校正及能量分散的抑制。射束偏转单元16具有能量分析电磁铁24、抑制能量分散的横向会聚四极透镜26、能量分析狭缝28及提供转向(轨道校正)的偏转电磁铁30。另外，能量分析电磁铁24有时也被称为能量过滤电磁铁(EFM)。高能量离子束通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子注入装置，其特征在于，具备：射束线装置，输送向晶片照射的离子束；狭缝，设置于所述射束线装置的下游；射束电流测定装置，设置于从所述狭缝沿射束行进方向分离的位置；及控制装置，所述射束线装置包括对所述离子束施加电场或磁场中的至少一种而使其向与射束行进方向正交的第1方向偏转的偏转装置，所述狭缝配置成使所述第1方向与狭缝宽度方向一致，所述射束电流测定装置构成为能够在所述第1方向的位置不同的多个测定位置测定射束电流，所述控制装置一边通过所述偏转装置改变所述离子束在所述第1方向的偏转量，一边获取通过所述射束电流测定装置在所述第1方向的位置不同的多个测定位置测定的多个射束电流值，并计算出所述离子束的所述第1方向的角度信息。

【技术特征摘要】
2018.02.08 JP 2018-0209451.一种离子注入装置，其特征在于，具备：射束线装置，输送向晶片照射的离子束；狭缝，设置于所述射束线装置的下游；射束电流测定装置，设置于从所述狭缝沿射束行进方向分离的位置；及控制装置，所述射束线装置包括对所述离子束施加电场或磁场中的至少一种而使其向与射束行进方向正交的第1方向偏转的偏转装置，所述狭缝配置成使所述第1方向与狭缝宽度方向一致，所述射束电流测定装置构成为能够在所述第1方向的位置不同的多个测定位置测定射束电流，所述控制装置一边通过所述偏转装置改变所述离子束在所述第1方向的偏转量，一边获取通过所述射束电流测定装置在所述第1方向的位置不同的多个测定位置测定的多个射束电流值，并计算出所述离子束的所述第1方向的角度信息。2.根据权利要求1所述的离子注入装置，其特征在于，所述控制装置根据所述离子束在所述第1方向的偏转量与在所述第1方向的位置不同的多个测定位置测定的多个射束电流值来计算出所述离子束的射束捆束整体的所述第1方向的角度分布。3.根据权利要求1所述的离子注入装置，其特征在于，所述控制装置根据所述离子束在所述第1方向的偏转量与在所述第1方向的位置不同的多个测定位置测定的多个射束电流值来计算出所述离子束的所述第1方向的相位空间分布。4.根据权利要求3所述的离子注入装置，其特征在于，所述第1方向的相位空间分布表示所述离子束中所包括的射束成分的所述第1方向的位置信息与所述第1方向的角度信息的相关，所述控制装置根据所述偏转装置的施加电场或施加磁场的值确定通过所述狭缝的射束成分的所述第1方向的位置信息，并根据所述偏转装置的施加电场或施加磁场的值来校正所述射束电流测定装置在所述第1方向的测定位置，由此确定通过所述狭缝的射束成分的所述第1方向的角度信息。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，所述控制装置根据所计算出的所述离子束的所述第1方向的角度信息来调整向所述晶片照射所述离子束时的所述离子束在所述第1方向的偏转量。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，所述离子注入装置还具备保持所述晶片的台板驱动装置，所述台板驱动装置包括调整晶片主面的法线与所述射束行进方向之间的所述第1方向的倾斜角的倾斜角调整机构，所述控制装置根据所计算出的所述离子束的所述第1方向的角度信息来调整向所述晶片照射所述离子束时的所述第1方向的倾斜角。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，所述狭缝构成为所述第1方向的狭缝宽度为可变。8.根据权利要求1至7中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，所述狭缝构成为通过所述射束电流测定装置测定射束电流时的测定时狭缝宽度与向所述晶片照射所述离子束时的注入时狭缝宽度不同。9.根据权利要求8所述的离子注入装置，其特征在于，所述测定时狭缝宽度比所述注入时狭缝宽度小。10.根据权利要求1至9中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，所述狭缝构成为能够沿所述第1方向移动的两个屏蔽体之间的间隙，所述两个屏蔽体构成为能够分别独立地沿所述第1方向移动。11.根据权利要求1至9中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，具备所述第1方向的狭缝宽度不同的多个狭缝，通过切换为所述多个狭缝中的任一个来改变所述第1方向的狭缝宽度。12.根据权利要求1至11中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，具备如下模式：第1模式，一边在第1范围内改变所述离子束在所述第1方向的偏转量一边获取在所述第1方向的位置不同的多个测定位置测...

【专利技术属性】
技术研发人员：河津翔，井门德安，
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