离子注入方法及离子注入装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及离子注入方法及离子注入装置，可加速射束能量的调整。离子注入方法具备如下工序：根据用于将从高能量多级线性加速单元输出的离子束(IB)的射束能量设为第1输出值的第1数据集，决定用于将射束能量设为第2输出值的第2数据集。高能量多级线性加速单元具有多级的高频加速部(101～115)。各级的高频加速部(101～115)的加速相位在多级的高频加速部(101～115)的全部中在第1数据集与第2数据集之间相同。各级的高频加速部(101～115)的电压振幅在多级的高频加速部(101～115)的至少一级的的高频加速部中在第1数据集与第2数据集之间不同。之间不同。之间不同。

Ion implantation method and device

【技术实现步骤摘要】
离子注入方法及离子注入装置


[0001]本申请主张基于2021年1月27日申请的日本专利申请第2021
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011479号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
[0002]本专利技术涉及离子注入方法及离子注入装置。

技术介绍

[0003]在半导体制造工序中，为了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，标准地实施对半导体晶片注入离子的工序(也称为离子注入工序)。在离子注入工序中使用的装置被称为离子注入装置。根据注入于晶片的表面附近的离子的所期望的注入深度来决定离子的注入能量。注入到比较深的区域时，使用高能量(例如，1MeV以上)的离子束。
[0004]在能够输出高能量的离子束的离子注入装置中，利用多级式的高频线性加速器(LINAC)使离子束加速。在高频线性加速器中，调整各级的电压振幅、频率及相位这样的高频参数，以便获得所期望的射束能量。
[0005]专利文献1：日本特开2018
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085179号公报
[0006]最近，为了注入到更深的区域，要求超高能量(例如，4MeV以上)的离子束。为了实现超高能量的离子束的输出，与以往相比需要增加高频线性加速器的级数。若高频线性加速器的级数增加，则相应地高频参数的调整所耗费的时间变长，这导致离子注入装置的生产率下降。

技术实现思路

[0007]本专利技术的一个实施方式的示例性目的之一在于，提供一种加速射束能量的调整的技术。
[0008]本专利技术的一个实施方式为一种使用具备高能量多级线性加速单元的离子注入装置的离子注入方法。高能量多级线性加速单元具有多级的高频加速部，且构成为根据确定各级的高频加速部的电压振幅、频率及相位的数据集进行动作。该离子注入方法具备如下工序：获取用于将从高能量多级线性加速单元输出的离子束的射束能量设为第1输出值的第1数据集；根据第1数据集来决定用于将从高能量多级线性加速单元输出的离子束的射束能量设为与第1输出值不同的第2输出值的第2数据集；及将从根据第2数据集进行动作的高能量多级线性加速单元输出的离子束照射到晶片来进行离子注入。各级的高频加速部的加速相位在多级的高频加速部的全部中在第1数据集与第2数据集之间相同，各级的高频加速部的电压振幅在多级中的至少一级的高频加速部中在第1数据集与第2数据集之间不同。
[0009]本专利技术的另一个实施方式为一种离子注入装置。该装置具备：高能量多级线性加速单元，具有多级的高频加速部；及控制装置，根据确定各级的高频加速部的电压振幅、频率及相位的数据集来控制高能量多级线性加速单元的动作。控制装置构成为：获取用于将从高能量多级线性加速单元输出的离子束的射束能量设为第1输出值的第1数据集；根据第
1数据集来决定用于将从高能量多级线性加速单元输出的离子束的射束能量设为与第1输出值不同的第2输出值的第2数据集；根据所决定的第2数据集来使高能量多级线性加速单元进行动作。控制装置以如下方式决定第2数据集：各级的高频加速部的加速相位在多级的高频加速部的全部中在第1数据集与第2数据集之间相同，并且各级的高频加速部的电压振幅在多级中的至少一级的高频加速部中在第1数据集与第2数据集之间不同。
[0010]另外，在方法、装置、系统等之间相互替换以上构成要件的任意组合、本专利技术的构成要件、表述的方式，作为本专利技术的实施方式同样有效。
[0011]专利技术的效果
[0012]根据本专利技术，能够加速射束能量的调整，且容易实现使用具有各种射束能量的离子束的离子注入处理。
附图说明
[0013]图1为表示实施方式所涉及的离子注入装置的概略结构的俯视图。
[0014]图2的(a)～(c)为表示线性加速装置的结构的剖视图。
[0015]图3的(a)、(b)为表示静电四极透镜装置的概略结构的主视图。
[0016]图4为表示高频加速部的概略结构的剖视图。
[0017]图5为示意地表示高频电压的时间波形与离子粒子所受到的加减速能量的一例的图表。
[0018]图6为示意地表示高频电压的时间波形与离子粒子所受到的加减速能量的一例的图表。
[0019]图7为示意地表示高频电压的时间波形与离子粒子所受到的加减速能量的一例的图表。
[0020]图8的(a)、(b)为示意地表示聚束的离子粒子组所受到的加减速能量的一例的图表。
[0021]图9为表示第1调整方法的流程的流程图。
[0022]图10为表示第2调整方法的流程的流程图。
[0023]图11为表示通过第2数据集获得的离子束的能量的误差的一例的图表。
[0024]图12为表示通过第2数据集获得的离子束的射束电流的变化的图表。
[0025]图中：12
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射束生成单元，14
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射束加速单元，16
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射束偏转单元，18
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射束输送单元，20
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基板传送处理单元，22a、22b、22c
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线性加速装置，23
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射束测定部，24
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能量分析电磁铁，26
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横向会聚四极透镜，30
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偏转电磁铁，32
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射束整形器，34
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射束扫描器，36
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射束平行化器，38
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最终能量过滤器，41
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射束监视器，42
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射束分析器，52a、52b
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静电四极透镜装置，70
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高频加速部，72
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高频电极，74
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高频共振器，78
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高频电源，100
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离子注入装置。
具体实施方式
[0026]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，在附图说明中对相同要件标注相同符号并省略重复说明。并且，以下描述的结构为示例，并不对本专利技术的范围作任何限定。
[0027]对实施方式进行详述之前，说明一下概要。本实施方式为涉及一种高能量用离子
注入装置。离子注入装置通过高频线性加速器使由离子源产生的离子束进行加速，并将经过加速而获得的高能量的离子束沿射束线输送至被处理物(例如基板或晶片)来对被处理物注入离子。
[0028]本实施方式中的“高能量”是指，具有1MeV以上、4MeV以上或10MeV以上的射束能量的离子束。根据高能量的离子注入，所期望的杂质离子以比较高的能量被打入晶片表面，因此能够在晶片表面的更深的区域(例如深度5μm以上)注入所期望的杂质。高能量离子注入的用途例如为形成最新图像传感器等半导体器件制造中的P型区域和/或N型区域。
[0029]为了在离子注入装置中实现所期望的射束条件，需要适当地设定构成离子注入装置的各种设备的动作参数。为了获得具有所期望的射束能量的离子束，需要适当地设定多级的高频加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子注入方法，使用具备高能量多级线性加速单元的离子注入装置，所述高能量多级线性加速单元具有多级的高频加速部，且构成为根据确定各级的高频加速部的电压振幅、频率及相位的数据集进行动作，所述离子注入方法的特征在于，具备：获取用于将从所述高能量多级线性加速单元输出的离子束的射束能量设为第1输出值的第1数据集；根据所述第1数据集，决定用于将从所述高能量多级线性加速单元输出的离子束的射束能量设为与所述第1输出值不同的第2输出值的第2数据集；及将从根据所述第2数据集进行动作的所述高能量多级线性加速单元输出的离子束照射到晶片来进行离子注入，所述各级的高频加速部的加速相位，在所述多级的高频加速部的全部中，在所述第1数据集与所述第2数据集之间相同，所述各级的高频加速部的电压振幅，在所述多级中的至少一级的高频加速部中，在所述第1数据集与所述第2数据集之间不同。2.根据权利要求1所述的离子注入方法，其特征在于，所述各级的高频加速部的电压振幅，在所述多级中的至少除了最上级及最下级以外的高频加速部中，在所述第1数据集与所述第2数据集之间不同。3.根据权利要求1或2所述的离子注入方法，其特征在于，所述各级的高频加速部的电压振幅，在所述多级中的两级以上的高频加速部中，在所述第1数据集与所述第2数据集之间不同。4.根据权利要求3所述的离子注入方法，其特征在于，所述各级的高频加速部的电压振幅，在所述多级中的一半以上的级的高频加速部中，在所述第1数据集与所述第2数据集之间不同。5.根据权利要求3或4所述的离子注入方法，其特征在于，在所述第1数据集与所述第2数据集之间所述电压振幅不同的所述两级以上的高频加速部中，所述各级的高频加速部的电压振幅的变化量在所述第1数据集与所述第2数据集之间相同。6.根据权利要求3或4所述的离子注入方法，其特征在于，在所述第1数据集与所述第2数据集之间所述电压振幅不同的所述两级以上的高频加速部中，所述各级的高频加速部的电压振幅的变化率在所述第1数据集与所述第2数据集之间相同。7.根据权利要求1至6中任一项所述的离子注入方法，其特征在于，还具备：根据所述第1输出值与所述第2输出值之差，决定在所述第1数据集与所述第2数据集之间向哪个级的高频加速部导入所述电压振幅的差异。8.根据权利要求1至7中任一项所述的离子注入方法，其特征在于，还具备：根据能够对所述各级的高频加速部设定的电压振幅的最大值与所述第1数据集中确定的所述各级的高频加速部的电压振幅之间的差，决定在所述第1数据集与所述第2数据集之间向哪个级的高频加速部导入所述电压振幅的差异。9.根据权利要求1至8中任一项所述的离子注入方法，其特征在于，还具备：根据能够对所述各级的高频加速部设定的电压振幅的最小变化量，决定在所述第1数
据集与所述第2数据集之间向哪个级的高频加速部导入所述电压振幅的差异。10.根据权利要求1至9中任一项所述的离子注入方法，其特征在于，根据从所述高能量多级线性加速单元输出的离子束的至少一个射束特性的测定值，调整所述多级中的至少一级的高频加速部的加速相位，由此决定所述第1数据集，根据所述高能量多级线性加速单元对所述离子束的输送的模拟试验，调整所述多级中的至少一级的高频加速部的电压振幅，由此决定所述第2数据集。11.根据权利要求1至10中任一项所述的离子注入方法，其特征在于，跳过从根据所述第2数据集进行动作的所述高能量多级线性加速单元输出的离子束的至少一个射束特性的测定而进行所述离子注入。12.根据权利要求1至10中任一项所述的离子注入方法，其特征在于，还具备：测定从根据所述第2数据集进行动作的所述高能量多级线性加速单元输出的离子束的所述至少一个射束特性；及根据所述至少一个射束特性的测定值，调整所述第2数据集中确定的所述多级中的至少一级的高频加速部的电压振幅。13.根据权利要求1至12中任一项所述的离子注入方法，其特征在于，还具备：计算通过根据所述第1数据集进行动作的所述高能量多级线性加速单元输送的离子粒子通过所述各级的高频加速部的第1时刻及所述离子粒子通过所述各级的高频加速部时所具有的第1通过能量；根据所述计算出的所述第1时刻及所述第1通过能量来计算所述各级的高频加速部的加速相位；在固定所述计算出的加速相位的状态下，计算改变所述多级中的至少一级的高频加速部的电压振幅时所述离子粒子通过所述各级的高频加速部的第2时刻及所述离子粒子通过所述各级的高频加速部时所具有的第2通过能量；及根据所述第1数据集中确定的所述各级的高频加速部的相位和所述离子粒子通过所述各级的高频加速部的所述第1时刻与所述第2时刻之间的相位差，决定所述第2数据集中确定的所述各级的高频加...

【专利技术属性】
技术研发人员：二口泰成，
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：