离子注入装置及离子注入方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及离子注入装置及离子注入方法，在具备线性加速装置的离子注入装置中，可加速射束能量的调整。本发明专利技术的离子注入装置(100)具备：离子源(10)，生成离子；引出部(10a)，通过从离子源(10)引出离子并使其加速来生成离子束；线性加速装置(22a～22c)，使通过引出部(10a)引出且被加速的离子束加速；静电加减速装置(52)，使从线性加速装置(22a～22c)输出的离子束加速或减速；及注入处理室(40)，进行将从静电加减速装置(52)输出的离子束照射到晶片的注入处理。片的注入处理。片的注入处理。

【技术实现步骤摘要】
离子注入装置及离子注入方法


[0001]本申请主张基于2021年3月4日申请的日本专利申请第2021
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034380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装置及离子注入方法。

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，利用多级式高频线性加速装置(LINAC)使离子束加速。在高频线性加速装置中，调整各级的电压振幅、频率及相位之类的高频参数，以便获得所期望的射束能量。
[0005]专利文献1：日本特开2018
‑
085179号公报
[0006]最近，为了注入到更深的区域，有时要求超高能量(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装置的级数。若高频线性加速装置的级数增加，则相应地高频参数的调整所耗费的时间变长。根据半导体制造工序，有时也需要将具有互不相同的射束能量的多个离子束照射到同一个晶片的多级注入。在该情况下，必须生成与多个射束能量相对应的多个数据集，进而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]本专利技术的一种实施方式的示例性目的之一在于，提供一种在具备线性加速装置的离子注入装置中，可加速射束能量的调整的技术。
[0008]本专利技术的一种实施方式的离子注入装置具备：离子源，生成离子；引出部，通过从离子源引出离子并使其加速来生成离子束；线性加速装置，使通过引出部引出的离子束加速；静电加减速装置，使从线性加速装置输出的离子束加速或减速；及注入处理室，进行将从静电加减速装置输出的离子束照射到晶片的注入处理。
[0009]本专利技术的另一种实施方式为离子注入方法。该方法具备如下工序：通过线性加速装置使离子束加速；通过静电加减速装置使从线性加速装置输出的离子束加速或减速；及将从静电加减速装置输出的离子束照射到晶片。
[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或本专利技术的构成要件或表述的方式，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]根据本专利技术的一种实施方式，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为示意地表示用于多级注入的多个离子束的能量调整方法的图。
[0015]图3为表示离子束的第1调整方法的一例的流程图。
[0016]图4为表示离子束的第2调整方法的一例的流程图。
[0017]图5为表示变形例所涉及的离子注入装置的概略结构的俯视图。
[0018]图6为表示另一变形例所涉及的离子注入装置的概略结构的俯视图。
[0019]符号的说明
[0020]10
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离子源，10a
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引出部，11
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质谱分析装置，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，24
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能量分析电磁体，26
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横向会聚四极透镜，30
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偏转电磁体，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，40
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注入处理室，44
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晶片保持部，45
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晶片容纳部，50
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中央控制装置，52、62、72
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静电加减速装置，54、64、74
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第1框体，56、66、76
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第2框体，60、70、80
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直流电源，100、110、120
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离子注入装置。
具体实施方式
[0021]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进行任何限定。
[0022]对实施方式进行详述之前，说明一下概要。本实施方式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装置使在离子源生成的离子束进行加速，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。
[0023]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影像传感器等半导体器件制造中的P型区域和/或N型区域。
[0024]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高频加速部的动作参数。并且，在各级高频加速部的上游侧及下游侧存在用于适当地输送离子束的透镜装置，为了获得具有所期望的射束电流量的离子束，需要适当地设定多级透镜装置的动作参数。此外，为了调整照射到晶片的离子束的平行度或角度分布之类的射束品质，需要适当地设定比线性加速装置更靠下游侧的各种设备的动作参数。这些动作参数集作为用于实现所期望的射束条件的“数据集”而生成。
[0025]为了生成更高能量的离子束，需要增加高频加速部的级数的线性加速装置。若高频加速部的级数增加，则应调整的动作参数的数量增加，用于生成适当的数据集所需的时间变长。根据半导体制造工序，有时也需要将具有互不相同的射束能量的多个离子束照射
到同一个晶片的多级注入。在该情况下，必须生成与多个射束能量相对应的多个数据集。将多个数据集从一开始生成时，导致生成多个数据集全部为止耗费相当长的时间。如此一来，导致离子注入装置的生产率下降。
[0026]在本实施方式中，在线性加速装置的后级设置辅助性静电加减速装置。本实施方式所涉及的离子注入装置具备：离子源，生成离子；引出部，通过从离子源引出离子并使其加速来生成离子束；线性加速装置，使通过引出部引出的离子束加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子注入装置，其特征在于，具备：离子源，生成离子；引出部，通过从所述离子源引出所述离子并使其加速来生成离子束；线性加速装置，使通过所述引出部引出的所述离子束加速；静电加减速装置，使从所述线性加速装置输出的所述离子束加速或减速；及注入处理室，进行将从所述静电加减速装置输出的所述离子束照射到晶片的注入处理。2.根据权利要求1所述的离子注入装置，其特征在于，所述静电加减速装置利用第1电位与第2电位之间的电位差来使所述离子束加速或减速，所述第1电位施加于包括所述线性加速装置的第1框体，所述第2电位施加于包括所述注入处理室的第2框体。3.根据权利要求1或2所述的离子注入装置，其特征在于，所述静电加减速装置具有直流电源，该直流电源对包括所述线性加速装置的第1框体及包括所述注入处理室的第2框体中的至少一者施加直流电压。4.根据权利要求1至3中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，还具备：控制装置，通过在固定了所述线性加速装置的动作参数的状态下变更所述静电加减速装置的加减速电压，由此变更照射到所述晶片的所述离子束的射束能量。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，所述注入处理室包括：晶片保持部，在所述离子束所照射的位置保持晶片；晶片容纳部，在所述离子束不照射的位置容纳晶片；及晶片传送机构，在所述晶片保持部与所述晶片容纳部之间传送晶片。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，还具备：可变狭缝，设置于比所述静电加减速装置更靠上游侧，并调整照射到所述晶片的所述离子束的射束电流量。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，还具备：可变狭缝，设置于比所述静电加减速装置更靠下游侧，并调整照射到所述晶片的所述离子束的射束电流量。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，还具备：带射束生成器，设置于所述线性加速装置与所述静电加减速装置之间，通过在与射束行进方向正交的平面内使所述离子束发散来生成带射束，或者通过使所述离子束往复扫描来生成带状射束。9.根据权利要求8所述的离子注入装置，其特征在于，还具备：射束平行化器，设置于所述带射束生成器与所述静电加减速装置之间，使所述带射束的行进方向或构成所述带状射束的各射束的行进方向平行化。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，还具备：能量分析装置，设置于所述静电加减速装置的下游侧。11.根据权利要求1至10中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，还具备：质谱分析装置，设置于所述离子源与所述线性加速装置之间。12.一种离子注入方法，其特征在于，具备如下工序：
通过线性加速装置使离子束加速；通过静电加减速装置使从所述线性加速装置输出的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：月原光国，
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：