[發明專利]離子注入設備

有效

• 申請號: 201210295451.3
• 申請日: 2012-08-17
• 公開（公告）號: CN102956428A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 內藤勝男
• 申請（專利權）人: 日新離子機器株式會社
• 主分類號: H01J37/317
• 分類號: H01J37/317
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 關兆輝;謝麗娜

技術領域

本發明涉及一種包括電場透鏡的離子注入設備，該離子注入設備調整了沿一個方向伸長的帶狀離子束的長度方向上的電流密度分布。

背景技術

為了應對襯底尺寸的增大，離子注入設備利用沿一個方向伸長的帶狀離子束。當以與離子束的行進方向垂直的平面切割時，此離子束具有大致矩形的截面。例如，離子注入設備在與帶狀離子束的長度方向大致垂直的帶狀離子束的短邊方向上傳送襯底，并將離子束照射在襯底的整個表面上，從而執行對襯底注入離子的工藝。

此外，與在襯底上制造的半導體器件的小型化相關聯，考慮了各種調整手段來調整帶狀離子束的長度方向上的射束電流密度分布，以獲得所期望的射束電流密度分布。

作為射束電流密度分布的調整手段，專利文獻1公開了利用電場透鏡的示例以及利用電磁透鏡的另一示例?，F在將簡要描述其具體構造。

對于利用電場透鏡的示例，如專利文獻1的圖8中所記載的，多個電極對沿離子束的長度方向布置，并且帶狀離子束從短邊方向置于（夾在）電極對之間。分別調整要施加到各電極對的電壓，以在排列在離子束的長邊方向上的電極對之間產生電場，從而調整射束電流密度分布。

另一方面，對于利用電磁透鏡的示例，如專利文獻1的圖11中所描述的，多個磁極對沿離子束的長邊方向布置，并且帶狀離子束從短邊方向置于磁極對之間。線圈纏繞各磁極對。分別調整流過纏繞各磁極對的一對線圈的電流的量和電流的方向，以在排列在離子束的短邊方向上的磁極對之間產生電磁場，從而調整射束電流密度分布。

如果離子束的尺寸隨著襯底的尺寸增大而增大，則用于產生大的離子束的裝置在尺寸上也增大。例如，常規的離子束的尺寸在長邊方向上可以為790mm。當襯底尺寸增大時，離子束的尺寸在長邊方向上可以為1560mm。然而，如果裝置的尺寸太大，則在半導體工廠中需要用于布置大型裝置的寬廣位置，鑒于與其他裝置的布置位置的關系，這是不太期望的。據此，期望盡可能地在尺寸上減小離子注入設備。作為用于調整射束電流密度分布的手段，要求使用與電磁透鏡的尺寸相比具有相對較小尺寸的電場透鏡。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]JP-A-2005-327713（圖8、圖11、第0063至0066段以及第0075至0081段）

發明內容

在視為專利文獻1中的一個示例的電場透鏡中，沿離子束的長邊方向產生電場，然后使長邊方向上的離子束局部地擴展或收縮。在該擴展或收縮發生在離子束在其長度方向上的端部的情況下，照射到襯底上的離子束在長邊方向上的尺寸被改變。

如果離子束在長邊方向上的尺寸較長，則存在離子束與構成離子束的輸送路徑的真空腔的壁表面或者布置在輸送路徑中的構件沖撞的可能性。在此情況下，要傳送的離子束的射束電流量減少。為了避免射束電流量的減少，將考慮略微增大構成輸送路徑的真空腔或者布置在輸送路徑中的構件的尺寸。倘若如此，則導致裝置尺寸增大。另一方面，在離子束在長邊方向上的尺寸被縮短的情況下，擔心襯底的整個表面，特別是在襯底的端部，有離子束照射不到的區域。并且，擔心襯底的整個表面即使照射到離子束也有達不到所期望的射束電流量的區域。此外，如果離子束在長邊方向上的擴展或收縮較大，則上述情形與該擴展或收縮一樣顯著。

因此，本發明的目的是要提供一種離子注入設備，其能夠在調整具有大致矩形截面的離子束的射束電流密度分布的情況下減小離子束在長邊方向上的擴展或收縮。

本發明的離子注入設備從離子源射出離子束。在離子注入設備中對布置在加工腔中的襯底執行離子注入。所述離子束具有正電荷以及有著長邊方向和短邊方向的矩形截面或長橢圓形截面。所述離子注入設備包括射束電流測量裝置、偏轉電極和遮蔽構件。所述射束電流測量裝置測量所述離子束沿所述長邊方向上的射束電流密度分布。所述偏轉電極基于由所述射束電流測量裝置測量的結果，使所述離子束的至少一部分沿所述長邊方向朝向所述短邊方向偏轉。所述遮蔽構件部分地遮蔽由所述偏轉電極偏轉的所述離子束。所述偏轉電極包括平板電極和包括多個電極的電極組。所述電極組布置成面對所述平板電極，以便將所述離子束置于所述平板電極與所述電極組之間。所述平板電極電接地。所述多個電極彼此電獨立。所述多個電極的每一個均連接至與其他電源獨立的電源以執行電位設置。

當調整射束電流密度分布時在離子束的短邊方向上產生電場，并且離子束朝向大致短邊方向局部地偏轉。因此，能夠明顯地減小在現有技術的電場透鏡中發生的離子束在其長邊方向上的擴展和收縮。