JP6779880B2 - 走査ビーム注入器のためのビームプロファイリング速度の向上 - Google Patents
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Description
本願は、「走査ビーム注入器のためのビームプロファイリング速度の向上」(BEAM PROFILINGSPEED ENHANCEMENT FOR SCANNED BEAM IMPLANTERS)というタイトルが付された米国仮出願No.62/096,963(2014年12月26日出願)の優先権およびその利益を主張する。当該出願の全体の内容は、本明細書中において完全に開示されるように、参照によって本明細書に組み込まれる。
本発明は、一般的にはイオン注入システムに関し、より具体的には、イオンビームの電流プロファイルを便宜的に判定(決定)するための線量測定システムおよび方法に関する。
半導体デバイスの製造において、イオン注入は、半導体に不純物をドーピングするために使用されている。n型材料またはp型材料のドーピングを実現すること、または、集積回路の製造においてパッシベーション層を形成することを目的として、イオン注入システムは、多くの場合、ワークピース(例:半導体ウェハ)に、イオンビームによって提供されるイオンをドーピングするために使用される。イオン注入システムは、半導体ウェハのドーピングのために使用される場合、ワークピースの内部に選択されたイオン種を注入し、所望の外因的な材料を生成する。
本開示は、現時点において、実際の注入時に使用される速度よりも有意に高いイオンビーム走査速度によってプロファイリング動作を実行することにより、イオンビームを十分かつ迅速にプロファイリングするためのシステムおよび方法を提供する。そこで、以下では、本発明の複数の態様に対する基本的な理解を提供するために、簡略的な本発明の概要を示す。本概要は、本発明の広い範囲での概要ではない。本発明の主要な点または重要な要素を特定することを意図しているわけでもないし、本発明の範囲を規定することを意図しているわけでもない。本概要の目的は、後述するより詳細な説明の序文として、簡略化された形態によって、本発明の複数のコンセプトを示すことにある。
における相違である。この場合、ビームプロファイラの経路を比較するよりも高速な、何らかの方法によって、2つの周波数の波形を一致させることは有益であろう。一例として、高いバンド幅に依存しない電界または磁界の測定が、各周波数における実際の波形を測定するために用いられてよい。続いて、走査波形がより高い周波数での走査における波形の形状に精度良く一致するまで、低速の走査周波数において走査波形が修正されてよい。一例として、波形を修正するために、直接的な測定に替えて、周波数応答の誤差の理論モデルを十分に使用することもできる。いずれの場合においても、本開示は、プロファイル測定の反復回数を低減し、かつ、全体的な修正時間を低減できる。
図1は、本開示の1つの例示的な態様に基づくイオン注入システムを示すブロック図である。
本発明は、走査イオンビームのプロファイルを迅速に判定(決定)するためのシステム、装置、および方法を全般的に対象としている。以降、本発明は、図面を参照して説明される。同様の参照番号は、同様の部材を一貫して参照するために用いられてよい。様々な態様についての説明は単なる例示であると理解されるべきであり、限定的な意味に解釈されるべきではない。以下の記載では、説明のために、様々な具体的な詳細が、本発明に対する十分な理解を与えるために開示されている。但し、本発明はこれらの具体的な詳細がなくとも実施されてよいことは、当業者にとって明白であろう。
れている。その結果、リボン状のイオンビーム124または走査イオンビームが規定される。さらに、当該例では、ワークピース走査機構126が設けられている。当該ワークピース走査機構は、イオンビーム112を受けるように、少なくとも第2の方向125(例:+/−のx方向,第2の走査経路、あるいは、「低速走査」(slow scan)軸、経路、または方向とも称される)に、ワークピース120を選択的に走査するように構成されている。イオンビーム走査機構122およびワークピース走査機構126は、例えば、イオンビーム112に対するワークピースの所望の走査を提供するために、個別に構成されてもよいし、互いに関連するように構成されてもよい。
部材の特定の機能を実現する任意の部材(つまり、機能的に等価である部材)に対応するものであると意図されている。このことは、例え当該任意の部材が、本明細書において、本発明の例示的な実施形態にて説明された機能を実現する開示された構造と、構造的に等価でない場合にも当てはまる。さらに、本発明の特定の構成は、複数の実施形態のうちの1つの実施形態のみに関して開示されている場合がある。但し、任意または特定の応用例について、望ましくかつ有益である場合には、このような構成は、他の実施形態の1つ以上の構成と組み合わせられてもよい。
Claims (17)
- ワークピースにイオンを注入するためのイオン注入システムであって、
イオンビームを発生させるイオン源と、
上記イオンビームを質量分析する質量分析器と、
走査イオンビームを規定するために走査平面に沿って上記イオンビームを走査し、かつ、ビームプロファイリングのための第1の周波数、および注入のための第2の周波数によって上記イオンビームをさらに走査するビームスキャナと、
上記ビームスキャナが上記イオンビームを第2の周波数によって走査する場合に、上記ワークピースに関連するワークピース平面において上記走査イオンビームを受けるエンドステーションと、
上記イオンビームが上記第1の周波数によって走査される場合に、上記走査平面に沿って上記走査イオンビームを通過するように移動するビームプロファイリング装置と、
制御器と、を備えており、
上記第1の周波数は、上記第2の周波数よりも高く、
上記ビームプロファイリング装置は、上記移動とともに、上記走査イオンビームの1つ以上の特性をさらに測定し、
上記制御器は、
上記イオンビームが上記第1の周波数によって走査された場合の、上記走査イオンビームの上記1つ以上の特性に部分的に基づいて、
上記イオンビームが第2の周波数によって走査される場合に得られるであろう、上記走査イオンビームのプロファイルを決定し、
上記制御器は、さらに、
(i)上記第1の周波数によって測定された、上記イオンビームの上記1つ以上の特性と、
(ii)上記イオンビームが上記第2の周波数によって走査される場合に得られるであろう、上記イオンビームの所望の1つ以上の特性と、に基づいて、上記イオンビームを調整することを特徴とするイオン注入システム。 - 上記イオンビームの上記1つ以上の特性は、
上記イオンビームの電流、および、上記ワークピース平面に入射する上記イオンビームの角度のうちの、1つ以上を含んでいることを特徴とする請求項1に記載のイオン注入システム。 - 上記第1の周波数は、上記第2の周波数の少なくとも2倍であることを特徴とする請求項1に記載のイオン注入システム。
- 上記第1の周波数は、上記第2の周波数に比べて、少なくとも1桁のオーダで高いことを特徴とする請求項1に記載のイオン注入システム。
- 上記ビームプロファイリング装置は、上記走査平面に沿って上記イオンビームを通過するファラデーカップを備えていることを特徴とする請求項1に記載のイオン注入システム。
- 上記ファラデーカップは、上記イオンビームの一部の侵入が許容される狭いスリットを備えていることを特徴とする請求項5に記載のイオン注入システム。
- 上記制御器は、上記イオン源、上記質量分析器、および上記ビームスキャナのうちの1つ以上を制御することによって、上記イオンビームを調整することを特徴とする請求項1に記載のイオン注入システム。
- イオンを注入するための方法であって、
第1のプロセスレシピに応じてイオンビームを調整する工程と、
第1の走査イオンビームを規定するために、ビームプロファイリングのための第1の周波数によって、走査平面に沿って上記イオンビームを走査する工程と、
上記第1の走査イオンビームを通過するように、ビームプロファイリング装置を移動させる工程と、
上記第1の走査イオンビームに関連する第1のビームプロファイルを規定するために、上記ビームプロファイリング装置の上記移動とともに、当該第1の走査イオンビームの幅方向に対して、当該第1の走査イオンビームの1つ以上の特性を測定する工程と、
上記第1のビームプロファイルに部分的に基づいて、上記第1の周波数よりも低い第2の周波数によって、上記走査平面に沿って上記イオンビームを走査するために用いられるであろう第2のビームプロファイルを決定する工程と、
第2のプロセスレシピに応じて上記イオンビームを調整する工程と、を含んでおり、
上記第2のプロセスレシピは、
上記第2のビームプロファイルに基づいているとともに、
(i)上記第1の周波数によって測定された、上記第1の走査イオンビームの上記1つ以上の特性と、
(ii)上記イオンビームが上記第2の周波数によって走査される場合に得られるであろう、上記イオンビームの所望の1つ以上の特性と、に基づいており、
上記方法は、
第2の走査イオンビームを規定するために、注入のための上記第2の周波数によって、上記走査平面に沿って上記イオンビームを走査する工程と、
上記第2の走査イオンビームを用いて、ワークピースにイオンを注入する工程と、を含んでいることを特徴とする方法。 - 上記第1の走査イオンビームの上記1つ以上の特性は、
上記イオンビームの電流、上記イオンビームの均一性、および、上記イオンビームの角度のうちの、1つ以上を含んでいることを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 上記ビームプロファイリング装置は、ファラデーカップを備えていることを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 上記第2のビームプロファイルを決定する工程は、上記イオンビームの走査に関連する走査発生・増幅システムの周波数応答にさらに基づいていることを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 上記第1の周波数は、上記第2の周波数の少なくとも2倍であることを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 上記第1の周波数は、上記第2の周波数に比べて、少なくとも1桁のオーダで高いことを特徴とする請求項8に記載の方法。
- イオン注入システムにおいて線量制御を行うための方法であって、
第1のプロセスレシピを用いてイオンビームを形成する工程と、
ビームプロファイリングのための第1の走査イオンビームを形成するために、第1の周波数によって、走査平面に沿って上記イオンビームを走査する工程と、
上記第1の走査イオンビームに関連する時間・位置依存の第1のプロファイルを規定するために、上記イオンビームを通過するようにビームプロファイリング装置を移動させることにより、上記第1の走査イオンビームの1つ以上の特性を測定する工程と、
上記第1のプロファイルに部分的に基づいて、上記第1の周波数よりも低い第2の周波数によって、上記走査平面に沿って上記イオンビームを走査するために用いられるであろう時間・位置依存の第2のプロファイルを決定する工程と、
第2のプロセスレシピに応じて上記イオンビームを調整する工程と、を含んでおり、
上記第2のプロセスレシピは、
上記第2のプロファイルに基づいているとともに、
(i)上記第1の周波数によって測定された、上記第1の走査イオンビームの上記1つ以上の特性と、
(ii)上記イオンビームが上記第2の周波数によって走査される場合に得られるであろう、上記イオンビームの所望の1つ以上の特性と、に基づいており、
上記方法は、
注入のための第2の走査イオンビームを形成するために、上記第2の周波数によって、上記走査平面に沿って上記イオンビームを走査する工程と、
上記第2の走査イオンビームを用いて、ワークピースにイオンを注入する工程と、を含んでいることを特徴とする方法。 - 上記イオンビームの上記1つ以上の特性を測定する工程は、
上記イオンビームの電流、および、上記走査平面における上記イオンビームの入射角を、測定する工程を含んでいることを特徴とする請求項14に記載の方法。 - 上記イオンビームの上記1つ以上の特性を測定する工程は、
上記第1の走査イオンビームの第1の側稜から第2の側稜までファラデーカップを移動させる工程と、
上記ファラデーカップを用いて、上記ビームの電流を測定する工程と、を含んでいることを特徴とする請求項14に記載の方法。 - 上記第1の周波数は、上記第2の周波数に比べて、少なくとも1桁のオーダで高いことを特徴とする請求項14に記載の方法。
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