TWI476809B - 離子植入裝置 - Google Patents

Description

離子植入裝置

本發明係關於一種包括調整帶狀之離子束之在長度方向上之射束電流之分佈之手段的離子植入裝置。

作為離子植入裝置，已知有如下混合(hybrid)型之離子植入裝置，即，將帶狀之離子束導入至處理室內，使基板(矽晶圓等之半導體基板)於與所導入之離子束之短邊方向交叉之方向上以橫截該離子束之方式來移動，從而實施對基板之離子植入。

於此種離子植入裝置中，設置有以使植入至基板之離子之照射量(劑量)於基板面內變得均勻之方式將帶狀之離子束之在長邊方向上之離子束之電流分佈之均一性加以調整之手段。

作為具體之構成，如專利文獻1所記載般，使用如下方法：於質譜分析電磁鐵之磁極部分沿帶狀之離子束之長邊方向排列有複數個極片，藉由調整各極片之突出至電磁鐵內部之長度，而使帶狀之離子束之在長度方向上之磁場分佈產生變化，從而調整帶狀之離子束之在長度方向上之電流分佈之均一性。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平6-342639號公報

專利文獻1中所記載之均一化調整手段係如下方法：於帶狀之離子束之長邊方向上，藉由磁場使離子束中所包含之離子之前進方向局部地產生變化，從而調整在該方向上之離子束之電流分佈之均一性。若使用此種調整方法，則可均一地調整長邊方向上之離子束之電流分佈，但由於藉由磁場使離子之前進方向局部地產生變化，因此，伴隨著均一性之調整，會在遍及離子束之長邊方向且於離子束中所包含之離子之前進方向上產生較大之偏差。該偏差之起因在於：伴隨著磁場分佈之變化，於與離子之前進方向及磁場之方向正交之方向上所產生作用之勞侖茲力(Lorentz force)之大小則在遍及離子束之長邊方向上局部地產生變化。

近年來，半導體元件構造之微細化不斷發展，且其構造日益複雜化。為對具有此種半導體元件構造之基板來實現所需之離子植入，而上述偏差所容許之範圍則變得非常小。由於微細化越發展則該偏差之容許範圍則越小，故而使用專利文獻1中所列舉之使離子之前進方向局部地產生變化從而調整離子束之在長邊方向上之電流分佈之均一性的方法則不十分充分來對應於微細化。

因此，於本發明中，主要目的在於提供一種不僅使離子束之在長邊方向上之電流分佈變得均勻，而且伴隨著均勻調整不會於該方向上之各位置處之離子束中所包含之離子之前進方向上產生較大偏差的離子植入裝置。

本發明之離子植入裝置係於處理室內使基板於與帶狀 之離子束之短邊方向交叉之方向上移動從而對上述基板之整個面來照射離子束者；其特徵在於包括：整形遮罩，其於對上述基板照射上述離子束之前，對上述離子束之短邊方向上之兩端部來進行整形；輪廓分析儀，其測量由上述整形遮罩所整形後之在上述離子束的長邊方向上之電流分佈；及電子束供給單元，其於較上述整形遮罩更靠上游側，在遍及上述離子束之長邊方向之全域來向上述離子束供給電子束；且上述電子束供給單元係根據上述輪廓分析儀中之所測量結果使電子束之供給量於上述離子束之長邊方向之每個位置上產生變化。

更具體而言，上述電子束供給單元包括使電子束產生之電子束產生裝置、及將藉由上述電子束產生裝置所產生之電子束沿著一個方向進行掃描之電子束掃描裝置或調整藉由上述電子束產生裝置所產生的電子束之電流分佈之電流分佈調整裝置中之其中一者。

若為此種構成，則可使電子束之供給量於離子束之長邊方向之每個位置上產生變化，從而進行離子束之電流分佈之調整。若使用此種方法，則伴隨著電流分佈之調整，離子束中所包含之離子之前進方向不會過度地產生變化。藉此，與習知之方法相比，可使離子束之在長邊方向上之每個位置之離子之前進方向之偏差變小，故而亦可充分地對應於半導體元件之微細化。

又，上述電子束產生裝置亦可為包括高頻型之電漿源、及用以自上述電漿源將電子束引出之引出電極者。

若為此種構成，則無須考慮燈絲之因噴濺(sputtering)引起之消耗或斷線而導致之裝置維護。因此，可使電子束產生裝置相對長時間穩定地運轉。又，由於不存在自燈絲產生之金屬微粒流入至基板之情況，故而亦不會產生金屬污染之問題。

為了使電子束有效率地有助於抑制離子束之發散，較理想為如下構成：於上述離子束所輸送之射束路徑上配置有沿著上述離子束之前進方向產生大致平行之磁場之至少1個螺線管線圈。

若為此種構成，則由於可沿著離子束之前進方向來輸送電子，故而可充分地抑制離子束之發散。又，由於電子之利用效率提高，故而可減少電子之供給量，降低電子束產生裝置之輸出。進而，亦可期待降低其裝置之消耗電力之效果或抑制其作為電子產生源之陰極之消耗之效果。

又，亦可為上述離子束所輸送之射束路徑係於真空腔室內、且上述真空腔室之壁面上支撐有用以測量上述電子束之電流分佈之輪廓分析儀。

若為此種構成，則由於可於對離子束供給之前測量電子束之電流分佈，並根據測量結果來進行電子束之電流分佈之調整，故而可準確地進行電子束之電流分佈之調整。

進而，亦可使用如下構成：於對上述基板進行離子植入處理前，進行上述離子束之電流分佈之測量之上述輪廓分析儀係配置於在離子植入處理時對上述基板照射上述離子束之植入位置。

若為此種構成，則可更準確地調整照射至基板之離子束之電流分佈。

又，上述整形遮罩亦可為包括可使上述離子束之在短邊方向上之遮罩寬度可變化地變更之遮罩寬度變更裝置之構成。

根據所使用之離子種類或能量之不同，因空間電荷效應而所引起之離子束之擴散程度會產生變化。若預先設置使遮罩寬度可變化地變更之裝置，則可對應此種離子束之變化而使遮罩寬度變更為 適當之寬度，從而可確實地對離子束之在短邊方向上之兩端部來進行整形。

由於使離子束之長邊方向之每個位置上之電子束之供給量產生變化，從而進行離子束之電流分佈之調整，故而伴隨著電流分佈之調整，離子束中之離子之前進方向則不會過度地變化。藉此，與習知之方法相比，可減小離子束之在長邊方向上之每個位置之離子之前進方向之偏差，因此亦可充分地對應於半導體元件之微細化。

1‧‧‧離子源

2‧‧‧質譜分析電磁鐵

3‧‧‧分析狹縫

4‧‧‧整形遮罩

5‧‧‧真空腔室

6‧‧‧處理室

7‧‧‧基板

8、10‧‧‧輪廓分析儀

9‧‧‧電子束供給單元

11‧‧‧絕緣物

12、13、M‧‧‧馬達

13‧‧‧氣體導入口

20‧‧‧第一螺線管線圈

21‧‧‧第二螺線管線圈

91‧‧‧電子束產生裝置

92‧‧‧射束掃描裝置

93‧‧‧電流分佈調整裝置

910‧‧‧電子源

911‧‧‧電漿源

912‧‧‧引出電極

913‧‧‧接地電極

IB‧‧‧離子束

EB‧‧‧電子束

EW、IW‧‧‧寬度

AN‧‧‧天線

B‧‧‧磁場

C‧‧‧線圈

D‧‧‧電極

F‧‧‧燈絲

P‧‧‧電漿

α‧‧‧角度

X、Y、Z‧‧‧方向

圖1係為與本發明相關之離子植入裝置之俯視圖。(A)表示在YZ平面中之情況，(B)表示在XZ平面中之情況。

圖2係為表示離子束之前進方向與電子束之照射角度之關係之說明圖。(A)係為表示對離子束來照射電子束之情況之立體圖。(B)係為表示自XZ平面觀察(A)之構成時之情況之俯視圖。(C)係表示自XZ平面觀察朝向Z方向之相反側來傾斜地對離子束IB照射電子束之構成時之情況之俯視圖。

圖3係為表示在圖1所記載之離子植入裝置之例中照射至基板之離子束之情況之俯視圖。(A)係為表示在XZ平面中之情況之俯視圖。(B)係為表示在XY平面中之情況之俯視圖。

圖4係為表示在圖1、圖3所記載之輪廓分析儀之例之俯視圖。

圖5表示在圖3所記載之例中所測量之離子束之電流分佈。

圖6係為表示與本發明相關之電子束供給單元之構成之概略圖。(A)係為具備有由電場之射束掃描裝置之電子束供給單元之例。(B)係為 具備有由磁場之射束掃描裝置之電子束供給單元之例。

圖7係為表示本發明之電子束供給單元之另一構成之概略圖。(A)係為具備有藉由電場之電流分佈調整裝置之電子束供給單元之例。(B)係為具備有藉由磁場之電流分佈調整裝置之電子束供給單元之例。(C)係為電子源兼為電流分佈調整裝置之電子束供給單元之例。

圖8係為表示與本發明相關之電子束供給單元中所使用之電子束產生裝置之另一例之概略圖。(A)係為具有具備單一之燈絲之電漿源之電子束產生裝置之例。(B)係為具有具備數根燈絲之電漿源之電子束產生裝置之例。繼而，(C)係為具有高頻型之電漿源之電子束產生裝置之例。

圖9係為與本發明相關之另一離子植入裝置之俯視圖。(A)表示在YZ平面中之情況，(B)表示在XZ平面中之情況。

圖10係為表示在圖1、圖9所記載之輪廓分析儀之另一例之俯視圖。(A)表示在XZ平面中之情況，(B)表示在YZ平面中之情況。

圖11係為表示對來自電子束供給單元之電子束進行監控之輪廓分析儀之例之俯視圖。

圖1(A)、圖1(B)係本發明之離子植入裝置之俯視圖。(A)係表示在YZ平面之情況，(B)係表示在XZ平面之情況。於以下說明中，Z軸之方向(Z方向)係為帶狀之離子束之前進方向，Y軸之方向(Y方向)係為帶狀之離子束之長邊方向。又，X軸之方向(X方向)係為帶狀之離子束之短邊方向。再者，本發明中所敍述之離子係為具有正電荷之離子。

離子束IB(ion beam)係由離子源1所生成，且通過質譜 分析電磁鐵2與配置於其下游側之分析狹縫3。質譜分析電磁鐵2與分析狹縫3係對離子束IB進行質譜分析，而使含有所需之質量之離子的離子束IB通過至分析狹縫3之下游側。

自電子束供給單元9對已通過分析狹縫3之離子束IB以遍及其長邊方向之全域之方式供給電子束EB(electron beam)。本發明中，藉由該電子束EB根據離子束IB之長邊方向之位置調整因空間電荷效應而引起之發散之程度，藉此調整離子束IB之長邊方向上之電流分佈，關於具體之構成，將於下文進行詳細敍述。

在通過供給電子束EB之區域之後，離子束IB通過整形遮罩4。受到空間電荷效應之影響，離子束IB一方面沿Z方向前進，一方面逐漸發散。此處，使用整形遮罩4，以該已發散之離子束IB之短邊方向上之寬度成為特定寬度之方式來進行整形。

通過整形遮罩4後之離子束IB則被導入至處理室6。於處理室6中配置有基板7，基板7係藉由未圖示之支撐機構與驅動其之驅動手段而沿X方向移動。基板7之尺寸係於Y方向上較離子束IB之尺寸為短，於X方向上較離子束IB之尺寸為長。基板7沿X方向移動，與離子束IB至少交叉1次，藉此，對基板7之整個面來照射離子束IB。

於處理室6之壁面上配置有輪廓分析儀8。於對基板7進行離子植入處理前，基板7移動至未照射離子束IB之位置或未被搬入至處理室6內。此時，藉由對輪廓分析儀8照射離子束IB，而進行離子束IB之長邊方向上之電流分佈之測量。

又，離子束IB之輸送路徑(以下，射束路徑)係由真空腔室5所覆蓋，且於真空腔室5內係藉由未圖示之真空泵來進行真空排 氣。再者，圖1(B)所記載之X軸、Y軸、Z軸係每通過質譜分析電磁鐵2後之離子束IB相關之座標軸，於XZ平面進行觀察時，X軸與Z軸之方向則根據離子束IB之飛行路徑之位置不同而產生變化。其原因在於：離子束IB因質譜分析電磁鐵2而偏向，從而使離子束IB之前進方向產生變化。

圖2(A)~(C)係為表示離子束IB之前進方向與電子束EB之照射角度之關係之說明圖。(A)係為表示對離子束IB照射電子束EB之情況之立體圖。(B)為表示自XZ平面觀察(A)時之情況。(C)係為表示自XZ平面觀察朝向Z方向之相反側傾斜地對離子束IB照射電子束EB之構成時之情況之俯視圖。

如圖2(A)所描繪般，自電子束供給單元9所供給之電子束EB之供給寬度EW大於離子束IB之長邊方向之寬度IW。藉此，於遍及離子束IB之長邊方向之全域可抑制由空間電荷效應所致之離子束IB之發散。

又，電子束EB係以相對於離子束IB之前進方向並傾斜特定角度α之狀態來進行照射。若考慮藉由電子束EB之抑制發散的效率，則該角度α較理想為大致30度以內。雖然亦取決於電子束EB之能量，但若為大於此之角度、例如90度，則電子束EB中之電子雖然暫時有助於抑制離子束IB之發散，但立即會穿透離子束IB而碰撞至真空腔室5之壁面並消失之可能性較高。若如此，則電子並未有效率地有助於抑制離子束IB之發散，故而必需自電子束供給單元9來供給大量電子。

圖2(A)、圖2(B)所記載之構成係朝向射束路徑之下游側照射電子束EB之例，但亦可與此相反地朝向射束路徑之上游側進行電 子束EB之照射。再者，所謂上游側意指為Z方向之相反側，所謂下游側則意指為Z方向側。

於圖2(C)中描繪朝向Z方向之相反側對離子束IB傾斜地供給電子束EB之例。例如，有如下優點：於電子束供給單元9中下述之作為電子之產生源之電子源為具備燈絲之類型者時，藉由採用如圖2(C)所描繪之構成，可抑制來自燈絲之金屬微粒流入至基板7側。

於圖3(A)、圖3(B)中描繪表示圖1所記載之離子植入裝置之例中照射離子束IB至基板7之情況之俯視圖。再者，於該例中，未對離子束IB供給電子束EB。

如圖3(A)、圖3(B)所描繪般，整形遮罩4係以較佳為可沿X方向移動之方式所構成。於該例中，以如下方式構成：於整形遮罩4之端部固定有棒狀之支撐構件，藉由使馬達M旋轉而使支撐構件於X方向上產生移動。

若採用此種構成，則可調整整形遮罩4之X方向之寬度(整形遮罩4間之距離)。於本發明中，以如下方式構成：利用整形遮罩4對因空間電荷效應而擴散之離子束IB之短邊方向之兩端部進行整形，且利用輪廓分析儀8來測量經整形之離子束IB之長邊方向上之電流分佈。離子束IB因空間電荷效應而具有何種程度之擴散係根據離子束IB之離子種類或能量而產生變化。

於遮罩寬度為固定之情形時，遮罩寬度之設定則以如下方式來預先加以進行。而能夠想到預先設定為如下遮罩寬度：預先考慮到由離子植入裝置之規格所決定之離子束IB之離子種類或能量中因空間電荷效應而引起之擴散為最小之組合，則即便於此種情形時，亦可對離子束IB之短邊方向上之兩端部來進行整形。

另一方面，存在有藉由離子植入裝置之改良等而變更裝置之規格之情形。又，存在因整形遮罩4之製造誤差或整形遮罩4之設置位置之偏差而導致無法進行如所需之整形之情形。即便於此種情形時，只要可使整形遮罩4之遮罩寬度進行變化，即可應對各種問題。

於圖3(B)中，以二點鏈線來描繪位於整形遮罩4之下游側之基板7，而以一點鏈線來描繪位於基板7之更下游側之輪廓分析儀8。於Y方向上，輪廓分析儀8之尺寸至少大於基板7之尺寸。其原因在於：於離子束IB之長邊方向上，必須將照射至基板7之所有離子束IB作為測量對象而來調整該電流分佈。再者，於Y方向上，輪廓分析儀8之尺寸無須測量離子束IB之全域。其理由在於：於Y方向上離子束IB之端部未照射至基板7。

如圖4所描繪般，作為輪廓分析儀8，則可以想像到使用沿Y方向具有數個測量部(圖示之斜線部)之多點法拉第杯(Faraday cup)。藉由使用數個法拉第杯，可測量離子束IB之長邊方向上之每個位置之射束電流。再者，亦可代替此種多點法拉第杯而使1個法拉第杯沿Y方向移動，從而進行離子束IB之長邊方向上之每個位置之射束電流之測量。

於圖5中描繪利用圖3(A)、圖3(B)中所記載之構成所測量到之射束電流之分佈。於圖5之橫軸上所描繪之法拉第杯之位置係例如對應於構成於圖4中所描繪之輪廓分析儀8之各法拉第杯之位置。又，圖5之縱軸上所描繪之射束電流之值係例如利用構成於圖4中所描繪之輪廓分析儀8之各法拉第杯所測量之射束電流之值。如該圖5所示，電流分佈係以於離子束IB之長邊方向上自一端部朝向另一端部增加或減少之方式來分佈著。

於本發明中，為使該射束電流之分佈變為均勻而加以供給電子束EB。於通過整形遮罩4之離子束IB之量為較多之情形時，利用輪廓分析儀8所測量之射束電流之值變為較大。相反，於通過整形遮罩4之離子束IB之量較為少之情形時，利用輪廓分析儀8所測量之射束電流之值變為較小。換言之，若離子束IB之發散之程度為較小，則通過整形遮罩4之離子束IB之量則變多，因此利用輪廓分析儀8所測量之射束電流之值則變大。又，若離子束IB之發散程度較大，則通過整形遮罩4之離子束IB之量則變少，因此利用輪廓分析儀8所測量之射束電流之值則變小。

利用該現象，於本發明中遍及離子束IB之長邊方向之全域來供給電子束EB，並且使電子束EB之供給量局部地加以變化，從而進行離子束IB之在長邊方向上之電流分佈之調整。電子束EB之供給量之變化係以如下方式來加以進行。

於電子束EB為點狀之情形時，利用磁場或電場沿將電子束EB一個方向進行掃描。藉由在將電子束EB進行掃描時針對離子束IB之長邊方向之每個位置使掃描速度進行適當地變化，而可使電子束EB之供給量於離子束IB之長邊方向上局部地產生變化。具體而言，預先設置成為基準之掃描速度。而且，於相對於以該掃描速度將電子束EB進行掃描時所獲得之電子束EB之供給量而於增加電子束EB之供給量之情形時，使電子束EB之掃描速度慢於成為基準之速度。相反，於減少電子束EB之供給量之情形時，使電子束EB之掃描速度快於成為基準之速度。

相對於以成為基準之電子束EB之掃描速度所獲得之電子束EB之供給量若電子束EB之供給量增多，則抑制離子束IB之發 散之效果則變大。相反，若電子束EB之供給量減少，則抑制離子束IB之發散之效果則變小。基於此種情況，根據利用輪廓分析儀8所測量之離子束IB之電流分佈，使電子束EB之掃描速度於離子束之長邊方向上局部地產生變化。

於電子束EB為帶狀之電子束之情形時，代替使掃描速度產生變化而只要使電子束EB之在長邊方向上之電流分佈產生變化即可。若電子束EB之電流量局部性地變多，則該部分所被照射之離子束IB中之發散抑制效果則變大。相反，若電子束EB之電流量局部性地變少，則該部分所照射之離子束IB中之發散抑制效果則變小。作為使該分佈產生變化之手段，例如，亦可使用專利文獻1所記載之使用多極(multipole)之調整手段。

使用圖6~圖8對本發明中所使用之電子束供給單元9之構成例具體地加以進行說明。

於圖6(A)、圖6(B)中描繪著供給點狀之電子束EB之電子束供給單元9。該例中，電子束供給單元9係由生成電子束EB之電子束產生裝置91與將電子束EB沿一個方向來進行掃描之射束掃描裝置92所構成。

對關於在圖6(A)、圖6(B)中所描繪之電子束產生裝置91來進行說明。電子束產生裝置91係由生成電子之電子源910及將由電子源910所生成之電子來當作為射束而加以引出之引出電極912。

電子源910之燈絲F係被支撐於腔室內，於兩端子間經由電流導入端子12來施加電壓。藉由該電壓之施加，於燈絲F中電流產生流動，從而燈絲F被加熱。若燈絲F之溫度達到特定之溫度，則自燈絲F釋放電子。該電子係藉由經由絕緣物11且安裝於腔室之引出 電極912來當作為電子束EB而被引出。於引出電極912中設置有用以將電子束EB引出之針孔，因為通過此處來進行電子束EB之引出，因此所引出之電子束EB之剖面成為點狀。

利用引出電極912被引出之後，電子束EB係沿一個方向來進行掃描。該掃描之方向則例如與離子束IB之長邊方向一致。又，掃描寬度則長於離子束IB之長邊。另一方面，亦可將掃描之方向設為與離子束IB之長邊方向交叉之方向，且使掃描寬度具有於離子束IB之長邊方向上跨越離子束IB之程度的長度。即便為此種構成，亦可遍及離子束IB之長邊方向之全域來供給電子束EB。

於圖6(A)中描繪有可變地調整於一對電極間所產生之電場之強度，且利用使通過此處之電子束EB來進行掃描之電場之射束掃描裝置92。於圖6(B)中描繪有朝向紙面裏側產生磁場B，並且可變地調整該磁場B之磁通密度，且利用使通過此處之電子束EB來進行掃描之磁場之射束掃描裝置92。亦可藉由使用如該等圖中所描繪之構成使電子束EB之掃描速度於離子束IB之長邊方向上局部地產生變化而調整離子束IB之長邊方向上之電流分佈。

於圖7(A)、圖7(B)中描繪有供給帶狀之電子束EB之電子束供給單元9之例。於圖7(A)、圖7(B)中所描繪之電子源910係對於圖6(A)與圖6(B)中所說明之電子源910追加複數根燈絲F而成者。由於構成類似，故而對關於已說明之部位省略其說明。

於圖7(A)或圖7(B)之例中，藉由使用設置有數個狹縫或圓孔之引出電極912將自設置於電子源910之複數根燈絲F所產生之電子加以引出而來產生帶狀之電子束EB。再者，關於引出電極912之形狀，係於自引出電子束EB之方向觀察時呈長方形狀。亦即，於圖 7(A)、圖7(B)之例中，紙面上下方向長於紙面前後方向。

於之前所說明之圖6(A)、圖6(B)中，對引出電極912之施加電壓之值係為固定，但亦可如圖7(A)、圖7(B)所記載般能夠可變地設定該值。藉由使用此種可變電源，可調整所被引出之電子束EB之能量。電子束EB之能量為可高效地抑制離子束IB因空間電荷效應而所引起之擴散之能量，具體而言使用1eV~數eV者。

於圖7(A)與圖7(B)中所被引出之電子束EB係入射至電流分佈調整裝置93。於圖7(A)之例中將一對電極D沿著帶狀之電子束EB之長度方向配置有複數對。於該圖中以電極D沿著電子束EB之前進方向錯開而加以配置之方式來進行描繪，但此係為了更容易地理解電極D為夾持電子束EB之飛行路徑而亦配置於紙面裏側之情況而特意錯開來進行描繪，實際上一對電極D係配置於紙面前後方向上，且電子束EB通過其間。

藉由向電極對施加相同之電壓，且使施加至各電極對之電壓值為不同，而於各電極對間產生電場。藉由該電場之作用，使電子束EB之前進方向局部地產生變化，從而調整電子束EB之電流分佈。

另一方面，於圖7(B)中，當作為電流分佈調整裝置93而記載有使用磁場之構成。具體而言，於未圖示之具有口字狀之開口之磁軛中形成有朝向磁軛內側突出之一對磁極對。該磁極對係沿著電子束EB之長邊方向設置有複數對，且於各磁極上捲繞有線圈C。於該圖7(B)中，構成磁極對之磁極之位置係以於電子束EB之前進方向上錯開而來配置之方式來進行描繪，但與圖7(A)中所說明之電極對之例相同，實際上配置於紙面前後方向上。

於各磁極對中朝向磁極突出之方向產生有磁場，可藉由 調整於線圈C中流動之電流量或電流之方向而使磁場之方向或強度變更為指定者。藉由該磁場之作用，來調整於電子束EB之長邊方向上之電流分佈。

於圖7(C)中未設置藉由於圖7(A)或圖7(B)中所記載之電場或磁場之作用來調整電子束EB之電流分佈之電流分佈調整裝置93。代替其而電子源910本身則擔負起該作用。於該例中，在設置於電子源910之複數根燈絲F之兩端則連接有可變電源。藉由該可變電源來進行自燈絲F釋放之電子量之調整。藉此，進行電子束EB之長邊方向上之電流分佈之調整。

於圖8(A)~(C)中記載有代替於圖6或圖7之例中所說明之電子源910而使用電漿源911之例。再者，於圖8(A)~(C)之例中未描繪射束掃描裝置92或電流分佈調整裝置93，但亦可將圖8(A)~(C)之電漿源911與圖6或圖7中所說明之射束掃描裝置92或電流分佈調整裝置93進行組合而構成本發明之電子束供給單元9。

圖8(A)中，於腔室內設置有氣體導入口13，通過此處來進行氣體之導入。自燈絲F所釋放之電子碰撞至氣體，而於容器內部生成電漿P。為了自該電漿P引出電子束EB，而對引出電極912施加正電壓。亦可使用此種構成之電子束產生裝置91。再者，接地電極913係為用以固定電位者，而該電極並非為必需。

圖8(B)係為自圖8(A)之構成上來增加燈絲F之根數而成者。該例中，與圖7(B)之電子束產生裝置91同樣地可產生帶狀之電子束EB。又，圖8(B)之電漿源911兼作為電流分佈調整裝置93。與圖7(C)之構成相同，於各燈絲F之兩端部連接有可變電源。藉此，可獨立地調整對各燈絲F之施加電壓，從而可於遍及電子束EB之長度方向 來調整電流分佈。進而，亦可藉由個別地調整來自對應於各燈絲F而設置之氣體導入管13之氣體流量，而於遍及電子束EB之長度方向來調整電流分佈。再者，圖8(B)之引出電極912與接地電極913係與圖7(B)之引出電極912之例為相同，為紙面上下方向之尺寸長於紙面前後方向之尺寸之電極，且於電極面上形成有多數之狹縫或圓孔。關於電極之構成，下述之圖8(C)亦為相同。

於圖8(C)中所描繪之電漿源911係被稱為高頻型之電漿源者。此種電漿源911中，使高頻電流流動於捲繞成環狀之天線AN中，且使自氣體導入口13導入至腔室內部之氣體產生電離，而產生電漿P。其後，藉由引出電極912自電漿P引出電子束EB。亦可代替至此為止所說明之具備燈絲之電漿源911而使用此種高頻型者。

若為此種構成，則不會產生如下問題：使用燈絲F時所產生之金屬微粒流入至基板7，而引起基板7之製造不良。又，於具備燈絲F之電漿源911中，燈絲F會因電漿P被噴濺而消耗或斷線。因此，為了將燈絲F更換為全新者，而必須使裝置停止，但由於高頻型之電漿源911不具備燈絲F，故而無須考慮因此種燈絲F之消耗等所致之更換。因此，若使用高頻型之電漿源911，則與具備燈絲F之電漿源911相比，可使電子束產生裝置91相對地較長時間而穩定地運轉。

於圖9中描繪著於本發明中所使用之離子植入裝置之另一例。由於基本構成與圖1中所描繪者為相同，故而此處僅對與圖1不同之構成來進行說明。

作為與圖1之構成之差異，於圖9中所描繪之離子植入裝置係於離子束IB所輸送之射束路徑上配置有沿著離子束IB之前進方向而產生大致平行之磁場B之第一螺線管線圈20與第二螺線管線圈 21。於該等螺線管線圈中，以朝向相同方向產生磁場之方式電流產生流動。

雖然根據電子束EB之照射角度或電子束EB之能量等條件而存在一些差異，但於不存在此種磁場B之情形時，供給至離子束IB之電子束EB則貫穿離子束IB而碰撞至真空腔室5之壁面從而消失之可能性很高。因此，難以使電子束EB長時間對離子束IB之發散抑制發揮作用。

因此，為了使電子束EB長時間對離子束之發散抑制發揮作用，而使用圖9中所描繪之構成。如圖9所記載般使用螺線管線圈，於離子束IB之前進方向上產生磁場B。電子束EB中之電子係藉由磁場B來加以捕捉，而成為與離子束IB大致相同之方向上前進。藉此，可將自電子束供給單元9所供給之電子束EB中之電子對離子束IB之發散抑制長時間地發揮作用。其結果，由於電子之供給量為少量即可，故而可降低電子束產生裝置91之輸出。進而，亦可期待降低其裝置之消耗電力之效果或抑制其作為電子產生源之電子源910或電漿源911之消耗之效果。

於圖9中描繪有在第一螺線管線圈20與第二螺線管線圈21之間供給電子束EB之構成，但本發明之構成並不限定於此。例如，亦可在第一螺線管線圈20之上游側於來自第一螺線管線圈20之漏磁場所存在之區域來供給電子束EB。若使用此種構成，則電子有助於抑制離子束IB之發散之距離變長，因此可期待更進一步提高發散抑制之效果。

又，亦可使各螺線管線圈中流動之電流之方向成為相反方向，從而產生與圖示之磁場B之方向為相反方向之磁場B。由於電 子束EB中之電子大致沿著磁場B來移動，故而即便為此種構成，亦可使電子沿著離子束IB之前進方向來移動。

輪廓分析儀8之構成亦可為圖10(A)、圖10(B)中所描繪者。於該例中，如圖10(A)所描繪般，基板7係以如下方式加以構成：穿過X方向相反側之處理室6之壁面由馬達12所支撐，並藉由驅動馬達12而使基板7沿X方向移動。另一方面，輪廓分析儀8係以如下方式加以構成：穿過X方向側之處理室6之壁面由馬達13所支撐，並藉由驅動馬達13而使輪廓分析儀8繞X軸旋轉。

又，如圖10(B)所描繪般，於Y方向上，基板7與輪廓分析儀8之位置隔開。於對基板7進行離子植入處理時，為了避免與基板7之干涉，輪廓分析儀8之狀態則如圖示般與Z方向呈平行。另一方面，於對基板7進行離子植入處理前或離子植入後，輪廓分析儀8之狀態則變為與Y方向呈平行。此處所述之輪廓分析儀8之狀態變更係藉由利用馬達13使輪廓分析儀8旋轉而來進行。再者，於輪廓分析儀8之狀態處於與Y方向呈平行之狀態時，基板7則移動至與X方向為相反側之位置且不與輪廓分析儀8產生干涉之位置。

藉由使用此種構成，在對基板7照射離子束之植入位置上可測量離子束IB之長邊方向上之電流分佈。

使用射束掃描裝置92或電流分佈調整裝置93之電子束EB之電流分佈之調整係亦可預先進行實驗，根據該實驗結果來進行調整參數(各種電源之電壓之值或於線圈中流動之電流量等)之設定，從而以成為所需之電流分佈之方式來進行調整，亦可於對離子束IB供應電子束EB之前一方面預先測量電子束EB而一方面來進行調整。

具體而言，利用螺栓等將用以測量電子束EB之電流分 佈之輪廓分析儀10固定支撐於真空腔室5之內壁面。輪廓分析儀10係設置於當射束路徑中未照射離子束IB時電子束EB所照射之真空腔室5之內壁面位置。又，輪廓分析儀10係若為點上之電子束EB則沿其掃描方向具有長度，若為帶狀之電子束EB則沿其長邊方向具有長度，來進行該方向上之電子束EB之電流分佈之測量。若為此種構成，則可於向離子束IB供給前來測量電子束EB之電流分佈，並根據測量結果來進行電子束EB之電流分佈之調整，因此可準確地進行電流分佈之調整。

於上述實施形態中，對關於具備燈絲F之電子源910或電漿源911之例進行了敍述，但亦可代替此種燈絲F而使用旁熱型陰極。又，亦可預先對處理室6之導入離子束IB之入口部分來進行加工，而將該部分當作為整形遮罩4來使用。

又，關於基板7之移動方向係對在沿X方向之方向上移動之意旨進行了說明，但根據半導體元件之構造之不同而亦存在使離子束IB對基板7之照射角度為90度以外之角度之情形，因此亦可使基板7於與X方向傾斜地交叉之方向上移動。

進而，關於至此為止所述之離子束IB之長邊方向上之電流分佈之調整，既可以預先將調整用之程式記憶於進行離子植入裝置之各種參數之調整之控制裝置中，從而亦可以使用此種控制裝置來進行自動調整之方式來構成，亦可代替使用控制裝置而以手動之方式來進行調整。

此外，當然，除上述以外亦可於不脫離本發明之主旨之範圍內進行各種改良及變更。

1‧‧‧離子源

2‧‧‧質量分析電磁鐵

3‧‧‧分析狹縫

4‧‧‧整形遮罩

5‧‧‧真空腔室

6‧‧‧處理室

7‧‧‧基板

8‧‧‧輪廓分析儀

9‧‧‧電子束供給單元

IB‧‧‧離子束

EB‧‧‧電子束

X、Y、Z‧‧‧方向

Claims (14)

1. 一種離子植入裝置，其係於處理室內使基板於與帶狀之離子束之短邊方向交叉之方向上移動，從而對上述基板之整個面照射離子束者；其特徵在於包括：整形遮罩，其於對上述基板照射上述離子束之前，對上述離子束之短邊方向上之兩端部進行整形；輪廓分析儀，其測量由上述整形遮罩所整形後之在上述離子束的長邊方向上之電流分佈；及電子束供給單元，其於較上述整形遮罩更靠上游側，在遍及上述離子束之長邊方向之全域向上述離子束供給電子束；且上述電子束供給單元係根據上述輪廓分析儀中之所測量結果，使電子束之供給量於上述離子束之長邊方向之每個位置上產生變化。
2. 如申請專利範圍第1項之離子植入裝置，其中，上述電子束供給單元包括：使電子束產生之電子束產生裝置；及將藉由上述電子束產生裝置所產生之電子束沿著一個方向進行掃描之電子束掃描裝置、或調整藉由上述電子束產生裝置所產生的電子束之電流分佈之電流分佈調整裝置中之其中一者。
3. 如申請專利範圍第2項之離子植入裝置，其中，上述電子束產生裝置包括：高頻型之電漿源；及用以自上述電漿源將電子束引出之引出電極。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之離子植入裝置，其中，於上述離子束所輸送之射束路徑上配置有沿著上述離子束之前進方向產生大致平行之磁場之至少1個螺線管線圈。
5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之離子植入裝置，其中，上述 離子束所輸送之射束路徑係由真空腔室加以覆蓋，於上述真空腔室之壁面上支撐有用以測量上述電子束之電流分佈之輪廓分析儀。
6. 如申請專利範圍第4項之離子植入裝置，其中，上述離子束所輸送之射束路徑係由真空腔室加以覆蓋，於上述真空腔室之壁面上支撐有用以測量上述電子束之電流分佈之輪廓分析儀。
7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之離子植入裝置，其中，於對上述基板進行離子植入處理前，進行上述離子束之電流分佈之測量之上述輪廓分析儀係配置於在離子植入處理時對上述基板照射上述離子束之植入位置。
8. 如申請專利範圍第4項之離子植入裝置，其中，於對上述基板進行離子植入處理前，進行上述離子束之電流分佈之測量之上述輪廓分析儀係配置於在離子植入處理時對上述基板照射上述離子束之植入位置。
9. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之離子植入裝置，其中，上述整形遮罩包括可使上述離子束之在短邊方向上之遮罩寬度可變化地變更之遮罩寬度變更裝置。
10. 如申請專利範圍第4項之離子植入裝置，其中，上述整形遮罩包括可使上述離子束之在短邊方向上之遮罩寬度可變化地變更之遮罩寬度變更裝置。
11. 如申請專利範圍第5項之離子植入裝置，其中，上述整形遮罩包括可使上述離子束之在短邊方向上之遮罩寬度可變化地變更之遮罩寬度變更裝置。
12. 如申請專利範圍第6項之離子植入裝置，其中，上述整形遮罩包括可使上述離子束之在短邊方向上之遮罩寬度可變化地變更之遮罩 寬度變更裝置。
13. 如申請專利範圍第7項之離子植入裝置，其中，上述整形遮罩包括可使上述離子束之在短邊方向上之遮罩寬度可變化地變更之遮罩寬度變更裝置。
14. 如申請專利範圍第8項之離子植入裝置，其中，上述整形遮罩包括可使上述離子束之在短邊方向上之遮罩寬度可變化地變更之遮罩寬度變更裝置。