走査型フィールド効果が軽減されたイオン注入
イオン注入システムと走査システムが提供され、それにおいて、焦点調整用構成要素が、イオンビームに対するスキャナーのゼロフィールド効果を減少させるために、上記イオンビームの焦点特性を調整するために提供される。上記焦点特性は、ワークピースを横切って走査された上記イオンビームのプロファイルが一定になるために、又は、ワークピースを横切るイオン注入が一定になるために調整され得る。方法は、ワークピースに走査されたイオンビームを提供するために開示されており、走査されたイオンビームを生成するために上記イオンビームを走査する工程と、上記イオンビームに対するスキャナーのゼロフィールド効果に関連してイオンビームの焦点特性を調整する工程と、上記イオンビームを上記ワークピースへ向き付ける工程とを含んでいることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概ねイオン注入システムに関する。より具体的には、イオンビーム走査のゼロフィールド効果を軽減することにより、ワークピースを横切って走査されたイオンビームを一定(consistency)にするシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス及び他の製品の製造において、イオン注入は、半導体ウェハー、表示パネル、及び他のワークピースに、電気的な構成要素に対するある電気的特性を生成する不純物をドープするために用いられる。イオン注入器又はイオン注入システムは、ｎ型又はｐ型のドープ領域を生成するように、ある領域におけるひずみを修正するように、又は、ワークピースにおいてパッシベーション層を形成するようにイオンビームを用いてワークピースを取り扱う。半導体をドープするために用いる場合、イオン注入システムは、所望の不純物マテリアルを生成するように選択されたイオン種を注入する。ここで、アンチモン、砒素、又は燐のようなソースマテリアルから生成された注入イオンは、結果的に半導体ウェハー内にｎ型の不純物領域を生成し、ホウ素、ガリウム、又はインジウムのようなソースマテリアルから生成された注入イオンは、結果的に半導体ウェハー内にｐ型の不純物マテリアル領域を生成する。イオンビームは、ソースマテリアルからのイオンを注入するように概ね半導体ウェハー表面を横切って走査され、走査用構成要素により典型的に走査は行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６９０３３５０号明細書（２００５年６月７日公開）
【特許文献２】米国特許出願公開第１１／７８４７０９号明細書（２００９年６月２３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
走査されたビームを伴うシングルウェハーイオン注入システムにおいて、均一性の補正は、走査スピードを変化させることにより典型的に達成されている。これには、高帯域のスキャナーが必要であるが、磁気的な走査システムにおいて、とりわけ渦電流損失が要因のため、その要求を満たすことは難しくなり得る。磁気的及び電気的なシステムの両方においては、スキャナー領域におけるビーム中性化は、走査用フィールドがゼロを通過するにつれて著しく変化し得る。このビーム中性化の変化は、ビームサイズ及びビーム電流を変化させ得る。これらの変化は、ゼロフィールド効果（ＺＦＥ）と呼ばれる。ＺＦＥは典型的に小さなものであり、ビームは典型的にスキャナーを通してかなり高いエネルギーであるので、中電流システム及び高エネルギーシステムにおいては、さほど問題にはならない。磁気的走査の高電流ビームラインにおいては、ＺＦＥは、ビーム電流の激しい変化、及び比較できる程の大きさの縮小と共に、劇的なものになり得る。結果として、これによりスキャナーの動的な範囲に重い要求が課され、更にこれには洗練された補正アルゴリズムが必要になる。それ故、二極化走査の簡素化を利用しつつ、ＺＦＥを縮小させないための簡単な方法が必要なのである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下に、本発明を基本的に理解するための概要を示す。この概要は、広範囲の概観ではない。そして、本発明の鍵又は重要な要素を特定することを意図するものでもなく、本発明の範囲を限定するものでもない。むしろ、その主たる目的は、後述する詳細な説明に対する前置きとして、簡単な形での一又は複数の概念を単に提示することである。
【０００６】
上述されているように、本発明は、イオン注入システムに関しており、特に、ワークピースを横切る注入が均一になるようにイオンビームのフォーカシングを改善させることに関している。上記注入システムは、例えば、磁場、電場、又はその両方の組合せのようなフィールドを生成することにより、イオンビームを湾曲させたり操舵させたりする走査部を備えている。スキャナーのフィールドは、ワークピースを横切ってイオンビームを走査する、時間変化する角偏向を誘導するためにイオンビームと相互作用する。それはまた、ビームが走査される際に、ビームの焦点特性(focal properties)を大きく変化させる、時間変化するレンズとして振舞う。しかしながら、スキャナーのフィールドは、ビームのイオンに直接的に力を掛けるというよりはむしろ、ビームの有する空間電荷の中性化における変化を通じて相互作用するという意図していない、恐らくは望まない方法により、イオンビームの特性にもまた影響を及ぼし得る。一般に、これらの効果は、走査用フィールド（電場、磁場、又はその両方）の大きさがゼロに向かうにつれて起こり、「ゼロフィールド効果」と呼ばれる。
【０００７】
本発明は、ＺＦＥの悪影響を回避し得る構成を有するイオン注入システムについて述べている。走査されたイオンビームをワークピースへ供給するためのイオン注入システム、走査システム、及び方法が開示されており、それにおいて、イオンビームの一又は複数の焦点特性が、走査メカニズムのＺＦＥを補償するために調整又は補正される。本発明は、イオン注入のどのようなタイプに適用されても有益であり、走査方向に沿った入射ビームの変化を軽減させるために有用に用いられ得る。その結果、注入されたワークピースにおける注入の一様性／均一性が改善される。
【０００８】
上記の目的及び関連する目的の達成に向けて、（本発明は、以下に詳述され、請求項において示される特徴を含む）以下の記述及び添付の図面は、本発明のある実例的な側面及び実施例を詳述する。これらは、本発明の一又は複数の側面が用いられた様々な方法のごく一部を示すものである。他の側面、利点、及び優れた特徴は、添付の図面と共に考慮すれば、以下の詳細な説明により明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】本発明に係るスキャナー及び焦点調整(focus adjustment)用構成要素を備える走査システムを有する例示的なイオン注入システムを示す概略図である。
【図１Ｂ】図１Ｂの注入システムのスキャナー、及び幾つかの例示的な走査されたイオンビームを示す部分的上面図である。
【図１Ｃ】図１Ａ及び図１Ｂのスキャナーにおける走査コイルの電流波形を示すグラフである。
【図１Ｄ】図１Ａ及び図１Ｂのシステムにおけるワークピースの幾つかの不連続な点に同時に衝突している走査されたイオンビームを示す斜視図である。
【図１Ｅ】ワークピースを横切るイオンビームの走査を示す側面図である。
【図１Ｆ】図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーの焦点特性による、ワークピースに衝突する際のイオンビーム幅の変化、及び、図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーによる空間電荷の中性化の変化を示す部分的な正面図である。
【図１Ｇ】図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーの焦点特性による、ワークピースに衝突する際のイオンビーム幅の変化、及び、図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーによる空間電荷の中性化の変化を示す部分的な正面図である。
【図１Ｈ】図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーの焦点特性による、ワークピースに衝突する際のイオンビーム幅の変化、及び、図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーによる空間電荷の中性化の変化を示す部分的な正面図である。
【図１Ｉ】図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーの焦点特性による、ワークピースに衝突する際のイオンビーム幅の変化、及び、図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーによる空間電荷の中性化の変化を示す部分的な正面図である。
【図１Ｊ】図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーの焦点特性による、ワークピースに衝突する際のイオンビーム幅の変化、及び、図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーによる空間電荷の中性化の変化を示す部分的な正面図である。
【図１Ｋ】図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーの焦点特性による、ワークピースに衝突する際のイオンビーム幅の変化、及び、図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーによる空間電荷の中性化の変化を示す部分的な正面図である。
【図１Ｌ】図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーの焦点特性による、ワークピースに衝突する際のイオンビーム幅の変化、及び、図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーによる空間電荷の中性化の変化を示す部分的な正面図である。
【図２Ａ】ソレノイドを備えている、本発明に係る焦点調整用構成要素を示す簡略化された側面図である。
【図２Ｂ】イオンビームパスの周囲に配置された電磁石を有する４重極マグネットを備えている、本発明に係る他の焦点調整用構成要素を示す簡略化された側面図である。
【図２Ｃ】図１Ａ及び図１Ｂにおける、スキャナーの走査用コイルの電流波形及び焦点調整用構成要素の電流波形を示すグラフである。
【図２Ｄ】イオン注入システムにおけるワークピースの幾つかの不連続な点に同時に衝突している走査されたイオンビームを示す斜視図である。
【図２Ｅ】例示的な焦点調整用構成要素の動作を通して、イオン注入システムにおけるワークピースの幾つかの不連続な点に同時に衝突する際の、より一定であるイオンビーム幅を示す部分的な正面図である。
【図２Ｆ】例示的な焦点調整用構成要素の動作を通して、イオン注入システムにおけるワークピースの幾つかの不連続な点に同時に衝突する際の、より一定であるイオンビーム幅を示す部分的な正面図である。
【図２Ｇ】例示的な焦点調整用構成要素の動作を通して、イオン注入システムにおけるワークピースの幾つかの不連続な点に同時に衝突する際の、より一定であるイオンビーム幅を示す部分的な正面図である。
【図２Ｈ】例示的な焦点調整用構成要素の動作を通して、イオン注入システムにおけるワークピースの幾つかの不連続な点に同時に衝突する際の、より一定であるイオンビーム幅を示す部分的な正面図である。
【図２Ｉ】例示的な焦点調整用構成要素の動作を通して、イオン注入システムにおけるワークピースの幾つかの不連続な点に同時に衝突する際の、より一定であるイオンビーム幅を示す部分的な正面図である。
【図２Ｊ】例示的な焦点調整用構成要素の動作を通して、イオン注入システムにおけるワークピースの幾つかの不連続な点に同時に衝突する際の、より一定であるイオンビーム幅を示す部分的な正面図である。
【図２Ｋ】例示的な焦点調整用構成要素の動作を通して、イオン注入システムにおけるワークピースの幾つかの不連続な点に同時に衝突する際の、より一定であるイオンビーム幅を示す部分的な正面図である。
【図２Ｌ】図１Ａ及び図１Ｂの例示的な焦点調整用構成要素におけるイオンビームパスの互いに反対側に配置された２つの例示的な焦点調整用電極を示す簡略化された斜視図である。
【図２Ｍ】イオンビームパスを取り囲んでいるアインツェルレンズを備えている、本発明に係る焦点調整用構成要素を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一又は複数の側面が、図面を参照しながら述べられている。ここで、同様の要素に対しては、終始、同様の符号を概ね用いるものとし、様々な構造は、本来のスケールで書かれている必要はない。以下の記述において、説明をするにあたり、本発明の一又は複数の側面を完全に理解するように、多数の特徴的な詳細が記述されている。しかしながら、これらの特徴的な詳細が少なかったとしても、本発明の一又は複数の側面が実行されることは、当業者にとっては明白であろう。他には、本発明の一又は複数の側面を容易に記述できるように、よく知られている構造及びデバイスが、ブロック図の形式によって示されている。
【００１１】
上述のように、本発明は、半導体ウェハーのようなワークピースに不純物を注入するためのイオン注入システムに関する。これらのシステムは、一般的に、不純物種のイオンを含んでいるイオンビームを生成し、様々なフィルタリングを通して該イオンビームを向き付け、該イオンビームの特性を規定し精製するメカニズムを実行し、ワークピースが配置されているエンドステーションに該イオンビーム向き付けることにより機能する。該イオンビームは、該ワークピースの所望の部分を該イオンビームに露出し、それ故、該ワークピースの所望の部分に不純物を注入するように、該ワークピースの表面を横切って走査される。
【００１２】
図１Ａには、スキャナー１３６を有する例示的な低エネルギーイオン注入システム又はイオン注入器１１０、及び、焦点調整又は調整装置１３５が示されている。図１Ａに示されているように、イオン注入システム１１０は、ターミナル１１２、ビームラインアセンブリ１１４、及びエンドステーション１１６を備えている。ターミナル１１２におけるイオン源１２０は、引出しイオンビーム１２４を生成するように電源１２０により動力付けられている。ここで、ソース１２０は、ソースチェンバーからイオンを引出し、その結果、引出しイオンビーム１２４を生成するための一又は複数の引出し電極（図示なし）を備えている。図１Ａのイオン注入システム１１４には、特定の位置にある、ビームラインに沿って一定の順序に配置されている多くの構成要素が描かれているが、一般の当業者ならば、様々な位置及び順序に配置されている構成要素を備えている、本発明に係る多くのシステムを発明するであろう。
【００１３】
ビームラインアセンブリ１１４は、ソース１２０の付近に入口を有し、出口開口部１３４のある出口を有するビームガイド１３２を備えている。該ビームラインアセンブリは、引出しイオンビーム１２４を受け入れ、結果的に得られるイオンビームが所望の電荷質量比を有する（又は、所望の比の範囲内にある）イオンのみを含むように、電荷質量比に基づいてイオンビームのイオンを選択的にフィルタリングする双極性の磁場を生成する質量分析器１２６を更に備えている。結果的に得られる、質量分析されたイオンビーム１２４は、リゾルビング開口部１３４を通過し、エンドステーション１１６におけるワークピース１３０に向き付けられる。構造を形成及び具体化する様々なビームがイオンビーム１２４を維持するために生成されてもよい。それらの構造は、ビーム１２４が、エンドステーション１１６において支えられる一又は複数のワークピース１３０へのビームパスに沿って輸送される際に通過する内部空洞又は通路の境界を規定する。
【００１４】
ビームラインアセンブリ１１４は、スキャナー１３６、焦点調整用装置１３５、及び平行化器１３８を有する走査システムを更に備えている。スキャナー１３６は、イオンビーム１２４を受け入れ、幾つかの実施形態においては、スキャナーに供給されたイオンビームは、比較的狭いプロファイル（例えば、図示されたシステム１１０における「ペンシル」ビーム）にフォーカシングされる。上述のように、スキャナー１３６は、イオンビームの近傍に電場又は磁場（又はその両方）を生成することによりイオンビーム１２４を修正する。スキャナー１３６は、ビーム１２４を拡散し、少なくともワークピース１３０と同じ幅であるＸ軸方向の有効幅を有する細長い「リボン」プロファイル（例えば、走査されたビーム１２４）になるように、ビーム１２４をＸ軸方向に前後に走査する。リボンビーム１２４は、該リボンビームをＺ軸方向に略平行な（例えば、ワークピース表面に略垂直な）ワークピース１３０に向き付ける平行化器１３８を通過する。なお、角度を持った注入とすることも考えられる。図１の記述において説明されているように、スキャナー１３６により生成され、イオンビーム１２４を走査するために用いられるフィールドは、ＺＦＥのような望まれない効果を生じ得る。これは、ワークピース１３０を横切る一定ではないイオン放射（注入イオン濃度）、又はワークピース１３０を横切る一定ではないビームサイズ及び瞬間的なビーム電流密度を導き出す。上記走査システムの焦点調整用構成要素１３５は、イオンビーム１２４に対するスキャナー１３６のＺＦＥに関してイオンビーム１２４の焦点特性を調整するように、そして焦点調整されたイオンビーム１２４を生成するように構成されてもよい。上記焦点特性は、上記イオンビームに固有の焦点特性、例えば、ビームサイズ、ビーム電流、及び／又はイオンドーズ量の何れでもよい。焦点調整用構成要素１３５は、結果的に、上記ビームがワークピース１３０を横切って走査される際に測定されている焦点特性が一定になり得る。
【００１５】
注入器１１０には、異なるタイプのエンドステーション１１６が用いられてもよい。例えば、「バッチ」式のエンドステーションは同時に複数のワークピース１３０を支えることができる。ここで、全てのワークピース１３０が完全に注入されるまで、ワークピース１３０は、イオンビームのパスを通過しながら動かされる。一方、「枚葉」式エンドステーションにおいては、注入のためのビームパスに沿って単一のワークピース１３０を支える。ここで、各ワークピース１３０が次のワークピース１３０の注入が始まるまでに完全に注入されるように、複数のワークピース１３０は１度に１つずつ連続的に注入される。図示されているエンドステーション１１６は、注入のためのビームパスに沿った単一のワークピース１３０（例えば、ビーム１２４からのイオンを注入される半導体ウェハー、表示パネル、又は他のワークピース）を支える「枚葉」式エンドステーションである。
【００１６】
どちらの場合においても、ビームプロファイリング用構成要素１５２は、ワークピース位置のごく近傍に位置しており、イオンビームプロファイルのプロファイル特性を測定するように構成されている。イオンビーム１２４は、断続的にプロファイラーパス１５８を横切り、その結果、走査されたイオンビームのプロファイルの一又は複数の特性を測定する一又は複数のプロファイラー１５６を備えているビームプロファイリング用構成要素１５２を通過する。図示されているビームプロファイリング用構成要素１５２において、プロファイラー１５６は、走査されたビームの電流密度を測定するためのファラデーカップのような電流密度センサーを備えている。上記電流密度センサーは、走査されたビームに対し略直行するように移動し、こうして典型的にリボンビームの幅を横切る。ビームプロファイリング用構成要素１５２は、そこからの命令信号を受信し、そこへ測定値を与えるための制御システム１５４に実行可能に結合している。ビームプロファイリング用構成要素１５２は、米国特許出願公開第１１／７８４７０９号明細書（発明の名称「ION BEAM SCANNING CONTROL METHODS AND SYSTEMS FOR ION IMPLANTATION UNIFORMITY（イオン注入の均一性に対するイオンビーム走査制御方法及びシステム）、出願日：２００７年４月９日」）に記述されているように実行されてもよい。なお、その内容は本明細書に組み込まれるものとする。制御システム１５４は、ワークピース１３０における、より一定である磁束プロファイルを提供するようにスキャナー１３６の走査波形を調整する。もしビームの特性が、ワークピースを横切って実質的に変化してしまうのならば、制御システム１５４は、上記プロファイルをより一定なものにし得る走査波形を生成することは出来ないであろう。例えば、これはスキャナー１３６に制御信号に従うための動的範囲がない場合に生じ得る。
【００１７】
焦点調整用構成要素１３５は、イオンビーム１２４に対するスキャナー１３６のＺＦＥに関連してイオンビーム１２４の一又は複数の焦点特性を調整する。多くの実施において、ワークピースを横切る全ての点にとってワークピースにおいては、一定のビームサイズを保つことが好ましく、焦点調整用構成要素１３５は、この目的のために用いられてもよい（例えば、米国特許第６，９０３，３５０号明細書を参照）。また、ビームサイズは、ワークピースを横切る磁束密度の一定になるように修正される。従って、制御システム１５４は、スキャナーが（つまり、スキャナーの動的範囲の内側において）従い得る制御信号を生成してもよい。図２Ａから図２Ｌの例においては、焦点調整用構成要素１３５は、質量分析されたイオンビーム１２４のごく近傍に、イオンビーム１２４の焦点特性を調整するように動作する、時間変化する磁場を生成する。
【００１８】
所望の焦点調整をイオンビーム１２４に誘導するために、焦点調整用構成要素１３５は、イオンビーム１２４のごく近傍に他のフィールド、例えば、電場を生成することにより、イオンビーム１２４の焦点特性を調整してもよい。焦点調整用構成要素１３５により生成されたフィールドの強度は、イオンビーム１２４に対するスキャナー１３６のＺＦＥに関連して調整されてもよく、多くの技術がこの関係にとって有用であろう。実施形態の一組において、焦点調整用構成要素１３５により誘導された焦点調整は、スキャナー１３６のフィールドの強度に関するものである。例えば、走査用フィールドが予め決められた閾値よりも低く略ゼロに近づくとき、調整用フィールドは、走査用フィールドに対し逆比の関係を含み、こうして、結果として調整用構成要素により増大され得る。実施形態の他の組において、焦点調整用構成要素１３５により誘導された焦点調整は、スキャナー１３６により誘導されたイオンビーム１２４の角偏向、及び／又はワークピース１３０を伴うイオンビーム１２４の入射角に関するものである。実施形態の更に他の組において、焦点調整用構成要素１３５により誘導された焦点調整は、ワークピース１３０が露出されるイオンビーム１２４のプロファイルに関するものである。これらの実施形態において、イオンビーム１２４のプロファイルは、イオンビーム１２４のプロファイルを測定するように構成されているイオンビームプロファイリング用構成要素をイオンビーム１２４のパスに配置することにより測定されてもよい。
【００１９】
図１Ｂから図１Ｅを参照すると、一対の磁極片、ビームパスの上部及び下部にある一対のコイル３６ａ及び３６ｂ、及び、図１Ｃの波形図６０に図示されているようにコイル３６ａ及び３６ｂに交流電流を供給する電流源５０を有する磁気的なスキャナー３６が図１Ｂに図示されている。コイル３６ａ及び３６ｂに与えられた時間変化する電流により、時間変化する磁場が磁極間のビームパスを横切って生成され、これによりビーム２４は、走査方向（例えば、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｄから図１ＬにおけるＸ軸方向）に沿って湾曲される又は偏向される（例えば、走査される）。走査磁場が上部磁極から底部磁極への向きであるとき（例えば、図１ｃの時間「ａ」から時間「ｅ」において）、ビーム２４の正に荷電されたイオンには、Ｘ軸上にて負の方向に横方向の力がかかる。磁場がゼロのとき（例えば、図１Ｃの時間「ｇ」において）、ビーム２４は修正されずにスキャナー３５を通過する。磁場が底部磁極から上部磁極への向きであるとき（例えば、図１ｃの時間「ｉ」から時間「ｍ」において）、ビーム２４の正に荷電されたイオンには、Ｘ軸上にて正の方向に横方向の力がかかる。上述のように、スキャナー３６は、磁気的である必要はない。高エネルギーな低電流ビームにとっては、静電気的なスキャナーがより有効であり得る。
【００２０】
図１Ｂには、スキャナー３６を通過する際に角偏向を誘導された、走査されたビーム２４が、幾つかの例示的な不連続な時点において示されている。図１Ｄには、図１Ｃにそれぞれ対応する時間においてワークピースに衝突しているビーム２４が示されている。図１Ｄにおける走査されて平行化されたイオンビーム２４ａは、図１Ｃの時間「ａ」において与えられたコイル電流に対応する。そして、同様に、ビーム２４ｃから２４ｍは、Ｘ軸上ワークピース３０を横切った略水平な単一の走査として図１Ｃに示されている時間「ｃ」、「ｅ」、「ｇ」、「ｉ」、「ｋ」、及び「ｍ」にそれぞれ対応している時間における走査電流として図１Ｄに示されている。
【００２１】
図１Ｅには、ワークピース３０を横切っている、ビーム２４の簡略化された走査パスが示されている。ここで、スキャナー３６によるＸ軸走査の間、ワークピース３０は、機械的な動作（図示なし）によりＹ軸に沿って動かされる。この結果、ビーム２４は、ワークピース３０の露出している表面全面に与えられる。
【００２２】
スキャナー３６による走査の前に、イオンビーム２４は、典型的に、ゼロではない大きさＸの幅及びゼロではない大きさＹの高さをそれぞれ有する。ビームの大きさＸ及びＹの一方又は両方は、輸送中に変化し得る。例えば、ビーム２４は、ワークピース３０に向けてビームパスに沿って輸送されるにつれて、ビーム２４は、ビームの特性を変化させ得る様々な電場及び／又は磁場、及びデバイスに出くわす。加えて、正に荷電されたビームイオンの相互反発を含んでいる空間電荷効果は、ビームを発散させる（例えば、増大した大きさＸ及びＹ）傾向があり、その解決策はない。
【００２３】
スキャナー３６の結合構造及び操作フィールドには、イオンビーム２４に関するあるフォーカシング特性が含まれている。一般に、上記スキャナーには、ビームが偏向される角度に依存している可変の焦点長がある。より大きな角度においては、焦点長がより短くなる。このように、ワークピースの端に近いビーム（例えば、図１Ｄの２４ａ及び２４ｍ）は、走査による偏向の角度が小さい又はゼロである、走査用フィールドの中心に近いビーム（例えば、図１Ｄの２４ｅ、２４ｇ、及び２４ｉ）よりも、小さく、より集束される傾向がある。加えて、走査用フィールドがゼロに近いとき、ゼロフィールド効果（ＺＦＥ）と呼ばれる状態を形成するので、ビームサイズ及びビーム電流の両方は変化し得る。この効果は、スキャナーの電場又は磁場によりビームから排除されるはずの電子が、スキャナーに入り込んだり、スキャナーにおけるビームに残留したりすることにより（全体又は一部において）引き起こされる。この効果は、ビーム電流を増大させ、ビームサイズを減少させ得る。加えて、電子は、先行及び／又は後続の極低強度フィールドに比べて、電流及びビームサイズに対する突然の必ずしも大きくはない変化をゼロフィールドの期間において引き起こしつつ、ゼロに非常に近い走査用フィールドにおいてビームから放出され得る。同様の効果が、電気的スキャナーのような他の走査システムにおいてもまた生じ得るが、その効果は、磁気的走査システムにおいてしばしば明白である。
【００２４】
図１Ｆから図１Ｌには、走査例２４ａ、２４ｃ、２４ｅ、２４ｇ、２４ｉ、２４ｋ、及び２４ｍにそれぞれ対応している入射ビーム２４が示されている。ビーム２４は、Ｘ軸方向にワークピース３０を横切って走査されるので、スキャナー３６のＸ軸方向におけるフォーカシングは変化し、ビーム２４の２４ｃが中心に向かって動くにつれて横方向のフォーカシングは減少するに至り、２４ｅのビームサイズにおいては段々と増加するという結果をもたらす。スキャナー３６により誘導された偏向角がゼロに近づくにつれて、スキャナー３６により生成されたフィールドの強度もまたゼロに近づき、ＺＦＥが、イオンビーム２４ｇのプロファイルにおける横方向の減少、及び、電流における増加として現れる。スキャナー３６がゼロを通過し越えるにつれて、ＺＦＥは減少し、ビームサイズは比較的大きなものへと戻る。イオンビーム２４がスキャナー３６の反対の最大値に到達するにつれて、低電流イオンビーム２４ｉは、より小さなサイズの２４ｋ及び２４ｍに段々と集束される。上述のように、図１Ｆから図１Ｌの一連の流れにより示されている、ゼロに漸近したフィールド値における、ビームサイズの増加及び電流の減少は、さほど速くはない。
【００２５】
集積回路デバイス及び他の製品の製造において、ワークピース３０を横切りながらドーパント種を均一に注入すること、又は既定された分布に従って不均一に注入すること、そして、ワークピース３０を横切るビーム特性（例えば、サイズ、形状、及び角度）を均一にすることが好ましい。ＺＦＥにより生じた特性の変化は、走査軸に沿って（例えば、Ｘ軸方向において）望んでいない一定ではない注入を誘導し得る。一例において、走査波形を調整することにより、そのような不均一性に対する対処を行ってもよい。不適当な磁束のある場所において、上記スキャナーは、ワークピースにおける、過多な磁束を受けてしまうであろう部分にて、イオンビームがより速く移動するように、そして、ワークピースにおける、過少な磁束を受けてしまうであろう部分にて、イオンビームがより遅く移動するように、ワークピースを横切るビームの横断率を調整すべくプログラムされる。しかしながら、上述のように、ＺＦＥの影響は、上記スキャナーのフィールドの強度がゼロに近づくにつれて、突然現れ得る。そして、走査システムは、ＺＦＥを軽減させるために必要な横断率の調整を操作できなくなることもあり得る。
【００２６】
ＺＦＥを補償するための他の技術は、イオンビームに対するスキャナーのＺＦＥに関連して、（例えば）イオンビームのごく近傍に電場を生成するようなことにより、イオンビームの焦点特性を調整することを伴う。この技術に係るイオン注入システムは、イオンビームを生成するように構成されたイオン源、電荷質量比に基づいて該イオンビームのイオンを選択的にフィルタリングするように構成されている質量分析器、イオンビームを走査し、該イオンビームをワークピースに向き付けるように構成されているスキャナー、及び、該イオンビームに対する該スキャナーのＺＦＥに関連して、該イオンビームの焦点特性を調整するように構成されている焦点調整用構成要素を備えていてもよい。この技術は、ワークピースを横切る注入イオン濃度を一定にするために、スキャナーにより誘導されたＺＦＥを補償するために用いられてもよい。また、この技術は、ワークピースを横切ってイオンビームが走査されている際に、イオンビームプロファイルを一定にするために、スキャナーにより誘導されたＺＦＥを補償するために用いられてもよい。
【００２７】
図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、焦点調整用構成要素１３５は、焦点調整されたイオンビーム１２４の焦点特性を調整するように、質量分析されたイオンビーム１２６の近傍に一又は複数の時間変化する磁場を生成する。その結果、ＺＦＥやスキャナーの角度依存した焦点長のような、スキャナー１３６にまつわる一又は複数の時間変化する焦点特性を補償する。図２Ａには、時間変化する磁場を生成するように作動する、ビームパスを取り囲んでいる巻き線を有するソレノイド１７２を備えている焦点調整用構成要素１３５のような一実施例が示されている。ここで、電源１７１が、上記ソレノイドに時間変化する電流を供給するように上記ソレノイドに結合されている。電源１７１は、ソレノイド１７２に時間変化する電流を供給する。ここで、電源１７１は、周波数がスキャナーの２倍のパルスであり、図２Ｃに示されているようにスキャナーにおけるゼロ電流にほぼ対応するように位相が調整されたパルスを、パルス波形に与え得る。他の波形は、スキャナー及び他のビームライン用構成要素からの他の効果を相殺するように、図示されたパルストレインに重ねられ得る。例えば、周波数がスキャナーの２倍の三角波は、スキャナーの角度依存したフォーカシングの影響を相殺するように用いられ得る。これは、示された波形に加えられ、三角波とパルスとが結合された結合波を形成するであろう。
【００２８】
図２Ｂには、他の例示的な実施例が示されている。ここでは、焦点調整用構成要素１３５は、ビームパスに沿って配置されている４つの電磁石１８２ａから１８２ｄを有する４重極マグネット１８２、及び、時間変化する電流を電磁石１８２ａから１８２ｄに供給する電源１８１を備えている。上述のソレノイドに関して、図２Ａ及び図２Ｂにおける電源１７１及び１８１により供給される電磁石電流は、周波数が走査周波数の２倍のパルスであり、ＺＦＥの影響を相殺するように同期された連続したパルスのような、走査方向軸に沿った走査されたイオンビーム１２４の位置に関連する強度を有する一又は複数の時間変化する磁場を生成するように調整される。
【００２９】
電磁石１８２ａから１８２ｄを通過する電流の極性が、磁気的なＮ極が磁石１８２ａ及び１２８ｃからビーム１２４に向いているように、そして、磁気的なＳ極が磁石１８２ｂ及び１８２ｄからビーム１２４に向くように存在するとき、４重極１８２はＹ軸方向におけるビーム１２４の分散、及びＸ軸方向における集束を生じるであろう。電源１８１からの電流が、磁石１８２ｂ及び１８２ｄにおいて磁気的なＮ極を生成し、磁石１８２ａ及び１８２ｃにおいて磁気的なＳ極を生成するとき、ビーム１２４はＹ軸方向において集束し、Ｘ軸方向において発散する。反対の極性を有する４重極のペア（ダブレット）、又は極性が交互である３つの４重極（トリプレット）を用いて、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向における集束又は発散が生じてもよい。図示された例において、電源１８１は、周波数が走査周波数の２倍の時間変化するコイル電流を作り出すように、概ね図２Ｃに示されているように時間変化する電圧を電磁石１８２ａから１８２ｄのコイルに供給する（図２Ｃにおける交流の波形Ｖ１）。ここで、時間変化する磁場の強度は、走査方向軸に沿った走査されたイオンビーム１２４の位置に関連している。上記４重極は、電気的な４重極であってもよい。その動作は、磁極を電極に換え、電流を電圧に換えることにより類似したものとなる。
【００３０】
更に、焦点調整は、イオン注入システム多くの特性に関連して有用に変化され得る。図示された例において、焦点調整は、焦点特性の強度とスキャナーのフィールドの強度との間に存在する関係のように、走査電流Ｖ１に関連するものである。この関係は、２倍の周波数にて直線状であったり、（図２Ｃに示されているように）パルス状であったり、対数関数状であったり、階段状等であったりし得る。他の例として、焦点調整の強度は、スキャナーにより誘導されたイオンビームの偏向角、及び／又はワークピースに対するイオンビームの入射角に関連し得る。
【００３１】
図２Ａ及び図２Ｂにおける電源１７１及び１８１により供給された電磁石電流は、周波数が走査周波数の２倍の連続したパルスのように、例えば、そして図２Ｃに示されているように、各パルスが走査用フィールドのゼロとの交点に対応するように、スキャナーのフィールドに関連する強度を有する一又は複数の時間変化する磁場を生成するように調整されてもよい。
【００３２】
その後、結果として焦点調整されたビーム１２４が、ビームパスに沿って焦点調整用構成要素１３５の下流側にあるスキャナー１３６に供給される。その後、スキャナー１３６は、ビームパスに対して略垂直である走査方向軸（例えば、図示されているシステム１１０におけるＸ軸方向）に沿って焦点調整されたイオンビームを走査する。ここで、スキャナー１３６は、図２Ｃに示されているように、走査周波数にてビーム１２４を走査する。図示された実施例において、スキャナー１３６は、図２Ｃの波形図１６０において示されているように交流電流をコイル１３６ｂに供給する電流源１５２、及び、ビームパスの上下に磁極片１３６ａ及びコイル１３６ｂのペアを備えている。
【００３３】
コイル１３６ｂを通過する時間変化する電流は、磁極１３６ａ間のビームパスを横切る時間変化する磁場を生成し、それにより、ビーム１２４は、リボン状の走査されたイオンビーム１２４を平行化器１３８（図１Ａを参照）に供給するように、走査方向を横切って湾曲されたり偏向されたりする（例えば、走査されたりする）。走査用フィールドが、上部磁極から底部磁極への方向に存在するとき（例えば、図２Ｄの時間「ａ」及び時間「ｅ」において）、ビーム１２４の正に荷電されたイオンには、Ｘ軸の負の方向に横向きの力が掛かる。ここで、走査用フィールドが逆方向に存在するとき、その逆もまた然り。上記スキャナーは、磁場よりもむしろ電場を用いてもよく、本発明における動作は、実質的には同様である。
【００３４】
図２Ｃに示されているように、例示的な焦点調整用波形Ｖ１は、焦点調整用電磁石１８２ａから１８２ｄに供給される時間変化する電流である。ここで、フォーカシング量（例えば、ビーム１２４が焦点調整用構成要素１３５から出る際の集束量）は、調整用電流Ｖ１の量及び大きさにより決定される。調整用装置１３５は、調整用電磁石１８２ａから１８２ｄの電流Ｖ１、長さ及び形状により決定される調整された又は補正された焦点距離を効果的に供給する。走査用フィールドが高いとき、ＺＦＥに対する補正は必要ない。つまり、焦点調整用電流はゼロである。走査用フィールドが接近し、そしてゼロを通過する際、焦点調整用電流は素早く最大値にまで増大し、そして減少しゼロに戻る。
【００３５】
図２Ｄも参照すると、焦点調整用ビーム１２４は、こうしてそれぞれスキャナー１３６において走査され平行化器１３８において平行化される。そして、ワークピース１３０がＹ軸の正の方向に平行移動する際にワークピース１３０に注入されるようにエンドステーション１１６に与えられる。図２Ｄには、幾つかの不連続な時間「ａ」、「ｃ」、「ｅ」、「ｇ」、「ｉ」、「ｋ」、及び「ｍ」における、ワークピース１３０に衝突している走査され平行化されたイオンビーム１２４が示されている。これらの時間は、電源Ｖ２ １３６の例示的な三角形状の走査電流波形の半周期に対するものである。そして、図２Ｃの波形ダイアグラム１６０に示されている時間にそれぞれ対応している。ビームサイズの修正は、ゼロフィールド効果異常を補償するように為される。図１Ｆから図１Ｌまでを図２Ｅから図２Ｋまでと比べると、ビームは、ゼロ磁場付近にてピークを成す電流効果を分散するように、より幅広く生成されるように見え得る。
【００３６】
図２Ｅから図２Ｋまでには、イオンビームがワークピースを横切る際のビームサイズが示されており、図２Ｅ、図２Ｆ、図２Ｇ、図２Ｈ、図２Ｉ、図２Ｊ、及び図２Ｋは、図２Ｄの走査例１２４ａ、１２４ｃ、１２４ｅ、１２４ｇ、１２４ｉ、１２４ｋ、及び１２４ｍにそれぞれ対応している。特に図１Ｆから図１Ｌまでと比べると、ビーム幅Ｗは、イオンビームがＸ軸方向においてワークピース３０を横切って走査される際、より一定であることが分かる。スキャナー３６のフィールドがゼロに接近するにつれてイオンビームサイズが突然減少するものとして図１Ｆから図１Ｌまでにおいて明らかなＺＦＥは、イオンビーム２４の焦点調整がイオンビーム２４に対するスキャナー３６のＺＦＥを軽減させるにつれて減少される。
【００３７】
図２Ｌ及び図２Ｍまでには、例示的なイオン注入システム１１０における焦点調整用構成要素の他の可能な実施例が示されている。図２Ｌにおいて、ビームパスの両側面に配置された伝導性の焦点調整用電極又はプレート１３５ａ及び１３５ｂのペアは、ビームパスに対し略平行に延伸する。焦点調整用構成要素１３５は、電極１３５ａ及び１３５ｂに結合された、図２Ｃにおける波形ダイアグラム１６０に示されているように時間変化する（例えば、コモンモードの）電位を焦点調整用電極に供給する電源１５１を更に備えている。それにより、プレート１３５ａ及び１３５ｂの間に電場が生成され、その囲い又は筐体はグラウンドされる。電源Ｖ１ １５１は、上述され図示されている電圧波形を供給するように、プログラム制御されてもよく、制御システム１５４により制御されてもよい。焦点調整用電極１３５ａ及び１３５ｂの入口部及び出口部において、電場線は、グラウンドされた焦点調整用構成要素の筐体と電極１３５ａ及び１３５ｂとの間にて延伸し、そのフィールドは、ビーム１２４が電極１３５ａと電極１３５ｂとの間にあるビームパスの一部に進入するにつれて、まずビーム１２４を発散させるように作動し、その後、ビーム１２４が電極１３５ａ及び１３５ｂから離れるにつれて、ビーム１２４を集束するように作動する。
【００３８】
図２Ｍにおいて、焦点調整用構成要素１３５は、時間変化する電位をアインツェルレンズ１３５ｄに供給する電源Ｖ１ １５１、及び、イオンビームパスの周囲を延伸する伝導性のアインツェルレンズ（例えば、単一レンズ電極）１３５ｄを備えている。上記の図２Ｌに示されている２つの調整用電極の例と同様に、アインツェルレンズ１３５ｄは、図２Ｃに示されているように時間変化する電圧Ｖ１が印加され、焦点調整されたイオンビーム１２４の焦点特性を調整するために時間変化する電場をその入口及び出口において生成する。
【００３９】
本発明の他の側面には、他のシステムにおいてはもとより、本明細書において記述され図解されたシステムにおいても実行され得る、走査されたイオンビームをワークピースに供給するための方法が含まれている。本発明に係る例示的な方法が、図３に示されている。この図において、方法３００には、３０２にて開始し、そして３０４にてイオンビームを供給する工程が含まれている。イオンビームが３０４にて供給された後、方法３００には、３０６にて走査されたイオンビームを生成するために、供給されたイオンビームを走査する工程が含まれている。方法３００には、３０８にてイオンビーム走査のＺＦＥに関連して、イオンビームの焦点特性を調整する工程もまた含まれている。方法３００には、イオンビームをワークピース３１０に向き付ける工程もまた含まれており、方法３００は、これらの効果の完了を以って３１２にて終了する。これらの工程を成し遂げることにより、ワークピースに供給されたイオンビームは、ワークピースを横切って走査され、スキャナーのフィールドにより誘導されたＺＦＥを考慮するために焦点調整される。
【００４０】
この方法の各要素は、依然として本発明に係る、順序を入れ替えた方法を作り出すために、様々な順序により実行され得ることが分かる。例えば、幾つかの実施形態において、３０８におけるイオンビームの焦点特性を調整する前に、３０６におけるイオンビームの走査をしてもよい。一方、他の実施形態において、３０８におけるイオンビームの焦点特性を調整した後に、３０６におけるイオンビームの走査を行ってもよい（例えば、上記システムは、焦点調整用構成要素がビームラインアセンブリにおけるスキャナーの上流側に配置されるように、スキャナーのＺＦＥを変更するために必要な焦点調整の量を検出するためにキャリブレートされてもよい）。他の例示的な変更例として、この方法の各要素は、不連続なユニットとして具体化される必要はない。例えば、スキャナーには、イオンビームの走査、及び、ワークピースへのそれの向き付けの両方が組み込まれていてもよく、そして、これらの目的を同時に成し遂げてもよい。この方法は、本明細書において記述されている様々な利点を有するこの方法の実施形態を作り出すために、本明細書に記述されている原理に従って変更されてもよいことが分かる。そして、そのような方法は本発明に係るであろうことが分かる。
【００４１】
本発明は、一又は複数の実施例に関して図解され記述されているが、本明細書及び添付の図面を読み理解することにより、当業者は同等の変更及び修正を行うことができる。本発明にはそのような修正及び変更が全て含まれており、本発明は以下の請求項の範囲によってのみ限定されるものである。特に、上述された構成要素（アセンブリ、エレメント、デバイス、および回路等）により実行される様々な機能に関して、そのような構成要素を記述するために用いられた用語(「手段」として参照されるものも含む)は、本明細書に示されている本発明の例示的な実施例における機能を実行する明示的な構造と構造的に同等でないとしても、他の方法が示されない場合には、上述された構成要素の明細書に記述された機能を実行するどの要素（つまり、機能的に同等である要素）にも対応するものとする。加えて、本発明の特定の特徴は、様々な実施例の一つのみに関して開示されていてもよい一方、そのような特徴は、他の実施例の一又は複数の他の特徴と結び付けられてもよく、どの既存の適用例又はどの特定の適用例に対しても所望であり、かつ有利なものとなり得る。更に、発明の詳細な説明及び請求項の各々において、「含む」、「有している」、「有する」、「付帯の」という用語、及び、その派生語が用いられており、そのような用語は「備えている」という用語と同様な意味において包含的であるものとする。また、本明細書にて用いられている「例示的な」という用語は、「最上の例」というよりは単に「例」を意味している。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概ねイオン注入システムに関する。より具体的には、イオンビーム走査のゼロフィールド効果を軽減することにより、ワークピースを横切って走査されたイオンビームを一定(consistency)にするシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス及び他の製品の製造において、イオン注入は、半導体ウェハー、表示パネル、及び他のワークピースに、電気的な構成要素に対するある電気的特性を生成する不純物をドープするために用いられる。イオン注入器又はイオン注入システムは、ｎ型又はｐ型のドープ領域を生成するように、ある領域におけるひずみを修正するように、又は、ワークピースにおいてパッシベーション層を形成するようにイオンビームを用いてワークピースを取り扱う。半導体をドープするために用いる場合、イオン注入システムは、所望の不純物マテリアルを生成するように選択されたイオン種を注入する。ここで、アンチモン、砒素、又は燐のようなソースマテリアルから生成された注入イオンは、結果的に半導体ウェハー内にｎ型の不純物領域を生成し、ホウ素、ガリウム、又はインジウムのようなソースマテリアルから生成された注入イオンは、結果的に半導体ウェハー内にｐ型の不純物マテリアル領域を生成する。イオンビームは、ソースマテリアルからのイオンを注入するように概ね半導体ウェハー表面を横切って走査され、走査用構成要素により典型的に走査は行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６９０３３５０号明細書（２００５年６月７日公開）
【特許文献２】米国特許出願公開第１１／７８４７０９号明細書（２００９年６月２３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
走査されたビームを伴うシングルウェハーイオン注入システムにおいて、均一性の補正は、走査スピードを変化させることにより典型的に達成されている。これには、高帯域のスキャナーが必要であるが、磁気的な走査システムにおいて、とりわけ渦電流損失が要因のため、その要求を満たすことは難しくなり得る。磁気的及び電気的なシステムの両方においては、スキャナー領域におけるビーム中性化は、走査用フィールドがゼロを通過するにつれて著しく変化し得る。このビーム中性化の変化は、ビームサイズ及びビーム電流を変化させ得る。これらの変化は、ゼロフィールド効果（ＺＦＥ）と呼ばれる。ＺＦＥは典型的に小さなものであり、ビームは典型的にスキャナーを通してかなり高いエネルギーであるので、中電流システム及び高エネルギーシステムにおいては、さほど問題にはならない。磁気的走査の高電流ビームラインにおいては、ＺＦＥは、ビーム電流の激しい変化、及び比較できる程の大きさの縮小と共に、劇的なものになり得る。結果として、これによりスキャナーの動的な範囲に重い要求が課され、更にこれには洗練された補正アルゴリズムが必要になる。それ故、二極化走査の簡素化を利用しつつ、ＺＦＥを縮小させないための簡単な方法が必要なのである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下に、本発明を基本的に理解するための概要を示す。この概要は、広範囲の概観ではない。そして、本発明の鍵又は重要な要素を特定することを意図するものでもなく、本発明の範囲を限定するものでもない。むしろ、その主たる目的は、後述する詳細な説明に対する前置きとして、簡単な形での一又は複数の概念を単に提示することである。
【０００６】
上述されているように、本発明は、イオン注入システムに関しており、特に、ワークピースを横切る注入が均一になるようにイオンビームのフォーカシングを改善させることに関している。上記注入システムは、例えば、磁場、電場、又はその両方の組合せのようなフィールドを生成することにより、イオンビームを湾曲させたり操舵させたりする走査部を備えている。スキャナーのフィールドは、ワークピースを横切ってイオンビームを走査する、時間変化する角偏向を誘導するためにイオンビームと相互作用する。それはまた、ビームが走査される際に、ビームの焦点特性(focal properties)を大きく変化させる、時間変化するレンズとして振舞う。しかしながら、スキャナーのフィールドは、ビームのイオンに直接的に力を掛けるというよりはむしろ、ビームの有する空間電荷の中性化における変化を通じて相互作用するという意図していない、恐らくは望まない方法により、イオンビームの特性にもまた影響を及ぼし得る。一般に、これらの効果は、走査用フィールド（電場、磁場、又はその両方）の大きさがゼロに向かうにつれて起こり、「ゼロフィールド効果」と呼ばれる。
【０００７】
本発明は、ＺＦＥの悪影響を回避し得る構成を有するイオン注入システムについて述べている。走査されたイオンビームをワークピースへ供給するためのイオン注入システム、走査システム、及び方法が開示されており、それにおいて、イオンビームの一又は複数の焦点特性が、走査メカニズムのＺＦＥを補償するために調整又は補正される。本発明は、イオン注入のどのようなタイプに適用されても有益であり、走査方向に沿った入射ビームの変化を軽減させるために有用に用いられ得る。その結果、注入されたワークピースにおける注入の一様性／均一性が改善される。
【０００８】
上記の目的及び関連する目的の達成に向けて、（本発明は、以下に詳述され、請求項において示される特徴を含む）以下の記述及び添付の図面は、本発明のある実例的な側面及び実施例を詳述する。これらは、本発明の一又は複数の側面が用いられた様々な方法のごく一部を示すものである。他の側面、利点、及び優れた特徴は、添付の図面と共に考慮すれば、以下の詳細な説明により明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】本発明に係るスキャナー及び焦点調整(focus adjustment)用構成要素を備える走査システムを有する例示的なイオン注入システムを示す概略図である。
【図１Ｂ】図１Ｂの注入システムのスキャナー、及び幾つかの例示的な走査されたイオンビームを示す部分的上面図である。
【図１Ｃ】図１Ａ及び図１Ｂのスキャナーにおける走査コイルの電流波形を示すグラフである。
【図１Ｄ】図１Ａ及び図１Ｂのシステムにおけるワークピースの幾つかの不連続な点に同時に衝突している走査されたイオンビームを示す斜視図である。
【図１Ｅ】ワークピースを横切るイオンビームの走査を示す側面図である。
【図１Ｆ】図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーの焦点特性による、ワークピースに衝突する際のイオンビーム幅の変化、及び、図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーによる空間電荷の中性化の変化を示す部分的な正面図である。
【図１Ｇ】図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーの焦点特性による、ワークピースに衝突する際のイオンビーム幅の変化、及び、図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーによる空間電荷の中性化の変化を示す部分的な正面図である。
【図１Ｈ】図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーの焦点特性による、ワークピースに衝突する際のイオンビーム幅の変化、及び、図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーによる空間電荷の中性化の変化を示す部分的な正面図である。
【図１Ｉ】図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーの焦点特性による、ワークピースに衝突する際のイオンビーム幅の変化、及び、図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーによる空間電荷の中性化の変化を示す部分的な正面図である。
【図１Ｊ】図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーの焦点特性による、ワークピースに衝突する際のイオンビーム幅の変化、及び、図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーによる空間電荷の中性化の変化を示す部分的な正面図である。
【図１Ｋ】図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーの焦点特性による、ワークピースに衝突する際のイオンビーム幅の変化、及び、図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーによる空間電荷の中性化の変化を示す部分的な正面図である。
【図１Ｌ】図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーの焦点特性による、ワークピースに衝突する際のイオンビーム幅の変化、及び、図１Ａ及び図１Ｂのイオン注入システムにおけるスキャナーによる空間電荷の中性化の変化を示す部分的な正面図である。
【図２Ａ】ソレノイドを備えている、本発明に係る焦点調整用構成要素を示す簡略化された側面図である。
【図２Ｂ】イオンビームパスの周囲に配置された電磁石を有する４重極マグネットを備えている、本発明に係る他の焦点調整用構成要素を示す簡略化された側面図である。
【図２Ｃ】図１Ａ及び図１Ｂにおける、スキャナーの走査用コイルの電流波形及び焦点調整用構成要素の電流波形を示すグラフである。
【図２Ｄ】イオン注入システムにおけるワークピースの幾つかの不連続な点に同時に衝突している走査されたイオンビームを示す斜視図である。
【図２Ｅ】例示的な焦点調整用構成要素の動作を通して、イオン注入システムにおけるワークピースの幾つかの不連続な点に同時に衝突する際の、より一定であるイオンビーム幅を示す部分的な正面図である。
【図２Ｆ】例示的な焦点調整用構成要素の動作を通して、イオン注入システムにおけるワークピースの幾つかの不連続な点に同時に衝突する際の、より一定であるイオンビーム幅を示す部分的な正面図である。
【図２Ｇ】例示的な焦点調整用構成要素の動作を通して、イオン注入システムにおけるワークピースの幾つかの不連続な点に同時に衝突する際の、より一定であるイオンビーム幅を示す部分的な正面図である。
【図２Ｈ】例示的な焦点調整用構成要素の動作を通して、イオン注入システムにおけるワークピースの幾つかの不連続な点に同時に衝突する際の、より一定であるイオンビーム幅を示す部分的な正面図である。
【図２Ｉ】例示的な焦点調整用構成要素の動作を通して、イオン注入システムにおけるワークピースの幾つかの不連続な点に同時に衝突する際の、より一定であるイオンビーム幅を示す部分的な正面図である。
【図２Ｊ】例示的な焦点調整用構成要素の動作を通して、イオン注入システムにおけるワークピースの幾つかの不連続な点に同時に衝突する際の、より一定であるイオンビーム幅を示す部分的な正面図である。
【図２Ｋ】例示的な焦点調整用構成要素の動作を通して、イオン注入システムにおけるワークピースの幾つかの不連続な点に同時に衝突する際の、より一定であるイオンビーム幅を示す部分的な正面図である。
【図２Ｌ】図１Ａ及び図１Ｂの例示的な焦点調整用構成要素におけるイオンビームパスの互いに反対側に配置された２つの例示的な焦点調整用電極を示す簡略化された斜視図である。
【図２Ｍ】イオンビームパスを取り囲んでいるアインツェルレンズを備えている、本発明に係る焦点調整用構成要素を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一又は複数の側面が、図面を参照しながら述べられている。ここで、同様の要素に対しては、終始、同様の符号を概ね用いるものとし、様々な構造は、本来のスケールで書かれている必要はない。以下の記述において、説明をするにあたり、本発明の一又は複数の側面を完全に理解するように、多数の特徴的な詳細が記述されている。しかしながら、これらの特徴的な詳細が少なかったとしても、本発明の一又は複数の側面が実行されることは、当業者にとっては明白であろう。他には、本発明の一又は複数の側面を容易に記述できるように、よく知られている構造及びデバイスが、ブロック図の形式によって示されている。
【００１１】
上述のように、本発明は、半導体ウェハーのようなワークピースに不純物を注入するためのイオン注入システムに関する。これらのシステムは、一般的に、不純物種のイオンを含んでいるイオンビームを生成し、様々なフィルタリングを通して該イオンビームを向き付け、該イオンビームの特性を規定し精製するメカニズムを実行し、ワークピースが配置されているエンドステーションに該イオンビーム向き付けることにより機能する。該イオンビームは、該ワークピースの所望の部分を該イオンビームに露出し、それ故、該ワークピースの所望の部分に不純物を注入するように、該ワークピースの表面を横切って走査される。
【００１２】
図１Ａには、スキャナー１３６を有する例示的な低エネルギーイオン注入システム又はイオン注入器１１０、及び、焦点調整又は調整装置１３５が示されている。図１Ａに示されているように、イオン注入システム１１０は、ターミナル１１２、ビームラインアセンブリ１１４、及びエンドステーション１１６を備えている。ターミナル１１２におけるイオン源１２０は、引出しイオンビーム１２４を生成するように電源１２０により動力付けられている。ここで、ソース１２０は、ソースチェンバーからイオンを引出し、その結果、引出しイオンビーム１２４を生成するための一又は複数の引出し電極（図示なし）を備えている。図１Ａのイオン注入システム１１４には、特定の位置にある、ビームラインに沿って一定の順序に配置されている多くの構成要素が描かれているが、一般の当業者ならば、様々な位置及び順序に配置されている構成要素を備えている、本発明に係る多くのシステムを発明するであろう。
【００１３】
ビームラインアセンブリ１１４は、ソース１２０の付近に入口を有し、出口開口部１３４のある出口を有するビームガイド１３２を備えている。該ビームラインアセンブリは、引出しイオンビーム１２４を受け入れ、結果的に得られるイオンビームが所望の電荷質量比を有する（又は、所望の比の範囲内にある）イオンのみを含むように、電荷質量比に基づいてイオンビームのイオンを選択的にフィルタリングする双極性の磁場を生成する質量分析器１２６を更に備えている。結果的に得られる、質量分析されたイオンビーム１２４は、リゾルビング開口部１３４を通過し、エンドステーション１１６におけるワークピース１３０に向き付けられる。構造を形成及び具体化する様々なビームがイオンビーム１２４を維持するために生成されてもよい。それらの構造は、ビーム１２４が、エンドステーション１１６において支えられる一又は複数のワークピース１３０へのビームパスに沿って輸送される際に通過する内部空洞又は通路の境界を規定する。
【００１４】
ビームラインアセンブリ１１４は、スキャナー１３６、焦点調整用装置１３５、及び平行化器１３８を有する走査システムを更に備えている。スキャナー１３６は、イオンビーム１２４を受け入れ、幾つかの実施形態においては、スキャナーに供給されたイオンビームは、比較的狭いプロファイル（例えば、図示されたシステム１１０における「ペンシル」ビーム）にフォーカシングされる。上述のように、スキャナー１３６は、イオンビームの近傍に電場又は磁場（又はその両方）を生成することによりイオンビーム１２４を修正する。スキャナー１３６は、ビーム１２４を拡散し、少なくともワークピース１３０と同じ幅であるＸ軸方向の有効幅を有する細長い「リボン」プロファイル（例えば、走査されたビーム１２４）になるように、ビーム１２４をＸ軸方向に前後に走査する。リボンビーム１２４は、該リボンビームをＺ軸方向に略平行な（例えば、ワークピース表面に略垂直な）ワークピース１３０に向き付ける平行化器１３８を通過する。なお、角度を持った注入とすることも考えられる。図１の記述において説明されているように、スキャナー１３６により生成され、イオンビーム１２４を走査するために用いられるフィールドは、ＺＦＥのような望まれない効果を生じ得る。これは、ワークピース１３０を横切る一定ではないイオン放射（注入イオン濃度）、又はワークピース１３０を横切る一定ではないビームサイズ及び瞬間的なビーム電流密度を導き出す。上記走査システムの焦点調整用構成要素１３５は、イオンビーム１２４に対するスキャナー１３６のＺＦＥに関してイオンビーム１２４の焦点特性を調整するように、そして焦点調整されたイオンビーム１２４を生成するように構成されてもよい。上記焦点特性は、上記イオンビームに固有の焦点特性、例えば、ビームサイズ、ビーム電流、及び／又はイオンドーズ量の何れでもよい。焦点調整用構成要素１３５は、結果的に、上記ビームがワークピース１３０を横切って走査される際に測定されている焦点特性が一定になり得る。
【００１５】
注入器１１０には、異なるタイプのエンドステーション１１６が用いられてもよい。例えば、「バッチ」式のエンドステーションは同時に複数のワークピース１３０を支えることができる。ここで、全てのワークピース１３０が完全に注入されるまで、ワークピース１３０は、イオンビームのパスを通過しながら動かされる。一方、「枚葉」式エンドステーションにおいては、注入のためのビームパスに沿って単一のワークピース１３０を支える。ここで、各ワークピース１３０が次のワークピース１３０の注入が始まるまでに完全に注入されるように、複数のワークピース１３０は１度に１つずつ連続的に注入される。図示されているエンドステーション１１６は、注入のためのビームパスに沿った単一のワークピース１３０（例えば、ビーム１２４からのイオンを注入される半導体ウェハー、表示パネル、又は他のワークピース）を支える「枚葉」式エンドステーションである。
【００１６】
どちらの場合においても、ビームプロファイリング用構成要素１５２は、ワークピース位置のごく近傍に位置しており、イオンビームプロファイルのプロファイル特性を測定するように構成されている。イオンビーム１２４は、断続的にプロファイラーパス１５８を横切り、その結果、走査されたイオンビームのプロファイルの一又は複数の特性を測定する一又は複数のプロファイラー１５６を備えているビームプロファイリング用構成要素１５２を通過する。図示されているビームプロファイリング用構成要素１５２において、プロファイラー１５６は、走査されたビームの電流密度を測定するためのファラデーカップのような電流密度センサーを備えている。上記電流密度センサーは、走査されたビームに対し略直行するように移動し、こうして典型的にリボンビームの幅を横切る。ビームプロファイリング用構成要素１５２は、そこからの命令信号を受信し、そこへ測定値を与えるための制御システム１５４に実行可能に結合している。ビームプロファイリング用構成要素１５２は、米国特許出願公開第１１／７８４７０９号明細書（発明の名称「ION BEAM SCANNING CONTROL METHODS AND SYSTEMS FOR ION IMPLANTATION UNIFORMITY（イオン注入の均一性に対するイオンビーム走査制御方法及びシステム）、出願日：２００７年４月９日」）に記述されているように実行されてもよい。なお、その内容は本明細書に組み込まれるものとする。制御システム１５４は、ワークピース１３０における、より一定である磁束プロファイルを提供するようにスキャナー１３６の走査波形を調整する。もしビームの特性が、ワークピースを横切って実質的に変化してしまうのならば、制御システム１５４は、上記プロファイルをより一定なものにし得る走査波形を生成することは出来ないであろう。例えば、これはスキャナー１３６に制御信号に従うための動的範囲がない場合に生じ得る。
【００１７】
焦点調整用構成要素１３５は、イオンビーム１２４に対するスキャナー１３６のＺＦＥに関連してイオンビーム１２４の一又は複数の焦点特性を調整する。多くの実施において、ワークピースを横切る全ての点にとってワークピースにおいては、一定のビームサイズを保つことが好ましく、焦点調整用構成要素１３５は、この目的のために用いられてもよい（例えば、米国特許第６，９０３，３５０号明細書を参照）。また、ビームサイズは、ワークピースを横切る磁束密度の一定になるように修正される。従って、制御システム１５４は、スキャナーが（つまり、スキャナーの動的範囲の内側において）従い得る制御信号を生成してもよい。図２Ａから図２Ｌの例においては、焦点調整用構成要素１３５は、質量分析されたイオンビーム１２４のごく近傍に、イオンビーム１２４の焦点特性を調整するように動作する、時間変化する磁場を生成する。
【００１８】
所望の焦点調整をイオンビーム１２４に誘導するために、焦点調整用構成要素１３５は、イオンビーム１２４のごく近傍に他のフィールド、例えば、電場を生成することにより、イオンビーム１２４の焦点特性を調整してもよい。焦点調整用構成要素１３５により生成されたフィールドの強度は、イオンビーム１２４に対するスキャナー１３６のＺＦＥに関連して調整されてもよく、多くの技術がこの関係にとって有用であろう。実施形態の一組において、焦点調整用構成要素１３５により誘導された焦点調整は、スキャナー１３６のフィールドの強度に関するものである。例えば、走査用フィールドが予め決められた閾値よりも低く略ゼロに近づくとき、調整用フィールドは、走査用フィールドに対し逆比の関係を含み、こうして、結果として調整用構成要素により増大され得る。実施形態の他の組において、焦点調整用構成要素１３５により誘導された焦点調整は、スキャナー１３６により誘導されたイオンビーム１２４の角偏向、及び／又はワークピース１３０を伴うイオンビーム１２４の入射角に関するものである。実施形態の更に他の組において、焦点調整用構成要素１３５により誘導された焦点調整は、ワークピース１３０が露出されるイオンビーム１２４のプロファイルに関するものである。これらの実施形態において、イオンビーム１２４のプロファイルは、イオンビーム１２４のプロファイルを測定するように構成されているイオンビームプロファイリング用構成要素をイオンビーム１２４のパスに配置することにより測定されてもよい。
【００１９】
図１Ｂから図１Ｅを参照すると、一対の磁極片、ビームパスの上部及び下部にある一対のコイル３６ａ及び３６ｂ、及び、図１Ｃの波形図６０に図示されているようにコイル３６ａ及び３６ｂに交流電流を供給する電流源５０を有する磁気的なスキャナー３６が図１Ｂに図示されている。コイル３６ａ及び３６ｂに与えられた時間変化する電流により、時間変化する磁場が磁極間のビームパスを横切って生成され、これによりビーム２４は、走査方向（例えば、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｄから図１ＬにおけるＸ軸方向）に沿って湾曲される又は偏向される（例えば、走査される）。走査磁場が上部磁極から底部磁極への向きであるとき（例えば、図１ｃの時間「ａ」から時間「ｅ」において）、ビーム２４の正に荷電されたイオンには、Ｘ軸上にて負の方向に横方向の力がかかる。磁場がゼロのとき（例えば、図１Ｃの時間「ｇ」において）、ビーム２４は修正されずにスキャナー３５を通過する。磁場が底部磁極から上部磁極への向きであるとき（例えば、図１ｃの時間「ｉ」から時間「ｍ」において）、ビーム２４の正に荷電されたイオンには、Ｘ軸上にて正の方向に横方向の力がかかる。上述のように、スキャナー３６は、磁気的である必要はない。高エネルギーな低電流ビームにとっては、静電気的なスキャナーがより有効であり得る。
【００２０】
図１Ｂには、スキャナー３６を通過する際に角偏向を誘導された、走査されたビーム２４が、幾つかの例示的な不連続な時点において示されている。図１Ｄには、図１Ｃにそれぞれ対応する時間においてワークピースに衝突しているビーム２４が示されている。図１Ｄにおける走査されて平行化されたイオンビーム２４ａは、図１Ｃの時間「ａ」において与えられたコイル電流に対応する。そして、同様に、ビーム２４ｃから２４ｍは、Ｘ軸上ワークピース３０を横切った略水平な単一の走査として図１Ｃに示されている時間「ｃ」、「ｅ」、「ｇ」、「ｉ」、「ｋ」、及び「ｍ」にそれぞれ対応している時間における走査電流として図１Ｄに示されている。
【００２１】
図１Ｅには、ワークピース３０を横切っている、ビーム２４の簡略化された走査パスが示されている。ここで、スキャナー３６によるＸ軸走査の間、ワークピース３０は、機械的な動作（図示なし）によりＹ軸に沿って動かされる。この結果、ビーム２４は、ワークピース３０の露出している表面全面に与えられる。
【００２２】
スキャナー３６による走査の前に、イオンビーム２４は、典型的に、ゼロではない大きさＸの幅及びゼロではない大きさＹの高さをそれぞれ有する。ビームの大きさＸ及びＹの一方又は両方は、輸送中に変化し得る。例えば、ビーム２４は、ワークピース３０に向けてビームパスに沿って輸送されるにつれて、ビーム２４は、ビームの特性を変化させ得る様々な電場及び／又は磁場、及びデバイスに出くわす。加えて、正に荷電されたビームイオンの相互反発を含んでいる空間電荷効果は、ビームを発散させる（例えば、増大した大きさＸ及びＹ）傾向があり、その解決策はない。
【００２３】
スキャナー３６の結合構造及び操作フィールドには、イオンビーム２４に関するあるフォーカシング特性が含まれている。一般に、上記スキャナーには、ビームが偏向される角度に依存している可変の焦点長がある。より大きな角度においては、焦点長がより短くなる。このように、ワークピースの端に近いビーム（例えば、図１Ｄの２４ａ及び２４ｍ）は、走査による偏向の角度が小さい又はゼロである、走査用フィールドの中心に近いビーム（例えば、図１Ｄの２４ｅ、２４ｇ、及び２４ｉ）よりも、小さく、より集束される傾向がある。加えて、走査用フィールドがゼロに近いとき、ゼロフィールド効果（ＺＦＥ）と呼ばれる状態を形成するので、ビームサイズ及びビーム電流の両方は変化し得る。この効果は、スキャナーの電場又は磁場によりビームから排除されるはずの電子が、スキャナーに入り込んだり、スキャナーにおけるビームに残留したりすることにより（全体又は一部において）引き起こされる。この効果は、ビーム電流を増大させ、ビームサイズを減少させ得る。加えて、電子は、先行及び／又は後続の極低強度フィールドに比べて、電流及びビームサイズに対する突然の必ずしも大きくはない変化をゼロフィールドの期間において引き起こしつつ、ゼロに非常に近い走査用フィールドにおいてビームから放出され得る。同様の効果が、電気的スキャナーのような他の走査システムにおいてもまた生じ得るが、その効果は、磁気的走査システムにおいてしばしば明白である。
【００２４】
図１Ｆから図１Ｌには、走査例２４ａ、２４ｃ、２４ｅ、２４ｇ、２４ｉ、２４ｋ、及び２４ｍにそれぞれ対応している入射ビーム２４が示されている。ビーム２４は、Ｘ軸方向にワークピース３０を横切って走査されるので、スキャナー３６のＸ軸方向におけるフォーカシングは変化し、ビーム２４の２４ｃが中心に向かって動くにつれて横方向のフォーカシングは減少するに至り、２４ｅのビームサイズにおいては段々と増加するという結果をもたらす。スキャナー３６により誘導された偏向角がゼロに近づくにつれて、スキャナー３６により生成されたフィールドの強度もまたゼロに近づき、ＺＦＥが、イオンビーム２４ｇのプロファイルにおける横方向の減少、及び、電流における増加として現れる。スキャナー３６がゼロを通過し越えるにつれて、ＺＦＥは減少し、ビームサイズは比較的大きなものへと戻る。イオンビーム２４がスキャナー３６の反対の最大値に到達するにつれて、低電流イオンビーム２４ｉは、より小さなサイズの２４ｋ及び２４ｍに段々と集束される。上述のように、図１Ｆから図１Ｌの一連の流れにより示されている、ゼロに漸近したフィールド値における、ビームサイズの増加及び電流の減少は、さほど速くはない。
【００２５】
集積回路デバイス及び他の製品の製造において、ワークピース３０を横切りながらドーパント種を均一に注入すること、又は既定された分布に従って不均一に注入すること、そして、ワークピース３０を横切るビーム特性（例えば、サイズ、形状、及び角度）を均一にすることが好ましい。ＺＦＥにより生じた特性の変化は、走査軸に沿って（例えば、Ｘ軸方向において）望んでいない一定ではない注入を誘導し得る。一例において、走査波形を調整することにより、そのような不均一性に対する対処を行ってもよい。不適当な磁束のある場所において、上記スキャナーは、ワークピースにおける、過多な磁束を受けてしまうであろう部分にて、イオンビームがより速く移動するように、そして、ワークピースにおける、過少な磁束を受けてしまうであろう部分にて、イオンビームがより遅く移動するように、ワークピースを横切るビームの横断率を調整すべくプログラムされる。しかしながら、上述のように、ＺＦＥの影響は、上記スキャナーのフィールドの強度がゼロに近づくにつれて、突然現れ得る。そして、走査システムは、ＺＦＥを軽減させるために必要な横断率の調整を操作できなくなることもあり得る。
【００２６】
ＺＦＥを補償するための他の技術は、イオンビームに対するスキャナーのＺＦＥに関連して、（例えば）イオンビームのごく近傍に電場を生成するようなことにより、イオンビームの焦点特性を調整することを伴う。この技術に係るイオン注入システムは、イオンビームを生成するように構成されたイオン源、電荷質量比に基づいて該イオンビームのイオンを選択的にフィルタリングするように構成されている質量分析器、イオンビームを走査し、該イオンビームをワークピースに向き付けるように構成されているスキャナー、及び、該イオンビームに対する該スキャナーのＺＦＥに関連して、該イオンビームの焦点特性を調整するように構成されている焦点調整用構成要素を備えていてもよい。この技術は、ワークピースを横切る注入イオン濃度を一定にするために、スキャナーにより誘導されたＺＦＥを補償するために用いられてもよい。また、この技術は、ワークピースを横切ってイオンビームが走査されている際に、イオンビームプロファイルを一定にするために、スキャナーにより誘導されたＺＦＥを補償するために用いられてもよい。
【００２７】
図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、焦点調整用構成要素１３５は、焦点調整されたイオンビーム１２４の焦点特性を調整するように、質量分析されたイオンビーム１２６の近傍に一又は複数の時間変化する磁場を生成する。その結果、ＺＦＥやスキャナーの角度依存した焦点長のような、スキャナー１３６にまつわる一又は複数の時間変化する焦点特性を補償する。図２Ａには、時間変化する磁場を生成するように作動する、ビームパスを取り囲んでいる巻き線を有するソレノイド１７２を備えている焦点調整用構成要素１３５のような一実施例が示されている。ここで、電源１７１が、上記ソレノイドに時間変化する電流を供給するように上記ソレノイドに結合されている。電源１７１は、ソレノイド１７２に時間変化する電流を供給する。ここで、電源１７１は、周波数がスキャナーの２倍のパルスであり、図２Ｃに示されているようにスキャナーにおけるゼロ電流にほぼ対応するように位相が調整されたパルスを、パルス波形に与え得る。他の波形は、スキャナー及び他のビームライン用構成要素からの他の効果を相殺するように、図示されたパルストレインに重ねられ得る。例えば、周波数がスキャナーの２倍の三角波は、スキャナーの角度依存したフォーカシングの影響を相殺するように用いられ得る。これは、示された波形に加えられ、三角波とパルスとが結合された結合波を形成するであろう。
【００２８】
図２Ｂには、他の例示的な実施例が示されている。ここでは、焦点調整用構成要素１３５は、ビームパスに沿って配置されている４つの電磁石１８２ａから１８２ｄを有する４重極マグネット１８２、及び、時間変化する電流を電磁石１８２ａから１８２ｄに供給する電源１８１を備えている。上述のソレノイドに関して、図２Ａ及び図２Ｂにおける電源１７１及び１８１により供給される電磁石電流は、周波数が走査周波数の２倍のパルスであり、ＺＦＥの影響を相殺するように同期された連続したパルスのような、走査方向軸に沿った走査されたイオンビーム１２４の位置に関連する強度を有する一又は複数の時間変化する磁場を生成するように調整される。
【００２９】
電磁石１８２ａから１８２ｄを通過する電流の極性が、磁気的なＮ極が磁石１８２ａ及び１２８ｃからビーム１２４に向いているように、そして、磁気的なＳ極が磁石１８２ｂ及び１８２ｄからビーム１２４に向くように存在するとき、４重極１８２はＹ軸方向におけるビーム１２４の分散、及びＸ軸方向における集束を生じるであろう。電源１８１からの電流が、磁石１８２ｂ及び１８２ｄにおいて磁気的なＮ極を生成し、磁石１８２ａ及び１８２ｃにおいて磁気的なＳ極を生成するとき、ビーム１２４はＹ軸方向において集束し、Ｘ軸方向において発散する。反対の極性を有する４重極のペア（ダブレット）、又は極性が交互である３つの４重極（トリプレット）を用いて、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向における集束又は発散が生じてもよい。図示された例において、電源１８１は、周波数が走査周波数の２倍の時間変化するコイル電流を作り出すように、概ね図２Ｃに示されているように時間変化する電圧を電磁石１８２ａから１８２ｄのコイルに供給する（図２Ｃにおける交流の波形Ｖ１）。ここで、時間変化する磁場の強度は、走査方向軸に沿った走査されたイオンビーム１２４の位置に関連している。上記４重極は、電気的な４重極であってもよい。その動作は、磁極を電極に換え、電流を電圧に換えることにより類似したものとなる。
【００３０】
更に、焦点調整は、イオン注入システム多くの特性に関連して有用に変化され得る。図示された例において、焦点調整は、焦点特性の強度とスキャナーのフィールドの強度との間に存在する関係のように、走査電流Ｖ１に関連するものである。この関係は、２倍の周波数にて直線状であったり、（図２Ｃに示されているように）パルス状であったり、対数関数状であったり、階段状等であったりし得る。他の例として、焦点調整の強度は、スキャナーにより誘導されたイオンビームの偏向角、及び／又はワークピースに対するイオンビームの入射角に関連し得る。
【００３１】
図２Ａ及び図２Ｂにおける電源１７１及び１８１により供給された電磁石電流は、周波数が走査周波数の２倍の連続したパルスのように、例えば、そして図２Ｃに示されているように、各パルスが走査用フィールドのゼロとの交点に対応するように、スキャナーのフィールドに関連する強度を有する一又は複数の時間変化する磁場を生成するように調整されてもよい。
【００３２】
その後、結果として焦点調整されたビーム１２４が、ビームパスに沿って焦点調整用構成要素１３５の下流側にあるスキャナー１３６に供給される。その後、スキャナー１３６は、ビームパスに対して略垂直である走査方向軸（例えば、図示されているシステム１１０におけるＸ軸方向）に沿って焦点調整されたイオンビームを走査する。ここで、スキャナー１３６は、図２Ｃに示されているように、走査周波数にてビーム１２４を走査する。図示された実施例において、スキャナー１３６は、図２Ｃの波形図１６０において示されているように交流電流をコイル１３６ｂに供給する電流源１５２、及び、ビームパスの上下に磁極片１３６ａ及びコイル１３６ｂのペアを備えている。
【００３３】
コイル１３６ｂを通過する時間変化する電流は、磁極１３６ａ間のビームパスを横切る時間変化する磁場を生成し、それにより、ビーム１２４は、リボン状の走査されたイオンビーム１２４を平行化器１３８（図１Ａを参照）に供給するように、走査方向を横切って湾曲されたり偏向されたりする（例えば、走査されたりする）。走査用フィールドが、上部磁極から底部磁極への方向に存在するとき（例えば、図２Ｄの時間「ａ」及び時間「ｅ」において）、ビーム１２４の正に荷電されたイオンには、Ｘ軸の負の方向に横向きの力が掛かる。ここで、走査用フィールドが逆方向に存在するとき、その逆もまた然り。上記スキャナーは、磁場よりもむしろ電場を用いてもよく、本発明における動作は、実質的には同様である。
【００３４】
図２Ｃに示されているように、例示的な焦点調整用波形Ｖ１は、焦点調整用電磁石１８２ａから１８２ｄに供給される時間変化する電流である。ここで、フォーカシング量（例えば、ビーム１２４が焦点調整用構成要素１３５から出る際の集束量）は、調整用電流Ｖ１の量及び大きさにより決定される。調整用装置１３５は、調整用電磁石１８２ａから１８２ｄの電流Ｖ１、長さ及び形状により決定される調整された又は補正された焦点距離を効果的に供給する。走査用フィールドが高いとき、ＺＦＥに対する補正は必要ない。つまり、焦点調整用電流はゼロである。走査用フィールドが接近し、そしてゼロを通過する際、焦点調整用電流は素早く最大値にまで増大し、そして減少しゼロに戻る。
【００３５】
図２Ｄも参照すると、焦点調整用ビーム１２４は、こうしてそれぞれスキャナー１３６において走査され平行化器１３８において平行化される。そして、ワークピース１３０がＹ軸の正の方向に平行移動する際にワークピース１３０に注入されるようにエンドステーション１１６に与えられる。図２Ｄには、幾つかの不連続な時間「ａ」、「ｃ」、「ｅ」、「ｇ」、「ｉ」、「ｋ」、及び「ｍ」における、ワークピース１３０に衝突している走査され平行化されたイオンビーム１２４が示されている。これらの時間は、電源Ｖ２ １３６の例示的な三角形状の走査電流波形の半周期に対するものである。そして、図２Ｃの波形ダイアグラム１６０に示されている時間にそれぞれ対応している。ビームサイズの修正は、ゼロフィールド効果異常を補償するように為される。図１Ｆから図１Ｌまでを図２Ｅから図２Ｋまでと比べると、ビームは、ゼロ磁場付近にてピークを成す電流効果を分散するように、より幅広く生成されるように見え得る。
【００３６】
図２Ｅから図２Ｋまでには、イオンビームがワークピースを横切る際のビームサイズが示されており、図２Ｅ、図２Ｆ、図２Ｇ、図２Ｈ、図２Ｉ、図２Ｊ、及び図２Ｋは、図２Ｄの走査例１２４ａ、１２４ｃ、１２４ｅ、１２４ｇ、１２４ｉ、１２４ｋ、及び１２４ｍにそれぞれ対応している。特に図１Ｆから図１Ｌまでと比べると、ビーム幅Ｗは、イオンビームがＸ軸方向においてワークピース３０を横切って走査される際、より一定であることが分かる。スキャナー３６のフィールドがゼロに接近するにつれてイオンビームサイズが突然減少するものとして図１Ｆから図１Ｌまでにおいて明らかなＺＦＥは、イオンビーム２４の焦点調整がイオンビーム２４に対するスキャナー３６のＺＦＥを軽減させるにつれて減少される。
【００３７】
図２Ｌ及び図２Ｍまでには、例示的なイオン注入システム１１０における焦点調整用構成要素の他の可能な実施例が示されている。図２Ｌにおいて、ビームパスの両側面に配置された伝導性の焦点調整用電極又はプレート１３５ａ及び１３５ｂのペアは、ビームパスに対し略平行に延伸する。焦点調整用構成要素１３５は、電極１３５ａ及び１３５ｂに結合された、図２Ｃにおける波形ダイアグラム１６０に示されているように時間変化する（例えば、コモンモードの）電位を焦点調整用電極に供給する電源１５１を更に備えている。それにより、プレート１３５ａ及び１３５ｂの間に電場が生成され、その囲い又は筐体はグラウンドされる。電源Ｖ１ １５１は、上述され図示されている電圧波形を供給するように、プログラム制御されてもよく、制御システム１５４により制御されてもよい。焦点調整用電極１３５ａ及び１３５ｂの入口部及び出口部において、電場線は、グラウンドされた焦点調整用構成要素の筐体と電極１３５ａ及び１３５ｂとの間にて延伸し、そのフィールドは、ビーム１２４が電極１３５ａと電極１３５ｂとの間にあるビームパスの一部に進入するにつれて、まずビーム１２４を発散させるように作動し、その後、ビーム１２４が電極１３５ａ及び１３５ｂから離れるにつれて、ビーム１２４を集束するように作動する。
【００３８】
図２Ｍにおいて、焦点調整用構成要素１３５は、時間変化する電位をアインツェルレンズ１３５ｄに供給する電源Ｖ１ １５１、及び、イオンビームパスの周囲を延伸する伝導性のアインツェルレンズ（例えば、単一レンズ電極）１３５ｄを備えている。上記の図２Ｌに示されている２つの調整用電極の例と同様に、アインツェルレンズ１３５ｄは、図２Ｃに示されているように時間変化する電圧Ｖ１が印加され、焦点調整されたイオンビーム１２４の焦点特性を調整するために時間変化する電場をその入口及び出口において生成する。
【００３９】
本発明の他の側面には、他のシステムにおいてはもとより、本明細書において記述され図解されたシステムにおいても実行され得る、走査されたイオンビームをワークピースに供給するための方法が含まれている。本発明に係る例示的な方法が、図３に示されている。この図において、方法３００には、３０２にて開始し、そして３０４にてイオンビームを供給する工程が含まれている。イオンビームが３０４にて供給された後、方法３００には、３０６にて走査されたイオンビームを生成するために、供給されたイオンビームを走査する工程が含まれている。方法３００には、３０８にてイオンビーム走査のＺＦＥに関連して、イオンビームの焦点特性を調整する工程もまた含まれている。方法３００には、イオンビームをワークピース３１０に向き付ける工程もまた含まれており、方法３００は、これらの効果の完了を以って３１２にて終了する。これらの工程を成し遂げることにより、ワークピースに供給されたイオンビームは、ワークピースを横切って走査され、スキャナーのフィールドにより誘導されたＺＦＥを考慮するために焦点調整される。
【００４０】
この方法の各要素は、依然として本発明に係る、順序を入れ替えた方法を作り出すために、様々な順序により実行され得ることが分かる。例えば、幾つかの実施形態において、３０８におけるイオンビームの焦点特性を調整する前に、３０６におけるイオンビームの走査をしてもよい。一方、他の実施形態において、３０８におけるイオンビームの焦点特性を調整した後に、３０６におけるイオンビームの走査を行ってもよい（例えば、上記システムは、焦点調整用構成要素がビームラインアセンブリにおけるスキャナーの上流側に配置されるように、スキャナーのＺＦＥを変更するために必要な焦点調整の量を検出するためにキャリブレートされてもよい）。他の例示的な変更例として、この方法の各要素は、不連続なユニットとして具体化される必要はない。例えば、スキャナーには、イオンビームの走査、及び、ワークピースへのそれの向き付けの両方が組み込まれていてもよく、そして、これらの目的を同時に成し遂げてもよい。この方法は、本明細書において記述されている様々な利点を有するこの方法の実施形態を作り出すために、本明細書に記述されている原理に従って変更されてもよいことが分かる。そして、そのような方法は本発明に係るであろうことが分かる。
【００４１】
本発明は、一又は複数の実施例に関して図解され記述されているが、本明細書及び添付の図面を読み理解することにより、当業者は同等の変更及び修正を行うことができる。本発明にはそのような修正及び変更が全て含まれており、本発明は以下の請求項の範囲によってのみ限定されるものである。特に、上述された構成要素（アセンブリ、エレメント、デバイス、および回路等）により実行される様々な機能に関して、そのような構成要素を記述するために用いられた用語(「手段」として参照されるものも含む)は、本明細書に示されている本発明の例示的な実施例における機能を実行する明示的な構造と構造的に同等でないとしても、他の方法が示されない場合には、上述された構成要素の明細書に記述された機能を実行するどの要素（つまり、機能的に同等である要素）にも対応するものとする。加えて、本発明の特定の特徴は、様々な実施例の一つのみに関して開示されていてもよい一方、そのような特徴は、他の実施例の一又は複数の他の特徴と結び付けられてもよく、どの既存の適用例又はどの特定の適用例に対しても所望であり、かつ有利なものとなり得る。更に、発明の詳細な説明及び請求項の各々において、「含む」、「有している」、「有する」、「付帯の」という用語、及び、その派生語が用いられており、そのような用語は「備えている」という用語と同様な意味において包含的であるものとする。また、本明細書にて用いられている「例示的な」という用語は、「最上の例」というよりは単に「例」を意味している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンをワークピースに注入するためのイオン注入システムであって、
イオンビームを生成するように構成されたイオンビーム源と、
生成された上記イオンビームを質量分析するための質量分析器と、
上記ワークピースを横切って上記イオンビームを走査するように構成されたスキャナーと、
上記イオンビームに対するスキャナーのゼロフィールド効果に関して上記イオンビームの少なくとも１つの焦点特性を調整するように構成された調整用フィールドを備えている焦点調整用構成要素と、
を備えていることを特徴とするイオン注入システム。
【請求項２】
上記焦点特性は、ビームサイズ、ビーム電流、又は、ビームサイズとビーム電流との両方を含んでいる、
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。
【請求項３】
上記焦点調整用構成要素は、上記イオンビームが上記ワークピースを横切って走査される際に、上記イオンビームの上記焦点特性が一定となるように上記焦点特性を調整する、
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。
【請求項４】
上記焦点調整用構成要素は、上記イオンビームが上記ワークピースを横切って走査される際に、イオン放射が一定となるように上記焦点特性を調整する、
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。
【請求項５】
上記スキャナーは、上記イオンビームの近傍に走査用フィールドを備えており、
上記焦点調整用構成要素は、上記フィールドの強度に関連して上記イオンビームの上記焦点特性を調整するように構成されている、
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。
【請求項６】
上記調整用フィールドは、上記走査用フィールドが閾値よりも小さく、かつゼロに接近するにつれて上記走査用フィールドと逆比の関係を有する調整用フィールド強度であって、上記走査用フィールドが閾値よりも小さく、かつゼロに接近するにつれて強度が増大されるような、調整用フィールド強度を有している、
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。
【請求項７】
上記焦点調整用構成要素は、走査方向軸に沿った上記イオンビームの位置に関連して上記イオンビームの上記焦点特性を調整するように構成されている、
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。
【請求項８】
上記焦点調整用構成要素は、上記ワークピースへの上記イオンビームの入射角に関連して上記イオンビームの上記焦点特性を調整するように構成されている、
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。
【請求項９】
上記イオンビームのプロファイル特性を測定するように構成されたビームプロファイリング用構成要素を更に備えており、
上記焦点調整用構成要素は、上記プロファイル特性に係る、上記イオンビームの上記焦点特性を調整するように構成されている、
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。
【請求項１０】
上記焦点調整用構成要素は、
上記イオンビームのパスの周囲にて互いに離れている焦点調整用電極を有する、一又は複数の電気的な４重極と、
時間変化する電位を少なくとも２つの上記焦点調整用電極に供給する、上記焦点調整用電極に結合された電源と、
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。
【請求項１１】
上記焦点調整用構成要素は、
上記イオンビームのパスの周囲にて互いに離れている焦点調整用磁極を有する、一又は複数の磁気的な４重極と、
時間変化する電流を少なくとも１つの焦点調整用コイルに供給する、上記焦点調整用コイルに結合された電源と、
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。
【請求項１２】
イオン注入システムにおいてイオンビームをワークピースに供給するための走査システムであって、
イオンビームを受け入れるために、そしてワークピースに向き付けられた走査されたイオンビームを生成するように構成されたスキャナーと、
上記イオンビームのプロファイル特性を測定するように構成されたビームプロファイリング用構成要素と、
上記ビームプロファイリング用構成要素により測定された上記プロファイル特性に関連して上記イオンビームの焦点特性を調整するように構成された焦点調整用構成要素と、
を備えており、
上記焦点調整用構成要素は、ゼロフィールド効果を相殺するためにそこに結合された調整用フィールドを含んでおり、
上記焦点特性を調整するために上記調整用フィールドを変化させるように構成されている、
ことを特徴とする走査システム。
【請求項１３】
上記焦点調整用構成要素は、上記ワークピースを横切って走査されたイオンビームのプロファイルが一定になるように上記イオンビームの上記焦点特性を調整するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１２に記載の走査システム。
【請求項１４】
上記焦点調整用構成要素は、上記ワークピースを横切って注入されたイオンの濃度が一定になるように上記イオンビームの上記焦点特性を調整するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１２に記載の走査システム。
【請求項１５】
上記スキャナーは、ビームパスに対して略垂直な走査方向軸に沿って上記イオンビームを走査するように構成されており、
上記焦点調整用構成要素は、上記走査方向軸に沿った上記イオンビームの位置に関連して上記イオンビームの上記焦点特性を調整するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１２に記載の走査システム。
【請求項１６】
上記焦点特性は、ビームサイズ、ビーム電流、又は、ビームサイズとビーム電流との両方を含んでいる、
ことを特徴とする請求項１２に記載のイオン注入システム。
【請求項１７】
上記焦点調整用構成要素は、
上記イオンビームのパスの周囲にて互いに離れている焦点調整用電極を有する、一又は複数の電気的な４重極と、
時間変化する電位を少なくとも２つの上記焦点調整用電極に供給する、上記焦点調整用電極に結合された電源と、
を備えている、
ことを特徴とする請求項１２に記載のイオン注入システム。
【請求項１８】
イオン注入システムにおいてイオンビームを供給する方法であって、
イオンビームを生成する工程と、
生成された上記イオンビームを、走査されたイオンビームを生成するための走査用フィールドを用いて走査する工程と、
上記イオンビームの焦点特性を測定する工程と、
測定された上記焦点特性からゼロフィールド効果を決定する工程と、
調整用フィールド用構成要素により生成された調整用フィールドの強度を変化させることにより、上記ゼロフィールド効果に関して上記イオンビームの上記焦点特性を調整する工程と、
を含んでいる、
ことを特徴とする方法。
【請求項１９】
上記イオンビームは走査方向軸に沿って走査され、
上記イオンビームの上記焦点特性は、上記走査方向軸に沿った上記イオンビームの位置に関連して調整され、
上記焦点特性は、ビームサイズ、ビーム電流、又は、ビームサイズとビーム電流との両方を含んでいる、
ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
上記イオンビームは、走査方向軸に沿って走査され、
上記調整用フィールドの強度は、走査方向軸に沿った上記イオンビームの位置が変化するにつれて変化し、
上記走査用フィールドが閾値よりも小さく、そしてゼロに接近しているとき、上記調整用フィールドはスキャナーの上記フィールドと逆比の関係を有し、上記調整用フィールドは増大される、
ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項１】
イオンをワークピースに注入するためのイオン注入システムであって、
イオンビームを生成するように構成されたイオンビーム源と、
生成された上記イオンビームを質量分析するための質量分析器と、
上記ワークピースを横切って上記イオンビームを走査するように構成されたスキャナーと、
上記イオンビームに対するスキャナーのゼロフィールド効果に関して上記イオンビームの少なくとも１つの焦点特性を調整するように構成された調整用フィールドを備えている焦点調整用構成要素と、
を備えていることを特徴とするイオン注入システム。
【請求項２】
上記焦点特性は、ビームサイズ、ビーム電流、又は、ビームサイズとビーム電流との両方を含んでいる、
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。
【請求項３】
上記焦点調整用構成要素は、上記イオンビームが上記ワークピースを横切って走査される際に、上記イオンビームの上記焦点特性が一定となるように上記焦点特性を調整する、
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。
【請求項４】
上記焦点調整用構成要素は、上記イオンビームが上記ワークピースを横切って走査される際に、イオン放射が一定となるように上記焦点特性を調整する、
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。
【請求項５】
上記スキャナーは、上記イオンビームの近傍に走査用フィールドを備えており、
上記焦点調整用構成要素は、上記フィールドの強度に関連して上記イオンビームの上記焦点特性を調整するように構成されている、
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。
【請求項６】
上記調整用フィールドは、上記走査用フィールドが閾値よりも小さく、かつゼロに接近するにつれて上記走査用フィールドと逆比の関係を有する調整用フィールド強度であって、上記走査用フィールドが閾値よりも小さく、かつゼロに接近するにつれて強度が増大されるような、調整用フィールド強度を有している、
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。
【請求項７】
上記焦点調整用構成要素は、走査方向軸に沿った上記イオンビームの位置に関連して上記イオンビームの上記焦点特性を調整するように構成されている、
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。
【請求項８】
上記焦点調整用構成要素は、上記ワークピースへの上記イオンビームの入射角に関連して上記イオンビームの上記焦点特性を調整するように構成されている、
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。
【請求項９】
上記イオンビームのプロファイル特性を測定するように構成されたビームプロファイリング用構成要素を更に備えており、
上記焦点調整用構成要素は、上記プロファイル特性に係る、上記イオンビームの上記焦点特性を調整するように構成されている、
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。
【請求項１０】
上記焦点調整用構成要素は、
上記イオンビームのパスの周囲にて互いに離れている焦点調整用電極を有する、一又は複数の電気的な４重極と、
時間変化する電位を少なくとも２つの上記焦点調整用電極に供給する、上記焦点調整用電極に結合された電源と、
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。
【請求項１１】
上記焦点調整用構成要素は、
上記イオンビームのパスの周囲にて互いに離れている焦点調整用磁極を有する、一又は複数の磁気的な４重極と、
時間変化する電流を少なくとも１つの焦点調整用コイルに供給する、上記焦点調整用コイルに結合された電源と、
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。
【請求項１２】
イオン注入システムにおいてイオンビームをワークピースに供給するための走査システムであって、
イオンビームを受け入れるために、そしてワークピースに向き付けられた走査されたイオンビームを生成するように構成されたスキャナーと、
上記イオンビームのプロファイル特性を測定するように構成されたビームプロファイリング用構成要素と、
上記ビームプロファイリング用構成要素により測定された上記プロファイル特性に関連して上記イオンビームの焦点特性を調整するように構成された焦点調整用構成要素と、
を備えており、
上記焦点調整用構成要素は、ゼロフィールド効果を相殺するためにそこに結合された調整用フィールドを含んでおり、
上記焦点特性を調整するために上記調整用フィールドを変化させるように構成されている、
ことを特徴とする走査システム。
【請求項１３】
上記焦点調整用構成要素は、上記ワークピースを横切って走査されたイオンビームのプロファイルが一定になるように上記イオンビームの上記焦点特性を調整するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１２に記載の走査システム。
【請求項１４】
上記焦点調整用構成要素は、上記ワークピースを横切って注入されたイオンの濃度が一定になるように上記イオンビームの上記焦点特性を調整するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１２に記載の走査システム。
【請求項１５】
上記スキャナーは、ビームパスに対して略垂直な走査方向軸に沿って上記イオンビームを走査するように構成されており、
上記焦点調整用構成要素は、上記走査方向軸に沿った上記イオンビームの位置に関連して上記イオンビームの上記焦点特性を調整するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１２に記載の走査システム。
【請求項１６】
上記焦点特性は、ビームサイズ、ビーム電流、又は、ビームサイズとビーム電流との両方を含んでいる、
ことを特徴とする請求項１２に記載のイオン注入システム。
【請求項１７】
上記焦点調整用構成要素は、
上記イオンビームのパスの周囲にて互いに離れている焦点調整用電極を有する、一又は複数の電気的な４重極と、
時間変化する電位を少なくとも２つの上記焦点調整用電極に供給する、上記焦点調整用電極に結合された電源と、
を備えている、
ことを特徴とする請求項１２に記載のイオン注入システム。
【請求項１８】
イオン注入システムにおいてイオンビームを供給する方法であって、
イオンビームを生成する工程と、
生成された上記イオンビームを、走査されたイオンビームを生成するための走査用フィールドを用いて走査する工程と、
上記イオンビームの焦点特性を測定する工程と、
測定された上記焦点特性からゼロフィールド効果を決定する工程と、
調整用フィールド用構成要素により生成された調整用フィールドの強度を変化させることにより、上記ゼロフィールド効果に関して上記イオンビームの上記焦点特性を調整する工程と、
を含んでいる、
ことを特徴とする方法。
【請求項１９】
上記イオンビームは走査方向軸に沿って走査され、
上記イオンビームの上記焦点特性は、上記走査方向軸に沿った上記イオンビームの位置に関連して調整され、
上記焦点特性は、ビームサイズ、ビーム電流、又は、ビームサイズとビーム電流との両方を含んでいる、
ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
上記イオンビームは、走査方向軸に沿って走査され、
上記調整用フィールドの強度は、走査方向軸に沿った上記イオンビームの位置が変化するにつれて変化し、
上記走査用フィールドが閾値よりも小さく、そしてゼロに接近しているとき、上記調整用フィールドはスキャナーの上記フィールドと逆比の関係を有し、上記調整用フィールドは増大される、
ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図１Ｇ】
【図１Ｈ】
【図１Ｉ】
【図１Ｊ】
【図１Ｋ】
【図１Ｌ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図２Ｆ】
【図２Ｇ】
【図２Ｈ】
【図２Ｉ】
【図２Ｊ】
【図２Ｋ】
【図２Ｌ】
【図２Ｍ】
【図３】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図１Ｇ】
【図１Ｈ】
【図１Ｉ】
【図１Ｊ】
【図１Ｋ】
【図１Ｌ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図２Ｆ】
【図２Ｇ】
【図２Ｈ】
【図２Ｉ】
【図２Ｊ】
【図２Ｋ】
【図２Ｌ】
【図２Ｍ】
【図３】
【公表番号】特表２０１２−５１３０８９（Ｐ２０１２−５１３０８９Ａ）
【公表日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５４２１１５（Ｐ２０１１−５４２１１５）
【出願日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／００６４８１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０８００９７
【国際公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【出願人】（５０５４１３５８７）アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド (53)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／００６４８１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０８００９７
【国際公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【出願人】（５０５４１３５８７）アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド (53)
【Ｆターム（参考）】
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