离子注入装置及离子束的调整方法_4

文档序号:9669037阅读:来源:国知局
B的轨 道上的方式被横向定位。运样,在控制器进行参数调整(S108)之后切换能量分析狭缝28。
[0094] 控制器判定是否获取目标射束电流量(S114)。例如,控制器判定在能量分析狭缝 28的下游测量的射束电流量是否达到目标射束电流量。此时能量分析狭缝28被切换成标 准狭缝开口 110,由此而测量通过标准狭缝开口 110的离子束B的射束电流。射束电流例如 通过第2射束测量器8化测量。
[0095] 当所测量的射束电流小于目标射束电流量时(SI14的脚,控制器再度将能量分析 狭缝28从标准狭缝开口 110切换成高精度狭缝开口 112(S106)。接着,控制器如上所述再 次执行参数的调整(S108),并再次判定是否获取峰值射束电流(SllO)。如此,控制器一边 切换标准狭缝开口 110与高精度狭缝开口 112,一边重复调节参数,直至获得目标的射束电 流量。
[0096] 当所测量的射束电流达到目标射束电流量时(S114的Y),控制器将所调整的参数 存储于参数存储装置70(S116)。尤其,控制器将所调整的加速参数作为有关所输入的注入 条件(例如注入能量)的最佳加速参数而存储于参数存储装置70。
[0097] 如此,控制器执行参数的优化处理。即控制器从基于所给注入条件的临时设定的 初始值逐渐调整参数,W满足该注入条件的离子束有效地传输至射束线下游的方式将参数 更新为最佳值。例如,关于加速参数,控制器从基于目标能量的临时设定的初始值逐渐调整 加速参数,并W离子在高能量多级直线加速单元14中有效地加速为该目标能量的方式将 加速参数更新为最佳值。
[0098] 另外,控制器不仅在所测量的射束电流小于上述阔值或者目标射束电流量时,而 且在射束电流过剩时也可W重新调整数据集的至少1个参数。此时,优选控制器重新调 整加速参数W外的参数。假如重新调整加速参数,则会出现加速能量脱离重新调整之前 的最佳值的不良结果。因为,通过如此进行重新调整能够简单地减少射束电流。因此,控 制器可W为减少射束电流而例如重新调整上述源参数。或者,控制器可W为减少射束电 流而控制用于调整入射到高频线性加速器的离子束量的射束电流调整装置。该射束电流 调整装置可W具备配置于质谱分析狭缝22b的下游(例如正后方)的可变孔径(例如, CVA(ContinuouslyVari油IeAperture))。可变孔径可W配置于高频线性加速器的入口。
[0099] 参考图6说明的离子束调整方法通常只在向控制器赋予新的注入条件时执执行 一次。但是,当进行离子注入装置100 (例如高能量多级直线加速单元14)的维护或修理时, 控制器可按照之前所获得的注入条件通过本方法修正数据集。 阳100] 图7是例示本发明的一种实施方式所设及的离子注入方法的流程图。该方法相当 于图5所示的实际运用(S200)。控制器载入注入制法(S202)。即控制器从参数存储装置 70或者其他存储装置读取此次执行的注入处理的注入条件。
[0101] 控制器将能量分析狭缝28从高精度狭缝开口 112切换成标准狭缝开口 110(S204)。当能量分析狭缝28已被切换成标准狭缝开口 110时,标准狭缝开口 110维持 该位置。如此,标准狭缝开口 110W配置于离子束B的轨道上的方式被横向定位。 阳102] 实际运用中,在此之后控制器可W禁止从能量分析狭缝28的标准狭缝开口 110到 高精度狭缝开口 112的切换。控制器至少在自动安装程序期间禁止能量分析狭缝28的切 换。因此,在自动安装程序及继该程序之后的注入处理中使用标准狭缝开口 110。
[0103] 控制器从参数存储装置70读取与载入的注入制法对应的数据集,并按照该数据 集设定离子注入装置100的各设备(S206)。例如,控制器从参数存储装置70读取与注入条 件中的注入能量对应的最佳加速参数,并将该参数设定在高能量多级直线加速单元14。
[0104] 控制器执行自动安装程序(S208)。通过自动安装程序准备满足所读取的注入条件 的离子束B。
[01化]该自动安装程序为通过调整与高频谐振器14a不同的离子注入装置100的至少1 个构成要件而调整射束电流量的处理。具体而言,控制器如上所述一边监测射束电流一边 调整离子注入装置100的各设备,W使离子束量成为所希望的值。射束电流例如通过第2 射束测量器8化或第3射束测量器80c测量。控制器在自动安装程序中例如调整离子源10 的控制参数、引出电极11的设定值和/或会聚发散透镜64的运转参数。运些调整不会影 响基于高能量多级直线加速单元14的加速能量。另外自动安装程序中除射束电流调整之 外还可W包含射束角度调整和/或均匀性调整。
[0106] 控制器禁止自动安装程序中的最佳加速参数的变更。因此,自动安装程序及注入 处理期间,高能量多级直线加速单元14按照在预处理(SlOO)中确定的最佳加速参数而运 转。 阳107] 若自动安装程序结束,则控制器执行对于晶片40的注入处理(S210)。一片或多片 晶片40通过晶片输送装置90搬入到真空处理室21的离子注入位置,并将离子束B照射到 晶片40。之后,晶片40通过晶片输送装置90从真空处理室21被搬出。重复运种注入处 理,直至处理完所需片数的晶片40。
[0108] 接着,控制器可W执行使用其他注入条件的注入处理。此时,读取其他注入条件, 通过自动安装程序准备满足该注入条件的离子束B。如此,执行注入处理。在某种注入条 件下,可W使用高精度狭缝开口 112而不使用标准狭缝开口 110。例如,在该注入条件下所 要求的能量宽度比通过标准狭缝开口 110实现的能量宽度小时,可W使用高精度狭缝开口 112。此时,在执行自动安装程序之前,控制器可W将能量分析狭缝28从标准狭缝开口 110 切换成高精度狭缝开口 112。但是,当通过使用高精度狭缝开口 112,而使得射束电流量低 于该注入条件下的目标射束电流量时,可使用标准狭缝开口 110,而不使用高精度狭缝开口 112。 阳109] 图8例示出本发明的一种实施方式所设及的能量频谱。图8中纵轴表示射束电流, 横轴表示能量。横轴的能量为换算能量分析磁铁24中的偏转磁场的能量值的、相对于目标 能量的相对值。因此,具有良好的能量精度的优选离子束在能量值为1时,向射束电流赋予 具有清晰的峰值的能量频谱。
[0110] 图8所示的能量频谱D是使用高精度狭缝开口 112来执行加速参数的调整时获得 的。能量频谱E是使用标准狭缝开口 110来执行加速参数的调整时获得的。能量频谱F是 调整加速参数之前的。图8中作为参考图示出与所使用的标准狭缝开口 110及高精度狭缝 开口 112各自的狭缝宽度对应的能量宽度。 阳111] 从能量频谱F可知,参数调整之前的离子束在目标能量上不具有清晰的峰值,而 包含加速成广泛的能量范围的离子。另一方面,根据能量频谱D及E可知,相对应的离子束 中包含很多具有目标能量及其附近的能量的离子。但是,能量频谱E不具有与目标能量一 致的峰值,而在低于目标能量的一侧具有一个峰值,在高于目标能量一侧还有一个峰值。因 此,具有与目标能量一致的能量的离子比较少。2个峰值分别从目标能量大致偏离1%。如 上所述,具有运种能量偏离的离子具有与偏离相应的角度误差而注入到晶片40。
[0112] 与此相对,能量频谱D具有与目标能量一致的单一且显著的峰值。如此,能够获得 最佳的能量精度W及最佳射束电流量的离子束B。因此,通过使用高精度狭缝开口 112,能 够在维持离子注入装置的生产率的同时实现能量精度的提高。
[0113] 与狭缝宽度的缩小成反比例,而提高能量分解能。因此,例如当高精度狭缝开口 112具有标准狭缝开口 110的1/5的狭缝宽度时,能量分解能提高5倍。
[0114] 并且,如上所述,在自动安装程序中禁止能量分析狭缝28的切换。因此,能够防止 基于狭缝切换的扬尘。并且,与进行切换时相比,能够缩短自动安装程序所需的时间。
[0115] 此外,在自动安装程序禁止变更加速参数。运也与自动安装程序中调整加速参数 时相比有助于缩短自动安装程序所需的时间。
[0116] 原理上,在能量分析磁铁24的入口与出口运两处配置高精度狭缝的状态下确定 加速参数为较佳。但是,如图8所示,实际上仅通过将高精度狭缝开口 112配置于能量分析 磁铁24的出口侧也能够获得充分的效果。
[0117]W上,根据实施方式对本发明进行了说明。本发明并不限定于上述实施方式,可通 过加W各种设计变更而成为各种变形例,并且运种变形例也同样属于本发明的范围,当然 也被本领域技术人员所理解。 阳118] -种实施方式中,可W在能量分析磁铁24的入口(即高能量多级直线加速单元14 的出口)配设有第1上游狭缝组件。第1上游狭缝组件可W构成为具有与高精度狭缝开口 112对应的第1上游高精度狭缝,且可与能量分析狭缝28联动地进行切换。例如,控制器可 W将第1上游狭缝组件驱动成,使用高精度狭缝开口 112时,将第1上游高精度狭缝配置在 离子束B的轨道上;使用标准狭缝开口 110时,将第1上游高精度狭缝移动到偏离离子束B 的轨道的场所。如此能够进一步提高精度。
[0119] 一种实施方式中,可W除第1上游狭缝组件之外或者代替第1上游狭缝组件设置 第2上游狭缝组件。第2上游狭缝组件配设于能量分析磁铁24的出口中能量分析狭缝28 的上游,且可W构成为可与能量分析狭缝28联动地进行切换。第2上游狭缝组件可W是能 量宽度限制狭缝27。此时,能量宽度限制狭缝27可W与能量分析狭缝28同样构成为可切 换标准狭缝开口与横向上比该标准狭缝开口窄的高精度狭缝开口。如此,能够进一步提高 精度。
[0120] 一种实施方式中,能量分析狭缝28可W具备可从标准狭缝开口 110切换成高精度 狭缝开口 112W及可从高精度狭缝开口 112切换成标准狭缝开口 110的可变狭缝。可变狭 缝可W是可连续变更狭缝宽度的单一狭缝。 阳121] 本说明书中提及的控制器(或者控制装置)可W是作为该控制器所执行的功能而 提及的执行1个W上的功能的单一的控制器,或者可W是协同运种1个W上的功能来执行 的多个控制器。因此,例如执行本说明书中所提及的1个W上的功能的某1个控制器可W 通过执行运些功能中的一部分的第1控制器W及执行运些功能中剩余功能的第2控制器来 实现。
[0122] 一种实施方式中,更具体而言,能量宽度限制狭缝27及能量分析狭缝28可如下配 置。上述能量分析磁铁24、能量宽度限制狭缝27、横向会聚四极透镜26及能量分析狭缝28 分别与W下说明的能量分析电磁铁、能量宽度限制狭缝、横向会聚透镜QRl及能量分析狭 缝对应。
[0123] 一种实施方式所设及的离子注入装置具有:射束取出系统,利用静电场取出在离 子源生成的离子,并生成离子束;高频加速器,对已取出的离子束进一步进行加速;至少1 台会聚要件,用于调整已加速的射束的射束尺寸(空间分布);及至少1台偏转电磁铁,作 为能量分析电磁铁来使用。并且,在其能量分析电磁铁的下游侧设置能量宽度限制狭缝和 能量分析狭缝。
[0124]用于调整射束尺寸(离子的空间分布)的会聚要件设置于高频加速器
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