極的附近，可以通過用于補(bǔ)正所謂的零電場(chǎng)效應(yīng)的補(bǔ)正電極來調(diào)整向射束掃 描部306入射的尚子束的焦點(diǎn)位置。
[0239] 射束發(fā)散度測(cè)定部310構(gòu)成為，測(cè)定被處理物的位置或其附近的射束發(fā)散度。因 此，射束發(fā)散度測(cè)定部310具備對(duì)離子束所具有的角度分布進(jìn)行測(cè)定的測(cè)定器。該測(cè)定器 預(yù)先在所要注入離子的被處理物（例如晶片214)的位置或其附近的測(cè)定位置測(cè)定射束的 角度分布，在注入處理過程中避開測(cè)定位置并停止測(cè)定或者在測(cè)定位置附近對(duì)射束進(jìn)行監(jiān) 控。
[0240] 這種射束角度分布的測(cè)定器可以具備具有已知位置的狹縫及配置于狹縫的下游 的射束檢測(cè)器。射束檢測(cè)器例如具有一維排列或二維排列的射束檢測(cè)元件。能夠根據(jù)通過 射束檢測(cè)器檢測(cè)的射束受光點(diǎn)與狹縫的相對(duì)位置獲取該射束的行進(jìn)方向的角度。測(cè)定器可 以在與射束中心軌道垂直的面內(nèi)（例如向射束掃描方向）移動(dòng)，也可以在該面內(nèi)的任意位 置測(cè)定角度分布。
[0241]另外，射束發(fā)散度測(cè)定部310可以配置于射束平行化部308與被處理物之間，并在 被處理物的上游測(cè)定射束發(fā)散度?；蛘撸涫l(fā)散度測(cè)定部310可以配置于被處理物的后 面，并在被處理物的下游測(cè)定射束發(fā)散度。
[0242]離子注入裝置300具備射束發(fā)散度控制部312。射束發(fā)散度控制部312可以是上 述控制部116(參考圖2)或其一部分。射束發(fā)散度控制部312構(gòu)成為，根據(jù)通過射束發(fā)散 度測(cè)定部310測(cè)定的射束發(fā)散度來調(diào)整向射束掃描部306入射的離子束的焦點(diǎn)位置。例如， 射束發(fā)散度控制部312調(diào)整向射束掃描部306入射的入射離子束的焦點(diǎn)位置，以將通過射 束發(fā)散度測(cè)定部310測(cè)定的射束發(fā)散度與所希望的值進(jìn)行比較并使其與該期望值一致。
[0243] 射束發(fā)散度控制部312以所測(cè)定的角度信息為基礎(chǔ)向射束會(huì)聚部304(和/或射 束掃描部306)發(fā)出指令。通過該指令控制射束會(huì)聚部304(和/或射束掃描部306)的射 束會(huì)聚力，且射束焦點(diǎn)位置被改變，其結(jié)果能夠在晶片位置獲得目標(biāo)射束發(fā)散度。
[0244] 射束發(fā)散度控制部312例如通過位于晶片位置的射束角度分布測(cè)定器并以注入 到晶片之前測(cè)定的射束角度分布的結(jié)果為基礎(chǔ)，向射束會(huì)聚部304 (和/或射束掃描部306) 進(jìn)行反饋，以設(shè)定參數(shù)。
[0245] 或者，如圖17所示，用于控制離子束的焦點(diǎn)位置的參數(shù)，也可以使用射束條件（例 如，離子種類、能量、射束電流等）的函數(shù)或工作表314來進(jìn)行設(shè)定。該函數(shù)或工作表314 根據(jù)通過射束角度分布測(cè)定器所獲得的射束角度分布的結(jié)果而預(yù)先設(shè)定，且可以保持在射 束發(fā)散度控制部312或射束發(fā)散度控制部的附體存儲(chǔ)部上。
[0246] 本實(shí)施方式所涉及的焦點(diǎn)調(diào)整處理可以在離子注入的準(zhǔn)備階段進(jìn)行。例如，焦點(diǎn) 調(diào)整處理可以在如圖4所示的射束線設(shè)定選擇步驟（S10)執(zhí)行，也可以在如圖10所示的射 束引出及調(diào)整步驟（S106)執(zhí)行。或者，可以在離子注入過程中進(jìn)行本實(shí)施方式所涉及的焦 點(diǎn)調(diào)整處理。
[0247]圖18為表示射束掃描部306的掃描原點(diǎn)S的概略圖。射束掃描部306構(gòu)成為，通 過以周期性變化的偏轉(zhuǎn)角度在掃描原點(diǎn)S處使離子束向X方向偏轉(zhuǎn)來掃描離子束。如圖18 所示，掃描原點(diǎn)S為向射束掃描部306入射的入射射束軌道317a的延長(zhǎng)線與從射束掃描部 306射出的出射射束軌道317b的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)。如上所述，射束掃描部306的掃描原點(diǎn)S 與作為射束平行化部308的平行化透鏡的焦點(diǎn)一致。
[0248] 射束掃描部306例如為通過周期性變動(dòng)的電場(chǎng)而向X方向周期性往復(fù)掃描離子束 的偏轉(zhuǎn)掃描裝置。如圖18所示，射束掃描部306具備在射束行進(jìn)方向上以隔著離子束的通 過區(qū)域而對(duì)置配置的一對(duì)（2片）掃描電極307a、307b(二極式偏轉(zhuǎn)掃描電極）。掃描原點(diǎn) S位于掃描電極307a、307b之間。與以0. 5Hz~4000Hz范圍的一定頻率進(jìn)行正負(fù)變動(dòng)的三 角波近似的掃描電壓分別以相反符號(hào)施加在2片掃描電極307a、307b上。該掃描電壓在2 片掃描電極307a、307b的間隙內(nèi)，生成使通過該間隙的射束偏轉(zhuǎn)的變動(dòng)電場(chǎng)。并且，通過掃 描電壓的周期性變動(dòng)，向X方向掃描通過間隙的射束。
[0249]參考圖19 (a)、圖19 (b)、圖20 (a)、圖20 (b)來說明離子束的焦點(diǎn)調(diào)整與射束發(fā)散 度之間的關(guān)系。簡(jiǎn)便起見，首先對(duì)不計(jì)空間電荷效應(yīng)的情況（圖19 (a)、圖19 (b))進(jìn)行說明， 之后對(duì)實(shí)際存在空間電荷效應(yīng)的情況（圖20 (a)、圖20 (b))進(jìn)行說明。分別在這兩種情況 下，對(duì)向射束掃描部306入射的入射離子束的焦點(diǎn)位于掃描原點(diǎn)S時(shí)（圖19 (a)、圖20 (a)) 與位于掃描原點(diǎn)S的上游時(shí)（圖19 (b)、圖20 (b))進(jìn)行比較。
[0250] 以下，為了便于說明，有時(shí)將向射束掃描部306入射的離子束稱為"入射離子束 316"，從射束平行化部308射出的離子束稱為"出射離子束318"。并且，將入射離子束316 的焦點(diǎn)稱為"射束焦點(diǎn)F"。
[0251] 如圖19(a)所示，將焦點(diǎn)連結(jié)于掃描原點(diǎn)S的入射離子束316的所有離子從掃描 原點(diǎn)S(即射束平行化部308的焦點(diǎn)）射出，因此在射束平行化部308所有離子呈平行狀態(tài)。 因此，出射離子束318的射束發(fā)散度為較小的值（理想狀態(tài)為零）。假定不存在空間電荷效 應(yīng)，則離子之間不產(chǎn)生排斥力，因此從射束平行化部308射出的出射離子束318在晶片位置 320也保持平行。
[0252] 進(jìn)一步進(jìn)行詳細(xì)說明。第i個(gè)離子（以下稱為離子⑴）以入射角度Xu'向射束 掃描部306入射，并在掃描原點(diǎn)S以某一角度Θ偏轉(zhuǎn)時(shí)，第i個(gè)離子從射束掃描部306射 出的出射角度Xl2'表示為Xl2' =Xn' +Θ。
[0253] 連結(jié)該離子（i)的「向射束平行化部308入射的入射位置」和「掃描原點(diǎn)S」的直線 與Z軸（即入射離子束316的中心軸）所成的角度能夠表示為Θ+Δ 。此時(shí)，離子（i)通 過射束平行化部308偏轉(zhuǎn)的角度為相反符號(hào)的-(Θ+ △ΘJ。因此，出射離子束318的離子 (i)的角度（即通過射束平行化部308的離子⑴的角度）Xl3'為Xl3' =Xl2' - (θ+ΔΘJ =Xu'-δθι〇
[0254] 如圖19 (a)所示，當(dāng)射束焦點(diǎn)F與掃描原點(diǎn)S-致時(shí)，Δθι=Xn'，因此，出射離 子束318的離子（i)的角度Xl3'為零。即，出自射束平行化部308的離子（i)的行進(jìn)方向 與設(shè)計(jì)中心軌道（Z軸）平行。其他離子同樣也與Z軸平行。
[0255] 而實(shí)際上由于有空間電荷效應(yīng)發(fā)揮作用，因此如圖20(a)中以虛線箭頭所例示， 出射離子束318隨著被送往下游而逐漸擴(kuò)展。如此導(dǎo)致出射離子束318在晶片位置320成 為發(fā)散射束。因此，出射離子束318的射束發(fā)散度為某一較大的正值。為了進(jìn)行比較，圖 20(a)中以實(shí)線箭頭示出，如圖19(a)所示的不計(jì)空間電荷效應(yīng)之時(shí)的出射離子束318。另 外，射束角度分布的重心位置不受空間電荷效應(yīng)的影響，因此"射束平行度"在考慮空間電 荷效應(yīng)的情況（圖20(a))下與不考慮空間電荷效應(yīng)的情況（圖19(a))下相同。
[0256] 圖19 (b)示出射束焦點(diǎn)F位于掃描原點(diǎn)S的上游的情況。如同圖19 (a)所例示的 情況，離子（i)以入射角度Xu'向射束掃描部306入射時(shí)，出射離子束318的離子（i)的角 度Xl3'為，Xl3' =Xu'-ΔΘi。由于Xu' <ΔΘi，因此Χι3' < 〇。并且，經(jīng)過對(duì)于以射束中 心軸為準(zhǔn)位于離子（i)的相反側(cè)的第k個(gè)離子（以下，稱為離子（k))進(jìn)行相同考察之后獲 知，由于Xkl' >ΑΘk，因此Xk3' > 〇。
[0257] 如此，當(dāng)射束焦點(diǎn)F位于掃描原點(diǎn)S的上游時(shí)，出射離子束318為會(huì)聚射束。因此， 出射離子束318的射束發(fā)散度為負(fù)，其值與射束焦點(diǎn)F位于掃描原點(diǎn)S時(shí)相比較大。在假 定沒有空間電荷效應(yīng)時(shí)，這種會(huì)聚射束會(huì)到達(dá)晶片位置320。
[0258] 而實(shí)際上，如圖20 (b)中以虛線箭頭所例示，出射離子束318上空間電荷效應(yīng)的發(fā) 散作用起作用。因此利用該發(fā)散作用能夠補(bǔ)正出射離子束318的射束發(fā)散度。為了進(jìn)行比 較，在圖20(b)中以實(shí)線箭頭示出如同圖19(b)所示的不計(jì)空間電荷效應(yīng)之時(shí)的出射離子 束318。另外，由于射束角度分布的重心位置不受空間電荷效應(yīng)的影響，因此"射束平行度" 在考慮空間電荷效應(yīng)的情況（圖20 (b))下與不考慮空間電荷效應(yīng)的情況（圖19 (b))下相 同。
[0259] 通過將射束焦點(diǎn)F從掃描原點(diǎn)S挪到上游來獲得等同于消除空間電荷效應(yīng)的實(shí)際 影響的ΑΘ，能夠在晶片位置320使離子束平行。或者，能夠通過使射束焦點(diǎn)F適當(dāng)變位而 使其位于掃描原點(diǎn)S的上游或下游的方式進(jìn)行控制，以使離子束具有目標(biāo)射束發(fā)散度（例 如，能夠獲得低發(fā)散角射束）。
[0260] 借此，離子注入裝置300構(gòu)成為，將向射束掃描部306入射的入射離子束316的射 束焦點(diǎn)F調(diào)整為沿著入射離子束316的中心軸而位于掃描原點(diǎn)S的上游側(cè)。圖19(b)中例 示出射束焦點(diǎn)F自掃描原點(diǎn)S向上游側(cè)的移動(dòng)量322及射束會(huì)聚部304所能調(diào)整的射束焦 點(diǎn)F的范圍324。通過對(duì)焦點(diǎn)進(jìn)行這種調(diào)整，離子注入裝置300能夠?qū)纳涫叫谢?08 射出的出射離子束318中因空間電荷效應(yīng)而產(chǎn)生的發(fā)散現(xiàn)象進(jìn)行補(bǔ)正，并以經(jīng)補(bǔ)正的離子 束進(jìn)行離子注入處理。
[0261] 換個(gè)角度，當(dāng)考慮在離子束從射束平行化部308輸送到被處理物期間所作用的空 間電荷效應(yīng)時(shí)，射束平行化部308構(gòu)成為，使掃描的離子束完全或不完全平行。例如，射束 平行化部308向被處理物射出未完全平行的離子束，以使入射到被處理物表面的離子束借 助空間電荷效應(yīng)而完全平行?；蛘?，射束平行化部308向被處理物射出完全或不完全平行 的離子束，以使入射到被處理物表面的離子束借助空間電荷效應(yīng)而具有所希望的射束發(fā)散 度。
[0262] 如同本實(shí)施方式，將射束焦點(diǎn)F配置在掃描原點(diǎn)S的上游，這適于高電流射束的輸 送。因?yàn)楦唠娏魃涫目臻g電荷效應(yīng)較大。因此，一種實(shí)施方式中，在上述第1射束線設(shè)定 S1 (參考圖2)或第1注入設(shè)定結(jié)構(gòu)中可以將入射離子束316的射束焦點(diǎn)F配置于掃描原點(diǎn) S的上游的第1焦點(diǎn)位置。并且，在上述第2射束線設(shè)定S2 (參考圖2)或第2注入設(shè)定結(jié) 構(gòu)中可以將入射離子束316的射束焦點(diǎn)F配置于不同于第1焦點(diǎn)位置的第2焦點(diǎn)位置。第 2焦點(diǎn)位置也可以是掃描原點(diǎn)S。
[0263] -種實(shí)施方式中，離子注入裝置可以構(gòu)成為，向射束掃描部入射的入射離子束的 焦點(diǎn)位置被調(diào)整為沿著該離子束的中心軸而位于掃描原點(diǎn)的下游側(cè)。此時(shí)，離子注入裝置 的控制部可以構(gòu)成為，將向射束掃描部入射的入射離子束的焦點(diǎn)位置調(diào)整為沿著該離子束 的中心軸而位于掃描原點(diǎn)的下游側(cè)，以便將從通過測(cè)定射束發(fā)散度的測(cè)定部測(cè)定的射束平 行化部射出的出射離子束的射束發(fā)散度與所希望的值進(jìn)行比較，并使其與該期望值一致。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種離子注入裝置，其具備射束掃描部；及配設(shè)于所述射束掃描部的下游的射束平 行化部，該離子注入裝置的特征在于， 所述射束掃描部在入射離子束的中心軸上的所述射束掃描部的中央部具有掃描原點(diǎn)， 所述射束平行化部在所述掃描原點(diǎn)具有作為平行化透鏡的焦點(diǎn)， 所述離子注入裝置構(gòu)成為，使向所述射束掃描部入射的入射離子束的焦點(diǎn)位置沿著所 述入射離子束的中心軸而位于所述掃描原點(diǎn)的上游側(cè)， 向所述射束掃描部入射的入射離子束的焦點(diǎn)位置沿著所述入射離子束的中心軸而在 所述掃描原點(diǎn)的上游側(cè)被調(diào)整，以補(bǔ)正由從所述射束平行化部射出的出射離子束的空間電 荷效應(yīng)引起的發(fā)散現(xiàn)象。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入裝置，其特征在于，還具備： 測(cè)定部，對(duì)表示所述出射離子束所具有的角度分布的擴(kuò)散大小和所述出射離子束的發(fā) 散/會(huì)聚狀態(tài)的射束發(fā)散度進(jìn)行測(cè)定；及 控制部，調(diào)整所述入射離子束的焦點(diǎn)位置，以將通過所述測(cè)定部測(cè)定的所述出射離子 束的射束發(fā)散度與所希望的值進(jìn)行比較，并使射束發(fā)散度與該期望值一致。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述離子注入裝置還具備射束會(huì)聚部，其配設(shè)于所述射束掃描部的上游，且沿著所述 中心軸調(diào)整所述入射離子束的焦點(diǎn)位置。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述射束掃描部沿著所述中心軸調(diào)整所述入射離子束的焦點(diǎn)位置。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述離子注入裝置根據(jù)注入條件在多個(gè)注入設(shè)定結(jié)構(gòu)中的任意注入設(shè)定結(jié)構(gòu)下動(dòng)作， 所述多個(gè)注入設(shè)定結(jié)構(gòu)包括：第1注入設(shè)定結(jié)構(gòu)，適合用于向被處理物進(jìn)行高劑量注入的 低能量/高電流射束的輸送；及第2注入設(shè)定結(jié)構(gòu)，適合用于向被處理物進(jìn)行低劑量注入的 高能量/低電流射束的輸送， 所述第1注入設(shè)定結(jié)構(gòu)中，所述入射離子束具有第1焦點(diǎn)位置，所述第2注入設(shè)定結(jié)構(gòu) 中，所述入射離子束具有不同于所述第1焦點(diǎn)位置的第2焦點(diǎn)位置。6. -種離子注入裝置，其具備射束掃描部；及配設(shè)于所述射束掃描部的下游的射束平 行化部，該離子注入裝置的特征在于， 所述射束掃描部在入射離子束的中心軸上的所述射束掃描部的中央部具有掃描原點(diǎn)， 所述射束平行化部在所述掃描原點(diǎn)具有作為平行化透鏡的焦點(diǎn)， 所述離子注入裝置具備： 測(cè)定部，對(duì)表示從所述射束平行化部射出的出射離子束所具有的角度分布的擴(kuò)散大小 和所述出射離子束的發(fā)散/會(huì)聚狀態(tài)的射束發(fā)散度進(jìn)行測(cè)定；及 控制部，沿著所述入射離子束的中心軸調(diào)整向所述射束掃描部入射的入射離子束的 焦點(diǎn)位置，以將通過所述測(cè)定部測(cè)定的所述出射離子束的射束發(fā)散度與所希望的值進(jìn)行比 較，并使射束發(fā)散度與該期望值一致。7. -種離子注入裝置的離子注入方法，該離子注入裝置具備射束掃描部；及配設(shè)于所 述射束掃描部的下游的射束平行化部，該離子注入方法的特征在于， 所述射束掃描部在入射離子束的中心軸上的所述射束掃描部的中央部具有掃描原點(diǎn)， 所述射束平行化部在所述掃描原點(diǎn)具有作為平行化透鏡的焦點(diǎn)， 所述方法具備如下工序： 通過所述射束掃描部掃描所述入射離子束； 通過所述射束平行化部使掃描的離子束偏轉(zhuǎn)；及 調(diào)整所述入射離子束的焦點(diǎn)位置，使其沿著所述入射離子束的中心軸而位于所述掃描 原點(diǎn)的上游側(cè)，以補(bǔ)正由從所述射束平行化部射出的出射離子束的空間電荷效應(yīng)引起的發(fā) 散現(xiàn)象。8. -種離子注入裝置的離子注入方法，該離子注入裝置具備射束掃描部；及配設(shè)于所 述射束掃描部的下游的射束平行化部，該離子注入方法的特征在于， 所述射束掃描部在入射離子束的中心軸上的所述射束掃描部的中央部具有掃描原點(diǎn)， 所述射束平行化部在所述掃描原點(diǎn)具有作為平行化透鏡的焦點(diǎn)， 所述方法具備如下工序： 通過所述射束掃描部來掃描所述入射離子束； 通過所述射束平行化部使掃描的離子束偏轉(zhuǎn)； 對(duì)表示從所述射束平行化部出射的射出離子束所具有的角度分布的擴(kuò)散大小及所述 出射離子束的發(fā)散/會(huì)聚狀態(tài)的射束發(fā)散度進(jìn)行測(cè)定；及 沿著所述入射離子束的中心軸調(diào)整向所述射束掃描部入射的入射離子束的焦點(diǎn)位置， 以將所測(cè)定的所述出射離子束的射束發(fā)散度與所希望的值進(jìn)行比較，并使射束發(fā)散度與該 期望值一致。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠廣泛使用的離子注入裝置及離子注入方法。本發(fā)明的離子注入裝置(300)具備：射束掃描部(306)；及配設(shè)于射束掃描部(306)的下游的射束平行化部(308)。射束掃描部(306)在入射離子束的中心軸上的射束掃描部(306)的中央部具有掃描原點(diǎn)。射束平行化部(308)在掃描原點(diǎn)具有作為平行化透鏡的焦點(diǎn)。離子注入裝置(300)構(gòu)成為，向射束掃描部(306)入射的入射離子束的焦點(diǎn)位置沿著入射離子束的中心軸而位于掃描原點(diǎn)的上游側(cè)。向射束掃描部(306)入射的入射離子束的焦點(diǎn)位置被調(diào)整為，沿著入射離子束的中心軸而位于掃描原點(diǎn)的上游側(cè)，以便補(bǔ)正由從射束平行化部(308)射出的出射離子束的空間電荷效應(yīng)引起的發(fā)散現(xiàn)象。
【IPC分類】H01J37/21, H01J37/317
【公開號(hào)】CN105304442
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510310676
【發(fā)明人】椛澤光昭, 八木田貴典
【申請(qǐng)人】斯伊恩股份有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年6月9日
【公告號(hào)】US9236222, US20150357160