[发明专利]离子注入设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括电场透镜的离子注入设备，该离子注入设备调整了沿一个方向伸长的带状离子束的长度方向上的电流密度分布。

背景技术

为了应对衬底尺寸的增大，离子注入设备利用沿一个方向伸长的带状离子束。当以与离子束的行进方向垂直的平面切割时，此离子束具有大致矩形的截面。例如，离子注入设备在与带状离子束的长度方向大致垂直的带状离子束的短边方向上传送衬底，并将离子束照射在衬底的整个表面上，从而执行对衬底注入离子的工艺。

此外，与在衬底上制造的半导体器件的小型化相关联，考虑了各种调整手段来调整带状离子束的长度方向上的射束电流密度分布，以获得所期望的射束电流密度分布。

作为射束电流密度分布的调整手段，专利文献1公开了利用电场透镜的示例以及利用电磁透镜的另一示例。现在将简要描述其具体构造。

对于利用电场透镜的示例，如专利文献1的图8中所记载的，多个电极对沿离子束的长度方向布置，并且带状离子束从短边方向置于（夹在）电极对之间。分别调整要施加到各电极对的电压，以在排列在离子束的长边方向上的电极对之间产生电场，从而调整射束电流密度分布。

另一方面，对于利用电磁透镜的示例，如专利文献1的图11中所描述的，多个磁极对沿离子束的长边方向布置，并且带状离子束从短边方向置于磁极对之间。线圈缠绕各磁极对。分别调整流过缠绕各磁极对的一对线圈的电流的量和电流的方向，以在排列在离子束的短边方向上的磁极对之间产生电磁场，从而调整射束电流密度分布。

如果离子束的尺寸随着衬底的尺寸增大而增大，则用于产生大的离子束的装置在尺寸上也增大。例如，常规的离子束的尺寸在长边方向上可以为790mm。当衬底尺寸增大时，离子束的尺寸在长边方向上可以为1560mm。然而，如果装置的尺寸太大，则在半导体工厂中需要用于布置大型装置的宽广位置，鉴于与其他装置的布置位置的关系，这是不太期望的。据此，期望尽可能地在尺寸上减小离子注入设备。作为用于调整射束电流密度分布的手段，要求使用与电磁透镜的尺寸相比具有相对较小尺寸的电场透镜。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]JP-A-2005-327713（图8、图11、第0063至0066段以及第0075至0081段）

发明内容

在视为专利文献1中的一个示例的电场透镜中，沿离子束的长边方向产生电场，然后使长边方向上的离子束局部地扩展或收缩。在该扩展或收缩发生在离子束在其长度方向上的端部的情况下，照射到衬底上的离子束在长边方向上的尺寸被改变。

如果离子束在长边方向上的尺寸较长，则存在离子束与构成离子束的输送路径的真空腔的壁表面或者布置在输送路径中的构件冲撞的可能性。在此情况下，要传送的离子束的射束电流量减少。为了避免射束电流量的减少，将考虑略微增大构成输送路径的真空腔或者布置在输送路径中的构件的尺寸。倘若如此，则导致装置尺寸增大。另一方面，在离子束在长边方向上的尺寸被缩短的情况下，担心衬底的整个表面，特别是在衬底的端部，有离子束照射不到的区域。并且，担心衬底的整个表面即使照射到离子束也有达不到所期望的射束电流量的区域。此外，如果离子束在长边方向上的扩展或收缩较大，则上述情形与该扩展或收缩一样显著。

因此，本发明的目的是要提供一种离子注入设备，其能够在调整具有大致矩形截面的离子束的射束电流密度分布的情况下减小离子束在长边方向上的扩展或收缩。

本发明的离子注入设备从离子源射出离子束。在离子注入设备中对布置在加工腔中的衬底执行离子注入。所述离子束具有正电荷以及有着长边方向和短边方向的矩形截面或长椭圆形截面。所述离子注入设备包括射束电流测量装置、偏转电极和遮蔽构件。所述射束电流测量装置测量所述离子束沿所述长边方向上的射束电流密度分布。所述偏转电极基于由所述射束电流测量装置测量的结果，使所述离子束的至少一部分沿所述长边方向朝向所述短边方向偏转。所述遮蔽构件部分地遮蔽由所述偏转电极偏转的所述离子束。所述偏转电极包括平板电极和包括多个电极的电极组。所述电极组布置成面对所述平板电极，以便将所述离子束置于所述平板电极与所述电极组之间。所述平板电极电接地。所述多个电极彼此电独立。所述多个电极的每一个均连接至与其他电源独立的电源以执行电位设置。

当调整射束电流密度分布时在离子束的短边方向上产生电场，并且离子束朝向大致短边方向局部地偏转。因此，能够明显地减小在现有技术的电场透镜中发生的离子束在其长边方向上的扩展和收缩。