【手続補正書】
【提出日】平成29年6月27日(2017.6.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】イオンビームスキャナ、イオン注入装置及びスポットイオンビームを制御する方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態によるイオン注入装置のブロック形態の上平面図を示す。
【図２】様々な実施形態による２段スキャナの等角俯瞰図を示す。
【図３Ａ】例示的な２段スキャナとイオンビーム形状との全体的な関係を示す。
【図３Ｂ】いくつかの実施形態による２段スキャナと実際のイオン軌道及び投影イオン軌道との幾何学的関係を概略的に示す。
【図３Ｃ】例示的な振動偏向信号を示す。
【図３Ｄ】例示的な振動偏向信号を示す。
【図４】様々な実施形態による磁気スキャナ段の詳細を示す。
【図５Ａ】リボンビームモードで動作するイオン注入装置の別の実施形態のブロック形態の上平面図を示す。
【図５Ｂ】スポットビームモードで動作するイオン注入装置の別の実施形態のブロック形態の上平面図を示す。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
図１に更に示されているように、イオン注入装置１００はスキャンコントローラ１１６を含み、その機能はイオンビーム１２０の走査を制御することにある。スキャンコントローラ１１６及び同様のスキャンコントローラの動作の更なる詳細は図面を参照して以下に開示される。しかしながら、簡単に言えば、スキャンコントローラ１１６は２段スキャナ１０８内に偏向場を発生又は消去させる信号を２段スキャナ１０８の２つのスキャナ段に送ることができる。スキャンコントローラ１１６は更に、走査されたイオンビーム１２０の焦点を２段スキャナ１０８の外部に設定するように２段スキャナ１０８の２つのスキャナ段内の偏向場を調整する信号を送ることができる。スキャンコントローラ１１６は、一以上のハードウェア要素並びにソフトウェア要素、例えばスイッチ、回路、電源、コンピュータプログラム又はルーチン、ユーザインタフェース等を含んでよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
図２は様々な実施形態による２段スキャナ２００の等角俯瞰図を示す。図２に示す例では、２段スキャナ２００は第１スキャナ段２０２と、第１スキャナ段２０２の下流に配置された第２スキャナ段２０４を含む。第２スキャナ段２０４は第１スキャナ段２０２の下流にあるため、イオンビーム２０６は基板（図示せず）に向って伝搬する際に第２スキャナ段２０４に入射する前に第１スキャナ段２０２に入射する。明瞭にするため、２段スキャナ２００の各スキャナ段のいくつかの構成要素は図２の例では省略されている。例示的なスキャナ段の詳細は以下で検討される図４で与えられる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
図３Ａ及び図３Ｂは２段スキャナシステム３００の動作を示し、様々な実施形態の動作原理を示す。特に、図３Ａ及び図３Ｂは、２段スキャナの２つのスキャナ段が協調作用して２段スキャナの外部に位置する仮想ソース３０５を発生する様子の一例を示す。図３Ａ及び図３Ｂに示す図は図示の直交座標系のＸsc−Ｚsc平面に平行である。図に示すようにイオン注入装置の一部分が２段スキャナシステム３００の第１スキャナ段３０４及び第２スキャナ段３０６に関連して示されている。図３Ａに示す図はスポットビームの走査と関連するジオメトリの一般的特徴を示し、図３Ｂは２段スキャナシステム３００により生成されるイオン軌道のジオメトリの追加の特徴を示す。説明を明瞭にするために、図３Ｂでは第１スキャナ段３０４及び第２スキャナ段３０６の向きはそれらの実際の位置に対してＸsc軸に沿う軸を中心に部分的に回転されている。更に、図３Ａ及び３Ｂに示すスキャナ段は略図であり、スキャナ段の構成要素の詳細は省略されており、それらの詳細は図４に示す例示的なスキャナ段に関して以下で与えられる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
図３Ｂにおいて、単一のイオンビーム３１４の軌道が実線で示され、これは特定の瞬時におけるスポットビームの軌道を表す。図に示すように、イオンビーム３１４は、イオンビーム３１４が質量分解スリット３１２を通って第１スキャナ段３０４に到達するまでの間、Ｚsc軸に平行の軌道を有する。この時点で、イオンビーム３１４は図示の例では左へ偏向され、その後第２スキャナ段３０６を通過するにつれて右へ偏向される。イオンビーム３１４が第２スキャナ段３０６から出射するとき、全イオンビームパスは「ドッグレッグ」形状をなす。この全軌道は、図３ＢにおいてＸsc軸に沿って上向きに作用する第１スキャナ段３０４からの第１偏向力と、Ｘsc軸に沿って下向きに作用する第２スキャナ段３０６からの第２偏向力の瞬間的な発生の結果である。これらの力は、図３Ｂに示す例では、時計方向に流れる電流３０８と反時計方向に流れる電流３１０とによって発生される。これらの偏向力の相対的な大きさは、コリメータ３１６に入射する際のイオンビーム３１４の最終イオンビーム軌道が、見かけの軌道３１４Ａで示すように、質量分解スリット３１２のアパーチャ３３６に位置する仮想ソース３０５へ直線的に逆投影されるように構成される。最終イオンビーム軌道は２段スキャナを出た後のイオンビームの軌道を表し、最終軌道はそれ以後何の偏向力も受けず、直線になる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
図４は、様々な実施形態によるスキャナ段４００の更なる詳細を示す。スキャナ段４００は２段スキャナ内の第１又は第２スキャナ段の何れかとして使用し得る。スキャナ段４００は磁気スキャナであり、スキャナ本体４０２は薄いケイ素鋼シート４０８、例えば０．５ｍｍの厚さのシートからなる。一組の高電流巻線４０６が、イオンビーム４０４を偏向する偏向磁場として使用される振動磁場を発生させる走査コイルとして設けられる。具体的には、高電流巻線４０６は、図３Ａ，３Ｂにつき上述したように極性が振動する電流を発生しうる電流源に結合される。これは開口部４１０で規定される空隙内に振動磁場を発生するよう働き、イオンビーム４０４を送出する。開口部４１０内に適切な偏向力を与えるために、高電流巻線４０６を流れる電流は駆動回路を用いて制御することができ、この駆動回路は磁気スキャナを駆動するために使用されている従来の駆動回路の要素を組み込んでもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図５Ａ及び図５Ｂは更なる実施形態によるイオン注入装置５００の動作を示す。本例では、イオン注入装置５００はイオン注入装置１００と同様の構成要素を含み得る。イオン注入装置５００はイオン源５０２、アナライザ磁石５０６、質量分解スリット５１０を含む真空室５０８、スキャンコントローラ３４０を含むスキャナシステム３００、及び基板段１１２を含む。イオン注入装置５００は質量分解スリット５１０にスポットイオンビーム又はリボンイオンビームを生成するように動作する。これは単一イオン注入装置内で両モードのイオンビームが生成される利点をもたらす。リボンビーム動作とスポットビーム動作の間の切り替えはイオン源を取り替えることによって又は質量分解スリット５１０へ入射する前にビームの形状を変化させる他の構成要素を用いることによって達成することができる。しかしながら、リボンビームモードとスポットビームモードの間の切り替えの複雑さ及び時間を低減するためには、前述したようにコリメータ１１０の再設定を回避することが望ましい。これは２段スキャナシステム３００によって達成される。