【手続補正書】
【提出日】平成28年11月22日(2016.11.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンビームの伝搬方向に垂直な第１の方向に沿って、前記イオンビームの複数のビーム電流測定を実行する検出器と、
前記複数のビーム電流測定に基づいて、前記第１の方向に沿ったビーム電流の変化を含むビーム電流分布を決定する分析部と、
前記ビーム電流分布が前記イオンビームの高さが閾値を下回ることを示す場合、前記第１の方向に沿った前記高さを調整する調整部と、を備える、
イオン注入機のイオンビームを制御するシステム。
【請求項２】
前記検出器は、前記第１の方向に沿った異なる複数の点それぞれに対して、前記複数のビーム電流測定を同時に記録するマルチ画素検出器からなる、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記分析部は、前記ビーム電流分布の勾配が過大なビーム電流密度を示す勾配閾値を超えたかどうかを決定する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
ホットスポットが決定された場合、前記調整部は、前記イオンビームをデフォーカスする、
請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記分析部は、所定数のビーム調整ループ後にホットスポットの存在が認められる場合、イオン注入過程を終了し、
各ビーム調整ループは、ビーム高さがビーム高さ閾値を下回ると決定するステップと、前記ビーム高さに基づいて前記イオン注入機のパラメータを調整するための信号を送信するステップと、を含む、
請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記イオンビームにさらされている間、前記第１の方向に沿って基板を走査する基板スキャナーをさらに備え、
前記分析部は、前記基板スキャナーの走査速度及びステップサイズに基づいて前記閾値を決定する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
イオンビームを発生するイオン源と、
前記イオンビームの伝搬方向に垂直な第１の方向に沿って、前記イオンビームの複数のイオンビーム電流測定を実行する検出器と、
命令を備える少なくとも１つのコンピュータ可読記憶媒体を有するコントローラと、を備え、
前記命令が実行された場合、前記コントローラは、
前記複数のイオンビーム電流測定に基づいて、前記第１の方向に沿ったイオンビーム電流の変化を含むビーム電流分布を決定し、
前記ビーム電流分布に基づいて前記第１の方向に沿ったビーム高さを計算し、
前記計算されたビーム高さが閾値を下回る場合、パラメータ調整を実行するための命令を送信して、前記第１の方向に沿った前記ビーム高さを増大させる、
イオン注入機。
【請求項８】
前記検出器は、前記第１の方向に沿った異なる複数の点それぞれに対して、複数のビーム電流測定を同時に記録するマルチ画素検出器からなる、
請求項７に記載のイオン注入機。
【請求項９】
前記少なくとも１つのコンピュータ可読記憶媒体は命令を備え、前記命令が実行された場合、前記コントローラは、前記ビーム電流分布に基づいて前記イオンビームのホットスポットを特定する、
請求項７に記載のイオン注入機。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのコンピュータ可読記憶媒体は命令を備え、前記命令が実行された場合、前記コントローラは、前記ホットスポットが認められる場合に、前記イオンビームをデフォーカスするための命令を送信する、
請求項９に記載のイオン注入機。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのコンピュータ可読記憶媒体は命令を備え、前記命令が実行された場合、前記コントローラは、所定数のビーム調整ループ後に前記ホットスポットが認められる場合に、イオン注入過程を終了し、
各ビーム調整ループは、ビーム高さがビーム高さ閾値を下回ると決定するステップと、決定された前記ビーム高さに基づいて前記イオン注入機のパラメータを調整するための信号を送信するステップと、を含む、
請求項９に記載のイオン注入機。
【請求項１２】
前記イオンビームにさらされている間、前記第１の方向に沿って基板を走査する基板スキャナーをさらに備え、
前記少なくとも１つのコンピュータ可読記憶媒体は命令を備え、前記命令が実行された場合、前記コントローラは、前記基板スキャナーの走査速度及びステップサイズに基づいて前記閾値を決定する、
請求項９に記載のイオン注入機。
【請求項１３】
イオンビームの伝搬方向に垂直な第１の方向に沿って、前記イオンビームの複数のイオンビーム電流測定を実行する検出器と、
命令を備える少なくとも１つのコンピュータ可読記憶媒体を有するコントローラと、を備え、
前記命令が実行された場合、前記コントローラは、
前記複数のイオンビーム電流測定に基づいて、前記第１の方向に沿ったイオンビーム電流の変化を含むビーム電流分布を決定し、
前記ビーム電流分布に基づいて、前記第１の方向に沿った位置の関数としてのイオン電流の変化を含むイオン電流勾配を計算し、
前記イオン電流勾配が閾値を上回る場合、イオン注入機のパラメータを動的に調整するステップを含む、ビーム調整を実行するための命令を送信する、
イオン注入機。
【請求項１４】
前記検出器は、前記第１の方向に沿った異なる複数の点それぞれに対して、複数のビーム電流測定を同時に記録するマルチ画素検出器からなる、
請求項１３に記載のイオン注入機。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのコンピュータ可読記憶媒体は命令を備え、前記命令が実行された場合、前記コントローラは、前記イオン電流勾配が閾値を上回る場合に、前記イオンビームをデフォーカスするための信号を送信する、
請求項１３に記載のイオン注入機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
図１Ａは、本実施形態に沿って、ビームラインイオン注入機のハードウェア又は構成部を動的に調整するために使用する、ビームラインイオン注入機１０２及び制御システム１０４のアーキテクチャを示す。ビームラインイオン注入機１０２は、イオン源１０６、磁気アナライザー１０８、コレクターマグネット１１２、及び基板ステージ１１４を含む様々な従来の構成部を有する。様々な実施形態では、ビームラインイオン注入機１０２は、スポットタイプイオンビーム又はリボンビームのようなイオンビーム１１８を発生させる。ビームラインイオン注入機１０２は、イオン源１０６から基板１１６まで伝搬する間に、イオンビーム１１８を整形、フォーカス、加速、減速、及び曲げることができる、様々な付加的なビーム加工部を有する。例えば、静電スキャナー１１０は、基板１１６に対してイオンビーム１１８を走査するために提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
示した実施形態では、制御システム１０４は、イオンビーム１１８のビーム部分１１８Ａを受信してイオンビーム電流及びイオンビーム電流の変動を測定及び決定し、イオンビーム電流の決定された変動に基づいて適切にビームラインイオン注入機１０２のパラメータを調整するように構成される。制御システム１０４は、１つ以上の検出器１２０、分析部１２４、及び調整部１２６を有する。様々な実施形態では、検出器１２０によって受信されるビーム部分１１８Ａは、全イオンビーム１１８であるか、又は全イオンビーム１１８に満たない一部のみである。制御システム１０４は、イオンビームにさらされている間、第１の方向に沿って基板を走査する基板スキャナー(図示略)をさらに有し、分析部１２４は、基板スキャナーの走査速度及びステップサイズに基づいて閾値を決定する。
【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３Ａ及び３Ｂは、イオンビーム電流の変動、すなわち、イオンビーム２０２のビーム電流分布２０３を示す。図３Ａ及び３Ｂは、Ｘ及びＹ方向の位置の関数としてビーム電流（Ｉ）をプロットし、イオンビーム２０２の特性のさらなる詳細を提供する。図示したとおり、位置の関数としてのイオンビーム電流は、一般的に、２つの互いに垂直な方向でガウシアン型となる。パラメータビーム幅ＷＢ、ビーム高さＨＢは、所定の電流レベル３００を超えるイオンビーム２０２のサイズに基づいて定義される。均一なイオン注入のパターンを生成するためには、ビーム幅ＷＢ、ビーム高さＨＢの制御を含む、イオンビーム２０２の形状及びサイズの制御が重要である。例えば、位置の関数としての電流Ｉの値の変化は、ゆるやかであることが理想的である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
特に、分布を図４Ａ及び４Ｂに示したイオンビームの特徴は、領域４０４のような「ホットスポット」の特性となり、ビーム電流は位置の関数として急速に変化し、単位面積あたりのビーム電流密度は、過大であるか所望の値よりも大きい。そのようなビームが基板にわたって走査される場合、注入される基板の全面積にわたって均一なイオンドーズ量を提供することが困難であるか、又は不可能である。これは、リアルタイムに検出できないことが典型的であるイオンビーム特性の高頻度な変動のケースで特に問題となる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
コントローラは、選択されたパラメータで付加的に事前構成される。当該パラメータは様々な構成部で調整され、必要に応じてイオンビーム高さを増大させ、かつ、ホットスポットの存在を低減するよう試みる。１つの例では、調整部１２６は、制御信号を送信するよう設計された制御ソフトウェアを有する。当該制御信号により、イオン注入機の選択された１つ以上のパラメータを再チューニングして、イオンビーム高さの閾値を超えてビーム高さを増大させる。このように、いくつかの実施形態では、調整部及び／又は分析部は、検出器５００の位置に基づいて調整される適切なハードウェア／パラメータの決定を実行する。同様に、制御ソフトウェアは、イオン注入機の選択された１つ以上のパラメータを再チューニングして、ホットスポットを減少させるための制御信号を送信するよう設計される。これにより、Ｙ方向に沿ったビーム電流勾配、すなわち、Ｙ方向に沿ったビーム電流の変化の割合を低減する。例えば、検出器５００がフォーカス要素の下流に位置する場合、制御信号は調整部によって送信され、パラメータを調整するようフォーカス要素を導き、ホットスポットが定められた場合にイオンビームをデフォーカスする。いくつかの実施形態では、複数の制御信号は、複数の異なるイオン注入機構成部の各パラメータを調整するために送信される。この複数の制御信号は、異なる実装の異なるイオン注入機構成部に、繰り返し又は平行して送信される。本発明のイオン注入機は、イオンビーム１１８にさらされている間、基板１１６を走査する基板スキャナー（図示略）をさらに有し、少なくとも１つのコンピュータ可読記憶媒体は命令を備え、命令が実行された場合、コントローラは、基板スキャナーの走査速度及びステップサイズに基づいて閾値を決定する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
イオンビーム電流の検出、イオンビーム特性の分析、及びイオン注入機パラメータの調整は、イオンビーム特性が容認できる範囲内となるまで、一連のビーム調整閉ループで実行される。１つの例では、各ビーム調整ループは、検出されたイオンビームのビーム高さが閾値を下回ると決定するステップと、検出されたビーム高さに基づいてイオン注入機の１つ以上のパラメータを調整するための信号を送信するステップとを含む。他の例では、各ビーム調整ループは、所定の方向に沿った位置の関数として検出されたビーム電流の変化（ビーム電流勾配）が非常に大きいように決定するステップと、その後続く、検出されたビーム電流勾配に基づいてイオン注入機の１つ以上のパラメータを調整するための信号を送信するステップとを含む。例えば、フォーカス電極に印加する電圧を調整して、磁気四重極レンズの強度を変え、又はビームラインで調整されたソースマニピュレータのＺギャップを調整して、ビーム電流分布を調整する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
ブロック７１０の後、フローはブロック７１２に進み、実験的なビーム高さがビーム高さ閾値を下回るか否かに関する決定を行う。下回らない場合、フローはブロック７１８に進み、イオン注入が現在のパラメータを用いて実行される。下回る場合、フローは、ブロック７１４に進み、ビーム調整試行回数が限度を超えたか否かに関する決定を行う。超えていれば、フローはブロック７２０に進み、イオン注入過程が停止する。超えていない場合、フローはブロック７１６に進み、イオン注入装置の１つ以上の選択パラメータの調整が実行され、ビーム高さが増大する。その後、フローは、ブロック７０８に戻る。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３Ａ】
2016526254.tif 000001
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2016526254.tif 000002