(57)【要約】  寄生ビームレットがイオン注入に影響を及ぼすことを防ぐ技術が開示される。１つの特定の例示的実施形態では、技術は、寄生ビームレットがイオン注入に影響を及ぼすことを防ぐ装置として実現し得る。装置は、スポットビームを前後に走査することにより、予め決められた幅を有するイオンビームを形成するコントローラを含み得る。装置は、静止時にスポットビームの通過を許容する開口機構も含み得る。装置は、さらに、コントローラと開口機構とに結合され、開口機構を走査されたスポットビームと同期して移動させる同期機構も含み得る。これによって、走査されたスポットビームは通過できるが、前記スポットビームに付随する１つ以上の寄生ビームレットは遮断されるようになる。【選択図】図１
2009518815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
寄生ビームレットがイオン注入に影響を及ぼすことを防ぐ装置であって、
スポットビームを前後に走査することにより、予め決められた幅を有するイオンビームを形成するコントローラと、
静止状態のとき、前記スポットビームの通過を許容する開口機構と、
前記コントローラと前記開口機構とに結合され、前記走査されたスポットビームと同期して前記開口機構を移動させることにより、前記走査されたスポットビームは通過させるが、前記スポットビームに付随する１つ以上の寄生ビームレットは遮断する同期機構と、
を含む装置。
【請求項２】
前記開口機構は、イオン注入装置におけるエンドステーションの入口またはその近くに配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記開口機構は、前記スポットビームよりわずかに大きい開口を有するシャッタプレートを含み、
前記シャッタプレートは、前記同期機構により起動されることにより、前記走査されたスポットビームと同期して前記開口を前後に摺動させる、
請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記シャッタプレートは、一片の可撓性材料を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記シャッタプレートの少なくとも一部は、前記同期機構により起動されるとき伸縮する、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記開口機構は、前記走査されたスポットビームと同時に回転することにより、前記スポットビームに付随する前記１つ以上の寄生ビームレットを遮断する１つ以上のシャッタプレートを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記開口機構は、調整し合って回転することにより、前記走査されたスポットビームと同期して移動するスリットを形成する２つのシャッタプレートを含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記開口機構は、１つ以上のスリットを有する回転部材を含み、前記回転部材が予め決められた周波数で回転しているとき、前記走査されたスポットビームは、前記イオンビームの前記予め決められた幅に沿った任意の位置で前記１つ以上のスリットの１つを通過することができる、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記回転部材は、前記イオンビームと実質的に平行な回転軸を有し、
前記１つ以上のスリットは、螺旋パターンに従い湾曲する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記回転部材は、前記イオンビームと垂直な回転軸を有し、
前記回転部材は、前記軸のまわりで振動することにより、前記１つ以上のスリットが前記走査されたスポットビームと同期して移動できるようにする、
請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記開口機構は、複数の電極を含み、
前記同期機構は、静電開口が前記走査されたスポットビームは通過させるが、前記スポットビームに付随する前記１つ以上の寄生ビームレットは遮断するよう、前記走査されたスポットビームと同期して前記複数の電極に印加される電圧を変化させる、
請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記複数の電極は、複数対の平行プレートに配列され、
前記同期機構は、前記走査されたスポットビームが前記対の平行プレート間にある場合は、各対の平行プレートにゼロ電圧を印加し、前記走査されたスポットビームが前記対の平行プレート間にない場合は、各対の平行プレートに実質的な偏向電圧を印加する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記開口機構は、複数のマグネットを含み、
前記同期機構は、磁気開口が前記走査されたスポットビームは通過させるが、前記スポットビームに付随する前記１つ以上の寄生ビームレットは遮断するよう、前記走査されたスポットビームと同時に前記複数のマグネットにより生じた磁界を変化させる、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記同期機構は、前記走査されたスポットビームが対の磁極間にある場合、前記１つ以上の寄生ビームレットに対する第１の偏向力を各マグネットに生じさせ、前記走査されたスポットビームが前記対の磁極間にない場合、第２の偏向力を生じさせる、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１の偏向力は、ほんのわずかであり、前記第２の偏向力は、少なくとも１つの寄生ビームレットを偏向させるに十分な強さである、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記複数のマグネットは、一列のコイルを含み、
前記同期機構は、磁気開口が前記走査されたスポットビームは通過させるが、前記スポットビームに付随する前記１つ以上の寄生ビームレットは遮断するよう、各コイルに供給される駆動電流を変化させる、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記開口機構は、前記イオンビームの予め決められた幅を遮断する複数のシャッタプレートを含み、
前記同期機構は、シャッタプレートを順次引っ込めることにより、前記走査されたスポットビームが前記シャッタプレートの位置に到達したとき、前記走査されたスポットビームが通過できるようにする、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
各シャッタプレートは、ピエゾ回路により個別に起動される、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
寄生ビームレットがイオン注入に影響を及ぼすことを防ぐ方法であって、
スポットビームを前後に走査することにより、予め決められた幅を有するイオンビームを形成することと、
静止時に、前記スポットビームの通過を許容する開口機構を提供することと、
前記開口機構を前記走査されたスポットビームとを同期して動かすことにより、前記走査されたスポットビームは通過させるが、前記スポットビームに付随する１つ以上の寄生ビームレットは遮断することと、
を含む方法。
【請求項２０】
少なくとも１つの搬送波で表される少なくとも１つの信号であって、前記信号は、少なくとも１つのプロセッサにより読み取られることができる複数の命令からなるコンピュータプログラムを伝送し、前記命令は、請求項１９に記載された方法を実行するコンピュータプロセスを前記少なくとも１つのプロセッサに実行させる、信号。
【請求項２１】
少なくとも１つのプロセッサ可読キャリアであって、前記キャリアは、少なくとも１つのプロセッサにより読み取られることができる複数の命令からなるコンピュータプログラムを格納し、前記命令は、請求項１９に記載された方法を実行するコンピュータプロセスを前記少なくとも１つのプロセッサに実行させる、キャリア。
【請求項２２】
寄生ビームレットがイオン注入に影響を及ぼすことを防ぐ装置であって、イオンビームに関連するビーム経路内に配置される複数のバッフルを含み、各バッフルは、十分高いアスペクト比を有し、前記イオンビーム中の逸れているイオンの少なくとも一部が前記バッフルにより吸収されるよう、前記ビーム経路内の前記バッフルの位置で望ましいイオン軌道と位置合わせされる、装置。
【請求項２３】
前記イオンビームは、リボン状ビームである、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
各バッフルは、前記イオンビームの実質的な部分を遮断しないよう十分薄くされる、請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
前記複数のバッフルにより生じるシャドーイング効果がターゲットウェーハに及ばないようにすべく、前記イオンビームに対して前記複数のバッフルを小刻みに動かす機構を含む、請求項２２に記載の装置。
【請求項２６】
前記複数のバッフルにより生じるシャドーイング効果を防止すべく、前記イオンビームに対してターゲットウェーハを小刻みに動かす機構を含む、請求項２２に記載の装置。
【請求項２７】
前記複数のバッフルの少なくとも一部は、前記ビーム経路から引っ込められる、請求項２２に記載の装置。
【請求項２８】
前記複数のバッフルの少なくとも一部は、調整可能な角度を有する、請求項２２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２００５年１２月７日に出願された米国特許仮出願第６０／７４８，０６８の優先権を主張し、それら全体を参照によってここに組みこむ。
【０００２】
本出願は、２００６年１２月６日に出願された米国特許出願「フォトレジストガス放出の効果を減少させる技術」に関連し、そのすべてを参照によりここに含む。
【技術分野】
【０００３】
本開示は、概して半導体製造に関し、より詳しくは、寄生ビームレットがイオン注入に影響を及ぼすことを防ぐ技術に関する。
【背景技術】
【０００４】
イオン注入装置は、材料の伝導性を選択的に変更する目的で半導体製造において広く使用される。一般的なイオン注入装置では、イオン源から発生したイオンは、１つ以上の分析マグネット及び／又は補正マグネットと複数の電極を含み得る一連のビームラインコンポーネントを通り下流方向に輸送される。分析マグネットは、所望のイオン種を選択し、且つ、汚染種、即ち、望ましくないエネルギーを有するイオンを除去する目的で使用され得る。補正マグネットは、ターゲットウェーハに到達する前に、イオンビームの形状を操作する又はイオンビームの品質を調節する目的で使用され得る。好適な形状を有する電極を使用して、イオンビームのエネルギー及び形状を変更できる。イオンビームは、一連のビームラインコンポーネントを通して輸送された後、エンドステーション内に導かれてイオン注入が行われ得る。
【０００５】
図１は、従来のイオン注入システム１００を示す。多くのイオン注入装置において一般的であるように、システム１００は、高真空環境内に収容される。イオン注入システム１００は、イオン源１０２と、イオンビーム１０がその中を通過する一連のビームラインコンポーネントを含み得る。一連のビームラインコンポーネントは、例えば、引出しマニピュレータ１０４、フィルタマグネット１０６、加速又は減速カラム１０８、分析マグネット１１０、回転質量スリット１１２、走査器１１４、及び補正マグネット１１６を含み得る。光線ビームを取り扱う一連の光学レンズと略同様に、イオン注入装置のコンポーネントは、イオンビーム１０を、ターゲットウェーハ１１８に向けて操向する前に、フィルタリング及び収束することができる。ターゲットウェーハ１１８は、一般的に、高真空下のウェーハエンドステーション（図示せず）内に収容される。
【０００６】
半導体製造において、ターゲットウェーハのイオン注入は、しばしば、ウェーハ面の選択領域に対してのみ行われ、ウェーハ面の残りの領域は、一般的に、「フォトレジスト」として知られる感光材料でマスキングされる。ターゲットウェーハは、フォトリソグラフィプロセスを介して、フォトレジスト材料のパターニングされた層で被覆され、イオン注入が望まれるウェーハ面の選択領域だけが露出され得る。イオン注入時、イオンビームは、ウェーハ面の露出された部分だけでなく、フォトレジスト層上にも衝突する。エネルギーイオンは、しばしば、フォトレジスト材料内の化学結合を切断し、揮発性有機化合物及び／又は他の粒子を、ターゲットウェーハを収容する真空チャンバ（即ち、ウェーハエンドステーション）内に放出させる。この現象は、「フォトレジストのアウトガス」と知られる。
【０００７】
イオン注入装置におけるフォトレジストのアウトガスは、イオンビームに幾つかの有害な影響を及ぼす。例えば、フォトレジストから放出された粒子は、高真空のウェーハエンドステーション内の圧力増加又は圧力変動を引き起こし得る。アウトガス粒子は、ウェーハエンドステーションから、図１に示すような補正マグネット１１６及び走査器１１４といった他のビームラインコンポーネントに向けて上流方向に移動して、イオン注入装置のこれらの部分における真空レベルにも影響を及ぼし得る。
【０００８】
アウトガス粒子は、しばしば、例えば、ビームのイオンと電荷を交換することで入射イオンビームと相互作用する。その結果、例えば、単一の正電荷を有するイオンは、アウトガス粒子に対してその電荷を放出して中性化し、また、二重荷電イオンは、１つの正電荷を、アウトガス粒子に対して放出して一価となり得る。従って、アウトガスにより引き起こされる電荷交換は、イオン注入装置内のイオン線量測定システムに干渉してしまう。一般的なイオン線量測定システムは、測定したビーム電流を時間で積分し、特定のイオン種は既知の電荷状態を有するという仮定に基づき、積分したビーム電流（即ち、総イオン電荷）を総線量に変換することでイオン線量を決定する。しかし、アウトガスにより引き起こされる電荷交換によってイオン種の電荷状態がランダムに変化され、それにより、イオン線量測定システムが依存する電荷状態の仮定が成立しなくなる。例えば、アウトガス粒子が陽イオンから正電荷を奪う傾向がある場合、上述したような電荷交換によって、線量測定システムは、実際より少なくそのイオン種を計数し、それにより、ターゲットウェーハに対してそのイオン種を過剰に供給してしまう。
【０００９】
上述したようなアウトガス粒子の上流方向への移動によって、一部の電荷交換は、補正マグネット内で生じ得る。電荷が変化したイオンは、電荷交換を経ていない同じイオン種とは異なるローレンツ力の影響を受ける。従って、電荷が変化したイオンは、主イオンビーム経路から逸脱し、ターゲットウェーハへの照射が不均一となってしまう。電荷が変化したイオンのストリームにより形成されるビームレットは、以下、「寄生ビームレット」と呼ぶ。寄生ビームレットを発生すること以外に、電荷交換は更に、影響を受けるイオンのエネルギー及び角度を変化し、これらは、ターゲットウェーハにおける最終的なドーパントのプロファイルに影響を与える。
【００１０】
当業者は容易に理解するように、上述した寄生ビームレットの問題は、分子イオンビームを走行させるイオン注入装置においても同様に発生する。分子イオンビームとイオン注入装置内の残留ガスとの相互作用により分子が切断し、それにより、イオンの電荷が変化し、且つ、質量も変化する。従って、分子の切断もイオン注入プロセスに汚染をもたらし得る。
【００１１】
アウトガスにより引き起こされる電荷交換の影響を軽減する目的で幾つかの技術が開発されている。例えば、電荷交換の線量測定への影響を補償する目的で、直流（ＤＣ）オフセットをビーム電流積分プロセスに含めることが提案されている。ＤＣオフセットは、ウェーハエンドステーション内のガス圧に関連付けられている。しかし、この線量測定補償方法は、寄生ビームレットによって引き起こされる問題の一側面しか対処しない。
【００１２】
別の方法では、フォトレジストのアウトガスにより引き起こされる上述したような圧力変動が、ウェーハエンドステーション内にアウトガスレベルより相当大きい量の不活性ガスを流入することにより軽減され得る。この方法は、ウェーハエンドステーション内のガス圧を安定化し得る一方で、結果として得られる最適よりも高い圧力は、イオン注入に悪影響を及ぼし得る。
【００１３】
図２に示す更に別の方法では、ウェーハエンドステーション２０４と、ビームラインコンポーネント２０６との間にコンダクタンス制限アパーチャ２０２が設けられ得る。コンダクタンス制限アパーチャ２０２は、一般的に、固定のアパーチャであり、走査イオンビーム２０を通過可能にするのにちょうど十分な幅を有する。コンダクタンス制限アパーチャ２０２は、２つの目的を意図する。即ち、アウトガス粒子の上流方向への移動の低減と、ウェーハエンドステーション２０４内への寄生ビームレットの侵入の阻止である。しかし、コンダクタンス制限アパーチャ２０２は、ターゲットウェーハ２０８の直径より幅が大きくなければならないので、この方法では、アウトガス粒子のコンダクタンスの低減又は寄生ビームレットの阻止の実現は限られてしまう。
【００１４】
上述を鑑みて、上述したような不適切な点及び欠点を解決する、フォトレジストのアウトガスの影響を低減する解決策を提供することが望ましい。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１５】
寄生ビームレットがイオン注入に影響を及ぼすことを防ぐ技術が開示される。１つの特定の例示的実施形態では、技術は、寄生ビームレットがイオン注入に影響を及ぼすことを防ぐ装置として実現し得る。装置は、スポットビームを前後に走査することにより、予め決められた幅を有するイオンビームを形成するコントローラを含み得る。装置は、静止時にスポットビームの通過を許容する開口機構も含み得る。装置は、さらに、コントローラと開口機構とに結合され、開口機構を走査されたスポットビームと同期して移動させる同期機構も含み得る。これによって、開口機構は、走査されたスポットビームは通過させるが、前記スポットビームに付随する１つ以上の寄生ビームレットは遮断するようになる。
【００１６】
この特定の例示的実施形態の他の側面によれば、開口機構は、イオン注入装置におけるエンドステーションの入口またはその近くに配置されてよい。
【００１７】
この特定の例示的実施形態のさらなる側面によれば、開口機構は、スポットビームよりわずかに大きい開口を有するシャッタプレートを含み、このシャッタプレートは、同期機構により起動されることにより、走査されたスポットビームと同期して開口を前後に摺動させる。シャッタプレートは、一片の可撓性材料を含み得る。シャッタプレートの少なくとも一部は、シャッタプレートが同期機構により起動されているときに伸縮し得る。
【００１８】
この特定の例示的実施形態のさらなる側面によれば、開口機構は、走査されたスポットビームと同時に回転することにより、前記スポットビームに付随する１つ以上の寄生ビームレットを遮断する１つ以上のシャッタプレートを含み得る。開口機構は、走査されたスポットビームと同期して移動するスリットを形成すべく調整し合って回転する２つのシャッタプレートを含み得る。
【００１９】
この特定の例示的実施形態の他の側面によれば、開口機構は、１つ以上のスリットを有する回転部材を含んでよく、この回転部材が予め決められた周波数で回転しているとき、走査されたスポットビームは、イオンビームの予め決められた幅に沿う任意の位置における、１つ以上のスリットの１つを通過することができる。回転部材は、イオンビームと実質的に平行な回転軸を有してよく、１つ以上のスリットは、螺旋パターンに従い湾曲してよい。あるいは、回転部材は、イオンビームと垂直な回転軸を有してよく、また、軸の周りで振動することにより、１つ以上のスリットが走査されたスポットビームと同期して移動するようにしてもよい。
【００２０】
この特定の例示的実施形態のさらなる他の側面によれば、開口機構は、複数の電極を含み、同期機構は、静電開口が走査されたスポットビームは通過させるが、前記スポットビームに付随する１つ以上の寄生ビームレットは遮断するよう、走査されたスポットビームと同時に複数の電極に印加される電圧を変化させ得る。複数の電極は、複数対の平行プレートに配列されてもよく、同期機構は、対の平行プレート間に走査されたスポットビームがある場合、対の平行プレートのそれぞれにゼロ電圧が印加されてよく、対の平行プレートの間に走査されたスポットビームがない場合、対の平行プレートのそれぞれに実質的な偏向電圧が印加され得る。
【００２１】
この特定の例示的実施形態のさらなる他の側面によれば、開口機構は、複数のマグネットを含み、同期機構は、磁気開口が走査されたスポットビームは通過させるが、前記スポットビームに付随する１つ以上の寄生ビームレットは遮断するよう、走査されたスポットビームと同時に複数のマグネットにより生じる磁力を変化させ得る。同期機構は、対の磁極間に走査されたスポットビームがある場合、それぞれのマグネットに１つ以上の寄生ビームレットに対する第１の偏向力を生じさせてよく、対の磁極間に走査されたスポットビームがない場合、それぞれのマグネットに、第２の偏向力を生じさせ得る。第１の偏光力は、ほんのわずかでよく、第２の偏向力は、少なくとも１つの寄生ビームレットを偏向させるのに十分な強さであってよい。複数のマグネットは、コイルアレイを含み、同期機構は、磁気開口が走査されたスポットビームは通過させるが、前記スポットビームに付随する１つ以上の寄生ビームレットは遮断するよう、各コイルに供給される駆動電流を変化させることができる。
【００２２】
この特定の例示的実施形態のさらなる側面によれば、開口機構は、イオンビームの予め決められた幅を遮断する複数のシャッタプレートを含み、同期機構は、走査されたスポットビームがシャッタプレートの位置に到達したら、走査されたスポットビームが通過できるよう、シャッタプレートを順次引っ込めることができる。各シャッタプレートは、ピエゾ回路により個別に起動し得る。
【００２３】
他の特定の例示的実施形態では、技術は、寄生ビームレットがイオン注入に影響を及ぼすことを防ぐ方法として実現し得る。方法は、スポットビームを前後に走査することにより、予め決められた幅を有するイオンビームを形成することを含み得る。方法は、静止時にスポットビームの通過を許容する開口機構を提供することも含み得る。方法は、さらに、走査されたスポットビームと同期して開口機構を移動させることにより、走査されたスポットビームは通過させるが、スポットビームに付随する１つ以上の寄生ビームレットは遮断することも含み得る。
【００２４】
他の特定の例示的実施形態では、技術は、少なくとも１つのプロセッサによって読み取られることにより前記少なくとも１つのプロセッサに上記方法を実行するコンピュータプロセスを実行させる命令からなるコンピュータプログラムを伝送する少なくとも１つの搬送波によって表される少なくとも１つの信号として実現し得る。
【００２５】
さらなる他の特定の例示的実施形態では、技術は、少なくとも１つのプロセッサによって読み取られることにより前記少なくとも１つのプロセッサに上記方法を実行するコンピュータプロセスを実行させる命令からなるコンピュータプログラムを格納する少なくとも１つのプロセッサ可読キャリアとして実現し得る。
【００２６】
さらなる特定の例示的実施形態では、技術は、寄生ビームレットがイオン注入に影響を及ぼすことを防ぐ装置として実現し得る。装置は、１つのイオンビームに関連する１つのビーム経路に配置される複数のバッフルを含み得る。各バッフルは、十分高いアスペクト比を有し、イオンビーム中の逸れているイオンの少なくとも一部がバッフルにより吸収されるよう、ビーム経路内で望ましいイオン軌道と位置合わせされる。
【００２７】
この特定の例示的実施形態の他の側面によれば、イオンビームは、リボン状ビームであってよい。
【００２８】
この特定の例示的実施形態のさらなる側面によれば、各バッフルは、イオンビームの実質的な部分を遮断しないよう、十分薄くし得る。
【００２９】
この特定の例示的実施形態のさらなる側面によれば、装置は、さらに、複数のバッフルにより生じるターゲットウェーハへのシャドーイング効果を阻止すべく、イオンビームに対して複数のバッフルを小刻みに動かす機構を含み得る。
【００３０】
この特定の例示的実施形態の他の側面によれば、装置は、さらに、複数のバッフルにより生じるシャドーイング効果を阻止すべく、イオンビームに対してターゲットウェーハを小刻みに動かす機構を含み得る。
【００３１】
この特定の例示的実施形態のさらなる他の側面によれば、複数のバッフルの少なくとも一部はビーム経路から引っ込めることができる。
【００３２】
この特定の例示的実施形態のさらなる他の側面によれば、複数のバッフルの少なくとも一部は、調整可能な角度を有し得る。
【００３３】
以下、添付の図面に示されるように、例示的実施形態を参照して本開示をさらに詳細に説明する。本開示は、例示的実施形態を参照して説明されるが、それに制限されないと理解されたい。本願明細書中の教示に接する機会のある当業者であれば、他の使用分野のみならず、追加的な実装、修正、実施形態も理解できるであろうし、それらは、本願明細書中に記載される本開示の範囲に含まれ、本開示の重要な有用性に関する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
本開示のより完全な理解を促すべく、添付の図面を参照されたい。同様の構成要素には、同様の参照符号が付される。これらの図面は、本発明を限定するよう解釈されるべきでなく、単なる例と意図される。
【００３５】
【図１】従来のイオン注入装置を示す。
【００３６】
【図２】フォトレジストガス放出効果を低下させる従来の方法を示す。
【００３７】
【図３Ａ−Ｂ】本開示の一実施形態における可動開口の例示的実施態様を示す。
【００３８】
【図４】本開示の一実施形態における２つの回転可能なシャッタプレートに基づく可動開口の例示的実施態様を示す。
【００３９】
【図５】本開示の一実施形態における回転部材に基づく可動開口の例示的実施態様を示す。
【００４０】
【図６】本開示の一実施形態における回転部材に基づく可動開口の他の一例示的実施態様を示す。
【００４１】
【図７】本開示の一実施形態における回転部材に基づく可動開口のさらなる他の例示的実施態様を示す。
【００４２】
【図８】本開示の一実施形態における可動静電開口の一例示的実施態様を示す。
【００４３】
【図９】本開示の一実施形態における可動磁気開口の一例示的実施態様を示す。
【００４４】
【図１０−１１】本開示の一実施形態における、ピエゾ回路により駆動されるシャッタプレートに基づく可動開口の一例示的実施態様を示す。
【００４５】
【図１２】本開示の一実施形態における寄生ビームレットを除去するバッフルの一例示的実施態様を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
本開示の複数の実施形態は、（例えばフォトレジストガス放出の結果生じた）寄生ビームレットがイオン注入に影響を及ぼすことを防ぐためのさまざまな技術を提供する。いくつかの実施形態によれば、寄生ビームレットの下流への輸送を制限すべく、可動開口が実装され得る。可動開口は、静止したスポットビームと同じ大きさであり、スポットビームの走査動作と同期して移動する。可動（または走査同期）開口の付加的効果は、ガスが抜かれた粒子の上流への移動を制限することである。他の実施形態によれば、複数のバッフルは、ビーム経路内に位置決めされることができ、望ましいイオン軌道と位置合わせされることにより、望ましくない寄生ビームレットを除去する。
【００４７】
図３Ａおよび３Ｂを参照すると、本開示の一実施形態における可動開口の例示的実施態様が示されている。図３Ａは、開口機構３００の正面図を示し、図３Ｂは、開口機構３００の上面図を示す。開口機構３００は、イオン注入装置内の、例えば、ウェーハのエンドステーション（図示せず）の入口またはその近く、あるいは、寄生ビームレットの遮断（例えば、偏向、吸収、あるいは、妨害）を要求される可能性のある他の場所に配置され得る。
【００４８】
開口機構３００は、シャッタプレート３０２を含む。シャッタプレート３０２は、剛性または可撓性で適切な形状の、活発なイオンを遮断できるいかなるタイプの材料で形成されてもよい。この実施形態では、シャッタプレート３０２は、可撓性材料からなる矩形ストリップであってよい。シャッタプレート３０２では、スポットビーム３０が通過できるよう選ばれたサイズおよび／または形状を有する開口３０４が例えばほぼその中心に存在し得る。一般的に、開口３０４は、スポットビーム30と同じかまたはそれよりわずかに大きくてよい。したがって、シャッタプレート３０２（例えば開口３０４）が静止状態にある場合、スポットビーム３０は、開口３０４を通過することができ、その一方で、スポットビーム３０に付随する少なくともいくつかの寄生ビームレットが望ましいイオン軌道から予め決められた量より逸れる場合、それらの寄生ビームレットは、遮断され得る。図３Ａでは、円形横断面で示されているが、スポットビーム３０は、いかなる形状の横断面も有し得る。したがって、本願明細書中に使用される用語「スポットビーム」は、いかなる特定のスポットビーム形状にも限定されない。
【００４９】
イオン注入の間、コントローラ（図示せず）は、スポットビーム３０を前後に走査することにより、予め決められた幅（走査幅）を有するイオンビームを形成し得る。図３Ａにおいて、点線ボックス３６は、スポットビーム３０が走査され得る範囲の輪郭を描いている。コントローラは、スポットビーム３０を走査する静電および／または電磁手段を用いてよい。走査周波数は、結果として生じるイオンビーム、例えば、一本のリボン状ビームが考慮され得るような十分な高さ（例えば１ＫＨｚ）であり得る。
【００５０】
開口機構３００は、同期機構（図示せず）と結合されてよく、この結合機構により、開口機構３００は、走査されたスポットビーム３０と同期して動くことができる。すなわち、スポットビーム３０が前後に走査されるとき、同期機構は、走査幅に沿ったいかなる位置においても開口３０４と走査されたスポットビーム３０との位置が合った状態を保ち得る。結果として、走査されたスポットビーム３０は、開口３０４を通過してウェーハのエンドステーションへと入っていき、その一方で、スポットビーム３０に付随する１つ以上の寄生ビームレットは、このウェーハのエンドステーションへの侵入を遮断され得る。図３Ｂでは、点線ボックス３２および３４は、開口３０４が走査されたスポットビーム３０と同期して移動して到達するエンドポイントを示す。
【００５１】
図４は、本開示の一実施形態における２つの回転可能なシャッタプレート４０２および４０４に基づく可動開口の例示的実施態様を示す。シャッタプレート４０２および４０４は、イオン注入装置におけるウェーハのエンドステーション（図示せず）の入口またはその近くに配置されてよい。シャッタプレート４０２および４０４は、それぞれ、スポットビーム４０のビーム経路と平行な２つの軸４１および４２にヒンジ結合されてそれらのまわりを回転し得る。
【００５２】
動作中、スポットビーム４０は、点線ボックス４４により輪郭を描かれるような範囲にわたり水平に走査され得る。一方、シャッタプレート４０２および４０４は、その間に形成された開口が走査されたスポットビーム４０を追跡するよう、調整し合い、走査されたスポットビーム４０と同時に回転し得る。結果は、走査されたスポットビーム４０は通過させるが、前記スポットビーム４０に付随する寄生ビームレットの少なくとも一部は遮断する可動開口となり得る。この目的を考慮して、シャッタプレート４０２および４０４は、図に示されるような円形のプレートでなく、可動開口の望ましい形状および／または動作を実現するさまざまな形状を有してもよい。さらに、可動開口の幅は、回転しているシャッタプレート４０２および４０４の位相を変化させることにより変更し得る。いくつかの実施形態によれば、シャッタプレート４０２および４０４は、回転するか、または、ビーム経路の完全に外へ移動できるように装着され得る。
【００５３】
さらなる他の実施形態では、寄生ビームレットを遮断する目的を達するには１つの回転するシャッタプレートのみが必要とされ得る。例えば、図４において、前の補正用マグネットにおける電荷交換がスポットビーム４０における正イオンから正電荷を常に奪い、補正用マグネットを出る電荷交換されたイオン（すなわち寄生ビームレット）は、スポットビーム４０の片側、例えば、左側に存在するようになる。この場合、それらの電荷交換されたイオンを遮断するのに左のシャッタプレート４０２のみが必要になり、右側のシャッタプレート４０４は、除去される。
【００５４】
図５は、本開示の一実施形態における回転部材５０２に基づく可動開口の例示的実施態様を示す。回転部材５０２は、スポットビーム（図示せず）と平行に延びる軸５２の回りを回転し得る。回転部材５０２は、螺旋パターンを有する１つ以上のスリット５０４を有し得る。スリット５０４は、スポットビームよりわずかに幅広くてよい。
【００５５】
動作中、点線ボックス５４により輪郭を描かれるような範囲にわたりスポットビームが平行に走査されると、回転部材５０２は、走査周波数のほぼ半分で回転し得る。スリット５０４は、走査範囲のどの位置でもスポットビームを通過させることができる開口を提供できる形状を有する。すなわち、回転部材５０２の回転により、スリット５０４の異なる部分が点線ボックス５４を通過し、スリット開口の水平位置は、スポットビームの位置と一致する。
【００５６】
図６は、本開示の一実施形態における回転部材６０２に基づく可動開口の他の一例示的実施態様を示す。この実施態様は、図５の拡張版である。回転部材６０２は、回転部材５０２より実質的に大きくてよい。回転部材６０２は、図５に示されるような一組のスリット５０４の代わりに複数組のスリット６０４を有する。結果として、回転部材６０２は、かなり低い周波数でその軸６２のまわりを回転し得るが、点線ボックス６４により輪郭を描かれる範囲内を走査するスポットビームに対し、走査と同期する開口を提供することはできる。
【００５７】
図７は、本開示の一実施形態における回転部材７０２に基づく可動開口のさらなる他の例示的実施態様を示す。図５および６における例示的実施形態と比べ、回転部材７０２は、イオンビーム７０の伝搬方向と垂直な軸７２のまわりを回転する。回転部材７０２は、イオンビーム７０を通過させる一方で１つ以上の寄生または逸脱ビームレットを遮断する縦のスリット開口７０４を提供する。イオンビーム７０が点線ボックス７４により輪郭を描かれたような範囲にわたり水平に走査されるとき、回転部材７０２は、走査されたイオンビーム７０と同時に回転し、その結果、スリット開口７０４は、イオンビーム７０の走査動作を追跡できるようになる。
【００５８】
図８は、本開示の一実施形態における可動静電開口の一例示的実施態様を示す。「可動」の静電開口は、複数の電極、例えば、４対の平行プレート８０２と共に実装され得る。これらの平行プレート８０２は、スポットビーム８０に付随する寄生ビームレット８２を選択的に偏向させるよう、個別にバイアスされてよい。平行プレート８０２は、スポットビーム８０の上下で位置決めされ、補正用マグネットの出口、または、ウェーハのエンドステーションの入口に配置され得る。
【００５９】
動作中、スポットビーム８０は、水平に走査される。４対の平行プレート８０２に印加される電圧は、走査されたスポットビーム８０と同期して変更され得る。すなわち、走査されたスポットビームが対の平行プレート８０の間にある場合、対の平行プレート８０２のそれぞれは、ゼロ電圧でバイアスされ得る。あるいは、走査されたスポットビームが対の平行プレート８０２の間にない場合、その対の平行プレート８０２には実質的な偏向電圧が印加され得る。図８は、Ｔ＝０、および、Ｔ＝Ｔｓｃａｎ／２（Ｔｓｃａｎは走査サイクルの長さを示す）での電圧パターンを示すことにより、この時系列の動作を示す。Ｔ＝０では、スポットビーム８０は、その走査範囲の左側に走査される。したがって、平行プレート８０２の最も左の対は、ゼロ電圧でバイアスされ、一方、その他の対の平行プレート８０２は、実質的な偏向電圧（すなわち−Ｖａおよび＋Ｖｂ）でバイアスされることにより、寄生ビームレット８２は除去される。Ｔ＝Ｔｓｃａｎ／２において、スポットビーム８０は、その走査範囲の右側に走査される。したがって、平行プレート８０２の最も右側の対がゼロ電圧にバイアスされる一方で、その他の対の平行プレート８０２は、実質的な偏向電圧（すなわち−Ｖａおよび＋Ｖｂ）でバイアスされる。
【００６０】
図９は、本開示の一実施形態における可動磁気開口の一例示的実施態様を示す。「可動」の磁気開口は、第１のバンクおよび第２のバンクに配列される複数の磁極（９０２および９０４）と共に実装され得る。第１のバンクは、Ｓ極９０２を含み、第２のバンクは、共通軸９４にヒンジ結合されたＮ極９０４を含む。Ｎ極９０４は、選択的に回転されるか、あるいは、それらの対応するＳ極９０２と共に各々が生じる磁力を変えるように調整され得る。図９は、この構成の正面図および側面図を示す。
【００６１】
動作中、スポットビーム９０は、正面図に示されるように水平に走査され得る。Ｎ極９０４は、スポットビーム９０に付随するオフアングルおよび／または寄生ビームレットが選択的に偏向されるよう、調整し合いながら、走査されたスポットビーム９０と同時に回転し得る。例えば、スポットビーム９０が走査される場所では、偏向する磁界は、ほんのわずかでよいが、残りの場所では、かなりの偏向磁界が見られる。上記の可動な静電開口と同様、磁気手段による望ましくないイオンの選択的な偏向は、「磁気開口」の提供において観察され得る。この実施態様は、補正用マグネットの内部半径に沿って形成されたコンタミネーションを減少させるドリフトスペースの端部にて展開され得る。
【００６２】
他の実施形態では、「可動」な磁気開口は、図８に示されるような平行プレート８０２と同様に配列される複数の電磁石（例えば個別のコイル）により実現し得る。開口の移動は、走査されたイオンビームと同期して個別のコイルに供給される電流を変化させることにより制御できる。
【００６３】
図１０および図１１は、本開示の一実施形態に従うピエゾ回路により駆動されるシャッタプレートに基づく可動開口の例示的実施態様を示す。図１０は、イオンビームの走査範囲（点線ボックス１００１）をまとめて遮断するシャッタプレート１００４を有する複数のシャッタ要素１００２を示す。各シャッタプレート１００４は、ピエゾ回路１００８により駆動される１つ以上のピエゾコイル１００６に結合され得る。ピエゾ回路１００８は、走査されたイオンビームとの同期制御を提供する走査増幅器（またはコントローラ）１０１０に結合され得る。ピエゾ回路１００８はピエゾコイル１００６を起動させることにより、対応するシャッタプレート１００４を引っ込めるか、または、シャッタプレート１００４をきちんと押し戻す。
【００６４】
図１１は、（文字ａからｉで区別される）シャッタ要素１００２の典型的な動作を示す。スポットビーム１１００は、点線ボックス１００１により輪郭を描かれた走査範囲にわたり水平に走査される。Ｔ=Ｔ１において、スポットビーム１１００は、シャッタ要素１００２ｂの位置を通り越して走査され、シャッタ要素１００２ｃの位置にある。同時に、シャッタ要素１００２ｂは、元の遮断位置まで戻り、シャッタ要素１００２ｃが完全に引っ込むことによりスポットビーム１１００の通過を可能にし、次のシャッタ要素１００２ｄは、スポットビーム１１００の到着を見越して引っ込み始めることができる。その後、Ｔ=Ｔ２において、スポットビーム１１００は、シャッタ要素１００２ｆの位置まで走査される。それまでには、シャッタ要素１００２ｂ、１００２ｃ、および、１００２ｄは、それぞれの遮断位置にすべて引っ込んでいる。同時に、シャッタ要素１００２ｅは、元の遮断位置まで戻り、シャッタ要素１００２ｆが完全に引っ込むことによりスポットビーム１１００の通過を可能にし、次のシャッタ要素１００２ｇは、スポットビーム１１００の到着を見越して引っ込み始めることができる。
【００６５】
図１２は、本開示の一実施形態における寄生ビームレットを除去するバッフルの一例示的実施態様を示す。この実施態様では、例えばリボン状ビームまたは走査されたスポットビームのようなイオンビーム１２００は、補正用マグネット（またはコリメータ）１２０２を通過し得る。破線１２１０および１２１２は、質量分解スリット１２０４とターゲットウェーハ１２０６との間のイオンビーム１２００のエンベロープを示す。イオンビーム１２００からオフアングルまたは寄生ビームレットを除去すべく、補正用マグネット１２０２の出口、および／または、ターゲットウェーハ１２０６と補正用マグネット１２０２との間に複数の高アスペクト比のバッフル１２０８が配置されてよい。各バッフル１２０８は、望ましくないエネルギーを有するイオンおよび／または望ましいイオン軌道から予め決められた量より多く逸脱するイオンがバッフル１２０８により遮断されるよう、望ましいイオン軌道と位置合わせされ得る。例えば、（主ビームと比較して望ましくないエネルギーを有する）ビームレット１２１４が補正用マグネット１２０２の出口近くでオフアングルになったとすると、ビームレット１２１４は、ターゲットウェーハ１２０６に到達する前に、バッフル１２０８の１つと衝突することになり得る。そうするためには、バッフル１２０８は、どれだけの量であろうと逸れていないイオンは遮断しないよう、十分薄くし得る。また、バッフル１２０８は、逸れているイオンの吸収を高めるよう肌理があってよく、跳ね返りやスパッタリング効果を減少させ得る。一実施形態によれば、バッフル１２０８は、グラファイトまたはシリコンでできていてよい。他の実施形態によれば、バッフル１２０８の有限厚によって遮断されかねない軸上のイオンを流出させるべく、イオンビーム１２００を小刻みに動かすことが望ましい。バッフル１２０８に対してイオンビーム１２００を小刻みに動かす方法は、数多くある。例えば、補正用マグネット１２０２において、または、補正用マグネット１２０２の後、あるいは、質量分解スリット１２０４において、イオンビーム１２００は、付加的な静電界または磁界成分によって小刻みに動かされる。あるいは、バッフル１２０８自体が小刻みにわずかに動くことにより、同様の効果が得られる。他の実施形態によれば、ウェーハ１２０６自体が小刻みに動くことにより、主イオンビーム１２００を遮断するバッフル１２０８により生じるシャドーイング効果を低下させてもよい。バッフル１２０８は、必要がなければ、ビーム経路から一時的に取り除かれるかまたは引っ込めることができる。さらに、バッフル１２０８の角度は、例えば、イオンビームまたはウェーハ１２０６に対して調整され得る。イオンビームが正規の方向からウェーハ１２０６に衝突しない場合、ウェーハ１２０６を傾けることによって、さらにはバッフル１２０８を傾けることによって補償し得る。
【００６６】
この時点で、上記のような本開示における寄生ビームレットがイオン注入に影響を及ぼすことを防ぐ技術は、一般的に、入力データを処理し、出力データを生成することをある程度含むことに留意されたい。この入力データの処理および出力データの生成は、ハードウェアまたはソフトウェアで実装され得る。例えば、特定の電子部品は、上記のような本開示における寄生ビームレットの遮断に関連する機能を実装するイオン注入装置、あるいは、同様のまたは関連する回路内で用いられ得る。あるいは、格納された命令に従い動作する１つ以上のプロセッサは、上記のような本開示に従う寄生ビームレットの遮断に関連する機能を実装し得る。このような場合、このような命令が１つ以上のプロセッサ可読キャリア（例えば磁気ディスク）に格納され、１つ以上の信号を介し１つ以上のプロセッサに伝送されることは、本開示の範囲に含まれる。
【００６７】
本開示は、本願明細書中に記載される特定の実施形態によって範囲を限定されない。実際に、当業者にとっては、本願明細書中に記載される実施形態に加え、他のさまざまな実施形態および本開示への修正も上記説明および添付の図面から明らかであろう。したがって、そのような他の実施形態および修正は、本開示の範囲内に含まれるものと意図する。さらに、本開示は、特定の目的のための特定の環境における特定の実施という状況で説明されてきたが、当業者であれば、その有用性を限定するものではなく、本開示は、いかなる目的のためのあらゆる環境においても有益に実施し得ると理解できよう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本願明細書中に記載される本開示の全範囲に鑑みて解釈されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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