(57)【要約】  イオン注入装置は、イオンビームを発生するイオンビーム発生器と、イオンビームを、ある走査周波数で少なくとも１つの方向に走査する走査器と、制御器とを備える。制御器は、走査周波数を、イオン注入装置の動作パラメータに応じて制御する。動作パラメータは、イオンビームのエネルギーに少なくとも部分的に依存する。走査周波数は、エネルギーがエネルギー閾値より大きい場合に走査周波数閾値より大きく、エネルギーがエネルギー閾値より小さい場合に走査周波数閾値より小さい。【選択図】  図１
2009531831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンビームを発生するイオンビーム発生器と、
前記イオンビームを、ある走査周波数で少なくとも１つの方向に走査する走査器と、
前記走査周波数を、イオン注入装置の動作パラメータに応じて制御する制御器と、
を備え、
前記動作パラメータは、前記イオンビームのエネルギーに少なくとも部分的に依存し、
前記走査周波数は、前記エネルギーがエネルギー閾値より大きい場合に走査周波数閾値より大きく、
前記走査周波数は、前記エネルギーが前記エネルギー閾値より小さい場合に前記走査周波数閾値より小さい、イオン注入装置。
【請求項２】
前記走査器は、静電走査器である、請求項１に記載のイオン注入装置。
【請求項３】
前記静電走査器は、離間されて空隙を画定する一組の走査電極を含み、
前記イオンビームは、前記空隙の中を導かれ、
前記制御器は、前記一組の走査電極に供給される電圧信号を変化させて前記走査周波数を制御する、請求項２に記載のイオン注入装置。
【請求項４】
前記エネルギー閾値は、約１キロ電子ボルト（ｋｅＶ）乃至約５０ｋｅＶである、請求項１に記載のイオン注入装置。
【請求項５】
前記走査周波数閾値は、約５００ヘルツである、請求項１に記載のイオン注入装置。
【請求項６】
前記走査周波数は、前記エネルギー閾値より大きい前記エネルギーについては第１の走査周波数であり、前記エネルギー閾値より小さい前記エネルギーについては第２の走査周波数であり、
前記第２の走査周波数は、高くても前記第１の走査周波数の３分の１未満である、請求項１に記載のイオン注入装置。
【請求項７】
前記第１の走査周波数は、約１キロヘルツ（ｋＨｚ）であり、
前記第２の走査周波数は、約２５０ｋＨｚである、請求項６に記載のイオン注入装置。
【請求項８】
前記制御器は、前記エネルギー閾値より小さいエネルギーについて、前記走査周波数をステップ状に低減する、請求項１に記載のイオン注入装置。
【請求項９】
前記制御器は、前記エネルギー閾値より小さいエネルギーについて、前記走査周波数を線形に低減する、請求項１に記載のイオン注入装置。
【請求項１０】
前記走査周波数は、前記エネルギーが前記エネルギー閾値より大きい場合に、約１キロヘルツ（ｋＨｚ）であり、
前記走査周波数は、前記エネルギーが前記エネルギー閾値より小さい場合に、約２５０ヘルツであり、
前記エネルギー閾値は、約３０ｋｅＶである、請求項１に記載のイオン注入装置。
【請求項１１】
背景ガスを有する角度補正磁石を更に備え、
前記背景ガスは、前記走査周波数が前記走査周波数閾値より大きい場合に、前記角度補正磁石を通る経路に沿って前記イオンビームを中性化する第１の時間間隔を有し、
前記背景ガスは、前記走査周波数が前記走査周波数閾値より小さい場合に、前記経路に沿って前記イオンビームを中性化する第２の時間間隔を有し、
前記第２の時間間隔は、前記第１の時間間隔より大きい、請求項１に記載のイオン注入装置。
【請求項１２】
前記第２の時間間隔は、前記第１の時間間隔より少なくとも３倍大きい、請求項１１に記載のイオン注入装置。
【請求項１３】
前記動作パラメータは、前記イオン注入装置の動作モードを含む、請求項１に記載のイオン注入装置。
【請求項１４】
前記動作パラメータは、前記イオンビームのイオンの荷電状態を含む、請求項１に記載のイオン注入装置。
【請求項１５】
前記動作パラメータは、前記イオンビームのビーム電流にも少なくとも部分的に依存する、請求項１に記載のイオン注入装置。
【請求項１６】
イオンビームを発生する段階と、
前記イオンビームを、ある走査周波数で少なくとも１つの方向に走査する段階と、
前記走査周波数を、動作パラメータに応じて制御する段階と、
を含み、
前記動作パラメータは、前記イオンビームのエネルギーに少なくとも部分的に依存し、
前記走査周波数は、前記エネルギーがエネルギー閾値より大きい場合に走査周波数閾値より大きく、
前記走査周波数は、前記エネルギーが前記エネルギー閾値より小さい場合に前記走査周波数閾値より小さい、方法。
【請求項１７】
前記エネルギー閾値は、約１ｋｅＶ乃至約５０ｋｅＶである、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記走査周波数閾値は、約５００ヘルツである、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記走査周波数を制御する段階は、
前記エネルギー閾値より小さいエネルギーについて、前記走査周波数をステップ状に低減する段階を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記走査周波数は、前記エネルギーが前記エネルギー閾値より大きい場合に、約１キロヘルツ（ｋＨｚ）であり、
前記走査周波数は、前記エネルギーが前記エネルギー閾値より小さい場合に、約２５０ヘルツであり、
前記エネルギー閾値は、約３０ｋｅＶである、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記走査周波数は、前記エネルギー閾値より大きい前記エネルギーについては第１の走査周波数であり、前記エネルギー閾値より小さい前記エネルギーについては第２の走査周波数であり、
前記第２の走査周波数は、高くても前記第１の走査周波数の３分の１未満である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
中性化システムは、前記第１の走査周波数において、角度補正磁石を通る経路に沿って前記イオンビームを中性化する第１の時間間隔を有し、
前記中性化システムは、前記第２の走査周波数において、前記角度補正磁石を通る前記経路に沿って前記イオンビームを中性化する第２の時間間隔を有し、
前記第２の時間間隔は、前記第１の時間間隔より少なくとも３倍大きい、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、イオン注入に係り、より具体的には、可変走査周波数を有するイオン注入装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
イオン注入は、半導体ウェハ内に導電性を変化させる不純物を導入するための標準技術である。所望の不純物物質は、イオン源においてイオン化され、イオンは、所定エネルギーを有するイオンビームを形成すべく加速化され、イオンビームは、ウェハの表面に向けられうる。ビーム内のエネルギーイオンは、半導体材料のバルク内に侵入し、半導体材料の結晶格子内に埋め込まれて所望の導電性を有する領域が形成される。
【０００３】
イオン注入装置は、ウェハの表面全体にイオンビームを分配すべくある走査周波数で、少なくとも１つの方向においてイオンビームを偏向又は走査する走査器を含みうる。走査器は、当該技術において知られているように静電走査器であっても磁気走査器であってもよい。イオンビームは、ビーム走査だけで、又は、ビーム走査及びウェハ移動の組み合わせによってウェハ領域全体に分配されうる。１つのイオン注入装置では、走査器がビームを一方向に走査し、駆動システムが、走査方向に直交する方向にウェハを並進させて、イオンビームをウェハの表面全体に分配しうる。
【０００４】
イオンを、ウェハ内に特定の深度及び密度（均一の深度及び密度でありうる）で導入することは、製作された半導体デバイスが仕様内で動作することを確実にするためには重要である。ウェハ内への不純物量の均一性に影響を与える１つの要因は、イオンビーム電流である。例えば、グリッチといったイオンビーム電流における予期しない変動は、結果として得られる不純物量の均一性を劣化しうる。それゆえに、様々なイオンビーム電流監視システムが開発されている。
【０００５】
１つの従来のイオンビーム電流監視システムは、ウェハの周囲に配置された１以上のファラデーセンサを含み、これらのセンサは、走査イオンビームがウェハの表面を走査する際にイオンビーム電流を監視する。このようなビーム電流監視システムが、走査イオンビームとともに用いられる場合、比較的高い走査周波数の方が、比較的低い走査周波数よりも頻繁なビーム電流測定値を与えうる。更に、走査周波数が比較的高いと、ビームの走査は一方向であり、走査方向に直交する方向におけるウェハ移動は一定速度であるとすると、ウェハの表面全体に亘るイオンビームのパスの回数も多くなる。ウェハの表面に亘るイオンビームのパスの回数が多いことは、特定のイオンビームについては、不純物量を均一にするという目的を実現することを支援しうる。
【０００６】
したがって、１つの従来のイオン注入装置における走査器は、約１キロヘルツ（ｋＨｚ）のオーダの比較的高い走査周波数を使用する。この高い走査周波数は、不純物量を均一にするために約１ｋＨｚの小規模の範囲内で調節されうる。この比較的高い走査周波数は、上述したような高エネルギーイオンビームといった利点を提供する。しかし、低エネルギーイオンビームの場合に走査周波数が高いと、ビーム中性化のために十分な時間がない場合がある。これは、低エネルギーイオンビームのビーム電流を減少し、低エネルギーイオンビームの均一性をセットアップする成功率を減少し、ビームセットアップ時の均一性調整時間を増加してしまいうる。
【０００７】
したがって、高エネルギーイオンビームには高走査周波数を、低エネルギーイオンビームには低走査周波数を用いることを可能にする可変操作周波数を有するイオン注入装置が必要である。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の１つの側面では、イオン注入装置を提供する。かかるイオン注入装置は、イオンビームを発生するイオンビーム発生器と、イオンビームを、ある走査周波数で少なくとも１つの方向に走査する走査器と、制御器とを備える。制御器は、走査周波数を、イオン注入装置の動作パラメータに応じて制御する。動作パラメータは、イオンビームのエネルギーに少なくとも部分的に依存する。走査周波数は、エネルギーがエネルギー閾値より大きい場合に走査周波数閾値より大きく、エネルギーがエネルギー閾値より小さい場合に走査周波数閾値より小さい。
【０００９】
本発明の別の側面では、方法を提供する。かかる方法は、イオンビームを発生する段階と、イオンビームを、ある走査周波数で少なくとも１つの方向に走査する段階と、走査周波数を、イオン注入装置の動作パラメータに応じて制御する段階とを含み、動作パラメータは、イオンビームのエネルギーに少なくとも部分的に依存し、走査周波数は、エネルギーがエネルギー閾値より大きい場合に走査周波数閾値より大きく、走査周波数は、エネルギーがエネルギー閾値より小さい場合に走査周波数閾値より小さい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示をより理解することを目的として添付図面を参照する。添付図面は、本願に参照として組み込むものとする。
【００１１】
【図１】イオン注入装置を示す略ブロック図である。
【００１２】
【図２】図１のウェハ上の１つの走査パターンを示す概略図である。
【００１３】
【図３】静電走査器を示す概略図である。
【００１４】
【図４】一実施形態における走査周波数対イオンビームエネルギーを示すグラフである。
【００１５】
【図５】複数の特定の周波数での走査周波数におけるステップ状の低減を示す別の実施形態における走査周波数対イオンビームエネルギーを示すグラフである。
【００１６】
【図６】複数の特定の周波数での走査周波数における線形の低減を示す更に別の実施形態における走査周波数対イオンビームエネルギーを示すグラフである。
【００１７】
【図７】図１のイオン注入装置の一実施形態を示す略ブロック図である。
【００１８】
【図８】ウェハ上の低エネルギーイオンビームの別の走査パターンを示す概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、イオン注入装置に関連して説明する。しかし、本発明は、電子ビーム撮像システムといったエネルギー荷電粒子のビームを使用する他のシステム及びプロセスに用いることができる。したがって、本発明は、以下に説明する特定の実施形態に限定されない。
【００２０】
図１は、イオンビーム発生器１０２、走査器１０４、走査信号発生器１２２、角度補正磁石１０６、エンドステーション１１４、制御器１２０、及びユーザインターフェイスシステム１２２を含むイオン注入装置１００を示すブロック図である。イオンビーム発生器１０２は、所望の特性を有するイオンビーム１３０を発生させるべく様々なタイプの構成要素及びシステムを含むことができる。イオンビーム１３０はスポットビームであってよく、このスポットビームは、少なくともイオンビーム１３０のエネルギーに依存して特定の直径を有する略円形の断面を有しうる。ウェハ１１０に入射するイオンビームの断面の大きさは、低ビームエネルギーでは、空間電荷効果によって次第に大きくなりうる。イオンビーム発生器１０２によって発生されるイオンビーム１３０は、任意のタイプの荷電粒子ビームでありうる。
【００２１】
走査器１０４は、ウェハ１１０の表面にイオンビームを分配するために、ある走査速度で少なくとも１つの方向においてイオンビームを偏向又は走査させうる。走査器１０４は、静電走査器又は磁気走査器でありうる。静電走査器は、空隙を画定するよう離間されうる複数の走査プレートの形の１以上の走査電極の組を含みうる。イオンビーム１３０は、かかる空隙を通るよう導かれ、かかる空隙内の電界によって偏向されうる。電界は、走査信号発生器１２２により静電走査器の走査プレートに供給される電圧走査信号に応じて生成されうる。静電走査器の走査周波数は、走査プレートに供給される電圧信号を制御することにより変更することができる。磁気走査器は、電磁石を構成する磁極片及びコイルを含みうる。磁極片は、空隙を画定するよう離間されうる。イオンビーム１３０は、かかる空隙を通るよう導かれ、かかる空隙内の磁界によって偏向されうる。磁界は、走査信号発生器１２２により磁気走査器のコイルに供給される電流走査信号に応じて生成されうる。磁気走査器の走査周波数は、コイルに供給される電流信号を制御することにより変更することができる。
【００２２】
走査信号発生器１２２は、走査信号を供給しうる。静電走査器の場合は、走査信号は、電圧信号でありうる。磁気走査器の場合は、走査信号は、電流信号でありうる。制御器１２０は、走査信号発生器１２２により供給される走査信号を制御しうる。
【００２３】
角度補正磁石１０６は、イオンビーム１３０の所望のイオン種のイオンを偏向して、走査器１０４からの発散イオンビーム経路を、実質的に並行なイオン経路軌跡を有する略並行なイオンビーム経路に変換する。
【００２４】
エンドステーション１１４は、所望種のイオンがウェハ１１０内に注入されるようイオンビーム１３０の経路内に１以上のウェハを支持しうる。ウェハ１１０は、プラテン１１２によって支持されうる。ウェハ１１０は、一般的なディスク形状といった様々な物理形状を取ることが可能である。ウェハ１１０は、シリコンといった任意のタイプの半導体材料、又は、イオンビーム１３０を用いて注入されるべき任意の他の材料から製作される半導体ウェハでありうる。
【００２５】
エンドステーション１１４は、収納領域からプラテン１１２に、及び、プラテン１１２からウェハ１１０を物理的に動かすウェハ駆動システム（図示せず）を含みうる。ウェハ１１０は、静電ウェハクランピングといった既知の技術を用いてプラテン１１２に固定されうる。エンドステーション１１４は、プラテン１１２を駆動させるプラテン駆動部１１６も含み、それにより、プラテン１１２に固定されたウェハ１１０も所望の方法で駆動されうる。例えば、プラテン駆動部１１６は、サーボ駆動モータ、ネジ駆動機構、機械的リンク機構、及び、当該技術において既知である任意の他の構成要素を含みうる。
【００２６】
１つのイオン注入装置において、走査器１０４は、イオンビーム１３０を一方向に走査し、プラテン駆動部１１６は、走査方向に直交する方向にウェハ１１０を物理的に移動して、イオンビーム１３０をウェハ１１０の表面全体に分配しうる。一例では、走査方向は、図１の座標系により定義される水平Ｘ方向であり、プラテン駆動部１１６は、図１の座標系により定義されるＹ方向に垂直にウェハを並進させうる。
【００２７】
制御器１２０は、イオン注入装置１００の任意の様々なシステム及び構成要素から入力データ及び命令を受信し、走査器１０４といったイオン注入装置１００の構成要素を制御する出力信号を供給する。説明を明瞭にすることを目的として、制御器１２０は、走査信号発生器１２２に出力信号のみを供給するものとして示す。当業者は、制御器１２０が、イオン注入装置１００の各構成要素に出力信号を供給し、同様の構成要素から入力信号を受信しうることは認識しよう。制御器１２０は、所望の入力／出力機能を実行するようプログラムされうる、汎用コンピュータ又は汎用コンピュータのネットワークである、又は、それらを含みうる。制御器１２０は更に、特殊用途向け集積回路、他のハードワイヤード又はプログラム可能電子デバイス、離散素子回路等といった他の電子回路又は構成要素を含みうる。制御器１２０は更に、通信装置、データ記憶装置、及びソフトウェアを含みうる。
【００２８】
ユーザインターフェイスシステム１２４は、次に限定しないが、タッチスクリーン、キーボード、ユーザポインティングデバイス、ディスプレイ、プリンタ等のデバイスを含み、ユーザがコマンド及び／又はデータを入力する、及び／又は、制御器１２０を介してイオン注入装置１００を監視することを可能にする。イオン注入装置の所望のビームエネルギー、ビーム電流、イオン種等は、ユーザインターフェイスシステム１２４を介してユーザにより入力されうる。
【００２９】
動作時、イオンビーム発生器１０２は、イオンビーム１３０を発生し、走査器１０４は、そのイオンビームを、ある走査周波数で少なくとも１つの方向に走査する。制御器１２０は、イオン注入装置の動作パラメータに応じて走査周波数を制御する。動作パラメータは、イオンビームのエネルギーに少なくとも部分的に依存する。一例では、動作パラメータは、ユーザによりユーザインターフェイス１２４を介してイオン注入装置１００に入力される所望のイオンビームエネルギーでありうる。別の例では、動作パラメータは、イオンビームの動作モードでありうる。例えば、１つの動作モードは、イオンビームを高エネルギーで運び、次に、注入前のビームラインのある点においてイオンビームを低エネルギーイオンビームに減速する減速モードでありうる。このようにして、低エネルギーイオンビームを長い距離に亘って運ぶことを回避することができ、また、この動作モードは、低エネルギーイオンビームを示しうる。
【００３０】
更に別の例では、動作パラメータは、イオンビームのイオンの荷電状態でありうる。イオンビームの荷電状態は、一価の荷電イオンでありうる。これは、低エネルギービームは、ほぼ常に、一価の荷電イオンのみを有するからである。二価又は三価の荷電イオンは、ビーム電流及び密度が低いので、通常は、追加の中性化を必要としない。更に別の例では、動作パラメータは、ビーム電流密度でありうる。更に別の例では、動作パラメータは、イオンビームのエネルギーと、イオンビームのビーム電流の組み合わせに依存しうる。例えば、高電流を有する低エネルギーイオンビームは、低走査周波数の利点を享受しうるが、低電流を有する低エネルギーイオンビームは享受しない場合がある。
【００３１】
図２は、ある走査周波数でのウェハ１１０の表面におけるイオンビーム１３０の１つの走査パターンを示す概略図である。イオンビームをウェハ１１０の表面全体に均一に分配するために、走査器１０４は、イオンビーム１３０を水平Ｘ方向に走査し、プラテン駆動部１１６は、ウェハ１１０を垂直Ｙ方向に並進させて、図示するようなジグザグ状の走査パターンを形成しうる。プラテン駆動部１１６がウェハを、Ｙ方向に、一定速度で並進させる場合、走査イオンビーム１３０がウェハ１１０の表面を横切るパスの回数は、走査器１０４の走査周波数に依存する。例えば、走査周波数が高い方が、比較的低い走査周波数よりもパスの回数が多くなる。
【００３２】
図３を参照するに、図１の走査器１０４として用いうる静電走査器１０４ａの一実施形態を示す。静電走査器１０４ａは、イオンビーム１３０の両側に配置される複数の走査プレート３０２、３０４の形の走査電極セットを有しうる。走査プレート３０２、３０４の上流側に配置されるプレ走査電極や、走査プレート３０２、３０４の下流側に配置されるポスト走査電極といった追加の電極（図示せず）があってもよい。本願で用いるように、「上流側」及び「下流側」とは、イオンビームの進行方向に対して述べているものである。
【００３３】
走査プレート３０２、３０４は、空隙３２６を画定するよう離間されうる。イオンビーム１３０は、空隙３２６を通るよう導かれ、イオンビーム１３０の扇形のビームエンベロープ３２８は、空隙３２６を通過するに従って幅が増加しうる。走査プレート３０２は、走査増幅器３１０に接続され、走査プレート３０４は、走査増幅器３１２に接続されうる。走査増幅器３１０、３１２は、走査信号発生器１２２から電圧信号を受信しうる。走査信号発生器１２２は、制御器１２０によって制御されうる。
【００３４】
静電走査器１０４ａの走査周波数を調節することを目的として、走査信号発生器１２２は、制御器１２０から所望の走査周波数のデジタル記述を受信しうる。走査信号発生器１２２は電圧信号を発生し、この電圧信号は走査増幅器３１０、３１２によって増幅され、また、走査プレート３０２、３０４に適用されて、イオンビーム１３０を偏向又は走査するよう空隙３２６に所望の電界を発生させる。走査信号発生器１２２からの電圧信号は、走査周波数を調節すべく異なる振幅、周波数、及び波形を有しうる。一実施形態では、電圧信号は、のこぎり歯状の波形を有し、走査周波数は、信号の振幅と、信号のピーク間の電圧間の傾斜を調節することにより調節されうる。
【００３５】
図４は、一実施形態における走査周波数対イオンビームエネルギーを示すグラフ４０１であって、図１の走査器１０４の走査周波数が、イオンビーム１３０のエネルギーによって変動しうる様子を説明する。走査周波数は、イオンビーム１３０のエネルギーが、エネルギー閾値（ｅｔｈ）より大きい場合に、走査周波数閾値（ｆｔｈ）より大きい。更に、走査周波数は、イオンビーム１３０のエネルギーが、エネルギー閾値（ｅｔｈ）未満である場合に、走査周波数閾値（ｆｔｈ）未満である。一実施形態では、エネルギー閾値（ｅｔｈ）は、約１乃至５０キロ電子ボルト（ｋｅＶ）でありうる。別の例では、エネルギー閾値（ｅｔｈ）は、約３０ｋｅＶでありうる。走査周波数閾値（ｆｔｈ）は、一実施形態では、約５００ヘルツでありうる。
【００３６】
図４に示す実施形態では、走査周波数は、エネルギー閾値（ｅｔｈ）より大きいイオンビーム１３０のエネルギーについては、第１の走査周波数（ｆ１）であり、エネルギー閾値（ｅｔｈ）未満のエネルギーについては、第２の走査周波数（ｆ２）でありうる。第１の走査周波数（ｆ１）及び第２の走査周波数（ｆ２）は、エネルギー閾値（ｅｔｈ）に対して大きい及び小さいエネルギーに対して固定されているように示すが、第１の走査周波数及び第２の走査周波数も、矢印４０２及び４０４により示すように均一性の調整に応じてある範囲内で変動しうる。
【００３７】
第２の走査周波数（ｆ２）は、第１の走査周波数（ｆ１）より小さい大きさのオーダでありうる。一例では、第２の走査周波数（ｆ２）は、高くても第１の走査周波数（ｆ１）の３分の１未満でありうる。別の例では、第１の走査周波数は、約１キロヘルツ（ｋＨｚ）であり、第２の走査周波数は、約２５０ヘルツでありうる。
【００３８】
走査器１０４の走査周波数を、高走査周波数からある大きさのオーダ分、低エネルギーイオンビーム、例えば、エネルギー閾値（ｅｔｈ）より小さいエネルギーを有するイオンビームのために低減することは、イオン注入装置１００の中性化システムが、同様の大きさのオーダ分長く低エネルギーイオンビームを中性化することができるようになる。例えば、角度補正磁石１０６は、イオン化されるとイオンビームをより良好に中性化する背景ガスを有しうる。背景ガスは、走査周波数が、走査周波数閾値より大きい場合に補正磁石１０６を通過する経路に沿ってイオンビームを中性化する第１の時間間隔と、走査周波数が走査周波数閾値より小さい場合にイオンビームを中性化する第２の時間間隔とを有しうる。第２の時間間隔は、走査周波数における対応する低減に応じて第１の時間間隔より少なくとも３倍長い。
【００３９】
図５を参照するに、別の実施形態における走査周波数対イオンビームエネルギーの別のグラフ５０１であって、図１の走査器１０４の走査周波数が、イオンビーム１３０のエネルギーによって変動しうる様子を説明する。エネルギー閾値（ｅｔｈ）未満のエネルギーについて、制御器１２０は、走査器１０４の走査周波数をステップ状に低減しうる。例えば、エネルギー閾値より小さく第２のエネルギー（ｅ２）より大きいエネルギーについては、走査周波数は、第２の走査周波数（ｆ２）でありうる。第２のエネルギー（ｅ２）より小さく第３のエネルギー（ｅ３）より大きいエネルギーについては、走査周波数は、第３の走査周波数（ｆ３）であり、以下同様に続けられうる。説明の便宜上、３ステップのみ示すが、この走査周波数におけるステップ状の低減は、各ステップ間に異なる大きさの変動で任意の複数のステップを含みうる。図４の実施形態と同様に、周波数レベルは、関連するエネルギー範囲に亘って固定の周波数のように示しているが、均一性の調整に応じてある範囲内で変動しうる。
【００４０】
図６を参照するに、走査周波数対イオンビームエネルギーの更に別のグラフ６０１を示す。図５の実施形態に比べて、制御器１２０は、走査器１０４の走査周波数を、エネルギー閾値（ｅｔｈ）未満のエネルギーについて線形に低減しうる。
【００４１】
図７を参照するに、イオン注入装置の一実施形態７００のブロック図を示す。当業者には多くの他のイオン注入装置が既知であり、図７の実施形態は、例示的に提供するものであって限定することを意図していない。図１の構成要素と同様の図７の構成要素には、同様の参照符号を付し、明瞭とするためにここでは説明は繰り返さない。イオン注入装置７００は、イオン源７２０、引出電極７２２、質量分析器７２４、分解アパーチャ７２６、走査器１０４、角度補正磁石７０６、エンドステーション１１４、制御器１２０、走査信号発生器１２２、及びユーザインターフェイスシステム１２４を含みうる。イオン注入装置７００の走査器１０４は、図１に関して説明したように制御されうる。走査器１０４は、図３に詳述したように静電走査器１０４ａとして実装されてもよい。
【００４２】
イオン源７２０は、複数のイオンを発生し、また、イオンチャンバと、イオン化されるべきガスを含むガスボックスとを含みうる。ガスは、イオンチャンバに供給され、そこで、イオン化される。このように形成されたイオンは、イオン源７２０から引き出されうる。引出電極７２２及び引出電源は、イオン源からのイオンを加速しうる。引出電源は、制御器１２０によって制御されて調節可能でありうる。イオン源の構成及び動作は、当業者には周知である。
【００４３】
質量分析器７２４は、所望種のイオンが分解アパーチャ７２６を通過し、不所望種のイオンが分解アパーチャ７２６を通過しないようイオンを偏向させる分解磁石を含みうる。一実施形態では、質量分析器７２４は、所望種のイオンを９０度で偏向しうる。走査器１０４は、分解アパーチャ７２６の下流側に配置されて、少なくとも１つの方向においてイオンビームを走査しうる。角度補正磁石７０６は、発散イオンビームを、実質的に並行なイオンビーム軌跡を有する略並行なイオンビームに変換すべく、所望のイオン種のイオンを偏向しうる。一実施形態では、角度補正磁石７０６は、所望のイオン種を４５度で偏向しうる。
【００４４】
図８は、ウェハ１１０上のイオンビーム１３０の別の走査パターンを示す概略図である。図８の走査パターンをもたらす走査周波数は、エネルギー閾値（ｅｔｈ）より小さいエネルギーを有する低エネルギーイオンビームに呼応して走査周波数閾値（ｆｔｈ）より小さい。一実施形態では、エネルギー閾値は、３０ｋｅＶでありうる。
【００４５】
低エネルギーレベルでは、イオンビーム１３０は、空間電荷効果によって広がり始めうる。イオンビーム１３０は、最初は、略円形の断面を有しうるが、低エネルギーでは、拡大し始める。結果としてウェハ１１０上に入射する断面パターンは、軸８０８及び８０９に示すように略楕円形の形状を有しうる。これらの軸８０８及び８０９はともに、一般的に、ビームエネルギーが減少するとともに大きくなる。軸８０９は、高エネルギービームでは２センチメートル（ｃｍ）でありうるが、非常に低いエネルギービームでは、１０ｃｍ以上でありうる。同様に、軸８０８は、高エネルギービームでは２ｃｍでありうるが、非常に低いエネルギービームで１０ｃｍ以上でありうる。イオンビームの軸８０８は、低エネルギービームに対して十分に大きいので、走査器１０４の走査周波数が低減されても、イオンビーム１３０は、ウェハ１１０の表面を十分に覆い、不純物量の均一性要件を満たすことが依然として可能である。ウェハ１１０上に入射されるイオンビーム１３０の結果として得られる断面パターンは、他の形状を有してもよく、これらの形状は全てイオンビーム１３０がその経路に沿っていつどのようにクリップされたかによって影響を受ける。
【００４６】
イオン注入装置の走査器１０４の走査周波数は、高エネルギーイオンビームについては高い走査周波数を、また、電荷中和により多くの時間が必要となる低エネルギーイオンビームについては低い走査周波数を維持できるよう調節されうることが有利である。高走査周波数は、イオン注入装置が、均一性に関する要件を満足することを支援するために、より良好なイオンビーム電流検出、及び、ウェハの表面を横切るイオンビームのパス回数の増加といった、高エネルギービームのための高走査周波数の利点を維持することを可能にする。更に走査周波数は、一部の低エネルギーイオンビームについては減速されて、これらの低エネルギービームでの荷電中和のための適当な時間間隔を与える。これは、低エネルギーイオンビームについてビーム電流を増加しうる。空間電荷効果による低エネルギーイオンビームの自然なビームの拡がりによって、低走査周波数であっても、均一性に関する要件を依然として満足することが可能である。これは、低エネルギーイオンビームについて均一性のセットアップの成功率を増加し、また、ビームセットアップ時の均一性調整時間を減少しうる。
【００４７】
このように本発明の少なくとも１つの例示的な実施形態を説明したが、当業者は、様々な変更、修正、及び改良を容易に思いつくであろう。このような変更、修正、及び改良は、本発明の範囲であることを意図しているものとする。したがって、上述した説明は例示に過ぎず限定であることを意図していない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【国際調査報告】
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