(57)【要約】  イオンビーム注入システムのためのイオンビーム調整方法、システムおよびプログラム製品を開示する。本発明は、イオンビームのイオンビームプロファイルを、例えば、注入器の中のプロファイラを横切ってイオンビームをスキャンすることで、獲得する。そして、イオン注入システムを、合計のイオンビーム流量およびイオンビームのスポット幅を同時に最適化するための、イオンビームプロファイルに基づいて、注入流量の見積もりを最大化するように調整し、注入流量を最大化する。これに加えて、この調整は、さらに、イオンビームを、望ましいイオンビームの道筋に沿って、スポット・ビームの中心のフィードバックに基づいて位置付けることもでき、これは、イオンビームの設定時間を削減し、かつ、数多くの設定に渡って各イオンビームのためにビーム角度を繰り返し提供することにより、イオン注入システムの生産性およびパフォーマンスを改善することができる。【選択図】図２
2008516402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン注入システムにおいてイオンビームを調整する方法であって、
そのイオンビームのイオンビームプロファイルを取得すること、および、
そのイオンビームプロファイルに基づいて注入流量の見積もりを最大化するようにそのイオン注入システムを調整して、合計のイオンビームの流量およびイオンビーム・スポットの幅を同時に最適化し、かつ、注入流量を最大化すること、
についてのステップを備える方法。
【請求項２】
そのイオンビームプロファイルに基づいてその注入流量を見積もること、および、
そのイオンビームプロファイルに基づいて、そのイオンビーム・スポットの幅およびスポット・ビームの中心を決定すること、
についてのステップを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記の調整することについてのステップは、前記のスポット・ビームの中心についてのフィードバックに基づいて望ましいイオンビームの道筋に沿ってイオンビームを位置づけるための、限界開口、マススリット、マニピュレータ、ソース・マグネット、事前分析マグネット、チャージ選択マグネットおよび分析マグネットのうち少なくとも１つを含む、注入システムの要素を調整することを、更に有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記の注入流量の見積もりは、数１に従って決定され、
【数１】
2008516402.tif 000004
ここで、Ｉｅｓｔは、注入流量の見積もりであり、Ｉｂｅａｍは、合計のイオンビームの流量であり、ｔａｒｗｉｄｔｈは、イオンビームにさらされるターゲットの幅であり、ｍおよびｎは定数であり、ａは、そのターゲットから線量制御ファラデーカップまでの距離であり、かつ、Ｗはイオンビーム・スポットの幅である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記の調整するステップは、前記のイオン注入システムの、ガスの流れ、イオン・ソース、ソース・マグネット、ソース・バイアス電圧、抑制電極、抽出電極、マニピュレータ・モーター、事前分析マグネット、チャージ選択マグネット、分析マグネット、加速器焦点電極、マススリット、プレスキャン抑制電極、水平スキャン板、ポストスキャン抑制電極、窒素（Ｎ２）流出、補正マグネット、限界開口の少なくとも１つを調整することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記の取得するステップは、注入室の中のプロファイラを横切ってイオンビームをスキャンすることを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記のスキャンするステップは、前記のイオン注入システムの、水平スキャン板、補正マグネット、および、マグネティックスキャナの中から選択された１つのビームスキャナを用いて、イオンビームをスキャンすることを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記のビームスキャナをキャリブレートしてイオンビームが前記プロファイラを横切るように位置づけるステップを更に備える、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
スキャンするステップは、注入室の実質的な中心に前記プロファイラを位置づけることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
プロファイラはファラデーカップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
イオン注入システムにおいてイオンビームを調整するためのシステムであって、
そのイオンビームのイオンビームプロファイルを取得する手段、および、
そのイオンビームプロファイルに基づいて注入流量の見積もりを最大化するようにそのイオン注入システムを調整して、合計のイオンビームの流量およびイオンビーム・スポットの幅を同時に最適化し、かつ、注入流量を最大化する手段、
についてのステップを備える方法。
【請求項１２】
前記のプロファイルする手段は、
イオンビームプロファイルを決定し、
そのイオンビームプロファイルに基づいて注入流量を見積もり、かつ、
そのイオンビームプロファイルに基づいてイオンビーム・スポットの幅およびスポット・ビームの中心を決定することとして更に機能する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記の調整する手段は、前記のスポット・ビームの中心についてのフィードバックに基づいて望ましいイオンビームの道筋に沿ってイオンビームを位置づけるための、限界開口、マススリット、マニピュレータ、ソース・マグネット、事前分析マグネット、チャージ選択マグネットおよび分析マグネットのうち少なくとも１つを含む、注入システム要素を調整するための手段を、更に有する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記の注入流量の見積もりは、数２に従って決定され、
【数２】
2008516402.tif 000005
ここで、Ｉｅｓｔは、注入流量の見積もりであり、Ｉｂｅａｍは、合計のイオンビームの流量であり、ｔａｒｗｉｄｔｈは、イオンビームにさらされるターゲットの幅であり、ｍおよびｎは定数であり、ａは、そのターゲットから線量制御ファラデーカップまでの距離であり、かつ、Ｗはイオンビーム・スポットの幅である、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記の取得する手段は、注入室の中のプロファイルする手段を横切ってイオンビームをスキャンするように制御する手段を有する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記のプロファイルする手段は、注入室の実質的に中心に位置づけられる、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
イオンビームをイオン注入システムにおいて調整することが具象化され、コンピュータにより読出し可能なプログラムコードを有する、コンピュータにより使用可能なメディアを備えたコンピュータプログラム製品であって、
そのイオンビームのイオンビームプロファイルを取得するように設定されたプログラムコード、および、
そのイオンビームプロファイルに基づいて注入流量の見積もりを最大化するようにそのイオン注入システムを調整して、合計のイオンビームの流量およびイオンビーム・スポットの幅を同時に最適化し、かつ、注入流量を最大化するように設定されたプログラムコード
を備えるコンピュータプログラム製品。
【請求項１８】
フィードバックはイオンビームプロファイルを有し、かつ、イオンビームプロファイルに基づいて注入流量を見積もるように設定されたプログラムコード、および、イオンビーム・スポットの幅およびスポット・ビームの中心をイオンビームプロファイルに基づいて決定するように設定されたプログラムコードを更に備える、請求項１７に記載のプログラム製品。
【請求項１９】
前記のスポット・ビームの中心についてのフィードバックに基づいて望ましいイオンビームの道筋に沿ってイオンビームを位置づけるための、限界開口、マススリット、マニピュレータ、ソース・マグネット、事前分析マグネット、チャージ選択マグネットおよび分析マグネットのうち少なくとも１つを含む、注入システムの要素を調整するように設定されたプログラムコードを、更に備える請求項１８に記載のプログラム製品。
【請求項２０】
前記の注入流量の見積もりは、数３に従って決定され、
【数３】
2008516402.tif 000006
ここで、Ｉｅｓｔは、注入流量の見積もりであり、Ｉｂｅａｍは、合計のイオンビームの流量であり、ｔａｒｗｉｄｔｈは、イオンビームにさらされるターゲットの幅であり、ｍおよびｎは定数であり、ａは、そのターゲットから線量制御ファラデーカップまでの距離であり、かつ、Ｗはイオンビーム・スポットの幅である、請求項１７に記載のプログラム製品。
【請求項２１】
前記の調整するプログラムコードは、前記のイオン注入システムの、ガスの流れ、イオン・ソース、ソース・マグネット、ソース・バイアス電圧、抑制電極、抽出電極、マニピュレータ・モーター、事前分析マグネット、チャージ選択マグネット、分析マグネット、加速器焦点電極、加速器抑制電極、マススリット、プレスキャン抑制電極、水平スキャン板、ポストスキャン抑制電極、窒素（Ｎ２）流出、補正マグネット、限界開口の少なくとも１つを調整する、請求項１７に記載のプログラム製品。
【請求項２２】
前記の取得するプログラムコードは、注入室の中のプロファイラを横切ってイオンビームをスキャンするように制御するように設定されたプログラムコードを含む、請求項１７に記載のプログラム製品。
【請求項２３】
前記のスキャンを制御するプログラムコードは、前記のイオン注入システムの、水平スキャン板、補正マグネット、および、マグネティックスキャナの中から選択された１つのビームスキャナを、イオンビームをスキャンするために制御する、請求項２２に記載のプログラム製品。
【請求項２４】
前記のビームスキャナをキャリブレートしてイオンビームが前記プロファイラを横切るように位置づけるように設定されたプログラムコードを更に備える、請求項２３に記載のプログラム製品。
【請求項２５】
前記のスキャンを制御するプログラムコードは、注入室の実質的な中心に前記プロファイラを位置づける、請求項２２に記載のプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にはイオン注入システムに関し、特に、イオン注入流量の見積もりを用いてイオンビーム注入流量を最大化するように、かつ、スポット・ビームの中心を用いて望ましいイオンビームの道筋に沿ってイオンビームを位置づけるように、イオン注入システムを調整するための方法、システムおよびプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン注入プロセスは、典型的には、均一のかつ一貫した線量または総量のイオンを半導体ウェハに注入することを必要とする。線量は、一般的には、ウェハがイオンビームの前で費やす、イオンビームの流量の密度および時間の機能のことをいう。図１を参照すると、従来の単一のウェハのイオン注入器は、典型的には、水平に静電走査されるスポット・ビーム４であるイオンビームを提供する。ウェハ６をスキャンするために、ある従来のアプローチは、ウェハを垂直に動かし（図１においてウェハ６の３つの位置によって表される）、そして、イオンビーム４は、ウェハ６を往復するように横切って水平に通過する。このプロセスの間に、均一の被ばく量を達成するために、イオンビーム４はウェハ６の端から完全に離れて通過しなければならならず、このことはウェハ６のそれぞれの脇に幅がｄの過剰な広がりをもたらす。過剰な広がりのサイズｄは、イオンビーム４の通過方向における幅Ｄに比例するので、ウェハ板におけるビームの幅は使用可能なビーム４の総量、すなわち、ビームの注入流量に重大な影響を与える。特に、過剰な広がりは、ビーム全体のうちの断片が使用可能な状態で存在するという状況をもたらし、それはイオン注入システムの生産性に影響を与える。
【０００３】
この状況を解決するためには、イオンビームの全体の流量およびイオンビームのスポット幅によって決定される、イオンビームの注入流量を最大化することが好都合である。「注入流用」は、イオンビームがウェハにぶつかる点における流量の大きさのことであり、そして、１回の通過で得られる単なる累積のイオンビームの流量である、イオンビームの流量とは区別される。注入流量は、合計のイオンビームの流量およびイオンビームのスポット幅の機能であり、合計のイオンビームの流量が増加するのに従って増加し、イオンビームのスポット幅が減少するのに従って増加する。一方で、イオンビームのスポット幅は、合計のイオンビームの流量の機能であり、合計のイオンビームの流量が増加するのに従って増加する。従って、合計のイオンビームの流量およびイオンビームのスポット幅は、注入流量を最大化するためには同時に最適化されなければならない。従来の単一のウェハのイオン注入器においては、しかしながら、合計のイオンビームの流量の調整、および、ビームのスポット幅のプロファイリングは、別々に成し遂げられている。特に、イオンビームの合計の流量は、イオンビームの道筋に向かって、かつ、道筋から離れて外に動き得る、ファラデーカップの設定に調整される。例えば米国特許４，９９２，１０６号に開示されるように、イオンビームのスポット幅は、ファラデーカップのプロファイラをウェハ板において動かすことにより測定される。設定されたファラデーカップからウェハに向かうビームの伝送は、制御されない。
【０００４】
イオン注入器の制御に関連してビーム幅を検討する１つのアプローチは、米国特許６，６１４，０２７号においてイワサワに開示されている。イワサワは、通過方向における帯電したビーム片の幅を考慮して制御して静電レンズを調整する場合に、帯電したビーム片の通過した合計のイオンビームの流量が、所定の値よりも小さくならないようにすることのできる方法および装置を開示している。イワサワは、ビームの幅および流量を考慮した、統合された評価値を生成し、そして、レンズフォーカスの電圧Ｖｆ（ｎ）を、この値を最大化するように制御する。特に、この統合された評価値の最大化は、合計のイオンビームの流量を増加させ、かつ、理想的なビーム幅からのビーム幅の派生を最小化する、レンズフォーカスの電圧Ｖｆ（ｎ）を選択することによって達成される。このことは、イワサワが、ビーム幅においてできるだけ派生を小さくしつつ、通過するイオンビームについての所定の大きな流量を実現することを意図していることを示す。そのようにする場合に、イワサワは、イオンビームの合計の流量およびイオンビームのスポット幅をそれらの好ましい状態に近似するが、しかし、注入流量を最大化するためにイオンビームの流量およびイオンビームのスポット幅の最適化を達成しようと試みることはしない。さらに具体的には、この目的を達成するためにはイオンビームの流量およびイオンビームのスポット幅を同時に最適化することはできないので、イワサワが注入流量を最大化することは不可能である。
【０００５】
イワサワは、さらに、ただ１つのレンズのみを制御するので、これらのパラメータに影響する能力に限定される。つまり、１つのイオン注入システムにおける１以上のビーム光学コンポーネントが、注入流量を最大化するために合計のイオンビーム流量およびイオンビームのスポット幅を同時に最適化するように制御されなければならない。結果として、イワサワは、過剰な広がりによりもたらされるイオンビームの非効率性を適切に解決することはできない。
【０００６】
イオン注入器の生産性を最適化するための他のチャレンジは、ビームの設定時間を最小化することである。従来のイオン注入システムにおいて、設定は、数多くの測定およびその後の調整ステップの実行、たとえば、上述のイオンビーム注入流量の調整、平行性の調整および均一性の調整などを要する。同一のグループのイオンビームを異なるウェハに繰り返し注入することが通常行われているため、このチャレンジは大きくなっている。結果として、継続した生産において同じイオンビームが何度も設定される必要がある。一定した半導体デバイスのパフォーマンスを提供するためには、多くの設定に渡って各イオンビームのために一定したビームの配置を有することが望ましい。
【０００７】
前述のことを考慮すると、この技術において、イオンビームの設定時間を最小化するのみならずイオンビームの注入流量を最大化し、さらにイオン注入システムの生産性を改善する手法の必要性が存在する。
（本発明の要約）
【０００８】
本発明は、イオン注入システムを調整するイオンビーム調整方法、システムおよびプログラム製品を提供する。この発明は、例えば注入器にあるプロファイラを横切ってイオンビームをスキャンすることにより、イオンビームのイオンビームプロファイルを取得し、そして、そのイオンビームプロファイルに基づいて、合計のイオンビーム流用およびイオンビームのスポット幅を同時に最適化するように、注入流量の見積もりを最大化し、そして、注入流量を最大化する。これに加えて、その調整により、イオンビームを、望ましいイオンビームの道筋に沿って位置づけることができ、これにより、イオンビーム乗せてイ時間を削減することによってイオン注入システムの生産性を改善し、かつ、多数の設定に渡って書くイオンビームのために繰り返し利用可能なビームの角度を提供することができる。イオンビームの設定時間を削減するという具体的な点において、この発明は、並列性および均一性の設定のための必要性を低減することができる。なぜなら、格納された補正マグネットの設定および均一スキャン・ウェーブフォーム・スロープ・アレイが、イオンビームのスポット幅およびスポット・ビームの中心位置が多くの設定に渡り各イオンビームについて同一に維持されている限り、一定のままであるからである。
【０００９】
本発明の第１の側面は、イオン注入システムにおけるイオンビームの調整法に方向付けられ、その方法は、イオンビームのイオンビームプロファイルを取得し、プロファイラからにフィードバックに基づいて、注入流量の見積もりを最大化するようにイオン注入システムを調整して、合計のイオンビーム流量およびイオンビームのスポット幅を同時に最適化し、かつ、注入流量を最適化するステップを備える。
【００１０】
本発明の第２の側面は、イオン注入システムにおいてイオンビームを調整するためのシステムに方向付けられ、この方法は、イオンビームのイオンビームプロファイルを取得する手段、および、プロファイラからにフィードバックに基づいて、注入流量の見積もりを最大化するようにイオン注入システムを調整して、合計のイオンビーム流量およびイオンビームのスポット幅を同時に最適化し、かつ、注入流量を最適化する手段を備える。
【００１１】
本発明の第３の側面は、イオンビームをイオン注入システムにおいて調整することが具象化され、コンピュータにより読出し可能なプログラムコードを有する、コンピュータにより使用可能なメディアを備えたコンピュータプログラム製品に方向付けられ、このプログラム製品は、そのイオンビームのイオンビームプロファイルを取得するように設定されたプログラムコード、および、プロファイラのフィードバックに基づいて注入流量の見積もりを最大化するようにそのイオン注入システムを調整して、合計のイオンビームの流量およびイオンビーム・スポットの幅を同時に最適化し、かつ、注入流量を最大化するように設定されたプログラムコードを備える。
【００１２】
これから先に述べる本発明の他の特徴は、以下の更に詳細な本発明の実施例の説明から明らかになるであろう。
【発明の詳細な説明】
【００１３】
添付図面を参照すると、図２Ａは、本発明におけるイオン注入システム１００の第１の実施の形態を示す。注入システム１００は、注入器１０８においてイオンビーム１０４を生成してターゲット１０６に対し送信するための、イオンビーム生成器１０２を含む。イオンビーム生成器１０２は、例えば、バリアン半導体装置アソシエイツより入手できるもののような、現在知られている如何なる、あるいは、今後に開発されるイオンビーム生成器であってよい。典型的には、ターゲット１０６は、１または２以上の、ホルダー１１４に装着されたウェハを含む。ターゲット１０６の特徴は、ターゲット１０６、即ちウェハを回転させるホルダドライブ部品１１６、および、ターゲット１０６の垂直位置を調整するターゲット垂直スキャンシステム位置制御器１１８により制御されてもよい。ドライブ部品１１６および位置制御器１１８は、共に、システムコントローラ１２０に応答して動作する。
【００１４】
上述のコンポーネントの他に、イオンビーム生成器１０２は、ガスフロー１４０、ソース・マグネット１４４およびソース・バイアス電圧コントローラ１４６を含むイオン・ソース１４２、抑制電極１４８、抽出電極１５０、および、電極１４８、１５０のための１または２以上のマニピュレータ・モーター１５２、解析マグネット１５４、加速器焦点電極１５６、アクセラレータの抑制電極１５８、マススリット１６０、事前解析抑制電極１６２、水平スキャン板１６４、ポストスキャン抑制電極１６６、窒素（Ｎ２）流出１６８、補正マグネット１７０、限界開口１７２を含んでよい。イオン注入システム１００は、さらに、線量制御ファラデーカップ１７３、プロファイラ１７４およびサンプリングファラデーカップアレイ１８０を含んでよい。プロファイラ１７４は、イオンビームプロファイル、即ち、ビーム位置に対するビーム流量の密度を決定するための、１または２以上の動作するファラデーカップを含む。明瞭性のために示さなかったが、上述の各コンポーネントは、システムコントローラ１２０によりモニターされ、かつ、システムコントローラ１２０に応答して動作する。
【００１５】
図２Ｂは、とりわけ、可動のファラデーカップ３０２および事前解析マグネット３０６を有するイオン注入システムの第２の実施形態を示し、そして、図２Ｃは、イオン注入システム、とりわけ、マグネティックスキャナ３００およびチャージ選択マグネット３０８を有する第３の実施形態を示す。そのほかの点では、図２Ｂ−２Ｃの他のイオン注入システムは、少なくとも本出願に関して、図２Ａのイオン注入システム１００と類似している。
【００１６】
以降の説明は、その他の点において必要でない限り、図２Ａを参照するであろう。しかしながら、本発明の教えは如何なるイオン注入システムにも適用可能であると理解されよう。
調整システム
【００１７】
添付図面を参照すると、図３は、本発明におけるイオン注入システム１００におけるイオンビームを調整するための調整システム２１０を含む、システムコントローラ１２０のブロック図である。調整システム２１０は、イオン注入システム１００（図２Ａ）のシステムコントローラ１２０（図２Ａ）の一部として併合され、あるいは、単独のシステムとして提供されている。単独のシステムの場合、調整システム２１０は、メモリ２１２、プロセッシングユニット（ＰＵ）２１４、入力／出力デバイス（Ｉ／Ｏ）２１６およびバス２１８を有する。データベース２２０が、処理するタスクに関連するデータを格納するために更に提供される。メモリ２１２は、ＰＵ２１４により実行された場合に、以下に更に詳しく述べる様々な機能的能力を有する、プログラム製品２２２を有する。メモリ２１２（およびデータベース２２０）は、磁気メディア、光学メディア、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、データオブジェクトを含む、如何なる既知のタイプのデータ格納システムおよび／または転送メディアを備えてよい。さらに、メモリ２１２（およびデータベース２２０）は、単一の物理的な位置に存在する、１または２以上のタイプのデータ格納体に存在してもよいし、あるいは、複数の物理的システムに渡って分散されてもよい。ＰＵ２１４についても同様に、単一のプロセッシングユニットを備えてもよいし、あるいは、１又は２以上の位置に分散された複数のプロセッシングユニットを備えてもよい。Ｉ／Ｏ２１６は、ネットワークシステム、モデム、キーボード、マウス、スキャナ、音声認識システム、ＣＲＴ、プリンタ、ディスクドライブなどを含む、如何なる既知のタイプの入力／出力デバイスを備えてもよい。キャッシュメモリ、通信システム、システムソフトウェアなどの、追加のコンポーネントが、システム１０にさらに併合されてもよい。
【００１８】
図３に示すように、プログラム製品２２２は、スキャンコントローラ２２４、ビームプロファイラ２２６、チューナ２２８、位置コントローラ２３０および他のシステムコンポーネント２３２を有してもよい。他のシステムコンポーネント２３２は、ここで明示的に述べなかった、調整システム２１０の動作の調整に必要な、他の如何なる機能、例えば、通信プロトコルなどのような機能を有する。
【００１９】
図４に移り、図２Ａおよび３を併用して、本発明の一つの実施形態における操作の方法についてのフロー図をこれから説明する。
【００２０】
ステップＳ１−Ｓ２は、イオンビームプロファイルを取得するステップを表す。第１のステップＳ１において、ある実施形態においては、イオンビーム１０４は、スキャンコントローラ２２４の制御の下、注入器１０８内のプロファイラ１７４を横切ってスキャンされる。１つの実施形態において、そのスキャンは相対的にゆっくりと、たとえば大体１００ｈｚで発生する。図５に示すように、プロファイラ１７４は、注入器１０８の実質的な中心に、スキャンコントローラ２２４によって位置づけられている。スキャンコントローラ２２４の制御下にあるビームスキャナは、イオンビーム１０４がプロファイラ１７４を横切るような位置にキャリブレートされる。プロファイラ１７４の代わりに、サンプリングファラデーカップアレイ１８０における、１または２以上のサンプリングカップが用いられてもよい。ビームスキャナは、イオンビーム１０４をスキャンすることができるイオン注入システム１００の如何なる要素であってもよい。１つの実施形態では、そのビームスキャナは、イオン注入システム１００における、水平スキャン板１６４および補正マグネット１７０（低い頻度である）のうちの１つであってもよい。マグネティックスキャナ３００（図２Ｃ）を有するようなイオン注入システムにおいて、そのようなスキャナが用いられてもよい。その代替の実施形態について、可動のファラデーカップ３０２（図２Ｂ）を有するようなイオン注入システムにおいては、可動のファラデーカップ３０２が用いられてもよい。即ち、イオンビーム１０４を動かすというよりもむしろ、プロファイラがイオンビーム１０４を横切って動き得る。
【００２１】
ステップＳ２において、プロファイラ１７４からのフィードバックに基づいて、イオンビームプロファイルはビームプロファイラ２２６によって決定され得る。図６に示すように、イオンビームプロファイルは、注入器１０８との相対的な位置に対するイオンビーム流量密度（Ａ／ｍｍ）を有している。密度は領域よりもむしろ長さの単位で計測されることが認識されよう。なぜなら、計測は、イオンビーム１０４のスポットの幅の間隔を横切って行われるからである。図６に示すプロファイルは、さらに、幅Ｗに関するイオンビーム・スポット幅を示している。イオンビーム・プロファイルを得るための１つの実施例を上述した一方で、他の手法が可能であることが認識されよう。例えば、プロファイラは注入器の中に位置づけられる必要はない。
【００２２】
図６の参照を続ける。プロファイルの下側の領域は、「合計のイオンビームの流量」を示しており、それは、イオンビーム１０４の一振りの間、即ち図７に示すように、完全に振り切ったある位置Ａから２番目に完全に振り切った位置Ｂまでの間、において利用可能な合計の流量である。「注入流量」（Ｉｉｍｐ）は、注入のターゲット１０６（図２Ａ）、において利用可能な、合計のイオンビーム流量の総量、即ち、ターゲット１０６に衝突する総量である。ビームプロファイラ２２６は、さらに、イオンビームプロファイルに基づいて、次の等式に従って注入流量の見積もりを決定するように設定されている。
【数１】
2008516402.tif 000003
ここで、Ｉｅｓｔは、注入流量（Ａ）の見積もりであり、Ｉｂｅａｍは、合計のイオンビーム流量（Ａ）であり、ｔａｒｗｉｄｔｈは、イオンビームにさらされるターゲット（ウェハ）の幅（ｍｍ）であり、ｍおよびｎは定数であり、ａはターゲット（ウェハ）と線量制御ファラデーカップ１７３の間の距離であり、かつ、Ｗは、スポット・ビームの幅である。これに加えて、ビームプロファイラ２２６は、イオンビームプロファイルに基づいてスポット・ビームの中心を決定するように設定されている。特に、スポット・ビームの中心は、イオンビームプロファイルの下側の領域における、水平方向の幾何学的な中心によって決定される。
【００２３】
図４に戻る。第２のステップＳ３において、イオンビーム注入システム１００は、注入流量の見積もりＩｅｓｔをプロファイラ１７４からのフィードバックに基づいて最大化するように、チューナ２２８によって調整される。即ち、注入流量の見積もりＩｅｓｔは、閉ループ制御における注入流量のフィードバックとして、イオン注入システム１００を調整するために用いられる。注入流量Ｉｅｓｔの見積もりを最大化することで、イオンビームの流量Ｉｂｅａｍおよびイオンビームのスポット幅Ｗを同時に最適化し、かつ、注入流量Ｉｉｍｐを最大化することができる。１つの実施例では、ステップＳ２で決定されるように、フィードバックは注入流量の見積もりおよびスポット・ビームの中心を含む。そして、調整は、注入流量の見積もりＩｅｓｔを最大化することを含む。しかしながら、例えばビーム流量Ｉｂｅａｍの総量およびイオンビーム・スポット幅Ｗなどの、プロファイラ１７４からの他のフィードバックも、イオン注入システム１００を調整するために更に用いられ得ることが認識されよう。
【００２４】
イオン注入システム１００の実際の調整は、ガスフロー１４０、ソースマネージメント１４４およびソース・バイアス電圧（コントローラ１４６を介して）を含むイオン・ソース１４２、抑制電極１４８、抽出電極１５０および電極１４８、１５０のための１又は２以上のマニピュレータ・モーター１５２、解析マグネット１５４、加速器焦点電極１５６、アクセラレータの抑制電極１５８、マススリット１６０、事前解析抑制電極１６２、水平スキャン板１６４、ポストスキャン抑制電極１６６、窒素（Ｎ２）流出１６８、補正マグネット１７０、限界開口１７２の少なくとも１つを含む、何らかのシステム要素を実際に調整することを含む。事前分析マグネット３０６（図２Ｂ）および／またはチャージ選択マグネット３０８（図２Ｃ）を含むイオン注入システムにおいては、事前分析マグネット３０６（図２Ｂ）およびチャージ選択マグネット３０８（図２Ｃ）の調整も、さらに含まれてよい。この調整の目的は、注入流量Ｉｅｓｔを最大化することであり、それにより、イオンビーム流量Ｉｂｅａｍおよびイオンビーム・スポット幅Ｗを同時に最適化して最大の注入流量Ｉｉｍｐを獲得することができる。
【００２５】
任意的な第４のステップＳ４において、調整システム２１０におけるポジションコントローラ２２８は、さらに、プロファイラ１７４からのスポット・ビームの中心についてのフィードバックに基づいて、イオンビームの位置の調整を制御して、イオンビームを望ましいイオンビームの道筋に沿うように調整する。この位置の調整は、スポット・ビームの中心のフィードバックを利用して、イオンビームの位置を望ましいイオンビームの道筋に関して決定することを含む。そして、この位置の調整は、スポット・ビームの中心についての望ましいフィードバックのためにイオン注入システム１００の要素を調整すること、および、スポット・ビームの中心についてのフィードバックに基づいて、イオンビームの望ましいイオンビームの道筋に沿って位置させることを更に含む。この結果、多くの設定に渡って、イオンビームのスポット幅およびスポット・ビームの中心は、それぞれのビームについて維持される。この点において、調整は、イオン注入システム１００の生産性およびパフォーマンスを、イオンビームの設定時間を減少させることによって改善し、かつ、多くの設定に渡って各イオンビームに繰り返し利用可能なビームの角度を提供することができる。イオンビームを望ましいイオンビームの道筋に沿って位置づけて、上述の調整方法の間に注入流量の見積もりを最大化する調整に関して、限界開口１７２、（回転式の）マススリット１６０、マニピュレータ１５２、ソースマグネット１４４および解析マグネット１５４のうちの少なくとも１つを調整することが、イオンビームを望ましいイオンビームの道筋に沿って位置づけるために実施され得る。これに加えて、事前分析マグネット３０６（図２Ｂ）および／またはチャージ選択マグネット３０８（図２Ｃ）を含むイオン注入システムにおいて、事前分析マグネット３０６（図２Ｂ）および／またはチャージ選択マグネット３０８（図２Ｃ）の調整が、イオンビームを望ましいイオンビームの道筋に沿って位置づけるために更に実施され得る。これらの設定があるイオンビームの特徴についての特定の準備のために、および、注入システム１００の要素の特定のパラメータのために、一度認知されれば、これらの設定は、その準備を繰り返すために思い出されるであろう。
【００２６】
上述の発明は、注入流量を最大化するビーム調整を成し遂げることができ、それによって単一ウェハの注入器の生産性を改善することができる。この発明は、さらに、イオンビームを望ましいイオンビームの道筋に沿って位置づける、ビームの調整を成し遂げることができ、それによって、イオン注入システムの生産性およびパフォーマンスを、イオンビームの設定時間を削減することにより、かつ、イオンビームのスポット幅およびスポット・ビームの中心を何度もの設定に渡って各イオンビームについて維持することで、繰り返し利用可能なビーム角度を提供することにより、改善することができる。
結論
【００２７】
前述の議論において、議論された方法のステップは、メモリに格納されたプログラム製品２２の命令を実行する、システム１０のＰＵ１４などのプロセッサにより実行されることが理解されよう。ここで述べられた様々なデバイス、モジュール、機構およびシステムは、ハードウェア、ソフトウェア、または、ハードウェアおよびソフトウェアの組合せにより実現されてよく、かつ、示されたものの他の形態で区分されてもよい。それらは、ここで述べられた方法を実行するために調整された、如何なるタイプのコンピュータシステムあるいは他の装置により実現されてもよい。ハードウェアおよびソフトウェアの典型的な組合せは、汎用の目的のコンピュータシステムとコンピュータプログラムの組合せであってよく、そのプログラムは、読み込まれた実行されると、コンピュータシステムをあたかもそれがここで述べられた方法を実行するかのように制御する。これに代えて、本発明の機能的タスクの１又は２以上を実行するために特化したハードウェアを含む、特定用途のコンピュータが、利用されてもよい。本発明は、また、ここで述べられた方法および機能の実施を可能にする全ての特徴を備え、そして、コンピュータシステムに読み込まれると、これらの方法および機能を実行することのできる、コンピュータプログラム製品に内蔵されてもよい。コンピュータプログラム、ソフトウェアプログラム、プログラム、プログラム製品、又はソフトウェアは、現在の文脈においては、如何なる言語、コード体系、あるいは表記法における、如何なる表現をも意味する。そしてその表現は、システムに情報処理能力を持たせるように意図された命令群についてのものであって、その情報処理能力は、直接的にまたは（ａ）他の言語、コード体系、あるいは表記法に変換し、および／または、（ｂ）異なる構造に復元したあとに、特定の機能を実行するためのものである。
【００２８】
本発明は、上記に概要を述べた特定の実施例と結び付けて説明されてきたが、多くの代替、変形およびバリエーションが当業者にとって明らかであろうことは、明白である。したがって、この発明についての上述の実施例は、説明を意図しており、限定は意図していない。これに続く請求項で定義される、発明の精神および範囲を逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
本発明の実施形態は次の図面への参照を伴って詳細に説明され、似通った記号表示は似通った要素を表す。
【００３０】
【図１】図１は、従来のイオン注入システムにおける、ウェハの動きに対するイオンビームの動きを示す。
【００３１】
【図２】図２Ａは、本発明における注入流量およびスポット・ビームの位置のための調整システムを含む、イオン注入システムの第１の実施の形態を示す。
【００３２】
【図３】図２Ｂ−２Ｃは、本発明における注入流量およびスポット・ビームの位置のための調整システムを含む、イオン注入システムの代替の実施の形態を示す。
【図４】図２Ｂ−２Ｃは、本発明における注入流量およびスポット・ビームの位置のための調整システムを含む、イオン注入システムの代替の実施の形態を示す。
【００３３】
【図５】図３は、図２Ａ−２Ｃの調整システムについてのブロック図を示す。
【００３４】
【図６】図４は、図２Ａ−２Ｃの調整システムの操作についてのフロー図を示す。
【００３５】
【図７】図５は、本発明におけるイオンビームのスキャンを示す。
【００３６】
図６は、図２Ａ−２Ｃの調整システムにより用いられるイオンビームプロファイルを示す。
【００３７】
【図８】図７は、イオン注入システムにおけるイオンビームの道筋の概略図を示す。
【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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