【手続補正書】
【提出日】平成31年3月13日(2019.3.13)
【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】
複数の異なる波形を不均一走査モード中に適用して、走査方向に沿うイオンビームの走査を生成する、ビームスキャナであって、前記複数の異なる波形のうちの所定の波形が複数の走査セグメントを有し、第１の走査セグメントが第１の走査レートを有し、第２の走査セグメントが前記第１の走査レートとは異なる第２の走査レートを有する、ビームスキャナと、
基板領域の外部の前記イオンビームを捕捉するように配置されているとともに、所定の波形に対して測定した前記イオンビームの積分電流を記録するように構成された、電流検出器と、
前記ビームスキャナに結合されており、前記走査方向に沿う前記イオンビームのビーム幅がしきい値を超える時を決定するとともに、前記不均一走査モードで動作している際に、前記複数の異なる波形のうちの少なくとも２つの異なる波形に対して前記測定したイオンビームの積分電流に基づいて、複数の電流比を決定する、論理を有する、走査調整構成要素と、
を具える注入処理制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の注入処理制御装置において、該装置が更に、前記基板領域内に基板を保持する基板ステージを具えており、
前記しきい値はＨＷ＝Ｄ＋Ｃにより与えられており、ＨＷは、前記イオンビームの前記走査方向に沿う前記イオンビームの半値幅に等しく、Ｄは、前記基板のエッジと前記基板の走査中における前記電流検出器との間の最小距離に等しく、Ｃは、前記基板のエッジが前記電流検出器から前記最小距離に位置している際に、前記基板の前記エッジと前記イオンビームにより処理すべき目標領域のエッジとの間の距離を表している注入処理制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の注入処理制御装置において、前記論理は、前記複数の異なる波形のうちの少なくとも１つの波形に対するマクロスキャン係数を調整する調整信号を発生するようになっており、前記マクロスキャン係数の調整には、前記第１の走査セグメントと前記第２の走査セグメントとの間の相対走査速度を変えることなく、前記イオンビームが所定の走査ライン上を走査する全持続時間の調整が含まれているようにした注入処理制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の注入処理制御装置において、該装置が更に、基板位置上の前記イオンビームを捕捉するように配置したプロファイルファラデー電流測定検出器を具え、前記複数の電流比のうちの所定の電流比には、前記所定の波形に対して前記測定したイオンビームの積分電流対前記プロファイルファラデー電流測定検出器により測定された基準電流の比が含まれているようにした注入処理制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の注入処理制御装置において、前記複数の電流比のうちの所定の電流比には、前記所定の波形に対して前記測定したイオンビームの積分電流対予め決定した基準電流の比が含まれているようにした注入処理制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載の注入処理制御装置において、前記複数の異なる波形が少なくとも３つの異なる波形を有し、前記複数の電流比が少なくとも３つの電流比を有し、前記論理は、前記少なくとも２つの異なる波形に対して前記測定したイオンビームの積分電流に基づいて少なくとも２つの電流比を決定するようになっている注入処理制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の注入処理制御装置において、前記論理は、前記少なくとも２つの電流比からの補間に基づいて、又は前記少なくとも２つの電流比に基づく計算に基づいて残りの電流比を決定するようになっている注入処理制御装置。
【請求項８】
複数の異なる波形を不均一走査モード中に適用して、走査方向に沿うイオンビームの走査を生成する、ビームスキャナであって、前記複数の異なる波形のうちの所定の波形が複数の走査セグメントを有し、第１の走査セグメントが第１の走査レートを有し、第２の走査セグメントが前記第１の走査レートとは異なる第２の走査レートを有する、ビームスキャナと、
該ビームスキャナに結合された走査調整構成要素と、
命令を有する少なくとも１つのコンピュータ可読媒体であって、前記命令により、実行時に、前記走査調整構成要素が
前記走査方向に沿う前記イオンビームに対するビーム幅を受け、
前記ビームスキャナに対し適用する走査モードの選択を受け、
該選択が不均一走査モードであるとともにしきい値を超える場合に、前記複数の異なる波形のうちの少なくとも２つの異なる波形に対し測定した前記イオンビームの積分電流に基づいて、複数の電流比を決定する
ようにするコンピュータ可読媒体と、
を具える注入処理制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の注入処理制御装置において、前記少なくとも１つのコンピュータ可読媒体は命令を有し、該命令により、実行時に、前記走査調整構成要素が前記しきい値を超える時を決定するようにし、前記しきい値はＨＷ＝Ｄ＋Ｃにより与えられており、ＨＷは、前記イオンビームの前記走査方向に沿う前記イオンビームの半値幅に等しく、Ｄは、基板のエッジと前記基板の走査中における電流検出器との間の最小距離に等しく、Ｃは、前記基板のエッジが前記電流検出器から前記最小距離に位置している際に、前記基板の前記エッジと前記イオンビームにより処理すべき目標領域のエッジとの間の距離を表している注入処理制御装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の注入処理制御装置において、前記少なくとも１つのコンピュータ可読媒体は命令を有し、該命令により、実行時に、前記走査調整構成要素が前記複数の異なる波形のうちの少なくとも１つの波形に対するマクロスキャン係数を調整する調整信号を発生するようにし、前記マクロスキャン係数の調整には、前記第１の走査セグメントと前記第２の走査セグメントとの間の相対走査速度を変えることなく、前記イオンビームが所定の走査ライン上を走査する全持続時間の調整が含まれているようにした注入処理制御装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の注入処理制御装置において、前記複数の異なる波形が少なくとも３つの異なる波形を有し、前記複数の電流比が少なくとも３つの電流比を有し、前記少なくとも１つのコンピュータ可読媒体は命令を有し、該命令により、実行時に、前記走査調整構成要素が前記少なくとも２つの異なる波形に対して測定した前記イオンビームの積分電流に基づいて少なくとも２つの電流比を決定するようになっている注入処理制御装置。
【請求項１２】
請求項８に記載の注入処理制御装置において、該注入処理制御装置が更に、前記少なくとも２つの異なる波形に対し前記測定したイオンビームの積分電流を検出する閉ループ電流検出器を具えており、前記少なくとも１つのコンピュータ可読媒体は命令を有し、該命令により、実行時に、前記走査調整構成要素が
前記閉ループ電流検出器により測定された積分電流対基準電流の最小比を有する最小電流比を受け、
前記閉ループ電流検出器により測定された積分電流対基準電流の最大比を有する最大電流比を受け、
前記最小電流比及び前記最大電流比に基づいて前記複数の異なる波形のうちの少なくとも１つの追加の波形に対する少なくとも１つの追加の電流比を決定する
ようにした注入処理制御装置。
【請求項１３】
請求項１０に記載の注入処理制御装置において、前記少なくとも１つのコンピュータ可読媒体は命令を有し、該命令により、実行時に、前記走査調整構成要素が前記調整信号の発生後に注入処理を開始する信号を送信するようにした注入処理制御装置。
【請求項１４】
イオンビームを発生するイオン源と、
複数の異なる波形を不均一走査モード中に適用して、走査方向に沿う前記イオンビームの走査を生成する、ビームスキャナであって、前記複数の異なる波形のうちの所定の波形が複数の走査セグメントを有し、第１の走査セグメントが第１の走査レートを有し、第２の走査セグメントが前記第１の走査レートとは異なる第２の走査レートを有する、ビームスキャナと、
基板領域の外部の前記イオンビームを捕捉するように配置されているとともに、所定の波形に対して測定した前記イオンビームの積分電流を記録するように構成された、電流検出器と、
前記ビームスキャナに結合されており、前記走査方向に沿う前記イオンビームのビーム幅がしきい値を超える時を決定するとともに、前記不均一走査モードで動作している際に、前記複数の異なる波形のうちの少なくとも２つの異なる波形に対して前記測定したイオンビームの積分電流に基づいて、複数の電流比を決定する、論理を有する、走査調整構成要素と、
を具えるイオン注入装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載のイオン注入装置において、前記電流検出器が閉ループファラデー電流検出器を有し、前記イオン注入装置が更に、
前記走査方向に対し垂直な方向で基板を走査する基板スキャナと、
前記基板に対して中央位置に配置され、基準電流を収集するプロファイル電流検出器と、
を具え、前記複数の電流比は、前記複数の異なる波形に対して、基準電流に対する閉ループファラデー電流検出器により検出された電流の比から決定するようになっているイオン注入装置。
【手続補正２】
【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】注入処理制御装置及びイオン注入装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
一実施態様では、注入処理制御装置は、複数の異なる波形を不均一走査モード中に適用して、走査方向に沿うイオンビームの走査を生成する、ビームスキャナであって、前記複数の異なる波形のうちの所定の波形が複数の走査セグメントを有し、第１の走査セグメントが第１の走査レートを有し、第２の走査セグメントが前記第１の走査レートとは異なる第２の走査レートを有する、ビームスキャナと、基板領域の外部の前記イオンビームを捕捉するように配置されているとともに、所定の波形に対して測定した前記イオンビームの積分電流を記録するように構成された、電流検出器と、前記ビームスキャナに結合されており、前記走査方向に沿う前記イオンビームのビーム幅がしきい値を超える時を決定するとともに、前記不均一走査モードで動作している際に、前記複数の異なる波形のうちの少なくとも２つの異なる波形に対して前記測定したイオンビームの積分電流に基づいて、複数の電流比を決定する、論理を有する、走査調整構成要素と、を含むことができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
イオン注入装置１００は更に、基板１１６に与えられるビーム電流を監視するために、閉ループファラデー（ＣＬＦ）電流検出器のような電流検出器１１８を具えている。この電流検出器１１８は基板領域１１９の外側のイオンビームを捕捉するように配置されており、この電流検出器１１８はイオンビーム１０４の走査中に測定された積分電流を記録するように構成することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
参考のために言及するが、不均一なイオン注入のために構成された既知のイオン注入装置によれば、走査信号を発生する波形を適用して走査スポットビームを基板に供給することができる。この波形は、基板の様々な部分に与えるべき異なる走査レートを表す複数の走査セグメントを有するようにしうる。例えば、単一の走査ラインに対し十数個の走査セグメントを与えることができる。走査スポットビームにより基板を目標とする領域に亘って覆うために、イオンビームを複数の走査に対してＸ方向に走査する走査波形が与えられている間に、基板をＹ方向に沿って走査するようにしうる。ある場合には、複数の異なる波形を発生させて複数の異なる不均一走査が基板を横切るように適用され、これにより不均一のイオン注入の目標パターンを生成するようにしうる。注入に際して適切なイオンドーズ量を確実に基板に与えるために、基板付近に配置した電流モニタにより電流測定を実行するようにしうる。ある場合には、図１に示す且つ以下で図２に示すように基板位置の外部に閉ループファラデー（ＣＬＦ）電流検出器を配置することができ、この電流検出器がイオンビームを捕捉するとともに、イオンビームがＸ方向に沿って走査される際の積分電流を測定するのに用いるようにしうる。積分電流は、∫I(t)dtとして表すことができる。ここで、Ｉは所定のタイムスパンに対して測定されるイオンビームから得られる所定の電流を表す。この積分電流は、プロファイル電流検出器、特にプロファイルファラデー（ＰＦ）電流測定検出器であって積分ＰＦ電流に対する積分ＣＬＦ電流の比を決定するためのこのプロファイルファラデー電流測定検出器のようなモニタにより測定された積分電流に匹敵しうる。ＰＦ電流測定検出器は、例えば、基板の中央位置に相当する個所に配置することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明の実施形態によれば、ＣＬＦ電流のような閉ループ電流をより一層能動的に測定し、それにより、スポットビームの走査を調整する技術を提供することにより、不均一なイオン注入を制御する既知の手段を改善するようにする。種々の実施形態においては、波形パターンにおける大きな変化に対し積分ＣＬＦ電流を測定し、残りの波形に対し補間又は計算を適用するようにすることができる。この手法では、ＰＦ電流測定検出器からの積分電流を再測定する必要はない。この場合、波形パターンに対する大きな変化に対しＣＬＦ／ＰＦ電流比のような電流比を得ることができる。その理由は、これらの大きな変化に際しＣＬＦ電流が測定される為である。一般的に、動作中に、２つの電流比を決定することができたり、３つの電流比を決定することができたり、以下同様である。これらの電流比には、最大電流比、又は最小電流比、又は追加の電流比を含めることができ、最小電流比は閉ループ電流検出器により測定された積分電流対基準電流の最小比を有し、最大電流比は閉ループ電流検出器により測定された積分電流対基準電流の最大比を有し、少なくとも１つの追加の電流比等々がある。この手法は、例えば、一例では最小ＣＬＦ／ＰＦ電流比、最大ＣＬＦ／ＰＦ電流比及び平均ＣＬＦ電流比を発生する方式の波形パターンに対し採用することができるが、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。
【手続補正７】
【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】
ＣＬＦ電流検出器２０４は、図２に示すように、イオンビーム２０８が基板２００の左側に向けて走査される際にこのイオンビーム２０８を捕捉するために基板２００の外側に設けられている。このＣＬＦ電流検出器２０４は、イオンビーム２０８が例えば左から右に掃引する際の積分ビーム電流を測定しうる。このＣＬＦ電流検出器２０４は、点Ｐにおける基板２００のエッジがこのＣＬＦ電流検出器２０４に隣接した際に最小距離Ｄだけ分離するようにしうる。基板２００をＹ軸に沿って走査する場合、この最小点Ｐは、基板２００の中心とＣＬＦの中心とが同じＹ座標を占める点を表すことができる。更に図２に示しているように、距離Ｃは、（点Ｐにおける）基板２００のエッジと、目標とする領域２０２のエッジとの間の距離を表している。Ｘ方向に沿うイオンビーム２０８の半値幅（ＨＷ）がＤ＋Ｃよりも小さい基準をこのイオンビーム２０８のビーム寸法が満足する場合、このイオンビーム２０８がＣＬＦ電流検出器２０４を横切って掃引する際に得られる積分電流は、基板２００が例えばＹ方向に沿って走査される際にイオンビーム２０８に適用される全ての走査ラインに対して間違いなく同じであると仮定しうる。換言すれば、この基準が満足されると、イオンビーム２０８は、掃引速度の変化（マイクロスロープ）をもたらす所定の波形内の変化が適用される場合のある第１の位置でＣＬＦ電流検出器により捕捉されない。この状況では、ＣＬＦ電流検出器２０４が受ける積分電流は全ての走査ラインに対し同じである。Ｄを３５mmとした一例では、イオンビーム２０８の半値幅は、イオンビーム２０８が波形における変化中にＣＬＦ電流検出器に当ることのない状態で３５mm＋Ｃ（mm）の値までの範囲としうる。Ｃの値を例えば１０mmとする場合には、イオンビーム２０８のＨＷは４５mmまでの範囲としうる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
イオンビーム２０８がＸ方向に沿って（Ｄ＋Ｃ）の２倍よりも広い場合には、イオンビーム２０８の左側エッジが、このイオンビーム２０８の掃引レートが変化し始める際に依然としてＣＬＦ電流検出器に当るおそれがある。換言すれば、走査速度における基板上の遷移が生じるおそれがある第１の位置にイオンビーム２０８のビーム中心が位置し、イオンビーム２０８の左側部分が依然としてＣＬＦ電流検出器２０４に当るおそれがある。この状況を以下においてより一層詳細に説明にする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
特に図３Ａ及び図３Ｂを参照するに、これらの図には本発明の実施形態による２つの異なるモードで走査するイオンビームの動作に対する例を示してある。図３Ａには、基板３００をＹ方向に沿って走査するとともに、イオンビーム３０４をＸ方向に沿って走査する例を示している。この図３Ａには、基板３００をＣＬＦ電流検出器２０４に対してＹ方向に沿う２つの異なる位置に位置させる２つの異なる場合を示している。特に、ＣＬＦ電流検出器２０４を基板３００に対して２つの異なる位置に示しているが、ＣＬＦ電流検出器２０４は、基板３００をＹ軸に沿って走査する際に固定させることができる。図３Ａに示すように、時間Ｔ１では幅Ｗ１を有するイオンビーム３０４がＸ方向に沿って走査ラインＪ上を走査する。時間Ｔ１では、ＣＬＦ２０４に対するＹ方向に沿う基板３００の相対位置は、ＣＬＦ電流検出器２０４を基板３００のエッジＥ１から充分に離間させる配置となるようにする。従って、イオンビーム３０４を目標とする領域３０２上で走査し始めるようにする際に、イオンビーム３０４に与える波形が掃引速度を変化させる場合に、イオンビーム３０４はＣＬＦ電流検出器２０４内の検出器スリットにより捕捉されない。時間Ｔ２では、イオンビーム３０４は、ＣＬＦ電流検出器２０４が基板３００のエッジＥ２からより僅かな距離だけ離間している、すなわち基板がＹ方向に沿って走査する際に基板３００のエッジとＣＬＦ電流検出器２０４との間が最小間隔となっている、走査ラインＩ上を走査するものである。図３Ａに示す場合では、イオンビーム３０４は目標とする領域３０２上に入るものとみなされる。この時点で、走査ラインＩ上に適用される波形により、掃引速度における変化が引き起こされるものとする場合でも、イオンビーム３０４はＣＬＦ電流検出器２０４内の検出器スリットによりもはや捕捉されない。従って、イオンビーム３０４の如何なる走査ラインに対しても、イオンビーム３０４が目標とする領域３０２上に位置する間にイオンビーム３０４の掃引速度における何らかの変化が生じるが、イオンビーム３０４の如何なる部分からの電流もＣＬＦ電流検出器２０４により検出されない。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
次に図３Ｂを参照するに、イオンビーム３０６がＸ方向に沿って走査されている間に、基板３００をＹ方向に沿って走査する例を図示している。この図３Ｂでは、ＣＬＦ電流検出器２０４に対するＹ方向に沿う２つの異なる位置に基板３００を配置する２つの異なる場合も図示してある。本例では、イオンビーム３０６がＸ方向においてＷ１よりも大きい幅Ｗ２を有している。
【手続補正１１】
【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】
時間Ｔ３では、ＣＬＦ電流検出器２０４に対するＹ方向に沿う基板３００の相対位置はＣＬＦ電流検出器２０４を基板３００のエッジＥ３から離間させた状態に配置している。従って、イオンビーム３０６が目標とする領域３０２上を走査し始める際に、イオンビーム３０６に適用される波形が掃引速度の変化を生ぜしめると、ビームは完全にＣＬＦ電流検出器２０４から離れる。時間Ｔ４では、上述したように、ＣＬＦ電流検出器２０４が基板３００のエッジＥ４からより僅かな距離だけ離間している走査ラインＩ上を走査する。この状況では、イオンビーム３０６の幅を大きくする、すなわち幅をＷ２にすることと、ＣＬＦ電流検出器２０４をエッジＥ４に近接させることとの組合せにより、図３Ｂに示す状態が得られるようにしうる。特に、イオンビーム３０６は、このイオンビーム３０６が目標とする領域３０２に入るものとみなされる場合で示してある。同時に、イオンビーム３０６の一部は依然としてＣＬＦ電流検出器２０４により捕捉される。この場合に又はその僅かに後に走査ラインＩ上に適用される波形が走査速度に変更を生ぜしめると、イオンビーム３０６がＣＬＦ電流検出器２０４から離れるように走査する時間までに、ＣＬＦ電流検出器２０４で検出される積分電流は走査ラインＪに対して検出される積分電流とは異なるようになる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
不均一走査を適用する必要がないか、又はイオンビームが大きくないか、又はこれらの双方の場合、流れ図はブロック４１２に進む。このブロック４１２では、ＰＦ電流測定検出器又はこれと同様な検出器で測定した積分電流に対するＣＬＦ電流検出器のような検出器における積分電流の１つの比を決定する。その後、流れ図はブロック４１４に進み、このブロックで注入処理が開始される。この状況で、注入処理には、均一な走査モードを、又はこれに代えてイオンビームが大きいものとみなされない不均一な走査モードを含めることができる。基板を露光するために不均一走査が適用され且つイオンビームが大きいものとみなされる場合には、流れ図がブロック４０８に進み、このブロックで最小ＣＬＦ／ＰＦ電流比、最大ＣＬＦ／ＰＦ電流比及び平均ＣＬＦ／ＰＦ電流比を処方の異なる波形に対して測定して不均一走査を生成するようにしうる。例えば、最小のＣＬＦ／ＰＦ電流比は最小の積分電流を発生する波形等から決定しうる。これらの測定は、波形中の大きな変化に対しＣＬＦ電流検出器で検出される積分電流を測定することにより実行しうる。異なる実施形態では、所定の比を得るために、ＣＬＦ電流検出器で測定された異なる積分電流を、ＰＦ電流測定検出器により決定されたような、予め測定された積分電流又は基準積分電流と比較するようにしうる。その後、流れ図はブロック４１０に進む。このブロック４１０では、処方の残りの波形に対して比の補間又は計算を実行しうる。例えば、選択した波形に対してほんの少数の積分電流測定を実行しうるが、これらの電流測定を用いて処方の多くの他の波形に対して必要とするような多くの他の比を生成するようにしうる。その後、流れ図がブロック４１４に進む。
【手続補正１３】
【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】
本発明の実施形態により得られる利点には、ビーム幅が大きくて、イオンビームが基板の目標領域を処理している際にＣＬＦ電流検出器のような検出器にオーバーラップする場合に、不均一な注入処理を基板に適用する機能を含む。他の利点は、イオンビームのビーム幅に拘らず、基板を回転させる必要なしに不均一処理を実行する機能である。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2018516434.tif 000001
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2018516434.tif 000002