離子注入裝置及離子注入方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠廣泛使用的離子注入裝置及離子注入方法。本發(fā)明的離子注入裝置（100）具備用于從離子源（102）向注入處理室（106）輸送離子的射束線裝置（104）。注入處理室（106）具備對射束照射區(qū)域（105）機械式地掃描被處理物（W）的物體保持部（107）。射束線裝置（104）能夠在適合輸送用于向被處理物（W）進行高劑量注入的低能量/高電流射束的第1注入設定結構（S1）或適合輸送用于向被處理物（W）進行低劑量注入的高能量/低電流射束的第2注入設定結構（S2）下作動。在第1注入設定結構（S1）和第2注入設定結構（S2）中，射束線中成為基準的射束中心軌道自離子源（102）至注入處理室（106）相同。
【專利說明】離子注入裝置及離子注入方法
【技術領域】
[0001]本申請主張基于2012年11月13日申請的日本專利申請第2012-249662號的優(yōu)先權。其申請的全部內容通過參考援用于本說明書中。
[0002]本發(fā)明涉及一種離子注入，更詳細而言，涉及一種離子注入裝置及離子注入方法?！颈尘凹夹g】
[0003]在一種離子注入裝置中連接有離子源及其電源，以使具有較小射束電流量的離子束從離子源引出(例如，參考專利文獻I)。該裝置中能夠改變離子源和電源的連接，以使具有較大射束電流量的尚子束從尚子源引出。
[0004]另一種離子注入裝置具有離子源、加速管及連接它們的電源的電氣電路，以使以較高的離子能量向靶注入離子(例如參考專利文獻2)。該電氣電路上設有用于切換連接的選擇開關，以便在離子能量較低時也能夠注入離子。
[0005]專利文獻1:日本特開昭62-122045號公報
[0006]專利文獻1:日本特開平1-149960號公報
[0007]如上所述嘗試稍微擴大離子注入裝置的運轉范圍。但就超過現(xiàn)有類型的運轉范圍的擴張而言，幾乎沒有可行性建議。
[0008]離子注入裝置通常被分為高電流離子注入裝置、中電流離子注入裝置及高能量離子注入裝置這3個類型。實際應用中所需的設計上的要件按類型有所不同，因此一種類型的裝置與另一種類型的裝置，例如關于射束線，可具有大不相同的結構。因此，認為在離子注入裝置的用途(例如半導體制`造工藝)上，類型不同的裝置不具有互換性。即，在一種特定離子注入處理中選擇使用特定類型的裝置。由此，為了進行各種離子注入處理，可能需要具備多種離子注入裝置。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的一種方式所例示的目的之一為提供一種能夠廣泛使用的離子注入裝置及離子注入方法，例如，以I臺離子注入裝置實現(xiàn)高電流離子注入裝置及中電流離子注入裝置這兩臺裝置的作用的離子注入裝置及離子注入方法。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一種方式，提供一種離子注入裝置，其中，該離子注入裝置具備--離子源，生成離子并作為離子束引出；注入處理室，用于向被處理物注入所述離子；及射束線裝置，提供用于從所述離子源向所述注入處理室輸送所述離子束的射束線，所述射束線裝置供給在所述注入處理室具有超過所述被處理物的寬度的射束照射區(qū)域的所述離子束，所述注入處理室具備機械式掃描裝置，該機械式掃描裝置對所述射束照射區(qū)域機械式地掃描所述被處理物，所述射束線裝置根據(jù)注入條件在多個注入設定結構中的任一個結構下動作，所述多個注入設定結構包括第I注入設定結構及第2注入設定結構，其中，第I注入設定結構適合輸送用于向所述被處理物進行高劑量注入的低能量/高電流射束，第2注入設定結構適合輸送用于向所述被處理物進行低劑量注入的高能量/低電流射束，所述射束線裝置構成為，在所述第I注入設定結構和所述第2注入設定結構下，所述射束線中成為基準的射束中心軌道自所述離子源至所述注入處理室相同。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一種方式，提供一種離子注入裝置，其具備:離子源，生成離子并作為離子束引出；注入處理室，用于向被處理物注入所述離子；及射束線裝置，提供用于從所述離子源向所述注入處理室輸送所述離子束的射束線，其中，所述離子注入裝置構成為協(xié)同所述被處理物的機械掃描對所述被處理物照射所述離子束，所述射束線裝置根據(jù)注入條件在多個注入設定結構中的任一結構下動作，所述多個注入設定結構包括第I注入設定結構及第2注入設定結構，其中，第I注入設定結構適合輸送用于向所述被處理物進行高劑量注入的低能量/高電流射束，第2注入設定結構適合輸送用于向所述被處理物進行低劑量注入的高能量/低電流射束，所述射束線裝置在所述第I注入設定結構和所述第2注入設定結構下構成為，所述射束線中成為基準的射束中心軌道自所述離子源至所述注入處理室相同。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一種方式，提供一種離子注入方法，其中，具備如下工序:關于射束線裝置，在包含適合輸送用于向被處理物進行高劑量注入的低能量/高電流射束的第I注入設定結構和適合輸送用于向所述被處理物進行低劑量注入的高能量/低電流射束的第2注入設定結構的多個注入設定結構中選擇符合所給的離子注入條件的任一個注入設定結構；在所選注入設定結構下使用所述射束線裝置，沿著射束線中成為基準的射束中心軌道自離子源至注入處理室輸送離子束；及協(xié)同所述被處理物的機械掃描向所述被處理物照射所述離子束，成為所述基準的射束中心軌道在所述第I注入設定結構和所述第2注入設定結構下相同。
[0013]另外，在方法、裝置、系統(tǒng)、程序等之間相互置換以上構成要件的任意組合或本發(fā)明的構成要件和表現(xiàn)形式，作為本發(fā)明的方式同樣有效。
[0014]發(fā)明效果:
[0015]根據(jù)本發(fā)明能夠提供一種能夠廣泛使用的離子注入裝置及離子注入方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為針對幾種典型的離子注入裝置，示意地表示能量及劑量的范圍的圖。
[0017]圖2為概略表示本發(fā)明的一種實施方式所涉及的離子注入裝置的圖。
[0018]圖3為概略表示本發(fā)明的一種實施方式所涉及的離子注入裝置的圖。
[0019]圖4為表示本發(fā)明的一種實施方式所涉及的離子注入方法的流程圖。
[0020]圖5 (a)為表示本發(fā)明的一種實施方式所述涉及的離子注入裝置的概略結構的俯視圖，圖5 (b)表示本發(fā)明的一種實施方式所涉及的離子注入裝置的概略結構的側視圖。
[0021]圖6為概略表示本發(fā)明的一種實施方式所涉及的離子注入裝置的電源結構的圖。
[0022]圖7為概略表示本發(fā)明的一種實施方式所涉及的離子注入裝置的電源結構的圖。
[0023]圖8 (a)為表示本發(fā)明的一種實施方式所涉及的離子注入裝置中的電壓的圖，圖
8(b)為表示本發(fā)明的一種實施方式所涉及的離子注入裝置中的能量的圖。
[0024]圖9 (a)為表示本發(fā)明的一種實施方式所涉及的離子注入裝置中的電壓的圖，圖
9(b)為表示本發(fā)明的一種實施方式所涉及的離子注入裝置中的能量的圖。
[0025]圖10為表示本發(fā)明的實施方式所涉及的離子注入方法的流程圖。[0026]圖11為針對本發(fā)明的一種實施方式所涉及的離子注入裝置，示意地表示能量及劑量的范圍的圖。
[0027]圖12為針對本發(fā)明的一種實施方式所涉及的離子注入裝置，示意地表示能量及劑量的范圍的圖。
[0028]圖13為用于說明使用典型性離子注入裝置的圖。
[0029]圖14為用于說明使用本發(fā)明的一種實施方式所涉及的離子注入裝置的圖。
[0030]圖中:100-離子注入裝置，102-離子源，104-射束線裝置，105-射束照射區(qū)域，106-注入處理室，112-能量調整系統(tǒng)，116-控制部，124-射束電流調整要件，S1-第I射束線設定，S2-第2射束線設定，W-被處理物。
【具體實施方式】
[0031]以下，參考附圖對用于實施本發(fā)明的方式進行詳細說明。另外，在【專利附圖】

【附圖說明】中，對于相同的要件附加相同的符號，并適當省略重復說明。并且，以下所述結構為示例，并不對本發(fā)明的范圍做任何限定。例如，以下，作為進行離子注入的物體以半導體晶片為例進行說明，但也可以是其他物質或部件。
[0032]首先，對達到后述本申請發(fā)明的實施方式的過程進行說明。離子注入裝置根據(jù)應構筑在加工物內的所需的特性，能夠選擇所注入的離子種類，并設定其能量及劑量。通常，離子注入裝置根據(jù)所注入的離子的能量及劑量范圍被分為幾個類型。代表性的類型有高劑量高電流離子注入裝置(以下稱為HC)、中劑量中電流離子注入裝置(以下稱為MC)、及高能量離子注入裝置(以下稱為HE)。
[0033]圖1為示意地表示典型序列式高劑量高電流離子注入裝置(HC)、序列式中劑量中電流離子注入裝置(MC)、序列式高能量離子注入裝置(HE)的能量范圍及劑量范圍。圖1中橫軸表示劑量，縱軸表示能量。其中，所謂劑量是指每單位面積(例如cm2)中注入離子(原子)的個數(shù)，通過離子電流的時間積分獲得的所注入的物質的總量。通過離子注入給予的離子電流通常以mA或μΑ表示。劑量有時也被稱為注入量或劑量。圖1中，分別以符號Α、Β、C表示HC、MC、HE的能量及劑量范圍。這些均在每次注入時不同注入條件(也稱為制法)所需的注入條件的集合范圍內，并表示考慮實際所能允許的生產(chǎn)率而與注入條件(制法)相匹配的實際合理的裝置結構類型。圖示各范圍表示能夠由各類型的裝置處理的注入條件(制法)范圍。劑量表示估計實際處理時間時的粗略值。
[0034]HC用于0.1?IOOkeV左右的較低能量范圍且I X IO14?I X 1017atoms/cm2左右的高劑量范圍的離子注入。MC用于3?500keV左右的中等能量范圍且IXlO11?lX1014atoms/cm2左右的中等程度的劑量范圍的離子注入。HE用于IOOkeV?5MeV左右的較高能量范圍且IXIOiq?lX1013atoms/cm2左右的低劑量范圍的離子注入。由此，由HC、MC、HE分擔對于能量范圍達到5位數(shù)左右,對于劑量范圍達到7位數(shù)左右的更廣泛的注入條件的范圍。但是，這些能量范圍或劑量范圍為典型性例子，并不嚴謹。并且，注入條件的給予方式并不限于劑量及能量，而很多樣。注入條件可以根據(jù)射束電流值(射束的剖面的分布中以電流表示面積積分射束量的值)、吞吐量、注入均勻性等來設定。
[0035]一種用于進行離子注入處理的注入條件包含能量及劑量的特定值，因此在圖1中能夠以一個個點來表示。例如，注入條件a具有一種高能量及一種低劑量的值。注入條件a處于MC的運轉范圍且HE的運轉范圍，因此能夠利用MC或HE進行處理。注入條件b為中等程度的能量/劑量，能夠以HC、MC、HE中的任一種進行處理。注入條件c為中等程度的能量/劑量，能夠以HC或MC進行處理。注入條件d為低能量/高劑量，只能以HC進行處理。
[0036]離子注入裝置在半導體設備的生產(chǎn)中是必不可少的機器，其性能和生產(chǎn)率的提高對于設備制造商而言具有重要意義。設備制造商從這些多個離子注入裝置類型中選擇能夠實現(xiàn)所要制造的設備所需的注入特性的裝置。此時，設備制造商考慮最佳的制造效率的實現(xiàn)、裝置的總成本等各種情況，來決定各類型的裝置的數(shù)量。
[0037]考慮一下如下情形，即一種類型的裝置以較高的運行率使用，另一類型的裝置的處理能力比較有富余。此時，嚴格來講每個類型的注入特性都不同，因此若為了獲得所需的設備不能以后述裝置代替前述裝置來使用，則前述裝置的故障會在生產(chǎn)工序上遇到難關，由此有損于整體生產(chǎn)率。通過事先估測故障率并基于此決定臺數(shù)結構,某種程度上能夠避免這種問題。
[0038]要制造的設備隨著需求的變化或技術的改進而變化，由于所需裝置的臺數(shù)結構變化而產(chǎn)生裝置缺損或閑置裝置，使得裝置的運用效率下降。通過預測未來產(chǎn)品的發(fā)展趨勢并反映到臺數(shù)結構，在某種程度上能夠避免這種問題。
[0039]即使能夠用另一類型的裝置代替，裝置的故障或制造設備的變化也能夠給設備制造商帶來制造效率低下或浪費投資的后果。例如，至今為止，主要以中電流離子注入裝置進行處理的制造工藝，有時因改變制造設備而以高電流離子注入裝置進行處理。如此一來，高電流離子注入裝置的處理能力變得不夠，而中電流離子注入裝置的處理能力變得多余。若變更后的狀態(tài)在以后的長時間內不會變化則有希望通過采取購買新型高電流離子注入裝置及出售所擁有的中電流離子注入裝置的措施，能夠改善裝置的運用效率。然而，頻繁地改變工藝或難以預測這種改變時，會給生產(chǎn)造成影響。
[0040]實際上，無法直接用另一類型的離子注入裝置代用為了制造一種設備而以一種類型的離子注入裝置來進行的工藝。這是因為需要配合離子注入裝置上的設備特性來進行工作。即，在新的離子注入裝置中以相同的離子種類、能量、劑量執(zhí)行工藝而獲得的設備特性會大大背離由以前的離子注入裝置所獲得的設備特性。由于除離子種類、能量、劑量以外的諸多條件，例如，射束電流密度(即劑量率)、注入角度、注入?yún)^(qū)域的重涂方法等也影響設備特性。通常，類型不同時裝置結構也不同，因此即使統(tǒng)一離子種類、能量及劑量，也無法使影響設備特性的其他條件自動一致。這些諸多條件有賴于注入方式。注入方式例如有，射束與加工物之間的相對移動方式(例如，掃描射束、帶狀束、二維晶片掃描等)或，以后敘述的批量式和序列式類別等。
[0041]此外，高劑量高電流離子注入裝置和高能量離子注入裝置為批量式，中劑量中電流離子注入裝置為序列式，大致分為這兩類，這就拉大了裝置之間的差距。批量式大多為一次性對多個晶片進行處理的方式，這些晶片例如配置在圓周上。序列式為逐一處理晶片的方式，也被稱為單晶片式。另外，高劑量高電流離子注入裝置和高能量離子注入裝置有時會米用序列式。
[0042]另外，對于批量式高劑量高電流離子注入裝置的射束線，根據(jù)基于高劑量高電流射束特性的射束線設計上的要求，典型地制作成比序列式的中劑量中電流離子注入裝置更短。這是為了在高劑量高電流射束線設計中，抑制因低能量/高射束電流條件下的離子束的發(fā)散引起的射束損失。尤其是為了通過包括形成射束的離子相互排斥的帶電粒子，來減少向徑向外側擴大的趨勢，即所謂的射束放大。與高劑量高電流離子注入裝置為序列式時相比，這種設計上的必要性在為批量式時更為顯著。
[0043]之所以將序列式的中劑量中電流離子注入裝置的射束線制作地相對較長，是為了離子束的加速及射束成型。在序列式中劑量中電流離子注入裝置中，頗具運動量的離子進行高速移動。這些離子穿過一個或幾個追加到射束線的加速用間隙，由此運動量得到增加。此外，在修改頗具運動量的粒子的軌道時，為了充分施加聚焦力，必須相對加長聚焦部。
[0044]高能量離子注入裝置中采用線性加速方式或串聯(lián)加速方式，因此與高劑量高電流離子注入裝置或中劑量中電流離子注入裝置的加速方式具有本質上的區(qū)別。這種本質上的差異在高能量離子注入裝置為序列式或批量式時均相同。
[0045]如此，離子注入裝置HC、MC、HE因類型的不同其射束線的形式或注入方式也不同，并作為各自完全不同的裝置被人們所知。類型相異的裝置間的結構上的差異被認為是不可避免的。如HC、MC、HE—樣，在不同形式的裝置之間對設備特性所造成的影響進行考慮的工藝互換性未得到保證。
[0046]因此，期待具有比現(xiàn)有類型的裝置更廣泛的能量范圍和/或劑量范圍的離子注入裝置。尤其期待不改變注入裝置的形式，就能夠以現(xiàn)有的至少包括2個類型的廣泛的能量及劑量進行注入的離子注入裝置。
[0047]并且，近年來所有注入裝置均采用序列式逐漸成為主流。因此，期待具有序列式機構且具有廣泛的能量范圍和/或劑量范圍的離子注入裝置。
[0048]此外，與HE采用本質上不同的加速方式相比，HC和MC在具備以直流電壓使離子束加速或減速的射束線這一點上相通。因此，HC和MC的射束線有可能通用。因此，期待能夠以I臺機實現(xiàn)HC和MC這兩臺機的作用的離子注入裝置。
[0049]能夠在這種廣泛的范圍內運轉的裝置有利于改善設備制造商的生產(chǎn)率或運用效率。
[0050]另外，中劑量中電流離子注入裝置(MC)與高劑量高電流離子注入裝置(HC)相比能夠在高能量范圍且低劑量范圍運轉，因此在本申請中有時被稱為低電流離子注入裝置。同樣，針對中劑量中電流離子注入裝置(MC)，有時將能量及劑量分別稱為高能量及低劑量?；蛘哚槍Ω邉┝扛唠娏麟x子注入裝置(HC)，有時將能量及劑量分別稱為低能量及高劑量。但是在本申請中這種表達方式并不是僅對中劑量中電流離子注入裝置(MC)的能量范圍及劑量范圍作出限定，可根據(jù)上下文如字面意思表示“一種較高(或較低)能量(或劑量)的范圍”。
[0051]圖2為示意地表示本發(fā)明的一種實施方式所涉及的離子注入裝置100的圖。離子注入裝置100構成為根據(jù)所給的離子注入條件對被處理物W的表面進行離子注入處理。離子注入條件例如包括應注入到被處理物W的離子種類、離子的劑量及離子的能量。被處理物W例如為基板，例如為晶片。因此，以下說明中為方便起見有時將被處理物W稱為基板W，但這不是要將注入處理的對象限定在特定物體上。
[0052]離子注入裝置100具備離子源102、射束線裝置104、及注入處理室106。并且，離子注入裝置100還具備向離子源102、射束線裝置104及注入處理室106提供所需的真空環(huán)境的真空排氣系統(tǒng)(未圖示)。[0053]離子源102構成為生成應注入到基板W的離子。離子源102向射束線裝置104供給通過射束的電流調整用要件的一例即引出電極單元118從離子源102加速引出的離子束BI。以下，有時將其稱為初始離子束BI。
[0054]射束線裝置104構成為從離子源102向注入處理室106輸送離子。射束線裝置104提供用于輸送離子束的射束線。射束線是離子束的通道，也被稱為射束軌道的路徑。射束線裝置104對初始離子束BI進行包括例如偏轉、加速、減速、整形、掃描等在內的操作，由此形成離子束B2。以下，有時將其稱為注入離子束B2。射束線裝置104具備為了進行這種射束操作而排列的多個射束線構成要件。由此，射束線裝置104向注入處理室106供給注入尚子束B2。
[0055]注入離子束B2在垂直于射束線裝置104的射束輸送方向(或沿射束軌道方向)的面內具有射束照射區(qū)域105。射束照射區(qū)域105通常具有包含基板W的寬度的寬度。例如當射束線裝置104具備掃描斑點狀的離子束的射束掃描裝置時，射束照射區(qū)域105為沿著垂直于射束輸送方向的長邊方向而遍及掃描范圍延伸的細長照射區(qū)域。并且，當射束線裝置104具備帶狀束發(fā)生器時，射束照射區(qū)域105也同樣為沿著垂直于射束輸送方向的長邊方向延伸的細長照射區(qū)域。但是，該細長照射區(qū)域為該帶狀束的剖面。細長照射區(qū)域在長邊方向上比基板W的寬度(基板W為圓形時為直徑)長。
[0056]注入處理室106具備保持基板W以使基板W接收注入離子束B2的物體保持部107。物體保持部107構成為能夠向與射束線裝置104的射束輸送方向及射束照射區(qū)域105的長邊方向垂直的方向移動基板W。即，物體保持部107提供基板W的機械掃描。在本申請中，機械掃描與機械式掃描意思相同。另外，其中?！按怪狈较颉辈⒎侨绫绢I域技術人員所理解的那樣，被嚴格地僅限定為正交。“垂直方向”例如可包括在稍微朝上下方向傾斜地向基板W注入時的這種傾斜角度。
[0057]注入處理室106作為序列式的注入處理室構成。因此物體保持部107典型地保持I片基板W。但是，物體保持部107也可以構成為如批量式那樣具備保持多個(例如小型)基板的支承臺，通過直線往復移動該支承臺來進行該多個基板的機械掃描。另一實施方式中，注入處理室106也可以作為批量式的注入處理室構成。此時,例如物體保持部107可具備將多個基板W保持為在圓周上可旋轉的旋轉圓盤。旋轉圓盤可具備機械掃描。
[0058]圖3中示出射束照射區(qū)域105和與其相關的機械掃描的一例。離子注入裝置100構成為，能夠實施以并用斑點狀的離子束B2的一維射束掃描Sb和基板W的一維機械掃描Sm的混合式掃描方式進行的離子注入。在物體保持部107的側面設有射束計量儀130 (例如法拉第杯)，以在射束照射區(qū)域105重疊，其計量結果可提供到控制部116。
[0059]以此，射束線裝置104構成為將具有射束照射區(qū)域105的注入離子束B2供給到注入處理室106。射束照射區(qū)域105被形成為協(xié)同基板W的機械掃描遍及整個基板W而照射注入離子束B2。因此，通過基板W和離子束的相對移動能夠向基板W注入離子。
[0060]在另一實施方式中，離子注入裝置100被構成為，能夠實施并用帶狀離子束B2和基板W的一維機械掃描的帶狀束+晶片掃描方式進行的離子注入。帶狀束在均勻保持其橫寬的同時進行擴展，基板W以與帶狀束交叉的方式被掃描。另外，在另一實施方式中，離子注入裝置100也可以構成為，能夠實施以在固定斑點狀的離子束B2的射束軌道的狀態(tài)下二維機械掃描基板W的方式進行的離子注入。[0061]另外，離子注入裝置100并不限定在用于遍及基板W上的廣泛區(qū)域進行離子注入的特定注入方式。也可以是不使用機械掃描的注入方式。例如，離子注入裝置100可以構成為，能夠實施以在基板W上二維掃描斑點狀射束B2的二維射束掃描方式進行的離子注入?；蛘?，可以構成為，能夠實施以利用二維擴展的離子束B2的大尺寸射束方式進行的離子注入。該大尺寸射束在保持均勻性的同時擴展射束尺寸以達到基板尺寸以上，能夠一次性處理整個基板。
[0062]對于詳細內容后續(xù)再進行說明，離子注入裝置100能夠在高劑量注入用的第I射束線設定SI或低劑量注入用的第2射束線設定S2下運轉。因此，射束線裝置104在運轉過程中具有第I射束線設定SI或第2射束線設定S2。這2個設定被定為，在共同的注入方式下生成用于不同的離子注入條件的離子束。因此，在第I射束線設定SI和第2射束線設定S2下成為離子束B1、B2的基準的射束中心軌道相同。針對射束照射區(qū)域105，在第I射束線設定SI和第2射束線設定S2下也相同。
[0063]成為基準的射束中心軌道是指，在掃描射束的方式中，不掃描射束時的射束軌道。并且，為帶狀束時，成為基準的射束中心軌道相當于射束剖面的幾何中心的軌跡。
[0064]然而，能夠將射束線裝置104劃分為離子源102側的射束線上游部分和注入處理室106側的射束線下游部分。在射束線上游部分例如設有具備質譜分析磁鐵和質譜分析狹縫的質譜分析裝置108。質譜分析裝置108通過對初始離子束BI進行質譜分析而向射束線下游部分僅供給所需的離子種類。在射束線下游部分例如設有決定注入離子束B2的射束照射區(qū)域105的射束照射區(qū)域決定部110。
[0065]射束照射區(qū)域決定部110構成為，通過向入射的離子束(例如初始離子束BI)施加電場或磁場(或著這兩者)，出射具有射束照射區(qū)域105的離子束(例如注入離子束B2)。在一種實施方式中，射束照射區(qū)域決定部110具備射束掃描裝置和射束平行化裝置。對于這些射束線構成要件的示例，參考圖5后續(xù)進行說明。
[0066]另外，上述上游部分及下游部分的劃分只不過是為了便于說明射束線裝置104中構成要件的相對位置關系而談及，望能理解。因此，例如射束線下游部分的一種構成要件也可以配置在比注入處理室106更靠近離子源102的地方。相反時也同樣如此。因此，在一種實施方式中，射束照射區(qū)域決定部110可以具備帶狀束發(fā)生器和射束平行化裝置，帶狀束發(fā)生器也可以具備質譜分析裝置108。
[0067]射束線裝置104具備能量調整系統(tǒng)112和射束電流調整系統(tǒng)114。能量調整系統(tǒng)112構成為調整向基板W注入的能量。射束電流調整系統(tǒng)114構成為，為了在廣泛的范圍內改變向基板W注入的劑量，能夠在較大范圍內調整射束電流。射束電流調整系統(tǒng)114被設成(與其說是以質)以量調整離子束的射束電流。一種實施方式中，為了調整射束電流能夠利用離子源102的調整，此時，可以看做射束電流調整系統(tǒng)114具備離子源102。對于能量調整系統(tǒng)112及射束電流調整系統(tǒng)114的詳細內容以后進行敘述。
[0068]并且，離子注入裝置100具備控制部116，該控制部用于控制整個或一部分(例如整個或一部分射束線裝置104)離子注入裝置100?？刂撇?16構成為，從包含第I射束線設定SI和第2射束線設定S2的多個射束線設定中選擇任意一個，在所選射束線設定下運轉射束線裝置104。具體而言，控制部116根據(jù)所選擇的射束線設定來設定能量調整系統(tǒng)112及射束電流調整系統(tǒng)114，并控制能量調整系統(tǒng)112及射束電流調整系統(tǒng)114。另外，控制部116可以是用于控制能量調整系統(tǒng)112及射束電流調整系統(tǒng)114的專用控制裝置。
[0069]控制部116構成為，在包含第I射束線設定SI和第2射束線設定S2的多個射束線設定當中，選擇與所給離子注入條件相符的任一種射束線設定。第I射束線設定Si適合輸送用于向基板W進行高劑量注入的高電流射束。因此，控制部116例如在注入到基板W的所需離子劑量大致在IX IO14?I X 1017atomS/cm2的范圍時，選擇第I射束線設定SI。并且，第2射束線設定S2適合輸送用于向基板W進行低劑量注入的低電流射束。因此，控制部116例如在注入到基板W的所需離子劑量大致在IXlO11?I X 1014atomS/cm2的范圍時，選擇第2射束線設定S2。對于這些射束線設定的詳細內容，后續(xù)再敘。
[0070]能量調整系統(tǒng)112具備沿射束線裝置104配設的多個能量調整要件。這些多個能量調整要件配置在分別固定于射束線裝置104上的位置。如圖2所示，能量調整系統(tǒng)112例如具備3個調整要件，具體而言為上游調整要件118、中間調整要件120及下游調整要件122。這些調整要件分別具備以用于使初始離子束BI和/或注入離子束B2加速或減速的電場產(chǎn)生作用的方式構成的一個或多個電極。
[0071]上游調整要件118設在射束線裝置104的上游部分例如最上游部。上游調整要件118例如具備用于從離子源102向射束線裝置104引出初始離子束BI的引出電極系統(tǒng)。中間調整要件120設在射束線裝置104的中間部分，例如具備靜電式射束平行化裝置。下游調整要件122設在射束線裝置104的下游部分，例如具備加速柱/減速柱。下游調整要件122也可以具備配置在加速器/減速器的下游的角能量過濾器(AEF)。
[0072]并且，能量調整系統(tǒng)112具備用于上述能量調整要件的電源系統(tǒng)。對于此，參考圖6及圖7后續(xù)再敘。另外，可以在射束線裝置104上的任意位置設置任意個這些多個能量調整要件，不限于圖示的配置。并且，能量調整系統(tǒng)112也可以只具備I個能量調整要件。
[0073]射束電流調整系統(tǒng)114設在射束線裝置104的上游部分，具備用于調整初始離子束BI的射束電流的射束電流調整要件124。射束電流調整要件124構成為，當初始離子束BI通過射束電流調整要件124時切斷初始離子束BI的至少一部分。在一種實施方式中，射束電流調整系統(tǒng)114可具備沿射束線裝置104配設的多個射束電流調整要件124。并且，射束電流調整系統(tǒng)114也可以設在射束線裝置104的下游部分。
[0074]射束電流調整要件124具備可動部分，該可動部分用于調整與射束線裝置104的射束輸送方向垂直的離子束剖面的通過區(qū)域。通過該可動部分射束電流調整要件124構成具有限制初始離子束BI的一部分的寬度可變狹縫或形狀可變開口的射束限制裝置。并且，射束電流調整系統(tǒng)114具備連續(xù)或間斷地調整射束電流調整要件124的可動部分的驅動裝置。
[0075]射束電流調整要件124可以在具有可動部分的同時或代替該可動部分，具備各自具有多個不同面積和/或形狀的射束通過區(qū)域的多個調整部件(例如調整孔徑)。射束電流調整要件124構成為，能夠切換多個調整部件中配置在射束軌道上的調整部件。以此，射束電流調整要件124可以構成為階段性地調整射束電流。
[0076]如圖所示，射束電流調整要件124是不同于能量調整系統(tǒng)112的多個能量調整要件的另一射束線構成要件。通過分別設置射束電流調整要件和能量調整要件，能夠個別進行射束電流的調整和能量調整。由此，能夠提高每個射束線設定中的射束電流范圍及能量范圍的設定的自由度。[0077]第I射束線設定SI包括用于能量調整系統(tǒng)112的第I能量設定和用于射束電流調整系統(tǒng)114的第I射束電流設定。第2射束線設定S2包括用于能量調整系統(tǒng)112的第2能量設定和用于射束電流調整系統(tǒng)114的第2射束電流設定。第I射束線設定SI指向低能量且高劑量的離子注入，第2射束線設定S2指向高能量且低劑量的離子注入。
[0078]因此，第I能量設定被定為與第2能量設定相比更適合輸送低能量束。并且被定為第2射束電流設定下的離子束的射束電流小于第I射束電流設定下的離子束的射束電流。通過組合注入離子束B2的射束電流的調整和照射時間的調整能夠將所需劑量注入到基板I
[0079]第I能量設定包含決定能量調整系統(tǒng)112和其電源系統(tǒng)之間的連接的第I電源連接設定。第2能量設定包含決定能量調整系統(tǒng)112和其電源系統(tǒng)之間的連接的第2電源連接設定。第I電源連接設定被定為中間調整要件120和/或下游調整要件122產(chǎn)生用于支援射束輸送的電場。例如構成為，射束平行化裝置及加速柱/減速柱整體在第I能量設定下使注入離子束B2減速，并在第2能量設定下使注入離子束B2加速。通過這些電源連接設定，決定能量調整系統(tǒng)112的各調整要件的電壓調整范圍。在該調整范圍內，能夠調整與各調整要件相對應的電源的電壓，以向注入離子束B2供給所需的注入能量。
[0080]第I射束電流設定包含決定射束電流調整要件124的離子束通過區(qū)域的第I開口設定。第2射束電流設定包含決定射束電流調整要件124的離子束通過區(qū)域的第2開口設定。被定為第2開口設定下的離子束通過區(qū)域小于第I開口設定下的離子束通過區(qū)域。這些開口設定例如規(guī)定射束電流調整要件124的可動部分的移動范圍?；蛘?，開口設定也可以規(guī)定應被使用的調整部件。如此，在通過開口設定規(guī)定的調整范圍內，能夠在射束電流調整要件124上設定與所需射束電流相對應的離子束通過區(qū)域。能夠在所實施的離子注入處理容許的處理時間內調整離子束通過區(qū)域，以向基板W注入所希望的劑量。
[0081]因此，射束線裝置104在第I射束線設定SI下具有第I能量調整范圍，在第2射束線設定S2下具有第2能量調整范圍。為了能夠在廣泛的范圍內進行調整，第I能量調整范圍具有與第2能量調整范圍重疊的部分。即，兩個調整范圍至少在各自的端部彼此重合。重疊部分可以是直線型，此時兩個調整范圍相切。另一實施方式中，第I能量調整范圍可從第2能量調整范圍分離。
[0082]同樣，射束線裝置104在第I射束線設定SI下具有第I劑量調整范圍，在第2射束線設定S2下具有第2劑量調整范圍。第I劑量調整范圍與第2劑量調整范圍具有重復部分。即，兩個調整范圍至少在各自的端部彼此重疊。重復部分可以是直線型，此時兩個調整范圍相切。另一實施方式中，第I劑量調整范圍可從第2劑量調整范圍分離。
[0083]這樣，射束線裝置104在第I射束線設定SI下以第I運轉模式運轉。在以下說明中，有時將第I運轉模式稱為低能量模式(或高劑量模式)。并且，射束線裝置104在第2射束線設定S2下以第2運轉模式運轉。在以下說明中，有時將第2運轉模式稱為高能量模式(或低劑量模式)。也能夠將第I射束線設定SI稱為適合輸送用于向被處理物W進行高劑量注入的低能量/高電流射束的第I注入設定結構。也能夠將第2射束線設定S2稱為適合輸送用于向被處理物W進行低劑量注入的高能量/低電流射束的第2注入設定結構。
[0084]離子注入裝置100的操作人員能夠在執(zhí)行一種離子注入處理之前根據(jù)其處理的注入條件切換射束線設定。因此，能夠以I臺離子注入裝置對從低能量(或高劑量)到高能量(或低劑量)的廣泛范圍進行處理。
[0085]并且，離子注入裝置100以相同的注入方式，與注入條件的廣泛范圍相對應。即，離子注入裝置100以實際相同的射束線裝置104對廣泛的范圍進行處理。此外，離子注入裝置100具有成為最近主流的一種序列式結構。因此，雖然會在后續(xù)進行詳細說明，離子注入裝置100適合用作現(xiàn)有的離子注入裝置(例如HC和/或MC)的通用構件。
[0086]能夠看做，射束線裝置104具備控制離子束的射束控制裝置、調整離子束的射束調整裝置及對離子束進行整形的射束整形裝置。射束線裝置104通過射束控制裝置、射束調整裝置及射束整形裝置供給具有在注入處理室106中超過被處理物W的寬度的射束照射區(qū)域105的離子束。在離子注入裝置100中，可以在第I射束線設定SI和第2射束線設定S2下具有射束控制裝置、射束調整裝置及射束整形裝置相同的硬件結構。此時，在第I射束線設定SI和第2射束線設定S2中，射束控制裝置、射束調整裝置及射束整形裝置可以以相同的布局配置。由此，離子注入裝置100可以在第I射束線設定SI和第2射束線設定S2下具有相同的設置占地面積(所謂占用面積)。
[0087]成為基準的射束中心軌道為，在掃描射束的方式中不掃描射束時的射束剖面的幾何中心的軌跡即射束的軌道。并且，為靜止射束即帶狀束時，盡管下游部分的注入離子束B2中射束剖面形狀改變，成為基準的射束中心軌道仍相當于射束剖面的幾何中心的軌跡。
[0088]射束控制裝置可以具備控制部116。射束調整裝置可具備射束照射區(qū)域決定部110。射束調整裝置可具備能量過濾器或偏轉要件。射束整形裝置可以具備后述第IXY聚光透鏡206、第2XY聚光透鏡208及Y聚光透鏡210。
[0089]能夠看做，射束線裝置104的上游部分中初始離子束BI采用單一的射束軌道，而在下游部分注入離子束B2采用基于在掃描射束的方式中以使成為基準的射束中心軌道向中心平行的掃描射束的多個射束軌道。但是，為帶狀束時，射束寬度因單一射束軌道的射束剖面形狀發(fā)生變化而擴大進而成為照射區(qū)域，因此作為射束軌道仍然是單一的。根據(jù)這種觀點，也能夠將射束照射區(qū)域105稱為離子束軌道區(qū)域。因此，離子注入裝置100在第I射束線設定SI和第2射束線設定S2下，具有注入離子束B2相同的離子束軌道區(qū)域。
[0090]圖4是表示本發(fā)明的一種實施方式所涉及的離子注入方法的流程圖。該離子注入方法適用于離子注入裝置100中。通過控制部116執(zhí)行該方法。如圖4所示，該方法具備射束線設定選擇步驟(SlO)和離子注入步驟(S20)。
[0091]控制部116在多個射束線設定中選擇與所給離子注入條件相符的任一個射束線設定(S10)。多個射束線設定，如上所述包含適合輸送用于向被處理物進行高劑量注入的高電流射束的第I射束線設定Si和適合輸送用于向被處理物進行低劑量注入的低電流射束的第2射束線設定S2。例如，當注入到基板W的所需離子劑量超過閾值時，控制部116選擇第I射束線設定SI，當所需的離子劑量低于其閾值時，控制部選擇第2射束線設定S2。另夕卜，如后述，多個射束線設定(或注入設定結構)可以包括第3射束線設定(或第3注入設定結構)和/或第4射束線設定(或第4注入設定結構)。
[0092]第I射束線設定SI被選擇時，控制部116利用第I能量設定來設定能量調整系統(tǒng)112。由此，能量調整系統(tǒng)112和其電源系統(tǒng)按照第I電源連接設定連接。并且，控制部116利用第I射束電流設定來設定射束電流調整系統(tǒng)114。由此，按照第I開口設定來設定離子束通過區(qū)域(或其調整范圍)。與此相同，當?shù)?射束線設定S2被選擇時，控制部116利用第2能量設定來設定能量調整系統(tǒng)112，利用第2射束電流設定設定射束電流調整系統(tǒng)114。
[0093]該選擇處理可以包括，在與所選射束線設定相應的調整范圍內調整射束線裝置104的處理。在該調整處理中，在射束線裝置104的各調整要件所對應的調整范圍內進行調整，以生成所需注入條件的離子束。例如，控制部116決定與能量調整系統(tǒng)112的各調整要件相對應的電源的電壓，以便能夠獲得所需的注入能量。并且，控制部116決定射束電流調整要件124的離子束通過區(qū)域，以便能夠獲得所需的注入劑量。
[0094]以此，控制部116在所選射束線設定下運轉離子注入裝置100 (S20)。生成具有射束照射區(qū)域105的注入離子束B2，并供給到基板W。注入離子束B2協(xié)同基板W的機械掃描(或射束獨自)照射整個基板W。其結果，離子以所需的離子注入條件的能量和劑量注入到基板W上。
[0095]用于設備生產(chǎn)的序列式高劑量高電流離子注入裝置中，以目前情況來看，采用混合式掃描方式、二維機械掃描方式及帶狀束+晶片掃描方式。然而，二維機械掃描方式因機械掃描的機械性驅動機構的負荷，其掃描速度的高速化受到限制，因此，存在無法充分抑制注入不均之類的問題。并且，帶狀束+晶片掃描方式，在橫向擴大射束尺寸時容易產(chǎn)生均勻性的下降。因此，尤其在低劑量條件(低射束電流條件)下，均勻性及射束角度的同一性上存在問題。但是，獲得的注入結果在容許范圍內時，可以以二維機械掃描方式或帶狀束+晶片掃描方式構成本發(fā)明的離子注入裝置。
[0096]另一方面，混合式掃描方式通過高精度地調整射束掃描速度，能夠在射束掃描方向上實現(xiàn)良好的均勻性。并且，通過使射束掃描為充分高速，能夠充分抑制晶片掃描方向的注入不均。因此，認為混合式掃描方式最適合廣范圍的劑量條件。
[0097]圖5 (a)是表示本發(fā)明的一種實施方式所涉及的離子注入裝置200的基本結構的俯視圖，圖5 (b)是表示本發(fā)明的一種實施方式所涉及的離子注入裝置200的基本結構的側視圖。離子注入裝置200是一種對圖2所示的離子注入裝置100應用混合式掃描方式時的實施例。并且，離子注入裝置200與圖2所示的離子注入裝置100同樣為序列式裝置。
[0098]如圖所示，離子注入裝置200具備多個射束線構成要件。離子注入裝置200的射束線上游部分從上游側依次具備離子源201、質譜分析磁鐵202、射束收集器203，鑒別孔隙204、電流抑制機構205、第IXY聚光透鏡206、射束電流測量儀207及第2XY聚光透鏡208。在離子源201與質譜分析磁鐵202之間設有用于從離子源201引出離子的引出電極218(參考圖6及圖7)。
[0099]在射束線上游部分和下游部分之間設有掃描儀209。射束線下游部分從上游側依次具備Y聚光透鏡210、射束平行化機構211、AD (加速/減速)柱212及能量過濾器213。在射束線下游部分的最下游部配置有晶片214。自離子源201到射束平行化機構211為止的射束線構成要件被收容在終端216。
[0100]電流抑制機構205為上述射束電流調整系統(tǒng)114的一例。電流抑制機構205為切換低劑量模式和高劑量模式而設。電流抑制機構205作為一例具備CVA (ContinuouslyVariable Aperture)。CVA為能夠通過驅動機構調整開口尺寸的孔徑。因此，電流抑制機構205構成為，在低劑量模式中以比較小的開口尺寸調整范圍動作，在高劑量模式中以比較大的開口尺寸調整范圍開動。一種實施方式中構成為，與電流抑制機構205 —同或代替此，具有不同開口寬度的多個鑒別孔隙204，在低劑量模式和高劑量模式下以不同的設定動作。[0101]電流抑制機構205具有通過限制到達下游的離子束量來協(xié)助低射束電流條件下的射束調整的作用。電流抑制機構205設在射束線上游部分(B卩，自從離子源201引出離子之后到掃描儀209的上游側為止之間)。因此，能夠擴大射束電流的調整范圍。另外，電流抑制機構205可以設置在射束線下游部分。
[0102]射束電流測量儀207例如為可動式旗標法拉第。
[0103]由第IXY聚光透鏡206、第2XY聚光透鏡208及Y聚光透鏡210構成用于調整縱橫方向的射束形狀(XY面內的射束剖面)的射束整形裝置。如此，射束整形裝置具備在質譜分析磁鐵202和射束平行化機構211之間沿射束線配設的多個透鏡。射束整形裝置通過這些透鏡的匯聚/發(fā)散效果，能夠以廣泛的能量/射束電流的條件將離子束適當?shù)剌斔椭料掠巍＜?，在低能?低射束電流、低能量/高射束電流、高能量/低射束電流及高能量/高射束電流中的任一條件下，均能夠將離子束適當?shù)剌斔椭辆?14。
[0104]能量過濾器213例如為具備偏轉電極、偏轉電磁鐵或同時具備這兩者的AEF(Angular Energy Filter)。
[0105]在離子源201生成的離子通過引出電場(未圖示)被加速。被加速的離子通過質譜分析磁鐵202而偏轉。以此，只有具有規(guī)定能量和質量電荷比的離子通過鑒別孔隙204。接著，離子經(jīng)由電流抑制機構(CVA) 205、第IXY聚光透鏡206及第2XY聚光透鏡208被引到掃描儀209。
[0106]掃描儀209通過施加周期性的電場或磁場(或這兩者)沿橫向(可以是縱向或斜向)往復掃描離子束。通過掃描儀209離子束被調整為能夠在晶片214上均勻地橫向注入。通過掃描儀209掃描的離子束215通過利用施加電場或磁場(或這兩者)的射束平行化機構211對齊行進方向。之后，離子束215通過施加電場以AD柱212加速或減速至規(guī)定的能量。出自AD柱212的離子束215達到最終的注入能量(低能量模式下調整為高于注入能量的能量，并且使其在能量過濾器內減速的同時使其偏轉)。AD柱212的下游的能量過濾器213通過施加基于偏轉電極或偏轉電磁鐵的電場或磁場(或這兩者)、使離子束215向晶片214側偏轉。由此，具有除目標能量以外的能量的污染成分被排除。如此被凈化的離子束215被注入到晶片214。
[0107]另外，在質譜分析磁鐵202和鑒別孔隙204之間配置有射束收集器203。射束收集器203根據(jù)需要施加電場，由此使離子束偏轉。由此，射束收集器203能夠高速控制離子束到達下游。
[0108]接著，參考圖6及圖7所示的高電壓電源系統(tǒng)230的結構系統(tǒng)圖，對圖5所示的離子注入裝置200中低能量模式及高能量模式進行說明。在圖6中示出低能量模式的電源切換狀態(tài)，圖7中示出高能量模式的電源切換狀態(tài)。在圖6及圖7中示出，圖5所示的射束線構成要件中與離子束的能量調整相關的主要要件。在圖6及圖7中以箭頭表示離子束215。
[0109]如圖6及圖7所示，射束平行化機構211 (參考圖5)具備雙重P透鏡220。該雙重P透鏡220具有沿著離子的移動方向分開配置的第I電壓間隙221及第2電壓間隙222。第I電壓間隙221位于上游，第2電壓間隙222位于下游。
[0110]第I電壓間隙221形成在一組電極223與電極224之間。在配置于這些電極223、224的下游的另一組電極225與電極226之間，形成有第2電壓間隙222。第I電壓間隙221及形成該第I電壓間隙的電極223、224具有朝向上游側的凸形形狀。相反，第2電壓間隙222及形成該第2電壓間隙的電極225、226具有朝向下游側的凸形形狀。另外，以下為便于說明，有時將這些電極分別稱為第IP透鏡上游電極223、第IP透鏡下游電極224、第2P透鏡上游電極225、第2P透鏡下游電極226。
[0111]雙重P透鏡220通過組合施加于第I電壓間隙221及第2電壓間隙222的電場，對入射離子束進行平行化來出射，并且調整離子束的能量。即，雙重P透鏡220通過第I電壓間隙221及第2電壓間隙222的電場使離子束加速或減速。
[0112]并且，離子注入裝置200具備高電壓電源系統(tǒng)230，該高電壓電源系統(tǒng)具備用于射束線構成要件的電源。高電壓電源系統(tǒng)230具備第I電源部231、第2電源部232、第3電源部233、第4電源部234及第5電源部235。如圖所示，高電壓電源系統(tǒng)230具備用于將第I電源部231至第5電源部235連接到離子注入裝置200的連接電路。
[0113]第I電源部231具備第I電源241和第I開關251。第I電源241設在離子源201和第I開關251之間，是向離子源201供給正電壓的直流電源。第I開關251在低能量模式下將第I電源241連接到地面217 (參考圖6)，在高能量模式下將第I電源241連接到終端216 (參考圖7)。因此，第I電源241在低能量模式下以接地電位作為基準向離子源201供給電壓VHV。這就相當于直接供給離子的總能量。另一方面，在高能量模式下，第I電源241以終端電位作為基準向離子源201供給電壓V,
[0114]第2電源部232具備第2電源242和第2開關252。第2電源242設在終端216和地面217之間，是通過第2開關252的切換向終端216供給正負電壓中的任一個電壓的直流電源。第2開關252在低能量模式下將第2電源242的負極連接到終端216 (參考圖6)，在高能量模式下將第2電源242的正極連接到終端216(參考圖7)。因此，第2電源242在低能量模式下以接地電位作為基準向終端216供給電壓Vt (Vt < O)。另一方面，在高能量模式下，第2電源242以接地電位作為基準向終端216供給電壓Vt (Vt < O)。第2電源242的電壓Vt大于第I電源241的電壓
[0115]因此，引出電極218的引出電壓Vext在低能量模式下為Vext=Vhv-Vt，在高能量模式下為Vext=Vhv。將離子的電荷設為q時，最終能量在低能量模式下成為qVHV，在高能量模式下成為 q (vHV+vT)0
[0116]第3電源部233具備第3電源243和第3開關253。第3電源243設在終端216和雙重P透鏡220之間。第3電源243具備第IP透鏡電源243-1和第2P透鏡電源243-2。第IP透鏡電源243-1為以終端電位作為基準向第IP透鏡下游電極224及第2P透鏡上游電極225供給電壓Vap的直流電源。第2P透鏡電源243-2為以終端電位作為基準，經(jīng)第3開關253向連接端供給電壓Vdp的直流電流。第3開關253設在終端216和雙重P透鏡220之間，以便通過切換將第IP透鏡電源243-1及第2P透鏡電源243-2中的任一電源與第2P透鏡下游電極226連接。另外，第IP透鏡上游電極223與終端216連接。
[0117]第3開關253在低能量模式下將第2P透鏡電源243_2與第2P透鏡下游電極226連接(參考圖6)，在高能量模式下將第IP透鏡電源243-1與第2P透鏡下游電極226連接(參考圖7)。因此，第3電源243在低能量模式下以終端電位作為基準向第2P透鏡下游電極226供給電壓VDP。另一方面，在高能量模式下第3電源243以終端電位作為基準向第2P透鏡下游電極226供給電壓VAP。
[0118]第4電源部234具備第4電源244和第4開關254。第4電源244設在第4開關254和地面217之間，是用于向AD柱212的出口(即下游側末端)供給負電壓的直流電源。第4開關254在低能量模式下將第4電源244連接到AD柱212的出口(參考圖6)，在高能量模式下將AD柱212的出口連接到地面217 (參考圖7)。因此，第4電源244在低能量模式下以接地電位為基準向AD柱212的出口供給電壓Vad。另一方面，在高能量模式下不使用第4電源244。
[0119]第5電源部235具備第5電源245和第5開關255。第5電源245設在第5開關255和地面217之間。第5電源245為能量過濾器(AEF)213而設。第5開關255為切換能量過濾器213的運轉模式而設。能量過濾器213在低能量模式下以所謂的偏置模式運轉，在高能量模式下以正常模式運轉。偏置模式是指將正電極和負電極的平均值作為負電位的AEF的運轉模式。通過偏置模式的射束匯聚效果能夠防止因AEF下的射束的發(fā)散而導致的射束損失。另一方面，正常模式是指將正電極和負電極的平均值作為接地電位的AEF的運轉模式。
[0120]對晶片214供給接地電位。
[0121]圖8 (a)表示在低能量模式下施加在離子注入裝置200的各部的電壓的一例，圖8(b)表示在低能量模式下施加在離子注入裝置200的各部的能量的一例。圖9 (a)表示在高能量模式下施加在離子注入裝置200的各部的電壓的一例，圖9(b)表示在高能量模式下施加在離子注入裝置200的各部的能量的一例。圖8 Ca)及圖9 Ca)的縱軸表示電壓，圖8 (b)及圖9 (b)的縱軸表示能量。各圖的橫軸以符號a至符號g表示離子注入裝置200的位置。符號a表不離子源201,符號b表不終端216,符號c表不加速P透鏡(第IP透鏡下游電極224)，符號d表示減速P透鏡(第2P透鏡下游電極226)，符號e表示AD柱212的出口，符號f表不能量過濾器213,符號g表不晶片214。
[0122]雙重P透鏡220根據(jù)注入條件的要求具有以加速P透鏡c個體或以減速P透鏡d個體使用的結構，或同時使用加速P透鏡C及減速P透鏡d的結構。在使用加速P透鏡c及減速P透鏡d這兩者的結構中，雙重P透鏡220能夠設為如下結構，即使用加速作用和減速作用這兩者來改變加速和減速的作用分配。此時，雙重P透鏡220能夠以如下方式構成，即射束通過入射到雙重P透鏡220的射束能量和從雙重P透鏡220出射的射束能量之差被加速或被減速。或者，雙重P透鏡220能夠構成為，入射射束能量和出射射束能量之差為零，而不使射束加速或減速。
[0123]作為一例，雙重P透鏡220如圖所示構成為，在低能量模式下，通過減速P透鏡d使離子束減速，并且根據(jù)需要從零至少許范圍內通過加速P透鏡c使離子束加速，作為整體使離子束減速。另一方面，在高能量模式下雙重P透鏡220構成為通過加速P透鏡C使離子束加速。另外，在高能量模式下雙重P透鏡220也可構成為，只要整體使離子束加速，則可根據(jù)需要在零至少許范圍內通過減速P透鏡d使離子束減速。
[0124]高電壓電源系統(tǒng)230如此構成，由此通過切換電源能夠改變施加在射束線上的幾個區(qū)域的電壓。并且，能夠改變一種區(qū)域中的電壓施加路徑。利用這些能夠在相同的射束線上切換低能量模式和高能量模式。
[0125]在低能量模式下，將接地電位作為基準直接施加離子源201的電位Vhv。由此，能夠向源極部施加高精度的電壓，并能夠提高能量的設定精度而以低能量注入離子。并且，通過將終端電壓ντ、P透鏡電壓Vdp及AD柱出口電壓Vad設定為負，能夠以較高能量將離子輸送至AD柱出口。因此能夠提高離子束的輸送效率并獲得高電流。
[0126]并且，在低能量模式下通過采用減速P透鏡，來促進高能量狀態(tài)下的離子束的輸送。這有助于使低能量模式與高能量模式在同一射束線上共處。此外，在低能量模式下，調整射束線的收斂/發(fā)散要件，以使射束的自發(fā)散最小化。這也有助于使低能量模式與高能量模式在相同的射束線上共處。
[0127]在高能量模式下，離子源201的電位為加速引出電壓Vhv和終端電壓Vt之和。由此，能夠向源極部施加高電壓，能夠以高能量使離子加速。
[0128]圖10為表示本發(fā)明的一種實施方式所涉及的離子注入方法的流程圖。該方法例如可通過用于離子注入裝置的射束控制裝置執(zhí)行。如圖10所示，首先，選擇注入制法(SlOO)0控制裝置讀取該制法條件(S102)，選擇與制法條件相應的射束線設定(S104)。在所選射束線設定下進行離子束的調整工作。調整工作包括提取及調整射束(S106)、確認所獲射束(S108)。以此結束用于離子注入的準備工作。接著，搬入晶片(S110)，執(zhí)行離子注入(S112)，搬出晶片(S114)?？梢灾貜瓦M行步驟SllO至步驟S114，直至處理完所需的片數(shù)。
[0129]圖11示意地表示通過離子注入裝置200實現(xiàn)的能量及劑量范圍D。與圖1相同，圖11也表示對于實際所允許的生產(chǎn)率所能處理的能量和劑量的范圍。為了比較，將圖1所示的HC、MC、HE的能量及劑量的范圍A、B、C 一并示于圖11。
[0130]如圖11所示，可知離子注入裝置200包含現(xiàn)有裝置HC及MC的運轉范圍中的任一個。因此，離子注入裝置200為超過現(xiàn)有構架的新型裝置。該新型離子注入裝置在保持相同的射束線和注入方式的同時，能夠以I臺裝置實現(xiàn)現(xiàn)有兩種類型的HC、MC的作用。因此能夠將該裝置稱為HCMC。
[0131]因此，根據(jù)本實施方式，能夠提供以單一裝置構成序列式高劑量高電流離子注入裝置和序列式中劑量中電流離子注入裝置的裝置HCMC。利用HCMC以低能量條件和高能量條件改變電壓施加方法，再利用CVA將射束電流從高電流改變?yōu)榈碗娏?，由此，能夠以廣泛的能量條件和劑量條件實施注入。
[0132]另外，HCMC式離子注入裝置也可以不包含所有的現(xiàn)有HC、MC的注入條件范圍?？紤]到裝置的制造成本和注入性能的權衡關系，認為可以提供具有比如圖11所示的范圍D更窄的范圍E (參考圖12)的裝置。即使在這種情況下，只要充分彌補設備制造商所需要的離子注入條件，就能夠提供實用性優(yōu)異的離子注入裝置。
[0133]對于在設備制造工序中通過HCMC實現(xiàn)的裝置運用效率的提高進行說明。作為一例，如圖13所示,假定有一家設備制造商為了處理制造工藝X而使用了 6臺HC和4臺MC(即該設備制造商僅擁有現(xiàn)有裝置HC、MC)。之后，該設備制造商根據(jù)制造設備的變化將工藝X改為工藝Y，結果變成需要8臺HC和2臺MC。如此一來，該制造商要增設2臺HC，為此需要增加投資和準備期間。與此同時，使2臺MC處于非運行狀態(tài)，該制造商所擁有的這些裝置無用武之地。如以上所述，通常HC和MC的注入方式不同，因此難以將非運行的MC重新轉用為所需HC。
[0134]相對于此，如圖14所示，考慮設備制造商為了處理工藝X而使用6臺HC、2臺MC、2臺HCMC時的情形。此時，即使伴隨制造設備的變化將工藝X改為工藝Y，HCMC為與HC和MC的工藝通用機，因此作為HC能夠運行HCMC。因此，無需增設裝置或閑置裝置。
[0135]如此，設備制造商擁有幾臺HCMC裝置具有很大優(yōu)點。因為通過HCMC裝置能夠吸收HC和MC的工藝變更。并且，一部分裝置因故障或維修而無法使用時能夠將HCMC裝置作為HC或MC使用，因此，通過擁有HCMC裝置，能夠大幅改善整體裝置的運行率。
[0136]另外，最后考慮將所有裝置設為HCMC時的情況。但是大多數(shù)情況下，因考慮到HCMC和HC (或MC)的價格差異或靈活運用實際所擁有的HC或MC，有可能僅將一部分裝置設為HCMC會更實際一點。
[0137]并且，為了一種離子注入處理，以不同的注入方式向晶片注入離子的另一種裝置代替現(xiàn)有的一種形式的離子注入裝置時，有時難以配合注入特性。這是因為為了該離子注入處理，即使以這兩種離子注入裝置使能量及劑量一致，射束發(fā)散角度或射束密度也不會相同。但是，HCMC裝置在同一射束線上(相同射束線軌道)能夠處理高劑量高電流離子注入條件和中劑量中電流注入條件。這樣HCMC裝置分開使用高劑量高電流離子注入條件和中劑量中電流離子注入條件。因此，有望充分抑制并配合伴隨裝置的代用而產(chǎn)生的注入特性的變化。
[0138]HCMC裝置不僅是HC和MC的通用裝置，也能夠處理位于現(xiàn)有HC裝置或MC裝置的運轉范圍外側的注入條件。如圖11所示，HCMC裝置為還能夠重新處理高能量/高劑量注入(范圍D的右上區(qū)域F)及低能量/低劑量(范圍D的左下區(qū)域G)的裝置。因此，離子注入裝置可以在一種實施方式中，在上述第I射束線設定SI及第2射束線設定S2基礎之上或代替它們，具備用于高能量/高劑量注入的第3射束線設定和/或用于低能量/低劑量注入的第4射束線設定。
[0139]如以上說明，在本實施方式中，調整序列式高劑量高電流離子注入裝置和中劑量中電流離子注入裝置的射束線并使它們通用化。另外，構筑有切換射束線結構的構造。以此，能夠在同一射束線上(相同離子束軌道和相同注入方式)進行遍及廣泛的能量/射束電流區(qū)域的注入處理。
[0140]以上根據(jù)實施例對本發(fā)明進行了說明。本發(fā)明不限于上述實施方式，能夠進行各種設計變更，可以有各種變形例，并且這些變形例也屬于本發(fā)明的范圍的事實是被本領域技術人員所認同的。
[0141]代替上述結構或與上述結構一同，基于射束電流調整系統(tǒng)的射束電流的量的調整可以有各種結構。例如，具備將射束電流調整系統(tǒng)配設在射束線上的寬度可變孔隙時，該寬度可變孔隙的位置是任意的。因此，寬度可變孔隙可位于離子源和質譜分析磁鐵之間、質譜分析磁鐵和質譜分析狹縫之間、質譜分析狹縫和射束整形裝置之間、射束整形裝置和射束控制裝置之間、射束控制裝置和射束調整裝置之間、射束調整裝置的各要件之間和/或射束調整裝置和被處理物之間。寬度可變孔隙可以是質譜分析狹縫。
[0142]射束電流的調整能夠以如下方式構成，即通過在固定寬度孔隙的前后配置發(fā)散/收斂透鏡系統(tǒng)，來調整通過孔隙的離子束的量。固定寬度孔隙可以是質譜分析狹縫。
[0143]射束電流的調整可以利用能量狹縫開口寬度可變狹縫裝置(和/或射束線終端開口寬度可變狹縫裝置)進行。射束電流的調整可以利用分析器磁鐵(質譜分析磁鐵)和/或轉向磁鐵(軌道修正磁鐵)進行?？筛鶕?jù)機械式掃描的速度可變范圍擴大(例如從超低速到超高速)和/或機械式掃描的次數(shù)變化調整劑量。
[0144]射束電流的調整可通過離子源的調整(例如，氣體量、電弧電流)進行。射束電流的調整可通過離子源的更換進行。此時，可以選擇性地使用MC用離子源和HC用離子源。射束電流的調整可通過離子源的引出電極的間隙調整來進行。射束電流的調整可通過在離子源的正下方設置CVA而進行。
[0145]射束電流的調整可通過帶狀束的上下寬度的變更進行。劑量的調整可通過二維機械掃描時的掃描速度的變更進行。
[0146]射束線裝置具備多個射束線構成要件，該構成要件以僅在第I射束線設定或第2射束線設定中的任一設定下運轉的方式構成，由此，離子注入裝置可以作為高電流離子注入裝置或中電流離子注入裝置構成。即，將HCMC裝置作為平臺，例如更換一部分的射束線構成要件，或改變電源結構，由此能夠從序列式高劑量/中劑量通用離子注入裝置發(fā)明出序列式高劑量離子注入專用裝置或序列式中劑量離子注入專用裝置。預計能夠以比通用裝置更低廉的價格制造出各個專用裝置，因此能夠致力于設備制造商減低制造成本。
[0147]在MC中，通過利用二價離子或三價離子等多價離子，能過以更高能量注入。但是，一般離子源(熱電子發(fā)射型離子源)中多價離子的生成效率與一價離子的生成效率相比相當?shù)?。因此，事實上很難在這種高能量范圍內進行實用性劑量注入。作為離子源若采用RF離子源那樣的多價離子增強源，則能夠獲取四價、五價的離子。因此能夠以更高能量的條件獲取更多的尚子束。
[0148]因此，作為離子源采用RF離子源那樣的多價離子增強源，由此能夠將HCMC裝置作為序列式高能量離子注入裝置(HE)運用。由此，能夠以HCMC裝置處理，迄今為止只能以序列式高能量/低劑量離子注入裝置處理的注入條件的一部分(能夠將圖8所示的MC的范圍擴展成包含范圍C的至少一部分)。
[0149]以下例舉幾個本發(fā)明的方式。
[0150]一種實施方式所涉及的離子注入裝置，其具備:
[0151]離子源，生成離子并作為離子束引出；
[0152]注入處理室，用于向被處理物注入所述離子；及
[0153]射束線裝置，提供用于從所述離子源向所述注入處理室輸送所述離子束的射束線，
[0154]所述射束線裝置供給具有在所述注入處理室中超過所述被處理物的寬度的射束照射區(qū)域的所述離子束，
[0155]所述注入處理室具備機械式掃描裝置，該機械式掃描裝置對所述射束照射區(qū)域機械式地掃描所述被處理物，
[0156]所述射束線裝置根據(jù)注入條件在多個注入設定結構中的任一個結構下動作，所述多個注入設定結構包含:第I注入設定結構，適合輸送用于向所述被處理物進行高劑量注入的低能量/高電流射束；及第2注入設定結構，適合輸送用于向所述被處理物進行低劑量注入的高能量/低電流射束，
[0157]所述射束線裝置構成為，在所述第I注入設定結構和所述第2注入設定結構下，所述射束線中成為基準的射束中心軌道從所述離子源至所述注入處理室為止相同。
[0158]一種實施方式所涉及的離子注入裝置，其具備:
[0159]離子源，生成離子并作為離子束引出；
[0160]注入處理室，用于向被處理物注入所述離子；及
[0161]射束線裝置，提供用于從所述離子源向所述注入處理室輸送所述離子束的射束線，其中，
[0162]所述離子注入裝置構成為協(xié)同所述被處理物的機械掃描對所述被處理物照射所述離子束，
[0163]所述射束線裝置根據(jù)注入條件在多個注入設定結構中的任一個結構下動作，所述多個注入設定結構包括第I注入設定結構及第2注入設定結構，其中，第I注入設定結構適合輸送用于向所述被處理物進行高劑量注入的低能量/高電流射束，第2注入設定結構適合輸送用于向所述被處理物進行低劑量注入的高能量/低電流射束，
[0164]所述射束線裝置在所述第I注入設定結構和所述第2注入設定結構下構成為，所述射束線中成為基準的射束中心軌道自所述離子源至所述注入處理室相同。
[0165]所述射束線裝置可在所述第I注入設定結構和所述第2注入設定結構下采取相同的注入方式。所述射束照射區(qū)域可以在所述第I注入設定結構和所述第2注入設定結構下相同。
[0166]所述射束線裝置可具備調整所述離子束的射束調整裝置和對所述離子束進行整形的射束整形裝置。所述射束線裝置可以在所述第I注入設定結構和第2注入設定結構下，以相同的布局配置所述射束調整裝置及所述射束整形裝置。所述離子注入裝置在所述第I注入設定結構和所述第2注入設定結構下可以具有相同的設置占地面積。
[0167]所述射束線裝置可以具備用于調整所述離子束的射束電流的總量的射束電流調整系統(tǒng)。所述第I注入設定結構包含用于所述射束電流調整系統(tǒng)的第I射束電流設定，所述第2注入設定結構包含用于所述射束電流調整系統(tǒng)的第2射束電流設定，并被定為所述第2射束電流設定下的所述離子束的射束電流小于所述第I射束電流設定下的所述離子束的射束電流。
[0168]所述射束電流調整系統(tǒng)可以構成為，在通過有關調整要件時切斷所述離子束的至少一部分。所述射束電流調整系統(tǒng)可以具備配設在所述射束線上的寬度可變孔隙。所述射束電流調整系統(tǒng)可以具備射束線終端開口寬度可變狹縫裝置。所述離子源可以構成為調整所述離子束的射束電流的總量。所述離子源具備用于引出所述離子束的引出電極，通過調整所述引出電極的開口來調整所述離子束的射束電流的總量。
[0169]所述射束線裝置可以具備用于調整注入到所述被處理物的所述離子的注入能量的能量調整系統(tǒng)。所述第I注入設定結構包含用于所述能量調整系統(tǒng)的第I能量設定，所述第2注入設定結構包含用于所述能量調整系統(tǒng)的第2能量設定，所述第I能量設定與所述第2能量設定相比更適于低能量射束的輸送。
[0170]所述能量調整系統(tǒng)可以具備用于使所述離子束平行的射束平行化裝置。所述射束平行化裝置可以構成為，在所述第I注入設定結構下使所述離子束減速，或使其減速及加速，并在所述第2注入設定結構下使所述離子束加速，或使其加速及減速。所述射束平行化裝置可以構成為，具備使所述離子束加速的加速透鏡和使所述離子束減速的減速透鏡，能夠改變加速與減速的分配，所述射束平行化裝置也可以構成為在所述第I注入設定結構下主要使所述離子束減速，并在所述第2注入設定結構下主要使所述離子束加速。
[0171]所述射束線裝置具備用于調整所述離子束的射束電流總量的射束電流調整系統(tǒng)和用于調整向所述被處理物注入所述離子的能量的能量調整系統(tǒng)，可以分別或同時調整所述射束電流的總量和所述注入能量。所述射束電流調整系統(tǒng)和所述多個能量調整系統(tǒng)可以是個別的射束線構成要件。
[0172]所述離子注入裝置可以具備控制部，該控制部構成為，手動或自動選擇包含所述第I注入設定結構和所述第2注入設定結構的多個注入設定結構中適合所給離子注入條件的任一個注入設定結構。
[0173]當注入到所述被處理物中的所需的離子劑量大概在IXlO14?I X 1017atoms/cm2范圍時，所述控制部可以選擇所述第I注入設定結構，當注入到所述被處理物中的所需的離子劑量大概在IXlO11?I X 1014atomS/Cm2范圍時，所述控制部可以選擇所述第2注入設
定結構。
[0174]所述射束線裝置在所述第I注入設定結構下具有第I能量調整范圍，在所述第2注入設定結構下具有第2能量調整范圍，所述第I能量調整范圍和所述第2能量調整范圍可以具有部分重疊的范圍。
[0175]所述射束線裝置在所述第I注入設定結構下具有第I劑量調整范圍，在所述第2注入設定結構下具有第2劑量調整范圍，所述第I劑量調整范圍和所述第2劑量調整范圍可以具有部分重疊的范圍。
[0176]所述射束線裝置可以具備射束掃描裝置，該射束掃描裝置掃描所述離子束以形成向垂直于射束輸送方向的長邊方向延伸的細長照射區(qū)域。所述注入處理室可以具備物體保持部，該物體保持部構成為向與所述輸送方向及所述長邊方向垂直的方向提供所述被處理物的機械掃描。
[0177]所述射束線裝置可以具備帶狀束發(fā)生器，其生成具有向垂直于射束輸送方向的長邊方向延伸的細長照射區(qū)域的帶狀束。所述注入處理室可以具備物體保持部，該物體保持部構成為向與所述射束輸送方向及所述長邊方向垂直的方向提供所述被處理物的機械掃描。
[0178]所述注入處理室可以具備物體保持部，該物體保持部構成為向在垂直于射束輸送方向的面內相互正交的2個方向提供所述被處理物的機械掃描。
[0179]所述射束線裝置可以以如下方式構成，即在構成為能夠從僅在所述第I注入設定結構或所述第2注入設定結構下被運轉的多個射束線構成要件中選擇，由此所述離子注入裝置構成為高電流離子注入專用裝置或中電流離子注入專用裝置。
[0180]一種實施方式所涉及的離子注入方法，其具備如下工序:
[0181]關于射束線裝置，在包含適合輸送用于向被處理物進行高劑量注入的低能量/高電流射束的第I注入設定結構和適合輸送用于向所述被處理物進行低劑量注入的高能量/低電流射束的第2注入設定結構的多個注入設定結構中選擇符合所給離子注入條件的任一種注入設定結構；
[0182]在所選注入設定結構下使用所述射束線裝置，沿著射束線中成為基準的射束中心軌道自離子源至注入處理室輸送離子束；及
[0183]協(xié)同所述被處理物的機械掃描向所述被處理物照射所述離子束，
[0184]所述成為基準的射束中心軌道在所述第I注入設定結構和所述第2注入設定結構下相同。
[0185]所述輸送工序還可以具備通過調整所述離子束的射束電流的總量來調整注入到所述被處理物的劑量的工序。在所述第I注入設定結構下可以以第I劑量調整范圍調整所述注入劑量，在所述第2注入設定結構下可以以包括小于所述第I劑量調整范圍的劑量范圍在內的第2劑量調整范圍調整所述注入劑量。
[0186]所述輸送工序還可以具備調整注入到所述被處理物的能量的工序。在所述第I注入設定結構下可以以第I能量調整范圍調整所述注入能量，在所述第2注入設定結構下可以以包括高于所述第I能量調整范圍的能量范圍在內的第2能量調整范圍調整所述注入能量。
[0187]1.一種實施方式所涉及的離子注入裝置通過切換以減速為主體的電源的連接和以加速為主體的電源的連接，具有相同射束軌道和相同注入方式，并具有廣泛的能量范圍。
[0188]2.一種實施方式所涉及的離子注入裝置，在可獲得高電流的射束線上具備在射束線上游部切斷一部分射束的機器，由此具有相同的射束軌道和相同的注入方式，并具有廣泛的射束電流范圍。
[0189]3.一種實施方式所涉及的離子注入裝置通過同時具備上述實施方式I及上述實施方式2的特性，可以具有相同射束軌道和相同注入方式，并且一并具有廣泛的能量范圍和廣泛的射束電流范圍。
[0190]一種實施方式所涉及的離子注入裝置，在上述實施方式I至3中，作為相同注入方式可以是組合射束掃描和機械性晶片掃描的裝置。一種實施方式所涉及的離子注入裝置，在上述實施方式I至3中，作為相同注入方式可以為組合帶狀束和機械性晶片掃描的裝置。一種實施方式所涉及的離子注入裝置，在上述實施方式I至3中，作為相同注入方式可以組合二維機械性晶片掃描的裝置。
[0191]4.一實施方式所涉及的離子注入裝置或離子注入方法，通過在同一射束線(相同離子束軌道和相同注入方式)上并列構成高劑量高電流離子注入射束線要件和中劑量中電流離子注入射束線要件，由此選擇/切換自如地構成高劑量高電流離子注入和中劑量中電流離子注入，并覆蓋從低能量到高能量的極其廣泛的能量范圍和從低劑量到高劑量的極其廣泛的劑量范圍。
[0192]5.上述實施方式4中，在同一射束線上可以分別構成高劑量用和中劑量用通用的各射束線要件和分別被切換成高劑量用/中劑量用的各射束線要件。
[0193]6.上述實施方式4或5中，以在廣泛的范圍內調整射束電流量為目的，可以設置在射束線上游部物理切斷一部分射束的射束限制裝置(上下或左右的寬度可變狹縫或四邊形或圓形的可變開口)。
[0194]7.上述實施方式4至6的任一項中，可以設置切換控制器的控制裝置，該裝置構成為，根據(jù)注入到被處理物的所需的離子劑量，選擇高劑量高電流離子注入和中劑量中電流離子注入。
[0195]8.上述實施方式7中，切換控制器構成為，當注入到被處理物的所需的離子劑量大概在I X IO11?I X 1014atoms/cm2的中劑量中電流范圍時，使射束線在中劑量加速(引出)/加速(P透鏡)/減速(AD柱)模式下作動，并且，當注入到被處理物的所需的離子劑量大概在IXlO14?I X 1017atoms/Cm2的高劑量高電流范圍時，也可以使射束線在高劑量加速(弓丨出)/減速(P透鏡)/減速(AD柱)模式下作動。
[0196]9.上述實施方式4至8的任一項中，使用加速模式來注入比較高能量的離子的裝置和使用減速模式來注入比較低能量的離子的裝置可以具有彼此重疊的能量范圍。[0197]10.上述實施方式4至8的任一項中，使用加速模式注入比較高劑量的離子的裝置和使用減速模式注入比較低劑量的離子的裝置可以具有彼此重疊的劑量范圍。
[0198]11.在上述實施方式4至6的任一項中，通過限制射束線構成要件，能夠輕松地將結構改變成高劑量高電流離子注入專用裝置或中劑量中電流離子注入專用裝置。
[0199]12.上述實施方式4至11的任一項中，射束線結構可以組合射束掃描和機械基板掃描。
[0200]13.上述實施方式4至11的任一項中，射束線的結構可以組合具有基板(或晶片或被處理物)寬度以上的寬度的帶狀的射束掃描和機械基板掃描。
[0201]14.上述實施方式4至11的任一項中，射束線結構可以具備二維方向的機械基板掃描。
【權利要求】
1.一種離子注入裝置，其特征在于，具備: 離子源，生成離子并作為離子束引出； 注入處理室，用于向被處理物注入所述離子 '及 射束線裝置，提供用于從所述離子源向所述注入處理室輸送所述離子束的射束線， 所述射束線裝置供給在所述注入處理室具有超過所述被處理物的寬度的射束照射區(qū)域的所述離子束， 所述注入處理室具備機械式掃描裝置，該機械式掃描裝置對所述射束照射區(qū)域機械式地掃描所述被處理物， 所述射束線裝置根據(jù)注入條件在多個注入設定結構中的任一個結構下動作，所述多個注入設定結構包括第I注入設定結構及第2注入設定結構，其中，第I注入設定結構適合輸送用于向所述被處理物進行高劑量注入的低能量/高電流射束，第2注入設定結構適合輸送用于向所述被處理物進行低劑量注入的高能量/低電流射束， 所述射束線裝置構成為，在所述第I注入設定結構和所述第2注入設定結構下，所述射束線中成為基準的射束中心軌道自所述離子源至所述注入處理室相同。
2.根據(jù)權利要求1所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述射束線裝置在所述第I注入設定結構和所述第2注入設定結構下采用相同的注入方式。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述射束照射區(qū)域在所述第I注入設定結構和所述第2注入設定結構下相同。
4.根據(jù)權利要求1~3中任一項所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述射束線裝置具備調整所述離子束的射束調整裝置和對所述離子束進行整形的射束整形裝置， 所述射束線裝置在所述第I注入設定結構和所述第2注入設定結構下，以相同的布局配置所述射束調整裝置及所述射束整形裝置。
5.根據(jù)權利要求1~4中任一項所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述離子注入裝置在所述第I注入設定結構和所述第2注入設定結構下具有相同的設置占地面積。
6.根據(jù)權利要求1~5中任一項所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述射束線裝置具備用于調整所述離子束的射束電流的總量的射束電流調整系統(tǒng)， 所述第I注入設定結構包含用于所述射束電流調整系統(tǒng)的第I射束電流設定，所述第2注入設定結構包含用于所述射束電流調整系統(tǒng)的第2射束電流設定，并且被定為所述第2射束電流設定下的所述離子束的射束電流小于所述第I射束電流設定下的所述離子束的射束電流。
7.根據(jù)權利要求6所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述射束電流調整系統(tǒng)構成為通過有關調整要件時，切斷所述離子束的至少一部分。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述射束電流調整系統(tǒng)具備配設在所述射束線上的寬度可變孔徑。
9.根據(jù)權利要求6~8中任一項所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述射束電流調整系統(tǒng)具備射束線末端開口寬度可變狹縫裝置。
10.根據(jù)權利要求1~9中任一項所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述離子源構成為調整所述離子束的射束電流的總量。
11.根據(jù)權利要求1~10中任一項所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述離子源具備用于引出所述離子束的引出電極，通過調整所述引出電極的開口來調整所述離子束的射束電流的總量。
12.根據(jù)權利要求1~11中任一項所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述射束線裝置具備用于調整向所述被處理物注入的所述離子的能量的能量調整系統(tǒng)， 所述第I注入設定結構包含用于所述能量調整系統(tǒng)的第I能量設定，所述第2注入設定結構包含用于所述能量調整系統(tǒng)的第2能量設定，所述第I能量設定與所述第2能量設定相比更適合輸送低能量射束。
13.根據(jù)權利要求12所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述能量調整系統(tǒng)具備用于使所述離子束平行的射束平行化裝置， 所述射束平行化裝置構成為，在所述第I注入設定結構下使所述離子束減速，或使其減速及加速，在所述第2注入設定結構下使所述離子束加速，或使其加速及減速。
14.根據(jù)權利要求12或13所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述能量調整系統(tǒng)具備用于使所述離子束平行的射束平行化裝置， 所述射束平行化裝置具備使所述離子束加速的加速透鏡和使所述離子束減速的減速透鏡，并構成為能夠改變加速與減速的分配， 所述射束平行化裝置構成為，在所述第I注入設定結構下主要使所述離子束減速，在所述第2注入設定結構下主要使所述離子束加速。
15.根據(jù)權利要求1~14中任一項所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述射束線裝置具備用于調整所述離子束的射束電流的總量的射束電流調整系統(tǒng)和用于調整向所述被處理物注入的所述離子的能量的能量調整系統(tǒng)，分別或同時調整所述射束電流的總量和所述注入能量。
16.根據(jù)權利要求15所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述射束電流調整系統(tǒng)和所述多個能量調整系統(tǒng)為各不相同的射束線構成要件。
17.根據(jù)權利要求1~16中任一項所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述離子注入裝置具備控制部，該控制部構成為以手動或自動選擇包含所述第I注入設定結構和所述第2注入設定結構的多個注入設定結構中，適合所給離子注入條件的任一個注入設定結構。
18.根據(jù)權利要求17所述的離子注入裝置，其特征在于， 當注入到所述被處理物中的所需的離子劑量大概在IX IO14~I X 1017atoms/cm2范圍時，所述控制部選擇所述第I注入設定結構，當注入到所述被處理物中的所需的離子劑量大概在IX IO11~IX 1014atoms/cm2范圍時,所述控制部選擇所述第2注入設定結構。
19.根據(jù)權利要求1~18中任一項所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述射束線裝置在所述第I注入設定結構下具有第I能量調整范圍，在所述第2注入設定結構下具有第2能量調整范圍，所述第I能量調整范圍和所述第2能量調整范圍具有部分重疊的范圍。
20.根據(jù)權利要求1~19中任一項所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述射束線裝置在所述第I注入設定結構下具有第I劑量調整范圍，在所述第2注入設定結構下具有第2劑量調整范圍，所述第I劑量調整范圍和所述第2劑量調整范圍具有部分重疊的范圍。
21.根據(jù)權利要求1~20中任一項所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述射束線裝置具備射束掃描裝置，該射束掃描裝置掃描所述離子束以形成向垂直于射束輸送方向的長邊方向延伸的細長照射區(qū)域， 所述注入處理室具備物體保持部，該物體保持部構成為向與所述射束輸送方向及所述長邊方向垂直的方向提供所述被處理物的機械掃描。
22.根據(jù)權利要求1~20中任一項所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述射束線裝置具備帶狀束發(fā)生器，該帶狀束發(fā)生器生成具有向垂直于射束輸送方向的長邊方向延伸的細長照射區(qū)域的帶狀束， 所述注入處理室具有物體保持部，該物體保持部構成為向與所述射束輸送方向及所述長邊方向垂直的方向提供所述被處理物的機械掃描。
23.根據(jù)權利要求1所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述射束線裝置以如下方式構成，即在以能夠從僅在所述第I注入設定結構或所述第2注入設定結構中的任 一結構下運轉的方式構成的多個射束線構成要件中進行選擇，由此，所述離子注入裝置構成為高電流離子注入專用裝置或中電流離子注入專用裝置。
24.一種離子注入裝置，具備: 離子源，生成離子并作為離子束引出； 注入處理室，用于向被處理物注入所述離子 '及 射束線裝置，提供用于從所述離子源向所述注入處理室輸送所述離子束的射束線，該離子注入裝置的特征在于， 所述離子注入裝置構成為協(xié)同所述被處理物的機械掃描對所述被處理物照射所述離子束， 所述射束線裝置根據(jù)注入條件在多個注入設定結構中的任一個結構下動作，所述多個注入設定結構包括第I注入設定結構及第2注入設定結構，其中，第I注入設定結構適合輸送用于向所述被處理物進行高劑量注入的低能量/高電流射束，第2注入設定結構適合輸送用于向所述被處理物進行低劑量注入的高能量/低電流射束， 所述射束線裝置構成為，在所述第I注入設定結構和所述第2注入設定結構下，在所述射束線中成為基準的射束中心軌道自所述離子源至所述注入處理室相同。
25.根據(jù)權利要求24所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述注入處理室具備物體保持部，該物體保持部構成為向在垂直于射束輸送方向的面內相互正交的2個方向提供所述被處理物的機械掃描。
26.一種離子注入方法，其特征在于，具備如下工序: 關于射束線裝置，在包含適合輸送用于向被處理物進行高劑量注入的低能量/高電流射束的第I注入設定結構和適合輸送用于向所述被處理物進行低劑量注入的高能量/低電流射束的第2注入設定結構的多個注入設定結構中選擇符合所給離子注入條件的任一個注入設定結構；在所選注入設定結構下使用所述射束線裝置，沿著射束線中成為基準的射束中心軌道自離子源至注入處理室輸送離子束；及 協(xié)同所述被處理物的機械掃描向所述被處理物照射所述離子束， 所述成為基準的射束中心軌道在所述第I注入設定結構和所述第2注入設定結構下相同。
27.根據(jù)權利要求26所述的離子注入方法，其特征在于， 所述輸送工序包括通過調整所述離子束的射束電流的總量來調整向所述被處理物注入的劑量的工序， 在所述第I注入設定結構下以第I劑量調整范圍調整所述注入劑量，在所述第2注入設定結構下以包括小于所述第I劑量調整范圍的劑量范圍的第2劑量調整范圍調整所述注入劑量。
28.根據(jù)權利要求26或27所述的離子注入方法，其特征在于， 所述輸送工序具備調整向所述被處理物注入的能量的工序， 在所述第I注入設定結構下以第I能量調整范圍調整所述注入能量，在所述第2注入設定結構下以包括高 于所述第I能量調整范圍的能量范圍的第2能量調整范圍調整所述注入能量。
【文檔編號】H01J37/317GK103811255SQ201310498683
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權日:2012年11月13日
【發(fā)明者】月原光國, 椛澤光昭 申請人:斯伊恩股份有限公司