高能量离子注入装置制造方法
【专利摘要】本发明提供高能量离子注入装置中的高效率射束传输技术。本发明的高能量离子注入装置具备：射束生成单元，具有离子源和质量分析装置；高能量多段直线加速单元，对离子束进行加速而生成高能量离子束；高能量射束的偏转单元，将高能量离子束朝向晶片进行方向转换；及射束传输线单元，将已偏转的高能量离子束传输到晶片。偏转单元由多个偏转电磁铁构成，并在多个偏转电磁铁之间插入有至少1个横向会聚要件。
【专利说明】高能量离子注入装置
【技术领域】
[0001]本申请主张基于2013年5月27日申请的日本专利申请第2013-111364号、2013年5月28日申请的日本专利申请第2013-112036号、2013年5月29日申请的日本专利申请第2013-113474号、2013年6月14日申请的日本专利申请第2013-125512号以及2013年6月24日申请的日本专利申请第2013-131358号的优先权。这些申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
[0002]本发明涉及一种高能量离子注入装置。
【背景技术】
[0003]在半导体元件制造工序中，标准地实施如下重要的工序，该工序用于通过在真空下向半导体晶片打入离子来将杂质添加到半导体晶片的结晶中，从而使导电性发生变化，并使半导体晶片半导体元件化。该工序中所使用的装置被称为离子注入装置，该离子注入装置将通常用于半导体元件化的杂质原子作为离子进行加速，并打入到半导体晶片中。
[0004]随着半导体元件的高集成化/高性能化，一直使用能够用于更深地打入到半导体晶片中的高能量的离子注入的装置。这种装置特别地被称为高能量离子注入装置。作为其中一例，有以串列式静电加速器构成离子束的加速系统的方法(参考专利文献I)。
[0005](批次式(batch-type))
[0006]并且，长期以来还使用具备进行高频加速的高频线形加速器的批次处理式高能量离子注入装置(参考专利文献2)。
[0007]批次处理式离子注入为如下的方法，即将十几片硅晶片载于直径为Im左右的铝盘的外周侧，一边使圆盘以每分钟1000次的旋转程度高速旋转，一边均匀地注入离子。为了不使晶片因离心力而飞出，圆盘的载有晶片的部分相对于旋转面(与旋转轴正交的面)赋予5°左右的角度。由于该角度和晶片的旋转运动，批次处理式离子注入方法存在在晶片的中心部和端部注入角度(离子射入到晶片的角度)前后相差1° (注入角度偏差)的问题。
[0008]一般，在晶片的芯片上存在想进行离子注入的区域和无法进行离子注入的区域，无法进行离子注入的区域能够由被称为光致抗蚀层的有机物覆盖。离子在注入时不能穿透光致抗蚀层，因此在高能量离子注入时所涂布的光致抗蚀层变得非常厚。虽然需要注入的区域通过光刻法去掉光致抗蚀层，但若集成度高且注入区域微小，则会出现离子被垂直打入由耸立的光致抗蚀层的壁部包围的深孔的底部的情况。向这种高纵横比的结构注入离子时需要较高的注入角度精度。
[0009]尤其，在制造如(XD等闻品质的摄像兀件中，越深地注入尚子，分辨率就越提闻，且灵敏度变高，因此也逐渐开始进行超高能量的离子注入(3?SMeV)。此时，被允许的注入角度误差为0.1°左右，无法使用具有较大注入角度偏差的批次式装置。
[0010](单晶片式高能量离子注入装置)
[0011]因此，近年来单晶片式高能量离子注入装置被投入使用(专利文献3)。批次方式固定射束并移动晶片(圆盘上的旋转运动)，由此在水平方向上进行均匀的注入，而单晶片式装置中，移动射束(沿水平方向进行射束扫描)固定晶片。该方式中通过使扫描束平行化，不仅能够在晶片面内使注入剂量均匀，还能够使注入角度均匀，可以解决注入角度偏差的问题。另外，两种方式都是通过以一定的速度使晶片平行移动来实现铅垂方向的剂量均匀性，但通过该运动不会产生角度误差。
[0012]除此以外，由于单晶片式离子注入装置在进行少数几片的处理时没有多余的硅晶片的消耗等，因此适合多品种少量生产，近年来需求不断增加。
[0013]但在高品质摄像元件的生产中，不仅要求角度精度，而且还有诸如没有金属污染、注入损伤(退火之后的残余结晶缺陷)较小、注入深度精度(能量精度)良好等很多严格的要求，单晶片式离子注入装置中也留许多待改善之处。
[0014]在以往的单晶片式高能量离子注入装置中，作为高能量加速方式使用串列式静电加速装置，或高频加速方式的重离子线性加速器(线形加速器)。
[0015]在这种加速系统的下游设置有能量过滤磁铁、射束扫描器及通过磁场进行扫描轨道的平行化的平行(平行化)磁铁。并且，通过平行磁铁成为不论射束在哪个扫描位置，向晶片的射入角(注入角)均相同。离子的能量至3?4MeV左右。
[0016]并且，在与高能量离子注入装置相比更低能量的区域(10?600keV)中使用的(单晶片式)中电流离子注入装置的一部分中，使用通过电场(电极)将扫描轨道平行化的电场平行透镜(专利文献4)。电场平行透镜能够保持轨道的对称性并且将扫描轨道平行化，因此比平行磁铁更能提高角度精度。并且，在该装置中，在晶片的附近安装有被称为AEF(Angular Energy Filter)的电场式偏转电极。通过AEF能够去除在射束传输过程中价数发生变化的离子和在射束线产生的粒子，因此能够提供纯度较高的射束。
[0017]专利文献1:日本专利第3374335号公报
[0018]专利文献2:日本特开2000-11944号公报
[0019]专利文献3:美国专利第8035080号公报
[0020]专利文献4:日本特开2003-288857号公报
【发明内容】
[0021]然而，前述的离子注入装置中，对从加速器出来的离子通过能量分析电磁铁进行偏转之后，使其通过分解狭缝并直接注入到晶片中。因此，为了抑制高能量离子束的发散并将具有所希望的能量的充足量的离子传输到晶片，还有进一步改善的余地。
[0022]本发明是鉴于这种状况而完成的，其目的之一在于提供一种抑制射束发散的高能量离子注入装置。并且，本发明的另一目的在于提供一种能够保证能量精度的高能量离子注入装置。
[0023]为了解决上述课题，本发明的一方式的高能量离子注入装置为对从离子源提取的离子束进行加速，沿着射束线传输到晶片并注入到该晶片中的高能量离子注入装置，其中，所述高能量离子注入装置具备:射束生成单元，具有离子源和质量分析装置；高能量多段直线加速单元，对离子束进行加速而生成高能量离子束；高能量射束的偏转单元，将高能量离子束朝向晶片进行方向转换；射束传输线单元，将已偏转的高能量离子束传输到晶片；及基板处理供给单元，将传输到的高能量离子束均匀地注入到半导体晶片中。射束传输线单元具有射束整形器、高能量用电场式射束扫描器、高能量用电场式射束平行化器及高能量用电场式最终能量过滤器。并构成为，对从偏转单元出来的高能量离子束通过电场式射束扫描器及电场式射束平行化器进行射束扫描并且将其平行化，且通过高能量用电场式最终能量过滤器去除质量、离子价数及能量中的至少一个不同的混入离子后注入到晶片中，偏转单元由多个偏转电磁铁构成，并在多个偏转电磁铁之间插入有至少I个横向会聚要件。
[0024]发明效果:
[0025]根据本发明的一方式，能够抑制射束发散。并且根据本发明的另一方式，能够实现保证能量精度的高能量离子注入装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是示意地表示本实施方式所涉及的高能量离子注入装置的概略布局与射束线的图。
[0027]图2(a)是表示离子束生成单元的概略结构的俯视图，图2(b)是表示离子束生成单元的概略结构的侧视图。
[0028]图3是表示包括高能量多段直线加速单元的概略结构的整个布局的俯视图。
[0029]图4是表示直线状排列有多个高频谐振器前端的加速电场(间隙)的高能量多段直线加速单元及会聚发散透镜的控制系统的结构的框图。
[0030]图5 (a)、图5 (b)是表示EFM(能量分析用偏转电磁铁)、能量宽度限制狭缝、能量分析狭缝、BM(横向中心轨道补正用偏转电磁铁)、射束整形器、射束扫描器(扫描器)的概略结构的俯视图。
[0031]图6 (a)是表示从射束扫描器至射束平行化器之后的射束线到基板处理供给单元为止的概略结构的俯视图，图6(b)是表示从射束扫描器至射束平行化器之后的射束线到基板处理供给单元为止的概略结构的侧视图。
[0032]图7是从上方观察射束扫描器的一例的主要部分的示意图。
[0033]图8是从侧面观察射束扫描器的一例的主要部分的示意图。
[0034]图9是从下游侧观察沿离子束线的中途路径装卸自如地安装有射束扫描器的一例的结构的示意性主视图。
[0035]图10是表示角能量过滤器的偏转电极的另一方式的示意图。
[0036]图11 (a)是示意地表示作为横向会聚透镜的四极透镜的俯视图，图11 (b)是示意地表示四极透镜的主视图。
[0037]图12(a)、图12(b)是表示电磁铁的结构的一例的立体图。
[0038]图13是示意地表示电磁铁所具备的开闭装置的图。
[0039]图14(a)是从正面观察与注入器法拉第杯(Injector Faraday cup)结构大致相同的旋转变压器法拉第杯(Resolver Faraday cup)的示意图，图14(b)是用于说明旋转变压器法拉第杯的动作的示意图。
[0040]图15是从正面观察横长法拉第杯的示意图。
[0041]图16(a)是表示从本实施方式所涉及的射束整形器到射束扫描器为止的概略结构的俯视图，图16(b)是表示从本实施方式所涉及的射束整形器到射束扫描器为止的概略结构的侧视图。
[0042]图17是用于说明下游侧接地电极的开口宽度、抑制电极的开口宽度及上游侧接地电极的开口宽度的大小关系的示意图。
[0043]图18是示意地示出射束平行化器的另一例的图。
[0044]图19(a)是表示本实施方式的一形态的射束平行化器的概略结构的俯视图，图19(b)是表示本实施方式的一形态的射束平行化器的概略结构的侧视图。
[0045]图20是表示本实施方式的变形例所涉及的射束平行化器的概略结构的俯视图。
[0046]图21 (a)是表示从本实施方式的变形例所涉及的最终能量过滤器到基板处理供给单元为止的概略结构的俯视图，图21(b)是表示从本实施方式的变形例所涉及的最终能量过滤器到基板处理供给单元为止的概略结构的侧视图。
[0047]图22是用于说明射束传输矩阵的定义的图。
[0048]图23是表示没有横向会聚透镜的情况(虚线)，与向横向会聚透镜施加由公式
(6)求出的电压的情况(实线)的分散函数值的示意图。
[0049]图24是示意地表示消除分散时(实线)与未消除分散时(虚线)的沿射束中心轴的射束宽度(尺寸)的变化的图。
[0050]图中:10_离子源，12-离子束生成单元，14-高能量多段直线加速单元，14a-高频谐振器，15a-第I线形加速器，15b-第2线形加速器，16-射束偏转单元，18-射束传输线单元，20-基板处理供给单元，22-质量分析装置，24-能量分析电磁铁，26-四极透镜，28-能量分析狭缝，30-偏转电磁铁，32-射束整形器，34-射束扫描器，36-射束平行化器，38-最终能量过滤器，42-抑制电极，44-离子源高压电源，62-高频电源，64-会聚发散透镜，64a_横向会聚透镜，64b-纵向会聚透镜,74-抑制电极,82-扫描器壳体,84-平行化透镜,94-最终能量过滤器，100-高能量离子注入装置，102-AEF腔室，104-AEF电极，108-接地电极，110-AEF抑制电极，116-工艺腔室，118-能量限制狭缝，120-等离子体淋浴器，124-射束轮廓，128-偏转电极，132-接地电极，133-接地电极134-射束扫描器，150-箱体，160-支架，170-射束导向盒，172-门扇，200-晶片。
【具体实施方式】
[0051]以下对本实施方式所涉及的高能量离子注入装置的一例进一步进行详细说明。首先，对本发明人等想到本发明的过程进行说明。
[0052](平行化磁铁)
[0053]使用通过偏转磁场使轨道平行化的平行化磁铁的以往的高能量离子注入装置有如下问题。
[0054]若向带有光致抗蚀层的晶片注入高能量离子，则产生大量的漏气，该漏气的分子与束离子相互作用，一部分离子的价数发生变化。若通过平行化磁铁时该价数发生变化，则偏转角发生改变，因此射束的平行性被破坏，朝向晶片的注入角变得不同。
[0055]并且，所注入的离子的量(个数或者剂量)通过利用置于晶片附近的法拉第杯测定束电流值而求出，但因价数变化，其测量值产生偏差，偏离预定的注入量，无法成为如所预定的半导体元件的特性。
[0056]而且，通过I台平行化磁铁进行的平行化在内侧轨道与外侧轨道上的偏转角和轨道长度不同，因此越靠外侧轨道，价数发生变化的离子的比例越大，晶片面内的剂量均匀性也恶化。
[0057]因此，以往的高能量离子注入装置的射束传输方式无法充分满足最近的高精度的注入的要求。
[0058]并且，平行化磁铁需要在扫描方向上宽度较宽的磁极和一定长度的平行化区间，能量变高时磁极进一步变长且变大，因此重量变得非常大。为了安全地装配并维持装置，除了需要强化半导体工场本身的强度设计之外，消耗电力也变得非常大。
[0059]如果能够在高能量区域使用在前述中电流离子注入装置中所使用的电场平行化透镜和电场(电极式)能量过滤器(AEF:Angular Energy Filter),则可解决这些问题。电场平行化透镜保持轨道的对称性并且使扫描轨道与中心轨道方向对齐而进行平行化，AEF在刚要到达晶片之前去除价数已变化的离子。由此，即使在漏气较多时，也能够得到没有能量污染的射束，且不会产生如平行化磁铁那样的扫描方向的注入角度的偏差，结果，能够均匀地注入准确的深度方向的注入分布和注入量(剂量)，并且注入角度也变得相同，可实现精度非常高的离子注入。并且，由重量轻的电极部件构成，因此与电磁铁相比还可减少消耗电力。
[0060]本发明的核心之处在于发明了一种将该中电流离子注入装置的优异的系统导入到高能量离子注入装置，为高能量装置且能够进行与中电流装置同等的高精度注入的装置。以下，对在该过程中所解决的课题进行说明。首要问题是装置的长度。
[0061]将离子束偏转相同角度时，所需磁场与能量的平方根成比例，而所需电场则与能量本身成比例。因此，偏转磁极的长度与能量的平方根成比例，而偏转电极的长度与能量成比例而变长。若欲想在高能量离子注入装置中搭载所述电场平行化透镜和电场AEF来实现高精度角度注入，则射束传输系统(从扫描器到晶片为止的距离)与使用平行化磁铁的以往的装置相比大幅变长。
[0062]例如，作为通过这种电场具备平行化机构的高能量离子注入装置，与以往的高能量离子注入装置相同地可考虑将离子源、质量分析磁铁、串列式静电加速装置或者高频线形加速装置、射束扫描器、扫描轨道平行化装置、能量过滤器、注入处理室及基板输送设备(末端站)等构成设备装配成大致直线状的结构。此时，以往的装置的长度为8m左右，而装置的总长长至20m左右，设置位置的设定与准备、设置作业等成为大规模，而且设置面积也变大。并且，还需要用于各设备的装配对准调整、装置运转后的维护与修缮及调整的作业空间。这种大型离子注入装置无法满足将半导体生产线中的装置尺寸与工场生产线的配置实情相结合的要求。
[0063]由于这种状况，本发明的一方式中的射束线的结构的目的在于，通过实现能够确保充分的作业区域且简化/效率化设置位置的设定、准备及设置作业和维护作业，并抑制设置面积的技术，提供一种具备有电场平行化透镜和电场能量过滤器的高精度的高能量离子注入装置。
[0064]前述目的可通过如下方式来实现，即由包括对在离子源生成的离子束进行加速的多个单元的长直线部；及包括对扫描束进行调整而注入到晶片中的多个单元的长直线部构成高能量离子注入装置的射束线，并设为具有相对置的长直线部的水平U字状的折回型射束线。根据从离子源起对离子进行加速的单元的长度，使包括射束扫描器、射束平行化器、能量过滤器等的射束传输线单元的长度构成为与所述长度大致相同的长度，从而实现这种布局。并且，为了进行维护作业，在2条长直线部之间设置有充分广的空间。
[0065]根据这种U字状的射束线形状，装置的尺寸变得适当，但从离子源到射束照射部为止的射束线的总长不会变短。相反，将U字状的偏转所需要的长度加上用于使接下来的射束传输线单元的长度与线性加速单元一致的长度，因此整体上比直线状的结构更长。为了得到适当的装置尺寸和良好的维护性而如此加长射束线作为其代价，可能产生如下2个课题。
[0066]其一，在较长的射束线中，各设备的装配误差累积，由此因在末端的射束位置和射入角的设计值产生的偏差变大。如此以往，得到了注入角度精度的优点，却失去了采用电场式平行透镜和最终能量过滤器的意义。
[0067]其二，在较长的射束线中，射束传输效率降低，到达末端的束电流值容易降低。因与残余气体撞击而损失的射束离子的数量，不仅根据距离呈指数性增长，若而且射束尺寸较大或者中心轨道偏离较大，则还导致撞到狭缝和透镜光阑的壁部而损失的射束离子的数量将逐渐增多。如果不能将充足量的离子束传输到晶片，则每I小时能够处理的晶片的片数将会减少，无法担负作为工业用机械的作用。
[0068]从离子源提取离子束时从有限大小的开口进行提取，因此原本就具有一定程度的空间分布(称此为射束尺寸)。除此之外，在加速时利用线性加速器的高能量离子注入装置中，通过伴随高频线形加速的同步加速器振荡而在射束能量上产生百分之几的宽度分布。若使射束偏转，则该能量分布通过分散变成空间性分布。由此，由线性加速器所加速的射束的射束尺寸就成为从离子源提取时决定的射束尺寸加上由能量分布产生的射束尺寸，因此成为易发散的较大的射束。
[0069]并且，插入在偏转电磁铁的杆间隙的真空容器为扁平且体积较小的容器，因此真空导电性变小。因此，若由多个偏转电磁铁构成偏转部，则该区域的排气效率变差，残余气体的压力变高。若残余气体分子较多，则与射束离子的撞击频繁，束电流降低。
[0070]本实施方式的目的之一在于提供针对前述的第二问题的解决方案。即，其目的在于提供一种高能量离子注入装置，该装置在将线性加速器作为加速装置而使用的U字状的较长的射束线中，抑制由能量宽度产生的射束的发散，并且通过保持较高的真空度来防止射束传输效率的下降，能够具有与以往的高能量离子注入装置同等以上的生产率，同时能够以比以往更高的精度进行离子注入。
[0071]为了解决上述课题，本发明的高能量离子注入装置中，使包括对在离子源生成的离子束进行加速的多个单元的长直线部与包括调整扫描束并使其注入到晶片中的多个单元的长直线部相对置，形成水平的U字状的折回型射束线，而且由多个偏转电磁铁构成所述U字状的偏转部。并且，通过在所述多个偏转电磁铁之间插入至少I个横向会聚要件，并与多个偏转电磁铁组合来抑制射束的分散，从而防止具有能量宽度的射束的发散。由此，防止射束撞击到长直线部所具备的透镜光阑和电极而损失。
[0072]并且，在电磁铁和电磁铁之间安装真空泵来提高U字状偏转部的真空度，并防止射束离子与残余气体分子撞击而损失。
[0073]首先，关于由如上述配置的偏转电磁铁和横向会聚要件进行的分散控制的详细内容，以横向会聚四极透镜插入在U字状偏转部的情况为例在以下进行说明。横向会聚要件的“横向(方向)”是指在偏转电磁铁的偏转面内与射束轴正交的方向。“纵向(方向)”或者“上下(方向)”是指在垂直于偏转电磁铁的偏转面的面内与射束轴垂直的方向。并且，2台以上的四极透镜的组合透镜为将偶极、三极等横向会聚透镜和横向发散透镜按规则进行组合的透镜组。
[0074]接着，对离子束进行详细说明。以下公式(I)给出在射束中心轴上的任意位置(距离射束线起点的飞行距离)s的水平面(偏转面)内横向方向(与射束正交的方向)的离子束的尺寸O (S)。
[0075][数式I]
[0076]CfIsJ=^ipIs)+ ^-.- (I )
<Cm I \um
[0077]在此，ε为射束的发射度，E为射束能量，Aew为能量宽度。β (S)称为电子回旋加速器函数，H(S)称为能量分散函数，分别为射束传输方程式的解。发射度ε与能量宽度Aew在加速结束后或者通过狭缝等整形后成为不变量。并且，能量E为离子的注入能量，因此预先被决定。由此，射束尺寸σ的调整以通过设置在射束线的多个会聚发散要件来调整β和η的方式来进行。
[0078]前述公式(I)的第I项来源于自离子源提取时产生的射束的空间性的扩大，任何加速器/射束传输系统都无法使其消失。即，β (s) —定取正的有限的值。另一方面，公式
(I)的第2项仅出现在具有通过线性加速器和同步加速器等高频加速产生的能量分布的射束中，并在通过轨道的偏转而能量分布转换成空间分布时产生(称该现象为射束的能量分散)，通过控制该转换现象能够使其消失。即，第2项的Il(S)可取负值，也可设为零。
[0079]若在射束偏转结束的时刻，将η与其变化率Π’(S)均设为零，则n在比其更下游侧的所有射束线的位置上均成为零。即，射束尺寸成为
[0080][数式2]
[0081]CJ(S)=^Ep(S).*.(2?
[0082]大小减半，并且与没有能量宽度的射束相同地仅通过调整β就可使射束尺寸变得良好，因此不降低束电流就能够轻松地进行传输。
[0083]在典型的高能量离子注入装置的射束线中，发射度ε为IE-4 (m.rad)，β为10 (m)左右，因此公式⑵的射束尺寸为30mm左右。并且，能量宽度为0.05 (5% )，η为2m左右，因此未消除分散的公式(I)的射束尺寸甚至可成为80_。
[0084]具体地消除分散采用如下方法:使由上游的偏转电磁铁产生的分散函数的符号相反，从而抵消由下游侧的偏转电磁铁产生的正的分散函数。因此，在多个偏转电磁铁与其之间一定需要用于使符号相反的横向会聚要件(偏转面为水平的情况)。以下，利用射束光学的理论对该方法进行说明。
[0085]图22是用于说明射束传输矩阵的定义的图。假定在偏转角Θ、曲率半径r的2台偏转电磁铁之间存在一些横向会聚要件的情况。如下式表示上下杆面平行的(无区域指数的)偏转电磁铁的传输矩阵(Transfer Matrix)。
[0086][数式3]
【权利要求】
1.一种高能量离子注入装置，其对从离子源提取的离子束进行加速，沿着射束线传输到晶片并注入到该晶片中，所述高能量离子注入装置的特征在于，具备: 射束生成单元，具有离子源和质量分析装置； 高能量多段直线加速单元，对所述离子束进行加速而生成高能量离子束； 高能量射束的偏转单元，将所述高能量离子束朝向晶片进行方向转换； 射束传输线单元，将已偏转的高能量离子束传输到晶片 '及 基板处理供给单元，将传输到的高能量离子束均匀地注入到半导体晶片中， 所述射束传输线单元具有射束整形器、高能量用电场式射束扫描器、高能量用电场式射束平行化器及高能量用电场式最终能量过滤器， 并构成为，对从所述偏转单元出来的高能量离子束通过所述电场式射束扫描器及所述电场式射束平行化器进行射束扫描并且将其平行化，且通过所述高能量用电场式最终能量过滤器去除质量、离子价数及能量中至少一个不同的混入离子后注入到所述晶片中， 所述偏转单元由多个偏转电磁铁构成，并在所述多个偏转电磁铁之间插入有至少I个横向会聚要件。
2.根据权利要求1所述的高能量离子注入装置，其特征在于， 在所述偏转单元的末端的偏转电磁铁出口，所述横向会聚要件的强度被设定为，将离子束的能量分散函数和其变化率实质上设为零。
3.根据权利要求1所述的高能量离子注入装置，其特征在于， 所述横向会聚要件调整能量分散函数与其变化率，以使在离子注入位置离子束的截面尺寸成为所希望的大小。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的高能量离子注入装置，其特征在于， 所述横向会聚要件由I台四极透镜或者2台以上的四极透镜的组合透镜构成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的高能量离子注入装置，其特征在于， 所述横向会聚要件为四极电磁铁或者静电四极电极。
6.根据权利要求1所述的高能量离子注入装置，其特征在于， 所述多个偏转电磁铁由第I电磁铁和第2电磁铁构成，所述第I电磁铁进行用于能量分析的偏转，所述第2电磁铁一边使离子束的轨道偏转一边精密控制向晶片的射束注入角度。
7.根据权利要求6所述的高能量离子注入装置，其特征在于， 在所述第I电磁铁的下游侧，且在作为所述横向会聚要件的四极透镜的上游侧及下游侧设置能量宽度限制狭缝及能量分析狭缝。
8.根据权利要求1所述的高能量离子注入装置，其特征在于， 所述多个偏转电磁铁构成为，使在所述高能量多段直线加速单元被加速的高能量离子束偏转约180°。
9.根据权利要求1所述的高能量离子注入装置，其特征在于， 所述多个偏转电磁铁具有第I电磁铁和第2电磁铁，并构成为各电磁铁的偏转角度成为90度。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的高能量离子注入装置，其特征在于，还具备: 真空容器，设置于所述多个偏转电磁铁之间， 所述真空容器具备漏气排出用的真空泵。
11.根据权利要求10所述的高能量离子注入装置，其特征在于， 所述真空泵为配置于所述偏转电磁铁的漏磁场较少的位置的磁悬浮式涡轮分子泵。
12.根据权利要求1所述的高能量离子注入装置，其特征在于， 所述多个偏转电磁铁中的至少一个偏转电磁铁构成为能够分别设定杆面角， 并构成为通过所述横向会聚要件和所述多个偏转电磁铁来调整分散函数。
13.根据权利要求12所述的高能量离子注入装置，其特征在于， 带有杆面角的所述偏转电磁铁具备面角调整装置。
14.根据权利要求12所述的高能量离子注入装置，其特征在于， 所述多个偏转电磁铁为具有相同杆面角的相同形状的电磁铁，并构成为以同一工作条件工作。
15.根据权利要求1所述的高能量离子注入装置，其特征在于， 所述多个偏转电磁铁具有第I偏转电磁铁和第2偏转电磁铁， 所述横向会聚要件的强度被设定为，用由所述第2偏转电磁铁产生的分散函数抵消由所述第I偏转电磁铁产生的分散函数而使分散函数实质上成为零， 所述多个偏转电磁铁构成为，消除由在所述高能量多段直线加速单元产生的能量宽度产生的射束的扩大，并将与没有能量宽度的离子束同等的离子束供给到所述射束传输线单J Li ο
16.根据权利要求1所述的高能量离子注入装置，其特征在于， 在所述高能量多段直线加速单元的出口部配设有纵向会聚调整机构和横向会聚调整机构，并构成为，将已调整了纵向会聚和横向会聚的离子束射入到能量分析单元。
【文档编号】H01J37/317GK104183449SQ201410183419
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2013年5月27日
【发明者】椛泽光昭, 西原达生, 渡边一浩, 高桥裕二, 山田达也 申请人:斯伊恩股份有限公司