[发明专利]离子注入方法及设备

说明书

技术领域

本公开涉及一种离子注入方法及设备，用于利用带状(这也被称为片状或者条状)离子束和在与离子束的主面交叉的方向中对基板进行机械扫描将离子注入基板，其中，在离子束中，在执行或者没有执行X方向电扫描的情况下，X方向上的尺寸都大于与X方向正交的Y方向上的尺寸。在说明书中，为了更加容易地与离子束电扫描区分，机械地扫描基板的操作被称作扫描。

背景技术

图6示出此种离子注入设备的现有技术的示例。离子注入设备具有下述构造：使用带状离子束4和在与离子束4的主面4b(参见图8)交叉的方向上机械地扫描基板2的操作，通过基板驱动装置10将离子注入基板(例如，半导体基板)2(的例如，整个表面)。

参考图8，例如，离子束4在X方向(例如，水平方向)上进行电扫描处理，该处理基于由束扫描器(未示出)产生的电场或者磁场，并且离子束4具有带状截面形状，在截面形状中X方向中的尺寸大于与X方向正交的Y方向(例如，竖直方向)中的尺寸。例如，电扫描操作之前的离子束4具有诸如如图8中的附图标记4a所表示的小的圆或者环的截面形状。或者，在没有在X方向中进行此种电扫描处理的情况下，离子束4(例如，离子束本身从离子源中衍生)可以具有带状截面形状，其中，X方向中的尺寸大于Y方向中的尺寸。

在该示例中，基板驱动装置10具有：固定器12，该固定器12固定基板2；马达14，该马达14如箭头A所指示地(或者在相反的方向)围绕基板2的中心部分2a将固定器12与基板2一起旋转(该马达被称作为扭转马达，以便于与将会在后面描述的马达16区分)；以及马达16，该马达16如箭头B所指示地将固定器12与基板2以及扭转马达14一起驱动(彼此地摆动)，以改变固定器12和基板2的倾斜角θ(该马达被称作为倾斜马达，以便于与扭转马达14区分)。例如，能够在从0度(即，固定器12是竖直的状态)至90度的竖直(即，固定器12处于水平的状态)范围内改变倾斜角θ。

基板驱动装置10进一步包括扫描装置18，该扫描装置18机械地扫描固定器12、基板2等等，以致如箭头C所指示地在扫描的一端(例如，下端)20和另一端(例如，上端)22之间往复，从而在与离子束4的主面4b交叉的方向中(例如，Y方向)机械地扫描的基板2。基板2的扫描方向不限于箭头C的方向(Y方向)。在某些情况下，可以平行于基板2的表面执行扫描。在本申请中，基板2的一次扫描意味着单向扫描。

基板驱动装置具有与专利文献1中公开的基板驱动装置10的构造基本相同的构造。

如图7中所示，例如，在扫描的一端20将固定器12设置为基本上水平的状态的同时，执行相对于固定器12的基板2的更换(例如，在离子注入之前用基板2代替离子注入的基板2)。

在到基板2的离子注入中，根据表达式1或者是在数学上与其等价的表达式，例如，通过使用离子束4的束电流、到基板2的剂量、以及被用作用于计算基板2的扫描次数的基准的基准扫描速度计算基板2的扫描次数。通常，计算的扫描次数是带有小数点之后的数字的混合小数。因此，计算其中小数点之后的数字被截掉的扫描次数，或者其为整数的扫描次数，并且计算的次数被设置为实际使用的扫描次数。在计算的扫描次数是3.472的情况下，例如，3被设置为实际使用的扫描次数。根据表达式2或者在数学上与其等价的表达式，例如，通过实际使用的扫描次数来计算实际使用的扫描速度。在现有技术中，根据以此种方式计算的扫描次数和扫描速度对基板2执行离子注入。

[表达式1] 

[表达式2] 

在上述表达式1和2中，基本电荷是1.602×10^-19[C]，并且系数是对离子注入设备来说特定的系数。这也适用于将会在后面加以描述的表达式4和表达式5。

图9示出在使用现有技术离子注入方法(设备)的情况下基板2的扫描次数和扫描速度的示例。图9是示出在固定剂量和减少束电流的情况下扫描次数和扫描速度的变化的图。基准扫描速度是320mm/ 秒。为了使剂量恒定，根据束电流的减少来增加扫描次数。同样在固定束电流和增加剂量的情况下，获得类似的趋势。

同样从图9中可以看出，扫描次数是偶数或者奇数取决于包括束电流和剂量的注入情况。例如，同样在专利文献2中描述了扫描次数是偶数或者奇数的现象。

[专利文献1]JP-A-2004-95434(段落[0010]至[0017]，图6)[专利文献2]日本专利No.3,341,749(表2，图3)