CN111180301A - 离子注入装置及光束驻留装置 - Google Patents

Abstract

本发明抑制光束驻留装置中的粒子的飞散。本发明的光束驻留装置(24)具备：一对驻留电极(25a、25b)，隔着光束线路(A)而对置；及光束阻尼器，在比一对驻留电极(25a、25b)更靠光束线路(A)的下游侧在一对驻留电极(25a、25b)的对置方向上离开光束线路(A)而设置。一对驻留电极(25a、25b)中的至少一个包含在与光束线路(A)所延伸的方向及对置方向这两个方向均正交的规定方向上隔开间隔而配置的多个电极体(73a～73f)。多个电极体(73a～73f)分别从光束线路的上游侧朝向下游侧延伸。

Description

离子注入装置及光束驻留装置

技术领域

本申请主张基于2018年11月13日申请的日本专利申请第2018-212925号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

本发明涉及一种离子注入装置及光束驻留装置。

背景技术

半导体制造工序中，出于改变半导体的导电性的目的、改变半导体的晶体结构的目的等，标准性地实施向半导体晶圆注入离子的步骤(也称为离子注入步骤)。离子注入步骤中，可以使用沿朝向注入对象的半导体晶圆延伸的光束线路传输离子束的离子注入装置。有时在光束线路的中途设置有用于使离子束从光束线路暂时退避以防对半导体晶圆照射离子束的光束驻留装置。光束驻留装置例如具备隔着光束线路而对置的一对驻留电极，利用施加于驻留电极之间的电场来使离子束偏转(例如，参考专利文献1)。

专利文献1：日本专利第5242937号公报

发明内容

有时在传输离子束的真空腔室内因各种因素而产生粒子，且有时在上述驻留电极的表面也附着粒子。根据发明人等的见解可知，若在驻留电极的表面附着有粒子的状态下为了离子束的退避而对驻留电极施加高电压，则在驻留电极的表面产生放电，进而能够在放电时使驻留电极表面的粒子飞散。粒子朝向光束线路飞散时，可能对向半导体晶圆进行的离子注入处理造成影响。

本发明的一方式的例示性目的之一在于，提供一种抑制光束驻留装置内的粒子的飞散的技术。

本发明的一方式的离子注入装置在朝向晶圆传输离子束的光束线路的中途具备光束驻留装置。光束驻留装置具备：一对驻留电极，隔着光束线路而对置；及光束阻尼器，相比一对驻留电极在光束线路的下游侧在一对驻留电极的对置方向上离开光束线路而设置。一对驻留电极中的至少一个包含在与光束线路所延伸的方向及对置方向这两个方向均正交的规定方向上隔开间隔而配置的多个电极体。多个电极体分别从光束线路的上游侧朝向下游侧延伸。

本发明的另一方式为配置于光束线路的中途的光束驻留装置。该装置具备：一对驻留电极，隔着光束线路而对置；及光束阻尼器，相比一对驻留电极在光束线路的下游侧在一对驻留电极的对置方向上离开光束线路而设置。一对驻留电极中的至少一个包含在与光束线路所延伸的方向及对置方向这两个方向均正交的规定方向上隔开间隔而配置的多个电极体。多个电极体分别从光束线路的上游侧朝向下游侧延伸。

另外，在方法、装置、系统等之间相互置换以上的构成要件的任意组合或本发明的构成要件和表现的内容，作为本发明的方式也有效。

发明效果

根据本发明，能够抑制光束驻留装置中的粒子的飞散。

附图说明

图1是表示实施方式的离子注入装置的概略结构的顶视图。

图2是表示图1的离子注入装置的概略结构的侧视图。

图3是详细地示出光束驻留装置的结构的侧视图。

图4是详细地示出图3的光束驻留装置的结构的主视图。

图5是表示第2驻留电极的结构的剖视图。

图6是表示第2驻留电极的结构的顶视图。

图7是示意地表示抑制粒子的附着的机制的图。

图8是表示变形例的第2驻留电极的结构的顶视图。

图9是表示变形例的光束驻留装置的结构的主视图。

图10中，图10(a)及图10(b)是表示变形例的第2驻留电极的结构的顶视图。

图中：10-离子注入装置，21-质量分析磁铁，23-质量分析狭缝，24-光束驻留装置，25-驻留电极，25a-第1驻留电极，25b-第2驻留电极，26-光束阻尼器，64-第1电极面，71-上游侧连接部，72-下游侧连接部，73-电极体，74-第2电极面，A-光束线路，B-离子束，W-晶圆。

具体实施方式

以下，参考附图对用于实施本发明的方式进行详细地说明。另外，附图说明中对相同要件标注相同符号，并适当省略重复说明。并且，以下所述的构成为例示，对本发明的范围不做任何限定。

对实施方式进行详述之前说明概要。本实施方式为在朝向晶圆传输离子束的光束线路的中途设置有光束驻留装置的离子注入装置。光束驻留装置具备：一对驻留电极，隔着光束线路而对置；及光束阻尼器，相比一对驻留电极在光束线路的下游侧在一对驻留电极的对置方向上离开光束线路而设置。光束驻留装置利用施加于驻留电极之间的电场来使离子束偏转以对离开光束线路的光束阻尼器入射离子束，由此防止离子束在比光束驻留装置更靠下游侧的位置通过。

有时在传输离子束的真空腔室内因各种因素而产生粒子，且有时在上述驻留电极的表面也附着粒子。根据发明人等的见解可知，若在驻留电极的表面附着有粒子的状态下为了离子束的退避而对驻留电极施加高电压，则在驻留电极的表面产生放电，进而能够在放电时使驻留电极表面的粒子飞散。粒子朝向光束线路飞散时，可能对下游侧的半导体晶圆进行的离子注入处理造成影响。因此，本实施方式中将驻留电极的表面形状设为粒子不易附着的形状。具体而言，由将驻留电极沿规定方向隔开间隔而配置的多个电极体构成，以使粒子落在电极体之间的间隙中。由此，在能够产生放电的驻留电极的电极面上残留粒子的可能性低，进而能够抑制因放电产生的粒子的飞散。

图1是概略地表示实施方式的离子注入装置10的顶视图，图2是表示离子注入装置10的概略结构的侧视图。离子注入装置10构成为对被处理物W的表面进行离子注入处理。被处理物W例如为基板，例如为半导体晶圆。为了便于说明，本说明书中有时将被处理物W称为晶圆W，但这不表示将注入处理的对象限定于特定的物体。

离子注入装置10构成为使光束沿1个方向往返扫描，并使晶圆W沿与扫描方向正交的方向进行往返运动，由此对整个晶圆W的处理面照射离子束。本说明书中，为了便于说明，将沿设计上的光束线路A行进的离子束的行进方向定义为z方向，将与z方向垂直的面定义为xy面。在离子束对被处理物W进行扫描时，将光束的扫描方向视为x方向，将与z方向及x方向垂直的方向视为y方向。因此，光束的往返扫描沿x方向进行，晶圆W的往返运动沿y方向进行。

离子注入装置10具备离子源12、光束线路装置14、注入处理室16及晶圆输送装置18。离子源12构成为将离子束提供给光束线路装置14。光束线路装置14构成为从离子源12向注入处理室16输送离子束。注入处理室16中收容有成为注入对象的晶圆W，并进行将从光束线路装置14提供的离子束照射到晶圆W的注入处理。晶圆输送装置18构成为将注入处理前的未处理晶圆搬入到注入处理室16，并将注入处理后的处理完的晶圆从注入处理室16搬出。离子注入装置10具备离子源12、光束线路装置14、注入处理室16及用于对晶圆输送装置18提供所期望的真空环境的真空排气系统(未图示)。

光束线路装置14从光束线路A的上游侧依序具备质量分析部20、光束驻留(Beampark)装置24、光束整形部30、光束扫描部32、光束平行化部34及角度能量过滤器(AEF；Angular Energy Filter)36。另外，光束线路A的上游是指靠近离子源12的一侧，光束线路A的下游是指靠近注入处理室16(或光束阻挡器(Beam stopper)46)的一侧。

质量分析部20设置于离子源12的下游，构成为通过质量分析来从自离子源12引出的离子束中选择必要的离子种。质量分析部20具有质量分析磁铁21、质量分析透镜22及质量分析狭缝23。

质量分析磁铁21对从离子源12引出的离子束施加磁场并使离子束根据离子的质量电荷比M＝m/q(m为质量，q为电荷)的值以不同的路径偏转。质量分析磁铁21例如对离子束施加y方向(例如-y方向)的磁场，使离子束向x方向偏转。质量分析磁铁21的磁场强度以具有所期望的质量电荷比M的离子种通过质量分析狭缝23的方式被调整。

质量分析透镜22设置于质量分析磁铁21的下游，且构成为调整对于离子束的收敛/发散力。质量分析透镜22调整通过质量分析狭缝23的离子束的光束行进方向(z方向)的焦点位置，并调整质量分析部20的质量分辨率M/dM。另外，质量分析透镜22不是必备结构，在质量分析部20中也可以不设置质量分析透镜22。

质量分析狭缝23设置于质量分析透镜22的下游，且设置于离开质量分析透镜22的位置。质量分析狭缝23构成为通过质量分析磁铁21而使光束偏转方向(x方向)成为狭缝宽度，并且具有x方向相对短且y方向相对长的形状的开口23a。

质量分析狭缝23可以构成为为了调整质量分辨率而狭缝宽度为可变。质量分析狭缝23由能够沿狭缝宽度方向移动的两片屏蔽体构成，且构成为狭缝宽度能够通过改变两片屏蔽体之间的间隔而进行调整。质量分析狭缝23可以构成为狭缝宽度通过被切换成狭缝宽度不同的多个狭缝中的任一个而可变。

光束驻留装置24构成为使离子束暂时从光束线路A退避，以阻断朝向下游的注入处理室16(或晶圆W)的离子束。光束驻留装置24能够配置于光束线路A中途的任意位置，例如能够配置于质量分析透镜22与质量分析狭缝23之间。质量分析透镜22与质量分析狭缝23之间需要一定的距离，因此通过在其之间配置光束驻留装置24，与配置于其他位置的情况相比能够缩短光束线路A的长度，进而能够实现离子注入装置10的整体的小型化。

光束驻留装置24具备一对驻留电极25(25a、25b)及光束阻尼器26。一对驻留电极25a、25b隔着光束线路A而对置，且在与质量分析磁铁21的光束偏转方向(x方向)正交的方向(y方向)上对置。光束阻尼器26设置于比驻留电极25a、25b更靠光束线路A的下游侧的位置，且从光束线路A沿驻留电极25a、25b的对置方向分开设置。

第1驻留电极25a配置于比光束线路A更靠重力方向上侧的位置，第2驻留电极25b配置于比光束线路A更靠重力方向下侧的位置。光束阻尼器26设置于比光束线路A更向重力方向下侧离开的位置，且配置于质量分析狭缝23的开口23a的重力方向下侧的位置。光束阻尼器26例如由未形成质量分析狭缝23的开口23a的部分构成。光束阻尼器26可以与质量分析狭缝23分开构成。

光束驻留装置24利用施加于一对驻留电极25a、25b之间的电场使离子束偏转，以使离子束从光束线路A退避。例如，以第1驻留电极25a的电位为基准对第2驻留电极25b施加负电压，由此使离子束从光束线路A向重力方向下方偏转而入射到光束阻尼器26。图2中，用虚线表示朝向光束阻尼器26的离子束的轨迹。并且，光束驻留装置24将一对驻留电极25a、25b设为相同的电位，由此使离子束沿光束线路A通过下游侧。光束驻留装置24构成为能够切换使离子束通过下游侧的第1模式与使离子束入射到光束阻尼器26的第2模式而动作。

在质量分析狭缝23的下游设置有注入器法拉第杯(Injector Farady cup)28。注入器法拉第杯28构成为通过注入器驱动部29的动作能够出入光束线路A。注入器驱动部29使注入器法拉第杯28沿与光束线路A所延伸的方向正交的方向(例如y方向)移动。如图2中的虚线所示，注入器法拉第杯28配置于光束线路A上时，屏蔽朝向下游侧的离子束。另一方面，如图2中的实线所示，注入器法拉第杯28从光束线路A上退离时，解除对朝向下游侧的离子束的屏蔽。

注入器法拉第杯28构成为计测通过质量分析部20进行质量分析的离子束的光束电流。注入器法拉第杯28一边改变质量分析磁铁21的磁场强度，一边测定光束电流，由此能够计测离子束的质量分析光谱。利用所计测的质量分析光谱，能够计算出质量分析部20的质量分辨率。

光束整形部30具备四极收敛/发散装置(Q透镜)等收敛/发散透镜，且构成为将通过质量分析部20的离子束整形为所期望的截面形状。光束整形部30例如由电场式的三级四极透镜(也称为三极Q透镜)构成，且具有三个四极透镜30a、30b、30c。光束整形部30通过使用三个透镜装置30a～30c，能够分别独立地对x方向及y方向的离子束的收敛或发散进行调整。光束整形部30可以包含磁场式的透镜装置，也可以包含利用电场和磁场这两个来对光束进行整形的透镜装置。

光束扫描部32构成为提供光束的往返扫描，且为沿x方向扫描经整形的离子束的光束偏转装置。光束扫描部32具有在光束扫描方向(x方向)上对置的扫描电极对。扫描电极被连接于可变电压电源(未图示)，通过周期性地改变施加于扫描电极对之间的电压来改变在电极之间产生的电场，以使离子束向各个角度偏转。其结果，离子束在x方向的整个扫描范围进行扫描。图1中，用箭头X例示光束的扫描方向及扫描范围，用单点划线示出扫描范围内的离子束的多个轨迹。

光束平行化部34构成为，使经扫描的离子束的行进方向与设计上的光束线路A的轨道平行。光束平行化部34具有在中央部设置有离子束的通过狭缝的圆弧形状的多个平行化透镜电极。平行化透镜电极连接于高压电源(未图示)，将通过电压的施加而产生的电场施加于离子束，使离子束的行进方向平行地对齐。另外，光束平行化部34可以被替换成其他光束平行化装置，光束平行化装置也可以作为利用磁场的磁铁装置而构成。

可以在光束平行化部34的下游设置用于使离子束加速或减速的AD(Accel/Decel)管柱(未图示)。

角度能量过滤器(AEF)36构成为对离子束的能量进行分析并使所需能量的离子向下方偏转而导入到注入处理室16。角度能量过滤器36具有电场偏转用的AEF电极对。AEF电极对连接于高压电源(未图示)。图2中，通过对上侧的AEF电极施加正电压，对下侧的AEF电极施加负电压，使离子束向下方偏转。另外，角度能量过滤器36可以由磁场偏转用的磁铁装置构成，也可以由电场偏转用的AEF电极对与磁场偏转用的磁铁装置的组合构成。

如此，光束线路装置14将应照射于晶圆W的离子束供给至注入处理室16。

注入处理室16从光束线路A的上游侧依序具备能量狭缝38、等离子体喷淋装置40、侧杯42、中心杯44及光束阻挡器46。如图2所示，注入处理室16具备保持1片或多片晶圆W的压板驱动装置50。

能量狭缝38设置于角度能量过滤器36的下游侧，与角度能量过滤器36一起进行入射到晶圆W的离子束的能量分析。能量狭缝38为由沿光束扫描方向(x方向)为横长的狭缝构成的能量限制狭缝(EDS；Energy Defining Slit)。能量狭缝38使所期望的能量值或能量范围的离子束朝向晶圆W通过，并屏蔽除此以外的离子束。

等离子体喷淋装置40位于能量狭缝38的下游侧。等离子体喷淋装置40根据离子束的光束电流量向离子束及晶圆W的表面(晶圆处理面)供给低能量电子，抑制因离子注入而产生的晶圆处理面的正电荷的充电。等离子体喷淋装置40例如包括离子束所通过的喷淋管及向喷淋管内供给电子的等离子体产生装置。

侧杯42(42R、42L)构成为在进行向晶圆W注入离子的处理时测定离子束的光束电流。如图2所示，侧杯42R、42L相对于配置于光束线路A上的晶圆W左右(x方向)错开配置，配置于注入离子时不屏蔽朝向晶圆W的离子束的位置。离子束超过晶圆W所在的范围而沿x方向进行扫描，因此即使在注入离子时所扫描的光束的一部分也会入射到侧杯42R、42L。由此，进行离子注入处理时的光束电流量通过侧杯42R、42L来计测。

中心杯44构成为测定晶圆处理面上的光束电流。中心杯44构成为通过驱动部45的动作而成为可动，注入离子时从晶圆W所在的注入位置退避，晶圆W不在注入位置时插入到注入位置。中心杯44一边沿x方向移动一边测定光束电流，由此能够测定x方向的整个光束扫描范围的光束电流。中心杯44可以由多个法拉第杯沿x方向排列而形成为阵列状，以便能够同时计测光束扫描方向(x方向)的多个位置上的光束电流。

侧杯42及中心杯44中的至少一个可以具备用于测定光束电流量的单一的法拉第杯，也可以具备用于测定光束的角度信息的角度计测器。角度计测器例如具备狭缝和在光束行进方向(z方向)上离开狭缝设置的多个电流检测部。例如，利用沿狭缝宽度方向排列的多个电流检测部来计测通过狭缝的光束，由此能够测定狭缝宽度方向的光束的角度成分。侧杯42及中心杯44中的至少一个可以具备能够测定x方向的角度信息的第1角度测定器及能够测定y方向的角度信息的第2角度测定器。

压板驱动装置50包括晶圆保持装置52、往返运动机构54、扭转角调整机构56及倾斜角调整机构58。晶圆保持装置52包括用于保持晶圆W的静电卡盘等。往返运动机构54通过使晶圆保持装置52沿着与光束扫描方向(x方向)正交的往返运动方向(y方向)进行往返运动来使被晶圆保持装置52保持的晶圆沿y方向进行往返运动。第2图中，以箭头Y例示出晶圆W的往返运动。

扭转角调整机构56为调整晶圆W的旋转角的机构，通过以晶圆处理面的法线为轴而使晶圆W旋转来调整设置于晶圆的外周部的对准标记与基准位置之间的扭转角。在此，晶圆的对准标记是指设置于晶圆的外周部的缺口及定向平面，且是指成为晶圆的结晶轴方向和晶圆的周方向的角度位置的基准的标记。扭转角调整机构56设置于晶圆保持装置52与往返运动机构54之间，且与晶圆保持装置52一起进行往返运动。

倾斜角调整机构58为调整晶圆W的斜率的机构，其调整朝向晶圆处理面的离子束的行进方向与晶圆处理面的法线之间的倾斜角(Tilt angle)。本实施方式中，作为倾斜角对晶圆W的倾斜角中以x方向的轴为旋转的中心轴的角度进行调整。倾斜角调整机构58设置于往返运动机构54与注入处理室16的壁面之间，且构成为通过使包括往返运动机构54的压板驱动装置50整体沿R方向旋转来调整晶圆W的倾斜角。

压板驱动装置50保持晶圆W，使得晶圆W能够在离子束照射于晶圆W的注入位置和在与晶圆输送装置18之间搬入或搬出晶圆W的输送位置之间移动。图2表示晶圆W位于注入位置的状态，压板驱动装置50以光束线路A与晶圆W交叉的方式保持晶圆W。晶圆W的输送位置对应于根据设置于晶圆输送装置18的输送机构或输送机器人而通过输送口48搬入或搬出晶圆W时的晶圆保持装置52的位置。

光束阻挡器46设置于光束线路A的最下游，例如安装于注入处理室16的内壁。晶圆W不在光束线路A上时，离子束入射到光束阻挡器46。光束阻挡器46位于连接注入处理室16与晶圆输送装置18之间的输送口48的附近，且设置于比输送口48更靠铅垂下方的位置。

离子注入装置10具备中央控制装置60。中央控制装置60控制离子注入装置10的整体动作。关于中央控制装置60，硬件上通过以计算机的CPU和存储器为代表的元件和机械装置来实现，软件上通过计算机程序等来实现，通过中央控制装置60提供的各种功能能够通过硬件及软件的配合而实现。

接着，对光束驻留装置24的结构进行详述。图3为详细地示出光束驻留装置24的结构的侧视图。图3中，纸面的上下方向(y方向)与重力方向G平行。因此，第1驻留电极25a配置于重力方向上侧，第2驻留电极25b配置于重力方向下侧。

图3表示在上述第1模式下动作的光束驻留装置24，在驻留电极25a、25b之间通过的离子束B通过质量分析狭缝23的开口23a而朝向光束线路A的下游侧。质量分析狭缝23的基部23b由不锈钢和铝等材料构成。在与光束驻留装置24对置的质量分析狭缝23的上游侧的表面23c及开口23a设置有由石墨等构成的盖部件23d。通过设置盖部件23d，质量分析狭缝23的至少一部分能够优选地作为光束阻尼器26而发挥功能。

第1驻留电极25a及第2驻留电极25b分别相对于基底板80而被固定。基底板80配置于第1驻留电极25a及第2驻留电极25b的重力方向下侧。第1驻留电极25a通过从基底板80沿重力方向上侧延伸的第1支撑部件82支撑。第2驻留电极25b通过从基底板80沿重力方向上侧延伸的第2支撑部件84支撑。第1支撑部件82及第2支撑部件84的安装位置并没有特别限制，例如能够将第1支撑部件82设置于光束线路A的下游侧的位置，并将第2支撑部件84设置于光束线路A的上游侧的位置。

第1驻留电极25a由石墨或铝等导电性部件的平板62构成，且构成为与第2驻留电极25b对置的第1电极面64成为平坦面。平板62以第1电极面64沿光束线路A的方式配置。平板62可以配置成，第1电极面64与光束线路A严格地平行，也可以配置成第1电极面64与光束线路A大致成为平行，以便第1电极面64相对于光束线路A的倾斜角成为5度以下等较小的角度。为了防止第1驻留电极25a与第2驻留电极25b之间的放电，平板62的边缘或角被实施R倒角。

第2驻留电极25b由石墨或铝等导电性部件构成。第2驻留电极25b构成为，与第1驻留电极25a对置的第2电极面74的至少一部分相对于光束线路A倾斜，且离开光束线路A而靠近位于质量分析狭缝23的开口23a的下方的光束阻尼器26。第2电极面74的倾斜角θ2与使离子束B朝向光束阻尼器26退避时的光束偏转角θ1相同，例如设定为10度～30度左右的角度，优选地设定为15度～25度的角度。另一方面，第2驻留电极25b的底面75与光束线路A平行。在第2驻留电极25b的底面75的上游侧的位置设置有用于连接第2支撑部件84的安装部79。

第2驻留电极25b具有主体部70、上游侧连接部71及下游侧连接部72。主体部70为具有相对于光束线路A倾斜的电极面的部分。主体部70由多个电极体73(后述的图4的电极体73a～73f)构成。上游侧连接部71设置于主体部70的上游侧，且连接多个电极体73各自的上游端。下游侧连接部72设置于主体部70的下游侧，且连接多个电极体73各自的下游端。

在第2驻留电极25b的外周面76安装有电源连接部86。电源连接部86从第2驻留电极25b的外周面76沿x方向延伸之后(参考图4)，朝向光束线路A的上游侧延伸。电源连接部86经由切换开关87连接于电源88或接地面(ground)89。切换开关87使光束驻留装置24在第1模式下动作时连接于接地面89，使光束驻留装置24在第2模式下动作时连接于电源88的负极。电源88的正极连接于接地面89。

第1驻留电极25a、基底板80及第1支撑部件82构成为成为相同的电位，例如连接于接地面89。另一方面，第2驻留电极25b对第1驻留电极25a施加负电压。因此，需要确保第2驻留电极25b与基底板80之间的电绝缘，第2支撑部件84包含绝缘体(Insulator)等绝缘部件84a。因此，第2驻留电极25b与基底板80之间经由绝缘部件84a连接。

在绝缘部件84a的周围设置有内侧绝缘盖84b及外侧绝缘盖84c。内侧绝缘盖84b从基底板80朝向第2驻留电极25b延伸，外侧绝缘盖84c从第2驻留电极25b朝向基底板80延伸。绝缘盖84b、84c例如为圆筒形状，在轴向(y方向)上局部重合的同时在径向上分开设置。绝缘盖84b、84c防止因污染物的附着引起的绝缘部件84a的绝缘性下降。

图4为详细地示出了光束驻留装置24的结构的主视图。图4是从质量分析狭缝23的位置，自光束线路A的下游侧朝向上游侧观察光束驻留装置24的图。

第1驻留电极25a通过配置于第2驻留电极25b的左右的第1支撑部件82L、82R支撑。同样地，第2驻留电极25b通过在其左右配置的第2支撑部件84L、84R支撑。在第2驻留电极25b的底面75的左右设置有安装部79L、79R。在第2驻留电极25b的外周面76安装有电源连接部86。电源连接部86沿与外周面76正交的方向(x方向)延伸。

第2驻留电极25b的主体部70具有多个电极体73a、73b、73c、73d、73e、73f(也统称为电极体73)。多个电极体73在纸面的左右方向(x方向)上隔开间隔而配置。即，多个电极体73在与光束线路A所延伸的方向(z方向)及驻留电极25a、25b的对置方向(y方向)这两个方向均正交的规定方向(x方向)上隔开间隔而排列。多个电极体73分别从光束线路A的上游侧朝向下游侧延伸，例如沿与排列有多个电极体73的规定方向(x方向)正交的方向(沿yz平面的方向)延伸。在多个电极体73各自之间设置有从第2电极面74朝向底面75贯穿主体部70的间隙77。

第2驻留电极25b的第2电极面74的边缘或角部被实施R倒角，且构成第2电极面74的上游侧连接部71、下游侧连接部72及电极体73的表面的至少一部分由凸曲面构成。例如，构成第2电极面74的上游侧连接部71及下游侧连接部72的表面的至少一部分由沿x方向延伸的圆筒面构成。并且，构成第2电极面74的电极体73的表面的至少一部分由沿与x方向正交的规定方向(沿yz平面的方向)延伸的圆筒面构成。

图5是表示第2驻留电极25b的结构的剖视图，其与图4的主视图相对应。图5表示多个电极体73a～73f各自的截面形状。如图示所示，构成第2电极面74的各电极体73a～73f的上表面由凸曲面构成，图5中成为圆弧状的截面形状。另一方面，构成底面75的各电极体73a～73f的下表面成为平坦面。并且，与各电极体73a～73f中相邻的电极体对置的侧面78也成为平坦面。例如，与相邻的第1电极体73a对置的第2电极体73b的侧面78由平坦面构成。

多个电极体73a～73f各自优选具有能够进行适当的R倒角加工的程度的大小的宽度w，例如优选具有5mm以上(更优选具有10mm以上)的宽度w。多个电极体73a～73f各自的间隔d(即，间隙77的宽度)优选具有容易使粒子掉落的程度的大小的间隔d，例如优选具有5mm以上(更优选具有10mm以上)的间隔d。多个电极体73a～73f中的R倒角加工的曲率半径，例如为5mm以上且30mm以下。

图示的例子中，多个电极体73a～73f的宽度w大于多个电极体73a～73f的间隔d。例如，多个电极体73a～73f的宽度w为10mm～30mm左右，多个电极体73a～73f的间隔d为5mm～15mm左右。通过将各电极体73的宽度w设为大于各电极体73的间隔d，能够对离子束B施加更均匀的偏转电场。另外，各电极体73的宽度w可以与各电极体73的间隔d相同，也可以小于各电极体73的间隔d。

图示的例子中，多个电极体73a～73f各自的排列方向(x方向)的宽度w彼此相等。另外，也可以将多个电极体73a～73f的宽度w设为不等。例如可以将靠近光束线路A的中央附近的电极体(例如，第3电极体73c及第4电极体73d)的宽度设成相对较小，将位于离开光束线路A的左右端的电极体(例如，第1电极体73a及第6电极体73f)的宽度设成相对较大。

图示的例子中，多个电极体73a～73f各自的间隔d也彼此相等。另外，也可以将多个电极体73a～73f的间隔d设为不等。例如可以将靠近光束线路A的中央附近的电极体(例如，第3电极体73c及第4电极体73d)的间隔设成相对较大，将位于离开光束线路A的左右的电极体(例如，第1电极体73a和第2电极体73b或第5电极体73e和第6电极体73f)的间隔设成相对较小。

图6为表示第2驻留电极25b的结构的顶视图，示出从第1驻留电极25a的位置观察的第2电极面74的形状。图6中为了便于理解图示，对第2电极面74所占的范围施加了阴影。如图示所示，第2电极面74构成为梯子状。并且，第2驻留电极25b的外周面76具有角部被实施了R倒角的形状。并且，包围多个电极体73a～73f的间隙77的侧面78(或内周面)也具有角部被实施了R倒角的形状。

根据以上结构，能够优选地抑制粒子附着于第2驻留电极25b的第2电极面74。图7是示意地表示抑制粒子P的附着的机制，其与图5的剖视图相对应。光束线路装置14的内部中，可能在各处产生粒子，例如在质量分析狭缝23的开口23a的周围或光束阻尼器26堆积有构成离子束的离子，或者堆积有通过离子束盖部件23d等被溅射而升华的石墨等，由此能够使堆积物的一部分剥落而产生粒子。如此产生的粒子能够朝向重力方向下侧的驻留电极25的第2电极面74掉落。

第2电极面74的主体部70、上游侧连接部71及下游侧连接部72的整体由凸曲面构成，因此到达第2电极面74的粒子P能够沿该凸曲面掉落。在第2驻留电极25b设置有从第2电极面74朝向底面75贯穿的间隙77，因此沿凸曲面掉落的粒子P如用虚线D所示，通过间隙77掉落到第2驻留电极25b的下方。如此，能够抑制粒子P附着(残留)于第2驻留电极25b的第2电极面74上。其结果，能够防止因附着于第2电极面74的粒子引起的在驻留电极25a、25b之间产生放电，进而能够防止因放电使粒子飞散而使粒子沿光束线路A向下游侧移动。

以上，参考上述各实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述各实施方式，适当组合或替换各实施方式的内容也属于本发明。并且，根据本领域技术人员的知识，还能够适当改编各实施方式的组合或处理顺序或者对实施方式加以各种设计变更等变形，且加以这种变形的实施方式也包括在本发明的范围内。

上述实施方式中，示出了第2驻留电极25b具有主体部70、上游侧连接部71及下游侧连接部72的情况，但也可以不设置上游侧连接部71及下游侧连接部72中的至少一个。

图8是表示变形例的第2驻留电极125b的结构的顶视图，其与上述图6相对应。本变形例的第2驻留电极125b具有上游侧连接部171、多个电极体173a、173b、173c、173d、173e、173f(也统称为电极体173)。第2驻留电极125b如图示所示构成为梳齿状，多个电极体173的上游端通过上游侧连接部171而连接，另一方面，多个电极体173的下游端172未彼此连接。多个电极体173的下游端172构成为具有凸曲面。在本变形例中，也能够发挥与上述实施方式相同的效果。

上述实施方式中，示出了第2驻留电极25b的第2电极面74的整体由凸曲面构成的情况，但第2电极面74的一部分也可以由平坦面构成。上述实施方式中，示出了第2驻留电极25b的侧面(外周面76和内周面78)由平坦面构成的情况，但第2驻留电极25b的侧面的至少一部分可以由凸曲面构成。例如，多个电极体73各自可以构成为圆柱状、长圆柱状或椭圆柱状。与多个电极体73的延伸方向正交的截面可以是圆形、长圆形或椭圆形。

图9是表示变形例的光束驻留装置224的结构的主视图，其与上述图4相对应。本变形例的第2驻留电极225b具有多个电极体273a、273b、273c、273d、273e、273f(也统称为电极体273)，不具有上游侧连接部和下游侧连接部。各电极体273构成为圆柱状、长圆柱状或椭圆柱状，各电极体273的上游端271及下游端272构成为具有凸曲面。各电极体273例如通过图3及图4中示出的类似安装部79及第2支撑部件84的结构而被固定于基底板80等结构体。并且，各电极体的侧面276、278构成为成为凸曲面。本变形例中也能够发挥与上述实施方式相同的效果。

上述实施方式中，示出了配置于重力方向上侧的第1驻留电极25a由平板62构成的情况，但第1驻留电极也可以具有在规定方向(x方向)上隔开间隔而配置的多个电极体。即，第1驻留电极可以构成为梯子状或梳齿状，也可以仅由在规定方向上隔开间隔而配置的多个电极体构成。

上述实施方式中，示出了使多个电极体73沿与规定方向(x方向)正交的方向延伸的情况。变形例中，可以使多个电极体沿与规定方向(x方向)交叉的倾斜的方向延伸。

图10(a)及图10(b)是示意地表示变形例的第2驻留电极325b的结构的顶视图，其与上述图6相对应。如图10(a)所示，可以使多个电极体373a相对于光束线路A从上游侧连接部371a朝向下游侧连接部372a倾斜地延伸，并且使多个电极体373a彼此平行地延伸。并且，如图10(b)所示，可以使多个电极体373b的一部分相对于光束线路A从上游侧连接部371b朝向下游侧连接部372b倾斜地延伸，另一方面，使剩余的电极体373b沿光束线路A延伸。并且，也可以设为多个电极体373b的间隔从上游侧朝向下游侧逐渐变大。相反地，也可以设为多个电极体373b的间隔从上游侧朝向下游侧逐渐变小。

上述实施方式中，示出了多个电极体73的宽度w(粗细)从上游端至下游端均匀的情况。变形例中，也可以将多个电极体73的宽度w设为从上游端朝向下游端逐渐变大，或者相反地逐渐变小。

上述实施方式中，示出了第1驻留电极25a由平板62构成且第1驻留电极25a的第1电极面64为平坦的情况。变形例中，第1驻留电极25a可以构成为第1电极面64成为弯曲形状或阶梯形状而非由平板构成。

上述实施方式中，示出了使光束驻留装置24在第2模式下动作以使离子束退避时，使离子束向重力方向下侧偏转的结构。变形例中，也可以构成为离子束退避时，使离子束向重力方向上侧偏转。此时，施加相对正电压的第1驻留电极配置于重力方向下侧，施加相对负电压的第2驻留电极配置于重力方向上侧。此时，配置于重力方向下侧的第1驻留电极构成为具有在规定方向(x方向)上隔开间隔而配置的多个电极体，且与第2驻留电极对置的第1电极面可以由凸曲面构成。另一方面，配置于重力方向上侧的第2驻留电极可以构成为与具有多个电极体的第1驻留电极对置的第2电极面由平坦面构成，第2电极面也可以不具有多个电极体。此外，第1驻留电极及第2驻留电极各自可以具有多个电极体。

Claims (20)

1.一种离子注入装置，在朝向晶圆传输离子束的光束线路的中途具备光束驻留装置，该离子注入装置的特征在于，所述光束驻留装置具备：

一对驻留电极，隔着所述光束线路而对置；及

光束阻尼器，在比所述一对驻留电极更靠所述光束线路的下游侧在所述一对驻留电极的对置方向上离开所述光束线路而设置，

所述一对驻留电极中的至少一个包含在与所述光束线路所延伸的方向及所述对置方向这两个方向均正交的规定方向上隔开间隔而配置的多个电极体，

所述多个电极体分别从所述光束线路的上游侧朝向下游侧延伸。

2.根据权利要求1所述的离子注入装置，其特征在于，

所述多个电极体中的至少一个沿与所述规定方向正交的方向延伸。

3.根据权利要求1或2所述的离子注入装置，其特征在于，

所述多个电极体中的至少一个相对于所述规定方向倾斜地延伸。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，

所述一对驻留电极的所述对置方向为重力方向，

所述多个电极体至少设置于重力方向下侧的驻留电极。

5.根据权利要求4所述的离子注入装置，其特征在于，

所述光束阻尼器设置于从所述光束线路向重力方向下侧离开的位置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，

所述一对驻留电极中的一个包含所述多个电极体，

所述一对驻留电极中的另一个具有隔着所述光束线路与所述多个电极体对置的平坦面。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，

所述一对驻留电极分别包含所述多个电极体。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，

所述多个电极体各自的朝向隔着所述光束线路而对置的驻留电极露出的部分的至少边缘被实施R倒角。

9.根据权利要求8所述的离子注入装置，其特征在于，

所述多个电极体各自的所述露出的部分的表面具有平面及经R倒角的曲面。

10.根据权利要求8或9所述的离子注入装置，其特征在于，

所述多个电极体各自的所述R倒角的曲率半径为5mm以上且30mm以下。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，

所述多个电极体中的至少一个侧面且在所述规定方向上与相邻的电极体对置的侧面为平坦面。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，

与所述多个电极体中的至少一个的延伸方向正交的截面为圆形、长圆形或椭圆形。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，

包含所述多个电极体的驻留电极还包含沿所述规定方向延伸而连接所述多个电极体各自的上游端的上游侧连接部，所述上游侧连接部的朝向隔着所述光束线路而对置的驻留电极露出的部分被实施R倒角。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，

包含所述多个电极体的驻留电极还包含沿所述规定方向延伸而连接所述多个电极体各自的下游端的下游侧连接部，所述下游侧连接部的朝向隔着所述光束线路而对置的驻留电极露出的部分被实施R倒角。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，

所述一对驻留电极中的一个沿所述光束线路而设置，

所述一对驻留电极中的另一个相对于所述光束线路倾斜地设置，以便随着朝向所述光束线路的下游侧，在所述对置方向上离开所述光束线路而靠近所述光束阻尼器。

16.根据权利要求15所述的离子注入装置，其特征在于，

相对于所述光束线路倾斜设置的驻留电极的倾斜角为10度以上且30度以下。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，

所述光束驻留装置能够切换第1模式和第2模式并进行动作，所述第1模式中根据将所述一对驻留电极设为相同的电位而使所述离子束沿所述光束线路在下游侧通过，所述第2模式中根据对所述一对驻留电极之间施加规定的电压而使所述离子束入射于所述光束阻尼器。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，还具备：

质量分析磁铁，配置于比所述光束驻留装置更靠所述光束线路的上游侧的位置；及

质量分析狭缝，配置于比所述光束驻留装置更靠所述光束线路的下游侧的位置，且用于对因所述质量分析磁铁而偏转的离子束进行质量分析。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，还具备：

注入器法拉第杯，配置于所述光束驻留装置的下游侧，且插入于所述光束线路上而能够屏蔽离子束。

20.一种光束驻留装置，配置于光束线路的中途，该光束驻留装置的特征在于，具备：

一对驻留电极，隔着所述光束线路而对置；及

光束阻尼器，在比所述一对驻留电极更靠所述光束线路的下游侧在所述一对驻留电极的对置方向上离开所述光束线路而设置，

所述一对驻留电极中的至少一个包含在与所述光束线路所延伸的方向及所述对置方向这两个方向均正交的规定方向上隔开间隔而配置的多个电极体，

所述多个电极体分别从所述光束线路的上游侧朝向下游侧延伸。

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