DE3020281C2 - Vorrichtung zur Doppelablenk-Abtastung eines Partikelstrahls - Google Patents
Vorrichtung zur Doppelablenk-Abtastung eines PartikelstrahlsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur doppelten Ablenkung und
Erteilen einer Abtastbewegung eines Strahls geladener Partikel.
Systeme mit Strahlen aus geladenen Partikeln weisen typischerweise eine
Quelle für geladene Partikel, eine Beschleunigerröhre, eine Separator- oder
Momentenanalysator-Einheit und ein Target auf. Um eine gleichförmige
Verteilung des Strahls aus geladenen Partikeln über das Target zu
erreichen, oder um die Erwärmung herabzusetzen, wird das Target manchmal
mit Bezug auf einen festen Strahl bewegt (vgl. beispielsweise US-PS
3 983 402 und 3 778 626). Statt dessen kann der Stahl elektromagnetisch
mit Bezug auf das Target abgetastet werden (vgl. beispielsweise
US-PS 3 569 757. Bei der letzteren Lösungsmöglichkelt wird normalerweise ein
variabler Auftreffwinkel für den Strahl auf das Target eingeführt. Wenn
das Target ein Halbleiterwafer ist, der in einer
Ionenimplantationsmaschine behandelt wird, kann dieser variable
Auftreffwinkel zu unterschiedlichen Eindringtiefen aufgrund von
Kanaleffekten und zu anderen Ungleichförmigkeiten führen. Dieser Effekt
tritt verstärkt auf, wenn der Wafer-Durchmesser steigt. Solche
unterschiedlichen Eindringtiefen sind in Halbleitergeräten unerwünscht
(vgl. beispielsweise US-PS 3 569 757, Spalte 1, Zellen 20-59).
Der variable Auftreffwinkel eines elektromagnetisch abtastenden Strahls
aus geladenen Partikeln ist bisher im wesentlichen dadurch eliminiert
worden, daß der Strahl in einer Richtung lateral zum Strahlweg abgelenkt
wurde und dann der Strahl wieder in der entgegengesetzten Richtung
zurückgelenkt wurde, um die seitliche Geschwindigkeitskomponente
wegzunehmen. Die anfängliche Geschwindigkeitskomponente (Quelle-Target)
wird nicht gestört, der geladene Partikel wird jedoch seitlich versetzt
US-PS 3 569 757 und 4 117 393.
Bei diesen Doppelablenksystemen wurde entweder ein an Spannung liegendes
Plattenpaar verwendet, um elektrostatische
Ablenkung zu erreichen, oder ein Elektromagnet wurde verwendet, um eine
magnetische Ablenkung zu erhalten. Eine vollständige Doppelablenkung
erfordert also zwei Plattenpaare für die elektrostatische Ablenkung oder
ein Paar von Elektromagneten zur magnetischen Ablenkung. Wenn Ablenkungen
sowohl in x- als auch in y-Richtung durchzuführen sind, werden doppelt so
viele Platten oder Elektromagneten benötigt. Bei diesen
Doppelablenksystemen erfordert die Verwendung von getrennten Einrichtungen
zur Durchführung der Ablenkung einerseits und zur Durchführung der
Rückablenkung andererseits eine sorgfältige Anpassung des Aufbaus und der
Anordnung jeder Ablenkeinrichtung sowie der jeder Ablenkeinrichtung
zugeordneten elektrischen Schaltung. Wenn eine enge Anpassung nicht
erreicht wird, dann kann eine laterale Geschwindigkeitskomponente
zurückbleiben, und zusätzliche Ungleichförmigkelten können gerade durch
den Versuch eingeführt werden, einen gleichförmigen Auftreffwinkel zu
erreichen. Im allgemeinen steigert die Verwendung von mehrfachen
Komponenten die anfänglichen Einrichtungskosten und neigt dazu, den
Energieverbrauch im Betrieb zu erhöhen.
Aus der DE-AS 1 088 628 ist ein elektronenoptisches Gerät mit einer
Justiereinrichtung zum Ablenken eines Elektronenstrahls in zwei
aufeinander senkrecht stehenden Richtung bekannt. Das Justiersystem
besteht aus zwei Paaren kombinierter elektrostatischer und magnetischer
Ablenksysteme. Die beiden magnetischen Ablenksysteme werden jeweils
von einem einheitlichen Elektromagneten mit zwei Luftspalten gebildet,
wobei die Magnetfelder in den beiden Spalten entgegengesetzte
Polarität haben, so daß die Ablenkungen durch die Magnetfelder der beiden
Spalten einander entgegengesetzt sind. Die zu den Spalten gehörenden
Wicklungen sind dabei symmetrisch positioniert.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine doppelte Ablenkung und ein
Erteilen einer Abtastbewegung eines Strahls geladener Partikel durch eine
einheitliche elektromagnetische Einrichtung zu erreichen, die frei von Aber
rationen und Fehlern ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß
durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Mögliche Abtastarten sind beispielsweise
Axial-Sweep-Abtastung, gegen das Zentrum versetzte Abtastung und
gespaltene Abtastung. Die Betriebsarten werden durch die Form des
elektrischen Spannungsverlaufs bestimmt, die dazu verwendet wird, den
Elektromagneten zu erregen.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sollen anhand
der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung nach
der Erfindung, die den Empfang eines Strahls aus geladenen Partikeln
von einer Moment-Analysator-Einheit, die
Passage des Strahls durch die Vorrichtung, und die Abgabe
des Strahls an ein Target illustriert;
Fig. 2A einen elektrischen Spannungsverlauf zur Erregung der Spulen
des Elektromagneten gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2B eine Aufsicht auf den Elektromagneten nach Fig. 1 zur Veran
schaulichung der durch den Spannungsverlauf nach Fig. 2A
erreichten Abtastung;
Fig. 3A einen elektrischen Spannungsverlauf zur Erregung des Elektro
magneten gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3B eine Aufsicht auf den Elektromagneten nach Fig. 1 zur Veran
schaulichung der Abtastung, die durch Verwendung der Spannungs
verlaufsform nach Fig. 3A erhalten wird;
Fig. 4A einen weiteren elektrischen Spannungsverlauf zur Erregung des
Elektromagneten gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung; und
Fig. 4B eine Aufsicht auf den Elektromagneten nach Fig. 1 zur Veran
schaulichung der Abtastung, die unter Verwendung des Span
nungsverlaufs nach Fig. 4A erhalten wird.
Wie einleitend bereits erwähnt worden ist, gibt es zwei Möglichkeiten, eine
gleichförmige Konzentration an geladenen Partikeln an einem Target abzu
liefern. Bei einem Ionenimplantationssystem wird mit solchen Lösungen
versucht, eine gleichförmige Ionendosis an einen Halbleiterwafer ent
weder dadurch abzuliefern, daß der Wafer quer zum Weg eines festen
Ionenstrahls mechanisch bewegt oder abgetastet wird, oder dadurch, daß
ein Ionenstrahl elektromagnetisch die Oberfläche eines Halbleiterwafers
abtastet, der in einer festen Position gehalten wird. Im ersten Fall
stellt es ein schwieriges mechanisches Problem dar, eine hin und her
gehende Querabtastung zu erhalten, und es ergeben sich Beschränkungen für
die Abtastraten aufgrund der Beschleunigung und Verzögerung, die am
Ende jeder Abtastung erforderlich sind. Ein Abtasten der ganzen Wafer
fläche rein durch elektromagnetische Einrichtungen ist schwierig, weil
die Abstände der elektrostatischen Platten oder die Längen der
Magnetspalte groß sein müssen, um der Abtastung Rechnung zu tragen.
Das führt zu hohen Feldstärken, schlechtem energetischen Wirkungsgrad
und Streufeldern, die ihrerseits unerwünschte Effekte verursachen. Ein
Hybrid-Abtastsystem, bei dem die besten Merkmale beider Lösungen vor
handen sind, ergibt Vorteile gegenüber der Adoption jedes einzelnen
Lösungsweges. Wenn in einem solchen System eine Drehabtastung für das
Target vorgesehen ist, d. h. die Halterung, auf die der Halbleiterwafer
montiert ist, können hohe Abtastraten in etwas erreicht werden, was
grundsätzlich eine lineare Richtung ist, und zwar durch den Bogenweg
des spinnenden Targets, vorausgesetzt die Höhe für die Querabtastung
ist nicht groß (vergl. beispielsweise die Diskussion von Rasterspuren
in US-PS 37 78 626). Die Querabtastung ist eine Sägezahn oder oszillie
rende Funktion, die der später noch zu diskutierenden Modulation unter
worfen wird, und kann recht gut durch magnetische Einrichtungen erreicht
werden, insbesondere durch magnetische Doppelablenk-Abtastung. Das ist
möglich, weil die Ablenkkräfte auf das sich bewegende Ion in einer Richtung
orthogonal zur Richtung des Magnetfeldes und orthogonal zur Richtung
der Ionengeschwindigkeit einwirken. Da die Ablenkung (und Rückablenkung)
in der Ebene erfolgt, die die beiden Spalte halbiert, können die Spalte
relativ klein sein. Elektrostatische Ablenkung erfordert auf der anderen
Seite, daß größere Spalte verwendet werden, da die Ablenkkraft in Richtung
des elektrischen Feldes aufgedruckt wird und die Abtastung längs der
Spaltlänge erfolgt. Statt der Kombination magnetische Abtastung/Rotations
abtastung kann eine erste Querabtastung durch magnetische Einrichtungen
hervorgerufen werden und eine zweite, dazu senkrechte Abtastung durch
elektrostatische Einrichtungen erhalten werden. In beiden Fällen wird
das Target im wesentlichen orthogonal zu dem auftreffenden Ionenstrahl
montiert oder wird unter irgendeinem kleinen, festen Winkel mit Bezug
darauf orientiert. Der einheitliche Magnet zur doppelten Ablenkung und zum
Erteilen einer Abtastbewegung der Vorrichtung nach der Erfindung ist damit leicht zum
Einbau in eines dieser Hybrid-Abtastsysteme adaptierbar.
Eine doppelte Ablenkung und ein Erteilen einer Abtastbewegung ist, wie
oben beschrieben, eine natürliche Technik zur Erzielung einer
Lateralversetzung eines Strahls mit vernünftiger Höhe. Große Strahlhöhen
sind für magnetische Abtastung nicht
ideal geeignet, weil die Spaltlängen zu groß würden und ungewöhnlich
hohe Feldstärken erfordern würden. Bei einer solchen Doppelablenk-Ab
tastung ist ein sorgfältiger Abgleich der Magnetstärken für die
Ablenkung und die Rückablenkung erforderlich, wenn die Dosisgleich
förmigkeit wichtig ist. Da typischerweise die Ionendosis innerhalb einer
Gleichförmigkeit von 1% gehalten werden muß, ist eine Anpassung erfor
derlich, wenn getrennte Magnete verwendet werden. Der einheitliche
Elektromagnet der Vorrichtung nach der Erfindung hat zwei Spalte, die so positioniert
sind, daß eine Sichtlinienpassage durch die beiden Spalte für einen
Ionenstrahl erhalten wird, so daß der Ionenstrahl durch jeden Spalt in
einer Ebene passiert, die im wesentlichen senkrecht zum -Feld quer
zur Länge des Spaltes ist. Die Konfiguration, mit der dieser Zustand
hergestellt wird, ist in Fig. 1 dargestellt. Da der Elektromagnet eine
geschlossene Schleife für die magnetischen Kraftlinien beschreibt,
resultiert der gleiche Magnetfluß in Kräften, die die Ablenkung und die
Rückablenkung hervorrufen. Die Anpassung ist inhärent, so lange wie
die Polflächen und die Spaltlängen entweder gleich sind oder entsprechend
abgeglichen sind. Der Spannungsverlauf zur Erregung des Elektromagneten
braucht nicht nach irgendeiner Norm abgeglichen zu werden, da der gleiche
Magnetfluß das -Feld über jedem Spalt des Magneten hervorruft. Der
Spannungsverlauf bestimmt einfach die Position des Ionenstrahls auf dem
Wafer und nicht den Auftreffwinkel. Dieser einheitliche Magnet zur
Doppelablenkung vermeidet die Notwendigkeit für getrennte Magnete und
für präzise elektrische Schaltung und kann einfach und kompakt konstruiert
werden.
Die Struktur des einheitlichen Magneten gemäß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist in Fig. 1
erkennbar. Ein geschlossener Elektromagnet 10 besteht aus zwei U-förmigen
Kernen 11 und 12. Die Größe und Form der Kerne 11 und 12 sind angepaßt,
so daß sie an ihren einander gegenüberliegenden Enden Spalte 13 und 14
bilden. Vorzugsweise sind die Spaltlängen (Distanz von Pol zu Pol) gleich.
In diesem Falle sind Wicklungen 15 symmetrisch angeordnet und führen den
gleichen Strom. Spaltlängen liegen typischerweise in der Größenordnung
von 4 cm. Die Tiefe der Polflächen (Richtung in die Ebene der Zeichnung
hinein) liegt in der Größenordnung von 30 cm und die Breite der Pol
flächen (Richtung in der Zeichenebene) liegt in der Größenordnung von
30 cm. Die Gesamtbreite der U-förmigen Kerne, d. h. die Distanz
zwischen den Außenseiten der beiden Polflächen, liegt in der Größen
ordnung von 100 cm.
In Fig. 1 bis 4 sind die Richtung der Magnetfelder und der Kraftfelder
für ein positiv geladenes Ion zu erkennen; das Kraftfeld für ein nega
tiv geladenes Ion würde umgekehrt sein. In Fig. 1 verläuft das Magnet
feld in Spalt 13 vom unteren Pol zum oberen Pol. Da der Ionenstrahl sich
von links nach rechts bewegt, zeigt die Ablenkkraft aus der
Zeichenebene heraus (durch die Spitze des Pfeils angedeutet). Umgekehrt verläuft
das Magnetfeld im Spalt 14 vom oberen Pol zum unteren Pol und das
Kraftfeld zeigt in die Zeichenebene hinein (gezeigt durch die Federn des
Pfeils). Die vergleichbaren Magnetfeld- und Kraftfeld-Richtungen können
auch in Fig. 2 bis 4 erkannt werden, für die willkürliche Zeit t1, die
in Fig. 2A, 3A und 4A angegeben ist.
In der Seitenansicht in Fig. 1 ist die betriebliche Umgebung des einheit
lichen Magneten dargestellt. Eine Ionenquelle 30,
bei der es sich um eine Punktquelle in der dargestellten Weise, oder um
eine Parallelquelle handeln kann, liefert einen divergierenden Ionen
strahl 33, der in einen Moment-Analysator-Magneten 30 eingeführt wird.
Die geeignete Ionenart, beispielsweise As⁺ mit einer Energie von 80 keV
wird selektiv auf der Basis von Ladung, Energie und Masse abgelenkt, so
daß sie als ein konvergierender Strahl 35 aus dem Moment-Analysator-Mag
neten 30 austritt; Ionenarten anderer Masse, Energie und Ladung sind
nicht in diesen konvergierenden Strahl abgelenkt. Der einheitliche
Magnet 10 ist so positioniert, daß er den konvergierenden Strahl 35
durch einen seiner Spalte aufnimmt. Optimalerweise werden die relativen
Distanzen so gewählt, daß der Strahl im Zentrum des einheitlichen Mag
neten 10 konvergiert; dadurch entsteht die Neigung, jede möglichen
optischen Effekte des einheitlichen Magneten in der Ebene zu neutrali
sieren, in der der Strahl abgelenkt und zurückabgelenkt wird, der
y-z-Ebene der Zeichnung nach Fig. 1. Eine solche Punkt-Punkt-Fokussierung
(Quelle zum Zentrum des einheitlichen Magneten) erlaubt es, den kom
paktesten Magneten zu verwenden. Parallel-Punkt-Fokussierung würde das
gleiche Resultat ergeben, vorausgesetzt der Brennpunkt wäre im Zentrum
des einheitlichen Magneten.
Die minimale Höhe des Strahls, d. h. die Ablenkung über und unter der
Ebene der Ablenkung und Rückablenkung hängt hauptsächlich von den op
tischen Eigenschaften des auftreffenden Strahls ab. Der einheitliche
Magnet 10 ist vorzugsweise optisch neutral mit Bezug auf den Strahl, so
daß er nur Kräfte in der y-z-Ebene aufdrückt, wenn er den Ionenstrahl
ablenkt und rückablenkt. Optische Eigenschaften können eingeführt werden,
wenn es beispielsweise erwünscht ist, bewußt Kanaleffekte in Halbleiter
wafern hervorzurufen. Das kann dadurch erfolgen, daß die Spaltflächen
variiert werden oder daß die Polflächen geformt werden. Gemäß Fig. 2-4
wird eine y-Richtung-Abtastung mit einem afokalen einheitlichen Magneten
erhalten. Wenn eine spezifische Strahlhöhe erreicht werden soll, dann
können die gegenseitigen Positionen von einheitlichem Magnet und Moment-Ana
lysator geändert werden, um den Strahl zu defokussieren und die Höhe
zu vergrößern. Wenn eine rotierende Platte dazu verwendet wird, Halb
leiterwafer zu montieren, dann ist die Wechselwirkung der Rotations
abtastung eines Halbleiterwafers, der auf eine rotierende Scheibe 32
montiert ist, und die Querabtastung vergleichbar mit dem Rastermuster,
das in der US-PS 37 78 626 diskutiert wird.
Eine Reihe von Ausführungsbeispielen des einheitlichen Magneten der Vorrichtung nach der
Erfindung sind in Fig. 2-4 dargestellt. Diese Figuren sind Schnitte
durch die Spalte, wie sie durch die unterbrochene Linie in Fig. 1 ange
deutet sind. Die Variablen sind der Eintrittspunkt für den Ionenstrahl
und der verwendete Spannungsverlauf, der zur Erregung der Elektromagnet
wicklungen verwendet wird. Durch Spezifizierung dieser Variablen kann
eine große Vielzahl von brauchbaren Ausführungsbeispielen erhalten werden.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2A-2B wird der Ionenstrahl
längs einer Linie in der y-z-Ebene eingeführt, die den Spalt 13 halbiert.
Ein dreieckiger Spannungsverlauf gemäß Fig. 2A wird zur Erregung des
Elektromagneten verwendet. Jeder Halbzyklus des dreieckigen Spannungs
verlaufs sorgt für eine Abtastung von einer Seite der zweiten Polfläche
zur anderen Seite. Die Amplitude des Spannungsverlaufs ist so, daß der
Strahl so gerichtet wird, daß er sich von einer Kante der zweiten Pol
fläche zur anderen Kante bewegt. Die effektive Tiefe der Abtastung ist
kleiner als die geometrische Tiefe der Polflächen, typischerweise liegt
sie in der Größenordnung von 2/3 der geometrischen Tiefe. Da das B-Feld
im zweiten Spalt umgekehrt ist und die gleiche Intensität hat, wird die
Lateralgeschwindigkeit in der x-z-Ebene, die durch das erste Magnetfeld
eingeführt worden ist, durch das zweite Magnetfeld weggenommen. Damit
wird eine Abtastbreite W erhalten.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3A-3B wird der Ionenstrahl
in der y-z-Ebene längs einer Kante der Polfläche des ersten Spaltes ein
geführt. Wieder ergibt ein vollständiger Zyklus des elektrischen Spannungs
verlaufs eine Abtastung des Strahls von einer Kante der Polfläche des
zweiten Spaltes zur anderen und wieder zurück. Ein Vorteil dieses Ver
fahrens liegt darin, daß neutrale Partikel, die längs der ursprünglichen
Strahlachse erzeugt werden, einen Fleck auf dem Target längs der Ein
trittslinie des Strahls bombardieren, der so gewählt werden kann, daß
er nicht mit einer Halbleiterwaferfläche zusammenfällt.
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4A-4B wird der Spannungs
verlauf so gewählt, daß er eine vorgegebene Vorspannung enthält. Grund
sätzlich werden Sägezahnfunktionen abwechselnd einer positiven und
einer negativen Vorspannung überlagert. Das erlaubt es, zwei getrennte
Bereich abzutasten, d. h. es wird eine gespaltene Abtastung erhalten, so
daß getrennte Endstationen verwendet werden können. Eine magnetische
Umschaltung ist im wesentlichen sofortwirkend oder momentan und kann
eine Ablenkung von einer Endstation zu einer anderen erlauben.
Mit allen erwähnten Ausführungsbeispielen zur magnetischen Erzeugung
einer Querabtastung ist gezeigt worden, daß die Abtastrate kon
stant ist, so daß der Spannungsverlauf eine Sägezahnfunktion mit
perfekt linearen Segmenten hat. Wenn die Abtastgeschwindigkeit
in der Richtung, die senkrecht zur Querabtastung verläuft, nicht
konstante Rate hat, wie das bei einem rotierenden Target der Fall
ist, wo die orthogonale Abtastrate mit dem Radius des Punktes des
Strahlaufpralls variiert, dann kann die Rate variiert werden. Die
Querabtastrate kann umgekehrt proportional dem Radius erhalten wer
den, um eine gleichförmige Ionenverteilung zu erhalten. Das wird
dadurch erreicht, daß der Grund-Sägezahn-Spannungsverlauf, der zum
Erregen der Elektromagnete verwendet wird, moduliert wird. Ent
weder eine Speichereinrichtung, wie beispielsweise ein programmier
barer Festwertspeicher, oder eine Echtzeit-Rückkopplungseinrichtung
können dazu verwendet werden, die Lage des Strahls zu jedem Zeitpunkt
festzulegen, um eine entsprechende Modulation der Grund-Sägezahn
funktion durch die Generatoreinrichtung für den Spannungsverlauf zu
ermöglichen. Statt dessen kann die Strahlintensität durch die Quelle
für den Strahl aus geladenen Partikeln entsprechend dem Eingang von
der Speichereinrichtung oder der Rückkopplungseinrichtung variiert
werden, um Variationen in der Abtastgeschwindigkeit zu kompensieren,
so daß eine gleichförmige Ionendosis pro Flächeneinheit geliefert
wird. (Vergleiche Diskussion in US-PS 3 778 626).
Claims (10)
1. Vorrichtung zur doppelten Ablenkung und Erteilen einer
Abtastbewegung eines Strahls geladener Partikel mit folgenden Merkmalen:
ein einheitlicher Elektromagnet (10) enthält zwei Luftspalte (13, 14) mit zugeordneten Polen und Wicklungen (15, 16), wobei die Luftspalte (13, 14) in einer gemeinsamen Spaltebene angeordnet und so breit sind, um die Abtastbewegung des Strahls (35) geladener Partikel in dieser Spaltebene zu ermöglichen;
die den Polen der beiden Luftspalte zugeordneten Wicklungen (15, 16) sind durch einen Erregungsstrom in der Weise betreibbar, daß das die Spaltebene durchsetzende Magnetfeld in dem einen Luftspalt (13) entgegengesetzt zur Polarität des Magnetfeldes in dem anderen Spalt (14) ist;
eine Quelle (30) des Strahls (35) geladener Partikel ist benachbart des einen Luftspaltes (13) angeordnet, so daß der Strahl (35) in der Spaltebene in diesen Luftspalt (13) eintritt;
eine Ablenkstromerzeugungseinrichtung ist zur Erregung der Wicklungen (15, 16) des Elektromagneten (10) vorgesehen, um die Doppelablenkung und die Abtastbewegung des Strahls (35) in der Spaltebene zu erzeugen.
ein einheitlicher Elektromagnet (10) enthält zwei Luftspalte (13, 14) mit zugeordneten Polen und Wicklungen (15, 16), wobei die Luftspalte (13, 14) in einer gemeinsamen Spaltebene angeordnet und so breit sind, um die Abtastbewegung des Strahls (35) geladener Partikel in dieser Spaltebene zu ermöglichen;
die den Polen der beiden Luftspalte zugeordneten Wicklungen (15, 16) sind durch einen Erregungsstrom in der Weise betreibbar, daß das die Spaltebene durchsetzende Magnetfeld in dem einen Luftspalt (13) entgegengesetzt zur Polarität des Magnetfeldes in dem anderen Spalt (14) ist;
eine Quelle (30) des Strahls (35) geladener Partikel ist benachbart des einen Luftspaltes (13) angeordnet, so daß der Strahl (35) in der Spaltebene in diesen Luftspalt (13) eintritt;
eine Ablenkstromerzeugungseinrichtung ist zur Erregung der Wicklungen (15, 16) des Elektromagneten (10) vorgesehen, um die Doppelablenkung und die Abtastbewegung des Strahls (35) in der Spaltebene zu erzeugen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Elektromagnet (10) nur eine Ablenkung des
Strahls (35) geladener Partikel in der Spaltebene erzeugt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Quelle (30) geladener Partikel so benachbart dem einen
Spalt (13) angeordnet ist, daß der Strahl (35) entlang des
einen Randes der dem einen Luftspalt (13) zugeordneten
Polflächen in die Spaltebene eingeführt wird (Fig. 3A, B).
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Quelle (30) geladener Partikel so benachbart dem einen
Luftspalt (13) angeordnet ist, daß der Strahl (35) mittig in
diesen Luftspalt (13) in die Spaltebene eingeführt wird und
daß die Ablenkstromerzeugungseinrichtung zwei Ablenkbereiche zwischen
den Randlagen der Polflächen des anderen Luftspaltes (14) erzeugt
(Fig. 4A, B).
5. Vorrichtung nach einem
der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß dem in Strahlrichtung gesehen zweiten Luftspalt (14) eine Dreheinrichtung für ein
Target (32) nachgeschaltet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ebene des Targets (32) im wesentlichen senkrecht zur
Spaltebene steht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Quelle (30) des Strahls (35) geladener Partikel dem einen Spalt (13) so benachbart angeordnet ist, daß der Strahl (35) entlang einer gewählten speziellen Flugbahn in die Spaltebene eingeführt wird,
daß die Ablenkstromerzeugungseinrichtung eine Wanderbewegung des Strahls (35) in der Spaltebene zwischen den äußeren Rändern der Polflächen des anderen Luftspaltes (14) erzeugt, und
daß der Strahl (35) auf das Target (32) mit einer quer verlaufenden Wandergeschwindigkeit auftrifft, die mit dem Abstand des Strahls vom Drehzentrum des Targets (32) variiert, um eine gleichmäßige Ionendosis an einem mit dem Target (32) verbundenen Wafer zu erzielen.
daß die Quelle (30) des Strahls (35) geladener Partikel dem einen Spalt (13) so benachbart angeordnet ist, daß der Strahl (35) entlang einer gewählten speziellen Flugbahn in die Spaltebene eingeführt wird,
daß die Ablenkstromerzeugungseinrichtung eine Wanderbewegung des Strahls (35) in der Spaltebene zwischen den äußeren Rändern der Polflächen des anderen Luftspaltes (14) erzeugt, und
daß der Strahl (35) auf das Target (32) mit einer quer verlaufenden Wandergeschwindigkeit auftrifft, die mit dem Abstand des Strahls vom Drehzentrum des Targets (32) variiert, um eine gleichmäßige Ionendosis an einem mit dem Target (32) verbundenen Wafer zu erzielen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Quelle (30) des Strahls (35) geladener Partikel, welche dem einen Spalt (13) benachbart ist, den Strahl (35) entlang einer speziell gewählten Flugbahn in die Spaltebene einführt und eine variable Intensität aufweist,
daß eine Strahlpositioniereinrichtung zur Bestimmung der Lage des Strahls mit Bezug auf das Drehzentrum des Targets (32) vorgesehen ist, und
daß diese Positionsinformation an die Quelle (30) gegeben wird, so daß die Intensität der Quelle proportional zum Abstand des Strahls vom Drehzentrum verändert wird, um eine gleichmäßige Ionendosis an einem auf dem Target (32) befestigten Wafer zu erhalten.
daß die Quelle (30) des Strahls (35) geladener Partikel, welche dem einen Spalt (13) benachbart ist, den Strahl (35) entlang einer speziell gewählten Flugbahn in die Spaltebene einführt und eine variable Intensität aufweist,
daß eine Strahlpositioniereinrichtung zur Bestimmung der Lage des Strahls mit Bezug auf das Drehzentrum des Targets (32) vorgesehen ist, und
daß diese Positionsinformation an die Quelle (30) gegeben wird, so daß die Intensität der Quelle proportional zum Abstand des Strahls vom Drehzentrum verändert wird, um eine gleichmäßige Ionendosis an einem auf dem Target (32) befestigten Wafer zu erhalten.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch die Kombination mit zwei Paaren
elektrostatischer Ablenkplatten, die dem, in Strahlrichtung gesehen,
zweiten Spalt (14) benachbart angeordnet sind, und zwar parallel zur Spalt
ebene und diese so übergreifend, daß das erste Paar ein
elektrostatisches Feld in einer Richtung aufweist, um eine
Ablenkgeschwindigkeitskomponente senkrecht zu der
Spaltebene einzuführen, und das zweite Paar ein
elektrostatisches Feld in der entgegengesetzten Richtung
aufweist, um die Ablenkgeschwindigkeitskomponente zu
beseitigen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Elektromagnet (10) und die
Ablenkstromerzeugungseinrichtung in der Weise miteinander
kooperieren, daß bei der Strahlwanderung parallele Ein- und
Austrittsstrahlen erzeugt werden.
Applications Claiming Priority (1)
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