JP2001222970A - イオン注入装置用の電極アセンブリおよび静電四極レンズアセンブリ - Google Patents
イオン注入装置用の電極アセンブリおよび静電四極レンズアセンブリInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電圧の絶縁破壊を防止する電気絶縁体形式の四
極子レンズアセンブリを提供すること。 【解決手段】 静電４極子レンズアセンブリ60は、軸線
86から半径方向外側に互いに約90°離れて配置され、互
いに180°離れて反対に位置する第１電極対84a,84cと、
また互いに180°離れて反対に位置する第２電極対84b,8
4dを有する４つの電極と、イオン注入装置に前記静電４
極子レンズアセンブリ60を取付けるための取付表面64を
有するハウジング62と、第１,２電極対に電力を供給す
るための第１,２電気リード104、108と、ガラス状材料
から形成され、第１,２電極対をハウジングにそれぞれ
取付ける第１,２電気絶縁部材を含む複数の電気絶縁部
材92とを有する。この部材は、電極から飛び散ったグラ
ファイトの集積に対して抵抗性を有し、高電圧／電流の
ブレイクダウンを少なくする。
極子レンズアセンブリを提供すること。 【解決手段】 静電４極子レンズアセンブリ60は、軸線
86から半径方向外側に互いに約90°離れて配置され、互
いに180°離れて反対に位置する第１電極対84a,84cと、
また互いに180°離れて反対に位置する第２電極対84b,8
4dを有する４つの電極と、イオン注入装置に前記静電４
極子レンズアセンブリ60を取付けるための取付表面64を
有するハウジング62と、第１,２電極対に電力を供給す
るための第１,２電気リード104、108と、ガラス状材料
から形成され、第１,２電極対をハウジングにそれぞれ
取付ける第１,２電気絶縁部材を含む複数の電気絶縁部
材92とを有する。この部材は、電極から飛び散ったグラ
ファイトの集積に対して抵抗性を有し、高電圧／電流の
ブレイクダウンを少なくする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にイオン注
入装置に関し、特に、イオン注入装置における石英また
は石英に似た物質で製造されるビームライン構成部品を
使用して、ビームラインに薄膜が形成され、その結果生
じる電圧のブレイクダウンを防止することに関する。
入装置に関し、特に、イオン注入装置における石英また
は石英に似た物質で製造されるビームライン構成部品を
使用して、ビームラインに薄膜が形成され、その結果生
じる電圧のブレイクダウンを防止することに関する。
【０００２】
【従来の技術】イオン注入装置は、集積回路の大規模製
造において、半導体に不純物を混入させるために、産業
界に望ましい技術として発展してきた。高エネルギーイ
オン注入装置は、基板内に深く注入するために用いられ
る。このような深い注入は、例えば、レトログレード・
ウエル(retrograde wells)を形成するために必要とされ
る。
造において、半導体に不純物を混入させるために、産業
界に望ましい技術として発展してきた。高エネルギーイ
オン注入装置は、基板内に深く注入するために用いられ
る。このような深い注入は、例えば、レトログレード・
ウエル(retrograde wells)を形成するために必要とされ
る。
【０００３】イートン社のＧＳＤ／ＨＥ，ＧＳＤ／ＶＨ
Ｅイオン注入機は、このような高エネルギーイオン注入
装置の一例である。これらの注入装置は、イオンビーム
を５ＭｅＶ（１００万電子ボルト）までエネルギーレベ
ルを高めることができる。本発明の譲受人であるイート
ンコーポレーションに譲渡された米国特許第４，６６
７，１１１号には、このような高エネルギーイオン注入
装置が記載されている。
Ｅイオン注入機は、このような高エネルギーイオン注入
装置の一例である。これらの注入装置は、イオンビーム
を５ＭｅＶ（１００万電子ボルト）までエネルギーレベ
ルを高めることができる。本発明の譲受人であるイート
ンコーポレーションに譲渡された米国特許第４，６６
７，１１１号には、このような高エネルギーイオン注入
装置が記載されている。
【０００４】イオン注入装置は非常に高電圧レベルで作
動する。一般的に、イオンビーム内のイオンは、イオン
注入装置において、異なる電圧レベルにある電極および
他の構成部品によって加速されかつ減速される。例え
ば、正のイオンは、イオン源から引き出され、そして、
負の電位が増加する電極によって加速される。高エネル
ギーイオン注入装置において、イオンビームは、無線周
波〔ＲＦ〕リニア加速器(ライナック）を通過するとき
加速される。イオンビームは、一連の加速段階（共振モ
ジュール）を通過することによりＲＦライナックを介し
て進行する。この加速段階における加速電界は、ＲＦ電
圧の周波数をイオンビーム速度に同期させることによっ
て生じる。
動する。一般的に、イオンビーム内のイオンは、イオン
注入装置において、異なる電圧レベルにある電極および
他の構成部品によって加速されかつ減速される。例え
ば、正のイオンは、イオン源から引き出され、そして、
負の電位が増加する電極によって加速される。高エネル
ギーイオン注入装置において、イオンビームは、無線周
波〔ＲＦ〕リニア加速器(ライナック）を通過するとき
加速される。イオンビームは、一連の加速段階（共振モ
ジュール）を通過することによりＲＦライナックを介し
て進行する。この加速段階における加速電界は、ＲＦ電
圧の周波数をイオンビーム速度に同期させることによっ
て生じる。
【０００５】公知のＲＦライナック共振モジュールにお
いて、ＲＦ信号は、インダクタコイルの低電圧側端子に
供給され、１つの加速電極は、インダクタコイルの高電
圧側に直接接続される。各加速電極は、２つの接地電極
の間に、間隔を置いて取付けられている。共振モジュー
ルは、共振状態になると、大きな振幅の正弦波電圧が加
速電極の位置に与えられる。
いて、ＲＦ信号は、インダクタコイルの低電圧側端子に
供給され、１つの加速電極は、インダクタコイルの高電
圧側に直接接続される。各加速電極は、２つの接地電極
の間に、間隔を置いて取付けられている。共振モジュー
ルは、共振状態になると、大きな振幅の正弦波電圧が加
速電極の位置に与えられる。
【０００６】加速電極と接地電極が公知のプッシュプル
方式で作動し、そこを通過するパケット状でひとかたま
りのイオンビームを加速する。電極のＲＦ正弦波電圧の
負の半サイクルの間、正に荷電されたイオンパケットは
加速される（上流側の接地電極から加速電極に第１ギャ
ップを横切ることにより引き上げ[pull]られる）。正弦
波サイクルの変移点では、電極電圧が中立であり、イオ
ンビームのパケットが電極（ドリフトチューブともい
う。）を介して変動しかつ加速されない。ＲＦ正弦波電
極電圧の正の半サイクルの間、正に荷電したイオンパケ
ットは、さらに、下流側の接地電極に向けて第２ギャッ
プを横切ることにより（加速電極によりプッシュされ）
加速される。このプッシュプル加速機構は、順次、高電
圧の無線周波数で発振する加速電極を有する共振モジュ
ールで繰り返される。これにより、イオンビームはエネ
ルギーが加えられることによりさらに加速される。
方式で作動し、そこを通過するパケット状でひとかたま
りのイオンビームを加速する。電極のＲＦ正弦波電圧の
負の半サイクルの間、正に荷電されたイオンパケットは
加速される（上流側の接地電極から加速電極に第１ギャ
ップを横切ることにより引き上げ[pull]られる）。正弦
波サイクルの変移点では、電極電圧が中立であり、イオ
ンビームのパケットが電極（ドリフトチューブともい
う。）を介して変動しかつ加速されない。ＲＦ正弦波電
極電圧の正の半サイクルの間、正に荷電したイオンパケ
ットは、さらに、下流側の接地電極に向けて第２ギャッ
プを横切ることにより（加速電極によりプッシュされ）
加速される。このプッシュプル加速機構は、順次、高電
圧の無線周波数で発振する加速電極を有する共振モジュ
ールで繰り返される。これにより、イオンビームはエネ
ルギーが加えられることによりさらに加速される。
【０００７】第１,第２加速ギャップの各々において、
電気力線が第１ギャップにおいてラジアル・フォーカシ
ング（半径方向の集束）を生じ、第２ギャップにおい
て、ラジアル・デフォーカシング（半径方向の発散）を
生じる。このギャップが軸方向に粒子を集めるような位
相で作動していると、電界は、その大きさが、しばしば
ではないが粒子がこのギャップを通過するとき、そのＲ
Ｆサイクルを通して増加する。その結果、イオンビーム
が特定の共振モジュールを通過するとき、正味のラジア
ル・デフォーカシングを生じながら、第２ギャップにお
ける電気的なラジアル・デフォーカシング力は、第１ギ
ャップの逆方向の力よりも大きくなる。
電気力線が第１ギャップにおいてラジアル・フォーカシ
ング（半径方向の集束）を生じ、第２ギャップにおい
て、ラジアル・デフォーカシング（半径方向の発散）を
生じる。このギャップが軸方向に粒子を集めるような位
相で作動していると、電界は、その大きさが、しばしば
ではないが粒子がこのギャップを通過するとき、そのＲ
Ｆサイクルを通して増加する。その結果、イオンビーム
が特定の共振モジュールを通過するとき、正味のラジア
ル・デフォーカシングを生じながら、第２ギャップにお
ける電気的なラジアル・デフォーカシング力は、第１ギ
ャップの逆方向の力よりも大きくなる。
【０００８】従って、イオンビームを再フォーカスする
ために、磁気四極子または静電四極子は、ＲＦライナッ
クの各共振モジュールの中間に位置付けられる。これら
の磁気四極子または静電四極子は、複数の磁石または高
電圧電極をそれぞれ含み、こられを介してイオンビーム
が通過する。静電四極子の場合、２０ＫＶおよび−２０
ＫＶの間で作動する高電圧電極は、一般的にグラファイ
トで作られ、イオンビームが衝突したときスパッタリン
グを生じやすい。飛散したグラファイト材料は、電気的
に接地された四極子ハウジングに高電圧電極を取り付け
る絶縁用スタンドオフ（例えば、アルミナ[AL2O3]）を
被覆（堆積）する傾向がある。飛散した材料がスタンド
オフを十分に被覆してしまうと、電極と接地ハウジング
との間に電流経路が生じるので、電圧の絶縁破壊を導く
ことになる。
ために、磁気四極子または静電四極子は、ＲＦライナッ
クの各共振モジュールの中間に位置付けられる。これら
の磁気四極子または静電四極子は、複数の磁石または高
電圧電極をそれぞれ含み、こられを介してイオンビーム
が通過する。静電四極子の場合、２０ＫＶおよび−２０
ＫＶの間で作動する高電圧電極は、一般的にグラファイ
トで作られ、イオンビームが衝突したときスパッタリン
グを生じやすい。飛散したグラファイト材料は、電気的
に接地された四極子ハウジングに高電圧電極を取り付け
る絶縁用スタンドオフ（例えば、アルミナ[AL2O3]）を
被覆（堆積）する傾向がある。飛散した材料がスタンド
オフを十分に被覆してしまうと、電極と接地ハウジング
との間に電流経路が生じるので、電圧の絶縁破壊を導く
ことになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このような事情に鑑み
て、本発明は、電気的な短絡およびアーク発生を生じさ
せる材料で被膜が形成される機会を減少して、電圧の絶
縁破壊を防止する静電四極子レンズアセンブリ（電極ア
センブリ）を提供することを目的としている。また、本
発明の他の目的は、ビームライン内に電極を取り付ける
電気絶縁体の形式によるイオン注入構成部品を提供する
ことである。さらに、他の目的は、高エネルギーイオン
注入装置のリニア加速器部分に静電四極子電極を取り付
けるのに使用する絶縁スタンドオフの形式によるイオン
注入構成部品を提供することである。
て、本発明は、電気的な短絡およびアーク発生を生じさ
せる材料で被膜が形成される機会を減少して、電圧の絶
縁破壊を防止する静電四極子レンズアセンブリ（電極ア
センブリ）を提供することを目的としている。また、本
発明の他の目的は、ビームライン内に電極を取り付ける
電気絶縁体の形式によるイオン注入構成部品を提供する
ことである。さらに、他の目的は、高エネルギーイオン
注入装置のリニア加速器部分に静電四極子電極を取り付
けるのに使用する絶縁スタンドオフの形式によるイオン
注入構成部品を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、各請求項に記載の構成を有する。本発明
のイオン注入装置用の静電四極子レンズアセンブリは、
イオンビームがその軸線に沿って通過する前記軸線から
半径方向外側に互いに約９０°離れて配置され、互いに
１８０°離れて反対に位置する第１電極対と、また互い
に１８０°離れて反対に位置する第２電極対を有する４
つの電極と、イオン注入装置に前記静電四極子レンズア
センブリを取付けるための取付表面を有するハウジング
と、前記第１電極対に電力を供給するための第１電気リ
ード線と、前記第２電極対に電力を供給するための第２
電気リード線と、ガラス状材料から形成され、前記第１
電極対を前記ハウジングに取り付けるための第１電気絶
縁部材、および前記第２電極対を前記ハウジングに取り
付けるための第２電気絶縁部材を少なくとも含む複数の
電気絶縁部材と、を含むことを特徴としている。
に、本発明は、各請求項に記載の構成を有する。本発明
のイオン注入装置用の静電四極子レンズアセンブリは、
イオンビームがその軸線に沿って通過する前記軸線から
半径方向外側に互いに約９０°離れて配置され、互いに
１８０°離れて反対に位置する第１電極対と、また互い
に１８０°離れて反対に位置する第２電極対を有する４
つの電極と、イオン注入装置に前記静電四極子レンズア
センブリを取付けるための取付表面を有するハウジング
と、前記第１電極対に電力を供給するための第１電気リ
ード線と、前記第２電極対に電力を供給するための第２
電気リード線と、ガラス状材料から形成され、前記第１
電極対を前記ハウジングに取り付けるための第１電気絶
縁部材、および前記第２電極対を前記ハウジングに取り
付けるための第２電気絶縁部材を少なくとも含む複数の
電気絶縁部材と、を含むことを特徴としている。
【００１１】複数の電気絶縁部材は、好ましくは、石英
（ＳｉＯ2）から構成されるか、または、耐熱性および
耐薬品性を有するパイレックス等のガラス材料からな
る。この電気絶縁部材は、イオンビームによって電極か
ら飛散したグラファイト等の材料が堆積することを防止
し、絶縁破壊による高電圧および電流の急激な低下現象
の発生を少なくする。
（ＳｉＯ2）から構成されるか、または、耐熱性および
耐薬品性を有するパイレックス等のガラス材料からな
る。この電気絶縁部材は、イオンビームによって電極か
ら飛散したグラファイト等の材料が堆積することを防止
し、絶縁破壊による高電圧および電流の急激な低下現象
の発生を少なくする。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１には、高エネルギーイオン注入装置
１０の概略的な平断面図が示されている。本発明は、高
エネルギーイオン注入装置のＲＦライナック部分に加速
電極を包含するように記載されているが、本発明の構成
は、電極以外のイオン注入装置の構成部品に、また、高
エネルギーイオン注入装置以外にも包含することができ
る。
いて説明する。図１には、高エネルギーイオン注入装置
１０の概略的な平断面図が示されている。本発明は、高
エネルギーイオン注入装置のＲＦライナック部分に加速
電極を包含するように記載されているが、本発明の構成
は、電極以外のイオン注入装置の構成部品に、また、高
エネルギーイオン注入装置以外にも包含することができ
る。
【００１３】このイオン注入装置１０は、５つの部分す
なわちサブ装置として、イオンビーム１５を発生するた
めのイオン源(電流源）１４とイオンビームを質量分析
するための質量分析磁石１６とを含むインジェクタ１
２；イオンビームを高エネルギーで加速する複数の共振
器モジュール２０ａ〜２０ｎを含む無線周波（RF)リニ
ア加速器(linac)１８；加速されたイオンビームの質量
分析を実行するための最終エネルギー磁石(FEM)２２；
イオンビームの最終分解及び調整のためのリゾルバハウ
ジング２３;イオンビームによって注入されるウエハＷ
を支持する回転ディスク２６を含む端部ステーション２
４を含んでいる。
なわちサブ装置として、イオンビーム１５を発生するた
めのイオン源(電流源）１４とイオンビームを質量分析
するための質量分析磁石１６とを含むインジェクタ１
２；イオンビームを高エネルギーで加速する複数の共振
器モジュール２０ａ〜２０ｎを含む無線周波（RF)リニ
ア加速器(linac)１８；加速されたイオンビームの質量
分析を実行するための最終エネルギー磁石(FEM)２２；
イオンビームの最終分解及び調整のためのリゾルバハウ
ジング２３;イオンビームによって注入されるウエハＷ
を支持する回転ディスク２６を含む端部ステーション２
４を含んでいる。
【００１４】Linac（ライナック）１８の入口にある質
量分析磁石１６の後に可変開口３０が配置されており、
この可変開口３０は、質量分析磁石１６からライナック
１８に通過するイオンビーム電流の量を制御するように
機能する。可変開口３０の直後に第１フラッグファラデ
ー３１が配置され、このフラッグファラデーは、可変開
口３０から出てライナック１８に入るビーム電流を測定
するのに用いられる。また、ウエハにイオン注入する前
に、イオンビーム電流を測定するために分析ハウジング
２３に第２のフラッグファラデー３５が配置されてい
る。
量分析磁石１６の後に可変開口３０が配置されており、
この可変開口３０は、質量分析磁石１６からライナック
１８に通過するイオンビーム電流の量を制御するように
機能する。可変開口３０の直後に第１フラッグファラデ
ー３１が配置され、このフラッグファラデーは、可変開
口３０から出てライナック１８に入るビーム電流を測定
するのに用いられる。また、ウエハにイオン注入する前
に、イオンビーム電流を測定するために分析ハウジング
２３に第２のフラッグファラデー３５が配置されてい
る。
【００１５】質量分析磁石１６は、適当な電荷質量比を
有するイオン源１４によって発生したイオンだけがＲＦ
ライナック１８を通過するように機能する。適切な電荷
質量比のイオンを発生するのに加えて、イオン源１４が
所望の電荷質量比より大きいかまたは小さい電荷質量比
のイオンを発生する場合に、質量分析磁石が必要とされ
る。不適当な電荷質量比を有するイオンは、ウエハ内に
イオン注入するのに適していない。
有するイオン源１４によって発生したイオンだけがＲＦ
ライナック１８を通過するように機能する。適切な電荷
質量比のイオンを発生するのに加えて、イオン源１４が
所望の電荷質量比より大きいかまたは小さい電荷質量比
のイオンを発生する場合に、質量分析磁石が必要とされ
る。不適当な電荷質量比を有するイオンは、ウエハ内に
イオン注入するのに適していない。
【００１６】質量分析磁石１６を通過するイオンビーム
は、一般的に、単一の同位体からなり、ＲＦライナック
１８の中を通過して、施的なエネルギーが与えられる。
ＲＦライナック１８は、粒子を加速する磁界を生じ、時
間に対して磁界を周期的に変化させ、その位相は、異な
る速度を有する粒子と同様に異なる原子質量の粒子を収
容するために調整することができる。ＲＦライナック１
８における複数の共振器モジュール２０の各々は、前の
モジュールで達成されるエネルギーを越えるエネルギー
でイオンをさらに加速する機能を有する。
は、一般的に、単一の同位体からなり、ＲＦライナック
１８の中を通過して、施的なエネルギーが与えられる。
ＲＦライナック１８は、粒子を加速する磁界を生じ、時
間に対して磁界を周期的に変化させ、その位相は、異な
る速度を有する粒子と同様に異なる原子質量の粒子を収
容するために調整することができる。ＲＦライナック１
８における複数の共振器モジュール２０の各々は、前の
モジュールで達成されるエネルギーを越えるエネルギー
でイオンをさらに加速する機能を有する。
【００１７】共振モジュール２０の各中間位置に、静電
四極子レンズ（電極アセンブリ）６０が設けられる。こ
の四極子レンズ６０は、イオンビームが特定の共振モジ
ュール２０を通過するとき、半径方向外側に拡散するた
めに、このモジュールを通過するイオンビームを再フォ
ーカスする。図１には示されていないが、四極子レンズ
は、ＲＦライナック１８の前後の近く配置されている。
四極子レンズ（電極アセンブリ）６０が設けられる。こ
の四極子レンズ６０は、イオンビームが特定の共振モジ
ュール２０を通過するとき、半径方向外側に拡散するた
めに、このモジュールを通過するイオンビームを再フォ
ーカスする。図１には示されていないが、四極子レンズ
は、ＲＦライナック１８の前後の近く配置されている。
【００１８】図２は、詳細な静電四極子レンズ６０を示
す。このレンズ６０は、レンズをライナックブロックに
取り付けるためのボルト孔６６を備える取り付けフラン
ジ６４を含むハウジング６２を有している。ハウジング
６２は、アルミニウムで作らることができ、また、ＲＦ
シールド装置を部分的に設けた溝６８を有することもで
きる。図３の分解図で良く示されているように、静電四
極子レンズの作動構成部品がこのハウジング６２内に収
納されている。
す。このレンズ６０は、レンズをライナックブロックに
取り付けるためのボルト孔６６を備える取り付けフラン
ジ６４を含むハウジング６２を有している。ハウジング
６２は、アルミニウムで作らることができ、また、ＲＦ
シールド装置を部分的に設けた溝６８を有することもで
きる。図３の分解図で良く示されているように、静電四
極子レンズの作動構成部品がこのハウジング６２内に収
納されている。
【００１９】図３に示すように、静電四極子レンズのハ
ウジング６２は、外側部分７２ａ,７２ｂによって両側
を囲まれた中央ハウジング部分７０を含む。環状のグラ
ファイトプラグ７４ａ,７４ｂは、イオンビームが通過
できるようにハウジングの外側部分において、それぞれ
開口７６ａ,７６ｂを取り囲んでいる。端部キャップ７
８ａ,７８ｂは、グラファイトプラグ７４ａ,７４ｂの位
置を保持し、かつレンズハウジング６２を完全にする。
ボルトまたはネジ（図示略）等の固定具は、ハウジング
の外側部分に端部キャップを取り付け、またハウジング
の外側部分を中央ハウジング部分の位置８２に取り付け
るのに使用する。中央ハウジング部分７０は、ボルト８
３（図４を参照）を用いて、取付けフランジ（取付表
面）６４に固定される。
ウジング６２は、外側部分７２ａ,７２ｂによって両側
を囲まれた中央ハウジング部分７０を含む。環状のグラ
ファイトプラグ７４ａ,７４ｂは、イオンビームが通過
できるようにハウジングの外側部分において、それぞれ
開口７６ａ,７６ｂを取り囲んでいる。端部キャップ７
８ａ,７８ｂは、グラファイトプラグ７４ａ,７４ｂの位
置を保持し、かつレンズハウジング６２を完全にする。
ボルトまたはネジ（図示略）等の固定具は、ハウジング
の外側部分に端部キャップを取り付け、またハウジング
の外側部分を中央ハウジング部分の位置８２に取り付け
るのに使用する。中央ハウジング部分７０は、ボルト８
３（図４を参照）を用いて、取付けフランジ（取付表
面）６４に固定される。
【００２０】レンズハウジング６２は、静電四極子電極
８４ａ〜８４ｄを取り囲み、これらの電極は、イオンビ
ーム軸線８６から半径方向外側に向いており、約９０°
互いに離れて配置されている。（図４参照）電極８４
は、グラファイトで構成され、スタンドオフ用ロッド
（電気絶縁部材）９２によってレンズハウジング内に配
置されている。第１の電極対８４ａ,８４ｃは、約１８
０°互いに離れた反対側に配置され、また、第２の電極
対８４ｂ,８４ｄも約１８０°°互いに離れた反対側に
配置されている。
８４ａ〜８４ｄを取り囲み、これらの電極は、イオンビ
ーム軸線８６から半径方向外側に向いており、約９０°
互いに離れて配置されている。（図４参照）電極８４
は、グラファイトで構成され、スタンドオフ用ロッド
（電気絶縁部材）９２によってレンズハウジング内に配
置されている。第１の電極対８４ａ,８４ｃは、約１８
０°互いに離れた反対側に配置され、また、第２の電極
対８４ｂ,８４ｄも約１８０°°互いに離れた反対側に
配置されている。
【００２１】一対のスタンドオフ用ロッドは、クランプ
９４およびネジ９６によって各電極８４の裏側に取り付
けられる。このように８つのスタンドオフ用ロッド９２
は、４つの電極８４ａ〜８４ｄをレンズハウジング６２
内に位置決めるのに使用される。スタンドオフ用ロッド
９２の両端部は、レンズハウジングの外側部分７２ａ,
７２ｂ内の凹部に配置される。エンドキャップ７８を取
り付ける固定具は、スタンドオフ用ロッドの外側部分に
直接ネジを形成して、このロッドをハウジング６２内に
固定する。
９４およびネジ９６によって各電極８４の裏側に取り付
けられる。このように８つのスタンドオフ用ロッド９２
は、４つの電極８４ａ〜８４ｄをレンズハウジング６２
内に位置決めるのに使用される。スタンドオフ用ロッド
９２の両端部は、レンズハウジングの外側部分７２ａ,
７２ｂ内の凹部に配置される。エンドキャップ７８を取
り付ける固定具は、スタンドオフ用ロッドの外側部分に
直接ネジを形成して、このロッドをハウジング６２内に
固定する。
【００２２】電力は、取付けフランジ６４と中央ハウジ
ング部分７０のそれぞれに設けたスロット１００,１０
２を介して電極８４に供給される。電気リード線１０４
は、これらのスロットを通過し、電極８４ａに接続され
る。ジャンパー線１０６は、電極８４ａと電極８４ｃを
接続し、これらの電極は、同一の電圧で作動する。同様
に、電気リード線１０８は、スロット１００,１０２を
通過して電極８４ｂに接続される。ジャンパー線１１０
は、電極８４ｂと８４ｄを接続し、これらの電極は、同
一の電圧で作動する。ネジ１１２は、スタンドオフ用ロ
ッド９２を電極８４に固定する同一のクランプ９４で電
気リード線１０４,１０８およびジャンパー線１０６,１
１０を固定する。
ング部分７０のそれぞれに設けたスロット１００,１０
２を介して電極８４に供給される。電気リード線１０４
は、これらのスロットを通過し、電極８４ａに接続され
る。ジャンパー線１０６は、電極８４ａと電極８４ｃを
接続し、これらの電極は、同一の電圧で作動する。同様
に、電気リード線１０８は、スロット１００,１０２を
通過して電極８４ｂに接続される。ジャンパー線１１０
は、電極８４ｂと８４ｄを接続し、これらの電極は、同
一の電圧で作動する。ネジ１１２は、スタンドオフ用ロ
ッド９２を電極８４に固定する同一のクランプ９４で電
気リード線１０４,１０８およびジャンパー線１０６,１
１０を固定する。
【００２３】取付けフランジ６４に設けたスロット１０
０を貫通する電気リード線は、各々、端子アセンブリ１
１４によってフランジの後側に固定される。各端子アセ
ンブリ１１４は、電気的に接地されたフランジに接触す
る下方端子部分１１６と電気リード線が固定される上方
端子部分１１８と、上方および下方端子部分を絶縁する
絶縁体１２０を含む。絶縁体１２０は、フランジ６４が
電気的に接地される間、また、電気リード線、およびこ
れらリード線に取り付けられる電極が、高電圧（例え
ば、それぞれの電気リード線１０４,１０８に対して＋
２０ＫＶと−２０ＫＶ）で作動する間、必要とされる。
電気リード線１０４,１０８は、ワッシャー１２２と端
子ネジ（図４参照）によって上方端子部分１１８に固定
される。
０を貫通する電気リード線は、各々、端子アセンブリ１
１４によってフランジの後側に固定される。各端子アセ
ンブリ１１４は、電気的に接地されたフランジに接触す
る下方端子部分１１６と電気リード線が固定される上方
端子部分１１８と、上方および下方端子部分を絶縁する
絶縁体１２０を含む。絶縁体１２０は、フランジ６４が
電気的に接地される間、また、電気リード線、およびこ
れらリード線に取り付けられる電極が、高電圧（例え
ば、それぞれの電気リード線１０４,１０８に対して＋
２０ＫＶと−２０ＫＶ）で作動する間、必要とされる。
電気リード線１０４,１０８は、ワッシャー１２２と端
子ネジ（図４参照）によって上方端子部分１１８に固定
される。
【００２４】電気リード線と電極が高電圧で作動するよ
うに取り付けられているので、スタンドオフ用ロッド９
２は、絶縁材料で作られている。好ましい実施形態で
は、スタンドオフ用ロッド９２は、石英(SiO2)で作られ
ている。この代わりに、他の石英に似た絶縁材料として
は、例えば、パイレックス(Pyrex)が用いることができ
る。このパイレックス（登録商標）は、耐熱性および耐
薬品性を有するガラス材料である。ここに用いられるよ
うに、ガラス状材料は、パイレックスまたは石英( Si
O2)のいずれでも良い。図３に示すように、スタンドオ
フ用ロッド９２は、電気的に接地されたレンズハウジン
グ６２の外側部分７２の両端に取り付け、そして、高電
圧電極８４ａ〜８４ｄを支持する。動作における１つの
例では、４つの電極８４ａ〜８４ｄが作動すると、その
結果、電極８４ａ,８４ｃは、＋２０ＫＶの電位で作動
し、電極８４ｂ,８４ｄは、−２０ＫＶの電位で作動す
る。四極子電界を形成する４つの通電された電極は、電
極間の領域に四極子構成部品を有して、これらの電極を
通過するイオンビームを軸線に沿って進むように半径方
向に集束させる。
うに取り付けられているので、スタンドオフ用ロッド９
２は、絶縁材料で作られている。好ましい実施形態で
は、スタンドオフ用ロッド９２は、石英(SiO2)で作られ
ている。この代わりに、他の石英に似た絶縁材料として
は、例えば、パイレックス(Pyrex)が用いることができ
る。このパイレックス（登録商標）は、耐熱性および耐
薬品性を有するガラス材料である。ここに用いられるよ
うに、ガラス状材料は、パイレックスまたは石英( Si
O2)のいずれでも良い。図３に示すように、スタンドオ
フ用ロッド９２は、電気的に接地されたレンズハウジン
グ６２の外側部分７２の両端に取り付け、そして、高電
圧電極８４ａ〜８４ｄを支持する。動作における１つの
例では、４つの電極８４ａ〜８４ｄが作動すると、その
結果、電極８４ａ,８４ｃは、＋２０ＫＶの電位で作動
し、電極８４ｂ,８４ｄは、−２０ＫＶの電位で作動す
る。四極子電界を形成する４つの通電された電極は、電
極間の領域に四極子構成部品を有して、これらの電極を
通過するイオンビームを軸線に沿って進むように半径方
向に集束させる。
【００２５】本発明は、石英(SiO2)またはパイレックス
を用いて説明したが、スタンドオフ用ロッド９２として
他の材料が置き換え可能である。シリコンの非金属酸化
物としての石英は、スタンドオフとして利用するのに高
価ではなくかつ多量にある。スタンドオフ用ロッド９２
は、電気絶縁体と共に石英の機能も備えている。それ
は、イオンビームが四極子レンズ６０を通過するとき、
電極からグラファイトが飛散して堆積するのを減少させ
ることである。このように、石英のロッドは、ビームラ
インの表面に導電性のグラファイトの被膜が堆積される
のを防止する。
を用いて説明したが、スタンドオフ用ロッド９２として
他の材料が置き換え可能である。シリコンの非金属酸化
物としての石英は、スタンドオフとして利用するのに高
価ではなくかつ多量にある。スタンドオフ用ロッド９２
は、電気絶縁体と共に石英の機能も備えている。それ
は、イオンビームが四極子レンズ６０を通過するとき、
電極からグラファイトが飛散して堆積するのを減少させ
ることである。このように、石英のロッドは、ビームラ
インの表面に導電性のグラファイトの被膜が堆積される
のを防止する。
【００２６】以上、イオン注入装置に用いる電極のスタ
ンドオフ用ロッドの好ましい実施形態を説明してきた。
しかし、上述の記載は、一例としてのみ作られたもので
あり、本発明は、ここに記載した特定の実施形態に制限
されるものではなく、種々の再構成、修正、置換が、特
許請求の範囲およびこれに等価な構成によって限定され
るものである限り、本発明の範囲から逸脱しないで作る
ことができることは理解されよう。
ンドオフ用ロッドの好ましい実施形態を説明してきた。
しかし、上述の記載は、一例としてのみ作られたもので
あり、本発明は、ここに記載した特定の実施形態に制限
されるものではなく、種々の再構成、修正、置換が、特
許請求の範囲およびこれに等価な構成によって限定され
るものである限り、本発明の範囲から逸脱しないで作る
ことができることは理解されよう。
【図１】高電圧および電流アークの発生を減少させるた
めに、本発明に包含された高エネルギーイオン注入装置
の概略図である。
めに、本発明に包含された高エネルギーイオン注入装置
の概略図である。
【図２】図１のイオン注入装置のリニア加速器部分に含
まれる、本発明の原理に従って構成された静電四極子レ
ンズの斜視図である。
まれる、本発明の原理に従って構成された静電四極子レ
ンズの斜視図である。
【図３】図２の静電四極子レンズの分解図である。
【図４】図２の２‐２線に沿って見た静電四極子レンズ
の一部切断図である。
の一部切断図である。
１０ イオン注入装置 １４ イオン源 １５ イオンビーム １８ ＲＦリニア加速器 ２０ 共振モジュール ６０ 静電四極子レンズ ６２ ハウジング ６４ 取付表面 ８４ａ〜８４ｄ 電極 ８６ 軸線 ９２ スタンドオフ用ロッド １０４,１０８ 電気リード線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイビッド リチャード スベンソン アメリカ合衆国 マサチューセッツ 01833 ジョージタウン レイクリッジ ドライブ ４ (72)発明者 ウイリアム フランク ディベルジリオ アメリカ合衆国 マサチューセッツ 01915 ベバリー レイクビュー アベニ ュー 10 (72)発明者 ステファン マイケル クイン アメリカ合衆国 マサチューセッツ 01930 グローセスター フェルナルド ストリート 34 (72)発明者 ズィーミン ワン アメリカ合衆国 マサチューセッツ 01860 メリマック クレメント プレイ ス ５ (72)発明者 ビクター マウリス ベンベニステ アメリカ合衆国 マサチューセッツ 01930 グローセスター ハーバー ハイ ツ ８
Claims (16)
- 【請求項１】イオン注入装置（10）用の電極アセンブリ
（60）であって、 少なくとも１つの電極（84）と、 イオン注入装置に前記電極アセンブリ（60）を取り付け
るための取付表面(64)を有するハウジング（62）と、 前記電極に電源を供給するための少なくとも１つの電気
リード線（104）と、 前記ハウジング（62）に前記電極を取り付けるための部
材で、ガラス状材料からなる少なくとも１つの電気絶縁
部材（92）と、を含むことを特徴とする電極アセンブ
リ。 - 【請求項２】前記電気絶縁部材（92）は、石英（ＳｉＯ
2）から構成されることを特徴とする請求項１記載のア
センブリ。 - 【請求項３】前記電気絶縁部材（92）は、耐熱性および
耐薬品性を有するガラス材料からなることを特徴とする
請求項１記載のアセンブリ。 - 【請求項４】前記電気絶縁部材（92）は、パイレックス
（登録商標）からなることを特徴とする請求項３記載の
アセンブリ。 - 【請求項５】前記電極アセンブリは、イオン注入装置
（10）の作動中イオンビーム（15）が通過する四極子レ
ンズであり、前記少なくとも１つの電極（84）が４つの
電極（84ａ〜84ｄ）を含み、前記少なくとも１つの電気
リード線が、第１電極対（84ａ、84ｃ）に通電するため
の第１電気リード（104）と、第２電極対（84ｂ、84
ｄ）に通電するための第２電気リード（108）とを有
し、前記少なくとも１つの絶縁部材（92）は、前記第１
電極対を前記ハウジングに接続する第１部材と、前記第
２電極対を前記ハウジングに接続する第２部材とを少な
くとも有することを特徴とする請求項１記載のアセンブ
リ。 - 【請求項６】前記四極子レンズは、イオン注入装置（1
0）における無線周波［ＲＦ］リニア加速器（18）内に
配置されていることを特徴とする請求項５記載のアセン
ブリ。 - 【請求項７】前記第１電極対は、約＋２０ＫＶで作動
し、前記第２電極対は、約−２０ＫＶで作動することを
特徴とする請求項５記載のアセンブリ。 - 【請求項８】前記電極（84ａ〜84ｄ）は、グラファイト
から構成され、かつ前記第１,第２電気絶縁部材（92）
は、前記ハウジング（62）に前記電極を取り付ける複数
のスタンドオフを含んでいることを特徴とする請求項５
記載のアセンブリ。 - 【請求項９】前記複数のスタンドオフは、イオンビーム
が前記四極子レンズを通過するとき、前記電極（84ａ〜
84ｄ）の飛び散ったグラファイトの堆積に対して抵抗性
を有することを特徴とする請求項８記載のアセンブリ。 - 【請求項１０】イオンビームがそれに沿って通過する軸
線（86）を有する、イオン注入装置（10）のための静電
四極子レンズアセンブリ（60）であって、 前記軸線（86）から半径方向外側に互いに約９０°離れ
て配置され、互いに１８０°離れて反対に位置する第１
電極対（84ａ、84ｃ）と、また互いに１８０°離れて反
対に位置する第２電極対（84ｂ、84ｄ）を有する４つの
電極（84ａ〜84ｄ）と、 前記イオン注入装置に前記静電四極子レンズアセンブリ
（60）を取付けるための取付表面（64）を有するハウジ
ング（62）と、 前記第１電極対（84ａ、84ｃ）に電力を供給するための
第１電気リード線（104）と、 前記第２電極対（84ｂ、84ｄ）に電力を供給するための
第２電気リード線（108）と、 ガラス状材料から形成され、前記第１電極対（84ａ、84
ｃ）を前記ハウジングに取り付けるための第１電気絶縁
部材、および前記第２電極対（84ｂ、84ｄ）を前記ハウ
ジングに取り付けるための第２電気絶縁部材を少なくと
も含む複数の電気絶縁部材（92）と、を含むことを特徴
とする静電四極子レンズアセンブリ。 - 【請求項１１】前記複数の電気絶縁部材（92）は、石英
（ＳｉＯ2）から構成されることを特徴とする請求項１
０記載のアセンブリ。 - 【請求項１２】前記複数の電気絶縁部材（92）は、耐熱
性および耐薬品性を有するガラス材料からなることを特
徴とする請求項１０記載のアセンブリ。 - 【請求項１３】前記複数の電気絶縁部材（92）は、パイ
レックスからなることを特徴とする請求項１２記載のア
センブリ。 - 【請求項１４】前記第１電極対は、約＋２０ＫＶで作動
し、前記第２電極対は、約−２０ＫＶで作動することを
特徴とする請求項１０記載のアセンブリ。 - 【請求項１５】前記電極（84ａ〜84ｄ）は、グラファイ
トから構成され、かつ前記複数の電気絶縁部材（92）
は、前記ハウジング（62）に前記電極を取り付ける複数
のスタンドオフを含んでいることを特徴とする請求項１
０記載のアセンブリ。 - 【請求項１６】前記複数のスタンドオフは、イオンビー
ムが四極子レンズを通過するとき、前記電極（84ａ〜84
ｄ）から飛散したグラファイトの堆積に対して抵抗性を
有することを特徴とする請求項１５記載のアセンブリ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US469068 | 1999-12-21 | ||
| US09/469,068 US6291828B1 (en) | 1999-12-21 | 1999-12-21 | Glass-like insulator for electrically isolating electrodes from ion implanter housing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001222970A true JP2001222970A (ja) | 2001-08-17 |
| JP2001222970A5 JP2001222970A5 (ja) | 2008-02-07 |
Family
ID=23862290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000387423A Pending JP2001222970A (ja) | 1999-12-21 | 2000-12-20 | イオン注入装置用の電極アセンブリおよび静電四極レンズアセンブリ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6291828B1 (ja) |
| EP (1) | EP1111652A1 (ja) |
| JP (1) | JP2001222970A (ja) |
| KR (1) | KR100580749B1 (ja) |
| SG (1) | SG88808A1 (ja) |
| TW (1) | TW525203B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018110088A (ja) * | 2017-01-06 | 2018-07-12 | 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 | イオン注入方法およびイオン注入装置 |
| CN109256314A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-01-22 | 中国电子科技集团公司第四十八研究所 | 一种基片的定点离子注入装置及注入方法 |
| JP7557397B2 (ja) | 2021-03-02 | 2024-09-27 | 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 | イオン注入装置および静電四重極レンズ装置 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6630677B1 (en) * | 2001-08-29 | 2003-10-07 | Advanced Micro Devices, Inc. | Electrostatic lens having glassy graphite electrodes |
| US6949895B2 (en) * | 2003-09-03 | 2005-09-27 | Axcelis Technologies, Inc. | Unipolar electrostatic quadrupole lens and switching methods for charged beam transport |
| US7629597B2 (en) * | 2006-08-18 | 2009-12-08 | Axcelis Technologies, Inc. | Deposition reduction system for an ion implanter |
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