JP2003503819A

JP2003503819A - イオンビーム発生装置

Info

Publication number: JP2003503819A
Application number: JP2001506569A
Authority: JP
Inventors: エイドリアン，ジョンマーレル，; エリク，ジャン，ヒルダコラート，; バーナード，フランシスハリソン，; アミールアル−バヤティ，; クリス，ジェイムズ，シドニーバージェス，; デイヴィッドアームール，; アンドリューホームズ，; サイモンポヴァル，; ドリューアーノルド，; ポール，アンソニーバーフィールド，
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 1999-06-23
Filing date: 1999-06-23
Publication date: 2003-01-28
Also published as: DE69923979T2; EP1105908B1; DE69923979D1; EP1105908A1; US6559454B1; WO2001001438A1

Abstract

(57)【要約】【課題】イオンビーム発生装置を提供する。【解決手段】イオンを生成するイオンソース（２０）と、イオンソースからイオンを抽して加速するために４つの電極を含む四極管抽出アセンブリ（１１）とを含むイオンビーム発生装置。抽出アセンブリは、イオンソースの電位のソース電極（２２）と、イオンソース（２０）からイオンを取り出すためにソース電極の近くにある抽出電極（２３）と、アース電極（２５）と、抽出電極とアース電極の間の抑制電極（２４）とを含む。各電極は、イオンビームが通ることができるアパーチャを有する。抽出電極（２３）と抑制電極（２４）の間の間隙は、イオンビーム移動方向において可変である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、半導体ウエハ等の基板にイオンビームターゲットからイオンを注入
するイオン注入システムに使用されるイオンビーム発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

半導体ウエハ上への集積回路構造の製造では、たとえば半導体材料の導電特性
を変化させるためのイオン注入技術が知られている。そのようなイオン注入装置
は、一般に、半導体ウエハに注入する元素のイオンソースと、そのイオンソース
からイオンを抽出し、その抽出したイオンのビームを形成する抽出アセンブリと
を有するイオンビーム発生装置を含む。そうして作成されたイオンビームは、次
に、ウエハまたはターゲット基板に注入するために前方に送るイオンビームの特
定種のイオンを選択する質量分析計および選別器に通される。

【０００３】使用される抽出アセンブリは、いわゆる３電極の構成を含むため従来の三極管
抽出アセンブリである。三極管アセンブリは、ターゲット基板上のビーム電流を
最大にするようにイオンソースを最適化または「調整（チューニング）」するた
めに、電極の機械的調整を行う必要がある。この「調整」作業を簡単にする試み
において、４つの電極を有する四極管アセンブリを使用することが提案された。
そのようなアセンブリは、「Beam Steering in Tetrode Extraction Systems」
と題する論文において開示されている（A.J.T. HolmesとE.Thompsonによる。１
９８１年に米国物理学会より発行）。より新しい四極管アセンブリは、Ｗ０９９
／２３６８５に開示されている。

【０００４】四極管アセンブリは、４つの電極を有し、それぞれの電極が、イオンビームの
通過を可能にする少なくとも１つのアパーチャを有する。第１の電極は、一般に
イオンソースの１つの壁を形成するソース電極であり、イオンソースと同じ電位
である。第１の電極のすぐ隣にある第２の電極は、イオンソースからイオンを引
き寄せる電位に設定された抽出電極である。第３の電極は、アース電極の下流の
イオンビームの電極がイオンソースに引っ張られるのを防ぐはたらきをする抑制
電極である。抑制電極の下流の第４の電極は、アース電極であり、これは、アー
ス電極の下流への領域にアース電極とイオンソースの間の電界の浸透を制限する
。

【０００５】四極管構造の利点は、イオンソースのアークチャンバと抽出電極の間の電位を
イオンソースとアース電極の間の電位と関係なしに設定することができることで
ある。したがって、抽出アセンブリから出てくるイオンビームのエネルギーを、
イオンがアークチャンバから最初に抽出される電位と関係なく決定することがで
きる。これにより、イオンソースの抽出効率を最適化することができ、ビーム電
流を最大にするためのイオンソースの「調整」が簡単になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】

四極管構造は、このように改善を提供する可能性があるけれども、それらはイ
オンビームの生成には広く受け入れられていない。これまで、特定のビームエネ
ルギーの四極管アセンブリの調整は、各電極の電圧を変化させることによって達
成されていた。これは、中エネルギービームには十分に機能する。しかしながら
、高エネルギービームの場合は、抽出電極と抑制電極の間の電位差が大きいと、
それらの電極の間にブレークダウンが生じる傾向がある。一方、低エネルギーの
ときは、第４の電極を設けると、アセンブリの全長が長くなるために逆効果にな
ることがあり、抑制電極におけるビーム電流の間接損害により抽出電極の後で空
間電荷の反発作用がビームの許容不可能な発散を引き起こす。

【０００７】さらに高いビームエネルギーでのアーク放電を防ぐ１つの手法は、「Three-St
age Acceleration System for High Energy Implanter」（B.O. PedersenとR.B.
Liebertによる。Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B6 (
1985)、258〜263ページに記載）と題する文書に開示されている。この手法にお
いて、第２の電極とアース電極の間に中間の電位レベルを提供するために、抽出
電極の下流に、加速電極を呼ばれるさらに別の電極が配置される。この結果、五
極管システム、すなわち５つの電極を有するシステムが生まれた。これは、アー
ク放電を抑制する点で有益であるが、必然的に抽出アセンブリの長さが長くなり
、それにより低エネルギーで大電流ビームの空間電荷の反発作用により、イオン
ビーム拡張の問題が悪化する。したがって、この機構は、同じように、広いエネ
ルギー範囲にわたってビーム電流を最大にすることができる装置を提供すること
ができない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本発明によれば、イオンを発生させるイオンソースと、イオンソースからイオ
ンを抽出して加速するために４つの電極を含む四極管抽出アセンブリとを含むイ
オンビーム発生装置が提供され、抽出アセンブリが、イオンソースの電位のソー
ス電極と、ソース電極の近くにありイオンソースからイオンを抽出する抽出電極
と、アース電極と、抽出電極とアース電極の間の抑制電極とを含み、各電極が
、イオンビームが通ることができるアパーチャを有し、抽出電極と抑制電極の間
隙がイオンビーム移動方向において可変である。

【０００９】この構成により、抽出電極と抑制電極の間隙の大きさは、高エネルギービーム
用に大きくし低エネルギービーム用に小さくすることができる。したがって、ア
ーク放電が生じることなく抽出電極と抑制電極を電界と分離する能力が高められ
、装置をより高いエネルギーレベルまで最大ビーム電流で使用することができる
。一方、低ビームエネルギーでは、抽出電極と抑制電極の間隙を小さくし、それ
により空間電荷の反発力の影響を小さくすることができる。

【００１０】したがって、本発明は、より広いエネルギー範囲（一般に０．５〜８０ｋｅＶ
）にわたって達成することができる最大ビーム電流を増大させるイオンビーム発
生装置を提供する。

【００１１】さらに、抽出電極と抑制電極の間隙を変化させると電界の集束効果が変化する
ため、本発明は、広い範囲のビームエネルギーに関してビーム形状をより良く制
御することを可能にする。

【００１２】抽出電極とソース電極の間の抽出電界は、電圧だけを変化させることによって
制御されることが好ましい。これにより、抽出電極をソース電極に対して固定す
ることができる。ビーム調整の再現性には抽出電極とソース電極の厳密な位置合
せが重要であるため、これは、四極管の重要な利点である。一般に、各電極は
、厳密な位置合わせを困難にするソース電極と抽出電極の間の寸法公差の増大を
許容する適切なブッシングを介して装置ハウジングに個別に取り付けられる。抽
出電極がイオンソースに直接取り付けられる場合は、２つの電極間の位置合わせ
をより正確にすることができる。イオンソースへの抽出電極の取り付けは、絶縁
破壊を引き起こす可能性がある絶縁物表面の汚れを防ぐために、遮蔽され冷却さ
れた絶縁物を介して行われるべきである。

【００１３】抑制電極とアース電極は、互いに固定することができ、それによりそれらを共
通の構造物に取り付けることができる。一方、より大きい柔軟性が必要な場合は
、抑制電極とアース電極を互いに別々に移動可能になるように取り付けることが
できる。

【００１４】各電極のアパーチャは、一般に、細長いスロットである。抑制電極とアース電
極は、ビーム方向に対して垂直な横方向でかつスロットの長手方向に対して垂直
な横方向にソース電極と抽出電極に相対的に移動可能であることが好ましい。こ
れは、装置の次の構成要素へのビームの操縦の追加の制御を提供する。さらに、
これを使用して、フリンジ磁界(fringing magnetic field)（特にソース磁石ま
たは分析器磁石から）、ならびにビームの横方向位置を分析器磁極の最適な領域
に合わせることによって生じるビームの偏向を補償することができる。この移動
は、電極へのビーム攻撃を減少させ、それによりビーム電流を増大させ、ビーム
位置のより良好な制御を実現することができる。ソース電極と抽出電極が固定さ
れ、抑制電極とアース電極が横方向に移動可能であることが好ましい。

【００１５】細長いスロットの場合、空間電荷拡張によりビームがスロットの長手方向に膨
らむ傾向がある。これにより、電極の攻撃が増大し、そのためビーム電流に損失
が生じる。この問題を克服するために、電極のうちの少なくとも１つが、ビーム
移動方向とスロットが延びる方向とを含む平面においてイオンソースの側に凹む
ことが好ましい。凹面の電極は抽出電極であることが好ましい。この湾曲は、
ビームが抽出電極を通って分析器磁石に入るときにビームを集束させる。曲率の
大きさは、この平面におけるビームの空間電荷の拡張を打ち消すようなものであ
ることが好ましい。抽出電極の他にソース電極が凹面であってもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】

次に、本発明の例を、添付図面に関して説明する。

【００１７】図１を参照すると、イオン注入装置は、ターゲット基板ホルダ１４Ａに取り付
けられたターゲット基板１４に当てるためにイオンビーム１２をイオン質量選別
器１３内に導く抽出アセンブリ１１を備えたイオンビームソース１０を含む。こ
の分野の業者には周知のものとして、イオン注入装置の前述の要素は、図１に一
部分１５だけを示した真空ハウジングに収容される。真空ハウジングは、真空ポ
ンプ１６によって真空にすることができる。

【００１８】イオンソース１０は、ＦｒｅｅｍａｎソースやＢｅｒｎａｓソースなどの既知
の任意のイオンソースを含むことができる。イオンソース１０は、ターゲット基
板１４に注入されるイオンの元素を含む原子または分子を供給するアークチャン
バを含む。分子は、たとえばガス容器１７から気体または蒸気の形でアークチャ
ンバに送ることができる。

【００１９】抽出アセンブリ１１は、イオンをアークチャンバから前面の出口アパーチャを
介して抽出するために、イオンソース１０のアークチャンバの前面のすぐ外側に
配置されたいくつかの電極を含む。

【００２０】図１に示したイオン質量選別器１３は、質量選択スリット３４と一緒に動作す
る磁気セクタ質量分析器３３を含む。磁気分析器３３は、図１の紙の平面に垂直
な方向の均一磁界の領域を含む。そのような磁界内で、エネルギーが一定で同じ
質量電荷比を有するイオンはすべて均一半径の円形経路を示す。この経路の曲率
半径は、エネルギーが均一であると仮定するとイオンの質量電荷比に依存する。
そのような磁気セクタ分析器に関して周知のように、そのような経路の形は、分
析器３３の入口アパーチャの外側の元焦点から、分析器の出口アパーチャの外側
の焦点に出る円錐のイオン経路になる傾向がある。図１に示したように、中央ビ
ーム３０の元焦点または起点は、イオンソース１０のアークチャンバの出口アパ
ーチャの近く、一般にすぐ内側の点である。ビーム３０は、分析器の出口アパー
チャを超えて質量選択スリット３４の平面内の焦点に送られる。

【００２１】図１において、ビーム３０は、単一の質量／電荷比のイオンだけを示すように
描かれ、したがってビームは、スリット３４のアパーチャで１つの焦点を結び、
その結果質量／電荷比のイオンビームは、スリット３４をターゲット基板１４の
方に通ることができる。実際、イオンソース１０から放射されたビームは、基板
１４の注入に望ましいものと異なる質量／電荷比のイオンも含み、そのような望
ましくないイオンは、分析器３３によって、スリット３４の平面においてスリッ
トの位置のどちらかの側の点で集束され、したがって基板の方に移動するのが防
止される。したがって、分析器３３は、図の平面に散乱面を有する。

【００２２】図２と図３を参照し、イオンソースと抽出アセンブリを概略的に示す。イオン
ソース２０は、図２に関してより詳しく説明するようなアーム４３によってハウ
ジング１５に取り付けられたアークチャンバ２０Ａを含む。ブッシング２０Ｂは
、イオンソース２０をハウジング１５の残りの部分から分離する絶縁物の役割り
をする。アークチャンバ２０Ａ内に形成されたイオンは、イオンソースの前面２
２の出口アパーチャ２１を介してイオンソース２０から取り出される。イオンソ
ース２０の前面２２は、抽出アセンブリ１１（図１）の一部を構成するイオンソ
ースの電位の第１の開口ソース電極を構成する。図２に、抽出アセンブリ１１の
残りの部分をそれぞれ抽出、抑制、アース開口電極２３、２４および２５で示す
。開口電極２３、２４および２５はそれぞれ、イオンソース２０から出るイオン
ビームが通ることができる穴が板を貫通する単一の導電板を含む。各アパーチャ
は、延びる方向が図２の平面と垂直で図３の平面内にある細長いスロット構成を
有する。

【００２３】陽イオンビームの場合、イオンソース２０は、電圧源によってアースに対して
正電圧に維持される。アース電極２５は、アース電極２５とイオンソース２０の
間の電界が電極２５の右側の領域（図２）に漏れるのを制限する。抽出アセンブ
リから出るイオンビームのエネルギーは、イオンソースに供給される電圧によっ
て決定される。この電圧の典型的な値は２０ｋＶであり、２０ｋｅＶの抽出ビー
ムエネルギーが提供される。しかしながら、８０ｋｅＶ以上または０．５ｋｅＶ
以下の抽出ビームエネルギーが意図されることもある。より高い電圧またはより
低い電圧を得るためには、電源電圧をそれぞれ上げるかまたは下げることである
。

【００２４】抑制電極２４は、電圧源によってアースに対して負電位にバイアスされる。負
にバイアスされた抑制電極２４は、アース電極２５の下流（図２の右側）のイオ
ンビーム内の電子が抽出領域とイオンソースに流れ込むのを防ぐはたらきをする
。この分野の業者に知られているように、イオンビームの中和を維持するために
、ゼロ電界領域におけるイオンビームからの電子損失を最小にすることが重要で
ある。

【００２５】陽イオンビームの場合、抽出電極は、イオンソースからイオンを抽出するため
に、電圧源によってイオンソースの電位よりも低い電位に維持される。抽出電極
２３の電位は、一般に、低エネルギービームでは抑制電極２４の電位よりも低く
、高エネルギービームでは抑制電極２４の電位よりも高くなる。前者の場合、ビ
ームは抽出電極と抑制電極で減速し、一方後者の場合、そこで加速する。

【００２６】抽出電極２３とソース電極２２は、図３の紙の平面内で湾曲し、ソース２０の
側に凹む。曲率の大きさは、図２の紙の平面に垂直な方向におけるビームの任意
の発散を抑制するのに十分なものである。

【００２７】図４に、抽出電極２３の取り付けをより詳細に示す。アークチャンバ２０Ａが
、抽出電極２３が貫通する孔４２を有する円板４１に１対のアーム４０によって
取り付けられる。円板４１自体は、ハウジング１５に取り付けられた２つのアー
ム４３によって支持される。抽出電極２３は、１対の絶縁物４４によって一方の
アーム４３から支持される。絶縁物４６によってハウジング１５の壁内に支持さ
れたリード４５が、抽出電極２３を電圧源（図示せず）に接続する。円板４１が
、汚染物質が電極取付け部に付着するのを防ぐ遮蔽を提供することを理解されよ
う。電極と取り付け部を冷却するために、アーム４３の一方から円板４１をまわ
り他方のアーム４３まで冷却剤のための通路が設けられる。

【００２８】抑制電極２４とアース電極２５は、図２に示したように、矢印ｘで表したよう
なビーム方向と矢印ｙで表したような操縦方向に移動可能であるように取り付け
られる。

【００２９】抑制電極２４は、矢印ｘで示したようなイオンビーム３０の移動方向に抽出電
極に対して移動可能になるように取り付けられる。抽出電極と抑制電極の間隙が
大きくなるほどビームエネルギーが大きくなるように装置を「調整」することが
できる。アース電極２５は、抑制電極２４と一緒または独立に方向２６に移動可
能である。さらに、電極は、抑制電極２４とアース電極２５が、抽出電極２３と
ソース電極２１に対して相対的に矢印２７の方向に横方向すなわち紙の平面内で
かつイオンビーム方向２６と垂直に相対的に移動可能になるように取り付けられ
る。

【００３０】図５と図７に、抑制電極２４とアース電極２５の取り付け部の詳細を示す。使
用される構成は、Ｗ０９７／０４４７４に開示されているのと類似している。

【００３１】図５〜図７を参照すると、個別のアクチュエータアーム５０、５１が、電極２
４、２５（図６に示していない）を支持し、それぞれの柔軟な結合部材、たとえ
ば各アームがチャンバ壁部分１５に対して交差ｙと平行ｘの両方に移動すること
を可能にするベローズ５２、５３によって、真空チャンバ壁を横切ってそれぞれ
結合される。ベローズ５２、５３はそれぞれ、回旋円筒形の壁を有し、その一端
は、端部５５を通って各アクチュエータアーム５０、５１に接続される。

【００３２】２つのアパーチャ５６、５７が、チャンバ壁部分５４に形成される。アパーチ
ャ５６のうちの１つは、段付き構造を有し、チャンバ壁部分１５の内側に大きい
直径の穴が形成される。電気絶縁部材６０は、ほぼ円筒形を有しその一端に外側
拡張フランジ６１を含み、アパーチャ５６内に配置される。外側拡張フランジ６
１は、段付きアパーチャ５６によって定義された肩部６２に乗せられ、絶縁部材
６０は、アパーチャ５６内を通ってチャンバ壁部分１５の外側面より先に延びる
。リングクランプ６４は、壁部分１５の内側面に対して、外側拡張フランジ６１
の少なくとも一部分に位置決めされ、絶縁部材６０を適所に保持するために壁部
分１５にねじ式にはめられる。壁部分１５と絶縁部材６０の間に真空封止を形成
するために、「Ｏ」リングが、フランジ６１の対向面と段付きアパーチャ５６の
内側リムの間に配置され、クランプリング６４によって圧縮状態に保持される。

【００３３】内側拡張フランジ６７が、絶縁部材６０の他端の近くに形成され、ベローズ５
２を受けるアパーチャを定義する。外側拡張フランジ６８が、ベローズ５２の電
極が取り付けられる部分５５から最も遠い端に形成され、このフランジ６８は、
電気絶縁部材６０の中にはめられ、内側拡張フランジ６７と接する。これらの２
つのフランジ６７、６８の間に「Ｏ」リングが配置され、ベローズ５２と絶縁部
材６０の間に真空封止が形成される。

【００３４】他のベローズ５３は、チャンバ壁部分１５の他のアパーチャ５７内に収容され
、アクチュエータアーム５１に接続された端部５５と反対の端に形成された外側
拡張フランジ７０を有する。ベローズ５３は、フランジ７０とアパーチャ５７の
リムの間に挟まれたスペーサリング７１を介してチャンバ壁部分１５の外側に取
り付けられ、それにより両方のベローズ５２、５３が、壁部分１５の外側面より
も同じ量だけ外に出る。「Ｏ」リングは、ベローズ５３のフランジ７０とスペー
サリング７１の間と、スペーサリング７１と壁部分１５の外側リムの間に配置さ
れ、これらの接合部の間に真空封止を形成する。

【００３５】両方のベローズ５２、５３は、ステンレス鋼などの導電材料を含み、各電極２
４、２５にそれぞれ電気接続される。この実施形態は、アース電極２５がアース
電位に恒久的に維持され、電極２５とアースとの間の導電経路が、ベローズ５３
、スペーサリング７１、およびチャンバ壁部分１５によって形成され、これらが
すべて導電材料を含むように構成される。抑制電極２４だけに高電圧が印加され
るので、電気絶縁部材６０は１つしか必要ない。この構成では、絶縁部材６０の
外表面の一部がチャンバ壁の外表面の一部となる。したがって、使用において、
この面は、チャンバ壁のまわりを流れる空気によって自然に冷却され、イオンソ
ースガスから絶縁部材６０に伝わる熱は、絶縁部材を通りチャンバ内の表面から
チャンバの外側の空気に導かれる。こうして、チャンバ内の絶縁部材の表面が冷
却され、その結果、絶縁物表面に付着物が凝集する割合が実質的に減少する。

【００３６】電極の位置決めは、アクチュエータアセンブリ７７によって制御される。これ
は、チャンバ壁部分１５に固定された支持ブロック７９に取り付けられた支持構
造物７８を含む。支持構造物７８は、ローラースライド８０を介して支持ブロッ
ク７９に摺動可能に取り付けられ、それにより支持構造物は、図６を含むページ
に対して垂直な方向に自由に移動することができ、すなわち、それにより電極２
４、２５がイオンソースに近づいたり離れたりすることができる。支持構造体７
８は、各アクチュエータアーム５０、５１を受けて支持し、また各アームがチャ
ンバ壁部分１５を横切って移動して電極２４、２５が出口アパーチャ２１を横切
って移動できるようにする１対の横方向に離間した軸受ブロック８１を含む。

【００３７】アクチュエータアーム５０、５１のそれぞれの端部には、ねじシャフト８２が
形成される。それと対になるナット８３が、各ねじシャフトにねじ式にはめられ
、各軸受ブロック８１の端に形成された凹部にはめられたスラスト軸受８４と係
合し、その結果、各ナット８３は自由に回転するがその軸方向の位置は固定され
る。

【００３８】ナットのそれぞれの端部には、ギアホイール８５が取り付けられており、これ
ら両方とも、電気モータによって駆動される。この場合、ナット８３を回転させ
て、アクチュエータアーム５０、５１を各ベアリングブロックの軸の周りに回転
させることで、電極２４、２５がイオンソースに対して横方向に運動できるよう
にする。電極２４、２５をそれぞれ独立に、イオンソースの方に向かい又は離れ
るように横方向に運動させるため、更なる駆動機構が提供される。ボールナット
８８が、アクチュエータ支持構造体７８に装着され、真空チャンバ側壁断面１５
に固定されているブラケット９０に回転可能に装着されるねじボールシャフト８
９を、これが受けている。シャフト８９に沿って軸方向にボールナットを推進す
るモータ９３によってボールナット８８は回転し、それにより、アクチュエータ
支持構造体７８及び電極２４、２５を真空チャンバの側壁断面１５に平行な、『
ｘ』方向に移動できるようにする。

【００３９】この具体例で電極２４、２５の間の離隔距離は、アクチュエータ支持構造物７
８のアクチュエータアームアングルブロック８１同士の関係が固定化されており
、これにより固定される。しかし、別の具体例では、イオンソースからの距離に
加えて、抽出電極同士の間の離隔距離を変えることができるよう、これらアクチ
ュエータアームが互いに独立に自身の縦軸に対して横方向に移動されることがで
きるように、アクチュエータを配置してもよい。一具体例では、別のローラスラ
イダやその他の適切な軸受の上に、アクチュエータアーム５０、５１の一方に関
連するベアリングブロック８１を装着することによって、電極間離隔距離を変化
できるようにすることで、真空チャンバ側壁断面１５に平行の方向（即ち図６に
あるシートに対して垂直に）にベアリングブロックを移動できるようにしてもよ
い。

【００４０】図５〜７に示される具体例では、アクチュエータアームをイオンソースに対し
て横方向に確実に駆動するための駆動機構は、アクチュエータアーム５０、５７
があたかも堅く固定されたように両方のアクチュエータアームがベアリングブロ
ックを通して一緒に駆動するように配置される。しかし、別の具体例では、抽出
電極の相対位置が横方向に変化できるよう、各アクチュエータアームは、イオン
ソースに対して横方向に独立に駆動を受けてもよい。この装置は、抽出電極に形
成されるアパーチャ相互間のアライメントを変えることができるようにすること
で、イオンビームの出口角を制御できるようにする。これにより、例えばユーザ
ーは、イオンソースマグネットに起因するビームライン角度のあらゆる任意のオ
フセットを補正することができるようになるだろう。

【００４１】上述のように、図５〜７に示される具体例では、高電圧を抽出電極の１つのみ
に印加できるようにしている。ここで有利な点は、アクチュエータアーム５０は
、抑制電極２４に電気伝導経路を提供することにより、真空チャンバ内で別個の
高電圧リード線が必要でなくなるということである。高電圧源がチャンバ壁断面
１５に装着され、この高電圧源からの適切な電気リード線は、ベアリングブロッ
ク８１に形成されたアパーチャを通ってアクチュエータアーム５０に接続してい
る。接続の点は、図６に示されるアクチュエータアーム５０に形成されたホール
９４によって示され、これは、リード線をクランプするためのねじを受ける。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明を実施するイオン注入装置の概略図である。

【図２】図２は、本発明の電極の構成を示す概略図である。

【図３】図３は、図２の線III―IIIに沿った概略図である。

【図４】図４は、抽出電極の取り付け部を図２に示したものよりも詳細に示す概略図で
ある。

【図５】図５は、抑制電極とアース電極の取り付け部の等角図である。

【図６】図６は、図７に示したVI−VIに沿った断面図である。

【図７】図７は、図５に示した面VII−VIIに沿った断面図である。

【符号の説明】

１０…イオンソース、１１…抽出アセンブリ、１２…イオンビーム、１３…イ
オン質量選別器、１４…ターゲット基板、１５…ハウジング、１６…真空ポンプ
、２０…イオンソース、２１…出口アパーチャ、２２…ソース電極、２３…抽出
電極、２４…抑制電極、２５…アース電極、３０…イオンビーム、３３…磁気分
析器、３４…スリット、４０…アーム、４１…円板、４３…アーム、４４…絶縁
物。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者コラート，エリク，ジャン，ヒルダイギリス，ウエストサセックスアールエイチ20 ３ディビー，アシントン，フェアフィールドロード 27 (72)発明者ハリソン，バーナード，フランシスイギリス，ウエストサセックスアールエイチ10 ３イーダブリュー，コプソーン，ニューランズパーク 16 (72)発明者アル−バヤティ，アミールアメリカ合衆国，カリフォルニア州，サンノゼ，サウスサラトガアベニュー 820 (72)発明者バージェス，クリス，ジェイムズ，シドニーイギリス，イーストサセックスビーエヌ１３ジェイイー，ブライトン，ダイクロード 87−89 (72)発明者アームール，デイヴィッドイギリス，ソルフォードエム６８キューピー，ルーリントンロード 20 (72)発明者ホームズ，アンドリューイギリス，オクソンオーエックス13 ６キューディ，マーシャム，ザファーシングズ 16 (72)発明者ポヴァル，サイモンイギリス，ウエストサセックスアールエイチ20 ３エーエス，アシントン，レクトリーレーン，ザホワイトハウス１ (72)発明者アーノルド，ドリューアメリカ合衆国，カリフォルニア州，サンノゼ，ブルーロックコート 2556 (72)発明者バーフィールド，ポール，アンソニーイギリス，ウエストサセックスアールエイチ13 ５ピーエス，ホーシャム，キングズリー９Ｆターム(参考） 4K029 BD01 CA10 DE02 5C030 DE04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】イオンを発生させるイオンソースと、イオンソースからイオ
ンを抽出して加速するために４つの電極を含む四極管抽出アセンブリとを含むイ
オンビーム発生装置であって、抽出アセンブリが、イオンソースの電位のソース
電極と、ソース電極の近くにありイオンソースからイオンを抽出する抽出電極と
、アース電極と、抽出電極とアース電極の間の抑制電極とを有し、各電極が、
イオンビームが通ることができるアパーチャを有し、抽出電極と抑制電極の間の
間隙が、イオンビーム移動方向において可変であるイオンビーム発生装置。
【請求項２】抽出電極が、ソース電極に対して固定された請求項１に記載
の装置。
【請求項３】抽出電極が、イオンソースに直接取り付けられた請求項２に
記載の装置。
【請求項４】抽出電極が、遮蔽され冷却された絶縁物を介してイオンソー
スに直接取り付けらた請求項３に記載の装置。
【請求項５】抑制電極とアース電極が、互いに対して固定された請求項１
から４のいずれか１項に載された装置。
【請求項６】抑制電極とアース電極が互いに独立に移動可能になるように
取り付けられた請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】各電極のアパーチャが、一般に細長いスロットであり、抑制
電極とアース電極が、ビーム方向に対して垂直な横方向でかつスロットの長手方
向に対して垂直にソース電極と抽出電極に対して相対的に移動可能な請求項１か
ら６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】ソース電極と抽出電極が固定され、一方抑制電極とアース電
極が横方向に移動可能な請求項７に記載の装置。
【請求項９】電極のうちの少なくとも１つが、ビーム移動方向とスロット
が延びる方向とを含む平面においてイオンソースの側に凹んでいる請求項１から
８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】凹面電極が、抽出電極である請求項９に記載の装置。
【請求項１１】ソース電極がまた凹面である請求項１０に記載の装置。