JP2006156236A - ビーム偏向走査方法及びビーム偏向走査装置並びにイオン注入方法及びイオン注入装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明によるビーム偏向走査装置は、真空空間中で一定軌道を有する荷電粒子ビームに偏向走査を行なうことにより荷電粒子ビームの軌道を周期的に変更する。本ビーム偏向走査装置(20)は対向配置した二極式偏向電極(21、22)により構成され、該二極式偏向電極はその対向方向の内面にビーム軸方向に延びる溝(21A、22A)を持つ左右対称形の凹状対向電極とした。
【選択図】 図2
Description
遮蔽電極25は、電場が偏向走査装置20外に漏洩しないように開口部25Aをできるだけ小さくする方が良い。よって遮蔽電極25の開口部25Aの上下あるいは縦幅(y軸方向幅)は、ビームの縦幅とほぼ同等の寸法になる。
偏向走査装置20内部で、上流側/下流側のどちらの遮蔽電極にも近くない場所では、偏向電極21、22の作る電場が支配的になる。
12 質量分析磁石装置
13 ビーム整形装置
14 P−レンズ
15 加速/減速電極
16 角度エネルギーフィルター
17 ウェハ
18 ビームストッパ
20 偏向走査装置
21、22、31、32 偏向電極
25、26 遮蔽電極
50 箱体
51 取っ手
53〜57 ターミナル
60 架台
70 ビームガイドボックス
71 ガイドレール
72 扉
73 係止機構
Claims (35)
- 真空空間中で一定軌道を有する荷電粒子ビームに偏向走査を行なうことにより荷電粒子ビームの軌道を周期的に変更するビーム偏向走査装置において、
該ビーム偏向走査装置は対向配置した二極式偏向電極により構成され、該二極式偏向電極はその対向方向の内面にビーム軸方向に延びる溝を持つ左右対称形の凹状対向電極としたことを特徴とするビーム偏向走査装置。 - 前記溝を断面略円弧形状としたことを特徴とする請求項1に記載のビーム偏向走査装置。
- 前記溝を断面多角形状としたことを特徴とする請求項1に記載のビーム偏向走査装置。
- 前記溝の断面形状をビーム軸に沿って直線的または段階的に変化する形状としたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のビーム偏向走査装置。
- 前記二極式偏向電極の対向方向の内面を、ビーム軸の最大スキャン軌道に沿うように略平行に曲がるよう形成したことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のビーム偏向走査装置。
- 前記二極式偏向電極には位相が同じで互いに逆極性の交流電圧、または位相が同じで互いに逆極性の三角波の交流電圧あるいは位相が同じで互いに逆極性の三角波に近い交流電圧をかけることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のビーム偏向走査装置。
- 前記二極式偏向電極には値が等しく位相が同じで互いに逆極性の交流電圧をかけることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のビーム偏向走査装置。
- 前記交流電圧に直流成分を重畳することを特徴とする請求項6または7に記載のビーム偏向走査装置。
- 前記二極式偏向電極の各偏向電極をビーム軸方向に関して分割された複数の分割体で構成したことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のビーム偏向走査装置。
- 請求項1〜9のいずれかに記載のビーム偏向走査装置を備えたことを特徴とするイオン注入装置。
- 真空空間中で一定軌道を有する荷電粒子ビームに偏向走査手段により偏向走査を行なうことにより荷電粒子ビームの軌道を周期的に変更するビーム偏向走査方法において、
前記ビーム偏向走査手段を、互いに対向し合いかつ対向面にはビーム軸方向に延びる溝を持つ左右対称形の二極式偏向電極により構成し、
前記ビーム偏向走査手段中の荷電粒子ビームに該二極式偏向電極による均一な電界を作用させることにより偏向走査作用を行なうビーム偏向走査方法。 - 前記二極式偏向電極を、当該二極式偏向電極内で、ビーム進行方向のどの位置においてもビーム横幅方向の電場分布が均一となるように電場を形成する電極形状としたことを特徴とする請求項11に記載のビーム偏向走査方法。
- 真空空間中で一定軌道を有する荷電粒子ビームに偏向走査手段により偏向走査を行なうことにより荷電粒子ビームの軌道を周期的に変更するビーム偏向走査方法において、
前記ビーム偏向走査手段を、互いに対向し合いかつ対向面にはビーム軸方向に延びる溝を持つ左右対称形の二極式偏向電極により構成し、
該二極式偏向電極の対向方向のビーム横幅が前記対向方向に直交する方向のビ一ム縦幅よりも大きい断面楕円形状の荷電粒子ビームを入射させて、前記対向方向において周期的な偏向走査作用を付加することを特徴とするビーム偏向走査方法。 - 前記断面楕円形状の荷電粒子ビームがその断面のどの部分もほぼ同じ偏向角度で偏向されるよう前記二極式偏向電極の電場が均一に分布する構成としたことを特徴とする請求項13に記載のビーム偏向走査方法。
- 前記二極式偏向電極内では、ビームプロファイルの変化をできるだけ小さくし、その変化が偏向角に対し規則正しくなるように構成したことを特徴とする請求項13または14に記載のビーム偏向走査方法。
- 真空空間中で一定軌道を有する荷電粒子ビームに偏向走査を行なうことにより荷電粒子ビームの軌道を周期的に変更するビーム偏向走査方法において、
互いに対向し合いかつ対向面にはビーム軸方向に延びる溝を持つ左右対称形の二極式偏向電極により荷電粒子ビームを一方向に偏向走査し、
荷電粒子ビームが照射される基板を前記一方向に直交する方向に機械走査することによりイオン注入を行うことを特徴とするビーム偏向走査方法。 - 請求項11〜16のいずれかに記載のビーム偏向走査方法を用いることを特徴とするイオン注入方法。
- 真空空間中で一定軌道を有する荷電粒子ビームに偏向走査を行なうことにより荷電粒子ビームの軌道を周期的に変更するビーム偏向走査装置において、
該ビーム偏向走査装置を、互いに対向し合いかつ対向方向の内面にビーム軸方向に延びる溝を持つ左右対称形の凹状対向電極による二極式偏向電極により構成するとともに、該二極式偏向電極の入口側における対向部分の最内側両端部間の間隔を、電場均一ゾーンを使用するために、入射する加速荷電粒子ビームのビーム横幅よりもかなり広く構成したことを特徴とするビーム偏向走査装置。 - 前記二極式偏向電極の上流側と下流側に、それぞれビーム通過用の開口を有する遮蔽電極を隣接配置したことを特徴とする請求項18に記載のビーム偏向走査装置。
- 前記遮蔽電極を上流側、下流側に、それぞれ複数枚配置したことを特徴とする請求項19に記載のビーム偏向走査装置。
- 前記遮蔽電極には、それぞれ独立に固定もしくは可変の電圧をかけるよう構成したことを特徴とする請求項19または20に記載のビーム偏向走査装置。
- 前記遮蔽電極を上流側、下流側に各1枚配置し、グランドに接地するよう構成したことを特徴とする請求項19に記載のビーム偏向走査装置。
- 前記遮蔽電極を上流側、下流側に各2枚配置し、偏向電極側の上流、下流それぞれ1枚は電子サプレッション電極として−1〜−2kV程度の直流電圧をかけ、上流、下流の他の一枚はグランド電極としてグランドに接地するよう構成したことを特徴とする請求項20または21に記載のビーム偏向走査装置。
- 前記サプレッション電極とグランド電極の開口は、ビーム横幅の方向に幅広で、ビーム縦幅の方向には電場をよく抑えるためにビーム縦幅より一回り大きい、縦横の比率の大きな長方形としたことを特徴とする請求項23に記載のビーム偏向走査装置。
- 前記サプレッション電極およびグランド電極は、ビーム横幅の向きには電場が弱く、荷電粒子ビームの軌道(偏向角)には影響を与えないようにしたことを特徴とする請求項23または24に記載のビーム偏向走査装置。
- 上流側、下流側の遮蔽電極の開口は、ビーム横幅方向の幅をビーム横幅よりも十分大きくし、開口の左右のエッジのそばを荷電粒子ビームが通過しないように構成したことを特徴とする請求項19〜25のいずれかに記載のビーム偏向走査装置。
- 前記遮蔽電極近傍におけるビーム偏向面に垂直な方向の電場と当該ビーム偏向装置内における前記ビーム偏向面に垂直な方向の電場とが打ち消し合うように前記二極式偏向電極の溝の形状、寸法を決定することにより、当該偏向走査装置通過前後での前記ビーム偏向面に垂直な方向の荷電粒子ビームの集束発散を小さくしたことを特徴とする請求項19に記載の偏向走査装置。
- 当該ビーム偏向装置内の中央部における前記ビーム偏向面に直交する方向の電場を他の領域よりもやや強めにすることにより、当該偏向走査装置通過後のビームプロファイルを良くしたことを特徴とする請求項19に記載の偏向走査装置。
- 前記二極式偏向電極の各偏向電極をビーム軸方向に関して分割された複数の分割体で構成したことを特徴とする請求項18〜28のいずれかに記載のビーム偏向走査装置。
- 請求項18〜29のいずれかに記載のビーム偏向走査装置を備えたことを特徴とするイオン注入装置。
- 請求項10または30に記載のイオン注入装置において、
前記二極式偏向電極をビーム通過用の開口を有する箱体内に設置し、該箱体をイオンビームラインの途中経路においてイオンビームラインに対して着脱自在にしたことを特徴とするイオン注入装置。 - 前記イオンビームラインの途中経路に架台を設置し、該架台にはビーム通過用の開口を有するとともに前記箱体より大きなビームガイドボックスを設置し、該ビームガイドボックスに敷設されたレールに沿って前記箱体を移動可能にすることで前記箱体を該ビームガイドボックスに出し入れ自在にしたことを特徴とする請求項31に記載のイオン注入装置。
- 前記レールはイオンビームラインの延在方向に直角な方向に延び、該レールの一端側の前記ビームガイドボックスの側面には前記箱体出し入れ用の扉が設けられていることを特徴とする請求項32に記載のイオン注入装置。
- 前記箱体には、少なくとも前記二極式偏向電極と電源とを接続するためのフィードスルー構造による複数のターミナルを備えることを特徴とする請求項31〜33のいずれかに記載のイオン注入装置。
- 前記箱体内には、真空排気装置の排気口を設置したことを特徴とする請求項31に記載のイオン注入装置。
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