JP2006202546A - Ion irradiation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、被照射物(例えば半導体基板。以下同様)にイオンビームを照射してイオン注入等の処理を行うイオン照射装置に関する。 The present invention relates to an ion irradiation apparatus that irradiates an irradiation object (for example, a semiconductor substrate; the same applies hereinafter) with an ion beam and performs processing such as ion implantation.
二つの処理室(末端エンドステーション)を有していて一方の処理室で被注入物に対してイオン注入を行っている間に、他方の処理室で被注入物の入れ替えを行うことができるようにして、スループット(単位時間当たりの処理能力)を向上させたイオン注入装置が特許文献1に記載されている。 While having two processing chambers (terminal end stations) and performing ion implantation on the injection target in one processing chamber, it is possible to replace the injection target in the other processing chamber. Patent Document 1 describes an ion implantation apparatus that improves throughput (processing capacity per unit time).
上記のような処理室を二つ有する従来のイオン注入装置においては、特許文献1には明示されていないけれども、一般的に、イオンビームの計測を行うビーム計測器も、二つの処理室内にそれぞれ設けられていた。即ち、二つの処理室は、どちらもイオン注入とビーム計測の両方を行うものであって同一の機能を有しており、そのような二つの処理室を従来はスループット向上のために設けていた。 In the conventional ion implantation apparatus having two processing chambers as described above, although not explicitly disclosed in Patent Document 1, generally, a beam measuring instrument for measuring an ion beam is also provided in each of the two processing chambers. It was provided. That is, the two processing chambers both perform ion implantation and beam measurement, and have the same function. Conventionally, such two processing chambers have been provided to improve throughput. .
上記のような従来のイオン注入装置では、各処理室内にビーム計測器を有しているので、被注入物へのイオン注入部分周辺の構造が複雑化し、それによって、被注入物に対するクリーンなイオン注入と、イオンビームの厳重なモニタとを両立させることができないという課題がある。 Since the conventional ion implantation apparatus as described above has a beam measuring instrument in each processing chamber, the structure around the ion implantation portion to the implanted object becomes complicated, thereby clean ions for the implanted object. There is a problem that it is impossible to achieve both the implantation and the strict monitoring of the ion beam.
即ち、上記のような従来のイオン注入装置では、処理室内においてイオンビームがビーム計測器に入射することによって、ビーム計測器からアウトガス等の汚染物質が発生し、これが被注入物に(より具体的にはその表面に)付着して被注入物を汚染するので、クリーンなイオン注入を行うことが難しい。 That is, in the conventional ion implantation apparatus as described above, when an ion beam is incident on the beam measuring instrument in the processing chamber, contaminants such as outgas are generated from the beam measuring instrument, and this occurs in the implanted material (more specifically, Is difficult to perform clean ion implantation because it adheres to the surface and contaminates the implanted material.
しかも、イオンビームの厳重なモニタのためにはビーム計測器も複雑化し、それによって汚染物質がより発生しやすくなるので、クリーンなイオン注入はできなくなる。ビーム計測器を簡素化すると、それらから発生する汚染物質は減るけれども、イオンビームの厳重なモニタができなくなる。 In addition, the beam measuring instrument is complicated for the strict monitoring of the ion beam, and contaminants are more likely to be generated, so that clean ion implantation cannot be performed. Simplifying the beam instrumentation reduces the pollutants generated from them, but makes it impossible to monitor the ion beam closely.
より具体例を挙げると、イオン注入は、例えば、被注入物である半導体基板の表面に半導体デバイスを形成することによく用いられるけれども、近年はこの半導体デバイスの微細化が進んでいるので、このような場合は特に、半導体基板の汚染は深刻な問題となる。微細な半導体デバイスほど、汚染物質によって欠陥を生じやすいからである。これによって例えば、半導体基板表面に形成される半導体デバイスの歩留まりが低下する。 More specifically, for example, ion implantation is often used to form a semiconductor device on the surface of a semiconductor substrate, which is an object to be implanted. However, in recent years, miniaturization of this semiconductor device has been advanced. In such a case, contamination of the semiconductor substrate becomes a serious problem. This is because finer semiconductor devices are more likely to cause defects due to contaminants. Thereby, for example, the yield of semiconductor devices formed on the surface of the semiconductor substrate is reduced.
また、上記半導体デバイスの微細化に伴って、イオン注入に使用するイオンビームのエネルギーが低エネルギー化(例えば5keV程度以下)しており、低エネルギーのイオンビームほどその空間電荷効果によって広がりやすいので、低エネルギーのイオンビームの場合は特に、処理室内においてイオンビームがビーム計測器を含む色々な所に当たって汚染物質を発生させやすい。 In addition, with the miniaturization of the semiconductor device, the energy of the ion beam used for ion implantation is reduced (for example, about 5 keV or less), and the lower energy ion beam is likely to spread due to its space charge effect. Particularly in the case of a low-energy ion beam, the ion beam easily hits various places including the beam measuring instrument in the processing chamber to easily generate contaminants.
更に、低エネルギーのイオンビームはそれが持つ電荷の相互反発によって広がりやすいので、高精度のイオン注入を実現するためには特にイオンビームの厳重なモニタが必要であるけれども、そのためには複雑なビーム計測器が必要であり、そのようなビーム計測器を処理室内に設けると、当該ビーム計測器から汚染物質がより発生しやすくなる。 Furthermore, since a low-energy ion beam is likely to spread due to the mutual repulsion of its charge, a strict monitoring of the ion beam is particularly necessary to achieve high-accuracy ion implantation. A measuring instrument is required, and if such a beam measuring instrument is provided in the processing chamber, contaminants are more likely to be generated from the beam measuring instrument.
上記のような課題は、被注入物にイオン注入を行うイオン注入装置に限らず、より一般的には、被照射物にイオンビームを照射して(即ちイオン照射を行って)イオン注入等の処理を行うイオン照射装置においても存在している。そこでこの発明は、被照射物に対するクリーンなイオン照射と、イオンビームの厳重なモニタとを両立させることができるイオン照射装置を提供することを主たる目的としている。 The problems as described above are not limited to an ion implantation apparatus that performs ion implantation on an object to be implanted. More generally, an ion beam is irradiated on an object to be irradiated (that is, ion irradiation is performed). It also exists in ion irradiation apparatuses that perform processing. Accordingly, the main object of the present invention is to provide an ion irradiation apparatus that can achieve both clean ion irradiation to an irradiation object and strict monitoring of an ion beam.
この発明に係るイオン照射装置は、イオンビームを引き出すイオン源と、前記イオン源から引き出されたイオンビームから特定のイオン種を選別して導出する質量分離器と、前記質量分離器から導出されたイオンビームを、所定の方向であるX方向において第1および第2の偏向方向に偏向させる機能ならびに当該第1および第2の偏向方向のそれぞれにおいてイオンビームをX方向に走査する機能を有するビーム走査器と、前記ビーム走査器から前記第1の偏向方向に導出された発散するイオンビームをX方向において曲げ戻して平行ビーム化する第1のビーム平行化器と、前記ビーム走査器から前記第2の偏向方向に導出された発散するイオンビームをX方向において曲げ戻して平行ビーム化する第2のビーム平行化器と、前記第1のビーム平行化器から導出されたイオンビームが導入される部屋であって、被照射物が導入され、当該被照射物に前記イオンビームを照射してイオン注入等の処理を行う処理室と、前記処理室内において前記被照射物をイオンビームの照射領域内で前記X方向と交差するY方向に機械的に駆動する駆動機構と、前記第2のビーム平行化器から導出されたイオンビームが導入される部屋であって、当該イオンビームの計測を行うビーム計測器を有し、被照射物に対する処理を行うことなくイオンビームの計測のみを行う計測室とを備えていることを特徴としている。 The ion irradiation apparatus according to the present invention is derived from an ion source that extracts an ion beam, a mass separator that selects and derives a specific ion species from the ion beam extracted from the ion source, and the mass separator. Beam scanning having a function of deflecting an ion beam in the first and second deflection directions in the X direction, which is a predetermined direction, and a function of scanning the ion beam in the X direction in each of the first and second deflection directions A first beam collimator that converts the diverging ion beam derived from the beam scanner in the first deflection direction back into a parallel beam in the X direction, and the second from the beam scanner. A second beam collimator that bends the diverging ion beam derived in the deflection direction in the X direction into a parallel beam, and the first beam collimator. A chamber into which an ion beam derived from a collimator is introduced, and an irradiation object is introduced, and the irradiation object is irradiated with the ion beam to perform processing such as ion implantation; and A drive mechanism for mechanically driving the object to be irradiated in a Y-direction intersecting the X-direction in the irradiation region of the ion beam in the processing chamber, and an ion beam derived from the second beam collimator are introduced. And a measurement room that has a beam measuring device that measures the ion beam and that only measures the ion beam without performing processing on the irradiated object.
上記イオン照射装置によれば、処理室において被照射物にイオンビームを照射してイオン注入等の処理を行い、計測室においては被照射物に対する処理を行わずイオンビームの計測のみを行うよう構成して機能分化を図っているので、処理室における被照射物へのイオン照射部分周辺の構造を簡素化することができる。 According to the ion irradiation apparatus, the irradiation object is irradiated with an ion beam in the processing chamber to perform ion implantation and the like, and in the measurement chamber, the irradiation object is not processed and only the ion beam is measured. Since functional differentiation is achieved, it is possible to simplify the structure around the ion irradiation portion of the object to be irradiated in the processing chamber.
その結果、処理室においてイオンビームがビーム計測器に入射することによって汚染物質が発生することを抑制して、被照射物に対してクリーンなイオン照射を行うことができる。 As a result, it is possible to suppress the generation of contaminants when the ion beam is incident on the beam measuring instrument in the processing chamber, and to perform clean ion irradiation on the irradiation object.
しかも、計測室においては、被照射物の汚染を心配することなくビーム計測器を設けることができるので、イオンビームの厳重なモニタを行うことができる。 In addition, since a beam measuring instrument can be provided in the measurement room without worrying about contamination of the irradiated object, it is possible to monitor the ion beam closely.
前記処理室を構成する真空容器と、前記計測室を構成する真空容器とを互いに実質的に同じ構造にするのが好ましい。また、前記処理室内において照射状態にある被照射物とイオンビームとの位置関係と、前記計測室内におけるビーム計測器とイオンビームとの位置関係とを、互いに実質的に同じにするのが好ましい。 It is preferable that the vacuum container constituting the processing chamber and the vacuum container constituting the measurement chamber have substantially the same structure. Moreover, it is preferable that the positional relationship between the irradiation object in the irradiation state in the processing chamber and the ion beam and the positional relationship between the beam measuring device and the ion beam in the measurement chamber are substantially the same.
2対の磁極を有する電磁石を用いて、その内の一方の対の磁極が前記第1のビーム平行化器を構成し、他方の対の磁極が前記第2のビーム平行化器を構成するようにしても良い。 Using an electromagnet having two pairs of magnetic poles, one of the magnetic poles of the pair constitutes the first beam collimator and the other pair of magnetic poles constitutes the second beam collimator. Anyway.
前記ビーム計測器は、前記イオンビームのビーム電流、断面寸法、位置および走査幅の内の少なくとも一つを計測するものであっても良い。 The beam measuring device may measure at least one of a beam current, a cross-sectional dimension, a position, and a scanning width of the ion beam.
前記ビーム計測器からの計測情報を用いて、前記処理室に入射するイオンビームの制御を行う制御器を更に備えていても良い。また、前記イオン源と前記ビーム走査器との間において前記イオンビームの加速または減速を行う加減速器を更に備えていても良い。 You may further provide the controller which controls the ion beam which injects into the said process chamber using the measurement information from the said beam measuring device. Further, an acceleration / deceleration device for accelerating or decelerating the ion beam may be provided between the ion source and the beam scanner.
請求項1に記載の発明によれば、処理室において被照射物にイオンビームを照射してイオン注入等の処理を行い、計測室においては被照射物に対する処理を行わずイオンビームの計測のみを行うよう構成して機能分化を図っているので、被照射物に対するクリーンなイオン照射と、イオンビームの厳重なモニタとを両立させることができる。 According to the first aspect of the present invention, the irradiation object is irradiated with an ion beam in the processing chamber to perform processing such as ion implantation, and in the measurement chamber, the irradiation object is not processed and only the ion beam is measured. Since it is configured so as to perform functional differentiation, it is possible to achieve both clean ion irradiation to the irradiation object and strict monitoring of the ion beam.
請求項2、3に記載の発明によれば、上記構成を採用することによって、処理室におけるイオン照射と、計測室におけるイオンビーム計測との物理的な環境(条件)がより近くなるので、イオン照射に使用されるイオンビームの計測精度をより向上させることができる、という更なる効果を奏する。 According to the second and third aspects of the invention, by adopting the above configuration, the physical environment (conditions) between the ion irradiation in the processing chamber and the ion beam measurement in the measurement chamber becomes closer. There is a further effect that the measurement accuracy of the ion beam used for irradiation can be further improved.
請求項4に記載の発明によれば、上記電磁石を採用することによって、イオン照射装置の構成の簡素化と共に、前記イオン照射と厳重なモニタの一致性の具体的実現を図ることができる、という更なる効果を奏する。 According to the invention of claim 4, by adopting the electromagnet, it is possible to achieve a concrete realization of the coincidence between the ion irradiation and the strict monitor as well as simplifying the configuration of the ion irradiation apparatus. There is a further effect.
請求項5に記載の発明によれば、上記ビーム計測器によって、必要に応じてイオンビームの多様な計測を行うことができる、という更なる効果を奏する。 According to the fifth aspect of the present invention, there is a further effect that various measurement of the ion beam can be performed as necessary by the beam measuring instrument.
請求項6に記載の発明によれば、上記ビーム計測器からの計測情報を用いて、被照射物に対してより正確かつより安定したイオン照射を行うことができる、という更なる効果を奏する。 According to the sixth aspect of the invention, there is an additional effect that ion irradiation can be performed more accurately and more stably on the irradiated object using the measurement information from the beam measuring instrument.
請求項7に記載の発明によれば、上記加減速器によって、多様なエネルギーのイオンビームを得ることができる、という更なる効果を奏する。 According to the seventh aspect of the invention, there is a further effect that ion beams with various energies can be obtained by the accelerometer.
図1は、この発明に係るイオン照射装置の一実施形態を示す概略平面図である。なお、これ以降の図中には、各機器等の三次元空間における向きの例を示すために、一点で互いに直交する三軸、即ちX軸(例えば水平軸)、Y軸(例えば垂直軸)およびZ軸(例えば水平軸)を図示しており、必要に応じてこれらを参照して説明する。 FIG. 1 is a schematic plan view showing an embodiment of an ion irradiation apparatus according to the present invention. In the following drawings, in order to show an example of the orientation of each device in the three-dimensional space, three axes orthogonal to each other at one point, that is, the X axis (for example, the horizontal axis), the Y axis (for example, the vertical axis) The Z axis (for example, the horizontal axis) is illustrated, and will be described with reference to these as necessary.
このイオン照射装置は、イオンビーム30を引き出すイオン源20と、それから引き出されたイオンビーム30から特定のイオン種を選別して導出する質量分離器32とを備えている。なお、イオン源20から後述する処理室90および計測室92までのイオンビーム30が通る経路は、図示しない真空容器内にあり、真空雰囲気に保たれる。
The ion irradiation apparatus includes an
イオン源20は、アーク放電、高周波放電、マイクロ波放電等によってガスや蒸気を電離させてプラズマを生成するプラズマ生成部22と、このプラズマ生成部22から(より具体的にはその内部のプラズマから)電界の作用でイオンビーム30を引き出す引出し電極系26とを備えている。
The
質量分離器32は、この例では、磁場46によってX−Z平面内でイオンビーム30を曲げて特定のイオン種を選別して導出する質量分離電磁石である。
In this example, the
質量分離器32の出口部の下流側付近に、この例のように、前記特定のイオン種を通しその他のイオン種を阻止する質量分離スリット52を設けておくのが好ましい。そのようにすると、当該質量分離スリット52と質量分離器32とが協働して、イオンビーム30の質量分離性能(質量分解能)をより向上させることができる。
In the vicinity of the downstream side of the outlet of the
また、イオン源20と後述するビーム走査器82との間に、例えばこの例のように質量分離スリット52とビーム走査器82との間に、イオンビーム30の加速または減速を行う加減速器80を設けておいても良い。そのようにすると、高エネルギー(例えば数十keV〜数百keV)から低エネルギー(例えば前述した5keV程度以下)まで、多様なエネルギーのイオンビーム30を得ることができる。加減速器80は、例えば、複数の電極を有していて静電界によってイオンビームを加速または減速する静電加減速管である。
In addition, an acceleration /
このイオン照射装置は、更に、質量分離器32から導出され、かつこの例では質量分離スリット52および加減速器80を通したイオンビーム30を、所定の方向であるX方向、より具体的には質量分離器32におけるビーム偏向面(即ちX−Z平面)内における一方向であるX方向において、第1の偏向方向(図1中に実線で示す左方向)および第2の偏向方向(図1中に二点鎖線で示す右方向)に偏向させる第1の機能、ならびに、各偏向方向のそれぞれにおいてイオンビーム30をX方向に走査して扇状に広げる(発散させる)第2の機能を有するビーム走査器82を備えている。
This ion irradiation apparatus is further derived from the
上記第1の機能によって、電磁界によって偏向されずに直進する中性粒子をイオンビーム30から分離することができると共に、イオンビームを後述する処理室90と計測室92とに切り替えて入射させることができる。この第1の機能によるイオンビーム30の上記偏向(切り替え)は、例えば、後述する一つの被照射物2を処理するごとに行っても良いし、複数の所定数(例えば1ロット)の被照射物2を処理するごとに行っても良い。
By the first function, neutral particles traveling straight without being deflected by the electromagnetic field can be separated from the
上記第2の機能によって、ビーム走査器82に入射する一定断面形状(例えばY方向に細長い断面形状)のイオンビーム30をX方向に走査して、広い領域に、より具体的には被照射物2のX方向の幅以上の領域に、イオンビーム30を照射することができる。
By the second function, the
上記ビーム走査器82は、図示例のように、それに入射するイオンビーム30をその入射軸84に対して対称に偏向および走査するものの方が、機器構成の容易化やビーム計測精度の向上等の観点から好ましいけれども、それに限定されるものではない。
The
上記ビーム走査器82は、ギャップをあけて相対向する磁極を有する電磁石と、当該電磁石において上記第1の機能用の直流の磁界成分および上記第2の機能用の交流の磁界成分を発生させる電源とで構成しても良い。この電源は、より具体的には、直流電流に交流電流を重畳させた電流を出力する電源である。
The
または、上記ビーム走査器82は、間隔をあけて相対向する電極と、当該電極間において上記第1の機能用の直流の電界成分および上記第2の機能用の交流の電界成分を発生させる電源とで構成しても良い。この電源は、より具体的には、直流電圧に交流電圧を重畳させた電圧を出力する電源である。
Alternatively, the
ビーム走査器82の前記第1の偏向方向の下流側には、ビーム走査器82から第1の偏向方向に導出された発散するイオンビーム30をX方向において曲げ戻して平行ビーム化する第1のビーム平行化器86が設けられている。換言すれば、ビーム平行化器86はビーム走査器82と協働してイオンビーム30のX方向における平行走査(パラレルスキャン)を行うものである。
On the downstream side of the first deflection direction of the
上記ビーム平行化器86は、例えば前記特許文献1に記載されたセクター磁石と同様の電磁石で構成しても良いし、例えば特開平4−22900号公報に記載されているような、走査電極対とは180度位相の異なる電圧が印加される電極対で構成しても良い。後述する第2のビーム平行化器88も同様である。
The
ビーム走査器82の前記第2の偏向方向の下流側には、ビーム走査器82から第2の偏向方向に導出された発散するイオンビーム30をX方向において曲げ戻して平行ビーム化する第2のビーム平行化器88が設けられている。換言すれば、ビーム平行化器88はビーム走査器82と協働してイオンビーム30のX方向における平行走査(パラレルスキャン)を行うものである。
On the downstream side of the second deflection direction of the
上記第1および第2のビーム平行化器86、88を、図3に示す例のような一つの電磁石110を用いて構成しても良い。この電磁石110は、イオンビーム30が通るギャップをあけて相対向する2対の磁極114、115を有する鉄芯112と、それを励磁するコイル118とを有している。磁極114間のギャップと、磁極115間のギャップには、互いに逆方向の磁界116、117が発生し、それによってイオンビーム30は互いに逆向きに曲げられる。この一方の対の磁極114が上記第1のビーム平行化器86を構成し、他方の対の磁極115が上記第2のビーム平行化器88を構成している。このようにすることによって、イオン照射装置の構成の簡素化およびイオン照射とイオン計測の一致性を図ることができる。
The first and
また、上記ビーム走査器82、第1および第2のビーム平行化器86および88を一つの電磁石で構成しても良い。
Further, the
再び図1を参照して、ビーム平行化器86の下流側には、ビーム平行化器86から導出されたイオンビーム30が導入される部屋であって、被照射物(例えば半導体基板)2が導入され、当該被照射物2にイオンビーム30を照射してイオン照射を行う処理室90が設けられている。
Referring to FIG. 1 again, downstream of the
この処理室90内には、被照射物2を保持するホルダ14が設けられている。そしてこのイオン照射装置は、処理室90内において、ホルダ14に保持された被照射物2をイオンビーム30の照射領域内でX方向と交差する方向(例えばX方向と実質的に直交するY方向)に機械的に往復駆動する駆動機構94を有している。この駆動機構94は、図1、図2の例では、一例として、処理室90の下部または下方(紙面の裏側)に設けられている。被照射物2の上記駆動とイオンビーム30の上記走査(即ちハイブリッドスキャン)によって、被照射物2の全面にイオンビーム30を照射してイオン注入等の処理を行うことができる。
In the
ビーム平行化器88の下流側には、ビーム平行化器88から導出されたイオンビーム30が導入される部屋であって、イオンビーム30の計測を行うビーム計測器96を有し、被照射物に対するイオン照射を行うことなくイオンビーム30の計測のみを行う計測室92が設けられている。この計測室92と処理室90とは互いに別の(換言すれば、互いに区画された)部屋である。
On the downstream side of the
ビーム計測器96は、この例では、イオンビーム30のビーム電流、断面寸法、位置および走査幅を計測するものであるが、これに限られるものではなく、これらの内の少なくとも一つを計測するものでも良い。このようなビーム計測器96を設けることによって、必要に応じてイオンビーム30の多様な計測を行うことができる。
In this example, the
上記イオン照射装置によれば、処理室90において被照射物2にイオンビーム30を照射してイオン注入等の処理を行い、計測室92においては被照射物2に対する処理を行わずイオンビームの計測のみを行うよう構成して機能分化を図っているので、処理室90における被照射物2へのイオン照射部分周辺の構造を簡素化することができる。
According to the ion irradiation apparatus, the
その結果、処理室90においてイオンビーム30がビーム計測器に入射することによって汚染物質が発生することを抑制して、被照射物2に対してクリーンなイオン照射処理を行うことができる。この効果は、例えば、前述したように被照射物2が半導体基板(例えばシリコン基板)であり、その表面に低エネルギーのイオンビーム30を照射してイオン注入を行って、半導体基板の表面に微細な半導体デバイスを形成する場合に特に顕著になる。例えば、半導体基板表面に形成される半導体デバイスの歩留まりを向上させることができる。
As a result, it is possible to suppress the generation of contaminants by the
一方、計測室92においては、被照射物2の汚染を心配することなくビーム計測器96を設けることができるので、イオンビーム30の厳重なモニタを行うことができる。即ち、イオンビーム30の厳重なモニタを行うために、例えば複雑または多種のビーム計測器96を計測室92内に設けても、処理室90と計測室92とは別の部屋であって、計測室92内で汚染物質が発生してもそれが処理室90内の被照射物2を汚染することにはならないので、上記のようなビーム計測器96を計測精度向上の立場から自由に設けることができる。
On the other hand, since the
以上の結果、被照射物2に対するクリーンなイオン照射と、イオンビーム30の厳重なモニタとを両立させることができる。
As a result, it is possible to achieve both clean ion irradiation to the
なお、図2に示す例のように、ビーム計測器96の上流側近傍に、イオンビーム30がビーム計測器96に入射することによって発生する2次電子が計測系外へ漏れ出るのを抑制する2次電子抑制電極98を設けておいても良い。それによって、ビーム計測器96によるイオンビーム30の上記計測をより正確なものにすることができる。この2次電子抑制電極98および後述する2次電子抑制電極100は、例えば筒状をしており、図示しない電源から負電圧がそれぞれ印加される。
Note that, as in the example shown in FIG. 2, secondary electrons generated when the
また、処理室90は、主として被照射物2に対するイオン照射処理を行うものではあるけれども、必要最小限度の計測器やそれに関連する機器を内部に設けておいても良い。例えば、図2に示す例のように、被照射物2へのイオン照射の際のイオンビーム30のビーム電流を計測するビーム電流計測器102および当該ビーム電流計測器102等から発生する2次電子が計測系外へ漏れ出るのを抑制する2次電子抑制電極100を設けておいても良い。このビーム電流計測器102からの計測情報に基づいて、制御装置104によって上記駆動機構94を制御して、被照射物2の上記機械的な駆動の速度等を制御することができる。
Further, although the
また、ビーム計測器96からの計測情報を用いて、例えばビーム走査器82を制御すること等によって、処理室90に入射するイオンビーム30の制御を行って、被照射物2に対する照射制御を行う制御装置106を設けておいても良いが、これに限定されず、他の機器を制御することも妨げない。それによって、ビーム計測器96の計測情報を用いて、被照射物2に対してより正確かつより安定したイオン照射を行うことができるようになる。
Further, by using the measurement information from the
上記処理室90を構成する真空容器91と、計測室92を構成する真空容器93とを、互いに実質的に同じ構造にしておくのが好ましい。それによって、処理室90におけるイオン照射と、計測室92におけるイオンビーム計測との物理的な環境(条件)がより近くなるので、イオン照射に使用されるイオンビーム30の計測精度をより向上させることができる。
It is preferable that the
また、処理室90内において照射状態にある被照射物2とイオンビーム30との位置関係と、計測室92内におけるビーム計測器96とイオンビーム30との位置関係とを、互いに実質的に同じにしておくのが好ましい。例えば、処理室90内において照射状態にある被照射物2の表面と、計測室92内のビーム計測器96の表面とを同一またはほぼ同一の平面97(図1参照)上に位置させておくのが好ましい。この場合も、処理室90におけるイオン照射と、計測室92におけるイオンビーム計測との物理的な環境(条件)がより近くなるので、イオン照射に使用されるイオンビーム30の計測精度をより向上させることができる。
Further, the positional relationship between the
2 被照射物
20 イオン源
30 イオンビーム
32 質量分離器
80 加減速器
82 ビーム走査器
86 第1のビーム平行化器
88 第2のビーム平行化器
90 処理室
92 計測室
94 駆動機構
96 ビーム計測器
106 制御装置
110 電磁石
2 Irradiated object 20
Claims (7)
前記イオン源から引き出されたイオンビームから特定のイオン種を選別して導出する質量分離器と、
前記質量分離器から導出されたイオンビームを、所定の方向であるX方向において第1および第2の偏向方向に偏向させる機能ならびに当該第1および第2の偏向方向のそれぞれにおいてイオンビームをX方向に走査する機能を有するビーム走査器と、
前記ビーム走査器から前記第1の偏向方向に導出された発散するイオンビームをX方向において曲げ戻して平行ビーム化する第1のビーム平行化器と、
前記ビーム走査器から前記第2の偏向方向に導出された発散するイオンビームをX方向において曲げ戻して平行ビーム化する第2のビーム平行化器と、
前記第1のビーム平行化器から導出されたイオンビームが導入される部屋であって、被照射物が導入され、当該被照射物に前記イオンビームを照射してイオン注入等の処理を行う処理室と、
前記処理室内において前記被照射物をイオンビームの照射領域内で前記X方向と交差するY方向に機械的に駆動する駆動機構と、
前記第2のビーム平行化器から導出されたイオンビームが導入される部屋であって、当該イオンビームの計測を行うビーム計測器を有し、被照射物に対する処理を行うことなくイオンビームの計測のみを行う計測室とを備えていることを特徴とするイオン照射装置。 An ion source for extracting an ion beam;
A mass separator that selects and derives a specific ion species from an ion beam extracted from the ion source;
The function of deflecting the ion beam derived from the mass separator in the first and second deflection directions in the X direction, which is a predetermined direction, and the ion beam in each of the first and second deflection directions. A beam scanner having a function of scanning
A first beam collimator for bending the diverging ion beam derived from the beam scanner in the first deflection direction back into a parallel beam in the X direction;
A second beam collimator for bending the diverging ion beam derived from the beam scanner in the second deflection direction back into a parallel beam in the X direction;
A room in which an ion beam derived from the first beam collimator is introduced, and an object to be irradiated is introduced, and the object is irradiated with the ion beam to perform processing such as ion implantation. Room,
A drive mechanism that mechanically drives the object to be irradiated in the Y direction intersecting the X direction in the irradiation region of the ion beam in the processing chamber;
A room into which an ion beam derived from the second beam collimator is introduced, and has a beam measuring device for measuring the ion beam, and measures the ion beam without performing processing on the irradiation object. An ion irradiation apparatus comprising a measurement chamber that performs only the measurement.
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