JP2013511131A - イオンビームを操作するシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図8
Description
Claims (23)
- 主軸を有するイオンビームを操作する四重極レンズであって、
自身の異なる領域に主に配置され、互いに独立して第1の電流および第2の電流をそれぞれ伝達するべく構成された第1のコイルおよび第2のコイルを有する上方部材と、
主に前記第1のコイルおよび前記第2のコイルに対向して配置され、互いに独立して第3の電流および第4の電流をそれぞれ伝達するべく構成された第3のコイルおよび第4のコイルを有する下方部材と、
前記上方部材と前記下方部材との間に規定され、前記イオンビームを伝達するよう構成されたレンズ間隙と
を備え、
前記第1の電流から前記第4の電流は、前記イオンビームにその主軸を中心とする回転力を働かせる45度四重極場を生成する四重極レンズ。 - 前記第1のコイルから前記第4のコイルのそれぞれにおける前記レンズ間隙近傍の電流は、前記主軸に対して共通の方向に進行する請求項1に記載の四重極レンズ。
- 前記上方部材は、第1の半分および第2の半分を有し、前記下方部材は、第1の半分および第2の半分を有し、前記第1のコイルおよび前記第2のコイルは、前記上方部材の前記第1の半分および前記第2の半分の周囲だけにそれぞれ配置され、前記第3のコイルおよび前記第4のコイルは、前記下方部材の前記第1の半分および前記第2の半分の周囲だけにそれぞれ配置される請求項2に記載の四重極レンズ。
- 前記第1のコイルに前記第2のコイルとは異なる電流振幅で動力が与えられ、前記第3のコイルに前記第4のコイルとは異なる電流振幅で動力が与えられると、前記上方部材および前記下方部材のそれぞれの前記第1の半分と前記第2の半分との間で電流振幅に急激な変化が生じる請求項3に記載の四重極レンズ。
- 前記第1のコイルから前記第4のコイルのそれぞれは、前記第1のコイルに前記第2のコイルとは異なる電流振幅で動力が与えられ、前記第3のコイルに前記第4のコイルとは異なる電流振幅で動力が与えられると、前記上方部材および前記下方部材のそれぞれの各領域間で電流振幅に段階的な変化が生じるよう段階的な構成に配置される請求項2に記載の四重極レンズ。
- 前記第1の電流および前記第4の電流は同じであり、前記第2の電流および前記第3の電流は同じである請求項1に記載の四重極レンズ。
- 前記第1のコイルから前記第4のコイルは、前記イオンビームの進行方向に直交する方向において外側に向かう力を働かせる四重極場を生成するよう相互動作可能である請求項1に記載の四重極レンズ。
- 前記第1のコイルから前記第4のコイルに動力が与えられると、前記四重極レンズは、前記レンズ間隙に存在し、前記上方部材および前記下方部材に平行なレンズ中央平面に関して非対称な電流フローを前記第1のコイルから前記第4のコイルに生成する請求項1に記載の四重極レンズ。
- 前記第1の電流から前記第4の電流は、イオン注入システムのコントローラーからの制御信号に応答して変化し、前記回転力の方向および前記回転力の量のうち1つ以上を変更する請求項6に記載の四重極レンズ。
- イオン注入機においてイオンビームの回転を制御するシステムであって、
主軸および前記主軸に垂直な平面軸(planar axis)を有する前記イオンビームのビームプロファイルを測定する検出器と、
前記検出器からビームプロファイル情報を受信し、第1の出力電流および第2の出力電流を制御する制御信号を送信するコントローラーと、
四重極レンズと
を備え、
前記四重極レンズは、
自身の第1の領域および第2の領域に主に配置され、互いに独立して第1の電流および第2の電流をそれぞれ伝達するよう構成された第1のコイルおよび第2のコイルを含む上方部材と、
前記上方部材の前記第1のコイルおよび前記第2のコイルに対向する第3の領域および第4の領域に主に配置され、互いに独立して第3の電流および第4の電流をそれぞれ伝達するよう構成された第3のコイルおよび第4のコイルを含む下方部材と、
前記第1の出力電流および前記第2の出力電流によって決まる角度を有する四重極場が生成されるように前記イオンビームを伝達するよう構成された、前記上方部材と前記下方部材との間に規定されたレンズ間隙と
を有するシステム。 - 前記レンズ間隙近傍の前記第1の領域から前記第4の領域には、関連する正味電流が、前記主軸に対して共通の方向に流れ、前記システムは、前記第2の領域および前記第3の領域の正味電流に対する前記第1の領域および前記第4の領域の正味電流の比が、前記制御信号にしたがって変化するよう前記第1の出力電流および前記第2の出力電流を独立して変化させるよう構成されている請求項10に記載のシステム。
- 前記四重極レンズは、
上方軸に沿って配置された上方中央コイルと
下方軸に沿って配置された下方中央コイルと
をさらに有し、
前記上方中央コイルおよび前記下方中央コイルは、前記レンズ間隙近傍で共通の方向に進行する電流を生成して直交四重極場を生成するよう構成され、可変の四重極場の角度は、前記第1のコイルから前記第4のコイルにおける電流の振幅に対する前記上方中央コイルおよび前記下方中央コイルにおける電流の振幅の比により制御される請求項10に記載のシステム。 - 前記第1のコイルおよび前記第4のコイルは、前記レンズ間隙近傍の前記第1のコイルおよび前記第4のコイルの領域の電流が第1の方向に従うように第1の共通電流を受け取るよう構成され、前記第2のコイルおよび前記第3のコイルは、前記レンズ間隙近傍の前記第2のコイルおよび前記第3のコイルの領域の電流が前記第1の方向とは逆の第2の方向に従うよう第2の共通電流を受け取るよう構成され、前記イオンビームの前記主軸の回転方向は、前記第1の共通電流および前記第2の共通電流の方向を切り替えることにより反転可能である請求項10に記載のシステム。
- 前記レンズ間隙近傍の前記第1のコイルから前記第4のコイルの領域の電流が前記主軸に対して第1の方向に従うように、前記第1のコイルおよび前記第4のコイルは第1の共通電流を受け取るよう構成され、前記第3のコイルおよび前記第4のコイルは第2の共通電流を受け取るように構成される請求項10に記載のシステム。
- 前記第1の共通電流が前記第2の共通電流より大きい場合、可変の四重極場は、前記イオンビームをその主軸を中心として第1の方向に回転させるよう作用する請求項14に記載のシステム。
- 前記第1の共通電流が前記第2の共通電流より小さい場合、前記可変の四重極場は、前記イオンビームを、前記第1の方向とは逆の第2の方向に回転させるよう作用する請求項15に記載のシステム。
- 前記上方部材は第1の半分および第2の半分を有し、前記下方部材は第1の半分および第2の半分を有し、前記第1の出力電流が前記第2の出力電流とは振幅が異なる場合、前記上方部材および前記下方部材のそれぞれの前記第1の半分と前記第2の半分との間で正味電流の振幅に急激な変化が生じるよう、前記第1のコイルおよび前記第2のコイルは、前記上方部材の前記第1の半分および前記第2の半分だけにそれぞれ配置され、前記第3のコイルおよび前記第4のコイルは、前記下方部材の前記第1の半分および前記第2の半分だけにそれぞれ配置される請求項10に記載のシステム。
- 前記第1のコイルから前記第4のコイルのそれぞれは、段階的構成に配置される請求項10に記載のシステム。
- 前記第1の出力電流が前記第2の出力電流とは振幅が異なる場合、前記上方部材および前記下方部材のそれぞれの各領域間で電流振幅に段階的な変化が生じる請求項18に記載のシステム。
- 前記四重極場は、直交四重極場および45度四重極場を含み、前記直交四重極場の大きさは、前記第1の出力電流および前記第2の出力電流を同時に増加または減少させることにより変更され、前記45度四重極場の大きさは、前記第1の出力電流および前記第2の出力電流の比を変化させることにより変更される請求項10に記載のシステム。
- イオン注入システムにおいて四重極レンズを使用してイオンビームを制御する方法であって、
所望の平面に対して第1の方向の、前記イオンビームの、その主軸を中心とした回転を検出する段階と、
前記第1の方向とは逆の第2の方向に前記イオンビームを回転させる、前記所望の平面に直交する一組の力を生成する段階と
を備える方法。 - 前記四重極レンズは、対角線上で対にされた第1の組のコイルおよび第2の組のコイルを含み、前記コイルはそれぞれ、前記四重極レンズのレンズ間隙近傍で、前記主軸に対して同一の方向に電流を供給するよう構成される請求項21に記載の方法。
- 前記四重極レンズは、第1の上方領域および第2の上方領域を含む上方部材と、第1の下方領域および第2の下方領域を含む下方部材とを有し、対角線上で対にされた前記第1の組のコイルおよび前記第2の組のコイルは、前記第1の組に前記第2の組に動力を与える電流とは異なる振幅を有する電流で動力が与えられると、前記上方部材の前記第1の上方領域と前記第2の上方領域との間および前記下方部材の前記第1の下方領域と前記第2の下方領域との間で電流振幅に段階的な変化が生じるよう、段階的な構成を有する請求項22に記載の方法。
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