JP3103584B2 - Ion implanter - Google Patents

Ion implanter

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JP3103584B2
JP3103584B2 JP02258113A JP25811390A JP3103584B2 JP 3103584 B2 JP3103584 B2 JP 3103584B2 JP 02258113 A JP02258113 A JP 02258113A JP 25811390 A JP25811390 A JP 25811390A JP 3103584 B2 JP3103584 B2 JP 3103584B2
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electrostatic deflector
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deflector
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康雄 美原
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、イオンビームを基板上に走査させ、その
基板にイオンを注入するイオン注入装置に関するもので
ある。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion implantation apparatus that scans a substrate with an ion beam and implants ions into the substrate.

(従来の技術) 従来のイオン注入装置は、第11図に示すようにイオン
源Aと、質量分離器Bと、加速器Cと、収束レンズD
と、イオンビームをY方向(垂直方向)に偏向させる平
行平板型静電偏向器Eと、イオンビームをX方向(水平
方向)に偏向させる平行平板型静電偏向器Fと、基板G
とで構成され、イオン源Aより引き出されたイオンビー
ムは質量分離器Bで同一質量数のイオンよりなるイオン
ビームにされてから、加速器Cで加速され、そして収束
レンズDで収束された後、平行平板型静電偏向器EでY
方向(垂直方向)に偏向されてから、平行平板型静電偏
向器Fで更にX方向(水平方向)に偏向され、基板Gに
注入されていた。
(Prior Art) As shown in FIG. 11, a conventional ion implantation apparatus includes an ion source A, a mass separator B, an accelerator C, and a converging lens D.
A parallel plate electrostatic deflector E for deflecting the ion beam in the Y direction (vertical direction), a parallel plate electrostatic deflector F for deflecting the ion beam in the X direction (horizontal direction), and a substrate G
The ion beam extracted from the ion source A is converted into an ion beam composed of ions having the same mass number by the mass separator B, accelerated by the accelerator C, and converged by the converging lens D. Y with parallel plate type electrostatic deflector E
After being deflected in the direction (vertical direction), it is further deflected in the X direction (horizontal direction) by the parallel plate type electrostatic deflector F and injected into the substrate G.

したがって、従来のイオン注入装置では、まず、平行
平板型静電偏向器Eに、例えば、167Hzの三角波電圧を
印加して、イオンビームをY方向(垂直方向)に掃引偏
向させ、その次に、平行平板型静電偏向器Fに、イオン
ビームを約7゜だけオフセット偏向させるオフセット電
圧と、例えば、833Hzの三角波電圧とを印加して、イオ
ンビームをオフセット偏向させると同時に、X方向(水
平方向)に掃引偏向させていた。
Therefore, in the conventional ion implantation apparatus, first, for example, a triangular wave voltage of 167 Hz is applied to the parallel plate electrostatic deflector E to sweep and deflect the ion beam in the Y direction (vertical direction). An offset voltage for offset-deflecting the ion beam by about 7 ° and a triangular wave voltage of 833 Hz, for example, are applied to the parallel plate electrostatic deflector F to offset-deflect the ion beam, and simultaneously, in the X direction (horizontal direction). ).

(発明が解決しようとする課題) 従来のイオン注入装置は、上記のように平行平板型静
電偏向器EでイオンビームをY方向(垂直方向)に掃引
偏向させてから、平行平板型静電偏向器Fでオフセット
偏向と掃引偏向とを同時に行っていたが、平行平板型静
電偏向器Fより流出するイオンビームの方向が常に一定
でなかったため、基板Gへのイオンビームの入射角が基
板Gの場所によって異なっていた。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the conventional ion implantation apparatus sweeps and deflects the ion beam in the Y direction (vertical direction) by the parallel plate type electrostatic deflector E as described above. Although the offset deflection and the sweep deflection were performed at the same time by the deflector F, the direction of the ion beam flowing out of the parallel plate type electrostatic deflector F was not always constant. It was different depending on the location of G.

そのため、基板Gの直径が、例えば、6インチの場合
には、基板Gの端に入射するイオンビームの入射角と、
基板Gの中心に入射するイオンビームの入射角とでは2.
7゜の差異が生じ、また、8インチの場合には、基板G
の端に入射するイオンビームの入射角と、基板Gの中心
に入射するイオンビームの入射角とでは3.6゜の差異が
生じていた。これを基板Gの端と端とで比較してみる
と、基板Gの直径が6インチの場合には、2.7゜×2=
5.4゜の差異となり、また、8インチの場合には、3.6゜
×2=7.2゜の差異となる。
Therefore, when the diameter of the substrate G is, for example, 6 inches, the angle of incidence of the ion beam incident on the end of the substrate G is:
The angle of incidence of the ion beam incident on the center of the substrate G is 2.
A difference of 7 mm occurs, and in the case of 8 inches, the substrate G
The incident angle of the ion beam incident on the edge of the substrate G and the incident angle of the ion beam incident on the center of the substrate G had a difference of 3.6 °. When this is compared between the ends of the substrate G, when the diameter of the substrate G is 6 inches, 2.7 mm × 2 =
In the case of 8 inches, the difference is 3.6 mm x 2 = 7.2 mm.

このような差異は、基板Gに注入されるイオンの入射
条件が基板Gの場所によって異なることを示しており、
特に、基板Gの集積度を4Mビット、16Mビットと向上さ
せ、基板Gの寸法を6インチから8インチへと移行させ
るときには、シャドウイング、注入均一性の劣化あるい
はチャンネリング等により、イオン注入された基板Gの
特性が低下する問題があった。
Such a difference indicates that the conditions for the ion implantation into the substrate G are different depending on the location of the substrate G,
In particular, when the integration degree of the substrate G is increased to 4 Mbits or 16 Mbits and the size of the substrate G is shifted from 6 inches to 8 inches, ions are implanted due to shadowing, deterioration of implantation uniformity or channeling. There is a problem that the characteristics of the substrate G deteriorate.

この発明の目的は、従来の問題を解決して、基板に入
射されるイオンビームの入射角を、基板の場所によって
異なることなく一定にし、イオン注入された基板の特性
を低下させないイオン注入装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the conventional problem and provide an ion implantation apparatus that makes the angle of incidence of an ion beam incident on a substrate constant without depending on the location of the substrate and does not deteriorate the characteristics of the ion-implanted substrate. To provide.

(課題を達成するための手段) 上記目的を達成するためにこの発明によれば、イオン
ビームを基板上に走査させ、その基板にイオンを注入す
るようにしたイオン注入装置において、イオンビームの
入射方向に対して中心軸をある一定角度だけ傾けて配置
され、各電極に、イオンビームを上記一定角度より大き
い一定の角度だけ同一面内角度の偏向をさせるオフセッ
ト電圧と、イオンビームを掃引偏向させる偏向電圧とを
重畳させた電圧を印加するように構成された第1の多重
極静電偏向器と、上記第1の多重極静電偏向器でオフセ
ット偏向だけされたときのイオンビームの軸線上に配置
され、各電極に、イオンビームを掃引偏向させる電圧だ
けを印加するように構成された第2の多重極静電偏向器
とを有し、上記第2の多重極静電偏向器より流出するイ
オンビームの方向を基板に対して常に一定の角度にし
て、常に同じ方向から基板にイオンを注入するように構
成したことを特徴としている。
According to an embodiment of the present invention, there is provided an ion implantation apparatus configured to scan an ion beam on a substrate and implant ions into the substrate. An offset voltage that causes the central axis to be inclined at a certain angle with respect to the direction, and that deflects the ion beam by a certain angle larger than the above-mentioned certain angle at each electrode and sweeps and deflects the ion beam A first multipole electrostatic deflector configured to apply a voltage obtained by superimposing a deflection voltage on the axis of the ion beam when only the offset deflection is performed by the first multipole electrostatic deflector; And a second multipole electrostatic deflector configured to apply only a voltage for sweeping and deflecting the ion beam to each electrode. It is characterized in that the direction of the ion beam flowing out is always set at a constant angle with respect to the substrate, and ions are always implanted into the substrate from the same direction.

(作用) この発明においては、第1の多重極静電偏向器の中心
軸をある一定の角度だけ傾け、イオンビームをこれ以上
の大きさの一定角度だけ同一面内角度の偏向をさせるオ
フセット電圧と、イオンビームを掃引偏向させる偏向電
圧とを重畳させた電圧を第1の多重極静電偏向器の各電
極に印加し、第1の多重極静電偏向器でオフセット偏向
だけされたときのイオンビームの軸線上に放置された第
2の多重極静電偏向器の各電極に、イオンビームを掃引
偏向させる電圧のみを印加し、第2の多重極静電偏向器
より流出するイオンビームの方向を基板に対して常に一
定の角度にして、常に同じ方向から基板にイオンを注入
するようにしているので、基板に入射されるイオンビー
ムの入射角は、基板の場所によって異なることなく一定
となり、イオン注入された基板の特性が低下しなくな
る。
(Operation) In the present invention, the offset voltage for inclining the central axis of the first multipole electrostatic deflector by a certain angle and deflecting the ion beam by the same angle larger than this by a certain angle. And a deflection voltage for sweeping and deflecting the ion beam are applied to each electrode of the first multipole electrostatic deflector, and only the offset deflection is performed by the first multipole electrostatic deflector. Only a voltage for sweeping and deflecting the ion beam is applied to each electrode of the second multipole electrostatic deflector that is left on the axis of the ion beam, and the voltage of the ion beam flowing out of the second multipole electrostatic deflector is changed. Since the direction is always set at a constant angle with respect to the substrate and ions are always implanted into the substrate from the same direction, the angle of incidence of the ion beam incident on the substrate is constant without depending on the location of the substrate ,I The characteristics of the substrate that has been implanted are not reduced.

(実施例) 以下、この発明の実施例について図面を参照しながら
説明する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図はこの発明の実施例を示しており、同図におい
て、1はイオン源、2はイオン源1より引き出されたイ
オンビーム8の中から同一質量数のイオンだけを分離す
る質量分離器、3は質量分離器2で分離されたイオンビ
ーム8を加速する加速器、4は加速器3で加速されたイ
オンビーム8を収束させる収束レンズ、5は収束レンズ
4で収束されたイオンビーム8を、一定の角度、例えば
7゜だけオフセット偏向したうえ、更に、X方向(水平
方向)及びY方向(垂直方向)に同時に掃引偏向させる
第1の8重極静電偏向器で、入射イオンビームの方向に
対し、その中心軸が一定の角度、例えば3.5゜、オフセ
ット偏向角と同一面内で傾いている。6は第1の8重極
静電偏向器5でイオンビーム8を7゜だけオフセット偏
向したときにおけるイオンビームの軸線上に配設され、
第1の8重極静電偏向器5で掃引偏向されたイオンビー
ム8を更にX方向(水平方向)及びY方向(垂直方向)
に同時に掃引偏向して、後述する基板に対して常に一定
の角度で同じ方向より流出させる第2の8重極静電偏向
器、7は第2の8重極静電偏向器6より常に同じ方向で
流出したイオンビームを注入する基板である。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which 1 is an ion source, and 2 is a mass separator for separating only ions of the same mass number from an ion beam 8 extracted from the ion source 1. 3 is an accelerator for accelerating the ion beam 8 separated by the mass separator 2, 4 is a converging lens for converging the ion beam 8 accelerated by the accelerator 3, 5 is an ion beam 8 converged by the converging lens 4, A first octupole electrostatic deflector, which deflects by a fixed angle, for example, 7 °, and sweeps and deflects simultaneously in the X direction (horizontal direction) and the Y direction (vertical direction). On the other hand, the central axis is inclined at a constant angle, for example, 3.5 °, in the same plane as the offset deflection angle. Numeral 6 is disposed on the axis of the ion beam 8 when the ion beam 8 is offset and deflected by 7 ° by the first octupole electrostatic deflector 5.
The ion beam 8 swept and deflected by the first octupole electrostatic deflector 5 is further subjected to an X direction (horizontal direction) and a Y direction (vertical direction).
A second octupole electrostatic deflector, which sweeps and deflects simultaneously at a constant angle to the substrate described later from the same direction, and 7 is always the same as the second octupole electrostatic deflector 6 The substrate into which the ion beam flowing out in the direction is injected.

第2図は第1の8重極静電偏向器5、第2の8重極静
電偏向器6及び基板7の配置状態を示した斜視図であ
る。
FIG. 2 is a perspective view showing the arrangement of the first octopole electrostatic deflector 5, the second octopole electrostatic deflector 6, and the substrate 7.

第1及び第2の8重極静電偏向器5、6の各電極に印
加する電圧をどのようにするかを決定する前に、便宜
上、第3図に示される半径r0の円筒状静電偏向器10を考
え、その内部のY方向(垂直方向)に一様な電場V/r0
発生指せるには、その円周上にどのような電圧を印加す
ればよいかを考えてみる。
Before deciding how to apply voltages to the electrodes of the first and second octupole electrostatic deflectors 5 and 6, for convenience, a cylindrical static electrode having a radius r 0 shown in FIG. 3 is used. Consider the electric deflector 10 and consider what voltage should be applied on its circumference to generate a uniform electric field V / r 0 in the Y direction (vertical direction) inside the deflector 10. .

X方向(水平方向)に対して角度θをなす線OPを考
え、P点の電圧をφとすると、そのφは次式で示され
る。
Considering a line OP forming an angle θ with respect to the X direction (horizontal direction), and assuming that the voltage at point P is φ, φ is represented by the following equation.

φ=−V/r0・r0sinθ=−Vsinθ 即ち、円筒上静電偏向器10の円筒面上に−Vsinθの電
圧分布を印加すると、円筒状静電偏向器10内のY方向
(垂直方向)に一様な電場V/r0が生じるようになる。
φ = −V / r 0 · r 0 sin θ = −V sin θ That is, when a voltage distribution of −V sin θ is applied to the cylindrical surface of the cylindrical electrostatic deflector 10, the Y direction (vertical direction) in the cylindrical electrostatic deflector 10 Direction), a uniform electric field V / r 0 is generated.

同様に、円筒状静電偏向器10の円筒面上に−Ucosθの
電圧分布を印加すると、円筒状静電偏向器10内のU方向
(水平方向)に一様な電場U/r0が生じるようになる。
Similarly, when a voltage distribution of −Ucos θ is applied on the cylindrical surface of the cylindrical electrostatic deflector 10, a uniform electric field U / r 0 is generated in the U direction (horizontal direction) in the cylindrical electrostatic deflector 10. Become like

したがって、第4図のように、円筒状静電偏向器10の
円筒面上に−Vsinθ−Vcosθの電圧を印加した場合に
は、円筒状静電偏向器10内において、U方向(水平方
向)の一様な電場U/r0とY方向(垂直方向)の一様な電
場V/r0とを重ね合わせた一様な電場E1が得られるように
なる。
Therefore, as shown in FIG. 4, when a voltage of −Vsin θ−Vcos θ is applied to the cylindrical surface of the cylindrical electrostatic deflector 10, the U-direction (horizontal direction) in the cylindrical electrostatic deflector 10 uniform electric field U / r 0 and the Y-direction uniform field E 1 obtained by superimposing a uniform electric field V / r 0 (vertical direction) so obtained in the.

そこで、この円筒状静電偏向器の円筒面上に印加する
電圧への考察を参照しながら、第一の8重極静電偏向器
5の各電極に印加する電圧を決定する。
Therefore, the voltage applied to each electrode of the first octupole electrostatic deflector 5 is determined with reference to the consideration of the voltage applied to the cylindrical surface of the cylindrical electrostatic deflector.

その場合、第1の8重極静電偏向器5の8本の電極
は、第5図に示されるように等間隔で円筒状に配置さ
れ、最上部の電極より時計方向に符号が5a,5b,5c,4d,5
e,5f,5g,5hと付されているので、イオンビーム8を、−
Y軸方向(−V方向)に一定の角度、例えば7゜だけオ
フセット偏向させるための電圧は、第1の8重極静電偏
向器5の電極5aにV0、電極5bに 電極5cに0、電極5dに 電極5eに−V0、電極5fに 電極5gに0、電極5hに がそれぞれ印加される。そして次に、イオンビーム8を
X方向(水平方向)およびY方向(垂直方向)に同時に
掃引偏向させるための電圧は、オフセット偏向させるた
めの電圧に重畳して、第1の8重極静電偏向器5の電極
5aに−V、電極5bに 電極5cに−U、電極5dに 電極5eにV、電極5fに 電極5gにU、電極5hに がそれぞれ印加される。
In this case, the eight electrodes of the first octupole electrostatic deflector 5 are cylindrically arranged at regular intervals as shown in FIG. 5, and the reference numerals 5a, 5b, 5c, 4d, 5
e, 5f, 5g, and 5h, the ion beam 8 is
A voltage for offset deflection by a certain angle in the Y-axis direction (−V direction), for example, 7 °, is applied to the electrode 5a of the first octupole electrostatic deflector 5 by V 0 and to the electrode 5b. 0 for electrode 5c, 5d for electrode −V 0 to electrode 5e, to electrode 5f 0 for electrode 5g, 5h for electrode Are respectively applied. Next, the voltage for simultaneously sweeping and deflecting the ion beam 8 in the X direction (horizontal direction) and the Y direction (vertical direction) is superimposed on the voltage for offset deflection, and the first octupole electrostatic charge Deflector 5 electrode
-V to 5a, to electrode 5b -U to electrode 5c, to electrode 5d V for electrode 5e, electrode 5f U for electrode 5g, for electrode 5h Are respectively applied.

一方、第2の8重極静電偏向器6の8本の電極も、第
6図に示されるように等間隔で円筒形に配置され、最上
部の電極より時計方向に符号が6a、6b、6c、6d、6e、6
f、6g、6hと付されているが、この第2の8重極静電偏
向器6はイオンビーム8をオフセット偏向させることな
く、−X′方向(水平方向)及び−Y′方向(垂直方
向)に同時に掃引偏向させるだけであるから、イオンビ
ーム8を掃引偏向させるための電圧は、第2の8重極静
電偏向器6の電極6aにV′、電極6bに 電極6cにU′、電極6dに 電極6eに−V′、電極6fに 電極6gに−U′、電極6hに がそれぞれ印加される。
On the other hand, the eight electrodes of the second octupole electrostatic deflector 6 are also arranged at regular intervals in a cylindrical shape as shown in FIG. 6, and the reference numerals 6a and 6b are clockwise from the uppermost electrode. , 6c, 6d, 6e, 6
f, 6g, and 6h, the second octupole electrostatic deflector 6 does not offset-deflect the ion beam 8 and performs the −X ′ direction (horizontal direction) and the −Y ′ direction (vertical direction). Direction), the voltage for sweeping and deflecting the ion beam 8 is applied to the electrode 6a of the second octupole electrostatic deflector 6 by V 'and to the electrode 6b. U 'on electrode 6c, on electrode 6d -V 'on electrode 6e, on electrode 6f -U 'on electrode 6g, on electrode 6h Are respectively applied.

なお、上記V0はイオンビーム8をオフセット偏向させ
るための電圧であるから、一定値であるが、U、V、
U′、V′はイオンビーム8をX,−X′方向(水平方
向)及びY,−Y′方向(垂直方向)に同時に掃引偏向さ
せるための電圧であるから、時間とともに変化する値と
なる。
Since V 0 is a voltage for offset-deflecting the ion beam 8, it is a constant value.
U 'and V' are voltages for sweeping and deflecting the ion beam 8 in the X, -X 'direction (horizontal direction) and the Y, -Y' direction (vertical direction) at the same time. .

第7図は第1及び第2の8重極静電偏向器5、6で偏
向されたイオンビーム8が基板7上を矢視のように走査
されたときの軌跡を示している。
FIG. 7 shows a trajectory when the ion beam 8 deflected by the first and second octopole electrostatic deflectors 5 and 6 is scanned on the substrate 7 as viewed from the arrow.

次に、動作原理について説明する。 Next, the operation principle will be described.

第8図(a)、(b)は8重極静電偏向器内部の断面
上の等電位線の分布のコンピューター・シミュレーシヨ
ンの結果を示す、第8図(a)、(b)から明らかなよ
うに断面直径の70%の部分には均一な平行電場ができイ
オンを任意の方向に偏向出来る。
FIGS. 8 (a) and 8 (b) show the results of computer simulation of the distribution of equipotential lines on the cross section inside the octupole electrostatic deflector, which is apparent from FIGS. 8 (a) and 8 (b). In this way, a uniform parallel electric field can be generated in a portion having a cross-sectional diameter of 70%, and ions can be deflected in any direction.

第9図は第1の8重極静電偏向器内のイオンの軌道を
しめす。偏向器の中心Oを原点にとり、偏向器の中心軸
方向をz軸、これに垂直にy軸をとる。偏向器の長さを
l,y軸に平行で−y方向の向きをもつ一様オフセット電
圧Eoffが偏向器内部にあり、端縁効果は無視できるもの
とする。yz面内で、入口の中心からy軸上の1/2・l・t
anαの点にむかって、z軸とαの角度をなして入射し、
z軸と−αの角度をなして偏向器を出るイオンを考え、
その質量をm、電荷をe、エネルギーをU0eVとすると、
イオンの運動方程式は次のようになる。
FIG. 9 shows the trajectories of ions in the first octupole electrostatic deflector. The center O of the deflector is taken as the origin, the direction of the center axis of the deflector is the z axis, and the y axis is perpendicular to the z axis. Deflector length
It is assumed that a uniform offset voltage E off parallel to the l and y axes and oriented in the −y direction is inside the deflector, and the edge effect is negligible. 1/2 · l · t on the y-axis from the center of the entrance in the yz plane
Toward the point of anα, it enters at an angle of α with the z axis,
Consider ions exiting the deflector at an angle of -α with the z axis,
If the mass is m, the charge is e, and the energy is U 0 eV,
The equation of motion of the ion is as follows.

m・d2y/dt2=−eEoff ・・・(1) m・d2z/dt2=0 ・・・・・・・(2) (1)より dy/dt=v0sinα−e/m・Eofft (2)より dz/dt=const.=v0cosα 偏向器を通過するに要する時間t1は t1=l/(v0cosα) となり、丁度偏向器の中央で、即ち t=1/2・t1=l/(2v0cosα)で dy/dt=0となるべきであるから、 v0sinα−e/m・Eoffl/(2v0cosα)=0 従って mv0 2・2sinα・cosα=eEoffl となり、1/2・mv0 2=eU0だから、 sin2α=Eoffl/(2U0) ・・・(3) を得る。m · d 2 y / dt 2 = −eE off (1) m · d 2 z / dt 2 = 0 (2) From (1), dy / dt = v 0 sinα− e / m · E off t (2) From dz / dt = const. = v 0 cosα The time t 1 required to pass through the deflector is t 1 = l / (v 0 cosα), and just at the center of the deflector. That is, dy / dt should be 0 at t = 1/2 · t 1 = 1 / (2v 0 cosα), and v 0 sinα−e / m · E off l / (2v 0 cosα) = 0 Accordingly, mv 0 2 · 2 sin α · cos α = eE off l, and since 1/2 · mv 0 2 = eU 0 , sin2α = E off 1 / (2U 0 ) (3) is obtained.

偏向器を出る時の速度のy成分は(3)を用いて計算
すると、 (dy/dt)t=t1=−v0sinα 従ってイオンの速度の絶対値はv0となる。
Y component of velocity when exiting the deflector is calculated using (3), the (dy / dt) t = t1 = -v 0 sinα Therefore the absolute value of the velocity of the ions v 0.

次に第10図について第1、第2オクタポールを用いて
ラスターする場合の最終ビームの平行度と注入の均一性
について説明する。
Next, with reference to FIG. 10, the parallelism of the final beam and the uniformity of the injection in the case of rastering using the first and second octapoles will be described.

第1多重極静電偏向器の中心Oを原点にとり、その中
心軸方向をz軸、これに垂直にx軸、y軸をとり左手系
第1座標系をとる。yz面内でz軸とαの角度をなす直線
(第1光軸と称することにする)上を進んでイオンが入
射するとする。yz面内でその出口端面中心からz軸に対
し−αの方向に引いた直線(第2光軸と称することにす
る)上をLだけ進んだ位置にO′をとり、第2光軸の方
向にz′軸、x軸に平行にx′軸をとり、左手系第2座
標o′−x′y′z′をとる。
The center O of the first multipole electrostatic deflector is taken as the origin, the center axis direction is the z-axis, and the x-axis and the y-axis are perpendicular to the z-axis. It is assumed that ions enter on a straight line (referred to as a first optical axis) that forms an angle of α with the z axis in the yz plane. In the yz plane, O 'is taken at a position advanced by L on a straight line (referred to as a second optical axis) drawn in the direction of -α with respect to the z-axis from the center of the exit end face, and The left-handed second coordinate o'-x'y'z 'is taken along the z' axis in the direction and the x 'axis parallel to the x axis.

第1多重極静電偏向器には−y方向の向きをもつオフ
セット電場Eoffと、z軸に垂直に一様なラスター電場E
が重畳して加えられているとし、電場の端縁効果は無視
出来るとする。Eのx,y成分をEx、Eyとし、x,y,z方向の
単位ベクトルをi、j、kとすると、 E=Exi+Eyj となる。また、Eoff=|Eoff|iとすると、 Eoff=−Eoffjである。
The first multipole electrostatic deflector has an offset electric field E off having a -y direction and a uniform raster electric field E perpendicular to the z-axis.
Are superimposed, and the edge effect of the electric field is negligible. Assuming that the x and y components of E are E x and E y and the unit vectors in the x, y and z directions are i, j and k, E = E x i + E y j. If E off = | E off | i, then E off = −E off j.

第2多重極静電偏向器にはz′軸に垂直に一様なラス
ター電場E′が加えられているとし、電場、の端縁効果
は無視できるとする。x′、y′、z′方向の単位ベク
トルをi′、j′、k′とすると、 E′=Ex′i′=Ey′j′ となる。
It is assumed that a uniform raster electric field E 'is applied to the second multipole electrostatic deflector perpendicular to the z' axis, and that the edge effect of the electric field is negligible. x ', y', z 'the unit vector in the direction i', j ', k' When becomes E '= E x' i ' = E y' j '.

第1多重極静電偏向器の長さをlとし、第2多重極静
電偏向器の長さをl′とし、第1多重極静電偏向器に入
射するイオンの速度をv0、その質量をm、電荷をe、エ
ネルギーをU0eVとすると、イオンの運動方程式は次のよ
うになる。
The length of the first multipole electrostatic deflector is l, the length of the second multipole electrostatic deflector is l ', and the velocity of ions incident on the first multipole electrostatic deflector is v 0 . If the mass is m, the charge is e, and the energy is U 0 eV, the equation of motion of the ion is as follows.

第1多重極静電偏向器内では、 m・d2x/dt2=eE ・・・・・・・・(4) m・d2y/dt2=eEy−Eeoff ・・(5) m・d2z/dt2=0 ・・・・・・・・・(6) 1/2・mv0 2=eU0 ・・・・・・・・・(7) sin2α=Eoffl/(2U0) ・・・・(8) 第2多重極静電偏向器内では、 m・d2x′/dt2=eE′x ・・・・・(9) m・d2y′/dt2=eEy′ ・・・・(10) m・d2z′/dt2=0 ・・・・・・・(11) 第1多重極静電偏向器の出口では、 t=t1=l/(v0cosα) だから、出口でのイオンの速度および方向はつぎのよう
になる。
In the first multipole electrostatic deflector, m · d 2 x / dt 2 = eE (4) m · d 2 y / dt 2 = eE y −Ee off · (5 ) M · d 2 z / dt 2 = 0 (6) 1/2 · mv 0 2 = eU 0 (7) sin2α = E off l / (2U 0 ) ··· (8) In the second multipole electrostatic deflector, m · d 2 x '/ dt 2 = eE'x ··· (9) m · d 2 y' / dt 2 = eE y ′ (10) m · d 2 z ′ / dt 2 = 0 (11) At the exit of the first multipole electrostatic deflector, t = t 1 = 1 / (v 0 cosα) So, the velocity and direction of the ions at the exit are as follows:

(dx/dt)out=e/m・Ext1 =eExl/(mv0cosα) =Exlv0/(2U0cosα) =Ex2v0sinα/Eoff ((3)式参照) 同様にして (dy/dt)out=−v0sinα+Ey2v0sinα/Eoff (dz/dt)out=v0cosα 従って (dx/dt)out=2tanα・Ex/Eoff (dy/dz)out=−tanα+2tanα・Ey/Eoff 第1多重極静電偏向器の出口での偏向量は(4)、
(5)より、つぎのようにして求めることが出来る。
(Dx / dt) out = e / m · E x t 1 = eE x l / (mv 0 cosα) = E x lv 0 / (2U 0 cosα) = E x 2v 0 sinα / E off ((3) formula see) in the same manner (dy / dt) out = -v 0 sinα + E y 2v 0 sinα / E off (dz / dt) out = v 0 cosα Thus (dx / dt) out = 2tanα · E x / E off (dy / dz) out = −tanα + 2tanα · E y / E off The amount of deflection at the exit of the first multipole electrostatic deflector is (4)
From (5), it can be obtained as follows.

Δxout=1/2・e/m・Ext1 2 =Exl2(4U0cos2α) Δyout=Eyl2/(4U0cos2α) 第2多重極静電偏向器の入口でのイオンの速度成分
は、 (dx′/dt)in=Exlv0/(2U0cosα) (dy′/dt)in =(dy/dt)out・cosα+(dz/dt)out・sinα =Eylv0/(2U0) (dz′/dt)in =(dy/dt)out・(−sinα)+(dz/dt)out・cosα =v0−Eylv0tanα/(2U0) (11)から第2多重極静電偏向器内ではdz′/dtは入口
での値に等しいから、第2多重極静電偏向器を通過する
に要する時間は、 t2=l′/(v0・(1−Eyl tanα/(2U0))) となる。従って(9)から、第2多重極静電偏向器の出
口でのx′軸方向のイオンの速度成分、およびイオンの
速度方向べクトルとx′軸との間の角度の余接(cota
n)はつぎのようになる。
Δx out = 1/2 · e / m · E x t 1 2 = E x l 2 (4U 0 cos 2 α) Δy out = E y l 2 / (4U 0 cos 2 α) second multiplexing Gokusei electrostatic deflection velocity component of the ion at the inlet of the vessel is, (dx '/ dt) in = E x lv 0 / (2U 0 cosα) (dy' / dt) in = (dy / dt) out · cosα + (dz / dt) out · sin α = E y lv 0 / (2U 0 ) (dz ′ / dt) in = (dy / dt) out · (−sin α) + (dz / dt) out · cos α = v 0 −E y lv 0 tan α / from (2U 0) dz '/ dt in the (11) in the second multi Gokusei electrostatic deflector is equal to the value at the inlet, the time required to pass through the second multi Gokusei electrostatic deflector, t 2 = l '/ (v 0 · (1-E y l tanα / (2U 0))) to become. Therefore, from (9), the velocity component of the ion in the x'-axis direction at the exit of the second multipole electrostatic deflector and the cotangent of the angle between the ion's velocity vector and the x'-axis (cota)
n) is as follows.

(dx′/dt)out=(dx′/dt)in+e/m・Ex′t2 (dx′/dz′)out=E(xl/cosα+Ex′l′/(1−Ey
l tanα/(2U)))/(2U0(1−Eyl tanα/(2
U0))) 同様にして、第2多重極静電偏向器の出口での、イオ
ンの速度方向ベクトルとy′軸との間の角度の余接(co
ntan)は次のようになる。
(Dx '/ dt) out = (dx' / dt) in + e / m · E x 't 2 (dx' / dz ') out = E (x l / cosα + E x' l '/ (1-E y
l tan α / (2U))) / (2U 0 (1-E y l tan α / (2
U 0 ))) Similarly, at the exit of the second multipole electrostatic deflector, the cotangent of the angle between the ion velocity vector and the y ′ axis (co
ntan) is as follows:

(dy′/dz′)out =(Eyl+Ey′l′/(1−Eyl tanα/(2U))) /(2U0(1−Eyl tanα/(2U0))) いま、 Exl=−Ex′l′ ・・・・・(12) Eyl=−Ey′l′ ・・・・・(13) という条件が満足されているとするとする。 (Dy '/ dz') out = (E y l + E y 'l' / (1-E y l tanα / (2U))) / (2U 0 (1-E y l tanα / (2U 0))) Now , and the E x l = -E x 'l ' ····· (12) E y l = -E y 'l' condition that ..... (13) are satisfied.

8インチ・基板用多重極静電偏向器の場合の実際の数
値例をあてはめると、200KeVの場合、基盤の右端では、
Ey=0、Ex=669.97V/cm、l=45cm、α=3.5゜で、 (dx′/dz′)out=0.00014085=tan-10.00807゜ 基盤の左端では、Ey=0、Ex=−669.97Vcmで、 (dx′/dz′)out=tan-1(−0.00807゜) 基盤の上端では、Ex=0、Ey=669.97V/cmで (dy′/dz′)out=−0.0003507=tan-1(−0.02009
゜) 基盤の下端では、同様にして、 (dy′/dz′)out=tan-10.02009゜ すなわち第2オクタポールの出口上下端では、ビームは
光軸にたいして内側に0.02゜の方向に向かい、第2オク
タポール出口左右では光軸に対して外側に0.008゜の方
向にむかう。
Applying the actual numerical example in the case of an 8-inch multipole electrostatic deflector for a substrate, in the case of 200 KeV, at the right end of the board,
E y = 0, E x = 669.97V / cm, l = 45cm, α = 3.5 °, in the left end of (dx '/ dz') out = 0.00014085 = tan -1 0.00807 ° infrastructure, E y = 0, E in x = -669.97Vcm, (dx '/ dz') out = tan -1 at the upper end of (-0.00807 °) infrastructure, E x = 0, E y = 669.97V / cm at (dy '/ dz') out = −0.0003507 = tan -1 (−0.02009
Ii) At the lower end of the base, similarly, (dy '/ dz') out = tan -1 0.02009 ゜, ie, at the upper and lower ends of the exit of the second octapole, the beam is directed inward of 0.02 ° with respect to the optical axis, At the left and right of the second octapole exit, it goes outward in the direction of 0.008 ° with respect to the optical axis.

次に、偏向電圧をウエハー上のスポットの位置によっ
て変調を加える等の特別の工夫をしなくても、理論的に
は注入の均一性が最大偏差0.16%以内に収まることを示
そう。
Next, I will show that, without any special measures such as modulating the deflection voltage according to the position of the spot on the wafer, the uniformity of implantation can theoretically be kept within a maximum deviation of 0.16%.

第1多重極静電偏向器の出口中心から第2多重極静電
偏向器の入口中心までの距離をLとすると、第2多重極
静電偏向器入口での偏向量はつぎのようになる。
Assuming that the distance from the center of the exit of the first multipole electrostatic deflector to the center of the entrance of the second multipole electrostatic deflector is L, the amount of deflection at the entrance of the second multipole electrostatic deflector is as follows.

Δx′in=Δxout2tanα・Eoff・L (3)より、 Eoff=sin2α・2U0/l だから、 Δx′in=Exl2/(4U0cos2α)+ExlL/(2U0cos2α) 同様にして、 Δy′in=(L+Δyout・tanα)・2tanα・ Ey/Eoff+Δyout・cosα =Eyl2/(4U0cosα)+EylL/(2U0cos2α) +Ey 2l3・tanα/(8U0 2cos4α) 従って第2多重極静電偏向器の出口での偏向量は、 Δx′out=ΔX′in=(dX′/dt)in・t2 +1/2・e/m・Ex′t2 2 =Δx′in+Exll′/(2U0−Eyl tanα) +Ex′l′2/(4U0(1−Eyl tanα/2U0) Δy′out =Δy′in+Eyll′/(2U0−Eyltanα) +Ey′l′2/(4U0(1−Eyl tanα/2U0) となる。Δx 'in = Δx out than 2tanα · E off · L (3 ), E off = sin2α · 2U 0 / l So, Δx' in = Exl 2 / (4U 0 cos 2 α) + E x lL / (2U 0 cos 2 α) in the same manner, Δy 'in = (L + Δy out · tanα) · 2tanα · E y / E off + Δy out · cosα = E y l 2 / (4U 0 cosα) + E y lL / (2U 0 cos 2 α ) deflection amount at the outlet of + E y 2 l 3 · tanα / (8U 0 2 cos 4 α) Therefore, the second multi Gokusei electrostatic deflector, Δx 'out = ΔX' in = (dX '/ dt) in · t 2 +1/2 · e / m · E x 't 2 2 = Δx' in + E x ll '/ (2U 0 -E y l tanα) + E x' l '2 / (4U 0 (1-E y l tanα / 2U 0) 2) Δy 'out = Δy' in + E y ll '/ (2U 0 -E y ltanα) + E y' l '2 / (4U 0 (1-E y l tanα / 2U 0) 2) Becomes

実際の数値として、Ey=0、Ey′=0、Ex=669.87V/
cm、l=45cm、l′=90cm、Exl=Ex′l′、U0=200Ke
V、L=65.175cmでは、 Δx′out=10.0246cm となり、 Ex=−669.97V/cmでは、 Δx′out=−10.0246cm となる。
As actual values, E y = 0, E y ′ = 0, E x = 669.87V /
cm, l = 45cm, l ' = 90cm, E x l = E x' l ', U 0 = 200Ke
V, the L = 65.175cm, Δx 'out = 10.0246cm next, the E x = -669.97V / cm, Δx ' the out = -10.0246cm.

また、Ex=0、Ex′=0、Ey=669.97V/cm、Eyl=
Ey′l′では、 Δy′out=10.02928cm となり Ey=−669.97V/cmでは Δy′out=10.01353cm となり、基盤の上下端で0.16%の非対称性を生ずる。
Also, E x = 0, E x ′ = 0, E y = 669.97 V / cm, E y l =
At E y ′ l ′, Δy ′ out = 10.02928 cm, and at E y = −669.97 V / cm, Δy ′ out = 10.01353 cm, and a 0.16% asymmetry occurs at the upper and lower ends of the substrate.

以上を要約すると、イオン・ビームの入射方向に対
し、第1多重極静電偏向器の中心軸を3.5゜だけ傾け、
イオン・ビームを7゜だけ同一面内角度の偏向をさせる
オフセット電圧と、イオン・ビームを掃引偏向させる偏
向電圧とを重畳させた電圧を第1多重極静電偏向器の各
電極に印加し、第1多重極静電偏向器でオフセット偏向
だけされたときのイオン・ビームの軸線上に配置された
第2の多重極静電偏向器の各電極に、イオン・ビームを
掃引偏向させる電圧のみを印加し、第1多重極静電偏向
器の掃引偏向電場と偏向器の長さの積と第2多重極静電
偏向器の掃引偏向電場と偏向器の長さの積とが絶対値が
等しく且つ符号が逆である場合には、実際の8インチの
ウエハーの例で、ウエハーに入射するビームの平行度は
0.02゜以内の狂いしか生じないし、均一性の最大偏差
も、0.16%以内であることがわかった。
To summarize the above, the central axis of the first multipole electrostatic deflector is inclined by 3.5 ° with respect to the direction of incidence of the ion beam,
Applying a voltage obtained by superimposing an offset voltage for deflecting the ion beam by the same plane angle of 7 ° and a deflection voltage for sweeping and deflecting the ion beam to each electrode of the first multipole electrostatic deflector; Only the voltage for sweeping and deflecting the ion beam is applied to each electrode of the second multipole electrostatic deflector arranged on the axis of the ion beam when only the offset deflection is performed by the first multipole electrostatic deflector. The absolute value of the product of the sweep deflection electric field of the first multipole electrostatic deflector and the length of the deflector and the product of the sweep deflection electric field of the second multipole electrostatic deflector and the length of the deflector are equal. If the signs are opposite, in the case of an actual 8-inch wafer, the parallelism of the beam incident on the wafer is
Only deviations of less than 0.02% occurred, and the maximum deviation of uniformity was also found to be within 0.16%.

この場合、第1の多重極静電偏向器のイオン・ビーム
を掃引偏向させるための電場Eのx、y成分Ex、Eyと、
第2の多重極静電偏向器のイオン・ビームを掃引偏向さ
せるための電場E′のx′、y′成分Ex′、Ey′が次の
式を満足するように加えられればよい。
In this case, x of the electric field E for sweeping deflecting the ion beam of the first multiple Gokusei electrostatic deflector, y component E x, and E y,
'X' of the electric field E for sweeping deflecting the ion beam of the second multi Gokusei electrostatic deflector, y 'component E x', E y 'is only to be added so as to satisfy the following expression.

Exl=Ex′l′ ・・・・・・・・・(12) Eyl=Ey′l′ ・・・・・・・・・(13) 8重極静電偏向器の例について考えてみると、第1の
8重極静電偏向器と第2の8重極静電偏向器とが、幾何
学的に相似である場合には、第5図と第6図において
V′、U′をそれぞれV、Uと等しくし、そして、V′
とV、−V′と−V、U′とU、−U′と−U、 を同一の信号源、等しい電圧増幅率の増幅器よりなり第
1の8重極静電偏向器の電源は というオフセット電圧を中心にして振れる様にした電源
より供給したならば、 |E|=λV/d、|E′|=λV/d′ となり、したがって、 |E|/|E′|=d′/d ・・・・・(14) となる。さらに第1の8重極静電偏向器と第2の8重極
静電偏向器とは幾何学的に相似だから、それぞれの直径
の比はそれぞれの長さの比に等しい。従って、 d′/d=l′/l ・・・・・・・・・・(15) (14),(15)から、 |E|・l=|E′|=・l′となり、(12)、(13)が満
足される。
E x l = E x 'l ' ········· (12) E y l = E y 'l' ········· (13) of 8-pole electrostatic deflectors Considering the example, if the first octupole electrostatic deflector and the second octupole electrostatic deflector are geometrically similar, then in FIG. 5 and FIG. V 'and U' are equal to V and U, respectively, and V '
And V, -V 'and -V, U' and U, -U 'and -U, And the power supply of the first octupole electrostatic deflector comprises | E | = λV / d, | E ′ | = λV / d ′ when supplied from a power supply that swings around an offset voltage of | E | / | E ′ | = d ′ / d ... (14) Furthermore, since the first octupole electrostatic deflector and the second octupole electrostatic deflector are geometrically similar, the ratio of their diameters is equal to their length ratio. Therefore, d ′ / d = l ′ / l (15) From (14) and (15), | E | · l = | E ′ | = · l ′ and ( 12) and (13) are satisfied.

なお、上記実施例は、第1および第2の多重極静電偏
向器の電極数は8本であるが、静電偏向器の電極の数
は、5本以上であればいかなる数であってもよく、ま
た、基板上を操作するイオン・ビームの軌跡は、円形や
四角形等の多角形であってもよい。
In the above embodiment, the number of electrodes of the first and second multipole electrostatic deflectors is eight, but the number of electrodes of the electrostatic deflector is any number as long as it is five or more. Alternatively, the trajectory of the ion beam operating on the substrate may be a polygon such as a circle or a square.

(発明の効果) この発明は、第1の多重極静電偏向器の各電極に、イ
オンビームを一定の角度だけオフセット偏向させる電圧
と、イオン・ビームを掃引偏向させる電圧とを重畳して
印加すると共に、第1の多重極静電偏向器でオフセット
偏向だけされたイオン・ビームの軸線上に配置された第
2の多重極静電偏向器の各電極に、イオン・ビームを掃
引偏向させる電圧のみを印加し、第2の多重極静電偏向
器より流出するイオン・ビームを基板に対して常に同方
向且つ一定の角度にしているので、基盤に入射されるイ
オン・ビームの入射角は、基板の場所によって異なるこ
となく一定となり、イオン注入された基板の性能が低下
しなくなる。更に、多重極静電偏向器を使用しているの
で、従来の平行平板型静電偏向器に較べて、電場の均一
な有効範囲が広くなり、特に、第2の多重極静電偏向器
を小型化することが可能になり、8インチ・基板用のイ
オン注入機でも6メートル前後の長さに収めることがで
きる。また、三角波で掃引する電源の出力インピーダン
スをR、負荷の静電容量をC、三角波の基本周波数をF
とすると、出力波形の正確な三角波に対する歪みは、F
×C×Rとともに増大する。負荷の静電容量は電極の面
積に比例するから、多重極静電偏向器の場合は電極の幅
が小さので、真空容器との間の静電容量が極めて小さく
なり、現在の技術で作れる電源でも1KHzの三角波で掃引
することができる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, a voltage for offset deflection of an ion beam and a voltage for sweep deflection of an ion beam are superimposed and applied to each electrode of the first multipole electrostatic deflector. And a voltage for sweeping and deflecting the ion beam to each electrode of the second multipole electrostatic deflector arranged on the axis of the ion beam deflected by the offset in the first multipole electrostatic deflector. Is applied, and the ion beam flowing out of the second multipole electrostatic deflector is always in the same direction and at a constant angle with respect to the substrate. Therefore, the incident angle of the ion beam incident on the substrate is It is constant without depending on the location of the substrate, and the performance of the ion-implanted substrate does not decrease. Further, since the multipole electrostatic deflector is used, the uniform effective range of the electric field is widened as compared with the conventional parallel plate type electrostatic deflector. The size can be reduced, and the length of the ion implanter for an 8-inch substrate can be reduced to about 6 meters. Further, the output impedance of the power supply swept by the triangular wave is R, the capacitance of the load is C, and the fundamental frequency of the triangular wave is F.
Then, the distortion of the output waveform with respect to the accurate triangular wave is F
It increases with × C × R. Since the capacitance of the load is proportional to the area of the electrode, in the case of a multipole electrostatic deflector, the width of the electrode is small, so the capacitance between the electrode and the vacuum vessel is extremely small. But it can be swept with a 1KHz triangular wave.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図〜第10図はこの発明の実施例を示しており、第1
図は装置の全体を示す説明図、第2図は第1及び第2の
多重極静電偏向器と基板との配列を示す斜視図、第3図
及び第4図は半径r0の円筒状静電偏向器における電場の
発生を示すための説明図、第5図は第1の8重極静電偏
向器の電極の配置を示す説明図、第6図は第2の8重極
静電偏向器の電極の配置を示す説明図、第7図はイオン
ビームが基板上を走査したときの軌跡を示す説明図、第
8図(a)、(b)は8重極静電偏向器内の等電位線を
示す電算機シミュレーション図、第9図は第1の多重極
静電偏向器でイオン・ビームを偏向するときの動作原理
を示すための説明図、第10図(a)、(b)は第1及び
第2の多重極静電偏向器でイオンビームを偏向するとき
の動作原理を示すための説明図、第11図は従来のイオン
注入装置の全体を示す説明図である。 図中、 5……第1の多重極静電偏向器 5a……電極、5e……電極 5b……電極、5f……電極 5c……電極、5g……電極 5d……電極、5h……電極 6……第2の多重極静電偏向器 6a……電極、6e……電極 6b……電極、6f……電極 6c……電極、6g……電極 6d……電極、6h……電極 7……基板 8……イオンビーム
1 to 10 show an embodiment of the present invention.
Figure is an explanatory view showing the entire apparatus, FIG. 2 is a perspective view, FIGS. 3 and 4 is shaped cylindrical with a radius r 0 showing an arrangement of the first and second multi-Gokusei electrostatic deflector and the substrate FIG. 5 is an explanatory view showing generation of an electric field in the electrostatic deflector, FIG. 5 is an explanatory view showing an arrangement of electrodes of the first octupole electrostatic deflector, and FIG. FIG. 7 is an explanatory view showing the arrangement of the electrodes of the deflector, FIG. 7 is an explanatory view showing the trajectory when the ion beam scans over the substrate, and FIGS. FIG. 9 is a computer simulation diagram showing the equipotential lines of FIG. 9, FIG. 9 is an explanatory diagram showing the operation principle when an ion beam is deflected by the first multipole electrostatic deflector, FIG. b) is an explanatory view showing the operation principle when the ion beam is deflected by the first and second multipole electrostatic deflectors, and FIG. 11 shows the entire conventional ion implantation apparatus. FIG. In the figure, 5 ... first multipole electrostatic deflector 5a ... electrode, 5e ... electrode 5b ... electrode, 5f ... electrode 5c ... electrode, 5g ... electrode 5d ... electrode, 5h ... Electrode 6: Second multipole electrostatic deflector 6a: Electrode, 6e: Electrode 6b: Electrode, 6f: Electrode 6c: Electrode, 6g: Electrode 6d: Electrode, 6h: Electrode 7 …… Substrate 8 …… Ion beam

フロントページの続き (72)発明者 新倉 高一 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真 空技術株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−157047(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 37/317 C23C 14/48 H01J 37/147 Continuation of the front page (72) Inventor Takakazu Niikura 2500 Hagizono, Chigasaki-shi, Kanagawa Japan Nippon Masaki Technology Co., Ltd. (56) References JP-A 1-157047 (JP, A) (58) Fields investigated (Int .Cl. 7 , DB name) H01J 37/317 C23C 14/48 H01J 37/147

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】イオンビームを基板上に走査させ、その基
板にイオンを注入するようにしたイオン注入装置におい
て、 イオンビームの入射方向に対して中心軸をある一定角度
だけ傾けて配置され、各電極に、イオンビームを上記一
定角度より大きい一定の角度だけ同一面内角度の偏向を
させるオフセット電圧と、イオンビームを掃引偏向させ
る偏向電圧とを重畳させた電圧を印加するように構成さ
れた第1の多重極静電偏向器と、 上記第1の多重極静電偏向器でオフセット偏向だけされ
たときのイオンビームの軸線上に配置され、各電極に、
イオンビームを掃引偏向させる電圧だけを印加するよう
に構成された第2の多重極静電偏向器と、 を有し、上記第2の多重極静電偏向器より流出するイオ
ンビームの方向を基板に対して常に一定の角度にして、
常に同じ方向から基板にイオンを注入するように構成し
たことを特徴とするイオン注入装置。
1. An ion implantation apparatus in which an ion beam is scanned on a substrate and ions are implanted into the substrate, wherein a central axis is inclined at a certain angle with respect to an incident direction of the ion beam. The electrode is configured to apply a voltage obtained by superimposing an offset voltage for deflecting the ion beam by a predetermined angle larger than the predetermined angle and a deflection voltage for sweeping and deflecting the ion beam. One multipole electrostatic deflector, and arranged on the axis of the ion beam when only the offset deflection is performed by the first multipole electrostatic deflector.
A second multipole electrostatic deflector configured to apply only a voltage for sweeping and deflecting the ion beam, wherein the direction of the ion beam flowing out of the second multipole electrostatic deflector is determined by the substrate. At a constant angle to
An ion implantation apparatus characterized in that ions are always implanted into a substrate from the same direction.
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