JPH0330248A - イオン注入装置 - Google Patents

イオン注入装置

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JPH0330248A
JPH0330248A JP16621789A JP16621789A JPH0330248A JP H0330248 A JPH0330248 A JP H0330248A JP 16621789 A JP16621789 A JP 16621789A JP 16621789 A JP16621789 A JP 16621789A JP H0330248 A JPH0330248 A JP H0330248A
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JP
Japan
Prior art keywords
scanning
electrodes
ion beam
electrode
center line
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JP16621789A
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English (en)
Inventor
Tsukasa Nogami
野上 司
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Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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X方向およびそれと直交す
るY方向に静電的に平行走査してターゲットに照射する
、いわゆるパラレルスキャン方弐のイオン注入装置に関
する。
(従来の技術〕 イオンビームをX方向およびY方向に角度を持って走査
する通常のイオン注入装置では、ターゲット面内の位置
によって注入角度が異なるという問題があり、これを解
決するためにいわゆるパラレルスキャン方弐のイオン注
入装置が開発されている。
そのようなものの従来例を第4図に示す。
即ちこのイオン注入装置は、イオン源2から弓き出され
、かつ必要に応じて質量分析および加速等が行われ.た
スポット状のイオンビーム4を、互いに180度位相の
異なる走査電圧(三角波電圧)が印加される2組のX走
査電極6および10の協働によってX方向(例えば水平
方向。以下同じ)に静電的に平行走査し、かつ互いに1
80度位相の異なる走査電圧(三角波電圧)が印加され
る2組のY走査電極8および12の′tIA働によって
Y方向(例えば垂直方向。以下同し)に静竜的に平行走
査するようにしている。
そして、このようにしてX,Y両方向に平行走査された
イオンビーム4をターゲノト(例えばウェーハ。以下同
じ)14の全面に!(《射して、当該ターゲット14の
全面に亘り一定角度でイオン注入を行うようにしている
〔発明が解決しようとする課題〕
ところがこのようなイオン注入装置においては、通常の
イオン注入装置の2倍の、即ち4組の走査電極6、8、
lO、l2を設けなければならないため、ビームライン
長が長くなり、ひいては装置が長大化するという問題が
ある。
しかもこの傾向は、ターゲット14が大口径化するとそ
のぶん各走査電極の間隔が大きくなり、かつ所定の走査
電圧でイオンビーム4を大きく偏向させようとすると各
走査雷極の長さも長くならざるを得ないため、ターゲッ
ト14が大口径化するほど著しくなる。
ちなみに、イオン注入装置が長大化すると、例えば半導
体製造装置ではイオン注入装置が一番大型であるため、
それを収納するクリーンルームや建屋までもが大型化す
る。
これに対して、イオンビームをl方向にのみ静電的に平
行走査し、かつターゲットをそれと直交する方向にN4
i+!的に走査する、いわゆるハイブリッドスキャン方
式のものが提案されており、これだと走査電極が2組で
済むのでビームライン長は短くできるものの、ターゲッ
トを機械的に走査するため、その追従性に問題がある他
、装置の寿命、ゴミの発生、イオンビームの利用効率等
の点で問題がある。
そこでこの発明は、イオンビームを静電的にX2Y両方
向に平行走査するものであって、しかもそのビームライ
ン長を短くすることができるようにしたイオン注入装置
を提供することを主たる目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達威するため、この発明に係る第1のイオン
注入装置は、複数の細長い電極を互いに電気的に絶縁し
て円筒状に配列すると共に各電極間を分圧抵抗器で接続
した構造をそれぞれ有する第1および第2の走査電極で
あってそれらの中をイオンビームが通るようにイオンビ
ームの進行方向に沿ってかつ互いに直列に設けられたも
のと、この第1および第2の走査電極のX方向中心線上
に位置する二つの電極間にそれぞれ互いに180度位相
の異なるX走査電圧を印加するX走査電源と、同第1お
よび第2の走査電極のY方向中心線上に位置する二つの
電極間にそれぞれ互いに180度位相の異なるY走査電
圧を印加するY走査電源とを備えることを特徴とする。
また、この発明に係る第2のイオン注入装置は、円筒状
をした抵抗体のX方向中心線上に位置する2箇所および
Y方向中心線上に位置する2箇所に当該抵抗体の長平方
向に沿う帯状の端子雷極をそれぞれ設けた構造をそれぞ
れ有する第1および第2の走査電極であってそれらの中
をイオンビームが通るようにイオンビームの進行方向に
沿ってかつ互いに直列に設けられたものと、この第1お
よび第2の走査電極のX方向中心線上に位置する二つの
端子電極間にそれぞれ互いに180度位相の異なるX走
査電圧を印加するX走査電源と、同第1および第2の走
査電極のY方向中心線上に位置する二つの端子電極間に
それぞれ互いに180度位相の異なるY走査電圧を印加
するY走査電源とを備えることを特徴とする。
〔作用〕
上記第1あるいは第2のイオン注入装置においては、第
1の走査電極に入射されたスポット状のイオンビームは
、同走査電極の各電極あるいは抵抗体の各部分に印加さ
れるX,Y両走査電圧の分圧戒分の合戒電界によって、
X,Y両方向に走査されて錐体状のイオンビームとなる
かつ、第2の走査電極に入射されたこの錐体状のイオン
ビームは、同走査電極の各電極あるいは抵抗体の各部分
に印加される、しかも第1の走査電極に対するものとは
180度位相の異なるX,Y両走査電圧の分圧戒分の合
戊電界によって、X.Y両方向にしかも第1の走査電極
とは逆向きに走査され、この第2の走査電極による走査
と上記第1の走査電極による走査の協働によって、第2
の走査′爪極から出射するイオンビームは、X,Y両方
向に平行走査された柱状のイオンビームとなる。
このように、二つの走査電極でイオンビームをX,Y両
方向に平行走査することができるので、走査電極が4組
必要だった従来例に比べてビームライン長を大幅に短く
することができる。
〔実施例〕
第1図は、この発明の一実施例に係るイオン注入装置を
示す斜視図である。この図において、X、X2、Y1、
Y2の内の同じ符号の箇所同士は互いに電気的に接続さ
れている(後述する第3図においても同様)。また、第
4図の例と同等部分には同一符号を付し、以下において
は従来例との相違点を主に説明する。
この実施例においては、イオン源2から引き出され、か
つ必要に応じて質量分析、加速等が行われたイオンビー
ム4の経路上に、円筒状をした第1および第2の走査電
極16およびl8を、それらの中をイオンビーム4が通
るようにイオンビーム4の進行方向に沿ってかつ互いに
直列に.設けている。
走査電極16は、第1図ではその分圧抵抗器の図示を省
略しているが、第2図に詳細を示すように、複数の(例
えば100個程度の)細長い電極161を互いに電気的
に絶縁して円筒状に配列すると共に、各電極161間を
例えば互いに等しい抵抗値の分圧抵抗器162でそれぞ
れ接続した構造をしている。
走査電極18も、第1図ではその分圧抵抗器の図示を省
略しているが、上記走査電極16とこの例では同一の構
造をしている。181はその電極である。
そして、走査電極16のX方向中心線上に位置する二つ
の電極161間に(より具体的には当該電極161に設
けられた端子Xl、XZ間に)、X走査電源22から例
えば数百Hz程度の三角波形のX走査電圧■Xを、かつ
同走査電源16のY方向中心線上に位置する二つの電極
161間に(より具体的には当該電極161に設けられ
た端子Vl、yZ間に)、Y走査電源24から例えば数
十Hz程度の三角波形のY走査電圧VYを、それぞれ印
加するようにしている。
また、走査電極18のX方向中心線上に位置する二つの
電極181の端子XI、XZ間に、前記X走査電源22
を走査電極16側とは接続を左右逆にして、走査電極l
6側とは180度位相の異なるX走査電圧VXを印加す
るように、かつ同走査電極18のY方向中心線上に位置
する二つの電極181間の端子y1、y2に、前記Y走
査電源24を走査電極16側とは接続を上下逆にして、
走査電極16側とは180度位相の異なるY走査電圧V
Yを印加するようにしている。
またこの例では、走査電極16とl8との間に、円形の
開口部201を有するマスク20を設けている。
上記のようにすると、走査電極16の左右の電極161
の間に位置する各電極161には、X走査電圧VXを分
圧抵抗器162で等分に分圧した電圧がそれぞれ印加さ
れると同時に、上下の電極161の間に位置する各電極
161には、Y走査電圧VYを分圧抵抗器162で等分
に分圧した電圧がそれぞれ印加される。走査電極1日側
も同様である。
従って、上記構或によれば、走査電極l6に入射された
スポット状のイオンビーム4は、同走査電極16の各t
極161に印加されるX走査電圧VXおよびY走査電圧
VYの分圧戊分の合威電界によって、X,Y両方向に走
査されて四角錐状のイオンビームとなる。
そして、走査電極16から出射する四角錐状のイオンビ
ーム4は、マスク20によって余分なコーナ一部分が除
去されて円錐状にされて走査電極l8に入射する。
なお、マスク20を設けずに断面四角形のイオンビーム
4をそのまま走査電極18に導くと、そのコーナ一部分
が電極181に当たる恐れがあり、それを避けるために
は走査電極18の内径を大きくすると共に印加電圧も大
きくしなければならず、従ってこれを避けるためには、
この例のようにマスク20を設けて不要なコーナ一部分
を除去するのが好ましい。
そして、走査電極18に入射された円錐状のイオンビー
ム4は、同走査電極l8の各木極181に印加される、
しかも走査電極16に対するものとは180度位相の異
なるX走査電圧VXおよびY走査電圧VYの分圧或分の
合戒電界によって、X,Y両方向にしかも走査電極16
側とは逆向きに走査され、この走査電極18による走査
と上記走査電極l6による走査のiIm (IIによっ
て、当該走査電極18から出射するイオンビーム4は、
XY両方向に平行走査された円柱状のイオンビームとな
る。
そして、このようにしてX,Y両方向に平行走査された
イオンビーム4がターゲット14の全面に照射され、そ
れによって当該ターゲット14の全面に亘り一定角度で
イオン注入が行われる。
従って、上記構或によれば、従来は4組の走査電極を直
列に配列しなければならなかったのに対して、二つの走
査電極16および1日を直列に配列すれば済むので、従
来例に比べてビームライン長を大幅に短くすることがで
き、ひいては当該イオン注入装置の長大化を防ぐことが
できる。その結果、当該イオン注入装置を収納するクリ
ーンルームや建屋も小型化することができる。勿論、静
電スキャン方式であるから、前述したハイブリッドスキ
ャン方式の場合のような問題も起こらない。
なお、イオンビーム4をより均一に走査する上で必要が
あれば、走査電極16、18の電極16l、181の配
列を円筒状より変形させたり、分圧抵抗器の抵抗値を場
所によって変えたり、あるいは走査電圧vx,vyの波
形を三角波形から変えたりする等の補正を行っても良い
第3図は、この発明の他の実施例に係るイオン注入装置
を示す斜視図である。
第1図の実施例との相違点を主に説明すると、この実施
例においては、第1および第2の走査電極として、上記
走査電極l6および工8の代わりに、次のような構造の
走査電極26および28を用いている。
即ち、走査電極26は、円筒状をしていてその全面に亘
り抵抗値分布がほぼ均一な抵抗体261のX方向中心線
上に位置する2箇所およびY方向中心線上に位置する2
箇所に、しかも当該抵抗体261の長手方向に沿ってそ
の端から端までに、帯状の端子電極262をそれぞれ設
けた構造をしている。
走査電極28もこの例では上記走査雷極26と同一の構
造をしている。281はその抵抗体、282は端子電極
である。
そして、走査電極26のX方向中心線上に位置する二つ
の端子電極262間に(より具体的には当該端子電極2
62に設けられた端子x.   x2間に)、走査電源
22から前述したようなX走査電圧VXを、かつ同走査
電極26のY方向中心.線上に位置する二つの端子電極
262間に(より具体的には当該端子電極262に設け
られた端子y、y2間に)、Y走査電源24から前述し
たようなY走査電圧VYを、それぞれ印加するようにし
ている。
また、走査電極28のX方向中心線上に位置する二つの
端子電極282の端子Xl、XZ間に、前記走査電源2
2を走査電極26側とは接続を左右逆にして、走査電極
26側とは180度位相の5zなるX走査電圧Vxを印
加するように、かつ同走査電極28のY方向中心線上に
位置する二つの端子電極282の端子y1、y2間に、
前記Y走査電源24を走査電極26側とは接続を上下逆
にして、走査電極26側とは180度位相の異なるY走
査電圧VYを印加するようにしている。
上記のようにすると、走査電極26の左右の端子電極2
62の間に位置する抵抗体261の各部分にはX走査電
圧VXを分圧した電圧が連続的に印加されると同時に、
上下の端子電極262の間に位置する抵抗体261の各
部分にもY走査電圧VYを分圧した電圧が連続的に印加
される。但しいずれの場合も、各端子電極262が抵抗
体26lの長手方向に沿って設けられているため、長手
方向に電位差は生じない。走査電極28側も同様である
従ってこの実施例の場合も、走査雷極26に入射された
スポット状のイオンビーム4は、抵抗体261の各部分
に印加されるX走査雷圧■XおよびY走査雷圧VYの分
圧成分の合或雷界によって、X,Y両方向に走査されて
四角錐状のイオンビームとなる。
また、マスク20を通して走査電極28に入射された円
錐状のイオンビーム4は、抵抗体281の各部分に印加
される、しかも走査電極26に対するものとは180度
位相の異なるX走査電圧VXおよびY走査電圧VYの分
圧成分の合戒電界によって、X,Y両方向にしかも走査
電極26側とは逆向きに走査され、この走査電極28に
よる走査と上記走査電極26による走査のFiA (U
Jによって、当該走査電極28から出射したイオンビー
ム4は、X,Y両方向に平行走査された円柱状のイオン
ビームとなる。
従ってこの実施例においても、二つの走査電極26およ
び28によってイオンビーム4をX, Y両方向に平行
走査することができるので、従来例に比べてビームライ
ン長を大幅に短《することができる。
なお、第1図の実施例の走査電極16および18と第3
図の実施例の走査電極26および28とを比べれば、前
者は、分圧抵抗器の値を部分的に変えることが容易であ
り、かつ抵抗体筒のような製作上の技術的問題が少ない
のに対して、後者は、電圧を連続的に変化させることが
でき、かつ構造が簡単であるという特徴がある。
また、上記いずれの実施例も、走査電極16と18とは
、あるいは走査電極26と28とは、それぞれ同様の構
造をしておれば良く、必ずしも全く同一構造(直径、長
さ等を含めて)である必要はない。
また、この明細書においてX方向およびY方向は、直交
する2方向を表すだけであり、従って例えば、X方向を
水平方向と見ても、垂直方向と見ても、更にはそれらか
ら傾いた方向と見ても良い.〔発明の効果] 以上のようにこの発明に係る第1および第2のいずれの
イオン注入装置の場合も、二つの走査電極でイオンビー
ムをχ,Y両方向に平行走査することができるので、走
査電極が4組必要だった従来例に比べてビームライン長
を大幅に短くすることができる。その結果、当該イオン
注入装置の長大化等を防ぐことができる。また、静電ス
キャン方式であるから、ハイブリッドスキャン方式の場
合のような問題も起こらない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例に係るイオン注入装置を
示す斜視図である。第2図は、第1図中の第1の走査電
極の詳細例を示す断面図である。 第3図は、この発明の他の実施例に係るイオン注入装置
を示す斜視図である。第4図は、従来のイオン注入装置
の一例を示す平面図である。 2・・・イオン源、4・・・イオンビーム、14・・・
ターゲット、16.18・・・走査電極、161,18
1・・・電極、162・・・分圧抵抗器、22,・・X
走査電源、24・・・Y走査電源、26.28走査雷極
、 26 ■ 28 1・・・ 抵抗体、 26 2 2 8 2・・・ 端子電極。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)イオンビームをX方向およびそれと直交するY方
    向に静電的に平行走査してターゲットに照射するイオン
    注入装置であって、複数の細長い電極を互いに電気的に
    絶縁して円筒状に配列すると共に各電極間を分圧抵抗器
    で接続した構造をそれぞれ有する第1および第2の走査
    電極であってそれらの中をイオンビームが通るようにイ
    オンビームの進行方向に沿ってかつ互いに直列に設けら
    れたものと、この第1および第2の走査電極のX方向中
    心線上に位置する二つの電極間にそれぞれ互いに180
    度位相の異なるX走査電圧を印加するX走査電源と、同
    第1および第2の走査電極のY方向中心線上に位置する
    二つの電極間にそれぞれ互いに180度位相の異なるY
    走査電圧を印加するY走査電源とを備えることを特徴と
    するイオン注入装置。
  2. (2)イオンビームをX方向およびそれと直交するY方
    向に静電的に平行走査してターゲットに照射するイオン
    注入装置であって、円筒状をした抵抗体のX方向中心線
    上に位置する2箇所およびY方向中心線上に位置する2
    箇所に当該抵抗体の長手方向に沿う帯状の端子電極をそ
    れぞれ設けた構造をそれぞれ有する第1および第2の走
    査電極であってそれらの中をイオンビームが通るように
    イオンビームの進行方向に沿ってかつ互いに直列に設け
    られたものと、この第1および第2の走査電極のX方向
    中心線上に位置する二つの端子電極間にそれぞれ互いに
    180度位相の異なるX走査電圧を印加するX走査電源
    と、同第1および第2の走査電極のY方向中心線上に位
    置する二つの端子電極間にそれぞれ互いに180度位相
    の異なるY走査電圧を印加するY走査電源とを備えるこ
    とを特徴とするイオン注入装置。
JP16621789A 1989-06-28 1989-06-28 イオン注入装置 Pending JPH0330248A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3923315A1 (en) * 2020-06-11 2021-12-15 ASML Netherlands B.V. Manipulator, manipulator array, charged particle tool, multibeam charged particle tool, and method of manipulating a charged particle beam
WO2022262970A1 (en) * 2021-06-16 2022-12-22 Carl Zeiss Multisem Gmbh Distortion optimized multi-beam scanning system

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