JPH06188215A - イオンビーム走査装置および方法 - Google Patents

イオンビーム走査装置および方法

Info

Publication number
JPH06188215A
JPH06188215A JP3069060A JP6906091A JPH06188215A JP H06188215 A JPH06188215 A JP H06188215A JP 3069060 A JP3069060 A JP 3069060A JP 6906091 A JP6906091 A JP 6906091A JP H06188215 A JPH06188215 A JP H06188215A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion beam
scanning
axis
electrostatic
symmetry
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3069060A
Other languages
English (en)
Inventor
Derek Aitken
デレック・アイトケン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Superion Ltd
Original Assignee
Superion Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Superion Ltd filed Critical Superion Ltd
Publication of JPH06188215A publication Critical patent/JPH06188215A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/3002Details
    • H01J37/3007Electron or ion-optical systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3171Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アンギュラ走査した(angularly scanned )
イオンビームを平行走査イオンビームに変換する。 【構成】 アンギュラ走査したイオンビームを平行走査
イオンビームに変換するコンバータ26は互いに隣接し
て位置する第1,第2電極27,28を有する。これら
の電極は、同心的一部円錐表面にしたがって形成され
る。内側電極27は入口開口31と出口開口32を有す
る。イオンビームは電極27,28間の電位差によって
90度曲げられて出口開口32から出て行く。入ってく
るイオンビーム11は、ビームが円錐軸33を通過する
位置で、静電スキャナによりアンギュラ走査される。ビ
ームは円錐軸の半径に沿う経路を通って走査される。出
て行くビームは、ビームのアンギュラ走査の間中、円錐
軸に平行な方向を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はイオンビーム走査装置お
よび方法に関する。一面において、本発明はアンギュラ
走査した(angularly scanned )イオンビームを平行イ
オンビームに変換する方法と装置に関する。本発明は、
また、平行走査イオンビームを生産する装置と方法に関
する。本発明は、予め選定された種(species )のイオ
ンを標的要素に打ち込む技術、例えば他の材料の表面層
に対する種の制御された導入、に特に関連するが、これ
に限定されるものではない。この技術は、特に、化学的
不純物を材料の中に導入することによって、半導体の導
電性を修正するものであって、ICその他の製造におい
て使用される半導体技術において重要である。LSIチ
ップの製造において、イオン注入法を使用することの背
景的知識は、本発明の発明者の発明に係るアメリカ特許
第4578589号に記載されている。
【0002】
【従来の技術】通常、イオン注入装置は、イオン源と、
イオン源の中の抽出スロットからイオンを加速する抽出
電極を有する抽出システムと、必要とされるイオン種の
選択のための分析磁石と、分析磁石の前後の加速台と、
(ビームを走査したり、標的を移動させたりして)ビー
ムと標的の間の相対的走査運動を作り出す手段を備えた
標的領域とを有する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】穏やかなビーム電流
(電荷が重大な問題ではないような空間におけるビーム
電流、例えば約1mA以下)におけるイオン注入は、通
常、テレビ管の電子ビーム走査装置に似たやり方でビー
ムを走査することにより、注入領域に亘って均一性をも
たらす装置により行なわれる。典型的には、ビームは静
電スキャナにより偏向される。ビームが2つのスキャナ
・プレートの間の電場を通り過ぎるとき、標的の上のビ
ームスポットは、ほぼ均一な注入をもたらすべく、予め
決められたやり方で移動する。しかし、この技術では2
つの問題がある。第1は、ビームの、均一な角度偏向
は、標的表面の均一な走査をもたらさない。必ず、幾何
学的なエラーがあるものである。走査角度が2−3度の
場合は、この問題は重大ではない。ビーム方向と標的表
面の間の角度変化の方がより重大である。このことは、
シリコンウェーハなどの単一の結晶標的の結晶格子と、
入ってくるイオンの相互作用に中で、角度に依存した変
化を引き起こす。浸透深度は「チャネリング(channell
ing )」と呼ばれる現象に依存する。これはイオンが、
低指数結晶面に平行に移動するとき、浸透度が増加する
傾向をいう。この難点は平行走査により避けることが出
来る。即ち、イオンビームと標的表面との間で一定の角
度、通常0又は7度の打ち込み角度で走査すればよい。
【0004】従来公知の平行走査システムでは、走査さ
れたビームを2回偏向させる。1回目はアンギュラ走査
を達成するため、2回目は、元のビーム方向に平行な平
行走査を行なうために、等しくかつ正反対に偏向させ
る。主な問題は、第2のスキャナは必要とされる走査距
離よりも大きな開口を持たなければならないということ
である。これは大きく、高価な装置を必要とする。
【0005】本発明の目的は、比較的小さく低価格な装
置を使用し、簡単に操作できる、改良された平行走査ビ
ームの製造装置と方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、アンギ
ュラ走査されたイオンビームを平行走査イオンビームに
変換する装置であって、アンギュラ走査されたイオンビ
ームを受け取り、かつビームのアンギュラ走査を横切る
平面において、ビームのアンギュラ走査の間中、ほぼ一
定に保たれる方向にイオンビームを偏向させる静電偏向
手段を有することを特徴とする装置が提供される。
【0007】また、本発明によれば、ビームの方向角度
を変化させることによりイオンビームのアンギュラ走査
を行なう手段を有する、平行走査イオンビームを製造す
る装置であって、アンギュラ走査されたイオンビームを
受け取り、かつビームのアンギュラ走査を横切る平面に
おいて、ビームのアンギュラ走査の間中、ほぼ一定に保
たれる方向にイオンビームを偏向させる静電偏向手段を
有することを特徴とする装置が提供される。
【0008】必須ではないが、好ましくは、ビームのア
ンギュラ走査を横切る平面はアンギュラ走査と直角面で
あることである。
【0009】好ましくは、静電偏向手段は、アンギュラ
走査されたとき、第1面でビームを受取り、第2面で第
1面に垂直に偏向させるものである。静電偏向手段はイ
オンビームを約90度の角度で偏向させて、ビームのア
ンギュラ走査の間中、第1面にほぼ垂直に保たれる方向
にさせるものである。
【0010】好ましくは、静電偏向手段は対称軸の回り
で曲面を持った電極構造を有する。静電偏向手段は、電
極構造の対称軸に平行な方向にイオンビームを偏向させ
るものである。
【0011】好ましくは、前記曲面を持った電極構造
は、前記対称軸の回りで任意の図形を回転させて形成さ
れる表面に従って形成される。例えば、前記軸とこれに
対して傾いた線とを回転させて形成される円錐表面の一
部に従うように電極を形成することが出来る。他の態様
では、軸の回りで半円を回転させて形成される球体の一
部としてもよいし、軸の回りで円を回転させて形成され
るトロイダル表面としてもよい。
【0012】さらに、本発明によれば、アンギュラ走査
されたイオンビームを平行走査されたイオンビームに変
換する装置であって、対称軸の回りで曲面を持った電極
構造を有するとともに、ビームのアンギュラ走査の間
中、アンギュラ走査されたイオンビームを、電極構造の
対称軸に平行な方向に偏向させる静電偏向手段を有する
ことを特徴とする装置が提供される。
【0013】電極間を横切る電圧を適当に変更すること
により他の態様も可能であるが、最も好ましいのは、静
電偏向器が対称軸にほぼ垂直な平面にある経路に沿って
イオンビームを受け取るように配置することである。好
ましくは、静電偏向手段は対称軸を通過する経路に沿っ
てイオンビームを受け取るように配置する。好ましく
は、ビームが対称軸を通過する領域においてビームの方
向角度を変化させることによってビームのアンギュラ走
査が達成されるように配置する。本装置の好ましい態様
では、イオンビームのアンギュラ走査は対称軸に垂直な
平面において行なわれるように配置する。好ましくは、
静電偏向手段は、イオンビームのアンギュラ走査の間中
一定であるような角度(絶対的ではないが、好ましくは
90度)だけ偏向させるように配置する。
【0014】特に好ましい態様では、偏向手段は、互い
に隣接して位置し、同心的一部円錐表面に従うように形
成した第1,第2電極を有する。内部の一部円錐電極は
角度偏向されたイオンビームを受け取るための入口開口
と、イオンビームのための外側の開口を有する。入口開
口と出口開口は同心的一部円錐表面の対称軸を含む平面
において離れて位置している。偏向手段は、入って来る
ビームが角度偏向されている間中、電極間に電位差を印
加して、第1の開口に入る角度偏向されたイオンビーム
を曲げ、円錐軸にほぼ平行に第2開口から出て行くよう
にする。
【0015】好ましくは、電極は円錐軸を含む平面を横
切る方向に細長い。好ましくは、内部電極の各開口も前
記平面を横切る方向に細長い。
【0016】好ましくは、ビームが静電偏向手段に入る
前に、ビームのバイアス偏向を作り出すバイアス偏向手
段を有する。バイアス偏向は、通常操作中一定となるよ
うに配置する。バイアス偏向手段は、静電偏向手段の電
極を横切る電位差を印加する手段と接合されていて、電
極間に操作電圧の望ましくない変化があったとき、静電
偏向手段からイオンビームをそらす。
【0017】本発明の装置に関して、これまで述べ、こ
れからも述べる特徴は本発明の方法に関しても適用され
ること、その逆も言えることに留意してほしい。
【0018】特に、本発明によれば、ビームの方向角度
を変化させることによりイオンビームのアンギュラ走査
を行なう、平行走査イオンビームを製造する方法であっ
て、ビームのアンギュラ走査を横切る平面において、ビ
ームのアンギュラ走査の間中、ほぼ一定に保たれる方向
にイオンビームを偏向させることを特徴とする方法が提
供される。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
【0020】図1aは、2つのスキャナプレート12,
13の間を通過する従来の、アンギュラ走査されたイオ
ンビーム11を略図で示している。これにより、偏向を
生じさせて、標的15の上をビームスポット14が予め
決められたやり方で移動し、均一な打ち込みを達成す
る。もし、スキャナプレート12,13に印加された電
圧が時間と共に均一に変化するなら、標的に対する均一
なビーム走査速度が達成されるであろう。通常、互いに
直角に電場を生み出す2種類のスキャナプレートを使用
する。図1aでは、そのうちの1つが示されている。こ
のスキャナプレートに均一なのこぎり電圧を印加するこ
とにより、標的上に一連の均一なビーム通路が達成され
る。X走査プレートに対して10−100Hz、Y走査
プレートに1kHzの周波数を適用することにより、標
的表面に二次元のほぼ均一な打ち込みが達成される。
【0021】図1aに示すように、このシステムにおい
ては走査の末端における打ち込み角度が変化してしまう
ので、図1bに略図で示すような平行走査に対する要望
が高まりつつある。ここでは、ビーム11は標的15を
いったり来たりして走査するが、走査中、標的15に対
して垂直又は固定角度(例えば7度)を維持する。
【0022】典型的な従来の静電走査システムは、図2
a,2bに示すように、ビームのアンギュラ走査を行な
う。十分エネルギーを持ち、質量分析されたビーム11
は静電(または磁気)四極レンズ16を通り、標的15
の上に要求されるスポットサイズを形成する。ビーム1
1は高周波数Yスキャナ17を通過して図2bに示すよ
うにアンギュラ走査を行なう。それからビームは、図2
bに示すようにX走査を実施するXスキャナ18を通過
する。同時に図2aに示すように、全体的な偏向をもた
らす。この一定偏向が設けられているのは、(スキャナ
によって偏向されない)中性イオンが単一の非走査位置
において標的に当って、望ましくない非均一性をもたら
さないようにするためである。中性イオンはXスキャナ
18によって偏向されないので、標的15の側を通り過
ぎる。Xスキャナ18の均一な偏向は、また、第2(ま
たはそれ以降)の末端ステーション設置を可能とする。
例えば、装置の中心軸の反対側に示す15’において、
標的15から相殺するために設置される。Xスキャナ
は、末端ステーション15’が使用されているときにも
ビームが切替えられるように別の全体的な偏向装置が必
要となる。
【0023】図3aは平行走査イオンビームを作り出す
公知の装置の平面略図である。スキャナを通過するビー
ム11は十分エネルギーを備えていない。走査段階の後
で十分なエネルギーになるまで加速される。ビームは最
初に磁気的四極レンズ16を通過する。それからY走査
を行なうとともに、中性イオンが標的に当るのを避ける
ために一定の偏向をもたらす静電偏向器(electrostati
c deflector )19を通過する。ビームは、焦点におい
て第1スキャナ19と共に配置された磁気的二極レンズ
20を通過する。二極レンズ20はアンギュラ走査を補
償し、平行走査ビームを形成する。平行走査ビームは、
標的15に当る前に走査ビームを加速する加速システム
21を通過する。
【0024】このシステムの欠点は、(1)静電偏向器
は低エネルギービームに作用し、空間電荷問題を悪化さ
せること、(2)過度に大きな二極磁石を避けるために
低エネルギー走査が必要であること、(3)平行走査ビ
ームを扱うために大きな加速後のシステムが必要である
こと、である。
【0025】図3bは平行走査を行なう別の公知のシス
テムの平面略図である。ここで、ビーム11は、中性ト
ラップ(neutral trap)として作用する直流静電偏向器
23を通過する。それから、ビームは図示のようなアン
ギュラ走査を行なう多極静電偏向器24を通過する。次
にビームは第2の多極偏向器を通過して、アンギュラ走
査を補償し、最終的に標的15に当るビームの平行走査
をもたらす。
【0026】このシステムの最大の難点は、最後のスキ
ャナ25に必要な大きな開口である。これは大きな電圧
か大きな物体外形のいずれかを必要とする。図3a,3
bに示す装置は大きくて、高価である。
【0027】図4a,4bは本発明の、平行走査をもた
らす装置の平面図と側面図である。多くの要素は、図2
a,2bに示す、従来の静電アンギュラ走査システムと
同様であり、同じ参照番号を付している。多くの要素が
共通であるというのは、本発明の利点の1つである。な
ぜなら、従来の走査装置を本発明システムに転換するこ
とが出来るからである。X走査がないことを除けば、図
2a,2bに関して述べたように、ビーム11は要素1
6,17,18を通過してアンギュラ走査ビームを形成
する。アンギュラ走査されたビームは、本発明にしたが
って、26で指示されたコンバータに送り込まれ、アン
ギュラ走査が平行走査ビームに転換される。出て行くビ
ームは標的15に当る。
【0028】コンバータ26は、図5,6a,6bに、
より詳細に示されている。コンバータ26は、互いに重
なって位置する第1,第2電極27,28を有する。第
1,第2電極は、同心的円錐表面に従うように形成され
ている。図6に関して述べると、第1内部電極27は円
錐表面29の一部に従い、第2外部電極28は円錐表面
30の一部に従う。
【0029】図5に示すように、内部電極27は、イオ
ンビーム11を受け取るための入口開口31と、イオン
ビーム11が出ていく出口開口32を有する。入口開口
31と出口開口32は図5の紙の平面においては離れて
位置している。この平面は図6aに示すように、同心的
円錐表面29,30の円錐軸33を含んでいる。図5に
おいて、電極27,28の間に電位差を適用するための
手段34が概略的に示されている。例えば、イオンビー
ム11を90度にわたって曲げて、出口開口32から出
ていくようなものである。図6aに示すように、入って
来るビーム11は円錐軸33に垂直な平面にあり、かつ
その軸を通過する経路に沿って電極27,28に向かっ
て進む。
【0030】ビーム11は円錐軸33に平行な方向に出
口開口32を出ていく。図6bに示すように、入って来
るビーム11のアンギュラ走査は静電スキャナ17を円
錐軸33に設定することにより行なわれる。静電スキャ
ナ17はイオンビームが円錐軸を横切るところである。
アンギュラ走査は図6bの紙の平面、即ち円錐軸33に
垂直平面において行なわれる。ここでビームは円錐軸3
3の半径に沿う経路を通って走査される。
【0031】この走査装置の効果は、入って来るビーム
11のアンギュラ走査の間中、出ていくビーム11は円
錐軸33に平行である。
【0032】本発明のこの実施例によれば、Xスキャナ
18は一定の偏向を作り出すためだけに設けられてお
り、X走査機能のためではない。従来の中性トラップを
提供するのに加えて、Xスキャナ18は他に2つの機能
を持つことができる。第1の付加的な機能は、不正エネ
ルギー(incorrect energy)のイオンが静電鏡(electr
ostatic mirror)に入って来るのを防ぐことである。不
正エネルギーは、例えば、加速システムの1つにおい
て、電荷交換したり電気的故障があって発生する。Xス
キャナの第2の付加的な機能は、鏡電極を横切る電位差
の破壊の場合にイオンビームを偏向させられるというこ
とである。1つの特に有利な実際的な実施例において
は、鏡電圧(mirror voltage)を使用して、中性トラッ
プと、Xスキャナ電極18を横切る偏向電圧(deflecti
on voltage)を提供(またはこれに間接的に影響するす
る)ことである。もし、鏡が破壊して鏡電圧が減少また
は消失したとき、ビームを鏡に送らずに復旧を援助する
ことが望ましい。さもないと、ビームが鏡電極に当たる
ことになるからである。鏡電圧と中性トラップ電圧をリ
ンクすれば、その結果として起こる中性トラップと偏向
角度の変化は、鏡が破壊されている間、ビームが鏡に送
られるのを防ぐことができる。標的15のX走査は、図
5に矢印Xで示すように、ビーム11に対して標的15
をゆっくり機械的に走査することによって行なわれる。
【0033】コンバータ26の電極は、図5に示すよう
に、抑圧電極(suppression electrodes)37,38と
スクリーン39を有する。この電極構成は静電鏡と呼ぶ
装置を形成する。
【0034】第2外部電極28の位置は変更可能であ
る。この位置はビーム11の全体加速電圧のパーセンテ
ージとして鏡電圧によって決定される。実線で示した外
部電極28は、ビーム11に印加される全体加速電圧の
60%の電極を横切る電位差を与えるような電圧で操作
するのに適した位置である。点線で第2電極が内側位置
28Bに示されており、ここはビームの加速電圧の50
%で操作する位置である。外側位置28Aは全体加速電
圧の100%で操作する位置である。
【0035】第2外部電極28は鏡電極(mirror elect
ode )と呼ばれており、前記したように、好ましくは電
位源(source potential)のパーセンテージとして設定
される。例えば、28Aで示される100%位置に設定
したとき、鏡電圧はビーム11の全体加速電圧に等しい
であろう。ビーム11の90度回転が必要なとき、最小
鏡電圧は50%である。この電圧において、ビームは鏡
電極28Bに接線で接触する。これは望ましくないの
で、実際には最小鏡電圧は約60%である。ビーム11
に関するかぎり、重大なのは鏡電圧ではなく、電気勾配
(eletric gradient)である。
【0036】本発明、少なくとも好ましい実施例、では
利点が少なからずある。前記したとおり、コンバータ2
6は既存の装置に簡単に取り付けられる。この実施例の
別の利点は、ビーム11がいつもビームライン電位(be
am line potential )で電極27を通って鏡電極に入っ
て来ることである。図3bで示すような従来装置の第2
スキャナではそうではなかった。
【0037】実施例の装置は簡単に拡大できる。鏡電極
の長さだけが最大の標的サイズを決定するからである。
必要とされる標的サイズ能力を達成するためには、走査
角度を増すだけで足りる。従来の静電第2スキャナと異
なり、電極27,28を横切る電気勾配距離は装置を拡
大しても変える必要はない。長い電気勾配は不利であ
る。なぜなら、特定の勾配にするには高交流電圧が必要
となるからである。
【0038】別の利点は、コンバータ26は直流電圧だ
けを使用するということである。したがって、交流装置
に比べ、簡単で、故障が少ない。本装置はエネルギーフ
ィルタとして作用する。全体の装置はコンパクトであ
り、標的を鏡電極の近くに設置できる。
【0039】図7は標的15の上に形成された走査パタ
ーンを走査線40で概略的に示している。従来の走査の
ように、高走査角度においては走査速度修正が必要であ
る。この場合、走査線は対称軸からの距離が増えるにし
たがって詰まって来る。
【0040】本発明は、既存の走査装置に改造を許容す
る点で特に有利である。例えば、125mm −150
mmの走査能力を200mm平行走査に変換させること
が出来る。現在利用できる平行走査装置は、大きく、か
つ高価であることに注意すべきである。既存装置を改造
するという既存技術の延長によって平行走査が可能とな
るのは商業的に極めて魅力的である。
【0041】図8,9は、既存装置の改造の諸相を示し
ている。図8aでは、ビームライン長さを延長すること
により、T1で示される標的幅はT2で示される幅に簡
単に増やされている(例えば、150mmから200m
mへ)。本発明による平行走査へ変換することにより、
まずまずの結果が得られる。同様に、図8bに示すよう
に、走査角度を増すことにより、標的サイズをT1から
T2へ増やすことが出来る。本発明を使用することによ
り、歪みは許容できるレベルに保たれる。最後に図7c
では、XおよびYスキャナに同じのこぎり電圧を印加す
ることによりもたらされる対角線走査を使用することに
より、標的サイズをT1からT3へ大きく出来る。
【0042】図9aは、図2aに示され記載された種類
の、従来のアンギュラ走査システムの平面図であるが、
ここでは本発明に改造されたものが示されている。改造
前は、図9aに示されるXスキャナは、装置の中心軸の
片側へ一定の偏向をもたらし、E1,E2で示される2
つの末端ステーションとなっていた。改造後は、Yスキ
ャナ17’は、図9bに示される一定の偏向を作り出す
ためだけに必要であり、中性トラップとなる。ビームの
アンギュラ走査はXスキャナ18’によって行なわれ、
走査されたビームは、前記したように、コンバータ26
へ送られる。このように、従来のシステムは容易に本発
明の平行走査システムに改造される。
【0043】「静電鏡」という用語を静電手段による偏
向の好ましい実例として使用したが、荷電粒子ビームの
偏向と減速・加速の双方を含むのが一般である。従来の
静電鏡タイプの配置であって、平面電極ではなく、図5
に示すような円錐電極であるものが、電極配置の対称軸
に平行に90度偏向させるためには多分最もよい解決法
であろう。
【0044】他に多くの設計変更が可能である。焦点合
わせ特性を変えるために、様々な形状の静電鏡を使用す
ることが出来る。図10aは、曲面を持った電極27,
28の使用状況を示している。曲面とは、電極構造の対
称軸33を含む平面において曲がっているということで
ある。このやり方は様々な曲面を有する電極表面を提供
する。例えば、球体、楕円体、放物面、または図10b
に示すようなトロイド(toroid=円錐曲線回転体)であ
る。一番最後の物は、トロイダル電極の軸に平行に90
度偏向する静電偏向を示している。
【0045】静電鏡はイオン(又はいかなる荷電粒子)
ビームの偏向と減速・加速に関係するが、静電偏向は偏
向のみに関係する。したがって、鏡は偏向を達成するた
めのより効果的なやり方である。なぜなら偏向の相当部
分は減速エネルギーにおいて達成されるからである。こ
れにより、必要な偏向を達成するためのシステムの大き
さと電圧勾配の強度を小さく出来る。最も魅力的な実例
では、2つの円錐状電極を使用して円錐型静電鏡を形成
する。
【0046】
【発明の効果】本発明によれば、比較的小さく低価格な
装置を使用し、簡単に操作できる、改良された平行走査
ビームの製造装置と方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1a,1bはアンギュラ走査および平行走査
技術におけるイオンビームの経路を略図で示したもので
ある。
【図2】図2a,2bは公知の静電アンギュラ走査シス
テムの平面略図および側面略図である。
【図3】図3a,3bは平行走査を作り出す2つの公知
システムの平面略図である。
【図4】図4a,4bは、本発明による、平行走査を作
り出す装置の平面略図および側面略図である。
【図5】図5は、本発明による、アンギュラ走査された
イオンビームを平行走査ビームに変換する装置の平面略
図である。図4a,4bに示された本発明装置の要素を
詳細に示している。
【図6】図6a,6bは、図4a,4b,5に示された
本発明装置の電極形状となる2つの同心的円錐表面を示
す平面略図および側面略図である。
【図7】図7は、本発明による図4a−6bの装置によ
って作り出される操作パターンを示す。
【図8】図8a,8b,8cは、本発明による装置によ
って操作される標的のサイズを大きくするための3つの
実施態様を示す略図である。
【図9】図9a,9bは、イオンビーム操作装置の平面
略図および側面略図であり、既存の装置を本発明の装置
に改造する方法を示す。
【図10】図10a,10bはアンギュラ走査されたイ
オンビームを平行走査ビームに変換するのに使用する、
図4a,4bの装置とは別の形状の電極を示している。
【符号の説明】
11...イオンビーム 15...標的 17...Yスキャナ 26...静電偏向器(静電偏向手段) 27,28...電極 31...入口開口 32...出口開口 33...対称軸
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成3年4月10日
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【図7】
【図1】
【図3】
【図4】
【図8】
【図5】
【図6】
【図9】
【図10】

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンギュラ走査されたイオンビームを平
    行走査イオンビームに変換する装置であって、アンギュ
    ラ走査されたイオンビーム(11)を受け取り、かつビ
    ーム(11)のアンギュラ走査を横切る平面において、
    ビームのアンギュラ走査の間中、ほぼ一定に保たれる方
    向にイオンビーム(11)を偏向させる静電偏向手段
    (26)を有することを特徴とする装置。
  2. 【請求項2】 イオンビーム(11)の方向角度を変化
    させることによりイオンビームのアンギュラ走査を行な
    う手段(17)を有する、平行走査イオンビームを製造
    する装置であって、アンギュラ走査されたイオンビーム
    を受け取り、かつビームのアンギュラ走査を横切る平面
    において、ビームのアンギュラ走査の間中、ほぼ一定に
    保たれる方向にイオンビームを偏向させる静電偏向手段
    (26)を有することを特徴とする装置。
  3. 【請求項3】 静電偏向手段(26)は、アンギュラ走
    査されたとき、第1面でビーム(11)を受取り、第2
    面で第1面に垂直に偏向させるものであり、静電偏向手
    段(26)はイオンビームを約90度の角度で偏向させ
    て、ビームのアンギュラ走査の間中、第1面にほぼ垂直
    に保たれる方向にさせるものである請求項1又は2記載
    の装置。
  4. 【請求項4】 静電偏向手段(26)は対称軸の回りで
    曲面を持った電極構造(27,28)を有し、静電偏向
    手段(26)は、電極構造(27,28)の対称軸(3
    3)に平行な方向にイオンビーム(11)を偏向させる
    ものである請求項1ないし3のいずれかに記載の装置。
  5. 【請求項5】 静電偏向器(26)が対称軸(33)に
    ほぼ垂直な平面にある経路に沿ってイオンビーム(1
    1)を受け取るように配置されている請求項4記載の装
    置。
  6. 【請求項6】 静電偏向手段(26)が対称軸(33)
    を通過する経路に沿ってイオンビームを受け取るように
    配置されている請求項4又は5記載の装置。
  7. 【請求項7】 ビーム(11)が対称軸(33)を通過
    する領域においてビームの方向角度を変化させることに
    よってビームのアンギュラ走査が達成されるように配置
    されている請求項6記載の装置。
  8. 【請求項8】 イオンビーム(11)のアンギュラ走査
    が対称軸(33)に垂直な平面において行なわれるよう
    に配置された請求項7記載の装置。
  9. 【請求項9】 偏向手段(26)が、互いに隣接して位
    置し、同心的一部円錐表面に従うように形成した第1,
    第2電極(27,28)を有し、内部の一部円錐電極
    (27)は角度偏向されたイオンビームを受け取るため
    の入口開口(31)と、イオンビーム(11)のための
    外側の開口(32)を有し、入口開口(31)と出口開
    口(32)は同心的一部円錐表面の対称軸(33)を含
    む平面において離れて位置しており、さらに、入って来
    るビームが角度偏向されている間中、電極間に電位差を
    印加して、第1の開口に入る角度偏向されたイオンビー
    ムを曲げ、円錐軸(33)にほぼ平行に第2開口(3
    2)から出て行くようにする手段(34)を有する請求
    項1ないし8のいずれかに記載の装置。
  10. 【請求項10】 電極(27,28)と、第1電極の開
    口(31,32)が、円錐軸(33)を含む平面を横切
    る方向に細長い請求項9記載の装置。
  11. 【請求項11】 ビーム(11)が静電偏向手段に入る
    前に、ビームのバイアス偏向を作り出すバイアス偏向手
    段(18)を有しており、前記バイアス偏向は、通常操
    作中一定となるように配置されており、前記バイアス偏
    向手段(18)は、静電偏向手段の電極(27,28)
    を横切る電位差を印加する手段(34)と接合されてい
    て、電極間に操作電圧の望ましくない変化があったと
    き、静電偏向手段(26)からイオンビームをそらす請
    求項1ないし10のいずれかに記載の装置。
  12. 【請求項12】 ビーム(11)の方向角度を変化させ
    ることによりイオンビーム(11)のアンギュラ走査を
    行なう、平行走査イオンビームを製造する方法であっ
    て、ビームのアンギュラ走査を横切る平面において、ビ
    ームのアンギュラ走査の間中、ほぼ一定に保たれる方向
    にイオンビーム(11)を偏向させることを特徴とする
    方法。
  13. 【請求項13】 第1面でイオンビーム(11)をアン
    ギュラ走査し、第2面でイオンビーム(11)を第1面
    に垂直に約90度の角度で偏向させて、ビームのアンギ
    ュラ走査の間中、第1面にほぼ垂直に保たれる方向にさ
    せるものである請求項12記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記イオンビーム(11)の偏向を対
    称軸(33)の回りで曲面を持った電極構造(27,2
    8)を有する静電偏向手段により行ない、電極構造(2
    7,28)の対称軸(33)に平行な方向にイオンビー
    ム(11)を偏向させるものである請求項12又は13
    に記載の方法。
JP3069060A 1990-03-08 1991-03-08 イオンビーム走査装置および方法 Pending JPH06188215A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9005204.4 1990-03-08
GB909005204A GB9005204D0 (en) 1990-03-08 1990-03-08 Apparatus and methods relating to scanning ion beams

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06188215A true JPH06188215A (ja) 1994-07-08

Family

ID=10672237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3069060A Pending JPH06188215A (ja) 1990-03-08 1991-03-08 イオンビーム走査装置および方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5099130A (ja)
EP (1) EP0445964A3 (ja)
JP (1) JPH06188215A (ja)
GB (1) GB9005204D0 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005055271A1 (ja) * 2003-12-04 2005-06-16 Nissin Ion Equipment Co., Ltd. イオンビーム装置
JP2007517358A (ja) * 2003-06-13 2007-06-28 アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド イオン注入システムのための磁気/静電式ハイブリッド偏向器
US8431881B2 (en) 2000-09-15 2013-04-30 Kollsman, Inc. Night vision goggles with pellicle
JP2014509778A (ja) * 2011-03-31 2014-04-21 アクセリス テクノロジーズ, インコーポレイテッド 走査されたイオンビームの均一性改善
KR20200070419A (ko) * 2016-10-18 2020-06-17 베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크. 만곡된 포스트 스캔 전극의 이온 주입기 시스템 장치

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0581440B1 (en) * 1992-07-16 2001-09-05 Axcelis Technologies, Inc. Ion beam scanning system
US5696375A (en) * 1995-11-17 1997-12-09 Bruker Analytical Instruments, Inc. Multideflector
US5760395A (en) * 1996-04-18 1998-06-02 Universities Research Assoc., Inc. Method and apparatus for laser-controlled proton beam radiology
AU3871697A (en) * 1996-06-17 1999-01-19 Scanditronix Medical Ab Irradiation equipment
JPH10303118A (ja) * 1997-04-30 1998-11-13 Nikon Corp 電子線投影光学系
EP1150327B1 (en) * 2000-04-27 2018-02-14 ICT, Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH Multi beam charged particle device
US6525326B1 (en) * 2000-09-01 2003-02-25 Axcelis Technologies, Inc. System and method for removing particles entrained in an ion beam
JPWO2002103765A1 (ja) * 2001-06-18 2004-10-07 株式会社アドバンテスト 電子ビーム露光装置、電子ビーム露光方法、半導体素子製造方法、及び電子ビーム形状測定方法
US7868305B2 (en) * 2005-03-16 2011-01-11 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Technique for ion beam angle spread control
US9147554B2 (en) * 2009-07-02 2015-09-29 Axcelis Technologies, Inc. Use of beam scanning to improve uniformity and productivity of a 2D mechanical scan implantation system
US8421039B2 (en) 2011-03-31 2013-04-16 Axcelis Technologies, Inc. Method and apparatus for improved uniformity control with dynamic beam shaping
CN107864546B (zh) * 2017-10-31 2019-06-07 华中科技大学 一种回旋加速器的束流强度稳定调制装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3569757A (en) * 1968-10-04 1971-03-09 Houghes Aircraft Co Acceleration system for implanting ions in specimen
GB2086651B (en) * 1980-04-25 1984-02-01 Dmitriev Stanislav P Device for irradiating with electron beams
US4381453A (en) * 1980-12-31 1983-04-26 International Business Machines Corporation System and method for deflecting and focusing a broad ion beam
US4847504A (en) * 1983-08-15 1989-07-11 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for ion implantation
US4578589A (en) * 1983-08-15 1986-03-25 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for ion implantation
EP0263876B1 (en) * 1986-04-09 2002-11-13 Varian Semiconductor Equipment Associates Inc. Ion beam scanning method and apparatus

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8431881B2 (en) 2000-09-15 2013-04-30 Kollsman, Inc. Night vision goggles with pellicle
JP2007517358A (ja) * 2003-06-13 2007-06-28 アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド イオン注入システムのための磁気/静電式ハイブリッド偏向器
WO2005055271A1 (ja) * 2003-12-04 2005-06-16 Nissin Ion Equipment Co., Ltd. イオンビーム装置
KR100808081B1 (ko) * 2003-12-04 2008-02-28 닛신 이온기기 가부시기가이샤 이온빔 장치
US7435976B2 (en) 2003-12-04 2008-10-14 Nissin Ion Equipment Co., Ltd. Ion beam device
JP2014509778A (ja) * 2011-03-31 2014-04-21 アクセリス テクノロジーズ, インコーポレイテッド 走査されたイオンビームの均一性改善
KR20200070419A (ko) * 2016-10-18 2020-06-17 베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크. 만곡된 포스트 스캔 전극의 이온 주입기 시스템 장치
JP2020161485A (ja) * 2016-10-18 2020-10-01 ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド スキャン後の湾曲電極のイオン注入システムの装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP0445964A3 (en) 1993-05-12
US5099130A (en) 1992-03-24
GB9005204D0 (en) 1990-05-02
EP0445964A2 (en) 1991-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06188215A (ja) イオンビーム走査装置および方法
JP4883316B2 (ja) イオンビーム用静電レンズ
US5751002A (en) Ion implantation apparatus
JP2002353113A (ja) 荷電粒子線露光装置及び方法
TW200818234A (en) Multi-purpose electrostatic lens for an ion implanter system
US4687940A (en) Hybrid focused-flood ion beam system and method
JP4625775B2 (ja) イオン注入装置
JP3336444B2 (ja) イオンビーム注入装置とその方法
US7763862B2 (en) Method of aberration correction and electron beam system
JP2004134389A (ja) ビーム誘導構成体、結像方法、電子顕微鏡システムおよび電子リソグラフィシステム
JP2004527885A (ja) 粒子ビーム装置のための偏向システム
JP3983772B2 (ja) 荷電粒子ビーム応用装置
US6822246B2 (en) Ribbon electron beam for inspection system
JP2000306537A (ja) 粒子線装置
JP4138946B2 (ja) イオン注入装置
WO2000041205A1 (en) Apparatus and method for monitoring and tuning an ion beam in ion implantation apparatus
US7279691B2 (en) Ion implantation apparatus and method for implanting ions by using the same
JP3474082B2 (ja) 電子線装置
JP3800343B2 (ja) 荷電粒子ビーム露光装置
JP2003332206A (ja) 電子ビーム露光装置及び電子ビーム処理装置
JP2002175771A (ja) イオン注入装置
JP2024002970A (ja) 集束イオンビームシステム及び方法
JP2000156189A (ja) 電子ビ―ム装置および電子ビ―ムの軸ずれ検出方法
JP2003007238A (ja) ビームセパレータおよび反射電子顕微鏡
JPH09213250A (ja) 荷電粒子ビームの偏向装置