JPH06188215A

JPH06188215A - イオンビーム走査装置および方法

Info

Publication number: JPH06188215A
Application number: JP3069060A
Authority: JP
Inventors: Derek Aitken; デレック・アイトケン
Original assignee: Superion Ltd
Current assignee: Superion Ltd
Priority date: 1990-03-08
Filing date: 1991-03-08
Publication date: 1994-07-08
Also published as: EP0445964A3; US5099130A; GB9005204D0; EP0445964A2

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

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【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

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。